hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Establishment of a synthetic promoter-based system for sensing oncogenic alteration in human live thyroid cells at a single-cell level

本研究の目的は、一個の生細胞レベルでがん遺伝子活性化を検出できるシステムの構築である。このシステムには、がん遺伝子導入によって引き起こされる遺伝子発現亢進と関連する転写因子結合領域を組み込んだ人工プロモーターによる蛍光レポーターを用いた。まず、転写因子結合領域ライブラリーに対するスクリーニングを二重発光アッセイを用いて行った。最適なプロモーターを蛍光レポーターベクターに組み込み、がん遺伝子をコードしたベクターと共トランスフェクションすることによってさらなるスクリーニングを行った。選び出したいくつかのベクターを標的細胞に安定導入し、がん遺伝子によって誘導される蛍光を検出できることを確認できた。分子生物学
局所探索型計算に対する計算量理論の開拓

諸分野で頻繁に現れる組合せ最適化問題の多くは,現実的な計算時間で精度保証がある解を発見することが難しいと予想される,NP困難,あるいは近似困難と呼ばれる計算クラスに属することが知られている.一方,これに対し,局所探索法ベースの多くのアルゴリズムが確実性はないものの,多くの場合,実質的には十分良い精度の解を出力することが知られている.本研究は,これら局所探索法ベースのアルゴリズムに対する分析を通して局所探索法に対する計算量理論の開拓を目標としている.研究成果として,近傍系を同じくする解再構成問題に対する多くの結果を得るとともに,パラメータ化などの新たな視点の研究成果が得られた.遺伝的アルゴリズム,タブー探索,アニーリングといった計算困難な組合せ最適化問題に対するメタ解法(メタ戦略)は,設計が比較的簡単であり,また実用的には十分な近似精度が得られることが知られている反面,理論的な精度の保証に成功している例は限られている.このためメタ解法の高速化や高精度化に関する研究には職人芸的なものが多いのが現状である.本研究はこれらメタ解法に共通する基本操作である局所探索・局所変形に注目した計算量理論を開拓する.メタ戦略の高速化・高精度化の非自明性の一つは,局所探索・局所変形の「性能」は近傍系の大きさ,評価関数に依存し,近傍の大きさと探索のための計算量にはトレードオフの関係に起因する.本研究の目的は局所探索・局所変形の計算量理論により,メタ戦略に新しい設計指標を与えることにある.上述の目標に対し,本研究では,近似,再最適化(reoptimization),解再構成(reconfiguration)の3つをアプローチの軸としておいている.今年度は特に解再構成においていくつかの成果を得た.(1)独立点集合問題の解再構成の計算複雑度についてのパラメータ化計算量について取り組んだ.集合サイズのみをパラメータとした場合,この問題は計算困難であるのに対し,次数と集合サイズをパラメータとした場合,固定パラメータアルゴリズムを設計できること,また次数は大きくとも平面グラフ(実際は平面グラフよりもより広いクラスのグラフ)に対する固定パラメータアルゴリズムを設計できることを示した.(2)クリーク問題の解再構成において,いくつかの近傍系の等価性を示し,この視点からいくつかの制限下での固定パラメータ容易性,また困難性の境界を示した.遺伝的アルゴリズム,タブー探索,アニーリングといった計算困難な組合せ最適化問題に対するメタ解法(メタ戦略)は,設計が比較的簡単であり,また実用的には十分な近似精度が得られることが知られている反面,理論的な精度の保証に成功している例は限られている.このためメタ解法の高速化や高精度化に関する研究には職人芸的なものが多いのが現状である.本研究はこれらメタ解法に共通する基本操作である局所探索・局所変形に注目した計算量理論を開拓する.メタ戦略の高速化・高精度化の非自明性の一つは,局所探索・局所変形の「性能」は近傍系の大きさ,評価関数に依存し,近傍の大きさと探索のための計算量にはトレードオフの関係に起因する.本研究の目的は局所探索・局所変形の計算量理論により,メタ戦略に新しい設計指標を与えることにある.上述の目標に対し,本研究では,近似,再最適化(reoptimization),解再構成(reconfiguration)の3つをアプローチの軸としておいている.今年度は特に解再構成においていくつかの成果を得た.(1)クリーク問題の解再構成において,いくつかの近傍系の等価性を示し,この視点からいくつかの制限下での固定パラメータ容易性,また困難性の境界を示した.(2)支配集合問題の解再構成の計算複雑度についてのグラフクラスの観点から調査した.例えば,高速最適化が可能である弦グラフ等のグラフであっても,解再構成はPSPACE完全であることがわかった.一方,その部分クラスである区間グラフに関しては多項式時間アルゴリズムが存在することもわかった.これはクラスPSPACE完全性とクラスPの境界の一つを発見したことを意味するが,例えばこの間に解再構成がNP完全となるグラフクラスが存在するか,といった未解決問題が残されている.概要に述べた通り,順調に成果が上がっていると考えている.質に関する議論は主観となるが,出版論文数の観点から見ると,計算機科学分野で認知されているシュプリンガー社のLecture Notes in Computer Scienceから2編が出版されていること(採択率が1/3程度以下),また関連する結果を含むと査読有国際ジャーナル論文(SIAM誌,Theoretical Computer Science誌等)5編を出版するなど関連する分野の研究者の興味を集める研究成果を得ていると考える.遺伝的アルゴリズム,タブー探索,アニーリングといった計算困難な組合せ最適化問題に対するメタ解法(メタ戦略)は,設計が比較的簡単であり,また実用的には十分な近似精度が得られることが知られている反面,理論的な精度の保障に成功している例は限られている.このためメタ解法の高速化や高精度化に関する研究には職人芸的なものが多いのが現状である.本研究はこれらメタ解法に共通する基本操作である局所探索・局所変形に注目した計算量理論を開拓する.メタ戦略の高速化・高精度化の非自明性の一つは,局所探索・局所変形の「性能」が近傍系の大きさ,評価関数に依存し,近傍の大きさと探索のための計算量がトレードオフの関係にあるが,その関係性自体が複雑に絡み合っている点にある.本研究の目的は,局所探索・局所変形の計算量理論を開拓することにより,メタ戦略に新しい設計指標を与えることにある.以上の目標に対し,本研究では,近似,再最適化(reoptimization),解再構成(reconfiguration)の3つをアプローチの軸としておいている.今年度は特に(1)解再構成問題と,さらなる発展のための

