hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境全体の構造の学習過程の脳磁図計測による解明

被験者に環境の自己中心座標系情報と環境中心座標系情報のそれぞれを呈示して環境全体の構造を学習させ、その期間の脳のそれぞれの部位におけるシータ波を同時計測した結果、おもに前頭葉および側頭葉からシータ波がえられることが明らかとなった。また、シータ波のコヒレンシーについて検討したところ、環境情報の呈示に同期して、前頭葉では300ms後、側頭葉700ms後にシータ波が生起されることがしめされた。人間の環境の全体構造の学習過程を解明するために、心理物理学的実験をおこなうとともに、脳磁図計測による認知脳科学的実験をおこなった。まず、さまざまな複雑さのバーチャルリアリティ迷路の映像と都市環境をシミュレーションした映像を制作し、比較的多数の被験者を対象とした心理物理学的実験をおこなって、認知脳科学的実験をおこなう被験者と適切な環境映像を選定した。これらの被験者を対象として、脳磁図計測による認知脳科学的実験を実施した。実験は、学習フェーズと想起フェーズから構成された。学習フェーズにおける脳活動をあきらかにするために、脳磁図計測システムによって、脳のそれぞれの部位におけるシータ波を同時計測した。シータ波は、前頭葉および側頭葉をふくむ脳全域からえられた。この結果は、fMRI研究における空間が海馬、側頭葉、前頭葉に分布して記憶されるという結果を確認するものである。前頭葉におけるシータ波の位相は、視覚刺激の呈示に同期していた。これらの結果は、空間情報の記憶過程において、環境に関する自己中心座標系情報と環境中心座標系情報がシータ波のコヒレンスにバインドされていることを示唆する。平成19年度に引き続き、脳磁図計測システムを使用して、被験者が環境の全体的な構造を学習する課題を実行中の脳活動を測定した。認知課題の遂行、とくに環境認知課題の実行中に生起することが従来から報告されているシータ波の振幅およびコヒレンシーにとくに注目した。被験者に環境の自己中心座標系情報(ビュー情報)と環境中心座標系情報(地図情報)のそれぞれを呈示して、環境全体の構造を学習させ、脳のそれぞれの部位におけるシータ波を同時計測した.その結果、シータ波の発生部位が局在しており、おもに前頭葉および側頭葉からシータ波がえられることが明らかとなった。また、それぞれの計測チャンネルにおけるシータ波の振幅と計測チャンネル間のコヒレンスについて検討したところ、呈示した環境情報が自己中心座標系情報(ビュー情報)であるか環境中心座標系情報(地図情報)であるかにかかわらず、ほぼ同じになることが示された。しかしながら脳磁図計測システムには重要な瑕疵があり、被験者が少しでも動けば信頼できる計測結果がえられないため、計測中の体動を制限する必要がある。環境の学習中に体動が発生するのは必然であり、そのため近赤外線スペクトロスコピーを使用して、困難度が異なる学習課題を実施中の脳活動の計測を実施した。その結果、呈示した環境情報が中心座標系情報の場合と環境中心座標系情報の場合のいずれにおいても、環境全体の構造を学習中の活動が前頭部と側頭部からえられることが明らかとなった。したがって、認知脳科学的実験のための信頼性が高い計測システムとして、近赤外線スペクトロスコピーを今後使用することに対する実験的根拠がえられたと考えている。
培養上皮細胞に対する歯根と歯肉線維芽細胞および歯根膜線維芽細胞の相互作用について

ラット接合上皮の再生歯肉上皮と歯牙移植後の再生皮膚上皮の免疫組織学的研究から、接合上皮と歯根あるいは歯根膜組織の相互作用を示唆した。そこで本実験では、ラット歯肉上皮細胞を歯根片、歯肉線維芽細胞、歯根膜線維芽細胞と共培養し、上皮の細胞学的変化を観察することで上皮細胞に及ぼす歯根や結合組織の影響について考察した。まずラット抜去歯に付着した歯根膜組織細胞の増殖度を確認するために、抜去歯を5-Bromo-2'-deoxyuridine(BrdU)0.1%含有D-MEM培養液中で1時間培養後、通法に従い固定脱灰しパラフィン包埋した。陰性コントロールは凍結解凍処理をした抜去歯を用いた。抗BrdUモノクローナル抗体を用いた免疫組織学的検索では、歯根に付着したほとんどの歯根膜線維細胞に陽性反応が認められ、歯根膜細胞のもつ高い増殖能を確認した。次にラット歯肉片から上皮細胞と歯肉結合組織細胞をDispase処理にて分解細分化し、歯根膜細胞は抜去歯根より採取した。それらをpenicillin-G,streptomycin,Amphotericin B含有培養液中で培養、継代した。上皮細胞は約7日で、歯肉線維芽細胞と歯根膜線維芽細胞は1014日でコンフルエントの状態になった。次に歯肉線維芽細胞と歯根膜線維芽細胞をfeeder layerとして培養し、そこに歯牙片を静置した状態で上皮細胞を播種し共培養した。しかしfeeder layerの安定性が不十分なために、それぞれの境界面が観察できるような状態の培養ができなかった。そこで線維芽細胞層の安定化のためにType Iコラーゲン含有培養液をもちい、コラーゲンをゲル化させることで安定させることを検討している。
国際(地域間)分業と経済発展の関連、および空間的経済秩序のあり方に関する研究

設定した課題について、これまでになしえた研究実績は以下のとおりである。(1)まず、沖縄地域経済についての現地調査と資料調査では、次第に今後の地域経済振興の重点が変化しつつあるとの認識をえた。従来、全国総合開発政策や基地関連政策との関連もあって、工業誘致、自由貿易地域、IT産業誘致とさまざまな振興策が打ち出され、そのいずれも決定的とはなりえなかった。90年代の不況をつうじて、沖縄地域経済を下支えしたのが観光業であり、入域観光客数が伸び続けてきたということが、ここにきて観光業を諸振興策のうちの一つとしてではなく、最重点として位置づけようという動きを生み出しつつあるとおもわれる。(2)イギリスの地域経済とグローバル化との関連については、英国通産省のスモール・ビジネス・サービスを検討した。そのAction Planは、さまざまな起業支援策を打ち出しているが、海外もふくめて自由競争の枠組みを大前提としているため、大企業と中小企業の競争環境の差異を指摘しながらもそれを是正する本格的提案をおこなっていない。(3)アダム・スミスの自由貿易論については、現代の貿易論関連の理論家がおしなべてスミス貿易論の時代的制約を無視していることがはっきりしてきた。現在、私は、スミス貿易論が(イ)技術格差が小さくその移転も難しくない、(ロ)生産規模が小さく、コストの規模別格差がない、(ハ)流通コストが大きい、といった条件のもとでの議論であることを証明しようと考えた。
微小動力環境における凝固、結晶成長のその場観察

