hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新種の出現：種分化と大進化の分子機構

本研究では、ビクトリア湖産シクリッドに注目した種分化・種形成に関わる遺伝領域の探索、および哺乳類の脳などの特異的な形態獲得に関与したシス制御配列の進化機構の研究をおこなった。シクリッドに関しては、性決定機構や嗅覚受容体遺伝子の多様化、光受容体遺伝子と体色の間の相関関係を明らかにし、また異種間交雑種を用いた連鎖群解析により性決定候補領域の特定に成功した。哺乳類に関しては、間脳や脳梁などの形態形成に関与するAmnSINE1由来エンハンサーに関して、その分子メカニズムと獲得過程を明らかにすることができた。本研究で明らかになった生物進化の分子機構は、多くの生物種において普遍的なものであると考えられる。1)種分化研究光受容体が生息する光環境に適応していることを明らかにするために、ビクトリア湖内のほぼすべての環境に生息する様々な種を用いて、光受容体遺伝子の配列決定を行った。また、それらの配列からタンパク質を産生し、視物質の再構築をA1ばかりでなくA2レチナールを用いて行い、その吸収波長を測定した。視物質の吸収からシクリッドの種は光受容体を光環境に適応させていることが明らかになった。また婚姻色も適応した光受容体に感度良く受容される色に進化してきたことが示唆された。2)哺乳類特異的に保存されたSINE由来エンハンサーの網羅的探索哺乳類特異的に保存されたAmnSINE1配列の中で現在約100遺伝子座が未解析であるため、これらの一部に関して哺乳類特異的エンハンサーの網羅的スクリーニングをおこなった。その結果、エンハンサーの候補になる遺伝子座が得られた。また、これまでに得られているエンハンサーで、特に脳などの哺乳類特異的な組織において活性を持つものに着目し、その発現誘導の対象遺伝子を同定するために近傍遺伝子のin situ hybridizationを行った。そしてマウス発生過程におけるどの器官形成の発現調節に関与しているかの解析を行った。その結果、器官形成の発現調節に関与している可能性がある結果が得られた。1)種分化研究:これまでヴィクトリア湖の様々な透明度、深さで測定を行った水中の環境光スペクトルの解析を行った。その結果、透明度により光の減衰率が透明度ごとに、またそれぞれの波長ごとに異なり、異なった透明度異なった深さで、そこにだけ存在する環境光を作り出し、水中の多様な光環境を生み出している明らかになった。次にそれぞれの深さと透明度の環境光に生息する種が、視覚をその環境光に適応させているか解析を行った。その結果、それぞれの種がもつLWS視物質はその種が生息する光環境で最も効率よく光を吸収することができ、それぞれの種が限られた光の成分が存在する環境で効率よく光を吸収できるように視覚を適応させてきたことが明らかになった。最後にそれぞれの種のオスが呈する婚姻色が生息する環境光で目立つか、つまり環境光を効率よく反射し、かつ適応した視覚に効率よく吸収される光を反射しているかを解析した。その結果、それぞれの種の婚姻色はその種の視覚に吸収される環境光と最も重なりが大きく、同種に最も目立つことが明らかになった。これらの結果から、視覚の適応が引き起こす種分化がヴィクトリア湖のシクリッドで共通に起こってきた種分化の機構であることが明らかになった。2)大進化研究:大進化に関しては、主に3つのSINE遺伝子座に関して研究を進めた。まずASO71遺伝子座についてはノックアウトマウスの作成が完了し、遺伝子発現に差異が見られることを明らかにした。ASO21遺伝子座に関しては、脳梁に軸索を伸長させる神経細胞でSatb2遺伝子のエンハンサーとして機能することを発見し、現在論文を執筆中である。またASO21遺伝子座のノックアウトマウスの作成も開始しており、来年度にはそれを用いた研究を集中的ににおこなう予定である。さらにAS3_9遺伝子座のノックアウトマウスの系統も確立しており、詳細な解析を開始する準備が整った。1)種分化研究:平成22年度までに視覚の適応が引き起こす種分化機構の共通性について示したが、分子レベルではこの機構の半分しか示されていなかった。そこで視覚が受容する婚姻色が性選択により分化することを分子レベルで示すことを目的として研究を進めた。そのために始めにシクリッドの婚姻色形成遺伝子群を単離することを試みた。オスとメスの表皮からRNAを抽出し、次世代シークエンサーにより配列の決定を行った。決定した配列を元にcDNA配列のdenovo再構築を行いトランスクリプトームを作成した。このトランスクリプトームとゲノム配列、mRNAの配列を元にオスで多く発現する遺伝子を400程度単離した。これら遺伝子には色素細胞の誘導と分化に関わると報告されている遺伝子や、色素合成に関わる遺伝子が含まれており、それら婚姻色形成遺伝子群の染色体上の位置も明らかにした。

これらの遺伝子群から種特異的な婚姻色を形成する遺伝子を絞り込み、またその遺伝子に働いてきた性選択を検出することにより、性選択が婚姻色を分化させ種分化を引き起こしてきたことを明らかにする予定である。2)大進化研究:平成23年度はSINE由来エンハンサーをノックアウトしたマウスの解析およびエンハンサー結合因子の解析を行った。ASO21、AS3_9遺伝子座のノックアウトマウスについては表現型および遺伝子発現に関して現在詳細な解析をおこなっている。ASO71のSINE領域のノックアウトマウスにおいてはFgf8の発現量の低下、およびその下流遺伝子の発現量の変化が見られており、SINEが発生遺伝子の発現パターンの決定に必須であることを初めて証明した研究と言える。さらに予想外の発見としては、転写因子の結合モチーフ解析およびin vitro結合実験により、ASO21に結合する転写因子が複数のSINE由来エンハンサーに結合する可能性が浮上したことが挙げられる。すなわち、哺乳類進化に関与した複数の遺伝子発現がSIMEを介した同一の制御メカニズムによって決定されている可能性を見出した。平成25年度は、本研究でこれまでおこなってきた全ての種分化研究および大進化研究の最終段階となった。種分化研究に関しては、ビクトリア湖産シクリッドのアミノ酸受容体であるV2R遺伝子群、および生殖に関わるフェロモン受容をおこなうと予想されるV1R遺伝子群の解析をおこなった。V2R遺伝子については、他のモデル魚種と比較してシクリッドのV2R遺伝子の数が最も多いことを明らかにした。またV1R遺伝子群に関しては、東アフリカ産シクリッドの進化の過程で急激に非同義置換が蓄積した事を明らかにした。さらにこれらの遺伝子群について、数百万年前に誕生した二つの対立遺伝子座が長い期間多型状態で維持されていることが明らかとなった。これらの発見はシクリッドにおける嗅覚の重要性を示唆しており、シクリッドが視覚のみに大きく依存しているという定説を覆すものである。特にV1R遺伝子にはフェロモン受容が種間で大きく変化させるような進化圧が働いたと考えられ、種分化への関与を強く示唆している。哺乳類進化に関しては、平成24年度までに発見したエンハンサーのうち3つに関してノックアウトマウスの解析をおこない、特にAS071エンハンサーの欠損マウスでは、制御対象となる遺伝子の発現、およびその下流遺伝子の発現に影響を及ぼすことを明らかにした。また二次口蓋で機能するAS3_9エンハンサーに関しては、哺乳類の祖先で複数の転移因子の機能獲得が段階的に起こったことを明らかにした。一方で脳梁形成に関与するAS021エンハンサーの成立過程を明らかにした。これらの結果はいずれもAmnSINE1からどのようにエンハンサーが進化したのかを解明するものであり、哺乳類におけるシス制御配列の新たな獲得機構を提唱できるものである。以上のように、本研究では「新種の出現」に至る種分化と新規形態獲得の分子メカニズムに関して新しい知見を得ることができた。
遮熱コーティングシステムの熱的-機械的-化学的複合損傷解析に基づく最適化

