hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家庭の音楽環境が乳児をどう育てるのか:縦断的研究

本研究は、30組の母子を対象に、子どもが生後3, 6, 9, 12, 18, 24ヶ月の時に家庭を訪問し、母親への面接調査と子どもへのフィールド実験を行った。胎児期から生後24ヶ月までの育児環境の変化と家庭の音楽環境の変化、子どもの音楽への反応の変化、子どもの運動機能発達の様相を縦断的に追った。(1)「家庭環境に関する質問紙調査」の集計・結果報告:本研究の準備として行った質問紙調査(N=195)の集計と解析を行い、その結果を質問紙配布協力施設等に報告書として配布するとともに、研究室のウェブにて公開した(http://www.psych.let.hokudai.ac.jp/labs/adachi-lab/)。(2)「家庭の音楽環境調査」の集計・再データ収集:本研究の準備として行った電話調査の集計と解析を行い、「第25回国際赤ちゃん学会」「第9回国際音楽知覚認知学会(ICMPC 9)」において海外の研究者と意見交換を行った。また、予備調査での反省を元に調査項目をより詳細化し、縦断研究参加者からのデータ収集を行っている。(3)面接調査:縦断研究参加乳児が、月齢3,6,9、12ヶ月時に面接調査を行った。月齢3ヶ月時の調査内容は、「胎教・早期教育に関する母親の持っているステレオタイプと実施状況」「出産前後での母親の生活の変化」「育児環境」「乳児の発達状況」で、月齢6ヶ月時以降の面接では、「前回面接時から変わったこと」についての情報を得た。現在、これらのデータを分析中である。(4)フィールド実験:縦断研究に参加する乳児に対し、月齢3,6,9、12ヶ月時に家庭を訪問し、用意した音楽を流して乳児の反応の変化を録画するという実験を行った。このうち、月齢3ヶ月児(N=7)の身体運動への音楽の効果について、ビデオ刺激を元に判断する実験を行い「第9回国際音楽知覚認知学会(ICMPC 9)」で発表した。乳児が好む体勢によって、音楽の有無における反応の仕方に違いがある傾向にあった。今後、より多くの乳児(30名[程度)を対象にした実験を続けていく予定である。本研究の3つの目的、(a)胎児・乳児を取り巻く音・音楽の実態調査、(b)家庭の音楽環境の違いが乳児の音楽に対する情緒/動作/発声・発語反応に影響を与えるかどうかの検討、(c)胎児期・乳児期の音楽の効用についての提言のうち、今年度は主に(a)、(b)について検討し、一定の成果を得た。まず、胎児期生後3ケ月までの家庭の音楽環境の特徴として、「母親自身の音楽的関与」「両親それぞれの音楽演奏」「対乳児歌唱」の3つの因子が明らかになった。参加児の家庭(N=29、平成20年3月末日現在)における音楽環境を、これらの因子についてスコアリングし、「よりリッチな音楽環境にある家庭」(n=13)と「標準的な音楽環境にある家庭」(n=16)に群分けした。この群分けに基づき、1才までの33の運動機能の発達データをpermutation testで検討したところ、姿勢維持(2項目)、姿勢変化(4項目)、移動(2項目)において、家庭の音楽環境がよりリッチな家庭の子どもの方が、標準的な家庭の子どもよりも、発達が早いことが確認されたが、操作(微細運動)についての差は見られなかった。一方、生後3ケ月から、こちらで用意したわらべ歌のCDと、それを用いた音楽遊びのパンフレットを渡した「音楽的相互行為」群と、そのような介入を受けなかった統制群との間には、運動機能の発達に差は見られなかった。今後は、これらの運動機能の発達の早さと、フィールド実験で行なっている「音楽の有無における身体の動きの様子」との関連についても検討していく。また、来年度以降、実験的な介入を受けない「自然的音楽環境」と、実験的介入によって作り出された「人工的音楽環境」それぞれの効果について、9ケ月以降の運動機能の発達について検討して行くとともに、言語発達、情緒発達においても検討をしていく。本年度は課題最終年度であるため、次の成果を論文・学会発表等にて報告した。1.母親の胎教に対するイメージの同定、音楽的胎教行為と出産及び乳児の発達との関連性(Akasaka, Adachi, & Chino, 2008)(1)母親全員が「胎教」という言葉を聞いたことがあり、その8割が「お腹の中の赤ちゃんとの相互行為(話しかける、歌いかける)」だと考えていた。(2)母親の8割が妊娠中に何らかの音楽的行為を行っていたが、「胎教」と意識していたのは少数派であった。(3)妊娠中の音楽的行為は安産傾向には関係無かったが、胎児期に母親が音楽的行為をした乳児の方が出産時体重が軽く、音楽が聞こえると泣き止む傾向を示す時期等が早かった。2.乳児を取り巻く家庭の音楽環境の同定と、それが乳児の身体・運動発達や母親の育児意識に与える影響(Kida & Adachi, 2008 ; Matsuda & Adachi, 2008等)(1)34ヶ月

児を取り巻く家庭の音楽環境は「母親の音楽聴取への親しみ」と「母親の音楽的表現における意識の対象」の二つの因子からなることが分かった。(2)母親の音楽的行為が乳児に向いている方が、母親自身に向いている場合よりも、出生体重が軽く、カウプ指数も低かったが、一ヶ月検診時では差が無かった。また、7ヶ月までの主要運動機能の発達が遅いことが分かった。(3)母親自身が積極的に音楽に関わっている場合の方が消極的にしか関わっていない場合よりも、育児ストレスが低いが、子どもとの一体感等、伝統的な母性観につながるような意識には差がないことが分かった3-4ヶ月児の自由遊びでは、仰向けの場合には音楽が身体の動きを減少させ、うつぶせ・腕立て体勢の場合には、音楽の効果は見られないことが分かった。
２波長再帰型点回折干渉計の開発と低レイノルズ数高亜音速翼型流れの特性解明

