hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大きな両眼網膜像差による人間の空間認識における運動の役割

しかし,最近の我々の研究により,刺激を動かすことによって,二重像が知覚されるような大きな両眼網膜像差に対して,鮮明な奥行きが知覚されることが明らかなった.本年度は,この運動による立体視促進効果のメカニズムを解明するために,刺激の運動に伴う変位の効果について検討した.19名の被験者に対して,(i)刺激を水平方向に動かす条件と(ii)刺激に変位のみを与え動かさない条件で知覚される奥行き量を測定し,比較した.その結果,刺激の変位は重要ではなく,刺激の運動そのものが立体視の促進に寄与していることが明らかになった.これは,網膜像差を検出するメカニズム(例えば,第1次視覚野の単純型細胞)が動的な時空間特性をもっていることを示唆している.一方,知覚される奥行き量には大きな個人差があることが明らかになった.実験に参加した19名の被験者のうち,10名は,刺激を動かすことにより大きな網膜像差に対して大きな奥行きを知覚したが,6名は,網膜像差に対して奥行きを知覚しなかった.さらに,3名の被験者は,網膜像差から幾何学的に予測される奥行きとは反対の奥行きを知覚した.この実験によって明らかになった個人差は,これまでに測定した立体視力や奥行き情報統合における重み付けなどの基礎的な特性では説明できないことが示されており,新たな研究課題を提起している.1.DoG刺激による空間特性の検討[目的]大きな網膜像差を検出するために低空間周波数成分に感度をもつ受容野の大きいチャンネルが働くという仮説(視差エネルギーモデル)を検証する.[実験方法]テスト刺激として1次元DoGパターンを用いて,奥行き弁別に必要なコントラストの閾値を測定した.テスト刺激における正のガウス関数の空間定数(標準偏差)を0.11°,0.38°,1.1°,2.3°とした(負のガウス関数の空間定数はその1.5倍).これは1.6,0.48,0.16,0.08 c/degの空間周波数に相当する.3名の被験者について実験を行った.[結果と考察]刺激を動かさない条件では,網膜像差量が2°を超えるとコントラスト感度が急激に低下したが,刺激を動かす条件では,大きな網膜像差に対して高い感度が示された.視差エネルギーモデルによる理論的限界を超える大きな網膜像差に対しても奥行きが知覚されることはモデルの修正の必要性を示している.2.速度の効果[目的]これまでに我々が行った実験では,刺激の呈示時間を一定とし,刺激の運動振幅を網膜像差量と同じ値としていた.ここでは,同じ網膜像差量に対して,運動振幅を変えたときの感度の変化を明らかにする.[実験方法]網膜像差量は4.8°とした.テスト刺激における正のガウス関数の空間定数は1.1°(0.16 c/degに相当)とした.テスト刺激の呈示時間を0.05,0.1,0.2,0.4,0.8 sの5段階で変えた.[結果と考察]呈示時間が短いときには明確な速度の効果は見られなかった.呈示時間が長いときには1530 deg/sに感度のピークが表れた.これは両眼網膜像差検出メカニズムの受容野構造を知るうえで重要な知見であると考える.両眼網膜像差は有効な奥行き手がかりであるが,視差量が大きすぎると複視が生じ,奥行きが知覚されないことが以前からよく知られている.
脊髄後根神経節分離細胞を用いての痛覚情報受容・変換機構の研究

脊髄後根神経節には一次求心性神経の細胞体が存在し、C-線維を持つ小細胞は痛覚に関与していると言われている。これまで我々は、脊髄後根神経節急性分離細胞において、痛覚受容ニューロンに特異的に働くと言われるCapsaicin(CAP)に対して感受性のある細胞は、非感受性の細胞と比較してその細胞が小さく、膜抵抗が大きく、活動電位の持続時間が長いこと、さらに電流-電圧曲線が直線的であるということを見いだし、このことより後根神経節急性分離細胞は電気生理的,形態的に2つのグループに分けられることを報告してきた。今回炎症メディエーターであるpHの低下の効果をラット急性分離細胞を用いて、電流固定法により調べた。その結果は以下の通りである。(1)脊髄後根神経節急性分離細胞のうちpHの低下により膜抵抗の減少を伴う脱分極反応を示すものがみられた。pHの低下に反応を示す細胞の特徴は非感受性のものと比較して細胞は小さく、活動電位の持続時間が長く、膜抵抗が大きく、電流電圧曲線が直線的であった。これらはCAP感受性細胞のものとよく似ていた。このことはpH低下の効果は痛覚受容ニューロンに特異的に働くことを示唆する。(2)pH低下の効果は膜抵抗の減少を伴うゆっくりとした立ち上がりの脱分極であった。これは以前報告したCAP効果の特徴と大きく異なっていた。このことはCAP効果とpH低下の効果は少なくとも1部は異なった機構で働いていることを示唆している。
地方議員の議員行動の実証研究

平成29年度は、前年度に引き続いて、1.都道府県・市区町村の選挙データの整備と、2.都道府県議会議員の議員行動データの整備を進めるとともに、3.市区町村の議会データの収集を並行して行った。1.については、2011年から2015年までに執行された全市区町村長選挙のデータセットを完成させることができた。このデータセットを用いて、日本政治学会・分野別研究会の日本政治過程研究会と日本政治学会研究大会で、日本の自書式投票制度が選挙結果に及ぼす影響について報告を行った。分析結果では、自書式投票が記号式投票に比べて無効投票を増加させること、とりわけ複数の選挙が同時執行される場合には、他の選挙の候補者名を誤って投票用紙に記入してしまうために無効投票が生じやすいことを明らかにした。また、一部の行政区で電子投票の導入実績のある京都市長選挙の選挙データを収集し、日本学術会議政治学委員会政治過程分科会主催の学術シンポジウムで電子投票の制度効果に関する報告も行った。1985年から2016年までの京都市長選挙の行政区別の詳細な選挙結果を分析したところ、電子投票が点字投票や代理投票を減少させる(代替する)など、投票の利便性を高める可能性が明らかになった。2.については、2007年から2015年までの全都道府県議会議員のデータ収集を続けており、次年度の日本政治学会研究大会での報告を準備しているところである。加えて、3.既存の市区町村議会の議会改革データを整理し、選挙競争度の低下が議会活動に及ぼす影響について分析を進めた。上記の研究成果のうち、今年度報告済みの論文については海外の査読付き学術誌への論文投稿を予定している。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。平成28年度は、1.都道府県・市区町村の選挙データの整備、2.都道府県議会議員の議員行動データの整備を行い、地方レベルの政治制度が地方議員の選挙結果や議員行動に及ぼす影響について研究を進めた。1.については、2007年から2015年までの全都道府県・市区町村の任意制選挙制度の採用状況に関するデータを収集・整備した上で、市区町村長・議会議員の選挙結果のデータと組み合わせることで、日本の選挙制度の制度効果の検証を行った。このうち2011年から2016年までに23道都県内で執行された全1040市区町村長の選挙結果のデータに基づき、日本学術会議政治学委員会政治過程分科会主催の学術シンポジウム及び公共選択学会において報告を行った。2.については、都道府県議会議員の議案別賛否のデータの収集・整備を進めており、都道府県議会議員の会派別の議会内投票の一体性に対する単記非移譲式投票制、二元代表制、中央地方関係などの政治制度の影響を分析している。本研究課題で整備を進めているこれらの大規模データは、地方選挙・地方議会の実態を詳らかにすることはもとより、単記非移譲式投票制などの国政レベルの観察では検証が難しい日本の特徴的な政治制度の効果を明らかにするものであり、比較政治学的にも重要である。次年度以降もデータの拡充に取り組みつつ、予定している国内学会での報告と並行し、国内・海外の査読付き学術誌への論文投稿を目指す。その他、平成28年7月に執行された参議院議員通常選挙では、受入研究者である谷口将紀教授の研究室が朝日新聞社と共同実施している世論調査・政治家調査の調査チームに加わり、調査設計・実施の過程について学ぶとともに、本調査結果を基にした共著論文を調査チームのメンバーと執筆し、『世界』誌上で発表する機会を得た。これらの研究活動は理論・方法の両面で本研究課題の推進に大きく役立つものであった。当初の予定であった都道府県レベルの地方議員データの整備と並行して、市区町村レベルを含めた地方選挙データの収集も可能となり、議会研究のみならず選挙研究の観点からも地方政治の実態の解明に取り組むことができている。それらの研究成果は、二本の学会報告において既に発表済みであり、また、翌年度の学会報告も複数予定されているなど、研究課題の枠組みにおいて、おおむね順調に研究が進展している。

