hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大気・海洋・陸面相互作用による大規模日変化の励起とその気候学的意義

本研究の目的は、地球の海洋大陸域等にある、局地循環でも全球規模潮汐でもない「1000kmスケールの大規模な組織的日変化」について、観測的・理論的に解明することである。第二年度である本年度は、前年度に開始した(1)(3)の各研究項目を以下のように本格化させた。1,大規模で組織的な日周期変化が形成されるメカニズム前年行ったデータ解析や予備的計算の結果を踏まえ,地(海)表面状態の違いにより生じると考えられる大気境界層内の水蒸気(潜熱)・顕熱輸送過程すなわち大気・陸面・海洋間の相互作用過程の違いに焦点を当てて,観測と理論(大気力学,雲物理学)の両面から研究を進めた.2,大規模日周期変化が,季節内・季節(年周期)・経年変動に及ぼす影響前年度の研究および本年度の(1)の研究の結果を参照しながら,海洋大陸域とその東西の大洋(太平洋・印度洋)上とでの大気・陸面・海洋間の相互作用の違いが,季節内変動の励起や変質・減衰にどのように影響しているか,またそのような季節内変動の消長がどのように季節・経年変動と関係しあっているか,などに焦点を当てて,観測・理論の両面から研究を進めた.3,地球型惑星大気の振舞における自転や公転などが果たす役割前年度までの研究および本年度(1)(2)の結果を考慮しながら,地球史において時代によって変化してきた地形(海面を含む)条件が,どのようにそれぞれの時代の気候・気候変動をもたらしてきたか,さらにそのような惑星表面と大気との間の相互作用過程を決める上で惑星の自転・公転がどのような役割を果たしたか,などに焦点を当てて,観測・理論の両面から研究を進めた.以上の各項目の具体的な成果は、論文として刊行済あるいは投稿中である.本研究代表者らは,インドネシア海洋大陸域における観測的研究から,既知の海陸風など局地的な循環とも全球規模の大気潮汐とも異なる1000kmスケールの大規模な組織的日変化を見出した.類似のものは,チベット・ヒマラヤ域や北米大陸上にもほぼ同時に見つかっている.また、地球型惑星(金星・地球・火星)における日変化の出現の様相は様々である.そこで本研究では,(1)この現象の形成メカニズムを大気力学・雲物理学の一般理論に基いて検討・解明する;(2)このような日周期の現象が,季節内・季節(年周期)・経年変動に及ぼす影響を考察する;(3)一般に地球型惑星大気の振舞を決めるにおいて自転や公転などが果たす役割を考えるを目的とし、それぞれについて,観測データ解析と理論・モデリングの双方から研究を進めてきた.最終年度である本年度は,以下のように研究を進めた:●個々の研究の結果を国際会議や学術雑誌に発表するとともに.開始以来3年間にわたる(1)□(3)の全ての研究成果を集約した成果報告書を作成した.●本研究の成果を踏まえ,また内外の関連研究者からも充分に意見を聞いた上で,次年度以降にさらに発展した研究を実施するための計画を練り,新たな科学研究費補助金などを申請した.●以上の研究活動遂行のために,研究代表者、研究分担者およびそれらの指導大学院学生(研究協力者)の間の研究連絡を密に行うともに,国内外の調査・打合せを行なった.(本研究代表者が本年度初めに異動したことに伴い,研究の連続性と研究協力者の指揮・指導のため,200万円分を本研究代表者の旧所属機関に残った研究分担者(はしもと)に配分した.)
英語の史的統語変化に関する生成理論的研究：パラメターモデルの精緻化を目指して

本研究では「強い極小主義のテーゼ」に基づき,英語の史的統語変化を駆動するメカニズムとして「素性継承パラメター」を提案した。これによれば,英語の解釈不可能な一致素性は話題主要部から定性主要部を経て最終的に時制主要部へと,機能範疇の階層関係を通時的に下方に推移したことになる。この仮説を通時的コーパスによって検証し,英語史における空主語の消失,主語位置の変化,他動詞虚辞構文の発達,that痕跡効果の出現を分析した。本研究の目的は,英語の通時的統語変化に関するパラメターモデルの精緻化を行うことである。この目標を達成するため,実証面では電子コーパスおよび文献調査によって用例を収集するとともに,理論面では極小主義理論において通時的パラメター変化をどのように扱うべきかを考察する。24年度は,23年度の理論的研究により提案された「素性継承パラメター」を2つの事例に対して適用した。ひとつは,英語史におけるthat痕跡効果の出現である(『言語変化:動機とメカニズム』開拓社, pp. 121-136)。この論考では,that痕跡効果の出現とV-to-T移動の消失が連動していたことを指摘し,Rizzi(1997)による分裂CP構造と本研究で提案した素性継承のパラメター変化に基づいて,一致を担うファイ素性(phi-featurs)が節の定性を表すFin主要部から時制を表すT主要部へと推移したことによって,これら2つの変化がともに生じたと主張した。第二に,英語史における「空主語(pro)」の消失を取り上げ,同じく素性継承パラメターによって分析を行った(『島根大学教育学部紀要』第46巻,pp. 101-110)。この研究では史的コーパスを用いて中英語におけるproの使用実態を調査し,proの消失が「談話階層型言語から主語卓立型言語へ」という英語の大域的変化と連動していたことを明らかにした。その上で,proの出現に関する通時的な変化は,数の一致を表す動詞屈折接辞の衰退によって,解釈不可能な数素性がTop主要部からFin主要部へと推移したことによってもたらされたと主張した。第一の事例は後期中英語から初期近代英語にかけての変化であり,第二の事例は初期中英語から後期中英語にかけての事例である。よって本研究で提案する「素性継承パラメター」により,英語史の広範な変化を捉えることができることが明らかとなった。研究最終年となる本年度は,中英語(ME)において動詞屈折接辞の衰退が空主語の消失に与えた影響と,それに伴う主語位置の変化について調査および考察を行った。まず,空主語の消失に関してコーパスを用いた実証的調査を行い,初期中英語(EME)では空主語が生産的であったのに対して後期中英語(LME)ではほぼ消失していたことを明らかにした。同じ時期に英語の形態的変化として動詞の複数形一致接辞が消失したことに着目し,形態論と統語論のインターフェイスの観点から一連の変化を以下のように説明した。すなわち,英語の基本句構造としてRizzi (1997)流の細分化されたCP構造を仮定した上で,(i)古英語からEMEにかけては数の一致素性がTop主要部に,人称の一致素性がFin主要部に,それぞれ担われていたが,複数形一致接辞の形態的衰退とともにこれらの一致素性がFinに一括して現れるようになり,(ii)この一致素性の推移の結果,英語における空主語の消失が生じた,と主張した。また,MEにおける時の副詞と主語の位置関係についてもコーパス調査を行い,EMEでは「代名詞主語ー副詞」語順が圧倒的に優勢であるのに対し,LMEでは逆に「副詞ー代名詞主語」語順が優勢となっていることを明らかにした。また,LMEでは主語が名詞句か代名詞かにかかわらず,「主語ー副詞ー定形動詞」と「副詞ー主語ー定形動詞」の語順がおよそ3対7の割合で生じていることが分かった。これらの観察に基づき,以下の3点を主張した。(iii)MEを通して2つの主語位置が利用可能であった。(iv)EMEではこれらの主語位置は情報構造に基づいて使い分けられていたが,LMEではそのような使い分けはなかった。(v) EMEからLMEにかけて,英語の主語位置は全体的に下方に推移した。とりわけ(v)は,英語の主語位置が通時的に上方に推移したとする先行研究に対する反証となっている。本研究の目的は,英語の通時的統語変化に関するパラメターモデルの精緻化を「パラメター要因の細分化」「句構造の細分化」「文法における位置づけの再検討」という3つの観点から行うことである。23年度の成果は次の2点にまとめられる。

