hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
競合的シナプス回路成熟の構造基盤と分子基盤

ニューロンには莫大な数の同種および異種線維が入力し、それぞれが競合して機能的な神経回路が確立する。本研究では運動を制御する小脳の神経回路発達に焦点を当てその細胞分子メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、小脳プルキンエ細胞に発現するGluD2と顆粒細胞から放出されるCbln1が共同して平行線維シナプスの形成・維持を促進する一方、登上線維支配を制限することにより単一支配の確立と維持に関わることを実証した。プルキンエ細胞は、近位樹状突起を1本の登上線維が単一支配し、遠位樹状突起を約10万本の平行線維が支配するという、特徴的なシナプス回路を作り上げている。グルタミン酸受容体δ2は平行線維シナプスに選択的で、この分子完全欠失型欠損によりプルキンエ細胞と平行線維終末間のシナプス結合が弱まり、多数のフリースパインが出現することが知られている。本年度の研究推進により、この平行線維シナプス形成の分子機構に関する以下の研究成果が得られた。正常なシナプス回路が完成した成体期において、δ2欠失を誘導する条件的欠損マウスを作成し、その後の変化を形態学的に追求した。その結果、この分子の減少と一致して、平行線維シナプスが減少し多数のフリースパインが生じた(Takeuchi, Miyazaki et al., J.Neuroscience,25:2146-2156,2005)。この結果は、δ2が発生期だけではなく成体期における平行線維シナプスの維持に関わっていることを示している。さらに、セレベリン1は小脳顆粒細胞に選択的な分泌性分子であるが、この分子欠損においても同様の平行線維シナプス形成障害が起こった(Hirai et al., Nature Neuroscience, 8:1534-1541,2005)。従って、これら2つの分子機構が協同して、`平行線維シナプスの強化と維持'に関与していることが明らかとなった。本研究では、活動依存的な競合を基盤とするシナプス回路の強化と除去を決定する分子機構を解明することを目的とする。これにより、異種入力間(小脳)と同種入力間(大脳)の競合によるシナプス回路発達の共通原理の解明を目指す。平成18年度において、シナプス活動依存的な基盤となる情報伝達分子であるホスフォリパーゼCβ(PLCβ)、AMPA型グルタミン酸受容体の調節分子であるTARP-g8、小脳シナプス形成制御分子であるCbln1を含む分子ファミリーなどの遺伝子発現と分子局在等を明らかにした。その結果、PLCβ3はPLCβ4の発現が弱い小脳後葉のプルキンエ細胞に選択的に発現し、樹状突起や棘突起に加え軸索にも発現分布していた。この事実は、この2つのPLCサブタイプが小脳情報伝達に関与する効果器酵素であることを示した。TARP-g8は大脳皮質や海馬などの終脳に強く発現し、シナプス膜および非シナプス膜の両方に発現していることを明らかにした。さらに、その遺伝子欠損により海馬のAMPA受容体の発現とシナプス応答が著明に減少した。したがって、この分子が海馬の興奮性シナプス伝達を担う制御分子であることが明らかになった。Cbln1と3は小脳に豊富であるが、Cbln1,2,4は小脳以外にも発現しそれぞれ異なる脳内発現をしていることが明らかとなった。従って、小脳以外のシナプス形成にもCblnファミリーが関与している可能性が示唆された。今回、神経トレーサー法と免疫組織化学を組み合わせた形態解析技法を行い、mGluR1欠損マウスおよびPKCγ欠損マウスにおける登上線維支配様式について、以下の表現型を明らかにした。1)近位樹状突起に対する登上線維の支配領域が縮小し、細胞体支配が残存した。2)多重支配を引き起こす余剰な登上線維支配は主に細胞体に残存し、一部は樹状突起基部にも残存した。3)余剰な登上線維は、近隣のプルキンエ細胞を支配する登上線維の比較的短い側枝として、分子層やプルキンエ細胞層内を横走してやってきた。4)多重支配を招く近隣細胞間を横走する登上線維の投射様式は、生後14日令までは野生型と欠損マウスのどちらにも頻繁に観察された。5)その後の発達過程において、多重支配を招く横走する登上線維は野生型マウスで急速に消失したのに対して、欠損マウスでは残存した。以上の結果は、正常発達における登上線維による多重支配の終局段階が、優勢な単一登上線維が細胞体から近位樹状突起へとトランスロケートしながら支配領域を拡大する一方、劣勢な登上線維は細胞体樹状突起基部に留め置かれた状況になっていることを示唆する。ここにおいて、mGIuR1伝達系は平行線維シナプス活動を細胞内へと伝達することにより、優勢な登上線維支配をより強化促進する一方、余剰で劣勢な登上線維による支配を細胞体や樹状突起基部から除去することにより、単一支配へ移行させる分子機構であると結論した。平成20年度は、次の2つの研究項目を実施した。

・グルタミン酸受容体mGluR1シグナル伝達系によるプルキンエ細胞シナプス回路発達制御活動依存的な細胞内カルシウム放出を誘導するmGluR1伝達系のプルキンエ細胞シナプス回路発達における機能的役割を、mGluR1欠損マウスおよびPKCg欠損マウスを用いて、解剖学的および電気生理学的手法を用いて平行線維支配と登上線維支配の競合関係、登上線維支配様式の変化を検討した。その結果、生後第2週までの余剰な登上線維による細胞体支配は野性型および欠損マウスの両者に認められたが、それ以後野性型では一本の優勢な登上線維のみが樹状突起に伸展し他の劣勢な線維は除去されたが、欠損マウスでは劣勢な登上線維も細胞体から樹状突起へと伸展して多重支配が残存することが判明した。これと平行して、欠損マウスでは優勢な登上線維の伝達物質放出機能の増強が悪いことも判明した。・グルタミン酸トランスポーターによるプルキンエ細胞シナプス回路発達制御バーグマングリアに豊富なグルタミン酸トランスポーターGLAST欠損成体マウスに発生する登上線維の多重支配の形態学的異常を、発生過程における刈込み障害によるものか、正常な刈込み後に生じるものかを、神経解剖学的および電気生理学的に検討した。その結果、シナプス形成期である生後第3週を過ぎてから、欠損マウスにおいてグリアによるシナプス被いに障害が現れ、これと平行して登上線維による多重支配が増悪していくことが判明した。グルタミン酸受容体GluD2は小脳プルキンエ細胞に選択的に発現し、平行線維シナプスに特異的に局在する分子である。この分子の完全欠失型マウスの解析からへ、GluD2は平行線維シナプスの形成と登上線維支配の単一過程に必須であることがわかっている。本研究では、薬剤誘導型欠損マウスを用いて、成体期の神経回路の維持におけるこの分子の機能的役割について検討した。その結果、誘導剤投与に伴ない平行線維とプルキンエ細胞のシナプス結合にミスマッチが出現し、シナプスの脱落が進行性に起こった。この時間的推移と一致して、もうひとつの入力線維である登上線維の主枝による支配が平行線維支配領域に向かって遠位進展し、近隣のプルキンエ細胞に対して多重支配を引き起した。さらに、正常マウスではシナプス形成を示さない登上線維の側枝も、小脳内外方向に異常な進展を示し、異所性の神経支配を活発に行い、周囲のプルキンエ細胞に対して多重支配を起こした。さらに、これらの神経回路異常の発生に伴ない、回転棒テストで明らかな小脳失調が生じ時間経過とともに重篤化した。これらの結果は、成体期においてもGluD2は小脳プルキンエ細胞の興奮性神経回路を正常に維持する上で不可欠な役割を果たしていることを証明した。申請者らの完全欠失型マウスの研究成果とも考え合わせると、この分子は発生期から成体期にいたるまでの生涯に渡って、プルキンエ細胞の正常なシナプス形成と維持に関わっていることを物語る。
マウス顎下腺の性差におけるアンドロゲン受容体の役割