平成30年度は,PDI(点回折干渉計)光学系による小型高揚力装置として注目されるガーネフラップを取り付けたスーパークリティカル翼型まわりの流れ場と,定量計測による翼面圧力係数の特性を実験的に明らかにした.また,異なった波長を光源としたPDI光学系による高分解能型PDIを構築し,衝撃波管翼型流れに適用することで,これまで取り組んできた光源波長532nmのPDIに対して,より低い波長である355nmによる翼型まわりの流れ場計測を実施した.小型高揚力装置による翼型流れに関する研究では,間欠式の風洞として無隔膜衝撃波管を用いた.供試模型としてスーパークリティカル翼型(SC-0414翼型)を用いた.模型翼弦長は60mm,翼幅60mmのアスペクト比1.0で,翼型後縁下面にフラップ高さが翼弦長の1%と3%のものを準備した.実験マッハ数は,0.76から0.92の範囲でスイープさせ,レイノルズ数は衝撃波管による特徴を生かしてRe = 1.5×10^5の一定とした.実験結果より,Gurneyフラップが高いほど,翼上面ではフラップを取り付けないClean形状より,負圧が大きくなり衝撃波が後方に発生することが明らかになった.次に,光源の波長355nmとしたPDIによる実験では,空力データベースが多くデータの比較検討が容易なNACA-0012翼型(翼弦長70mm,翼幅60mm)を供試模型として用い,衝撃波管翼型流れの可視化および定量計測を試みた.PDI光学系は,光源波長が355nmのためピンホールプレートをはじめ撮影カメラやレンズを紫外光用として構築した.光源の波長355nmと532nmのPDIの干渉縞の検討から,波長355nmにより得られた干渉縞の次数は波長532nmよりも増加し,その増加数は干渉縞の理論と一致することを明らかにした.理由1.PDI法による翼型流れの可視化/定量計測による研究では,Gurneyフラップが高いほど,翼型のキャンバーが変化する部位で,翼上面ではClean形状より負圧が大きくなり,衝撃波は後方に発生する.2.Gurneyフラップが高いほど,フラップの位置で急激な密度変化が生じ,翼面上の負圧が急激に大きくなる.3.波長355nmにより得られたPDI画像の干渉縞の次数は,波長532nmよりも増加し,その増加数は干渉縞の理論と一致する.また,今年度は,当初計画より波長の短い355nmでの実験を実施し分解能の高い実験が可能となった.以上のように,PDI法の翼型流れへの適用と,異なる波長によるPDI光学系による翼型実験について成果が得られ,研究はおおむね順調に進展している.1.波長355nmのPDI光学系による高分解能翼型流れの空力試験2.境界層空力制御装置(プラズマアクチュエータなど)を持つ翼型流れの特性解明平成29年度は,低レイノルズ数翼型流れの空力試験を行うため無隔膜衝撃波管の作動特性の検討と実験法の確立,および2波長によるPDI法(点回折干渉計)による流れ場計測を行うための光学系の構築と予備実験を目的として研究を実施した.無隔膜衝撃波管による低レイノルズ数翼型流れの作動特性に関する実験では,高圧室(長さ3000 mm,内径150 mmの円形管)と低圧室(長さ8000 mm,幅60 mm,高さ150 mmの長方形断面)の衝撃波管に空気圧でピストンが駆動する急速開口弁部が挿入された形式について検討を試みた.この形式は作動時間は短いが実験ごとに膜の交換を必要とせず実験の再現性が高く間欠式の風洞として有用である.実験の結果,本無隔膜衝撃波管は,幅広いレイノルズ数の実験が可能であること,さらに,本装置により異なる試験気体による実験が可能であることなど,装置の特性が明らかになった.また,PDI法(点回折干渉計)に関する実験では,従来の実験で用いられてきた波長532nmの光学系により,キャンバーのある翼型(NACA4408およびNACA4412)に関する空力実験を実施した.このとき,レイノルズ数は10^5オーダで試験気体には空気および二酸化炭素を用いた.PDI法による流れ場観察より,マッハ数0.65,試験気体を二酸化炭素の場合,試験気体に空気を用いた際に生じた衝撃波が発生しないなど知見を得た.また,PDI法により得られた圧力係数はCFDによる解析結果と衝撃波が存在しない範囲で定量的良く一致することが明らかになった.さらに,低レイノルズ数流れへの適用を目的とした355nmの光源によるPDI光学系の構築と予備実験から同光学系により密度変化による干渉縞が確認された.1.本実験で用いる無隔膜衝撃波管は幅広いレイノルズ数の実験が可能である.さらに,本装置により異なる試験気体による実験が可能である.2.レイノルズ数10^5オーダで試験気体を空気および二酸化炭素としたPDI法による流れ場の可視化実験より,試験気体による流れ場特性の違いを明らかにした.3. PDI法により得られる圧力係数はCFDによる解析結果と衝撃波が存在しない範囲で定量的良く一致する.4.光源の波長を355nmとして構築したPDI光学系により密度変化による干渉縞が確認された.以上のように,翼型実験に用いる無隔膜衝撃波管の作動特性と点

回折干渉計についての結果が得られ,研究はおおむね順調に進展している.平成30年度は,PDI(点回折干渉計)光学系による小型高揚力装置として注目されるガーネフラップを取り付けたスーパークリティカル翼型まわりの流れ場と,定量計測による翼面圧力係数の特性を実験的に明らかにした.また,異なった波長を光源としたPDI光学系による高分解能型PDIを構築し,衝撃波管翼型流れに適用することで,これまで取り組んできた光源波長532nmのPDIに対して,より低い波長である355nmによる翼型まわりの流れ場計測を実施した.小型高揚力装置による翼型流れに関する研究では,間欠式の風洞として無隔膜衝撃波管を用いた.供試模型としてスーパークリティカル翼型(SC-0414翼型)を用いた.模型翼弦長は60mm,翼幅60mmのアスペクト比1.0で,翼型後縁下面にフラップ高さが翼弦長の1%と3%のものを準備した.実験マッハ数は,0.76から0.92の範囲でスイープさせ,レイノルズ数は衝撃波管による特徴を生かしてRe = 1.5×10^5の一定とした.実験結果より,Gurneyフラップが高いほど,翼上面ではフラップを取り付けないClean形状より,負圧が大きくなり衝撃波が後方に発生することが明らかになった.次に,光源の波長355nmとしたPDIによる実験では,空力データベースが多くデータの比較検討が容易なNACA-0012翼型(翼弦長70mm,翼幅60mm)を供試模型として用い,衝撃波管翼型流れの可視化および定量計測を試みた.PDI光学系は,光源波長が355nmのためピンホールプレートをはじめ撮影カメラやレンズを紫外光用として構築した.光源の波長355nmと532nmのPDIの干渉縞の検討から,波長355nmにより得られた干渉縞の次数は波長532nmよりも増加し,その増加数は干渉縞の理論と一致することを明らかにした.理由1.PDI法による翼型流れの可視化/定量計測による研究では,Gurneyフラップが高いほど,翼型のキャンバーが変化する部位で,翼上面ではClean形状より負圧が大きくなり,衝撃波は後方に発生する.2.Gurneyフラップが高いほど,フラップの位置で急激な密度変化が生じ,翼面上の負圧が急激に大きくなる.3.波長355nmにより得られたPDI画像の干渉縞の次数は,波長532nmよりも増加し,その増加数は干渉縞の理論と一致する.また,今年度は,当初計画より波長の短い355nmでの実験を実施し分解能の高い実験が可能となった.以上のように,PDI法の翼型流れへの適用と,異なる波長によるPDI光学系による翼型実験について成果が得られ,研究はおおむね順調に進展している.今後は以下について研究を進める予定である.1.無隔膜衝撃波管による低レイノルズ数空力試験法の検討2.二酸化炭素を試験気体とした低レイノルズ数高亜音速翼型流れについて無隔膜衝撃波管による空力実験を実施し,試験気体の違い(比熱比の違い)による高亜音速翼型流れの特性解明3.波長355nmによるPDI法の検討と流れ場解析への適用1.波長355nmのPDI光学系による高分解能翼型流れの空力試験2.境界層空力制御装置(プラズマアクチュエータなど)を持つ翼型流れの特性解明研究の進展により,より高い分解能を得るために波長の短いレーザが必要となったので,一部購入物品を再検討したところ差額が生じた.研究の進捗により光学部品を再検討し差額が生じたので,風洞試験において計測分解能を向上させるための圧力センサーの購入を計画している.
中性子照射により生じる高融点窒化物中不対電子の磁気緩和