第一に,近年の極小主義理論の進展を踏まえて,通時的パラメター変化をどのように捉え直すべきかについて,基礎的な考察を行った(『島根大学教育学部紀要』第45巻, pp. 71-82)。パラメターを語彙部門の「深層パラメター」と音韻部門の「表層パラメター」に二分し,前者の設定が言語獲得時のみに生じるのに対し,後者の変異が成人の言語でも生じると仮定することで,従来のモデルでは説明の難しかった「言語変化の論理的問題」にアプローチすることが可能になる,と論じた。第二に,事例研究として英語史における他動詞虚辞構文の発達を取り上げ,上記3つの観点のうち「句構造の細分化」の点から分析を行った(The 13th International Diachronic Generative Syntax Conferenceにおける発表)。この論考では, Rizzi (1997)の細分化されたCP構造に基づいた「素性継承パラメター」を提案し,英語の他動詞虚辞構文が後期中英語から初期近代英語にかけてのみ許されたのは,この時代に数の一致素性と人称の一致素性がともに定性(Finiteness)主要部によって担われていたからであると論じた。本研究の全体的目的は英語の通時的統語変化に関するパラメターモデルの精緻化であり,その目標の達成のため24年度は「コーパスの分析による事実の発掘と理論的分析による仮説の構築・検証を行う時期」と位置づけられていた。当初の予定では,分析対象となる事例として「奇態格主語の消失」「法助動詞の文法化」「顕在的動詞移動の消失」を想定していたが,23年度の理論的研究により「素性継承パラメター」の可能性を追求することが本研究の目的にとって有望であることが判明した。そのため,24年度は分析対象として「that痕跡効果の出現」と「空主語の消失」を新たに取り上げて,史的コーパスを用いた事実の発掘と理論的分析による仮説の構築・検証を行い,一定の成果を上げることができた。分析対象こそ当初予定と異なったが,結果的に研究計画に定められた24年度の目標を達成することができたので,本研究はおおむね順調に進展しているといえる。研究実績の概要でも述べたとおり,本研究の目的は,英語の通時的統語変化に関するパラメターモデルの精緻化を(i)パラメター要因の細分化; (ii)句構造の細分化; (iii)文法における位置づけの再検討という3つの観点から行うことである。この目標を達成するため,方法論としては(a)電子コーパスおよび文献調査によって用例を収集する実証的アプローチと(b)極小主義理論において通時的パラメター変化をどのように扱うべきかを考察する理論的アプローチをともに採用している。上記3つの観点のうち, 23年度は(ii)と(iii)を扱うことはできたが, (i)の観点は未着手であった。24年度は「句構造の細分化」および「分布における位置づけの再検討」に加えて,「パラメター要因の細分化」の点からも検討を加えていきたい。また方法論に関しては, 23年度の研究は主として(b)の理論面に重きを置いたものであり,その点に関しては一定の成果を得ることができたが, 24年度は実証面も重視し,電子コーパスと文献の調査に基づいた,より信頼性の高い用例データベースの構築に努めていきたい。研究計画では,25年度は「英語の通時的統語変化に関する精緻化されたパラメターモデルを具体的に提案するとともに,得られた結論の妥当性を経験的・理論的に検証する」時期として位置づけられている。経験的側面としては,本研究で提案する「素性継承パラメター」が通時的変化ばかりでなく共時的
^<99m>Tc-HAMPAOを用いた、種々 の刺激による局所脳血流の変化の検討

[目的]99mTc-HMPAOによる局所脳血流を正常者において負荷前、種々の刺激負荷後を比較し、局所的な血流変化を検討した。[方法]正常ボランティアにおいて、無負荷2名、音楽負荷2名、言語暗唱負荷1名、単純光負荷1名、vibratorによる振動負荷(軽度の痛覚負荷)1名の負荷中に99mTc-HMPAO370MBqを投与、その後SPECT撮像した。負荷前に施行した閉眼安静状態でのSPECT像(99mTc-HMPAO370MBq使用)を負荷後像からサプトラクションし、局所脳血流の変化を検討した。また軽度の健忘患者2名において、言語暗唱負荷を同様に施行し検討した。[結果および考察]正常ボランティアにおける検討:無負荷2名においては負荷前はほぼ均一な分布を呈し、サプトラクション後の像とほぼ変化見られなかった。音楽(軽音楽)負荷の2名では、負荷後に側頭から頭頂にかけての血流増加の所見が得られた。左右差は明らかではなかった。言語暗唱負荷(三宅式記憶負荷)では弁蓋部付近と前頭葉の軽度血流増加が見られた。上側頭回付近も若干亢進していた単純光負荷では両側後頭葉の視覚領野の明らかな血流増加が見られた。右手掌のvibratorによる振動負荷(軽度の痛覚負荷)では左頭頂部付近の若干の血流増加が疑われた。両側レンズ核の血流も軽度亢進様であった。健忘症例における検討:健忘症候群2名における言語暗唱負荷(三宅式記憶負荷)では、1名において左弁蓋部、右上側頭回、左前頭前野の血流増加、1名においては両側の弁蓋部、上側頭回の血流増加が見られた。しかし健忘が軽度であったためか、正常者との差ははっきりしなかった。
大学入試センター試験リスニングテスト導入の高大英語教育における波及効果の解明

