hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スモ架橋によるマルチスケールのバイオ操作

本研究では、SUMO架橋反応に関わる酵素とその基質タンパク質を操作することで、新機能を有するタンパク質ポリマーをデザイン・合成する技術(SUMOタンパク質操作)、核オルガネラの膜をSUMOにより特異的に修飾し、核の極性化・固定化を行う技術(SUMOオルガネラ操作)、SUMOを用いたタンパク質架橋ベクターの構築とエピジェネティックな遺伝子発現を調節する技術(SUMOエピゲノム操作)の3つのバイオ操作に関する提案を行う。1、SUMOタンパク質操作:ポリマーの基軸タンパク質の同定と生化学的な解析、ポリマーに有用な物質の探索、あるいはポリマー化反応を大腸菌やその他の宿主細胞で試みた。Rad52をはじめ多くの基質タンパク質のSUMO化を行い、アクセプター領域を同定した。2、SUMOオルガネラ操作:研究代表者らが開発したin situ SUMO架橋修飾を用い、核オルガネラの形状を検出した。特に簡易in situ SUMO化法を開発し、研究発表した。SUMO反応阻害剤の探索も行い、ギンコール酸をはじめ5種類の阻害剤を同定した。3、SUMOエピゲノム操作:SUMOのC末端変異体をアミノ酸20種類をの変異体を含む30種類作製した。di-Glyモチーフの重要性について検証した。AAをはじめ、MetやGluがSUMOのC末端として機能することを明らかにした。近年になり、SUMO修飾を含む生体分子の修飾現象「分子修飾」がゲノムと細胞の機能制御の骨子として様々な生命現象に関わることが分かってきた。欧米での研究層は飛躍的に厚くなり、先端的な国際学会の多くで関連するテーマが定期的に取り上げるようになってきている。しかしながら、分子修飾研究を細胞工学的な観点からとらえた研究例は少ない。[1]SUMOタンパク質操作:ポリマーの基軸タンパク質の同定と生化学的な解析、ポリマーに有用な物質の探索、あるいはポリマー化反応を大腸菌やその他の宿主細胞で試みた。[2]SUMOオルガネラ操作:研究代表者らが開発したin situ SUMO架橋修飾を用い、核オルガネラの形状を検出した。[3]SUMOエピゲノム操作: SUMOのN末端領域にヒストンメチル化・脱メチル化酵素、アセチル化・脱アセチル化酵素などのクロマチン修飾酵素を融合させ、細胞内で直接タンパク質に架橋することで、遺伝子発現パターンを変化させることを目的とする。今年度は、SUMOのN末端変異体を作製し、エピゲノム操作用のベクターを開発した。
統合失調症様症状発現薬で誘導される発達依的遺伝子の変異解析と精神疾患への応用

統合失調症の病態仮説として近年NMDA型グルタミン酸受容体の機能の低下が注目されている。NMDA受容体の活性は、グルタミン酸の存在下、コアゴニストであるグリシン、D-セリンにより調節され、D-セリンの代謝の異常によりNMDA受容体の機能に障害が生じる可能性がある。われわれこれまでD-serineの輸送に関わる遺伝子としてdsm-1(D-serine modulator 1)を単離した。本研究では、dsm-1のヒト相同遺伝子であるPAPST1(3'-Phosphoadenosine 5'-Phosphosulfate transporter 1)についてSNPs解析を行い、統合失調症、双極性障害との関連について検討した。データベース(NCBIおよびInternataional HapMap Project)より、PAPST1遺伝子とその上流3kbを含む領域で既に日本人における頻度の報告されているSNP7ヶ所について、統合失調症患者に関しては独立した2つのサンプルセット((1)患者281名、健常対象者289名、(2)患者237名、健常対象者233名)、双極性障害については、患者366名、健常対象者370名についてTaqMan PCR法により多型解析を行った。その結果、双極性障害において3つのSNP(rs575034、rs1875324、rs3832441)で、対立遺伝子頻度および遺伝子型頻度において、健常対照群との間に有意差を認めた。これらのうちひとつは、Bonferroniによる補正の後も、有意差が認められた。またハプロタイプ解析においても複数の組み合わせにおいて有意差が認められた。一方、統合失調症では7つのSNPsすべてについていずれも有意な関連は認められなかった。以上から、」PAPST1遺伝子が双極性障害の罹患脆弱性に関わる可能性が考えられた。統合失調症は思春期以前に発症することは稀である。また統合失調症のモデルと考えられるメタンフェタミン逆耐性現象も幼若期の動物では形成されない。これらの事実より我々はこれまで統合失調症関連遺伝子としてメタンフェタミンに対する応答が発達段階に依存して異なるラット遺伝子mrt-1(methamphetamine responsive transcript 1)をクローニングし、その解析を進めてきた。今回はmrt-1のヒト相同遺伝子であるMRT-1のプロモーター部分の変異遺伝子の検索を96人について予備的に行った。ゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い、そのPCR産物を鋳型としてシークエンスを行った。その結果MRT-1のプロモーター部分には欠失部分2カ所を含む38カ所の変異候補が検出された。数検体以上で変異を検出された部位の内欠失部分を含む6カ所について、統合失調症患者255名、感情障害患者226名、健常人285名のSnuPe(Single Nucleotide Primer extension)解析によるタイピング、もしくはDirect Sequenceによって得られた波形からpolyPhredによるタイピングを行った。またハーディ・ワインベルグ平衡の検定(Hardy-Weinberg Equilibrium)、連鎖不平衡の解析(Linkage Disequilibrium Analysis)、相の推定(Phase Estimation)を行ったが健常人との差異は見いだされなかった。今後他の発達段階に依存している遺伝子の解析を行うとともに精神疾患患者本人及びその両親に血液サンプルの提供を依頼しTDT(transmission disequilibrium tes)による検討を行う予定である。統合失調症は思春期以降に発症する。また、薬物による統合失調症様の異常も児童期までは生じ難いことが知られている。

さらに、強力なNMDA型グルタミン酸受容体遮断薬で統合失調症様異常を引き起こすフェンサイクリジン(phencyclidine:PCP)を投与した成熟ラットに見られる異常行動は、統合失調症の研究モデルと考えられているが、幼若期にPCPが惹起する行動変化とは明らかに異なる。これらの事実より、統合失調症で障害される分子カスケードは一定の発達段階以降に完成すると推測される。そこで、これまで統合失調症関連候補遺伝子としてPCPに対する応答が発達段階に依存して異なるラット遺伝子prt-1(phencyclidine-responsive transcript 1)をクローニングし、その解析を進めてきた。今年度はprt-1のヒト相同遺伝子であるPRT-1の一塩基多型(single nucleotide polymorphism:SNP)と統合失調症との関連を検討した。データベース(NCBIおよびInternataional HapMap Project)を利用して、PRT-1遺伝子とその上流3kbを含む領域で既に日本人における頻度の報告されているSNPの中から20のSNPを選択し、統合失調症患者229名、健常人214名についてInvader法によりタイピングし患者・対照研究を行った。結果、複数のSNPでその対立遺伝子頻度および遺伝子型頻度において、健常対照群との有意差を認めた。またハプロタイプ解析においても複数の組み合わせにおいて有意差が認められた。選択した全てのSNPは強い連鎖不平衡の関係にあった。
飽和脂肪酸毒性における小胞体ストレス応答活性化の分子機構の解明

