hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
仮想先物市場(U-Martシステム)を用いた経済システムの制度創発に関する研究

今年度はサーバー開発、分析用データベースの構築、ワークショップの開催を中心に活動した。サーバー開発に関する合宿を9月に行い今後の基本方針を固めた。高度な情報提供や大規模シミュレーションに対応するためUDPによる通信を採用した。また、制度設計に関する研究を行う為に必要な機能を洗い出した.基本となる部分は既に実装されているが細かい機能に関しては、むしろ現在進められている研究成果を見てから決定すべきであり、現在は分析ツールの開発に注力している。分析用のデータベースに関しては、大阪証券取引所などから価格情報の提供を受けている。一方これまでU-Mart上で実施したシミュレーション結果をデータベース化し、自由に利用できるような体制を整えた。ワークショップに関しては、5月に大阪市立大学で公開の講習会を行い、人工知能学会(5月)、中央大学商学部(6月)、産業技術総合研究所(7月)、米国のCMU(10月)、甲南大学(12月)、米国ブルッキングス研究所(1月)でデモンストレーションを行った。その結果、実験参加者や教育用の利用予定者が増加した。平成14年7月にCMUで開催されるCASOSでU-Martの国際コンペが開催される事、その際にブルッキングス研究所のアクステル氏が米国内のオーガナイザとして参加する事が決定した。8月にはSICEの創発シンポジウムの中で大規模な公開実験を行い、14チームから39種のプログラムエージェントの参加があった。10月にはFiscoやSimplex等の情報提供や証券取引の教育システムを提供する会社との研究会を開催した。1月の合宿では、宮崎大学の田中氏より経済物理学の講演を聞いた。その後マイクロストラクチャ、効率的市場仮説、人工市場の先行研究に基づく研究プログラムを具体化した。平成14年3月には進化経済学会で専門のセッションを設け研究成果について包括的に報告する。
歯科用レジン材料の内分泌攪乱作用に関する包括的リスク評価法の確立

平成14年度には,日本国内で入手可能な市販CR24種を用いて,HMBP,DMPAおよびBHTの硬化CRからの溶出量を高速液体クロマトグラフィーにて測定した.また,これらの化学物質のin vivoでの作用発現量を検討し,臨床でのCR充填が人間の健康におよぼすリスクを評価した.なおin vivo実験系は,実験に要する期間,費用,再現性などから,卵巣摘出ラットを用いたuterotrophic assayが最適であると考えた.24種のCR溶出サンプルのうち12種からHMBPの溶出が確認され,そのうちの2種ではDMPAの溶出も併せて認められた.BHTはすべての溶出サンプルから検出されなかった.そこで,HMBPとDMPAの女性ホルモン様作用発現量をuterotrophic assayにて検討したが,最大600mg/kg/dayの腹腔内投与においても子宮に変化は認められず,このin vivo実験系では,これらの化学物質による女性ホルモン様作用の発現は確認されなかった.2種の化学物質のラットへの総投与量は,体重50kgの人間に換算すると最大30gに相当する.この30gという量はCRシリンジ400本分に相当し,ひとりの患者には使用し得ない量である.また,硬化CRからのHMBPあるいはDMPAの溶出量は最大2μgであり,30gの1500万分の1となる.すなわち,臨床で充填したCRから女性ホルモン様活性を示す化学物質が口腔内に溶出することは望ましくないが,この溶出により人の健康が害されるリスクは無視できるほど低いものであることが示された.さらに,reporter gene assayと卵巣摘出ラットのuterotrophic assayによる包括的なリスク評価法は,化学物質の女性ホルモン様作用を判定する上で極めて有用であることが示された.平成14年度には,日本国内で入手可能な市販CR24種を用いて,HMBP,DMPAおよびBHTの硬化CRからの溶出量を高速液体クロマトグラフィーにて測定した.また,これらの化学物質のin vivoでの作用発現量を検討し,臨床でのCR充填が人間の健康におよぼすリスクを評価した.なおin vivo実験系は,実験に要する期間,費用,再現性などから,卵巣摘出ラットを用いたuterotrophic assayが最適であると考えた.24種のCR溶出サンプルのうち12種からHMBPの溶出が確認され,そのうちの2種ではDMPAの溶出も併せて認められた.BHTはすべての溶出サンプルから検出されなかった.そこで,HMBPとDMPAの女性ホルモン様作用発現量をuterotrophic assayにて検討したが,最大600mg/kg/dayの腹腔内投与においても子宮に変化は認められず,このin vivo実験系では,これらの化学物質による女性ホルモン様作用の発現は確認されなかった.2種の化学物質のラットへの総投与量は,体重50kgの人間に換算すると最大30gに相当する.この30gという量はCRシリンジ400本分に相当し,ひとりの患者には使用し得ない量である.また,硬化CRからのHMBPあるいはDMPAの溶出量は最大2μgであり,30gの1500万分の1となる.すなわち,臨床で充填したCRから女性ホルモン様活性を示す化学物質が口腔内に溶出することは望ましくないが,この溶出により人の健康が害されるリスクは無視できるほど低いものであることが示された.さらに,reporter gene assayと卵巣摘出ラットのuterotrophic assayによる包括的なリスク評価法は,化学物質の女性ホルモン様作用を判定する上で極めて有用であることが示された.歯科用レジンには,口腔内での耐久性や接着性を向上させるため,様々な化学物質が使用されている.これらの化学物質の安全性は,急性毒性や変異原性を指標に確認されているが,人体への影響が懸念されている内分泌攪乱作用に関しては評価されていない.女性ホルモン様作用を示す化学物質は,ベンゼン環に疎水基と親水基が付加された構造を持つものが多い.そして歯科用レジンには,この構造にあてはまるものが多用されている.平成12年度に我々は,市販歯科用レジンに使用されているベースモノマー,光重合触媒(3級アミンと光増感剤),紫外線吸収剤および重合禁止剤の女性ホルモン様活性を,ルシフェラーゼレポーター遺伝子とヒトエストロゲンレセプター発現プラスミドを導入した細胞を用いて検定した.細胞には,transfection効率が最も高かったヒト腎臓癌由来細胞株(293T)を使用した.検定の結果,現時点で,以下の8種のモノマーに女性ホルモン様作用が確認されている.さらに,硬化後の市販レジンの女性ホルモン様活性を検索したところ,一部の米国製シーラントに活性が認められた.このシーラントから,活性発現濃度(10μM)を上回る濃度で3級アミンDMABEEが溶出した.すなわち,DMABEEは硬化レジンの女性ホルモン様作用発現に関与していることが明らかとなった.また,光増感剤のBDMKと紫外線吸収剤のHMBPは,それぞれは100pM,1μM以上という低濃度で活性発現が確認され,詳細なリスク評価が必要と考えられた.コンポジットレジン(CR)には、口腔内での耐久性を向上させるため、ベースモノマーとともに紫外線吸収剤、重合促進剤など様々な化学物質が添加されている。これらの化学物質の安全性は、急性毒性や変異原性等の点から評価されてきたが、人の健康に悪影響をおよぼすことが懸念されている内分泌攪乱作用に関しては、まったく検討されていない。平成13年度に我々は、11種の市販CRに含まれる化学物質の成分分析をGC/MSを用いて行った。