大学入試センター試験への英語リスニングテスト導入による高大英語教育への波及効果の解明に取組んだ。リスニングテストの内容はCEFR(ヨーロッパ言語共通参照枠)のA2からB1レベルの能力記述文に相当すること、関東地方にある一国立大学入学者全員の大学入学時のリスニング得点の平均値は、リスニングテスト導入前に比べて導入後は若干上昇傾向にあること、リスニング力の伸びを実感している学生の割合は7割程度と高く、音声に意識を向けて英語学習に取組む習慣が身についたなど、プラスの波及効果が認められること、一方、高校英語授業においては、テスト対策が主であり、教員の指導法そのものに変化をもたらすほどの顕著な波及効果は認められなかったこと、などが明らかとなった。(1)本補助事業の1年目にあたる本年度は、テスト導入による波及効果とテストの妥当性検証に関する国内外の著書や論文を収集し、文献の調査研究を行った。特に大学入試センター試験リスニングテストの応用言語学における位置づけを明確化するために、現在ヨーロッパをはじめ世界の外国語教育に多大な影響を及ぼしているCEFR(ヨーロッパ共通言語参照枠)を活用した妥当性検証方法について文献研究を行った。(2)国際学会32nd Language Testing Research Colloquium(LTRC)に参加し、CEFRの概要と最新の研究動向、特に各種言語テストとCEFRへの関連付けの方法などを調査した。本LTRCでは、日本人大学1年生のCEFRレベルを調査した研究発表を行った。日本人の大学生のリスニングレベルが他のスキルより、CEFRの基準において低めであることが明らかとなった。欧米の英語学習者に対する調査研究結果との違いについて、広く研究者と意見交換ができた。(3)リスニングテスト導入による大学英語教育への波及効果について引き続き調査研究を行った。大学英語教育における習熟度別クラス編成・英語学習の動機付けに関する調査研究を、学内紀要に論文発表した。TOEFLで測った大学生1年生のリスニング領域の得点分布は、リーディングや文法語法領域の得点分布より低いことが示された。リスニング学習に関するアンケート調査結果から、大学においてリスニング指導改善の必要性が指摘された。(4)高校生対象の神奈川県県下一斉英語学力テストの分析を通して、リスニングテスト問題作成について改善が必要であることが示唆された。高校においてもリスニング指導改善の必要性も改めて指摘された。本研究内容は、全国英語教育学会と全英連神奈川大会で口頭発表し、論文としてまとめて投稿した。来年度発行される予定である。(1)本補助事業の2年目にあたる本年度も、テスト導入による波及効果とテストの妥当性検証に関する国内外の著書や論文を収集し、文献の調査研究を行った。(2)高校英語教員への大学入試センター試験英語リスニング・テストの波及効果に関するアンケート調査を作成し、パイロット調査を行った。調査表の修正後、茨城県と神奈川県で実施、高校教諭50名程度から回答を得て、分析を行った。茨城県の高等学校英語教員、及び、附属中学校で全国の中学校英語教員を対象とした講演会で、中高大の英語学力や測定、評価、波及効果に関する講演を行った。(3)エジンバラ大学の言語教員のための指導法セミナーに参加し、リスニングや音声等の指導法について最新の研究動向と実践例について知見を得ることができた。日本の中等及び大学英語教育で実践した。(4)大学英語教育学会第50回記念国際大会で、大学英語教育カリキュラムの評価に関する学会発表を行った。また、大修館書店英語教育の特集号(平成24年度5月号)に、「大学英語に求められる評価」についての論考を発表した。中等教育における学習指導要領の改訂や大学入試の変更に対応して、大学英語教育のカリキュラムをどのように構築し、運用、評価していく必要があるかについて考察した。(5)メルボルン大学のティム・マクナマラ教授(言語テスト研究、言語能力測定や波及効果研究の第一人者)を訪問し、テストの波及効果に関する研究の方法について助言を得た。名古屋大学の野口裕之教授と東北大学の熊谷龍一准教授と言語テスト研究会を2回行い、本研究における新たな視点を得た。(6)神奈川県の高等学校英語学力テスト開発に関する論文1本と、大学英語カリキュラム評価に関する論文2本、合計3本を全国レベルの学術誌(査読論文2本)と学内紀要(1本)に発表した。編集者兼執筆者として携わった、大学英語教育学会の英語教育学体系第13巻「テスティングと評価」が大修館書店から出版された。英語学力測定論について執筆した。2006年度から大学入試センター試験に導入された英語リスニングテストの波及効果を、1.大学入学時の英語力の経年変化、2.英語の学習方法や学習意欲への影響、3.英語指導法への影響、の3つの観点から解明を進めた。

1.大学入学時の英語力の経年変化を、関東圏にある一国立大学入学者全員の英語テスト得点を5年間(2005-2009)にわたって継続調査したところ、リスニングの平均点にわずかではあるが有意な上昇傾向がみられた。リスニングテスト対策開始時期、また英語学習開始時期が早ければ早いほど、リスニングの平均点が高くなる傾向にあった。英検準2級以上取得者の割合の顕著な変化はこの間にはみられなかった。2.学習方法や学習意欲への影響について、学習者への質問紙調査(約6000名)を行ったところ、プラスの波及効果が認められた。意欲向上やリスニングのコミュニケーションにおける重要性の認識の高まり、リスニング力が伸びたと実感している学習者が6割以上、などが明らかとなった。英語学習方法では、問題集や教材付属のCDを聞くといったテスト対策が中心で、テレビ等の英語講座の活用や英語を普段の生活で聞くといった割合はまだそれほど高くはなかった。一方、英語4技能の学習のうち好きな技能としてリスニングを上げる割合が年々低下する傾向がみられた。3.英語指導法への影響について、主に高校教員(約60名)への質問紙調査を行ったところ、テスト対策を行うようになった(6割)という以外、顕著な波及効果は認められなかった。高校英語授業は文法訳読が中心と回答した学習者の割合が7割以上で、教員自身も授業でリスニング活動や英語をより多く使用しようという意識の向上は多少見られるものの、テスト導入によって指導法そのものが変化したと回答した割合は低かった。普段の指導法への変化に至るまでにはテスト導入だけでは十分ではないことが伺えた。当初の研究計画書通り進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、学生と教員から得たアンケート調査結果をさらに分析し考察すること、そして、そこから課題を明らかにし、アンケート調査に協力してくれた高校教員を訪ね、直接インタビューを行い、より詳細な波及効果を解明すること、それらを整理し、分析、考察し、報告書としてまとめることである。現在のところ、研究計画の変更は考えていない。研究を遂行する上での問題点は現在のところ特に見当たらない。
原点指向型非線形弾性復元力特性を持つ鋼構造骨組に関する研究

