hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子導入による歯周組織オルガノイドティシュエンジニアリング

本年度は、前年度に確立した遺伝子導入法を用いて歯根膜細胞へ菌周組織再生関連遺伝子を導入し、導入遺伝子の発現確認をRT-PCR法を用いて行うと共にそのタンパクレベルでの分泌をウエスタンブロット法にて検出した。すなわち、セルライン化されたヒト歯根膜細胞よりPeriostinのアイソフォームTYPE IIおよびPLAP-1の全長cDNAを単離し、発現cDNA用ベクターp3XFLAG-CMV-14にクローニングすることにより各導入遺伝子を準備し、エレクトロポレーション法を用いて各遺伝子をマウス歯根膜細胞株であるMPDL22に導入し、導入遺伝子とそのタンパクレベルでの発現を前記の方法で検出した。その結果、遺伝子導入MPDL22における導入遺伝子のmRNAレベルでの発現とそのタンパクレベルでの分泌が確認できた。また、歯周組織再生を誘導する有力な幹細胞リソースに成り得る脂肪組織由来幹細胞(ADSC)の足場材として歯周組織再生の空間確保に有効と考えられるβ-TCPブロックへの播種法を検討した。その結果、β-TCPブロックとADSCを陰圧付加下で共培養することにより、ADSCがβ-TCPブロックに定着し長期間生存することが明らかになった。そして、そのADSC播種β-TCPブロックをビーグル犬人工的2壁あるいは1壁性歯周組織欠損モデルに移植し観察した結果、ADSC播種β-TCPブロックは歯周組織欠損部に定着し良好な治癒が得られることが確認された。以上の結果より、本研究により確立された歯根膜細胞への遺伝子導入法とADSCをはじめとする幹細胞およびβ-TCPなどの足場材を組み合わせることにより、歯周組織再生に有効な歯周組織オルガノイドの形成の可能性が示唆された。本年度はまず、ヒト歯根膜細胞(HPDL)への歯周組織再生関連サイトカイン遺伝子の導入法を確立するために、HPDLをin vitroで硬組織形成細胞へと分化誘導した際に発現上昇が認められるPeriostinアイソフォームTYPEII(P-iII)に注目し、マウス歯根膜細胞株であるMPDL22へのP-iII遺伝子導入実験を行った。すなわち、ヒト歯根膜細胞より単離したP-iIIの発現ベクターを作製し、MPDL22に導入し、P-iII導入MPDL22におけるP-iII遺伝子のmRNAレベルでの発現をRT-PCR法で確認するとともに、P-iIIのタンパクレベルでの分泌をウエスタンブロット法にて検出した。その結果、P-iII導入HPDL22において、P-iII遺伝子が強発現され、P-iIIのタンパクレベルでの発現が確認された。そして、P-iII遺伝子を導入したMPDL22は、遺伝子未導入MPDL22と比較して有意に高いアルカリフォスファターゼ活性および石灰化物形成能を示したことから、MPDL22に導入されたP-iII遺伝子が歯根膜細胞の硬組織形成分化を機能的に制御する可能性が示唆された。また、歯周組織再生の空間確保に有効であると考えられる骨補填材であるβ-TCPのブロックと脂肪組織由来幹細胞(ADSC)を共培養した結果、ADSCがブロック内部に定着して生存することが明らかになったことから、β-TCPが歯周組織オルガノイド(器官様構造体)の足場材として有用である可能性が示唆された。次年度は、歯根膜細胞への歯周組織再生関連サイトカイン遺伝子導入法を検討し、β-TCPなどの足場材とともに三次元的に培養することにより、歯周組織オルガノイド構築の可能性を探索する予定である。
疾患モデル動物として癌治療に貢献し得る遺伝子改変マイクロミニピッグの開発

昨年度の研究において、低比重リポタンパク質受容体遺伝子ノックアウトマイクロミニピッグを作出するために、当該遺伝子に対応するcrRNA/tracrRNA complexおよびCas9 proteinをエレクトロポレーション法により導入した体細胞クローン胚を3頭の仮親にそれぞれ107個、173個および199個移植してみたが、いずれにおいても妊娠は認められなかった。今年度の研究においても、同処理を施したクローン胚を4頭の仮親にそれぞれ176個、136個、218個および175個移植してみたが、やはりいずれも妊娠しなかった。そこで、無処理の場合でも産子への発生率が極めて低い体細胞クローン胚を利用することは困難であると判断し、受精卵へのエレクトロポレーションに切り替えた。食用ブタにおいては、食肉センター由来卵巣から採取した卵子を体外成熟・体外受精することにより、エレクトロポレーションに供する受精卵を多数準備することが可能である。しかしマイクロミニピッグにおいては、食肉センターに出荷されることがないので同法を用いることはできない。よって、自然交配させた雌から生殖器を摘出後、卵管内を灌流することによって体内受精卵の採取を試みた。最初の実験では、4頭の雌から19個の受精卵を採取し、エレクトロポレーション後に1頭の仮親に移植した。次の実験では、2頭の雌から5個の受精卵を採取し、そのうち4個に対してエレクトロポレーションを行った後、無処理の1個と共に1頭の仮親に移植した。しかしながら、いずれの仮親においても妊娠は認められなかった。科学研究費助成事業(基盤研究(C))「世界最小サイズのミニブタであるマイクロミニピッグにおける体細胞核移植技術の確立」(平成2527年度)において、体細胞クローンマイクロミニピッグ作出のドナー細胞として用いた胎児線維芽細胞由来株(FFs 1、2および3)におけるp53およびphosphatase and tensin homolog deletedon chromosome 10(PTEN)遺伝子のノックアウト(KO)を試みた。各細胞株にCas9 endonuclease発現ベクターおよびp53あるいはPTEN guide RNA発現ベクターをエレクトロポレーション法により供遺伝子導入した結果、体細胞クローンマイクロミニピッグを作出できたFFs 1および2を用いた場合には細胞株が得られなかったが、体細胞クローンマイクロミニピッグを作出できなかったFFs 3においては2株の細胞株が得られた。そのうちの1株(p53/PTEN#1)を分子生物学的に解析した結果、p53遺伝子に関してはホモKOであり、PTEN遺伝子に関してはホモKOとヘテロKOが共存している状態であることが示された。p53/PTEN#1を食用ブタの除核未受精卵に移植してクローン胚を作出し、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるバルプロ酸がそれらの体外発生に及ぼす影響について調べた結果、活性化後に8mMの濃度で24時間処理することにより胚盤胞形成率を改善し得ることが明らかになった。得られた胚盤胞におけるp53遺伝子の状態を分子生物学的に解析した結果、p53/PTEN#1で見られた変異がそのまま踏襲されていた。以上の結果から、p53およびPTEN遺伝子を欠損したマイクロミニピッグ体細胞クローン胚を効率的に作出し得る方法が確立された。予定通り、p53およびPTEN遺伝子を欠損したマイクロミニピッグ体細胞クローン胚を効率的に作出し得る方法が確立されたから。昨年度の研究において、胎児線維芽細胞3(FFs 3)のp53およびphosphatase and tensin homolog deletedon chromosome 10(PTEN)遺伝子をノックアウト(KO)し、遺伝子改変細胞株(p53/PTEN#1)を樹立することに成功した。そこでまず、p53/PTEN#1由来クローン胚の体内発生能について調べるために3頭の仮親にそれらを移植してみたが、いずれにおいても妊娠は成立しなかった。遺伝子改変していないFFs 3をドナー細胞として用いた場合にも体細胞クローン動物は得られなかったので、p53/PTEN#1由来クローン胚は産子にまで発生しない可能性がある。そこで次に、体細胞クローン動物は作出できたが、p53およびPTEN遺伝子KO株は樹立できなかったFFs 1を用いてクローン胚を作出し、その細胞質にCRISPR/Cas9関連成分をエレクトロポレーションで導入する遺伝子改変法の有用性について検討した。なお、p53およびPTEN遺伝子のKOが胎生致死を誘発しているかもしれないので、低比重リポタンパク質受容体(LDLR)遺伝子を標的とした。最初に、種々のエレクトロポレーション条件下でLDLR遺伝子に対応するcrRNA/tracrRNA complexおよびCas9 proteinを導入したクローン胚の体外発生および遺伝子改変状況について検討し、LDLR遺伝子KO胚盤胞を効率的に作出できる手法を確立した。次に、エレクトロポレーション後のクローン胚を3頭の仮親に移植してみたが、いずれにおいても妊娠は認められなかった。以上の結果から、エレクトロポレーション法を用いて体細胞クローン胚へCRISPR/Cas9関連成分を導入することにより、効率的に遺伝子KO胚盤胞を得られることが明らかとなった。しかし、仮親に移植しても妊娠が成立しなかったので、産子への発生率が極めて低い体細胞クローン胚の利用には限界があることが示唆された。遺伝子KO胚盤胞を効率的に生産できるようにはなったが、まだそれらに由来する産子を得ることには成功していないから。