(2)パラメータ化アルゴリズム設計に関する研究を行った.前者では支配集合問題の解再構成の計算複雑度のグラフクラスの意味での容易性・困難性の境界の解明に取り組んだ.後者では,グラフ最適化問題におけるセパレータと潜在極大クリークに注目したアルゴリズム設計に取り組み成功した.ここでは基本的なグラフ最適化問題に対して,パラメータ化アルゴリズム理論の結果を応用することにより,よく知られたグラフクラス(木幅限定グラフ)を大きく含むグラフクラスに属するグラフに対して多項式時間アルゴリズムの設計に成功した.順調に結果が得られ,査読有国際ジャーナル論文3編,査読有国際会議論文2編を出版することができた.研究自体の進展の意味ではパラメータ化計算の観点からの研究に当初想定していた以上の難しさがあることがわかり,より深く研究方針について考え直す必要があると考えている.遺伝的アルゴリズム,タブー探索,アニーリングといった計算困難な組合せ最適化問題に対するメタ解法(メタ戦略)は,設計が比較的簡単であり,また実用的には十分な近似精度が得られることが知られている反面,理論的な精度の保障に成功している例は限られている.このためメタ解法の高速化や高精度化に関する研究には職人芸的なものが多いのが現状である.本研究はこれらメタ解法に共通する基本操作である局所探索・局所変形に注目した計算量理論を開拓する.メタ戦略の高速化・高精度化の非自明性の一つは,局所探索・局所変形の「性能」が近傍系の大きさ,評価関数に依存し,近傍の大きさと探索のための計算量がトレードオフの関係にあるが,その関係性自体が複雑に絡み合っている点にある.本研究の目的は,局所探索・局所変形の計算量理論を開拓することにより,メタ戦略に新しい設計指標を与えることにある.以上の目標に対し,本研究では,近似,再最適化(reoptimization),解再構成(reconfiguration)の3つをアプローチの軸としておいている.前年度までが正規の研究期間であり,特に解再構成問題に関する結果が多く得られた.本年度は,これまでの結果から派生した代表的問題として,特にグラフ最適化におけるパラメータ化アルゴリズム設計に関する研究を中心に取り組んだ.従来のグラフ最適化ではあまり焦点が当たっていない有向グラフにおける支配集合問題のパラメータ化計算量,グラフの擬森化のパラメータ化計算量などの観点から研究を行い,それぞれの派生問題に対し固定パラメータアルゴリズムの設計可能性や,実際の設計を行った.
ダニRAST陽性気管支喘息患児におけるダニ抗原刺激インターロイキン6の過剰産生

気管支喘息患児の抹消血単核細胞からのアレルゲン刺激によるInterleukin6(IL-6)産生について検討した。IgE RASTでDermatophagoides farinae(Df)に強陽性の発作時、非発作時の喘息患児を対象とした。対象はテオフィリン投与開始に際してSTUDYにenrollした。刺激因子としてDf粗抽出物(ダニ抗原)を用いて培養し、上清中のIL-6をモノクローナル抗体を用いた免疫酵素抗体法により測定した。アレルギー群の培養上清のIL-6濃度は無刺激で培養した時は1.6ng/ml±2.4ng/ml(平均±標準偏差)、Df抗原刺激時に3.6ng/ml±2.6ng/mlであり、無刺激時に比べて1%の危険率で有意に増強された(paired Wilcoxon's test)。一方対照群においては無刺激時の培養上清中IL-6濃度は1.9ng/ml±2.8ng/ml、Df抗原刺激時は2.1ng/ml±2.7ng/mlであり、対照群においてはDf刺激の有無で統計学的有意差を認めなかった(paired Wilcoxon's test)。次にDf抗原刺激により上清中に産生されたIL-6濃度のアレルギー群と対照群間の差異につき比較した。アレルギー群3.6ng/ml±2.6ng/mlに対し対照群1.7ng/ml±2.3ng/mlと1%の危険率でアレルギー群のほうが有意に高値だった。無刺激で産生されるIL-6量はアレルギー群と対照群の間に有意な差は認めなかった。以上より気管支喘息患児の末梢血単核細胞はアレルゲン刺激により健常児よりIL-6を過剰に産生し得ることが示された。発作時、非発作時の検討では発作時にIL-6産生量は増加傾向を示したが統計学的有意差は認めなかった。テオフィリン投与に関しては統計学的有意差は認めなかった。
単一溶射粒子の変形・急冷凝固過程の伝熱モデリングとその場計測

I.数値計算シミュレーション(1)概要数値計算シミュレーションには、自由表面及び表面張力の取扱いが可能なプログラムコードであるSOLA-VOFをベースとして、そこに伝熱・凝固計算を取り入れたプログラムを開発し用いる。凝固における潜熱の取扱いに関しては、温度回復法を用い、円筒座標系において100×60の等方メッシュを用いて計算を行った。用いた仮定は、(a)粒子・基板ともに材質はAl_2O_3とし、基板衝突直前の粒子は球形をしており、温度T_0Kで均一に溶融しているとする。(b)雰囲気温度は1000K一定とする。(c)粒子の周囲には境膜を仮定し、粒子と雰囲気の伝熱はこの境膜を通して行なうものとする。(d)基板と粒子とは完全熱接触であり、基板表面はno slipとする。(e)流体内における熱発生は無いものとする。(2)現在までの経過現在まで主にプログラム開発を行なってきた。今のところ、いくつかの条件において計算を行なっているが、まだプログラムに若干の改正の余地があり、十分な結果が得られていないというのが現状である。II.その場計測(1)概要溶射実験では100kW級ハイブリッドプラズマ溶射装置において、溶射粒子の粒子パラメータのその場計測を行う。飛行粒子の速度と粒径の測定では、He-Neレーザ光を用い粒子による散乱光の強度変化から速度、粒径を算出する。また、粒子の基板衝突時の温度測定では溶融粒子の発する放射光を分光器により2波長取り出し、その強度比から粒子の温度変化を測定する。(2)現在までの経過溶射装置にHe-Neレーザ、光ファイバーを取り付けるための治具作製を行い、光強度を分光器、光電子増倍管、デジタルオシロスコープにより検出するシステムを開発中である。
スライドレジスタ/ローテイトレジスタ割付問題の解析的研究