(抄録なし)原点指向型弾性関節接合から成る鋼構造骨組をモデル化し、柱梁接合部の変形特性に関する理論的・実験的研究並びに骨組の地震力による静的・動的応答特性に関する研究を実施した。本年度は、初年度の計画に沿って、以下のように研究を実施した。1)十字試験・ト字試験両用の加力骨組を設計し、製作した。本試験では、梁の変形に注目するところから、柱要素を十分剛であることとした。2)梁要素は1/31/4の縮尺モデルとしてH-200×100とし、突出長さを120cmとした。締め付けボルトには、PC鋼棒(φ-17)の場合とストランドワイヤー(φ-15.2)の場合とを採用した。締め付け範囲(ボルト長)については、80cm、100cm、140cmとし、離間後の剛性を含む変形特性を調べた。3)締め付けボルトの初期張力をボルトの弾性限界の50%程度とし、原点指向型弾性関節接合を実現し、その変形性能希を調べた。4)接合部の変形計算モデルを作成し、対応関係を調べた。5)数値解析では、離間モーメントを境に、2折れ線型の非線形弾性復原力が得られるが、実験では3折れ線型になった。その原因として圧着部の梁軸方向変形、圧着の不完全性が考えられることから、圧着部の梁フランジ位置に薄鋼帯を挿入し、2折れ線型とすることができた。6)左右の梁端モーメントが異なる場合に離間モーメントが変化することから、離間に伴う応力再配分が離間の進展を順次促すことにより、骨組全体として外力に有効に抵抗できることを理論的、実験的に確認した7)骨組解析プログラムを作成し、静的・動的解析を行い、妥当であることを確認した。(抄録なし)
タウオパチーにおけるタウmRNA発現の分子病理学的研究

本年度は昨年度新たに発見された、タウ遺伝子exn1にR5Hの変異を有するfrontotemporaldementia(FTDP-17)の症例について、まず分子生物学的見地から新たな検討を加えた。1.R5H変異例において異常沈着しているタウ蛋白は、Salkosyl不可溶成分ではいわゆる4-repeatタウが主体であったが、Salkosyl可溶成分では4-repeatタウの優位性は明らかではなかった。またRT-PCR解析によって、この遺伝子変異を有する症例におけるmRNAの発現をみたが、exon10を含む4-repeatタウと含まない3-repeatタウとの間に明らかな発現の差は認められなかった。2.R5Hの変異により、タウの微小管の結合能が低下することが判明した。3.R5H変異を有する4-repeatタウは、正常の4-repeatタウに比べ線維形成能が高いことが実験的に示された。一方米国で、孤発性の進行性核上性麻庫(PSP)と診断された症例において、R5Lというアミノ酸は異なりながら同じexon 1の部位に変異を有する例が発見されたことから、この部位の変異が病態形成に大きく関与していることがより明らかになるとともに、これまで孤発性のタウオパチーと診断されていたものの中にも同様の変異を有する症例が隠れている可能性が考えられた。この為、当研究所において過去にPSP及び皮質基底核変性症と病理組織学的に診断された15例についてタウ遺伝子exon 1変異の有無を検討したが、現在までのところ、同様の変異は認められていない。本研究によって明らかとなったタウ遺伝子exon1変異例の特徴の一つは、高齢発症という点である。本研究によって、家族歴が明らかではなく孤発性疾患とされているものの中にも、遺伝子異常がその原因となる疾患が存在する可能性が明らかとなった。本年度は、当初の計画通りタウオパチーの凍結脳組織よりDNAを抽出し、タウ遺伝子の異常の有無について検索した。この結果、家族性が疑われたfrontotemporal dementia(FTD)の症例において、タウ遺伝子のexon1にArg5Hisのmissense mutationが認められた。症例対照として検討した54例については、exon1の異常は認められなかった。これまでタウ遺伝子の異常としてはexon9、12、13および10とそのイントロン領域の変異が知られているのみで、exon1における変異は報告されておらず、新たな変異と考えられた。またこのFTDの症例は、これまで報告されているfrontotemporal dementia and parkinsonism linked to chromosome17(FTDP-17)とは臨床的、病理組織学的に異なっていた。臨床的には発症年齢が高く、病理組織学的にはタウの異常蓄積が、神経細胞ではなくグリア細胞主体であった点が大きく異なっており、これら表現型の相違は遺伝子の変異の違いによるものと推測された。本例のように発症年齢が高い場合には家族性であることが見落とされている可能性があり、次年度はこれまで孤発性と考えられ、corticobasal degenerationやprogressive supranuclear palsyと診断されていた症例についても、exon1を中心としたタウ遺伝子の異常を検索する必要があると考えられた。
「顔が変わる」ことを望む外科矯正患者の身体表象および自己意識の検討

1.外科矯正治療を開始した下顎前突症患者と顔貌に著しい不正のない一般学生を対象に,顔に対する自己評価を心理社会的問題,自己受容性およびパーソナリティとの関連から検討した。その結果,1)患者は一般学生に比べて顔に強い不満を持ち,特に女性患者では下顎と顔の大きさに不満を持つことが示された。2)患者の顔に対する不満はX線規格写真計測値による下顎前突の程度に依存しないことが示された。3)自己意識を自己受容性の観点から検討したところ,患者は身体・容姿の側面において自己を肯定することが困難であった。4)顔の表象の仕方には,自己否定的態度や不満な部分へのこだわりへと収斂していく様式と,自己客観視のもとにとらえようとする様式があることが示された。患者では前者の表象様式が優勢であり,このことが社会生活上のハンディキャップや顔に対する心理的とらわれという心理社会的問題の基盤となり,社会的不適応傾向をもたらすと考えられた。2.ロールシャッハ・テストでは,特殊部分反応の出現率が標準より高かった。曖昧な問題に直面したとき,患者はまず目にとまった具体的な部分に着目し,自己の枠組みに基づいて刺激を意味づけ,概念を構成しようとする傾向があると考えられた。また細部に拘泥し,そこに確からしさを求めることによって不安定感を克服しようとする傾向があることも示された。3.手術後1年目における顔貌評価を検討したところ,術前の不満の強さは術後の満足度を予測する指標ではないことが示された。なお顔貌の形態的変化と主観的な体験の変化は同期しておらず,手術直後の心理的動揺の程度,変化に対する周囲他者からの反応やその受け止め方などの諸要因が関与していることが示唆された。また外科矯正手術の心理的効果は「あたりまえ」の顔を得ることによって様々な心理社会的問題を「特に意識しなくてすむ」状態をもたらすことにあると考えられた。本年度は外科的矯正治療を開始した顎変形症(下顎前突症)患者と顔貌に著しい不正のない一般学生を対象に、顔の受容の仕方,外見上の問題が日常生活体験とりわけ対人関係にもたらす心理社会的な障害の認知の仕方の特徴を,矯正歯科的な顎顔面形態の計測値,自己受容の仕方および心理テストで示されたパーソナリティ特性との関連から検討した。その結果,1)患者は一般学生に比して顔に対して強い不満を持っており,特に女性患者では顔の細部と外形へのこだわりを示す傾向がみられた。2)顔に対する悩みの強さとX線規格写真計測値による下顎前突の程度との間に相関は認められず,患者の顔に対する不満は顎顔面形態の不正の程度に必ずしも依存していないことが示された。3)顔と外見に関する心理社会的問題には,社会生活上における役割遂行上の障害すなわち「ハンディキャップ」と,顔に関する悩みを自己の内部に抱え込む「心理的とらわれ」の2つの側面があることが示された。なお患者は般学生に比べて「ハンディキャップ」を強く意識し,女性患者はさらに「心理的とらわれ」を強く意識する傾向が認められた。4)「ハンディキャップ」を強く感じる患者は,自己洞察・自己客観視」を除く全ての様式での自己受容が困難な状態にあった。5)MMPIの縮約版であるMINI-124において,患者のT得点の平均値は全ての尺度において標準範囲内にあったが,自己の顔の受容が困難で顔と外見に関する心理社会的問題を強く意識する患者のパーソナリティには,「自信がなく,社会的不適応感および不安・緊張が強く,社会的内向的」という特徴が認められた。