加えて、3.既存の市区町村議会の議会改革データを整理し、選挙競争度の低下が議会活動に及ぼす影響について分析を進めた。上記の研究成果のうち、今年度報告済みの論文については海外の査読付き学術誌への論文投稿を予定している。収集・整備を進めているデータベースの拡充を行うとともに、それらのデータに基づく論文執筆を進め、予定している学会報告と、海外を含む査読付き学術誌への論文投稿を目指す。その際には、データベースの計画以上の充実に対応して、当初の想定である地方議員研究に対する貢献だけでなく、地方政治の制度分散を利用した一般性の高い議会研究・選挙研究にも取り組み、日本政治・比較政治の両面において貢献可能な研究を推進したい。その過程では、既存の有権者調査や地方議員調査の利用可能性も積極的に探っていく。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ユビキタス・ネットワークシステムを活用した感染制御技術の向上

センサネットワークシステムの手指衛生識別率は90%以上と高く、清潔操作前後や患者に直接接触する前などの遵守率は低いことがわかった。看護経験年数の多い看護師は、「清潔なものから不潔なものへ」という業務の流れを作り、その中で手指衛生実施のタイミングを計っていることがわかった。さらに3軸加速度センサを組み込んだ手指衛生教育法により、従来法に比べて手指をしっかりこすり合わせることができるようになった。平成20年度の研究では、(1)センサーネットワークシステムによって看護業務における手指衛生のタイミングを測定できるか評価する、(2)看護業務における手指衛生のテクニックの良否を評価する、(3)手指衛生が怠りやすい看護業務を抽出する、(4)看護スタッフの臨床経験年数による手指衛生のタイミングとテクニックの差を明らかにすることを目的に実施した。大学病院循環器集中治療室で、新人看護師とベテラン看護師を含む計13名の看護師を対象に、センサーネットワークシステムを装着し、実際の看護業務と手指衛生を2008年8月-9月(I期)と12月-1月(II期)に測定した。その結果、センサーネットワークシステムによる手指衛生の識別率は90%以上と高く、また清拭や足浴、注射準備といった特徴的な動作が含まれる看護業務に関しては、特徴的な波形が加速度センサによって得られることがわかった。さらに、卒後3年未満の新人看護師と3年以上の看護師では、手指衛生実施時間やどういった看護業務の前後で手指衛生を実施するのかといったタイミングで差を認め、臨床経験と卒後教育による影響がうかがえた。また、新人看護師では、I期に比べII期の方が手指衛生の実施率は向上した。一方で、看護師自身の身を守るための手指衛生実施は、看護経験の長短や時期にかかわらず80%以上の実施率を維持していた。これらの結果は、今後以下のように活用される可能性がある。(1)看護学生や新人看護師に対して、動作波形を確認しながら正しい洗い方などの手指衛生技術を教授する教育ツールとなる、(2)手指衛生や各看護業務の波形を区別することで、観察者なしで実際の看護業務における手指衛生の実施状況を知ることができ、これによって真実の手指衛生遵守状況を測定するツールとなる。また、新人看護師と臨床経験のある看護師の手指衛生行動の対比をさらに進めることで、今後の手指衛生遵守プログラムへ活用することができる。当初、臨床看護師を対象に研究を実施する予定であったが、第3者による看護業務観察において新卒看護師の心理的負担が大きいとの理由で、臨床データの収集は断念し、加速度センサによる手指衛生手技の教育効果を評価する研究に変更した。(1)研究目的:従来、手指衛生教育としておこなわれている視聴覚教材とグリッターバグ[○!R]による流水手洗いおよび擦式手指消毒の技術教育に対し、加速度センサにより手指の動作波形をモニターしながら、手指衛生技術を習得する教育方法の効果を検証する。(2)研究方法:感染制御技術講義未受講の看護学部1年生20名を加速度センサ群10名、対象群(従来法)10名に無作為に振り分け、手指衛生技術(石鹸と流水による手洗いおよび擦式消毒薬による手指消毒)の習得について、手指衛生実施時の両上肢の3軸加速度(√(X2+Y2+Z2))と細菌培養検査による手指付着菌数減少値、直接観察による手指衛生手技の加点式のスコアリングを比較する。(3)結果1.3軸加速度:加速度センサによる流水手洗い指導では、従来法に比べて手指をしっかりこすり合わせることが習得できた。教育方法で比較すると、流水手洗い指導後においては、センサ群は12手技中右手で5手技、左手で11手技で数値が有意に高かった。従来群は、右手で2手技、左手で0手技であった。消毒指導後では、センサ群で右手1手技、左手4手技、従来群では、右手8手技、左手3手技において加速度の数値が有意に高く、しっかりと手指をこすり合わせることができていた。両手とも指導後に数値が有意に高かった手技は、流水手洗いにおいてはセンサ群では右手手背擦り洗い・指を交差させた左手背洗い・左指先洗い・左手首洗いの4手技であった。一方、従来法では認められなかった。消毒指導後は、センサ群では指を交差させた手掌擦り、従来群では手掌擦りと右手背擦りであった。指導前後で比較すると、センサ群で指導後に有意に数値が高くなったのは、流水手洗いでは右手9手技・左手10手技であった。消毒では、右手7手技・左手1手技であった。従来群では、流水手洗いでは両手とも7手技ずつで、消毒では6手技ずつであった。2.観察スコア:教育方法で比較すると、流水手洗い指導後では、センサ群11.1点で従来群11.9点、消毒指導後では、それぞれ13.0点と12.6点で差はなかった。3.手指