昨年度の研究において、低比重リポタンパク質受容体遺伝子ノックアウトマイクロミニピッグを作出するために、当該遺伝子に対応するcrRNA/tracrRNA complexおよびCas9 proteinをエレクトロポレーション法により導入した体細胞クローン胚を3頭の仮親にそれぞれ107個、173個および199個移植してみたが、いずれにおいても妊娠は認められなかった。今年度の研究においても、同処理を施したクローン胚を4頭の仮親にそれぞれ176個、136個、218個および175個移植してみたが、やはりいずれも妊娠しなかった。そこで、無処理の場合でも産子への発生率が極めて低い体細胞クローン胚を利用することは困難であると判断し、受精卵へのエレクトロポレーションに切り替えた。食用ブタにおいては、食肉センター由来卵巣から採取した卵子を体外成熟・体外受精することにより、エレクトロポレーションに供する受精卵を多数準備することが可能である。しかしマイクロミニピッグにおいては、食肉センターに出荷されることがないので同法を用いることはできない。よって、自然交配させた雌から生殖器を摘出後、卵管内を灌流することによって体内受精卵の採取を試みた。最初の実験では、4頭の雌から19個の受精卵を採取し、エレクトロポレーション後に1頭の仮親に移植した。次の実験では、2頭の雌から5個の受精卵を採取し、そのうち4個に対してエレクトロポレーションを行った後、無処理の1個と共に1頭の仮親に移植した。しかしながら、いずれの仮親においても妊娠は認められなかった。p53/PTEN#1由来クローン胚を仮親に移植して、それらの体内発生能について調べる。しかしながら、FFs 3をドナー細胞として用いた場合には体細胞クローンマイクロミニピッグが得られなかったので、p53/PTEN#1由来クローン胚も産子にまで発生しない可能性がある。よって、体細胞クローンマイクロミニピッグの作出に成功したFFs 1や2由来クローン胚を作出し、前核形成期の細胞質にCRISPR/Cas9系mRNAを顕微注入あるいはエレクトロポレーションで導入する遺伝子改変法の有用性についても検討する。食用ブタにおいては、食肉センター由来卵巣から採取した卵子を体外受精することにより、エレクトロポレーションに供する多数の受精卵を準備することが可能である。しかしマイクロミニピッグにおいては、卵巣が食肉センターに出荷されることはないので同法を用いることはできない。よって、マイクロミニピッグ体細胞を除核した食用ブタ卵子に移植して多数のクローン胚を作出し、エレクトロポレーションに供した結果、効率的に遺伝子KO胚盤胞が得られた。しかし、エレクトロポレーションした胚を仮親に移植しても妊娠が成立しなかったので、産子への発生率が極めて低い体細胞クローン胚の利用には限界があることが示唆された。よって、コストは掛かるが、マイクロミニピッグから体内受精卵を採取してエレクトロポレーションに供してみたいと考えている。大学の業務と重なったので、予定していた学会への参加を取り止めたため。また、学生アルバイトを頼まなくても、充分な数の体細胞クローン胚を作出することができたため。
高活性な多孔質金属酸化物被覆電極の設計

