hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタボリック症候群における高血圧:交感神経系活性化の脳内機序解明及び治療法の開発

メタボリックシンドロームで酸化ストレスの増大が脳内機序を介して交感神経活動亢進を生じ、高血圧の発症機転となっていることを明らかにし、その機序として脳内アンジオテンシン1型受容体の活性化による活性酸素産生シグナル経路が重要な役割を果たしていることを見いだした。臨床研究によりメタボリックシンドローム患者の交感神経系の活性化及び血管内皮機能低下は生じておりアンジオテンシン受容体拮抗薬による治療により改善することを観察した。メタボリックシンドロームは内蔵肥満を基盤とし、インスリン抵抗性及びそれを代償する高インスリン血症が病態の本態であると考えられている。メタボリックシンドロームの臨床的帰結は心血管病の発症であり、その診断・治療は心血管病予防のため極めて重要である。メタボリックシンドロームでは高血圧の発症が最も頻度が高く、交感神経系の活性化がその鍵を握っている。しかし、その活性化機序は未だ不明であり、それ故病態の理解に基づく診断・治療へ至っていない。交感神経活動を規定するのは脳幹部に存在する血管運動中枢であり、同部位は肥満に重要な視床下部と脳内で神経性回路を形成している。申請者らは高血圧では血管運動中枢の酸化ストレスの増大により交感神経活動亢進が生じており神経性機序に関与していることを報告してきた(Circulation 2004など)。従って、本研究の目的は、メタボリックシンドロームで酸化ストレスの増大が脳内機序を介して交感神経活動亢進を生じ、高血圧の発症機転となっているか否かを明らかにすることである。さらに、肥満やインスリンなどによるシグナルが脳内で視床下部から血管運動中枢への脱抑制がその機序として関わっているという仮説を検証する。また、レニン・アンジオテンシン系は循環血液中のみならず脳内にも独立して存在し活性化が生じ、アンジオテンシン1型受容体の活性化は活性酸素の産生源となる。従って、この機構の解明も行う。その重要性が判明すれば、治療薬としてのアンジオテンシン受容体拮抗薬の脳内作用を検討する。また、臨床研究として、メタボリックシンドローム患者の酸化ストレスを反映する血管内皮機能、交感神経活性化、アンジオテンシン受容体拮抗薬の効果を検討する。メタボリックシンドロームは肥満(特に内臓脂肪蓄積)から生じ、インスリン抵抗性及びそれを代償する高インスリン血症が病態の本態であると考えられている。そこから臨床的帰結である心血管病の発症に至る過程には高血圧が最も頻度が多く交感神経系の活性化が深く関与していることが示唆されている。本研究では、交感神経系の活性化を規定する脳幹部心血管中枢に如何なる異常が生じているか、脳内酸化ストレスが鍵となる分子機構ではないか、そうであれば如何なる治療が適しているかを明らかにしていく。初年度は、まずヒトメタボリックシンドロームに適したモデル動物を確立することから開始した。正常血圧ラットに高カロリー・高エネルギー食を与えると著明な肥満ラット群(DIO)と体重増加が普通の群(DR)に分かれることを見出した。体重増加は食事負荷後8週目から差が出てくるが12週目からDIO群ではDR群に比べ血圧上昇・心拍数の増加が認められた。さらに、尿中ノルエピネフリン排泄量で評価した交感神経活性はDIO群でDR群に比べ有意に増加していた。内臓脂肪量から計算するadiposityindexはDIO群で明らかに増加していた。重要なことにDIO群では血漿adiponectin濃度の低下、血糖及びinsulin値の増加が認められ、インスリン抵抗性を示しメタボリックシンドロームモデルとしての性格を見事に表現していた。DIO群で交感神経系活性化を伴った血圧上昇が生じていることはメタボリックシンドロームにおける高血圧発症機序として交感神経系の活性化が大きな役割を演じていることが明らかになった。さらに、DIO群にアンジオテンシン受容体拮抗薬を投与するとこれらのパラメーターが改善することを観察している。また、体重増加の程度も抑制される。以上の成績は、カロリー制限と共に薬物治療を考える際の根拠となる可能性が期待される。現在、交感神経活性化の機序として脳内活性酸素産生を評価している。初年度(平成19年度)から作成を開始したメタボリックシンドロームの動物モデルとしてのdietary-induced obesity(DIO)ラットが単なる肥満だけではなく、高インスリン血症、血糖上昇、低アディポネクチン血症を有し、adiposity indexの増加を認めメタボリックシンドロームの特徴を示したためモデル設定ができた。対照群であるdietary-resistant(DR)ラットと比較することによって、本モデルでは、血圧上昇、心拍数増加、交感神経系の活性化が認められた。この点は研究を進める上で重要な確認事項であった。特に当該年度(平成20年度)では、DIOラットの脳幹部血管運動中枢(RVLM)の活性酸素が増加していることをthiobarbituric reactive-substances (TBARS)の測定によって明らかにした。

