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胚盤胞補完法を用いたin vivo肺再生

CRISPR/Cas法を用いてFgf10exon1欠損マウスを作製し、ホモ欠損マウスで肺欠損を確認した。肺欠損マウス胚にES細胞を移入して、ES細胞由来の肺の作製を試みた。まず、ヘテロマウス同士を交配し、ホモ欠損マウス胚を含む胚にES細胞およびiPS細胞を胚盤胞補完法を用いて移入した。その結果、キメラマウスの全てに肺の発生が確認された。肺はGFP陽性で、胚盤胞補完法でES細胞由来の肺が作出可能であることが強く示唆された。また、FGF10欠損マウスがホモ欠損であることを証明するため、Fgf10exon3欠損マウスを作出し、複合ヘテロFgf10exon1/exon3マウスの作出を現在行っている。本研究の目的は、胚盤胞補完法を用いてiPS細胞由来の肺をマウス個体で作成することである。本研究目的を達成するために、期間内に次の研究を遂行する。胚盤胞補完法に用いる肺臓器形成不全Fgf10ノックアウトマウス由来胚盤胞を作製するマウスコロニーの準備をおこなう。次に、得られた受容胚にGFPラベルしたマウスiPS細胞を移入し、偽妊娠マウスに移植してキメラマウスを得る。このキメラマウスでの肺臓器の有無を、移入したiPS細胞のプライム状態と比較し検討する。さらに補完的にできた肺臓器を構成する細胞全部がiPS細胞由来かどうか、組織学的に正常の肺が出来ているかどうか解析する。また、出生後飼育し、生存や成長が可能か、肺は正常に機能しているか、四肢の発生はどうかを検討し、in vivo肺再生を目的としてFgf10遺伝子は、適切なターゲット遺伝子か解析する。本年度は来年度の本格的実験実施へ向けた準備期間として、以下の実験研究を行った。1本実験に関わる遺伝子組み換えおよび動物実験の申請と承認。2EGFR発現ES細胞およびEGFP発現iPS細胞の入手と培養法習熟。3EGFP発現ES細胞およびiPS細胞を用いたキメラマウスの作出。4Fgf10ノックアウトマウスの移入とマウスコロニーの準備。ESおよびiPS細胞を入手して、細胞培養の習熟を得た。更に、胚操作を行い、EGFP発現ES細胞およびiPS細胞を用いたキメラマウスの作出に成功し、胚盤胞補完法を実施する基盤技術を得た。一方、CRIPER/Cas9を用いたFGf10ノックアウトマウス(ヘテロ)の作出は、FOでオスの産出がなかなか得られなかったが、年度末にかけて出生し、今後ゲノム解析後に、F1を作成する予定となった。本年度の実験計画は、1Fgf10ノックアウトマウスの飼育、2GFP陽性iPS細胞の入手と培養、3正常マウス胚とGFP発現iPS細胞を使った胚盤胞補完法の技術習得であった。1Fgf10ノックアウトマウスは、徳島大学の連携研究者が担当して実施した。CRISPER/Cas9法を用いて作出を試みたが、オスマウスの産出に至らず、困難な状態が続いた。しかし、年度末にかけて、オスの産出を複数認め、ゲノム解析後、新潟大学に凍結精子を送る予定となった。2GFP陽性iPS細胞およびGFP陽性ES細胞を入手培養し、培養法に習熟した。3分担研究者が主として胚操作を行い、GFP陽性iPS細胞およびGFP陽性ES細胞を正常マウスの胚盤胞に注入することによりキメラマウスの作出ができることを確認した。Fgf10ノックアウトマウスの作出に時間を要したが、作出の目途がたった。2および3により、胚盤胞補完法の技術を確認した。初年度は、Fgf10欠損マウスの作成と胚盤胞補完法の技術習得を行った。共同研究者である徳島大学泰江博士が、CRISPR/Cas法を用いてFgf10exon1欠損マウスを作製した。このマウスの精巣上体を新潟大学に移送し、ヘテロマウスのライン化を行った。次にFgf10exon1欠損マウス(ホモ)で肺臓器の欠損を確認した。一方、胚盤胞補完法の技術習得を野生型マウスの胚を用いて行った。胚に、EGFP発現マウスES細胞およびiPS細胞を注入して、キメラマウスの作成方法の確認を行った。ES細胞・iPS細胞とも、キメラマウス作製可能であり、EGFP発現でキメラの有無が容易に判別可能であった。2年目は、肺欠損マウス胚にES細胞・iPS細胞を移入して、ES/iPS細胞由来の肺の作製を試みた。まず、ヘテロマウス(Fgf10-/+)同士を交配して作成し、4分の1の確率でホモ欠損マウス胚を含む胚にES細胞およびiPS細胞を胚盤胞補完法を用いて移入した。しかしながら、腹壁ヘルニアが多発し、多くのマウスは出生後死亡した。そのご、注入ES細胞を減ずることで、腹壁ヘルニアが減った。一方、iPS細胞注入胚ではキメラマウスの出生が極めて少数である、iPS細胞の変更等が必要あることが明らかとなった。

また、FGF10欠損マウスがホモ欠損であることを証明するため、Fgf10exon3欠損マウスを作出し、複合ヘテロFgf10exon1/exon3マウスの作出を現在行っている。CRISPR/Cas法を用いてFgf10exon1欠損マウスを作製し、ホモ欠損マウスで肺欠損を確認した。肺欠損マウス胚にES細胞を移入して、ES細胞由来の肺の作製を試みた。まず、ヘテロマウス同士を交配し、ホモ欠損マウス胚を含む胚にES細胞およびiPS細胞を胚盤胞補完法を用いて移入した。その結果、キメラマウスの全てに肺の発生が確認された。肺はGFP陽性で、胚盤胞補完法でES細胞由来の肺が作出可能であることが強く示唆された。今後は、まず、Fgf10ヘテロ欠損マウスをライン化して、Fgf10ノックアウト(ホモ)を含む胚を、胚盤胞補完法実験に備えて、大量に保存する。同時に、Fgf10ノックアウトマウスの表現型を確認し、肺の欠損上体を詳細に解析する。次に、保存したノックアウトマウスの胚にGFP陽性マウスES細胞およびGFP陽性iPS細胞を移植する。移植後、偽妊娠マウスの子宮に戻し、キメラマウスの作成を試みる。出生したマウスを飼育し、以下の小項目について検討する。1出生時に肺は臓器として発生しているか、2臓器肺の各構造や各細胞(気道上皮細胞、肺胞上皮細胞、間質細胞、血管内皮細胞等)はドナーのiPS細胞由来か、レシピエントマウス由来か。3成人まで成長可能か、途中で死に至るならその原因は何か。4出生後の肺の成長と機能。更には、Fgf10ノックアウトマウスは他臓器異常もあることから、胚盤胞補完法を用いても成人まで成長しない可能性があるため、報告されている他遺伝子欠損による肺欠損マウスの使用も視野に入れ、これらマウスが使用可能か、樹立者と交渉を行い、供与を依頼する。呼吸器内科学
新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発