細菌残留:流水手洗いでは、指導後に両群とも有意な減少を認めた(センサ群:指導前0.004、指導後0.35、P=0.022、従来群:指導前0.51、指導後1.3、P=0.017)。消毒では、差を認めなかった。以上より、加速度センサによる手指衛生教育方法は、従来法による効果と差はなく、新しい教育方法として活用が可能であった。加速度センサを組み込んだ手指衛生教育システムは、現在一般的に使用されている手洗い練習機(グリッターバグ(R))と同等の教育効果があることが看護学生において確認されたことを受けて、非医療関係者である中学生における教育効果を評価することを目的とした。中学生20名を、加速度センサシステム使用群(モニタ群)と手洗い練習機使用群(従来群)に無作為に割り付け、石鹸と流水による手洗い方法を30分間練習した。練習前後と教育持続効果を測定するため練習3ヶ月後に、手洗い手技・手洗い時間・手指のこすり合わせ状況・手洗い効果について、ビデオ映像による手洗い手技実施チェック(得点化)および実施時間測定・両前腕に装着した加速度センサによる加速度の測定(0.1秒あたりの平均値)・手洗い前に付着させた10^6CFU表皮ブドウ球菌の手洗い後の細菌減少値を測定した。その結果、両群とも手洗い練習後に手洗い手技は12満点中平均1011点となり3ヶ月後の得点もほぼ同等で手技の実施を維持していた。手洗い時間は、練習後はモニタ群が有意に長く3ヶ月後は従来群が有意に長くなったが、いずれも平均65秒以上と十分な長さであった。加速度は、練習後および3ヶ月後ともモニタ群が有意に大きく(練習後:従来群10931、モニタ群11357、3ヶ月後:従来群10616、モニタ群10900)、手指をしっかりこすり合わすことができていた。細菌減少値は、従来群は練習前0.21.6log10(250900CFU)、練習後0.41.2log10(500600CFU)、3ヶ月後0.11.8log10(2002000CFU)で、モニタ群は練習前0.12.0log10(2001000CFU)、練習後0.21.4log10(250500CFU)、3ヶ月後0,51.2log10(10001500CFU)と差はなかった。以上より加速度センサを組み込んだ手指衛生教育システムは、手指衛生に関する知識のない中学生においても、一般的に使用されている手洗い練習機と同等の教育効果が期待できることが分かった。
河川における外来ザリガニの定着予測ならびに生態的役割に関する研究

北海道では、外来種シグナルザリガニ(ウチダザリガニ)が絶滅危惧種であるニホンザリガニを置き換えてきているが、種の置き換わりのメカニズムとして最も強力なものに、シグナルザリガニが媒介する水カビ(Aphanomycis astaci)が考えられる。ヨーロッパで報告されているように、シグナルザリガニが水カビの媒介者となっているかどうかを、日本国内で初めて生化学的手法(PCR法)を用いて調査した。その結果、調査を行った屈斜路湖、阿寒湖、摩周湖、および置戸湖すべてにおいて水カビのキャリア個体が確認され(調査個体の450%が保菌)、かつてはニホンザリガニが多く生息した屈斜路湖と阿寒湖においては、この水カビが種の置き換わりの主要因である可能性が示唆された。平成14年度に続いて15年度にも、シグナルザリガニの成長段階に伴う在来生態系への影響評価を、反復実験として行った。シグナルザリガニは著しくトビケラ幼虫や巻貝の仲間を捕食し、底生動物群集の生物多様性に影響を与えたが、その影響力の大きさは一齢個体であっても三齢個体と同様に強力であった。さらに、底生動物分類群によってはシグナルザリガニから受ける直接・間接効果の符号や影響力が異なったことから、一齢個体と三齢個体では機能的役割が異なることが示唆された。外来ザリガニの除去には一般的にどうが使われるが、これらは主に三齢個体以上の大きな個体しか捕獲できないため、すべての齢個体を除去する工夫をしなければ在来生態系の保全効果は薄いことが示唆された。アメリカ合州国で収集した外来ザリガニの分布データに関して、ニューラルネットワーク(予測精度9割以上)を使用してデータの再解析を行ったところ、ザリガニ種によって制限されている隠れ家のタイプが異なること、適切な隠れ家が存在した場合、ザリガニの分布パタンは河川の流量変動の影響に大きく左右されないことが示唆された(仏国ポール=セバティエ大学訪問)。2002年春から夏にかけて、北米ロッキー山脈西部の28の河川において野外調査を行い、各調査地において、ザリガニの生息数度ならびに物理化学的要因(水温、底質組成、カルシウム濃度、隠れ家の有無、河川の規模など)を計測した。2001年度の調査結果と併せてデータを解析した結果、115河川中63河川において外来ザリガニが捕獲され、Procambarus clarkii(通称アメリカザリガニ)、Pacifastacus leniusculus(通称ウチダザリガニ)、Orconectes virilis(北方ザリガニ)の三種が確認された。ザリガニの分布に関する予測モデルをステップワイズ重回帰分析を用いて作成したところ、外来ザリガニは、アルカリ性で、水温が高く、隠れ家が豊富にある河川に多く出現し、底質が細かく、流量変動が大きく傾斜角が強い河川に少ない(存在しない)傾向が見られた。さらに、外来ザリガニの分布を制限する環境要因は種ごとで異なった。アメリカザリガニは大型水生植物の存在ならびに河川の規模、ウチダザリガニは底質の粗さならびに岸直下のえぐれの深さ、そして、北方ザリガニは、泥および巨礫の出現頻度がそれぞれ制限要因として重要であることが示唆された。2002年夏から秋にかけて、北海道大学の実験水路を用いて、成長段階に伴うウチダザリガニの生態学的役割を調査した。実験には小型および大型のウチダザリガニを用い、藻類ならびに水生無脊椎動物群集への影響を調べた。ザリガニは藻類の現存量を著しく減らしたが、藻類の質量(クロロフィル量)には影響を与えなかった。両サイズのザリガニは、トビケラ幼虫(Glossosomatidae)ならびにユスリカ幼虫(Chironominae)の個体数を減少させ、カゲロウ幼虫(Leptophlebiidae)を増加させた。さらに、大型ザリガニの処理区ではGoerodes属トビケラ幼虫が負の影響を受けたが、小型ザリガニの処理区ではこの分類群に影響は見られなかった。ウチダザリガニの生態学的影響は体サイズ依存的ではなく、小型の個体であっても移入先の生態系の構造を大きく変化させうることが示唆された。

