hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グループ作成機能に着目したモバイルコミュニケーションへの依存に関する研究

依存度を3つの側面に分け、これらの側面のどれがネガティブ感情の発生に関係しているのかを分析した結果、感情の生じやすさの特性やコミュニケーションの維持に関する側面は感情の発生に関係していたが、LINEの過剰な使用の側面はほとんど関係していなかった。その他にも多くの知見を得た。しかし、予備調査ではグループの持つ様々な要因に関する検討は行っていない。これらについては、今後検討する必要がある。以上の予備調査から得られた知見と課題によって、平成31年度の研究計画にスムーズにつなげることができる。今後の研究としては、まず平成30年度に行った予備調査の分析から得られた知見を基に仮説を立ててその検証を行う。また、さらに調査を行う。これらの調査、実験によって得られた知見を基に、モバイル端末を用いたコミュニケーションアプリケーションへの依存に関するモデルを開発する。また、モデルの検証を行い、初等・中等教育現場におけるネットいじめ等への対応や予防策を検討する。その際、追加の調査が必要な場合は調査も並行して実施する。平成31年度に関わらず今後も実施することとして、1)最新の知見を本研究に活かす:関連する論文や研究発表を常に調査し、最新の知見を本研究に活かす。また、専門的知識と経験を有する研究協力者との議論を常に行う。また、国内外の学会では関連する研究者と交流し、研究計画を常に見直し、改良できるようにする。2)逐次国内外の学会で成果の発表:本研究課題の遂行の過程で得られた調査結果や実験結果等を、迅速に社会や教育現場で役立たせるために国内の学会、及び海外の学会において積極的に発表する。平成30年度2月に予定していた国際会議での成果発表を中止し、論文誌への投稿に切り替えたため、海外旅費及び会議参加費の使用予定額が次年度使用額となった。
脳の可塑性における液性調節

1.バゾプレシン分泌の抑圧反応を指標として恐怖の情動ストレスに対する侵害刺激の頻度の効果と情動学習の効果を解析した.その結果,情動の脳機構は侵害刺激が活性化する生得的神経回路と学習によって獲得される習得的な信号伝達によって活性化されることが明らかにされた(八木班員).2.松果体の神経支配について電顕標識法および電顕免疫化学法を用いて調べたところ,カテコラミン神経は無髄線維に含まれ,松果体細胞とシナプス結合を形成しないことおよびペプチド(CGRP)無髄神経繊維中に含まれ,その終末は松果体細胞に接合していることを発見した(塩谷班員).3.リポキシン系についてLTA4ヒドラーゼが基質により失活する「自殺酵素」の特性をもつことを発見し, 12-リポキシゲナーゼの分離抽出に成功した(清水班員).4.下垂体前葉のプロラクチン分泌促進因子であるVIPの受容体分子の濃度がプロラクチン分泌抑制因子であるドーパミンによって減少することを発見した(井村班員).5.ANPペプチドを脳室内に投与するとバゾプレシン分泌反応が減弱しバゾプレシン分泌を実験的に亢進させると脳内ANP受容体分子の数が増すことを発見した(斎藤班員).6.細胞膜の信号変換の分子メカニズムについて,膜のGiタンパクが活性化されαサブユニットにGTPが結合するとβ・γサブユニットが遊離してこれがアデニルシクラーゼ活性を抑制することを発見したた(宇井班員).以上,脳の可塑性に関与する液性因子のはたらきについて,個体レベルから分子レベルにわたって多くの新しい事実が発見された.これらの発見は個体レベルの脳の可塑的変化を分子レベルで説明する方向へ研究を展開させる土台となるものである.1.バゾプレシン分泌の抑圧反応を指標として恐怖の情動ストレスに対する侵害刺激の頻度の効果と情動学習の効果を解析した.その結果,情動の脳機構は侵害刺激が活性化する生得的神経回路と学習によって獲得される習得的な信号伝達によって活性化されることが明らかにされた(八木班員).2.松果体の神経支配について電顕標識法および電顕免疫化学法を用いて調べたところ,カテコラミン神経は無髄線維に含まれ,松果体細胞とシナプス結合を形成しないことおよびペプチド(CGRP)無髄神経繊維中に含まれ,その終末は松果体細胞に接合していることを発見した(塩谷班員).3.リポキシン系についてLTA4ヒドラーゼが基質により失活する「自殺酵素」の特性をもつことを発見し, 12-リポキシゲナーゼの分離抽出に成功した(清水班員).4.下垂体前葉のプロラクチン分泌促進因子であるVIPの受容体分子の濃度がプロラクチン分泌抑制因子であるドーパミンによって減少することを発見した(井村班員).5.ANPペプチドを脳室内に投与するとバゾプレシン分泌反応が減弱しバゾプレシン分泌を実験的に亢進させると脳内ANP受容体分子の数が増すことを発見した(斎藤班員).6.細胞膜の信号変換の分子メカニズムについて,膜のGiタンパクが活性化されαサブユニットにGTPが結合するとβ・γサブユニットが遊離してこれがアデニルシクラーゼ活性を抑制することを発見したた(宇井班員).以上,脳の可塑性に関与する液性因子のはたらきについて,個体レベルから分子レベルにわたって多くの新しい事実が発見された.これらの発見は個体レベルの脳の可塑的変化を分子レベルで説明する方向へ研究を展開させる土台となるものである.
ろう学校のための教科教材の開発・研究 -手話映像を取り込んで-