昨年度、開発した種々の光学観察システムを用いて、宇宙空間の微小重力環境の利用を最終的な目的とした地上予備実験を行ない以下の様な結果を得た。(1)固液界面の安定性のin-situ評価、融液からの凝固、結晶成長において固液界面の安定性は、組成的過冷却の理論では界面前方の温度勾配と濃度勾配の代償から決められる。本研究では二波長の共通光路型の顕微干渉計により、非定常凝固過程における温度勾配と濃度勾配を非接触で測定することによる界面不安定化のクライテリオンの検証を行なった。表面張力を駆動力としたマランゴニ対流挙動の解明を行なうため、落下塔(持続時間:10秒)を利用した直接観察装置を試作し、数値計算の併用により短時間で上記対流挙動の観察を行なうため実験条件を解析した。その結果、10秒の短時間微小重力環境であっても、マランゴニ対流挙動の観察が可能であり、また数値計算はそれを支えるに十分な精度があることが確認された。(3)水溶液からの結晶(Cdl_2)成長過程の観察に上記の共通光路型顕微干渉計を適用し、表面ステップの運動と表面過飽和度との関係を調べ、併せて小型ロケット(持続時間6分)を用いた微小重力実験の実験条件の検討を行なった。(4)小型マイケルソン干渉計を用いて、半導体、イオン結晶の成長速度、ステップの移動速度の測定を試みた。現在の状況では試料光および参照光の分割比等の最適化が十分でなく、コントラストの大きな干渉縞を得るには今後更に検討が必要であることが明らかになった。融液、溶液からの凝固・結晶成長過程を観察するための種々の光学観察システムを試作した。(1)共通光路型干渉顕微鏡システム本装置は、宇宙搭載機器を前提とした、軽量、消費電力、耐振設計であり、主な機能は【○!1】LDを光源とした共通光路型光干渉顕微鏡、LEDを光源とした【○!2】シュリーレン光学系、【○!3】振幅変調型光学顕微鏡からなり、凝固界面形態のミクロ観察、液相中の濃度、温度の空間分布、液相中の流れの同時観察が可能になっている。特に【○!1】に関しては、全く新しい干渉計であり、従来の二光束型干渉計に比して、光軸の調整が格段に用意になっている。本装置を用いて、透明有機物質の凝固の予備的観察を行ない、凝固速度を変化させた時の凝固界面形態の変化、液相中の屈折率勾配の測定に成功した。(2)マイケルソン干渉計システムめっき等の電気化学的反応における界面近傍の物質輸送を観察するための反射型(マイケルソン)干渉計を試作した。本装置はLDを光源とした超小型干渉計であり、不透明物質の凝固・成長表面状態の観察を対象としている。(3)流れのマクロ観察システム表面張力勾配を駆動力とした(マランゴニ)対流を観察するためのビデオシステムを試作した。次年度は、これらの装置を用いることにより、凝固・結晶成長過程を観察し、宇宙実験を想定した実験条件の検討を行なう。特に(3)に関しては地上参照実験の後、大気球からの自由落下に供するための改造を行なう。また(1)に関しても、1990年に打ち上げが予定されたいる小型ロケット(TR-1)に搭載し、凝固・結晶成長を推進するための地上予備実験を行なう。その他、1992年度に打ち上げ予定のフリーフライヤー、今世紀末に運用が開始される宇宙基地での凝固・成長のその場観察実験を想定した地上参照実験を推進し、宇宙実験の実験条件の詳細を検討する。
両生類四肢再生開始メカニズムの確定とその応用への可能性の探索

有尾両生類は四肢と言う非常に複雑な器官を再生できるが、我々高等脊椎動物は四肢のような複雑な器官はもとより、構造的には比較的単純な器官でさえ再生させることができない。有尾両生類の四肢再生機構を解明し、その機構を高等脊椎動物に応用することが最終的なゴールになる。本研究提案内では、先年度目算を付けた再生誘導物質の特定とその応用に焦点を当てている。過剰肢付加モデルと言う世界でも我々しか持たない技術を使用し、再生物質の特定に努めた。結果、FGF2,FGF8,BMP2(7)という3物質が再生誘導物質として確定できることを発見した。皮膚の損傷部に、上記FGF2+FGF8+BMP2を添加することで、有尾両生類(メキシコサラマンダー&イモリ)で四肢の再生反応を引き起こせることに成功した。FGF2+BMP7、FGF8+BMP7と言った2因子でも再生の誘導は可能ではあったが、その誘導効率は著しい減退を示した。また、BMP4+FGF2+FGF8は全くの効果を持たないことも明らかになった。これらの効果の差は、今後下流因子の関与などの解析するうえでの礎になるものだといえるだろう。この成果は、我々が発見した再生誘導物質が単にメキシコサラマンダーと言う単一種で通用するものではなく、比較的範囲の広い動物に使用できる可能性を提示しているものと考える事ができる。本研究提案内では、損傷部に長期間目的タンパク質を留まらせるための「キャリアー」の改善も行い、今後の他動物(高等脊椎動物)への応用を睨んだ予備的データの収集も行えたことは隠れた大きな成果だと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。(繰越し課題であり、すでに26年度報告書を出しているので、26年度報告書と重複する部分ございます)有尾両生類は四肢と言う非常に複雑な器官を再生できるが、我々高等脊椎動物は四肢のような複雑な器官はもとより、構造的には比較的単純な器官でさえ再生させることができない。本研究提案内では、損傷部に長期間目的タンパク質を留まらせるための「キャリアー」の改善も行い、今後の他動物(高等脊椎動物)への応用を睨んだ予備的データの収集も行えたことは隠れた大きな成果だと考えられる有尾両生類は四肢と言う非常に複雑な器官を再生できるが、我々高等脊椎動物は四肢のような複雑な器官はもとより、構造的には比較的単純な器官でさえ再生させることができない。繰越しをいたしました。最終報告書までには予想以上の進展を得ており、一部遅れ以外は期待以上の進展を得ることができました。実験動物の環境が整い次第、当初予定していた再生誘導物質と思われる因子を適用してゆく。
強磁性金属における量子コヒーレンス効果の研究