肥満の進行に伴い、高血圧症、インスリン抵抗性、糖尿病および冠動脈性心疾患の危険性が高くなることが知られており、メタボリックシンドロームの発症と密接に関係している。脂肪組織に過剰に蓄積した脂肪は、その分解により多量の遊離脂肪酸が血中に放出され、高脂肪酸血症を呈する。高濃度の血中遊離脂肪酸は脂肪組織以外の細胞に取り込まれ、細胞障害や細胞死を引き起こす。この現象は脂肪毒性と呼ばれる。近年、脂肪毒性は遊離脂肪酸の中でも飽和脂肪酸によって引き起こされること、飽和脂肪酸は細胞死のみならず、小胞体ストレス応答(UPR : Unfolded protein response)を引き起こすことが明らかとなっており、脂肪毒性が引き起こす病態において、飽和脂肪酸により誘導されるUPRの関与が注目されている。しかし、飽和脂肪酸によってどのようにUPR経路が活性化するのか、その詳細は不明であった。昨年度までの研究によって、UPRセンサー分子に結合するERMUSが脂肪酸誘導性UPRに必要であることを見出している。本年度では、TLC、LC-MS、GC-MSを駆使して網羅的な脂質解析を行い、飽和脂肪酸増加時に顕著に増加するリン脂質Lipid Xを同定した。Lipid Xは通常培養条件では、ほとんど存在せず、飽和脂肪酸添加によって生成されることから、UPR活性化の分子スイッチとして働くことを考えた。そこで脂質代謝酵素を網羅的にRNAiして、Lipid Xの合成に関与する脂質代謝酵素を複数同定した。これらの酵素を同時に発現抑制すると、飽和脂肪酸増加時のLipid Xの増加が抑制され、同時にUPRの活性化も抑制された。以上の結果から、Lipid Xは飽和脂肪酸増加時のUPR活性化の分子スイッチとして働き、ERMUSがLipid Xを感知し、IRE1、PERKを活性化させる仮説を考えている飽和脂肪酸増加時に特異的に増加し, UPRの活性化に関与するLipid Xを同定したことによって、飽和脂肪酸毒性の研究が大きく進んだと考えられる。(抄録なし)肥満の進行に伴い、高血圧症、インスリン抵抗性、糖尿病および冠動脈性心疾患の危険性が高くなることが知られており、メタボリックシンドロームの発症と密接に関係している。当研究室では、リン脂質中の飽和脂肪酸の増加がUPRの誘導に重要であることを明らかにしている。本年度では、リン脂質中の飽和脂肪酸増加がどのようにUPRを誘導するか分子機構を明らかにするために、解析を行った。従来のunfolded proteinの蓄積で活性化するUPRでは、IRE1、PERK、ATF6という3つのセンサー分子が活性化するのに対し、飽和脂肪酸増加時ではIRE1、PERKのみ選択的に活性化することを見出した。このことから飽和脂肪酸に応答し、IRE1やPERKを活性化させる分子が存在することが予想された。そこでIRE1をbaitとしたmembrane-yeast-two-hybrid(MYTH)による網羅的な結合タンパク質の探索を行った。その結果、小胞体局在型の膜タンパク質で、IRE1と結合するものを、5分子見出した。現在IRE1と結合するこれらの分子が飽和脂肪酸増加によるUPRに関与するか、検討中である。本年度では、リン脂質中の飽和脂肪酸増加がどのようにUPRを誘導するか分子機構を解明するために、解析を行った。これらの遺伝子をRNAiで発現抑制し、飽和脂肪酸によるuPRを抑制するものとしてERMusという分子を同定した。現在、ERMUSによるUPR活性化機構の解析を行っている。またERMUSのKOマウスを作製し、in vivoにおけるERMUSの寄与を調べる予定である。

肥満の進行に伴い、高血圧症、インスリン抵抗性、糖尿病および冠動脈性心疾患の危険性が高くなることが知られており、メタボリックシンドロームの発症と密接に関係している。脂肪組織に過剰に蓄積した脂肪は、その分解により多量の遊離脂肪酸が血中に放出され、高脂肪酸血症を呈する。高濃度の血中遊離脂肪酸は脂肪組織以外の細胞に取り込まれ、細胞障害や細胞死を引き起こす。この現象は脂肪毒性と呼ばれる。近年、脂肪毒性は遊離脂肪酸の中でも飽和脂肪酸によって引き起こされること、飽和脂肪酸は細胞死のみならず、小胞体ストレス応答(UPR : Unfolded protein response)を引き起こすことが明らかとなっており、脂肪毒性が引き起こす病態において、飽和脂肪酸により誘導されるUPRの関与が注目されている。しかし、飽和脂肪酸によってどのようにUPR経路が活性化するのか、その詳細は不明であった。昨年度までの研究によって、UPRセンサー分子に結合するERMUSが脂肪酸誘導性UPRに必要であることを見出している。本年度では、TLC、LC-MS、GC-MSを駆使して網羅的な脂質解析を行い、飽和脂肪酸増加時に顕著に増加するリン脂質Lipid Xを同定した。Lipid Xは通常培養条件では、ほとんど存在せず、飽和脂肪酸添加によって生成されることから、UPR活性化の分子スイッチとして働くことを考えた。そこで脂質代謝酵素を網羅的にRNAiして、Lipid Xの合成に関与する脂質代謝酵素を複数同定した。これらの酵素を同時に発現抑制すると、飽和脂肪酸増加時のLipid Xの増加が抑制され、同時にUPRの活性化も抑制された。以上の結果から、Lipid Xは飽和脂肪酸増加時のUPR活性化の分子スイッチとして働き、ERMUSがLipid Xを感知し、IRE1、PERKを活性化させる仮説を考えているmembrane-yeast-two-hybridによりIRE1の結合分子を網羅的に探索することで、IRE1の活性化に関わる可能性のある遺伝子を絞った。当初予定していたゲノムワイドなRNAiスクリーニングと比較して、短期間で達成できた。現在見出しいる候補遺伝子も5つと多くないので、今後の解析も短期間で行えるものと考えている。飽和脂肪酸によるUPR特異的に関与する分子ERMUSを同定できたから。これによって、飽和脂肪酸によるUPR活性化機構の解明が、大きく前進すると考えている。飽和脂肪酸増加時に特異的に増加し, UPRの活性化に関与するLipid Xを同定したことによって、飽和脂肪酸毒性の研究が大きく進んだと考えられる。引き続きリン脂質中の飽和脂肪酸増加による小胞体ストレス応答活性化の分子機構の解明を目指していきたい。IRE1と結合する膜タンパク質を同定したので、今後はIRE1の活性化への関与を調べていきたい。具体的には候補遺伝子をRNAiにより発現抑制し、飽和脂肪酸増加時のIRE1活性の変化を見る。
高等教育機関相互の学習支援ネットワークの形成過程とその制度化に関する総合的研究