固体間摩擦はマルチスケールのラフネス(multi-asperity)が関与する複雑系の現象であることがわかってきている.本研究では,ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け,それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する.すなわち,マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を,メゾスケールのフラクタル(セルフアフィン)なラフネスにはPerssonモデルを,ナノスケールのラフネスには分子動力学シミュレーションを用い,それぞれのスケールを有機的につなぐことを試みた.固体間摩擦はマルチスケールのラフネス(multi-asperity)が関与する複雑系の現象であることがわかってきている.本研究では,ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け,それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する.すなわち,マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を,メゾスケールのフラクタル(セルフアフィン)なラフネスにはPerssonモデルを,ナノスケールのラフネスには分子動力学シミュレーションを用い,それぞれのスケールを有機的につなぐことを試みた.平成24年度は、シミュレータに必要な高さプロファイルのパワースペクトルの計測と、マクロとナノの解析手法の開発に重点をおいた。レーザー顕微鏡,SEM,AFMによって、摩擦面(路面)の高さプロファイルを取得し、パワースペクトル解析を行った。同時に、高周波領域のラフネスを除去したプロファイルを作成し、摩擦の陽解法有限要素法をAltair社のRadiossを用いて行った。結果、ヘルツの接触理論と異なり、接触面圧に対して線形に接触面積が変化することが得られた。摩擦係数に関しては、計算の安定性の問題によって、正確な摩擦係数の同定が出来なかったため、次年度以降の課題である。次に、Perssonのマルチスケールモデルの、カットオフ、つまりバルクの粘弾性特性が失われる臨界サイズに関する検討を行い、新たに表面の凹凸の曲率を特性量としてモデルを提案し、実験との整合性を得た。シミュレーション結果の妥当性検討のため、微小荷重の摩擦試験を行った。異なるHurst数を有する路面について、摩擦係数の速度依存性を求めた。結果は、上記マルチスケールモデルに半径されている。ナノスケールの摩擦の検討のため、位相空間サンプリング分子動力学法の手法の改良を行い、NEB法のレプリカの作成手法の改善を行った。成果は、日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンスで、発表され、現在、論文投稿の準備中である。平成25年度は、Perssonの理論を用いて決定した摩擦係数を有限要素法に与えて、接触・摩擦解析を行う手法開発を行った。Perssonの理論によると摩擦係数は、摩擦面のパワースペクトル、ゴムの粘弾性的性質、すべり速度に依存するため、有限要素法モデルの接触面毎に異なる摩擦係数を与える必要がある。Perssonの理論のナノ領域側とのつながりは完成していないため、高周波領域におけるモデルの単純なカットオフなどの近似手法を用いて検討を行った。結果、特にスリップスティック現象が起こる際に発生する衝撃波が計算の質を極めて悪化させ対策が必要であることがわかった。また、平成24年度に開発した位相空間サンプリング分子動力学法をベースに、摩擦面における有限要素法ー分子動力学連成シミュレータを開発している。すなわち、接触面のみを原子で、それ以外を内部組織を反映した有限要素法でモデリングする。申請者らは有限要素法ー分子動力学連成シミュレータを過去に開発済であり、その手法を、汎用分子動力学ソフトウェアであるLAMMPSに実装を行っている。現在のところ、フラクタル(セルフアフィン)性を持つ表面でモデリング手法はほぼ完成しているが、有効な分子動力学ー有限要素法計算には至っていない。最終年度である今年度での完成を目指す。平成26年度の課題である、ゴムー路面摩擦実験によるモデルの検証と改良を前倒しで行い、基礎実験及び速度依存性の実験を複数行い、Perssonモデルの妥当性を検証した。平成26年度は、最初にゴムー路面摩擦実験によるモデルの検証と改良を行った。異なる粘弾性特性を有するカーボンブラック充填ゴム(R1, R2)を二種類の路面(A, B)でそれぞれウェット条件とドライ条件で摩擦試験を行い、摩擦試験のすべり速度依存性のデータを取得した。R2と路面Aの場合は、合わせこみによって凝着摩擦とヒステリシス摩擦を考慮したPersson理論モデルが適用可能であることを示した.一方, R1の場合, Perssonの理論モデルを適用することができず,摩擦モデルの拡張が必要であることを示した。特に、粘弾性特性のひずみ依存性を取り入れる必要がある。次に、ナノスケールの吸着の摩擦係数への影響の検討として、分子動力学法を用いたナノスケールの凝着摩擦の計算を行った。すなわち、樹脂と表面粗さを有する金属(Cu)間の接触及び摩擦の解析を行った。結果、表面凹凸によって凝着力が大きくなることを明らかにした.また,波長の異なる正弦波形などの,トポロジー的に同じ凹凸であれば,高分子-表面間の接触面積の大きさで凝着力を比較できることを示した.また,高分子層-表面間の接触面積が,高分子層-表面間凝着摩擦のメカニズムを決定する重要な要素であることを示唆した.26年度が最終年度であるため、記入しない。機械材料26年度が最終年度であるため、記入しない。実験・有限要素法・マルチスケールモデル共に、課題は残されたが、検討を進めている。次年度以降に、これらを統合する下地となる研究は出来たため、(1)を選択した。陽解法有限要素法手法の課題は抽出出来たが、解決には至っていない。最終年度に解決を目指す。

有限要素法ー分子動力学シミュレータの適用は、目途はついているが、有効な計算を出す段階には至っていない。また、平成26年分を前倒しで行っている検証実験は、順調にデータを取得出来ており、モデルの検証が出来ている。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初に計画通り、Perssonのマルチスケールモデルの高精度化、位相空間サンプリング分子動力学法の摩擦への導入。当初の予定通り、陽解法有限要素法と、分子動力学をつなげたシミュレータの開発と、その結果の実験による検証を行う予定である。検証実験は前倒しで行っており、技術的には課題はないので、速やかに行えると考えれられる。次年度使用額は少額であり、ほぼ予定通り予算を消化した。消耗品・調査旅費等で活用する。
低レイノルズ数流れにおける乱れの空間的局在構造の解明