本「国際共同研究」では標記課題(具体的には、金属酸化物電極触媒、電気化学キャパシタ用金属酸化物電極材料)について討論するとともに、共同研究を企画推進した。本研究の研究期間中の実績を下記に記す。1.相互訪問による討論・意見交換・情報収集<研究代表者および研究分担者>平成11年度9月に高須と村上が渡欧<Trasatti, Comninellis, Battisti教授訪問) 12月に村上が渡米(Anderson教授訪問)平成12年度9月に高須が渡欧(Trasatti, Comninellis教授と討論) 9月に村上が渡米(Anderson教授訪問、共同実験実施) 10月に杉本が渡米(Anderson教授訪問、共同実験案施) (尚、平成13年10月に杉本が渡欧する予定であったが、9月のテロの影響を考慮して急遽中止した。)<研究協力研究者>平成11年度12月にAnderson教授(11日間)、3月にFoti教授(9日間)来日平成12年度9月にTrasatti教授、Comninellis教授、Battisti教授(8日間)来日平成13年度2月にTrasatti教授、Comninellis教授、Battisti教授(12日間)来日2.ワークショップ主催3.その他欧米にて合計7回のシンポジウムで成果発表、情報収集、討論。本「国際共同研究」では、標記課題(具体的には、金属酸化物電極触媒、電気化学キャパシタ)について討論すると共に、共同研究を企画推進している。本年度の実績を日程を追って述べる。1.Comninellis教授の研究室訪問:高須と村上は、平成11年9月1-3日に、Comninellis教授の研究室(Lausanne,スイス)を訪問し、金属酸化物電極の新規作製法について討論した。また、Comninellis教授が主催した「電極材料ワークショップ」(於、同研究所)にて、高須及びFotiが講演、Battisti教授も討論に参加した。2.9月5-10日に、第50回ISE(電気化学国際会議;Pavia,イタリア)にて、Trasatti教授、Comninellis教授、Battisti教授に会い、電極触媒について討論すると共に、高須が招待講演した。3.9月11-15日に、Trasatti教授、高須が大会委員の一員である第3回ECS(電極触媒国際シンポジウム;Portorose,スロベニア)に参加し、Trasatti教授と電極触媒について討論するとともに、高須が招待講演した。4.9月16日に、Trasatti教授の研究室(ミラノ大学、イタリア)を訪問し、共同研究について討論した。6.平成12年3月10-21日にAnderson教授が来日し、高須研究室で討論するとともに、彼が講演する予定。7.3月19-28日にFoti博士が来日し、高須研究室で討論するとともに、彼が講演する予定。本「国際共同研究」では標記課題(具体的には、金属酸化物電極触媒、電気化学キャパシタ)について討論するとともに、共同研究を企画推進している。本年度の実績日程を下記に記す。1.9月38日に、第51回ISE(電気化学国際会議;Warsaw,Poland)にて高須が講演した。また、Trasatti教授、Comninellis教授と酸化物電極について討論した。2.9月1624日にTrasatti教授、Comninellis教授、Battisti教授が来日し、"New Trends in Electrode Materials"と題したワークショップを開催した。ワークショップでは来日3教授に加えて、村上、東原教授(信州大学)、逢坂教授(早稲田大学)も講演し、活発に討論した。3.9月414日に村上がAnderson教授の研究室(Wisconsin大学、米国)を訪問し、酸化物電極、特に超微粒子酸化物の評価法について実験し、討論した。4.10月2日11月1日に杉本がAnderson教授の研究室(Wisconsin大学、米国)を訪問し、酸化物電極の調製法や表面構造解析について実験し、討論した。

この期間中、10月1011日にMinnesota大学Ishikawa博士(山口大学助教授)、Minnesota大学Smyrl教授を訪問、酸化物電極について意見交換した他、10月2327日に第198回ECS(米国電気化学会;Phoenix.Arizona)に参加した。本「国際共同研究」では標記課題(具体的には、金属酸化物電極触媒、電気化学キャパシタ用金属酸化物電極)について討論するとともに、共同研究を企画推進した。本年度の実績日程を下記に記す。1. 9月27日に、第200回ECS(米国電気化学会会議;San Franciso, CA, USA)にて高須、杉本が参加し、酸化物-炭素複合電極を用いた電気化学スーパーキャパシタに関する研究について講演した。また、Trasatti教授、Comninellis教授と酸化物電極について意見交換した。上記のような研究者の訪日などを通して、金属酸化物被覆電極の構造と機能の精密設計指針の確立や電気化学キャパシタ用電極および高耐久性酸素・オゾン発生電極の開発動向に関して意見交換した。
同一価値労働同一賃金原則に基づく新たな賃金制度と法の研究―男女賃金格差の解消へ

本課題に関する研究は、当初の計画通り、社会政策と労働法の各グループで進め、平成29年9月25日の合同研究会と、年度末の平成30年2月27ー28日の春合宿で両グループの研究成果を共有し、平成30年度の研究計画を確認した。以下、各グループの平成29年度の研究実績である。社会政策グループは、1賃金制度に関する先行研究サーベイを行い、日米・日英の賃金制度等に関連する5本の文献を読み、議論を深めた。2正社員と非正規社員間の「同一労働同一賃金を実現する賃金制度・人事制度」への改定を実施した企業5社の人事部および労働組合へのインタビュー調査を行い、その詳細について理解を深めた。32018年度に実施予定の職務評価・新たな賃金制度構築のモデル企業として、民間企業数社に協力を打診してきたが、家電量販店A社、B社、C社の会社及び労働組合から協力の了解を得た。次年度はこの3社を対象にインタビュー調査と「仕事の評価のアンケート」調査を実施する。労働法グループは、1日本の同一労働同一賃金をめぐる法学的側面からの研究・裁判例に関する文献収集をおおむね完了し、検討を行った。これを通じて日本において同一価値労働同一賃金原則を理論化する意義や論点を明らかにし、今日の立法の動きを評価する視座を得た。2また主な比較法研究の対象であるカナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する邦語文献の収集をおおむね完了し、オンタリオ州政府が公表しているガイドラインや審判例を入手した。これらを基礎にプロアクティブな同州の同一価値労働同一賃金原則の実施システムが日本に有益な示唆をもたらしうることを確認した。進捗状況については、社会政策グループは「おおむね順調」に進んだが、労働法グループは「やや遅れ気味」である。全体としては、当初の予定よりやや遅れている。社会政策グループは、先行研究サーベイにより、賃金制度に関する研究への理解を深め、企業人事および労働組合へのインタビュー調査の実施により、現時点の日本における正社員と非正規社員間の「同一労働同一賃金」に関する人事・賃金制度の現状及び雇用均等・均衡策の実際に関する知見を得ることができた。平成30年度に職務評価調査を実施し、新たな賃金制度構築の事例となる民間企業3社の選定も済み、平成30年5月より調査協力企業の店舗等でのインタビュー調査を実施する予定であり、研究は順調に進んでいる。労働法グループは、同一価値労働同一賃金原則及び同一労働同一賃金原則に関する日本の理論状況の整理は予定通りほぼ完了した。現在進行している同一労働同一賃金原則の明文化に向けた動きを評価する基盤がおおむね整い、この評価を補強する比較法的素材の充実を待つ状態にある。反面、カナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する研究については、同法の制度概要や実効性確保の仕組みを明らかにすることはできたものの、同法の仕組みや運営を支える理論的基礎、運営における実務上の課題の所在を十分に明らかにすることができなかった。これは賃金衡平法に関するカナダの研究者の研究論文等を予定通り入手することができなかったこと等による。社会政策グループは、新たな賃金制度構築の事例となる民間企業3社(家電量販店A社、B社、C社)において、職務評価の対象職種の絞り込みを行い、人事部・労働組合・対象職務担当者へのインタビュー調査を実施し、職務分析を行う。職務分析をふまえて、職務評価システムを策定する。A社、B社、C社の職務評価を行う調査票「仕事の評価のアンケート」を作成し、職務評価を実施する。平成31年3月上旬にカナダ・オンタリオ州で現地調査行い、賃金衡平法が規定する同一価値労働同一賃金原則に基づいた人事・賃金制度を有する民間企業を訪問し、インタビュー調査を行う。労働法グループは、平成30年度はカナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する研究を中心的に行う。平成30年度より研究分担者に加わったカナダ労働法、特に差別禁止法を研究対象とする福岡大学の所浩代准教授の知見を加え、賃金衡平法をめぐる問題状況を連邦法や行政機関の活動も視野に入れながら包括的に検討する。これを基礎として平成31年3月上旬にオンタリオ州において現地調査を実施し、賃金衡平委員会はじめ賃金衡平法の運用に関わる諸機関・組織へのインタビューを行う。この機会に賃金衡平法に関する立法資料や研究論文を現地で入手し、制度の趣旨や理論的基礎、法律や判例に表れない同一価値労働同一賃金を職場において実現する際の現実的課題を明らかにする。平成30年度も、両グループの研究の進捗状況を共有するために平成30年8月29日に合同研究会を行う。またカナダ・オンタリオ州の現地調査終了後に、調査結果を全員で共有するための合宿を行う予定である。

