hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トウモロコシの内生ジベレリンに関する生理化学的研究

その結果、活性型ジベレリンと考えられるGA_1は、胚の方により高濃度に含まれること、またGA_1の前駆体であるGA_<20>は、胚乳により高濃度に含まれることが示された。4.トウモロコシ特有の雌しべ(絹糸)を採取し、内生ジベレリンの検索を行った。イムノアッセイによる分析の結果、GA_1、GA_3、GA_4が検出された。これらのうちで、GA_3が高等植物で検出されるのはまれであり、とくにイネ科植物ではほとんど例を見ない。そこで、確認のためGA/MSを行い、その存在を証明した。しかし、コンタミネーションの可能性を否定するための実験が必要であり、現在追試験中である。5.矮性型と正常型のisogenic lineを作出するため、前年度につづいて、d1とd5を対象とし、それぞれ正常型のF3、F2を得た。
蝸牛感覚上皮の組織構築とバリア機能－頂側結合の役割に関して－

本研究では、細胞同士を結合して細胞の上下のスペースを仕切るバリアとして働くトリセルリン分子が、内リンパのイオン組成に与える影響を調べた。トリセルリン遺伝子を持たない遺伝子改変マウス(トリセルリン欠失マウス)の内耳の機能を調べたところ、成長過程で有毛細胞と呼ばれる内耳の感覚細胞が細胞死を生じ、高度の感音難聴を生じた。この結果から、難聴遺伝子の1つであるトリセルリン遺伝子変異で難聴が発症するメカニズムが明らかとなった。今回の成果は、イオン組成が関係するその他の難聴のメカニズムの解明や、内耳のイオンバランスを保つ新しい難聴治療薬の開発につながると期待される。内耳感覚上皮におけるtricellulinの発現と機能欠失モデルの解析を行った。tricellulinは感覚上皮の頂側結合において均一に発現しており、新規に樹立したtricellulin-KOマウスでは発現が消失していた。tricellulin-KOマウスの聴力をABRにて測定したところ高度難聴を呈しており、組織学的に検討したところ有毛細胞の発生は見られたが、生直後より急速にアポトーシスを生じて脱落することが判明した。レーザー顕微鏡ならびに電子顕微鏡により細胞間接着構造を形態学的に評価したところ、頂側結合の立体的配置や微細構造に明らかな異常は見られなかった。また、ビオチンをトレーサーとして内リンパ腔のバリア機能を形態学的に評価したが、明らかな異常はみられなかった。さらにtricellulin-KOマウスでは内リンパ電位も正常に保たれており、内リンパ電位の低下による細胞死の可能性は否定的であった。また、細胞極性の変化を頂側面マーカーであるPKCζを用いて評価したが、PKCζの集積には異常がなく、細胞極性にも明らかな変化はないと考えられた。有毛細胞の脱落は内リンパ電位の上昇する生後7ー14日にかけて進行することから、内リンパの高Kが内リンパ電位を駆動力として有毛細胞の側底面にリークし、有毛細胞傷害をきたしている可能性が考えられた。そこで、感覚上皮の組織培養を用いて有毛細胞の脱落に差が生じるかどうかを検討した。その結果、生体内で見られたtricellulin-KOマウスの有毛細胞の脱落は組織培養では顕著には見られず、有毛細胞周囲のイオン環境の変化が細胞死を引き起こしている可能性が示唆された。現在さらに複数の評価法を用いてtricellulin-KOマウスにおけるバリア機能について詳細な検討を進めており、これらの結果をまとめて学術誌に投稿予定である。我々はtricellulin KOマウスを作製し、tricellulinの生体における機能を調べるとともにDFNB 42の病態の解明を試みた。tricellulin遺伝子のexon2を欠失させることで、KOマウスを作製した。tricellulinは全身のあらゆる臓器に発現しているにもかかわらず、tricellulin KOマウスの外観、出生や発達に明らかな異常は見られなかった。ABRでWTやHEマウスは正常聴力を示したが、KOマウスは無反応であった。一方で、KOマウスのEPは正常に保たれていた。