hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エンドサイトーシスによる受容体輸送機構の解明

細胞膜上の受容体はリガンドと結合することにより活性化され、その後、エンドサイトーシスにより細胞内へと取り込まれる。この機構は、細胞増殖シグナルの下方制御やウィルス感染に深く関わっている。しかしながら、活性化した受容体がどのようにしてクラスリン小胞に取り込まれるのか、また受容体を含むクラスリン小胞がどのようにして初期エンドソームに輸送されるのか、についてはまだ十分には解明されていない。本研究において、私達はクラスリン小胞形成の初期過程について、詳細に解析し、受容体の取込み過程に必要な複数のタンパク質の同定に成功した。また、酵母遺伝子欠損ライブラリーのスクリーニングにより、受容体のエンドサイトーシスに異常のみられる変異体の複数単離に成功し、その表現型の解析を行った。これらの成果は、これまで不明であった出芽酵母における受容体のエンドサイトーシス新しい機構の解明に繋がると期待される。本年度計画に沿って以下の研究を実施した。1つ目の研究課題である「活性化した受容体のクラスリン小胞への移動機構の解明」については、リガンドー受容体の移動を制御する蛋白質の同定を試みた。受容体の移動にはリン酸化が必要であるため、酵母接合フェロモン受容体であるSte2のリン酸化型変異体を作製し、22種類のエンドサイトーシス関連蛋白質との結合解析を行った。この結果、Apl1p、Apm4p、Aps2p、End3p、Ent1p、Sla1p、Syp1p、Yap1801p、Yap1802pの9種類のエンドサイトーシス関連蛋白質がコントロールと比較して強く結合していることが分かった。次に、これら9種類の蛋白質について、リン酸化依存的な結合を調べるため脱リン酸化型Ste2p(Ste2-6SA)との結合を調べた。この結果、Apl1p、Apm4p、End3p、Ent1p、Sla1p、Syp1pの6種類の蛋白質が、脱リン酸化型Ste2pよりリン酸化型Ste2pに強く結合することが分かった。これらの遺伝子のSte2pのエンドサイトーシスにおける役割については現在、解析中である。また、酵母ゲノムライブラリーを用いて40万種の形質転換体をツーハイブリッドシステムによりスクリーニングし、Ste2pの蛋白質として機能未知蛋白質であるYlr419wを同定した。2つ目の研究課題である、「クラスリン小胞の初期エンドソームへの輸送機構の解明」については、クラスリン小胞とエンドソームの会合メカニズムを明らかにするために、クラスリン小胞とエンドソームの会合を仲介しているアクチンフィラメントの動態に異常がある変異体の同定を試みた。エンドサイトーシス関連蛋白質の遺伝子欠損変異体を約100種類作製し、これらの変異体におけるアクチンフィラメントの動態を解析した。これまでに、アクチンフィラメントの動態に異常がある遺伝子欠損変異体を数種類同定しており、現在、これらの変異体におけるクラスリン小胞とアクチンフィラメントの相互作用について詳細に解析している。酵母ツーハイブリッドスクリーニングにより、ユビキチン化したSte2pに結合する蛋白質の解析を行い、Ste2受容体に特異的に結合する幾つかの蛋白質の単離に成功した。この中で、哺乳類14-3-3蛋白質酵母ホモログであるBmh2pをSte2pの新規結合蛋白質として解析を進めた。哺乳類14-3-3蛋白質は様々な種の細胞において幅広く発現し、高度に保存されているアダプター蛋白質であり、標的蛋白質とリン酸Ser/Thrを介して結合することが知られている。Bmh2pがSte2pにリン酸化依存的に結合するか調べるため、脱リン酸化型Ste2pを作製し結合を調べた。この結果、Bmh2pは脱リン酸化型受容体とは結合しなかった。BMH2遺伝子はクラスリン遺伝子と遺伝学的に相互作用することが報告されており、また、近年哺乳類ホモログである14-3-3も細胞内輸送に関与することが報告されている。これらのことからBmh2pはSte2pのクラスリン被覆小胞によるエンドサイトーシスに関与している可能性が高い。また、Bmh2pの他に機能未知蛋白質であるYlr419wを同定し、現在その機能を解析中である。

2つ目の研究課題である、「クラスリン小胞の初期エンドソームへの輸送機構の解明」については、クラスリン小胞とエンドソームの会合メカニズムを明らかにするために、蛍光標識したエンドサイトーシスマーカーを用いて、クラスリン小胞-エンドソーム間の輸送に異常がみられる変異体をスクリーニングした。本年度は、出芽酵母の全遺伝子(約6500種類)の約半数の変異体についてスクリーニングが完了し、約50種類の輸送に異常が見られる変異体を同定した。また、クラスリン小胞やエンドソームに局在する蛋白質、もしくはリソソーム(液胞)への輸送に関わる蛋白質の中から約40種類を選別し、これらの遺伝子欠損変異体におけるクラスリン小胞の動態を解析した。この結果、数種類の変異体において、顕著なクラスリン被覆形成の異常が見られた。本年度計画に沿って以下の研究を実施した。「クラスリン小胞の初期エンドソームへの輸送機構の解明」については、クラスリン小胞とエンドソームの会合メカニズムを明らかにするために、蛍光標識したエンドサイトーシスマーカーを用いて、クラスリン小胞ーエンドソーム間の輸送に異常がみられる変異体をスクリーニングした。本年度は、出芽酵母の全遺伝子(約6500種類)の約8割の変異体についてスクリーニングが完了し、約200種類の輸送に異常が見られる変異体を同定した。得られた変異体について、さらに詳細な解析を行った結果、輸送異常の表現型として、「細胞膜から細胞内の輸送」、「エンドソーム間の輸送」、「エンドソームからリソソームへの輸送」の三つに大きく分類することができた。この中で、「細胞膜からの取り込みに異常があるもの」について、さらにクラスリン被覆小胞の形成段階に与える影響、またエンドソームマーカーの細胞内への取り込み量の解析を行った。この結果、約10種類の変異体ではクラスリン被覆の形成過程に異常があること、また約20種類についてはエンドソームマーカーの細胞への結合効率が低下していることが分かった。また、本スクリーニングにより、約10種類の機能未知の遺伝子の同定に成功しており、今後はこれらの機能解析を進めて行く予定である。「クラスリン小胞ーエンドソーム間輸送におけるアクチン骨格の役割」については、エンドサイトーシス過程のアクチン骨格制御因子であるPan1pの変異体を用いてアクチン依存的な動態を示すエンドソームの同定を試みた。この結果、ESCRT-0およびESCRT-1複合体の構成分子が特異的にこのアクチン凝集体に局在することを明らかにした。さらに、ESCRT-0の構成分子をマーカーとして用いることにより、初期ESCRT複合体の局在するエンドソームがアクチン骨格依存的に運動していることを明らかにした。研究計画(I)については、Ste2受容体のユビキチン化機構の解明を目標として、その結合タンパク質の同定を試みた。この結果、いくつかのSte2特異的結合タンパク質の単離に成功した。研究計画(II)については、出芽酵母遺伝子欠損変異体のスクリーニング、およびアクチン変異体の解析を行っており、ほぼ計画通りに進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。リガンドの結合により活性化した受容体がクラスリン小胞へと移動する機構を明らかにする。これまでの研究において、私達は出芽酵母のSte2受容体のクラスリン小胞への移動にはユビキチン化が必要であることを明らかにした。
公共スポーツ施設の民営化にともなう雇用創出効果