32018年度に実施予定の職務評価・新たな賃金制度構築のモデル企業として、民間企業数社に協力を打診してきたが、家電量販店A社、B社、C社の会社及び労働組合から協力の了解を得た。次年度はこの3社を対象にインタビュー調査と「仕事の評価のアンケート」調査を実施する。労働法グループは、1日本の同一労働同一賃金をめぐる法学的側面からの研究・裁判例に関する文献収集をおおむね完了し、検討を行った。これを通じて日本において同一価値労働同一賃金原則を理論化する意義や論点を明らかにし、今日の立法の動きを評価する視座を得た。2また主な比較法研究の対象であるカナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する邦語文献の収集をおおむね完了し、オンタリオ州政府が公表しているガイドラインや審判例を入手した。これらを基礎にプロアクティブな同州の同一価値労働同一賃金原則の実施システムが日本に有益な示唆をもたらしうることを確認した。進捗状況については、社会政策グループは「おおむね順調」に進んだが、労働法グループは「やや遅れ気味」である。全体としては、当初の予定よりやや遅れている。社会政策グループは、先行研究サーベイにより、賃金制度に関する研究への理解を深め、企業人事および労働組合へのインタビュー調査の実施により、現時点の日本における正社員と非正規社員間の「同一労働同一賃金」に関する人事・賃金制度の現状及び雇用均等・均衡策の実際に関する知見を得ることができた。平成30年度に職務評価調査を実施し、新たな賃金制度構築の事例となる民間企業3社の選定も済み、平成30年5月より調査協力企業の店舗等でのインタビュー調査を実施する予定であり、研究は順調に進んでいる。労働法グループは、同一価値労働同一賃金原則及び同一労働同一賃金原則に関する日本の理論状況の整理は予定通りほぼ完了した。現在進行している同一労働同一賃金原則の明文化に向けた動きを評価する基盤がおおむね整い、この評価を補強する比較法的素材の充実を待つ状態にある。反面、カナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する研究については、同法の制度概要や実効性確保の仕組みを明らかにすることはできたものの、同法の仕組みや運営を支える理論的基礎、運営における実務上の課題の所在を十分に明らかにすることができなかった。これは賃金衡平法に関するカナダの研究者の研究論文等を予定通り入手することができなかったこと等による。社会政策グループは、新たな賃金制度構築の事例となる民間企業3社(家電量販店A社、B社、C社)において、職務評価の対象職種の絞り込みを行い、人事部・労働組合・対象職務担当者へのインタビュー調査を実施し、職務分析を行う。職務分析をふまえて、職務評価システムを策定する。A社、B社、C社の職務評価を行う調査票「仕事の評価のアンケート」を作成し、職務評価を実施する。平成31年3月上旬にカナダ・オンタリオ州で現地調査行い、賃金衡平法が規定する同一価値労働同一賃金原則に基づいた人事・賃金制度を有する民間企業を訪問し、インタビュー調査を行う。労働法グループは、平成30年度はカナダ・オンタリオ州の賃金衡平法に関する研究を中心的に行う。平成30年度より研究分担者に加わったカナダ労働法、特に差別禁止法を研究対象とする福岡大学の所浩代准教授の知見を加え、賃金衡平法をめぐる問題状況を連邦法や行政機関の活動も視野に入れながら包括的に検討する。
ゲノム解析による円形脱毛症疾患感受性遺伝子同定の試み（第2段）