外来ザリガニの除去には一般的にどうが使われるが、これらは主に三齢個体以上の大きな個体しか捕獲できないため、すべての齢個体を除去する工夫をしなければ在来生態系の保全効果は薄いことが示唆された。アメリカ合州国で収集した外来ザリガニの分布データに関して、ニューラルネットワーク(予測精度9割以上)を使用してデータの再解析を行ったところ、ザリガニ種によって制限されている隠れ家のタイプが異なること、適切な隠れ家が存在した場合、ザリガニの分布パタンは河川の流量変動の影響に大きく左右されないことが示唆された(仏国ポール=セバティエ大学訪問)。
泡膜の移動に起因するPlateau境界内の乱流に関する微視的研究

泡沫の応用系では,泡膜の移動にともなって基質表面をPlateau境界が滑るように移動するため,浸せき系におけるかくはんと同様の効果が発生しているものと考えられる.本年度の研究では,Polystyrene微小粒子をdetectorとして用いPlateau境界内の乱流あるいはその周辺の液流を観察することを試み,さらにこのdetectorの運動から2次元的にではあるが液流の速度を試算した.観察に用いる主装置は,顕微鏡ビデオ装置であるが,今回の補助により,これを透過照明観察,明・暗視野落射照明装置,微分干渉観察等が行える高機能な顕微鏡装置とした.種々の観察を試みた結果,観察条件としては暗視野落射照明観察が適していることが明らかとなり,従来使用してきた観察装置の起泡,消泡部とあわせ,より鮮明な観察画像を得ることができた.液流の速度についてはPlateau境界内の液流が,Plateau境界そのものの移動速度より大きいという結果が得られた.また,この速度ベクトルをPlateau境界に直行する方向とPlateau境界に沿った方向とに分割して解析した場合,後者の方がより大きな値を示した.これらの結果はPlateau境界の乱流等の液流の存在を裏付けるとともに,たとえばらせん状の液流といった3次元的な液流の存在を示唆するものと考えられる.すなわちPlateau境界は泡沫内部で一種のnetworkを形成するが,このnetwork内での液流の発生が予想される.今後はPlateau境界周辺の液流のみならず,ややmacroな視点から泡沫系における液流をとらえ,またPlateau境界の移動速度や泡沫を形成する液体成分の粘性などの物性がこれらの液流に与える影響を調査する.泡沫の応用系では,泡膜の移動にともなって基質表面をPlateau境界が滑るように移動するため,浸せき系におけるかくはんと同様の効果が発生しているものと考えられる.本年度の研究では,Polystyrene微小粒子をdetectorとして用いPlateau境界内の乱流あるいはその周辺の液流を観察することを試み,さらにこのdetectorの運動から2次元的にではあるが液流の速度を試算した.観察に用いる主装置は,顕微鏡ビデオ装置であるが,今回の補助により,これを透過照明観察,明・暗視野落射照明装置,微分干渉観察等が行える高機能な顕微鏡装置とした.種々の観察を試みた結果,観察条件としては暗視野落射照明観察が適していることが明らかとなり,従来使用してきた観察装置の起泡,消泡部とあわせ,より鮮明な観察画像を得ることができた.液流の速度についてはPlateau境界内の液流が,Plateau境界そのものの移動速度より大きいという結果が得られた.また,この速度ベクトルをPlateau境界に直行する方向とPlateau境界に沿った方向とに分割して解析した場合,後者の方がより大きな値を示した.これらの結果はPlateau境界の乱流等の液流の存在を裏付けるとともに,たとえばらせん状の液流といった3次元的な液流の存在を示唆するものと考えられる.すなわちPlateau境界は泡沫内部で一種のnetworkを形成するが,このnetwork内での液流の発生が予想される.今後はPlateau境界周辺の液流のみならず,ややmacroな視点から泡沫系における液流をとらえ,またPlateau境界の移動速度や泡沫を形成する液体成分の粘性などの物性がこれらの液流に与える影響を調査する.
大型ポリエーテル系超活性天然物の機能解明

従来の天然物の範疇を越えるマイトトキシン、プリムネシン、ゾ-ザンテラトキシンなどの海洋大型分子が最近注目されている。これら大型分子は、非常に強力な生物活性を有しており、その作用機構は薬物等の低分子とは本質的に異なることが予想されるので、これを解明すれば生命科学の研究に新たな視点を加えることができる。しかし、化学的方法による誘導や変換がを行なうにはあまりに分子が複雑すぎることおよび十分量の天然物試料が入手できないこと等の理由により研究は進んでいない。本研究では、これらの問題点を解決してマイトトキシンなどの大型天然物の作用機構を解明するために、NMRを用いた独自の方法を開発することによって精密な3次元構造を決定し、それに基づく実験方法の開発を行なった。前年度、本重点領域で取り上げた疎水性部分(C82-C134,R環-F環)についで、今年度は親水性の分子前半部分(C1-C81)について解析を進めた。この部分と類似した構造を有する膜成分としてスフィンゴ糖脂質(ganglioside GM1など)がマイトトキシンの作用を強く阻害することが知られていたので、この作用機構を薬理学的手法によって詳細に検討した。その結果、GM1はマイトトキシンの親水性部分と強く相互作用し細胞膜上に形成されるGM1クラスターにマイトトキシンを取り込むことによって阻害作用が示されていると推定された。さらに、赤血球膜に対するマイトトキシンの作用を蛍光性色素fura-2を用いて解析した結果、マイトトキシンが培養細胞と同様な機構を通じて、イオンの膜透過性を上昇させているとの結論を得た。これによって、マイトトキシンの作用の分子的解析に有用な材料として赤血球膜が用いられることになるだろう。
人間開発のためのソーシャル・ビジネスの活用：スペインとバングラデシュの比較

