hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アスリート競技力向上認知行動療法e-learningシステムの研究

それにより大阪産業大学では6月初旬,徳山大学では6月下旬に申請を実施し,それぞれ大阪産業大学では平成30年7月3日に承認番号:2018ー人倫-10として,徳山大学では平成30年7月26日に承認番号:8ー1として判定された。二校の研究倫理委員会の結果を受け,北海道情報大学でも8月に申請を実施し,平成30年9月10日に承認番号2018ー11として実験計画が承認された。また,実験計画の各校での承認を受けて,本年度第1回目の研究会を2018.9.179.18に実施した。この研究会ではインフォームドコンセント実施手順の確認を中心として,被験者選定の手続とその実験結果のデータ授受手続等の確認を実施し,大阪産業大学と徳山大学で被験者選定の実施をお願いした。またeラーニングコンテンツの改良に関して実施担当校を決め,概ねの時期等も併せて決定した。被験者の選定は研究者の異動も重なり若干予定より遅れることとなった。3月末現在で被験者は7名が選定され,参加手続が終了し実験に参加している。被験者の手続が現在も進行中であり,実験参加者確保の見通しは立っている。今後の課題は各校での被験者の継続的な確保と迅速な研究実施である。次年度の前半にはある程度の研究の目処を立て早い時期に結果の公表に至るように努力したい。初年度のシステムの完成を受けて,本年度では各校の研究倫理委員会の対応が前半の主たる対応であった。概ねその対応は順調に推移したと評価しているが,その後の被験者の選定に手間取った。そのため実験の開始はできたものの,計画当初の第二年度の目標「アスリート競技力向上認知行動療法e-learningシステム構築を踏まえ,実効性の検証を主たる研究目標とする.」点は緒についたばかりである。今後は被験者の評価の方法も含めて検討し,実験を速やかに進めてこの遅れを取り戻したい。研究推進の方策は早急な各校研究倫理委員会での実験実施申請である.現在その準備を進めている.見通しは既に立っており次年度(平成30年度)の早い時期に申請実施の予定である.研究推進の方策は被験者確保と実験参加を急ぐ。但し被験者の確保は闇雲には推し進めることなく,被験者評価の方法の多面的検討も含めて実験を実施する。年度末までに各校での研究倫理委員会での申請が出来なかった.倫理委員会の結果によっては研究実施に変更が発生する可能性が排除できず,それに対応するため,設備備品等の購入は研究倫理委員会の結果を待つこととした.結果備品調達は初年度は実施されず予算を繰り越している.倫理委員会の申請後,次年度(平成30年度)で執行の予定である.また研究者の所属校での研究会実施により旅費が予想を下回った.次年度以降積極的に研究に関連した学会発表参加を促して予算の適正化に努めたい.その他は各校で予定通り旅費と実験人件費の執行を予定している.各校での研究倫理委員会での判定が終了し,設備備品等の購入が実施できることとなった。しかし,被験者の選定が遅れていることもあり,予算の執行状況は遅れを生じている。第三年度(平成31年度)で全ての予算を執行の予定であり,実験も実施されることから,成果の公表準備,及び公表も含めて問題なく予算が使用される予定である。
生体の運動習熟過程の計測とモデル化

本研究では,人間が習熟によって消費エネルギーの少ない運動を実現できることに注目する.スポーツや作業の熟練では,高速又は高精度な運動をするために,適切に脱力することが重要と考えられる.このような運動の習熟過程を解明するために,本研究では,人間の運動計測から得られた特徴を基盤に,筋骨格モデルやロボットモデル等の数理モデルにおいて,運動の習熟モデルを提案する.まず,習熟によって,エネルギー消費の少ない運動生成のために,機械的弾性要素を利用した方法が提案された.運動習熟によって消費エネルギーが最小となる適応制御則を示し,その有効性をシミュレーションによって確認した.提案方法は,対象とするシステムのパラメータ値の情報を利用せずに実現でき,ロバストな制御方法となっている.次に,複雑な制御系を必要とするように思える筋骨格系システムの運動制御は,感覚器から筋肉への線形変換によって,運動習熟モデルを構築できることを,本研究で示した.線形変換等によって,目標とする運動が実現でき,エネルギー消費が少なくできる事実は,人間のような筋骨格系の動力学や運動学の特徴を生かした方法の存在を示したこととなる.具体的には,ロボットの非線形ダイナミクスに対して,視覚情報で得られた手先位置と目標位置のみを計測すれば,座標変換などの運動学情報や質量・慣性モーメント等の動力学情報も必要なく,センサーフィードバックが構成できることを示した.運動の安定性を保証する条件は,リアプノフ関数を利用した安定解析から明らかにした.その結果,3つの明確な条件を示すことができた.本研究は,ロボットの運動制御への応用とともに,生体の運動制御に関する仮説を構築するために重要と思われる.生体の運動習熟過程の解明するために,次の二つのアプローチをとった.[1]数理モデルアプローチ(1)機械的弾性の適応調節により関節剛性を最適化して,アクチュエータの必要エネルギーを最小化する方法を提案した.これにより,登坂歩行,階段昇り歩行が可能な2足歩行ロボットが, Passive Active Combinationによって,最小エネルギーで実現できることをシミュレーションよって確認した.(2) 2関節6筋モデルにおいて,作業座標系のフィードバック制御,繰り返し学習制御等における作業空間から筋空間への非線形変換とその結果生じる筋群間の内力の関係を明らかにするために,まず2関節6筋のシミュレータを開発した.特に,筋空間から作業空間(極座標系)への変換は,線形変換となることを解明した.また,フィードバック制御の安定性の限界を議論できる理論的な枠組みを完成した.さらに,運動の習熟に従って,手先運動が目標運動に収束して,内力が一定の値に収束する方法を提案して,シミュレーションによって,その有効性を確認した.[2]生体計測アプローチ手先に慣性,弾性等の負荷を与える装置を製作し,被験者が目標運動に習熟する過程を,上腕三頭筋外側頭,大胸筋,腕トウ骨筋,三角筋後部,上腕二頭筋長頭,上腕三頭筋長頭の6筋の活動を筋電によって計測する目的のシステムを実現した.実際に,運動の習熟の計測を開始して,データを取得しつつある.運動の習熟が顕著に現れる作業の選定を行っている.本研究では,人間が習熟によって消費エネルギーの少ない運動を実現できることに注目する.スポーツや作業の熟練では,高速又は高精度な運動をするために,適切に脱力することが重要と考えられる.このような運動の習熟過程を解明するために,本研究では,人間の運動計測から得られた特徴を基盤に,筋骨格モデルやロボットモデル等の数理モデルにおいて,運動の習熟モデルを提案する.まず,習熟によって,エネルギー消費の少ない運動生成のために,機械的弾性要素を利用した方法が提案された.運動習熟によって消費エネルギーが最小となる適応制御則を示し,その有効性をシミュレーションによって確認した.提案方法は,対象とするシステムのパラメータ値の情報を利用せずに実現でき,ロバストな制御方法となっている.次に,複雑な制御系を必要とするように思える筋骨格系システムの運動制御は,感覚器から筋肉への線形変換によって,運動習熟モデルを構築できることを,本研究で示した.線形変換等によって,目標とする運動が実現でき,エネルギー消費が少なくできる事実は,人間のような筋骨格系の動力学や運動学の特徴を生かした方法の存在を示したこととなる.具体的には,ロボットの非線形ダイナミクスに対して,視覚情報で得られた手先位置と目標位置のみを計測すれば,座標変換などの運動学情報や質量・慣性モーメント等の動力学情報も必要なく,センサーフィードバックが構成できることを示した.運動の安定性を保証する条件は,リアプノフ関数を利用した安定解析から明らかにした.その結果,3つの明確な条件を示すことができた.本研究は,ロボットの運動制御への応用とともに,生体の運動制御に関する仮説を構築するために重要と思われる.
アンタゴニスト製剤開発へ向けた構造生物学的改変及びスクリーニングシステムの構築