本研究は、2年間にわたる研究のため、初年度は、主として、国立社会教育研修所や大学図書館などでの資料収集、知名度の高い先行事例に対する調査、専門的な研究者への取材、電話による取材と資料収集などを行った。その結果、高等教育機関による学習支援ネットワークとして、次の3つの類型があることが明らかになった。1在学生同士の単位互換などを通じて形成された高等教育機関相互のネットワークが一般市民にまで拡大し、市民が科目等履修生制度などを使って自由にそれらを学習できるようなる場合2行政(都道府県などの地方自治体)のイニシアティブで、広域的な学習サービス・ネットワークが政策的に創出され、その中の一機関として高等教育機関が組み込まれる場合3一定地域をベースに、共通の課題(「地域づくり」など)のもとに、高等教育機関同士、または高等教育機関と行政機関との連携・協力が生じる場合これらの類型を踏まえつつ、次年度には、全国各地の機関・組織(高等教育機関による学習支援ネットワーク)に対してヒアリング調査を行い、それらの結果を、生涯学習研究や高等教育研究の専門家の助言も得つつ、事例研究としてまとめた。この事例調査によって、「高等教育機関による学習支援ネットワーク」の実現のためには、当事者の間に「共通の土俵(枠組み)=共通の目的」が必要なこと、ネットワーキングのベースになるのは相互の人間関係であり、かつ関係機関・団体すべてが共通に活用できるツールが存在していること、等が明らかになった。高等教育機関が、地域住民の学習機会の充実を図るため、他の高等教育機関あるいは行政機関とネットワークを形成する場合には、次のようないくつかの形態がある。1.在学生同士の単位互換などを通じて形成された高等教育機関相互のネットワークが、一般市民にまで拡大し、市民が科目等履修生制度などを使って自由にそれらを学習できるようなる場合2.行政(都道府県などの地方自治体)のイニシアティブで、広域的な学習サービス・ネットワークが政策的に創出され、その中の一機関として高等教育機関が組み込まれる場合3.一定地域内で、共通の課題(「地域づくり」など)のもとに、高等教育機関同士、または高等教育機関と行政機関との連携・協力が自然発生的に生じる場合上記13までのタイプによって具体的な課題等は異なってくるが、それらに共通のものとしては、次のような課題がある。1.地域社会における専門的な職業が限られており、高等教育機関が有している「専門的な知見」を地域に還元する機会が限られている。反面、教養的な講座等は、すでに公民館やカルチャーセンター等で行われている。2.高等教育機関相互の間にあるいは行政機関同士の間に、制度上または事実上序列があり、その「タテ割り」の社会システムがネットワーキングの拡充を妨げている。これらの課題の解決方法等については、次年度に引き続き研究することとしている。高等教育機関が学習支援のためのネットワークを実現しようとする場合には、1.地域社会における専門的な職業が限られており、高等教育機関が有している「専門的な知見」を地域に還元する機会が限られている。2.高等教育機関相互または行政機関同士の間に、制度上または事実上序列があり、その「タテ割り」の社会システムがネットワーキングの拡充を妨げている。といった課題があることが明らかになったが、これらの解決方法として、次のような形が考えられる。(1)高等教育機関は、地域社会において、ある程度重層的な職業構造をもっている「職」に着目し、それらの中で中核的な立場にある人たちの専門性を伸ばす、という観点から、地域と連携することが求められる。地域には、このような専門性に関する組織・機関は必ず存在することから、それらとの連携が高等教育機関のプレゼンスを大きくし、学習支援を充実させる。(2)高等教育機関、行政機関を含め、地域に所在する多くの機関・個人が共有できるような「将来展望」や「課題」をもつことが重要である。それが(又はその解決が)、真に価値あるものであれば、地域における連携・協力を協力に推し進めることにつながる。(3)連携・協力事業の事務局を持ち回りにしたり、時限的なものにすることによって、各機関の「力関係」が変化し、ネットワーキングが固定化しにくくなる。
熱ポーリングとレーザー光によるガラスへの光機能周期構造の形成

熔融石英ガラスについて第二高調波強度と熱ポーリング条件の関係を調べた。二次非線形光学特性(Second Order Optical Nonlinearity : SON)への酸素欠陥及び不純物の影響、SON活性層の厚さ、熱ポーリング過程における直流電流値、透過型電子顕微鏡による微細構造の観察から、熱ポーリングによるSON活性層の形成過程を考察した。新しい硫化物ガラス形成系としてRS-Ga_2S_3(R=Ca, Sr, Ba)系のガラス形成範囲、基礎物性と構造を評価した。BaS-Ga_2S_3-GeS_2及びBaO-P_O_5-B_2O_3系において、熱的特性とガラス構造に対するGeS_2及びB_2O_3の添加効果を調べ、コアクラッド法により光ファイバの形成が可能な耐結晶化性に優れる組成を見出した。フェムト秒レーザーパルスを用い、Sm^<2+>含有SrS-Ga_2S_3非晶質薄膜上にマイクロレンズ形成させるとともに、金属性SmSナノ結晶質薄膜において金属性→半導体光誘起相転移を発現した。Agの光ドープ挙動により、硫化物ガラスは、光ドープ現象を示す共有結合性ガラス(GeS_2組成及びSリッチ組成のGe-Sガラス)とモディファイヤーを含み、光ドープ現象を示さないイオン性ガラス(Ge_<40>S_<60>を代表組成とするGe^<2+>含有Ge-Sガラス、Ga_2S_3系ガラス)とに分類される。Ti :サファイアfsレーザー光照射による光ドープを利用し、希土類ドープ硫化物ガラスへの光導波路の形成を検討した。組成分析の結果によればS-S結合を含むGe_<25>Ga_5S_<70>ガラスではfsレーザー光を照射した部分にのみ、Agが検出された。Agがドープされた領域では屈折率が増大することから、希土類熔解性を示しS-S結合を含むGe_<25>Ga_5S_<70>ガラスでは、レーザー光による光ドープを行うことで、希土類ドープ硫化物ガラスの能動型光導波路の形成が可能であることがわかった。自然状態では反転対称系のガラスに熱ポーリングを施すことで誘電体結晶と同様に、反転対称性を持たない微視的構造が形成される結果、二次非線形光学特性が出現する。溶融石英及び合成シリカガラスについて、二次非線形光学特性に及ぼす酸素欠陥、Na及びOH不純物の影響を調べた。二次非線形光学特性は0.060.5mass ppm Naの範囲においてNaの存在量と関係があり、Naが多いほど熱ポーリング過程での直流電流が大きい値を示すことに対応している。さらに透過型電子顕微鏡による微細構造観察の結果、ガラス製造工程での原料の未溶解部と推定されるクリストバライト微結晶と熱ポーリング過程でのジュール熱により生成したα-石英微結晶の存在が観察された。しかし、その存在量は少なく、ガラス中の微結晶と二次非線形光学特性の関係は認められなかった。本研究によれば、溶融石英での二次非線形光学効果の発現には、熱ポーリングによるNaイオンの移動に続いて起こる空間電場の凍結が関係することを示唆する結果となった。