高融点窒化物である窒化ボロン(BM),窒化アルミニウム(A1N)に対し京都大学原子炉実験所で中性子照射を行なった。両試料において光吸収および電子スピン共鳴の実験を行ない共にシグナルを測定した。照射前にはこれらのシグナルは測定されなかったことにより、中性子照射によって形成された格子欠損に起因するものであると考えられる。それぞれの試料において光吸収と電子スピン共鳴の焼鈍過程は一致しており、欠陥は中性子照射で生じた窒素空孔に捕獲された電子(F-タイプ中心)と同定した。BNにおける欠陥の生成量はA1Nよりも三桁大きな値を示すが、これは熱中性子によるボロン原子核の核分裂によって生じる大きな運動エネルギーを持った原子核が弾き出し効果を引き起こしているためと思われる。電子スピン共鳴で得られるシグナルのg-値は自由電子の値に近いものであった。線幅は共に数十ガウスである。A1Nでは線幅の照射量依存性はないがBNでは見られた。また室温における線形でも相違が見られる。A1Nではガウス型に近い広がりを持ちBNではローレンツ型を示すが、磁気緩和の過程の違いにより線形が異なったものと思われる。A1Nにおいてはスピン-スピン緩和(横緩和)が主に線形に寄与しているが、BNではスピン-格子緩和(縦緩和)が支配的であるためと考えられる。より詳細な情報を得るため、低温での電子スピン共鳴測定を計画している。なおこの研究結果の一部は日本物理学会1993年秋の分科会・格子欠陥分科に於いて発表された。
アクア酸化水を用いた義歯に付着する細菌の殺菌効果について

OXILYZER^<【.encircledR.】>により供給されるアクア酸化水は殺菌効果を有することから、この酸性水を歯科領域に応用すべく一連の研究を進めている。すでに、アクア酸化水の使用条件、大腸菌や歯周炎、歯肉炎に関与する細菌についての殺菌効果、および生体親和性について基礎的検討を行っており,日本補綴歯科学会において報告している.今回は実験1として,義歯に関与する細菌であるCandida albicansを含め,Candida tropicalis,Candida guilliermondii,Candida kruseiに対してアクア酸化水の殺菌効果とその速効性について検討を行った。それぞれの細菌を純培養し理論菌数を求め、菌数が10^4個と10^7個についてそれぞれアクア酸化水を反応させ10秒、30秒と作用時間を変えて菌の生死を比較検討した。その結果、ほぼ100%の殺菌効率が得られ、さらに10秒という非常に短い作用時間での殺菌効果を有することが認められた。次に実験2として,アクア酸化水の歯科用合金に対する影響を検索することを目的とし,金銀パラジウム合金,低融銀合金,ニッケルクロム合金コバルトクロム合金を用いて試験片を製作し,それぞれアクア酸化水中に24時間,36時間,48時間,60時間,72時間浸漬後,SEM像を観察した.その結果,低融銀合金は浸漬後24時間から変化が認められたが,他のすべての歯科用合金は浸漬時間72時間を経過しても変化は認められなかった.以上のことからアクア酸化水は、部分床義歯にかかわる合金に変化を与えることなく生体親和性に優れた殺菌,消毒剤としての可能性が示唆された.OXILYZER^<【.encircledR.】>により供給されるアクア酸化水は殺菌効果を有することから、この酸性水を歯科領域に応用すべく一連の研究を進めている。次に実験2として,アクア酸化水の歯科用合金に対する影響を検索することを目的とし,金銀パラジウム合金,低融銀合金,ニッケルクロム合金コバルトクロム合金を用いて試験片を製作し,それぞれアクア酸化水中に24時間,36時間,48時間,60時間,72時間浸漬後,SEM像を観察した.その結果,低融銀合金は浸漬後24時間から変化が認められたが,他のすべての歯科用合金は浸漬時間72時間を経過しても変化は認められなかった.以上のことからアクア酸化水は、部分床義歯にかかわる合金に変化を与えることなく生体親和性に優れた殺菌,消毒剤としての可能性が示唆された.
クラスリン依存性小胞輸送の制御機構解明―ノックアウトマウスの利用―

『真のクラスリン依存性の細胞内小胞輸送の姿』を提示することを目指し、ノックアウトマウスを用いてArf1, CALM, SMAPの詳しい解析を行った。Arf1 KOマウスは胚性致死で、従来の他のファミリーによる相補は見られなかった。詳しい解析のためにArf1 KO MEF細胞を樹立した。CALM KOマウスの目の色の薄さを発見し、メラニンの蓄積にCALMが関与している可能性を見出した。取り込まれたc-kitチロシンキナーゼ型受容体の分解にCALMが必要なことを発見した。SMAP1,SMAP2二重が胚性致死である原因を探り、E7.5日胚でアポトーシスが起きていることを発見した。自作したノックアウトマウスを用いてArf1, CALM, SMAPの詳しい解析を行い、『真のクラスリン依存性の細胞内小胞輸送の姿』を提示することを目指し、当該年度は以下の研究を予定し実施した。<ノックアウトマウスの解析>Arf1 KOを増やしE3.5胚の培養での異常の有無を検討した。Arf1conditional遺伝子改変マウスを作製し計画したとおりにできていることを確認した。CALM KOマウスと神経細胞でのノックダウン実験とを用いて、アルツハイマー症の原因のアミロイドタンパク質の蓄積にCALMが関与していることを共同研究で発見し、原著論文として公表した。SMAP2欠損マウスのオスは、精子の先体形成に異常を生じ、不妊であることを発見し、原著論文として公表した。<細胞レベルでの解析>Arf1conditional欠損E12.5日胚からのMEF細胞株の樹立を試み現在確認中である。CALM欠損MEF細胞を用いて、CALMが関与するエンドソームとTGN間でのCALM欠損の効果の解析を行い、取り込まれたチロシンキナーゼ型受容体の分解が阻害されていることが明らかとなった。SMAP1コンディショナルマウスを用いSMAP1(-/-):SMAP2(-/-)MEF細胞を樹立した。SMAP2はリサイクリングエンドソームからゴルジ体への物質輸送を制御することを明らかにし、原著論文として公表した。<白血病キメラ遺伝子CALM-AF10の解析>白血病発症には、CALMのNESが重要で、NES-AF10でCALM-AF10と同じ機能を有することから、各外排出機構によるエピジェネティック変化という新しい白血病発症モデルと提唱し、原著論文として公表した。<ノックアウトマウスの解析>Arf1 KOのE3.5胚の培養を開始した。Arf1の第2,3エキソンをloxPで挟んだ遺伝子改変マウスを作製し、子孫への改変遺伝子の伝搬を確認した。CALM KOマウスを解析し、従来の定説とは真逆で、CALMの欠損位より引き起こされた鉄の取り込みの低下が原因であることを証明し論文(PLoS ONE)を公表した。日本語の総説も公表した。CALM KOマウスと神経細胞でのノックダウン実験とを用いて、アルツハイマー症の原因のアミロイドタンパク質の蓄積にCALMが関与していることを共同研究で発見し、論文投稿を行った。SMAP1, SMAP2二重ノックアウトマウスのE8胚のカドヘリン染色をしたが、差を見出していない。SMAP1欠損マウスでは、老齢時に骨髄異形症候群が発症することを発見し、論文(J. Clin. Inv.)公表した。SMAP2欠損マウスのオスは、精子の先体形成に異常を生じ、不妊であることを発見し論文投稿した。<細胞レベルでの解析>Arf1欠損E3.5日胚からの細胞株の樹立は不成功であった。CALMのスプライシングアイソフォームの機能の差が見られないことを確認した。CALM欠損MEF細胞を用いて、CALMの再導入によってトランスフェリンの取り込みが回復することを示し、CALMの欠損が原因であることを証明した。SMAP1コンディショナルマウスを用いSMAP1(f/-):SMAP2(-/-)MEF細胞を樹立した。<白血病キメラ遺伝子CALM-AF10の解析>白血病発症には、CALMのNESが重要で、NES-AF10でCALM-AF10と同じ機能を有することから、各外排出機構によるエピジェネティック変化という新しい白血病発症モデルと提唱し、研究会とワークショップで発表した。自作したノックアウトマウスを用いてArf1, CALM, SMAPの詳しい解析を行い、『真のクラスリン依存性の細胞内小胞輸送の姿』を提示することを目指し、当該年度は以下の研究を実施した。<ノックアウトマウスの解析> Arf1 KOのE3.5胚の培養での異常の有無を検討した結果を原著論文として公表した。Arf1conditionalマウスの樹立を確認し、全身性に誘導した欠損胚がArf

