hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LC-MSメタボロミクスによる漢方薬由来のアミロイドβ凝集阻害物質の効率的探索

アルツハイマー病(AD)の原因物質である42残基のアミロイドβタンパク質(Aβ42)は,凝集することによって細胞毒性を示す.近年では,複数の漢方薬がAD病態を遅らせることが報告されていることから,それらの漢方薬の構成生薬に含まれるAP凝集阻害物質は,有望なAD予防および治療薬になりうる.しかしながら,活性成分の単離・構造決定は煩雑なものであり,同定に至らないことも多い.本研究では,生薬の抽出物をLC-MSで全成分解析し,多変量解析によって活性成分を迅速に決定する手法を確立することを目的としている.アルプス薬品から供与を受けた約400種の生薬70%エタノール抽出物のうち,同じ植物の部位が異なる生薬18組について,チオフラビンT蛍光試験によりAβ42凝集抑制活性を調べた.その結果,ハスを基原とした5種において活性に顕著な差がみられた(活性の強さ:荷梗<蓮鬚=藕節<荷葉<蓮房).そこで, LC-MS(ESI-Q-Tof, Waters社製)を用いて,各生薬成分が最も分離されるLC条件およびMS, MSMS条件を検討し,各生薬のデータセット(保持時間・PDA強度・MSならびにMSMSスペクトル)を取得した.その結果,蓮房および荷葉の主成分はケルセチン配糖体であることが明らかとなった.さらに,この成分は荷梗,蓮鬚,藕節に含まれなかったことから,蓮房と荷葉の活性本体である可能性がある.本研究により,同じ植物の異なる部位の抽出物の活性ならびに各種LC-MSデータを比較することによって活性本体を推測できることが示唆された.一方で,多変量解析などの統計学的手法を取り入れることにより,主成分ではないが活性を有する化合物をより高感度に検出することが可能と考えられる.本手法は, LC-MSによる全成分解析の基礎となるものであり,今後は食品成分の微量な代謝産物の解析など,所属専攻(食品生物科学専攻)における研究補助業務への応用が期待できる.アルツハイマー病(AD)の原因物質である42残基のアミロイドβタンパク質(Aβ42)は,凝集することによって細胞毒性を示す.近年では,複数の漢方薬がAD病態を遅らせることが報告されていることから,それらの漢方薬の構成生薬に含まれるAP凝集阻害物質は,有望なAD予防および治療薬になりうる.しかしながら,活性成分の単離・構造決定は煩雑なものであり,同定に至らないことも多い.本研究では,生薬の抽出物をLC-MSで全成分解析し,多変量解析によって活性成分を迅速に決定する手法を確立することを目的としている.アルプス薬品から供与を受けた約400種の生薬70%エタノール抽出物のうち,同じ植物の部位が異なる生薬18組について,チオフラビンT蛍光試験によりAβ42凝集抑制活性を調べた.その結果,ハスを基原とした5種において活性に顕著な差がみられた(活性の強さ:荷梗<蓮鬚=藕節<荷葉<蓮房).そこで, LC-MS(ESI-Q-Tof, Waters社製)を用いて,各生薬成分が最も分離されるLC条件およびMS, MSMS条件を検討し,各生薬のデータセット(保持時間・PDA強度・MSならびにMSMSスペクトル)を取得した.その結果,蓮房および荷葉の主成分はケルセチン配糖体であることが明らかとなった.さらに,この成分は荷梗,蓮鬚,藕節に含まれなかったことから,蓮房と荷葉の活性本体である可能性がある.本研究により,同じ植物の異なる部位の抽出物の活性ならびに各種LC-MSデータを比較することによって活性本体を推測できることが示唆された.一方で,多変量解析などの統計学的手法を取り入れることにより,主成分ではないが活性を有する化合物をより高感度に検出することが可能と考えられる.本手法は, LC-MSによる全成分解析の基礎となるものであり,今後は食品成分の微量な代謝産物の解析など,所属専攻(食品生物科学専攻)における研究補助業務への応用が期待できる.
組織培養とFIZを用いたヒト動脈壁プロテアーゼ活性測定法による薬物治療効果の予測---副題 FIZ(:film in situ zymography)重染色法の動脈硬化症病変への応用

本年度,研究代表者は金沢医科大学で平成13年度中に外科切除,冠動脈インターベンションあるいは病理解剖し採取されたヒト大動脈および冠動脈の粥腫性病変をマトリックスメタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinases:以下MMPs)活性化機構解明の対象とし,またコントロールとして新生児群,薬剤感受性の検定のためヒト冠動脈バイパスグラフトを実験材料に用いた.企業(富士写真フイルム株式会社)と共同開発で確立したfilm in situ zymography(以下FIZと略)について,動脈硬化の分子機構の基礎的研究かつ臨床応用に耐えうる感度と特異性の向上に成功した.1免疫組織学的にMMPs産生細胞の分布と産生の程度について明らかにし,2形態学的観察に用いたものと同様の新鮮材料の組織培養により得られた上清中のゼラチナーゼ活性に統計学的解析を加えた.その結果,MMPsおよびTIMPsの発現が動脈硬化性病変の初期あるいは進行期において多彩に認められた.ゼラチナーゼとされる2種類のMMPs(MMP-2,MMP-9)のうち特にMMP-9について,粥腫(プラーク)の脆弱性および破綻(acute coronary syndrome)の分子機構に血栓ができる際に亢進する線溶系酵素plasminによるMMP-9活性化機構が大きく寄与する場合があることが判明した.その成果については国内・国外の学会で発表され英語論文投稿中である.また,trapidilをはじめとして組織培養中に添加した薬剤のいくつかが血管組織のMMPs産生に対し抑制的に働く(P<0.001)ことがpreliminaryなdataとして得られた.
大きな円偏光機能と発光量子収率を両立する遅延蛍光分子の創製