そしてGC/MSで同定された化学物質及び硬化CRからの溶出物の女性ホルモン様活性をReporter gene assayにて検定した。さらに、11種の市販硬化CRからの溶出物をReporter gene assayにて検索したところ、、6種のCRで女性ホルモン様作用が認められた。これらの溶出物をHPLCにて分析した結果、すべてのサンプルからHMBPが、一部のものからはHMBPとDMPAが検出された。BHTはすべてのサンプルから検出されなかった。HMBPあるいはDMPAの溶出濃度と女性ホルモン様活性発現濃度の関係から、活性が認められた6種のCRのうち4種でHMBPが、2種ではDMPAの溶出が、CRの女性ホルモン様作用発現に関与したと考えられた。以上、今年度の実験により、女性ホルモン様作用を示す数種の化学物質が市販CRから溶出することが確認された。今後、動物を用いた実験系により詳細なリスク評価を行っていく必要がある。平成14年度では,日本国内で入手可能な市販CR24種を用いて,HMBP, DMPAおよびBHTの硬化CRからの溶出量を高速液体クロマトグラフィーにて測定した.また,これらの化学物質のin vivoでの作用発現量を検討し,臨床でのCR充填が人間の健康におよぼすリスクを評価した.なおin vivo実験系は,実験に要する期間,費用,再現性などから,卵巣摘出ラットを用いたuterotrophic assayが最適であると考えた.24種のCR溶出サンプルのうち12種からHMBPの溶出が確認され,そのうちの2種ではDMPAの溶出も併せて認められた.BHTはすべての溶出サンプルから検出されなかった.そこで,HMBPとDMPAの女性ホルモン様作用発現量をuterotrophic assayにて検討したが,最大600mg/kg/dayの腹腔内投与においても子宮に変化は認められず,このin vivo実験系では,これらの化学物質による女性ホルモン様作用の発現は確認されなかった.2種の化学物質のラットへの総投与量は,体重50kgの人間に換算すると最大30gに相当する.この30gという量はCRシリンジ400本分に相当し,ひとりの患者には使用し得ない量である.また,硬化CRからのHMBPあるいはDMPAの溶出量は最大2μgであり,30gの1500万分の1となる.すなわち,臨床で充填したCRから女性ホルモン様活性を示す化学物質が口腔内に溶出することは望ましくないが,この溶出により人の健康が害されるリスクは無視できるほど低いものであることが示された.さらに,reporter gene assayと卵巣摘出ラットのuterotrophic assayによる包括的なリスク評価法は,化学物質の女性ホルモン様作用を判定する上で極めて有用であることが示された.
慢性難治性肺疾患におけるクララ細胞分泌蛋白及び関連蛋白質の役割に関する研究

1.検体の収集福島県立医科大学に外来受診もしくは入院した呼吸器疾患患者においてインフォームドコンセントを得たのちに血液と尿の検体を採取した.気管支喘息:43例、特発性間質性肺炎および膠原病に伴う間質性肺炎:12例、原発性肺癌:34例、健常者:28例が現在採取された例数である.肺組織については、気管支喘息肺(8例)、健常者肺(8例)、間質性肺炎肺(5例)、原発性肺癌組織(175例)、剖検肺が27例(胎児肺を含む)が収集された.2.UGRP1免疫組織染色2-1.正常組織における発現:剖検および手術肺組織を用いた免疫組織染色を行った.UG/CC10およびUGRP1抗体を用い、ABC法により免疫組織染色を行った.染色条件を設定し、正常肺でその局在を決定した.すなわち、両タンパクは肺胞II型上皮細胞、クララ細胞に主に発現していることがわかった.さらに気管支腺にも発現がみられることが判明した.2-2.気管支喘息肺における発現:細気管支におけるUGRP1の発現陽性である上皮細胞の比率を健常肺と気管支喘息肺で比較したところ、前者で15.5±5.6%、後者で39.9±23.4%と有意差をもって喘息群で発現が増強していることがわかった.2-3.肺癌における発現:UGRP1が中等度あるいは強度の陽性率は組織型で差が認められた.腺癌81%、扁平上皮癌34%、小細胞癌14%、大細胞癌20%で腺癌に発現が有意に強かった.腺癌のうち低分化のものは陽性率が低く、またクララ細胞への分化傾向を示すものが発現が強い傾向があった.3.血清・尿中UG/CC10、UGRP1濃度測定現在測定系をwestern blot法で検討中であるが、抗体の精製に問題があり、まだ安定した測定が行えずにいるところである.さらに正確な定量を可能にするべく検討中である.1.検体の収集福島県立医科大学に外来受診もしくは入院した呼吸器疾患患者においてインフォームドコンセントを得たのちに血液と尿の検体を採取した.気管支喘息:43例、特発性間質性肺炎および膠原病に伴う間質性肺炎:12例、原発性肺癌:34例、健常者:28例が現在採取された例数である.肺組織については、既に気管支喘息肺(8例)、健常者肺(8例)、間質性肺炎肺(5例)が保存されていたが、さらに剖検肺が27例(胎児肺を含む),手術肺が38例加わり,予定よりも多数の検体が収集された.剖検および手術肺組織を用いた免疫組織染色を行った.UG/CC10およびUGRP1抗体を用い(UGRP1抗体は米国国立癌研究所NCI,木村博士より提供)、ABC法により免疫組織染色を行った.染色条件を設定し,正常肺でその局在を決定した.すなわち,両タンパクは肺胞II型上皮細胞,クララ細胞に主に発現していることがわかった.さらに気管支腺にも発現がみられることが判明した.まだ暫定的な結果であるが,新たな知見としては,細気管支におけるUGRP1の発現陽性である上皮細胞の比率を健常肺と気管支喘息肺で比較したところ,前者で15.5±5.6%,後者で39.9±23.4%と有意差をもって喘息群で発現が増強していることがわかった.3.血清・尿中UG/CC10,UGRP1濃度測定現在測定系をwestern blot法で検討中であるが,抗体の精製に問題があり,まだ安定した測定が行えずにいるところである.さらに検討を加えて早期に正確な定量が可能になるべく検討中である.1.検体の収集福島県立医科大学に外来受診もしくは入院した呼吸器疾患患者においてインフォームドコンセントを得たのちに血液と尿の検体を採取した.気管支喘息:43例、特発性間質性肺炎および膠原病に伴う間質性肺炎:12例、原発性肺癌:34例、健常者:28例が現在採取された例数である.肺組織については、気管支喘息肺(8例)、健常者肺(8例)、間質性肺炎肺(5例)、原発性肺癌組織(175例)、剖検肺が27例(胎児肺を含む)が収集された.2.UGRP1免疫組織染色2-1.正常組織における発現:剖検および手術肺組織を用いた免疫組織染色を行った.UG/CC10およびUGRP1抗体を用い、ABC法により免疫組織染色を行った.染色条件を設定し、正常肺でその局在を決定した.すなわち、両タンパクは肺胞II型上皮細胞、クララ細胞に主に発現していることがわかった.さらに気管支腺にも発現がみられることが判明した.2-2.気管支喘息肺における発現:細気管支におけるUGRP1の発現陽性である上皮細胞の比率を健常肺と気管支喘息肺で比較したところ、前者で15.5±5.6%、後者で39.9±23.4%と有意差をもって喘息群で発現が増強していることがわかった.2-3.肺癌における発現:UGRP1が中等度あるいは強度の陽性率は組織型で差が認められた.腺癌81%、扁平上皮癌34%、小細胞癌14%、大細胞癌20%で腺癌に発現が有意に強かった.腺癌のうち低分化のものは陽性率が低く、またクララ細胞への分化傾向を示すものが発現が強い傾向があった.3.血清・尿中UG/CC10、UGRP1濃度測定