アンドロゲン受容体(AR)を欠損するマウス(ARKO)の顎下腺を調べたところ、正常マウス雌と同様に顆粒性導管(GCT)の発達が見られず、アンドロゲンを投与しても影響がなかったが、甲状腺ホルモン(T4)を投与するとARKOでも線条部導管細胞からGCT細胞への転換が見られた。この結果から、アンドロゲンによるGCT細胞の分化には古典的なARを必要とすること、T4はARを介さずにGCT細胞の分化を引き起こすことがわかった。またARKO顎下腺における遺伝子発現の解析により、GCT細胞に特異的な新たな遺伝子や、古典的なARを介さずにアンドロゲンにより発現が変化する遺伝子を同定した。1)マウス顎下腺の導管系は著しい性差をもち、各種増殖因子を産生する顆粒性導管はもっぱら雄の顎下腺で発達する。アンドロゲン受容体(AR)を欠損するマウス(ARKO)の顎下腺を調べたところ、雄の顎下腺導管系の発達およびEGFやNGFの遺伝子発現が正常雌マウスの顎下腺よりさらに低かった。正常雌マウスにアンドロゲンであるテストステロンを投与すると、線条部導管が顆粒性導管に分化して遺伝子発現も上昇したが、ARKO雄ではテストステロンの効果は全くなかった。このことから、マウス顎下腺導管系の性差は古典的なARを介することが証明された(論文投稿中)。2)マウスの3大唾液腺において消化酵素のアミラーゼはもっぱら耳下腺でつくられるが、顎下腺と舌下腺におけるアミラーゼの産生については異論がある。そこで雌雄のマウスの顎下腺と舌下腺についてアミラーゼのmRNAおよび蛋白質の発現と局在を、定量的ならびに組織化学的方法で調べたところ、顎下腺ではmRNAと蛋白質とも顆粒性導管細胞に強い発現が、腺房細胞に弱い発現が見られた。また舌下腺では、漿液性半月細胞のみに比較的強い発現が見られた(論文準備中)3)細胞骨格蛋白質のケラチン5(K5)は、マウス顎下腺導管系細胞の一部に発現するとされるが、詳細な産生細胞の同定は行なわれていない。そこでマウス顎下腺の生後発達においてK5の免疫組織化学的局在を追求したところ、K5は筋上皮細胞にまず局在した。さらに、生後まもなくは導管系細胞に広く存在するが、介在部導管が形成される2週以降は、介在部導管のうち腺房に近い顆粒性介在部導管細胞には存在せず、線条部導管との境界部分の細胞および排出管の基底細胞に局在した。このことから、K5は筋上皮細胞のマーカーであるとともに、介在部導管や排出管の細胞が線条部導管細胞に分化するときの前駆細胞マーカーであることが示唆された(研究継続中)1)マウス唾液腺において消化酵素アミラーゼは主に耳下腺でつくられるが、顎下腺と舌下腺におけるアミラーゼ産生については詳細が明らかでない。そこで雌雄マウスの顎下腺と舌下腺についてアミラーゼのmRNAおよび蛋白質の発現と局在を定量的および組織化学的に調べたところ、顎下腺では雄に発達する顆粒性導管細胞に中等度の発現、腺房細胞に弱い発現が見られ、舌下腺では漿液性半月細胞のみに発現が見られた(論文印刷中)。2)細胞骨格蛋白質のケラチン5(K5)は、マウス顎下腺導管系の一部に存在するとされるが、詳細は明らかでない。そこでマウス顎下腺の生後発達においてK5の局在を免疫組織化学で追求したところ、K5は生後2週頃から筋上皮細胞に局在した。さらに、2週以降の介在部導管において、腺房に近い顆粒性介在部導管細胞には存在せず、線条部導管との境界部分の細胞に局在した。このことから、K5は筋上皮細胞のマーカーであるほか、介在部導管細胞から線条部導管細胞への分化における前駆細胞マーカーであることが示唆された(論文準備中)。3)マウス顎下腺の導管系において顆粒性導管(GCT)は雄で発達し、雌へのアンドロゲン投与で線条部導管がGCTに転換する。アンドロゲン受容体(AR)を欠損するマウス(ARKO)の顎下腺を調べたところ、雄のARKOでも正常雌と同様にGCTの発達が見られず、アンドロゲンを投与しても転換が見られなかったが、甲状腺ホルモンを投与するとGCTへの転換が見られた。このことから、GCTの分化には古典的なARを必要とすること、甲状腺ホルモンはARなしにGCTの分化をおこすことがわかった。正常マウスとARKOマウス、またARKOマウスにアンドロゲンや甲状腺ホルモンを投与した前後の顎下腺の遺伝子発現の網羅的解析により、GCTに特異的な遺伝子や、古典的なARによらずにアンドロゲンで誘導される遺伝子を同定した(論文準備中)アンドロゲン受容体(AR)を欠損するマウス(ARKO)の顎下腺を調べたところ、正常マウス雌と同様に顆粒性導管(GCT)の発達が見られず、アンドロゲンを投与しても影響がなかったが、甲状腺ホルモン(T4)を投与するとARKOでも線条部導管細胞からGCT細胞への転換が見られた。

