hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インドにおける既存寺院を核とした増築による都市空間の更新過程に関する調査研究

融合寺院という既存のヒンドゥー寺院を核とした増築現象を対象に、その空間構成、形成の条件と過程、周辺および景観への影響を、都市・建築・街区の各スケールにおいて明らかにすることを試みた。その結果、対象地の寺院の4割が融合寺院となっていること、この現象が100年以上前から継続的に生起していること、住居の床面積増大という開発圧力を受容し、また土地と寺院の一体的売買など所有権の変化がありつつも、宗教やコミュニティの規範に基づく寺院を維持する強い力が働いており、寺院が変容する都市内の〈定点〉として作用し、都市空間における時間的表現や聖地としての特性の維持に関与していることなどが明らかとなった。平成25年度はヴァーラーナシーにおける現地調査を実施し(2013年9月8日25日)、以下の調査を行なった。1寺院および融合寺院の分布調査:1929年および2000年の1/1000地図を基に、旧市街中心部に設定した調査範囲内の全街路を歩き、ヒンドゥー寺院を目視で確認し位置の記録・写真撮影を行うとともに、その寺院が融合寺院であるかどうかを判定しデータベース化、寺院および融合寺院の分布および外観形状に関する悉皆的把握を行なった。2ヒアリングおよび実測予備調査:1において確認した融合寺院から数件をピックアップし、所有関係・寺院の使用管理状況・現況に至る建設プロセス等について、住民(所有者)に対する予備的なヒアリング調査を行なった。また、平面および断面の簡易な実測を行なった。調査の結果537件のヒンドゥー寺院を確認し、うち3割近くを融合寺院と判定した。また融合寺院における母体となる寺院と隣接建物との融合形態の類型化を試み、寺院の象徴性に関わる「頂華」の扱いおよび平面的融合の度合いを基準に、基本的な4類型を抽出した。融合寺院の分布や融合形態の類型に関する考察からは、それらの状況の差が、周辺状況や使用者の属性にかかる床面積増大の要求の大小、寺院の重要度や使用頻度などの諸条件に基づいて生じていることが伺われた。平成26年度は、前年度の現地調査で得た寺院および融合寺院の分布・寺院の各種属性・融合寺院の形態等のデータを整理しデータベース化する作業を引き続き行うとともに、前年度の成果である融合寺院の分布と融合形態の類型に関する分析を日本建築学会大会(神戸大)において発表した。第2回現地調査を実施し(2014年8月24日9月7日)、ヴァーラーナシーにおいて融合寺院の分布と融合類型に関する補足調査および典型的な融合寺院20数件へのヒアリング調査と平面・断面の実測調査を行なった。また、ヴァーラーナシーとは対極的な計画都市として建設されたチャンディーガルにおけるヒンドゥー寺院の発生と変容に関する視察を行なった。今年度および前年度調査で得られたデータを元に、主に以下の3点の分析・検討を行なった。1寺院の建築形式・立地形式・が融合寺院化の傾向または程度に与える影響:建築形式については得られた6類型のうち、基本型と無前殿型が大半を占め、それらが他の建築形式に比して融合寺院となりやすい一方で、特殊な建築形式をとるものは融合寺院となっている割合が低い傾向が見られた2融合寺院の居住者に対するインタビュー調査に基づく融合寺院化の背景と寺院への意識:融合寺院は少なくとも百年前から近年まで継続的に生起している現象であり、寺院と土地がセットで売買や、所有者が必ずしもバラモンではないこと、シカラ上部への建設はタブーであるがその解釈には幅があること等の知見が得られた。3典型的な事例について平面図・断面図の実測に基づく内部空間および使われ方の特徴:融合寺院の空間的特徴として、外部からの参拝者への配慮や寺院領域の拡張、寺院によって歪められた生活空間、融合寺院化の前段階としての仮設的空間化、シカラの開放、寺院建築の即物的利用等があげられる。平成27年度は、前年度に得られた融合寺院のヒアリングおよび実測データを整理し、融合寺院化の背景や経緯・内部空間およびその使われ方の特徴について分析を行ない、その成果の一部を日本建築学会大会(東海大)において発表した。第3回現地調査を実施した(2015年8月24日9月2日)。典型的融合寺院のヒアリング・実測の補足的調査を行なうとともに、街区スケールにおける融合寺院の影響を明らかにするために、2000年に実施した街区の空間構成調査の後追い調査を行なった。融合寺院約30件について、図面やテキストでは把握・表現の難しい特徴的な内部空間の、専門的技術と機材を用いた写真撮影を実施した。融合寺院の内部空間の記録写真は、管見の限り世界初の試みであり、実測図とあわせて、インドの居住文化とヒンドゥー教の建築観の理解に資する貴重な資料である。さらに、ヴァーラーナシーとの比較の視点から、ゴア旧市街においてインドにおける宗教施設の変容に関する視察を行なった。本研究では、融合寺院という現象の空間構成の特質、形成の条件と過程、周辺および景観への影響を、都市・建築・街区の各スケールにおいて明らかにしようと試みてきた。

とりわけ、融合寺院という特徴的な建築現象の物理的実態について、写真および図面により記録したことは大きな成果と考える。今後は研究期間全体を通した成果をとりまとめ、論文や展覧会等を通じて社会的に公表していく。融合寺院という既存のヒンドゥー寺院を核とした増築現象を対象に、その空間構成、形成の条件と過程、周辺および景観への影響を、都市・建築・街区の各スケールにおいて明らかにすることを試みた。その結果、対象地の寺院の4割が融合寺院となっていること、この現象が100年以上前から継続的に生起していること、住居の床面積増大という開発圧力を受容し、また土地と寺院の一体的売買など所有権の変化がありつつも、宗教やコミュニティの規範に基づく寺院を維持する強い力が働いており、寺院が変容する都市内の〈定点〉として作用し、都市空間における時間的表現や聖地としての特性の維持に関与していることなどが明らかとなった。ほぼ当初の計画通りの調査を実施し、分析を進めている。建築計画これまでに得られたデータ・資料の整理・分析をすすめ考察を深めるとともに、研究全体としてのまとめに取り組む。現地調査においては街区レベルでの変化を追うための調査および、事例の実情を適切な記録媒体により記録し、研究資料として公開する方策を検討する。ほぼ当初の計画通りの調査を実施し、分析をすすめている。クレジットカードを利用して購入した資料の決済が年度中に終わらなかったため。融合形態の類型化の分析をより精密に行うことで、融合に至る背景を推察するとともに、実測調査を本格的に実施し、個々の融合寺院の空間構成(平面・断面)の特質および使われ方を把握する。また、住民(所有者)への詳細なヒアリング調査により、具体的な形成プロセスや所有関係の変化を把握し、融合に至る条件を検討するとともに、内包された寺院の生活意識における位置付けを明らかにする。新年度始めに当該決済の処理を行う。当初予定していた物品の購入にあたって、一部を所属機関において配分される研究費から拠出できたことと、一部機器(PC)の購入を次年度に見送ったことが大きい。また、調査におけるデータのとりまとめが遅れ、人件費の使用が計画より下回ったことによる。昨年度購入を見送った機器の購入に充てるとともに、現地におけるヒアリング調査および実測調査の本格的実施、およびデータのとりまとめに重点的に使用する。
被子・裸子植物が共通に産生する昆虫のステロイドホルモン生合成の比較解析