1 KO胚と同様に胎生致死であることを確認した。CALM KOマウスを用いて、CALM欠損胚と誕生直後の個体の解析から目の色の薄さを発見し、メラニンの蓄積にCALMが関与している可能性を見出した。SMAP1,SMAP2二重が胚性致死である原因を探り、E7.5日胚でアポトーシスが起きていることを発見した。<細胞レベルでの解析> Arf1conditional欠損E12.5日胚からMEF細胞株を樹立した。CALM欠損MEF細胞を用いて、CALMが関与するエンドソームとTGN間でのCALM欠損の効果の解析を行い、取り込まれたチロシンキナーゼ型受容体の分解が阻害されていることを明らかにし原著論文として公表した。SMAP1(-/-):SMAP2(-/-)MEF細胞では、KD実験から予想されたトレンスフェリンの取り込み低下が全く見られないことを発見した。分子細胞生物学<ノックアウトマウスの解析>Arf1 KOを増やしE3.5胚の培養での異常の有無を検討した。Arf1conditional遺伝子改変マウスを作製し計画したとおりにできていることを確認した。CALM KOマウスと神経細胞でのノックダウン実験とを用いて、アルツハイマー症の原因のアミロイドタンパク質の蓄積にCALMが関与していることを共同研究で発見し、原著論文として公表した。SMAP2欠損マウスのオスは、精子の先体形成に異常を生じ、不妊であることを発見し、原著論文として公表した。<細胞レベルでの解析>Arf1conditional欠損E12.5日胚からのMEF細胞株の樹立を試み現在確認中である。CALM欠損MEF細胞を用いて、CALMが関与するエンドソームとTGN間でのCALM欠損の効果の解析を行い、取り込まれたチロシンキナーゼ型受容体の分解が阻害されていることが明らかとなった。SMAP1コンディショナルマウスを用いSMAP1(-/-):SMAP2(-/-)MEF細胞を樹立した。SMAP2はリサイクリングエンドソームからゴルジ体への物質輸送を制御することを明らかにし、原著論文として公表した。<白血病キメラ遺伝子CALM-AF10の解析>白血病発症には、CALMのNESが重要で、NES-AF10でCALM-AF10と同じ機能を有することから、各外排出機構によるエピジェネティック変化という新しい白血病発症モデルと提唱し、原著論文として公表した。<ノックアウトマウスの解析>Arf1の第2,3エキソンをloxPで挟んだ遺伝子改変マウスを作製し、子孫への改変遺伝子の伝搬を確認した。ノックアウトマウスの貧血の解析を行い、赤血球成熟のどの段階でCALMが働くかを明らかにし論文公表した。アルツハイマー症の原因のアミロイドタンパク質の蓄積にCALMが関与していることを共同研究で発見し、論文投稿を行った。これらは成果が得られるところまで進んでいる。一方で以下の2点は、解析を行っているが期待した結果をまだ得られてはいない。Arf1欠損E3.5胚in vitro
眼内レンズ挿入眼におけるマクロファ-ジの働きに関する実験的研究

眼内レンズ挿入の対象として家兎と猿を用いた。手術中、家兎ではフィブリンの析出が強く起こり、ヘパリンの点眼が必要であったが、猿では人と同様、ヘパリンは不要であった。また家兎の水晶体は人より球状に近い形をしていて大きく、眼内レンズが水晶体嚢の中で不安定であったが、猿では安定性がよかった。また手術後の経過をみても家兎では水晶体嚢の収縮、混濁がより強く起こっていた。このように眼内レンズの実験では家兎よりも猿の方がより人に近い反応を示していたので、以下の結果は猿の実験結果について主に述べる。眼内レンズ移植翌日には、眼内レンズ表面に好中球とマクロファ-ジが小数付着していた。移植4日後には、これらの細胞が多数認められるようになった。好中球の核は分葉し、細胞質には多数の特殊顆粒やアズ-ル顆粒を有し、偽足突起を出していた。マクロファ-ジの核は円形または楕円形で、細胞質には粗面小胞体やリボゾ-ムに富んでいた。移植7日後には、好中球は認められなくなり、マクロファ-ジと多核巨細胞が存在していた。多核巨細胞は直径が数百ミクロンにも達するほど大きなものもあった。細胞質には多数のファゴライリゾ-ム、小胞、空胞が認められた。移植14日後には7日目と比べて細胞の数が減少していた。マクロファ-ジと多核巨細胞の細胞質の微細構造が類似していることと、多核巨細胞にマクロファ-ジが接触している像などが観察されたことより、多核巨細胞はマクロファ-ジが癒合してできたと考えた。そこでマクロファ-ジが多数認められた移植4日目の眼内レンズを培養液中に移し、16mm写真撮影を行いながら培養した。マクロファ-ジは眼内レンズを異物として感知して出現し、巨細胞に変りつつも、眼内レンズの透明性を障害していなかった。
原始惑星系円盤流体計算による氷ペブル集積効率と地球型惑星の水量決定機構の解明