なお患者の17%が明らかに何らかの臨床心理学的問題を呈していた。来年度は,患者の体験様式を投影法の心理テストを用いて更に深く検討するとともに,外科手術による変化のプロセスを追跡する。2年間の研究を通して,次のような成果を得た。1.外科矯正(下顎前突症)患者が抱く顔への不満とその規定因顔に対する不満度を010のスケールで評価したところ,患者は学生に比して顔に対して強い不満を持っており,特に女性患者では顔の細部と外形へのこだわりを示す傾向がみられた。患者の顔に対する不満の強さとX線規格写真計測値による下顎前突の程度との間に相関は認められず,顔に対する不満は顎顔面形態の不正の程度に必ずしも依存したものではなかった。女性のみを対象に分析した結果,患者と学生とでは顔に対する不満を規定する因子が異なっていることが明らかになった。2.顔と外見に関する心理社会的問題の様相「ハンディキャップ」と,「心理的とらわれ」の2側面のうち,患者は学生に比べ「ハンディキャップ」を強く意識し,「ハンディキャップ」を強く感じる患者は,「自己洞察・自己客観視」を除く全ての様式での自己受容が困難な状態にあった。3.患者における身体の表象様式の特徴MMPI縮約版であるMINI-124のプロファイルおよびロールシャッハ・テストから,患者には心理社会的な問題を他の問題に置き換えようとする傾向があり,一部の患者においては極細部から全体へ,という把握様式が認められた。外科矯正を求める患者は,悩みや社会生活におけるストレスを,顎や顔の細部の問題に限局して捉える傾向があることが示唆された。4.顎矯正手術が顔への不満と性格特性に及ぼす影響手術後1年時と手術の3ヶ月以上前の顔への不満得点およびMINI-124の尺度得点を検討したところ,ほぼ全員で顔全体への不満度が有意に減少し,これは下顔面の各部位および顔の長さ・大きさへの不満の低下によると考えられた。また,術後の顔への不満度は,術前のPd尺度と有意な相関があり,術前に社会的不適応感を感じていた患者は,術後もなお顔への不満を抱きやすいことがうかがわれた。
時間制約およびセキュリティを考慮した公平分割手法

公平分割を行うプロトコルにおいて、参加者が同時にプロトコルを実行する必要があるという制約をなくし、参加者が自分の都合のよい時刻に自由に参加・退出が可能にしたうえで、公平性を達成するプロトコルを考案した。また、参加者の財に対する好みの情報が他の参加者に知られるとその情報を用いた不正が可能となるので、自分の好みを他人に一切知られることなく公平分割を実行することが必要である。この条件を満足するセキュアな公平分割プロトコルを示した。1.セキュリティを考慮した公平分割に関し、以下の結果を得た。暗号を利用したセキュアオークションプロトコルを使用することにより、ナイフ移動法による単純公平性を満足するケーキ分割プロトコルとほぼ同様の分割結果を、インターネットなどの参加者の同時性が確保できない状況下においても、非同期に実行できることを明らかにした。このプロトコルは、単純公平性を満足する他の非同期プロトコルと比べて、得られる分割結果の社会的効用が高いことをシミュレーションにより示した。この内容について論文誌に採録決定となった。2.対象とする財がケーキのような任意の地点で分割可能なものではない、遺産相続時の不動産の分割などの、分割不可能な複数の財を公平に分割する手法について考察を行った。達成するべき公平性を、各参加者の獲得する価値の最小値の最大化とした場合に、最小値を求める問題はNP困難であるため、近似アルゴリズムの考察を行った。複数の近似アルゴリズムを考案し、シミュレーション結果より、底上げアルゴリズムが最もよい近似解を得ることを示した。この内容について学会発表を行った。3.時間に関する公平分割問題として、会議室の貸し出しなどの時間ユニットの公平な割り当て問題を考察した。この問題についての既存研究は、貸出時間を任意に分割可能であるという仮定をおいていたが、この仮定は学校の教室など、時間がユニット単位になっている場合には適用不可能である。時間がユニット単位になっている場合の公平割り当て問題に関して、2つのプロトコルを得た。各参加者に平均的に割り当てを行った場合に発生する端数をランダムに割り当てることにより、無羨望性は達成されないがパレート最適性は達成されるプロトコル、および、端数を誰にも割り当てないことにより、パレート最適性は達成されないが無羨望性は達成されるプロトコルである。1.セキュリティを考慮した公平分割に関し、前期に得られた、暗号を利用することによるナイフ移動法の非同期的な実行についての論文が論文誌に採録となった。また、公平分割実現のため、互いに自己のプライバシ情報を明かすことなく、相手の持つプライバシ情報とのマッチングを得る問題を新たに定式化し、実現プロトコルを示した。この成果は国際会議に採録された。さらに、プライバシ情報の更新時の統計情報更新タイミングを求めるアルゴリズムを示した。さらに、基本暗号プロトコルであるコミットメントプロトコルは、現実的なコストモデルのもとでは公平に実行することが不可能であることを示し、中断検出機能を付加することによって公平な実行が可能であることを示した。2.分割不可能な複数の財の公平分割の近似アルゴリズムについて、国際会議に採録された。3.時間制約を持つ公平分割問題に関して、参加者が次々に到着する場合における公平分割アルゴリズムについては、既存手法における参加者数不明の場合にプロトコルが終了しない問題点を解決し、各参加者が一定時間以上待機することのない公平分割プロトコルを新たに示した。さらに、財が分割不可能な場合の近似アルゴリズムも新たに示した。これらの内容についてそれぞれ学会発表を行った。4.実問題への応用として、ネットワークルーティングプロトコルへの適用を考察した。MANETにおける中継処理の公平性の尺度を考案し、処理の公平性を達成するルーティングプロトコルを新たに考案した。この成果は論文誌に採録された。論文誌掲載1件、採録1件、国際会議採録4件、国内会議発表3件という成果を得ている。1.時間制約を持つ公平分割問題について:参加者が時々刻々現れる場合の公平分割問題については、既存手法において参加者数不明である場合にプロトコルが終了しない問題点を、財の価値が時間経過とともに下がるという現実的モデルを導入することにより、一定時間の待機後に途中退出が可能となる公平分割プロトコルを考案した。このプロトコルは早く参加するインセンティブも有しており、既存手法において参加をわざと遅らせて有利な結果を得ることができる問題点も同時に解決している。この成果について国際会議に採録された。2.分割不可能な財に対して、参加者が時々刻々現れる場合の公平分割問題の近似プロトコルを考案した。オフラインの理想アルゴリズムとの近似比の最悪値を求め、シミュレーション実験により最悪値よりもすぐれた値を実現していることを示した。この結果について国際会議に採録された。3.公平分割をセキュアに実現するための手法の1つとして、カードを用いてセキュアプロトコルを実現する手法についての考察を行った。財のランダムな交換を行うプロトコルについて、従来のものよりも効率的なプロトコルを求めた。MANETにおける中継処理量の公平性を達成するルーティングプロトコルを考案し、その有効性をシミュレーション実験により示した。5.これら公平分割問題の最近の成果について、国際会議で招待講演を行った。