20-ヒドロキシエクジソン(20HE)は昆虫が産生する脱皮変態を司るステロイドホルモンであるが、植物にも広く存在する。個々の生物が如何にして生合成能を獲得したのか興味が持たれる。昆虫における20HEの生合成遺伝子は多数明らかにされているが、植物においては不明で昆虫の20HE生合成遺伝子と相同性の高い配列も見出されていない。20HE生合成遺伝子を個々の植物が獲得したのか、共通の祖先とする遺伝子が広く分布した結果なのか調べるため、被子植物と裸子植物における20HEの生合成経路やその遺伝子を明らかにし、それらの比較から植物の生合成能獲得の経緯を明らかにしたいと考えた。これまでに被子植物シソ科アジュガの毛状根において、昆虫の場合とは異なり3β-hydroxy-5β-cholestan-6-one(5β-ketone)が20HEの生合成中間体であることを明らかにしている。平成26年度においては、アジュガ毛状根のESTデータベースを作製し、水酸化に関わると考えられるP450遺伝子を複数抽出し、酵母や昆虫細胞を用いた異種発現解析により5β-ketoneのC-22に水酸化する酵素遺伝子を見出した。さらに22位に水酸基を有する5β-ketoneの重水素標識体を合成し、アジュガ毛状根に投与したところ、この化合物が20HEに変換されることが明らかになった。以上の結果、植物から初めて20HE生合成に関与する22位水酸化酵素遺伝子CYP71D443を同定することができた。また裸子植物マキ科イヌマキのカルスを作製し抽出物を分析したところ、植物体とは異なりカルスから20HEは検出されなかった。この結果より、カルスにおいては20HE生合成遺伝子が発現していないことが示唆され、植物体とカルスそれぞれからESTライブラリーを構築し、その差異からP450等の酸化に関わる酵素遺伝子の選抜が可能となると考えられる。
マイクロインテリジェント運動システムの工学的基礎

本研究では、微小な機械部品と駆動装置からなるマイクロインテリジェント運動システムについて調査した。2回の全体会合と、分科会の個別会合を経て調査報告をまとめた。マイクロ運動システムの大きさの範囲は広く、現存の機械の下限、数mmのものから下が総てそれに当たる。この中の寸法の領域により、異なった考慮が要ることが分かった。例えば、数mm数百μmの領域では、概ね従来の機械の幾何学的な微小化の考え方で、動く機械ができそうであり、従来の機械加工を極限的に微細化することで製作が可能である。他方、数十nm以下の領域では分子の形状、構造等から形の決まる機械になるため、分子の構造を人工的に設計製作する技術や、それを組み合わせる技術を開発する必要がある。中間の0.1μmから100μmの領域では、IC製造用の微細化工技術を使って、ミクロの機械部品が作れることが示されている。この場合、多くの部品からなる複雑な機械を、組立や調整の不用なプリアセンブリ加工で一括製作したり、機械部品やアクチュエ-タに、センサや情報処理回路を集積化して、マイクロ運動システムを知能化したりできる可能性のあることが分かった。しかし、これらの小さな機械では、作り方も、駆動の原理も、動きも寸法により全く変わってしまうため、これまで道具として使ってきた理工学の理論を総て微小領域の場合につき検討し、体系化して行く必要がある。更に、材料、機構、製作方法の多様化に対しても、従来の機械工学の範囲を越えた利用できる全ての理工学分野の微小領域の検討、体系化が必要である。これらの課題について、現在までに明らかにされた成果と、今後のさらに研究が必要である点を明らかにした。
広域センサネットワークのためのセンサ端末配置法

近年、センサネットワーク技術が大きな注目を集めている。センサネットワークの性能はセンサ端末の初期配置に大きく影響される。本研究では、大量のセンサ端末を一度に空中で散布する際に、センサ端末の一様な初期配置を実現するためのセンサ端末散布法を提案した。提案手法では、空中落下中に自身の落下挙動を切替可能なセンサ端末を想定する。周囲センサ端末との通信結果に基づき落下挙動の切替えタイミングを適切に制御することにより、センサ端末を観測領域に均等に落下させる。シミュレーション評価の結果、提案手法を用いることにより、カバレッジの高いセンサ端末配置を実現できることを示した。近年、無線送受信機能を持つセンサ端末を多数配置してネットワークを構成することにより、大規模農場の監視、自然環境中の生体観測、氷河、火口の観測など、環境情報を遠隔地から取得するセンサネットワーク技術が、その応用の広さから注目を集めている。電池で駆動するセンサ端末からなるセンサネットワークの長期運用の為には、省電力制御が大きな課題となる。また、領域を確実に観測するためには、十分な数のセンサ端末により観測領域がカバーされていなければならない。これらセンサネットワークの性能、すなわち、カバレッジ、コネクティビティ、寿命、ロバスト性はセンサ端末の物理的配置に大きく依存する。本研究では、森林、氷河などの広域環境をモニタリングするために、飛行機やヘリコプターから大量のセンサ端末を散布する広域センサネットワークを対象に、意図的な分布でセンサ端末を配置するためのセンサ端末の落下制御手法を提案する。提案手法では、センサ端末は落下方向を制御可能な機構を持ち、滞空中に周囲のセンサ端末と通信を行うことで自身の落下方向を適切に制御する。本年度は、センサ端末を一様分布状に配置する場合の、滞空中センサ端末の落下方向制御手法の提案および評価を行った。まず、落下方向を制御可能なセンサ端末のアーキテクチャを検討し、その後、提案したアーキテクチャを持つセンサ端末を一様に分布して配置するための自律分散型の制御手法を提案した。提案した手法をコンピュータシミュレーションにより評価し、提案手法の有効性を示した。得られた研究成果は国際会議で発表した。また、さらに検討、評価を加えたものを学術論文誌に投稿中である。センサネットワークにおけるカバレッジ、コネクティビティ、寿命、ロバスト性などの性能はセンサ端末の物理的配置に大きく依存する。本研究では、森林、氷河などの広域環境をモニタリングするために、飛行機やヘリコプターから大量のセンサ端末を散布する広域センサネットワークを対象に、意図的な分布でセンサ端末を配置するためのセンサ端末の落下制御手法を提案した。その結果、適切な分布のセンサ端末分布配置が実現される。本年度は、昨年度までの基礎検討を元に、様々なパラメータ設定や外乱の変動に対する提案手法の挙動を観察し、よりロバストな提案手法の有効性の評価を行った。また、昨年度までに得られた成果と今年度に得られた成果を、センサネットワークを専門に扱った査読付国際論文誌に投稿し、採録との判定を受けた。さらに、風の影響が無視できない環境での提案手法の拡張に関する基礎検討を行った。加えて、提案手法により一様分布状の端末配置を実現したネットワークを対象として、さらにネットワーク性能を高めるための検討、評価も行った。具体的には、カバレッジや電波使用効率などのネットワーク性能を向上させるための検討、評価を行った。これらの研究成果は査読付国際会議において発表した。また、さらに内容を発展させたものを査読付国際論文誌に投稿中である。
生体活性セラミックスを利用した破骨細胞活性評価法の開発とその応用