<成果1>全国の公共スポーツ施設のアンケート調査実施と、データベース化財団法人日本体育施設協会と共同で、同協会に加盟する15,068施設(16年度現在)全てを対象としたアンケート調査を、17年度に実施した。施設属性(種別、規模、建築年数、設置者等)の他、施設雇用(人数、人件費等)、関連雇用(委託費等)、事業収支(利用料収入、事業収入、補助金・委託費収入、高熱水費、人件費、委託費等)など、多岐にわたる質問項目を設け、3,391施設(回収率22.5%)から回答を得ることができた。そのうち、分析に耐えられるだけの回答が得られた施設は2,974施設(回収率19.7%)であった。満足のいく回収率とは言えないが、公共スポーツ施設の詳細な経営データを蓄積した全国的なデータベースは他には皆無であり、非常に貴重なものといえる。さらに、商用データベース(GIS)を活用し、回答が得られた施設について、立地環境、周辺人口と世帯所得、競合施設、交通利便性等を施設ごとに分析。各々の施設が民営化を実施する上で大いに有用となる、経営指標や地域特性に関するデータを追加することもできた。<成果2>公共スポーツ施設民営化論の整理15年度と17年度に、ロンドン市内の公共スポーツ施設の民営化事例について、運営担当者、地方自治体担当者にインタビュー調査を実施。また、公共スポーツ施設民営化の研究者にもインタビューを行い、民営化の課題ならびに評価についての知見を得ることができた。その他、インタビュー調査により必ずしも英国がスポーツ分野でのPFIがわが国以上に進んでいるとは言えないことがわかった。その背景として英国の公共スポーツ施設整備がLottery(国営宝くじ)からの潤沢な予算に支えられていることが挙げられる。また、広い意味での民営化としてTrust(非営利組織)への委託が進んでおり、英国では民営化=営利法人との契約ではなく、非営利組織を含め施段経営の最適化を図っていることもわかった。なお、本研究により得られた新たな知見をもとに、当初4ヵ年で実施する予定だった本研究を前倒しで終了とし、新たな課題番号「18300213」に引継ぎさらに継続していくこととなった。(1)官庁統計の再分析統計法第15条第2項に定める「目的外利用申請」を行い、「社会教育調査」(指定統計)の再分析の準備を行った。社会教育調査は悉皆調査であり、施投利用はもとより職員数(一部)についても調査している。これにより施設種別、地域別に職員数を把握することができる。一方、その雇用形態、貸金については調査に含まれていないため、これらの雇用項目の詳細については、別途、調査の必要がある。これについては16年度に実施する。(2)公共スポーツ施設民営化論の整理英国、オーストラリア、ニュージーランドで進められている公共施設の民営化について、英国の関係者にインタビューをし、それらの理論的根拠・法的整備状況について調査した。その結果、イギリスでは、1989年に「スポーツ・レジャー施設に対する競争入札条例」が施行され、サービス事業の35%を3年後までに、さらに残りの全事業を4年後までに競争入札にかけることが義務づけられた。

スポーツ・カウンシルが4年後の1993年にイングランドの373の自治体のスポーツ施設に対して行った調査では、全体の10%が民間事業者に運営が移管されたと報告されている。また、現在英国ではスポーツ分野では13のPPP (Public Private Partnership)が実施されており、そのうちPFI (Private Finance Initiative)契約が済んでいる事例は3箇所であり、必ずしも英国がスポーツ分野でのPFIがわが国以上に進んでいるとは限らないことがわかった。その背景として英国の公共スポーツ施設整備がLottery(国営宝くじ)からの潤沢な予算に支えられていることもわかった。一方、広い意味での民営化としてTrust(非営利組織)への委託が進んでおり、英国では民営化=営利法人との契約ではなく、非営利組織を含め施段経営の最適化を図っていることがわかった。(3)公共スポーツ施設雇用実態調査わが国の地方公共団体が設置・管理している体育・スポーツ施設15056箇所を対象に、Web上にて調査を行った。Webアンケート調査に先立ち、各管理者に対して、ID、パスワード、調査手順を郵送するとともに、調査期間中に督促状を郵送した。完全回収数1755、一部回収数4068であった。調査項目は、施設属性(種別、規模、建築年数、設置者等)に加えて、施設雇用(人数、人件費等)、関連雇用(委託費等)、事業収支(利用料収入、事業収入、補助金・委託費収入、高熱水費、人件費、委託費等)とした。調査の実施に際しては、正確な調査台帳の作成、Webアンケートへの回答率向上の観点から、(財)日本体育施設協会との共同調査とした。(4)公共スポーツ施設民営化調査上記(3)の施設を対象に、施設の立地環境、周辺人口、競合施設、交通利便性等の民営化に必要な基礎的要件を、商用データベース(GIS)を活用し調査した。その結果、一定の条件を満たした施設を対象に、施設を所管する行政部局に対して、当該施設の民営化の意向・課題等について調査をした。人口集積の高い地方公共団体の施設については、指定管理者制度の導入ならびに公募制の導入が進められていることがわかった。最新の社会教育調査(文部科学省、2004)の生データを入手し施設類型をするためのクラスター分析を行った。同調査では47,321箇所と報告されているが、実際には同一場所の複合施設を個別にカウントしており、施設経営上の単位と考えられる場所数を求めたところ、27,085場所であることがわかった。単体型を除き複合型をクラスター分析にかけ、4つの類型ならびにその他に分類することができた。平成15年度、17年度の両年度にわたり、ロンドン市内の公共スポーツ施設の民営化事例について、運営担当者ならびに地方自治体担当者にインタビュー調査を行った。また、イギリスならびに欧州での公共スポーツ施設民営化の研究者にインタビューを行い、民営化の課題ならびに評価について知見を得るとともに、この研究の妥当性と独自性を再確認した。インターネットを利用したWeb調査システムの開発・構築を行い、数回のプレ調査実施した後、(財)日本体育施設協会会員名簿(平成16年度版)に記載されている15,068施設を対象に調査を実施し、3,391施設(回収率22.5%)から回答を得た。
視線に基づく模倣インタラクションによる自己の興味への気づきとその評価方法の確立