本研究の目的は、新しい惑星形成シナリオであるペブル集積モデルのもとで、惑星周囲の原始惑星系円盤ガス流を考慮した氷ダスト(ペブル)の集積効率を求め、地球型惑星の水量決定機構を解明することである。本研究は惑星周囲の原始惑星系円盤ガス流の流体シミュレーション、惑星が駆動するガス流による抵抗を考慮した流入ペブルの軌道計算、氷ペブルによる地球型惑星への水供給量の推定と水の起源の制約という3段階に分けて行う計画である。研究実施計画にもとづき、平成30年度は惑星周囲の原始惑星系円盤ガス流の流体シミュレーションを行った。シミュレーションには国立天文台天文シミュレーションプロジェクトXC50、東京工業大学地球生命研究所XC30というスーパーコンピュータを使用した。原始惑星系円盤の中で形成した惑星を想定し、その周囲の円盤ガスの流れ場がシミュレーションにおける温度の取扱い(等温・非等温)や惑星質量というパラメータに対しどのように変化するかを詳細に調べた。結果として、ガスの流れは等温・非等温計算で大きく異なることがわかった。等温計算ではガス流が惑星表面から円盤まで接続しているのに対し、より現実的な非等温計算ではガス流から孤立した惑星大気の領域が形成される。また、惑星質量によらず、ガス流は惑星の直上方向から流入し円盤中心面から流出する構造を持つことがわかった。多数の流体力学計算結果をもとに、このガス流出の速さを記述する解析式を導出した。さらに、次年度実施予定であるガス流による抵抗を考慮した流入ペブルの軌道計算への準備として、この抵抗の影響が期待されるペブルサイズの見積もりを示した。国立天文台天文シミュレーションプロジェクトXC50、東京工業大学地球生命研究所XC30というスーパーコンピュータで多数の流体力学計算を行い、研究計画通り惑星周囲の原始惑星系円盤ガスの流れ場を解明することができた。研究計画に従い、平成31年度は惑星が駆動するガス流による抵抗を考慮した流入ペブルの軌道計算を行う。今年度予定していた計算機の購入を次年度に見送ったため。また、成果発表のための渡航費が計画より抑えられたため。研究自体は計画通り進行しており、次年度の物品費・旅費として使用する。
ガリレオ・ガリレイの言語戦略の研究-2つの対話作品を中心として-

ガリレオの対話形式について、特に『プトレマイオスとコペルニクスの世界の二大体系についての対話』(通称『天文対話』)を中心に詳細な分析を行なった。まず作品のもっている演劇的性格に関しては、たとえば登場人物自身が自分は役者のような存在として議論を進めているという主旨の表明がある(サルヴィアーティの「自分は仮面役者としてコペルニクスの真似をしている。舞台衣装を脱ぎ捨てたときの私は、舞台に立って物語を演じるとこに夢中でいるときの私とは違う」という内容の発言)。これなど、登場人物自体はただ役者としてそれぞれの役柄(アリストテレス派・コペルニクス派)を演じているだけで、作品がまったくの架空のものであると弁明しつつ、そのような演劇作品として、読む側にも楽しむよう誘っていることの証しとなっている。さらに議論は、だいたいにおいて、アリストテレス派のシンプリーチョが最終的には自分の意見が矛盾していることに気づかされる方向に進むが、この議論のありようはソクラテス的問答法を意識したものであることが指摘できる。ガリレオはアリストテレスの論述形式に対してプラトンの対話篇を意識してこの作品を書いたのである。そして、さまざまな言説の中には、脱線して本筋とはあまり関係のないテーマについて述べられることもある。このようなケースの中には、ガリレオが着想したものの、まだそれだけでまとまったものを書けるほどには発展させていないようなテーマ(たとえば、無限論)についての発表の場としている場合がある。対話体ならではの機能と言えよう。議論を展開していく中でときどきガリレオは学問のあり方・学者の学問に対する姿勢について述べてもいる。これが作品全体の流れを引き締める役割を果たしている。ガリレオの主要著作『プトレマイオスとコペルニクスの世界の二大体系についての対話』(通称『天文対話』)の対話形式がもっている最大の利点は、さまざまなタイプの言説をひとつの作品のなかに自然な形で持ち込むことにより、アリストテレス学派的論述、数学的論証、対話者たちによる実験、たとえ話等々、さまざまなジャンルの多様な文体が有機的につらなって議論を説得的に導き、いきいきした三者のやりとりが読者を最先端の学問領域の議論のなかに容易に取り込んでいく点にある。特に議論のなかに時折挟み込まれる「たとえ話」は、専門家ではない一般読者を説得するのに非常に効果的な機能を果たしている。「第1日」の「森に生まれ育った者」のたとえ話や「第2日」の「ipse dixdt」に関わるいくつかのたとえ話など、人間の想像力の持っている限界や権威主義者の欺瞞などを暴き立てて、読者に明晰な思考の新しい地平を拓いてくれる。また、身近な物を使った思考実験も一般読者に具体的なイメージを描かせて、議論を説得的なものにしている。たとえば「第1日」の「鏡を用いた実験」はすぐにでもできそうな現実性をもった仮想実験となっているのに対して、「第2日」の「船とペンを用いた実験」は完全な思考実験であるが、両者ともに読者に描かせるイメージは非常に簡潔で具体的である。来年度はこれらの「たとえ話」や「思考実験」を含む多様な言説がどんな仕組みで議論を導いていくのかを、対話者であるサルヴィアーティ、シンプリーチョ、サグレード三者の役割分担の考察をからめながら細かく分析する予定である。ガリレオの主要著作『プトレマイオスとコペルニクスの世界の二大体系についての対話』(通称『天文対話』)の対話形式がもっている最大の利点は、さまざまなタイプの言説をひとつの作品のなかに自然な形で持ち込むことにより、アリストテレス学派的論述、数学的論証、対話者たちによる実験、たとえ話等々、さまざまなジャンルの多様な文体が有機的につらなって議論を説得的に導き、「演劇」作品であるかのようにいきいきとした三者のやりとりが読者を最先端の学問領域のなかに容易に取り込んでいく点にある。