また、参加者の財に対する好みの情報が他の参加者に知られるとその情報を用いた不正が可能となるので、自分の好みを他人に一切知られることなく公平分割を実行することが必要である。この条件を満足するセキュアな公平分割プロトコルを示した。論文誌採録決定1件、学会発表2件という成果を得ているため。オンラインの公平分割問題に関して、分割不可能な財に対する近似アルゴリズムの近似度を明らかにする。また、ネットワークルーティングアルゴリズムにおける公平性についてさらに適用可能プロトコルを増やすことを考察してゆく。情報学基礎オンラインの公平分割問題に関し、達成するべき評価尺度を明らかにする。また、ネットワーク利用などの他分野の問題に関して公平分割の考えを適用できないか考察してゆく。年度末に実施した海外出張の旅費について、円高のため円建ての費用が予定よりも安く済んだため。複数の学会発表を同一の会議で行ったため、今年度旅費が予定より少なくなった。また、シミュレーション実行のための計算機購入を次年度に行うこととしたため今年度支出額は予定より少なくなった。最終年度の消耗品購入にあてる予定である。来年度はシミュレーション実行のための計算機購入、学会発表を予定通りに実施するため今年度分を合わせた額を支出予定である。
細胞内共生体ゲノム中の反復配列と分子適応

本年度はアブラムシ、その細胞内共生体ならびに細胞外共生体を実験材料としてさまざまな角度からの実験を行なった。以下にその概要を項目別に記す。1.アブラムシ自体のrDNAの構造を解析し、この28SrRNAが昆虫類の中で唯一例外的に分子の中間点付近のhidden break(リン酸ジエステル結合の切れ目)を欠く原因を明らかにした。他の昆虫では、28SrRNA前駆体のexpansion segment5の領域から著しくAUに富む数十塩基のマクレオチドが切りとられるためにhidden breakが生じ、この反応に必要と思われるシグナル配列も共通にみられる。これに対し、アブラムシではこの部分が脊椎動物等のものに似て、むしろGC-richであり、シグナル配列をも欠いている。これらの結果に基づき、RNA分子の自己触媒機構によるhidden break導入の可能性を考え、in vitroでこれを検討する実験を行なったが、現在のところは成功していない。2.細胞内共生体がin vitroで唯一合成しているタンパク質であるシンビオニンの分離・精製を行ない、そのオリゴマー形状ならびに免疫的反応性などから、当分子が大腸菌groELタンパク質と相同な分子種であることをつきとめた。シンビオニンが共生体においてもchaperoninとして機能しているか否かを現在検討中である。3.アブラムシから腸内細菌様の細胞外共生微生物を2種、単離培養し、それらの性質を調べたところ、そのうちの1種はいくつかの点で細胞内共生体共通の性質をもつことがわかった。この菌の形状ならびに細胞壁脂質組成などはStaphyloeocusとの類似を示唆したが、23rDNAの塩基配列はむしろ枯草菌との類縁を強く示唆した。しかし、細胞内共生体は基本的にグラム陰性菌であるため、今回見出されたバクテリアとの関係については、まだ結論に達していない。
捻られた調和解析によるLanglands関手性の研究

本研究は捻られた調和解析の立場から,局所Langlands対応の確立を目指すものである.局所Langlands対応は数々の整数論的な現象を背後から統制していると考えられており,その候補にあたるものに関しては近年の進展によって徐々に構成されつつある.しかしそれが満たすべき種々の自然な性質は証明されておらず,いまだ候補に留まっている.本研究では捻られた調和解析と呼ばれる理論を整備することで,その自然な性質にあたる「捻られた指標関係式」を証明することを目標とする.またその応用として,局所Langlands対応から派生する様々な予想(Langlands関手性)にも取り組む.本研究は捻られた調和解析の立場から,局所Langlands対応の確立を目指すものである.局所Langlands対応は数々の整数論的な現象を背後から統制していると考えられており,その候補にあたるものに関しては近年の進展によって徐々に構成されつつある.しかしそれが満たすべき種々の自然な性質は証明されておらず,いまだ候補に留まっている.本研究では捻られた調和解析と呼ばれる理論を整備することで,その自然な性質にあたる「捻られた指標関係式」を証明することを目標とする.またその応用として,局所Langlands対応から派生する様々な予想(Langlands関手性)にも取り組む.
DSAと嚥下圧測定を用いた嚥下障害患者の誤嚥予防に関する研究

嚥下圧測定装置の圧センサーには絶えず少量の水を流すインフージョン型の物と圧トランスデューサーを用いる物がある。インフージョン型は食道圧を測る場合は問題ないが,咽頭期嚥下障害のある患者に用いると誤嚥を起こす危険性が非常に高く不適当である。このため,今回は圧トランスデューサー型を採用した。これまでこの型のセンサーは方向依存性があるため,咽頭内圧測定が困難であった。今回特注により製作した圧トランスデューサーは全周囲型スリープセンサーを持ち方向依存性をなくすことができた。測定目的であった中下咽頭部の内圧測定は健常者では嘔吐反射を引き起こす場合があり,測定が困難な場合があった。健常者の咽頭内圧は全周囲性であることと,咽頭壁が蠕動様運動により相互に密着するため咽頭内圧の測定が可能であった。しかし,問題となる咽頭期障害の患者の場合,喉頭蓋に触れ内圧が測定できることもあれば,十分な咽頭収縮がみられず咽頭壁がセンサーに接触しないため測定値がゼロになる場合がみられた。このため当初計画した嚥下障害患者の咽頭内圧の低下を測定することがでず,バルーンカテーテルの様なバルーンをセンサー周囲に膨らませこの圧迫で圧測定を行うような工夫が必要であることがわかった。この点についての十分な検討はまだ行っていないため今後の検討課題としたい。今回開発した咽頭内圧測定用全周囲型圧力センサーは,他のトランスデューサー同様接触がないと圧を測定することはできない。しかし,舌運動不良のような口腔期障害患者の場合には,舌と口蓋の間に接触がかろうじてあるにも拘わらず,舌圧の低下により口腔から咽頭へ食塊の送り込みが悪く,口蓋に食物が付着したり残留する場合がある。今回開発されたセンサーはこのときの変化を捉えるために有用であると考えられるため今後,これに関してもデータを蓄積する予定である。
成人T細胞白血病のプロテオーム解析による病態と臨床標的分子の解明