ろう学校との連携の下で、聴覚障害幼児・児童の学習環境を豊かにすることを目指して、沖縄県立沖縄ろう学校と埼玉県立坂戸ろう学校の聴覚障害幼児・児童を対象とした手話リンク教材ソフトの研究・開発を行った。沖縄ろう学校小学部6年生の社会科授業では、手話付きの教材を見る児童の関心・興味は高く、学習意欲の向上も見られ、児童が主体的に学習するための重要な教材となり得ることが確認された。坂戸ろう学校幼稚部では、イラストと手話による表現が児童とのコミュニケーションに拡がりをもたらすことが確認できた。本研究の目的は、ろう学校との連携の下で、聴覚障害幼児・児童の学習意欲を高めることを目指して、聴覚障害児教育を対象とした手話教材ソフトの研究・開発を行うことである。手話教材の研究・開発・利用に関しての実践が重ねられている北欧(スウェーデン、フィンランド)へ出向き、情報・資料収集と教材研究の協議を行った。フィンランドでは、ろう学校及びろうあ連盟での手話教材の調査を行い、本研究の趣旨とも合致する生活に即したイラストを多用した幼児・児童及びその家族のための手話絵本を手にすることができた。また、スウェーデンでは、ろう学校と大学及び教材研究所などを訪問し、それらの利用・開発・作成について調査するとともに担当者との意見交換を行い、書記言語による文章表現を把握するためには「単語レベル」から「文節レベル」までを手話表現とリンクさせた教材が必要不可欠であることで意見が一致した。同時に、漢字文化を持つ日本での手話教材開発・研究への興味・関心を受けて、今後の研究交流の継続も確認できた。次に、ろう学校現場における手話教材の必要性を把握して今後の連携を的確に行うために、帯広ろう学校、坂戸ろう学校、長野ろう学校、熊本ろう学校、沖縄ろう学校へ出向し授業見学を行いながら、手話リンク教材利用の授業実践が可能である教員との協議を行った。その中で、坂戸ろう学校、長野ろう学校、沖縄ろう学校の教員から、継続的な授業実践との連携と教材開発・研究の協力の要望を受け、具体的作業を進めることとなった。坂戸ろう学校では、小学国語科の動詞に関する教材および、幼稚部の児童と保護者と一緒に学べる教材を、沖縄ろう学校では、小学社会科の教材を、訪問した北欧での手話教材に関する知見をもとに、ろう学校教員の要望と照らし合わせながら手話ビデオ撮影、教材ソフト作成を進めている。長野ろう学校では、中学理科の教材に向けて現在打ち合わせ中である。本研究の目的は、ろう学校との連携の下で、聴覚障害幼児・児童の学習環境を豊かにすることを目指して、聴覚障害児教育を対象とした手話リンク教材ソフトの研究・開発を行うことである。今年度は、前年(平成19年度)度の継続として引き続き、教材ソフトの開発研究を行った。昨年度に訪問した北欧での手話教材に関する知見をもと、授業実践との連携と教材開発・研究の協力を得た坂戸ろう学校、沖縄ろう学校の教員からの要望と照らし合わせながら、次の教材ソフト作成開発を進めた。沖縄ろう学校:小学社会科の教科書に即した手話リンク教材ソフト坂戸ろう学校:幼稚部の児童と保護者と一緒に学べる手話教材ソフトこれらの試作ソフトを、沖縄ろう学校では社会科授業で実践を行い、坂戸ろう学校では個別指導及び家庭の中で使用してもらい、評価を得た。その結果、沖縄ろう学校では、地域による手話表現は異なったが、手話つきの社会科ソフトはこれまでなかったため、児童の関心・興味は高く、また、学習内容も把握しやすかったため、児童の学習への意欲向上が見られた。坂戸ろう学校では、教員も保護者もこの教材ソフトを通して、児童との対話の深まりを認識できた。アンケートでは、教材ソフトの内容をより良いものにして早く手にしたいという家族と教員の願いが、教材ソフトの内容についての多くの意見や要望となって表れていた。これらの意見や要望を基に、この教材ソフトを2009年1月に完成し、坂戸ろう学校に在籍するろう児を持つ保護者全員に配布した。2つの教材ソフトの実践結果をろう教育科学会と日本国際聾教育学会・目本聴覚障害教育実践学会に報告した。尚、長野ろう学校では、中学理科の教材作成に向けて打ち合わせを行い、理科教材の具体的なデザインを検討中である。
建築・都市計画分野でのジェンダー・エンパワーメントに関する研究

建築・都市計画分野における女性の専門職比率、昇格実態などを把握するために、14年度に都道府県を対象に、15年度には、東京23区を対象に、アンケート調査を実施し、社会進出状況と昇格における男女差の実態を把握した。建築・都市計画分野における女性の専門職の採用は近年、増加の傾向にあることは把握できたが、建築・都市計画分野における女子学生の増加率に比べれば、その増加を反映したものとはなっていないといえる。また、昇格に対しては男女差別が存在しており、等しく昇格試験が受けられる自治体と不明瞭なところとがある。大学における教員比率についても、女子学生の増加に対応したものとなっていないこともわかっており、採用や昇格における改善はエンパワメント政策上の課題であることが確認できた。また、国外比較事例として、1年度は韓国、2年度はイギリス、フィンランドを対象とし、ジェンダーエンパワメントの実態を調査した。いずれの国でも建築・都市計画分野において女性が増加してきており、先進的に活躍する女性たちが存在することが感じられたが、いずれの国においてもジェンダーによる影響が皆無ということはなく、引き続き国際的にも課題であることも確認できた。女性政策や社会の発展からすると後発とも言える韓国は、民主化政策の中で急速に女性政策が進展した国である。韓国調査からは、有効な政策を打つことで、エンパワメントがはかれることが示唆された。ジェンダーエンパワメントが高いフィンランドでは、福祉制度や女性政策が進んでおり、働く環境がととのっていることが、初期から中期のポストでの差がない状態を生んでいることが理解できた。また、養成課程での女性比率が社会進出に反映するなどエンパワメントの実態を目の当たりにすることができた。イギリスにおいては、女子学生の増加に見合った女性建築職の進出の場や活躍の場が少ないなど日本の状況とにており、社会的に活躍できにくい状況の解明調査に取り組んでいるところであった。民間企業に勤める建築専門職の実態調査等が、今後の課題としてのこった。労働政策、福祉政策、女性政策等の連携なしに建築専門職分野のエンパワメントもありえず、総合的視野からの改善ときめ細かなところからの支援改善を連携する提言をしていくことが課題である。男性中心に担われてきた住宅・建築・都市計両分野への女性の進出が進んできた。本研究は、この分野でのジェンダーエンパワーメントをはかるため、養成課程での実態把握と社会進出状況とから分析を試みる。養成課程では住居学科と建築系学科での女性比率を集計作業中である。社会進出状況については、本年度は自治体(都道府県)を対象にした。建築・都市計画分野における女性の進出状況の把握を人事課、建設関係部署へのアンケート調査により、また、具体的職場環境についてはヒアリングを実施した。都道府県における建築技術職の比率はわずか6.8%であった。多いところで東京都の13.4%から少ないところでは愛知県の1.7%と進出状況が少ない中でもその差がみられた。最近の新採用での女性技術職員比率は増加傾向にある。また、年齢別では30代で増えはじめ、20代では2割を超えている。大学での女性の比率の増加と男女雇用均等法との関連であろう。着実に女性の進出は進行している。しかし、昇給の実態を見ると男女の差は存在していることが確認され、育児との両立のため無理を強いられている実態もあることがわかった。