磁性金属のコヒーレンス:電子線リソグラフ法を用いた微細加工によって、強磁性金属であるニッケルおよびパーマロイのリング構造の試料を作成し、その特性を調べた。磁気抵抗の磁場依存性に再現性のある磁気抵抗振動を観測した。コヒーレンス長は数十ナノメートル程度と予想されたので、今年度は、試料が50ナノメートル程度の大きさの構造で実験を行った。試料は線幅50nmで、四端子測定の電圧端子間の距離が70nm程度の非常に微細な構造の試料である。これまでにこれほど小さな構造の金属細線試料の測定は例がない。極低温の磁気抵抗を測定したところ、やはり、磁場に対する周期の短い振動成分と、長い振動成分があることを観測した。測定に用いた希釈冷凍機が異なるために温度の安定度から、直接の比較はできないが、磁場に対する短い周期の振動が以前のものに比べ大きく観測された。短周期振動の原因のひとつの可能性は、UCFであると考えられる。非平衡準粒子伝導:微小超伝導体中の非平衡準粒子の関連して電荷インバランスの余剰電流を明確に観測することに成功した。電子線リソグラフィーにより形成したアルミニウムの細線に金のトンネル接合をふかした素子を作成した。極低温でのV-I特性測定から電荷インバランスの余剰電流の特性を明らかにした。また、余剰電流の大きさに関して解析を行い、準粒子の電荷インバランスは、超伝導体中を拡散的に伝達し、その緩和時間がAlの場合、極低温でおよそ8nsecであることがわかった。この値は、電子フォノン相互作用パラメータから期待される値である。磁性金属のコヒーレンス長は、今なおどの程度の長さであるか未解決である。この点に関して昨年度までに、電子線リソグラフ法を用いた微細加工によって、強磁性金属であるニッケルおよびパーマロイのリング構造の試料を作成し、その特性を調べた。今年度は、さらに研究を進め、さらに微細構造の試料を用いて極低温の磁気抵抗測定を行った。昨年度の結果から、コヒーレンス長は数十ナノメートル程度と予想されたので、今年度は、試料の寸法をさらに小さくして実験を行った。短周期振動の原因のひとつの可能性は、UCFである。UCF効果は散乱体の分布に大きく依存し干渉パターンが変化する。表面に存在する反強磁性体のスピン状態が磁場の掃引でわずかな変化を受けて全体の干渉パターンを変化させている可能性がある。また、別の可能性としては、サブミクロンといわれている磁性体のドメイン構造が、実はもっと小さい可能性があり、それが磁場に依存して若干の磁気方位の変化をもたらしていることが、コヒーレンス干渉パターンの自由度を与えている可能性がある。これらに関して現在、論文準備中である。
トロイダル回転がL-H遷移に与える影響に関する第一原理シミュレーション研究

トロイダル軸対称モードの流れ(対流胞)と電磁場の発展を整合よく取り扱うためにBOUT++コードに導入した数値手法の検証のための勾配駆動型簡約化MHDモデルによる円形断面平衡のペデスタル崩壊シミュレーションとL/H遷移シミュレーションに向けた熱源駆動型簡約化MHDコードの整備を前年度から継続して行った。ペデスタル崩壊シミュレーションに関しては、ペデスタル崩壊後に非線形的に生成される対流胞と抵抗性バルーニングモード乱流の相互作用に着目して解析を実施した。非線形フェーズの初期では、強いシア構造を持つ対流胞による圧力揺動フィラメントの径方向伝播の抑制と対流輸送による圧力分布の部分的な復元から放出エネルギーレベルが減少する。一方で、非線形フェーズの後期では、二次的な不安定性が準線形的に励起されることにより、圧力分布の二次的崩壊が引き起こされる描像が得られた。また、二次的な不安定性の励起以降に、圧力勾配から駆動される減衰振動が圧力勾配、対流胞シア、乱流強度間で確認された。以上の成果を論文としてPhysic of Plasma誌から出版した。一方で、ペデスタル崩壊シミュレーションの成果の論文化に向けた長時間計算と解析に想定以上の時間を要したため、熱源駆動型簡約化MHDモデル開発に関しては、2018年度内のL/H遷移シミュレーションの実現には至らなかった。しかしながら、L/H遷移の再現に必要となる対流胞と乱流の自己無撞着な相互作用が改良したBOUT++コードで得られることをペデスタル崩壊シミュレーションで確認できたため、L/H遷移シミュレーションに向けた見通しが得られた。ペデスタル崩壊シミュレーションにおける対流胞の生成と圧力勾配、対流胞シア、乱流強度間の減衰振動から、L/H遷移の再現に必要となる対流胞と乱流の自己無撞着な相互作用がBOUT++コードの計算系で得られていることが確認できたため、L/H遷移シミュレーションに向けた見通しが得られた。一方で、上記の成果を得るために当初の想定以上の時間を要し、2018年度内のL/H遷移シミュレーションの実現には至らなかったため、補助事業期間の延長を行なった。勾配駆動型簡約化MHDモデルによるペデスタル崩壊シミュレーションを通して対流胞を整合良く取り扱う手法(ポアソンソルバー)のダイバータ配位への拡張を行う。平行して、熱源駆動型簡約化MHDモデルによるL/H遷移シミュレーションのプロダクションランを円形断面平衡で実施し、L/H遷移における対流胞、圧力勾配、MHD乱流の構造形成の解析を行う。ポアソンソルバーの拡張の進捗を考慮しながら、ダイバータ配位におけるL/H遷移シミュレーションの検討を行う。本年度は、研究スタート支援(課題番号:26889068)で得られた知見を基に、BOUT++コードにおける非共鳴成分の数値コード内の実装について調査を行った。BOUT++コードでは沿磁力線座標系を採用しており、ポアソン方程式を解いて渦度から静電ポテンシャル計算する際にはフルート近似を用いて磁力線に垂直な2方向の境界値問題へと簡略化を行っている。非共鳴成分に対するラプラス演算子の磁気座標系における表式との対応を調査した結果、磁気座標系においては小半径方向1次元の表式と等価となっていることが分かった。現在、L-H遷移の再現に向けて非共鳴・長波長モードに適した3次元ポアソンソルバーの開発を行っている。BOUT++の非共鳴・長波長成分の取扱いに問題があることが明らかになったため、研究計画を変更して線形化グラッド・シャフラノフ平衡に基づく磁気平衡ソルバーの開発を行い磁気平衡モデルの高度化を行った。トーラス配位におけるL-H遷移の非線形シミュレーションに向けて、従来の円柱配位の簡約化MHDシミュレーションで計算資源節約のために用いられている現実のプラズマより高い抵抗率や重い電子質量がトーラス配位における非理想バルーニングモード型不安定性に与える影響を無衝突バルーニングモード(CBM)/抵抗性バルーニングモード(RBM)不安定性の線形計算から検証した。同一の圧力シア・磁気シアを持つ円形断面平衡とD型平衡に対するCBM/RBM不安定性の線形成長率の抵抗率と電子表皮長に対するパラメータスキャンから、形状効果を導入した周辺プラズマ安定性解析と乱流計算には現実的な抵抗率と電子表皮長を用いる必要があることを明らかにした。コード開発に関しては、BOUT++コードを用いたL-H遷移シミュレーション手法の構築にポアソンソルバーの大幅な改修が必要であることが明らかになったため当初の計画から遅れが生じている。トロイダル回転を取り入れたL-Hモデルの構築に関しては、当初の計画通りHazeltine-Meissの4場(渦度、磁気ポテンシャル、圧力、イオン平行流)の簡約化MHDモデルに平行流とポロイダル回転の寄与を取り入れた径方向の力の釣り合いを記述する新古典平行粘性を導入した表式を導出した。磁気平衡モデルの実装に関しては研究計画を一部前倒しして、線形化グラッド・シャフラノフ平衡に基づく磁気平衡ソルバーの開発を行い磁気平衡モデルの高度化を行った。2016年度のBOUT++コードの数値スキーム検証で明らかになった非共鳴(トロイダル軸対称)成分に対する取り扱いに関する問題点の解決を行った。具体的には以下の通りである。1)従来の実装では非共鳴成分に対してフルート近似を用いた径方向1次元のポアソンソルバーを用いていたため静電ポテンシャルの固有関数にポロイダル方向に強い数値振動が発生していたが、同ソルバーの2次元化を行い固有関数のポロイダル空間構造を表現できる手法を実装した。