大きな発光量子収率(ΦPL)および大きな円偏光発光(CPL)の2色性を示す熱活性化遅延蛍光(TADF)分子の開発を目指した。最高占有軌道と最低空軌道をキラルな配置にとる芳香族分子らを合成し、TADFとCPLの両者を示す分子を報告した。トリフェニルアミンとベンゾフェノンからなるスピロ化合物の光学活性体からはほぼ100%のΦPLと4×10-4の2色性因子|g|を示すCPLの放出が確認された。この分子を発光層に用いたEL素子では発光層における光学活性体の濃度が30%の時に9.5%のEL外部量子効率を示したが、濃度の増加とともに分子間遷移の寄与が大きくなりELからのCPL特性が失われた。本応募は高い円偏光発光効率と高い蛍光量子収率を示す熱活性化遅延蛍光(TADF)分子を構築し、有機ELディスプレイへの応用を目指す研究に関するものである。電気エネルギーを100%の効率で光へ変換するTADF分子が報告されているが、有機ELディスプレイでは、高コントラスト化のために挿入された偏光板により発光成分の半分が吸収されロスになっている。もし高い円偏光発光機能を示すTADF分子が開発されればこの問題が解決される。応募者は最高被占軌道(HOMO)と最低空軌道(LUMO)が分離されたTADF分子の設計に、HOMOとLUMOをキラルな関係に配置し、さらにHOMOとLUMOの分布を広げるという新しい設計を加えることで、高い発光機能と円偏光発光性能を両立するTADF分子の構築に挑戦する。平成26年度は、DFT計算を用いてHOMOとLUMOがキラルな配置になる化合物としてTPANを設計した。TPANを合成するとともに、エナンチオマーを光学分割カラムにより数mgの量で分離した。そのTPANのエナンチオマーからは10-3の非対称性因子(g)を有する円二色性と円偏光発光が観測された。さらに大きなHOMOとLUMOの分離に起因してTADFが観測された。このように円偏光発光とTADFが同時に観測される分子は初めてである。さらに、光吸収後の大きなコンフォメーション変化により円二色性と円偏光発光の符号が反転するという興味深い特性が観測された。一方で光励起時の発光量子収率は26%と低い値に留まっているため今後改善が必要とされる。平成27年度は円偏光発光とTADFの両特性を示す分子を論文化した。しかし、この論文で報告した分子の光励起時の発光量子収率は26%と低い値に留まっていた。そのため、DFT計算を用いて他の分子設計および有機合成を行い、薄膜状態で100%近い発光量子収率を示し、円偏光発光特性を示す分子を見出した。しかし、この分子の発光の非対称性因子(g)は溶液中で4×10-4と小さい値に留まった。最低励起状態におけるDFTの結果から、この理由はHOMOとLUMOの非対称性が小さいことに由来していると考えられる。また、この分子を用いて有機EL素子を作成したところ、外部量子効率10%の電界発光が得られ、蛍光を用いた場合の理論限界(5.0-7.5%)を大きく超える特性が得られた。最終年度はg値を向上させる取り組みを多角的に行う予定である。このように円偏光発光とTADFが同時に観測される分子は初めての報告である。平成26年度に検討した分子は、発光量子収率が26%と低い値に留まったが、平成27年度は、円偏光発光とTADFの両特性を示す分子において100%近い発光量子収率を得ることに成功した。さらにEL素子に応用した際に、TADF特有の大きなEL外部量子収率を確認することができた。今後円偏光発光のg値も向上させる必要があるが、現在10-2程度のg値も観測され始めている。それゆえ、最終年度は円偏光発光とTADFの両特性を示す分子において、大きな発光量子収率と大きなg値を両立する分子の内容で研究をまとめる予定である。以上から当初の研究計画通りに研究が進行している。

応募者は最高被占軌道(HOMO)と最低空軌道(LUMO)が分離されたTADF分子の設計に、HOMOとLUMOをキラルな関係に配置し、さらにHOMOとLUMOの分布を広げるという新しい設計を加えることで、高い発光機能と円偏光発光性能を両立するTADF分子の構築に挑戦する。平成27年度までに円偏光発光とTADFの両特性を示す分子を論文化し、薄膜状態で100%近い発光量子収率と円偏光発光特性を示す分子を見出した。しかし、この分子の発光の非対称性因子(g)は溶液中で4×10-4と小さい値に留まった。平成28年度は合成した分子の薄膜状態でのTADF特性および円偏光発光特性を評価した。円偏光発光とTADFの両特性を示すキラル分子のいくつかは溶液中の孤立状態ではgが10-3であったが、スプレーコートした薄膜状態では10-1に迫る大きな値が得られることを見出した。また、蛍光量子収率は脱気溶液中と薄膜中とでほとんど変化せず40%程度の値を保ちTADF特性も維持された。蛍光量子収率が低下しない理由が会合時の非輻射失活速度が抑制されており、分子動力学計算および量子化学計算からそれは発光が分子間遷移に強く依存しているためであることが明らかになった。大きな発光量子収率(ΦPL)および大きな円偏光発光(CPL)の2色性を示す熱活性化遅延蛍光(TADF)分子の開発を目指した。最高占有軌道と最低空軌道をキラルな配置にとる芳香族分子らを合成し、TADFとCPLの両者を示す分子を報告した。トリフェニルアミンとベンゾフェノンからなるスピロ化合物の光学活性体からはほぼ100%のΦPLと4×10-4の2色性因子|g|を示すCPLの放出が確認された。この分子を発光層に用いたEL素子では発光層における光学活性体の濃度が30%の時に9.5%のEL外部量子効率を示したが、濃度の増加とともに分子間遷移の寄与が大きくなりELからのCPL特性が失われた。平成26年度は、トリフェニルアミン部位をドナーとしてナフタセノン部位をアクセプターとして新規色素(TPAN)を合成した。そのTPANのエナンチオマーからは10-3のgを有する円二色性と円偏光発光が観測された。さらに大きなHOMOとLUMOの分離に起因してTADFが観測された。このように円偏光発光とTADFが同時に観測される分子は初めてであるため、現在学術論文に投稿中である。さらに、光吸収後の大きなコンフォメーション変化により円二色性と円偏光発光の符号が反転するという興味深い特性が観測されている。また平成26年度には大きな円偏光発光特性を計算科学の手法によりスクリーニングする手法を習得した。すでに発光量子効率を計算科学の手法により推定することはできているため、今後の大きな発光量子収率と円偏光発光収率を実現する化合物を探索する上で役に立つと考えられる。以上から当初の研究計画通りに研究が進行している。平成28年度は、大きな発光量子収率(50%以上)および大きな円偏光発光のg値(10-210-1)が得られた構造に関して、どうしてそのような大きな特性が観測されるのかの考察を光物性計測、およびDFT計算を用いて行う。上記原因も含め学術論文に成果をまとめる。有機光エレクトロニクス平成27年度以降は、まず10-3程度の円偏光発光のg値を保ちつつ、発光量子収率を改善させる分子設計に取り組む。
鉄系最高温超伝導体中の反強磁性スピン揺らぎの観測