研究会を3回実施(6月29ー30日、11月28日、1月27日)し、研究、調査を進めた。松井と池本はバングラデシュに出張し(7月3ー8日)ダッカ大学、グラミン銀行、グラミンシャクテイを訪問し、調査について打ち合わせを行った。坪井はスペインへ出張をし(12月7ー14日)現地のマイクロクレジット担当者との打ち合わせと、マドリッドでの受益者からの聞き取り調査を行った。グラミンシャクテイとの協力のもとに、未電化地域の農村における家計と商店の、太陽光発電の影響調査について、その調査票の設計をおこなった。3地域の家計と商店のそれぞれ60サンプルを、太陽光発電の導入済世帯と、未導入世帯への聞き取りをするという調査方針を固めた。これについては、11ー12月に実施する予定であったが、バングラデシュでの総選挙のため、調査実施は困難となり、3ー4月に実施している。連帯経済(Solidarity Economy)という切り口から、さまざまなソーシャルビジネスを人間開発に役立てる仕組み、新しい経済の在り方と捉え、総合的にそれらの体系的把握と整理を行っている。ヨーグルト、水、有機農業、コーヒーのフェアトレード、地域通貨、などを含むソーシャルビジネスの統一的な理解を提示し、統合的な研究を目指しており、着々と進めている。これは、研究の原稿が集まっており、英文書出版に向けて進んでいる。Springer社の編集者との話し合いも進んでおり、順調に進めば出版のはこびとなる予定である。今年度は研究会を3回行った。連帯経済という概念について討議し、ソーシャル・ビジネスがその実現のための枠組みとして大きく捉えることが出来ることを確認した。バングラデシュのグラミン関係のソーシャル・ビジネスのさまざまな動きと形態を検討し、その他のソーシャル・ビジネスの可能性との関連を研究した。その結果、有機農業、コーヒーの認証、地域通貨の実験、などにわたって、日本、アジア、その他の地域での実践と世界の動きを把握し、研究を進めた。バングラデシュの未電化地域における太陽光設備の設置、バイオガスのソーシャル・ビジネスである、グラミン・シャクテイによるSHSの調査を行った。データの分析を進めており,一次的なデータ解析は進めているが、まだ更なる分析とその解釈などについて、詳細な議論とデータ自身の解析を進める必要がある。これらは平成27年度に行う予定である。今年度の研究の成果は、次の3つに報告した:池本幸生&松井範惇(共編著)『連帯経済とソーシャル・ビジネス:貧困削減と富の再配分のためのケイパビリテイ・アプローチ』明石書店、221ページ。ソーシャル・ビジネスのさまざまな活用で、人々のケイパビリテイの開発を考察する本研究では、バングラデシュとスペインとの比較を中心におき、韓国や日本、フェアトレードや地域通貨、も視野に入れ研究を行った。人間の本来持つ生きる力をフルに発揮することの出来る社会の構築のため、貧困削減などの社会的課題の解決に向けて、市場機構の欠点を補完し、ソーシャル・ビジネスの可能性を最大限有効的に活用するための研究である。マイクロクレジット等のこれまでの実践の成果を概観し、さまざまな形のソーシャル・ビジネスの有効性を検討した。研究会を持ち議論を深め、2015年9月、松井と池本はスペインへの出張を行った。最終年度の今年度では、以下の成果を発表した。ソーシャル・ビジネスのさまざまな形での有効性は、一般的に確認された。マイクロクレジットなど市場の欠陥を補完し、人々の連帯を促進する社会のシステムの構築が重要であることが理解された。これからの更なる研究課題は、今後の研究とする。連帯経済とソーシャル・ビジネスの概念化、明確化はほぼ予定通り進み、英文と邦文の出版物で報告することが出来た。スペインとバングラデシュの比較、およびグラミン・シャクテイによる太陽光プロジェクトの調査から得られたデータの解析と分析が残された課題である。それらと共に、最終の研究成果の報告発表を平成27年度(最終年度)中に行う予定である。それらの計画も進められており、本研究はほぼ順調に進められているということが出来る。開発経済学すでに述べたように、バングラデシュのSHSのデータ解析とそこからの分析をまとめること、およびスペインにおけるソーシャル・ビジネスを通じた人間開発の研究を進めることが今後の研究課題である。次年度では、これらの成果を国際的な場での報告、発表を通じて、研究の幅広い広報と周知を行っていきたい。スペインの調査は、担当機関への資金提供が大幅に遅れたため、本格的な実施に遅れが生じた。しかし、最近になって資金が予算化され、マイクロクレジット活動の再開が約束されたため、2014年にはもう少し詳細な調査、研究が見込まれる。バングラデシュの太陽光発電による影響調査(Impact Study of SHS)は、バングラデシュの総選挙による不安定のため、遅れが生じた。しかし、2014年4月段階では各地とも不安定要因はなくなり、アンケート調査を進めている。十分なサンプル数が取れるかどうかの不安は残っている。太陽光発電の家計調査と店舗調査(SHS)の残り部分の完成が次年度に繰り延べられた。さらに、そこから得られる統計データの解析も最終年度である、H27年度に持ち越された。スペインとバングラデシュの調査を進め、比較可能な形での調査結果を得ることとしたい。本研究における目的である、ソーシャルビジネスのさまざまな形の、人間開発への効果、影響、そして、現在グローバリゼーションの進む世界経済の中で、貧困削減、農村開発、人間のための意義ある発展に、これらがどこまで貢献できるかを検証したい。理論的考察と実証的分析を組み合わせ、新しい視野からの研究成果としたい。

英文書刊行のあとは、日本語での出版も視野に入れて本研究を進めている。SHS調査の最終部分の集計と、データ解析に大部分は使用される計画である。残り部分は研究成果の報告に使われる予定である。バングラデシュの調査実施が遅れたため。26年度では、バングラデシュにおける太陽光発電の影響調査を実施し、分析を進める計画である。また、研究報告の出版のために、校閲、監修の費用を見込んでいる。
G2サイクリンを制御する新しい細胞周期因子とシグナル伝達系

ショウジョウバエMAPキナーゼキナーゼの優性活性化型変異によって表現形の回復されるP因子挿入突然変異Gp99を同定し、これがM期の進行に必要な新規の細胞周期因子をコードすることを、これまでに明らかにしてきた。データベースの検索から、Gp99のコードするタンパク質(462アミノ酸残基)の中央部の約150残基の領域に類似した配列を共通に持つ4種のタンパク質を、全ゲノム配列の決定された出芽酵母から見い出した。また、分裂酵母・線虫からもそれぞれ2種ずつ、ヒトからも1種の断片配列を見い出した。いずれも、塩基配列から推定された機能未知の予想タンパク質であり、ファミリーを構成することが明らかになった。本年度は、出芽酵母で見い出された、4種の相同遺伝子をクローニングし、その内の一つSc-1について、遺伝子破壊実験を行なった。その結果、生存に必須の遺伝子であり、G1期で停止することが明らかになった。このことから、酵母Sc-1もGp99と同様に細胞周期制御に関わることが示された。その作用する時期の違いは、Cdc2(出芽酵母ではCDC28)が、高等植物ではM期に作用するのに対して、酵母ではG1期とG2/M期の両期で作用するように、Sc-1もG1期と共にG2/M期にも作用することが考えられる。あるいは、各ファミリーメンバーがそれぞれ細胞周期の異なったポイントで作用することも考えられる。現在、他の遺伝子についても遺伝子破壊実験が進行中である。Two hybrid法を用いて、Gp99に結合する因子をコードするショウジョウバエcDNAのスクリーニングを行なったが、得ることができなかった。また、Gp99に対する抗体を作製し、分割期胚における分布を解析し、スピンドルに分布するという予備的結果を得た。
外尿道括約筋幹細胞の起源同定とその増殖分化制御機構の解明