H25-27年度の研究で、マイクロサテライトを用いた円形脱毛症のGWASを行い、さらにSNPと次世代シークエンサーを用いた解析を行い下記の成果が得られた。1)HLA領域、特にHLA-C遺伝子の近傍に強い相関が得られた(OR: 3.41)。2)28のハプロタイプが検出されたが、その内の1つのハプロタイプ上に疾患遺伝子が乗っていることが判明した。3)5つのリスクハと3つのノンリスクハプロタイプの3.95メガベース領域について、次世代シークエンサーを用いて解析したところ、リスクハプロタイプのみに共通してみられるexon領域の遺伝子変異が1つだけ検出された。Microsatellitemarkersならびにsingle nucleotide variantsを用いたGWASにより、円形脱毛症(AA)感受性遺伝子の局在をHLA-C遺伝子座の近隣に同定した。その後詳細なhaplotype解析を行い、疾患感受性遺伝子が存在するhaplotypeを同定した(OR: 3.75)。その後疾患感受性haplotype依存的にHLA-C領域を含む2 megabase領域を次世代sequencerで解析したところ、特に汎発性AAの患者において、ある遺伝子のamino酸置換を伴う遺伝子変異が同定された。この遺伝子は、毛髪関連遺伝子の発現調整をしていると報告されており、またこのamino酸置換を伴う遺伝子変異により、本遺伝子産物の機能に重要である構造に変化が生じることが明らかとなった。円形脱毛症は自己免疫性疾患と考えられており、ステロイド内外用にて治療されているが、副作用により治療に難渋することがおおい。さらに治療中止により容易に再燃が生じ、患者のQOLが著しく障害される。以前より我々は、多症例の患者における特にマイクロサテライトマーカーを用いたゲノム相関解析により、本症の疾患感受性遺伝子がHLA領域、特にHLA-Cの近傍にあることを報告してきた。昨年は、同領域のrisk haplotypeをnext generation sequencerを用いて解析し、疾患感受性遺伝子とそのnon-synonymous変異を同定した(データ未発表)。本年度は、1)同遺伝子の全身ノックアウトマウス、2)同遺伝子の毛包特異的ノックアウトマウス、3)同遺伝子non-synonymous変異のノックインマウスの3系統を作成できた。即ち、1)の全身ノックアウトでは、マウスES細胞に転写中止変異誘導性の相同組み換えを惹起し、それをネオマイシン耐性セレクションにより選別し、まずキメラマウスを作成した。その後F1を掛け合わせて同遺伝子ヘミKO、そしてホモKOマウスを作成した。2)の毛包特異的ノックアウトでは、マウスES細胞にCre/loxP切断性のコンストラクトの相同組み換えを惹起し、それをネオマイシン耐性セレクションにより選別した。その後キメラマウスとその選別を行い、Cre/loxP切断性のコンストラクトを含むマウスとkeratin-6 Creトランスジェニックマウスを掛け合わせて、毛包特異的ノックアウトマウスを作成した。また3)のマウスでは、CRISPR/Cas9システムを用いて、マウスの本遺伝子ホモログの本non-synonymous変異をゲノムエディティングし、ノックインマウスを作成した。現在は各モデルマウスの解析を行っている。円形脱毛症(AA)160症例につき、健常者500名を対象として、マイクロサテライトマーカーとSNPを用いてタイピングを行い、HLA領域、特にHLA-Cの近傍に円形脱毛症の疾患感受性遺伝子領域(3.9メガベース域、OR: 3.75)を同定した。更に詳細なタイピングを行い、28以上のハプロタイプを同部位で同定し、その一つに疾患感受性遺伝子が乗っていること(リスクハプロタイプ)を突き止めた。その後次世代シークエンスにより、5つのリスクハプロタイプと7つのノンリスクハプロタイプを解析し、有る遺伝子のnon-synonimous single nucleotide variant (ns-SNV)が1つのみ、5つのリスクハプロタイプにおいて共通してみられた。従って、このns-SNVがAAの疾患感受性遺伝子変異ということが遺伝統計学的に証明された。次に本遺伝子の全身ならびに毛包特異的ノックアウトを作成したが、今までの所、特異的表現型は見られていない。そこでゲノム編集法を用いてこのns-SNVをマウスに導入したところ、1つのストレインにおいて、AA様の表現型が見られたので、現在このマウスの解析を行っている。上述の如く、1)円形脱毛症の疾患感受性遺伝子座の同定、2)疾患感受性遺伝子とそのnon-synonymous変異の同定、3)3系統の遺伝子改変マウスの作成に成功している。1)の遺伝子座の同定は米国のグループにより既に行われているが、その相対危険度(OR)は2を超えるものはなく、我々の研究ではOR: 3.41であり、その遺伝子座がほぼ間違いないことを世界で初めて報告した。また世界の円形脱毛症遺伝子のGWASを行っているグループからは未だ疾患感受性遺伝子同定成功の報告はない。

これは一重に、欧米ではSNPを用いたGWASが行われているためもともと遺伝子多型が少なく統計学的識別が困難であるためと思われる。一方我々は邦人ゲノム情報を基にマイクロサテライトマーカー地図を作製して本研究を行っており、その遺伝子多型の高度さにより、強い相関が得られたわけである。従って欧米では、弱い相関がみられたインターフェロンγ系のJak阻害剤を用いた臨床研究が行われているだけである。2)の疾患感受性遺伝子とそのnon-synonymous変異の同定は世界で初めてのものである。またゲノム相関解析を用いて疾患感受性遺伝子とその遺伝子変異を同定した報告は極稀であり、本研究は大変重要であると思われる。この理由は、本研究が上述のマイクロサテライトマーカーを用いているためであり、多くのHLA-C領域のhaplotypeの中から、non-synonymous変異を含むrisk haplotypeを識別することが可能であったため、最終的に疾患感受性遺伝子の同定が出来たと考えられる。3)の遺伝子改変マウス作成は、通常のシステムだけでなくCRISPR/Cas9システムを用いて、ゲノムエディティングによりマウスの本遺伝子ホモログの本non-synonymous変異を導入したものであり、本法は大変新しいものである。従って「(1)当初の計画以上に進展している」と判断している。皮膚科学1)遺伝子改変マウスの当該遺伝子の発現につき検討する。A)前述の如く、同遺伝子はヘテロのnon-synonymous変異であるため、まずノックインマウスの出生から成長そして毛髪成長に関して如何なる表現系を示すか検討する。また多くの円形脱毛症は生下時からの毛髪には問題がないため、マウスの2次毛成長サイクルの性状についても検討する。更に円形脱毛症患者ではインターフェロンγ系が炎症に関与する可能性が臨床研究などから考えられているため、これらマウスに種々のサイトカインを投与してその影響につき検討する。また各ヘアサイクルにおける同遺伝子発現についても検討する。B)ヒト円形脱毛症の脱毛部と非脱毛部においても同遺伝子の発現や関連遺伝子の発現について検討する。C)さらに全身あるいは毛包特異的同遺伝子ノックアウトを用いて解析を行う。驚くことに、同遺伝子全身ノックアウトマウスは正常に生まれて来ているため、今後は出生から成長そして毛髪成長に関して如何なる表現系を示すか検討する。2)HLA以外の候補遺伝子座として、連鎖解析により、ch10、cho16、ch18に相関の弱い遺伝子座が報告されているので、マイクロサテライトマーカーを用いてそれら部位を解析する。
ヒトにおける小脳の学習機能の障害の検出と神経疾患への臨床応用