近年、IL-18はアレルギー疾患をはじめとする様々な疾患において、発症及び病態の増悪因子として重要な役割を果たしていることが明らかとなってきているが、未だにIL-18を制御する有効な薬剤分子の開発は行われていない。IL-18は、当初、IFN-γ-inducing factorとしてクローニングされたサイトカインであるが、T細胞、natural killer (NK)細胞などからのIFN-γ分泌とともに細胞障害性及びT細胞増殖を強く誘導し、アレルギー・自己免疫疾患・ガンなどの病態に関与していることが明らかとなってきている。IL-18とそのレセプターとの相互作用は、新規治療法としてのアンタゴニスト開発などのターゲットになると考えられるが、論理的な機能分子デザインには蛋白の遊離及び結合状態の両方の構造情報が必要である。我々は立体構造解析のための基礎的技術開発及び構造決定、そして、新規機能分子の開発などを行っている。現在、IL-18とそのレセプターIL-18 binding protein (IL-18BP)との相互作用によって、新規治療法としてのアンタゴニスト開発などのターゲットになると考えられるが、論理的な機能分子デザインには蛋白の遊離及び結合状態の両方の構造情報が必要である。我々は立体構造解析のための基礎的技術開発及び構造決定、そして、新規機能分子の開発など、有望な結果を残している。この成果は、アレルギー・自己免疫疾患・ガンなどの治療応用への発展が非常に期待できるものである。IL-18は、当初、IFN-γ-inducing factorとしてクローニングされたサイトカインであるが、T細胞、natural killer(NK)細胞などからのIFN-γ分泌とともに細胞障害性及びT細胞増殖を強く誘導し、アレルギー・自己免疫疾患・ガンなどの病態に関与していることが明らかとなってきている。現在、IL-18とそのレセプターIL-18 binding protein(IL-18BP)との相互作用によって、新規治療法としてのアンタゴニスト開発などのターゲットになると考えられるが、論理的な機能分子デザインには蛋白の遊離及び結合状態の両方の構造情報が必要である。
ミニティーチャーを取り入れた総合的な学習の意義と活用-状況的学習論と調査研究から

本研究の目的は、上級学校や上級学年の生徒が教師役になるという実践に着目し、ミニティーチャーを取り入れた総合的な学習の時間の意義と活用を状況的学習論と調査研究から明らかにすることである。まず高等学校と中学校を中心にミニティーチャーの授業実践をしている学校の実例を収集した。その中から高校生が小学生に授業を教える実践を継続して行っている学校を抽出して質問紙調査を実施し、定量的な分析と質的な研究を同時に試みた。その結果、学習とは、「できる」ことを積み上げていくことではなく、「なりたい」自分を感得していきながら、かつ、共同体において社会的にも文化的にも重要とされる実践を試み続けて徐々にそこへ参加していく営みとしてとらえる状況論的アプローチが有効であることが明らかになった。とりわけ、小学校における高校生のミニティーチャーの取組みは、次の5つの教育効果をもたらすことが明らかになった。(1)小学生を相手に実際に授業をするという行為は、社会的実践の文脈において価値を創造する行為であり、自らの行為が他者に役立っていると感じ、有能感や自己効用感を高める。(2)教える側に回ることで「する側」の行為となり、自主性を伸ばし自立性を高める。(3)他者と積極的に関わりながら自分づくりに挑戦し、アイデンティティの形成を促す。(4)授業を実際に行うという本物のアリーナへのアクセスの中で、自律的な学びを創出し、責任感を育む。(5)内発的動機づけや自ら学ぶ・やる意欲を高める。学校における望ましい学習の過程と形態について、学校現場の実態を踏まえた調査研究から明らかにしたことが本研究の重要な発見である。今後の課題は、ミニティーチャーを取り入れた学習活動について、高等学校に限らず、大学や社会教育施設等においてどのような効果があるかを検討することである。
病態肝の肝細胞Energy代謝からみたhormone insensitivityの改善に関する研究