1.10日齢の家兎から後肢の長管骨を無菌的に摘出し、これを培養液中で細砕、震騰することによって破骨細胞を含む全骨細胞の浮遊した上清を回収した。これをコラーゲンゲル上で4時間培養し、蛋白分解酵素およびコラゲナーゼで処理することによって哺乳類の破骨細胞を比較的高濃度に得ることができた。2.擬似体液への浸漬期間または、その濃度を変化させることによってカルシウム、リン比などの異なる様々な骨類似の構造を有するアパタイトを自在に、厚みを変化させて様々な基盤上に作成することが可能となった。また、擬似体液中にビスフォスフォネートを添加することで骨類似アパタイトの形成が抑制されることがわかった。3.様々な厚みを有する骨類似アパタイトをプラスチック基盤上に作成し1.の方法により採取した破骨細胞を高濃度に有する全骨細胞をこの上で培養した。位相差顕微鏡および走査電子顕微鏡を用いて破骨細胞および吸収かを観察したところ1.5μmの厚みを有する骨類似アパタイトを用いた場合に最も有効に破骨細胞の観察およびそのアパタイト吸収量の測定が可能なことが判明した。4.骨には破骨細胞の接着または活性に影響を及ぼす蛋白が含まれているが、擬似体液中で作成した骨類似アパタイトには有機物は含まれていない。このため、鯨から採取したデンチンと骨類似アパタイト上で破骨細胞を培養しその吸収活性を比較検討した。骨類似アパタイトの吸収面積はデンチンの約70%であり2群間に有意差はなかった。5.活動中の破骨細胞を位相差顕微鏡で観察した報告は初めてである。これにより1.の方法で得られた破骨細胞は間葉系細胞と接触していなくても吸収活性を有する可能性が示唆された。また、ビスフォスフォネートを吸着した骨類似アパタイト上では破骨細胞による骨吸収が抑制されるのが観察された。6.骨、デンチン等の自然の材料は個々の質にばらつきがあり、破骨細胞の吸収活性に及ぼす影響も無視できない。擬似体液による骨類似アパタイトでは均一な材料が得られるために個々の実験間の比較も容易である。また、プラスチックなどあらゆる材料の上に作成可能であるため破骨細胞の観察にも有利である。プラスチックデイスク上での破骨細胞活性評価システムの確立1)培養に用いた破骨細胞は、家兎10日令より採取した。四肢から無菌的に長管骨を取り出し、軟部組織を除去し骨を細切した。これを培養液にいれ1分間振蕩し、骨片から骨芽細胞および破骨細胞を分離した。2分間静置後に上清を回収しその一部を遠沈、TRAP染色し、破骨細胞数を測定した。(中村)2)プラスチックデイスクは直径13.5mm、collagen type 1でコーテイングしたものを用いた。擬似体液30ml中にAW-GCの原ガラス1.5gを浸し、その上にプラスチックデイスクを接地させ、36.5°Cで5日間静置しアパタイトの核を形成した。その後、プラスチックデイスクを取り出し1.5倍濃度の擬似体液中に2日間静置し表面に約3μmの厚みを持ったアパタイトを形成させた。(小久保)

3)24穴細胞培養用プラスチックプレートに、70%エタノールで消毒したアパタイトコーテイング処理済プラスチックデイスクを入れ、一定数の破骨細胞を含む骨髄細胞を培養した。(中村)4)一定時間培養後に細胞を固定し、von Kossa染色によって未吸収のアパタイトを染色し、TRAP染色により破骨細胞を染色した。こきプラスチックプレートを画像解析器で処理し、面積測定することで破骨細胞の吸収活性を評価するシステムを確立した。またこのプラスチックプレートを用いることで、破骨細胞がアパタイトを吸収するのを培養中に観察することが可能となった。(中村)5)アパタイトを析出させる段階でテトラサイクリンを吸着させ、破骨細胞かアパタイトを吸収することによって培養液中に放出されたテトラサイクリンの濃度を蛍光分光光度計を用いて測定し、破骨細胞の吸収活性を評価するシステムを現在開発中である。(中村)1.10日齢の家兎から後肢の長管骨を無菌的に摘出し、これを培養液中で細砕、震騰することによって破骨細胞を含む全骨細胞の浮遊した上清を回収した。これをコラーゲンゲル上で4時間培養し、蛋白分解酵素およびコラ-ゲナーゼで処理することによって哺乳類の破骨細胞を比較的高濃度に得ることができた。2.擬似体液への浸積期間または、その濃度を変化させることによってカルシウム、リン比などの異なる様々な骨類似の構造を有するアパタイトを自在に、厚みを変化させて様々な基盤上に作成することが可能となった。また、擬似体液中にビスフォスフォネートを添加することで骨類似アパタイトの形成が抑制されることがわかった。3.様々な厚みを有する骨類似アパタイトをプラスチック基盤上に作成し1.の方法により採取した破骨細胞を高濃度に有する全骨細胞をこの上で培養した。位相差顕微鏡および走査電子顕微鏡を用いて破骨細胞および吸収かを観察したところ1.5μmの厚みを有する骨類似アパタイトを用いた場合に最も有効に破骨細胞の観察およびそのアパタイト吸収量の測定が可能なことが判明した。4.骨には破骨細胞の接着または活性に影響を及ぼす蛋白が含まれているが、擬似体液中で作成した骨類似アパタイトには有機物は含まれていない。このため、鯨から採取したデンチンと骨類似アパタイト上で破骨細胞を培養しその吸収活性を比較検討した。骨類似アパタイトの吸収面積はデンチンの約70%であり2群間に有意差はなかった・5.活動中の破骨細胞を位相差顕微鏡で観察した報告は初めてである。これにより1.の方法で得られた破骨細胞は間葉系細胞と接触していなくても吸収活性を有する可能性が示唆された。また、ビスフォスフォネートを吸着した骨類似アパタイト上では破骨細胞による骨吸収が抑制されるのが観察された。6.骨、デンチン等の自然の材料は個々の質にばらつきがあり、破骨細胞の吸収活性に及ぼす影響も無視できない。擬似体液による骨類似アパタイトでは均一な材料が得られるために個々の実験間の比較も容易である。また、プラスチックなどあらゆる材料の上に作成可能であるうために破骨細胞の観察にも有利である。
内視鏡粘膜画像の色情報データベースと統計学組織診断支援法の開発