さらにアンジオテンシン受容体拮抗薬の経口投与によってDIOラットのRVLMのTBARSレベルが低下した。すなわち、増加した脳内活性酸素レベルが低下したことを示唆する。同時に上昇していた血圧、心拍数、交感神経活動も正常化した。また、培養細胞を用いた実験によってアンジオテンシンII刺激がNAD(P)H oxidase/Racl経路を介した活性酸素産生増加を生じることを観察した。さらに、活性酸素の産生源としてミトコンドリアもこの経路の活性化を増幅することを明らかにした。脳内酸化ストレス評価法として生体計測電子スピン共鳴法(in vivo ESR)をスピンプローブとしてMC-PROXYLを用いて評価することに成功した。臨床研究を開始し、メタボリックシンドロームでは血管内皮機能が低下していること、交感神経活性化、動脈圧受容器反射機能が低下していることを見出した。以上の成果は、メタボリックシンドロームにおける高血圧発症機転として脳内活性酸素増加による交感神経活性化が関与していることを示唆する。さらに、脳内酸化ストレス評価法として生体計測電子スピン共鳴法(in vivo ESR)をスピンプローブとしてMC-PROXYLを用いて評価することに成功した。この手法を用いて、経口投与したAT1受容体拮抗薬により脳内酸化ストレスが抑制されることを見いだした。臨床研究では、メタボリックシンドローム患者では血管内皮機能が低下していること、交感神経活性化、動脈圧受容器反射機能が低下していることを見出し、ARBによる治療で改善することがわかった。以上の成果は、メタボリックシンドロームにおける高血圧発症機転として脳内活性酸素増加による交感神経活性化が関与しており、ARBによる治療の有用性を示唆する。当該年度では、メタボリックシンドロームモデル動物として作成し確立させたdietary-induced obesity prone (DIO)ラット及びその対照としてdietary-resistant (DR)ラットを用いた研究でアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)経口投与による治療を行った。その結果、交感神経系活性化が抑制され高血圧発症・進展を抑制することが可能であった。脳内酸化ストレスはThiobarbituric acid reactive-substances (TBARS)の測定によって無治療であると増加して交感神経系活性化から高血圧発症・進展に至る反応がARBによる治療で抑制されることが確認できた。また、交感神経活性を制御する脳幹部心臓血管中枢(RVLM)が活性化していること、その機序として同部位でのアンジオテンシン1型(AT1)受容体活性化を介した酸化ストレス増大が深く関与していることを見いだした。さらに、視床下部からの興奮性入力がRVLMの酸化ストレスを抑制すると減弱され、交感神経系出力を抑制することが明らかになった。臨床研究により、メタボリックシンドローム患者では血管内皮機能が低下しており、アンジオテンシン受容体拮抗薬による半年間の治療でインスリン抵抗性とともに改善することがわかった。組織親和性の強いアンジオテンシン受容体拮抗薬でその効果はより強かった。
骨格筋収縮時の内圧上昇モデルにおける骨格筋の代謝活性亢進機序の検討

1.分子生物学的検討前年度までのRT-PCR実験で圧力刺激が糖質代謝制御因子に対し作用していることが判明したので,real-time RT-PCRによって圧力刺激の遺伝子発現への影響を検討した。その結果,ハウスキーピング遺伝子であり,解糖系酵素でもあるGAPDH mRNAの増加(約1.6倍)が検出された。しかし,他の糖質代謝制御因子(PPARγなど)では顕著な変化は観察されなかった。また,脂質代謝関連因子(CPT-1,EAT/CD36)でもmRNA発現への影響を検討したが変化は認められなかった。Immunoblotting法を用い,AMPKおよびGLUT-4への圧力刺激の作用を検討した。その結果,圧力刺激はL6細胞のAMPI(のリン酸化体を60%ほど増加させた。また,L6細胞の細胞膜画分でのGLUT4タンパク質の発現量は,圧力を負荷していない細胞に比べ圧力負荷細胞では40%程度増加がみられた。次に圧力刺激の細胞内情報伝達機序を検討するために,MAPK細胞内情報伝達系への影響を検討した。その結果,圧力刺激はERKのリン酸化を充進していたが,p38MAPKでは顕著な変化は確認されなかった。2.ラット摘出骨格筋による生化学的検討上記の結果を踏まえ摘出骨格筋に対する圧力刺激の作用を検討する予定であったが,サンプル作成のみで研究期間の期限を迎えた。今後このサンプルでの検討を実施する。3.結果の総括本研究の結果から,圧力刺激はGLUT-4やAMPKを介した筋細胞内への糖の取り込みを充進し,糖代謝を活性化すると考えられた。しかしながら,骨格筋細胞に対する圧力刺激誘導性の糖代謝充進では,糖および脂質代謝関連遺伝子の発現への影響は大きくなかった。一方,圧力刺激はMAPK情報伝達系のERK系を活性化しており,代謝活性化とは異なるERK系を介した筋細胞応答を導く可能性があることが示唆された。本年度の研究計画では,1実験環境の整備,2-(1)糖代謝や脂質代謝制御因子の遺伝子発現,2-(2)それらの蛋白質レベルでの検討であった。1実験環境の整備これまでは北海道大学大学院医学研究科病態医科学分野にて実験・研究を進めてきたが,本補助金にて所属大学にもImmunoblottingシステム,PCR用サーマルサイクラーが購入でき,所属大学においても限られた内容ではあるものの生化学的・分子生物学的実験が可能となった。2-(1)糖質代謝・脂質代謝関連因子のmRNA発現まず糖代謝・脂質代謝制御のどちらにも関連するPGC-1αに対する圧力刺激の作用の有無についてラット培養骨格筋細胞のL6細胞を用いRT-PCR法にて検討した。その結果,PGC-1αmRNAは圧力刺激によって増加するという知見を得た。また,脂質代謝への作用を検討するために脂肪酸輸送蛋白質であるCPT-1およびCD36に対する圧力刺激の作用を検討したところ,それらのmRNA量は,圧力刺激によって増加する傾向があり,今後実験を重ね結果としてまとめる予定である。2-(2)糖質代謝・脂質代謝関連因子の蛋白質レベルでの検討糖質および脂質代謝制御の最重要因子であるAMPK活性への圧力刺激の影響を,Immunoblotting法によるリン酸化AMPKα蛋白質と,AMPKαのリン酸化体・非リン酸化体(総AMPKα蛋白質)の比(リン酸化AMPKα/総AMPKα)によって検討した。その結果,圧力刺激を負荷した細胞ではリン酸化AMPKαの増加が認められた。また,圧力刺激がPGC-1αmRNA発現を亢進したため,PGC-1αの蛋白質発現に対する影響を検討した。L6細胞に対し3日間連続で3時間の圧力を負荷したところ,無処理では3日後でもPGC-1α蛋白質の発現が検出できなかったが,圧力負荷細胞ではPGC-1α蛋白質の発現亢進が認められた。

しかしながら,骨格筋細胞に対する圧力刺激誘導性の糖代謝充進では,糖および脂質代謝関連遺伝子の発現への影響は大きくなかった。一方,圧力刺激はMAPK情報伝達系のERK系を活性化しており,代謝活性化とは異なるERK系を介した筋細胞応答を導く可能性があることが示唆された。
モデルマウスを用いた低形成性白血病の病態解析