肝臓の大量切除後や肝外閉塞性黄疸症例(胆管癌、膵癌など)の根治手術後には制御し難い耐糖能の乱れがあり、著明な高血糖に対するインスリンの効果が全くないことが経験される。まだ一方では肝性昏睡と鑑別が困難な低血糖発作がみられることがある。これらは何れも肝不全の臨床的発現と考えられhormone receptorの減少によるhormone insensitivityとして把握される。この病態に対処するため障害肝動物を作成してenergy代謝動態を知ろうとした。家兎の総胆管結紮により肝障害を作製すると肝energe chargeは低下しグルカゴン投与による著明となり、血糖値は上昇しなかったのみならずcyclic AMPの上昇は抑制された。閉塞性黄疸時にはATP生成能が低下するため細胞膜のcyclic AMPの産生が低下しグルカゴンに対する感受性が少くなるものと考察した。家兎の70%肝臓切除を施行するとenergy chargeが低下するのみならず、グルカゴン負荷によっても回復せず、血糖、cyclic AMP上昇は抑制されていた。これらの結果から障害肝のhormone insensitivityにはcyclic AMPが関与することが推定された。臨床例で肝大量切除後にグルカゴンを投与し血糖、cyclic AMP、アミノ酸、血中総胆汁酸などを測定した結果、グルカゴンに対するアラニンの上昇が抑制されるのみでなく、cyclic AMPの上昇も同様であることが判明した。術後黄疸をきたす症例では術中の肝血流遮断、術後感染症が2大原因として把握し得た。この黄疸は何れも機械的黄疸ではなく非閉塞性黄疸であることが特徴であり多臓器障害にいたる前兆である傾向にあった。動脈血中ケトン体比が0.4以下となると耐糖能は低下しnonketonic hyperglycemiaにいたる。この病態は肝細胞エネルギー代謝からみてATP生成能が不可逆的になったと考えられる。1.閉塞性黄疸家兎に対するglucagon投与:総胆管結紮(BDL)48時間後の家兎にglucagonを0.02mg/kg投与し、血糖,cyclic-AMP,肝energy chargeを測定した。肝energy chargeは対照群の0.82±0.04に比しBDL群では既に0.75±0.09と低下していたがglucagon投与により更に0.49±0.07と著明に低下していた。また血糖は対照群がglucagon投与により前値106±14mg/dlから後値152±25mg/dlと増加したのに対し、BDL群では前値86±12mg/dl;後値86±14mg/dlとglucagonに対する血糖上昇作用が欠如していた。cyclicAMPは対照群では前値40±35pmol/ml、後値1314±237pmol/mlと著増したのに対しBDL群では前値37±14pmol/ml、後値341±189pmol/mlとその上昇は抑制されていた。以上より閉塞性黄疸ではビリルビンがミトコンドリア呼吸鎖のuncouplerとなるためATP産生が低下するため、細胞膜のcyclic-AMPの産生が低下し、glucagonに対する感受性が低下すると考えられた。2.70%肝切除家兎に対するglucagon投与:70%肝切除24時間後の家兎にglucagon0.02mg/kg投与し、1と同様の項目について検索した。肝energy chargeは0.84から肝切除後24時間では0.77に低下するが1週間以内に前値に回復した。

然しglucagon投与により肝energy chargeは前値0.77から0.70に低下した。また血糖、cyclic AMPの上昇は対照群に比し有意に抑制されていた。3.1、2の結果より障害肝のhormone insensitivityにはcyclic-AMPが関与することが示唆された。4.臨床例における肝切除術後のglucagon投与:肝切除術後に経日的にglucagonを0.02mg/kg投与し、血糖,cyclicAMP,アミノ酸,血中総胆汁酸の変動を測定した。肝機能障害例ではglucagonに対するalanineの上昇が抑制されることが判明した。またcyclicAMPの上昇作用も抑制されていることが判明した。その他の因子に関しては、現在詳細に解析中である。術後に〓〓をきたす症例の原因として1)術中の肝血流〓〓, 2)縫合不全などの感染症があって発病する2群に〓〓することが可能である.前者では早期に意識障害,腎不全におち入りやすく,後者では発熱と総ビリルビン量〓10mg/dl〓〓の上昇後〓〓は急速に増強するが意識障害,腎不全の発〓は遅いことが〓〓例の集〓から判明した.何かの〓での〓〓も〓〓〓〓〓〓〓〓が明白にみられる機械的〓〓でなく非閉塞〓〓症例である.総ビリルビの上昇に伴う肝臓以外の不全〓〓〓〓〓〓肝血液量低下が〓〓〓〓〓〓〓早期から多い傾向にあるが感染症〓原因した〓では不全臓器の〓〓多いことも指摘し得た.肝臓のエネルギーレベルを表〓〓〓動脈血中ケトン〓〓と多臓器〓〓関連を比較すると総ビリルビン量が10mg/dlをこえると〓〓〓〓比は0.4〓〓に低下するにいたる.ケトン体比が0.4にいたると〓〓〓〓低下〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓となり血糖の調節が不可能となるほか,血中アミノ,酸の上昇とmolord rabioの低下にきたし基礎供給,基質利用能の低下をみるにいた.代表的な〓〓〓〓〓〓であるアラニンをはじめすべての血中アノミ酸の上昇をみるようになる.筋蛋白崩壊によって新生され肝臓に供給されていたアミノ酸が肝臓で〓〓〓に利用されなくなってきたことを示唆するものと思われる.血中C_3, C_4の〓体,〓体像,フイグロネクチンもケトン体比の低下と相関し,細菌貧食能の低下となってくる.また当然ながらエレドトキシン〓〓〓〓〓不全臓器〓が増加する結果となる.組織等〓にこれら症例〓肝臓を検索すると肝細胞そのもの〓〓〓にはいたっていないが,組み〓〓レベルに胆汁色素のうつ〓〓み,電〓レベルでも微細器〓の障害がみられていない.肝細胞のエネルギー代謝からみてATP生成能の低下が不可逆的低下に連つたものと考えられる.肝臓の大量切除後や肝外閉塞性黄疸をきたす胆癌管、膵癌などに対する根治手術後には制御し難い耐糖能の乱れがあり、著名な高血糖にインスリンを投与しても全く効果がないことが経験される一方、肝性昏睡との鑑別が困難な低血糖発作がみられることがある。これらは何れも肝不全の臨床的発現と考えられhormone receptorの減少によるhormone insensitivityとして把握される。
特異点をもつ3次元双曲多様体の変形理論に関する研究