地球温暖化対策を中心とする地球環境保全への強い技術的要請から,先進型ガスタービンを初めとする将来のエネルギープラント機器の高効率化推進上の必須要素として重要な高温化耐用の耐熱材料システムの構築において,高強度超耐熱合金の基材表面に耐環境性のみならず熱遮蔽機能をも兼備した遮熱コーティング(TBC)システムが,ガスタービン動翼など熱的-機械的-化学的損傷要因が複合化して部材劣化を助長する部位にまで適用される段階を迎えている。本研究では,このようにクリティカルな負荷が複合的に作用する実機部材の負荷条件を的確にシミュレーションできる試験装置により,材料側と環境側双方の条件を的確にパラメータ設定して各種の性能評価試験研究を展開し,そこでの損傷解析に基づいて将来のTBCシステム最適化設計のために有益な知識・情報を得るための研究を展開してきた。その結果,代表的TBCシステムの基本的な機械的損傷劣化挙動の微視的究明と影響諸因子とりわけ適用すべきボンドコートならぴにセラミックトップコートに関するコーティングプロセスの各種パラメータについての体系的解明を行い,有益な知見を得た。さらに腐食環境装置付き高温疲労試験装置による各種TBCシステム試験片を対象としたクリープ,疲労ならびにクリープ-疲労同時作用条件下での特性評価試験を実施し,各種複合負荷条件下での損傷の微視的様相を解析するとともに,コーティングシステムの熱機械的損傷劣化とそれに及ぼす腐食環境の影響について検討を加え,これらの結果に基づいてTBCシステム性能向上のための最適組織制御の方策を検討した。また,TBCシステムの性能を支配しうるコーティング界面での組織制御など今後の検討課題についても言及した。本研究でこれまでに得た研究成果や調査結果に関する外国雑誌や解説論文等への投稿掲載を行うとともに,これらを中核として研究成果報告書をまとめた。先進型ガスタービンを初めとする将来のエネルギープラント機器の高効率化を推進するうえで必須の高温化に耐え得る材料システムの構築において,高強度耐熱合金の基材表面に耐環境性に優れたコーティングを被覆した複合化システムの有効性が共通認識となっているが,今後のさらなる高温化に対応できるように,耐環境性のみならず遮熱機能をも備えた遮熱コーティング(TBC)がガスタービン動翼などの熱的-機械的-化学的損傷要因が複合化して部材の劣化を助長する部位にまで適用される段階を迎えている。本研究では,このような部材に対する劣化要因が複合化する実機負荷条件を的確にシミュレーションできる試験装置により,材料側と環境側双方の条件をパラメータ化して各種の試験研究を展開し,そこでの損傷解析に基づいて将来のTBCシステム最適化設計のために有益な知識・情報を得るための研究計画を立てた。本年度は,上述の条件を満たし得る試験装置の仕様決定と導入・調整を中心に計画を進めたが,既存型式の試験装置には上記仕様を満たすものが見当たらなかったため,特型の試験装置の発注・導入に至った。また,コーティングシステムを構築するうえで重要な要素となる基材合金の選定を行い,現在から将来にわたって主流になるとみられる結晶制御合金の標準的合金で,しかも実際に耐環境性問題に直面しているMar-M247合金を採用し,これの基本的組織制御特性を調べ,さらに適用すべきMCrA1Y系ボンドコートならびにセラミックトップコートに関するコーティングプロセスの各種パラメータについて検討した。一方,当該分野の耐熱コーティング技術に関する最近の国内外の研究開発動向を調査,その情報をまとめて,展望・解説として雑誌に寄稿した。先進型ガスタービンを初めとする将来のエネルギープラント機器の高効率化を推進するうえでの必須要素として重要な高温化に耐え得る耐熱材料システムの構築において,高強度超耐熱合金の基材表面に耐環境性のみならず遮熱機能をも兼備した遮熱コーティング(TBC)システムが,ガスタービン動翼など熱的-機械的-化学的損傷要因が複合化して部材劣化を助長する部位にまで適用される段階を迎えている。

本研究では,このようにクリティカルな負荷が複合化して作用する実機部材の負荷条件を的確にシミュレーションできる試験装置により,材料側と環境側双方の条件を適正にパラメータ化して各種の試験研究を展開し,そこでの損傷解析に基づいて将来のTBCシステム最適化設計のために有益な知識・情報を得るための研究を展開している。本年度は,前年度導入・設置した特注仕様の腐食環境装置付き高温疲労試験装置による各種TBCシステム試験片を対象としたクリープ,疲労ならびにクリープ-疲労複合負荷条件下での損傷の微視的様相を解析するとともに,コーティングシステムの熱機械的損傷劣化に対する最適組織制御の方策を検討した。またこれと並行して,代表的TBCシステムの基本的な機械的損傷劣化挙動の微視的究明と影響諸因子,とりわけ適用すべきボンドコートならびにセラミックトップコートに関するコーティングプロセスの各種パラメータについて検討した。一方,本研究でこれまでに得た基礎的研究成果に関する国際会議等での発表と,耐熱コーティングの損傷解析技術に関する最近の研究開発動向の調査情報をまとめ,解説論文として雑誌に寄稿した。先進型ガスタービンを初めとする将来のエネルギープラント機器の高効率化を推進するうえでの必須要素として重要な高温化耐用の耐熱材料システムの構築において,高強度超耐熱合金の基材表面に耐環境性のみならず熱遮蔽機能をも兼備した遮熱コーティング(TBC)システムが,ガスタービン動翼など熱的-機械的-化学的損傷要因が複合化して部材劣化を助長する部位にまで適用される段階を迎えている。本研究では,このようにクリティカルな負荷が複合化して作用する実機部材の負荷条件を的確にシミュレーションできる試験装置により,材料側と環境側双方の条件を的確にパラメータ設定して各種の性能評価試験研究を展開し,そこでの損傷解析に基づいて将来のTBCシステム最適化設計のために有益な知識・情報を得るための研究を展開してきた。本年度は,腐食環境装置付き高温疲労試験装置による各種TBCシステム試験片を対象としたクリープ,疲労ならびにクリープ-疲労同時作用条件下での比較的長時間にわたる特性評価試験を実施し,各種複合負荷条件下での損傷の微視的様相を解析するとともに,コーティングシステムの熱機械的損傷劣化とそれに及ぼす腐食環境の影響について検討を加え,さらにTBCシステム性能向上のための最適組織制御の方策を検討した。またこれと並行して,前年度まで行ってきた代表的TBCシステムの基本的な機械的損傷劣化挙動の微視的究明と影響諸因子,とりわけ適用すべきボンドコートならびにセラミックトップコートに関するコーティングプロセスの各種パラメータについての体系的把握を試みた。さらに,TBCシステムの性能を支配しうるコーティング界面での組織制御など今後の検討課題についても指摘した。一方,本研究でこれまでに得た研究成果や調査に関する外国雑誌や解説論文等への投稿掲載を行うとともに,これらを中核として研究成果報告書をまとめた。
コンパクト多様体上のパス空間における解析