2)従来の実装では対流微分の離散化に風上差分の一種であるWENO法が利用されていたが、本手法をプラズマコア領域のバルーニングモード型不安定性に適用すると、三波結合を記述する対流項に風上方向の時間変動に起因する数値非線形性が混入して短波長側にエネルギーを送る非物理的なエネルギーチャンネルが形成されて数値不安定性を駆動することを明らかにした。この問題は擬スペクトル法に基づく対流微分スキームを実装し解決できることを確認した。なお、対流微分に関する問題に関しては、線型性を保証する離散スキームを適用することが本質であることを明らかにした。考案した手法の検証のために円形断面平衡のELMシミュレーションを行い、1)非線形飽和後に系のエネルギーの良好な保存特性が得られること、2)非線形飽和後に非共鳴成分の大域的な構造が渦度と電流の分布に確認できること、3)ELMによるエネルギー放出量が格子解像度よらずに一定の飽和レベルへと収束することを確認した。これらの成果は渦度方程式の非共鳴成分で記述される平均流、帯状流とプラズマ回転の力の釣り合いが重要であるL/H遷移シミュレーションを遂行する上で意義がある。L/H遷移を記述するために必要となる渦度方程式の非共鳴成分の整合良い取り扱いを実現するための数値手法開発を行ったため。開発した数値手法の検証ではトロイダル回転を取り入れたL/H遷移のシミュレーションに必要となる4場(渦度、磁気ポテンシャル、圧力、イオン平行流)の簡約MHDモデルによる勾配駆動型ELMシミュレーションを行い、1)方程式系のエネルギー保存特性が良好であること、2)非線形飽和後に非共鳴成分の帯域的フローが形成されることが確認できた。これらは熱源駆動型の簡約化MHDモデルによるL/Hシミュレーションを行う際に重要となる1)熱源・シンクを印加していない状況で系のエネルギーが保存するかを確認する、2)帯状流シアーによる乱流レベルの低減が起こるかを検証する、を行う際に有用な結果である。トロイダル軸対称モードの流れ(対流胞)と電磁場の発展を整合よく取り扱うためにBOUT++コードに導入した数値手法の検証のための勾配駆動型簡約化MHDモデルによる円形断面平衡のペデスタル崩壊シミュレーションとL/H遷移シミュレーションに向けた熱源駆動型簡約化MHDコードの整備を前年度から継続して行った。ペデスタル崩壊シミュレーションに関しては、ペデスタル崩壊後に非線形的に生成される対流胞と抵抗性バルーニングモード乱流の相互作用に着目して解析を実施した。非線形フェーズの初期では、強いシア構造を持つ対流胞による圧力揺動フィラメントの径方向伝播の抑制と対流輸送による圧力分布の部分的な復元から放出エネルギーレベルが減少する。一方で、非線形フェーズの後期では、二次的な不安定性が準線形的に励起されることにより、圧力分布の二次的崩壊が引き起こされる描像が得られた。また、二次的な不安定性の励起以降に、圧力勾配から駆動される減衰振動が圧力勾配、対流胞シア、乱流強度間で確認された。以上の成果を論文としてPhysic of Plasma誌から出版した。
アクリジンオレンジ法を用いた細菌感染症の迅速診断に関する研究

従来より、グラム染色は細菌感染症(髄膜炎、敗血症、肺炎、尿路感染症)の診断、治療の選択には欠くことの出来ない方法である。しかし抗生物質の発達にともない、細菌学的検索以前にすでに投与されていると原因菌の検出されない場合もあり細菌性髄膜炎で実際40%近くは検出されないのが現状である。アクリジンオレンジ染色法(以下AOSと略す)はDNAのらせん構造に強力に結合する螢光色素である。従来は癌細胞のDNA含有量の定量的解析に使われてきたが、1970年代後半になり細菌株80種を染色、オレンジ色に染色される事が示された。その後1980年McCARTHYらは敗血症の迅速診断法としてAOSの有用性を発表した。しかし、その後の系統的な報告例はない。そこで我には本色素を使用し、臨床的有用性を検討した。本年度の実績として(1)化膿性髄膜炎10例において、グラム染色法とAOSと比較した。グラム染色陽性例では全例においてAOSも陽性であった。1例AOS陽性,グラム染色陰性例があった。また、治療でこれらの症例においてAOSがグラム染色より12日長く染色された。(グラム染色;平均2.5日,AOS;平均3.7日),培養は1例を除いて3日目以降陰性であった。(2)また菌培養陰性でもhatex反応(E.coli etc)陽性者で全例AOS陽性で,AOSとLatex凝集反応と相関していた。(敗血症及び髄膜炎で)本法は、グラム染色より非常に簡決であり、また、臨床的に治療の指標となり得る有用な方法と考え、さらに今後も症例をふやしていく予定である。
サルコペニアの早期予防と重症化防止を目的とした簡易評価法の構築

サルコペニアは、転倒による怪我や骨折の危険性を増加させ、身体的自立の妨げや寝たきりへと進行する可能性が高く、高齢社会における疾病予防の観点から大きな健康問題とされる。日本の女子大学生の身体的特徴として、隠れ肥満を指摘する研究報告がみられる。また最近では、女子大学生の骨格筋指数(SMI)を測定すると、サルコペニア(加齢性筋肉減少症)診断基準を下回る対象者が一定数存在するとの報告もある。そこで本研究では、女子大学生の身体的特性を測定し、サルコペニア診断基準も踏まえて評価した。健康な女子大学生124名を対象とし、身体的特性として形態的(体格指数(BMI)・体脂肪率・SMI:バイオインピーダンス法)・機能的評価(握力・歩行速度)を調べた。サルコペニア診断としてAWGSの基準を用いた。BMIは20.6±2.9kg/m2であり、18.5 kg/m2未満(低体重)は24名、25 kg/m2以上(肥満)は6名だった。また、体脂肪率は26.4±5.7%であり、隠れ肥満(BMIが25 kg/m2未満で体脂肪率30%以上)は20名だった。SMIは5.92±0.60kg/m2であり、5.70 kg/m2(カットオフ値)未満は41名だった。一方、握力は26.3±4.0kg、歩行速度は1.43±0.43m/秒であり、カットオフ値未満は1名(握力)だった。女子大学生は、隠れ肥満よりもプレサルコペニア(筋量のみ基準以下)の該当者が多く、体脂肪量以上に骨格筋量の改善が必要であると示唆された。予定通りにデータの集積を行うことができ、論文化に向けた作業へと進むこともできている。今年度は若年女性に特化したデータ集積であったため、若年男性データの集積や重篤患者のデータ集積に向けて実験を継続したいと考えている。当初の予想よりも早期に有益な研究成果が出たこともあり、出版社から複数回、有料掲載の依頼がきたため。そのうちの1つ(英国からの依頼)に関しては2018年度ではなく、2019年度の刊行となったため、結果的には当初の2018年度予算で収まることとなった。
芸術の〈限界現象〉に関する美学的考察-1920年前後の芸術の新たな動向について-