位相空間における層流と乱流の境界上の不変集合はエッジ状態と呼ばれる。本研究では、正方形ダクト流れに対して、流れ方向の計算領域の大きさを変化させ、三種類の異なるエッジ状態を得た。短い計算領域の場合、エッジ状態は計算領域全体に広がった定常進行波解となった。計算領域を中程度に拡張すると、エッジ状態はカオス的な振舞いを示し、時折乱れが局在する様子が観察された。さらに流れ方向計算領域を広げることで、乱れが局在した定常進行波解がエッジ状態として得られた。ここで得られた局在解は層流状態に極めて近い特性を示し、振幅が非常に小さい乱れであっても乱流遷移の引き金になりうるという点で重要性をもっている。乱流遷移が起こり始める低レイノルズ数流れでは、しばしば乱れが空間的に局在した状態が観測される。これらは「乱流パフ」や「乱流斑点」と呼ばれ、近年盛んに研究がなされている。本研究では乱流パフや乱流斑点を特徴づけるナビエ・ストークス方程式の不安定解を探し出すことで、空間的局在構造の特性を解明することを目的としている。平成25年度は、矩形ダクト内流れの直接数値シミュレーション(DNS)プログラムを開発し、edge stateと呼ばれる層流と乱流の中間に位置する状態を計算した。まず正方形ダクトにおいて、流れ方向の計算領域をダクトの一辺の約50倍、レイノルズ数を3000としてDNSを実行することで乱流パフを得た。正方形ダクト断面における鏡像対称性を課し、系の自由度を制限した上で、適当な乱流状態を初期値としてedge stateを求めたところ、ダクトの一辺程度の流れ方向領域に乱れが局在化した。この状態をNewton-GMRES法プログラムの初期推定として与えることで、定常進行波解を得ることに成功した。この解は層流と乱流の吸引領域境界に位置し、乱流遷移のメカニズムを理解する上で重要な解であると考えられる。線形安定性など、この解の性質を詳細に分析することは今後の課題である。平成26年度は、正方形ダクトにおいて得られた空間的局在解を用いて、アスペクト比をパラメータとするホモトピー法を実施し、アスペクト比の大きい矩形ダクトにおける空間的局在解を得ることを目標とする。層流から乱流への遷移域においては、「乱流パフ」や「乱流斑点」と呼ばれる空間的に乱れが局在した構造がしばしば見られる。本研究ではそれらの空間局在構造を特徴づけるナビエ・ストークス方程式の不安定解を求め、その特性を明らかにすることによって、乱流遷移域における極めて複雑な動力学をより単純な不安定解を用いて記述することを目的としている。平成26年度は、まず正方形ダクト内の流れに対して、レイノルズ数を固定した上で、流れ方向の計算領域の大きさを変化させ、三種類の異なるedge stateを得た。短い計算領域の場合、流れは周期境界条件の影響を強く受け、edge stateは計算領域全体に広がった定常進行波解となった。計算領域を中程度に拡張すると、edge stateはカオス的な振舞いを示し、時折乱れが局在する様子が観察された。さらに流れ方向計算領域を広げることで、前年度に得られたものと同様の、乱れが局在した定常進行波解がedge stateとして得られた。ここで得られた局在解は層流状態に極めて近い特性を示し、乱流遷移の引き金となりうるという意味で、大変重要な解である。続いて、ダクト断面のアスペクト比をパラメータとするホモトピー法を実施した。アスペクト比を1.6程度にまで拡大したところ、スパン方向にも乱れが局在した状態を得た。これは正方形ダクト内流れにおける乱流パフと平面ポアズイユ流れにおける乱流斑点との関わりを示唆する結果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。流体力学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の目標であった、正方形ダクトにおける乱れが局在化したedge stateを求め、Newton-GMRES法により定常進行波解を得ることに成功し、本研究の進捗状況は概ね順調であると判断する。得られた定常進行波解が出現する最小レイノルズ数と最大波数の特定と線形安定性解析を実施する。また、ダクト断面のアスペクト比をパラメータとして正方形ダクトにおける解から矩形ダクトにおける解へのホモトピー接続を試みる。
トランスポートソームによるペースメーカー活動の発生・調節機構

<細胞内CAa^<2+>信号の電気信号への変換機構におけるトランスポートソーム機能と構造実体の解析>2型リアノジン受容体(RyR2)異型接合性欠損マウス膀胱平滑筋を用いてRyR2の寄与を明らかにした。膀胱平滑筋においてRyR2を介した自発Ca^<2+>遊離(Ca^<2+>spark)の発生とそのCa^<2+>信号をSTOCsという電気信号に変換するトランスポートソーム機能は,尿貯留・排泄調節という膀胱機能発現において根源的な果たす役割を果たすことが示され,当該トランスポートソームの実体はカベオラ構造内に存在することが強く示唆された。さらにこのような信号機構がカハール間質細胞において生じ,ペースメーカー電位発生の根源となっている可能性を再構築系を用いて明らかにした。<大コンダクタンスCa^<2+>活性化K^+(BK)チャネルのβサブユニット特異的開口物質の発見>電位感受性蛍光色素のDiBAC_4(3)および関連オキソノール色素にBKチャネルβ1およびβ4サブユニット選択性(β2には無効)を有するBKチャネル開口作用があることを発見し,創薬の可能性を示した。<一分子可視化によるCa^<2+>信号から電気信号への変換トランスポートソームの機能解析>トランスポートソームにおけるCa^<2+>信号から電気信号への変換に関する分子機構解明における新たな手法として一分子レベルでの可視化技術を導入した。全反射蛍光顕微鏡とホールセルクランプ法の併用により,電位固定化で細胞膜直下200nm以内でのナノスケールの蛍光分子動態が測定可能となった。また記録電極からCa^<2+>蛍光色素Fluo4を細胞内に導入し,脱分極刺激時の膜直下の局所Ca^<2+>濃度変化をナノスケールで計測することが可能となった。この方法を用いて電位固定化でのチャネルを中心としたトランスポートソーム機能の定量的ナノイメージング解析を行った。トランスポートソームの信号変換分子機構を解明する上で一分子可視化技術は画期的な技術となる可能性を示した.ペースメーカー細胞での細胞内Ca^<2+>オシレーションを発生・制御するトランスポートソーム機能連関こそがペーシングの根源であるという新たな可能性を検証することが本研究の目的である。18年度は下記の事柄を見当し明らかにした。(1)細胞内局所Ca^<2+>濃度の一過性上昇の生理的重要性について、カベオラ、ラフト等でのトランスポートソームによるイオンチャネル活性制御とペースメーカー起点の観点から、トランスポートソームと小胞体及びミトコンドリアの細胞内Ca^<2+>ハンドリング機能連関に着目し、共焦点蛍光顕微鏡による高速画像解析とパッチクランプ法を併用してペースメーカー部位での電気現象とCa^<2+>動態画像の同時解析を行った。門脈・尿管・尿道・消化管のペースメーカー部位の微小標本を用い、細胞内Ca^<2+>動態を共焦点レーザー蛍光顕微鏡で観察し、細胞内局所Ca^<2+>上昇(Ca^<2+>スパークやCa^<2+>パフ)とCa^<2+>オシレーションの関係、および微小電極で記録した歩調取り電位の関係を解析した。(2)ペースメーカー部位に高発現しているイオンチャネルの分子同定を試みた。上記平滑筋臓器や呼吸中枢より細胞を単離し、短期培養した後、Ca^<2+>オシレーションが観察されるペースメーカー細胞を用いて単一細胞PCRにより、電位依存性Ca^<2+>チャネル、Ca^<2+>透過チャネル、Ca^<2+>遊離チャネル、Ca^<2+>依存性イオンチャネル、過分極誘発陽イオンチャネル、Ca^<2+>トランスポーターの発現を検討した。また記録電極からCa^<2+>