現在測定系をwestern blot法で検討中であるが、抗体の精製に問題があり、まだ安定した測定が行えずにいるところである.さらに正確な定量を可能にするべく検討中である.
口腔外科手術における骨適合性多相系材料に関する研究

本研究は人工歯根,顎骨再建材などの口腔外科手術に適応でき,より臨床要求を満足する骨適合性材料を得ることを目的として, Hydraxyapatite(HAP), Poly, trifluoraithyl methavylate(PTFEMA)Metalの複合化を計り,本材の機械的,生物学的諸性状と臨床応用への有効性を検討し以下の研究成果を得た.1.HAP-PTFEMA-Metal三元系多相系材料は骨と極めて近似した機械的性質を有し,骨と力学的に適合しうる材質であることを明らかにした.2.細胞培養試験,ラット皮下埋入実験により,本多相系材が細胞毒性,組織為害性がみられないことを明らかにした.3.成犬脛骨埋入実験の結果,本材が生物学的にも高い骨親和性を有することを明らかにした.4.滅菌条件と材料学的安定性について各種滅菌処理による影響を検討した結果,処理後,材質の変化,物性の劣化は認められず,ガス滅菌後の残留ガス濃度もFDAの勧告基準以下であり,その安全性が確認された.5.invitro水中浸漬及びinvitro成犬皮下長期埋入実験により材料の耐久性を検討した結果,本材の耐水安定性,生体内耐久性を明らかにした.6.本材の人工歯根応用について人工歯根が具備すべき力学条件を明らかにするために,有限要素法による力学解析を行った.その結果,人工歯根構造としては,骨結合型であること,そして内部に緩圧可動構造を有するものが合理的であることを明らかにした. 7.6の結果を満たした本多相系材による人工歯根を試作し,成犬での嵌植実験を実施しその有用性を確認した.8.人工顎応用として本材を用いた成犬下顎架橋補填を行い,実験的に有用性を確認した.9.人工顎臨床でCT撮影から人工顎設計製作に至るシステム化を確立した.10.本多相系材による顎骨再建を実際に臨床応用し,従来の方法に比べて優れた臨床成績を挙げた.本研究は人工歯根,顎骨再建材などの口腔外科手術に適応でき,より臨床要求を満足する骨適合性材料を得ることを目的として, Hydraxyapatite(HAP), Poly, trifluoraithyl methavylate(PTFEMA)Metalの複合化を計り,本材の機械的,生物学的諸性状と臨床応用への有効性を検討し以下の研究成果を得た.1.HAP-PTFEMA-Metal三元系多相系材料は骨と極めて近似した機械的性質を有し,骨と力学的に適合しうる材質であることを明らかにした.2.細胞培養試験,ラット皮下埋入実験により,本多相系材が細胞毒性,組織為害性がみられないことを明らかにした.3.成犬脛骨埋入実験の結果,本材が生物学的にも高い骨親和性を有することを明らかにした.4.滅菌条件と材料学的安定性について各種滅菌処理による影響を検討した結果,処理後,材質の変化,物性の劣化は認められず,ガス滅菌後の残留ガス濃度もFDAの勧告基準以下であり,その安全性が確認された.5.invitro水中浸漬及びinvitro成犬皮下長期埋入実験により材料の耐久性を検討した結果,本材の耐水安定性,生体内耐久性を明らかにした.6.本材の人工歯根応用について人工歯根が具備すべき力学条件を明らかにするために,有限要素法による力学解析を行った.その結果,人工歯根構造としては,骨結合型であること,そして内部に緩圧可動構造を有するものが合理的であることを明らかにした. 7.6の結果を満たした本多相系材による人工歯根を試作し,成犬での嵌植実験を実施しその有用性を確認した.8.人工顎応用として本材を用いた成犬下顎架橋補填を行い,実験的に有用性を確認した.9.人工顎臨床でCT撮影から人工顎設計製作に至るシステム化を確立した.10.本多相系材による顎骨再建を実際に臨床応用し,従来の方法に比べて優れた臨床成績を挙げた.1.ハイドロキシアパタイト-ポリトリフルオロエチルメタクリレート複合材の滅菌条件,材料学的安全性について検討した。その結果、本材は通常のオートクレーブの滅菌操作ではほとんど劣化せず、また、繰り返し荷重に対し実用上充分な耐久性をもつことが確認された。2.人工歯根について(1)本複合材を生体との界面に配置し、内部に緩圧機構、いわゆる人工歯根膜をもつ人工歯根を試作した。この人工歯根膜について材料学的検討を行ったところ、エーテル系ポリウレタンが耐久性,耐水安定性に優れ、人工歯根膜として適性をもつことが認められた。(2)有限要素法により本人工歯根の緩圧能を力学的に解析した。その結果、本人工歯根は周囲の天然歯と連動し、結果的に局所的機能圧の集中を回避し、歯槽骨に均等な応力分布を示した。(3)本人工歯根を用い成犬下顎への嵌植実験を行っているが、5か月後の現在、機能率80%と良好な経過をみている。3.人工顎について(1)生体との界面に本複合材を配置し、金属芯を有する人工顎を試作し、成犬下顎骨への架橋補填実験を行っているが、補填3か月では、人工顎と母骨とは強固に一体化し、かつ充分に機能し、本人工顎の有効性が認められた。