パス空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック過程を有限次元の拡散過程による折れ線近似で構成する際にその生成作用素の計算であった。そこでループ空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック過程を同様の手法により構成するためにループ空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック作用素の生成作用素を計算をおこなった。このときをループ空間に対応したカメロン・マルチン空間の部分空間の正規直交を用いて生成作用素を無限級数に展開して表現した。この無限級数の和を計算するのに小川重義氏によって研究された確率積分の一種のいわゆる小川積分を用いればよいことが分かった。この生成作用素の表現を通常のパス空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック作用素と比較してみると、多様体の曲率の微分を含んだはるかに複雑な形をしているにもかかわらず、二階の微分の項と係数は有界であり一階の微分の項は高い次数の可積分性を持っていることが明らかになった。このことによりパス空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック過程の構成と同様に有限次元の拡散過程による折れ線近似ループ空間におけるオルンシュタイン・ウーロンベック過程の構成が行えることが分かった。以上のパス空間及びループ空間で構成したオルンシュタイン・ウーロンベック過程は初期分布がウイナー測度であった。そこでパス空間及びループ空間の各点から出発するようなオルンシュタイン・ウーロンベック過程の構成を試みたがはるかに困難な問題がありこれからの研究課題として残った。ループ空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック過程をパス空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック過程を構成する手法に習って構成する際にまず最初に行うべきことはその生成作用素の計算である。そこでループ空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック作用素をループ空間に対応したカメロン・マルチン空間の部分空間の正規直交を用いて無限級数に展開して表現した。この無限級数の和を求めるのに1960年代に小川重義氏によって研究された確率積分の一種のいわゆる小川積分が重要な役割を果たすことが明らかになった。このループ空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック作用素の表現を通常のパス空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック作用素と比較してみると多様体の曲率の微分を含んだはるかに複雑な形をしているにもかかわらず、二階の微分の項の係数は有界であり一階の微分の項は高い次数の可積分性を持っていることが明らかになった。このことはループ空間におけるオルンシュタイン・ウ-ロンベック過程の構成に重要な足がかりとなるはずである。ループ空間あるいはパス空間における解析を更に進めていく上で必要となる道具が今のところ十分に整備されているとはいえない。このような状況の中で最近無限次元空間における対数ソボレフ不等式や等周不等式などが解析を行う道具として脚光を浴びている。今後はこの方面研究にも着目してゆきたい。
貴金属ゲートMOSキャパシタセンサを用いる高温高圧水用溶存酸素計測システムの試作

高度の安全性と信頼性が要求される発電用原子炉では、装置を構成する金属材料の腐食損傷事故を未然に防止する対策の確立が急務となっている。そのために、腐食電位を決定している溶存酸素(dissolved oxygen;DO)濃度を性格に計測できるセンサが必要とされている。本研究では、貴金属ゲートMOSキャパシタセンサを利用した高温高圧水用DO計測システムの開発を試み、以下の成果を得た。1.高温高圧水用のMOSキャパシタ特性計測システムの作製:高温高圧水中においてMOSキャパシタの応答特性を測定できる計測システムを作製した。これにより、センサ信号の計測・制御が自動化できた。2.高速DO検出ゲート電極の開発:各種金属-金属酸化物薄膜電極について,DO応答速度と応答感度,および耐食性を調べた結果、Pt-PtO_x電極が優れたDO応答特性と耐食性を有することが分かった。3.高温高圧水用MOSキャパシタDOセンサの試作:単結晶シリコン上に多孔質Pt薄膜を形成したMOSキャパシタセンサを試作し,特性評価実験を行った。本センサは100°C以下では良好な動作特性を有するが,150°C以上になるとシリコン単結晶にクラックを生じることが分かった。4.高温高圧水用M-EOSキャパシタDOセンサの試作: Pt電極と単結晶TiO_2電極とを組み合わせたM-EOSキャパシタセンサを試作した結果,本センサーは250°Cまでの高温水中で動作することが分かった。5.高温高圧水中におけるDO応答特性の測定と校正曲線の作製: Pt-TiO_2キャパシタセンサーを用いて250°Cまでの各温度におけるDO応答特性を調べ、応答電圧からDOを求めるための校正曲線を作製した。1.研究目的沸騰水型原子炉では、ステンレス鋼製器機・配管の粒界応力腐蝕割れ(IGSCC)および照射誘起応力腐蝕割れ(IASCC)の予知・保全対策の確立が急務となっている。SCCはある臨界電位以上で発生することから、腐蝕電位を決定している溶存酵素(dissolved oxygen: DO)濃度を計測することで発生を予知することができる。本研究では、貴金属ゲートMOSキャパシタセンサを利用した高温高圧水用DO計測システムを開発することを目的とする。2.研究成果(1)高温高圧水用のMOSキャパシタ特性計測システムの作製:高温高圧水中においてMOSキャパシタの応答特性を測定できる計測システムを作製した。パーソナルコンピュータによって制御されたポテンショスタットおよび周波数応答解析器を用いることにより、センサー信号の計測・制御を自動化した。(2)高速DO検出ゲート電極の開発:Pt,AuおよびIrとこれらの貴金属の酸化物を複合した金属-金属酸化物薄膜電極を作製し、DO濃度変化に対する電位応答速度および応答感度を測定した。その結果、酸化物を1030%含むPt-PtO_xおよびIr-IO_x電極が良好なDO応答特性を示すことが分かった。(3)高温高圧水中におけるゲート電極の耐食性、耐久性の評価:サファイア基板上に上記の金属-酸化物複合電極を形成し、温度300°Cまでの高温高圧水中における浸漬腐食試験と電気科学的分極測定を行った。その結果、Pt-PtO_xが最も優れた耐食性を有することが分かった。1.研究目的沸騰水型原子炉では,ステンレス鋼製器機・配管の粒界応力腐食割れ(IGSCC)および照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の予知・保全対策の確立が急務となっている。SCCはある臨界電位以上で発生することから,腐食電位を決定している溶存酸素(dissolved oxygen ; DO)濃度を計測することで発生を予知することができる。本研究では,貴金属ゲートMOSキャパシタセンサを利用した高温高圧水用DO計測システムを開発することを目的とする。2.研究成果