わが国を諸外国との比較でみるために、本年度は民主化政策の中で女性省を設けるなど女性政策を進める韓国の事情把握を海外調査により実施した。わが国との違いとしては住居学出身の建築家が少ないことであり、住居学はインテリア分野(室内建築技師)を担っている比率が高い。ヒアリングによればこれまでの女性の進出は祖母などの家庭保育により支えられていたが、民主化、女性政策の推進の中で保育園がつくられ、伝統的な家庭保育から施設保育に移行しているところである。入手したデータとの比較は作業中である。本年度は、昨年の都道府県調査に追加して、東京23区を対象に、建築・都市計画分野における専門職比率、昇格実態などに関する実態調査を実施し男女差の実態を把握した。また、国外比較事例として、今年度はジェンダー開発指数GDIが11位の日本とほぼ同じ位置にあるものの(12位)、ジェンダーエンパワー指数GDMでは日本の31位より高い16位にあるイギリス、GDIが9位、GDMが4位のジェンダーエンパワメントにおける先進国フィンランドを対象とし、現地ヒアリングと資料収集をおこなった。イギリスにおける建築・都市計画分野への女性の進出は、1898年、RIBAへの女性会員の登録にはじまる。女性運動第二期以降では、女性のエンパワメントを射程に入れた建築計画やコミュニティデベロップメントを掲げたMATRIXや女性デザインサービス(WDS)などの専門家組織が設立された。現在の女性の地位について、建築課程の入学者およびARB登録者人数における女性の比率を見ると、双方とも1980年代から上昇し、女性の高学歴化が推察される。しかし前者と後者を比較すると1980年代から一貫して後者が20ポイント以上低く、女性の労働環境が未整備なことが看取される。ただし、2002年時点ではARBで13%,、RIBAで11%、教職が23%で、日英を比較すればUKがいずれも高い。フィンランドでは、建築・都市計画分野における女性の活躍は1890年の第1号にはじまり、はやくから先進的であった女性政策だけでなく、19701980年代に進んだ福祉政策によって働く環境は整備され、大学教育をうける、行政で働く、建築家になるという面ではほとんど差が無いといってよい。しかし、SAFAで役職に就くことや、賃金面ではやや、最終段階のポストでの差が生じている。また、他の比率からして、大学教員の女性比率が非常に低い。これは女性の方が作品を作るチャンスが少なく有名な建築家になりにくい現状の反映である。
日本人嚢胞性線維症患者におけるCFTR遺伝子変異の分子遺伝学的解析

嚢胞性線維症(cystic fibrosis, CF)は日本人を始めとする東洋人種においては稀な疾患であり,臨床上はこれまでわが国で注目されていなかった.欧米でのCF研究では原因遺伝子CFTRの単離同定,遺伝子変異の解析,CFTR蛋白の機能解明,遺伝子治療を含めた新しい治療法の開発など,驚異的な成果があげられた.以上の理由から,欧米に後塵を拝した日本のCF研究においては,まず日本人CF症例におけるCFTR遺伝子の突然変異の解析が急務と考えられた.平成13,14両年度にかけて厚生労働省難治性膵疾患調査研究班を通じて,諸施設から依頼を受けた家族発症を含むCF症例におけるCFTR変異を詳細に解析した.今年度に解析した症例は血族結婚ではない両親に生まれた25歳女性であった.幼児期より下気道感染を反復し,11歳時に汗中Cl-123mmol/LでCFと診断された.症状は次第に増悪し,23歳時よりHOT導入後,2002年2月に両親からの肺葉をそれぞれ移植する両側の生体肺移植を受けた.原因CFTR遺伝子変異検索として,移植前の末梢血DNAを用い欧米人の87種主要変異をdot blot hybridizationで検索し,さらに全27 exonのPCR-SSCP解析とSanger法による全塩基配列の直接解析を行った.その結果exon 6bでE267V(932A→T), exon 13でT663P(2119A→C)の2種のmissense変異が検出され,これらの複合ヘテロ接合体と診断された.E267V, T663Pは共にこれまで欧米で報告のない新種の変異である.以上の解析から,日本人CF例は稀ながらも確実に存在し,さらにわが国のCF患者にみられるCFTR遺伝子の変異スペクトラムは,欧米のCF患者とは明らかに様相が異なり多種多様であることが判明しつつある.今後の変異検出スクリーニング体系の構築には,更なる症例の蓄積と引続いての詳細な解析が必要である.嚢胞性線維症(cystic fibrosis,CF)は日本人を始めとする東洋人種においては稀な疾患であり,臨床上はこれまでわが国で注目されていなかった.欧米でのCF研究では原因遺伝子CFTRの単離同定,遺伝子変異の解析,CFTR蛋白の機能解明,遺伝子治療を含めた新しい治療法の開発など,驚異的な成果が上がっている.したがって,欧米に後塵を拝した我が国のCF研究においては,まず日本人のCF症例におけるCFTR遺伝子の突然変異の解析が急務である.平成13年度は,厚生労働省難治性膵疾患調査研究班を通じて,他施設から依頼を受けた同一家族内のCF症例におけるCFTR変異につき解析した.症例は血族結婚ではない両親に生まれた兄妹で,ともに満期正常分娩で出生.兄(解析時21歳)は生後6ケ月呼吸器感染症と脂肪便にて,妹(同16歳)は生直後より脂肪便にて発症し,現在までに膵機能不全,慢性呼吸器感染症,汗Cl濃度が各々166,100mmol/Lなど典型的な臨床像を呈している.まず,欧米人に多い32種のCFTR遺伝子変異をアリル特異的オリゴプローブを用いたdot blot hybridizationで検討し,次いで全27エクソンとその近傍領域に対しPCR-SSCP解析を行い,塩基配列をSanger法にて直接解析した結果,両症例でエクソン9のcDNA1454 T→Cへの1塩基変異に伴う第441アミノ酸コドンのLeu→Pro変異(L441P)と,エクソン1の5'-UTRでの多型125Cのみが確認され,コーディング領域には共にそれ以外の変異は認められなかった.L441Pはこれまで世界で報告のない新しい変異であり病的変異と考えられる.一方,125Cはこれまで125GorCの多型と考えられてきたが,Kozak配列の近傍で最初のMetコドンよりも8塩基上流に存在するため,125Gに比しCFTR蛋白の翻訳に何らかの障害を来す病的アリルである可能性が強く示唆される.わが国のCF患者にみられるCFTR遺伝子の変異スペクトラムは,欧米のCF患者とは明らかに様相が異なると考えられるため,各症例毎の詳細な検討が今後も必要である.嚢胞性線維症(cystic fibrosis, CF)は日本人を始めとする東洋人種においては稀な疾患であり,臨床上はこれまでわが国で注目されていなかった.欧米でのCF研究では原因遺伝子CFTRの単離同定,遺伝子変異の解析,CFTR蛋白の機能解明,遺伝子治療を含めた新しい治療法の開発など,驚異的な成果があげられた.以上の理由から,欧米に後塵を拝した日本のCF研究においては,まず日本人CF症例におけるCFTR遺伝子の突然変異の解析が急務と考えられた.平成13,14両年度にかけて厚生労働省難治性膵疾患調査研究班を通じて,諸施設から依頼を受けた家族発症を含むCF症例におけるCFTR変異を詳細に解析した.今年度に解析した症例は血族結婚ではない両親に生まれた25歳女性であった.幼児期より下気道感染を反復し,11歳時に汗中Cl-123mmol/LでCFと診断された.症状は次第に増悪し,23歳時よりHOT導入後,2002年2月に両親からの肺葉をそれぞれ移植する両側の生体肺移植を受けた.原因CFTR遺伝子変異検索として,移植前の末梢血DNAを用い欧米人の87種主要変異をdot blot hybridizationで検索し,さらに全27 exonのPCR-SSCP解析とSanger法による全塩基配列の直接解析を行った.