次に有毛細胞形態を経時的に確認したところ、P12までは有毛細胞に明らかな異常は認めなかったが、EPが急激に上昇してくる時期に相当するP14で外有毛細胞が消失していた。次にコルチ器の器官培養を行ったところ、P4で採取したコルチ器はP16まで有毛細胞の脱落がほとんど見られず、このことから外リンパ液と類似した培養液中では有毛細胞死は起こらないことが判明した。以上の結果から、tricellulin欠失によりイオンの透過性に軽微な変化が生じ、EPは正常に保たれるものの、内リンパ腔の高濃度K+がEPをdriving forceとして細胞の側底面にリークすることで有毛細胞死が生じていると予想された。本研究成果の一部は国内外の学会で発表し、英文学術誌に掲載された1)。今後はtricellulinによる細胞側底面のイオン濃度変化を測定し、上述の有毛細胞死のメカニズムについて確認するとともに、EPの変化を軽減することで有毛細胞死を防ぐ新たな治療的アプローチが可能かどうかという点について研究を進める予定である。我々はtricellulin KOマウスを作製し、tricellulinの生体における機能とDFNB42の病態について一定の解明に至った。tricellulin KOマウスの外観、出生や発達には明らかな異常は見られなかったが、この点も特定のタイト結合の機能不全による全身的影響に関する一定の知見を与える結果であると言える。生後21日(P21)の時点でABRおよびDPOAEを用いて聴力を測定したところ、KOマウスは無反応であったことから、ヒト遺伝性難聴のモデルとして用いることができることも確認された。コルチ器における有毛細胞の経時的変化については、生後の各段階での解析を終えており、形態学的な有毛細胞死の進行が確認された。内リンパ電位が成熟するP14以降で外有毛細胞の消失を認めたことは内リンパ電位の上昇と細胞死の間に何らかの因果関係があることを示唆しており、この点は今後さらに細胞内外のイオン組成に関する測定を行うことで解明が進むと考えられる。さらに、コルチ器の器官培養による細胞生物学的アプローチも応用し、外リンパ液と同様のイオン組成においては有毛細胞死が生じないことから、細胞外イオン環境の変化が細胞死に影響している可能性を示唆することができた。このような結果は内耳機能の解明のみならず細胞生物学全般にインパクトをもたらす結果であると言える。

現時点では、内リンパ腔のK+が上昇したEPをdriving forceとして細胞側底面にリークする機序は細胞死に関わる有力な病態モデルと考えられる。今後このモデルをさらに検証し、内リンパ電位の変化と細胞死の関連を解明することにより、遺伝性難聴における有毛細胞死を予防する新たな治療アプローチにつながると期待される。tricellulinは上皮の3細胞結合部に強く集積し、同部の特殊なタイト結合の構成とバリア機能の維持に寄与しているが、生体内でのtricellulinの機能および聴覚との関わりについては不明な点が多い。我々はtricellulin欠失(Tric-KO)マウスを新規に樹立し、聴覚機能を中心に解析を行った。<結果>1)聴性脳幹反応を用いてTric-KOマウスの聴覚を解析したところ、幼若期に高度難聴を示し、成体ではさらに難聴が進行して聾になることが判明した。2)Tric-KOマウスでは難聴以外に病的な表現型は見られず、組織学的検索でも心、肺、腎、唾液腺などタイト結合を有する主要な臓器に異常は見られなかった。3)上皮バリアの破綻による内リンパ電位の低下が難聴の原因と予想されたが、電気生理学的手法で測定したところ、Tric-KOマウスの内リンパ電位は正常に維持されていた。4)蝸牛感覚上皮の組織学的変化を調べたところ、Tric-KOマウスでは内リンパ電位が上昇する幼若期に有毛細胞がアポトーシスを生じて、進行性に脱落することが判明した。5)蝸牛感覚上皮を摘出し、外リンパと同様のイオン組成をもつ培養液中で器官培養したところ、有毛細胞死は生じなかった。<結論>以上の結果から、tricellulinの欠失により生後早期に有毛細胞のアポトーシスが生じ、進行性難聴を生じることが判明した。