マウス低形成性白血病のモデルとなりうる、Runx1遺伝子のC末端側短縮変異体を強制発現させたマウス造血細胞の移植実験を行ったが、白血病発症は認められなかった。Runx1遺伝子のさまざまな箇所でゲノムを切断するCRISPR/Cas9システムによる部位特異的ヌクレアーゼ発現ベクターを構築しマウス造血細胞に導入してRunx1欠失変異体を発現する造血細胞を作製した。サイトカイン含有半固形培地を用いた継代培養実験の結果、Runx1欠失変異体を発現するマウス造血前駆細胞に明らかな生存期間の延長や分化異常などの形質獲得は見られなかった。マウス低形成性白血病発症のモデルとなりうる、Runx1遺伝子のC末端側短縮変異体を強制発現させたマウス造血細胞の移植実験をおこなったが、これまでに白血病発症は認められなかった。Runx1遺伝子変異と炎症性サイトカインの関係を解析するため、Runx1遺伝子のさまざまな箇所でゲノムを切断する、CRISPR/Cas9システムによる部位特異的ヌクレアーゼ発現ベクターを構築した。これをマウス造血細胞に導入してnonhomologous end joiningによりフレームシフトを起こすことによってRunx1欠失変異体を発現する造血細胞を複数株作製した。解析の結果、in vitroの培養ではそれらの細胞に不死化のような明らかなphenotypeは認められなかった。さまざまな培養条件下において、細胞生存・増殖や細胞形態といった細胞生物学的挙動の変化や、炎症性サイトカインの発現量の変化について、解析を進めている。また、Runx1欠失変異体発現造血細胞とTリンパ球の共培養実験を開始し条件検討を進めた。また、骨髄系腫瘍細胞における炎症性サイトカイン分泌促進のメカニズムを解明するため、急性骨髄性白血病細胞株を用いて特にTNFとIFNGの発現制御を解析する予定であったが、IFNGの発現はこれらの細胞株では低値であった。IFNGは主にTリンパ球の分泌するサイトカインであることなどを踏まえて骨髄系腫瘍細胞とTリンパ球の相互作用に注目し、Tリンパ球系細胞株であるJurkatを用いて、CRISPR/Cas9システムによってIFNGのC端にレポーター発現配列を挿入した。遺伝子組み換えのために用いるベクターの構築に予想以上に時間を要したことと、ベクターの導入効率、ゲノム切断効率、組み換え効率が予想以上に低かったことによる。マウス低形成性白血病発症のモデルとなりうる、Runx1遺伝子のC末端側短縮変異体を強制発現させたマウス造血細胞の移植実験をおこなったが、白血病発症は認められなかった。Runx1遺伝子変異と炎症性サイトカインの関係を解析するため、Runx1遺伝子のさまざまな箇所でゲノムを切断する、CRISPR/Cas9システムによる部位特異的ヌクレアーゼ発現ベクターを構築し、これをマウス造血細胞に導入してフレームシフトを起こすことによってRunx1欠失変異体を発現する造血細胞を作製した。サイトカイン含有半固形培地を用いた継代培養実験の結果、Runx1欠失変異体を発現するマウス造血前駆細胞に明らかな生存期間の延長や分化異常などの形質獲得は認められなかった。また、TNFαやInterferonγなどのサイトカインの発現量についてもmRNAレベルで差は見られなかった。Runx1欠失変異体とTリンパ球との関係を解析するためにRunx1欠失変異体を強制発現させたヒト白血病細胞株とヒトTリンパ球系細胞株を共培養し、Tリンパ球細胞に起こる影響を観察したが、炎症性サイトカインの発現には有意な違いを認めなかった。一方、NF-κB系が活性化されているMLL融合遺伝子発現白血病細胞株とTリンパ球細胞の共培養をおこなったところ、Tリンパ球細胞における炎症性サイトカインの発現は上昇する傾向が見られた。白血病細胞によって骨髄内のサイトカインプロファイルに変化が生じる可能性は示唆されたが、低形成性MDS/AMLとサイトカインとの関係にはまだ不明な点が多い。血液内科学
RSとGISを用いたアレクサンドリアの持続的発展のための考古学的水路システム復原

本共同研究の目的は、最先端のRSとGISの技術を活用して、アレクサンドリアの考古学的価値の高い水路システムをはじめとする考古資源のデジタル・アーカイブを作成し、2030年以降のアレクサンドリアの持続的な都市発展の将来計画に資するシステムをジオデザインの枠組を用いながら構築しようとするものである。まず、RSとGISを用いた考古資源のデジタル・アーカイブに関しては、立命館大学のバーチャル京都のノウハウなどを活用し、他大学・機関の研究者との連携のもとに実施する。特に、アレクサンドリアの考古資源の老朽化や災害による被害が懸念される中での文化遺産防災学は京都での経験が大いに役立つと期待される。
タンパク質合成効率とメッセンジャーRNA構造の関係

細胞内でのタンパク質合成が翻訳段階においてもメッセンジャーRNA(mRNA)の構造、とくに5′末端寄りの先導配列部分の構造によって合成効率が左右されることを示したが、構造と効率の具体的関係を明らかにするために先導配列部分を合成して活性の変化を追うことにした。このため、オリゴヌクレオチドの化学合成を合成法の検討を含めて実施した。塩基部分の副反応をできるでけ押さえて、糠の余分の水酸基の保護基の脱着をスムースに行わせるための方法を考察した。真核生物mRNAの5′端にはキャップ構造をつける必要があり、オリゴヌクレオチドに対してキャップ化する方法も検討した。タンパク質合成の開始信号コドンAーUーGや、これに直接キャッピングしたもの、また、開始コドンにはなり得ないコドンGーUーCにはキャッピングしたもの、キャップとAーUーGの間に約10塩基ほどの先導配列を結合させたものなどを調製し、末端部を〔^<32>P〕pCpによりラベルしたのち、in Vitroのタクパク質合成系により、タンパク質合成開始複合体の形成効率を調べた。ここに得られた結果は前年度までに得られていたmRNA自体を用いた実験の結果と矛盾することなく、真核細胞mRNA構造中の各部の役割を明確にすることができた。ここに得られた結論は次のようにまとめられる。真核細胞系mRNAでは開始コドンAーUーGだけでもタンパク質合成を開始しうるが、5′端キャップ構造をかぶせることにより、その効率を10倍のオーダー高めることができる。開始コドンでないと、いくらキャップをかぶせてもリボソームと開始複合体を形成し得ない。キャップと開始コドンの中に入る先導配列によっては開始コドンに直接キャップをかぶせた場合よりも開始複合体のでき方がさらによくなる場合がある。このため、オリゴヌクレオチドの化学合成を、合成法の検討を含めて実施した。塩基部分の副反応をできるだけ押えて、糖の余分の水酸基の保護基の脱着をスムースに行わせるための方法を考案した。タンパク質合成の開始信号コドンAーUーGや、これに直接キャッピングしたもの、また、開始コドンにはなり得ないコドンGーUーCにキャッピングしたもの、キャップとAーUーGの間に約10塩基ほどの先導配列を結合させたものなどを調製し、末端部を〔32P〕pCpによりラベルしたのち、in vitroのタンパク質合成系により、タンパク質合成開始複合体の形成効率を調べた。ここに得られた結論は次にようにまとめられる。タンパク