その結果exon 6bでE267V(932A→T), exon 13でT663P(2119A→C)の2種のmissense変異が検出され,これらの複合ヘテロ接合体と診断された.E267V, T663Pは共にこれまで欧米で報告のない新種の変異である.以上の解析から,日本人CF例は稀ながらも確実に存在し,さらにわが国のCF患者にみられるCFTR遺伝子の変異スペクトラムは,欧米のCF患者とは明らかに様相が異なり多種多様であることが判明しつつある.今後の変異検出スクリーニング体系の構築には,更なる症例の蓄積と引続いての詳細な解析が必要である.
ベイジアンネットと項目応答理論の統合によるWebデータマイニング理論の構築

本研究課題の主な目的は,Webデータマイニング等への広い応用範囲が期待されている項目応答理論に,項目間の因果構造を考慮するためにベイジアンネットワークの理論を統合させ,高度な処理を実現する新たな大規模確率推論システムを構築し,そのシステムを実際に運川するための理論体系を確立することである.木研究課題は主に以下の2段階を柱として推進してきた.(1)因果・相関構造をもつ推論システムのモデル化(2)大規模確率推論アルゴリズム構築のための統計的近似理論の開発平成20年度は特に,因果・相関構造をシステム内に持つベイジアンネットワーク等の確率推論システムの統計的近似理論(上記(2))について,確率的ニューラルネットワークの一つとして知られているボルツマンマシンを中心に勢力的に収り組んできた.人工知能の分野をけじめ,広く確率推論から符号化・復号化まで用いられてきているビリーフプロパゲーションと呼ばれる強力な計算法に線形応答アルゴリズムを組み合わせた新しい学習アルゴリズムを提案し,その成果は田中和之教授の助言のもと学術論文としてまとめ,アメリカのNeural ComputationからFull paperとして受理を受けている.また,その他の成果については物理学会やニューラルコンピューティング研究会などで随時報告してきた.今年度取り組んできた研究成果は統計的学習理論のアルゴリズムを構築するための基礎的な研究であり,広い応用が期待できるものである.本年度の研究成果はまとまり次第随時学術論文として発表していく予定である.本研究課題の主な目的は,Webデータマイニング等への広い応用範囲が期待されている項目応答理論に,項目間の因果構造を考慮するためにベイジアンネットワークの理論を統合させ,高度な処理を実現する新たな大規模確率推論システムを構築し,そのシステムを実際に運用するための理論体系を確立することである.本研究課題は主に以下の2段階を柱として推進していく.(1)因果構造をもつ項目応答理論を用いた推論システムのモデル化(2)大規模確率推論アルゴリズム構築のための統計的近似理論の開発と深化平成19年度は特に,因果構造をシステム内に持つベイジアンネットワーク等の確率推論システムの統計的近似理論(上記(2))について勢力的に取り組んできた.プレフカ展開・クラスタ変分法・線形応答近似をはじめとした現在頻繁に用いられている代表的な統計的近似アルゴリズムの数理的な背景を詳しく調べ,それらの性質の一部を明らかにし,それらを利用した高精度の近似アルゴリズムを提案したことは大きな成果である.その成果の一部は研究指導教員である田中和之教授の助言のもと,23st IUPAP International Conference on Statistical Physics(平成19年7月,Genova),日本物理学会第62回年次大会(平成19年9月,北海道大学)および特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」主催研究成果発表会(平成19年12月,メルパルク京都)等において報告している.また,博士学位論文おいてそれらの成果をはじめ,本研究課題のための基礎理論に関する成果を取りまとめて報告している.それらの成果については随時雑誌論文等を通して発表していく予定である.本研究課題の主な目的は,Webデータマイニング等への広い応用範囲が期待されている項目応答理論に,項目間の因果構造を考慮するためにベイジアンネットワークの理論を統合させ,高度な処理を実現する新たな大規模確率推論システムを構築し,そのシステムを実際に運川するための理論体系を確立することである.木研究課題は主に以下の2段階を柱として推進してきた.(1)因果・相関構造をもつ推論システムのモデル化(2)大規模確率推論アルゴリズム構築のための統計的近似理論の開発平成20年度は特に,因果・相関構造をシステム内に持つベイジアンネットワーク等の確率推論システムの統計的近似理論(上記(2))について,確率的ニューラルネットワークの一つとして知られているボルツマンマシンを中心に勢力的に収り組んできた.人工知能の分野をけじめ,広く確率推論から符号化・復号化まで用いられてきているビリーフプロパゲーションと呼ばれる強力な計算法に線形応答アルゴリズムを組み合わせた新しい学習アルゴリズムを提案し,その成果は田中和之教授の助言のもと学術論文としてまとめ,アメリカのNeural ComputationからFull paperとして受理を受けている.また,その他の成果については物理学会やニューラルコンピューティング研究会などで随時報告してきた.今年度取り組んできた研究成果は統計的学習理論のアルゴリズムを構築するための基礎的な研究であり,広い応用が期待できるものである.本年度の研究成果はまとまり次第随時学術論文として発表していく予定である.
グリセルアルデヒド由来終末糖化産物起因性のアルツハイマー病発症機序の解明

これまで、Glycer-AGEsがヒト神経芽腫細胞であるSH-SY5Y細胞に対し、細胞障害があることとともにアルツハイマー病のマーカーであるβアミロイドおよびp-Tauの変動を引き起こすことを報告してきた(Koriyama et al., Sci Rep 2015 )。本研究では、Glycer-AGEsがどのようなタンパク質を標的としてAGES化するかを探索し、その標的分子とアルツハーマー病発症との関連性について精査する。候補であるβチュブリンは神経軸索伸長の形成にかかわるため、Glycer-AGEs化されたβチュブリンによる以上重合がその阻害を誘導するか精査する。
枝分れ抑制ホルモンの単離・構造決定と機能解析および生合成経路の解明