今回の研究の目的は、ヒトにおける小脳の学習機能の評価方法として、プリズムレンズを用いた適応課題を用い、その評価システムを確立するとともに、小脳疾患患者への応用を通じて、病態解明や治療効果判定を行うことである。まず、プリズム順応課題の評価システムを確立する目的で、健常ボランティア9人に対してプリズム順応課題を実施した。全員において問題なくプリズム順応課題を施行することができ、結果についても安定して得られることがわかった。このことから、今回の課題における実験系の確立、正常者における結果の再現性の確認を行い、このシステムがプリズム順応課題の評価システムとして有用であることを示した。評価項目としては、順応中の学習曲線の傾きや順応後の残効果などを評価項目としているが、これらが小脳の学習機能の一部を表していると考えられる。次に、このプリズム順応課題の評価システムを用い、小脳疾患の病態解明を目的として、小脳機能変化について検査を行った。脊髄小脳変性症患者7人の治療前後の結果の比較(うち、ヒルトニン前後の比較5人、ステロイドパルス前後の比較2人)と振戦患者2人の視床凝固術前後の結果の比較を行った。これらのうち、ヒルトニン前後では現時点では有意な変化はみられていないが、今後さらに対象人数を増やしての検討が必要であると考えられる。また、小脳梗塞患者など他疾患との比較検討も今後必要になってくると考えられる。
卵巣癌の抗癌剤感受性におけるp53AIP1およびp53依存性アポトーシスの意義

1.開腹手術により得られた卵巣癌46検体について,p53AIP1の変異の有無をPCR-SSCP法を用いて調べた.その結果2検体のみに変異が認められた.その変異2検体のp53AIP1の塩基配列を調べたところ,変異はいずれもエクソン2のsilent mutationであったp53AIP1の2種類のアイソフォームα,βに共通するcoding regionについては変異を認めなかった.癌細胞においてp53の変異が高率に認められるのとは対照的に,p53の標的遺伝子の変異の報告例は少ない.p53AIP1についても今回検討した46検体のなかでは蛋白レベルでの変異は認められなかったため,卵巣癌の発癌においてp53AIP1はそれ自体の変異ではなくp53の発現異常に付随して機能が阻害されている可能性がある.2.既存の卵巣癌細胞株において,HTOA株がp53を正常に発現していることおよびSKOV3株がp53を欠失していることが判明した.これらの細胞株に抗癌剤シスプラチンを曝露し,p53とp53AIP1の発現誘導およびシスプラチン感受性を検討した.野生型p53を持つHTOA株ではシスプラチン曝露後にp53およびp53AIP1の発現が誘導された.一方p53を欠失したSKOV3株ではシスプラチンを曝露してもp53AIP1ならびに他のp53標的遺伝子の発現は誘導されなかった.またHTOA株はSKOV3株に比べてシスプラチンに対して高い感受性を示した.卵巣癌におけるシスプラチンの感受性に対して,p53およびp53AIP1の発現誘導が関与している可能性がある.1.開腹手術により得られた卵巣癌46検体について,p53AIP1の変異の有無をPCR-SSCP法を用いて調べた.その結果2検体のみに変異が認められた.その変異2検体のp53AIP1の塩基配列を調べたところ,変異はいずれもエクソン2のsilent mutationであったp53AIP1の2種類のアイソフォームα,βに共通するcoding regionについては変異を認めなかった.癌細胞においてp53の変異が高率に認められるのとは対照的に,p53の標的遺伝子の変異の報告例は少ない.p53AIP1についても今回検討した46検体のなかでは蛋白レベルでの変異は認められなかったため,卵巣癌の発癌においてp53AIP1はそれ自体の変異ではなくp53の発現異常に付随して機能が阻害されている可能性がある.2.既存の卵巣癌細胞株において,HTOA株がp53を正常に発現していることおよびSKOV3株がp53を欠失していることが判明した.これらの細胞株に抗癌剤シスプラチンを曝露し,p53とp53AIP1の発現誘導およびシスプラチン感受性を検討した.野生型p53を持つHTOA株ではシスプラチン曝露後にp53およびp53AIP1の発現が誘導された.一方p53を欠失したSKOV3株ではシスプラチンを曝露してもp53AIP1ならびに他のp53標的遺伝子の発現は誘導されなかった.またHTOA株はSKOV3株に比べてシスプラチンに対して高い感受性を示した.卵巣癌におけるシスプラチンの感受性に対して,p53およびp53AIP1の発現誘導が関与している可能性がある.
高信頼性宇宙展開構造材としての機能性ポリマー複合材料のメゾスケール力学の研究