貭合成のメカニズムの大すじは地球上の生物には共通であるが、真核生物と原核生物では合成開始の方法などに異なるところがある。メッセンジャーRNA(mRNA)のタンパク貭合成開始に関与する部位の構造が異なり、従ってタンパク貭合成開始効率がmRNAとどのように関係しているかを見るためには真核,原核生物それぞれについて別に調べなければならない。真核生物についてはこれまでの研究からタンパク貭合成の開始に当ってmRNAの方には開始コドンA-U-Gさえあればスタート可能で、5′末端キャップ構造がそれを助けると考えられていたが、本年度の実験でこの点が定量的に明らかになった。タンパク貭合成開始コドンA-U-Gや、これに12コドンつなげたもの、あるいは非開始コドンとしてG-U-Cなどのオリゴリボヌクレオチドを化学合成し、これらの5′端をキャップ化したものも化学合成した。これらのオリゴヌクレオチドの3′末端に検出用のラジオアイソトープ【^(32)P】リン酸を含む〔5′-【^(32)P】〕pCpを酵素的に結合させた。蛋白貭合成開始状態にしたとき、これらのオリゴヌクレオチドのリボソームへの結合効率を定量的に測定した。非開始コドンはキャップをかぶせてもリボソームへ全く結合しないにもかかわらず、開始コドンA-U-Gはキャップなしでもわずかながらリボソームに結合した。そしてA-U-GないしA-U-G-A-C-Cはキャップをかぶせるとキャップなしの場合の約10倍強くリボソームに結合した。原核生物の方はmRNAの開始コドンより5′寄りの先導配列中の塩基配列を変えたものを合成しようとしてまず基準に用いるファージ【f_1】の先導配列の化学合成を始めた。合成方法の検討を行ない、約10塩基長のオリゴリボヌクレオチドの合成が可能となった。これらRNA断片をRNAリガーゼで結合させ、塩基配列の異なる種々の先導配列を合成し、リボソームとの結合活性を調べることを予定している。
数理情報科学における函数解析的研究

この二年間に亘る研究成果について述べる。数理科学の領域は多様である。今日、その主要な部分と見なされる情報科学に焦点を当て、それらを数学的、特に函数解析学の手法を用いて展開した。本研究は「数学」の外側にあると一般に認識されている情報科学における様々な領域を数学の手法を用いて開拓することを主眼に置いた。具体的な内容は、三つの部分に分け、まず、情報理論の基幹であるエントロピー理論を解析的、確率論的、量子論的に展開し、情報源の数学構造を確立し、それを用いて、情報伝達(チャンネル)の数理的定式化を行なった。また、情報源から発せられる信号を函数解析的に究明し、それにFourier変換論の手法を適用し信号函数の精密な展開定理を得た。その結果、展開の基函数である標本函数が、信号の生成する代数系の中で単位分解という際だった特徴をもつことを突きとめた。また、作用素のスペクトル密度をε-エントロピーを用いて解析し、更に信号の生成するvon Neumann代数の構造定理が得られた。次に量子系のエントロピー理論の研究を非可逆過程の解析に応用し、更に量子制御通信過程における誤り確率の数学的な一般式を導き、光パルス変調方式の効率を数理的に調べた。また、遺伝子配列の整列化、相互エントロピーを用いた生物の類縁度の定式化により系統樹を作成し、遺伝子の情報論的取扱いを有用性をしめした。更に、一般量子系の状態に対して、幾つかのフラクタル次元、及び量子εエントロピーを定式化し、それの具体的な力学系への応用を議論した。最後に、量子論的立場から、von Neumann代数上のマルチンゲールの収束について取り扱った。非可換L^P-空間理論を用いることにより幾つかの新しい結果を得た。更に、最適値問題の新しい数値解法として注目されているシミャレーティド・アニーリングとニューラル・ネットを数学的に定式化して解析を行い、漸近性や安定性等の議論を行なった。この一年間の研究成果は,先ず研究課題を達成するための数学上の基本である場合・位相・距離に関する著書を表わしたことで,この位相的手法によって,晴〓科学が数学的に構築されて行くことを目指す.先ず,情報源の数学構造を明確にし,情報・信号の数理を総括した.また,函数解析の方法を駆使して,信号解析を論じ,再生核Hilbert空間の核函数が標本函数として捉えられ,それがShannonの標本展開理論に直結することを見出した.これらは,各観測時点において信号値が確定的な場合の議論であるが,そうでな場合,すなわちランダムな場合を明らかにするため,連続函数のなすBanach空間とHilbert空間のラレソル積の数理形式を用いてKarhunen-Loeve展開を明確にした.ここで与えた〓〓は上述の標本展開をランダム信号の場合に論ずる有力な手掛りとなる.更に,この研究の直接の成果として,ランダム信号とKohnogorovを一エントロピーの関連を導出し,更に作用素のε-エントロピーを確立し,二つの密度作用素に対して定義される(Clmeeyeki)相対エントロピーが有限確立値をとるため必十条件を得た.量子学のエントロピー理論に於ける相互エントロピーとチャンネルの構成をベースとして,光通信における確立を求める一般式を導出し,これをコヒーレント光などを使って具体的な通信過程に適用した.更に,同過程に於けるパルス変調の効率を光チャンネルに対する量子系の相互エントロピーと入力状態のv.Nエントロピーを用いて調べた.