蛍光色素Fluo4を細胞内に導入し,脱分極刺激時の膜直下の局所Ca^<2+>濃度変化をナノスケールで計測することが可能となった。この方法を用いて電位固定化でのチャネルを中心としたトランスポートソーム機能の定量的ナノイメージング解析を行った。トランスポートソームの信号変換分子機構を解明する上で一分子可視化技術は画期的な技術となる可能性を示した.
チロシンキナーゼSykの新規な機能の解明

チロシンキナーゼSykの未知の機能として、1)白血病の発症制御機構、および2)初期感染の防御機能の解明に取り組んた。1)白血病を正常造血の破綻としてとらえ、Sykが正常造血にどのように関わるのか、マウスプロB細胞株BAF3および骨髄性細胞株32Dを用い、細胞外マトリックス(BAF3;フィブロネクチン、32D;ヒアルロン酸)を塗布したプレート上で、ケモカインCXCL12で刺激し、細胞接着、運動性および細胞形態を解析した。両細胞株は、速やかに細胞極性を伴う細胞移動を開始した。そこで両細胞株にdominant negative(DN)-Sykを導入した。BAF3では細胞極性とuropod(細胞後方の収縮構造)が消失、細胞接着も減少し、かつCXCL12依存性のRhoA活性化が抑制された。この結果はSykがRhoA上流で、CXCL12刺激による細胞接着と極性化に必須の役割を果たしている事を示している。さらに32Dを用いて解析した。CXCL12刺激依存性に細胞骨格系アダプタータンパク質、モエシン、エズリンのチロシンリン酸化が上昇し、DN-Sykの発現によりそのリン酸化が抑制された。Sykがヒアルロン酸受容体であるCD44下流においても細胞接着に重要である事を示した。これらの結果よりSykは正常造血に必須の細胞接着や極性化を介して白血病の発症を阻止している事が示唆された。2)自然免疫に重要な補体依存性の食作用に着目して分子機構の解明に取り組んできた。食細胞としてマクロファージ様に分化したヒト白血病細胞株HL60、感染微生物モデルとしてZymosanを血清中で処理して補体活性化成分C3biと結合させて用いた。その結果、補体依存性のファゴサイトーシスにおいてチロシンキナーゼSykが補体受容体CR3を介した食胞の形成と輸送に必須の役割を果たし、その下流でRhoAが活性化する事を明らかにした。チロシンキナーゼSykの新規機能として1、発癌抑制と2、感染の初期防御に着目した。1、乳癌等の解析により、Sykによる発癌抑制作用が報告された。その分子機序を解明するため、白血病発症モデルを用いた。細胞外マトリックス上、白血病細胞株BAF3および32DをCXCL12で刺激し、シグナル伝達、細胞接着、運動性および細胞形態について解析した。両細胞株は、速やかに細胞極性を伴う移動を開始した。すなわち移動の前方側に葉状突起、後方側に収縮性の構造、uropodを生じた。この際、Sykが活性化した。そこで優性抑制型Sykを導入した。細胞極性とuropodが消失、細胞接着も減少し、かつCXCL12依存性のRhoA活性化が抑制された。この結果は、SykがRhoA上流で、CXCL12シグナルによる細胞極性化と接着制御に必須である事を示している。近年、同シグナルの破綻とがん転移の関わりが報告されており、Sykが同様の機構で、白血病と固形腫瘍の悪性化阻止に寄与する事を示唆した。2、補体を介した食作用の実験モデルとして、マクロファージ様に分化したヒト白血病細胞株HL60、ヒト血清中で補体によりC3bi標識したZymosanを用いた。

分化したHL60はC3biで標識したZymosanのみ、速やかに捕捉、貪食し、その際、Sykが活性化することを確認した。優性抑制型SykおよびSyk-siRNAの安定発現株を作製し、(1)フローサイトメトリーによる計測、(2)食胞内Zymosanの解析、(3)食胞とリソソームの融合確認等を行い、比較検討した。HL60では、補体受容体に結合したC3bi-Zymosanは速やかに食胞内に輸送されるがSyk抑制型変異株では、ほとんど輸送されないこと、この過程にRhoAが関与することが確認された。補体依存性の食作用においてSykが受容体を介した食胞輸送に必須の役割を果たす事を明らかにした。昨年度より、チロシンキナーゼSykの未知の機能として、1.白血病の発症制御機構、および2.初期感染の防御に関わる機能の解明に取り組んでいる。1.白血病発症の制御白血病発症を正常造血の破綻としてとらえ、Sykによるチロシンリン酸化が正常造血にどのように関わるのかマウス骨髄性細胞株32Dを用いて解析した。骨髄微小環境モデルとしてヒアルロン酸をプレートに塗布し、32DをケモカインCXCL12で刺激してヒアルロン酸受容体であるCD44下流のシグナル伝達を解析した。CXCL12刺激依存性に細胞骨格系アダプタータンパク質、モエシン、エズリンのチロシンリン酸化が上昇し、Dominant-negative Sykの発現によりそのチロシンリン酸化が抑制された。Sykがモエシン、エズリンのチロシンリン酸化を介してCD44下流で正常造血に必須の細胞骨格および細胞運動を制御している可能性が示唆された。2.初期感染の防御。昨年度の研究で、自然免疫に重要な補体依存性のファゴサイトーシスにおいて、SykがRhoAシグナルを介して食胞の形成と輸送に必須であることを明らかにした。本年度は、この研究をさらに発展させてこの一連のプロセスに細胞骨格がどのように関与するかアクチンの集積度を蛍光顕微鏡にて解析した。C3bi-Zymosanが細胞膜に結合すると速やかにその周りにF-アクチンの集積が認められるが、細胞内に取り込まれた食胞では集積は認められなかった。F-アクチンの集積は食胞形成時には重要だが、細胞内への輸送にはむしろその乖離が必要である事が示唆された。さらにHL60と変異株を用いた解析により、Sykが食胞形成初期に必須のF-アクチンの集積に重要な役割を果たすことが明らかとなった。
体操競技の平行棒における後方車輪系技群実施時の関節トルクとパワー