酸化物ガラスと比較して、共有結合性が強いため希土類の溶解性に劣る硫化物ガラスについて、希土類の溶解性を調べ、それを決定する因子を検討した。さらに新規系としてRS-Ga_2S_3(R=Ca,Sr,Ba)ガラスの物性と構造を調査した。同系ガラスは従来の硫化物ガラスと比較して、ガラス転移温度が550°Cと最も耐熱性に優れる部類に属し、さらに最も短波長の300400nmに光吸収端を持つことが判明した。スパッタ法により希土類イオンドープSrS-Ga_2S_3系非晶質薄膜を作製し、フェムト秒レーザーによる光誘起構造変化を検討した。同薄膜はチタン:サファイアフェムト秒レーザーの基本波(800nm)と第二高調波(400nm)に対して透明であり、この薄膜に第二高調波の波長に吸収帯を有するSm^<2+>をドープすることで、フェムト秒レーザーの1パルス毎に対応し、照射部分に高さ100nm、幅20nmの凸レンズ状微細形状部の形成が可能であることを見出した。本手法には薄膜型或いは光ファイバデバイスの光学系などへの微小光学レンズ形成への適用が考えられる。初年度は熱ポーリングによるシリカガラスへの二次非線形光学活性層の形成とフェムト秒レーザーによる希土類ドープ非晶質硫化物薄膜へのマイクロレンズの光誘起高速形成について検討を行なった。今年度は将来的な光デバイスの実現を睨み、光ファイバ、平板型光導波路などの形成が可能な熱的安定性に優れる新規ガラス形成系の探索と評価を主に行った。酎化物ガラスの中で低光弾性、アサーマル性(熱による光路長の変化がない)の特長を有するBaO-P_2O_5ガラス系に注目し研究を行なった。原料及びルツボ材からの不純物の影響を評価することで、BaO-P_2O_5二元系ではBaO含有量の増大とともに単調に光弾性定数が小さくなることを実験的に明らかにした。低光弾性定数(1x10^<-12>Pa^<-1>)を有する、BaO-P_2O_5ガラス(≧50 mol%BaO)では耐結晶化性に劣り、線引きプロセスで結晶化する傾向にあったが、少量(^-3mol%)のB_2O_3連添加することで結晶化が抑制され、ファイバ線引きが可能になることを見出した。酸化物ガラスと比較して、光感受性(フォトセンシティビテイ)の顕著な硫化物ガラスにおいて、新規ガラス形成系の探索と基礎物性の評価及びガラス構造の解析を行なった。従来より硫化物ガラスの代表系としてGe-S二元系が知られるが、同系ガラスではガラス線引き過程で結晶化が起こり、ファイバ化は不可能であった。Sb-S二元系で溶融法によりガラス形成が可能であることを見出し、結果としてGe-Sb-S三元系ガラスが耐結晶化性に優れ、ファイバ化が可能であることがわかった。昨年度見出したRS-Ga_2S_3(R=Ca,Sr,Ba)系に第三成分を添加することで同系ガラスの熱的安定性への影響とガラス構造の変化について研究を行なった。平成14年度は熱ポーリングによる熔融石英ガラスへの二次非線形光学活性層の形成過程の研究を行った。二次非線形光学効果の発現には、熱ポーリングによるNaイオンの移動に続いて起こる空間電場の凍結が関係することを支持する結果が得られた。フェムト秒レーザーによるSm^<2+>ドープSrS-Ga_2S_3非晶質硫化物薄膜への微小レンズの光誘起形成を検討した。同薄膜では二光子吸収過程によるナノオーダーの凸レンズ状変形部がパルスごとに形成可能であることを見出した。
共生を促進する異文化間コミュニケーション教育の可能性に関する研究

異文化理解・共生の教育の実施状況をイギリス(グローバルシティズンシップ教育の名称)と日本(国際理解教育)で調査した。教員養成課程でこれを専攻した小中学校の教員のその後の教育現場での実践状況、阻害要因を調査した。両国で7大学の協力を得、指導教員及び卒業生各34名に面接を行った。面接調査から以下のような結果が得られた。(1)教育行政、カリキュラム政策の影響を受けやすい領域である。(2)主要教科に時間を取られやすく、実施がますます困難になっている。(3)教員の積極的実施には、卒業後のコミュニティーづくりや研修機会の継続的提供が必要である。(4)校長や勤務校全体の意識が高い必要がある。本研究の目的は格差是正、異文化共生のための教育として有効とされる国際教育、国際理解教育、異文化間コミュニケーション教育の普及策を探ることである。大学の教員養成課程でこれを専攻した教員が、教育現場でいかに教育実践に役立てているか、いないかを調査することを通して、異文化間コミュニケーション教育等異文化強制のための教育の可能性と、実践を推進するための方策について調査する。平成22年度には、主にイギリス(イングランド)の教員養成大学のうち、これと同様内容の教員養成を行なっていると思われる大学を様々な方法で調査し、抽出した。その上でそのうち数箇所を訪問し、インターネットでは公開されていないカリキュラムの詳細を調べると共に大学の授業観察や主担当の教授にインタビューを行なった。その調査を通して異文化共生につながる教育を多く行なっている大学を見極め、研究への参加を依頼し、平成23年度に行なう研究の打ち合わせを行った。イングランドでは市民性教育(シティズンシップ・エデュケーション)の中でグローバルな問題を扱うことが多いこと、その中心的役割を果たしているのがE大学の教育学部のH准教授であることが分かった。E大学とその卒業生の教員からの調査協力の同意を得ることができた他、H准教授を介したスノーボールサンプリングを通して他の複数の大学にも協力依頼が可能になった。今後は日英の協力大学とともに教職にある卒業生を選定し、上記課題に沿って授業観察やインタビュー調査を実行する。大学の教員養成課程でこれを専攻した教員が、教育現場でいかに教育実践に役立てているか、いないかを調査することを通して、異文化間コミュニケーション教育等異文化共生のための教育の可能性と、実践を推進するための方策について調査するものである。様々な事情や問題の下で、教員らがいかに工夫してこの教育を行っているかを探り出すことで、多くの教育者の参考になる。また、推進に対する障害が明らかになれば、それに対する対策も立てやすくなる。これを異なる国や地域で調査し、比較することで、相互に新しい視点がもたらされる。平成23年度には、前年度に抽出し、参加協力を依頼したイギリス(イングランド)と日本の教員養成大学を訪問し、資料収集、大学教員へのインタビュー調査、授業観察を行った。また、これらのうち研究課題に一致することがわかった大学出身で教職にある卒業生を選定し、上記課題に沿ってインタビュー調査を実行した。教員養成大学の教員の絶大なる協力を得て、多くのインタビューを効率的に実施することができた。分析は途上であるが、この領域の教育を推進する上で障害となりやすい問題点や推進に活かすことのできる方策が数多く提示されている。双方の国の国際理解教育、異文化間教育に関連する教育に対する政策の変化も大きな影響を及ぼしつつあることもわかってきた。国際理解教育(イギリスではグローバル市民教育との呼称が多く用いられる)を教員養成課程で専攻し、その後小中学校の学校教員となった者たちが、教育現場でどのようにその教育内容を実践しているか、あるいは実践しにくい問題があるかを見極めるために調査した。調査方法は面接、聞き取り調査であった。日本とイギリスで7つの教員養成大学担当教員から協力を得、それらの教員と各大学の教員養成課程を経て小中学校を中心とした教員として活躍している方々から聞き取り調査を行った。面接調査から浮かび上がってきたのは以下のような内容であった。(1)国の教育行政の変化に影響を受けやすいこと、(2)主要科目の担当に時間を取られやすく、国際理解教育を行いたくても行えない現状が多くみられること、(3)積極的に実施している教員には以下の特徴があること:a)大学からの指導教員が卒業後もボランティアやNPO組織を作って学外で研修を定期的に行ったり教員間の学びの場を提供している場合、b)偶然に赴任校がそのような教育の推進校になっている場合。これらの特別の機械やサポートがないと教育内容として周囲から重視されず、実践がなされにくいという実態が浮かび上がってきた。