昨年度はLa1-yYyFeAsO1-xHxが示す二つの磁性相に対して中性子非弾性散乱の温度依存性を測定し、反強磁性相の磁気励起のエネルギー、波数、温度依存性を明らかにした(x=0 and 0.5, y=0)。反強磁性相の起源の違いを反映し特に温度依存性に大きな相違が見られた。x = 0のAFM1の場合、ネール温度に相当する140K付近で最も強い磁気散乱強度が得られた。これは理論的に予想されるスピン密度波機構とコンシステントな温度依存性が得られた。一方、x = 0.5では、ネール温度以下から磁気散乱強度が増大しはじめ、最低温にて最大強度が得られる結果となった。これはx = 0の遍歴磁性のモデルとは対照的で、AFM2が局在磁性であることを示している。本結果から、La1ーyYyFeAsO1ーxHxの超伝導相中に見られる二種のスピン揺らぎの由来を切り分けるには、波数依存性だけでなく温度依存性を測定することが有効であることが分かった。次にベルト型高圧合成装置を用い、1200C、5GPaの条件下でx = 0.15, y = 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.9の仕込み組成においてLa1ーyYyFeAsO1ーxHxの合成を試みた。広いイットリウム濃度範囲において本相の合成に成功した。また昇温脱離ガス分析、電子線マイクロプローブアナライザを用いて化学組成の分析を行った。イットリウム、水素の両濃度とも仕込み濃度に近い値が得られ、本件度もしくは来年度以降中性子非弾性散乱測定に臨む化学組成:(x, y)=(0, 0.85), (0.2, 0.85), (0.5, 0.85)を持つ試料の合成が可能であることを確認した。当初の予想通り、AFM1とAFM2相の磁気励起に構造的違いがあることを実験的に明らかにすることができたことが大きい。さらに、ターゲットとしているLa1-yYyFeAsO1-xHxの高圧合成も計画通り遂行できており、順調に研究を遂行できていると考えている。今後は、ターゲット試料の超伝導特性の評価、重水素化に取り組み、試料を10g程度合成した後に中性子非弾性散乱測定に臨む。もとの計画では平成30年度に試料の大量合成をするため、遊星ボールミルの購入を考えていた。しかし、昨年度は主に磁性相への非弾性散乱測定を行ったため、スピン励起の強度が強く大量に試料を合成する必要が無かった。平成31年度には超伝導試料の合成と非弾性散乱測定を計画しているため、これらの試料からのシグナルは磁性相と比べ圧倒的に小さい事が予想されるため、試料を大量に合成する必要があり、予定通りボールミルの購入を考えている。
幼児の遊びと対人行動に関する臨床的観察機能の研究

1.臨床心理学における観察機能の基礎研究として、一般家庭を観察の場に設定し、一定条件でのビデオ撮影による母子行動観察を定期的に行った。なお本観察は長期縦断をめざし、平成8年3月現在で約1年半を経て継続中である。また、観察者は、観察機能訓練のため、各観察素材をそのつど検討し、特徴的な素材を抽出する作業が行われた。2.1.の映像素材を熟練臨床家が吟味し、観察機能の教育訓練に適切な情報価を持つ素材ユニットを作成した。それは45組の母子交流の映像(各1分前後)を約4分に編集し一単位とする試みである。結果的に「母親・幼児映像」刺激(Video Recording Stimuli of Infant with Mother. VRS-IM)は複数ユニット(23)で構成し、臨床心理学の学習経験の異なる群および隣接領域学習経験群(約120名)に観察させ、刺激印象の記述(非構造化、半構造化、及び構造化された記述様式による)を求める映像評価調査を施行した。調査結果から、「観察視点」「観察内容」「観察様式」「観察体験」に関する72項目の指標が抽出された。この指標を用いて観察記述を分析し、因子分析した結果、観察機能を規定する諸要因として「観察内容」では7因子、「観察様式」では4因子が採用された。各因子得点の分析の結果、ユニット提示に伴う観察機能の系列的変化や、学習経験の違いによる観察内容の違い等に統計的有意差が認められ、今後この種の母子交流映像刺激ユニットを用いた臨床家庭教育訓練の有効性が示唆された。「内的愛着表象」質問紙、及びロールシャッハテストの分析から、本映像評価調査独自の特性が認められた。それらによって発達早期の自由行動及び母子交流場面が豊かな観察を引き出す刺激価を持つこと、またその場面をコンパクトな映像刺激にまとめたものを臨床心理学的に意義深く用いうることが認められた。健常児の観察セッションを、月一回以上のペースで、母子約10組につき重ね、ビデオ記録データを集積し、行動と人間関係の個別的特徴及び継時的な変化を組織的に検討している。その中で有用な視点や評価基準をいかに設定していくか吟味を重ねているところである。そしてそこから臨床的観察機能そのものの事態にアプローチするための代表的な指標を抽出する作業を進めようとしている。健常母子についての観察セッションを重ね、幼児の遊びと対人行動に関するビデオデータを集積してきたが、それを研究スタップ間で吟味する作業を重ねる中で、臨床的及び発達的に様々な興味深い徴候と視点の発見を得てきている。それは従来臨床児とのかかわりの範囲で得られた知見に比し、より分化した、かつ豊かな示唆を含むものであり、臨床児理解をより充実させうる可能性に満ちたことが確認されてきている。ビデオデータの検討では、複数事例が発達的視点も含め横断的に比較された。母子のかかわりにおけるコミュニケーションの微細な臨床的徴候もみられ、今後、観察を継続するなかで、徴候の推移に更に着目している。来年度は臨床対象児も観察事例に導入し、多様なビデオデータを得て「臨床的観察機能」に焦点を絞った研究を本格化することとする。6年度より開始した一般家庭母子ペアの訪問観察は、長期縦断観察をめざし現在まだ継続中である。定期的に行っている「ビデオ検討会」では、各母子ペアの個性が豊かに現れていることと、各回毎に微細な点を含めて、子どもの行動と対人的関係性、またそれへの母親の応答をめぐって新たな発見があることを確認した。その発見は既存のマーラー理論が教えているものを超えて,様々に微細な点にわたっている。

蓄積されたビデオ記録素材を、熟練臨床家が吟味し、観察機能の教育訓練に適切な情報価を持つ素材ユニット作成-45組の母子交流の映像(各1分前後)を約4分に編集して1単位としたもの-を試みた。次に複数ユニット(23)で構成された「母親-幼児映像」刺激(Video Recording Stimuli of Infant with Mother: VRS-IM)を呈示し、刺激印象の記述(非構造化、半構造化、構造化された記述様式)を求める映像評価調査を行った。対象は臨床心理学の学習経験の異なる群および隣接領域学習経験群で、総数約120名である。本調査から、「観察視点」「観察内容」「観察様式」「観察体験」のカテゴリーに類別される72項目の観察記述指標を抽出した。この指標により観察記述データを分析し、観察機能を規定する緒要因について統計的有意差が認められ、因子分析的にも指標の有効性が確認されると共に、今後VRS-IMを用いて臨床家の教育訓練を行うことの有効性が示唆された。同時に施行した「内的愛着表象」質問紙、およびロールシャッハテストとの連関を分析し、本調査独自の特性が認められた。今後、更に観察データの検討を進めること、および今回得た知見をいかに具体的な臨床事例に対応させていくかが課題として残された。
私法関係における差別禁止法理の検討