申請者らは1999年、「スライドレジスタ割付問題の厳密解法」(情報処理学会論文誌)において、スライドレジスタ割付問題が特殊な距離関数の巡回セールスチーム問題であることを論理的に証明した。巡回セールスチーム問題はNP困難な問題であり、厳密解を求めるためには非常に多くの計算時間を要するが、申請者は当該論文刊行後、スライドレジスタ割付問題の緩和問題が多項式時間で解決可能(すなわちクラスP問題)であるという着想を得た。平成14年度ではスライドレジスタ割付問題の特殊形であるローテイトレジスタ割付問題が多項式時間で解決可能であるという未出版の着想について、論文化のための準備を進めてきた。平成15年度は、(1)ローテイトレジスタ割付問題の多項式時間解決可能性(クラスP解放の存在性)について、計算量解析などの分野における専門学会であるオペレーション・リサーチ学会で証明を行うことができた。この学会における議論をもとに必要な修正を加え、引き続き論文化を進める予定である。(2)条件分岐を含むループのソフトウェア・パイプライニングにおいてローテイトレジスタ割付問題が同様にクラスPであるか否かの証明については、結論には至らなかった。その場合に行なうとしていた巡回セールスチーム問題の緩和問題を利用したクラスPの近似解法の実装からは、条件分岐を含むループのレジスタ割付が多項式時間解決可能であることを示唆し得る新たな制約条件を発見できた。完全な証明は(1)に比し困難を伴うと考えられるが,この性質はレジスタ改名機構の性質解明に大きく寄与すると考えられ、引き続き解析を進める予定である。証明の直接の効果ではないが、研究したアルゴリズムは、組み込みプロセッサにおけるソフトウェア・パイプライニングなど実際のコードにも役立てることができた。今回、巡回セールスマン問題(Traveling Salesman Problem)と割当問題(Assignment Problem)の決定的差異である循環除去条件に相当する条件をスライドレジスタ割付問題から除いたO(N^3)の多項式時間で解ける問題の解を近似解法に応用することで近似精度の向上が認められた。シミュレーション結果では、100程度の変数生存区間をもつループ例題においても数100msecで割付が終了しており、実際のコンパイラへの応用が十分期待できる。なお、本年度発表したシステムでは、パイプライン最適化にこのアルゴリズムを応用している。また、スライドレジスタ割付問題の類似形であるローテイトレジスタ割付問題が多項式時間で解決可能であるという証明については、条件分岐を含まないループであって、レジスタ番号が繰返しにより1ずつ変移する場合に限って証明が完了している。しかし、スライドレジスタなどレジスタ数の変移が2以上となりうる場合について、あるいは条件分岐を含むループについては、多項式時間解法性,NP困難性のいずれも予想より証明が難航している(現在のところ、多項式時間での解決は難しそうだと考えている)。次年度さらに解析と証明を継続し、一般的なケースについてのP/NP困難性を扱うものとして早期の出版を考えたい。
脳腫瘍高発現分子合成ペプチドによる賦活化樹状細胞を用いた標的細胞療法の臨床応用

本研究のテーマである脳腫瘍に対する樹状細胞療法は、平成18年度で基礎研究、前臨床研究が終了し、平成19年度はトランスレーショナルリサーチとして臨床研究へと移行出来た。すなわち、脳腫瘍(グリオーマ)の特異的分子標的としてIL13受容体alpha2鎖由来ペプチドをGMPグレードで製造することが可能なため、樹状細胞療法の工程がすべて閉鎖回路系にて準備可能となり、厳重なクリーンルームでの管理下においての臨床応用への道が開けた。さらに、人工合成ペプチドであるために、その標的が明確であり、目標としての脳腫瘍へのT細胞の特異的攻撃性を高める可能性も示唆されている。この閉鎖回路系にて作製された樹状細胞は、臨床応用に際しての滅菌管理方法・保存方法・保存期間・パイロジェンテスト・含有提示抗原の定性・定量等も比較的簡便であり、臨床応用への可能性は極めて高いと言える。今回の、IL13受容体alpha2鎖由来ペプチドによる抗原提示効果が樹状細胞による免疫機能の増強に結びつけば、悪性脳腫瘍、特に難治性のグリオーマに対する特異的分子標的細胞療法の免疫誘導の有効性が示唆され、治療面での貢献度は極めて大きく、既存の治療方法に細胞療法分野が一翼を担い、治療選択に幅ができる事は必至である。本研究期間中に、IL13受容体alpha2鎖由来ペプチドを用いて、国際標準化機構ISO9001:2000及びISO13485:2003の管理体制下にある細胞調製施設を使用して、臨床使用用の樹状細胞を作製した。この細胞を用いて、合計4症例に対して実際の樹状細胞療法が実施され、合計16回に及ぶ樹状細胞投与が施行された。その結果、本治療法の安全性が確認され、また画像診断上の有効性や組織診断による有効性が一部の症例に確認でき、今後の治療法の展開に重要な情報が獲得され、臨床応用への大きな福音となった。他の分野から研究面で遅れていた脳腫瘍の樹状細胞療法が、殺細胞効果と静細胞効果を併せ持つ新たな治療法として今後更なる展開が期待される。本年度は脳腫瘍の症例に対する樹状細胞投与による安全性の確認及び坑腫瘍効果の臨床応用が開始された。感作抗原としてはHLA-A0201拘束性IL13受容体alha2鎖由来ペプチドを使用するため、HLA-A0201の脳腫瘍症例で現存する出来る限りの治療法を駆使しても腫瘍の再発・再燃を抑制出来なかった症例を対象症例とした。十分なICを実施した後に、症例の末梢血からアフェレーシス法にて単核球を採取。洗浄の後、CliniMACS法にてCD14陽性細胞を磁気ビーズ法にて収集。その後、ミルテニー培養バッグにてGM-CSF(500Iu/ml)およびIL-4(250IU/ml)を含んだ培養液中で6日間培養。この条件下で誘導された樹状細胞をFACSによる発現抗原を確認後、TNF-alpha、IL1-beta、IL6等で成熟させ、最終工程段階にてIL13受容体alpha2鎖由来ペプチドを感作させ、成熟樹状細胞を完成させた。成熟樹状細胞は脳腫瘍の同側部位の頚部及び背部リンパ飾周辺に総細胞数1x10^8個を4カ所に分けて皮内注入した。