(2)臨床応用に即し、金属芯材の規格化,CTスキャン応用による人工顎の設計,製作システムを確立し、製作過程を大幅に短縮することができた。(第40回日本口腔科学会総会発表)(3)母骨との接合法,手術法について検討し、現在まで下顎再建8例、難治性下顎骨折1例に臨床応用を行い、優れた臨床効果が認められた。(第31回日本口腔外科学会総会発表)
ヘルペス属ウイルスの各種眼内炎における関与に関する研究

ヘルペス属ウイルスが眼内潜伏感染するか否かについて,白内障手術時に得られた水晶体前嚢および前房水を用いて検索を行った。方法白内障手術を施行された40眼について検索した。39例は過去に眼科的既往は有さなかったが,1例は10年前に急性網膜壊死の既往があり,発症時前房水からPCR法にてHSV DNAが検出されていた。前房水については直接Proteinase Kを用いて,水晶体前嚢についてはフェノール・クロロホルム法によりDNAを抽出した。抽出したDNAに対して,HSV(1および2共通),VZV,CMV,EBV特異的プライマーを用いてPCR法を行い結果を電気泳動法により確認した。結果すべての前房水および,39例の水晶体前嚢からはHSV,VZV,CMV,EBV DNAは検出されなかったが,急性網膜壊死の既往を有する症例の水晶体前嚢からHSV DNAが検出された。前房水を用いた間接的な検索では,前房を構成する水晶体前嚢,虹彩,角膜内皮にヘルペス群ウイルスが潜伏感染する可能性は否定的であった。しかし,これまで報告のなかった水晶体が,ヘルペス群ウイルスの感染標的組織である可能性が示された。32歳男性AlDS患者の剖検時に得られた眼球について病理組織的検索を行った。症例は右眼にサイトメガロウイルス網膜炎を発症し抗ウイルス薬を投与されており、その経過中に両眼網膜深層に多発性の黄白色滲出病変が出現しその40日後に死亡した。方法網膜組織をホルマリンにて固定後ホルマリン包埋切片とした。ヘマトキシリン-エオジン(HE)、Perdic-acid-Schiff(PAS)染色を用いた。またSAB法免疫組織化学による各ヘルペスウイルスの検索も行った。使用した抗体はHSV1&2、VZV、CMV、HHV6である。病理学的所見右眼では網膜が後極部から周辺に至る全周で層構造が完全に破壊されていた。後極部では血管とほんのわずかな網膜そして石灰化巣が観察された。石灰化巣部の網膜色素上皮(RPE)やBruch膜は変性、消失しており、脈絡膜へのリンパ球浸潤が認められた。残存網膜の血管周辺には特徴的なCMV感染細胞が認められた。左眼では、全周で激しい綱膜構造の破壊のため、網膜はほとんど残存しておらず、周辺部に石灰化巣が認められるのみであった.RPEやBruch膜はほとんど保たれていた。免疫組織所見右眼ではHE染色で後極部の血管周囲に感染細胞が観察されたCMVの前初期抗原(IE1、IE2)ならびにウイルス後期抗原がみられた。また周辺部に散在した石灰化巣周辺にHSV1抗原が型特異モノクローナル抗体を用いた免疫組織化学染色にて観察された。左眼ではCMV抗原は認められなかったが右眼同様、周辺部の石灰化巣周辺にHSV1抗原陽性細胞が認められた。両眼ともにHSV2、VZV、そしてHHV6の抗原は検出されなかった。
長時間トラップ型気相移動度測定法の開発とナノ物質が関与する化学反応の追跡

長時間トラップ型移動度測定装置を開発し反応追跡が可能となった。食塩水微粒子の測定では、食塩濃度に依存した2時間の大気中蒸発塩析出・湿潤過程が観測された。従来の測定では完全な球状のものしか構造がわからず、塩析出などはわからなかった。さらに構造が揃っている市販のポリスチレン粒子を新規開発したイオン化法を用いて測定したところ、2時間以上の電荷保存とumサイズの粒子を重力に対抗してトラップ出来るだけの荷電が確認でき、環境微粒子の直接測定も可能であることが示せた。また高度制御型高周波・直流ハイブリッド電源を開発し、従来の10倍の20mm程度の移動も実現し、高精度測定も可能になった。本申請計画はナノ物質などの荷電粒子を長時間トラップしながら気相移動度測定を行うことで、触媒機能や構造変化、生成過程など従来困難であった測定を可能にするものである。今年度は従来の塩水粒子に加えポリスチレン粒子の測定のためにレーザー脱離イオン化システムを導入し、長時間構造追跡測定を行った。さらに大型高分解能移動度・質量分析装置の開発のために、高度制御RF-DC電源を開発した。気相移動度測では荷電粒子が静電場下でバッファーガスと衝突しながら移動していく速度を測定することで、荷電粒子とバッファーガスとの衝突断面積を算出し、荷電粒子の構造が推定できる。最終的には構造測定を行うことが目的であるが、荷電粒子の電荷数や想定できる構造が複数ある場合は、一意的に気相移動度から構造を推定することは出来ない。今回はこの移動度と構造の対応を詳細に調べるために、従来の塩水粒子測定に加え、新規レーザー脱離イオン化システムを備えたシステムを開発し、ポリスチレン粒子を2時間にわたり測定した。塩水粒子は時間と共に空気中の水分を吸収することで、直径が増大し移動度が減少したが、ポリスチレン粒子はイオン化直後10分間までに移動度が上昇したが、10分後から2時間まで移動度は変化しなかった。ポリスチレン粒子には吸湿性はなく構造が安定しているため、10分後から移動度が変化しないことは、構造と電荷数が変化しないことを示している。これにより、長時間移動度測定を行う上で電荷数の変化を無視できることと、移動度測定の長時間安定性という今後の活用に大きな実験的保証が示された。イオン化直後から10分までの移動度の上昇は、イオン化時に加熱変形されたポリスチレン微粒子が元の球形に戻ることを示唆している。このように測定の確度および精度が示された。このように基本的測定が確立した上で、さらに高分解能測定および質量分析機と接続するために高度制御RF-DC電源を分子科学研究所装置開発室と共同で開発した。本申請計画はナノ物質などの荷電粒子を長時間トラップしながら気相移動度測定を行うことで、構造変化など従来困難であった測定を可能にするものである。今年度は昨年度開発した高度制御電源を用いて、多数のトラップが接合した多段トラップ型気相移動度測定システムを開発した。今回の実験では食塩水荷電微粒子を四段トラップ接続装置に導入し、従来の10倍程度の20mmの移動と移動後の保持を実現した。これにより高い物質識別能を持ちつつ、化学的に活性なナノ物質などの安定保持が可能となることが実験的に示された。現在接続段数をもう一桁増強し、より高い構造分解能を実現しつつある。さらに分離後の同定を質量分析と電子顕微鏡によって行う、接続システムを開発中である。このシステムはナノ物質を対象としているが、近年問題となりつつあるPM2.5などのマイクロメートル微粒子の高分解能測定にも適している。実際に装置の評価用に直径10um程度のポリスチレン粒子を使用している。これらの粒子の測定では一般的に分解能が低く、トラップ機能を持たない移動度測定システムであるDMFが使用されているが、粒子に付着している物質の測定などは困難であった。我々のトラップ型移動度測定システムでは、移動度分析後、不活性ガス中で保持し、直ちに質量分析などの測定が可能である。この場合、トラップするために荷電量として従来の10100倍が必要であるが、我々はレーザーとRF放電を併用したイオン化システムを開発しこの問題を解決した。これら気相移動度選別トラップした粒子の観測は現在質量分析、電子顕微鏡観察を用意しているが、これらの測定法はサイズ、分解能、そして分布測定全てをカバーできない。このため高い分解能、広い測定領域、分布測定を兼ね備えたIG-1000シングルナノ粒子径測定装置を導入し、本プロジェクトで選別後の粒子の測定を試みている。