また,パターン認識のモデルとしてのラベル付け問題について論じ,認識の過程がラベル付問題に現われる力学系として定式化できることを示めした.函数の最大最小値をいわゆる焼きなおし現象のシミレーションとニューロン回路網によって求める二つの方法について論じ,その数学的基礎付けを行った.この一年間の研究成果は、前年度の成果の上に立って更なる成果を目指した。具体的組織構成として、全体を三つの部分に分け、まず情報理論において、その基幹の一つである情報源の数学的構造を究明し、その構造によって生成される信号を函数解析の手法により函数表示し、それをFourier変換して精密な展開原理を得たが、展開の基函数である標本函数が、信号の生成する代数系の中で単位の分解という際だった特徴をもつことを突きとめた。これによって調和解析が論じられ、作用素論的に信号解析を展開する道が開かれた。更に、ランダムな信号系と接合積の理論を、有限型Von Neumann代数と離散的パラメータとの接合積に発展し、条件付期待値の存在を証明した。また、一方ではエントロピー理論が「情報」の数理的把握の根幹であることを論じ、情報エントロピーを種々な面から解析した。更に、作用素のスペクトル密度をε-エントロピーを用いて解析した。次に、量子系のエントロピー理論の研究を非可逆過程の解析に応用し、更に量子制御通信過程における誤り確率の数学的な一般式を導き、光パルス変調方式の効率を数理的に調べた。また、遺伝子配列の整列化、相互エントロピーを用いた生物の類縁度の定式化により系統樹を作成し、遺伝子の情報論的取扱いの有用性を示した。更に、一般量子系の状態に対して、幾つかのフラクタル次元、及び量子ε-エントロピーを定式化し、それの具体的な力学系への応用を議論した。最後に、ニューラル・ネット及びシミュレーティッド・アニーリングについて我々は数学的に厳密に安定化を行った。特に、ニューラル・ネットを用いた最適値問題の解法における解の安定性を保障する幾つかの結果を得た。更に、種々の問題にこの方法を応用し、実際に計算機による実験を行ったが、初期値の問題については今後に課題を残した。
高齢者の転倒防止のための生活動作時における注視特性と環境条件との関係に関する研究

1)廊下歩行時における注視特性の分類と注視特性に関係する要因高齢者41人と大学生32人を対象に、廊下歩行時における注視点分布を測定し、注視点分布特性と視力、筋力、歩行所要時間、2ステップ値(最大の大股で歩いたときの2歩の歩幅を身長で除した値で、低いほど転倒しやすい)などとの関係を分析した結果、1注視特性は、注視点が主に1エリアに分布するG1、2エリアに分布するG2、34エリアに分布するG3、5以上のエリアに分散するG4に分類できる。2高齢者のG2は、視力、握力、2ステップ値のいずれも最も低く、まぶしさに鈍感なほど2ステップ値が低い、高齢者のG3は、2ステップ値が最も高い、大学生のG2は視力が低い、大学生のG3は握力が低く歩行所要時間が長い。大学生の2ステップ値は注視特性と関係しない、などのことを明らかにした。2)廊下歩行時における瞳孔径の変化特性と光環境評価高齢者13人と大学生15人を対象に、廊下歩行時における顔面照度と瞳孔径を測定し分析した結果、1瞳孔径の平均値は、大学生がほぼ3.54.5mm、高齢者は2.54.5mmに分布する、2顔面照度に対する瞳孔径の変化率が-0.4より小さい割合は、大学生28%、高齢者53%であり、高齢者のほうが顔面照度と瞳孔径の関係が強い、3明環境(3300lux)と暗環境(600lux)の評価と顔面照度に対する瞳孔径の変化率は、a)高齢者、大学生とも明るさ評価と関係がなく、b)明環境では、ア)高齢者、大学生とも光環境の好悪と関係がない、イ)高齢者ははかどらないと評価するほうが大きいが、大学生は作業性の評価と関係がない、c)暗環境では、ア)高齢者、大学生とも作業性の評価と関係がない、イ)高齢者、大学生ともまぶしさを感じないほうが大きい、ウ)高齢者は光環境の好悪と関係がないが大学生は暗環境を好むほうが大きい、などのことを明らかにした。本研究課題の進捗状況としては、本課題によって購入した視線追跡装置において、1秒間に測定・記録できる画像数が一定でなく、画像と同時に記録した顔面照度との対応づけが困難である、頭の小さい被験者や、頭部が左右対称でなく、後頭部が垂直に近く平らである、などの被験者では、頭部にベルトで固定した視線追跡装置が歩行中にずり落ちて、注視点を正確に測定できない、また高齢者に特有の眼瞼下垂によって、一時的に瞳孔の抽出が不可能となる場合がある、睫毛が奥に生えていたり長く直毛である被験者では睫毛を瞳孔として誤って抽出する場合がある、などの不具合がみつかった。しかしながら装置の開発業者の協力を得て試行錯誤しながらひとつずつ解決して、測定に習熟し、質の高いデータを収集できるようになってきた。また、高齢者は個人差が大きいため、募集の際に注意が必要であるが、被験者の募集においても工夫を重ねることによって、順調に高齢の被験者を集め、当初予定していた以上に被験者数を確保できている。なお対照群としての若齢者については、被験者の募集が比較的容易であり、測定においても問題が起きにくいため、予定通り順調に確保できている。分析においては、注視特性、すなわち視野における注視点の出現状況によって被験者を分類し、分類ごとに転倒危険性の指標である2ステップ値や、明るさ感、まぶしさ感の感度との関係を分析して、高齢者と若齢者の違いを見出すことができており、3年目の分析に向けた方向性が決まりつつある。また30年度は、研究の成果を国内だけでなく国際学会に発表することもできており、今後も発表する予定もある。以上より、データの収集、結果の分析、および成果の発表状況において、本研究課題は当初の予定と比べておおむね順調に進捗していると判断できる。今後のデータの収集に関しては、若齢者と比較して、条件に適した高齢の被験者を集中して集めることは容易ではなく、また実験装置の都合から1日に2人から3人の実験しかできないことから、今後も少しずつコンスタントに実験を継続して、実験データの充実を図る予定である。そのため、実験を遂行するための被験者負担軽減費や謝金を3年目にも確保することとしている。今後の分析においては、これまでの分析から得られた方向性にしたがって、注視特性について詳細に検討をすすめる。今後は、複数のエリアに分割した視野における注視点の集中エリアに関して、集中するエリアの数だけでなく、注視点が出現するエリアの位置関係に関しても考慮する。例えば注視エリアが上下に分布する傾向や左右に分布する傾向など、も考慮した注視特性と、被験者の視力、握力、光環境評価との関係について分析する。歩行実験に使用する廊下は中廊下であり、全般的に暗く、天井の照明が間引きされているため明るさにむらがある。一方で、外光に面する部分は1000ルクスを超える照度が得られることもある。照明環境と注視特性との関係は本研究課題の分析の主要なテーマであり、顔面照度や床面照度と注視特性との関係について、詳細に検討する予定である。また、これまでは廊下歩行時のデータのみを分析していたが、廊下を歩行する前後の実験室内や実験室から廊下に出るときの靴の履き替えやドアノブの回転など、障害物が多い条件下における注視点データも分析したいと考えている。