[目的]外尿道括約筋は尿禁制保持機構において最も重要な横紋筋組織であり、加齢や手術によって外尿道括約筋が障害されると腹圧性尿失禁を生じる。本研究ではヒト外尿道括約筋衛星細胞の同定と分離培養を行い、その増殖分化制御機構を解明して外尿道括約筋再生療法の開発をめざした。[方法]前立腺全摘および膀胱全摘症例より外尿道括約筋を微量採取し、コラゲナーゼ処理後に初代培養する。抗NCAM抗体結合させた磁気ビーズを用いて襟CS法にて外尿道括約筋筋衛星細胞を分離する。骨格筋特異転写因子(Myf-5とMyoD)の免疫染色を行い、骨格筋系列の細胞であることを確認し、SV40 virusのlarge T抗原を遺伝子導入して長寿化外尿道括約筋細胞を作成した。[結果・考察]ヒト外尿道括約筋衛星細胞はHGFとIGF-Iによって増殖が促進され、蛋白レベルおよびmRNAレベルいずれにおいてもHGFとIGF-Iを産生しており、無血清培地24時間培養後に中和抗体によって増殖が抑制された。従ってヒト外尿道括約筋衛星細胞はHGFおよびIGF-Iを産生しオートクリン作用によって自己増殖を促進していることが示唆された。さらにヒト外尿道括約筋衛星細胞において、HGFはMAPK経路とPI3-K経路の両者を活性化するものの主にMAPK経路を介し、IGF-IはPI3-K経路のみを介してシグナルを伝達していることも明らかにした。加齢とともに外尿道括約筋はアポトーシスによって横紋筋細胞が減少することが報告されており、われわれはTNF-αによってヒト外尿道括約筋衛星細胞にアポトーシスが誘導されることを初めて見出した。即ち、TNF-αは濃度依存性に外尿道括約筋衛星細胞の増殖を抑制し、アポトーシスを誘導する。TNF-α阻害剤によって外尿道括約筋衛星細胞の減少を抑制され、高齢者尿失禁の予防や治療が可能となるかもしれない。これまでにわれわれはヒト外尿道括約筋より幹細胞を分離培養する系を確立し、この外尿道括約筋幹細胞の多分化能とHGFおよびIGF-Iによる増殖促進を明らかにしてきた。さらにHGFはMAPK経路を、IGF-IはPI3K経路を主なシグナル伝達としており、外尿道括約筋幹細胞がHGFとIGF-Iを産生してオートクリン作用もあることを示した。今年度はさらに(1)IL6の作用、(2)HGFとIGF-Iの分化に及ぼす作用、および(3)起源同定について検討した。SV40T抗原を遺伝子導入して長寿化したヒト外尿道括約筋幹細胞はIL6投与によってHGFおよびIGF-IのmRNA産生を濃度依存性に増加させ、IL6投与後15分で有意にSTAT3のリン酸化が亢進することを示した。IL6はHGFとIGF-Iのオートクリン作用を増強して、ヒト外尿道括約筋幹細胞の増殖を促進する可能性が示された。(2)HGFとIGF-Iの分化に及ぼす作用温度感受性SV40T抗原を遺伝子導入したヒト外尿道括約筋幹細胞を用いて、分化制御機構について検討した。

この細胞系は分化培地で培養すると37日でミオシン重鎖のmRNA発現が誘導されるが、HGFは有意にミオシン重鎖の発現を抑制するのに対し、IGF-Iはミオシン重鎖の発現を促進することを明らかにした。これらの作用の相違はHGFとIGF-Iのシグナル伝達経路に違いによるものと思われる。(3)起源同定外尿道括約筋の凍結切片を用いて抗NCAM(Neural Cell Adhesion Molecule)抗体と抗Pax-7抗体の二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。筋細胞の外側に抗NCAM抗体で染色される骨格筋衛星細胞が観察され、この細胞は抗Pax-7抗体陽性細胞と完全に一致しており、somitic cell由来であることを証明できた。これまでにヒト外尿道括約筋衛星細胞を分離培養し、この増殖に肝細胞増殖因子(HGF)及びインスリン様増殖因子-1(IGF-1)が関与していることを明らかにしてきた。今回、両増殖因子がこれらの細胞の分化に関与しているかを検討した。方法前立腺全摘出術時に微量採取した外尿道括約筋から抗NCAM抗体を用いたMACS法によりヒト外尿道括約筋衛星細胞を分離培養し、温度感受性SV40Tagを遺伝子導入して長寿化した。培養は33°C条件下で行い、筋分化誘導は分化誘導培地に変更後、39°C条件下にて行い、HGFおよびIGF-1をそれぞれ1,10,100ng/ml添加し1,3,7日後のミオシン重鎖(MHC)の発現をreal time RT-PCRにて検討した。また、主要なシゲナル伝達経路であるMAPK経路、PI3-Kを介する経路についてもWestern Blot法にて検討を行った。結果39°C条件下にて分化誘導培地に変更後、遺伝子非導入群と同様に7日目にはSV40Tagは失活、また細胞は融合、多核化し筋管細胞の形成が認められた。またreal time RT-PCRにてミオシン重鎖の有意な発現の亢進が認められ、横紋筋由来の性質を保持していた。HGFは濃度依存的に筋分化を抑制する傾向がみられたが、逆にIGF-Iは100ng/mlで筋分化を有意に促進した。外尿道括約筋幹細胞のシグナル伝達経路において、HGFはMAPK経路を活性化するのに対し、IGF-IはPI3K経路を活性化していた。考察ヒト外尿道括約筋衛星細胞の増殖はHGF及びIGF-1によって促進される。今回の筋分化誘導の実験では、HGFでは有意な差が認められなかったが、IGF-1は外尿道括約筋衛星細胞の分化を促進した。したがってIGF-1は外尿道括約筋の増殖と分化の両方を促進する可能性があり、外尿道括約筋再生に有用と思われた。[目的]加齢とともに外尿道括約筋はアポトーシスによって横紋筋細胞が減少することが報告されており、高齢者における尿失禁の一因と考えられているが、その機序については全く解明されていない。われわれはTNF-αによってヒト外尿道括約筋衛星細胞にアポトーシスが誘導されることを初めて見出しており、今回はその詳細な機序について検討した。[方法]前立腺全摘および膀胱全摘症例より前立腺尖部に付着する外尿道括約筋を微量採取し、標本を細切して、コラゲナーゼ処理後に初代培養する。抗NCAM抗体結合させた磁気ビーズを用いてMACS法にて外尿道括約筋筋衛星細胞を分離する。骨格筋特異転写因子(Myf-5とMyoD)の免疫染色を行い、骨格筋系列の細胞であることを確認し、SV40 virusのlarge T抗原を遺伝子導入して長寿化外尿道括約筋細胞を作成した。TNF-αを長寿化外尿道括約筋衛星細胞に添加し、増殖能およびアポトーシス誘導についてflowcytyにて検討する。[結果・考察]
スラグー溶鉄-ガス相互反応界面積の分別連続測定に基づく応用解析