1.男子体操競技の平行棒における「後方車輪からかかえこみ2回宙返り腕支持(ベーレ)」の実施時に関節で発揮されるトルクとパワーの動態を明らかにして、平行棒における「後方車輪」実施時と比較し、それらの運動技術を明らかにする実験を、大学体操選手5名を被験者として行った。その結果、ベーレ実施時には後方車輪に比べて大きな股関節屈曲トルクと肩関節伸展トルクの発揮が求められ、同時に股関節の屈曲角速度と肩関節の伸展角速度を大きくして、大きなパワーを発揮することが必要であることが示唆された。2.「後方車輪から屈身2回宙返り腕支持(屈身ベーレ)」について、関節で発揮されるトルクとパワーを算出し、「後方車輪からかかえこみ2回宙返り腕支持(ベーレ)」のそれらと比較する研究を、競技会に出場し両技を実施した選手12名を被験者として行った。その結果、離手時には屈身ベーレにおいて、ベーレに比べて膝関節屈曲トルクが小さく、股関節屈曲トルクが大きく、さらに肩関節の伸展トルクが大きかった。関節で発揮されたパワーは、離手時において屈身ベーレがベーレに比べて膝関節で小さく、股関節と肩関節で大きかった。1.平行棒における「後方車輪」実施時に関節で発揮されるトルクとパワーの動態を、鉄棒における「後方車輪」実施時のそれらと比較し、平行棒における後方車輪の運動技術を明らかにすることを試みた。被験者は6名の熟練大学体操選手であった。後らが実施した平行棒と鉄棒における後方車輪をビデオ撮影し、後らの身体計測点の2次元座標から、膝、肩、股関節の関節角度、名関節で発揮されたトルク、トルクパワー、名関節でなされた仕事を算出し、比較した。その結果、平行棒における後方車輪の実施時には、鉄棒における後方車輪の実施時に比べ、倒立からの振り下ろし局面で股関節の屈曲、懸垂に至る局面で股関節の伸展、懸垂以降の上昇局面でより早い時点から長期間にわたる股関節の屈曲と肩関節伸展のための筋力発揮がより必要であることが示唆された。2.「後方車輪からかかえこみ2回宙返り腕支持」の実施時に関節で発揮されるトルクとパワーの動態を明らかにして、それが宙返りの離手時の角運動量と速度に与える影響を検討した。被験者は競技会に出場した38名の熟練体操選手であった。従属変数として離手時の身体重心の鉛直速度と身体重心まわりの角運動量を、説明変数として2回宙返りに至る後方車輪実施時の股関節トルクのピーク値、肩関節トルクのピーク値、股関節トルクパワーのピーク値、肩関節トルクパワーのピーク値、後方車輪で身体重心が指先の鉛直真下を通過した以降に股関節でなされた正の力学的仕事、肩関節でなされた正の力学的仕事を算出した。その結果、離手時の角運動量と、肩関節トルクパワーのピーク値、肩関節でなされた正の力学的仕事との間に正の相関関係が見られ、これらを大きくすることが宙返りの回転速度を高めることが示唆された。続いて「後方車輪からかかえこみ2回宙返り腕支持」の実施時に関節で発揮されるトルクとパワーの動態を明らかにして、平行棒における「後方車輪」実施時と比較し、それらの運動技術を明らかにする実験を行った。また、「後方車輪からかかえこみ2回宙返り腕支持」の優れたパフォーマンスに見られるトルクとパワーの発揮動態をさぐり、理想的な運動の実現に必要な筋力発揮の仕方を明らかにした研究をおこない、成果をスポーツ科学研究、1,1-9,2004に発表した。さらに実施者が非常に少ない「後方車輪から屈身2回宙返り腕支持」について、同様に関節で発揮されるトルクとパワーを算出し、その運動技術を明らかにした研究を行った。
死後冠動脈造影検査の有用性の拡大ー冠動脈疾患以外の疾患の法医診断への応用ー

死後冠動脈造影検査は冠動脈疾患の診断に有用とされているが、症例を蓄積する中で、冠動脈以外の所見も捉えられる可能性が生じてきた。本申請研究の目的は、死後冠動脈造影検査を実施した症例において、画像所見と病理組織学的所見を集積し、それぞれの所見の対比を十分に検討することで、死後冠動脈造影検査の有効性や更なる死後冠動脈造影検査の適応疾患の拡大について検討し、さらに死後冠動脈造影法の改良を考案した上で、死後冠動脈造影検査の新たな利用法を考案することである。死後冠動脈造影検査を、冠動脈疾患以外の疾患の診断に応用させることは、死後冠動脈造影検査をより有意義な検査にし、突然死の診断および病態解明に重要である。本研究の目的は、申請者の施設で死後冠動脈造影検査を実施した症例において、画像所見と病理組織学的所見を集積し、それぞれの所見の対比を十分に検討することで、死後冠動脈造影検査の有効性や更なる死後冠動脈造影検査の適応疾患の拡大について検討することである。さらに、死後冠動脈造影法の改良を探索した上で、死後冠動脈造影検査の新たな利用法を考案することである。今年度は、死後冠動脈造影検査を実施した症例で、病理組織学的検索のみでは困難な部位の血栓塞栓を発見することが可能であった事例や、冠動脈の解離を発見することが可能であった事例を経験し、関係学会等で発表することを検討している。今年度に死後冠動脈造影検査を実施した事例に加えて、過去に申請者の施設で冠動脈造影検査を実施した症例に関して、後ろ向き検討を実施することで、死後冠動脈造影検査の法医診断への有用性について更なる検討を行っている。また、造影剤の種類や造影方法に関して検討を行い、より信頼度の高い検査にすることを目標としている。引き続きの今年度も、検査法に改良を加えながら、症例を蓄積することで、死後冠動脈造影検査のスタンダードとなるべき指標を検討していく。冠動脈に高度狭窄が起きた際に虚血部位の循環を改善するために出現する側副血行路の評価は生前の心臓の血行病態の把握には欠かすことができないが、肉眼では十分な検索が困難であることが多いため、死後冠動脈造影検査を用いた評価を行うことを検討する。
マイノリティとしての「ロマ」と「ユダヤ人」の比較研究-中欧の事例-

現在世界各地に居住している民族的マイノリティ・グループに「ロマ」と「ユダヤ人」がいる。その両グループには、1.共にナチ・ドイヅに迫害され、強制収容所で虐殺されたこと、2.彼らに対する迫害・差別に長い歴史があること、3.マジョリティ・グループとの長期間の接触にもかかわらずマイノリティとしての独自文化を維持し続けていること、などの共通性がある。他方、1.「ユダヤ人」は、現在イスラエルという国家を形成しているが、「ロマ」は国家を形成していないばかりか、国家形成をめざす動きも歴史的にみてほぼ皆無といってよいこと、2.「ユダヤ人」は、政治・経済・文化など様々な分野で世界的な著名人を輩出しているが、「ロマ」ではそのような人物が稀なこと、などの相違点もある。中欧においては、両民族とも中世以来、マジョリティの歴史の中に様々な足跡を残してきた。「アウトサイダー」として、「犯罪者である」というレッテル貼りに基づく迫害の記録も多い。また、両民族とも、その集団への帰属は、自己規定による場合ばかりでなく、他からのレッテル貼りにより決めつけられたり、自ら意識させられたりする場合もあった。存命のプラハ最後のドイツ語作家として知られるレンカ・ライネロヴァーも、自らがユダヤ系であると意識したのは、ナチスが反ユダヤ政策を始めてからであった。チェコスロヴァキアの代表的ロマ作家であったイロナ・ラッコヴァーも、幼少期から接したスロヴァキア人との関わりで、自らのロマ性を意識し、それを育むようになった。現在チェコ共和国においては、両民族は、それぞれ自らの文化を記録し、紹介する博物館や、教育機関として独自の学校を持っている。民族的マイノリティとしての活動の歴史の浅いロマが、ユダヤ人の長い活動をモデルにできる可能性もある。現在、世界各地に居住している民族的マイノリティ・グループである「ロマ」と「ユダヤ人」について、他者(非ロマ、非ユダヤ人)との関わりの歴史と現状の調査を主としてチェコに関して実施した。現地調査においては、関連文献の収集の他、ロマ系のNGO(アティンガノイ)、チェコ系のNGO(多文化センター、「新しい学校」)、国際NGO(オープン・ソサエティ・ファンドなど)のチェコ事務所などでヒアリングを行った。10年以上の活動実績を持つNGOも多く、最も成果をあげている分野は、ロマ系児童の就学前教育や補習に関するものである。ロマに比べて、ユダヤ人は数が少なく、また必ずしも援助を必要としているわけではないので、チェコ系団体で直接ユダヤ人関連の事業を行うところは少なく、むしろユダヤ人自身が自助的に自らの宗教・文化を維持し、権利拡大を求める活動をしているようである。また、第二次世界大戦中にホロコーストを体験した民族同士として、ユダヤ系団体が、ロマに関する展覧会、出版活動も行っている。文化面に関しては、プラハ最後のドイツ語作家として知られるレンカ・ライネロヴァーの著作を収集し、彼女の著作を通じ、ユダヤ人アイデンティティと多数派との関わりを検討中である。また、ユダヤ系のクレズマ音楽とハンガリー系ロマの「ジプシー音楽」には旋律や楽団編成に類似性がみられるが、これは、両者の音楽家達が、それぞれ地理的に近い地域を移動しながら、多数派の人々の祝祭のために演奏したという事情によるのかもしれない。なお、これまでご助言いただいていたチェコのロマ研究者ミレナ・ヒュプシュマノヴァー氏が、2005年9月、不慮の死を遂げられ、今後はそれがかなわなくなった。現在、世界各地に居住している民族的マイノリティ・グルーブである「ロマ」と「ユダヤ人」は、マジョリティ社会から阻害され、現在に至るまで独自の文化と民族意識を持っていることに共通性がある。また、第二次世界大戦期に、共にナチ・ドイツの人種政策の犠牲になっていることでも知られる。