今年度は高度制御RF-DC電源を分子科学研究所装置開発室と共同で開発した。本測定システムには、1kV程度の泳動用電圧を印加しながら、トラップ用RFと泳動用DC電圧の自由度の高い高精度・高速制御が必要不可欠である。この制御をマイクロコントローラーに実行させ、そのコントローラーに制御手順を記憶させることで行う。この電源開発の最難関点は人間が操作するPCとマイクロコントローラー間の絶縁型通信と高精度の電源制御であり、これが今年度実現できた。現在この電源を活用し測定を行っている。気相移動度測定では荷電粒子が静電場下でバッファーガスと衝突しながら移動していく速度を測定することで、荷電粒子とバッファーガスとの衝突断面積を算出し、荷電粒子の構造が推定できる。しかし基本的に得られるデータが、構造を平均化した衝突断面積のため、移動度データから最終的には構造推定することは困難である。今年度はこの解析を行うプログラムを奈良女子大と共同で開発し、カビ代謝分子に応用した。測定精度5%程度で移動度データを再現することが出来、分子認識能を向上させることが出来た。成果は国際質量分析学会で発表し、論文準備中である。このようにナノ物質測定のめどがついたので、評価用熱分析測定システムおよび分光システムを導入した。今年度このようにプロジェクトの基盤要素が確立したが、さらに東邦大学に高分解能透過型電子顕微鏡が導入され、現在システムの立ち上げ中である。来年度以降は移動度システムの基本性能を向上させるとともに、この顕微鏡システムに接続することも並行して行う。質量分析だけでは解明できない、詳細構造が得られ、当初予定していた以上の成果が期待できる。測定システムの基盤となる長時間高精度・高安定性が実験的に示されたことと、レーザー脱離イオン化というナノ物質では基本的イオン化手法が気相移動度測定でもほとんど変更なしに使用できたことが大きな進歩である。さらに最終的な大型高精度移動度・質皇測定システムの開発のキーデバイスとなる高度制御RF-DC電源が分子科学研究所装置開発室の協力を得て、マイクロコントローラーの通信インターフェースを初めとして順調に開発されつつある。このように装置開発の上で重要な進展が見られたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。測定システムの基盤となる高度制御RF-DC電源が分子科学研究所装置開発室の協力を得て完成した。この電源はプリント基板化とモジュール化がされており、大量生産が容易である。そしてマイクロコントローラーを活用しているため、いかなる移動度測定パターンにも対応できる汎用性と生産性に優れているものである。現在1台分しか完成していないが、複製することで直ちにより性能が高い移動度測定システムを完成させることが出来るため、最初の一台の成功が大変大きな意味を持つ。そして本プロジェクトでも活用される移動度解析プログラムが他グループの結果に適用され大きな成果を生みつつある。このように汎用性と解析性能がすでに実証され、これまで困難であった移動度データから最終的な目的であるナノ物質の構造推定にめどが立った。さらに当初予定されていなかった高分解能透過型電子顕微鏡が導入され、本プロジェクトに容易に組み込める体制になった。前述の通り、どのような解析プログラムを用いようとも移動度データからナノ物質構造を導き出すことは容易ではない。
複合アニオン効果を利用した新規ハロゲン化物イオン伝導性固体の創製

平成29年度は、希土類オキシ塩化物の塩化物イオン伝導性について系統的な評価を行い、高い塩化物イオン伝導性を実現した。平成30年度は、塩化物イオンよりもイオン半径が大きな臭化物イオンを対象とし、1年めで得られた知見を基に、新規なイオン伝導体の創成を目指した。母体としては、耐水性、耐熱性に優れるLaOBrを選択し、La3+イオンサイトをSr2+およびCa2+イオンで部分置換したLa1-x-ySrxCayOBr1-x-yを合成した。Sr添加量(x)を0.1で固定し、Ca添加量(y)を変化させたところ、y=0.05の場合において最大の導電率が得られた。一方、Ca添加量(y)を0.05で固定し、Sr添加量(x)を変化させたところ、x=0.1の場合に最大の導電率を示した。このように、SrやCaの添加により導電率が向上した要因は、低価数イオンの導入により臭化物イオン欠陥が形成され、その欠陥を介して臭化物イオンが伝導しやすくなったためと考えられる。一方、添加量が多すぎる場合は、LaOBrの結晶構造を保持できず、不純物相が現れたために導電率が低下したと考えられる。以上の結果から、La0.85Sr0.1Ca0.05OBr0.85において最大の導電率が得られ、これまでに報告していたLa0.9Sr0.1OBr0.9と比較して約5倍(800°C)高い導電率を示すことが明らかになった。さらに、改良型Tubandt電気分解により、La0.85Sr0.1Ca0.05OBr0.85の伝導種が臭化物イオンのみであることも実証している。以上、本研究により、ハロゲン欠陥量および格子サイズを意図的に制御することにより、高いイオン伝導性を示す新規な塩化物イオン伝導体および臭化物イオン伝導体を実現した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、希土類オキシ塩化物(ROCl:R = rare earths)の塩化物イオン伝導性について系統的な評価を行うことを目的とし、種々の希土類オキシ塩化物の中で、耐水性、耐熱性に優れるLaOClを母体として選択し、La3+イオンサイトをNa+イオンおよびSr2+イオンで部分置換したLa0.9ーxNaxSr0.1OCl0.9ー2xを合成し、そのイオン伝導性を調べた。La0.9ーxNaxSr0.1OCl0.9ー2xは、x≦0.1の試料ではLaOClに帰属されるピークのみが観測され、単相試料が得られたのに対し、x>0.1の試料においては不純物相としてSrCl2およびLa2O3が生成することがわかった。また、単相試料として得られたx≦0.1の試料においては、Na+イオンの増加とともに格子体積は単調に増大していることから、La3+イオンサイトをよりイオン半径の大きいNa+イオンおよびSr2+イオンが置換したと考えられる。さらに、x≦0.1の試料において、Na+イオンの添加量が増加するに従い導電率が増大し、x = 0.10の試料において、最大の値を示した。これは、格子体積の増大に伴い伝導経路が拡大したことに加え、Clーイオンの伝導経路であるClーイオン欠陥が増加したためと考えられる。x = 0.10の試料は、これまで最も高いCl-イオン伝導性を示すことが報告されているLa0.8Ca0.2OCl0.8と比較して高い導電率を示し、600°CにおいてLa0.8Ca0.2OCl0.8と比較して約7.7倍高い導電率を示すことが明らかとなった。なお、種々の雰囲気下での導電率測定および電気分解法により、La0.8Na0.1Sr0.1OCl0.7の伝導イオン種はClーイオンであることが明らかとなった。イオンサイズの大きな塩化物イオンを伝導種とし、化学的・熱的安定性を有する固体電解質の開発にあたり、希土類の酸塩化物を選択し、かつ塩化物イオン欠陥を意図的に導入できれば、目的の塩化物イオン伝導体が開発できると考え、LaOClのLaサイトを任意の金属カチオンで置換した試料を合成した結果、予想した通り、高い塩化物イオン伝導性を示すことが明らかとなった。また、本手法は、他のハロゲン化物イオン伝導体にも適用可能な汎用性の高い手法であることも見出していることから、次年度の研究につながる成果と考えている。