溶融還元法など未来精練法の基礎的研究として,反応状況をX線透視法によって観察しつつ,スラグーメタル反応速度を測定した.また, X線画像にコンピュータによる演算処理を施し,スラグ,タル,ガス各相の分別抽出し,さらに各相の境界を明瞭化してその境界線長さ(L_S, L_M, _O)を測定するアルゴリズムを考案した.そして,これにるつぼの内厚tを掛け,スラグーメタル,スラグーガス,ガスーメタル各相界面積(A_<S/M>, A_<S/G>, A_<G/M>)を, A_<S/M>=t*(L_S+L_M-L_G)/2, A_<S/G>=t(L_S-L_M+L_G)/2, A_<G/M>=t*(-L_S+L_M+L_G)/2:としてもとめる方法を開発した.これらの実験手法基づいて,スラグてかFeOの還元反応の現象論および反応機構について検討し以下の結果を得た.(1)薄いルツボ, X線透視,ディジタル画像処理の組み合わせによりスラグーメタル,スラグーガス,ガスーメタル各反応界面の微細構造が明確に観測できるようになりQMSによるガス分析結果と対応がつけられた.(2)スラグーメタル界面に発生した気泡の下部にはセル状の構造が観察され,気泡発生の単位として,気泡の消長と密接に関連している.(3)スラグーメタル反応で生成する気泡中には, CO_2が含まれ,特に反応初期にCO_2が発生する.今後は, COだけでなくCO_2も考慮して,スラグーメタル反応の解析を行うべきである.(4)反応界面積とガス発生量の時間的変化は,低FeO濃度のときはスラグーメタル界面積,高FEO濃度のときはスラグーガス界面積に対応する.このことからすると,低FeOの場合の素反応としての,反応の律速段階では,ガスーメタル界面のブドワール反応である可能性がある.一方,高FeOの場合は,スラグーガス界面におけるスラグ側の物質移動が律速段階である可能性が強い.溶融還元法など未来精練法の基礎的研究として,反応状況をX線透視法によって観察しつつ,スラグーメタル反応速度を測定した.また, X線画像にコンピュータによる演算処理を施し,スラグ,タル,ガス各相の分別抽出し,さらに各相の境界を明瞭化してその境界線長さ(L_S, L_M, _O)を測定するアルゴリズムを考案した.そして,これにるつぼの内厚tを掛け,スラグーメタル,スラグーガス,ガスーメタル各相界面積(A_<S/M>, A_<S/G>, A_<G/M>)を, A_<S/M>=t*(L_S+L_M-L_G)/2, A_<S/G>=t(L_S-L_M+L_G)/2, A_<G/M>=t*(-L_S+L_M+L_G)/2:としてもとめる方法を開発した.これらの実験手法基づいて,スラグてかFeOの還元反応の現象論および反応機構について検討し以下の結果を得た.(1)薄いルツボ, X線透視,ディジタル画像処理の組み合わせによりスラグーメタル,スラグーガス,ガスーメタル各反応界面の微細構造が明確に観測できるようになりQMSによるガス分析結果と対応がつけられた.(2)スラグーメタル界面に発生した気泡の下部にはセル状の構造が観察され,気泡発生の単位として,気泡の消長と密接に関連している.(3)スラグーメタル反応で生成する気泡中には, CO_2が含まれ,特に反応初期にCO_2が発生する.今後は, COだけでなくCO_2も考慮して,スラグーメタル反応の解析を行うべきである.(4)反応界面積とガス発生量の時間的変化は,低FeO濃度のときはスラグーメタル界面積,高FEO濃度のときはスラグーガス界面積に対応する.このことからすると,低FeOの場合の素反応としての,反応の律速段階では,ガスーメタル界面のブドワール反応である可能性がある.一方,高FeOの場合は,スラグーガス界面におけるスラグ側の物質移動が律速段階である可能性が強い.1・高速AD変換入力装置を備えた画像処理装置の製作。高速AD変換基板を購入し、既存画像処理装置とのインタフェイスを製作した。既設装置とのハンドシェイクにDMA並列バス方式を採用した。X線テレビカメラからアナログ画像信号を8bitのデジタル信号へ20nsの短時間で変換し、1画面512x480画素からなる画像4画像分を33msで転送できた。この高速伝送により、高画質の映像が得られるようになった。2.四重極質量分析計を用いたガス分析システムの製作。反応過程追跡のため、四重極質量ガス分析計を多成分のガス定量分析に用いるようシステム製作した。発生ガスCO、【CO_2】、【H_2】、および希釈ガスArを分析するため質量数をコンピュータで設定し、ピーク強度を自動計測できるようにインタフェイスおよびプログラムソフトを開発した。また、較正用のゼロガス、スパンガス組成を被検ガスの組成に合わせて自由に設定できるように、熱質量型流量計を組み込んだ。これにより、分圧が【10^(-7)】【10^(-8)】の微量ガスの連続定量が実現できた。なお、本装置の製作にあたり、新たに購入したDMMを使用したため、高速サンプリングが可能となった。

3.3種反応界面個別自動抽出アルゴリズムの考察。処理は、(1)不鮮明なX線画像からの雑音除去、(2)境界の明瞭化、(3)境界抽出、(4)領域分割・統合、(5)領域別2値画像処理、(6)解析、の手順で行った。この内、(2)、(3)の処理はスラグ、メタル、ガス各相のX線画像の濃淡分布をどのように特徴づけるかの問題であり、本課題の成否にかかわる最重要ポイントであった。種々検討した結果、各画素を中心として左右上下3画素にわたる濃淡の2次微係数の空間分布に各相境界の特徴が表れていることが判明した。そして、全画素すべてを対象として等微係数曲線を描くことにより各相境界の抽出がほぼ可能となった。
ヒブワクチン導入前後のインフルエンザ菌莢膜遺伝子重複と抗体親和力の研究