自己の潜在的状態への気づきは,いつ生まれるのであろうか?それを探るアプローチの一つとして,他者の興味,関心を理解するプロセスの一つである共同注視を自己と行う注視模倣インタラクションを提案している.本研究では,ユーザの注視行動を擬人化エージェントが同期同調して模倣するGaze Mirroringを設計した.そして,ユーザがディスプレイに提示された複数の視覚対象から好みのものを選択する状況において,興味を持つ対象への注視持続時間が有意に増加することを確認した.また,本研究を通じて,人間の認知状態と注視行動および視覚環境コンテキストとの間の関係をモデル化するための数々の有用な知見を得た.自己の潜在的状態への気づきは,いつ生まれるのであろうか?本研究では,ユーザの注視行動をシステムが模倣することでユーザに自己の潜在的な興味への気づきを促進する注視模倣インタラクションを設計し,その効果を評価する.その過程で,1気づきを促進する模倣インタラクションの構成要素を明らかにし,2模倣に対するユーザの注視反応行動,注視協調行動を数理モデル化,3生体指標を含めたマルチモーダルデータに基づく気づきの兆候の抽出を目指し,大規模な被験者実験を通じて注視模倣による興味への気づき理論を深化させる.本研究で得られる成果は,興味と注視行動の関係を明らかにするための有用な知見になると考えられる.注視模倣インタラクションにおける注視行動は,システムによる模倣とユーザの内的状態だけではなく,注視対象を構成する画像や文章といった要素オブジェクトの属性,複数オブジェクト間の空間的構造,意味的関係性などにも影響を受けて表出される.そこで,平成24年度は,視覚的コンテンツのレイアウト構造と注視行動の時空間特徴との関係および,それらと内的状態との関係を分析し,ユーザが商品カタログから商品を選ぶ状況において,情報を獲得する状態では各商品を表現するオブジェクト領域内での頻繁な注視位置の切り替えが表れ,複数オブジェクトから1つを選択決定する状態ではオブジェクト領域間での頻繁な注視位置の切り替えが表れることを定量的に抽出し,それらの注視行動をモデル化した.自己の潜在的状態への気づきは,いつ生まれるのであろうか?それを探るアプローチの一つとして,他者の興味,関心を理解するプロセスの一つである共同注視を自己と行う注視模倣インタラクションを提案している.本研究では,ユーザの注視行動をシステムが同期同調して模倣するGaze Mirroringを設計し,その効果を評価した.その過程で,1気づきを促進する模倣インタラクションの構成要素を明らかにし,2模倣に対するユーザの注視反応行動,注視協調行動を数理モデル化,3生体指標を含めたマルチモーダルデータに基づく気づきの兆候の抽出を目指した.まず,ユーザがディスプレイに提示された複数の視覚対象から好みのものを選択する状況において,興味を持つ対象への注視持続時間が有意に増加するというGaze Mirroring効果を確認した.そして,注視反応行動,注視協調行動を数理モデル化および気づきの兆候を抽出するための基盤として,視覚的注意の計算モデルを設計,視覚コンテンツのレイアウト構造とユーザの認知状態が及ぼす注視行動の変容を分析,多様な注視模倣を行いながらマルチモーダル生体情報を計測する環境を構築した.本研究で得られた成果は,興味と注視行動の関係を明らかにするための有用な知見である.平成25年度は,注視模倣インタラクションの設計,興味と注視行動との関係および気づきの議論を行う上で,視覚的注意の重要性を再認識し,人間が視覚目標に注意を向ける際の視覚刺激への視線の誘目度を目標刺激の視覚特徴分布と視野内の局所的な視覚特徴分布との分散比に基づいて推定する計算モデルを提案し,従来モデルより良い性能を得た.自己の潜在的状態への気づきは,いつ生まれるのであろうか?それを探るアプローチの一つとして,他者の興味,関心を理解するプロセスの一つである共同注視を自己と行う注視模倣インタラクションを提案している.本研究では,ユーザの注視行動を擬人化エージェントが同期同調して模倣するGaze Mirroringを設計した.そして,ユーザがディスプレイに提示された複数の視覚対象から好みのものを選択する状況において,興味を持つ対象への注視持続時間が有意に増加することを確認した.また,本研究を通じて,人間の認知状態と注視行動および視覚環境コンテキストとの間の関係をモデル化するための数々の有用な知見を得た.自己の潜在的状態への気づきは,いつ生まれるのであろうか?本研究では,ユーザの注視行動をシステムが模倣することでユーザに自己の潜在的な興味への気づきを促進する注視模倣インタラクションを設計し,その効果を評価する.その過程で,(1)気づきを促進する模倣インタラクションの構成要素を明らかにし,(2)模倣に対するユーザの注視反応行動,注視協調行動を数理モデル化,(3)生体指標を含めたマルチモーダルデータに基づく気づきの兆候の抽出を目指し,大規模な被験者実験を通じて注視模倣による興味への気づき理論を深化させる.本研究で得られる成果は,興味と注視行動の関係を明らかにするための有用な知見になると考えられる.平成23年度は,ディスプレイに提示された擬人化エージェントを通して,システムがユーザの注視行動を同期同調して模倣するGaze Mirroringを定量的に評価した.Gaze Mirroringによる注視行動のフィードバックは,(1)ユーザに対して鏡の役割を果たすことで自己の注視に対する気づきを与える,(2)共同注視の効果によって興味を反映した注視行動を引き出す可能性がある.

そこで,ユーザがディスプレイに提示された複数の商品から好みのものを選択する状況を設定した実験を行い,興味を持つ対象への注視持続時間が有意に増加するというGaze Mirroring効果を確認した.そして,電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーション基礎研究会において「コミュニケーションと気づき」セッションを企画し,このGaze Mirroring効果について多分野の研究者と議論を行った.平成24年度に行った視覚的コンテンツのレイアウト構造と注視行動の時空間特徴および内的状態との関係の分析は当初計画されていなかったが,模倣に対するユーザの注視行動を数理モデル化するために考慮しなければならない分析要素であり,重要な知見を獲得することに至った.その知見に基づくと,ユーザは情報獲得状態や選択決定状態といった内的状態に応じて注視行動を変化させるため,システムによる模倣方略のパラメータ制御もユーザの注視行動状態を考慮することが有効であると考えられる.年度途中での職位の変化と,日本学術振興会「組織的な若手研究者等海外派遣プログラム」のもとでの3ヶ月間の海外滞在が影響し,本研究へのエフォートが計画当初の想定範囲外で下がり,計画通りの進展を達成することができなかった.そのため,計画よりやや遅れているが,注視模倣インタラクション以外の状況での注視行動に関わる研究を並列に推進させ,平成23年度から継続的に行ってきた「人間の視覚的注意の計算モデル」についてのサーベイ活動が論文執筆へと展開し,英論文誌に採録されるなど,今後の研究推進を加速し,注視模倣による興味への気づき理論の議論を深化させるための重要な成果を挙げている.注視模倣の基盤的な模倣方略である同期・同調模倣(Gaze Mirroring)について,従来は注視対象への累積注視時間を評価のための指標としていたが,追試を加えて注視持続時間と注視パターンに基づいたGaze Mirroring効果を確認した.この追試による検証は当初計画されていなかったが,注視模倣インタラクションの最も基礎的な特性を導出し,模倣に対するユーザの注視行動を数理モデル化するための重要な知見を獲得した.また,所属機関の異動が,多様な分野の研究者との議論を行う機会を持つ一要因となり,モデルおよび評価方法を再検討する知識を多く得るに至った.特に,電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会で発表した「人間の視覚的注意の計算モデル」についてのサーベイ論文に関わる活動は,注視模倣による興味への気づき理論の議論を深化させる.このように,当初の研究実施計画を変更して研究活動を遂行したため,計画よりやや遅れているが,研究推進を加速し,研究目的を達成するための重要な成果を挙げている.システムによる注視模倣を,ユーザが自己に対する模倣として認知するか,模倣ではなく他者の注視行動として認知するかによって,ユーザの注視行動に差異が現れる可能性がある.平成25年度はまず,模倣方略のパラメータを制御する被験者実験を行い,いくつかの模倣パターンに対する注視行動を比較分析する.先行実験において,同期同調した注視模倣に対して実験参加者の多くは不快さや違和感を感じていたため,模倣としての自然さの主観評価も並行して行い,上述の比較分析結果に基づいて注視行動と興味の関係も明確化させられる最適なパラメータを導出する.
BETS系有機導体の電子状態