研究に参加を依頼した教員養成大学教員の協力が非常に順調に得られ、大学教員からの推薦で学校教員の面接調査も予定以上に得られた。フォローアップ調査・追加調査が必要な部分が残っている。一方日本では、震災の影響で参加協力を予定していた大学や学校教員が参加不可能あるいは調査を延長しなければならないケースが多々あった。また、分析に関する課題が残っている。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に震災の影響などで延期せざるを得なかった調査を平成24年度実施する予定である。また、必要に応じてフォローアップ調査、追加調査を遂行するほか、分析方法について、研究協力者と協議を重ね、分析の精査をする予定である。また、研究成果の発表の準備を行い、発表の場を求めていく予定である。
競泳トラックスタートのための専門的筋力トレーニング法の開発

本研究では競泳トラックスタートにおいて必要となる筋機能を高めるために実施している専門的筋力トレーニングの動作学的・力学的特徴を明らかにするとともに、トラックスタートとの類似点と相違点について検討している。また、様々な競技レベルの選手を対象にトレーニングの介入実験を実施し、トラックスタート動作へのトレーニング効果の転移過程を調べることを目的としている。昨年度実施したトラックスタート、専門的筋力トレーニング、およびその他の測定項目の動作についてのデータ分析、解析作業を進めている。現時点の分析では、トラックスタートのパフォーマンスと筋力測定およびフィールドテストとの間には多くの項目で関係性が認められたが、トラックスタート時の力発揮特性の違いにより相関の傾向は異なっていた。したがって、選手のタイプを明確にした上で課題について検討していく必要があると考えられる。動作分析作業の遅れにより、研究全体の進捗は予定よりも遅れている。トラックスタートと専門的筋力トレーニングの類似点と相違点を明らかにした上で、筋力トレーニングの効果がトラックスタートの動作にどのように転移するのかを検討する。本研究では、競泳のトラックスタートとトラックスタートにおいて必要となる筋機能を高めるために実施している専門的筋力トレーニングの動作における筋活動および動力学的パラメータの類似点、相違点を明らかにすることでトレーニング処方のための適切な負荷および動作様式について検討する。また、様々な競技レベルの選手を対象にトレーニングの介入実験を実施し、スタート動作へのトレーニング効果の転移過程を調べることを目的としている。競泳短距離種目を専門とする男子15名、女子10名を被験者として、スタート台上からのトラックスタートおよび15m全力泳を行わせ、被験者の側方からスタート動作と水中動作を撮影した。また、専門的筋力トレーニングを行っているときのトレーニング動作を撮影するとともにトレーニング中の地面反力をフォースプラットフォームにより計測した。被験者の体力測定として、垂直跳び、立ち幅跳び、リバウンドジャンプ、メディシンボール投げ(前方、後方および回旋)、足関節および膝関節の等速性屈曲伸展筋力測定を実施した。跳躍・投擲種目では動作の撮影と地面反力の計測を行った。データの分析では、トラックスタート動作における前後脚の力発揮が身体重心速度と飛距離に及ぼす影響について検討するために、トラックスタート動作、専門的筋力トレーニングの動作、跳躍・投擲動作の2次元座標を算出するとともに、地面反力データを用いて股関節、膝関節、足関節の関節トルク、関節パワーを算出した。予定していた測定を実施することができ、解析は予定通り進んでいる。今後、縦断的な測定および解析を継続することによって競泳トラックスタートのパフォーマンスとフィールドテストにおける筋力・パワー発揮能力との関係をバイオメカニクス的な観点から検討する。また、トラックスタート動作を継続的に測定、分析することで、筋力トレーニングによる効果がトラックスタートの動作にどのように転移し、どこが変化しにくいのかを明らかにする。購入を予定していた物品を次年度に変更したため、次年度使用額が生じた。予定していた学会発表を行わなかったため、次年度使用額が生じた。
並列型プログラムの検証支援法に関する基礎的研究