また、新たに確認された共通性として、両者とも他者から自らの民族を意識させられることが多いことがあげられる。存命のプラハ最後のドイツ語作家として知られるレンカ・ライネロヴァーも、自らがユダヤ系であると意識したのは、ナチスが反ユダヤ政策を始めてからであった。チェコスロヴァキアの代表的ロマ作家であったイロナ・ラツコヴァーも、幼少期から接したスロヴァキア人との関わりで、自らのロマ性を意識し、それを育むようになった。このように共通性も見られるが、現在はイスラエルという自らの国を持ち、世界的な有力者(政治家、経済人、文化人)などを多く持つユダヤ人と、そうでないロマでは、生活水準・民族意識のあり方にも大きな違いが出てきている。特に生活水準という点では、スロヴァキアにおけるロマの集落や、チェコにおけるロマの多く住む地区は、明らかに貧困に苦しんでいることがわかることが多い。これらの改善には、彼らの教育水準の改善が重要で、公的・私的な就学前教育などがチェコやスロヴァキアで実施されている。また、小学校段階におけるロマ系助手をクラスに配置することも、ロマ系児童の多い学校では実現している。助手は、一般児童の援助も行うので、クラス全体の学力・生活力向上にも役立っていると思われる。ユダヤ系については、チェコ・スロヴァキア共、第二次世界大戦後の住民が少ないため、教育の多くは、マジョリティに統合されているが、プラハなどでは、ユダヤ系私立学校も存在する。今後は、民族性の維持が課題になってくるかもしれない。
びまん性軸索損傷(DAI)メカニズム解明のための神経細胞の耐衝撃特性の解析

びまん性軸索損傷は頭部に強制的な回転運動が加わり,その慣性力によるひずみやひずみ速度が原因であるといわれているが,神経損傷を引き起こすひずみやひずみ速度の閾値が解明されていない等,力学的入力と神経損傷の定量的な関連性は未だ不明瞭な部分が多い.本研究では,培養神経細胞に一軸引張ひずみを負荷可能な装置を製作し,一軸引張ひずみに対するPC12細胞の形態変化を経時的に観察した.ひずみの負荷直後における神経細胞損傷は,負荷されるひずみの大きさに依存することが示された.また,ひずみ負荷後に時間が経過すると共に神経細胞に二次的な損傷が生じ,その損傷度合いは,経過時間と,負荷されたひずみの大きさに依存することが示された.びまん性軸索損傷は頭部に強制的な回転運動が加わり,その慣性力によるひずみやひずみ速度が原因であるといわれているが,神経損傷を引き起こすひずみやひずみ速度の閾値が解明されていない等,力学的入力と神経損傷の定量的な関連性は未だ不明瞭な部分が多い.本研究では,培養神経細胞に一軸引張ひずみを負荷可能な装置を製作し,一軸引張ひずみに対するPC12細胞の形態変化を経時的に観察した.ひずみの負荷直後における神経細胞損傷は,負荷されるひずみの大きさに依存することが示された.また,ひずみ負荷後に時間が経過すると共に神経細胞に二次的な損傷が生じ,その損傷度合いは,経過時間と,負荷されたひずみの大きさに依存することが示された.近年死因として注目されている外傷性脳損傷の一つであるびまん性軸索損傷(DAI)の生成機序を、外部衝撃と軸索損傷との関係から解明するために、外部衝撃入力時に細胞培地に発生するひずみおよびひずみ速度と軸索損傷および神経細胞の状態変化との関係を,実験により定量的に評価した.具体的には,(1)衝撃試験装置を用いて培養神経細胞に500Gの加速度を1ms負荷後,トリパンブルー染色により細胞死亡率を,乳酸脱水素酵素(LDH)活性測定による細胞損傷率を算出することにより、ひずみ速度およびひずみと神経細胞損傷との関係を検討した.培養ディッシュの重さを変えることで,ひずみ速度5-20s^<-1>,ひずみ0.5-2.0%の範囲で実験を行った.その結果,ひずみ速度,ひずみの増加に伴い細胞死亡率,細胞損傷率ともに増加した.ひずみ速度20s^<-1>,ひずみ2.0%負荷時において,細胞死亡率26%,細胞損傷率30%であった.また,ひずみの負荷方向と軸索の伸長方向を定量的に評価するために,(2)培養神経細胞における神経突起の伸長方向制御を検討した.ポリカーボネート基盤に,切削加工によるV溝,イオンビームエッチングによる段差,レーザ照射による丸溝を,幅70-500μm,深さ10-40μmの範囲で微細形状を加工した.また,加工前もしくは加工後に細胞接着性を促進させるPoly-L-Lysineをコーティングした.その結果,加工方法に因らず,神経突起はランダムに伸長したが,加工前にコーティングを施すことで微細形状を加工した部分には神経突起が伸長しないことが分かった.その結果を受けて、培養基盤のコーティングを微細加工により剥離させることで,神経突起の伸長方向を制御することが可能となり、平成22年度には軸策の伸張方向にひずみを与える、より詳細な実験を行うことが可能となった。近年,交通事故やスポーツ事故時の頭部外傷を原因とする高次脳機能障害が大きな社会問題となっている.外傷性脳損傷の一つであるびまん性軸索損傷(DAI)の生成機序を外部衝撃と神経損傷の関係から解明するため,外部衝撃による脳内応力分布を有限要素解析より計算し,ひずみによる神経損傷を耐性実験より観察した,具体的には,(1)DAIの力学的発症条件を特定するため,頭部有限要素モデルに後頭部および頚部に打撃を与え,頭部重心に発生する平均加速度およびその持続時間と頭蓋内のミーゼス応力の関係を調べた.打撃の入力には打撃物の重さ(1kg500kg)と速度(1m/s20m/s)の組合せたものを用い,計42例の解析を行った.その結果,DAIを引き起こすとされるミーゼス応力が得られたのは14例となり,その力学的発症条件は頭部重心に発生した加速度の持続時間が26msで加速度が700G以上もしくは加速度持続時間が7ms以上で加速度が100G以上であった.(2)ひずみ負荷装置を用いて培養神経細胞に10%および20%のひずみを与え,それぞれの実験条件に対して実験前,実験5分後,1,3,24,48時間後に位相差顕微鏡を用いて形態観察を行い,神経突起の長さと神経損傷の指標である神経突起に生じる瘤の数を計測した.その結果,神経突起の長さに関しては,Controlに比しひずみ負荷1時間後までは有意に減少し,ひずみ負荷3時間以降は増加傾向にあった.一方,瘤の数に関しては,Controlに比しひずみ負荷1時間後までは有意に増加し,ひずみ負荷3時間以降は減少傾向にあった.また10%のひずみ負荷に比し,20%のひずみ負荷の方が有意に瘤の数が増加した.以上の結果を踏まえ,平成23年度はより詳細な耐性実験から損傷閾値を決定し,有限要素解析から計算された応力-ひずみ分布上に神経損傷部位と程度をマッピングしていく近年,交通事故やスポーツ事故時の頭部外傷を原因とする高次脳機能障害が大きな社会問題となっている.