本研究は、現在、労働関係だけでなく、他の私法関係においても差別的な取扱いが問題となっている状況に鑑み、特にドイツにおける一般平等取扱法をめぐる議論を手がかりとして、私法関係における差別禁止法理を平等権の侵害ではなく、人格権の侵害と社会参加権の侵害から基礎づけた上で、憲法の私人間適用に関する基本権保護義務論に接合することにより、差別禁止の要件と効果を判断するための枠組みを構築した。平成24年度は、次の3つの作業を平行して行った。第1に、平成23年度に引き続き、ドイツにおける一般平等取扱法の制定過程及び制定後の議論状況に関する調査・検討を行った。当初の計画では、専門家との意見交換及び資料の収集・調査を行うべく、ドイツ(マックス・プランク外国法・国際私法研究所)を訪問するための費用を計上していたが、平成24年5月に、研究代表者が台湾にて開催された国際比較法学会に出席した際に、上記研究所のスタッフと意見交換を行い、資料に関する情報を得ることができたため、本科学研究費より費用を支出する必要がなくなった(そのため、平成24年度にこの費用にあてることを予定していた研究費を国内法に関する資料の収集にあてることとした)。第2に、以上のドイツ法及び日本法の調査・検討を踏まえて、日本における平等権と人格権に関する議論状況を調査・検討することにより、私法関係における差別禁止法理の理論枠組みの検討を進めた。その研究成果の一部を、国際人権法学会にておこなわれたシンポジウム「差別表現・憎悪表現の禁止に関する国際人権法の要請と各国の対応」にてコメンテーターとして招待された際に、発表した。第3に、内閣府の障害者政策委員会禁止部会において行われた「障害を理由とする差別の禁止に関する法律」の制定に向けた審議に委員として参画し、立法の必要性と課題に関する検討を行い、立法の必要性について積極的に提言を行った(研究代表者の発言を含む同部会の議事録はhttp://www8.cao.go.jp/shougai/suishin/seisaku_iinkai/において公表されている)。その成果の一部を、京都大学人権に関する研修会において、「障害を理由とする差別の禁止に関する立法の課題ー障害者政策委員会差別禁止部会意見書の概要」という題目で講演することにより、発表した。第1に、平成23年度および24年度に引き続き、ドイツにおける一般平等取扱法の制定過程及び制定後の議論状況に関する調査・検討を行った。その研究成果の一部を、平成24年11月に国際人権法学会にておこなわれたシンポジウム「差別表現・憎悪表現の禁止に関する国際人権法の要請と各国の対応」にてコメンテーターとして招待された際に発表した後、平成25年10月に、「差別表現・憎悪表現の禁止と民事救済の可能性」と題する論文として公表した。第3に、内閣府の障害者政策委員会禁止部会において行われた「障害を理由とする差別の禁止に関する法律」の制定に向けた審議に委員として参画した後、平成25年に成立した「障害を理由とする差別の解消の推進に関する法律」をもとに、私法関係における差別禁止法理の理論枠組みの構築と救済法理のあり方について検討を進めた。その成果の一部として、平成24年1月14日に内閣府で開催された障害者差別解消関係府省連絡会議において、「私人間における障害を理由とする差別禁止違反の判断構造」というテーマで講演を行い、差別解消に関わる各省庁の担当者と意見交換を行った。その成果は、同名の論文として、近日中に公表する予定である。平成23年度は、次の3つの作業を平行して行った。第1に、ドイツにおける一般平等取扱法の制定過程及び制定後の議論状況の調査・検討を行った。当初の計画では、専門家との意見交換及び資料の収集・調査を行うべく、ドイツを訪問するための費用を計上していたが、平成23年9月に、研究代表者がドイツ学術交流会及びミュンヘン大学により招待講演を依頼され、ドイツを訪問することとなったため、本科学研究費より費用を支出する必要がなくなった(そのため、平成23年度にこの費用にあてることを予定していた研究費の一部を平成24年度の活動にあてることとした)。しかし、結果として、当初予定していたドイツにおける調査は滞りなく行うことができた。第2に、ドイツにおける基本権保護義務論と一般平等取扱法の関係をめぐる議論状況を調査・検討した。基本権保護義務論については、研究代表者がこれまで行ってきた研究をまとめ、研究書として公刊するための作業を進めた。ただし、一般平等取扱法に関する研究成果を盛り込むことも考えられるため、平成23年度は、基本権保護義務と平等権との関係を中心に調査・検討を進めた。

第3に、内閣府の障がい者制度改革推進会議差別禁止部会において行われている「障害を理由とする差別の禁止に関する法律」の制定に向けた審議に委員として参画し、立法の必要性と課題に関する検討を行い、立法の必要性について積極的に提言を行った(研究代表者の発言を含む同部会の議事録はhttp://www8.cao.go.jp/shougai/suishin/kaikaku/kaikaku.htmlにおいて公表されている)。この審議の過程において、障害者権利条約及びドイツ以外の国々における障害者差別に関わる大量の情報を収集することができたほか、障害者団体等を通じて、様々な領域における差別に関する多数の事例を収集することができた。当初の研究計画で予定していた上記3つの作業は、おおむね予定どおり行うことができた。第一に、ドイツにおける一般平等取扱法に関する調査は、上記のとおり、当初予定していたとおり滞りなく行うことができた。第二に、平等権と人格権に関する検討を進めることにより、私法関係における差別禁止法理の理論枠組みの骨格を明らかにすることができた。さらに、そのような理論枠組みにより、具体的な問題として、「差別表現・憎悪表現」をめぐる問題を整理・分析することを試み、上記国際人権法学会のシンポジウムにて発表することにより、他の専門家の反応を確認することもできた。第三に、差別禁止部会においては、障害者政策委員会差別禁止部会意見書の作成に積極的に関与することにより、研究計画で予定していた締約強制に関する問題を含め、私法関係における差別禁止の救済法理について検討を進めることができた。第二に、基本権保護義務論に関するこれまでの研究成果をまとめる作業は、平成23年度中には終了しなかったものの、これは当初の予定と異なり、本研究の成果を盛り込むことを考えたためであり、むしろ本研究が進捗していることによるものである。第三に、差別禁止部会においては、研究代表者が予想していたよりもはるかに多くの情報と知見を得ることができ、今年度以降に作業を進めるための基礎を形成することができた。平成25年度においては、次の作業を行う。第一に、ドイツの一般平等取扱法に関する調査・検討を継続する。平成24年度において必要な資料の収集・調査を行ったものの、質量ともに膨大であり、なお精査を要するところであり、下記の検討を進めるために必要なものを取捨選択しながら、調査・検討を進めることを予定している。第二に、平成25年度中に立法化が予定されている「障害を理由とする差別の解消の推進に関する法律」案を素材として、私法関係における差別禁止法理の理論枠組みの構築と救済法理のあり方について検討を進める。その際には、立法化に向けた情報を内閣府の関係者とも連携しながら収集に努めるほか、上記差別禁止部会に関与した実務家を含む専門家とも意見交換を行うことを予定している。第三に、以上の検討の成果をまとめて、論文等の形で公表する。今後は、平成23年度の成果を踏まえて、当初の予定にしたがい、次の作業を平行して行うことを予定している。第一に、ドイツ一般平等取扱法に関する調査・検討を継続する。その際、平成24年度は、あらためてドイツを訪問し、平成23年度の成果を踏まえて、専門家と意見交換を行い、必要な資料の収集・調査を継続して行うことを予定している。
森林性野ネズミの貯食活動が樹木の更新や分布拡大に及ぼす影響