1920年代、それは芸術家が機械的環境を真に意識し始めた時期である。この意識は、ロシア構成主義にはっきり出てくるが、それはまた古典的芸術概念の崩壊と、作品の芸術性の無化の始まりとしても捉えられる(潮江)。現代はまた、高度に発達した消費社会の時代であり、ボードリアールも指摘するように、そこではモノが有用性によってではなく単なる差異によって消費される記号に化し、この中にあって芸術作品も消費される記号に変ずる。デュシャンから始まる芸術のオブジェ化は、現代芸術の記号化の先駆的現れとして捉えられる(魚住)。今世紀初頭はまた、新たな反自然主義としての表現主義の時代でもあり、それは抽象主義,マニエリスム,綜合芸術の理念の三つの切り口から捉えられる。これにはそれぞれ代表的理論家が関与していた。ヴォリンガーは抽象形式を原始および中世美術と、ドヴォルザークはマニエリスムをグレコ芸術と関連づけて論じ、グロピウスは綜合芸術の理念をモリス的ロマン主義に見出した(太田)。これらの動向の中で、現代芸術は多様な実験的試みを作品として呈示してきたが、この新しさの追求の中で芸術家は作品概念の大きな変容に直面せざるをえなくなった。それゆえわれわれは、これら造形実験が作品概念にとりいかなる意義を有し、またそれがいかに作品像を変化させたかにつき実証的に検証した(渡辺)。新たな芸術の源流を辿ることの内で、現代の哲学的美学の中心問題も明らかになってきた。それは一方で真理が生起しまた貯えられる場としての作品概念の解体であり、これに代る新たな芸術的価値としての美的体験そのものへの着目とそこからくるカント美学の見直しであり、また他方では、人間存在の無根拠性の自覚から、作品の総体性に代る部分性,反省性の強調である。現代の哲学的美学におけるこれら二つの中心問題は、今世紀初頭の新たな芸術運動の進展の中で顕在化してきたものとして捉えられる(岩城)。
ピエール・ブーレーズの音楽創作とその戦略的意図－《エクラ》の自作解釈を一例として

昨年度に引き続き、パウル・ザッハー財団所蔵のスケッチ資料調査に基づき《プリ・スロン・プリ》の第1曲〈賜〉の創作プロセスの解明を進めた。元となるセリー素材をどのように派生させ作品を構築していったのか、その作曲過程の詳細を明らかにしつつ、ブーレーズの音楽創作における「システム」と「自由」の相互関係を考察した。これにより、〈賜〉の作曲が依拠しているブロック・ソノールとよばれるセリー素材に内在する音程の関係網(同形または移高による異種同形)、また柔軟かつ想像力豊かなブーレーズのセリー語法の具体例を示すことができた。他方、上記の内容と平行して、《プリ・スロン・プリ》の第5曲〈墓〉における音域決定に関する研究も進める予定であったが、アクセス可能な〈墓〉の一次資料は不完全な状態と推測されるほか、そのスケッチがきわめて複雑であることから、解読作業の進展が遅れている。しかし、〈賜〉の直前に作曲された〈墓〉は、《プリ・スロン・プリ》サイクルにおいて〈賜〉と対になる作品であり、また先述したブーレーズのセリーの特性の転換の論理的根拠を示す例としても重要な位置を占める。採用者は当作品に関する基礎研究を修士論文で行っており、これを基盤としてさらなる未解読スケッチの分析を進め、博士論文の構成章の一部としたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、ピエール・ブーレーズの音楽創作における戦略的意図ー作曲者が自作の解釈をどのように提示し、また作品の受容プロセスにいかなる影響を及ぼしてきたのかーを研究することを目的とし、当初、その具体的な考察対象に1960年代の小編成オーケストラ作品《エクラ》とその拡大増補版《エクラ/ミュルティプル》を扱う予定でいた。本研究を遂行するうえで不可欠な作業が当該作品の「改訂」に関する考察であるが、昨年9月に行ったパウル・ザッハー財団(スイス、バーゼル)での一次資料の調査を経て、ブーレーズの音楽創作の実態を解明には、当初想定していた多層的な創作プロセスのみならず、異なる作品間の関係網を考慮することがきわめて重要であるとの考えに達した。これは、彼がしばしば過去に一度用いた音楽素材を別の作品で(異なる作曲システムのもとで)再び活用、あるいは同時期に作曲された複数の作品にまたがって同一素材の再考を行い、結果として異なる作品同士に潜在的なネットワークを張り巡らせているためである。以上の点をふまえ、ブーレーズの音楽創作の本質を究明するのにより相応しい作品として、管弦楽とソプラノのための《プリ・スロン・プリーマラルメの肖像》の5つの楽曲群を本研究の主要考察対象に変更する。マラルメの詩をめぐる1950年代のブーレーズの思想が結集された当作品は、作曲技法の観点からも、美学的観点からも20世紀音楽史の記念碑的な作品であるが、関連する一次資料の膨大さと作曲過程の複雑さゆえに未だ創作の全貌が充分に明らかにされていない。詳細な分析に基づきその全体像を描き出すなかで、ひとつのミクロな素材を徹底的に「演繹」させようとするブーレーズの音楽創作の本質に迫れるだろう。現時点での研究実績としては、《プリ・スロン・プリ》の第1曲〈賜〉および第5曲〈墓〉の作曲システム、創作プロセスの大部分を解明しつつある。《プリ・スロン・プリ》の創作プロセスの全貌解明に向けて一次資料の分析作業を進めている。これまでに、パウル・ザッハー財団が所蔵する5つの構成楽曲に関する創作スケッチおよび草稿譜等の資料収集を大方終え、当作品のいわば総括として位置づけられる第1曲〈賜Don〉の資料の解析を行った。その結果、第1曲とほぼ同時期に構想が練られた第5曲〈墓Tombeau〉とのあいだに形成された素材使用上のシンメトリー関係の詳細と、それによって支えられる《プリ・スロン・プリ》サイクルの一貫した創作コンセプトが明らかになった。その成果の一部は、ザッハー財団が発行する機関誌掲載の小論文にまとめた。一時資料の分析を進める中で、今後取り組んでいくべき新たな課題も浮かびあがった。ブーレーズの音楽創作は、セリー素材の準備からその活用方法の探求、そしてそれらの構想の細部が実際に譜面化されるに至るまで、入念かつ精巧に練られた段階的な作曲計画に支えられている。着目すべき点は、準備された素材が譜面化される際、きわめて柔軟に多様なヴァリエーションを伴って現実化されていることである。つまり、元の音素材と現実の音対象の間には大きな隔たりがあり、ゆえに、セリー素材の論理的構成によって築き上げられた作品内部のシステムはあくまでも作品創作上のコンセプトとしてのみ存在し、最終的なスコアの段階においてそれが表面上に現れることは決してない。この点に鑑み、現在、以下の問題提起に至っている。ひとつは、柔軟な素材として設計されたブーレーズのセリーはいかなる特性を持ち、それに対してどのような派生の可能性が与えられているのか。次に、スケッチにおいて準備されたセリー素材が現実化される際、創作上のいかなる判断基準が働いていると考えらるか。これらは、彼の作曲におけるシステムと自由な書法の関係性を考察する上で無視することのできない問いであると考える。現在までに、本研究の基盤となるパウル・ザッハー財団での一次資料の包括的な調査をほぼ終え、その複雑なスケッチの解読作業および作曲過程の解明を進めている。