本年度の前半は、cone-manifold上のLaplacianの固有値について研究を行った。それについて、コンパクト多様体上のcone-manifoldの計量に収束するRiemann計量の列に対し、対応するLaplacianの固有値が収束するという結果を得た。またその応用として、Laplacianの固有値に関するいくつかの不等式のcone-manifoldに対する一般化を行い、特にYang-Yauの不等式について、等号が成立する例がcone-manifoldで与えられる可能性について考えた。その後、上記の主張を含むRowlettによる結果があること、Yang-Yauの不等式についてJakobsonらが同じ問題を考察し、数値計算を行っていることを知り、後半は扱う問題を変えることにした。本年度の後半は、コンパクト負曲率cone-manifold上の測地流に関する研究を行った。そして、singularityがない場合にはよく知られた性質である、閉軌道の稠密性、稠密な軌道の存在、エルゴード性、安定葉層及び不安定葉層の葉の稠密性などを示した。また、ホロスフェリカル葉層の一意エルゴード性に関して、Roblinによる結果があることを知った。学位取得に向けて、これらの結果についての執筆を行っている。また、例えばエントロピーに関する結果など、singularityがない場合の結果で他に一般化できるものがないか、あるいは同じく特異性のある力学系であるビリヤードの問題と関連させられないか、といった問題を考えている。本年度は主に、負曲率cone-manifoldのboundaryrigidityについて研究した。そして、強凸境界をもつコンパクトで単連結な2次元負曲率cone-manifoldに対し、境界上で距離を保つ同相写像が存在すればそれらは等長的であることを主張する、boundary rigidityの成立の証明を行った。本年度の結果は、Otalによる特異点のない場合の結果をcone状の特異点をもつ場合へと拡張したものである。その証明は、境界キで距離を保つ同相写像から自然に定まる極大測地線分の空間の間の同相写像が特異性とLebesgue測度を保つことなどを用いて、極大測地線分の交点から等長写像を構成するということによっており、基本的な方針はOtalのものと同様である。また、boundaryrigidityとmarked length spectrum rigidityの間には類似性があり、Otalの証明をcone-manifoldに拡張する際には、HersonskyとPaulinによる2次元コンパクト負曲率cone-manifoldに対するmarkedlength spectrum rigidityの証明を参考にした。微分可能性などの点でboundaryrigidityの方が扱いやすいため、hyperbolic cone-manifoldに対しては双曲計量の性質を合わせて用いることで、本年度の結果を高次元に拡張することが出来るのではないかと考えている。また、hyperboliccone-manifoldに対する他のrigidityを示す際にも有用な手段が見つかることを期待している。研究内容は主に、負曲率cone-manifoldのboundaryrigidityについてである。前年度に、強凸境界をもつコンパクトで単連結な2次元負曲率cone-manifoldに対するboundaryrigidityの成立、すなわち境界上で距離を保つ同相写像が存在すればそれらは等長的であるという結果を得た。この結果に関して、現在引き統き纏めているところである。この結果は、Otalによる特異点のない場合の結果をcone状の特異点をもつ場合へと拡張したものである。その証明は、境界上で距離を保つ同相写像から自然に定まる極大測地線分の空間の間の同相写像が特異性とLebesgue測度を保つことなどを用いて、極大測地線分の交点から等長写像を構成することによっており、基本的な方針はOtalのものと同様である。Otalの証明をcone-manifoldの場合に拡張する際には、boundaryrigidityとmarked length spectrum rigidityの間には類似性に着目し、HersonskyとPaulinによる2次元コンパクト負曲率cone-manifoldに対するmarkedlength spectrum rigidityの証明のアイデアを用いている。本年度はこの他、Labourieによる曲面群の極大表現に関する結果や、Cheegerによる測度距離空間上のLipschitz関数の微分可能性に関する結果などについての勉強を行った。
Single cell transcriptome analysis

mRNAの定量シーケンスにより、単一細胞において遺伝子の働きを研究する手法を開発した。まず、DNA複製の前後において異なった蛍光色を持つ細胞を解析し、単一細胞の分裂周期の状態を推測することのできる働きを持つ遺伝子を同定した。そして、6000以上の単一細胞をマイクロウェルプレートに単離するためにフローサイトメーターを用い、Labcyteと呼ばれるナノリッターの溶液を分注できる装置を使い、各ウェルでの反応量を減らした。予備実験では遺伝子の働きの違いを測定し、手法の精密さを評価するために、複数の参照細胞株を比較した。これらの結果は再生医療やがん研究に潜在的効果を持つ細胞分化研究の道を開くであろう。27年度が最終年度であるため、記入しない。ゲノム生物学27年度が最終年度であるため、記入しない。
エクソソーム誘導性シグナルを介すHTLV-1による関節リウマチ病態修飾機構の解明

本研究では,HTLV-1感染細胞由来エクソソームによる関節リウマチ滑膜細胞(RASF)の活性化機構について基礎的研究を進め,HTLV-1陽性関節リウマチ(RA)の病態修飾機構を解明する.これまで,HTLV-1感染細胞株はHTLV-1非感染細胞株に比べてエクソソーム産生が亢進しており,HTLV-1感染細胞由来エクソソーム中にはRNAやDNAが大量に含有されていること,HTLV-1関連蛋白をコードするmRNAが存在することを証明した.エクソソームとTNFαやIFNγで共刺激したRASFでは,IL-6,CXCL10やRANTESの遺伝子発現が,それぞれのサイトカイン単独で刺激した場合よりも亢進しており,エクソソームが炎症性メディエータとして機能することが明らかとなった.網羅的サイトカイン測定によっても同様の結果が得られており,そのパターンから活性化する転写因子の検討を行った.これら実験系による遺伝子発現の一部はNFkB阻害剤で抑制されることから,エクソソーム由来のRNAやDNAを外来核酸として認識する細胞内受容体のTLR3, 9およびRIG-IについてRNA干渉によるRASFの発現抑制実験を行った.RIG-Iの発現抑制においてのみエクソソーム誘導性遺伝子発現が一部抑制されたが,その遺伝子発現抑制は顕著ではなく,他の核酸認識受容体や補助因子の解析が必要と考えられた.RASFにおいてTNFαやIFNγ刺激によって発現が亢進し,NFkB活性化に関与する核酸認識受容体やその補助因子の発現をさらに詳しく検討し,外来核酸の重合化を促進し核酸認識受容体へのシグナル伝達を増幅するタンパク質を同定した.本タンパク質はウイルス核酸やnon-coding RNAなどと結合する可能性のあるタンパク質であり,IFN刺激によってRASFにおける発現が亢進することが明らかとなった.複数の核酸認識受容体について検討が必要であったが,従来報告されているパターン認識受容体とは異なる外来核酸結合タンパク質の同定ができた.核酸認識受容体に外来核酸の橋渡しをする核酸結合タンパクを同定できた.同タンパク質の発現調節機構を解明し,エクソソーム誘導性シグナルに重要な伝達経路の同定を目指す.研究計画書にあげている動物実験については,モデルマウスの検討も含め多くの課題があることが判明した.その実験動物作成の技術提供なども含め,今後は共同研究者を募り動物実験に関する遺伝子組み換え実験の申請,動物実験に係る倫理審査などの準備を進める予定である.本研究では,HTLV-1感染細胞由来エクソソームによる関節リウマチ滑膜細胞の活性化機構について基礎的研究を進め,HTLV-1陽性関節リウマチの病態修飾機構を解明する.これまで,HTLV-1感染細胞株はHTLV-1非感染細胞株に比べてエクソソーム産生が亢進しており,HTLV-1感染細胞由来エクソソーム中にはRNAやDNAが大量に含有されていること,HTLV-1関連蛋白をコードするmRNAが存在することを証明した.エクソソームとTNFαやIFNγで共刺激した関節リウマチ滑膜細胞では,IL-6,CXCL10やRANTESの遺伝子発現が,それぞれのサイトカイン単独で刺激した場合よりも亢進しており,エクソソームが炎症性メディエータとして機能することが明らかとなった.網羅的サイトカイン測定によっても同様の結果が得られており,そのパターンから活性化する転写因子の検討を行った.これら実験系による遺伝子発現の一部はNFkB阻害剤で抑制されることから,エクソソーム由来のRNAやDNAを外来核酸として認識する細胞内受容体のTLR3, 9およびRIG-IについてRNA干渉による関節リウマチ滑膜細胞の発現抑制実験を行った.RIG-Iの発現抑制においてのみエクソソーム誘導性遺伝子発現が一部抑制されたが,その遺伝子発現抑制は顕著ではなく,他の核酸認識受容体や補助因子の存在が疑われる結果となった.外来核酸認識受容体は複数存在するため,関節リウマチ滑膜細胞においてTNFαやIFNγ刺激によって発現が亢進し,NFkB活性化に関与する受容体の発現をさらに詳しく検討することが課題となった.外来核酸認識受容体は複数存在するため,今回検討した受容体以外の受容体に関しても検討する必要がでてきたため。本研究では,HTLV-1感染細胞由来エクソソームによる関節リウマチ滑膜細胞(RASF)の活性化機構について基礎的研究を進め,HTLV-1陽性関節リウマチ(RA)の病態修飾機構を解明する.これまで,HTLV-1感染細胞株はHTLV-1非感染細胞株に比べてエクソソーム産生が亢進しており,HTLV-1感染細胞由来エクソソーム中にはRNAやDNAが大量に含有されていること,HTLV-1関連蛋白をコードするmRNAが存在することを証明した.エクソソームとTNFαやIFNγで共刺激したRASFでは,IL-6,CXCL10やRANTESの遺伝子発現が,それぞれのサイトカイン単独で刺激した場合よりも亢進しており,エクソソームが炎症性メディエータとして機能することが明らかとなった.網羅的サイトカイン測定によっても同様の結果が得られており,そのパターンから活性化する転写因子の検討を行った.これら実験系による遺伝子発現の一部はNFkB