本研究では,宇宙展開構造応用のための新規材料として期待されている形状記憶ポリマー(SMP)複合材料が機能性(形状固定性・形状回復性)を発揮するメカニズムを,実験とマイクロメカニクス解析との対比により検証した.特に,熱サイクル付与の展開試験により,繊維強化形態と展開性能の関係を明らかとし,最適な機能性を有する材料のメゾスケール構造の設計につながる知見を得た.また,機能性の発現は繊維の弾性力やポリマーの特徴的な温度依存特性に起因しており,その観点から得られる微視力学的メカニズムについて熱力学有限要素法を用いて明らかとした.本研究では,宇宙展開構造応用のための新規材料として期待されている形状記憶ポリマー(SMP)複合材料が機能性(形状固定性・形状回復性)を発揮するメカニズムを,実験とマイクロメカニクス解析との対比により検証した.特に,繊維強化形態と展開性能の関係を明らかとし,最適な機能性および力学特性を有する材料のメゾスケール構造の設計につながる知見を得ることを目的として研究を遂行した.1.スリット導入型形状記憶複合材料における繊維強化形態が材料の変形特性に及ぼす影響について,実験的に検証した.展開特性と引張特性の双方の観点を考えると,ひずみ集中部が受ける荷重を隣接する繊維が受け持つようにスリットを配置するか否かが変形性能に影響することが分かった.破断ひずみを増加させるためには,ひずみ集中部の数を増やすことが有効であり,すべてのスリットに均等にひずみを分散させることが大変形を可能にする有効な手段であると結論づけられた.2.形状記憶複合材料の機能性の発現は繊維の弾性力やポリマーの特徴的な温度依存特性に起因しており,その観点から得られる微視力学的メカニズムについて熱力学有限要素法を用いて検討した.特に繊維基材と樹脂との界面結合力の影響について調べた結果,界面が十分に結合している場合,最大曲げひずみが一定の範囲にある場合には,結合強度が弱くても機能性に影響を及ぼさない.一方,界面の応力伝達能力が低く,界面領域が変形しやすい場合,実質形状回復率は増加する傾向にあった.これは,スリット周囲のひずみ集中の緩和による影響と考えられる.本研究では,宇宙展開構造応用のための新規材料として期待されている形状記憶ポリマー(SMP)複合材料が機能性(形状固定性・形状回復性)を発揮するメカニズムを,実験とマイクロメカニクス解析との対比により検証した.特に,熱サイクル付与の展開試験により,繊維強化形態と展開性能の関係を明らかとし,最適な機能性を有する材料のメゾスケール構造の設計につながる知見を得た.また,機能性の発現は繊維の弾性力やポリマーの特徴的な温度依存特性に起因しており,その観点から得られる微視力学的メカニズムについて熱力学有限要素法を用いて明らかとした.宇宙構造展開材料への応用を目的として,機能性ポリマー複合材料の適用が期待されている.特に,形状記憶ポリマーは,ガラス転移温度を境に熱力学的特性が変化することで,優れた形状固定性・形状回復性を発揮する材料であるが,宇宙展開構造応用では,形状固定性の活用が重要な鍵となる.本研究では,実験とマイクロメカニクス解析との対比により,形状記憶ポリマー複合材料が形状固定性や形状回復性を発揮するメカニズムを調べ,その最適設計の指針について検討することを目的として,研究を遂行した.1.ポリウレタン系形状記憶ポリマーのフィルム加工を実施し,繊維強化形態を変化させた形状記憶複合材料を加圧プレス法にて成形する作製法を確立した.2.ポリマー材料特性の温度依存性を考慮した粘弾性有限要素解析手法とマイクロメカニクス手法を組み合わせることで,形状記憶ポリマー複合材料の曲げ負荷下での形状固定性・形状回復性について予測する数値解析モデルを構築した.材料内部の繊維強化の不連続によって形状固定性・形状回復性が変化することが分かり,形状固定性は最終的に回復する形状に影響を及ぼすことが予測された.3.繊維マットにスリットを導入する方法により,繊維強化形態を意図的に変化させた材料を作製した.作製した材料を用いて熱サイクル付与による展開試験を行い,その形状固定性・形状回復性を評価した.曲げの外側に多くの繊維端を配置し,繊維端が一定箇所に集中しないように分散させることが,形状固定性と形状回復性との両性質の向上を実現する有力な材料設計であるという結論を得た.形状記憶複合材料の作製をフィルム加工とプレス成形を用いた手法により実現し,スリットを導入するコンセプトを利用して異なる繊維強化形態を再現可能となった.この結果,最適な機能性を与える内部構造に関する知見を得ることができた.また材料特性の温度依存性を考慮した数値シミュレーションにより,形状固定性・形状回復性が議論できており,材料内のメゾスケールの内部構造の影響を評価することが達成されている.これらの実験・解析手法を応用することによって,高信頼性展開構造を実現するための最適な材料設計の指針を得ることが可能となったと言える.本年度,繊維強化形態を変化させた内部構造を有する形状記憶複合材料の作製を実現して熱サイクル過程の実験・解析が実施できる段階まで到達した.そこで,今後はさらに,高信頼性展開構造等で必要となる材料の変形能力に主眼を置き,変形能力を最大化しながら,機能性(形状固定性・形状回復性)の観点で繊維強化形態を最適化する方法について研究を推進する.また,本年度構築した手法を利用して,これらの機能性発現を裏付けるメゾスケールの力学について検討を進める.

特に,展開構造用の機能性材料の信頼性確保の観点から問題となる材料内の残留ひずみが熱サイクル負荷下で蓄積する過程について詳細に定量化することが重要と考えられるので,この点について更なる評価を試みる.次年度は,材料内の残留ひずみが熱サイクル負荷下で蓄積する過程について詳細に定量化することを目的とするため,顕微鏡下で熱サイクル負荷を与えながら,材料の変形や温度を定量化するための実験システムの構築を行う.そこで,赤外線温度センサや貼り付け温度センサによる温度調節器の導入を検討している.その他,試験用材料費や実験消耗品,数値計算用消耗品等に使用する.また,最終年度となるため,成果報告のための旅費にも使用する.
局所的な手法によるＧａｌｏｉｓ表現の研究

局所Langlands対応の幾何学的実現について研究した.の中にアフィノイドの族を構成し,その還元のコホモロジーがepipelagicな表現に対する局所Langlands対応及び,局所Jacquet-Langlands対応を実現していることを,馴分岐の場合に証明した.高さ$h$の$p$可除群の変形空間であるLubin-Tate空間のコホモロジーに,$GL_h$に対する局所Langlands対応及び局所Jacquet-Langlands対応が実現されることは,大域的な手法を用いてBoyerとHarris-Taylorによって証明されているが,このことの純局所的で幾何的な証明を与えることは,この実現のより良い理解を得るうえで重要な問題と思われる.より具体的には,まず,レベル$3$のLubin-Tate空間の安定形式モデルを決定した.さらに,得られた安定モデルの情報を用いて,Lubin-Tate空間のコホモロジーに局所Langlands対応が現れることを示した.剰余標数が$2$の場合,$GL_2$に対する局所Langlands対応はWeil表現を用いて構成されている.一方,Lubin-Tate空間のコホモロジーに現れる対応はcuspidal typeを用いて記述されるので,現れた対応が実際に局所Langlands対応であることを示すのは非自明な問題である.本年度は,イプシロン因子を計算することによって,このことを示した.言い方を変えると,導手指数$3$の場合に,局所Langlands対応のcuspidal typeによる記述を与えることができた.局所Langlands対応の幾何学的実現について研究した.馴分岐の場合に証明した.構成したアフィノイドの還元には,二次形式に付随するArtin-Schreier多様体が現れることがわかった.そのArtin-Schreier多様体のl進エタールコホモロジーを調べるために,アファイン空間から有限個の点を除いた空間上にファイブレーションを構成した.さらに,Lefchetz跡公式と,跡のl独立性を用いて,コホモロジーへの群作用を決定した.局所Langlands対応の実現を示すうえでは,Bushnell-Henniartによる,epipelagicな表現に対する局所Langlands対応の比較的簡単な特徴づけを用いた.epipelagicな表現に対する局所Jacquet-Langlands対応に関しては,Bushnell-Henniartによる記述が知られており,その記述を用いた.また,暴分岐の場合にも,同様のアフィノイドの族を構成し,その還元のコホモロジーが,不分岐指標による捻りを除いて,局所Langlands対応を実現していることを証明した.局所Langlands対応の幾何学的実現について研究した.の中にアフィノイドの族を構成し,その還元のコホモロジーがepipelagicな表現に対する局所Langlands対応及び,局所Jacquet-Langlands対応を実現していることを,馴分岐の場合に証明した.局所的な手法によって、局所Lanlgands対応の研究を行った。具体的には、レベルが3で高さが2のLubin-Tate空間の半安定モデルを計算し、その還元へのWeil群、GL_2および斜体の乗法群の作用を計算した。この計算を用いて導手3の表現に対するLanglands対応がLubin-Tate空間のエタールコホモロジーに実現されることを証明した。これは純局所的な証明であり、剰余標数が2の場合を含んでいる。剰余標数が2の場合は、GL_2に対するLanglands対応はWeil表現を用いて構成されており、cuspidal typeを用いた対応の記述は知られていなかった。この研究では、導手3の表現に対して、そのような対応の記述を与えた。また、局所Artin相互律写像を具体的に計算することにより導手3の表現に対するイプシロン因子の計算を行った。上記の研究で必要になる、一次元リジッド空間の半安定モデルの一般論の構築を行った。具体的には、一次元リジッド空間の半安定被覆から半安定モデルを構成し、そのエタールコホモロジーを、半安定還元曲線を用いて記述した。さらにその構成と記述が、有限平坦射に関して関手的であることを証明した。PEL型志村多様体のコンパクト台コホモロジーと隣接輪体コホモロジーを比較する研究も行った。正確には、cuspidal部分に関しては両者が一致するということを証明した。導手指数$3$の場合ではあるが,局所Langlands対応の実現の純局所的な証明や,cuspidal typeによる記述が得られるなど,本研究はおおむね順調に進展している.局所的な手法によってLanglands対応を調べることができ、研究は順調に進展していると考えている。導手3の表現に対する局所Langlands対応がLubin-Tate空間のエタールコホモロジーに実現されることを、純局所的に証明することができた。剰余標数が2の場合も含めて証明できたのは、特に評価できるところだと思う。一次元リジッド空間の半安定モデルの構成とエタールコホモロジーの記述を与えることができた。この結果は、一般のレベルのLubin-Tate空間の研究においても有用である。PEL型志村多様体のコンパクト台コホモロジーと隣接輪体コホモロジーがcuspidal部分に関しては一致するということを証明した。Langlands対応の研究においては、cuspidal表現を調べることが本質的な場合が多く、今後の応用が期待できる。来年度も、局所的な手法によるLanglands対応の研究を行う。レベルや高さが一般の場合のLubin-Tate空間の研究を行う予定であるが、その場合はJacquet-Langlands対応の実現が、半安定モデルの構成に使えるのではないかと考えており、そのような方針で研究を進める予定である。