消化管内視鏡は著しい進歩を遂げ、早期癌であれば内視鏡で治療も可能で、3次元的な認識のもとになされているが定量化されてはいない。そこでステレオマッチング法によって、対応点を自動認識させ、テンプレートマッチング法にて内視鏡画像の3次元計測を行ってきた。この方法を実現するためには特異点を対応させる方法が汎用されている。この際に、内視鏡画像から仮想分光することで波長毎の対応点探索を行い、胃粘膜画像では対応点を取りやすい波長が存在することを発見した。さらに、国内で行われた胃癌診断の追跡調査により、内視鏡による胃癌診断で偽陰性率が22%と高率である報告がなされた。この報告は、内視鏡が工学的にも医学的にも世界有数の本邦において衝撃的な結果である。そこで、仮想分光技術により特異点探索に威力を発揮したので画像処理から病変の自動認識へも技術応用を行った。すなわち、機械の目による自動診断を追加し、偽陰性率の低下に寄与できるかを検討した。画像処理で形態、輝度、色による診断に、仮想分光計測による画像も含めて統計学的手法を重畳することで、病変の自動診断に可能性があることを明らかにし、さらに、この方法で得られた偽陰性率は、先の報告にあった偽陰性率に近い25%であった。さらに30秒おきに画像を撮影し、読影枚数が患者一人当たり数万枚以上になるカプセル内視鏡診断に対して自動診断がのぞまれているので、この方法の応用を検討している。約200症例の動画はハードディスクに取り込み、分光画像も含んだ画像データベースとしてサーバー管理は完成している。また検討課題である統計学的手法を画像処理には用いることはできたが、まだ病変粘膜部位と正常部位の統計学的解析として応用するまでには至っていない。これは病変部位の自動抽出と内視鏡額と病理学的病変部位の対応が、数学的定量化がまだ完成していないことが原因である。しかし、画像処理と組み合わせることで病変部位の自動診断には70%の確率で成功している。約200症例の動画データベースはサーバー管理できており、さらに画像処理の中では70%以上の精度で病変を診断できているので、最終的には統計学的に胃癌などの病変を内視鏡診断学に妥当な定量化できる方法を確立することを急務とする。この問題点を解決し、内視鏡医による臨床診断と統計学的結果の因果関係についても明らかにすれば臨床応用に繋がると思われるので特許化についても検討したい。消化管内視鏡は著しい進歩を遂げ、早期癌であれば内視鏡で治療ができるようになってきている。そして診断や治療において、3次元的な認識のもとになされているが、定量化されてはいない。そこで、これまでにステレオマッチング法によって、対応点を自動認識させ、内視鏡画像の3次元計測を行ってきた。この際に、対応点をテンプレートマッチング法によって実現してきたが、内視鏡画像は画素数が少なく、我々の採用したステレオマッチング法には不利な条件であった。さらに、平滑な粘膜においてはマッチングエラーが起こってしまうことがあり、3次元計測が困難な場合があった。内視鏡の画素数はハイビジョン内視鏡の出現で改善したがまだ不十分である。しかし、後者の問題はアルゴリズムの改良によって改善できる可能性がある。そこで、これらの問題を解決できるように対応点抽出のために分光計測を利用した3次元計測を開発した。内視鏡画像から仮想分光することで、波長毎の画像を得ることができる。その画像毎に対応点探索を行い、3次元計測の安定性を検討した。その結果より、胃粘膜画像では対応点を取りやすい波長が存在することを確認した。同時に3次元計測も安足して遂行することができることを明らかにした。さらにこれまでの研究から、病変の自動認識へも技術移転を検討している。これは現在の胃癌の内視鏡診断において偽陰性率が22%と高率であるので、これに機械の目による診断を追加し、偽陰性率の低下に寄与できるかを検討している。これまでに40症例の画像処理で、形態による診断、輝度による診断、色による診断、統計学的手法による診断を重ねることで、病変の自動抽出へ効果があることを明らかにした。

さらに30秒おきに画像を撮影し、読影枚数が患者一人当たり数万枚以上になるカプセル内視鏡診断に対して自動診断がのぞまれているので、この方法の応用を検討している。約200症例の動画はハードディスクに取り込み、分光画像も含んだ画像データベースとしてサーバー管理は完成している。また検討課題である統計学的手法を画像処理には用いることはできたが、まだ病変粘膜部位と正常部位の統計学的解析として応用するまでには至っていない。これは病変部位の自動抽出と内視鏡額と病理学的病変部位の対応が、数学的定量化がまだ完成していないことが原因である。しかし、画像処理と組み合わせることで病変部位の自動診断には70%の確率で成功している。約200症例の動画データベースはサーバー管理できており、さらに画像処理の中では70%以上の精度で病変を診断できているので、最終的には統計学的に胃癌などの病変を内視鏡診断学に妥当な定量化できる方法を確立することを急務とする。この問題点を解決し、内視鏡医による臨床診断と統計学的結果の因果関係についても明らかにすれば臨床応用に繋がると思われるので特許化についても検討したい。
アソシエーションスキームにおけるコードとデザイン

本研究ではアソシエーションスキームに付随した組合せ的構造と、統計的解析、およびそれらの応用を研究した。標数2の有限体上の二次形式のアソシエーションスキームを、交代形式のアソシエーションスキームと定義ベクトル空間との直積集合上に構成する方法を発見した。この方法により、一次元大きい交代形式のアソシエーションスキームも再構成できる他、新しいアソシエーションスキームが発見できる可能性が出てきた。また、研究分担者の坂内英一とともに、群アソシエーションスキームのTerwilliger代数の構造と、指標表から定まる群の不変量の関連を明らかにした。また坂内英一は、ハミングアソシエーションスキームの部分集合であるコードから、ヤコビ多項式をつくり、そこからさらにヤコビ形式が得られることを示した。さらに、研究分担者の柳川堯、笛田薫は、統計的検定問題を研究した。分割表に記述される多変量離散データの解析法を開発し、疎な分割表解析に関して、反応が非線形構造を持つ場合の検定を開発し、その漸近的性質について研究した。また、統計的検定問題において、観測標本の順位を対称群の元として扱うことにより対称群上の距離から導かれる順位検定統計量の性質を調べた。その結果、多くの距離から導かれる検定統計量は漸近正規性を持つことが示された。また、研究分担者の小西貞則は、現象解明のための有効な予測モデルの構築と、モデルの良さを測るための評価基準の構成を目的として研究を行った。さらに、大塚寛は、グラフを集合値関手圏とみなし、この上でグラフ変換のストリクト性の定式化と、それに基づく解析方法を与えた。
グローバル時代の問屋街における建築と街区更新に関する基礎的研究