森林性野ネズミの貯食活動が樹木の更新や分布拡大に及ぼす影響を明らかにするために、マテバシイが優占する常緑広葉樹林で、野ネズミの生息状況と貯食活動、マテバシイのドングリの生産量、実生として定着するまでの死亡要因と死亡率について調査した。アカネズミとヒメネズミの個体数は、繁殖期直後の春に最大となり、秋まで減少し、その後再び増加するという季節変動を、毎年繰り返した。冬季の野ネズミの定住個体数とドングリ生産量の年変動とは、必ずしも一致しなかった。ドングリ生産は、34年周期で豊凶を繰り返した。しいな率は豊作年では凶作年より低かった。野ネズミにより運搬・貯食された地上に落下したドングリの割合は、イノシシなどの中・大型ほ乳類による捕食により変動した。野ネズミは平均1050mドングリを運搬し、主として地中に貯食した。貯食されたドングリは、回収される度にさらに遠方に運搬された。貯食されたドングリの約40%は貯食者以外の野ネズミにより盗まれたが、その場合もより遠くへ運ばれた。1995年から2008年にかけて生産された14年分のドングリの実生として定着するまでの生命表をもとに、key factor解析を行った。実生定着までの死亡の年変動は、野ネズミによる捕食により決定されていた。総死亡と野ネズミによる捕食は密度逆依存的であった。14年間では、ドングリが豊作で、かつ野ネズミの生息数が少なかった1999年、2003年、2007年だけ野ネズミは種子散布者として樹木の更新に貢献し、それ以外の年は種子捕食者としての役割が大きかったことが明らかになった。(1)森林性野ネズミの定住生息数の推定:厳冬期を除き、毎月1回4夜連続で生け捕りわなによる野ネズミの捕獲を行う。捕獲した個体には、個体識別を施し、定住個体数を推定する。(2)種子の落下状況調査:林内に種子トラップを設置し、健全なドングリの落下数を推定する。(3)種子の地上からの消失過程や野ネズミの種子の運搬・貯食行動の解明:林床の固定プロットに落下したドングリの消失とその原因を定期的に調査する。小型発信機を装着したドングリを野ネズミに運搬させ、それを追跡する。貯食されたドングリの回収と盗難については、発信機付きドングリの設置場所に赤外線センサースウィッチ付きカメラを設置し、運搬個体を特定する。その後、各ドングリが貯食された場所にもカメラを設置し、貯食されたドングリの回収者の特定を行う。ドングリを野ネズミによる貯食を同様のパターンで人工貯食し、それらの消失過程を追跡する。(4)稚樹の発生と分散:以上の調査結果をもとに、平成18年度に生産されたドングリが稚樹となるまでの生命表を作成する。・森林性野ネズミの生息数と定住個体の行動圏の推定平成18年4月から12月までの毎月と平成19年3月に、4夜連続で111個の生け捕りわなを設置し、アカネズミとヒメネズミの放逐再捕調査を実施した。本年度は、アカネズミ71個体とヒメネズミ46個体を捕獲し、個体識別を施した後放逐した。秋のマテバシイのドングリ落下時期から翌春まで調査地に生息し続けた個体は8個体であった。平成16年度と17年度のマテバシイの堅果生産が著しく少なかった影響を受けて、野ネズミの生息数はこれまでの調査を通して低かった。・種子の落下状況調査地内で、10月から12月にかけて40個の種子トラップ内に落下したマテバシイの堅果数は394個であった。

地上に落下した堅果6641個について、その状態を調査したところ、シイナ率が14.7%、シギゾウムシにより食害されたものの割合は10.8%で、健全率は74.5%であった。これらの結果から、調査地内には1haあたり約35万個の健全な堅果が落下したと推定された。平成18年度は、マテバシイの堅果の豊作年であると結論づけられた。・地上からの堅果の消失調査地内に設定した固定プロット内に415個の堅果が落下し、278個が健全であった。平成19年3月末までに、約55%にあたる152個が消失した。消失原因はタヌキによる摂食が5個、イノシシによる摂食が3個で、残りは野ネズミによる運搬であると推測された。消失率は、調査を開始して以降最も低く、原因として堅果が豊作であったことや、野ネズミの生息数が少なかったことが考えられた。・野ネズミの貯食行動小型発信機付き堅果は、これまでに4個体が運搬されたのみであった。いずれも10-30mほど運搬され、地中の巣穴や立木の根元に作られた巣穴内で捕食されていた。・稚樹の発生と分散(稚樹と母樹との位置関係の解析)DNA解析を用いて、マテバシイの稚樹と母樹の位置関係を明らかにするための前段として、マテバシイの葉からのDNAの抽出を試み、抽出できることが明らかになった。・森林性野ネズミの生息数の推定:2007年4月から12月までの毎月と2008年3月に、4夜連続で111個の生け捕りわなを設置し、アカネズミとヒメネズミの放逐再捕調査を実施した結果、アカネズミ51個体とヒメネズミ34個体を新たに捕獲し、個体識別を施した後放逐した。秋のマテバシイの堅果落下時期から翌春まで調査地に生息し続けた個体はアカネズミ9個体、ヒメネズミ14個体であった。本年度のマテバシイの堅果生産が前年度に比べ多かった影響を受けて、野ネズミの冬期の生息数は前年度、前々年度より多かった。・種子の落下状況:調査地内では、平成19年度秋に10月から12月にかけて約32万個/haのマテバシイ堅果が落下し、シイナ率は17.0%、シギゾウムシにより食害されたものの割合は6.8%で、健全率は76.2%で、調査地内には1haあたり約24万個の健全な堅果が落下したと推定された。平成19年度は、マテバシイの堅果生産はやや豊作であったと結論づけられた。・地上からの堅果の消失:調査地内に設定した固定プロット内に263個の堅果が落下し、205個が健全であった。2008年3月末までに、全ての堅果が消失した。消失原因はタヌキなどの中型獣による摂食が5個、イノシシによる摂食が139個(不明分も含む)、原因不明が16個で、約40%の堅果が、野ネズミにより運搬されたと推測された。・野ネズミの貯食行動:小型発信機付き堅果40個が2-40mほど運搬され、地中15cmの巣穴内に貯食されていた2個を除き、地表や巣穴内で捕食されていた。2008年4月から12月まで毎月1回4夜連続で、野ネズミの捕獲調査を実施し、アカネズミ80個体、ヒメネズミ67個体を捕獲した。両種の個体数は、春にピークを迎え、夏から秋にかけて減少した。堅果の落下する秋から冬にかけての定住個体数は、アカネズミが5個体、ヒメネズミが3個体であると推定された。調査林分において、マテバシイの堅果は1〓あたり約57千個落下した。そのうち健全な個体は約37千個であった。地上に落下した堅果は12月末までに、その全てが野ネズミに持ち去られるか、大・中型獣によりその場で採食された。11月末に地中に人工貯食された堅果は、5cmまでに貯食された場合は97.7%、10-15cmの深さに貯食された場合は77.7%が12月末までに消失した。
色素増感太陽電池の高性能対電極材料の開発〜フラーレン誘導体を活用したアプローチ〜