λ型BETS_2FeCl_4は高磁場の印加による超伝導の発現を示す特異な物質である。我々は、Feの3dスピンが主導となって転移をしていることに疑問を感じ、比熱および帯磁率の測定とそれに基づくモデルづくりを行なった。極低温から15Kまでの比熱測定からは低温相で当然反強磁性の一端を担っていると考えられてきたFeのスピンが、転移のあとも80%以上エントロピーは消費されないまま残っていることを明らかにした。続いてFeがπスピンが形成する反強磁性秩序から交代磁場を受けるとして副格子モデルを用いて比熱と同じパラメータで理解可能か検討を行なった。その結果、弱磁場、またその方向性まで含めて極めて良い一致を見た。このことは3dスピンはπスピンが作る内部磁場を感じて温度変化する検出器の役割を果たしていることが明らかとなった。このプローブを利用してClをBrで置換することでπ-d相互作用の大きさを制御した系、およびFe濃度を希薄にしたFeGa混晶系を用いて内部磁場の観測を行なった。その結果Fe濃度に比例し内部磁場が増大すること、ClからBrの置換によるπ-d相互作用を強めると内部磁場が増大することを定量的に見積もり、同時に転移温度も同様に高温側に移動することを明らかにした。これは反強磁性絶縁体転移解明において重要な情報となる。強相関電子における常磁性金属から反強磁性絶縁体へと転移する新しい相転移における相転移機構が未だ不明のままである。これを解決するため比熱、帯磁率などの熱力学的測定を行い、根本原因となっている伝導電子と磁性スピンとの関係を議論する。この問題にはπ-d相互作用と低次元磁性が作る新しい相転移の本質が隠されているものと考え熱測定による各電子の自由度の変化をエントロピーから定量的に明らかにすることを目的として、比熱の温度依存性の詳細な測定を行った。21年度はπ電子状態と鉄の3dスピンの自由度が常磁性金属から反強磁性絶縁体へと転移を行う時点でどのように変化するのか検討した結果、次のことが明らかとなった。1)転移ではπスピン系が作る有効磁場を鉄の3dスピンが感じてゼーマン分裂を増大することによるエントロピーの減少を観測する。2)低温部に見られる内部磁場を反映したSchottky比熱からその内部磁場の温度依存性がメスバウアー効果から測定された内部磁場の温度依存性と完全に一致する。3)転移においてはπ電子系のスピンの自由度の変化はほとんど観測されない。4)Feを磁性のないGaで部分的に置き換えた試料ではFeスピン濃度の増大に伴って内部磁場が増大し、転移温度が上昇する。これらは特異な常磁性金属-反強磁性絶縁体転移におけるπ電子-d電子の関係を定量的に評価するうえで、Feの3dスピンのよる自由度の温度変化を明らかにすることでπ電子系の常磁性金属から反強磁性絶縁体へと転移をV203系よりも定量的に議論できる系であることが明らかとなった。
多次元医用画像の知的診断支援