その中で、ブーレーズの音楽創作における段階的な音楽構築のプロセスと、そこに内在する論理が徐々に明らかになってきた。現在、本研究の核となる論点の整理を行っている。この点に関については、ほぼ順調に研究を進めているといえるが、具体的な学術成果としての論文発表は現段階ではそれほど多くない。(3)の「やや遅れている」を選択したのは、以上の理由による。ただし、国際ジャーナルへの投稿を予定して、現在、第1曲〈賜〉に関する英語論文の執筆を行っており、この他にも今年度中に上記の成果をまとめた査読論文を複数発表をすることを予定している。昨年度に引き続き、パウル・ザッハー財団所蔵のスケッチ資料調査に基づき《プリ・スロン・プリ》の第1曲〈賜〉の創作プロセスの解明を進めた。元となるセリー素材をどのように派生させ作品を構築していったのか、その作曲過程の詳細を明らかにしつつ、ブーレーズの音楽創作における「システム」と「自由」の相互関係を考察した。これにより、〈賜〉の作曲が依拠しているブロック・ソノールとよばれるセリー素材に内在する音程の関係網(同形または移高による異種同形)、また柔軟かつ想像力豊かなブーレーズのセリー語法の具体例を示すことができた。他方、上記の内容と平行して、《プリ・スロン・プリ》の第5曲〈墓〉における音域決定に関する研究も進める予定であったが、アクセス可能な〈墓〉の一次資料は不完全な状態と推測されるほか、そのスケッチがきわめて複雑であることから、解読作業の進展が遅れている。しかし、〈賜〉の直前に作曲された〈墓〉は、《プリ・スロン・プリ》サイクルにおいて〈賜〉と対になる作品であり、また先述したブーレーズのセリーの特性の転換の論理的根拠を示す例としても重要な位置を占める。採用者は当作品に関する基礎研究を修士論文で行っており、これを基盤としてさらなる未解読スケッチの分析を進め、博士論文の構成章の一部としたい。「研究実績の概要」で述べたとおり、研究の進展に伴って本研究の考察事例対象を変更する必要が生じたため、当初予定していた研究内容と実際に行った研究内容のあいだには多少の隔たりがある。だが、対象作品こそ異なるものの、一次資料に基づきブーレーズの複雑な作曲システムの詳細を明らかにしつつあるという点において、全体的な進捗状況はほぼ予定通りと言える。現在、《プリ・スロン・プリ》の第1曲〈賜〉の創作過程の解明を基盤としてブーレーズの素材の取り扱いに関する考察をまとめた英語論文を執筆中で、6月までにはこれを完成させる予定である。また、今夏を目処に、昨年度までに収集した一次資料のうち、とりわけ〈賜〉との関係が深い第5曲〈墓〉のスケッチの解読を丹念に進め、素材の柔軟な現実化に際してブーレーズがいかなる創作上の探求を行っているのか、その手がかりを得たい。得られた成果は、今年度中に査読論文としてまとめる。また、第3曲〈マラルメにより即興第3番〉の解読も進め、その中で同時期のダルムシュタットでの講義に基づく著作『現代音楽を考える』とのあいだの理論と実践の関係に注目する。これらの作業と平行して、博士論文の章立ての検討、一部執筆も始める。そこでの重要な論点を絞っていくためには、1950年代のブーレーズの他の作品への理解が不可欠である。これは《プリ・スロン・プリ》の完全版(1962)が、1940年代後半から50年代を通して作曲者が試みた様々な作曲語法の探求のいわば総括として位置づけられるためである。《プリ・スロン・プリ》
インフルエンザ脳症の組織培養モデルを用いた薬剤による病態の増悪及び改善の検討

TNF-α、および非ステロイド性消炎鎮痛薬のヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)へのアポトーシス誘導、毒性、タイトジャンクションの変化について検討した。ウエスタンブロットによるClaudin-5、Occludin発現の変化、経上皮内皮電気抵抗値(TER)測定による細胞透過性の変化によりTNF-αのタイトジャンクションへの影響を評価した。本年度は臍帯からヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)の効率的な単離培養法の確立と、単離培養したHUVECを用いてTNF-αのアポトーシス誘導および各種消炎鎮痛剤の影響について検討した。(1) HUVECの単離培養法の確立。本研究への協力の同意が得られた、当施設で出生した児より臍帯を提供して頂き、唐崎らの論文(J UOEH,18(4):281-285,1996)を参考にして、施設内でHUVECの単離培養法を確立した。単離培養法の確立により、常時十分量のHUVECを用いた検討が可能になった。(3)各種消炎鎮痛剤のTNF-α存在下でのHUVECへの影響。消炎鎮痛剤としてメフェナム酸、ジクロフェナックナトリウム、イブプロフェン、インドメタシン、アセトアミノフェンを用い、TNF-α(10ng/ml)存在下でのHUVECへの細胞毒性をMTT法で評価した。薬剤濃度250μM、125μMでの検討ではイブプロフェン、アセトアミノフェンはともに細胞毒性は認められなかったが、メフェナム酸はTNF-αの存在により細胞毒性が増強された。ジクロフェナックナトリウム、インドメタシンは125μMでは毒性を示さなかったが、250μMでは細胞毒性を示した。1.HUVECの単離培養。22年度は本研究への協力の同意が得られた23件のHUVEC単離を行った。2.10%FCS含培地でのTNF-αのHUVECにおけるタイトジャンクション蛋白m-RNA発現への影響。TNF-α(1,10pg/ml)を培養液に添加し、HUVECのタイトジャンクション蛋白の経時的変化(time 0,0.5,4,6,8,24時間)をリアルタイムRT-PCRを用いm-RNAレベルで検討した。Claudin-12以外のタイトジャンクション蛋白はTNF-α添加後4時間に発現のピークが認められた。いかなる条件でもtime 0に比較し発現の低下は認められなかった。3.2%FCS含培地でのTNF-αのHUVECにおけるClaudin-5、Occuludin発現への影響。TNF-α(0.1,1,10pg/ml)を培養液に添加し、HUVECのClaudin-5、Occuludinの経時的変化(6,12,24時間)をウェスタンブロットで検討した。両蛋白共に添加後6時間では発現に変化は認められなかったが、添加後12時間では、Claudin-5は濃度依存的に発現の低下が認められた。添加後24時間では、両蛋白共に濃度依存的に発現の低下が認められた。本年度は臍帯からヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)の単離培養し、TNF-αのHUVECのタイトジャンクションへの影響を継時的に測定した。(1)HUVECの単離培養。本研究への協力の同意が得られた9件のHUVEC単離を行った。(2)細胞リアルタイムモニタリングシステム(cellZscope^[○!R])による細胞タイトジャンクションの評価。血管内皮細胞を専用プレート(トランスウェル^[○!R])で培養し、cellZscope^[○!R]を用い、経上皮内皮電気抵抗値(TER)を経時的に測定し、細胞タイトジャンクションへの影響(細胞透過性)を検討した。本システムの原理はWeenerらにより2004年に論文発表され(BioTechniques37:590-597,20G4)、現在、全世界で血管-脳関門やタイトジャンクションの研究に用いられている最新の唯一の方法である。HUVEC培養開始後60時間より、TER値が上昇し、90時間後にTER値はプラトーに達しタイトジャンクションの形成を機能的に確認した。HUVEC培養開始後120分にTNF-α(100pg/ml、1ng/ml、10ng/ml)を培養液に添加し、TERを継時的に測定した。TNF-αいずれの濃度でも、添加後10時間後よりTER値が低下し細胞透過性が亢進が確認された。100pg/mlでは添加後約24時間で細胞透過性は添加前のレベルに回復したが、1ng/ml、10ng/mlでは添加後30時間でも細胞透過性の回復は認められなかった。
新しいサイトカインSDF-1の構造と機能に関する研究