近年,地球環境に負荷を与えない,経済的で高性能なクリーンエネルギー生産技術の開発・改良が精力的に行われている。色素増感太陽電池は,その中でも特に注目されているものの1つであり,その比較的高い光電変換効率(10%)に加え,従来用いられている半導体型太陽電池に比べ材料が安価で,また製作に大掛かりな設備を必要としない等の利点を有していることから,国内外で実用化に向けた様々な研究がなされている。しかしながら,それらの研究のほとんどは,色素(光増感)部分や電解液部分の開発・改良が『主』であり,対電極材料開発に関する研究は,意外にもほとんどなされていない。一般に,対電極部分には,白金を蒸着した導電性ガラス(ITO)電極が用いられているが,白金の代わる有機材料を開発することができれば,簡便な塗布および低温処理行程による対電極作成が可能となり,より低コストでセルが開発できるものと期待される。本研究では,新規高性能対電極材料の開発に向け,近年大きな着目を集めているフラーレンやカーボンナノチューブ類などのカーボンクラスターを利用した研究を行った。これらは,その全π共役構造に起因する特異な性質に加え,数年後には数十円/gまで価格が低下すると予測されていることなどから急速にその応用分野が広がっている。ナノカーボン類(C_<60>、CNTなど)を用い、対電極材料としての利用可能性について検討した結果,電極作成方法として界面活性フェロセン(Fe-PEG)を使った"ミセル崩壊法"等を用いることでナノカーボン類の薄膜電極を可能にした。この際膜厚を変えることで高い効率が得られることなどが明らかとなった。本研究では,新規高性能対電極材料の開発に向け,近年大きな着目を集めているフラーレン類などのカーボンクラスターを利用した研究を行った。ナノカーボン類(C_<60>、CNTなど)を用い、対電極材料としての利用可能性について検討した結果,電極作成方法として界面活性フェロセン(Fe-PEG)を使った"ミセル崩壊法^1"を用いることでナノカーボン類の薄膜電極を可能にした。
移動ロボットの自律走行のための環境設計法に関する研究

本考案は自律移動ロボットの高度利用のための作業環境の整備方法について論具体的には、(1)ロボットにとって識別のしやすい人工的なランドマークを設計する、(2)設計した人工ランドマークを作業環境内に適切に配置する、という2つのテーマを設定し、その解決を図った。(1)については、人工ランドマークを、移動ロボット上に搭載された2次元CCDカメラを用いて捉えることで、移動ロボットの自己位置同定を実現する問題を考えた。ランドマークの形状として複数個の特徴点から構成されたものを想定し、特徴点間の相対配置をランドマークの設計パラメータとした。本研究では、「センサの測定値」と「特徴点間の相対距離」、「センサの測定値」と「ランドマーク・ロボット間の相対距離」、のそれぞれの関係式に関するヤコビ行列を特異値分解し、その特異値を用いて誤差を解析するアプローチを採用した。最終的には、ランドマークの製作誤差とセンサの計測誤差を統計的に求めることで、ランドマークの設計問題を解くことができた。(2)については、上記の解析により得られたランドマークを、与えられた環境と自己位置同定における要求精度に応じてどのようにして配置するかの問題を解析した。具体的には、最適配置問題の一分野である立地競争問題の解法を本問題へ拡張した。極値探索法を用いてランドマークを動かし、各ランドマークの勢力が均等となる配置に収束させることで、自己位置誤差を最小とするランドマーク配置の実現が可能となった。自己位置同定誤差が要求仕様の誤差を下回る必要最小限の個数のランドマークを適用することで、最適なランドマーク配置が可能となった。ワークステーションを用いたシミュレーションにより、最適配置を導出する事ができた。
嗜好決定因子に関する調理学的研究

生活習慣病の原因の一つとして食塩や砂糖の過剰摂取が問題になっているが、栄養や健康面からの必要性を強調することだけで、嗜好的・習慣的な調味料使用法を解析することは難しい。食嗜好や味付けの好みが確立される過程や、そのメカニズムを検討することによって、嗜好改善のための具体的な方法論を確立することが必要であると考えられる。本研究では、調味料使用量の実測を通じて、個人別の好みや嗜好の違いを数量化し、親子間や地域間の嗜好の異同を詳細に検討し、嗜好を決定する因子とその影響力を明らかにすることを目的とする。そこで、本研究の2年めにあたる平成12年度では、嗜好に関するアンケート調査を実施すると共に、長崎県および大阪府の同一親子に日頃、食べ慣れている味付けで煮物を作成させ、使用した糖分濃度、塩分濃度を測定した。その結果は次のように要約できる。1.アンケート調査の結果、長崎県の家庭では、砂糖の利用範囲が各種料理におよび、大阪府の家庭に比べ、砂糖の使用範囲が広い傾向にあることが認められた。2.日頃食べ慣れている味付けで調理を行ったところ、長崎県、大阪府ともに親子間の味付けは似通っている傾向が認められた。3.調理後の糖分、塩分濃度は、長崎県在住の親子の方が、大阪府の親子に比べ甘めに味付けをしている傾向が認められた。平成11年度および本年度の結果から、糖分・塩分の使用量およびその味付けには地域差がみられ、親子間においては味付けは似通う傾向がみられ、食嗜好形成には家庭の味付けが影響することが認められた。そこで、本研究の1年めにあたる平成11年度では、市販調味料の糖分、塩分濃度の測定や数種の煮物作成時の糖分、塩分濃度を測定し、煮物調味における糖分、塩分濃度から、同一人物の調味の傾向を定量的に検討した。調味料の糖分(還元糖、全糖)はベルトラン法を、塩分はモール法を用いて測定した。煮物数種類は、長崎県と大阪府在住の女子短大生に作成させた。煮物の糖分・塩分濃度は、材料、煮汁および使用した調味料の重量を測定して求めた。1.日頃食べ慣れている味付けで煮物の調理を行ったところ、調理後の糖分・塩分濃度は、長崎県在住の女子短大生の方が、大阪府の場合よりも糖分濃度が高く、塩分濃度には地域差はほとんど見られなかった。2.各煮物調理における、糖分と塩分の使用比率は、長崎県在住の女子短大生の方が、大阪府の場合よりも糖分使用比率が高く、味付けに砂糖の甘みを中心に行う傾向が見られた。なお、平成12年度は、食嗜好に関する意識調査、官能評価および地域別の食嗜好に関する調査から食嗜好形成メカニズムの検討を行う。
植物免疫誘導に関わるフラジェリン認識情報のタンパク質リン酸化を介した伝達機構