本研究では,並列型プログラムの検証法の確立ならびに支援システム構築の基礎付けを行なうために,並列型プログラムの意味論,開発方法論,テスト法,処理系実現等について以下の研究成果を得た。1.Ada並列型プログラムの振舞いを正確に把握するために,事象駆動型実行モニタEDENを実現した。さらに,Ada並列型プログラムにおけるデッドロックを分類し,全てのデッドロックをプログラムの実行時に検出するアルゴリズムを考案し,EDEN中に実現した。2.Ade並列型プログラムのテスト法について考察し,プロセス内テスト基準およびプロセス間テスト基準を堤案した。更に,堤案したテスト基準によって,テストの対象となる不良を分析した。加えて,テスト網羅性の計測手法の実現,ならびに,プログラムの実行経路に基づくテストケ-ス生成システムの試作を行なった。3.並列型プログラムの仕様を形式的に記述するために,並列型プログラムをストリ-ム処理関数のネットワ-クとしてモデル化する方法を種々の問題に対して適用し,その有用性を確認した。更に,関数型プログラミング言語Mirandaを,本方法における実行可能仕様記述言語として用いることを堤案し,種々の事例研究を行ない,形式性と実行可能性の両面を備えた言語を用いることの有用性を確認した。4.分散協調処理のモデルとして,場と一体化したプロセスの概念を堤示し,いくつかの問題に出して本モデルを適用し,その有用性を確認した。また,LAN上に接続されたワ-クステ-ションからなる分散環境上で,本モデルを支援する処理系を試作した。5.多数のワ-クステ-ションを結合した分散環境上にまたがって単一のAda並列型プログラムを並列に動作させるために,Ada言語のサブセットに対する処理系を設計し,試作システムを開発した。本年度は、並列型プログラムの意味論、開発方法論、テスト法、処理系実現等について以下の研究実績を得た。1.並列型プログラムの形式的意味記述の一方法として、並列型プログラムをストリ-ム処理関数のネットワ-クとして記述する方法について検討し、いくつかの事例に適用してその有用性に対する見通しを得た。今後、実用規模の問題への適用を試みることによってこの方法の有用性を確認し、更に、この方法の実用化を目指す。2.漸化式に対応する関係型プログラムを、変換規則、変換戦術、変換戦略によって段階的に書き換えていくプログラム変換手法を提案し、等価性を損なわない並列型プログラム変換手法への手がかりを得た。3.Ada並列型プログラムにおける並列タスクに、一意的識別子を付ける方法を提案し、タスクの失敗や例外処理を取り扱うための基礎を与えた。4.Ada並列型プログラムの振舞いを把握するための事象駆動型実行モニタEDEN並びに実行回数計測ツ-ルADAPを開発した。これらを応用したAda並列型プログラムのテスト・デバッグ法を検討する。5.多数のワ-クステ-ションを結合した分散環境上にまたがって単一のAda並列型プログラムを並列に動作させる事例研究を行なった。6.5.のAdaプログラムを並列に実行するために、Ada言語のサブセットに対する処理系を設計し、試作システムを開発した。その際、分散環境上での処理系の実現に関して考察し、問題点を明らかにした。7.Ada並列型プログラムのテスト法について考察し、プロセス内テスト基準およびプロセス間テスト基準とを提案した。更に、提案したテスト基準によって、テストの対象となる不良を分析した。本年度は,並列型プログラムの意味論,開発方法論,テスト法,処理系実現等について以下の研究実績を得た.1.並列型プログラムの形式的仕様記述するために,並列型プログラムをストリ-ム処理関数のネットワ-クとしてモデル化する方法を種々の問題に対して適用し,その有用性を確認した.更に,関数型プログラミング言語Mirandsを,本方法における実行可能仕様記述言語として用いることを提案し,種々の事例研究を行ない,形式性と実行可能性の両面を備えた言語を用いることの有用性を確認した.

2.Ada並列型プログラムにおけるデッドロックを分類し,全てのデッドロックをプログラムの実行時に検出するアルゴリズムを考案した.更に,その実現法について検討し,試作ツ-ルの実現を行なった.3.並列型プログラムのデバッグを形式化するための基礎として,デバッグに関する一般的な枠組みについて考察し,それに対する要件を提示した.4.Ada並列型プログラムを実時間処理に適用する場合の問題点について考察した.分散環境における実時間処理の機構を独自に提示して,それをAdaの言語仕様の中に取り込む方法を提案し,その実現について試作実験を行なった.5.Ada並列型プログラムのテスト法について考察し,テスト基準の提案とその特性の考察,並びに,その基準に基づくテスト網羅性の計測手法の実現を行なった.加えて,プログラムの実行経路に基づくテストケ-ス生成法を提案し,その試作システムの実現を行なった.6.分散協調処理のモデルとして,場と一体化したプロセスの概念を提示し,いくつかの問題に対して本モデルを適用し,その有用性を確認した.また,LAN上に接続されたワ-クステ-ションからなる分散環境上で,本モデルを支援する処理系を試作した.
反造形(イコノクラスム)の諸相

われわれが規定した芸術作品の「イコン性」、すなわち作品の「力」とは、ひろくはR.オット-におけるヌミノ-ゼ(畏怖すべき輝き、放射)や、またW.ベンヤミンにおけるアウラ(近づき難さ)と類縁的な概念である。しかし本研究の関心は、ヌミノ-ゼやアウラの図式的な枠組みを打破し、美術史上の諸事象に則して検討を重ねつつ「イコン性」概念の新たな視圏を獲得しようとする点に向けられた。この過程でまず、宗教的崇敬の点から近代以前と以後が区別され、中世の宗教芸術に顕著な造形作品の実在性と造像の精神性との対立の諸様相が問われた。たとえば我が国の仏教彫刻界は、経軌や伝統的造像のイメ-ジに基づいて飛鳥時代以来鎌倉時代まで発展的な造形活動を行ったが、その主たるモチベ-ションは、造像の多さにより功徳を得るという仏教的罪意識の償い及び信仰心を満たした「作品」の相対的完成度にあったといえよう。しかし、同じ鎌倉時代にはこれを否定する精神活動が浄土宗、浄土真宗、法華宗ほかの新仏教に顕然化した。ここに我が国における芸術的反造形の最も尖鋭な表現がみられることとなった。イコノクラスムの典型はイスラ-ムにみられる。イスラ-ムの芸術家たちの制作における「創造性」は、徹底したイコノクラスムによって最終的には否定されざるをえなかったが、しかし15世紀から18世紀にかけてイランやトルコで記された画論や建築論を注意深く考察すると、実は「創造性」をめぐって彼ら独自の芸術概念と造形作品が育まれていたことが指摘できる。ところで近代以後、とくに20世紀初頭からのアヴァン・ギャルド美術では伝統的な「イコン性」は否定されたわけだが、写真における「過去」の力やオブジェの聖遺物的モノの提示など「表出expression」の無媒介的力動性が主題化され、ポスト・イコンが制作活動の契機となったとの見解も示された。
「ロイ・ハロッドコレション」等の使用でのハロッドを中心とする経済動学発展の研究