(1)高温高圧水用DOセンサーの試作:単結晶シリコン上に多孔質Pt薄膜を形成したMOSキャパシタセンサーを試作し,高温水中での特性評価実験を行った結果,温度が150°C以上になるとシリコン単結晶にクラックを生じることが分かった。そこで,Pt電極と単結晶TiO_2電極とを組み合わせたEOSキャパシタセンサーを試作した結果,本センサーは250°Cまでの高温水中で動作することが分かった。(2)高温高圧水中におけるDO応答特性の測定と校正曲線の作製:Pt-TiO_2キャパシタセンサーを用いて,250°Cまでの各温度におけるDO応答特性を調べ、応答電圧からDOを求めるための校正曲線を作製した。(3)DO計測システムの作製:(2)で求めたデータを統計的に処理し,各温度における校正曲線を計測装置のソフトウエアーに組み込むことによって,応答電圧と温度の値からDO濃度が出力されるシステムを作製した。(4)DO濃度とステンレス鋼の腐食電位の関係:作製したDO計測システムによるDO濃度測定とステンレス鋼の腐食電位測定を同時に行い、DO濃度と腐食電位との関係を求めた。このデータを基にして、DO濃度から腐食電位の推定することが可能となった。
自己創設無形資産の公正価値会計に関する理論的・実証的研究

1.自己創設無形資産のうち、人的資本(集合的な人的資源)に焦点を当て、会計上の取り扱いや、税務上の論点、およびその課題について検討した。2.人的資本の本質に焦点を当て、負債パースペクティブの観点から、人的資本の認識可能性を確認した上で、使用権モデルに基づく人的資本の新しい認識アプローチを検討した。3.国際会計基準第38号「無形資産」(IAS38)における無形資産の意義・種類、無形資産の当初認識・当初測定、無形資産の再測定(期末評価)と償却について整理を行った。本研究は、知的創造型経済の進展を背景として、企業の持続的競争優位の源泉をなす自己創設無形資産に焦点を当て、自己創設無形資産の公正価値会計はいかにあるべきかを理論的かつ実証的な側面から体系的に調査・研究することを目的とする。平成25年度は、人的資本と国際会計基準(IAS38)「無形資産」の会計基準に焦点を当て、会計上の取り扱いについて確認した。国際会計研究学会第30回研究大会において、「人的資本の本質と『使用権』に基づく新しい認識アプローチの探究」というテーマで、学会報告を行った。知識経済の進展に伴い、企業価値に占める無形資産の比重が高まっている。多くの企業(経営者)は、アニュアルレポートにおいて、人的資本(従業員)を「最も重要な資産」と述べている。しかしながら、人的資本は、その重要性にもかかわらず、貸借対照表上で認識されてこなかった。国際会計基準において、人的資本が認識されてこなかった理由として、主に1資産の認識規準を満足しない、2信頼性ある測定値を入手できない、ことが指摘できる。本報告では、このような問題意識に基づいて、まず人的資本の本質的特性を明らかにした。つぎに、資産または負債パースペクティブの観点から、人的資本の認識可能性を確認した。さらに、近年のリース会計の議論で新しく登場してきた使用権モデルに基づいて、概念的準拠枠としての人的資本の新しい認識アプローチを提示した。最後に、人的資本の測定可能性を明らかにするために、経済的価値評価モデルの1つであるFlamholtzの「確率報酬評価モデル」を検討した。本報告については、国際会計研究学会年報に投稿し、掲載される予定である。また、国際会計研究学会研究グループの一員として無形資産会計を担当し、自己創設無形資産を含めたIFRSにおける無形資産会計の会計基準について報告を行った。本研究は、知識創造型経済の進展を背景として、企業の持続的競争優位の源泉をなす自己創設無形資産に焦点を当て、自己創設無形資産の公正価値会計はいかにあるべきかを理論的かつ実証的な側面から体系的に調査・研究することを目的とする。平成24年度は、人的資本(とくに集合的な人的資源)に焦点を当て、会計上の取り扱いについて確認し、税務上の論点と課題について検討した。その結果、次の3点が明らかにされた。現行の会計規定では、人的資本は取得時または自己創設の場合のいずれにおいても、無形資産として認識することは禁止されていることが明らかにされた。集合的な人的資源の認識規準においては、ケースバイケースで認識・測定することを主張する論者もみられた。すでに他の無形資産の評価のために集合的な人的資源が測定されていることや、あるIT会社では任意開示で人的資源の評価がなされていた。ゆえに人的資本の認識問題や測定可能性の問題は再検討する必要があると指摘した。人的資本との関連において3つの税制上の論点について検討した結果、1無形資産の定義に集合的な人的資源が含まれるか否か、2仮に含まれる場合には、その評価が次の課題となる点で、共通していたことが確認された。税制上の問題と、会計上の問題とを同列に扱うことは適当ではないかもしれないが、その定義や評価という側面から見れば財務報告目的であれ税務目的であれ、同一問題を取り扱っているといえる。隣接領域での人的資本の取り扱いに関する議論は会計にも影響を及ぼすものと考えられる。IFRSにおける公正価値測定の定義や見積方法を概観し、計算例を用いて集合的な人的資源の公正価値測定方法における算定方法の分析を行った。新再調達原価マイナス減価法(RCNLD)で算定された人的資本の公正な市場価値は、IFRS13における公正価値の測定アプローチと整合的であることが確認された。平成26年度は、次の3点について研究を行った。(1)昨年度、国際会計研究学会で報告した内容について、「人的資本の本質的特性と使用権に基づく新しい認識アプローチの探究」が『国際会計研究学会年報』に投稿誌、査読の結果、掲載された。