阻害剤で抑制されることから,エクソソーム由来のRNAやDNAを外来核酸として認識する細胞内受容体のTLR3, 9およびRIG-IについてRNA干渉によるRASFの発現抑制実験を行った.RIG-Iの発現抑制においてのみエクソソーム誘導性遺伝子発現が一部抑制されたが,その遺伝子発現抑制は顕著ではなく,他の核酸認識受容体や補助因子の解析が必要と考えられた.RASFにおいてTNFαやIFNγ刺激によって発現が亢進し,NFkB活性化に関与する核酸認識受容体やその補助因子の発現をさらに詳しく検討し,外来核酸の重合化を促進し核酸認識受容体へのシグナル伝達を増幅するタンパク質を同定した.本タンパク質はウイルス核酸やnon-coding RNAなどと結合する可能性のあるタンパク質であり,IFN刺激によってRASFにおける発現が亢進することが明らかとなった.複数の核酸認識受容体について検討が必要であったが,従来報告されているパターン認識受容体とは異なる外来核酸結合タンパク質の同定ができた.2017年度に検討した核酸認識受容体以外の受容体について,TNFαやIFNγで刺激した関節リウマチ滑膜細胞における発現を定量PCRやイムノブロット法で検討する.NFkBを介したシグナル伝達へ関与する受容体に絞り込み,さらに効率的にエクソソーム誘導性シグナルに重要な受容体の同定を目指す.同時に,2018年度研究計画書にあげている動物実験に係る倫理審査などの準備を進める予定である.核酸認識受容体に外来核酸の橋渡しをする核酸結合タンパクを同定できた.同タンパク質の発現調節機構を解明し,エクソソーム誘導性シグナルに重要な伝達経路の同定を目指す.研究計画書にあげている動物実験については,モデルマウスの検討も含め多くの課題があることが判明した.その実験動物作成の技術提供なども含め,今後は共同研究者を募り動物実験に関する遺伝子組み換え実験の申請,動物実験に係る倫理審査などの準備を進める予定である.
高学年児童の放課後生活を支えるにあたって地域の各主体が果たす役割に関する研究

児童福祉法の改正にともない学童保育の対象に加えられた、小学校高学年児童の放課後の望ましい生活を考察するため、(1)高学年児童の安定的な居場所となる生活拠点をいかに作るか、(2)高学年の発達段階にあった放課後活動を地域でどう展開するか、について日本を含む世界9か国における放課後対策に関する政策把握調査、高学年対象活動の実態調査及び、高学年児童の放課後生活実態調査から検討した。女性の社会進出や核家族化の進行に伴い、今後留守家庭児童が過半数を占める新たな時代が訪れる中、「学校」でも「家庭」でもない「放課後」の時間に、子どもたちへ豊かな生活を提供することの重要性は高まっている。これまでの我々の調査から、低学年児童の過ごし方については国内外の現状を鑑みても、学童保育を軸に進めるという一定の見解を示すことができている。しかし高学年児童の放課後の過ごし方は、世界的にみても一貫性がなく、何を軸にすべきかといった普遍的なモデルは国際的にも定まっていない。高学年児童の放課後の望ましい生活を考察するため本年度実施した国内外の主な研究は以下のとおりである。■高学年児童の放課後対策に関する国際調査国際的な放課後対策の取組みを把握するため、諸外国ではどういった社会的背景のもとで、どのような高学年の放課後対策が実施されているのかについて「政策把握調査」を韓国及び中国において実施した。またスウェーデンにおいて補足調査も行った。■高学年児童の放課後生活実態に関する調査各国における放課後対策下での、高学年児童の生活実態を把握するため、韓国、スウェーデン、中国、倉敷市、瀬戸内市、名古屋市の放課後対策活動への訪問ヒアリング調査及び現地観察調査を実施した。また、放課後対策活動に参加していない児童の意見も汲み取るため、世界の高学年児童の放課後生活に関する共通アンケート調査票を作成し、韓国、スウェーデン、中国、大阪市の小学5年生に配布回収した。これまでの我々の調査から、低学年児童の過ごし方については国内外的にみても一貫性がなく、何を軸にすべきかといった普遍的なモデルは国際的にも定まっていない。■高学年児童の放課後対策に関する国際調査国際的な放課後対策の取組を把握するため、諸外国ではどういった社会的背景の下で、どのような高学年の放課後対策が実施されているのかについて「政策把握調査」をアメリカにおいて実施した。■高学年児童の放課後生活実態調査各国における放課後対策下での高学年児童の生活実態を把握するため、アメリカ、名古屋市、京都市、大津市、大阪市の放課後対策活動への訪問ヒアリング調査及び現地視察を実施した。また放課後対策活動に参加していない児童の意見も汲み取るため、世界の高学年児童の放課後生活に関する共通アンケート調査票を作成し、アメリカ、スウェーデン(追加)、台湾の小学5年生に配布回収した。高学年児童の放課後の望ましい生活を考察するため、本年度実施した国内外の主な研究は以下のとおりである。■高学年児童の放課後対策に関する国際調査国際的な放課後対策の取組を把握するため、諸外国ではどういった社会的背景の下で、どのような高学年の放課後対策が実施されているのかについて「政策把握調査」を台湾及びドイツにて実施した。■高学年児童の放課後生活実態調査各国における放課後対策下での高学年児童の生活実態を把握するため、ドイツ、大阪市の放課後対策活動への訪問ヒアリング調査及び現地観察を実施した。また、放課後対策活動に参加していない児童の意見も汲み取るため、世界の高学年児童の放課後生活に関する共通アンケート調査票を作成し、台湾、カナダ、ニュージーランド、大阪市(追加)の小学5年生に配布回収した。「高学年児童の放課後対策に関する国際調査」については昨年度補足された計画通り、アジア(台湾)及びヨーロッパ(ドイツ)において実施した。「高学年の放課後生活実態調査に関する研究」についても、昨年度補足された計画通り、アンケート調査を日本及び台湾、カナダ、ニュージーランドで実施したが、ドイツでは現地の事情により実施出来なかった。女性の社会進出や核家族化の進行に伴い、留守家庭児童が過半数を占める新たな時代が訪れる中、「学校」でも「家庭」でもない「放課後」の時間に、子どもたちへ豊かな生活を提供することの重要性は高まっている。しかし、高学年児童の放課後の過ごし方は、世界的に見ても一貫性がなく、何を軸にすべきかといった普遍的なモデルは国際的にも定まっていない。高学年児童の放課後の望ましい生活を考察するため、本年度行った研究は以下のとおりである。■高学年児童の放課後対策に関する調査:高学年児童も対象とした我が国の放課後対策の取り組みを把握するため、補足調査として京都市の児童館における調査を行った。