このように、SrやCaの添加により導電率が向上した要因は、低価数イオンの導入により臭化物イオン欠陥が形成され、その欠陥を介して臭化物イオンが伝導しやすくなったためと考えられる。一方、添加量が多すぎる場合は、LaOBrの結晶構造を保持できず、不純物相が現れたために導電率が低下したと考えられる。以上の結果から、La0.85Sr0.1Ca0.05OBr0.85において最大の導電率が得られ、これまでに報告していたLa0.9Sr0.1OBr0.9と比較して約5倍(800°C)高い導電率を示すことが明らかになった。さらに、改良型Tubandt電気分解により、La0.85Sr0.1Ca0.05OBr0.85の伝導種が臭化物イオンのみであることも実証している。以上、本研究により、ハロゲン欠陥量および格子サイズを意図的に制御することにより、高いイオン伝導性を示す新規な塩化物イオン伝導体および臭化物イオン伝導体を実現した。平成30年度(2年目)では、対象とする伝導イオン種に、塩化物イオンよりも大きな臭化物イオンを選択し、1年目の研究で見出した希土類の酸ハロゲン化物における希土類イオンを他の低価数カチオンで部分置換する手法を適用し、熱的・化学的安定性を有し、かつ高いイオン伝導性を示す臭化物イオン伝導体に着手する。選択する希土類には、イオン半径の大きなランタンおよびセリウムを選択するが、比較実験として、その他の希土類オキシ臭化物についても検討を行う。一方、熱的・化学的安定性およびイオン伝導性発現には、酸素が必要であるとの考えを実証するため、単純な希土類臭化物を母体として用いた試料も合成し、希土類オキシハロゲン化物における酸化物イオンとハロゲン化物イオンの複合アニオン効果についても調べる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
有機・無機・水からなる熱応答性三元ナノハイブリッド材料の合成

1.アルコキシシリル基を有するアクリルアミドモノマーの合成プロピルトリクロロシランを出発原料とし3段階の反応を経て側鎖にトリエトキシシリル基またはトリメトキシシリル基を有するN,N-ジアルキルアクリルアミド(SiAm)を収率53%で合成した。2.アルコキシシリル基を有するアクリルアミドモノマーのアニオン単独重合THF中-78C条件下、ジフェニルメチルカリウムを用いてSiAmの重合を行うと分子量分布の広いポリマーが生成したが、ジエチル亜鉛やトリエチルボランなど弱いLewis酸を添加して重合を行うとほぼ設計通りの分子量と狭い分子量分布を有するポリマーが定量的に得られた。これは生長末端カルバニオンにルイス酸が配位し、安定な成長種へと変換されたためと考えられる。中でもトリエチルボランを用いた場合は30Cという比較的高温条件下でも重合が制御された。また、このことからアルコキシシリル基が生長末端アニオンと共存し、副反応を併発することなく重合反応のみが進行することが確認された。一方、ブチルリチウムなど対カチオンにリチウムを有するアニオン開始剤を用いた場合、Lewis酸を加えても重合の制御は行われず、活性末端カルバニオンとアルコキシシリル基が反応することが明らかになった。対カチオンにより重合形態に大きな違いが現れることが見出された。3.ジブロック共重合体の合成SiAmの重合反応溶液に、N,N-ジメチルアクリルアミドを加えブロック共重合体を合成した。得られたポリマーは水溶性であり、水溶液中ではポリ(SiAm)をコアとしたミセルを形成する。ここに塩酸を添加するとアルコキシシリル基が加水分解して複数の分子がシリロキシ結合により架橋し、球形のナノ粒子が生成したことをSEM観察により解析した。ここに塩酸を添加するとアルコキシシリル基が加水分解して複数の分子がシリロキシ結合により架橋し、球形のナノ粒子が生成した。現在この粒子の正確な形状や構造について解析を行っている。
発展途上国の汚職構造及び発展の展望-経済学的考察と計量分析