「問屋街建築」は、地主、建築主、事業者、テナントによる権利が複雑に組み合わされ実体化した近代的都市空間の基本単位で、離合集散を繰り返す歴史的なプロセスのなかで動的に変化、集積を重ね、特徴ある都市空間を形成してきた。都市的地域産業の場として多大な役割を担ってきた問屋街は、合意形成が容易ではなく、グローバル化が進む東アジアおよび欧州大都市の変容の過程で老朽化しつつあり、その更新のプロセスは都市再生の鍵をにぎっていると考えられる。そこで、中国上海および韓国釜山において、海外研究者の協力を得て代表的な両都市の問屋街を数カ所程度選択し、さらに現地で「問屋街建築」と街区を選択して、1)地図、写真撮影ほかによる記録、2)建築集合の状態および街区形態との構造的関係、3)用途、権利関係などについての概況調査を実施した。収集した情報とデータを、建築計画、都市構造、都市史などの観点から多角的に、分析を加え、将来の本格的調査研究のための基本概念および基本スキームを整備した。
ヒト骨転移特異的タンパク質の逆翻訳によるゲノム解析

がん患者の血清から骨に特異的に転移する時に発現するタンパク質を発見した。このタンパク質は不安定な状態にあり、健常人の血液中には発現しないために、アミノ酸解析後、ヒト健常者のデータバンクからは合致するゲノムは見つけることができなかった。miRNA発現パターンと癌の間には、顕著な相関関係があること、骨転移で発現する特定miRNAを明らかにし、癌増殖や癌遺伝子へのmiRNAの影響を解析する。我々は、8年間の追跡調査から、ヒト骨転移特異的血中タンパク質を発見した。現在の医療では転移性骨腫瘍(骨転移)は、がんの進行期あるいは終末期に近い状態であることを意味している。しかし、骨転移の早期診断、初期の重粒子線治療が可能となれば、がんの骨転移は、非侵襲性治療が可能となり、克服することができる。我々が発見した骨転移特異的タンパク質は、骨シンチグラフィーより早期に血液中に存在し、治療開始と同時に低値を示す。このタンパク質の特徴は、健常者にはなく、律速段階にあるタンパク質の不安定性が高いことから、安定した遺伝子を確定することを目的としている。骨転移特異的タンパク質の翻訳が開始されるがん遺伝子を確定することで、がんの転移の治療につながる次世代の展開への研究になる。がん患者の血清から骨に特異的に転移する時に発現するタンパク質を発見じた。このタンパク質は不安定な状態にあり,また,健常人の血液中には発現しないために,アミノ酸解析後,ヒト健常者のデータバンクからは合致するゲノムは見つけることができなかった。骨転移特異的タンパク質のみを精製しいアミノ酸配列データをバイオインフォマティクスを使いい,Shine-Dalgarno sequence開始コドンの上流にプリンに富んだ配列を解読し,30Sサブユニットの主成分である16SリボソームRNA(rRNA)が、3'末端に相補的な配列を持つことから,両者が塩基対を形成して結合することにより,mRNAを鋳型としたタンパク質の生合成が促進される原理から,RNA編集を遂行している。ゲノム上の塩基配列には,非蛋白質コード領域が多数存在することが知られており,この中には,DNA複製の開始点として定義される複製起点,あるいはプロモーター,エンハンサー,サイレンサーといった遺伝子の発現を制御する生命活動に非常に重要な領域が含まれている。アミノ酸合成と質量分析を併用し,疾病に関してのみ発現するタンパク質のゲノム解析からこのタンパク質がどの遺伝子から発現するものか,また,非コード化遺伝子oncogenic micro RNAによるタンパク質合成阻害の関与を重点的に慎重な解析を遂行している。miRNA発現パターンと癌の間には,顕著な相関関係があること,骨転移で発現す登特定miRNAを明らかにし,癌増殖や癌遺伝子へのmiRNAの影響を解析する。がん対策基本法の理念に基づき、骨転移の創薬へ向けた、骨転移特異的タンパク質のアミノ酸配列から逆翻訳による遺伝子の解析を行っている。2004年、続発性悪性骨腫瘍だけに発現する特徴的な血液腫瘍マーカーを発見し、特許出願を行った【特願2004-282822, PCT JP 2005-018398】。骨転移は、進行した"がん"や"肉腫"で生じるため、非常に頻度が高い疾患でどのような悪性腫瘍も骨に転移する可能性はあるが、中でも乳がん、前立腺がん、肺がん、腎がん、甲状腺がんなどは高い頻度で骨転移するが、現在、骨転移は、がんの進行期あるいは終末期であることを意味し、根治可能な治療薬もない。発見した血中骨転移バイオマーカーの有用性に関する科学的検証を行った結果、この骨転移特異的なタンパク質の特徴は、骨シンチグラフィーによる骨転移確定診断より早く血液中の値が上昇し、化学療法や放射線治療開始と共に減少するという臨床的に有用性を示した。がん骨転移の血中早期診断が可能となり、早期治療方法の開発を目的とした研究のために、骨転移特異的タンパク質の構造解析によるアミノ酸配列から逆翻訳で遺伝子の解析を実施している。2008年、アメリカへの特許出願を行った。近い将来、予防製剤による個別最適医療の開発に繋がり、その成果により国民に安心で安全ながん医療を提供できる。我々が発見した「がん骨転移特異的バイオマーカー」は、PET-CT画像確定後、重粒子線治療との併用でがん骨転移を早期診断・治療が可能となったが、我々の当該研究の目的とするものは、骨転移特異的タンパク質を分子レベルで解明し、転移を誘発する原因を究明することで、この研究は骨転移予防製剤を構築する基盤研究となる。生体内で不安定性を示すがん骨転移特異的バイオマーカータンパク質の発現遺伝子を確定することで、分子標的の高い治療剤開発を目的とするために逆翻訳によるゲノム解析を行っている。現在、再度、血液中に存在する骨転移特異的タンパク質を高精製し、アミノ酸構造から逆翻訳による遺伝子の解明をするとShine-Dalgarno sequence開始コドンの上流にプリンに富んだ配列を解読し、30Sサブユニットの主成分である16SリボソームRNA(rRNA)が、3'末端に相補的な配列を持つことから、タグを付け、一定のアミノ酸位置から逆翻訳によるゲノム配列を解析している。