(2)国際会計研究学会研究グループのメンバーとして、「IFRSにおける資産会計の総合的検討」の無形資産会計を担当し、IAS38における無形資産の意義・種類、無形資産の当初認識・当初測定、無形資産の再測定(期末評価)と償却について整理を行った。その成果は、菊谷正人編著『IFRSにおける資産会計の総合的検討』税務経理協会に、分担執筆として掲載された。(3)東証の上場企業を対象に、「自己創設無形資産の認識及び測定と開示」に関するアンケート調査を実施した。財務会計平成25年度の研究では、自己創設無形資産の中核をなす人的資本を中心に、理論研究を行うとともに、国際会計基準における自己創設無形資産会計について検討を行った。自己創設無形資産の認識、測定、開示問題は、広範な内容を包摂するため、アンケートを行うに当たっては、アンケート調査の質問項目を確定するための文献調査が重要となる。そのための資料収集を図るとともに、他のアンケート調査の調査方法や調査項目を調査した。平成24年度の研究では、自己創設無形資産の公正価値会計がいかにあるべきかについて、国内外の文献研究等を踏まえて研究を行った。具体的には、関連文献の収集や文献研究、および学会報告や学内紀要への論文の投稿を行った。さらに追加の研究を踏まえて、次年度以降に予定されているさらなる理論研究の推進と定量的調査の準備を行った。具体的には、自己創設無形資産の認識、測定、開示問題は、広範な内容を包含するため、上場企業等へのアンケート調査を行うにあたっては、そうした内容をいかに網羅的に調査するかが課題となる。そのため、各種研究会や学会等への参加・議論などを最近の研究動向の把握や、研究者との交流・情報交換を図った。これまで行われた文献研究や資料収集を前提として、統合報告など非財務的測定・開示の手法について詳細な研究を実施し、財務諸表で認識し得ない自己創設無形資産開示の在り方について研究する。また、アンケート項目を確定し、アンケート調査を実施する。これまで行われた文献研究を前提として、自己創設無形資産の公正価値会計に関する理論・制度フレームワークの構築を目指す。また、企業結合時に認識される無形資産の会計的測定・開示の手法や、統合報告など非財務的測定・開示の手法についてより詳細な研究を実施し、財務諸表では認識し得ない自己創設無形資産開示のあり方についても論究する。また、アンケートによる定量調査の調査項目を確定し、アンケート調査を実施する。アンケート調査を2014年度に実施予定であったが、アンケート項目を精緻化するため、2015年度にアンケート調査を実施することにしたため。アンケート調査や出張旅費等に使用する予定である。研究関連図書などの資料収集や、国内外への研究旅費、アンケート調査に必要な関連経費などに研究費を使用する予定である。
古写本による年中行事書の比較研究

1.日本古代の年中行事書に関する図書を購入し、最新の研究成果の吸収と分析につとめた。2.宮内庁書陵部・国立公文書館・東京大学史料編纂所・国立歴史民俗博物館などに出張し、『江家年中行事』と『年中行事秘抄』の写本調査を行った。平成13年11月には東山御文庫所蔵の年中行事書を調査した。大東急記念文庫本『年中行事秘抄』など良質の古写本と思われるものは、紙焼写真にて収集した。3.静嘉堂文庫本『江家年中行事』と大東急記念文庫本『年中行事秘抄』の記載を、本文・割書・頭書・裏書などに分けて一覧表化し、その共通点と相違点が確認できるようにした。その結果、『年中行事秘抄』は『江家年中行事』の本文項目を基本的に継承していることが判明した。また、大東急本の裏書は中原師元が付加したものと考えられ、大東急本には師元本の様態がよく残されていると想定される。その大東急本の本文末尾に「都督江納言、以近代公事被撰定」とあるのは注目すべきで、『年中行事秘抄』の原著者は大江匡房であるとする説が支持されるべきであろう。4.東山御文庫には2種の『江家年中行事』写本が伝えられており、1つは従来から知れている系統本であるが、いま1つは異本というべきもので、北朝の天皇の忌日を追記した写本であることが判明した。5.なお、写本調査の過程で、以前から捜索していた藤原行成の除目書と思われる写本を確認した。国立歴史民俗博物館所蔵の広橋家旧蔵本『叙除拾要』1軸がそれである。その概要についても報告し、あわせて翻刻文を作成した。本年度は研究の初年度にあたるため、研究に要する設備を整え、基本史料となる年中行事書の写本を紙焼写真にて購入し、一覧表の作成を開始した。1.ノートパソコンを購入し、データ入力とデータ処理に備えた。2.日本古代の儀式書や年中行事書に関する図書を購入し、近年にいたる研究成果の吸収と分析につとめた。3.東京へ出張し、国立公文書館内閣文庫・東京大学史料編纂所・慶応大学図書館において、年中行事書の写本調査を行った。年度末には名古屋へ出張し、名古屋市蓬左文庫などで写本調査を行う予定である。4.宮内庁書陵部や京都御所東山御文庫に所蔵の年中行事書写本を紙焼写真にて購入した。5.収集した紙焼写真などを読解し、『年中行事御障子文』・『師遠年中行事』・『江家年中行事』・『年中行事秘抄』などの記載をパソコンに入力する作業を開始した。データ入力は研究協力者の大学院生に委嘱した。最終的には、各年中行事書の本文・注記・勘物・頭書・裏書などを区別し、モれぞれの共通点と相違点を一覧表形式で確認できることをめざしている。6.データ入力は作業途中であるが、各書の相違点を一覧できるようにするには、かなりの工夫が必要なことが判明してきた。今後さらに検討を加えて、より分かりやすい表示形式を考えていきたい。7.現在までの検討により、『師遠年中行事』と『江家年中行事』の間に大きな飛躍があること、『年中行事秘抄』にはいくつかの段階を異にする写本のあること、などが明らかになってきた。今後さらに考察を深めたい。研究の第2年度にあたる本年は、昨年度購入した設備を利用して、年中行事書の紙焼写真からデータを抽出しつつ、一覧表の作成を行った。また出張調査により新たに判明した重要写本を、紙焼写真にて追加購入し、データ整理の資料に付け加えた。1日本古代の儀式書や年中行事書に関する図書を新たに購入し(設備備品費)、近年にいたる研究成果の吸収と分析につとめた。