地下部から地上部へのストリゴラクトン(SL)の移動は、構造および立体選択的であり、オロバンコール(O)型SLを生産するイネの根部にストリゴール(S)型SLを処理しても地上部へは移行しない。この時、地上部の枝分かれは抑制されることから、地下部から地上に移動する未知の枝分かれ抑制ホルモンの本体を探索した。まず、イネ(野生型、SL生合成欠損変異体d10、SLシグナル伝達変異体d14)にS型SLを根部処理し、20時間後に地上部を回収してSLおよびカーラクトン(CL)誘導体を網羅的に分析した結果、根部処理したSLは、別のシグナル物質に置き換わって導管中を移動している可能性が強く示唆された。そこで導管液中に含まれるCL誘導体およびSL関連化合物を精査した。その結果、イネ導管液にはCL誘導体と考えられる少なくとも2種類の化合物が含まれていることが分かった。これらの物質はイネ以外に、トマト、カボチャ、キュウリなどの導管液中にも検出された。その構造はLC-MS/MS分析データから、ヒドロキシカーラクトン酸とそのメチルエステルと考えられた。新たに調製した合成標品との比較から、枝分かれ抑制ホルモンと考えられるヒドロキシカーラクトン誘導体の構造をほぼ特定することができた。しかしこれらの物質が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるか否かについて生理学的な検証が必要であるため、導管液あるいは植物体(根)、あるいは異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によって生理実験に必要な量の確保を試みたものの、十分な量のサンプルは得られなかった。今後、更にサンプル量を確保し、生理学的解析を完遂すると共に、NMR測定による構造確定が必須である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの実験から、オロバンコール(O)型ストリゴラクトン(SL)を生産するイネの根部にストリゴール(S)型SLを処理しても地上部へは移行しないが、地上部の枝分かれは抑制される。そこで、地下部から地上に移動する未知の枝分かれ抑制ホルモンの本体を探索した。まず、イネ(野生型、SL生合成欠損変異体d10、SLシグナル伝達変異体d14)にS型SLを根部処理し、20時間後に地上部を回収してSLおよびカーラクトン(CL)誘導体を網羅的に分析したが、野生型と変異体との間で、および処理区と無処理区との間で明確な差は認められなかった。SLシグナルが未知のSLあるいはCL構造類縁体に変換されて細胞間移動している可能性は否定できないが、この実験結果から、根部処理したSLは、別のシグナル物質に置き換わって導管中を移動している可能性が示唆された。これらの物質はイネ以外の導管液中にも検出された。合成標品との比較から、候補を数種類に絞り込むことができたので、次年度では構造決定まで進められると考えている。しかしこれらの物質が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるか否かについて、生理学的な解析が必須であり、そのためには導管液あるいは植物体(根)、あるいは異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によって生理実験に必要な量を確保する必要がある。さらに、構造確定のためには、NMR測定に必要な量を確保したい。なお、トウモロコシから新規CL誘導体を単離・構造決定した。枝分かれ抑制ホルモン本体と考えられる物質の候補を絞り込めた。しかしこれらの物質が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるか否かについて、生理学的な解析が必須であり、そのためには導管液あるいは植物体(根)、あるいは異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によって生理実験に必要な量を確保する。また、構造確定のためには、少なくとも1H-NMR測定が不可欠であり、必要な量を確保したい。枝分かれ抑制ホルモン本体の構造をほぼ決定した。

地下部から地上部へのストリゴラクトン(SL)の移動は、構造および立体選択的であり、オロバンコール(O)型SLを生産するイネの根部にストリゴール(S)型SLを処理しても地上部へは移行しない。この時、地上部の枝分かれは抑制されることから、地下部から地上に移動する未知の枝分かれ抑制ホルモンの本体を探索した。まず、イネ(野生型、SL生合成欠損変異体d10、SLシグナル伝達変異体d14)にS型SLを根部処理し、20時間後に地上部を回収してSLおよびカーラクトン(CL)誘導体を網羅的に分析した結果、根部処理したSLは、別のシグナル物質に置き換わって導管中を移動している可能性が強く示唆された。そこで導管液中に含まれるCL誘導体およびSL関連化合物を精査した。その結果、イネ導管液にはCL誘導体と考えられる少なくとも2種類の化合物が含まれていることが分かった。これらの物質はイネ以外に、トマト、カボチャ、キュウリなどの導管液中にも検出された。その構造はLC-MS/MS分析データから、ヒドロキシカーラクトン酸とそのメチルエステルと考えられた。新たに調製した合成標品との比較から、枝分かれ抑制ホルモンと考えられるヒドロキシカーラクトン誘導体の構造をほぼ特定することができた。しかしこれらの物質が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるか否かについて生理学的な検証が必要であるため、導管液あるいは植物体(根)、あるいは異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によって生理実験に必要な量の確保を試みたものの、十分な量のサンプルは得られなかった。今後、更にサンプル量を確保し、生理学的解析を完遂すると共に、NMR測定による構造確定が必須である。本年度は、前年度までの研究から、枝分かれ抑制ホルモンの本体と考えられる導管液中に含まれるCL誘導体の構造解析を進める。これまでの結果から候補化合物はある程度絞り込めているので、本年度新たに合成するものも含めた合成標品との比較によって構造決定を行うことが可能であると考えている。ただし、構造確定には天然物の1H-NMRデータの取得が望ましいので、導管液および植物体(根)、また、異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によってNMR測定に必要な量を確保したい。なお、化学的な不安定さから単離が困難である場合には、誘導体化などによって安定化させる方策を検討する。また、NMR測定に必要な量が確保できない場合にも、生理試験によって、これらの化合物が枝分かれ抑制ホルモンの本体であるどうかを検証する。推定構造の合成標品が得られた場合には、光学異性体の分離を行い、生理試験に供する予定である。本年度は、枝分かれ抑制ホルモンの本体と考えられる導管液中に含まれるCL誘導体の構造を確定する。現在のところ、合成標品とのLCーMS/MSによる比較しかできていないので、導管液および植物体(根)、また、異種発現させたSL生合成酵素を用いたインビトロ変換系によってさらに量を確保し、生理試験を行うとともに1H-NMRデータを取得する。さらに合成標品については、光学異性体の分離を行い、キラルカラムを用いたLCーMS/MS分析により天然物の立体化学を決定する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
筋線維芽細胞制御に基づく腸管上皮細胞再生機構の開発の基礎的検討