また、コペルニクスの学説を堂々と掲げることが非常に危険な状況のなかにあって、アリストテス・プトレマイオスの学説を代表するシンプリーチョ、コペルニクスの学説を代表するサルヴィアーティ、判定者としてのサグレードの3人を対話者として登場させることで、ガリレオは、それぞれがあくまでも「仮説」を提示してどちらが説得的であるかを最終的には読者に判断させる形をとった。この意味で3人の対話者はそれぞれの役割を担った「役者」の機能を果たしており、その結果、科学的対話作品が読者を楽しませる「演劇」作品になっているのである。もちろん、シンプリーチョが嘲笑される対象であるのは明らかだが、サルヴィアーティ自身の台詞のなかには、「私たちの議論のなかで私はコペルニクス派の人物として振る舞っており、あたかもその仮面役者のようにその人の真似をしているのです」などと「演劇」を意識した発言が出てくる。そして、それは登場人物である仮想のサルヴィアーティさえ実際には自分がコペルニクス派だとは認めているわけではない、あくまでもその「ふり」をしているだけだという予防線にもなる。非常に周到な作品構造になっているのである。この「演劇」的性格は、ガリレオの『対話』を魅力的にする大きな要素であり、かつ教会に対する逃げの一手でもあったのである。ガリレオの対話形式について、特に『プトレマイオスとコペルニクスの世界の二大体系についての対話』(通称『天文対話』)を中心に詳細な分析を行なった。まず作品のもっている演劇的性格に関しては、たとえば登場人物自身が自分は役者のような存在として議論を進めているという主旨の表明がある(サルヴィアーティの「自分は仮面役者としてコペルニクスの真似をしている。舞台衣装を脱ぎ捨てたときの私は、舞台に立って物語を演じることに夢中でいるときの私とは違う」という内容の発言)。これなど、登場人物自体はただ役者としてそれぞれの役柄(アリストテレス派・コペルニクス派)を演じているだけで、作品がまったくの架空のものであると弁明しつつ、そのような演劇作品として、読む側にも楽しむよう誘っていることの証しとなっている。さらに議論は、だいたいにおいて、アリストテレス派のシンプリーチョが最終的には自分の意見が矛盾していることに気づかされる方向に進むが、この議論のありようはソクラテス的問答法を意識したものであることが指摘できる。ガリレオはアリストテレスの論述形式に対してプラトンの対話篇を意識してこの作品を書いたのである。そして、さまざまな言説の中には、脱線して本筋とはあまり関係のないテーマについて述べられることもある。このようなケースの中には、ガリレオが着想したものの、まだそれだけでまとまったものを書けるほどには発展させていないようなテーマ(たとえば、無限論)についての発表の場としている場合がある。対話体ならではの機能と言えよう。議論を展開していく中でときどきガリレオは学問のあり方・学者の学問に対する姿勢について述べてもいる。これが作品全体の流れを引き締める役割を果たしている。
正常波/異常波分離型マイクロ波反射計の開発と大型ヘリカル装置への応用

LHDプラズマの密度分布/揺動計測のためにマイクロ波反射計を開発してきた。LHDプラズマのように磁気シアの大きな装置におけるマイクロ波反射計測では、一般に3つの反射面が存在する。プラズマ中の正常波/異常波反射層と真空対向壁面である。この状況を理解するために、時間幅1nsの多チャンネルの短パルスマイクロ波レーダ反射計を適用しているが、今年度はより詳細かつ広い空間のプラズマ情報を得るために超短パルスを用いた反射計を開発・適用した。得られた結果を以下に記す。1、マイクロ波の入射パルス信号強度を増加させることによって、4チャンネルのショートパルスの同時入射、及び同時計測に成功した。偏波面を回転させ入射マイクロ波の波面をプラズマ周辺部の磁力線の傾きに合わせることによって、正常波/異常波を選択的に計測することが可能であることを確かめた。特にLHDの長時間放電中に連続的に偏波面を回転させ、反射波の信号強度がモードによって変化することが確認できた。2、正常波を用いたプラズマからの反射波の時間変化(カットオフ層が現われる時間など)は、遠赤外レーザー干渉計によって測定された密度分布の時間変化と一致している。また反射計から求めたプラズマ周辺部の密度分布は干渉計によって測定された分布と良く一致する。3、異常波を用いた反射計測では、LHDの定常な磁場を利用することにより極低密度なプラズマ周辺部を計測することが可能で、特にストカスティックな領域に局在した回転磁気島と推察される揺動を計測することができた。4、超短パルス(パルス幅23ps)の持つ広帯域な周波数成分を利用した反射計システムの開発を行い、LHDプラズマでの初期データを取得し、燃料ペレット入射による密度層の動きを観測した。LHDプラズマの密度分布/揺動計測のためにマイクロ波反射計測を開発してきた。LHDプラズマのように磁気シヤーの大きな装置におけるマイクロ波反射計測では、一般に3つの反射面が存在する。この状況を理解するために遠隔操作可能な正常波/異常波選択用アンテナを、既存の1ns短パルスレーダー反射計に取り付けた。密度分布の情報を得るために多チャンネル化を実施した。これらによって得られた結果を以下に記す。1、3チャンネルのショートパルスの同時入射、及び同時計測に成功した。このとき、偏波面を回転させることによって、正常波3チャンネル、異常波3チャンネル、及び正常波/異常波の同時入射が可能となった。2、正常波及び異常波の反射計測を行なう場合の入射マイクロ波の波面は、プラズマ周辺部の磁力線の傾きによって決まるモードに合わせる。3、プラズマからの反射波の時間変化(カットオフ層が現われる時間など)は、多チャンネル遠赤外レーザー干渉計によって測定された密度分布の時間変化と一致している。また反射計から求めたプラズマ周辺部の密度分布は干渉計によって測定された分布と一致するが、より内側からの反射波の時間変化については一致しない結果となっており、その理由について検討中である。4、異常波を用いた反射計測では、プラズマからの電子サイクロトロン放射光による背景放射光強度が強く、主なノイズ源となる。この対策には発振出力の増加とIFフィルターバンドの最適化が必要となる。これは、短パルス反射計測法の欠点である。LHDプラズマのように磁気シャーの大きな装置におけるマイクロ波反射計測では、一般に3つの反射面が存在する。この状況を理解するために、1ns短パルスレーダー型の反射計を適用しており、昨年度よりもより詳細な空間情報を得るために異なる周波数帯のチャンネルを追加した。

1、マイクロ波の入射パルス信号強度を増加させることによって、4チャンネルのショートパルスの同時入射、及び同時計測に成功した。また偏波面を回転させることによって、正常波/異常波を選択的に計測することが可能であり、LHDの長時間放電において連続的に偏波面を回転させて、反射波のモードの変化を計測できた。ただし信号強度変化を定量的に評価するためには、パルス信号を直接波高計測する必要がある。2、入射マイクロ波の波面は、プラズマ周辺部の磁力線の傾きによって決まるモードに合わせることにより、正常波及び異常波を選択して計測することができる。3、正常波を用いたプラズマからの反射波の時間変化(カットオフ層が現われる時間など)は、遠赤外レーザー干渉計によって測定された密度分布の時間変化と一致している。また反射計から求めたプラズマ周辺部の密度分布は干渉計によって測定された分布と一致するが、反射面の密度スケール長が長い領域では密度分布がよく一致しない結果となっており、その理由について検討中である。4、異常波を用いた反射計測では、スタティックな磁気島周辺に局在した揺動を計測することができた。今後より詳細な計測を行うためにシステムを多チャンネル化するとともに理論モデルとの整合をはかり、この現象の物理について検討を行う。LHDプラズマの密度分布/密度揺動計測のためにマイクロ波反射計測の開発を進めている。LHDプラズマのように複雑な磁場構造を持つ装置におけるマイクロ波反射計測では、一般に3つの反射面が存在する。プラズマ中に存在する正常波および異常波の反射層と真空容器対向壁面である。この複雑な状況下における反射波構造を理解するために、1ns短パルスレーダー型の反射計を開発して来た。これまでに、多チャンネル化を行い、空間構造の計測が可能となっている。因り詳細な空間情報を得るために超短パルスを用いたマイクロ波反射計の開発を進めた。本年度に得られた結果を以下に記す。1、マイクロ波入射及び受信用導波路に取り付けた偏波面回転器をもちいて、LHDの長時間放電において連続的に偏波面を回転させて、反射波の信号強度がモードによって変化することが確認出来た。2、正常波を用いたプラズマからの反射波の時間変化(カットオフ層が現われる時間など)は、遠赤外レーザー干渉計によって測定された密度分布の時間変化と一致している。また反射計から求めたプラズマ周辺部の密度分布は干渉計によって測定された分布と一致している。3、超短パルスをもちいて広帯域の周波数成分を持つマイクロ波を生成するための変換システムを開発し、Rバンド導波管により周波数領域24-40GHzのマイクロ波を生成することができた。テストベンチでの計測性能の確認の後、LHD装置に取り付け初期的なデータの収得を行った。
新生児集中治療領域における市中獲得型MRSA感染症の効果的感染対策の確立