初年度は成人T細胞白血病細胞株ATN-1と、組み換えHTLV-Iを感染させたT細胞から抽出した蛋白質をリン酸化アフィニティーカラムで精製し、iTRAQにより成人T細胞白血病細胞株で発現亢進が見られた蛋白質を3種類(ERK1/2, DUSP3, HMGB1)同定した。それぞれ実際の成人T細胞性白血病(急性型よびリンパ腫型)臨床検体における発現について免疫染色で検討し、いずれも実際の臨床検体でも発現の亢進を確認した。特に急性型でHMGB1の高発現が見られ、疾患subtypeにおける特異的変化の可能性が示唆された。次年度は臨床検体における遺伝子変異の有無を次世代シークエンスによって検討し既報と同様のRHOAの変異、STAT3の変異が高頻度に認められた他に、HMGB1に3例遺伝子変異が認められた。以上からSTAT3を対象にCHIP-seqを行ったところ、HMGB1遺伝子はATN-1ではSTAT3 bindingが認められた。最終年度はSTAT3変異体とSTAT3 wild typeにおける検討を行い、HMGB1遺伝子はSTAT3変異体においてのみプロモーター領域への結合が認められた。このことからSTAT3変異によるHMGB1の発現亢進およびHMGB1遺伝子変異と、成人T細胞白血病細胞、特に急性型の病型における造腫瘍性との相関について検討した。ヒトT細胞に変異STAT3と変異HMGB1を遺伝子導入し、ヌードマウスでの造腫瘍性を検討した。それぞれ単独では腫瘍形成が見られなかったが、両者をヒトT細胞に共発現させ、ヌードマウスの皮下に注射することで腫瘍が形成された。またHMGB1の機能を阻害するDHMEQによりヌードマウスの造腫瘍性は抑制された。このことからHMGB1が成人T細胞白血病の治療のターゲットとして有用であることが示された。成人T細胞白血病細胞株ATN-1と、GFP組み換えVSGでpseudotyingしたHTLV-Iを感染させたT細胞から抽出した蛋白質をリン酸化アフィニティーカラムで精製し、iTRAQにより成人T細胞白血病細胞株で発現亢進が見られた蛋白質を3種類同定した。いずれの候補蛋白質も、免疫沈降-ウエスタンブロッティングでも発現亢進を確認した。特に急性型で高発現が見られ、疾患subtypeにおける特異的変化の可能性が示唆された。それぞれの蛋白質をコードする候補遺伝子について、遺伝子変異を臨床検体で、機能解析を細胞株で検討中である。また候補蛋白質はいずれもERKの基質となることから、ERKファミリーの遺伝子解析を検討している。また治療への応用の観点からphos-tagによるリン酸化部位についても検討している。当初の予定通り候補蛋白質の同定が完了し、遺伝子解析、機能解析に移行している。前年度までに成人T細胞白血病細胞株ATN-1と、GFP組み換えVSGでpseudotyingしたHTLV-Iを感染させたT細胞から抽出した蛋白質をリン酸化アフィニティーカラムで精製し、iTRAQにより成人T細胞白血病細胞株で発現亢進が見られた蛋白質を3種類同定した。これらはいずれもERKファミリーであった。今年度はそれぞれの蛋白質をコードする遺伝子について、臨床検体における遺伝子変異の有無を次世代シークエンスによって検討したが、これらの遺伝子には既報と同様のRHOAの変異以外、新規遺伝子変異は検出されなかった。次世代シークエンスではSTAT3の変異が高頻度に認められたことから、STAT3を対象にCHIP-seqを行ったところ、発現亢進が見られた蛋白をコードする遺伝子はいずれもATN-1ではSTAT3 bindingが認められた。つぎにSTAT3変異体とSTAT3 wild typeにおける検討を行い、これらの遺伝子はSTAT3変異体においてのみプロモーター領域への結合が認められた。現在GFP組み換えVSGでpseudotyingしたHTLV-Iを感染させたT細胞に発現亢進がみられた遺伝子の導入を施行中で、現在までのところ過剰発現による増殖への影響は明らかではない。不死化への影響について現在検討中である。ATN-1細胞株へのsiRNAによるノックダウンで細胞死が誘導されることから、腫瘍の生存、維持に重要な役割を果たしていると考えられる。またこのことから、これらの蛋白が関わるシグナルが治療のターゲットとなりうることが示唆される。当初の予定通り候補蛋白質の同定から、その発現亢進のメカニズム解明まで終了し、機能解析に移行している。

以上からSTAT3を対象にCHIP-seqを行ったところ、HMGB1遺伝子はATN-1ではSTAT3 bindingが認められた。最終年度はSTAT3変異体とSTAT3 wild typeにおける検討を行い、HMGB1遺伝子はSTAT3変異体においてのみプロモーター領域への結合が認められた。このことからSTAT3変異によるHMGB1の発現亢進およびHMGB1遺伝子変異と、成人T細胞白血病細胞、特に急性型の病型における造腫瘍性との相関について検討した。ヒトT細胞に変異STAT3と変異HMGB1を遺伝子導入し、ヌードマウスでの造腫瘍性を検討した。それぞれ単独では腫瘍形成が見られなかったが、両者をヒトT細胞に共発現させ、ヌードマウスの皮下に注射することで腫瘍が形成された。またHMGB1の機能を阻害するDHMEQによりヌードマウスの造腫瘍性は抑制された。このことからHMGB1が成人T細胞白血病の治療のターゲットとして有用であることが示された。候補蛋白質についてコードする遺伝子解析、機能解析を進める。リン酸化によるHTLV-Iとの協調効果について、末梢血単核細胞より分離したCD4陽性T細胞にVSGでpseudotypingしたHTLV-Iを感染させ、候補遺伝子を遺伝子導入して機能解析を行う。また候補遺伝子の造腫瘍性効果についても検討する。発現亢進が見られた蛋白の造腫瘍性や治療ターゲットの可能性について検討する。特にSTAT3の変異が関わることからSTAT3阻害の有用性について検討する。STAT3阻害は他の腫瘍では、腫瘍微小環境との相互作用から、vitroでの腫瘍単体で予測される効果ほどvivoでの効果が得られないことが多いので、ATN-1の免疫不全マウスへのxenograft modelによるvivoでの実験も検討する。支給額が申請額より減額しており設備備品については購入を見送り、消耗品に割り当てた。また消耗品も当初の予定より施行錯誤などにより想定していた使用と異なったため予定額をやや下回ったが、誤差の範疇と考えている。次年度は適宜外注会社のリソースなども利用し、研究計画に遅延が生じないように有効活用していく。
シナプス機能不全による発達障害の病態解明と治療戦略の検討