またARKO顎下腺における遺伝子発現の解析により、GCT細胞に特異的な新たな遺伝子や、古典的なARを介さずにアンドロゲンにより発現が変化する遺伝子を同定した。1)マウス顎下腺の導管系は著しい性差をもち、各種増殖因子を産生する顆粒性導管は雄でのみ発達する。受容体型蛋白質チロシンフォスファターゼβ(RPTPβ)と、そのリガンドのひとつである増殖因子のプレイオトロピンは、蛋白質リン酸化の制御によりシグナル伝達に関与する。RPTPβのマウス顎下腺における発現をRT-PCRで解析したところ、RPTPβ-Sのサブタイプのうち短鎖受容体型(RPTPβ-S)が発現し、雄で雌よりも高く、雌へのアンドロゲン投与により発現が増した。免疫組織化学で、RPTPβ-Sは雄では介在部導管に強く局在して顆粒性導管では全く陰性であったが、雌では介在部導管と線条部導管に広く分布した。またプレイオトロピンも顎下腺に発現し、雄雌で発現量の差は見られなかった。プレイオトロピンは雄では介在部および隣接する顆粒性導管の遠位端に局在したが、雌では介在部と線条部導管全域に広く分布し、RPTPβ-Sと共存した。これらの結果から、マウス顎下腺の導管系においてRPTPβ-Sとそのリガンドであるプレイオトロピンの発現の組み合わせが、導管系の性差の形成に関与している可能性が示唆された(論文投稿中)。2)アンドロゲン受容体(AR)を欠損するマウス(ARKO)を作成して顎下腺を調べたところ、雄の顎下腺導管系の形態および遺伝子発現が正常マウス雌と同様(顆粒性導管が発達せず、線条部導管が発達)であり、顆粒性導管に特異的な増殖因子であるEGFやNGFの発現も低かった。腺房系には異常がなかった。正常雌マウスにアンドロゲンであるテストステロンを5日間投与すると線条部導管が顆粒性導管に分化してEGFやNGFの発現が上昇するが、ARKOマウス雄にテストステロンを投与しても効果はなかった。このことから、マウス顎下腺導管系の性差は古典的なアンドロゲン受容体を介することが明らかになった(論文準備中)。アンドロゲン受容体欠損マウス(ARKO)の顎下腺の分析は予定通り終わり、その導管系の性差(アンドロゲン依存性の線条部細胞から顆粒性導管細胞への分化)は古典的ARを介することが証明された。そこで、非古典的なシグナル伝達経路によるアンドロゲンの作用を調べるためのモデルとしてARKOを用いることができる。計画書に書いた通り、ARKOマウス雄にテストステロンを投与する前と後との顎下腺のmRNAを、マイクロアレイ法により網羅的に解析する予備実験を行なったところ、複数の遺伝子が動くことがわかった。また細胞内シグナル伝達を解析するために顎下腺の細胞培養を行い、まず正常雌の顎下腺の細胞培養に成功した。マウス顎下腺の分化におけるアンドロゲンとアンドロゲン受容体の役割を解明するという研究全体の目的は順調に果たされている。アンドロゲン受容体欠損マウス顎下腺の解析において、当初予想していなかった腺房の産物(SMARP)の遺伝子発現について重要な所見が得られつつあり、現在その研究に集中しているため、当初予定していた欠損マウスと正常マウスの顎下腺遺伝子のマイクロアレイによる解析は後回しになっている。アンドロゲン投与によりARKOマウス雄の顎下腺で発現誘導または抑制される遺伝子をマイクロアレイ法およびPCR法により解析する。ARKOマウス雄の顎下腺の培養系において、これらの遺伝子の発現を調節するシグナル伝達経路を、種々の薬物投与や遺伝子導入により解析する。さらに顎下腺の性差において遺伝子発現を制御するmiRNAが関与する可能性を探求するため、雌と雄、あるいは正常とARKOの顎下腺抽出RNAについて、miRNAのマイクロアレイ法により網羅的な解析を行なう。
薬物腎挙動の制御機構解明と合理的投与設計の確立

生体に投与された薬物およびその代謝物の多くは腎から尿中排泄されることから、腎臓は薬物の生体内動態を考察する上で欠かすことのできない重要な臓器である。本研究では、腎尿細管上皮細胞(膜)系および腎潅流系を用い、アニオン性薬物、カチオン性薬物、両性イオン型薬物、および非イオン型薬物の膜輸送形式、駆動力について系統的な研究を進め、薬物輸送キャリアーの構造・機能相関等を明確にし、尿細管上皮細胞における薬物輸送の制御機構の解明を図った。また、膜レベル、細胞レベルから、臓器、全身レベルへと得られた知見を統合することによって、臨床における患者個別の合理的薬物療法を可能とする新しい投与設計システムの確立を図り、以下の成果を得た。1)有機アニオン、パラアミノ馬尿酸(PAH)の腎潅流実験より、PAH経上皮細胞輸送の律速段階が側底膜の輸送過程であることを明かにした。2)有機カチオン、プロカインアミドは腎上皮細胞において経細胞的に分泌されることを示し、またアフリカツメガエル卵母細胞を用いることにより有機カチオン輸送系がラット腎皮質の1.4-2.4KbのmRNAによってコードされることを明らかにした。3)培養腎上細胞に多剤耐性のメカニズムを担うP-糖蛋白の遺伝子を導入することにより、非イオン性薬物ジゴキシンの輸送が選択的に亢進することを見いだし、従来詳細が不明であった新たな薬物輸送系の特性を明らかにした。4)腎尿細管上皮細胞(膜)系および腎潅流系で得られた知見を、臨床データ解析に応用し、病態、併用薬などの変動因子と薬物血中濃度との関係をPopulation Pharmacokineticsの手法により解析した。患者の腎機能などの変動因子の影響は、臨床検査値を中心とする各種患者情報を用いることによりモデル化が可能であることを示し、さらにベイジアン推定理論を用いた投与設計システムを確立した。生体に投与された薬物の多くは腎から尿中排泄されることから、薬物の体内動態を考察する上で腎は欠かすことのできない重要な臓器である。本研究では、膜小胞系を用い、腎尿細管における薬物輸送の制御機構解明をはかる。また、摘出腎潅流系を用いて薬物の経細胞輸送過程を定量的に解析する。さらに、膜、細胞、臓器、全身レベルの薬物動態の知見を統合した速度論モデルにより、合理的投与設計システムの構築を目指すが、研究計画初年度において、以下の成果を得た。1.ラット腎刷子縁膜小胞による有機カチオン、テトラエチルアンモニウム(TEA)の取り込み実験より、H^+/有機カチオン対向輸送系の活性がpHに依存し、外向きの非標識TEAによる^<14>CーTEAの取り込み促進効果(対側促進効果)はpH7.0で最大となり、さらに中、酸性領域では外向きH^+勾配の形成によるH^+ーTEA交換反応によることが明らかとなった。従って、有機カチオンの尿細管分泌においては管腔側酸性のpHが重要な役割を果たすものと考えられた。2.有機アニオン、パラアミノ馬尿酸(PAH)の腎潅流実験より、PAH経上皮細胞輸送の律速段階が側底膜の輸送過程であることを明らかにした。3.薬物のin vivo腎挙動に関するモ-メント解析法を確立し、たとえばPAHのin vivo経細胞輸送における平均細胞通過時間が22秒であることを初めて求めることができた。