生体内での免疫獲得能力の検討項目としては投与皮内周辺の副作用の出現及びその際の組織学的変化、MRI画像上での腫瘍増殖抑制効果、脳腫瘍や周辺脳組織の画像変化等につき経時的に観察。更に、樹状細胞を繰り返し注入した際の同様な検索等を行っている。更に、IL13受容体alpha2を強く発現しているヒト脳腫瘍グリオーマ細胞株(U-251)を用い、治療症例から採敢されたT細胞を、常磁性体マイクロビーズにカップリングした抗体を用い、磁気細胞分離システムにて目的の細胞集団を分離する。このようにして得た腫瘍細胞、樹状細胞およびT細胞を24穴プレートの1穴の中に2x10^4個の腫瘍細胞、2x10^5個の樹状細胞、そして2x10^6個のT細胞を混合して共培養し、抗腫瘍効果を検討する。本研究の本年度の脳腫瘍に対する樹状細胞療法の成果は、悪性脳腫瘍症例に実際に臨床応用を開始した点が特筆される。まずは、脳腫瘍症例のHLAタイピングを実施。現時点では、HLA-A2のみならず、HLA-A24拘束性の抗原ペプチドも同定精製出来たことから、このどちらかのタイプを示した場合には、摘出腫瘍細胞にIL13受容体の発現があるかを免疫組織染色で確認。その発現が良好である場合に、今回の治療の対象となる。現時点では、脇腫瘍の80%の症例が対象となると推察されている。ICを獲得後、症例から、アフェレーシス法で末梢血単核球を収集し、そこからClini MACSを用いて、CD14陽性細胞を選択的に抽出する。その後、国際標準化機構ISO9001:2000及びISO13485:2003の管理体制下にある細胞調製施設を使用して、IL-4とGM-CSFを用いて樹状細胞を育成し、6日間培養の後に、IL13受容体alpha2鎖由来ペプチドを用いて、抗原提示細胞を作製した。この細胞を用いて、合計4症例に対して実際の樹状細胞療法が実施され、合計16回に及ぶ樹状細胞投与が施行された。その結果、本治療法の安全性が全症例にて確認され、また、細胞投与部分の皮内反応が確認されたり、画像診断上の有効性や組織診断による有効性が一部の症例に確認でき、今後の治療法の展開に重要な情報が獲得され、臨床応用への大きな福音となった。他の医療分野から研究面で遅れていた脳腫瘍の樹状細胞療法或は細胞障害性活性化リンパ球療法が、殺細胞効果と静細胞効果を併せ持つ、浸潤性悪性脳腫瘍の新たな治療法として位置づけられる可能性がある。
四十八体仏の彫刻史的・保存科学的調査とその基礎的研究

本研究は、東京国立博物館保管の法隆寺伝来小金銅仏すなわち「四十八体仏」57体とその附属光背39面について、彫刻史および保存科学の相互の立場から基礎的且つ総合的な調査を行い、可能な限り客観的なデータを収集するとともに、関連の資料についても整備充実を目的としたものである。調査研究は各年度とも次の14の内容において実施され、科学的調査および鋳造工程実験調査がやや不充分であったほかは、大旨初期の目的を達成することができた。1.合同調査(研究分担者全員の参加による彫刻史的基礎データの収集)3ヶ年で計6回の調査を行い、「四十八体仏」と附属光背のすべてのデータ収集を完了した。2.保存科学的調査(保存科学的方法による各種分析データの収集)当初、蛍光X線分析調査と鉛同位体比測定調査の両面から「四十八体仏」と附属光背すべての金属組成の解明、および銅原料の産地同定を行う計画だったが、前者は中途で機械の変更があり、後者は試料の採取に困難な問題が生じたため、双方とも不充分な形で終結せざるを得なかった。しかし蛍光X線分析では鍍金の調査法に新たな手掛りも得ることができた。3.関連遺品調査(「四十八体仏」関連の遺品に関する現地調査)3ヶ年の間に全国に遺存するかなりの量の小金銅仏調査を実施し、昭和62年に当館で開催された「金銅仏展」、および翌年の特別展図録の作製においてその一部を公表した。4.資料収集整理(写真資料の作製整備と文献資料の収集整理)3ヶ年の間に「四十八体仏」と附属光背に関する写真資料はモノクロ1267枚、カラー289枚、同文献資料は計336件に及び、関連作品のものを含みほぼ完全な形で収集整理ができた。本年度は以下の5項目に重点をおき、調査・研究を行った。1.合同調査「四十八体仏」について、研究分担者全員の参加により彫刻史的基礎データ(形状,品質,技法,法量,保存状態等)の収集と検討を行った。本年度は計3回(のべ12日間)にわたって実施し、57体中20体分の調査を完了した。2.保存科学的調査「四十八体仏」について、保存科学分野の研究分担者を中心に蛍光X線分析調査と鉛同位体比測定調査(但し、鉛同位体比測定調査は調査可能なもののみ実施)を予定したが、蛍光X線分析調査は試料架台の完成が遅れ(62年1月納品)、その架台を使用して安定したデータを得るための予備実験を行うにとどまり、鉛同位体比測定も参考資料による測定実験を行うにとどまった(来年度に重点的に継続調査を行う予定)。3.関連遺品調査「四十八体仏」と作風・技法上とくに関連するものについて現地調査を実施するものであるが、東北(岩手,青森,秋田,山形)・中部(静岡,富山,石川,福井)・近畿(京都,奈良)・九州(福岡,長崎)に及び、関東近県の調査も含めて計34体の金銅仏に関する調査を行った。4.資料写真の作製・整備「四十八体仏」と光背,及び関連遺品の詳細な写真(カラー100枚,モノクロ198枚,焼付写真601枚)を製作、台紙に貼って整理した。5.関係文献,資料の収集・整理「四十八体仏」と光背、及び関連遺品に関する文献・資料を収集し計150件)、カード化を行った。本年度は以下の5項目に重点をおき,調査・研究を行った.

1,合同調査「四十八体仏」について,研究分担者全員の参加により彫刻史的基礎データ(形状,品員,技法,法量,保存状態等)の収集と検討を行った.本年度は計2回(のべ8日間)にわたって実施し,「四十八体仏」については一応調査を完了.改めて作風の似通ったものを中心に全体を幾つかのクループに分け,主として技法上の問題について再調査を行った.また,附属光背の調査も行った.2,保存料学的調査「四十八体仏」について,保存科学分野の研究分担者を中心に蛍光X線分析調査を行った.本年度は計25体分を終了.その体風・様式と銅を主体とする原料の成分比との間に,一定の相関性の見出し得るものがあることが確認できた.3,関連遺品の調査まず3月4月に行われた当館主催の"金銅仏展"の出陳作品について実施.その他,現地調査としては近畿(滋賀,京都,奈良,大阪),中部(福井)の各地で調査し,計23体の金銅仏に関するデータを収集す.4,資料写真の作製・整備「四十八体仏」と光背,及び関連遺品の資料写真(カラー122枚,モノクロ317枚,焼付写真22枚)を製作,台紙に貼って整理した.5,関係文献,資料の収集・整理「四十八体仏」と光背,及び関連遺品に関する文献・資料を収集し(計138件),そのカード化を行った.また,個々の作品についての作品カードも作整した.本年度は3ケ年にわたる研究のとりまとめとして、下記の調査(14)および資料の収集整理(5)を実施し、全体的な総括(6)を行うとともに報告書を作成した。1.合同調査「四十八体仏」と附属光背について、研究分担者全員の参加により、前年度までにいちおう完了した彫刻史的基礎データの確認を行い、両者の相関関係について検討を加えた。本年度は1回(4日間)実施。2.保存科学的調査「四十八体仏」と附属光背について、蛍光X線分析調査を行った。本年度は新たな分析機が設置されたのにともない、機械の調整やスタンダードの測定に多くの時間を費したため、最終的には約40%程度の測定実施にとどまり、調査を完全な形で終了することはできなかった。また鉛同位体比測定調査に関しては、試料の採取になお困難な問題点が残され、やはり一部の関連資料の測定にとどまった。3.鋳造工程実験調査蝋型鋳造の工程にそった製作実験を試みたが、古代の技法を完全に解明することはできなかった。4.関連遺品調査本年度は近畿(京都、奈良、兵庫)、中国(岡山)、四国(香川、愛媛)、九州(大分、熊本)その他の各地の現地調査を実施した。5.資料の収集整理写真資料についてはモノクロ129枚、カラー65枚、文献資料については合計48件を収集整理した。6.研究総括会議合同調査の最終日に総括会議を行い、問題点を抽出した。
床下敷設RFIDタグによる記録動線に基づいたムーバブルプランニングに関する研究