本研究では、アジアにおける汚職の現状・構造形態及び、汚職と経済発展の関連性を検証する。本年度の研究計画に治った研究実績は以下の通りである:1.現地調査によるデータ収集・選定モデルの妥当性の検証:昨年度より継続し、汚職度が東アジアで最も高いインドネシアと近年特に汚職が問題視されている中国を、汚職の構造的要因分析の研究対象国として調査研究を行った。インドネシアでは昨年度の初期調査に続き、3月に再度現地調査を行いデータを収集した。また中国の汚職に関しては、政府発行の関連誌・その他情報誌から汚職関連データを拾い上げた。3.汚職樹造のモデル分析:汚職の程度及び、要因の相関関係を横断面。パネル分析を実施。異なる幾つかの実証モデルを適用し、汚職との関連性を分析した。汚職に影響を与える要因として、特に軍事予算、政治体制、政治的安定性、インフレーション等が認められた。4.汚職と成長に関するモデル分析:汚職構造と経済成長の相関関係を、主要なモデルを用いて分析した。アジアの対象国の場合、現在の定説となっている汚職と経済成長の負の関係が見受けられず、正の関係が有意で見受けられた。この点に関して、今後さらなる分析を行う予定である。5.一般化モデルの可能性の模索:理論研究及び実証検証結果を元に、汚職構造モデルの妥当性を比較検証する予定であったが、これは今後の課題として残った。6.政策提言:今後の更なる分析を実施した上で行う。本研究では、アジアにおける、汚職の現状、汚職の構造の形態、及び、汚職と経済発展の関連性を検証し、汚職の決定要因とその防御策の可能性を模索するものである。本年度の研究計画に沿った、研究実績は以下の通りである。1.理論レビュー:汚職題の理論研究より、汚職の起こり得る構造的な主要因・副因(政府の規模、官僚構造、民族多様性、民主主義の浸透性、官僚の賃金など)、汚職と成長などの主要な理論モデル、既存研究を確認。3.モデル選定・構築:理論レビュー及び、現状把握に基づき、アジアの汚職問題を考察する上で、最も適した理論・実証モデル候補を幾つか考察。モデル選定は、入手データを考慮し行う予定。4.現地調査によるデータ収集・選定モデルの妥当性の検証:汚職は、様々な形態の汚職があり、公金横領、賄賂、ネポティズム等、様々な形態があり、それによって、考えられる構造的な要因も変わってくる。従って、アジアの複数の国々の汚職のマクロ的分析は可能であるが、構造的要因の分析は多数の国々を対象にすることが、困難である。また、予算が限られているため、汚職の構造的要因分析の研究対象国は、汚職度が東アジアで最も高いインドネシアと、近年特に汚職が問題視されている中国とすることとし、これらの国々のバックグラウンドの調査研究を行った(継続中)。本年度はインドネシアに絞り、12-1月に現地で初期調査を行った。スハルト体制崩壊以降、地方分権化の進んだインドネシアでは、末端まで汚職が蔓延っており、深刻な状況にある。3月に再度、現地調査を実施し、データの入手に努める。5.データの変数化:次年度実施の予定とする。パネル分析を実施。
ＡＬＳにおけるＯｐｔｉｎｅｕｒｉｎの神経細胞毒性に関する分子メカニズムの解明

われわれがALSの原因遺伝子として同定したOPTNは多様な分子機構に関連しており,オートファジーへの関与が重要であると指摘されていた.OPTNノックアウトマウスとノックインマウスを樹立し,胚性線維芽細胞と胚性幹細胞を作製した.個体レベルでは今までのところ表現型でALSを思わせるような異常は認められていないが,病理学的に脊髄前角細胞の脱落を認めた.培養細胞による検討ではオートファジーに関連する異常は認められなかったが,細胞内のオルガネラに重要な役割を果たしていることが確認された.さらに患者線維芽細胞由来のiPS細胞を分化させて,神経細胞内におけるOPTNの病態への関与を詳細に明らかにしていく.われわれは遺伝性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子として全く新規のOptineurinを同定した.この分子は炎症や細胞内輸送,オートファジーなど様々な分子メカニズムに関与している.本研究では,この遺伝子異常を持つ病態モデル細胞を用いて将来的には治療法の開発にも繋がるような細胞内分子機能を明らかにすることを目的とする.昨年度までに患者の同意を得て皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖しYamanaka法によってiPS細胞を作成した.また,Optineurinのノックアウトマウス及び変異マウスを作成し,それから得られた線維芽細胞を不死化することによってOptineurinの細胞内機能を明らかにするためのシステムを構築した.併せて,in vivoでOptineurinがオートファジーに関与する役割を解析するため,ヒトLC3にGFPを結合させたトランスジェニックマウスを購入した.当該年度はノックアウトマウスの戻し交配と変異マウスの遺伝的純化を進めるとともに,個体数の確保と行動学的および病理学的評価のための準備を行った.モデル細胞の系ではLC3をノックダウンした時のOptineurinの変化を見るためにLC3のsiRNAを行ったが,十分なノックダウンが行えておらず,現在TALENを用いてLC3をノックアウトした培養細胞系で再検討することを予定している.またOptineurinのリン酸化についても検討を行った.われわれは遺伝性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子として全く新規のOptineurin (OPTN)を同定した.この分子は炎症や細胞内輸送,オートファジーなど様々な分子メカニズムに関与している.本研究では,この遺伝子異常を持つ病態モデルマウスとそれに由来する培養細胞を用いて,将来的には治療法の開発にも繋がるような細胞内分子機能を明らかにすることを目的とする.昨年度までにOPTNノックアウトマウス及び変異マウスを作製し,それから得られた線維芽細胞を不死化することによってOPTNの細胞内機能を明らかにするためのシステムを構築したほか,ノックアウトマウスの戻し交配と変異マウスの遺伝的純化を進めるとともに,個体数の確保と行動学的および病理学的評価のための準備を行った.当該年度はOPTNノックアウトマウスの個体数が十分に確保できたため,個体レベルでの行動学的・病理学的評価を統計学的に解析した.また,表現型をより明確にするとともに更なる病態メカニズムを解析するため,ヒト変異型SODトランスジェニックマウスと交配させて病態がどのように修飾されるのかを検討した.さらに,前述したようにOPTNは炎症にも関与する分子であるため全身性の炎症反応が病態を促進させる可能性を考え,LPSによって刺激を加えることにより病態を促進させることも試みた.培養細胞を用いた検討では,OPTNとオートファジーやストレスグラニュール,細胞内輸送などとの関連について解析を行った.これらの研究の結果,モデルマウスにおいてOPTNの機能欠失が神経細胞死を引き起こすことなどが明らかとなり,ALSの病態形成におけるOPTNの役割の一部を解明することができた.本研究成果は学会及び論文にて発表する予定である.われわれがALSの原因遺伝子として同定したOPTNは多様な分子機構に関連しており,オートファジーへの関与が重要であると指摘されていた.OPTNノックアウトマウスとノックインマウスを樹立し,胚性線維芽細胞と胚性幹細胞を作製した.個体レベルでは今までのところ表現型でALSを思わせるような異常は認められていないが,病理学的に脊髄前角細胞の脱落を認めた.培養細胞による検討ではオートファジーに関連する異常は認められなかったが,細胞内のオルガネラに重要な役割を果たしていることが確認された.さらに患者線維芽細胞由来のiPS細胞を分化させて,神経細胞内におけるOPTNの病態への関与を詳細に明らかにしていく.われわれは遺伝性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子として全く新規のOptineurinを同定した.この分子は炎症や細胞内輸送など従来考えられていたALSの主たる発症機序とは異なる機能を有しており,これらのうち本研究では細胞内輸送機構に注目し,この遺伝子異常を持つ病態モデル細胞を用いて,将来的には治療法の開発にも繋がるような細胞内分子機能を明らかにすることを目的とする.当該年度は患者の同意を得て皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖しYamanaka法によってiPS細胞を作成した.また,Optineurinのノックアウトマウス及び変異マウスを作成し,それから得られた線維芽細胞を不死化することによってOptineurinの細胞内機能を明らかにするためのシステムを構築した.併せてLC3にGFPを結合させたトランスジェニックマウスを購入し,前述のモデルマウスと掛け合わせることによってin vivoでOptineurinがオートファジーに関与する役割を解析しているところである.当初の目的である,遺伝性ALSの病態モデル細胞の構築は予定通り進んでおり,患者皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖し,Yamanaka法によりiPS細胞を樹立することが出来た.