植物免疫反応を誘導するフラジェリン認識後の情報伝達システムをカルシウムシグナルとリン酸化シグナルの両方から明らかにすることを目的とした。まず、22Kイネオリゴアレイを用いてカルシウム依存性プロテインキナーゼ(CPK)遺伝子を含む約300遺伝子がフラジェリン認識によって制御されることを示した。さらに、フラジェリン接種によって誘導される免疫反応は、Ca^<2+>阻害剤やタンパク質リン酸化阻害剤によって顕著に抑制された。そこで、免疫反応誘導時のイネ細胞内のCa^<2+>動態をyellow cameleon 3.6を用いて調べたところ、非親和性菌株およびそのフラジェリンを接種したイネ培養細胞のみで、数分以内の[Ca^<2+>]cytの顕著な上昇が認められた。次に、イネに存在する29個のCPKすべての発現パターンを調べたところ、OsCPK7,8,10,12,13,19が免疫反応特異的に発現誘導されることが明らかになった。そこで、フラジェリン下流遺伝子であるOsWRKY70の発現を指標として各0sCPK遺伝子の免疫反応への関与を調べたところ、OsCPK8とOsCPK13の過剰発現の場合にのみOsWRKY70の発現が誘導されることが示され、これらのRNAi抑制体では免疫反応が阻害された。以上の結果から、イネは非親和性菌株のフラジェリンを認識して、ごく早期に細胞内へのCa^<2+>流入を引き起こし、この細胞内[Ca^<2+>]上昇を受けてOsCPK13などのキナーゼが活性化し、タンパク質リン酸化によってイネの各免疫反応が誘導されていることが明らかになった。一方、申請者は本研究期間中に、過敏感細胞死誘導を誘導する転写因子を初めて同定した。さらに、この転写因子の核への移行がOsCPKを介したリン酸化によって制御されることも初めて明らかにした。植物の免疫システム反応には、過敏感細胞死や活性酸素の発生、細胞壁強化や抗菌性物質の生成などの様々な反応が含まれ、これら一連の反応が組織的に、かつ調和的に誘導されると病原菌は植物から排除される。申請者はこれまで、イネは非親和性植物病原菌の鞭毛構成タンパク質フラジェリンを認識することによって免疫システムを誘導することを世界で初めて明らかにすると同時に、イネによるフラジェリン特異的認識の分子機構を明らかにした。そこで、本研究では、フラジェリン認識後のカルシウムシグナルとそれによって活性化するタンパク質リン酸化機構を明らかにすることにより、イネに存在するフラジェリン認識シグナルの伝達と免疫システム誘導を明らかにすることを目的とした。本年度は、まずフラジェリン認識による細胞内Ca^<2+>動態とプロテインキナーゼの活性化について解析した。イネ培養細胞にYellow cameleon遺伝子を導入し、フラジェリンを処理したところ、非常に早い時間での細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が認められた。この様な反応は非親和性フラジェリンに特異的であり、EDTA等のCa^<2+>キレート剤を処理した場合でも認められなかった。EDTA処理や、親和性フラジェリン処理では免疫反応が誘導されないことが明らかになっているので、細胞内Ca^<2+>濃度の上昇がフラジェリンシグナル伝達に必須であることが見いだされた。次に、OsCDPKの標的分子の特定とリン酸化カスケードの解析を行った。イネ15000遺伝子についてマイクロアレイで解析したところ、28個存在するOsCDPKファミリー遺伝子の中で、5つのOsCDPK遺伝子が発現誘導されることが明らかになった。

そこで、これをすべてクローニングし、イネプロトプラストに導入し、細胞内での発現を行ったところ、この中の一つの分子のみが、活性酸素の発生を誘導した。このことは、このOsCDPK分子によって活性酸素発生に関与することをすでに同定しているNADPHoxidase(Osrboh)の活性化が起きていることを示している。現在、このOsCDPK分子によるOsrboh分子の活性化機構について解析を行っている。最後に、リン酸化カスケードシグナルによる免疫反応の一つである過敏感細胞死誘導の機構解析について行った。これまで我々は植物特異的転写因子(OsCIT)がOsCDPKの下流で過敏感細胞死を誘導することを示した。そこで、OsCITFのRNAiノックダウン形質転換体を作成したところ、過敏感細胞死の誘導能を失うことが明らかになった。さらに、この形質転換体を用いたマイクロアレイ解析によって、新たにこの転写因子の下流に制御される細胞死実行因子を明らかにした。本研究では、植物免疫反応を誘導するフラジェリン認識後の情報伝達システムをカルシウムシグナルとリン酸化シグナルの両方から明らかにすることを目的とした。まず、22Kイネオリゴアレイを用いて約300遺伝子がフラジェリン認識の下流で制御されることを明らかにした。これらフラジェリン下流遺伝子を詳細に解析したところ、この多くがその活性発現と発現調節にCa^<2+>を必要とした。さらに、フラジェリン接種によって誘導される活性酸素発生と過敏感細胞死は、Ca^<2+>阻害剤やタンパク質リン酸化阻害剤によって顕著に抑制された。そこで、免疫反応誘導時のイネ細胞内のCa^<2+>動態をyellow cameleon 3.6を用いて調べたところ、非親和性菌株およびそのフラジェリンを接種したイネ培養細胞のみで、数分以内の[Ca^<2+>]cytの顕著な上昇が認められた。フラジェリン下流遺伝子の中には、いくつかのカルシウム依存性プロテインキナーゼ(CPK)をコードする遺伝子が含まれていた。そこで、次にイネに存在する29個のCPKすべての発現パターンを調べたところ、OsCPK, 8, 10, 12, 13, 19が非親和性菌株特異的に発現誘導されることが明らかになった。そこで、フラジェリン下流遺伝子であるOsWRKY70のプロモーターにルシフェラーゼ遺伝子を連結したベクターとそれぞれのOsCPK遺伝子をイネプロトプラストで共発現させたところ、OsCPK8とOsCPK13の過剰発現の場合にのみOsWRKY70の発現が誘導されることが示された。以上の結果から、イネは非親和性菌株のフラジェリンを認識して、ごく早期に細胞内へのCa^<2+>流入を引き起こし、この細胞内[Ca^<2+>]上昇を受けてOsCPK13などのキナーゼが活性化し、タンパク質リン酸化によってイネの各免疫反応が誘導されていることが明らかになった。一方、申請者は本研究期間中に、過敏感細胞死誘導を誘導する転写因子を初めて同定した。この転写因子は、過敏感細胞死誘導時に細胞質から核に急速に移行することが示され、この移行があOsCPKを介したリン酸化によって制御されることが初めて明らかになった。
FOXO1による骨格筋量の調節機構の解明