昨年度に得られた成果を元に、本年度に行った研究は以下の4点である。1.実際にRFIDタグを床下に敷設した実験住宅を2棟建設し、この実験住宅において歩行行動追跡実験を実証的に行った。2.既存のオフィス空間に対してRFIDタグを敷設し、歩行行動追跡実験を実証的に行った。3.得られた歩行履歴データから居住者の行動特性を自動的に分析するシステムを開発することで、平面計画を動的に変更するための基盤システムを開発した。4.これまでに用いていたシステムを更新し、RFIDタグのトレース精度を向上させた。それぞれの研究結果を以下に記す。1.実験住宅におけるRFIDタグの敷設作業は、施工者らにとって不慣れな材料であったため、その特性把握が不十分なことから施工中にRFIDタグのICチップ部分を破損する場合があった。また、実験住宅2棟のうち、一棟は正方形グリッドで敷設し、もう一棟は三角形グリッドで敷設を行った。三角形グリッドの敷設作業は、その敷設位置の特定が繁雑な作業を伴うこともあり、床パネルは工業的な手法で用意することが望ましいと考えられる。2,3.オフィス空間の床面にRFIDタグを300mm間隔で密に敷設し、歩行行動追跡実験を実証的に行った。居室空間をいくつかのゾーンに分割し、得られた歩行履歴データからそのゾーン間遷移確率を導出することで、居住者の行動特性を分析するシステムを開発した。4.これまで実験で用いてきたシステムは、データをLAN上のサーバに直接アップロードする方法をとっていたが、この方法ではデータの送受信にタイムラグが発生するため、その間読み取りが出来ないものだった。この点を改良し、既存のシステムよりもより読み取り精度の高いシステムを作成した。本年度に行った研究は以下の3点である。1.本研究で提案する「スリッパ型RFIDリーダ」によって人間の歩行行動をどの程度の精度で捉えることができるかについての検証、2.精度を向上させるために、RFIDタグの配置レイアウトや配置間隔をどのようにすればいいかについての検証、3.歩行行動履歴によるムーバブルプランニングを実現するためのアルゴリズム作成。1.RFIDタグの「貼付レイアウト」「貼付間隔」とRFIDリーダのスリッパ底面に対する「設置位置」をパラメータとして扱い、はじめに、「正方形グリッド」「300/600/900mm」「かかと/つま先」これらの条件のなかから最も高精度となる組み合わせを検証した。その結果、「300mm」「かかと」の時が自由歩行時のトレース精度を60%として得ることが出来ることがわかった。2.上記1の結果より、さらなる精度向上が望まれた。ここでは1の条件の他に、RFIDリーダの大きさ「小/大」をパラメータに加え、貼付レイアウトを「正三角形グリッド」に変更した。その結果、「300mm」「かかと/つま先」「大」の条件で精度が80%を超える結果となった。3.歩行行動履歴を「スリッパ型RFIDリーダ」によって精度よく捉えられることが結果1、2より明らかになった。ここで得られたデータを分析することで、歩行行動を可視化する手段を2種類(ポテンシャルマップ方式・動線方式)得た。これらによるプランニング生成アルゴリズムについて検討を行った。
真核細胞RecQ関連遺伝子群によるゲノムの安定維持機構

本研究では、出芽酵母のRECQ遺伝子SGS1と遺伝学的に関連がある遺伝子を網羅的に集め、sgs1破壊株の表現型と対比させながら解析した。その中で特にMMS4遺伝子については、Mms4はRAD52組換え修復経路で働くが、Sgs1とは異なり、DNA傷害時の相同染色体間での組換えの上昇に関与しないことを明らかにした。また組換え中間体"HJ"を切断できる大腸菌RusAタンパク質をmms4変異株に発現させると。mms4株の薬剤感受性が相補されることを見いだした(Odagiri et al.,DNA repair,2003)。さらにMms4と複合体を形成するMus81のの欠損株mus81ではDNA傷害時に上昇する姉妹染色分体間の組換えが起こらないことをはじめて見いだし(未発表)、Mms4/Mus81の機能を知る上で、Keyとなる発見をしたと評価できる。
海水準変動と高潮を考慮したメガデルタ地域における河川洪水リスク将来予測