■高学年児童の放課後生活実態に関する調査:各国における放課後対策下での高学年児童の生活実態を把握するため実施したアンケート調査及びヒアリング調査の結果について比較分析を行った。■課題と提案:以上の調査結果を踏まえ、世界の放課後から見えてきた我が国の放課後対策に関する課題を「留守家庭対策から全児童化する際の課題」「発達段階に応じた居場所づくり」「放課後のプログラム化と子どもの主体的な遊び活動を保障する居場所の課題」「格差の是正・貧困対策からみた子どもの放課後」という視点からまとめ、「高学年児童の豊かな放課後を保障する環境整備」と「子どものくらしの基盤となる親の労働のあり方見直し」という視点から提案を行った。児童福祉法の改正にともない学童保育の対象に加えられた、小学校高学年児童の放課後の望ましい生活を考察するため、(1)高学年児童の安定的な居場所となる生活拠点をいかに作るか、(2)高学年の発達段階にあった放課後活動を地域でどう展開するか、について日本を含む世界9か国における放課後対策に関する政策把握調査、高学年対象活動の実態調査及び、高学年児童の放課後生活実態調査から検討した。「高学年児童の放課後対策に関する国際調査」については、当初の計画通りアメリカにおいて実施した。「高学年の放課後生活実態調査に関する調査」については、当初の計画通り、日本においておおむね順調に進められた。また当初の計画ではアメリカにおいては、次年度に本調査を行う予定であったが、今年度に実施することができた。台湾という計画以上の地域においても高学年児童の放課後生活実態に関するアンケート調査票を配布できている。■高学年児童の放課後対策に関する国際調査国際的な放課後対策についての取組を把握するため、諸外国ではどういった社会背景の下で、どのような高学年の放課後対策が実施されているのかについて、「政策把握調査」を実施する。なお、先進国を全域的に把握するため各地域(ヨーロッパ、アメリカ、アジア、オセアニア)に調査対象国を設定する。平成28年度は、これまでの調査結果を踏まえ、諸外国の高学年児童の放課後対策の趨勢をまとめるとともに、得られた視点に関する日本の放課後対策の現状について追加調査を実施する。■高学年児童の放課後生活実態に関する調査各国の放課後対策下での高学年児童の生活実態を把握するため、「1他者との関わり」「2活動への主体性」「3地域空間での展開」という3つの視点から調査を実施する。調査方法は調査対象活動への訪問ヒアリング調査及び現地観察調査とする。また、世界の高学年児童の放課後生活に関するアンケート調査を実施し、活動に参加していない児童の意見も汲み取ったうえでの各国の放課後活動の全体像を把握する。平成28年度は昨年度実施できなかったドイツでのアンケート調査を実施するとともに、各国の生活実態について傾向を明らかにし、まとめを行うこととする。また得られた視点をもとに日本の高学年児童の放課後生活の実態について補足調査を行う。
PC3遺伝子改変マウスを用いた蝸牛ラセン神経節細胞の発生・分化メカニズムの解析