2千葉県と東京都へ出張し(国内旅費)、国立歴史民俗博物館・国立公文書館・宮内庁書陵部において、年中行事書の写本調査を行った。国立歴史民俗博物館においては、これまで未確認の年中行事書の存在することが確認された。3国立公文書館内閣文庫および大東急祈念文庫に所蔵の年中行事書写本を紙焼写真にて購入した(その他)4昨年度購入した紙焼写真および今年度購入した紙焼写真などの記載を読解し、『江家年中行事』・『年中行事秘抄』などの記載をパソコンに入力する作業を継続した。データ入力は研究協力者の大学院生に委嘱した(謝金)。今年度は東山御文庫本『江家年中行事』と大東急記念文庫本『年中行事秘抄』の記載を対照し、その共通点と相違点を一覧表形式で確認できることをめざした。5データ入力は作業途中であるが、『江家年中行事』の記載をベースに一部補訂を加えていったものが、大東急記念文庫本『年中行事秘抄』である可能性が高いことが判明しつつある。6国立歴史民俗博物館に所蔵される従来未確認の年中行事書については、内容を検討調査し、早急に学界に紹介できるように努めたい。研究の最終年度にあたる本年度は、これまでに収集した紙焼写真などをもとに、『江家年中行事』と『年中行事秘抄』の記事を対照しつつ一覧表に入力し、相互の共通性と異質性を分析した。また、写本調査の成果をも総合して、『江家年中行事』と『年中行事秘抄』の関係を洗い直し、後者の編者が大江匡房であった可能性を指摘した。(1)日本古代の年中行事書に関する図書を追加購入し(備品費)、最新の研究成果の吸収と分析につとめた。(2)昨年度、国立歴史民俗博物館で調査した『叙除拾要』という古写本が、以前から捜索していた藤原行成の除目書であることを確認し、その概要について考察するとともに、全文の翻刻を行った。(3)静嘉堂文庫本『江家年中行事』と大東急記念文庫本『年中行事秘抄』の2書に絞って、本文・頭書・裏書などの記事対照表を作成することとし、データ入力を急ぎ完成させるととに、校訂と補正につとめた(謝金)。この一覧表を分析した結果、『年中行事秘抄』は『江家年中行事』の項目を基本的に継承していることが判明し、その編者は大江匡房である可能性が高まったと思われる。(4)東山御文庫には静嘉堂文庫本とはやや異なる『江家年中行事』写本が伝来する。両種の『江家年中行事』の記事を一覧表で対照した結果、東山本が南北朝時代に増補された写本であることが判明した。
光音響イメージングによって1本1本のリンパ管の流れを定量的に評価する手法の開発

光音響イメージングとは、非侵襲的に微細な血管・リンパ管の3次元画像が得られる、新たな画像診断技術である。従来の画像検査では定性的な評価はできたが、リンパ液の流量は分からなかった。光音響イメージングでは、1本1本のリンパ管の径や流速の測定が可能である。径と流速の値からは、リンパの「体積流量」を導き出すことができる。本研究では、光音響イメージングによるファントム試験、臨床試験をおこない、リンパ流を記録する。そして体積流量を算出することで、リンパ液の流量を定量的に評価できる。はじめての指標としての妥当性と有用性を検証する。
歯周病原細菌の免疫監視からのエスケープ機構と慢性感染の成立

歯周病原細菌の一つであるPorphyromonas gingivalis (P.gingivalis)由来のLipopolysaccharide(LPS)は,腸内細菌であるEscherichiacoli(E.coli)由来のそれとは異なる生物活性を持っており,毒性や宿主細胞に対する炎症性サイトカイン誘導能は低いことが報告されている。しかしながら活性の違いがなぜ生じるかについての詳細については明らかとなっていない。TLRシグナリングnegative regulatorがP.gingivalis LPSに対する宿主細胞の低応答性に関与している可能性に注目し,P.gingivalis LPSによるマクロファージにおけるTLR signaling negative regulatorの発現動態について検討した。Myelomonocytic cell line, THP-1をPMA(200nM)を添加した10%FCSを含むRPMI1640培地にて48時間培養し,マクロファージに分化させた。分化した細胞に抗原としてP.gingivalis,E.coliの各菌種由来LPS(0.01,0.1,1μg/ml)を10%FCS存在下で添加し刺激した。刺激後24時間における培養上清中のTNF-α,IL-6,IL-12産生量をELISA法にて検討した。また,刺激後のIRAK-1, IRAK-M mRNA発現の経時的変化をReal-time PCR法にて,IRAK-1,IRAK-M,SOCS-1,SHIPのタンパク発現をWestern blot法にて検討した。また,刺激後9時間におけるNF-κBの活性化をELISA法にて検討した。さらにIRAK-M特異的siRNA(40nM)をトランスフェクトしてノックダウンし,同様の実験を行った。その結果、P.gingivalis LPS刺激によるIRAK-MのmRNA発現およびタンパク発現はE.coli LPS刺激によるものと比較して有意に増強されていた。いずれの菌種由来LPS刺激においてもRAK-1のmRNA発現に変動は認められなかった。一方、P.gingivalis LPS刺激9時間後以降において,IRAK-1の分解が抑制された。また、IRAK-M特異的siRNAによりP.gingivalis LPS刺激9時間後におけるIRAK-1の分解が促進され、P.gingivalis LPS刺激9時間後におけるNF-κBの活性化が促進された。以上より、P.gingivalis LPSは,マクロファージにおけるIRAK-M発現を特異的に増強してその下流のシグナル伝達を抑制することにより,宿主細胞の低応答性に関与している可能性が示唆された。今年度はTHP-1分化マクロファージを、P.gingivalis LPSとE.coli LPSにより刺激した際の遺伝子発現の違いを解析した。THP-1をPMA(200nM)を添加した10%FCSを含むRPMI1640培地にて48時間培養し,マクロファージに分化させた。分化した細胞に抗原としてP.gingivalis, E.coli由来LPS(1μg/ml)を10%FCS存在下で添加し刺激した。刺激後6時間における遺伝子発現の違いをAffimetrix社製のHuman Genome U133 Plus 2.O Arrayを用いたDNAマイクロアレイ法により解析した。その結果、P.gingivalis LPS刺激においてE.coli LPS刺激と比較して2倍以上発現上昇がみられた遺伝子は478、一方E.coli LPS刺激においてP.gingivalis LPS刺激と比較して2倍以上発現上昇がみられた遺伝子は628であった。P.gingivalis LPS刺激において発現上昇が見られたのはDNA複製に関わる遺伝子、一部のサイトカインレセプター遺伝子などであり、E.coli LPS刺激においてにおいて発現上昇が見られたのはケモカイン、サイトカイン、一部のシグナル伝達分子の遺伝子などであった。特に、これまで注目してきたToll-like receptorのシグナル伝達を負に制御しているIRAK-Mの遺伝子発現はマイクロアレイ解析でも、P.gingivalis LPS刺激においてE.coli LPS刺激と比較して2倍以上の発現上昇を認めたことから、P.gingivalis LPSは,マクロファージにおけるIRAK-M発現を特異的に増強することで炎症性サイトカイン産生を抑制し,宿主細胞の低応答性に関与している可能性が強く示唆される結果となった。また,刺激後のIRAK-1, IRAK-M mRNA

発現の経時的変化をReal-time PCR法にて,IRAK-1,IRAK-M,SOCS-1,SHIPのタンパク発現をWestern blot法にて検討した。また,刺激後9時間におけるNF-κBの活性化をELISA法にて検討した。さらにIRAK-M特異的siRNA(40nM)をトランスフェクトしてノックダウンし,同様の実験を行った。その結果、P.gingivalis LPS刺激によるIRAK-MのmRNA発現およびタンパク発現はE.coli LPS刺激によるものと比較して有意に増強されていた。いずれの菌種由来LPS刺激においてもRAK-1のmRNA発現に変動は認められなかった。一方、P.gingivalis LPS刺激9時間後以降において,IRAK-1の分解が抑制された。また、IRAK-M特異的siRNAによりP.gingivalis LPS刺激9時間後におけるIRAK-1の分解が促進され、P.gingivalis LPS刺激9時間後におけるNF-κBの活性化が促進された。以上より、P.gingivalis LPSは,マクロファージにおけるIRAK-M発現を特異的に増強してその下流のシグナル伝達を抑制することにより,宿主細胞の低応答性に関与している可能性が示唆された。
横紋筋肉腫の発生、分化に関与する遺伝子異常の解析と組織診断への応用