4.抗悪性腫瘍薬、メトトリキセ-ト(MTX)の体内からの消失に対し、ロイコボリンの併用はMTXの臓器内滞留時間を短縮し、尿細管分泌を亢進することによりMTXの腎排泄を促進することが明らかとなった。我々は既に、腎尿細管上皮細胞(膜)系および腎潅流系を用い、アニオン性薬物、カチオン性薬物、両性イオン型薬物の膜輸送形式、駆動力について系統的な研究を進めてきた。本研究の最終年度にあたる平成4年度においては、尿細管に存在する薬物輸送キャリアーの構造・機能相関等を明確にし、尿細管上皮細胞における薬物輸送の制御機構の解明を図った。また、膜レベル、細胞レベルから、臓器、全身レベルへと得られた知見の統合することによって、臨床における患者個別の合理的薬物療法を可能とする新しい投与設計システムの確立を図り、以下の成果を得た。1)アフリカツメガエル卵母細胞を用い有機カチオン輸送系がラット腎皮質の1.4-2.4kbのmRNAによってコードされることを明らかにした。2)有機カチオン、プロカインアミドは腎上皮細胞において経細胞的に分泌されるのに対し、ポリカチオンであるゲンタマイシンは吸着性エンドサイトーシスにより再吸収を受け、蛋白合成の阻害により腎毒性を発現することを明らかにした。3)培養腎上皮細胞に多剤耐性のメカニズムを担うP-糖蛋白の遺伝子を導入することにより、非イオン性薬物ジゴキシンの輸送が選択的に亢進することを見いだし、従来詳細が不明であった新たな薬物輸送系の特性を明らかにした。さらに、腎潅流を用いジゴキシンが正常近位尿細管細胞に存在するP-糖蛋白によって分泌されることを証明した。4)腎尿細管上皮細胞(膜)系および腎潅流系で得られた知見を、臨床データ解析に応用し、病態、併用薬などの変動因子と薬物血中濃度との関係をPopulation Pharmacokineticsの手法により解析した。患者の腎機能などの変動因子の影響は、臨床検査値を中心とする各種患者情報を用いることによりモデル化が可能であることを示し、さらにベイジアン推定理論を用いた投与設計システムを確立した。
先端的進化計算法に基づく生産スケジューリングとロジスティクスに関する研究

今日,消費者行動の多様化やグローバルな規模での製品開発競争の激化などによって,生産システムは大きな転換期に立たされている.そこでは,多品種や数量の変動,生産ピッチの変化や極度に短い納期の注文に対応しつつ,作業順序,作業への設備や作業員など資源の割当て,資源配置計画,製造コストの削減などの計画を設計するシステムが求められている.本研究では、e-Manufacturingやe-Logistics環境の生産・流通システムを実現させるために,次のような研究トピックスの開発を行った.(1)先進的生産計画(APS):APSの目標は,納期厳守と円滑な供給を通じての顧客の満足,そして柔軟な生産工程フローの維持,資材・部品の受取り及び在庫の最小化,顧客要求に対する迅速な対応及び情報提供といったものを通しての総合的な生産性向上になるため、先端的進化計算法に基づくAPSの開発により,多変化・多次元的な生産環境で顧客サービス水準の向上,納期遅れの最小化が実現され,効率的な生産計画樹立のためにインターネットでの生産・流通システムの統合を図ることが可能とした.(2)e-ロジスティクス(e-Logistics):インターネットの普及に伴い,顧客の要望に迅速に対応する為に注文生産・販売・購買・物流など,あらゆる業務の効率向上を目的とするERP(Enterprise Resources Planning)をべースにしたサプライチェーン・マネジメント(SCM)による全体最適化が重要視される.本研究では,生産システムのe-Manufacturingとe-Logisticsを活用し,注文から配送までを効率的に運営する全体最適化の数学モデルを定式化し,ファジィロジック・コントローラ(FLC)を用いたハイブリッド先端的な進化計算法で問題解決法を開発し,ロジスティク・システムの最適設計を行った.今日,消費者行動の多様化やグローバルな規模での製品開発競争の激化などによって,生産システムは大きな転換期に立たされている.そこでは,多品種や数量の変動,生産ピッチの変化や極度に短い納期の注文に対応しつつ,作業順序,作業への設備や作業員など資源の割当て,資源配置計画,製造コストの削減などの計画を設計するシステムが求められている.本研究では、e-Manufacturingやe-Logistics環境の生産・流通システムを実現させるために,次のような研究トピックスの開発を行った.(1)先進的生産計画(APS):APSの目標は,納期厳守と円滑な供給を通じての顧客の満足,そして柔軟な生産工程フローの維持,資材・部品の受取り及び在庫の最小化,顧客要求に対する迅速な対応及び情報提供といったものを通しての総合的な生産性向上になるため、先端的進化計算法に基づくAPSの開発により,多変化・多次元的な生産環境で顧客サービス水準の向上,納期遅れの最小化が実現され,効率的な生産計画樹立のためにインターネットでの生産・流通システムの統合を図ることが可能とした.(2)e-ロジスティクス(e-Logistics):インターネットの普及に伴い,顧客の要望に迅速に対応する為に注文生産・販売・購買・物流など,あらゆる業務の効率向上を目的とするERP(Enterprise Resources Planning)をべースにしたサプライチェーン・マネジメント(SCM)による全体最適化が重要視される.本研究では,生産システムのe-Manufacturingとe-Logisticsを活用し,注文から配送までを効率的に運営する全体最適化の数学モデルを定式化し,ファジィロジック・コントローラ(FLC)を用いたハイブリッド先端的な進化計算法で問題解決法を開発し,ロジスティク・システムの最適設計を行った.本研究は21世紀の製造業・流通業の戦略を実現するために,3つの研究分野(先進的生産計画,生産スケジューリング,流通情報システム)に分類して,それぞれの分野での先端的な知能技術を有機的に融合化し,生産・流通システムにおける最適化に活用して行った.研究経過及び成果概要:その1、e-ManufacturingのAPSとe-Logisticsの調査分析および数学モデルを作成し、FLCを用いたハイブリッド進化計算法を適用して全体最適化問題の解決法を開発した.その2、配送センターの最適立地に関する事例の収集・分析を行った.また,より現実的な配送センターの立地,顧客への最適割当てを考慮したモデルを作成し、開発するFLCを用いたハイブリッド先端的な進化計算法による問題解決法を開発した.その3、近年,従来の顧客への配送プロセスに加え,再利用もしくは再生される資材および荷物を,配送とは逆方向へ輸送しなければならない.このような時間枠制約を加えた,時間枠制約付き同時両配送問題にFLCを用いたハイブリッド多目的遺伝的アルゴリズムを用いて,問題解決法を開発した.さらに、2005年6月に我らが主催となった2005年「知的な製造とロジスティクスシステム」国際シンポジウム(Workshop on Intelligent Manufacturing & Logistics Systems 2005)は,早稲田大学大学院・情報生産システム研究科で開催した.このシンポジウムは,生産製造、ロジスティクスシステムおよび進化計算の分野で活躍するアジアの専門家が,最新の研究成果に関する専門知識や技術情報の交換を行い,さらに共同研究の可能性について議論する場を提供することを目的として開催された.今年度は、昨年度に開発した研究成果をベースにして,進化型計算法を用いたスケジューラーをAPS(Advanced Planning & Scheduling)システムに組み込むことで研究を進めできた.スケジューラーには進化型計算法を活用した最適化手法を使用することで,どのような複雑な計画問題にも対応できるようにし,実行不可能な解を導出する確率をできるだけ減らすような最適化の研究に重点をおいている.これと共に最適化エンジンを積んだスケジューラーとスケジューリングシステムの効率的なマッチングの研究も行った.