本特定領域では,多臓器・多疾病の横断型知的診断支援システムの実現に必要な技術基盤の構築を目的にした.その基礎になるのが,人体の解剖学的知識のデータベース化(これを電体新書と名付けた)である.体幹部(胸部及び腹部)の主要な解剖学的構造(皮膚,皮下脂肪,骨格筋構造,骨格構造,体腔構造,内臓脂肪,気管・気管支,肺,心臓,大動脈・大静脈および主要臓器内の血管,乳房,胃,肝臓,腎臓,脾臓,膵臓,胆嚢,大腸小腸,膀胱)を抽出・認識するための電体新書の開発とそれを基礎にした臓器認識技術を開発した.また,これら主要臓器における主要疾病の診断支援を目的に,臓器内部構造の詳細な記述と疾病による画像上の変化など,必要な知識(これを電脳医学大全と名付けた)のデータベース化を進め,多臓器を対象にし,かつ多疾病の診断を可能にする診断支援の基盤開発を行った.その結果,肺がん,各種のびまん性肺疾患,肺気腫,心血管疾患を示す冠動脈石灰化や肥大型心筋症,動脈硬化,骨粗鬆症,乳がん,肝臓がん,肝硬変,嚢胞,胃がん,大腸ポリープ,前立腺がん,硬膜下血腫・硬膜外血腫,脳血流量などの診断に必要な画像上の特徴抽出および判定基準の決定がなされ,主要病変の診断支援の高度化を達成した.さらに,コンピュータ内の仮想人体内部を自由に移動しつつ,臓器疾病横断型の実時間診断支援を可能とする新しい診断手法「ナビゲーション診断」を実現する統合システムソフトウエア基盤(通称Pluto)を開発した.このシステム上に,各研究班で開発した「電体新書」と「電脳医学大全」を実装し,専門医の診断プロセスを模した多臓器多疾病診断支援システムのプロトタイプを実現した.以上の結果,本特定領域で目的とした多臓器多疾病診断支援システムのプロトタイプの開発がなされ,研究目的は十分に達成されたといえる.本特定領域では,多臓器・多疾病の横断型知的診断支援システムの実現に必要な技術基盤の構築を目的にした.その基礎になるのが,人体の解剖学的知識のデータベース化(これを電体新書と名付けた)である.体幹部(胸部及び腹部)の主要な解剖学的構造(皮膚,皮下脂肪,骨格筋構造,骨格構造,体腔構造,内臓脂肪,気管・気管支,肺,心臓,大動脈・大静脈および主要臓器内の血管,乳房,胃,肝臓,腎臓,脾臓,膵臓,胆嚢,大腸小腸,膀胱)を抽出・認識するための電体新書の開発とそれを基礎にした臓器認識技術を開発した.また,これら主要臓器における主要疾病の診断支援を目的に,臓器内部構造の詳細な記述と疾病による画像上の変化など,必要な知識(これを電脳医学大全と名付けた)のデータベース化を進め,多臓器を対象にし,かつ多疾病の診断を可能にする診断支援の基盤開発を行った.その結果,肺がん,各種のびまん性肺疾患,肺気腫,心血管疾患を示す冠動脈石灰化や肥大型心筋症,動脈硬化,骨粗鬆症,乳がん,肝臓がん,肝硬変,嚢胞,胃がん,大腸ポリープ,前立腺がん,硬膜下血腫・硬膜外血腫,脳血流量などの診断に必要な画像上の特徴抽出および判定基準の決定がなされ,主要病変の診断支援の高度化を達成した.さらに,コンピュータ内の仮想人体内部を自由に移動しつつ,臓器疾病横断型の実時間診断支援を可能とする新しい診断手法「ナビゲーション診断」を実現する統合システムソフトウエア基盤(通称Pluto)を開発した.このシステム上に,各研究班で開発した「電体新書」と「電脳医学大全」を実装し,専門医の診断プロセスを模した多臓器多疾病診断支援システムのプロトタイプを実現した.以上の結果,本特定領域で目的とした多臓器多疾病診断支援システムのプロトタイプの開発がなされ,研究目的は十分に達成されたといえる.本総括班研究では、今年度より4年間にわたる特定領域研究「多次元医用画像の知的診断支援」の最終目標である臓器・疾病横断型診断支援システムの実現に向けて、必要な体制整備を行った。まず、各計画班の横の連絡を密にはかるための連絡網の整備を行った。また、共有すべき情報を迅速に伝達し、かつ、社会に対しても積極的に情報発信できるように専用ホームページの開設を行った。そこには、本特定領域全体の組織、各計画班の研究組織や研究目的を示し、社会一般の方々にも本研究の狙いなどが分かるように図入りで説明がなされている。さらに、第一回のニューズレターをウェブ上に掲載済みである。領域全体の調整を図る総括班会議を3回開催し、年度計画の立案、シンポジウムの準備、共有データベース整備に向けての事前調整、最終的に共同して完成させるべきシステムの開発における分担体制について合意を得た。年度末に2日間にわたる第一回シンポジウムを開催した。そこでは、全評価委員の参加の下に、各計画班の4年間にわたる研究目標と実施計画、今年度の具体的な研究成果の発表を行った。参加者は延べ200人にのぼり、本特定領域研究に直接関係していない大学教官や学生、公的研究施設、民間企業の研究者、などが多数参加した。これらの研究者を交えた両日にわたる積極的な意見交換が行われ、実り多いシンポジウムとなった。評価班からも十分な成果が期待できるとの評をいただいた。特にシンポジウムの最後に行なわれたパネル討論会では、本特定領域の目標達成に関わる課題とそれへの取り組みについて、フロアを含めた熱心な討論が行なわれた。

本年度はプロジェクトの2年目にあたる.総括班の任務としては、プロジェクト全体の進捗状況を把握し、計画通りの研究の進展をはかれるように必要な調整を行うことである。今年度は総括班会議を3回、その準備委員会を一回開催した。それらを通した主要な活動を挙げると以下のようになる。1.システム統合化の計画について:本プロジェクトを構成する計画班の研究成果を統合することにより、本プロジェクトが目的としている診断支援システムが構成できる。その統合化は極めて重要であり、その具体的対応について議論を深めた。結論として、17年度から統合化をすすめるための作業を具体的に進められるように、それに従事する専用技術者の手配、統合化を進めるにあたって必要なソフトウエア技術上の課題を検討するためのワーキンググループを立ち上げ、その人選を行った。具体的活動にも着手している。2.シンポジウム開催について:プロジェクト2年目であることを考慮し、国際シンポジウムを開催することを決定し、海外から招聘する代表的な研究者の人選を進めた。また、年度末に開催するシンポジウムに関しても、公募班を含めた形で開催することとし、具体的な計画を立案した。実際に、3月5,6,7日の3日間にわたり、国際シンポジウムと成果発表シンポジウムを連続して開催し、関係する研究者・技術者に広く研究活動を知らしめる機会となった。シンポジウム3日間を通してほぼ一定の130名前後の参加者を得た。3.次年度計画について:17年度の活動についても議論をすすめ、成果発表シンポジウムの開催場所を京都とし、開催期日と会場の手配も行った。なお、関連する国際会議の中の一つであるComputer Assisted Radiology and Surgery 2004(シカゴで開催)にて本プロジェクトの宣伝も積極的にすすめた。また、18年度はこの会議が大阪で開催予定であることから、それに併設の形で国際シンポジウムを開催することとした。本特定領域部は全体で4年のプロジェクトである。本年度は3年目にあたり、プロジェクトが目指す研究目的を達成するための重要な年にあたる。特に計画班が進めつつある研究の成果を一つのシステムとして組み上げる必要があることから、そのベースと成る共通プラットフォームの開発が重要である。本年度はこの共通プラットフォームの開発と、それに組み入れるべき各計画班の研究の進捗を図り相互調整することが総括班の舵取りとして重要であった。これらについての取り組みを進めるため、2回の総括班会議と1回の総括班準備会を開催し、調整を行った。概要を以下に示す。1.共通プラットフォームの開発各計画班の研究成果として得られるものはソフトウエアシステムであり、これらは計画班ごとに異なる応用ソフトウエアを用いたものが多い。それらをプラグイン形式で自由に組み入れることが可能で、かつ三次元画像のハンドリングに優れ、一つのまとまったソフトウエアシステムとして動作させるための共通プラットフォームの開発を総括班としてすすめた。その主な担い手として一名のポスドクを採用し、Windows上で動作し、要求性能を満たす共通プラットフォームの開発を進め、ほぼ開発を完了した。最終年度に作成予定の多臓器・多疾病診断支援システムの核となるソフトウエアである。2.第三回成果発表シンポジウムの開催2006年1月13,14日の2日間にわたり、今年度の研究成果の発表の場としてのシンポジウムを京都にて開催した。
制限酵素修飾酵素遺伝子の自己増殖