被験者の視力、筋力、日常生活習慣、歩行速度に関しては、注視特性との関係を分析するにあたって、足だけでなく全身の筋肉や関節の状態や、トラブルや持病、薬やサプリメントの影響も考慮する摂取状況について詳細に把握する必要性を感じている。既往研究をもとに質問項目を精査する予定である。平成29年度は、主に注視特性と光環境評価に関して研究を実施した。1)歩行時における光環境と注視特性:歩行時における注視点をアイカメラで測定し、顔面照度と瞳孔径の関係と、注視点の出現エリアから分析した。対象は平均75才の高齢者17人である。被験者は普段どおりの速さで廊下の指定された経路(約200m)を往復する測定を3回おこなう。照度は1秒、注視点は30Hzで記録する。その結果、1)顔面照度と瞳孔径との関係には個人差が大きく、照度が変化しても瞳孔径が変化しない被験者もいる、2)照度に対して瞳孔径が変化しにくい被験者は注視点が上下エリアに集中し、瞳孔径が変化しやすい被験者はエリア間のばらつきが小さい、3)1日2時間以上歩行する被験者は上下エリアの注視点のばらつきが小さい。すなわち、照度に対する瞳孔径の変化特性と転倒しやすさが関係する可能性を示した。2)高齢者と若齢者の光環境評価の違い:高齢者21人と高校生106人を対象に、1回の実験で照度を高照度(2200lux)から低照度(580lux)に(暗化)、低照度から高照度に(明化)、変化させて、各環境の明るさ、まぶしさ、快適性、好悪などを評価させ統計的に分析した。その結果、1)高照度と低照度の明るさ評価の差の強さは、変更順序に関わらず高齢者と若齢者で同じである。2)若齢者は明化における高照度が暗化における高照度より明るいが、高齢者は明化における高照度と暗化における高照度の明るさ評価に差がない。3)高照度と低照度のまぶしさ評価の差の強さは、変更順序に関わらず高齢者が若齢者より弱い。4)明化における高照度は明化における低照度より、若齢者は不快、高齢者は快適で好き。5)明化における高照度は高齢者が若齢者より暗い。暗化における低照度は高齢者が若齢者より明るい。すなわち、高齢者が若齢者に較べて光環境の変化に反応しにくいことを明らかにした。上記の「研究業績の概要」の項で述べたように、1)歩行時における光環境と高齢者の注視特性や、2)高齢者と若齢者の光環境評価の違いについて研究を実施して、照度に対する瞳孔径の変化特性が転倒しやすさに関係する可能性を示し、高齢者が若齢者に較べて光環境の変化に対する主観評価において、明るさ評価、まぶしさ評価ともに反応しにくいことを明らかにするなど、光環境の観点から、転倒防止のための一定の新しい知見を得ることができた。しかし一方で、当初研究テーマに挙げていた3)転倒事故発生と屋外環境条件との関係に関する統計的分析や、4)高齢者施設における室内光環境の実態把握については、分析途中であり、論文を公表する段階に至っていない。また、1)歩行時における光環境と高齢者の注視特性についても、若齢者に関しても同条件で実験を実施したがまだ高齢者の結果と比較するなど分析を進めているところである。以上のことから、現在までの進捗状況について、分析途中の課題が残されているものの一定の成果が得られていることから、「(2)おおむね順調に進展している」と判断することとした。1)廊下歩行時における注視特性の分類と注視特性に関係する要因
多様体上の接分布構造の微分トポロジー的研究とその応用

多様体上の接分布構造を,微分トポロジー的な観点から研究しています.大域的または局所的,両方面からのアプローチを考えています.今年度は主に以下の二点について研究しました.一つは,偶接触構造に関する相対的なDarboux型定理についてです.もう一つは大域的なエンゲル構造に関するトポロジー確立への基礎的な研究です.偶接触構造に関する部分多様体に相対的なDarboux型定理の研究は,昨年度のエンゲル構造に関するものの延長上にあります.偶接触構造とは,偶数次元の多様体上の余次元が1の接分布構造で,最も積分不可能なものです.接触構造と比べ,1次元の構造を不変に保つ特性方向を持つことが異なります.一般論としては,偶数次元の多様体に埋め込まれた部分多様体に対して,単純な幾何的な制限は部分多様体にそった偶接触構造の芽を決定するには不十分で,代数的制限型の制限を決めれば芽は決定されます.さらに,どのような場合には幾何的な制限が偶接触構造の芽を決定するのに十分かを調べ始めました.まず部分多様体が余次元1の場合,そこへの偶接触構造の幾何的な制限は,ほとんどの場合,特異点を持った接触構造です.それらはMartinet, Zhiromirskii達によって分類されています.接触構造の次に単純なMartinet標準形の場合,偶接触構造の特性系と部分多様体の接触の次数を1に制限することによって幾何的制限で十分です.さらに,他の特異点,接触の次数へと研究を進行中です.大域的なエンゲルトポロジーへの基礎として,4次元多様体上の構造でエンゲル構造を生成するものを構成しました.これは,エンゲル構造がトポロジーの対象として扱いやすい他の構造と関係づけられれば,その構造の研究との相互作用により研究が進展することを目標としています.今回試している構造がよいものかどうかは,今後の研究課題です.多様体上の接分布,あるいは外微分式系を研究しています.接触構造,Engel構造,高次の接触構造,ジェットバンドルの標準構造をはじめ,その他一般の接分布やそれに関するリジッドパスなど,興味の対象は,拡張し続けています.接触構造,シンプレクティック構造のトポロジーは,今まさに動いている分野です.ところが,Engel構造などの外微分式系に対しては古くから研究がされているにも関わらず,大域幾何的な研究はあまりないと思われます.ここでも,特色のある研究を展開できないかと考えています.以下の結果が,今年度の研究で得られた主なものです。特殊多重-旗構造に関するGray型の定理を考察しました.1回のLieカッコ積で次元が1ずつ上がっていく接分布の旗構造は,Goursat旗構造と呼ばれます.その一般化として,Lieカッコ積で2以上の大きなk-次元ずつ上がっていくもので良い性質を持つものを,特殊多重-旗構造とMormulは定義しました.この旗構造に対し,以前に示した議論を適用することが出来ることが示せ,その結果,特殊多重-旗構造のある条件の下での大域的安定性が得られました.3次元接触トポロジーにおいて,Legendre曲線または結び目は重要な役割を果たしました.同様なものがEngel多様体でも考えられるはずです.そこで,標準Engel$4$-次元空間への円周の埋め込みを考ました.常にEngel接分布に接するように埋め込まれた"水平円周"の水平イソトピーによる分類を得ました.4次元空間への1次元多様体の埋め込みなので,結び目にはなりませんが,標準Engel構造の標準枠に関する回転数が不変量になり,これで分類できることが分かりました.また,Engel水平曲線は特異点を持つLegendre曲線の持ち上げで表されるので,さらなる射影を考えることにより,%波面のレベルで局所的な様子を調べ,Engel水平曲線の意味でのReidemeister移動を決めました.多様体上の接分布構造を,微分トポロジー的な観点から研究しています.今年度は特にエンゲル構造について研究しました.エンゲル構造とは4次元多様体上の階数2の接分布構造で,最も積分不可能なものです.3次元多様体上の階数2の接分布構造で最も積分不可能である接触構造と,深い関係があります.3次元接触トポロジーは現在発展を続ける分野であり,様々な道具を使って研究されています.エンゲル構造の研究に微分トポロジー的視点を持ち込み,3次元接触トポロジーに通じる道具を開発することにより研究を飛躍させることが,この研究の目的のひとつです.エンゲル多様体の部分多様体に相対的な安定性について考察しました.部分多様体に沿ったエンゲル構造の芽を決定するための条件を得ました.エンゲル多様体の部分多様体への,そのエンゲル構造の単純な幾何的制限は,その部分多様体に沿ったエンゲル構造の芽を決定するには不十分です.エンゲル構造には,リーかっこ積により誘導される偶接触構造や,その偶接触構造のコーシー特性系である特性直線場が付随します.しかし,これらの部分多様体への幾何的な制限でもエンゲル構造の芽を決定するには不十分です.特性直線場と部分多様体が接していない場合は幾何的な制限で十分ですが,特性直線場と部分多様体が接している点では,偶接触構造の部分多様体への代数的な制限を考えることによって,この問題を解消することに成功しました.接触構造においては,幾何的な制限のみで構造の芽がきまり,相対的な安定性は切り貼りを可能にし,低次元トポロジー的手法の導入の手がかりになりました.