シグナルシークエンストラップ法をもちいて我々がクローニングしたintercrinea subfamilyの新しいメンバー、マウスSDF-1をプローブにヒト相同遺伝子のクローニングを行ない、その塩基配列の決定を行なった。マウスSDF-1とヒトSDF-1はアミノ酸レベルで95%以上の相同性が認められた。また、その遺伝子構造を調べたところ、SDF-1の二つの分子種SDF-1αとSDF-1βはalternative splicingにより生ずるものであることがわかった。Northern blot解析では、調べた組織すべてにおいてSDF-1遺伝子の発現が認められた。また、プロモーター領域はGCrichであり、SDF-1のubiquitousな発現パターンを裏付けることができた。現在までに報告されているintercrineasubfamilyの遺伝子がすべて第4染色体長腕上にあるのとは異なり、SDF-1遺伝子は第10染色体長腕上に位置することがわかった。これらのことから、SDF-1は、サイトカインにしては例外的に種間の保存が強いこと、また、ほかのintercrine a subfamilyのメンバーと染色体位置が違うことから、生物学的に重要で、かつuniqueなintercrine a subfamilyの一員であることが明かとなった。SDF-1の機能についてはthyoredoxin fusion法をもちいたリコンビナント蛋白を用いての解析をすすめているが、大阪大学の菊谷らによりSDF-1はPreB細胞増殖因子の活性を有することが明らかにされている。シグナルシークエンストラップ法をもちいて我々がクローニングしたintercrine αsubfamilyの新しいメンバー、マウスSDF-1の機能の一つはpre B細胞の増殖因子であることが大阪大学の岸本らにより明らかにされた。そのため、申請時に予定していたSDF-1の機能解析についての研究は行なわなかった。マウスSDF-1をプローブにヒト相同遺伝子のクローニングを行ない、その塩基配列の決定を行なった。Northern blot解析では、調べた組織すべてで発現が認められた。現在までに報告されているintercrine αsubfamilyの遺伝子がすべて第4染色体長腕上にあるのとは異なり、SDF-1遺伝子は第10染色体長腕上に位置することがわかった。これらのことから、SDF-1は、サイトカインにしては例外的に種間の保存が強いこと、また、ほかのintercrine a subfamilyのメンバーと染色体位置が違うことから、生物学的に重要で、かつuniqueなintercrine a subfamilyの一員であることが明らかとなった。また、プロモーター領域はGC richであり、SDF-1のubiquitousな発現パターンを裏付けることができた。現在までに報告されているintercrinea subfamilyの遺伝子がすべて第4染色体長腕上にあるのとは異なり、SDF-1遺伝子は第10染色体長腕上に位置することがわかった。

SDF-1の機能についてはthyoredoxin fusion法をもちいたリコンビナント蛋白を用いての解析をすすめているが、大阪大学の菊谷らによりSDF-1はPreB細胞増殖因子の活性を有することが明らかにされている。
脊索動物の器官形成におけるレチノイン酸の役割とその進化過程の解明