また、今年度は、開発したスケジューラーによる事例研究を進め,問題形式のパターンに対応した複数の最適化アルゴリズムを組み合わせた適応型ハイブリッド多目的GAを開発し,用途範囲の異なる複数のスケジューラーに使用できる高性能ハイブリッドGAスケジューラーの開発を行った.特に、工場の敷地内にある複数のプラント施設で生産が行われ,それぞれの計画担当者が詳細なスケジューリングを作成するケースを前提にしている.一方で作成した中間製品を他のプラントで利用する場合や,2ヶ所の生産工程が作業者やユーティリティなどに関して同一の資源を共有しているような場合,これらのスケジュールの間には干渉が起こりやすくなる.ここでは、用途範囲の広い適応型ハイブリッドGAを用いたスケジューラーの開発を行った。また,工場全体を統括するスケジューラーを1つ定め,個々のプラント施設でのそれぞれの工程を管理するスケジューラーと連携をとる場合にも,適応型ハイブリッドGAスケジューラーを応用できるようになった。近年、迅速な情報交換能力環境による生産現場のシステム開発に伴って,実時間での生産管理が可能となった.e-Manufacturingはインターネットの情報交換機能を活用し,工場の管理運営を生産システムだけでなく,e-Logisticsで代表される流通システムを含めたサプライチェーン・ネットワーク全体を結び付けている.2005年度において開発された研究成果をベースにして,2006年度と2007年度において、インターネットのウェブ環境での生産・流通システムをグローバルに管理を行い,顧客とサプライヤーのグローバル化,効率化を図り,更にはe-Manufactuningの応用によって「既製品の製造」、のみならず「注文製造」,「変更指示による製造」を迅速かつ適切に行なえる柔軟な生産・流通管理研究を行った。その1、本研究では、遺伝的アルゴリズムを利用したスケジューラを中心とし,複数の小さなサブシステムを組み合わせ,XMLをベースに標準化されたデータ交換を行うことによりシステムを構築する力法を提案した.その2、Moon et al.(2004)はAPSモデルとして、工程計画と生産スケジューリングを統合し,工場内の輸送を考慮したモデルを提案している.これを拡張し,「工程」と工場間の「輸送」を「作業」として統合したモデルを提案し,遺伝的アルゴリズムによる解法を示している.その3、本研究において,生産工程とAGVによる輸送を考慮したスケジューリングとGAを用いて行った.更にピックアップ-デリバリにおけるサービス時間を「作業」時間と捉え,一台の車輌で複数の資材・半製品及び製品を混載して輸送することも考慮したモデルを用い,総所要時間(メークスパン)や総移動距離を最小化するための多目的遺伝的アルゴリズムによるスケジューラを作成した.
超好熱菌を宿主とした遺伝子発現系の構築

今年度は遺伝子破壊系の汎用性の検討と分泌発現系の詳細な解析を進めた。結果の概要は以下の通りである。1) Chitinaseの分泌生産Chi△4遺伝子の上流にTK1675(subtilisin-like protease)の分泌シグナルペプチドに対応する遺伝子断片を融合し、Chi△4の分泌生産を試みた。Promoterとしては強力な構成型promoterであるcsg promoterを利用し、この融合遺伝子断片をT.kodakaraensisゲノムのchitinase遺伝子領域に挿入した。その結果得られた形質転換体を培養した結果、培地上清にChi△4proteinの顕著な蓄積(4mg/1)が認められ、細胞抽出画分にはほとんどChi△4proteinが検出されなかった。さらにシグナルペプチドの切断部位を特定した結果、予想通りのAla-Ser-Ala配列のC末端側で切断が特異的に起こっていた。これらの結果から、TK1675の分泌シグナルペプチドが他のタンパク質の高効率分泌生産に利用可能であることが分かった。2)推定proteaseの分泌生産推定分泌シグナルを有する耐熱性proteaseをコードする2つのORF(TK1675, TK1689)のpromoterをcsg promoterに置換した。各形質転換株をcaseinを含むGel-Rite固体培地に植菌したところ、野生株ではcaseinの分解活性は検出されなかったが、各形質転換株には顕著な分解活性が観察され、耐熱性protease TK1675・TK1689高発現株が得られたと考えている。また野生株およびTK1675・TK1689高発現株を液体培養した後、各培地上清に含まれるprotease活性を比較した。BSAを基質として、60°Cで反応を行った。培地上清非添加およびKOD1株培地上清を添加した場合には基質の分解は観察されなかったが、各形質転換株の培地上清を添加した場合には顕著な分解活性が認められた。1)超好熱菌を宿主としたタンパク質の分泌生産: ChiΔ4遺伝子の上流にTK1675の分泌シグナルペプチド配列を融合し、ChiΔ4の分泌生産を試みた。Promoterとしては強力な構成型csg promoterを利用した。形質転換体を培養した結果、培地上清にChlΔ4 proteinの顕著な蓄積が認められ、細胞抽出画分にはChiΔ4が検出されなかった。これらの結果から、TK1675の分泌シグナルペプチドが高効率分泌生産に利用可能であることが分かった。次に耐熱性proteaseをコードする2つのORF(TK1675, TK1689)の大量分泌発現を試みた。野生株ではcaseinの分解活性は検出されなかったが、各形質転換株には顕著な分解活性が観察され、耐熱性protease高発現株が得られた。DPHA1株は宿主細胞と比較して10%程度高い水素生産能力を示した。次に膜型Mbhの遺伝子発現を増強させ、DPHA1株を宿主として、mbhをcsg promoterの支配下においた。これにより得られた組換え株の水素発生速度はDPHA1株より26%も増加していることが判明した。
判例分析による現代中国の解雇法理の研究-解雇紛争解決の予測可能性の探求-