発達障害患者を対象としたゲノム解析研究により、シナプスの機能不全が疾患の本質であると考えられるようになってきた。ただ、ゲノム情報からシナプス病態が推測されていることがほとんどであり、細胞レベルでの分子病態の実態はまだほとんどわかっていない。そこでヒトiPS細胞から分化誘導した神経細胞レベルでの病態解析を行い、分子伝達機能やその病態を明らかにすることを試みた。その結果、遺伝子ノックダウンによって神経細胞の樹状突起におけるspineの密度が低下することが示された。この現象が薬物投与によってレスキューできるかどうかを今後検証する計画である。発達障害患者を対象としたゲノム解析研究により、多様なゲノム異常が疾患の発症に関わっていることが明らかになってきた。その多くはシナプス機能に関連しており、シナプスの機能不全が発達障害の本質であると考えられるようになってきた。ただ、ゲノム情報からシナプス病態がシミュレーションされていることがほとんどであり、細胞レベルでの分子病態の実態はまだほとんどわかっていない。本研究では、これまでの解析で明らかになったシナプス関連分子に着目して、ヒトiPS細胞から分化誘導した神経細胞レベルでの病態解析を行い、分子伝達機能やその病態を明らかにすることが目的である。本年度においては、正常ヒトiPS細胞に対するゲノム編集方法について検討した。ゲノム編集方法のひとつであるCRISPR/Casシステムはすでに当研究室で検討されている。この目的のため、中枢神経発達障害患者で変異報告のある遺伝子をターゲットとしたガイドRNAの設計などを行った。現在複数株においてゲノム編集を行っており、十分量の細胞数まで増殖したものからゲノム編集の成否を確認している。確認終了次第、1分子間相互作用の検討、2網羅的な遺伝子発現解析、3遺伝子ノックダウンによる神経細胞の表現型の検討を行うが、神経細胞への分化誘導には時間を要するため、まずは未分化状態における遺伝子発現について検討を行う計画である。目的どおりのゲノム編集が得られていないものに関しては、ガイドRNAの設計も含め再度検討する。ゲノム編集方法のひとつであるCRISPR/Casシステムはすでに当研究室で検討されているため、同じ方法で検討した。CRISPR/Casシステムで使用するガイドRNAに関しては、中枢神経発達障害患者で変異報告のある遺伝子をターゲットとしたガイドRNAの設計などを行った。一部の細胞については目的通りの遺伝子ノックダウンが得られ、遺伝子発現が低下していた。本研究では、シナプス機能に関連する分子のうち、我々がこれまでに実際に発達障害患者で異常を明らかにしてきたNADE、14-3-3、BSNというBDNF伝達系の分子に着目して、ヒトiPS細胞から分化誘導した神経細胞レベルでの病態解析を行い、分子伝達機能やその病態を明らかにすることが目的である。BDNF伝達系はシナプス前膜機能に関連しており、mTOR inhibitorによる治療効果が期待できると考えている。本研究の初年度において、正常ヒトiPS細胞に対するゲノム編集方法について検討し、本年度はゲノム編集方法のひとつであるCRISPR/Casシステムを試みた。ただし、iPS細胞におけるクローン化は実際には非常に困難を極め、複数クローンのiPS細胞を得られなかった。そこで、siRNAによる部分的・一過性の遺伝子ノックダウンによる方法を行った。その結果、神経分化誘導効率が低下し、spineが形成されないことが示された。この結果が真にノックダウンによるものか、実験による人為的な結果かを検証するためには、レスキュー実験によってphenotypeが改善することを証明する必要がある。そのため、次年度のレスキュー実験に向けた準備を開始した。本年度においては、正常ヒトiPS細胞に対してCRISPR/Casシステムによるゲノム編集を試みた。しかし、ゲノム編集を行ったiPS細胞を複数クローン樹立することができなかったため、当初計画どおり、次にsiRNAによる部分的・一過性の遺伝子ノックダウンによる方法を行った。それによる所見の検証のためはレスキュー実験が必要であり、現在その準備中である。BDNF伝達系はシナプス前膜機能に関連しており、mTOR inhibitorによる治療効果が期待できるのではないかという仮説を立て、その検証を試みた。まず正常ヒトiPS細胞に対してCRISPR/Casシステムによるゲノム編集を試みた。

しかし、ゲノム編集を行ったiPS細胞を複数クローン樹立することができなかったため、当初計画どおり、次にsiRNAによる部分的・一過性の遺伝子ノックダウンによる方法を行った。具体的には神経細胞の樹状突起におけるspineの密度を計測した。その結果、神経分化誘導効率が低下し、spine形成が低下することが示された。次にこの状態をmTOR inhibitor等の投与によって上記所見がレスキューできるかどうか検証中である。結果が得られ次第論文投稿する予定である。発達障害患者を対象としたゲノム解析研究により、シナプスの機能不全が疾患の本質であると考えられるようになってきた。ただ、ゲノム情報からシナプス病態が推測されていることがほとんどであり、細胞レベルでの分子病態の実態はまだほとんどわかっていない。そこでヒトiPS細胞から分化誘導した神経細胞レベルでの病態解析を行い、分子伝達機能やその病態を明らかにすることを試みた。その結果、遺伝子ノックダウンによって神経細胞の樹状突起におけるspineの密度が低下することが示された。この現象が薬物投与によってレスキューできるかどうかを今後検証する計画である。目的どおりのゲノム編集が確認された細胞を用いて、1分子間相互作用の検討、2網羅的な遺伝子発現解析、3遺伝子ノックダウンによる神経細胞の表現型の検討を行うが、神経細胞への分化誘導には時間を要するため、まずは未分化状態における遺伝子発現について検討を行う計画である。現在、免疫組織染色によりシナプス形成の状態を評価している。シナプス機能の評価法として、パッチクランプによる生理学的機能評価を取り入れ、より高度な神経細胞機能も評価する予定である。小児神経学従前より用いていたゲノム編集システムをそのまま利用することができたため、当初予算を節約することができた。計画していた予算に若干余剰が生じたが、誤差範囲である。繰越した予算によって新たなガイドRNAの設計の費用に用いる。ほぼ計画通り使用しており、計画に変更はない。