我々は腸管上皮細胞直下の筋線維芽細胞の制御を行い、腸管上皮細胞の再生を促すこと研究目的とした。具体的には筋線維芽細胞に発現するDectin-1依存性にSchizophyllan (SPG)というβ-1,3-D-gulcanを担体としたFoxl1に対するアンチセンスDNA塩基配列を細胞内に導入することにより筋線維芽細胞の制御を行った。Dextran sulfatesodium (DSS)腸炎モデルにてFoxl1の阻害により体重減少を抑制し、腸管長・陰窩長の延長を認めた。以上より、Foxl1の阻害により著名な腸管上皮細胞の増殖が得られることが分かった。今後、短腸症候群への応用が期待される。腸管上皮細胞と間葉系細胞との相互作用(epithelial-mesenchymal interaction)は腸管上皮細胞の分化・増殖に大変重要な因子であり、我々はWntシグナルに注目し研究を行っている。laser capture microdissectionとreal time PCRを組み合わせることによりWnt2とWnt4が筋線維芽細胞から陰窩底部の間葉系細胞である筋線維芽細胞からWnt2が強く発現し、cryptの軸に沿って発現強度が異なることを既に見いだしている。特にWnt2は陰窩底部に強く発現しているのに対しWnt4は管腔内腔側の筋線維芽細胞に強く発現している。以上の結果を踏まえて昨年度はWnt2やWnt4の全長をクローニング。リポフェクション法を用い我々が樹立したGFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞株に移入し、強制発現株を作成した。今年度はin vitroではSatoらの報告(Sato T et al. Nature 2009 14:262)に従い、腸管上皮細胞をマトリジェル内で三次元培養を行った。次に筋線維芽細胞との共培養にあたり、添加する三種類の成長因子(wnt3, R-spondin 1, noggin)のうちwnt3とnogginを除いた状態での培養でもcrypt-villus structureが形成されることを確認した。今後、Wnt2やWnt4強制発現株を用いることにより腸管上皮細胞の分化・増殖に与える影響を検討する予定である。腸管上皮細胞と間葉系細胞との相互作用(epithelial-mesenchymal interaction)は腸管上皮細胞の分化・増殖の制御に中心的な役割を果たしている。我々はWntシグナルに注目し、laser capture microdissectionとreal time PCRを組み合わせることによりWnt2が陰窩底部の間葉系細胞である筋線維芽細胞に強く発現していることを見いだしている。Wnt2の全長をクローニングしGFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞株に移入し、強制発現株を作成したが、安定した細胞株の樹立が困難であった。一方、Hedgehogシグナルの中でもFoxl1という転写因子の腸管再生における役割について検討した。Foxl1は筋線維芽細胞などの間葉系細胞に特異的に発現しており、Foxl1ノックアウトマウスにおいて筋線維芽細胞のWnt発現亢進と上皮細胞の増殖亢進が報告されている。今回、我々はFoxl1に対するアンチセンスを作成、DSS腸炎モデルに対し投与を行い、体重変化、腸炎の程度、腸管湿重量、腸管長、陰窩長などについて検討を行った。結果、Foxl1投与群において体重減少を抑制し、有意に腸管長の延長、腸管重量の低下、陰窩長の延長を認めた。以上より、Foxl1の阻害により著名な腸管再生が得られることがわかった。短腸症候群への臨床応用が期待できるため、今後、長期投与における安全性の検討、glucagon-like peptide-2 (GLP2)などとの比較を行いたい。以上の結果を踏まえて本年度はWnt2やWnt4の全長をクローニング。リポフェクション法を用い我々が樹立したGFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞株に移入し、強制発現株を作成している。今後この細胞株を用いin vitro、in vivoの両面から解析を加える予定である。in vitroでは腸管上皮細胞とマトリジェル内で三次元培養を行い、筋線維芽細胞と共培養する予定である。

Wnt2やWnt4強制発現株を用いることにより腸管上皮細胞の分化・増殖に与える影響を検討する予定である。また、in vivoでは急性・慢性腸炎モデルに投与しその動態や上皮細胞の分化・増殖を解析するとともに腸炎に与える影響などについて検討を行う。本年度はin vitroでの腸管上皮細胞の三次元培養を施行したが、筋線維芽細胞との共培養の条件設定に時間を要したため、in vivoの検討が十分に行えていない。本年度はGFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞に、リポフェクション法を用いてWnt2及びWnt4を導入、強制発現株の作成を行ったが、安定した強制発現株の作成に日数を要したためin vitroおよびin vivoの検討が十分に行えていない。GFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞株を用いin vitro、in vivoの両面から解析を加える。in vitroでは三次元培養の系を用い、腸管上皮細胞の分化・増殖に与える影響を検討する予定である。また、in vivoでは急性・慢性腸炎モデルに投与しその動態や上皮細胞の分化・増殖を解析するとともに腸炎に与える影響などについて検討を行うGFPマウス由来の小腸筋線維芽細胞株を用いin vitro、in vivoの両面から解析を加える。in vitroでは腸管上皮細胞とマトリジェル内で三次元培養を行い、筋線維芽細胞と共培養する予定である。該当なし。本来、平成23年度に施行予定であった慢性腸炎モデルを用いた実験が行えなかったため、平成24年度に繰り越して実験を行う予定である。また、新たにマトリジェルを用いた三次元培養などを加えて検討を行う予定である。
オントロジーに基づく地理空間概念・地理学用語の体系化と地理教育内容の標準化の試み