またLubin-Tate空間の半安定モデルの情報を用いて、Lubin-Tate空間のp進エタールコホモロジーを調べる予定である。このp進エタールコホモロジーはp進Langlands対応と関係があるのではないかと期待している。国内外で行われる研究集会に参加し情報収集を進めていく.また研究に必要な書籍等を購入する.次年度も、海外の研究集会における情報収集等を行う予定である。今年度は、論文の執筆に時間がかかり、海外の研究集会における情報収集を行う十分な時間が取れなかったため、次年度使用金が生じた。さらに、国内の研究集会における情報収集や、他の研究者との議論のための出張も行う予定である。また、研究に必要となる文献の購入も予定している。
シミュレーション状況下での目の錯視に関する実験的研究

完全暗黒中で,被験者は,11mの距離で50度上方向に提示される2光点(標準刺激)と,同じく11mの距離で水平方向に提示される2光点(比較刺激)が同じ間隔に見えるように,比較刺激の間隔を調節した。半数の被験者は,最初単眼で観察し,次に両眼で観察した。残りの半数の被験者は,逆の順序で行なった。また,上方向の標準刺激を観察する場合に2種類の眼位条件(水平視条件と仰視条件)も設けた。その結果,月の錯視に似た大きさの錯視は,両眼視条件では生じたが,純粋な単眼視条件(最初に単眼視を行なう場合)では生じなかった。しかし,両眼視条件のあとに単眼視条件を行なった場合には,先行する両眼視の影響によって,月の錯視が生じた(錯視量は1.2倍から1.4倍)。その場合でも,単眼視での錯視量は,両眼視での錯視量よりも少なかった。これらの結果は,かつてTaylor & Boring(1942)が提起しその後Kaufman & Rock(1962)により否定された両眼視説(両眼視が月の錯視を引き起こす決定的な要因であるという考え)を支持した。また,錯視量における眼位の影響は、両眼視条件では見られたが,単眼視条件では,眼位の影響はほとんど見られなかった。したがって,Holway & Boring(1940)が指摘した月の錯視における眼位の効果は,実際には両眼視においてのみ存在することになる。以上の結果は,月の錯視が地表の見えによって起きるとするKaufman & Rock(1962)の説が誤りであり,月の錯視にはレンズ調節や,とりわけ輻輳といった,動眼系の状態が深く関与している可能性を支持する。
全脳イメージング法による精神疾患の病態と治療機序の新たな薬理学的研究法の確立

本研究では、最新の全脳イメージング法FASTを用いて、精神疾患モデル動物脳の神経活動を全脳細胞レベルで解析し、疾患病態と治療薬機序を解明する新たな薬理学的研究法の確立することを目的としている。本年度は、疾患病態の新たな解析手法を確立するため、様々な精神疾患モデルマウスを作成し、全脳から脳領域毎の構造および神経活動を標識・評価し、以下の結果を得た。1)自家蛍光などの脳構造の情報だけでは判別できない脳領域を特定するため、脳領域マーカーとなる分子の抗体を用いて、全脳イメージング後の脳切片を免疫染色し、その結果を元の全脳画像の区分けに用いることにより、関心領域(ROI)を3次元空間で設定する方法を確立した。2)細胞種特異的および活動依存的なプロモーターとタモキシフェン依存的なCreリコンビナーゼを用いたアデノ随伴ウイルスベクターを作成し、細胞種特異的に活性化神経を蛍光標識した。本手法を用いて、マウス脳内のストレス応答性神経細胞を特異的に蛍光標識し、全脳イメージングを実施したところ、ストレス応答に関わる神経回路構造が明らかになった。3)神経活動レポーターマウスであるArc-dVenusマウスを用いて、社会性行動障害を示すモデルマウスを作成し、dVenus陽性細胞の全脳マッピングを実施した。得られたdVenus陽性細胞の空間座標データを解析したところ、体性感覚皮質などの複数の脳領域においてdVenus陽性細胞の数が特に多いことが明らかになった。全脳イメージング法を用いて、複数の精神疾患モデル動物脳の神経活動や形態変化を解析した結果、これまで知られていなかった脳領域の同定などに成功しており、疾患病態解析に有用であることを示した。特異的な活動操作法などを用いて、特定の細胞集団の機能を明らかにするとともに、神経結合解析や遺伝子発現解析なども合わせて、細胞特性の同定、病態・薬物応答性機序の推定に加え、新たな創薬標的因子の探索を目指す。