今のところはOptineurinの異常に起因すると推定される封入体形成は確認されていないが,CCCP処理による脱分極によってミトファジーを誘導し,オートファジーの機構に異常が生じていないかを検討している.その際にLC3が代償性に働く可能性も否定出来ないため,LC3のsiRNAによるノックダウンを試みたが有効に発現量を減らすことができないため,代替の方法としてOptineurinのノックアウトから得られたES細胞やMEFにTALENによる遺伝子改変を加えてLC3をノックアウトする準備を行なっている.また,Optineurinのリン酸化については現在までのところALSとコントロールで明らかな差は認められていない.モデル動物に関しては妊孕性に問題のある系統も存在するものの,概ね予定通りにノックアウトマウスの戻し交配と変異マウスの遺伝的純化が進んでいる.行動学的評価としてrotarodとfoot-printを行い,病理学的に細胞内ロジスティックスに関連する分子の解析を行うための準備が整ってきており,統計学的に有意差が検定できる程度のサンプル数を確保しているところである.当初の目的である,遺伝性ALSの病態モデル細胞の構築は予定通り進んでおり,患者皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖し,Yamanaka法によりiPS細胞を樹立することが出来た.今のところはOptineurinの異常に起因すると推定される封入体形成は確認されていないが,CCCP処理による脱分極によってミトファジーを誘導し,オートファジーの機構に異常が生じていないかを検討している.細胞内でのオートファジーの分子機構をあきらかにする上で免疫組織化学的な評価が必要となるため,Optineurin以外にもTOM20やCyt CといったミトコンドリアのマーカーやLC3といった分子の細胞内局在を視覚化する系を確立した.当該年度の研究により,本研究課題を推進する上で必要な基盤は整い,少しずつ結果が出つつある状況である.遺伝性ALSにおける最近の報告から病態メカニズムにはmRNA調節障害とオートファジー機能障害の2つが主要な要素として働いていることが推測されており,Optineurinは後者に対する関与が大きい分子であることから,ミトファジーをはじめとするオートファジーの機能異常を培養細胞レベルと個体レベルで解析して行きたいと考えている.従来からあるES細胞だけでなくiPS細胞を用いた疾患モデルは他疾患でも病態解明のツールとして有用であることが示されてきている.本研究でも運動ニューロンやアストログリアに分化させたiPS細胞やES細胞を用いて生化学的な検討を行う予定である.それから得られた結果を個体レベルで確認するために必要なモデル動物も並行して準備を進めており,逆に動物モデルの組織学的検討から得られた知見を細胞レベルで検証することも可能であるという双方向性の解析系を整備することで,より確実かつ効率的にALSの病態解明に迫れるのではないかと期待される.
Oxytocin受容体ノックアウトマウスによる受容体遺伝子機能の解明

我々は現在までにオキシトシン(OXT)およびその受容体であるオキシトシン受容体(OXTR)遺伝子欠損マウスの作製に世界に先駆けて成功した。申請者は本科学研究費補助金基盤(B)(平成14-16年度)により、オキシトシン受容体(OXTR)遺伝子欠損マウスの総合的な解析を行い、その結果、オキシトシン受容体の持つ個体レベルでの機能解析について以下のような結果を得た。!生殖関連機能に関して:OXT遺伝子欠損マウスの分娩に関しては殆ど障害無く出産に至ることを明らかとした。その理由としてOXTRにAVP(バソプレッシン)が結合し、子宮収縮を起こすことを予想し、薬理学的手法により解析した結果、マウスではOXTRに対しOXT以外にもAVPが結合し収縮を誘導させることをin vitro実験により世界で始めて示した(Kawamata, M. et al., Eur J.Pharmacol.472:229(2003) ; Kawamata, M. et al., BBRC, 321 695, (2004))。しかし、OXTR遺伝子欠損マウスにおいても問題なく分娩に至ることが我々の遺伝子欠損マウスにより証明され、少なくともマウスにおいてはOXT/OXTR系が無くとも正常な分娩の行えることが明らかとなった。乳汁分泌についてはOXT/OXTR系が必須である事も証明した。"生殖・社会行動に関して:OXT遺伝子欠損マウスと同様social amnesia様の症状がみられるほか、雌においての保育障害(nurturing behavior障害)、親から離した際の新生児の超音波音声発声頻度の低下(Ultrasonnic vocalizationsの減少)、新生児マウスの行動量の増大(多動)など、多くの行動異常が観察された。これらについてはヒト精神疾患の自閉症でみられる症状に類似しており、近年、自閉症発症とオキシトシン、又はバソプレッシンとの関連を示す報告が相次いでいることからも、患者家族にとっては深刻なこの精神疾患の解明の一助となることを期して研究を進めている(Nature Genet.投稿中)。#OXTR遺伝子が関わるその他の機能について:予想を超えたOXTR遺伝子欠損マウスの表現型として、後1015週齢ころから顕著になるoxtr-/-マウス特有の肥満現象と寒冷暴露時の急速な体温低下など、本遺伝子が個体レベルでのエネルギー代謝制御を行っていることを示唆する興味深い結果を得た。本年はOTR遺伝子欠損雄マウス(otr-/-)の行動解析を2方法により行った。まずIsolation Testと呼ばれる、テリトリー意識を持たせたマウスの侵入者への攻撃性を見るテストであるが、個飼い(一匹で飼う:テリトリーを作り他個体の雄マウスに対する攻撃性が高まる)した雄マウス(resident)のケージに、群飼い(集団で飼う:攻撃性が抑制される)した雄マウスを5分間投入し、この間の観察により攻撃回数と積算攻撃時間を測定し、野生型マウスのそれと比較した。この結果、OTR遺伝子欠損雄マウスでは有意に攻撃性向上を示す結果が得られた。一方、生後25日程度の雌未成熟幼若マウスをOTR遺伝子欠損雄成熟マウスのケージに1晩入れ、翌朝マウスを分離し交尾の有無を調べる観察を1週間続ける実験を行った。