オントロジーに基づき、地理学の研究対象をある場所に位置づけられる事象と、事象が位置することである特性を帯びる場と定義づけた。系統地理学は前者を対象とし、地誌学は後者を対象とする。地理学における「地域」は多義的に用いられており、系統地理学では、地域は事象を記述するツールとして用いられ、一方、地誌学では、その対象である特性を帯びる場を地域と称してきた。系統地理学においては、「地域」とともに「景観」が記述のツールとして用いられてきた。ある場所に位置づけられる事象を「景観」と「地域」で記述し、「環境」、「伝播」「距離」、「時間」、「流動」によって、「景観」と「地域」を説明すると整理できる。内外の地理学の概説書、専門書、研究論文における地理学の「研究対象」および「地域」の用法・定義、ならびに地理情報システムにおいて用いられている用語とその使用方法を収集し、検討した。その結果、地理学の研究対象は多くにおいて必ずしも明確に提示されていないこと、また、対象が「地表面」や「地域」とされている場合においても、それらの定義が明確ではないことが明らかとなった。地理情報システムにおけるデータの取り扱い方法からみて、地理学の対象は、「特定の場所に位置づけられる事象」として定義づけることができる。加えて、地理学における研究の一つの立場である地誌学からみれば、その対象は、「ある事象が位置することで周囲とは異なる特性を帯びる場」として位置づけられる。このように、地理学の対象は二重であり、地理情報システムで扱っているのは前者であるといえる。地理学において重要とされる概念「地域」については、テキストごとに、また、同一の著者によっても複数の意味で、すなわち多義的に使用されていることが明らかとなった。そこにおいて地域は、(1)単なる地表面の一領域、(2)ある事象の分布が顕著な領域(等質地域)、(3)立地した事象の機能が及ぶ領域(機能地域)、(4)地誌学の研究対象としての領域として用いられている。このように様々な意味で用いられることが混乱を招いているといえ、それぞれに異なる語を与えるなど整理する必要がある。地理学者の研究過程とその成果である論文における地理空間概念に関わる用語を整理・検討した。地理学における記述と説明において、「地域(地誌学の対象としての「地域」は除く)」と「景観」は記述の手段として用いられてきた。地理学で用いられてきた等質地域(ある事象の分布が顕著な領域)や機能地域(立地した事象の機能が及ぶ領域)は、ある場所に位置する事象を整理して記述するために使われる。その際、「景観」として表れる可視的な事象、とりわけ人間居住の基礎となる「住居」、それらの集合である「集落」、その上で、さまざまな目的で地表面を分割して利用してきた「土地分割と土地利用」に注目してきたといえる。このように「地域」や「景観」の記述を踏まえて、地理学者は、自然「環境」との関連で、「地域」や「景観」を説明しようとしてきた。また、地表面状における事象の「伝播」の過程の結果として、それらを把握しようとした。「環境」や「伝播」は地理学における重要な説明のツールとして用いられてきたが、あくまでも、「地域」や「景観」の形成は、人間という「主体」による。人間の属する民族集団、社会集団、人間個人の意思決定などにより、「地域」や「景観」のありようは異なる。ある場所の「地域」や「景観」をある場所からの「距離」の関数として把握すること、また、「地域」や「景観」の形成を「時間」軸上で説明することも地理学において行われてきたことである。そして、異なる「地域」や「景観」間の「流動(交通)」が、「地域」や「景観」の形成・強化の背景ともなっている。以上のように、地理学で用いられる地理空間概念に関わる用語を相互に関連付けることができた。地理学の対象を、「地表面の特定の場所に位置づけられる事象」と「ある事象が位置することである特性を帯びる場」として定義することで、地理学研究におけるアプローチと「地域」概念が明確に整理することができることが明らかとなった。系統地理学は「地表面の特定の場所に位置づけられる事象」を対象とし、地誌学は、「ある事象が位置することである特性を帯びる場」を対象とする。「地域」は、まず、地表面における単なる一領域である、として用いられてきた。そして、地表面の特定の場所に位置づけられる事象を対象とする場合(系統地理学の立場に建つとき)、その事象が立地することで、その事象がもつ機能が及ぶ領域を「機能地域」、そして、ある事象の分布が顕著にみられる領域を「等質地域」と称する。ここにおいて「地域」は、特定の場所に位置づけられる事象を記述する手段・ツールとして用いられているとみることができる。一方、ある事象が位置することである特性を帯びる場を研究対象とする場合(地誌学の立場に立つとき)、その対象を「地域」と称してきた。地誌学が対象とする「地域」は、多様な事象がその場所固有の関連をもって、その場所の個性を造り上げている領域であり、かつ、性格の異なるより小さないくつかの領域から構成されていると捉えられてきた。地誌学の対象である地域を「構造」ないし「システム」としてみることが行われてきたが、この場合、構造やシステムは二重の意味をもち、多様な事物(要素)があってそれらがその場所ならではの関係を有して全体がつくりあげられている、そして同時に、いくつかの下位の地域(要素)があって、それらが関連し合って全体である地域がつくりあげられているとしてみられている。

地理空間概念整理を踏まえた上で、地理教育の内容・構成を再検討し、標準的な地理教育の内容・構成を提案することを目的としているが、まだ、そこまでに至っていない。これまで、地理学の研究対象を、「空間そして地表面の特定の場所に位置づけられる事象」と「ある事象が位置することである特性を帯びる場」として定義し、系統地理学が前者を、地誌学が後者をそれぞれ対象とするアプローチであると整理できるとした。この前提の上で、既存の地理学の体系を再検討することを試みた。経済地理学や文化地理学といった分野と並んで系統地理学に位置づけられてきた都市地理学と農村地理学の対象である都市と農村は、ある場所に位置づけられる事象ではなく、ある事象が位置することである特性を帯びる場である。都市と農村は、地誌学の対象であるアジアやヨーロッパと同様、ある指標でもって定義される領域であり、多様で独自の事象が位置することでそれぞれ都市的、農村的性格を有する場として捉えることができる。その意味で、都市や農村を対象とする場合、ヨーロッパなどを対象とすると同様、地誌学のアプローチが妥当であるといえる。続いて、系統地理学における「特定の場所に位置する事象」へのアプローチを、既存の地理学研究の実践をもとに整理することを試みた。そこでは、そうした事象を「景観」と「地域」を用いて整理して記述し、「自然環境」、「伝播(イノベーションの受容)」、「主体(個人と集団)」、「距離」、「時間(変化)」、「流動」から説明しようとしてきたことが明らかとなった。このフレームワークの中に、従来の地理学における基本的な概念、用語を位置づけることで、個々の概念、用語の関連づけが可能となる。地理学における記述と説明を整理したこのフレームワークに基づく教科書を作成中である。オントロジーに基づき、地理学の研究対象をある場所に位置づけられる事象と、事象が位置することである特性を帯びる場と定義づけた。系統地理学は前者を対象とし、地誌学は後者を対象とする。地理学における「地域」は多義的に用いられており、系統地理学では、地域は事象を記述するツールとして用いられ、一方、地誌学では、その対象である特性を帯びる場を地域と称してきた。系統地理学においては、「地域」とともに「景観」が記述のツールとして用いられてきた。ある場所に位置づけられる事象を「景観」と「地域」で記述し、「環境」、「伝播」「距離」、「時間」、「流動」によって、「景観」と「地域」を説明すると整理できる。実際に地理学者が用いている用語の用法・概念の検討から、地理空間概念に関わる用語と地理学の方法を相互に関連付け、ある程度、整理できたと考えられる。地理空間概念の整理をより精査するとともに、それにもとづいて、標準的な地理教育の内容・構成を考案し、提案する。人文地理学地理空間概念に関わる用語の相互関連をより検討した上で、地理学教育への応用、すなわち標準的なカリキュラム、それを示す標準的な教科書の策定を目指す。地理学における研究対象や地域概念について、現行の定義、使用方法の問題点を指摘することができ、かつ、地理情報システムにおけるデータの扱い方からある程度、整理することができた。国際学会に参加する予定で旅費を計上していたが、参加することができなかった。予定していた学会参加のための旅費の支出を行わなかったため。
UDPグルコースピロホスホリラーゼの基質複合体のX線解析による反応機構解析