研究課題の資料の収集としては,まず平成8年11月に東京大学経済学部付属図書館に参り,3日間滞在し,「ケインズ/ハロッド,その他経済学者書簡,覚書き」の中で,今回の研究課題に特に関係がある部分の閲覧とコピーをしました。続いて12月には,名古屋商科大学中央情報センターに参り5日間滞在し,「ロイ・ハロッドコレクション」という文書の調査をしました。そこで,今回の研究課題に特に関系のある部分の閲覧と筆写をし,さらに特に許可された部分のコピーをしました。この文書の利用は私自身は2度目ですが,私以外では,日本の内外を通じてまだ誰もしていないということでした。さらに平成9年3月には,千葉商科大学付属図書館を訪れ3日間滞在し,「ハロッド文書」のうち研究課題に関係する部分の閲覧と筆写をしました。特に今回は,ハロッドの経済学の学説史的研究をスイスのD.ベゾミ氏が,「ハロッド文書」の研究のため千葉商科大学に滞在しており,学問的交流をし大変有益でした。また設備備品としては,平成9年1月にパソコン用のプリンターを購入し,以前に購入していたパーソナルコンピューターとともに,収集した資料の整理や,研究成果の執筆やプリントに活用しております。研究成果の公表については,まず平成8年12月に福山大学で行われた中四国商経学会において,「ケインズとハロッドの経済学における協力関係と関連する1次資料」という表題で,研究報告をしました。また,「岡山商科大学経済論叢」第33巻第2号(平成9年8月発行予定)に「ハロッドの『経済動学』(1973)の形成過程について」(仮題)と,「岡山商大経営研究所報」第18号(平成9年10月発行予定)に「ハロッドの経済動学の基本方程式の形成過程」(仮題)という論文を載せるべく,目下執筆中です。
COEベクターを用いたX線照射ヒト初代培養細胞におけるP53蓄積機構の解明

昨年度はCOEベクターがゲノムに組み込まれる際に生じるDNA二重鎖切断にヒト初代培養細胞が反応したことによるものと思われる、早期細胞老化が誘導されたため、本年度はクローン単離はせず、ベクター導入後すぐに選択培地中で培養することで実験に用いるまでの分裂回数を減らす工夫をした。それにもかかわらず、X線照射後のリン酸化部位アラニン置換型p53蛋白質のレベルを見るウエスタンブロットを行うのに十分な細胞数まで増殖する細胞は得られなかった。上記の実験と並行して、ヒト初代培養細胞がベクター導入時に生じると思われる、ごく少数のDNA二重鎖切断でなぜ増殖が抑制されるのかを調べた。この際、DNA二重鎖切断に伴うクロマチン構造変化を認識し、その部位にフォーカスを形成するSer1981リン酸化ATM蛋白質に着目した。本研究で用いているヒト初代培養細胞に低線量のX線照射後、リン酸化ATM蛋白質のフォーカスを経時的に観察した結果、最初に形成されたフォーカスの数は、DNA二重鎖切断修復に伴い経時的に減少したが、長時間残存するフォーカスは明らかに大きくなっていることが分かった。このフォーカスのサイズ増大と増殖抑制のシグナル増幅の関係を明らかとするため、リン酸化ATMフォーカスの直径とSer15リン酸化p53蛋白質の蓄積の関係を調べた結果、フォーカスサイズに比例してリン酸化p53陽性細胞の割合が増加することが分かった。さらに大きなリン酸化ATMフォーカスを持つG1期細胞は永久的にS期に進行できないことも明らかとなった。この結果から、ベクターが導入されたゲノム領域はDNA二重鎖切断再結合後もクロマチンの高次構造が回復しておらず、その部位に大きなリン酸化ATMフォーカスが形成されることによって、その細胞の増殖が抑制されることが示唆された(論文準備中)。本年度はまず、本研究を進める上で必須のCOEベクターの構築を行った。COEベクターはこれ一つを細胞に導入しただけで遺伝子の誘導を誘導剤(テトラサイクリン)添加により自由にオンできるように設計した。そのため通常の蛋白質誘導系に用いる2つのベクターから必要な部分を制限酵素により切り出し、連結させた。具体的には、テトラサイクリンと結合する蛋白質を発現するべクダー(pcDNA6/TR)から、テトラサイクリン結合白質をコードする部分およびそのプロモーター配列、ポリA配列を制限酵素MluI切り出し、これをやはりMlu Iで切断した遺伝子誘導ベクター(pcDNA5/TO)と連結した。その後このpcDNA5/TOのマルチクローニングサイトを制限酵素EcoR Vで切断したものにV5タグおよびヒスチジンタグをつけたp53蛋白質(p53/V5-His)をコードするcDNAを連結させ、p53発現COEベクターが完成した。本研究では、p53蛋白質のSer15,Thr18,Ser20のリン酸化がp53蛋白質の放射線照射後の蓄積に及ぼす影響を調べることが目的であるので、これら3つのリン酸化部位のアラキン置換型p53/V5-His蛋白質をコードするcDNAを連結したベクターも別に作製した。次に上で作製したp53発現COEベクターをヒト癌細胞に導入し、正常にp53/V5-His蛋白質が発現してくるかどうかを調べた。具体的とは、ヒト肺非小細胞癌由来癌細胞H1299にp53発現ベクターをエレクトロポレーション法で導入し、10日間ハイグロマイシン含有の選択培地で培養し、クローンを数十個単離した。これらのクローンにテトラサイクリンを処理し、p53/V5-His蛋白質の発現をウエスタンブロット法にて確認した。その結果、テトラサイクリン添加によりp53/V5-His蛋白質が顕著に誘導されるクローンが複数個見つかった。これらのクローンではp53/V5-His蛋白質の発現誘導に伴い、細胞老化やアポトーシスに特徴的な形態変化が観察された。この結果を受けて、現在は野生型およびアラニン置換型p53発現COEベクターをヒト初代培養細胞に導入し、発現クローンのスクリーニングを行っている。本年度は、昨年度完成した野生型、およびリン酸化部位アラニン置換型p53cDNAを組み込んだCOEベクターをヒト初代培養細胞に導入し、発現クローンを単離した。しかしながらp53蛋白質の発現を見るための実験を行うまで細胞が増殖せず、老化様の形態を示した。これは、ベクターが宿主細胞のゲノムに組み込まれる際に生じるDNA二重鎖切断にヒト初代培養細胞が極めて鋭敏に反応し、早期細胞老化が誘導されたためだと考えられる。現在は、クローンの単離はせず、ベクター導入後すぐに選択培地中で培養することで、実験に用いるまでの分裂回数を減らすことを試みている。上記の実験と並行して、p53リン酸化がX線照射後のp53蛋白質蓄積に果たす役割を解明するため、リン酸化部位であるセリン15、スレオニン18、セリン20をアラニン置換したp53の発現ベクターをヒト癌細胞に導入して実験を行った。ベクター導入細胞におけるアラニン置換型p53蛋白質のX線照射後の蓄積、局在をウエスタンブロット法および蛍光免疫染色法で検討したところ、これら3つのリン酸化部位の単一置換型p53、二重部位置換型p53、三重部位置換型p53いずれにおいても4Gyのx線照射後、野生型p53と同様の蓄積および局在が観察された。さらにX線照射後のアラニン置換型p53の蓄積が、mRNAの増加によるものか、蛋白質の安定化によるものかを調べるためにRT-PCRを行った。