蝸牛ラセン神経節の発生のメカニズムを明らかにすることを目的として、神経発生のマーカー遺伝子として報告されているPC3遺伝子に着目した。PC3遺伝子改変マウスのヘテロ接合体において蝸牛ラセン神経節細胞にPC3が発現していること、ホモ接合体においてラセン神経節細胞の数が減少していることを確認し、PC3がラセン神経節細胞の発生・分化に関与していることが明らかとなった。Heterozygous PC3-GFP knock-inマウスとHomozygous PC3-GFPマウスはProfessor Huttner(ドイツ)よりOCTコンパウンドに包埋した状態で供与を受けた。Homozygousマウス、Heterozygousマウス、野生型マウスについて胎生(E)E12.5日、El3.5日、E14.5日、El8.5日、生後(P)P4日のマウス頭部の凍結切片を作成した。細胞増殖のマーカーとしてKi67抗体を用い、また核のマーカーとしてHoechst染色を行い、蛍光顕微鏡下(現有)にてGFPの蝸牛内の局在を検討した。また、ラセン神経節細胞のマーカーとしてβIII-tubulin (TuJ1)抗体を用い、ラセン神経節細胞の数を10切片毎にカウントして3群のラセン神経節細胞の数を比較した。以上の研究のデータと取りまとめてPC3のラセン神経節の分化の際の役割について検討を行う予定である。蝸牛のラセン神経節細胞はコルチ器で電気信号に変換・コード化された音情報を聴覚中枢に伝えるという重要な役割を担っているが、ラセン神経節細胞の発生・分化のメカニズムは依然として不明である。2010年に我々はPC3が胎生期のラットの蝸牛ラセン神経節細胞に発現しており、ラセン神経節細胞の発生・分化に関与している可能性を報告した(Hayashida, Neuroreport)。今回は、PC3(Tis21/BTG2)がラセン神経節の発生・分化の際に果たす役割をより明確にするために、PC3-GFP knoch-inマウス(PC3遺伝子を欠失しており、代わりにGFPというマーカー遺伝子を組み込んだマウス)を用いて、その分化・発生について形態的かつ機能的に解析を行った。具体的には、Professor Huttner(ドイツ)より供与を受けたHeterozygous PC3-GFP knock-inマウス、HomozygousPC3-GFPknock-inマウスの凍結組織について、胎生(E)E12.5日、E13.5日、E14.5日、E18.5日、生後(P)P4日のマウス頭部の凍結切片を作成した。コントロールとして、野生型マウスの頭部の凍結切片も作成した。ラセン神経節細胞のマーカーとしてanti-TUJ1抗体を用い、また核のマーカーとしてHoechstを用いた多重免疫組織染色を行った。蛍光顕微鏡下(現有)にてGFP(PC3)の蝸牛内における局在を観察、記録した。また、E13.5P4のそれぞれのステージにおけるラセン神経節細胞数、N/C比、ローゼンタール管内におけるラセン神経節細胞密度を測定している。これらの測定データを野生型マウス、Heterozygousマウス、Homozygousマウス間で、あるいはステージ間で統計学的に比較検討を行い、PC3がラセン神経節細胞の発生の際に果たす役割について考察を行っている。2010年に我々はPC3(TIS21のオーソログ)が胎生期のラットの蝸牛ラセン神経節細胞に発現しており、ラセン神経節細胞の発生・分化に関与している可能性を報告した(Hayashida, Neuroreport)。また、我々はPC3-GFP knoch-inマウス(PC3遺伝子を欠失しており、代わりにGFPというマーカー遺伝子を組み込んだマウス)の凍結組織を用いて、PC3遺伝子を欠失したマウスにおいては蝸牛ラセン神経節細胞の数が減少することを確認した。今回、我々はPC3遺伝子欠失マウスにおいてラセン神経節細胞が減少する機序について調査した。PC3-GFP knoch-inマウス凍結組織に対して、アポトーシスの亢進の有無について確認するためにTUNEL染色、細胞増殖の抑制の有無を調べるためにKi67染色を行い、それぞれの陽性細胞の数をカウントし、野生型マウス(コントロール)との比較を行った。現在も継続中である。また、我々はPC3-GFP knoch-inマウス生体を保有していないため、内耳特異的PC3ノックダウンモデルを作成中である。PC3相補的shRNAを組み込んだプラスミドをマウス胎児の内耳にエレクトロポレーションで導入し、RNA干渉によってPC3をノックダウンさせるものである。これらのPC3ノックダウンモデルマウスに対して聴力評価を行う予定である。おおむね計画通りに凍結切片作成、データ測定が進んでいるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。

PC3-GFP knock-inマウス、野生型マウスのラセン神経節細胞数、N/C比、細胞密度の測定を継続する。また、Professor Huttnerより供与を受けたPC3-GFP knock-inマウスの凍結胚について、熊本大学生命資源研究・支援センターに凍結胚の融解、マウス個体の供給を依頼し、これらのマウスの聴覚評価を行う予定である。以上のデータを解析し、PC3がラセン神経節細胞の発生に果たす役割について考察し、学会発表、論文作成を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
高温不均一磁化プラズマにおける乱流の非線型過程の定量的・実験的研究

多スケール乱流間の非線形過程を通じたエネルギー伝達を実験的に解明する研究である。九州大学の直線プラズマ装置では、乱流揺動による運動量輸送量計測器を開発・設置して実験解析を行い、帯状流と乱流間のエネルギー流の定量的観測に成功した。原子力機構JFT-2M装置では、乱流の密度包絡線から測地音波モードの情報を抽出してバイスペクトル解析を成功させ、測地線音波固有モードによる磁気面同定法を提案した。本年度は物理量の観測のための測定機の開発(プローブハードウェアと測定回路)を行った。開発過程では、テスト用のプローブ(含テスト測定回路)を制作して九州大学応用力学研究所の直線磁場プラズマ生成装置にて初期的揺動計測を行った。強乱流場が現れる放電で、乱流トルクの生じる条件である波面の変調(小半径方向波数の符号が径方向で異なる)の観測に成功し、その波面変調と乱流レイノルズ応力分布と整合していることを見出した[1-5]。数値直線磁場装置によるシミュレーション結果でも同様の波面変調が見いだされ、計算物理と実験物理による統合研究に貢献した。上記の成功に基づき、多チャンネルシステムを開発し導入した。プローブはポロイダル方向に8ポート設置可能である。1ポートにつき6電極搭載し(計48電極)、3つの電極をポロイダル方向に並べ(ポロイダルモード数12まで対応)、残り3電極は小半径方向波数及び密度測定用とした。現在観測されている揺動の基本モードは最大3であり、4次高調波までポロイダルフーリエ分解可能である。本年度の実験によって、多チャンネル化について以下に記載する問題点が浮上したが、設計に工夫を凝らすことによって解決することが出来た。(1)電極挿入によるプラズマへの影響・18年度の実験で影響を調査し、電極配置の工夫により対応できた。(2)多チャンネル化による背景圧力の悪化:ケーブルを大気側に設置しアウトガスの影響を抑制できる設計を行った。(3)測定器設置レイアウト変更による測定系に付随するローパスフィルター効果の悪化:測定系を修正し、実際のプラズマ測定によって少なくとも80kHzまでは振幅と位相のずれが問題にならないことを確認した。並行して、データ解析の手法の研究を行い、乱流密度揺動から帯状流の線形分散の情報を抽出する方法を開発し、密度揺動のみを用いた帯状流研究に道を開いた[6]。本年度は、昨年度に納入された測定器を用いて実験を行った。まずレイノルズ応力プローブの設置・精度の検証を行い、校正を行った。強い乱流が得られるような放電気領域をLarge Mirror Device-Upgradeでも開拓し、強乱流状態や弱・強乱流遷移が実現できた。そのような実験条件で実験データを取得した。レイノルズ応力プローブのハードウエア仕様およ初期的な実験結果についてプラズマ・核融合学会年会にてポスター発表を行った[学会発表1]直線プラズマLMDの解析では、低周波(400Hz)で振動するポテンシャル揺動を発見しした。同周波数のポロイダル速度揺動としても観測される点、乱流揺動(7-8kHz)の径方向波数の変調と相関を持つ点、乱流揺動と非線形のエネルギーのやり取りのあることから、このポランシャル揺動を帯状流と結論付け、アメリカ物理学会で発表し(雑誌論文3)、またPhvsical Review Letter誌、Journal of Physical Society of Japan誌に投稿した。九州大学の直線プラズマ装置にて、乱流揺動による運動量輸送量(Reynolds応力)を計測可能な静電プローブを開発し、実験解析を実施した。磁場を固定し中性ガス圧を低下させた実験で、乱流が遷移する臨界放電条件にて、微視的ドリフト波揺動(7-8kHz)と低周波帯状流(0.4kHz)の共存系を見出した[1]。詳細な非線形解析の結果、ドリフト波の径方向波数が帯状流の周波数で変調され、ドリフト波の波面が規則的にたわみ、理論で予測されたパラメトリック変調不安定性が実際に起こることを見出した。また、ドリフト波間、ドリフト波一帯状流間の非線形エネルギー移送関数の符号を評価し、ドリフト波間では順カスケード[2]、ドリフト波-帯状流間では帯状流の強度が極大値を持つ空間点で帯状流への逆カスケードを同定した。さらに移送関数の符号がスペクトル空間・実空間内で変化し、帯状流を介した揺動の非局所的・非線形のエネルギー伝達が起こり得ることを発見し、乱流プラズマの位相空間・実空間の自律構造形成過程への理解を飛躍的に進展させた[3]。さらに、径方向位置をスキャン可能なReynolds応力測定プローブをポロイダル方向に複数増設し、乱流遷移が発生している放電にて実験解析を行い、遷移後に低周波(200-600Hz)のポテンシャル揺動が増大し、ポロイダル方向に積分したポテンシャルと、レイノルズ応力の間に有意な相関がみられた[4]。