新生児集中治療領域(NICU)における市中獲得型MRSAの効果的な感染対策を確立するため、2007年から2012年に分離されたMRSA 113株を対象に解析を行った。NICUでの市中獲得型MRSAは経年的に増加を認め、保菌率は院内発生型と比し鼻腔で低く糞便で高率であった。また市中獲得型MRSAは病院感染型と比し消毒薬耐性遺伝子の保有率が有意に低く、ポリプロピレン環境表面上で長期間生存することが確認された。これらの結果を踏まえ、従来の標準・接触予防策に加え環境整備を強化する多角的な感染対策を実施したところ、新規千入院患者あたりの新規MRSA発生率は半減し、有効な対策と考えられた。本研究は新生児集中治療領域(NICU)における市中獲得型メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)感染症の効果的な感染対策を確立するため、市中獲得型MRSAの疫学、感染伝播様式、環境中での生存期間、消毒薬への抵抗性について明らかにすることを目的とし解析を行った。対象は2007年1月から2012年6月にNICU患者から分離されたMRSA 113株とした。Multiplex PCR法を用いたSCCmec型別判定の結果、NICUでの市中獲得型MRSAは2007年の12.5%から2012年の85.7%へと経年的に増加を認めた。一方、外科成人例では各年16-25%と変化は認められなかった。またNICUで分離された市中獲得型MRSAの代表株についてMultilocus sequence typingを施行したところ、白血球破壊毒素産生因子を保有しないST-8をはじめとした遺伝子型を認めた。保菌部位の比較では市中獲得型MRSAは病院感染型と比し鼻腔での保菌率が低く(62.9% vs 74.5%)、糞便での保菌率が高い(43.5% vs 29.4%)傾向が認められた。また、市中獲得型MRSAは病院感染型と比し第四級アンモニウム塩消毒薬耐性遺伝子(qacA/B)の保有率が有意に低いことが判明した(41% vs 9%; P<0.001)。市中獲得型及び病院感染型MRSA各々5株を使用し、温度24-26°C、湿度30-45%の条件下でポリプロピレン環境表面上での生存期間を検討した。結果、市中獲得型MRSAは病院感染型と比し長期間生存することが判明した。これらの解析よりNICUで分離される市中獲得型MRSAは従来の病院感染型と比し、環境を介した伝播のリスクが高いことが示唆された。よって従来の手指衛生・接触予防策の遵守に加え、環境整備の強化を含めた感染対策が重要であると考えられる。Multiplex PCR法を用いたSCCmec型別判定の結果、NICUでの市中獲得型MRSAの検出は2007年の12.5%から2012年の85.7%へと経年的に増加を認めた。市中獲得型及び病院感染型MRSA各々5株を使用し、温度24-26°C、湿度30-45%の条件下で、ポリプロピレン環境表面上での生存期間を検討した。本研究結果よりNICUで分離される市中獲得型MRSAは従来の病院感染型と比し、環境を介した伝播のリスクが高いことが示唆された。

これらの結果を踏まえ、NICUにおけるMRSAの効果的な感染対策は従来の手指衛生・接触予防策の遵守に加え、環境整備の強化を含めることが重要であると考え、感染対策を強化したところ新規千入院患者あたりの新規MRSA発生率は50%程度の減少が確認され、対策は有効と考えられた。感染制御今年度予定していた市中獲得型MRSA疫学の解明、NICUで検出される市中獲得型MRSAの遺伝子解析、伝播経路の検討については解析がすでに終了している。また次年度予定であった市中獲得型MRSAの環境内での生存期間の検討及び消毒薬への抵抗性についても解析が順調に進んでおり、進捗中のデータを含めて、国内外の学会にて研究成果の発表を行うことも可能となった。以上より当初の計画以上に本研究は進展していると考えられる。今年度は当初より計画していた市中獲得型MRSAの環境内での生存期間の検討を複数の医療用材料を使用し検討する。各種消毒薬への抵抗性の解析をさらに進める。また市中獲得型MRSAの病原性に関与する因子について、従来より報告のあるPanton-Valentineleukocidin以外の因子保有状況の解析も進める。これらの解析によりNICUで分離される市中獲得型MRSAの疫学・伝播経路・細菌学的特徴を明らかにする。また、伝播を防止するための効果的な感染対策を立案・実行し、実際にNICU内のMRSA伝播をどの程度防止可能か入室1,000患者あたりのMRSA感染者数を指標とし評価を行う。
脂質ラフトにおける神経極性決定シグナル伝達制御機構の解明