本研究は、現代中国(特に1990年代以降)の解雇法制について、裁判例の分析・検討を通じて、「生きた」解雇規制の内容を明らかにすることを目的としている。また、研究遂行過程の2007年に、中国では、新たな「中華人民共和国労働契約法」や「中華人民共和国労働紛争調停仲裁法」が制定されたことから、これらの新法の内容も研究に取り込み、新しい法制の動向を踏まえた解雇法制の内容と今後の展望を探求した。申請者は、これまで「中華人民共和国労働法」に関して、歴史的展開と同法および関連法規の内容について研究を進めてきたが、本研究では、個別的な労働契約をめぐる判例分析を通じた労働紛争解決規範の具体的運用状況を研究することが目的である。特に、個別労働契約紛争の中で、解雇(使用者による労働契約の一方的解約)の問題に焦点を絞って検討を進めている。また、本研究のもうひとつの課題は、現在起草作業中で「中華人民共和国労働契約法」について、草案などの関連資料を分析し、その内容を検討することにある。同法は、中華自民共和国労働法所定の労働契約に関する特別立法であり、労働契約の生成・展開・終了の場面について、詳細な規定をおくことを予定している。特に、焦点となっているのは、解雇を含めた労働契約の終了の場面であり、本研究は、近々成立予定の同法の検討なしには完成しないと考えられる。以上のように、現行の労働法における解雇紛争の判例分析と新しく制定される労働契約法の起草過程の検討が、本研究の大きな目的である。そして、判例分析の基礎資料となる判例集の収集については、平成18年度のうちに、多くの判例集を収集することができた。一方で、労働契約法の草案も数回にわたって改訂され、こうした立法資料についても、現時点で収集可能なものについては、ある程度、収集・整理することができた。また、中国の専門家や実務家、企業の人事担当者とも意見交換を行い、問題点等について検討することができた。現在、判例資料の訳出を行いつつ、労働契約法の立法資料の分析を行っている。同時に、日本でも労働契約法の制定作業が進められているが、これは、新たな労働契約の解釈問題を踏まえてのものであり、その観点からも、日本の近年の判例の動向についても、研究を進めている。本研究は、中国の解雇法制と労働契約法制を研究対象としているが、2007年6月に中華人民共和国労働契約法が制定され、今年1月から施行されるに至った。同法は、1995年から施行されている中華人民共和国労働法の労働契約に関する規定について、一部修正し、また、大幅に内容の具体化を図っている。特に、労働契約の締結、有期契約の制限、解雇の要件やその手続などは今後の実務において重要な規定を定めている。さらに、実態としては先行していた労働者派遣やパートタイム(非全日性)労働について新たに明記した。従前の解雇に関する判例法理は、否定されるわけではないが、今後は、新法に基づいた判決が下されることになる。また、2007年12月末に、中華人民共和国労働争議調解仲裁法も制定され、個別的な労働紛争処理の手続法が整備された。中菌労働契約法は、労働契約の解釈・適用のルールを設定すると同時に、労働者の権利保護という機能を併せ持つことも指摘されている。ルールが設定され、労働者の権利・義務が明らかになることによって、むしろ労働紛争の増加が予想され、紛争解決の手続法は、重要な意義を有する。今年度は、こうした新しい立法の動向について、研究を進めた。日本でも、昨年、労働契約法が制定されたこともあり、日本の判例法理や法制の動きも視野に入れながら、中国の過去の裁判例の分析と労働契約法の立法経緯の研究を進めてきた。また、解雇規制立法は、失業時のセーフティネットとも密接に関連していることから、日本と中国の失業保険についても考察してきた。現在、今年6月末のアジア法学会の報告(タイトル:中国労働契約法の意義一制定から1年が経過して)と7月に掲載予定の論文(タイトル:中国労働契約法の制定とその意義(仮)日本労働研究雑誌2008年7月号)の準備を進めており、これらは本研究のこれまでの成果をまとめるものである。本研究は、中国の解雇法制と労働契約法制を研究対象としているが、本年は、中国において、2008年から施行されている「労働契約法」について、学説の議論状況と実際の紛争処理手続きの状況などについて現地調査を行った。また、台湾において、中国の労働法制についてどのような研究の状況にあるかも調査を行った。「労働契約法」は施行から1年が経過したが、2008年9月になって、ようやく同法の実施細則である「労働契約法実施条例」が公布・施行された。本年度は、こうした労働契約法の実施状況と新しく制定された労働紛争調停仲裁法に基づく紛争処理手続について研究を行うとともに、解雇後の失業保険制度についても、研究を行った。

その成果として、「中国労働契約法の内容とその意義」(日本労働研究雑誌576号35-44頁)、「中国の失業保険制度」(労働法律旬報1684号47-53頁)と「中国における労働契約の解約・終了の法規制」(季刊労働法224号32-42頁)として公表した。これらの論文では、中国において、有期契約が制限され、解雇手続きや経済的補償金などの点で、労働契約終了に対する制約が強くなった一方で、懲戒処分について、処分の事由や処種類を使用者による就業規則に委ねた結果、法律上認められた「重大な就業規則違反」を理由とする解雇(予告や経済的補償金が不要であり、就業に関するルールや違反の重大性の程度などについて、使用者が一方的に決定できる点で、解雇権の行使が従前より緩やかになる可能性がある)が今後増加する可能性があることを指摘した。
精神科医療における継続的質改善活動の方法論に関する研究：指標による多施設合同調査

本年は、精神科医療における継続的質改善活動の方法論の開発を試みた、精神科病院退院患者満足度調査、および総合病院精神科機能調査を実施した。精神科病院患者満足度調査は、現在分析中を終了し、国内外の医学専門誌へ投稿中であるが調査概要は次の通りである。調査対象は31の精神科病院の1997年8月10日から9月10日までに退院した全患者471例のうち、緊急転院などで調査不可能な48例、老年痴呆と精神遅滞47例、調査拒否の12例を除いた364例である。調査の結果326の質問票を回収した(回収率89.6%)。調査項目は、入院治療についての全体的満足度、スタッフの対応についての評価、入院および入院中の治療についての説明、および入院生活の快適さから構成される。総合病院精神科における医療機能調査については、国際学会で発表し、論文原稿は雑誌「総合病院精神医学」に受理されている。ここではその概要を示す。他科からの紹介患者の特徴を分析した。対象は、4病院での精神科における特定日の558名の入院患者と515名の外来患者である。受療経緯ごとに、患者特性、治療期間、機能の全般的評価を分析した。入院患者の15.9%、外来患者の10.3%が他科からの紹介患者であった。受療経緯では、紹介患者には器質性精神障害や精神作用物質使用による精神・行動障害の割合は多かったが、気分障害の割合は低かった。他科からの紹介による入院患者は、その他の患者と比較して、一般病棟への医療保護入院であり、精神科入院回数が少なく、機能レベルが低かった。他科からの紹介による通院患者は、通院期間が短く、合併症があった。本結果は、受療経緯によって患者特性が異なるために、それぞれに適切な精神科医療を提供する必要があることを示している。
性腺刺激ホルモン放出ホルモンニューロン上のＧ蛋白質共役型受容体とリガンドの同定