UDP-グルコースピロホスホリラーゼは、ウリジン三リン酸とグルコース1-リン酸からUDP-グルコースとピロリン酸を生成する可逆反応を触媒する酵素である。ジャガイモ由来の酵素の立体構造は既に我々のグループによるX線結晶解析により2.2A分解能による解明されており、親和標識実験から知られている5個のリジン残基の位置から活性部位の位置が推定されている。今回の研究のためにジャガイモ由来の本酵素を大腸菌での大量発現系から大量発現し、各種複合体のX線結晶解析と時間分割の解析に必要な量の酵素を調整・精製し、結晶化した。本酵素の酵素反応はOrdered Bi Bi機構によって進む。ウリジン三リン酸、UDPグルコースと本酵素が結合することが予測される。本酵素とこれらの基質との複合体は、酵素のnative結晶をこれらの基質を含む結晶化母液に浸けることにより作成し、X線回折パターンをイメージングプレートX線回折計で測定し、座標を精密化した。時間分割による酵素反応機構の予備実験のため、加速器研究機構物質構造科学研究所の放射光実験施設の蛋白質ビームライン18Bにおいて、ラウエ法による本酵素のnative結晶のラウエ写真を測定し、回折強度データ処理を行い、電子密度図を得た。しかし、測定反射数が十分でないので、電子密度が切れ切れで、電子密度図の解釈が容易ではないことがわかった。したがって静的な反応中間体の構造解析による反応機構の解析に重点を移していく予定である。UDP-グルコースピロホスホリラーゼは、ウリジン三リン酸とグルコース1ーリン酸からUDP-グルコースとピロリン酸を生成する可逆反応を触媒する酵素である。ジャガイモ由来の酵素の立体構造は既に我々のグループによるX線結晶解析により2.2Å分解能による解明されており、親和標識実験から知られている5個のリジン残基の位置から活性部位の位置が推定されている。本酵素とこれらの基質との複合体は、酸素のnative結晶をこれらの基質を含む結晶化母液に浸けることにより作成し、X線回折パターンをイメージングプレートX線回折計で測定した。現在、差電子密度を計算中である。差電子密度の解析から、これら基質の結合部位が解明される予定である。時間分割による酵素反応機構の予備実験のため、加速器研究機構、物質構造科学研究所の放射光実験施設の蛋白質ビームライン18Bにおいて、ラウエ法による本酵素のnative結晶のラウエ写真を測定し、回折強度データ処理を行い、電子密度図を得た。これにより、本酵素がラウエ法による時間分割構造解析に耐えうる結晶であることが確認でき、今後の研究の展望が開けた。本酵素とこれらの基質との複合体は、酵素のnative結晶をこれらの基質を含む結晶化母液に浸けることにより作成し、X線回折パターンをイメージングプレートX線回折計で測定した。現在、座標を精密化中である。

時間分割による酵素反応機構の予備実験のため、加速器研究機構物質構造科学研究所の放射光実験施設の蛋白質ビームライン18Bにおいて、ラウエ法による本酵素のnative結晶のラウエ写真を測定し、回折強度データ処理を行い、電子密度図を得た。しかし、測定反射数が十分でないので、電子密度が切れ切れで、電子密度図の解釈が容易ではないことがわかった。今後は、静的な反応中間体の構造解析による反応機構の解析に重点を移していく予定である。
プロテオグリカンによるシナプス伝達調節の分子メカニズム：Bral2欠損マウス解析

脳幹部神経核・小脳に特異的なペリニューロナルネット(PNN)が部位特異的に障害されたBral2/Hapln4 KOマウスを用いて、PNNによる神経活動制御機構を電気生理学的手法(パッチクランプ記録法)を用いて解析した。プルキンエ細胞の軸索を電気刺激して、小脳核細胞体より抑制性シナプス後電流を記録したところ、Bral2欠損マウスではその振幅が野生型に比べて減少した。興奮性シナプス後電流に変化はなかったことから、Bral2を含むPNNが抑制性シナプス伝達に特異的に関与していることが示唆された。また、反復刺激の間に観察される短期シナプス抑圧の減少が観察されたことから、短期可塑性の変化を示された。これらの結果はプルキンエ細胞と小脳核細胞体間のシナプスにおいて、Bral2が安定したシナプス結合のために不可欠であること、短期シナプス可塑性に関与していることを示す。PNN関連プロテオグリカン遺伝子のfloxマウスが完成し、f/+のオスメスの交配により、f/fマウスが出産され、生育上の大きな問題は観察されていない。今後同遺伝子の中枢神経系条件的KOマウス作製に供される予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。ヒアルロン酸(HA)は成熟脳の細胞外マトリックスの中心的役割を果たしており、高密度に存在する場所としてペリニューロナルネットPNNがある。PNNでHA-コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)複合体形成を安定化させているのが脳リンクプロテイン(Hapln)である。私は脳幹部神経核・小脳に特異的なPNNが部位特異的に障害されたBral2/Hapln4 KOマウスを用いて、PNNによる神経活動制御機構を電気生理学的手法を導入し解析した。その解析部位として、巨大なカリックス型前シナプスを持つ台形体内側核(MNTB)に注目した。KOマウスでは、Bral2に親和性の高いあるプロテオグリカンのみ野生型と異なる局在を示した。さらに、電気生理学実験により、野生型では成熟MNTBでは主細胞に1つのカリックスがシナプスを形成するところ、複数のシナプス入力があることが示唆される結果となった。2年度めにはさらに詳細な解析を行うものとする。一方、PNN関連プロテオグリカン遺伝子のfloxマウスを作製しているが、動物飼養施設改築遅延、コンストラクト作製等の遅延により、進捗が遅れた。そのため、初年度の経費の繰り越しを行った。PNN関連プロテオグリカン遺伝子のfloxマウスを作製しているが、コンストラクト作製、ES細胞クローニング、生殖系列マウスの作製等に遅延がかさなり、進捗が遅れた。次年度には、最低限生殖系列マウス作製、floxマウスの確立から中枢神経特異的マウス作製に至りたい。