外傷性脳損傷の一つであるびまん性軸索損傷(DAI)の生成機序を外部衝撃と神経損傷の関係から解明するため,本研究では,外部衝撃における脳組織の変形が神経損傷に与える影響を検討した,培養神経細胞に一軸引張による衝撃ひずみ(ひずみ15-100%,ひずみ速度30-80/s)を負荷し,5分後-24時間後の細胞形態を計測した.また,衝撃ひずみ負荷24時間後の正細胞と死細胞を評価した,その結果,衝撃ひずみを負荷した細胞において,神経突起の本数が有意に減少し,負荷直後より神経突起の局所的な膨張がひずみ・ひずみ速度依存的に増加した.また衝撃ひずみ負荷後の細胞死もひずみ・ひずみ速度依存的に増加したことから,神経突起の形態変化と細胞死との間に相関関係があることが認められた,一方,神経突起損傷をより定量的に解析するため,微細加工技術を応用することで神経細胞の配置や神経突起の伸長方向を培養段階で誘導し,神経突起に対するひずみの作用方向を制御した.生体適合性材料であるPDMS(Polydimethylsiloxane)を用い,細胞サイズと同等なマイクロトンネル構造を細胞培養面に加工することで,神経突起の伸長方向を制御可能であることを示した.その結果,神経突起の伸長方向へのひずみの大きさと神経突起の膨張数に相関関係が認められた.また,通常培養により無秩序に伸長した神経突起と微細構造を用いて任意の方向に伸長した神経突起に対して損傷率を比較した結果,方向性を持たせた神経突起でより高い損傷率を示した.
自殺における細胞内情報伝達の変化に関する分子遺伝学的研究

細胞内の情報伝達系に着目し、機能的に自殺との関連の可能性のある遺伝子を候補とし、自殺との関連の有無について調べた。一例としてRegulator of G protein signaling2遺伝子は、多型をマーカーとした相関解析において自殺との関連が認められ、タンパクレベルでの変化が見出された。その他、いくつかの遺伝子相関研究や、マイクロアレイ法を用いたスクリーニングの結果について報告した。自殺における生物学的基盤を明らかにする目的で、三量体Gタンパクをセカンドメッセンジャーとする経路に着目し、その細胞内情報伝達を調節する分子であり、最近、遺伝子改変動物で攻撃性や不安との関連が報告されているRegulator of G-protein signaling2(RGS2)を候補として、自殺との関連を調べた。RGS2遺伝子内の多型をマーカーとして、自殺との相関の有無を解析したところ、いくつかのマーカーの遺伝子型あるいは遺伝子頻度の分布が自殺者と対照群で有意に異なっていた。多型の分布の差は、ハプロタイプ解析においても確認できた。また、自殺者死後脳の前頭前野(Brodmann area9)ならびに扁桃体におけるRGS2免疫活性は、対照群に比べ有意に増加していた。自殺とRGS2遺伝子との相関、ならびに死後脳におけるRGS2タンパクの変化は、世界的にもはじめての報告である。今回の結果は、自殺に至る生物学的脆弱性にRGS2遺伝子が関与し、脳内の特定の部位においてRGS2タンパクが増加することにより、三量体Gタンパク結合型の受容体をはじめとする細胞内情報伝達に変化を来たし、不安や攻撃性を介して、自殺の生物学的脆弱性が規定されていることを示唆するものである。今後、こうした結果かぜ追試され、RGS2のより詳細な機能や、ヒトにおける気質との関連が明らにされることにより、自殺の生物学的基盤の一端が解明される可能性がある。昨年度に引き続き、細胞内情報伝達の変化を切り口とし、自殺の生物学的基盤に関与する遺伝子の同定を試みた。細胞内情報伝達の主要なセカンドメッセンジャーの一つであるG蛋白質を制御するRegulator of G protein signaling(RGS)についてそのサブタイプであるRGS2と自殺者との相関、さらには自殺者死後脳の扁桃体、前頭前野での変化を報告し、Neuropsychopharmacology誌において発表された。RGS2については、他の研究者より、人の不安障害や、動物での不安行動との関連が報告され、不安や情動制御の失調が自殺の生物学的基盤における指標となる可能性が考えられる。そこで、情動制御に重要なはたらきを持つ、視床下部一下垂体一副腎皮質(HPA)系に着目し、HPA系に関わる遺伝子と自殺との相関を調べた。そうした候補のなかで、アドレナリン受容体2A(ADRA2A)遺伝子のプロモータ領域に存在するC-1291G多型が、男性自殺者との相関は見られないものの、女性では有意に相関していることを見いだした。自殺の背景には性差が見られるが、今回の結果がその生物学的基盤の解明に寄与するかもしれない。その他、Neuronal nitric oxide synthase1および3遺伝子と自殺との相関研究等を行った。一方、死後脳を対象にマイクロアレイ法により発現変化が認められる遺伝子スクリーニングも行った。そのなかで、グルタミン酸情報伝達に関わるKruppel-like factor5が自殺の原因疾患として重要な統合失調症と関連があることを見出し、死後脳海馬における発現に変化が見られることを確認した。関連遺伝子の同定において、マイクロアレイ法が有用であり、今後、こうしたアプローチを進めてゆく必要があると考えられる。昨年度に引き続き、細胞内情報伝達の変化を切り口とし、自殺の生物学的基盤に関与する遺伝子の同定を試みるとともに、本研究の最終年度となることから、これまで、候補遺伝子として有力と考えられていたが世界的に追試できなかった遺伝子について、これまで収集してきたサンプルを用い、その相関について改めて詳細な解析を行った。従来、目殺者においてはセロトニン神経系の生化学的な変化が報告されているが、その律速合成酵素であるtryptophan hydroxylase(TPH)について、神経系での発現が確認されているTPH2と自殺との相関を解析した。15のtag SNPを用い、ハプロタイプ解析を行ったが、有意な相関は認められす、さらに、性別や自殺手段の暴力性を考慮して解析したが、関連は認められなかった。自殺の背景疾患として重要である統合失調症において、TPH2に加え、TPH1についてもtag SNPを用いてハプロタイプ解析を行ったが、いずれの解析においても有意な関連は認められなかった。自殺の背景として、世界的にみても、アルコール依存症をはじめとするアルコール関連疾患の果たす役割は重要である。アジア人で認められる代謝酵素の多型は、アルコール依存症の発症に関与することが知られており、そうした多型か自殺にも関連しているのかどうかについて解析した。