小児に髄膜炎などの重篤な感染症を起こすインフルエンザ菌b型(ヒブ)に対するワクチンが日本でも2008年12月に導入されたが、ヒブの保有する特定の遺伝子重複に関連したワクチンフェーラー(ワクチン接種によっても免疫が獲得されない人)が海外で報告されている。本研究において、20042011年に鹿児島県で発生した髄膜炎患者から検出されたヒブを対象として調査研究したところ、問題となる遺伝子重複がヒブワクチンの普及前に既に存在する(20042008年9. 5%、20092011年23. 1%)ことが明らかとなった。本邦においても、2008年12月にインフルエンザ菌b型(Hib、ヒブ)ワクチンが開始されたが、主に1990年代に導入された西欧諸国では、近年vaccine failureが報告されており、これにはHib莢膜遺伝子capb領域の3コピー以上の重複による細菌側要因と、抗体のavidity低下による宿主側要因が関連するとされている。本邦においては、これら2つの要因に関してこれまで研究がなされていなかったが、今回我々は、全身感染症(髄膜炎、敗血症など)を発症した小児患者から検出されたHib24株について検討を行い、capb領域の3コピー以上の重複を4株(16.7%)で検出した。これはヒブワクチンを導入して間もない1990年代初頭の英国のデータ(10.1%)より高値であり、ヒブワクチン既接種者がまだ少ない本邦でも、vaccine failureに関連する要因を保有するHibが比較的高頻度で存在することが判明し、これを論文として発表した。今後、ワクチン導入によりvaccine failureに影響するHibが選択的に増加する可能性もあり、本邦のみならず世界的なワクチン計画上の課題として、これら2つの要因の継続的な調査と解析が必要と考えられる。抗体のavidity低下による宿主側要因に関しては、2009年4月よりHibによる全身感染症を発症した小児患者由来の血清を収集し、現在、Hib抗体のavidity測定のための予備試験を実施した。本邦においては、これらの要因に関してこれまで研究がなされていなかったが、我々のグループで、全身感染症(髄膜炎、敗血症など)を発症した小児患者から検出されたHib24株について検討したところ、capb領域の3コピー以上の重複が4株(16.7%)で検出された。これはヒブワクチンを導入して間もない1990年代初頭の英国のデータ(10.1%)より高値であり、ヒブワクチン既接種者がまだ少ない本邦でも、vaccine failureに関連する要因を保有するHibが存在することが明らかとなり、論文として報告した。2009年4月よりHibによる全身感染症を発症した小児患者由来の血清と菌株を収集し、血清に対するHib抗体のavidity測定とcapb領域の検出に取り組んでいる。本邦では、2008年12月にインフルエンザ菌b型(Hib、ヒブ)ワクチンが開始されたが、主に1990年代に導入された西欧諸国では、近年vaccine failureが報告されており、これにはHib葵膜遺伝子capb領域の3コピー以上の重複による細菌側要因と、抗体のavidity低下による宿主側要因が関連するとされている。本邦においては、これらの要因に関してこれまで研究がなされておらず、我々のグループで、全身感染症(髄膜炎、敗血症など)を発症した小児患者から20042008年に検出されたHib24株について検討したところ、capb領域の3コピー以上の重複が4株(16.7%)で検出された。さらに今回の研究において、2011年までに検出された株も含めて、鹿児島県で発生したHib髄膜炎患者由来株牽対象にHib遺伝子のcapb領域の重複を調査したところ、ワクチン導入前後で増加傾向(2008年以前9.5%、2009年以降23.1%)が認められた。これは、本邦及び世界的に同様の報告のない、ワクチン計画において貴重な情報と考えられる。

今後、ワクチン導入によりvaccine failureに影響するHibが選択的に増加する可能性もあり、本邦のみならず世界的なワクチン計画上の課題として、これら2つの要因の継続的な調査と解析が必要と考えられる。
心筋胎児型イオンチャンネルの発現制御機構と新規心不全治療標的としての意義の解明

本申請研究では病的状態の心筋において認められるイオンチャンネル遺伝子発現変化にかかわるストレス応答経路の分子機序と、これらイオンチャンネルの心不全・突然死の発症・進展における役割を明らかにし、新たな心不全治療標的の同定、および治療法の開発を目指した。本研究においてHCN,TCC,TRPC6など病的心において発現亢進する複数のイオンチャネルの発現制御機構とその意義、更には治療標的としての意義を明らかにした。本研究では不全心におけるイオンチャンネル遺伝子発現変化にかかわるストレス応答経路の分子機序と、これらイオンチャンネルの心不全・突然死の発症・進展における役割を明らかにし、新たな心不全治療標的の同定と治療法の開発を目指している。本年度は以下の研究を行なった。(1)HCN2&4、CACNA1HおよびTRPC6遺伝子のプロモーター解析:現在までにHCN4、およびTRPC6遺伝子のプロモーター解析を行い、HCN4遺伝子の心筋発現に重要な領域を同定した。またTRPC6に関してもその遺伝子の上流にすでに報告したNFAT結合部位の他にSRFおよびNRSF結合部位を見出し、SRFがTRPC6の心血管系細胞における発現に関与している可能性を示唆する結果を得ている。(2)胎児型イオンチャンネルトランスジェニックマウスの作製・解析:本年度はHCN4心筋特異的トランスジェニックマウスの作製に成功した。次年度以降その表現形を解析していく予定である。また上記HCN4の心筋特異性にかかわる領域をlacZ遺伝子上流に挿入したレポーター遺伝子を作製し、トランスジェニックマウスを作製した。(3)胎児型イオンチャンネルの心肥大・心不全治療標的としての可能性の検討:心不全・突然死モデルマウスdominant-negative NRSFTgマウスにT型カルシウムチャネル阻害薬の投与を行なった結果、このマウスの死亡率および不整脈発生が有意に減少し、T型カルシウムチャンネルブロッカーの心不全・突然死予防薬としての可能性を示唆した。(4)NRSFの機能修飾機序の解明:胎児型イオンチャネル発現制御因子NRSFの機能調節機序を探るために、Yeast two-hybrid screeningを行ない、複数のポジティブクローンを得、現在解析中である。またNRSF転写抑制能を指標としたHTSによる低分子化合物スクリーニングも開始した。(1)胎児型イオンチャンネルトランスジェニックマウスの作製・解析:本年度は昨年度に開発したHCN2心筋特異的トランスジェニックマウスの解析を行った。引き続き現在さまざまは負荷時における反応を解析しているところである。また昨年度同定した、HCN4遺伝子の心筋特異性にかかわる領域を1acZ遺伝子上流に挿入したレポーター遺伝子のトランスジェニックマウスを作製し、解析したが、残念ながら現在までに十分な発現量を有する系統を得るには至っていない。(2)胎児型イオンチャンネルの心肥大・心不全治療標的としての可能性の検討:心不全・突然死モデルマウスdominant-negative NRSFTgマウスにT型カルシウムチャネル阻害薬の投与を行なった結果、このマウスの死亡率および不整脈発生が有意に減少し、T型カルシウムチャンネルブロッカーの心不全・突然死予防薬としての可能性が示唆され、論文で報告した。またTRPCチャネルがANP-GC-A-cGMP経路により負に制御されていることを新たに見出し、さらにTRPC阻害薬が病的心肥大モデルの心肥大を抑制することを見出した(投稿中)。(3)NRSFの機能修飾機序の解明:胎児型イオンチャネル発現制御因子NRSFの機能調節機序を探るために、Yeast two-hybrid screeningを行ない、ZFP90という分子を新規NRSF結合分子として見出した。現在その機能的意義を解析中である。またNRSF転写抑制能を指標とした低分子化合物スクリーニングを行い複数の候補分子を同定しつつある。(1)-昨年度に開発したHCN2心筋特異的トランスジェニックマウス(Tg)の解析をさらに行い、このマウスがイソプロテレノール刺激に対して野生型マウスと比較して有意に多く心室性不整脈を発症することを見出し、HCNチャネルの発現増加が不整脈増加に関与しうることを明らかにした(投稿準備中)。(2)我々の開発した拡張型心筋症・突然死モデルであるdominant-negative NRSFTgにHCNチャネル阻害薬を投与したところ、不整脈が減少し、死亡率が改善することを見出した。上記HCN2-Tgの結果と合わせて、HCNチャネル阻害がその心拍数減少作用とは独立して心室性不整脈の予防作用を有する可能性が示唆された(現在投稿準備中)。またTRPCチャネルがANP-GC-A-