その結果、3重部位アラニン置換型p53も野生型p53も照射前後でmRNAレベルに変化が見られなかった。以上の結果からX線照射後のp53蛋白質の蓄積は安定化によるものであり、その安定化にセリン15、スレオニン18、セリン20のリン酸化は関与しないことが明らかとなった。昨年度はCOEベクターがゲノムに組み込まれる際に生じるDNA二重鎖切断にヒト初代培養細胞が反応したことによるものと思われる、早期細胞老化が誘導されたため、本年度はクローン単離はせず、ベクター導入後すぐに選択培地中で培養することで実験に用いるまでの分裂回数を減らす工夫をした。それにもかかわらず、X線照射後のリン酸化部位アラニン置換型p53蛋白質のレベルを見るウエスタンブロットを行うのに十分な細胞数まで増殖する細胞は得られなかった。上記の実験と並行して、ヒト初代培養細胞がベクター導入時に生じると思われる、ごく少数のDNA二重鎖切断でなぜ増殖が抑制されるのかを調べた。この際、DNA二重鎖切断に伴うクロマチン構造変化を認識し、その部位にフォーカスを形成するSer1981リン酸化ATM蛋白質に着目した。本研究で用いているヒト初代培養細胞に低線量のX線照射後、リン酸化ATM蛋白質のフォーカスを経時的に観察した結果、最初に形成されたフォーカスの数は、DNA二重鎖切断修復に伴い経時的に減少したが、長時間残存するフォーカスは明らかに大きくなっていることが分かった。このフォーカスのサイズ増大と増殖抑制のシグナル増幅の関係を明らかとするため、リン酸化ATMフォーカスの直径とSer15リン酸化p53蛋白質の蓄積の関係を調べた結果、フォーカスサイズに比例してリン酸化p53陽性細胞の割合が増加することが分かった。さらに大きなリン酸化ATMフォーカスを持つG1期細胞は永久的にS期に進行できないことも明らかとなった。この結果から、ベクターが導入されたゲノム領域はDNA二重鎖切断再結合後もクロマチンの高次構造が回復しておらず、その部位に大きなリン酸化ATMフォーカスが形成されることによって、その細胞の増殖が抑制されることが示唆された(論文準備中)。
重篤な遺伝病に対する周産期遺伝子治療

遺伝性神経脱髄疾患である異染性白質ジストロフィー(MLD)と、遺伝性骨系統疾患である低フォスファターゼ症(HPP)のモデルマウスを使い、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)による胎児/新生児遺伝子治療の可能性を検討した。新生児MLDマウスにAAVベクターを静脈内投与すると、ベクターは血液脳関門(BBB)を越えて中枢神経系に侵入し、広範囲な脳組織への遺伝子導入が認められた。その結果、モデルマウスの神経症状が改善した。HPPモデルマウスの胎児の腹腔内にAAVベクターを投与する実験では、出生児の骨形成不全の改善と生存期間の延長が認められた。これらの結果は周産期の遺伝子治療が重篤な遺伝病の治療法として有用であることを示している。1.新生児マウスへの遺伝子導入生後1-2日目のC57BL6のマウスを対象に各種ベクターを経静脈に投与し組織分布を調べた所、9型或いは10型のAAVベクターが血液脳関門(BBB)を通過して中枢神経組織に高率に安定して遺伝子導入できることが明らかになった(Brain Res印刷中)。ウイルスベクターは成体マウスのBBBは通過できないことから、新生児期のBBBは機能的に未成熟なのか、新生児期特異的な通過機構(Transcytosis)が存在するものと考えられた。これらの結果を元に、9型AAVベクターによる異染性白質ジストロフィー(MLD)モデルマウスの新生児遺伝子治療の実験を行っている。低ファスファターゼ症(Hypophosphatasia、HPP)は組織非特異型アルカリフォスファターゼ(TNALP)の欠損により起こる、骨の石灰化不全、ビタミンB6(PLP)依存性の痙攣などを特徴とする遺伝性骨系統疾患である。TNALPノックアウトマウスは骨の形成不全と痙攣重積のために生後2週間で死亡する致死型HPPモデルと考えられている。新生児HPPマウスに骨への親和性を高めるため10分子のアスパラギン酸を付加したTNALP-D10を発現するレンチウイルスベクターを投与したところ痙攣の抑制、骨化の改善とともに著明な延命効果が認められた。これは致死型の遺伝病に対する新生児遺伝子治療の有効性を示した最初の例である(JBMR(2011))。2.胎児マウスへの遺伝子導入マウス胎児への遺伝子導入法として、腹腔内へのベクター投与を試みている。現時点では胎児期遺伝子導入マウスの約半数は正常に出産し成長できている。AAVベクターの体内分布の測定では心臓、骨格筋などへの高い導入効率に加え、中枢神経系への遺伝子導入も確認された。現在、MLD及びHPPモデルマウスに対する胎児遺伝子治療の実験を開始している。重篤な乳児型低フォスファターゼ症(HPP)のモデルと考えられているTNALP(組織非特異型アルカリフォスファターゼ)ノックアウトマウス(HPPマウス)に対する新生児遺伝子治療の可能性を検討した。我々は既に、酵素補充療法の臨床試験で使われている10分子のアスパラギン酸を付加した骨親和性TNALP(TNALP-D10)を発現するレンチウイルスベクターによる遺伝子治療の有効性を報告している。本研究では現在多くの遺伝子治療臨床研究で使われているアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターの有用性を検討した。更に、野生型(TNALP-N)とアスパラギン酸ペプチドを持たない可溶性(TNALP-F)のTNALPの治療効果を比較した。AAV-TNALP-D10を新生児HPPマウスの経静脈から投与した結果、血中のALP活性は高値を維持し、痙攣は抑制され、著明な延命効果が認められた(5/6)。骨化は改善し、外見や運動機能も野生型マウスと差を認めなかった。AAV-TNALP-F投与群においても高い血中ALP値が維持され、延命効果が認められた(7/9)。一方、AAV-TNALP-N投与群では軽度のALP上昇が認められ、延命効果も限定的であった(5/17)。これらの結果はAAVベクターを使った遺伝子治療により、高い血中ALP値を持続できる場合には骨親和性を持たないTNALPでもHPPの治療が可能であることを示している。最近、TNALPD10を使った酵素補充療法の臨床研究で有効性が報告されている。しかし、酵素補充療法は、酵素製剤が生体内で直ぐに分解されてしまうため、大量の酵素を生涯に渡り繰り返し投与しなくてはならない。従って、医療費は極めて高額となり、患者の精神的、肉体的負担も大きい。ベクターの一回投与で長期間治療効果が持続できる遺伝子治療は重篤なHPPの治療法として重要な選択肢になると期待される。重篤な遺伝性疾患のモデルマウスを対象に、周産期遺伝子治療の可能性を検討した。