制限酵素修飾酵素の遺伝子は、ウイルスのような「利己的な動く遺伝子」としてふるまう証拠を、ホスト研究室は蓄積してきた。本研究者は、枯草菌染色体上にある順向き繰り返し配列に挟まれたBamHI制限修飾遺伝子が、タンデムに自己増幅する現象を発見して既に報告した。これは、上の仮説を強くサポートするものであった。この制限修飾遺伝子の自己増殖を、それらの利己的な動く遺伝子としての振る舞いに関連づけるべく、次の研究を行った。(1)制限修飾遺伝子の増幅と伝達の関連。この増幅が、制限修飾遺伝子の自然形質転換(DNAの取込みと組み込み)に因る広がりに貢献するか否かを検討するために、遺伝的に標識した枯草菌株を構築した。ドナーは、インターナルコントロールのマーカー遺伝子と非増幅あるいは増幅のBamHI制限修飾遺伝子を持つ。レシピエントは、独自のマーカー遺伝子とBamHIの対立遺伝子を持つ。この株を使って形質転換を行い、予備的な結果を得た。(2)制限修飾遺伝子の増幅の検出系。制限修飾遺伝子の増幅を検出するために、次の系を構築した。(2-1)ドット・ブロット。感度および精度を検討した。(2-2)サザーン解析。精度の高い定量ができた。(2-3)蛍光レポーター。菌株を構築した。(3)大腸菌での増幅検出系。大腸菌で増幅を検出する系を構築した。(3-1)ドット・ブロット。(3-2)サザーン解析。菌株を構築した。
糖尿病性血管障害の解明-VEGFの遺伝子発現調節に関する研究

糖尿病合併症である網膜症、神経障害、更に動脈硬化症の予防と治療は、糖尿病臨床上重要な課題である。血管障害は血管内皮細胞及び平滑筋細胞の機能が糖尿病の高血糖により変化を被ることが示唆され国際的に認識されている。そこで新しい血管新生因子であるVasculan Endothelial Growth Factor(VEGF)の(1)Human Studyおよび(2)Basic Studyにつき検討した。また糖尿病およびvasculan biologyの点についても検討した.(3)糖尿病性網膜症および緑内障害者で高値であった。(1) Human Study(ヒューマンスタディ)筑波大学水泳部(8名)が、1886mの高地トレーニング(水泳トレーニング)(Kunmlng Chine)の前後(21日間)でのVEGF濃度、エリスロポエチン濃度を測定した。高地トレーニング19日でピークを認め23.0±5.3より46.0±14.6pgml^<-1>と有意な変化を認め、高地トレーニングにおける筋肉などで酸素の効率化にVEGFが深く関わっていることを世界で初めて明らかにした。また論文として発表した。このことは糖尿病における運動についても多くのことを示唆する結果である。(2) Basic Study(培養ヒト血管平滑筋細胞を用いた研究)ヒト血管平滑筋細胞のVEGF産生が低酸素刺激、コバルトおよび血管作動性物質であるET-1により亢進することを世界で初めて認め論文として報告した。その他(3)糖尿病合併症である網膜症、神経障害、更に動脈硬化症の予防と治療は、糖尿病臨床上重要な課題である。その他(3)糖尿病性合併症である網膜症,神経障害,更に動脈硬化症の予防と治療は糖尿病臨床上重要な課題である。しかし糖尿病性細小血管症,動脈硬化症の発症機序の詳細については不明な点が多く,その解明は急務である。血管は血管内皮細胞,基底膜,平滑筋細胞,支持細胞などよりなるが血管障害は内皮,平滑筋細胞の機能が糖尿病の高血糖により変化を被ること,また血管新生が糖尿病合併症の進展に関すると考えられ,その研究の重要性が国際的に認識されている。そこで本研究ではin vivo系とともに組織培養を用いて,新しい血管新生因子である血管内皮細胞増殖因子,あるいは透過性因子[vascular endothelial growthfactor/vascularpermeability factor(VEGF/VPF)]の影響などについて分子生物学的手法にて検討した。《臨床的検討》(1)NIDDM患者において,増殖性網膜症合併患者群の前房水中VEGF/VPF濃度は,非増殖性網膜症合併患者群または網膜症非合併患者群に対し,高値を示す傾向がみられ,特に血管新生緑内障合併患者群で著しい高値を示し,VEGF/VPFが糖尿病増殖性網膜症のみならず,同血管新生緑内障の発症・進展にも重要な役割を演じている可能性が強く示唆された。《基礎的検討》(1)3種類の培養網膜細胞(血管内細胞,周皮細胞,色素上皮細胞)のVEGF/VPF基礎産生量を検討したところ,色素上皮細胞は血管内皮細胞,周皮細胞と比較して著高値を示した。(2)網膜色素上皮細胞を10日間高グルコースで培養したところ,濃度依存性・浸透圧非依存性のVEGF/VPF産生上昇を認めた。(3)培養網膜色素上皮細胞のグルコース濃度または浸透圧を急激に低下させたところ,高グルコースから生理的グルコース濃度へ低下させた群のVEGF/VPF産生量は,生理的グルコース濃度で培養し続けた対照群との間に,有意差を認めなっかた。これに対し,生理的グルコース濃度から低グルコース濃度へと低下させた群では,生理的グルコース濃度で培養し続けた対照群と比して有意なVEGF/VPF産生上昇を認め,この上昇は浸透圧非依存性であった。(4)妊婦血中濃度相当のプロゲステロンを,培養網膜色素上皮細胞の培養液を添加したところ,VEGF/VPF分泌量は,対照群と比して有意な上昇を認めた。しかしエストラジオールを添加した際には,薬理濃度でのみ対照群と比して有意な上昇を認め,妊婦血清相当濃度では有意な上昇は認めなかった。プロゲステロンとエストラジオールの相乗効果は少なくとも両者の生理的濃度範囲では認められなかった。

糖尿病性合併症である網膜症、神経障害、更に動脈硬化症の予防と治療は糖尿病臨床上重要な課題である。しかし糖尿病性細小血管症、動脈硬化症の発症機序の詳細については不明な点が多く、その解明は急務である。そこで本研究ではin vivo系とともに組織培養を用いて、新しい血管新生因子である血管内皮細胞増殖因子、あるいは透過性因子[vascular endothelial growth factor /vascular permeability factor(VEGF/VPF)]の影響などについて分子生物学的手法にて検討する。申請者らはこれまで糖尿病を中心に生体の代謝異常について研究報告しており、本研究はその流れの中にあるものである。また動脈硬化発生過程での血管細胞の代謝的、形態的変化につき検討した。我々は培養網膜色素上皮細胞におけるグルコース濃度低下、プロゲステロン添加によりVEGF/VPF産生増加を認めている。また糖尿病モデル動物(GKラット)にて18^W、28^WでVEGFが高値であることを見い出した。VEGF/VPFはおそらくマクロファージに豊富に含まれることから、損傷の際の急性期に内皮細胞の増殖の引き金を引く役割を持っているのかもしれない。即ち、血管壁に損傷が起こり、内皮細胞の脱落が起こると血小板やマクロファージが損傷部に集まり、種々の増殖因子を放出して内皮細胞や平滑筋細胞の遊走、増殖、血管新生促進の引き金を引く。やがて内皮細胞自身や平滑筋細胞が活性化されると自らも増殖因子を産生するようになり、凝固、線容系因子を含めて諸因子の協同作用によって、細胞レベルでのホメオスタシスが一定の調和を行われていると考えられる。今後これらのサイトカインの作用のメカニズムを解明し、その作用を調節することによって、糖尿病性血管障害に対する新しい病態に基づいた治療を開発したい。糖尿病合併症である網膜症、神経障害、更に動脈硬化症の予防と治療は、糖尿病臨床上重要な課題である。血管障害は血管内皮細胞および平滑筋細胞の機能が糖尿病の高血糖により変化を被ることが示唆され国際的に認識されている。そこで新しい血管新生因子であるVasculan Endothelial Growth Factor(VEGF)の(1)Human Studyおよび(2)Basic Studyにつき検討した。また糖尿病および:Vasculan biologyの真についても検討した。(3)。(1)Human Study(ヒューマンスタディ)筑波大学水泳部(8名)が、1886mの高地トレーニング(水泳トレーニング)(Kunming Chine)の前後(21日間)でのVEGF濃度、エリスロポエチン濃度を測定した。高地トレーニング19日でピークを認め23.0±5.3より46.0±14.6pgml^<-1>と有意な変化を認め、高地トレーニングにおける筋肉などでの酸素の効率化にVEGFが深く関わっていることを世界で始めて明らかにした。また論文として発表した。このことは糖尿病における運動についても多くのことを示唆する結果である。
義務付け訴訟と取消訴訟の関係:行政と裁判の適切な役割分担を踏まえた解釈論・立法論