ゲノム上の塩基配列には、非蛋白質コード領域が多数存在し、DNA複製の開始点として定義される複製起点とプロモーター、エンハンサー、サイレンサーといった遺伝子の発現を制御する領域が含まれることで、骨転移特異的タンパク質は、健常者には存在せず、がん骨転移特異的に血液中に存在するのか、また、原発がん摘出後も骨転移が発症することが考えられた。今回、より明確な遺伝子発現を解明するために、がん組織から細胞に限定した焦点から骨転移特異的タンパク質のアミノ酸構造解析→遺伝子発現抑制領域→骨転移特異的タンパク質発現(確認)を見ながら、骨転移特異的タンパク質の正体とどこから発現するのかの解明をし、必ずやがん骨転移を撲滅してみせる。がん患者追跡期間1994年から2004年、日本人47名、欧米5名のがん患者のインフォームドコンセント後、FDA(Food and Drug Administration)バリデーションフリーザーワークスにより匿名化した、後ろ向き調査研究を行った結果、血液中から、がん骨転移特異的なタンパク質を発見した。臨床的には、このタンパク質は、骨シンチグラフィーによる骨転移確定診断前に血液中に存在し、化学療法、放射線療法開始とともに、減少していく経過を呈する。また、このタンパク質の前向き調査研究の結果、原発癌摘出した根治後、血液中に存在し、徐々に増加を示し、PET-CTによる骨転移部位確定後、重粒子線治療による治療が期待された。目的ピークのフラクション溶液をトリプシン消化を行い、LC-MS-MS解析を供した。同消化液のMS/MSイオンシグナルを収集し、データベースによる同定されたアミノ酸の特定位置から逆翻訳による遺伝子の解析を行い、塩基配列を確定した。同時にターゲット全アミノ酸解析を行い、立体構造解析を行った。このターゲットタンパク質の立体構造の解析の結果、抗体医薬品への合成が期待できたため、ウサギに免疫し、抗体を作製した。抗原ペプチドをマウスの尾静脈から癌細胞を移植し、CTにて全身転移を確認したが、抗体を投与したマウスでは、がんの発症が抑えられていたことで、我々が発見したターゲットタンパク質は、新たながん転移抑制剤となる期待ができた。
討論型世論調査による一般市民の裁判員制度の理解と支持に関する研究

2つのことを並行して行った。まず、どのような研究が可能かをさぐるため、1年目は韓国で開かれたアジア法社会学会に参加し、発表を聞いた。2年目と3年目はアメリカから研究者を招いた。それをもとに、参加者が一般人であることが不可欠と考え、インターネットを用いたサンプルで、小グループごとに討論を行った。時間のため、今回は裁判官役を加えることができなかった。独立変数はそのときの人数が大と小、および用いた事例AとBで、従属変数は有罪・無罪など。参加者数は合計で100を超えるが、研究のためには少なかったようである。差が統計的有意になったものは考えていたより少なかったが、重要なものが見つかったように思われる。リアルタイム評価支援システムを使い、担当科目1から33名、担当科目2から30名の参加があった。その調査のため、実験1(裁判1)の材料を使った場合(科目1の受講生を対象に)、1/3(11名)が無罪を主張し、実験2の場合(科目2の受講生)、13/30が無罪とした。実際の裁判では、実験2(科目2のもの)が無罪(控訴審では逆転有罪、最高裁でさらに逆転して無罪。裁判員裁判で最初に無罪になった事件である)になったわけである(もうひとつのものは最初から有罪)。実験1(有罪のもの)を使った場合、証拠は16人が不十分/やや不十分を選択し、実験2(無罪)の場合は15名が同じ選択をしている。これは実験の感想のため、実際の裁判でどのような判断が行われたか、分からない。この2つの裁判は、判決が同じ週に出されたが、予想通り、実験では有罪・無罪の違いがはっきりと出なかった。実際の裁判で違いがあったのは、被告人の国籍のため(無罪は日本人、有罪はアフリカの黒人)の差別とも考えられる。ただ、あまり差が出なかったのは、予想どおりで、これでよいと思われる。また、研究者招聘を行った。具体的には、1月20日から26日にかけて、ペンシルバニア州立大学の研究者(夫妻)を呼んで、講演をお願いした。24日には千葉大学法経学部でより基本的な内容で、25日に本学のスカイホールにてより研究課題にそった形で、それぞれ3040名の参加を得て、開催した。参加者が思ったより多く、また関心が高かったので、安心した次第である。内容は科研費の目的と合致していた(アメリカの陪審制度や、それに参加すると投票率があがるなど)が、あらためて、わが国における裁判に関する認識と参加意識に関して、考えることが多かった。その後、引き続き、参加者を一般社会から募って、実験を行いたいと考えていたが、年度の終りになって、進んでいない。今年度はおもに2つのことを中心に研究を推進した。まず招聘であるが、カリフォルニア大学サンタクルズ校のフクライ・ヒロシ教授を2013年の年末に呼んだ。同教授の専門は社会学だが、データ分析を主とした実証研究を行っており、社会学であるから質問紙調査を中心に研究を進めているという。今回の講演はフクライ氏の研究のうち陪審制度に関するものを、日本の裁判員制度と関連して、話してもらった。また同氏には日本の「検察審査会」参加者の質問紙データがあるので、これも少し扱ってもらった。(個人名の明記について先方の許可を得ている。)もう1つのほうは一般市民を対象に研究を行うものである。ただ普通、世論調査は実験操作をしない。多くの調査会社が「実験」つまりランダムな割り振りの形式はとるが、その参加者数は少なく、その人たちに1カ所に集合してもらうことが多く、高費用であった。結局、費用の面で折り合い、比較的参加者の多い(N>100)会社を選んだのが初秋であったが、いろいろなことがあり、年が明けてデータを取るようになってしまった。また、今回の「実験」では参加者は一般人だけで、条件は「裁判AかB」x「人数の多少」となった。すなわち、2つの裁判と、参加者が多いか少ないかである。参加者は1カ所に集合せず、自宅からインターネット実験の形式で行った。裁判員制度の実験とするには裁判官役が必要であるが、今回は間に合わずに、一般人だけの「陪審制」として、実験を行うことになった。裁判官役として、元裁判官でよいのかどうか、弁護士がその役割を果すのかどうか、今後検討する必要があろう。新しい研究のやり方を探すのは難しい。これまでにない方法を探して、まず裁判の情報を探した。実際の裁判の材料を使おうとしたが、ある弁護士に、実際の事件の情報を使うのはまずいと指摘された。