本年度は、エルベ川およびメコン川を対象として、過去の文献の情報に基づいて仮想的な高潮シナリオデータを作成し感度実験を行った。また、全球モデルと領域2次元モデルの間で氾濫解析結果がどのように異なるのかという点を明らかにすべく、解析を行った。結果として、大規模な水文過程によって規定される河川流量については両者のモデルの間で概ね似た結果が得られたのに対し、浸水深については領域・全球モデルで大きく異なっていた。具体的には、浸水深の計算結果は高潮なし実験において過小である一方、高潮実験では過大であり、その差はおよそ1m程度だった。この原因について考察した結果、全球モデルにおいて高速計算を実現可能にする単位集水域の仮定が、浸水深の計算結果に対して及ぼす影響が大きいことが分かった。また高潮来襲時期と河川洪水ピークとを一致させた複合水害シナリオでの感度実験を行い、河川流路方向の水面標高分布を解析した。その結果、水面標高の絶対値は河川洪水時よりも非河川洪水時の方が大きかったものの、高潮による水面標高の増分については逆の結果となったことから、上流河川流量が大きい場合、高潮による水面標高の増加への影響が相対的に小さくなるということが示唆された。さらに、メコン川を対象に同様の実験を行った結果、領域モデルでは高潮が河川のみならず陸域から直接侵入・遡上する過程が表現された一方で、全球モデルにおいてはそれが表現されていなかった。この原因としては、全球モデルにおいては高潮を河口に対応するグリッドにおける水位の上昇として与えているため、まず河道内での水位の上昇が生じ、それに続き陸域において浸水深が増加するというプロセスを取っており、陸域における高潮遡上が表現できないことが理由として考えられる。以上の知見は、今後モデルを洪水リスク評価や洪水予測などへ応用・実装していく際に有用であり、意義のあることである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は主に、1全球河川氾濫モデルにおける氾濫域再現性の向上、2河口境界条件スキームのコード改良、3メガデルタ地域における河川洪水・高潮複合水害の再現実験の3点について研究を行った。1これまで用いてきた河川氾濫モデルCaMa-Floodにおいて、沿岸域で河道網が十分に表現できないという問題があった。これは、特にメガデルタ地域のような複雑な海岸地形を持つ河口域において、河川と海洋の境界の厳密な定義が困難であることに起因する。この問題を解決するため、モデル開発者と共同で沿岸域での河道網構築の改善作業に当たり、沿岸域での河道網の修正による氾濫域再現性の向上を確認した。2沿岸域における潮汐や高潮の影響評価を行うことを目的として、全球河川氾濫モデルへの海面水位変動過程の組み込みを行った。コード改良のためにモデルの全構造を把握するだけでなく、数値不安定を解消するための適切な時間ステップの設定などの工夫を行い、任意の時間ステップごとに沿岸水位データを読み込み河川流量計算に反映させられるモデルの構築に成功した。3上記で開発したモデルの応用として、2007年にガンジスデルタに来襲し、6 mを超えるような高潮が発生し甚大な被害をもたらしたサイクロンSidrの事例を対象として、高潮と河川洪水の複合水害シミュレーションを行った。全球潮汐・高潮モデルにより計算された本イベントでの沿岸水位データを河川氾濫モデルCaMa-Floodに与えた結合実験を行った結果、高潮モデルでは観測されたような異常水位が妥当に再現できていること、結合実験は非結合実験よりも水位の再現性が向上したこと、河口から200 km以上離れた地点においても3 m以上の浸水深の増加を示すなど、動的な海面水位変動が河川洪水に及ぼす影響を初めて明らかにした。以上の結果を国内外の学会にて発表したとともに、論文を国際誌に投稿中である。本年度は、河川洪水と沿岸洪水の双方が潜在的な水害リスクとして挙げられるメガデルタ地域を対象として、全球河川・海岸結合モデルの開発および複合水害シミュレーションの研究課題に取り組んだ。メガデルタ地域のような広域を対象として河川洪水と潮汐・高潮の伝搬を同時に解析する事例は本研究が世界で初めてであり、大きな社会的・科学的意義を有すると考えられる。本研究成果については、共同研究先のオランダ側と緊密に連携を取って進めているのみならず、国内外での学会発表を通じて積極的に情報発信をしている。また本年度の成果をまとめた論文を国際誌へ投稿中である。以上より、本研究課題は概ね順調に進展していると判断できる。1年目に、全球河川・海岸結合モデルの開発と、メガデルタ地域における河川洪水・高潮複合水害の再現実験を行った。2年目である本年度では、対象事例としたサイクロンSidrにおける高潮再解析データの妥当性を検証するため、バングラデシュの大学の研究者と連絡を取り観測データを取得し、観測と計算結果を比較した。その結果、潮汐の振幅や周期がよく再現されており、またSidrにより生じた異常水位についても既往の文献で報告されている56 m程度の水位が再現されていることが判明した。以上の成果をまとめた論文が、国際誌Journal of Advances in Modeling Earth Systemsにて受理・出版された。また、世界の主要メガデルタにおけるハザードマップ作成という目的のもと、全球河川モデルCaMa-Floodと全球潮汐高潮モデルGTSMの結合に加えて、沿岸域を対象として領域2次元氾濫モデルDFLOW-FMの組み込みという研究テーマにも取り組んだ。

大河川かつ複雑な水の流れを有する地域での河川氾濫の再現性を向上させるため、全球河川氾濫モデルCaMa-Floodに領域2次元氾濫モデルDFLOW-FMを組み込んだ。オランダの研究機関であるDeltaresにて開発されている2次元氾濫モデルDFLOW-FMを大河川流域河口部へと適用するに当たり、CaMa-Floodのベースになっている水文地形データを元に、河口デルタ域を対象としてDFLOW-FMの河道網を構築するなどの工夫をした。対象領域の上流境界条件に、最近傍のCaMa-Floodのグリッドにおける河川流量を入力としてモデルを駆動する環境を整備した。モデルの結合に当たっては、GLOFRIMというカプラーを介しモデル間通信を実現することにより、モデル開発効率を高める工夫を施した。本年度は主に、全球河川モデルの河口域を対象として、領域2次元氾濫モデルを構築することによる氾濫域の再現性の向上に取り組んだ。全球河川モデルから任意の領域を対象として、海岸からの外力の影響や複雑なデルタ域2次元流の再現を含む、より妥当な氾濫計算を行う枠組を構築しており、同分野の科学的なブレイクスルーとなることが期待される。また、数多くの人口や経済活動が集中している世界のメガデルタにおいて、より精密な洪水氾濫シミュレーションを行えるようになることは、社会的にも価値の高い技術開発であると思われる。本年度は共同研究先のオランダに長期滞在し人的ネットワークを拡充しただけでなく、国内外での学会発表を通じて積極的に情報発信をしている。また2年目までの成果をまとめた論文を国際誌において出版しており、今後更に研究実績を上げていくことが期待される。以上より、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断できる。本年度は、エルベ川およびメコン川を対象として、過去の文献の情報に基づいて仮想的な高潮シナリオデータを作成し感度実験を行った。また、全球モデルと領域2次元モデルの間で氾濫解析結果がどのように異なるのかという点を明らかにすべく、解析を行った。結果として、大規模な水文過程によって規定される河川流量については両者のモデルの間で概ね似た結果が得られたのに対し、浸水深については領域・全球モデルで大きく異なっていた。具体的には、浸水深の計算結果は高潮なし実験において過小である一方、高潮実験では過大であり、その差はおよそ1m程度だった。この原因について考察した結果、全球モデルにおいて高速計算を実現可能にする単位集水域の仮定が、浸水深の計算結果に対して及ぼす影響が大きいことが分かった。また高潮来襲時期と河川洪水ピークとを一致させた複合水害シナリオでの感度実験を行い、河川流路方向の水面標高分布を解析した。その結果、水面標高の絶対値は河川洪水時よりも非河川洪水時の方が大きかったものの、高潮による水面標高の増分については逆の結果となったことから、上流河川流量が大きい場合、高潮による水面標高の増加への影響が相対的に小さくなるということが示唆された。
高血圧感受性遺伝子の解析