神経極性決定のためのシグナル伝達制御機構を解明するため、我々は神経軸索先端にある成長円錐の主要な膜タンパク質M6aに着目した。発生期のマウス脳でのM6aの発現抑制は、神経極性決定や軸索伸長を遅延させた。M6aは情報伝達の場とされる脂質ラフトに分布、ラミニン基質のシグナルにより形質膜上で局在化することで、形質膜上の脂質ラフトや、M6aに相互作用する細胞内シグナル分子、及びその下流の神経極性決定因子を脂質ラフト近傍に集積させることを見出し、M6aが細胞外のラミニンのシグナルを細胞内の神経極性決定のためのシグナル伝達へと情報変換するトランスデューサーとしての役割を持つことを明らかにした。本研究は『神経特異的糖タンパク質M6aにより形質膜上に形成されるタンパク質複合体』の神経極性決定における役割と発生脳におけるその重要性を明らかにし、さらに脂質ラフトにおけるM6aタンパク質複合体の局在化の分子機構とその生理的意義を解明することを目的とし、本年度は、以下の2つの課題を遂行した。[1] M6aを介した分子間相互作用と、そのシグナル伝達による神経極性決定機構の解明M6aと相互作用するラミニン受容体候補を同定し,ラミニン受容体M6aに至るまでの分子間相互作用を示した。マウス胎児脳脂質ラフト画分を用いて、M6a抗体による免疫沈降を行ない、M6aとの共沈タンパク質群に、B1インテグリンが含まれることをウェスタンブロットにより確認した。又、活性型B1インテグリンの特異的抗体を用いて細胞染色を行ない、ラミニン依存的に形質膜上に集積するM6aと活性型B1インテグリンの共局在を確認した。1in utero遺伝子導入法により、マウス胎仔大脳皮質におけるM6aのノックダウン実験を行ない、発生過程の脳におけるM6aの重要性を示した。M6aノックダウン神経細胞は、大脳皮質の中間帯における極性決定が遅れ、多極性突起を持つ細胞が多く見られた。一方、神経前駆細胞からの神経細胞への分化については、顕著な異常は認められなかった。2in utero遺伝子導入法により、M6aノックアウトマウス(KO)胎児脳に、脂質ラフトに局在化しないパルミトイル化部位の変異M6aを導入し、発生過程の大脳皮質における形態変化を解析。パルミトイル化M6aの脂質ラフトでの分布の、大脳皮質形成における重要性を明らかにした。導入神経細胞は、極性形成が阻害されフィロポディアを過剰形成し、細胞移動や極性形成の阻害が確認された。研究開始時に本年度予定していた研究計画内容、[1] M6aを介した分子間相互作用と、そのシグナル伝達による神経極性決定機構の解明、及び、[2]M6a複合体が制御するシグナル伝達制御の脳発生過程における役割の解明についての解析を遂行し、期待した研究成果が得られている。本研究では、1M6タンパク質が形成するタンパク質複合体の神経極性決定における役割と発生脳における重要性を明らかにし、さらに2脂質ラフトにおけるM6aタンパク質複合体の局在化の分子機構とその生理的意義を解明することを目的とし、本年度では後者2について明らかにした。脂質ラフトプローブEGFP-D4 (D4)を用いて生細胞における脂質ラフトを可視化し、mCherry標識の野生型又はパルミトイル化修飾部位変異M6aを発現させた株細胞および神経細胞にて、M6aと脂質ラフトの局在の関係性を解析した。その結果、M6aは自らのパルミトイル化修飾を介して脂質ラフトと共局在し、両者が形質膜上で同期して集積することを明らかにした。神経突起形成前(ステージ1)の神経細胞では、細胞外基質ラミニンの刺激によりM6aとD4は共に非対称性に集積、集積した膜領域より神経突起が突出し、形成された成長円錐にM6aとD4は共局在した。これらは、M6aノックアウト(KO)神経細胞では生じないことから、ラミニンによるM6aの集積により脂質ラフトのクラスタが生じ、その膜領域で軸索形成が誘導されることを明らかにした。M6aとD4が局在化する膜領域には、M6aの下流シグナル分子としてこれまで同定したRufy3やRap2, STEFが集積したが、M6a KO神経細胞では、これらの集積が生じないことから、M6aの集積は脂質ラフトのクラスタリングだけでなく、同膜領域でのシグナル分子の集積も誘導することを明らかにした。以上より、M6aは細胞外のラミニンシグナルを受けて神経細胞の形質膜上の脂質ラフトを制御し、そこにシグナル分子を集積させて細胞内シグナル伝達を制御する「トランスデューサー」としての役割を担うことを明らかにし、その役割の1つにステージ1細胞におけるラミニンによる急速な神経極性決定があることを証明した。本年度までに、研究開始時に計画していた2項目1M6タンパク質が形成するタンパク質複合体の神経極性決定における役割と発生脳における重要性の解明と、2脂質ラフトにおけるM6aタンパク質複合体の局在化の分子機構とその生理的意義の解明についての研究結果が得られ、次年度計画していた上記研究成果の論文発表を本年度中におこなうことができた。本研究では、昨年度までに当初の研究目的であった、M6aの脂質ラフト制御を介したトランスデューサーとしての生理的役割と、脳形成過程の神経極性決定におけるその重要性を明らかにしている。

本年度は、M6aを軸とした脂質ラフトにおける個々の分子間制御機構の詳細を明らかにするため、M6a結合タンパク質Rufy3の本研究における役割について調べた。本研究にて生体内でのRufy3の役割を解析するため、Rufy3 KOマウスを作成した。Rufy3KO神経細胞では、M6a KO神経細胞と同様な軸索過剰形成が見られた。Rufy3はRUN-domainを介してM6aに結合し、形質膜上でM6aと共局在した。脳の生化学的解析では、野生型では、Rufy3はM6aが局在する脂質ラフト様画分(DRM)に分布したが、M6aKOではRufy3のDRM分布が阻害された。本研究においてRufy3が、Rap2やM6aと共に軸索成長円錐に局在することを明らかにしているが、EGFP-Rap2のイメージング解析では、Rufy3 KO神経細胞の成長円錐におけるRap2集積は阻害されていた。Rap2は、Rac1GEFであるTiam/STFEと相互作用しており、野生型の神経成長円錐ではTiam/STFEはRap2と共に局在するが、Rufy3KO神経の成長円錐では両者の局在が阻害され、Tiam/STFFの下流分子の局在化も阻害された。これらの結果より、成長円錐においてRufy3はM6aとRap2の間を介在するアダプター分子としてM6a近傍にRap2を集積させてTiam/STFEを活性化し、M6aが制御する神経極性決定や軸索成長を制御することを明らかにした。神経極性決定のためのシグナル伝達制御機構を解明するため、我々は神経軸索先端にある成長円錐の主要な膜タンパク質M6aに着目した。発生期のマウス脳でのM6aの発現抑制は、神経極性決定や軸索伸長を遅延させた。M6aは情報伝達の場とされる脂質ラフトに分布、ラミニン基質のシグナルにより形質膜上で局在化することで、形質膜上の脂質ラフトや、M6aに相互作用する細胞内シグナル分子、及びその下流の神経極性決定因子を脂質ラフト近傍に集積させることを見出し、M6aが細胞外のラミニンのシグナルを細胞内の神経極性決定のためのシグナル伝達へと情報変換するトランスデューサーとしての役割を持つことを明らかにした。今後は、脂質ラフトにおけるM6aタンパク質複合体の局在化の分子機構とその生理的意義の解明を主な目的とし、以下の研究を行なう。[1]M6a抗体結合ビーズにより、形質膜上におけるM6aの集積を誘導し、M6aの集積によるM6a相互作用タンパク質群や、脂質の局在性の変化を明らかにする。1M6a抗体結合ビーズにより、形質膜上でのM6aの集積を誘導し、M6a集積によるM6a相互作用タンパク質の局在化や、膜領域の特異性を明らかにする。ポリスチレンビーズもしくは、金コロイド粒子に抗M6a抗体を結合させ,分散培養した神経細胞に添加する。GFP標識した各シグナル分子の過剰発現,もしくは,抗体染色により形質膜状の分子の分布とビーズの接着との関係を全反射顕微鏡,もしくは超解像度顕微鏡によりイメージング解析する。またM6aが集積する膜領域の特性を、脂質特異的蛍光プローブや標識抗体、脂質ラフト分子特異的マーカー(GFP-flotillin1等)を用いて明らかにする。2M6a抗体結合ビーズによる形質膜上でのM6aの集積が、神経極性決定を誘導し、軸索形成を誘導するかどうかを明らかにする。