横紋筋肉腫は若年層に多く、予後不良な肉腫である。胞巣型では80%に2番と13番染色体の相互転座t(2;13)が認められる。t(2;13)の変形としてt(1;13)が胞巣型に報告されるが、胎児型や多形型では特異的な染色体異常は見い出されていない。この転座部では2番のPAX3と13番のFKHRが癒合し変異遺伝子を形成している。同様にt(1;13)ではPAX3の代わりにPAX7がFKHRと癒合する。胎児型では11番染色体短腕領域の欠失が見られるが、この欠失は胞巣型では見られず胎児型に特徴的である。我々は細胞株と新鮮手術材料を用い以下の検討を行った。1)変異遺伝子発現の検討RT-PCR法でPAX3-FKHDとPAX7-FKHD変異遺伝子の有無を検討し、また、CGH法で染色体全体にわたる染色体の欠失、過剰、遺伝子増幅の有無を解析した。その結果、10症例の胞巣型すべてにPAX3-FKHDあるいはPAX7-FKHDが存在していたが、胎児型では認めなかった。CGH法では両亜型共に染色体2、12、13番に高頻度の変化を認めた。2)筋分化制御遺伝子発現の検討10症例の横紋筋肉腫を用いて、筋分化制御遺伝子であるMyoD1とmyogeninの発現をRT-PCR法により比較した。その結果、10例中6例にMyoD1の発現を、また8例にmyogeninの発現を見たが、対照とした正常リンパ球、ラブドイド腫瘍、骨肉腫、滑膜肉腫では発現を見なかった。組織亜型ではMyoD1は胎児型3例中3例と胞巣型6例中1例が陰性で、myogeninは胎児型2例が陰性であった。多形型1例は両遺伝子とも発現を認めた。上記の結果より横紋筋肉腫の組織診断にPAX3-FKHD、PAX7-FKHD、MyoD1、myogeninの発現検索が有用であると思われた。また、組織亜型の相違に遺伝子発現の時期や発現量の関与が示唆された。
気分障害における海馬介在神経細胞新生の役割

精神疾患とグリア細胞、特にNG2細胞の関連を研究する目的でスタンレー財団より入手した死後脳をFACSおよびウェスタン解析したところ、前頭前野(BA10)の灰白質において統合失調症(Sch)、双極性障害(BP)、大うつ病(MDD)でolig2陽性細胞数の減少とNG2発現量が低下していることを発見した。これらの結果はオリゴ前駆細胞であるNG2細胞数がSchやBP脳で減少しているか、NG2の発現量自体が減少している可能性を示唆している(Neuroscience Meeting2007で発表)。昨年度、神経前駆細胞の一種であるNG2細胞の成体脳からの新しい培養法を確立し、in vitroで90%以上の純度でNG2細胞の長期培養が可能なことを報告した。さらにNG2細胞が抑制系神経細胞、オリゴデンドロサイト、アストロサイトへ分化することを明らかにした。しかし、NG2細胞に関して最も重要なことは、この細胞が神経細胞との間にグルタミン酸シナプスを有する特殊なグリア細胞であることである。すなわち、NG2細胞はシナプスを通じて神経細胞から直接、興奮性・抑制性の信号を受けており、AMPA型グルタミン酸受容体を介した神経-グリア間のLTPが出現する。しかし、その意義に関してほとんど何も分かっておらず、現在世界中で研究競争が繰り広げられている。われわれは昨年度、in vitro細胞培養系の利点を生かし、NG2細胞がAMPA刺激によってグリシンを分泌することを発見した。一方、D-セリンは分泌しない。グリシンは抑制性介在神経細胞のアゴニストであると同時にNMDA受容体のコーアゴニストである。これらの発見は、NG2細胞がグルタミン酸刺激によって、神経細胞のNMDA型受容体をさらに活性化させる機序を持つ可能性を示唆しており、新しいグルタミン酸伝達のシグナル増強機序及び神経-グリア相関機能の発見につながる可能性がある。気分障害に介在(GABA)神経系の機能低下が関与している可能性が以前より示唆されている。例えば死後脳研究では、躁うつ病患者の海馬や前頭葉においてGABA神経のマーカーであるグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)やPalvalbuminの比較的特異的な発現低下報告されている。また抗うつ薬や気分安定薬の作用機序の研究では、長期投与でGAD活性の上昇やGABA受容体の増加が生じる事が報告されている。KondoとRaff(2000)はP6ラットの視神経より分離培養した未分化なオリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs)が、特殊な条件下で、GAD陽性の介在神経細胞に分化する能力を獲得する事を報告した。その後も同様の報告が相次ぎ、OPCsがある種の神経前駆細胞であることが指摘されている。成体脳におけるOPCsの役割や病態への関与を研究するためには、簡便で効果的なin vitroの細胞培養系の確立が欠かせないが、われわれが知る限り、そのような方法は報告されていない。今回、我々は独自に成体ラット脳よりOPCsを分離培養する方法を確立した。この方法では、ほぼあらゆる,月齢の成体ラット脳のほとんどの部位から、セルソーターなどを使用せずに簡便、高純度かつ比較的大量にNG2陽性のOPCsを無血清培地で分離・培養する事が可能である。また、これらの細胞は培養条件によってGAD67陽性の介在神経細胞様に分化したり、GFAP陽性のアストロサイトに分化する事も示した。今後は、in vivoと対比しながら、これらの細胞の特徴をより詳細に解明し、気分障害を含む精神疾患への関与を明らかにして行く予定である。