ドイツ法およびフランス法との比較において,2004年の行政事件訴訟法改正により新たに導入された義務付け訴訟と既存の取消訴訟との関係を分析することにより,行政訴訟において司法権と行政権が果たすべき役割について考察し,得られた視点を元に,改正行政事件訴訟法の解釈論と,さらなる立法論を探究した。(1)本研究は,2004年の行政事件訴訟法改正(平成16年法律84号による)で新たに法定された訴訟類型のうち,義務付け訴訟に着目して,その抗告訴訟および行政訴訟全体における位置づけを,従来抗告訴訟の中心的地位を占めてきた取消訴訟との対比において明らかにしようとするものである。(2)義務付け訴訟および取消訴訟の体系的位置関係を把握するために,両訴訟の対象および性質を明らかにしておく必要がある。具体的には,義務付け訴訟の法的性質および訴訟物,裁判の基準時,判決の効力等が,取消訴訟について従来蓄積されてきた議論を踏まえながら明らかにされる。(3)次に,行政手続と訴訟手続の機能分担に関して,行政活動の裁判的コントロールの範囲が問題とされる。すなわち,裁判所の審査は行政庁が行為時に提示した処分の行為理由のみに及ぶか追加的に主張された理由にも及ぶか(理由の差替え),行政庁の実体的判断のみに及ぶか手続過程の適正性にも及ぶか(手続的瑕疵の効果),裁判所が自らの実体的判断を行政庁のそれに代置できるかそれとも判断過程の適正性の審査にとどまるか(裁量審査のあり方)等の諸論点が検討される。(4)以上の研究課題を,ドイツおよびフランスとの比較法研究および日本法の立法史研究に即して解明する。研究課題は「義務付け訴訟と取消訴訟の関係」であるが,このテーマに取り組むためには,一方で行政庁と裁判所との関係・役割分担につき明晰な像を得ることが必要であり,他方でそれを基礎に据えた行政訴訟論の構築が不可欠である。このような観点から行われた平成19年度の研究は,大きく分けると以下の3点からなる。1フランスにおける行政と司法の関係に関する歴史研究行政庁と裁判所との関係・役割分担と考察するための基礎的作業として,フランスにおける行政裁判制度の成立に関する歴史研究を行った。フランス革命期の司法観によれば,裁判とは法的三段論法の厳密な適用であり、行政活動をめぐる紛争も法的三段論法の適用になじむ覊束処分に関するものは司法裁判所の管轄に属するが,法的三段論法的適用になじまない裁量処分に関するものは、司法裁判所の管轄には属しえない独自の紛争類型を構成し,後に行政裁判制度に理論的基盤を提供したという事情を,学説史的観点類型を構成し,後に行政裁判制度に理論的基盤を提供したという事情を,学説史的観点から解明した。その成果は日仏法学会において発表されたが,学会誌への論文の掲載も予定している。2日本における行政訴訟類型論の再構成兼子一,白石健三,下山瑛二ら,取消訴訟の基底に確認訴訟を見る見解を手がかりとして,2004年の行政事件訴訟法改正により多様化した抗告訴訟の各形態を,"違法確定+是正措置(救済)"の二重構造で捉える構想を固め,国内のいくつかの研究会で報告した。平成20また21年度には論文の形で公表したいと考えている。3日本における行政手続と行政訴訟との関係手続的瑕疵の効果について考察を行い,『自治研究』誌に判例評釈を公表した。平成20年度の研究は,大きく分けると以下の4点からなる。1フランスにおける行政と司法の関係に関する歴史研究平成19年度に行った学会報告を学会誌に掲載するために、原稿作成の作業を行った。学会における討議を踏まえて,内容および構成を見直し,また報告後に公表された研究業績も反映させて,独立した論文として公表するのに値するように体裁を整えた。掲載は決定しており,原稿はすでに校了したが,刊行にな至っていない。また,同様の問題関心から,仏語文献の書評を執筆し,公表された。2日本における行政訴訟法理論の研究行政訴訟の訴訟物,判決の効力,審理判断のあり方,仮の救済の審理構造,行政訴訟類型論の意義などについて研究を進めた。仮の救済に関する判例解説を一本脱稿した(校了・未刊行)が,いまだまとまった成果を公表するには至っていない。平成21年度中にはある程度のものを世に問いたいと考えており,目下そのための作業を進めている。3行政不服審査制度の研究行政訴訟と密接な関係を有する行政不服審査法の改正を見据えて論考を執筆し,脱稿したが,肝心の法改正がなかなか成立しないので,いまだ出版には至っていない。4個別法におけるエンフォースメントの研究独禁法分野における公正取引委員会の決定のエンフォースメントのあり方と,それに対する司法審査の可能性について考察し,判例評釈を執筆した。1.平成21年度の上半期は,前年度までに遂行した研究の成果を公表することに重点が置かれた。「越権訴訟の起源をめぐって」(日仏法学25号)がそれである。