原子力機構JFT-2M装置の研究では、測地線音波固有モードの磁気面境界付近の振る舞いを明らかにし、これまで検定が困難と考えられてきた実験的な磁気面検定法の提案を行った意義がある[5]。
ストレス応答シグナルによる染色体安定性保持機構と癌におけるその破綻

本研究では、DNA損傷等のストレス刺激によって活性化される2つのシグナル伝達経路、即ち、ストレス応答MAPK経路とp53経路が、協調してPLK4の活性を制御しており、ストレス環境下で中心体の複製を停止させて、染色体の安定性を保持する機能を持つことを明らかにした。さらに癌細胞で高率に観察されるMKK4(ストレス応答MAPKK)およびp53の機能欠損変異によって、中心体複製調節機構が破綻し、染色体の倍数体異常が惹起されることを見出した。本研究により、MKK4がストレス環境下でp53と協調して機能し、中心体の過剰複製と染色体不安定性を防御する新たなタイプの癌抑制遺伝子であることが明らかとなった。微小管重合中心を形成する中心体は、Gl期には1つであるがG2期までに複製されて2つになり、M期には紡錘体極として機能することで、娘細胞への染色体の均等分配に本質的な役割を果たしている。中心体数の異常は染色体の不均等分配を惹起し、発癌および癌の悪性化を招く原因となることが示されている。実際に癌細胞では、DNA損傷などの様々なストレス刺激に応答して、中心体の過剰複製が起こることが報告されており、中心体数の異常が染色体不安定性や癌の臨床的予後と相関することも明らかにされている。一方、正常細胞においては、中心体数は厳密に制御されており、ストレス環境下でも中心体の複製異常は起こらないが、その分子機構に関してはこれまでほとんど知見が無い。本研究において我々は、ストレス刺激に応答して活性化される2つの細胞内シグナル伝達システム、即ちストレス応答MAPキナーゼ経路とp53経路が協調して中心体複製の鍵分子であるPolo-likekinase(PLK)の活性を調節しており、ストレス環境下での中心体複製制御と染色体安定性の保持に重要な役割を果たしていることを見出した。さらに癌細胞で高率に観察されるp53およびMKK4(ストレス応答MAPキナーゼ経路のMAPKK)の遺伝子変異によって、中心体複製調節機構が破綻し、ストレス刺激に応じて中心体の過剰複製と染色体の倍数体異常が惹起されることを明らかにした。MKK4の遺伝子変異は、発癌プロセスに重要な意義を持つdriver mutationであることが報告されているが、その発癌抑制機構に関しては明らかにされていない。我々は、MKK4がストレス環境下でp53と協調して機能し、中心体の過剰複製と染色体不安定性を防御する新たなタイプの癌抑制遺伝子であることを明らかにした。紡錘体内で微小管の重合中心となる中心体は、G1期には1つしかないが、G2期までに複製されて倍加し、M期には紡錘体を形成する2つの極として機能することで、娘細胞への染色体の均等分配に本質的な役割を果たしている。中心体を正しく複製し、その数を制御することは、細胞分裂に極めて重要であり、一方、その異常は染色体の異数化や転座の原因となる。特に癌細胞では、様々なストレス刺激に応答して中心体の過剰複製が起こることが報告されており、また中心体数の異常が癌の更なる悪性化を招いて、患者の生命予後を悪化させることも示されている。一方、正常な細胞では中心体数は厳密に制御されており、ストレス環境下でも中心体の複製異常は起こらないが、そのメカニズムは不明である。本研究において我々は、様々なストレス刺激に応答して活性化される2つの細胞内シグナル伝達システム、即ちストレス応答MAPキナーゼ経路とp53経路が、協調して中心体複製の鍵分子であるPLK4の活性を調節しており、ストレス環境下での中心体複製停止と染色体安定性の保持に重要な役割を果たしていることを見出した。また、癌細胞で高率に観察されるMKK4(p38/JNK経路のMAPKK)およびp53の遺伝子変異によって、中心体の複製制御機構が破綻し、DNA損傷などのストレス刺激に応じて中心体の過剰複製とそれに伴う染色体の異数化が誘導されることを明らかにした。これまで、MKK4は癌抑制遺伝子として機能すると考えられてきたが、その発癌抑制メカニズムは不明であった。我々は、MKK4がストレス環境下でp53と協調して機能し、中心体の過剰複製と染色体不安定性を防御する新たなタイプの癌抑制遺伝子であることを示した。また、今年度はさらに、ストレス応答MAPKによる中心体複製制御機構の解析を進め、複数の新たな中心体複製制御分子を同定した。微小管重合中心を形成する中心体は、S期に複製されて倍加し、M期には紡錘体を形成する2つの極として機能する事で、娘細胞への染色体の均等分配に本質的な役割を果たしている。