守秘義務が存在するので、弁護士にとって情報を出すのが難しいという。どうしたらよいのか分からない状況が続いたが、裁判の傍聴を行っている団体の会報に傍聴記があったので、それを使うことにした。傍聴記であったので、それを裁判の記録にするために、アルバイトが直しを入れて使うことにした。これを裁判の記録の形に直し、裁判情報ができたのが今年の1月で、その資料を使って予備実験を行った。その実験もインターネットを使い、しかし個別のデータを求めた。そのようにして80名を超す予備実験の参加者があったが、有効なデータは20名ほどになってしまった。この20名のデータは、ばらついているので、使えると考える。また、もうひとつの裁判の資料(報道されたもの)を弁護士にいただいた。これを実験に使うために、裁判の記録の形にしなければならない。これらは1週間の間に出た覚醒剤密輸で、有罪と無罪の判決である。引き続き、これらの裁判材料を使ってデータを取る予定である。さて、研究の理論的な面のため、本年は韓国で開かれた学会に参加した。East Asian Law and Societyの2011年の大会である。私の発表はわが国で始まった裁判員制度に関するもので、疑問を呈したが、残念ながらデータを含んでいない。大会の発表者は社会学者と法学者が多かった。裁判員制度に関する発表もわりとあったので参考になった。また、韓国に渡った実際の目標である、参加者に個別に話を聞くというのを行った。実際に役に立ったか、その結果は出ていないが、主観的な面から、たいへんためになった。研究の目的は、討論型世論調査をすることで、残った時間で統制のための普通の調査を行い、また研究者を呼ぶことである。研究者を呼ぶのは、順調に進んでおり、今年12月に第2の研究者を呼ぶことが内定している。(第1年度は研究代表者が大韓民国を訪問して、国際法社会学会分会で学会発表を行った。)討論型世論調査は、裁判のかたちを予定し、調査用紙の内容はだいたいできている。実際の実施は現在、準備中であり、あまり問題なく実施できると考えている。また、比較統制のための調査実験(対面型)は、かかる費用の面など、未定の事が多いので、実施したいのであるが、実施できるか、どのくらい調査ができるのか、現在のところ、不明の点が多い。しかし、実施するのは、ほとんど間違いのないことである。これらの点は、多少、遅れてはいるものの、大体、予定どおりである。上で述べたように、これは新しい研究であるので、簡単にはできないと考えていたが、思ったより難しかった。しかし、その問題も克服されつつある。つまり、事件と材料が見つかったのである。だが予定の達成率から行くと、遅れていることになる。遅れを取り戻したいと考えている。また、裁判員の仕事は実験参加者が行うのであるが、裁判官の役割をどうすべきか、現在のところ、思案中である。裁判官という仕事をするのは、エキスパートでなければならない。弁護士であれば、可能であるかもしれないが、実験に参加するのは難しい。というわけで、現在は未定ということであるが、どうするか決めなくてはならない。結局、この研究は現場から離れていることになるが、そのこと自体が問題ではない。これで裁判の結果について、意見を述べるわけではない。しかし、あまり現実と乖離してしまうと、そのことが問題になってくる。
アルツハイマー病の次世代型画像診断手法の開発

アルツハイマー病は進行性の神経変性疾患であり、認知障害などを引き起こす。その原因の一つとして、アミロイドβ(Aβ)の過剰蓄積による神経細胞死が考えられている。しかしながら、生体内での毒性発現メカニズムは未だ明確でない。そこで、本研究では新たなAβ結合ニトロキシルラジカルを開発し、Aβ凝集塊の検出とその凝集過程の解析を行うことを目的とした。Aβ結合ニトロキシルラジカルは、6-methoxybenzothiazoleanilineから合成した。蛍光とESR解析の結果、合成した化合物は、Aβに結合することがわかった。また、ESRスペクトル変化から、その凝集過程を解析することに成功した。さらに、このAβ認識ニトロキシルラジカルは、抗酸化効果を有することを示した。以上の知見は、新規ニトロキシルラジカルが、Aβを認識し、ESRを用いて凝集過程を評価できる可能性を示した。脳内に蓄積したアミロイドβ蛋白(Aβ)の神経毒性発現にフリーラジカルが関与していることが数多く報告されている。しかし、生体内に蓄積したAβ周辺でのフリーラジカル動態やレドックス変動は不明であり、その毒性発現解明には生物個体での直接的な評価が急務である。我々はこれまで、様々な疾患モデルでのフリーラジカル・レドックス変動を、フリーラジカル等との高い反応性を有するニトロキシルラジカルを造影剤とし画像解析してきた。そこで本研究では、脳内蓄積Aβとレドックス変動の詳細な解析に向け、Aβ蛋白認識ニトロキシルラジカルを新たに合成し、その評価を行うことを目的とした。Aβ認識化合物として報告されているBTAを基本骨格とし、これに3-carboxy-PROXYLをエステル結合させAβ認識化合物を合成した。さらに、Levineらの方法に従い、本化合物とAβとの結合能を蛍光分析法にて評価した。2-Amino-6-methoxy-benzothiazoleを出発原料とし、BTAを基本骨格とするAβ認識化合物を合成した。さらに、ニトロキシルラジカルである3-carboxy-PROXYLをエステル結合させ3種類のBTA誘導体を開発した。今回合成した3種のAβ蛋白認識ニトロキシルラジカルは、基本骨格のBTAと同様のλex354nm、λem435nmで蛍光を示しAβと結合すること、さらに濃度依存的な結合能を有することがわかった。一方で、Aβの凝集能に対するニトロキシルラジカルの効果を検討したところ、Aβの凝集を抑制することがわかった。以上の結果より、今年度新たに合成した化合物は、Aβとの反応性を有しその凝集も抑制する可能性が示唆された。アミロイド蛋白(Aβ)の神経毒性発現のメカニズムのひとつとして、フリーラジカルペプチドによる脂質過酸化や、Aβ凝集過程での過酸化水素の生成、抗酸化剤によるAβ凝集抑制性作用などが報告され、活性酸素やフリーラジカルの関与が示唆されている。そこで本研究では、Aβ毒性発現と酸化ストレスの関与を明らかにするためにAβ認識化合物の開発とその評価を行うことを目的とした。本年度は、昨年度開発したニトロキシルラジカルの新たな合成法、ならびにBTA-PROXYLateを用いて物性評価ならびに細胞実験を行った。化合物は、Aβ凝集抑制能を電子顕微鏡で、またAβとの結合能をX-band ESRで評価した。BTA-PROXLateをAβと同時に添加したところ、その後のAβ凝集を有意に抑制することがわかった。さらに、BTA-PROXYLateがAβ認識能を持つことをX-band ESRにても確認した。一方、PC-12細胞をAβ(25-35)にて処理後、BTA-PROXYLateを添加しX-band ESR測定を行った。その結果、carboxy-TEMPOではAβ処置群でも対照群と比較して変化がないのに対し、BTA-PROXYLate添加群ではAβ処置によりシグナル消失速度が有意に亢進することがわかった。一方で、本化合物は水溶性が低い点が問題点としてあげられる。そこで我々は、ニトロキシルラジカル部分の水溶性を上げる為に、2,6位にスルフィド基を導入した新たなニトロキシルラジカルを合成した。その結果、これまでのものと比較し水溶性が10倍程度上昇することがわかった。以上の結果より、本化合物は、Aβを認識し凝集抑制作用を有すること、さらに細胞レベルでの反応を追跡できる可能性を示した。

Aβは、βシート構造に富んだ凝集塊を形成し、その種類によって神経細胞毒性が異なること、また形成過程に、過酸化水素やAβペプチドラジカルなどが生成し、凝集や毒性を促進することが報告されている。したがって、Aβ周囲のレドックス動態を捉えることができれば、凝集、毒性発現の機構を解明できると考えられる。本年度は、Aβ近傍のレドックス動態、及びニトロキシルラジカルと凝集塊の相互作用を鋭敏に検出することを目的とし、ピペリジン系ニトロキシルラジカルの2位にAβ結合構造を導入することを試みた。さらに、合成した化合物のAβ結合能、凝集抑制能を検討し、Aβ凝集過程におけるレドックス動態、及び凝集状態を評価した。Aβ結合能は、いずれの化合物でも濃度依存的に結合量が増加した。さらに、興味深いことに、凝集塊と結合するとESRスペクトルが異方性を示した。さらに、シミュレーションの結果から、これは複数のスペクトル成分の重ね合わせであり、同一化合物が異なる環境場に存在することが示唆された。そして、経時的な測定によりその成分比が変化することがわかった。一方、これらの化合物は、Aβの凝集を有意に抑制し、今回新たに合成したニトロキシルラジカルは、Aβ結合能と抗酸化作用の両方が併せ持つことがわかった。また、ニトロキシルラジカルは、磁気共鳴法を用いて脳機能を鋭敏にとらえることができ、特に、ミトコンドリアでの機能異常と関連性があることを明らかにした。今後、さらに研究を進めることによって、生体におけるレドックス動態やAβ凝集状態をより詳細に解析できると考えている。
Necdinを中核とする蛋白質ネットワークによるニューロンの生存維持機構