ミレニアムプロジェクトの一貫で行っているゲノム医科学・高血圧部会において、高血圧診断基準を揃えた上で、検体および基本的情報を集約し、多型解析センター等を活用することによるゲノムスクリーニングを実施している本研究では、重症高血圧および高齢正常血圧(ケース・コントロール)の10万SNPs,3万マイクロサテライトマーカーを検討し、日本人高血圧感受性遺伝子を同定することを目指しており、本年度中に1次スクリーニングがほぼ終了した。さらに部会内共同研究を候補遺伝子アプローチで進め、case-control併せて1700名を越えるサンプルを用いて解析を進め、十数個の有意な関連を示す遺伝子を同定している。その同定された遺伝子のうち数遺伝子に対してダイレクトシークエンス法によるSNPsのハプロパイプ化を行っている。また数種類同時にRT-PCRを行うことが可能なmicrofluidic法(ABI社)を用いて、高血圧群と正常血圧群で比較することも検討中である。一方個別研究では、複数の大規模集団での解析結果を踏まえ、4つの代表的な食塩感受性遺伝子多型が日本人において全て高率に認められることを報告した(Hypertension Research)。また2型糖尿病の原因遺伝子座に存在しインスリン抵抗性との関連が報告されているCalpain10遺伝子については4種類のSNPs (UCSNP-43,44,19,63)のハプロタイプ解析の結果、高血圧との関連性とともに血清インスリン値、HOMA指数、血清LDL値との関連性を認めた。定量Real time PCR法を用いた遺伝子発現と同ハプロタイプとの関連性は明らかではなかった(血圧)。さらに昨年来から強い血管収縮物質である20-HETE産生における律速酵素であるCYP4A11遺伝子のダイレクトシークエンス法により同定されたプロモーター領域のSNPsに関して、まずその遺伝子多型と高血圧との関連性を認め、かつルシフェレース・アッセイ法により変異型と野生型との間に差を認め、またゲルシフト・アッセイ法により両多型間で転写因子の結合度に差を認めたため、現在この内容を論文化すべく研究を続行している。高血圧感受性遺伝子の解析をテーマに研究を行った。高血圧部会全体への貢献としては、検体収集のための倫理規範の整備、外来等でのインフォームドコンセント受理に努め、部会内で最大数の検体提供に成功した。一方で、ミレニアム研究内の個別研究として、高血圧感受性遺伝子の解析を行った。まず、東北地方の一般農村住民のコホート研究であるO研究を対象に行ったαアデュシン遺伝子のGly460Trp多型と高血圧との関連性を行った。その結果、低レニン性高血圧がTrpアリル保有者でGlyのホモ型保有者に比して有意に多いことを見いだした(Journal of Hypertension 2002,20:1779-1784)。これは日本人に多いとされている食塩感受性あるいは体液貯留性高血圧の遺伝的素因の1つと考えられ、特記すべきことと考えられ、掲載誌のNews & Viewにも取り上げられた。これ以外にも日本高血圧学会や日本循環器学会等においてeNOS遺伝子のプロモーター多型(T-786C)とexon7多型(Glu298Asp)のハプロタイプと高血圧との関連性を有したことや、AT1遺伝子のA1166Cと高血圧との関連性を認めなかったこと(Hypertension Research投稿中)、さらにカルパイン10遺伝子のハプロタイプと高血圧・インスリン抵抗性との関連性などを発表した。また都市部大規模前向き遺伝疫学研究としてA研究(n=5000)のサンプル収集にも携わり、共同研究者らと本年度秋までに検体収集完了を目指している。今後はDNA &amp; RNA同時抽出を確立し、TaqMan法を用いたRT-PCRによる遺伝子発現定量システムも用いて、各遺伝子多型と機能との関連性を更に明確にすることでそのメカニズムに迫る研究を実行中である。さらに昨年来から強い血管収縮物質である20-HETE産生における律速酵素であるCYP4A11

遺伝子のダイレクトシークエンス法により同定されたプロモーター領域のSNPsに関して、まずその遺伝子多型と高血圧との関連性を認め、かつルシフェレース・アッセイ法により変異型と野生型との間に差を認め、またゲルシフト・アッセイ法により両多型間で転写因子の結合度に差を認めたため、現在この内容を論文化すべく研究を続行している。
がん細胞のリセット（初期化）のシステムの確立

原因遺伝子が明らかとなっている動物のがんをモデルとし、腫瘍細胞のリプログラミングの状態、さらにそれと原因遺伝子変異や他の異常との関連を調べ、「がん細胞のリセット=良性化・リハビリテーション」のシステムの確立を目指す。具体的には、Knudsonの2ヒットが適用される遺伝性腎発がんモデルであるEker (Tsc2)変異ラットの腫瘍と胎生致死となるホモ変異体胎仔より誘導多能性幹細胞(iPS細胞)様の細胞群を樹立し、リプログラミングの様子を野生型iPS細胞と比較する。さらに、腫瘍細胞を正常細胞のようにリプログラムするために必要な、エピジェネティックな要因を特定するための、実験系を確立する。平成25年度は、Ekerラットの胎児線維芽細胞からのiPS細胞樹立を行なった。Ekerラットの胎児を、胎生12.5日で摘出し、線維芽細胞を初代培養した。各々に対し遺伝子型をRTーPCR法を用いて解析し、Tsc2+/+,Tsc2+/-,Tsc2-/-全ての遺伝子型の胎児線維芽細胞を用いて、iPS細胞の樹立を試みた。Takahashiらの方法(Takahashi K.et al.Cell.2007)に準じて、レトロウイルスベクターを用いて、山中4因子(OCT3/4,SOX2,Klf4,c-MYC)をEkerラットの線維芽細胞に導入した。2i法を用いてこれらを培養し、iPS様のコロニーの出現を観察し得た。このコロニーを単離培養し、継代を行なった。Tsc2+/+に比べ、Tsc2-/-の方がコロニーの出現速度が速く、増殖も早い傾向にあった。多能性を証明する為、アルカリフォスファターゼ染色を行ない、陽性であることが確認できた。さらにRTーPCR法にて、iPS細胞の未分化マーカー(OCT3/4, Nanog, SOX2,Klf-4)の発現を確認したところ、Nanogだけが陰性であり、多能性が不十分であると考えられた。さらに、分化能を確認するため胚葉体形成実験を行なったところ、胚様体は形成されるが、RT-PCR法において、分化マーカーのNestin, Sox17は陽性であるものの、Flk1は陰性であり、分化能についても不十分であると考えられた。本研究は、原因遺伝子が明らかとなっている動物のがんをモデルとし、腫瘍細胞のリプログラミングの状態を調べ、さらにそれと原因遺伝子変異や他の異常との関連を調べ、「がん細胞のリセット(初期化)=良性化・矯正(リハビリテーション)」のシステムの確立を目指すものである。具体的には、Knudsonの2ヒットが適用される遺伝性腎発がんモデルであるEker (Tsc2)変異ラットの腫瘍と胎生致死となるホモ変異体胎仔より誘導多能性幹細胞様の細胞群を樹立し、リプログラミングの様子を野生型と比較した。さらに、腫瘍細胞を正常細胞のようにリプログラムするために必要な、原因遺伝子以外のエピジェネティックな要因を特定するための、実験系を確立した。興味あることに、上皮系の腫瘍様部分が変異型に観察された。実験病理学これまでのところ、線維芽細胞からのiPS様細胞樹立について、一定の成果を得ており、Tsc2-/-細胞において不完全なリプログラミングが生ずる可能性を示すことが確認できた。Tsc2欠損腫瘍をモデルとし、腫瘍抑制遺伝子変異とリプログラミングの分子機構の関連を調べる上で、本実験系が有用であることが確信された。Ekerラットの系統を用いたiPS化の効率についてはまだ改善の余地があり、今後さらに進展を図ることが必要である。現在のiPS細胞のプロトコールを、阻害剤の投与タイミングなどを検討し、線維芽細胞からのiPS細胞樹立を確立させる。その後、Ekerラットの腎癌の細胞株を用いて、同様にiPS化を試みる。さらに、Ekerラットの腎癌から直接細胞を採取し、こちらもiPS細胞を試みる。
甲状腺ホルモン応答性遺伝子、ZAKI-4、がコードする蛋白の機能解析