精神疾患とグリア細胞、特にNG2細胞の関連を研究する目的でスタンレー財団より入手した死後脳をFACSおよびウェスタン解析したところ、前頭前野(BA10)の灰白質において統合失調症(Sch)、双極性障害(BP)、大うつ病(MDD)でolig2陽性細胞数の減少とNG2発現量が低下していることを発見した。これらの結果はオリゴ前駆細胞であるNG2細胞数がSchやBP脳で減少しているか、NG2の発現量自体が減少している可能性を示唆している(Neuroscience Meeting 2007で発表)。昨年度、神経前駆細胞の一種であるNG2細胞の成体脳からの新しい培養法を確立し、in vitroで90%以上の純度でNG2細胞の長期培養が可能なことを報告した。さらにNG2細胞が抑制系神経細胞、オリゴデンドロサイト、アストロサイトへ分化することを明らかにした。しかし、NG2細胞に関して最も重要なことは、この細胞が神経細胞との間にグルタミン酸シナプスを有する特殊なグリア細胞であることである。すなわち、NG2細胞はシナプスを通じて神経細胞から直接、興奮性・抑制性の信号を受けており、AMPA型グルタミン酸受容体を介した神経-グリア間のLTPが出現する。しかし、その意義に関してほとんど何も分かっておらず、現在世界中で研究競争が繰り広げられている。われわれは昨年度、in vitro細胞培養系の利点を生かし、NG2細胞がAMPA刺激によってグリシンを分泌することを発見した。一方、D-セリンは分泌しない。グリシンは抑制性介在神経細胞のアゴニストであると同時にNMDA受容体のコ-アゴニストである。これらの発見は、NG2細胞がグルタミン酸刺激によって、神経細胞のNMDA型受容体をさらに活性化させる機序を持つ可能性を示唆しており、新しいグルタミン酸伝達のシグナル増強機序及び神経-グリア相関機能の発見につながる可能性がある。
高性能小動物用PETカメラと高磁場MRIを用いた統合的脳機能解析システムの構築

小動物用の高分解能PETは疾患の病態解明や創薬などの重要なツールとして期待されている。本研究では、microPETによる分子標的イメージングを高磁場MRIを利用して解析するシステムの構築を試みた。まず、小動物用PET装置と高磁場MRI装置に共通して使用できる頭部固定装置を開発した。本装置を用いて、同一正常マウスの頭部MRIとFDG-PETを撮像し、MRIとPET画像の重ね合わせを試みた。マウス脳MR画像上で解剖学的位置を同定するため、実際の脳標本を用いて作成されたデジタルアトラスを元に脳MR画像上で、解剖学的部位を同定し,正常マウスのMR解剖アトラスを作成し、それを用いて脳FDG-PET画像上での解剖学的部位を同定した。本システムを用いて疾患モデルマウス(DRPLA)のFDG-PET画像上での異常部位の検出に成功した。小動物用の高分解能PETは入間用のPETに比較し、検出器部分の結晶を小さくし、データ収集、画像再構成法などを工夫して、小動物の臓器内分布をある程度評個できるよう開発されてきたが、現在の最高水準のPET装置(Focus120:J Nuc1 Med 48, 2007)でもマウスの脳構造を同向定できるほどの分解能を備えてはいない。分子標的診断法を中枢神経変性疾患モデルマウスに応用するためには、詳細な脳構造の解剖学的情報を基盤にした解析システムの構築が不可決である。PET画像自体は本来、機能的情報であるため、正確な解剖情報を助けとして解析を進める必要があり、そのためにもっとも適した装置はMRIである。本研究においては、変性疾患モデルマウスのmicroPETによる分子標的イメージングを高磁場MRIを利用して解析するシステムを構築し、実際の糖代謝や異常凝集蛋白を標的とした分子イメージングの解析を試みる。また、同時に正常加齢マウスでの各週齢ごとのPETとMRI撮像をおこない、糖代謝、アミロイドイメージング、脳形態の正常データベースを構築する。本年度は、以下の3点について成果を上げることができた。(1)PETとMRIの双方で共通して利用できるマウス用頭部固定装置の開発を試みた。その結果、マウスの頭部固定に優れ、PETとMRIの位置情報を共有し、両画像の正確な重ね合わせが可能であった。(2)小動物用高磁場MR装置による正常マウスの週齢ごとの撮像をおこない、甑画像上での解剖学的部位同定と正常マウスでの脳解剖デジタルアトラスの作成を試みた。(3)DRPLA変性疾患モデルマウスを用いてFDG micro-PET前による糖代謝測定をおこない、解剖学的アトラスを用いて解析をおこなった。その結果、週齢数の経過とともに、小脳、脳幹、基底核における糖代謝の低下が確認された。小動物用の高分解能PETは人間用のPETに比較し、検出器部分の結晶を小さくし、データ収集、画像再構成法などを工夫して、小動物の臓器内分布をある程度定量的に評価できるよう開発されてきたが、現在の最高水準のPET装置でもマウスの脳構造を同定できるほどの分解能を備えてはいない。本研究においては、正常及び変性疾患モデルマウスのmicroPETによる分子標的イメージングを高磁場MRIを利用して解析するシステムを構築し、実際の糖代謝や異常凝集蛋白を標的とした分子イメージングの解析を試みることを目標とした。マウスの脳MR画像上で解剖学的位置を同定するため、実際の脳標本を用いて作成されたデジタルアトラスを元に脳MR画像上で、解剖学的部位を同定し、正常マウスのMR解剖アトラスを作成し、それを用いて脳FDG-PET画像上での解剖学的部位を同定した。複数匹の正常12週齢マウス(C57BL)の脳MR画像をSPMを用いて、標準化し、平均化することで、正常12週齢マウスの標準MR解剖アトラスを得た。さらに個々のFDG-PET画像も解剖学的標準化をおこない、作成された解剖アトラスを用いて、脳内各構造の平均的糖代謝率マップを作成した。

小動物用の高分解能PETは疾患の病態解明や創薬の重要なツールとして期待されている。分子標的診断法を中枢神経変性疾患モデルマウスに応用するためには、詳細な脳構造の解剖学的情報を基盤にした解析システムの構築が不可決である。PETによる機能画像から、脳内活性部位を正確に評価するためには、高分解能で軟部組織のコントラストに優れた形態画像を併せて取得しなければならない。また、PETによって得られた複数個体の機能画像について統計的な評価を行うためには、複数個体の画像の重ね合わせが必要だが、この処理においても精密な3次元形態画像が求められる。さらに、評価の正確さと再現性を確保するためには、統計処理のベースとなる形態画像である標準脳を使用することが望ましい。我々は、PETとMRIとで共通に利用できるような頭部固定器具を独自に製作した。この器具は、PETやMRIの画像取得の妨げにならないようなアクリル樹脂で製作されており、また、PETにおいて吸収率の方向依存性を無くすために、筒型形状に設計されている。本研究において200μmの高分解能を持つ磁場強度4.7Tの動物用MRIと分解能1.2mmのmicroPETを用い、上記頭部固定装置を使用し、正常マウス(C57BL12週齢)の脳3次元画像を取得し、以下の項目を検討した。(1)頭部固定器具によるPETとMRIによる位置合わせ精度の評価、(2)標準脳のデジタルアトラスの作成、(3)デジタルアトラスによるMRI上での解剖学的位置同定。その結果、頭部固定具による位置合わせ精度は、数百μm以内であること、マウスの脳標準アトラスについては、染色された標本断面に、各領野の詳細な区分を色分けした図を対応させたデジタルアトラスの作成を行い、このアトラスをMRI上へ投影することで、内部構造に乏しいマウスの脳についても各領野との対応を明らかにできることを確認した。