Necdinは種々のエネルギー代謝関連蛋白質を脱アセチル化するSirt1と複合体を形成し、視床下部における転写因子Fox01のアセチル化状態と神経ペプチド作動性ニューロンの活性を制御した。また、NecdinはニューロンにおいてDNA修復に働くSMC5/ 6複合体の構成要素と複合体を形成し、DNA損傷後の修復能を増強した。これらの知見から、Necdinはエネルギー代謝やDNA修復に関わる蛋白質ネットワークの中核として、ニューロンの生存を促進することが明らかになった。哺乳類に特異的な蛋白質であるNecdinの蛋白質問相互作用や遺伝子発現制御に関する情報に基づいて、ニューロンにおけるNecdinを中核とする蛋白質ネットワークの機能解析を行った。平成21年度はNecdinを中核とする蛋白質ネットワークとして、エネルギー代謝やDNA損傷応答に関与することが推定されている蛋白質脱アセチル化酵素Sirtl-基質蛋白質系とSMC5/6複合体系に重点を置いて検討した。NecdinはニューロンにおけるSirtlの生理的活性調節因子として、Sirtlによる蛋白質の脱アセチル化を促進し、ニューロンの分化と生存を促進している可能性が高い。そこで、エネルギー代謝やDNA損傷応答に関与するsirtl基質として知られているFoxOlのアセチル化によるニューロンでの機能調節を中心に検討した。免疫組織化学で調べたところ、視床下部弓状核ではNecdinとSirtlおよびFoxlの三者が共存していた。また、これらの三者複合体が形成されることを生化学的に確認した。Necdin遺伝子欠損マウスではアセチル化FoxOlのレベルが増加し、FoxOlの下流にある遺伝子群の発現増加が認められた。これらの知見は、視床下部におけるNecdin-Sirtl-FoxOl系が神経生理機能の調節に関与することを示唆する。次に、NecdinがDNA損傷応答に関与するSMC5/6複合体の構成要素となっている可能性を調べたところ、NecdinはSMC5/6の要素であるNSE4と直接結合するため、哺乳類NSE3として働くことがわかった。また、NecdinはNSE4とNSE1の両者と安定的な三者複合体を形成した。したがって、Necdinは分裂終了ニューロンにおけるSMC5/6複合体の構成要素の一つとして種々の蛋白質と結合し、DNA損傷応答に連繋して細胞生存を調節することが示唆される。これらの知見は、NecdinがSirtlやSMC5/6と超分子複合体を形成し、哺乳類ニューロンの分化状態安定化と生存維持に関与していることを示唆する重要なものである。哺乳類に特異的な蛋白質であるNecdinを中核とする蛋白質ネットワークとして、エネルギー代謝やDNA損傷応答に関与することが推定されている蛋白質脱アセチル化酵素Sirt1-基質蛋白質系とSMC5/6複合体系を中心に検討した。まず、NecdinがSirt1による蛋白質の脱アセチル化を促進し、ニューロンの生理機能を調節している可能性が高いため、エネルギー代謝に関与する転写因子Fox01のアセチル化を介した機能変化を調べた。Necdin遺伝子変異マウスでは視床下部弓状核に存在するニューロンにおいてアセチル化Fox01のレベルが有意に増加した。それに伴ってFox01が制御する神経ペプチド遺伝子発現の増加が認められた。これらの神経ペプチドは、甲状腺刺激ホルモン遊離ホルモンの発現を介して甲状腺ホルモンの分泌に関連する可能性があるため、甲状腺ホルモンと甲状腺刺激ホルモンの血中濃度を測定したところ、Necdin遺伝子変異マウスでは有意に減少していた。また、これらのマウスは甲状腺ホルモン系の機能低下の症状を示した。さらに、NecdinはDNA損傷応答に関与するSMC5/6複合体の構成要素Nse1とNse4に結合することによって複合体を安定化することが明らかになった。そこで、Necdin遺伝子変異マウスの大脳ニューロンを培養してDNA損傷を誘発したところ、DNA修復活性が有意に低下し、細胞死の増加が認められた。したがって、NecdinはSMC5/6複合体を安定化することによってDNA修復能を維持し、細胞生存を促進することが推定される。これらの研究によって、哺乳類ニューロンに内在するNecdinは、Sirt1やSMC5/6と複合体を形成して、エネルギー代謝やDNA修復活性を制御することにより、生存維持に働いていることが明らかになった。哺乳類に特異的な蛋白質であるNecdinを中核とする蛋白質ネットワークとして、エネルギー代謝やDNA損傷応答に関与する蛋白質脱アセチル化酵素Sirt1-基質蛋白質系とSMC5/6複合体系を中心に研究した。平成23年度はネットワーク形成の機能的意義に焦点を絞って研究を進めた。NecdinはSirt1によるFoxO1の脱アセチル化を促進するため、Necdin遺伝子変異マウスでは視床下部弓状核に存在するニューロンにおいてFoxO1のアセチル化レベルが有意に増加していた。これに伴ってFoxO1の下流にあるエネルギー代謝調節に関与する神経ペプチド遺伝子の発現増加が見られた。そこで、Necdin遺伝子変異マウスにおけるエネルギー代謝関連因子の変化を調べたところ、甲状腺刺激ホルモン遊離ホルモンニューロンの抑制を介した中枢性甲状腺機能低下症が認められた。

次に、マウス脳においてNecdinがSMC5/6複合体の構成要素であるNse1とNse4の両者に結合して三者複合体を形成することを確認した。また、Necdin遺伝子変異マウスから調製した大脳ニューロンではDNA損傷応答としてDNA修復活性が有意に低下していた。これと同様の現象は、Nse4の発現をRNAiによって抑制したニューロンにおいても見られた。したがって、NecdinはNse4と複合体を形成することでDNA修復を促進するものと推定される。これらの研究によって哺乳類ニューロンに内在するNecdinが、Sirtl基質蛋白質やSMC5/6構成要素など多様な蛋白質と結合することによって、生体のエネルギー代謝やDNA修復に関わる蛋白質ネットワークを形成し、ニュ,ーロンの生存維持に働いていることが明らかになった。これらの知見は、種々の脳発達疾患や神経変性疾患の分子的基盤を知る上でも重要なものと考えられる。