甲状腺ホルモン(T3)は脳の発達に不可欠であり、新生児期のT3不足は知能発達遅延など重篤な神経障害をもたらす。しかしながら、T3が脳の発達に及ぼす作用の分子メカニズムはいまだ明らかでない。我々がT3応答性遺伝子としてクローニングしたZAKI-4は、26kdの蛋白(ZAKI-4)をコードするが、ごく最近の研究によりZAKI-4蛋白が脳の発達や機能に重要な役割を持つことが知られているカルシニューリンの活性をin vitroで阻害する蛋白ファミリーに属することが明らかとなった。本研究は、ZAKI-4遺伝子の発現を欠損させてたいわゆるノックアウトマウスを作製し、中枢神経系に惹起される変化を観察することにより、ZAKI-4蛋白のin vivoでの機能を解明することを目的とした。このため、まず、Bacterial Artificial Chromosome(BAC)ライブラリーを用いてZAKI-4のゲノム遺伝子をクローニングし、これを基にターゲティングベクターを構築した。現在、このターゲティングベクターを129/Sv系統マウス由来のES細胞に導入し、ZAKI-4遺伝子の一部が相同組換えによりターゲット遺伝子に置換されたES細胞を得る実験を行っているところである。一方、本研究では脳におけるZAKI-4の発現をin situ hybridizationや免疫組織化学を用いて詳細に検討し、さらに、周産期甲状腺機能低下ラットを作製して、仔の脳におけるZAKI-4mRNAの発現がいかに変化するかを検討することにより、T3がin vivoの脳においても実際にZAKI-4の発現を調節しているか否かについても検討を加えた。その結果、ZAKI-4mRNAおよび蛋白は、脳全体に広く分布するが、カルシニューリンが強く発現している領域、すなわち、嗅脳、海馬、大脳皮質、および小脳で特に強く発現していることが示された。ZAKI-4mRNAの発現は、ラット胎生18日目ですでに認められるが、大脳皮質ではその発現が出生後日を追うごとに増加し、甲状腺機能低下仔においてはこの増加が減弱、遅延することが示された。一方、小脳における発現は出生後も変化することなく、甲状腺機能の影響を受けなかった。以上の結果より、T3はin vivo脳において実際にZAKI-4の発現を調節していることが明らかとなったことにより、ZAKI-4の発現を調節することにより脳の発達に作用することが示唆された。また、ZAKI-4蛋白とカルシニューリンの分布はきわめて良く一致したことから、ZAKI-4蛋白は、カルシニューリンの活性調節を通じて脳の発達や機能に重要な作用を及ぼす可能性も示された。甲状腺ホルモン(T_3)が中枢神経系の発達に不可欠であることはよく知られているが、脳の発達におけるT_3作用の分子機構はいまだ解明されていない。我々がT_3応答性遺伝子としてクローニングしたZAKI-4遺伝子は分子量約26kdの蛋白(ZAKI-4蛋白)をコードし、知能発達遅延を引き起こす代表的疾患であるダウン症候群の原因遺伝子の候補であるDSCR-1遺伝子と高いホモロジーを有する。

本研究は、ZAKI-4遺伝子のノックアウトマウスを作製することによりZAKI-4蛋白の機能を解明し、脳の発達におけるT_3作用の分子機構を明らかにすることを目的としている。平成11年度に実施した研究により、以下のような成果が得られた。1.ZAKI-4遺伝子のノックアウトに向けてのZAKI-4のゲノム遺伝子のクローニングとその構造解析マウス脳から得たcDNAの解析によりZAKI-4mRNAには少なくともαとβの2つのアイソフォームが存在することが示された。そこで、それぞれのゲノム遺伝子を細菌人工染色体および酵母人工染色体ライブラリーを用いてクローニングし、塩基配列を解析した結果、ZAKI-4αおよびβmRNAはそれぞれ異なった遺伝子よりコードされていることが明らかとなった。2.ZAKI-4遺伝子発現の組織分布ならびに脳内の局在とその発現に及ぼすT_3の作用ZAKI-4αおよびβmRNAを共通に認識するプローブを用いたノーザンブロット解析により、ZAKI-4mRNAの脳と心臓での強い発現が示された。また、in situ hybridizationでは、ZAKI-4 mRNAは脳内のニューロンに広範囲に発現し、特に嗅脳、大脳皮質の第6層、黒質、小脳のプルキンエ細胞で強く発現することが示された。現在、ZAKI-4αおよびβmRNAを特異的に認識するプローブを用いてZAKI-4mRNAがアイソフォーム特異的な分布を示すか否か、また、ZAKI-4αおよびβmRNAの発現にT_3がどのような影響を及ぼすかを検討中である。T_3応答性遺伝子としてクローニングされたZAKI-4遺伝子がコードするZAKI-4蛋白は、ごく最近の研究により、脳の発達や機能に重要な役割を果たしているカルシニューリンの作用を強く阻害することがin vitroで証明された。本研究は、ZAKI-4遺伝子のノックアウトマウスを作製することによりZAKI-4蛋白のin vivoでの機能を解明し、同時に脳の発達におけるT_3作用の分子機構を解明することを目的としている。平成12年度では、以下のような成果が得られた。1.ZAKI-4遺伝子のノックアウトのためのターゲティングベクターの構築昨年度の研究成果よりZAKI-4mRNAには少なくともαとβの2つのアイソフォームが存在することが示された。今年度の検討により、マウスではαの発現は脳に限局するのに対し、βは脳のみならず心臓、骨格筋、腎臓などの組織に広く発現していることが明らかとなった。そこで現在、ZAKI-4βのノックアウトを優先し、ターゲティングベクターを作製しているところである。2.ラット脳の発達期におけるZAKI-4mRNAの発現変化とこれに及ぼす甲状腺機能低下症の影響ZAKI-4αおよびβmRNAを共通に認識するプローブを用いて解析した。