高齢化社会が進む現代社会において、骨格筋機能を保持することは生活の質(QOL)の向上や生活習慣病予防の観点から重要である。本研究では、筋神経損傷やギプス固定により生じる骨格筋萎縮の責任分子として、フォークヘッド型転写調節因子FOXO1に注目し、FOXO1による骨格筋量調節機構の解明を目指した。転写因子および転写共役因子であるFOXO1はPGC-1αや核内受容体など、様々な蛋白質と結合して転写を調節することが報告されている。そこで、骨格筋においてFOXO1と結合する蛋白質を探索した。方法は酵母2ハイブリッド法を用いた。昨年度までの研究では、FOXO1と結合することが確認された2遺伝子(X,Y)の骨格筋特異的過剰発現マウスを作製し、その内の一つの過剰発現マウス(Xマウス)では、骨格筋量の減少が認められた。本年度は、研究実施計画に従って、Xマウスの解析とメカニズムの解明を行った。Xマウスの骨格筋量減少のメカニズムを明らかにするため、骨格筋を用いてマイクロアレイ解析を行った。その結果、筋神経損傷モデルマウスと類似の遺伝子発現パターンを示すことが明らかとなった。実際、マウスの坐骨神経切除により、骨格筋においてX遺伝子の遺伝子発現の増加が認められ、筋神経損傷におけるX遺伝子の病態生理的意義が示唆された。また、Xマウスの解析とは別に、研究代表者はFOXO1と相互作用する分子として、核内受容体であるRXRγに注目して研究を行なっている。これまでに、骨格筋特異的にRXRγを過剰発現するマウス(RXRγマウス)を作製し、RXRγマウスは肥満による糖代謝の悪化を抑制することを明らかにした。骨格筋はエネルギー代謝・糖取り込みなど、生活習慣病の標的器官としても重要であるため、FOXO1とその相互作用分子のメカニズムが明らかになれば、糖尿病や肥満といった生活習慣病の予防に関する有用な情報が得られることが期待される。骨格筋萎縮時に遺伝子発現が亢進し、骨格筋量を調節することが知られている転写因子および転写共役因子であるFOXO1に注目し、FOXO1による骨格筋量調節機構の解明を目指した。骨格筋cDNAライブラリー100万クローンからFOXO1と蛋白質-蛋白質相互作用する分子を11クローン同定した。11クローンの中から、蛋白質相互作用モチーフを持ち、転写共役因子として作用することが報告されている遺伝子Xに注目した。初めに、GST pull-down法により、FOXO1と遺伝子Xが直接蛋白質-蛋白質相互作用することを確認した。また、遺伝子Xはスプライシングバリアント体が3種類存在すると報告されているが、そのいずれもFOXO1と結合することを確認した。次に、遺伝子Xは転写因子と結合して転写を正に調節することが報告されていることから、レポーターアッセイによりFOXO1の転写活性化能に対する遺伝子Xの作用を検討した。その結果、遺伝子XはFOXO1の転写活性化能を促進することが明らかとなった。以上より、遺伝子Xは骨格筋においてFOXO1と直接結合し、骨格筋萎縮を促進する可能性が示唆された。骨格筋委縮時に遺伝子発現が亢進し、骨格筋量調節に関与することが知られている転写因子および転写共役因子であるFOXO1に注目し、FOXO1による骨格筋量調節機構の解明を目指した。昨年度の研究で、FOXO1と結合し、筋萎縮への関与が示唆された2遺伝子が既に得られている。本年度は、当初の研究計画に従って、結合が確認できた2遺伝子(X,Y)に関して、骨格筋特異的過剰発現マウスを作製し、解析した。その内の一つの過剰発現マウス(Xマウス)では、骨格筋量の減少が認められた。また、遺伝子発現の検討では白筋に特徴的な遺伝子の発現が減少しており、筋線維タイプの変換が起きている可能性が示唆された。本研究は、骨格筋の萎縮/増量の分子機構の解明を目指す基礎研究であるが、Xマウスの骨格筋量減少の分子機構が明らかになれば、筋萎縮の予防・治療をターゲットとした新しい創薬の提案が可能になると考えられる。また、骨格筋はエネルギー代謝・糖取り込みなど、生活習慣病の標的器官としても重要であるため、筋萎縮の遺伝子発現調節レベルでの分子機構が明らかになれば、糖尿病や肥満といった生活習慣病の予防に関する有用な情報が得られることが期待される。

昨年度までの研究では、FOXO1と結合することが確認された2遺伝子(X,Y)の骨格筋特異的過剰発現マウスを作製し、その内の一つの過剰発現マウス(Xマウス)では、骨格筋量の減少が認められた。本年度は、研究実施計画に従って、Xマウスの解析とメカニズムの解明を行った。Xマウスの骨格筋量減少のメカニズムを明らかにするため、骨格筋を用いてマイクロアレイ解析を行った。その結果、筋神経損傷モデルマウスと類似の遺伝子発現パターンを示すことが明らかとなった。実際、マウスの坐骨神経切除により、骨格筋においてX遺伝子の遺伝子発現の増加が認められ、筋神経損傷におけるX遺伝子の病態生理的意義が示唆された。また、Xマウスの解析とは別に、研究代表者はFOXO1と相互作用する分子として、核内受容体であるRXRγに注目して研究を行なっている。これまでに、骨格筋特異的にRXRγを過剰発現するマウス(RXRγマウス)を作製し、RXRγマウスは肥満による糖代謝の悪化を抑制することを明らかにした。骨格筋はエネルギー代謝・糖取り込みなど、生活習慣病の標的器官としても重要であるため、FOXO1とその相互作用分子のメカニズムが明らかになれば、糖尿病や肥満といった生活習慣病の予防に関する有用な情報が得られることが期待される。