本研究では、世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析と、産業技術総合研究所のG蛋白質共役型受容体データベース「Sevens」を用いたバイオインフォマティクス解析により、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ニューロンに発現する数十種類のG蛋白質共役型受容体を見いだした。また、GnRHニューロンに発現するGPR54を介して、直接作用するキスペプチンの遺伝子発現を制御するエンハンサー領域を同定するとともに、ヒストンアセチル化およびクロマチン構造変化によってキスペプチン遺伝子の発現が促進されることを明らかにした。本研究は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ニューロンに直接作用する神経ペプチドを探索し、新しい繁殖刺激剤の開発につながる神経ペプチドを見つけることを目的とする。23年度に実施した次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析と、産業技術総合研究所のG蛋白質共役型受容体データベース「Sevens」を用いたバイオインフォマティクス解析により、GnRHニューロンに発現する数十種類のG蛋白質共役型受容体を見いだした。これらの受容体の多くはリガンドがいまだ発見されていないオーファン受容体であったことから、24年度に、発現量の多いG蛋白質共役型受容体の強制発現細胞の作成を進めた。GnRHニューロンに高発現する受容体のひとつに、キスペプチン受容体GPR54が含まれていたことから、まずはGPR54強制発現細胞を作成し、キスペプチンの投与による細胞内シグナル伝達経路の活性化を確認した。続いて、他の受容体の強制発現細胞にもキスペプチンを投与し、その細胞内シグナル伝達経路の活性化を検討したが、これまでのところ、キスペプチンに反応する新規な受容体を見いだしてはいない。引き続き、機能未知な受容体の強制発現細胞の作成を進め、新規な神経ペプチドの発見を目出す。これらの受容体の多くはリガンドがいまだ発見されていないオーファン受容体であったことから、24、25年度に、発現量の多いG蛋白質共役型受容体の強制発現細胞の作成を進めた。続いて、他の受容体の強制発現細胞にもキスペプチンなど既知のGnRHへの作用が認められている神経ペプチドを投与し、その細胞内シグナル伝達経路の活性化を検討した。これまでのところ、発見した新規受容体に作用する既知の神経ペプチドを見いだしてはいないが、こうした結果は、GnRHを制御する新規な神経ペプチドの存在を示唆するものであり、本研究で発見されたリガンドが不明のオーファン受容体の機能解析はGnRHニューロンの制御機能を解明する上で極めて重要な知見となった。また、新生仔期あるいは性成熟期におけるGnRHニューロンの機能調節にかかわる遺伝子発現の網羅的解析などを行った。本研究は、性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ニューロンに直接作用する神経ペプチドを探索し、新しい繁殖刺激剤の開発に繋がる神経ペプチドを見つけようとする。そこで、GnRHニューロン特異的に緑色蛍光蛋白(GFP)を発現するトランスジェニックラットを用い、GFP発現ニューロンから電気生理学用の微小ガラスピペットにより細胞質を採取した。採取した細胞10個をプールし、RNAを抽出した後に、少数の細胞からのcDNA合成に特化したキットを用いて、cDNAライブラリを作成した。細胞の採取およびRNA抽出は連携研究者である日本医大の石井助教とともにすすめた。得られるcDNAが極少量であるため、PCRにより増幅して、次世代シークエンサーのサンプルとした。次世代シーケンサーは本学遺伝子実験施設に導入された機器(アプライドバイオシステムズ社製SOLiD)を用いた。次世代シーケンサーにより得た配列データを連携研究者の産業技術総合研究所諏訪主幹研究員の協力のもと、産業技術総合研究所のG蛋白質共役型受容体データベース「Sevens」と照合した。その結果、「Sevens」データベース登録されているラットのG蛋白質共役型受容体2334遺伝子のうち、数十種類のG蛋白質共役型受容体がGnRHニューロンに発現することを見いだした。現在、これらの受容体の強制発現細胞の作成に着手している。平成23年度には、次世代シークエンサーによるGnRHニューロンに発現する遺伝子の網羅的に解析し、数十種類のG蛋白質共役型受容体を見いだした。

平成24年度には、候補となるG蛋白質共役型受容体のうち、発現の量の多い受容体の強制発現細胞の作成と細胞内シグナル伝達経路の解析システムの確立に成功した。このように、新規受容体の発見とその解析の中核を担う実験系を確立しており、研究は順調に進展しているといえる。平成23年度には、次世代シークエンサーによるGnRHニューロンに発現する遺伝子の網羅的解析および解析結果よりG蛋白質共役型受容体の抽出を達成目標とした。上述のように、GFP標識されたGnRHニューロンより次世代シークエンサーのサンプルとなるcDNAライブラリを作成し、次世代シークエンサーにより得られた配列データからのGタンパク質共役型受容体の抽出も完了したので、研究は順調に進展していると言える。引き続き、候補となるG蛋白質共役型受容体のクローニングして、各受容体の強制発現細胞を作出する。受容体に結合する可能性の高い候補神経ペプチドを培養細胞に添加して、細胞内シグナル伝達経路の活性化を調べる。本研究に必要な神経ペプチドの合成は、京都大学薬学部の大石講師(連携研究者)の協力を得る。こうしたin vitroの実験結果をもとに、GnRHニューロンに直接作用する候補神経ペプチドをラットに投与し、LH分泌を指標として、GnRH分泌におよぼす候補神経ペプチドの作用を明らかにする。今後は当初予定に従って、候補となるG蛋白質共役型受容体をクローニングして、各受容体の強制発現細胞を作出する。23年度には次世代シークエンサーに供するサンプルの調整が当初見込より安価にできたために、直接経費の510%程度の金額が順次繰越されている。なお、候補受容体が多数得られたため、細胞培養関係の消耗品や動物実験の消耗品などにこれらを当てる予定である。23年度には次世代シークエンサーに供するサンプルの調整が当初見込より安価にできたために、直接経費の十分の一程度の金額が24年度に使用することとした。
咀嚼運動による胃排出能に及ぼす影響が栄養改善に与える影響