アルコール代謝に関わるADH1BびALDH2におけるそれぞれの機能的多型と自殺との関連を調べたところ、ALDH2の非活性型遺伝子多型の頻度が男性自殺者で有意に低いこと、さらにアルコール依存症との関連が報告されているADH1Bの活性型遺伝子多型とALDH2の活性型遺伝予多型の組み合わせが、男性目殺者で対照に比べ10倍高いことを見出した。今回検討したアルコール代謝酵素の遺伝子多型が男性アジア人の自殺に関与している可能性があり、今後の追試が必要である。
非可換有限幾何

この研究では組み合わせ論的な有限幾何の量子化を作用素環を使って行うことを考えた。Connesは作用素環を使ってリーマン幾何の量子化に成功した。しかし未だ誰も有限幾何の量子化には成功していない。有限幾何の典型的な例として有限体上の射影幾何がある。これはもちろん公理論的な取り扱いがなされている。一方今世紀のかなり昔にvon Neumannは射影幾何の構造が射影空間の部分空間のなす束によって決定されることから、ある種の作用素環の射影のなす束をつかって連続的な射影幾何(いわゆる連続幾何)を導入することに成功した。ところで研究代表者は最近までJonesによって始められたsubfactorの理論を研究していたのであるが、その過程でsubfactorが射影の量子化にあたっているとみなせることに気が付いた。それはいわゆるJones射影子で関連が明示されるにいたったといえよう。そこで本研究ではintermediate subfactorsのなす束を射影全体の作る束の量子化とみなし、これを射影空間の量子化みなすという萌芽的なアイデアを発展させようと試みた。今回の研究では、2個以上のsubfactor達が織りなす相互関係の生み出す有限離散構造を、組合わせ論の立場から探求した。特にintermediate subfactorsのなす有限束を調べた。Subfactor N \$subset\Mが既約であるという仮定のもとに、MとNの間にあるintermediate subfactorsの全体は束をなす。この束の構造をJones index〔M:N〕が有限の時に調べた。特にどのような束がこのようにして実現されるかを考えた。組み合わせ論にでてくる直交するラテン方陣の存在は射影幾何の存在と関係があることはよくしられている。ところでラテン方陣の直交性は、作用素環のcommutaing squareを使って記述できる。そこでsubfactorにたいしてもラテン方陣の類似を導入できる。この時古典的な場合と同じような個数の評価ができるかを考えた。
タンザニアおよびカメルーン農村部における地酒製造に関する研究

平成27年度6月1日から3月17日までタンザニア連合共和国の各地において地酒造りに関するフィールド調査を行った。タンザニア北部のキリマンジャロ州では、ソコイネ農業大学の研究者と共同で、現地において製造されているバナナを原材料とした地酒の詳細な製造法を明らかにした。当フィールド調査の結果はソコイネ農業大学の研究者との共著論文としてまとめ、学術雑誌に投稿する予定である。タンザニア中部のドドマ州では、ソルガムを原材料とした地酒の詳細な製造法を明らかにするとともに、現地の野草を利用した食品についての調査も行った。野草を原材料とした食品については、タンザニア東部に位置するモロゴロ州においても同様の食品が利用されているという情報を得たため、同地においてもその詳細な利用法などに関するフィールド調査を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。「タンザニアおよびカメルーン農村部における地酒製造に関する研究」と題した博士論文を執筆し、公聴会を開催した。学位の授与については現在審査中である。論文はタンザニアとカメルーンの農村部における地酒製造の詳細を明らかにし、各調査地における地酒製造の特徴を比較している。学術論文の投稿に関しては、タンザニアとカメルーンの農村部における地酒製造についての比較研究を題材とした論文、「サブサハラアフリカにおける酒造りの地域間比較研究ータンザニアおよびカメルーンの農村を事例としてー」を執筆し、日本沙漠学会誌「沙漠研究」に投稿した。加えて、日本醸造協会からの以来原稿として「タンザニア農村部における地酒製造」と題した解説を執筆し、日本醸造協会誌に寄稿した。学会その他における発表に関しては、8月に自身初の国際学会発表をブラジルのナタールで行った。他にも、国内での学会発表を1回、国内外でのシンポジウム等における発表を3回行った。カメルーン南部の農村においてフィールド調査を行い、アブラヤシ酒の原材料となるアブラヤシ樹液の採取法およびアブラヤシ酒を用いた蒸留酒の製造法を、カメルーンのチャン大学に所属する研究者とともに調査した。共同調査の後、カメルーン人研究者は当該農村における更なるフィールド調査を行い、特別研究員自身は調査地において入手した地酒原材料(樹皮)についてのタンニン含量分析を行った。平成27年度において、各研究者の行った研究成果を共同執筆論文としてまとめ、学術誌に投稿する予定である。本年度の目標であった博士論文の執筆と公聴会の開催を完了した。学位授与に関しては、現在審査中である。また、自身初の国際学会発表、国内外における学会、シンポジウム等における発表など、研究成果の公表を精力的に行うことが出来た。学術論文の投稿に関しては、本研究課題に関する論文1本および解説1本を執筆して現在投稿中である。以上のように、平成26年度は目標としていた研究成果の公表を十分に行うことが出来たと自己評価する。平成26年度は博士論文の執筆と研究成果の公表を主とした活動を行い、当初の目標を達成することが出来た。平成27年度はタンザニアにおけるフィールド調査を主とした研究活動を行う予定である。具体的には、2015年6月2016年3月までタンザニアに渡航して長期にわたるフィールド調査を行い、調査地における地酒造りの詳細を明らかにする。特に、今までの研究活動において、タンザニアを含む東アフリカではストロー用いて飲用される酒が多く存在することが明らかとなったので、次回のフィールド調査はストロー酒の製造および利用に着目して行う予定である。