エンゲル構造の幾何学においても,同様の発展が期待できます.また,その他の接触構造との類似点,相違点についても研究を続けています.多様体上の接分布構造を,微分トポロジー的な観点から研究しています.大域的または局所的,両方面からのアプローチを考えています.今年度は主に以下の二点について研究しました.一つは,偶接触構造に関する相対的なDarboux型定理についてです.もう一つは大域的なエンゲル構造に関するトポロジー確立への基礎的な研究です.偶接触構造に関する部分多様体に相対的なDarboux型定理の研究は,昨年度のエンゲル構造に関するものの延長上にあります.偶接触構造とは,偶数次元の多様体上の余次元が1の接分布構造で,最も積分不可能なものです.接触構造と比べ,1次元の構造を不変に保つ特性方向を持つことが異なります.一般論としては,偶数次元の多様体に埋め込まれた部分多様体に対して,単純な幾何的な制限は部分多様体にそった偶接触構造の芽を決定するには不十分で,代数的制限型の制限を決めれば芽は決定されます.さらに,どのような場合には幾何的な制限が偶接触構造の芽を決定するのに十分かを調べ始めました.まず部分多様体が余次元1の場合,そこへの偶接触構造の幾何的な制限は,ほとんどの場合,特異点を持った接触構造です.それらはMartinet, Zhiromirskii達によって分類されています.接触構造の次に単純なMartinet標準形の場合,偶接触構造の特性系と部分多様体の接触の次数を1に制限することによって幾何的制限で十分です.さらに,他の特異点,接触の次数へと研究を進行中です.大域的なエンゲルトポロジーへの基礎として,4次元多様体上の構造でエンゲル構造を生成するものを構成しました.これは,エンゲル構造がトポロジーの対象として扱いやすい他の構造と関係づけられれば,その構造の研究との相互作用により研究が進展することを目標としています.今回試している構造がよいものかどうかは,今後の研究課題です.
大腸菌増殖定常期待特異的シグマ因子(σ^<38>)のプロモーター認識特異性

1、大腸菌の2種の主要(型)シグマ因子のプロモーター認識特異性を調べるために、コンセンサス型プロモーターのうち、両者に認識されるlacUV5、およびσ^<70>にのみ認識されるalaSプロモーターを用いて解析を行った。前年度までの解析により、この認識の違いは、-10領域とその周辺領域に由来することが判明している。alaSプロモーターを基に、部分的に塩基配列をlacUV5型に変異させた一連のプロモーターを作成し、2種のシグマ因子による認識を調べた。その結果、-10領域ヘキサマー配列がlacUV5型(コンセンサス型)であることがEσ^<38>による認識に必要十分であることが明らかになった。2、Eσ^<38>に認識されるficおよびlacUV5プロモーターを用い、-35領域が認識特異性に及ぼす影響を調べるために、-35領域を含む上流配列を他の配列に置換した一連のプロモーターを作成した。これらの変異プロモーターが野生型と同様にEσ^<38>に認識されたことから、Eσ^<38>による認識は-10領域のみでなされることが考えられた。3、Eσ^<38>がEσ^<70>と同様に、CRPなどの転写因子や、プロモーター上流のDNA配列であるUP-elementからの活性化シグナルを受けるかどうかを調べるために、gal、lac、rrnBプロモーターを用いた解析を行った。その結果、gal、lacプロモーターにおいて、Eσ^<38>はCRPによる活性化を受けることができた。また、rrnBプロモーターからの転写は、上流のUP-elementにより活性化された。従ってEσ^<38>でもEσ^<70>と同様に、RNAポリメラーゼのαサブユニットを介した転写の活性化機構が働くことが強く示唆された。
ダウン症候群に合併する急性巨核芽球性白血病の多段階発症の分子機構