本研究では、咀嚼運動や口腔内への刺激が消化管運動に与える影響を検討することを目的とした。本年度は、昨年度咀嚼について検討し、咀嚼運動が呼気排出能から検討した胃排出能に好影響を与えることを報告したことに引き続き、口腔内に導入するリハビリテーションアプローチの一つとしての歯肉マッサージの影響について検討した。対象は対照として健康成人(平均年齢28.2±3.7歳)と経管栄養摂取となっている入院中の高齢者(平均年齢83.2±6.8歳)である。それぞれ被検者の腹部に電極を装着し,最低6時間以上の絶飲食後,仰臥位にて胃電図の測定を行った.胃電図測定は,BIOPAC社製,MP-150 WSW-HN,EGG100Cを用いて行った.得られたデータを,専用ソフトAcqKnowledgeを用いて高速フーリエ変換(FFT)のスペクトル解析を行い,そのスペクトルから,徐波(12cpm),正常波(24.5cpm),速波(4.510cpm)とし,各波のパワー値の総和に対する正常波の比率(正常波比率)を算定した.その結果、正常波変化率において,対照被検者のうち多くに,試験食摂取のみ行った際に比べて,歯肉マッサージを行い試験食を摂取した場合の方が高値を示した.また、経管栄養者においては、歯肉マッサージは正常波比率を低下させたが、継続して1日2回、6週間行ったところ、正常波比率は増加を示し、なかには通常投与時に比較して正常波比率が増加を示した者も見られた。以上の結果より、健常者にとって口腔内マッサージなどの口腔内への直接的な刺激は消化管運動を賦活化させる可能性が示された。一方、日常において口腔内への刺激が極端に減少している非経口摂取者にとっては、歯肉への直接的な刺激は消化管運動に悪影響を与える可能性が示されたが、継続した介入は良好な刺激になりうる可能性も示唆された。従来、咀嚼は消化の重要な一部として、取り扱われてきた。しかし、その多くは咀嚼により食物が粉砕されたことによる、消化効率への関与に重点が置かれている。一方、咀嚼の副交感神経刺激による作用によって消化管の運動を賦活化させることは知られている。ガム咀嚼により腹部手術後の退院期間が短縮する、または咀嚼動作やそれに惹起された感覚により胃排出能に影響を及ぼすことは知られているが、十分な報告は少ない。そこで、本研究では、これまでの研究のように試験食品を固形物とせず、流動食にすることで、試験食を嚥下のみにより摂取させ、その後に咀嚼運動を行わせることによって、口内消化部分を排除し、咀嚼の副交感神経刺激の作用を検討することを目的とした。日本歯科大学附属病院に勤務する男性1名、女性6名(平均年齢31.0±4.9歳)を対象とした。胃排出能検査は13C呼気試験法により行い、第44回日木平滑筋学会ワークショッブによって提示された液体食を用いた標準案に準じた。試験食は液状試験食200kcal/200ml(ラコール^<【○!R】>)とし、13C標識化合物(13C-acetate)100mgを混和後、摂取し呼気採取を行う。測定は、早朝空腹時とし、呼気を試験食摂取前後で採取し、呼気中分析装置(POCone^<【○!R】>:大塚電子)にて測定、条件間(無負荷時、ガム咀嚼時)で比較検討する。ガム咀嚼は試験食摂取後10分とし、咀嚼による刺激唾液はすべて吐き出させた。価指標はTmax(13C標識化合物が呼気中に13CO_2として排出される際の、13CO2存在曲線上のピーク値をとるまでの時間)、T1/2(腸から吸収されて呼気中に13CO_2として排出される13C標識化合物の総排出量の半分が排出されるまでの時間)とした。ガム咀嚼により胃排出速度は有意に速まることが示された。咀嚼運動が迷走神経反射を刺激し、消化管の運動を向上させると推察された。さらに、胃の運動を評価する目的で、胃電図の導入を図り、上記と同様の条件にて、データを蓄積し、フーリ工解析を用いて評価を開始した。これらの結果は平成19年度に報告する予定である。それぞれ被検者の腹部に電極を装着し,最低6時間以上の絶飲食後,仰臥位にて胃電図の測定を行った.胃電図測定は,BIOPAC社製,MP-150 WSW-HN,EGG100Cを用いて行った.

得られたデータを,専用ソフトAcqKnowledgeを用いて高速フーリエ変換(FFT)のスペクトル解析を行い,そのスペクトルから,徐波(12cpm),正常波(24.5cpm),速波(4.510cpm)とし,各波のパワー値の総和に対する正常波の比率(正常波比率)を算定した.その結果、正常波変化率において,対照被検者のうち多くに,試験食摂取のみ行った際に比べて,歯肉マッサージを行い試験食を摂取した場合の方が高値を示した.また、経管栄養者においては、歯肉マッサージは正常波比率を低下させたが、継続して1日2回、6週間行ったところ、正常波比率は増加を示し、なかには通常投与時に比較して正常波比率が増加を示した者も見られた。以上の結果より、健常者にとって口腔内マッサージなどの口腔内への直接的な刺激は消化管運動を賦活化させる可能性が示された。一方、日常において口腔内への刺激が極端に減少している非経口摂取者にとっては、歯肉への直接的な刺激は消化管運動に悪影響を与える可能性が示されたが、継続した介入は良好な刺激になりうる可能性も示唆された。
植物の器官発生を支える細胞周期制御系の解明

我々はこれまでに、シロイヌナズナのサイクリンD4(CYCD4)が胚軸の気孔形成過程の細胞分裂に特異的に機能することを明らかにしてきた。そこで気孔形成を制御する各種転写因子との関連性を解析したところ、CYCD4がSPEECHLESSの上流で機能することを示唆するデータを得た。また、CYCD4と最も近縁なCYCD2についても過剰発現体と変異体の表現型を観察した結果、葉や胚軸表皮において気孔系列の細胞分裂を促進する機能が示唆された。さらに、CYCD4-CDKAの基質を転写因子ライブラリーの中からin vitroリン酸化アッセイにより探索したところ、これまでに4種類の転写因子が基質候補として単離された。これらの結果は、器官形成を制御する転写ネットワークが細胞周期制御系とサイクリン-CDKを介して密接にクロストークしていることを示している。DNAの二重鎖切断を引き起こすゼオシンなどの薬剤でシロイヌナズナを処理すると、CDKB2の積極的なタンパク質分解が起こることを見出した。これはユビキチンープロテアソーム系を介するPEST配列依存的な分解系であることが明らかになった。また、ゼオシン処理によりゲノムの倍加が進行したこと、この過程で染色体数に変化は見られなかったことから、シロイヌナズナの細胞はDNA損傷ストレスによりCDKB2のタンパク質分解を引き起こし、これがendocycleを誘導することにより一種のストレス回避を行っていることが示唆された。
実験医学領域における形質転換動物の応用

実験医学領域で最も重要でしかも必須な要望は、ヒトに似た動物を実験に用いることである。そこで研究目的にしたがって生理的機能の面から部分的に類似した動物が選ばれ使用されてきた。例えば、治療薬の開発に際しても、そのいづれもが疾患模写であって、ヒトの疾患そのものではない。したがって、実験医学は、限りなくヒトに似ている動物はヒト以外にはないという矛循を抱えつつ発展してきた。ここに生きたヒトを対象とする「実験医学」の根本的な制約と制限がある。ところが近年に至り、遺伝子工学,細胞工学や胚工学の研究技術が開発され、ヒトの病的遺伝子(DNA)を患者から取り出し、動物の受精卵に移入することで当該遺伝子を動物の特定組織-器官で発現させる可能性がもたらされた。かくして、ヒトの病的遺伝子の機能的欠陥をもつ「遺伝性疾患モデル動物」を作製することで、よりヒトに類似した病態を対象として研究することができるばかりでなく、遺伝的欠陥動物の遺伝子治療を行うことによって、ヒトの生殖細胞になんらの操作を加えることなしにヒトの遺伝子治療にまつわる多くの問題点を検討することができるような、「実験医学」の夜明けが近づいたのである。本研究の目的は、革命的とも思われる「実験医学」の本格的な幕明けに際し、各専門分野の研究者が一堂に会し、形質転換動物をどのように利用すべきかについて討論するとともに、より有効な形質転換動物育成法について世界における情報の収集調査を行い、新しい研究領域として発展させるために形質転換性病態モデル動物にまつわる研究戦略について討論することにある。そのため各班員は、各専門領域における形質転換動物の利用に関する現状調査および形質転換動物育成法についての情報収集調査を行った。昭和61年8月30日9月3日、立山国際ホテル(富山県)における班会議にて研究発表および討論を行い、本企画ならびに調査結果を総括した報告書を出版した。