この研究の公表によって,なぜ行政訴訟が存在するのか,そして,なぜその中心的な訴訟類型が取消訴訟(フランスでは越権訴訟)なのか,という行政訴訟の根本問題に対する自分なりのイメージ(もちろん現時点ではいまだにきわめて限定されたものであるが)を,権力分立理解,およびその前提をなす行政・司法・裁判といった観念,さらにそれを支える書説構造に即して形成することができた。これは,本研究の前半期における最大の成果と言ってよく,今後の研究の礎となる重要な業績であると自己評価している。2.平成21年度の下半期は,本研究の総まとめとも言える業績の公表作業に取りかかり,これにある程度見通しをつけることができた。すなわち,行政事件訴訟における抗告訴訟の判決効の理論的意義およびその機能の解明を通じて,抗告訴訟を《違法判断+是正措置(救済)》の二重構造として捉える視点を提示し,これを前提として,本研究の本来の研究課題である「義務付け訴訟と取消訴訟の関係」に関わるいくつかの解釈論上の知見を得ることができた。また,議論が錯綜していた取消判決の既判力と拘束力の関係についても,一定の理論的整理をなしえたと考えている。この成果は,単著の形で,平成22年度中に公表される予定である(脱稿済み・現在校正作業中)。3.また,2.の成果として得られた解釈論上の知見を応用して,第一種市街地再開発事業の事業計面の処分性に関する判例評釈を行った。これも平成22年度中に活字になる見込みである(脱稿済み)。4年間にわたる研究期間の最終年度である平成22年度は,研究成果を体系化し公表することに力を注ぎ,研究の総まとめとして,著書(興津征雄『違法是正と判決効-行政訴訟の機能と構造』,弘文堂,2010年6月)を刊行することができた。この著書においては,抗告訴訟を中心とする行政訴訟の機能と構造を分析し,抗告訴訟を《違法判断+是正措置(救済)》の二重構造で捉える視点を提示した。また,この視点から取消訴訟と義務付け訴訟の関係を検討し,いくつかの解釈論および立法論を提示した。この著書刊行後に公表した2本の論考において,著書において示された判決の効力に関する成果をコンパクトにまとめるとともに,著書においては十分に検討することができなかった当事者訴訟の位置づけについて一定の見通しを示した。第一種市街地再開発事業計画に関する論考は,本研究で得られた視点を処分性という新たな問題に応用しようとするものであり,本研究の成果であると同時に次の課題への橋渡しをするものである。以上の成果により,行政事件訴訟法の2004年改正の理論的意義をある程度解明することができたと考えており,本研究の課題「義務付け訴訟と取消訴訟の関係:行政と裁判の適切な役割分担を踏まえた解釈論・立法論」により予定されていた内容は,ほぼ達成できたと自己評価している。平成23年度からは,本研究の遂行過程で発見された問題に取り組むために新たな研究課題を開始する予定である。
自閉症モデルマウスを用いた自他認識機構の基盤的研究

自閉症スペクトラム障害では自他の認識機構が破綻しているという仮説を自閉症モデルマウスにて検証し、異常脳領域および分子の探索を行った。野生型マウスは他のマウスの匂い提示により、全体的に脳活動が活性化したが、自閉症モデルマウスでは自己の匂い提示により、脳活動が活性化し、いくつかの異常脳領域候補を得た。また、異常分子の探索を行った結果、特定のアミノ酸量の減少が自閉症モデルマウスでは著名であった。このことから脳内アミノ酸のインバランスが自閉症における社会性行動異常、および自他認識に関連している可能性が示唆された。自閉症はその罹患率が110分の1という非常に高くなっているにも関わらず、その分子メカニズムはほとんどわかっていないのが現状である。本研究では近年作製された、自閉症モデルマウスを用いて社会性欠如の原因となる脳領域および分子を解明することを目的としている。本年度は以下の3点について解析を行った。1.fMRIを用いて自閉症モデルマウスの安静状態における機能的神経連絡の強度を調べる2.脳内アミノ酸の網羅的解析により、自閉症モデルマウスにおける異常分子を探索する3.他のマウスの匂い提示により、自閉症モデルマウスにおける異常脳領域を探索する1:fMRIを用いて、安静時における自閉症モデルマウスの機能的連絡の強度を解析した結果、自閉症モデルマウスは嗅球から梨状皮質への連絡を含む、いくつかの脳領域において機能的神経連絡が野生型マウスより強い可能性が示唆された。現在、数を増やして再現的な結果を得るべく、追加実験を行っている。2:自閉症モデルマウスにおける異常分子の探索するために、自閉症モデルマウス脳内における網羅的アミノ酸の定量を行った。その結果、自閉症モデルマウスの前皮質においてセリンの有意な減少が認められた。本結果はHPLCによる追試実験でも同様に確認できた。今後、セリンの減少が自他認識に影響するかを調べる予定である。3:自閉症モデルマウスを用いて、自他認識に関与する異常脳領域をc-fosマッピングにより探索した。他のマウスの匂いを提示したとき、不安時に活動が強くなる神経細胞群が自閉症モデルマウスで活性化している可能性が示唆された。現在、数を増やして、データを採取している。本研究では自閉症モデルマウスを用いて社会性欠如の原因となる脳領域・分子を解明することを目的としている。本年度の計画では以下の3点を明らかにすることを目標とした。自閉症モデルマウスの匂いへの応答性を行動レベルで検証する自閉症モデルマウスの脳内のどの領域における神経活動の異常が社会性欠如を担っているかを調べる2で得られた結果を基に、どの神経細胞種(グルタミン作動性、GABA作動性神経細胞など)で異常が認められるかを調べる。1の実験の結果、野生型マウスに比べ、本マウスでは他のマウスの匂いに対してアプローチする時間が短いことがわかった。この結果から本マウスでは他のマウスに対する興味が、野生型マウスに対して低いことを確認できた。また、2の実験は未だ現在解析を進行中である。予備的データではあるが、本マウスでは自己の匂いを提示したとき、嗅球での神経活動の応答が野生型マウスに対して高い傾向を示すことが分かった。本結果はfMRIでの結果と一致している。一方で、解析数がまだ少ないことから再現的な結果を得られるかを検証する予定である。3に関しては本マウスとGAD67-EGFP、SERT-GFPマウスとをそれぞれ掛け合わせし、サンプルを得ようとしている段階である。本研究では自閉症責任領域であるヒト染色体15q11-13領域の重複マウス(15q重複マウス)において、社会性に関与する脳領域および分子について明らかにすることを目的とする。本年度は昨年度明らかになった脳内セリンの減少に着目し、大きく以下の3点について解析を行った。1.生後発達期における脳内セリンの定量3.D-サイクロセリン投与による自閉症様行動のレスキュー実験本解析の結果、15q重複マウスでは生後2週齢から脳内セリンの減少が認められることが分かった。この時期はシナプス形成が最も盛んな時期であり、自閉症の中心的病態として認識されている"シナプスの異常"という観点から興味深い結果となった。しかし、PHGDHの量については野生型マウスと比較しても変化がなかったため、単純な合成酵素量の変化によるものでないことが分かった。また、この脳内セリンの減少が15q重複マウスにおける社会性異常に影響しているかを調べるために、D-サイクロセリンを投与し、その行動異常を調べた。完全に野生型と同様にはならなかったものの、15q重複マウスにおいて社会性の改善が認められた。さらに現在、D-サイクロセリン投与により自他認識異常が改善するか、他の社会性行動試験においても改善が認められるかを検討しているところである。神経科学本研究により、自閉症モデルマウスにおける異常脳領域の候補がいくつか抽出された。