ダウン症の新生児の約10%に一過性骨髄異常増殖症(TAM)と呼ばれる前白血病が発症し、その約20%は急性巨核芽球性白血病(DS-AMKL)に進展する。本研究の目的は、申請者らが発見したDS-AMKLの新規遺伝子変異の機能解析を行い、白血病の多段階発症の分子機構を解明し、新規治療法の開発のために様々な遺伝子変異によって共通に障害される経路を明らかにすることである。平成30年度は、エクソーム解析で見出したDS-AMKLの新規原因遺伝子の機能解析を進めた。1. X遺伝子の機能解析:最も多いX変異はエクソン3から6が重複を起し、生じるmRNAはinframeであるためDNA結合ドメインが2つ存在する変異タンパクをコードしている。その他にエクソン3から7などの重複も検出された。これらのX-PTD発現ベクターを作製し、CBFβと共に発現させ、以前我々が報告した方法で転写因子としての機能を解析したところ、転写活性が野生型に比べ有意に低下していた。CRISPR/Cas9システムを用いて、X-PTDノックインマウスを作製した。2. Y遺伝子の機能解析:Y遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株にレトロウイルスベクターを用いて野生型Yを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析した。その結果、野生型Yを発現させると細胞増殖を抑制することが明らかになった。3. Z遺伝子の機能解析:Z遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株に、レトロウイルスベクターを用いて野生型Zを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析した。本年度の目的は、画期的な新規治療法を開発するためにDS-AMKL特異的遺伝子変異の機能解析を行い、白血病の多段階発症の分子機構を解明することである。本年度は、以下の研究成果が得られ、概ね順調に研究が進展している。1. X遺伝子の機能解析:我々が見出したX-PTD変異の機能解析を進めた。その結果、X-PTDの転写活性は有意に野生型より低下しており、部分的な機能欠失変異であることが推定された。In vivoで、X-PTD変異の機能解析を行なうため、ノックインマウスを作成した。X-PTDヘテロノックインマウスは、メンデルの遺伝形式に従って予想通りに生まれてきた。表現型は正常で、末梢血検査でも異常は認められなかった。このため、X-PTDヘテロノックインマウス同士を掛け合わせ、ホモノックインマウスの作成を進めている。一方。変異Y遺伝子(p.E321fs)を発現させると、細胞増殖は軽度に抑制されたが、その影響は野生型Yより軽度であった。この結果より、Y遺伝子はがん抑制遺伝子として機能していることが明らかになった。3. Z遺伝子の機能解析: Z遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株に、レトロウイルスベクターを用いて野生型Zを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析した。一方、変異Z遺伝子(p.C412R)では細胞増殖の抑制は認められなかった。この結果より、Z遺伝子もがん抑制遺伝子として機能していることが明らかになった。今後は、昨年度の研究成果をもとに、申請者らが発見したDS-AMKLの新規遺伝子変異の機能解析を継続し、白血病の多段階発症の分子機構を解明し、様々な遺伝子変異によって共通に障害される経路を明らかにする。その結果、X-PTDの転写活性は有意に野生型より低下していた。本年度は、そのメカニズムを明らかにするため、細胞内局在を解析し、ChIP-seqを行なう。In vivoで、X-PTD変異の機能解析を行なうため、ノックイン(KI)マウスを作成した。X-PTDヘテロKIマウスは、表現型は正常で、末梢血検査でも異常は認められなかった。しかし、最近、早期に死亡するマウスが出現し始めた。今後さらに長期経過観察し、白血病の発症の有無について検索する。ホモKIマウスを作成し、表現型を明らかにする。2. Y遺伝子の機能解析:Y遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株にレトロウイルスベクターを用いて野生型Y遺伝子導入実験より、Y遺伝子ががん抑制遺伝子として機能していることが明らかになった。そのメカニズムを明らかにするため、細胞回転の解析やRNA-seqなどを行ない、障害される経路を明らかにする。3. Z遺伝子の機能解析:Z遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株に、レトロウイルスベクターを用いて野生型Zを遺伝子導入し、野生型Yを発現させると細胞増殖を抑制することが明らかになった。4. A遺伝子の機能解析:A遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株にレトロウイルスベクターを用いて野生型Aを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析する。

ダウン症の新生児の約10%に一過性骨髄異常増殖症(TAM)と呼ばれる前白血病が発症し、その約20%は急性巨核芽球性白血病(DS-AMKL)に進展する。本研究の目的は、申請者らが発見したDS-AMKLの新規遺伝子変異の機能解析を行い、白血病の多段階発症の分子機構を解明し、新規治療法の開発のために様々な遺伝子変異によって共通に障害される経路を明らかにすることである。平成30年度は、エクソーム解析で見出したDS-AMKLの新規原因遺伝子の機能解析を進めた。1. X遺伝子の機能解析:最も多いX変異はエクソン3から6が重複を起し、生じるmRNAはinframeであるためDNA結合ドメインが2つ存在する変異タンパクをコードしている。その他にエクソン3から7などの重複も検出された。これらのX-PTD発現ベクターを作製し、CBFβと共に発現させ、以前我々が報告した方法で転写因子としての機能を解析したところ、転写活性が野生型に比べ有意に低下していた。CRISPR/Cas9システムを用いて、X-PTDノックインマウスを作製した。2. Y遺伝子の機能解析:Y遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株にレトロウイルスベクターを用いて野生型Yを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析した。その結果、野生型Yを発現させると細胞増殖を抑制することが明らかになった。3. Z遺伝子の機能解析:Z遺伝子の機能喪失変異が認められたDS-AMKL細胞株に、レトロウイルスベクターを用いて野生型Zを遺伝子導入し、細胞増殖におよぼす影響について解析した。本年度の目的は、画期的な新規治療法を開発するためにDS-AMKL特異的遺伝子変異の機能解析を行い、白血病の多段階発症の分子機構を解明することである。本年度は、以下の研究成果が得られ、概ね順調に研究が進展している。1. X遺伝子の機能解析:我々が見出したX-PTD変異の機能解析を進めた。その結果、X-PTDの転写活性は有意に野生型より低下しており、部分的な機能欠失変異であることが推定された。In vivoで、X-PTD変異の機能解析を行なうため、ノックインマウスを作成した。X-PTDヘテロノックインマウスは、メンデルの遺伝形式に従って予想通りに生まれてきた。表現型は正常で、末梢血検査でも異常は認められなかった。このため、X-PTDヘテロノックインマウス同士を掛け合わせ、ホモノックインマウスの作成を進めている。一方。変異Y遺伝子(p.E321fs)を発現させると、細胞増殖は軽度に抑制されたが、その影響は野生型Yより軽度であった。この結果より、Y遺伝子はがん抑制遺伝子として機能していることが明らかになった。3. Z遺伝子の機能解析: Z遺伝子の機能