レチノイン酸は脊索動物の体づくりに重要なシグナル分子である。本研究ではホヤを用いてレチノイン酸合成酵素(Raldh2)と分解酵素(Cyp26)のレポーター解析を行い,エンハンサーを特定した。転写因子MespがRaldh2のエンハンサーを活性化することが示唆された。オタマボヤの体の形はホヤと似ているが,レチノイン酸合成経路を欠く。レチノイン酸はホヤHox1遺伝子の転写に必要だがオタマボヤHox1には必要ない。本研究では,オタマボヤHox1のエンハンサーがホヤ胚において活性化することを発見した。レチノイン酸非依存的にHox1を活性化する仕組みが両種の共通祖先に備わっていたことが示唆された。脊椎動物の姉妹群である尾索類(ホヤ,オタマボヤなど)の発生におけるレチノイン酸の役割と,その進化過程を解明することを目指している。ホヤ胚のさまざまな組織の分化にレチノイン酸がどのように関与するか調べた。心臓前駆細胞の分化や細胞移動にレチノイン酸が関与する可能性を考えていたが,レチノイン酸の合成酵素や受容体の遺伝子をノックダウンしたり,合成酵素阻害剤で処理をしたりしても,これまでのところ心臓細胞に異常は認められていない。中枢神経系においては,Hox1の転写活性化にレチノイン酸が必要であることを証明したが,Hox1が中枢神経系の部域化や分化にどのように関与するかは今後の課題である。表皮においては,レチノイン酸によって強く応答して領域特異的に発現する遺伝子が,E3ユビキチンリガーゼに似たリング・フィンガータンパク質をコードすることがわかった。現在,この遺伝子の転写がレチノイン酸依存的に活性化する仕組みを解明するため,レポーター解析を進めている。また,この遺伝子の役割を解明するため,モルフォリノオリゴとドミナントネガティブ法による機能解析を行っている。レチノイン酸合成酵素(Raldh2)が部域特異的に発現する仕組みは脊椎動物においても未解明である。本研究ではレポーター解析によって,尾芽胚の尾部最前列の筋肉細胞の一部でRaldh2が転写されるために必要な領域を絞り込んだ。オタマボヤは,ホヤと近縁であるが,ゲノム中にレチノイン酸の合成酵素や受容体を持たない。にもかかわらずHox1の発現パターンはホヤとオタマボヤとでよく似ている。オタマボヤHox1の転写を活性化する仕組みは,ホヤとオタマボヤの共通祖先にあり,ホヤにもそれが残っていると考え,オタマボヤHox1レポーター遺伝子をホヤ胚に導入し,転写活性化に必要な領域を絞り込んだ。脊椎動物の姉妹群である尾索類(ホヤとオタマボヤ)の発生におけるレチノイン酸の役割と,その進化過程を解明することを目指している。ホヤ胚においては,尾部の左右に並ぶ数十個の筋肉細胞のうち,最前列に並ぶ片側3個ずつでレチノイン酸合成酵素(Raldh2)が発現する。脊椎動物のRaldh2は体幹部前方の体節中胚葉で,ホヤとよく似たパターンで発現している。しかし,胚におけるRaldh2の部域特異的発現を調節する仕組みは不明である。本研究では,レポーター解析によって,ホヤRaldh2遺伝子の上流配列中に転写活性化を担うエンハンサーを同定した。片側3個の筋肉細胞のうち,最も背側の1個は64細胞期のB7.8割球に由来し,腹側の2個は64細胞期のB7.5割球に由来する。この二つの系統における発現が,異なるエンハンサーエレメントによって調節されることが明らかになった。B7.8系統の筋肉細胞において活性化するエンハンサーについては,100 bp以下の狭い領域に必須のエレメントがあることを発見し,現在そこに結合する転写因子を同定することを試みている。ホヤのレチノイン酸分解酵素(Cyp26)は,将来脳になる細胞で原腸胚期から発現し,尾芽胚期になると尾の付け根の表皮と神経索で発現する。この発現パターンも,脊椎動物のCyp26の発現パターンとよく似ている。しかし,Cyp26の転写調節の仕組みもほとんどわかっていない。本研究では,ホヤCyp26が脳や尾の付け根で発現するのに必要なエンハンサー領域を数百塩基以内に絞り込んだ。ホヤにおいても脊椎動物においても,レチノイン酸がCyp26の発現を誘導する。本研究では,エンハンサー中にレチノイン酸応答エレメントがあることを明らかにした。脊椎動物の姉妹群である尾索類(ホヤとオタマボヤ)の発生におけるレチノイン酸の役割と,その進化過程を解明することを目指して研究を行った。ホヤ胚においては尾の付け根の筋肉でレチノイン酸合成酵素(Raldh2)が発現し,脳でレチノイン酸分解酵素(Cyp26)が発現する。この発現パターンは脊椎動物と似ているが,発現制御の仕組みは脊椎動物でも未解明である。本研究ではRaldh2とCyp26の上流配列を単離してレポーター解析を行った。上流配列の欠失解析によって,転写活性化に必要な数百数十塩基対を特定した。最終年度にはRaldh2の発現活性化が転写因子Mespに依存することを示唆する結果を得た。ホヤ胚において最も強くレチノイン酸に応答する標的遺伝子の一つはリングフィンガータンパク質をコードしている。この遺伝子のホモログは複数の動物で同定されているが,機能や役割は未解明である。

本研究では,Vivoモルフォリノなどを利用して機能阻害を試みた。最終年度にはニッカーゼ型Cas9を利用したゲノム編集の技術開発を行った。オタマボヤはホヤに近縁であるが,レチノイン酸合成酵素や受容体を持たない。Hox1遺伝子の発現パターンはホヤとオタマボヤで似ている。しかし,ホヤHox1の発現がレチノイン酸に依存するのに対し,オタマボヤHox1の発現はレチノイン酸を必要としない。本研究では,オタマボヤHox1の上流配列がホヤ胚の神経索で活性化することを突き止め,エンハンサー配列を数百塩基対程度に絞り込んだ。これと並行して,そのエンハンサーがそもそもオタマボヤ胚で正しく活性化するかどうかも調べた。オタマボヤでは遺伝子導入技術が未発達でレポーター解析の成功例もほとんどないが,研究協力者との共同研究で,オタマボヤHox1のレポーター遺伝子をオタマボヤ胚に導入しその発現を観察した。レチノイン酸は脊索動物の体づくりに重要なシグナル分子である。本研究ではホヤを用いてレチノイン酸合成酵素(Raldh2)と分解酵素(Cyp26)のレポーター解析を行い,エンハンサーを特定した。転写因子MespがRaldh2のエンハンサーを活性化することが示唆された。オタマボヤの体の形はホヤと似ているが,レチノイン酸合成経路を欠く。レチノイン酸はホヤHox1遺伝子の転写に必要だがオタマボヤHox1には必要ない。本研究では,オタマボヤHox1のエンハンサーがホヤ胚において活性化することを発見した。レチノイン酸非依存的にHox1を活性化する仕組みが両種の共通祖先に備わっていたことが示唆された。レチノイン酸合成酵素Raldh2と分解酵素Cyp26の相補的な(互いにオーバーラップしない)発現パターンは,胚においてレチノイン酸の影響が及ぶ領域を決める重要な要因となっている。従って,両遺伝子の領域特異的発現の仕組みを解明することは極めて重要な課題である。しかし,これまで脊椎動物においてもホヤにおいても,その仕組みはほとんど明らかにされていなかった。今年度の研究では,それらの遺伝子の領域特異的な転写活性化を担うエンハンサーエレメントを数十数百塩基対にまで絞り込むことができた。これまでに,私の研究室では10年近くにわたってこの研究を続けてきたが,今年度には格段の進展が見られた。ホヤのHox1は,脊椎動物のホモログと同様,最も強くレチノイン酸に応答する標的遺伝子の一つである。しかし,ホヤに近縁なオタマボヤにおいて,Hox1はレチノイン酸に全く応答しない。それなのに,ホヤとオタマボヤのHox1の発現パターンはよく似ている。しかも,オタマボヤHox1の上流配列は,ホヤ胚の神経索においてエンハンサー活性を示す。ただし,この発現はレチノイン酸によっては活性化しない。従って,ホヤの神経索でオタマボヤエンハンサーを活性化する転写因子が何か(それは核内レチノイン酸受容体ではないはずである)を突き止めることは,ホヤとオタマボヤの進化の仕組みを解明するための重要な主要な課題の一つである。今年度は,重要なエンハンサーエレメントをさらに狭い領域に絞り込むことができたが,この研究を行っている大学院生の就職活動などのため,当初の予定よりは研究の進展が遅れている。Raldh2とCyp26のエンハンサーの解析が大きく進展したことと,ホヤとオタマボヤのHox1の比較発生学的解析に目立った進展がなかったことを考え合わせ,達成度を評価した。進化発生学Raldh