K+イオン濃度が保たれた器官培養系では有毛細胞死を生じないこと、および内リンパ電位が上昇する時期に一致して細胞死が生じることから、内リンパ電位を駆動力として内リンパ腔の高濃度K+が外リンパ腔に漏出し、有毛細胞周囲のK+濃度が上昇することで細胞死をきたすものと考えられた。本研究では、細胞同士を結合して細胞の上下のスペースを仕切るバリアとして働くトリセルリン分子が、内リンパのイオン組成に与える影響を調べた。トリセルリン遺伝子を持たない遺伝子改変マウス(トリセルリン欠失マウス)の内耳の機能を調べたところ、成長過程で有毛細胞と呼ばれる内耳の感覚細胞が細胞死を生じ、高度の感音難聴を生じた。この結果から、難聴遺伝子の1つであるトリセルリン遺伝子変異で難聴が発症するメカニズムが明らかとなった。今回の成果は、イオン組成が関係するその他の難聴のメカニズムの解明や、内耳のイオンバランスを保つ新しい難聴治療薬の開発につながると期待される。当初予定していたtricellulin分子の発現解析はすでに結論が出ており、また機能欠失モデルの樹立に関しては免疫組織学的な検討から妥当なモデルが樹立されたことを確認している。モデルマウスではヒト遺伝性難聴で見られる聴力障害が再現されており、研究の根幹となるリソースを確立することができた。
商用周波電磁場の細胞・分子レベルにおける応答機構

商用周波の極低周波変動磁場(ELF磁場と略す)による遺伝子DNAへの直接的な影響として、DNA鎖切断の有無、ならびにストレスタンパク、ここでは熱ショックタンパクの遺伝子発現について検討した。1.ELF磁場が直接DNA鎖切断を引き起こすかどうかについて、アルカリコメットアッセイ法を用いて検討した。ヒト脳腫瘍由来MO54細胞を用いた。4°Cにて30分間の、5mT400mTのELF磁場曝露単独では、有意なDNA鎖切断は観察されなかった。しかしながら、X線照射後ELF磁場を曝露した場合、磁束密度50mTを超えるとDNA鎖切断がX線単独に比較して、わずかではあるが有意に増加した。この結果、ELF磁場単独では直接DNA鎖切断を引き起こす可能性はないと考えられるが、放射線によるDNA鎖切断の増強効果を有することが示唆された。2.ヒト白血病由来細胞HL60を使用し、高磁束密度のELF磁場曝露がストレスとして真に熱ショック蛋白の誘導に影響をおよぼしているかどうかを検討した。磁束密度50mTのELF磁場曝露では24時間処理までHSP70タンパクの発現誘導は認められなかった。また、陽性対照として温熱処理の影響を調べ、ELF磁場と温熱併用処理による熱ショック蛋白の発現へのELF磁場の修飾効果をも検討する。4042°Cのマイルドな熱ショックによりHL60細胞においてHSP70タンパクの発現誘導が観察された。この熱処理と50mTのELF磁場曝露を同時併用した場合、温熱単独で発現誘導されたHSP70タンパクのレベルが低下し、ELF磁場によるHSP70発現の抑制効果が認められた。これらの結果から、高レベルELF磁場は熱ショックにより誘発されるHSP70の発現についてネガティブフィードバックの作用を増強しHSP70発現を抑制していることが示唆された。商用周波の極低周波変動磁場(ELF磁場と略す)による姉妹染色分体交換(SCE)、染色体異常、ならびに遺伝子DNAへの直接的な影響として、DNA鎖切断の有無について検討した。1.SCEならびに染色体異常に関しては、m5Sマウス由来培養樹立細胞を用いた。擬曝露、ELF磁場(5mT400mT)曝露、ならびに放射線照射、マイトマイシンC(MMC)処理単独とELF磁場との併用実験を行った。それぞれの処理と対して100個以上の染色(分)体像をランダムに選び、ISCN(1985)の基準に従い分類ごとの異常出現頻度を算出した。ELF磁場曝露によるSCE頻度については、400mTで有意に上昇したが、50mT以下では擬曝露と差が見られなかった。染色体異常の解析からは、gapを含む染色分体型の異常頻度が50mT以上で上昇した。従って数ミリT以下のELF磁場はSCEや染色体異常に影響を及ぼさないと考えられる。一方、放射線やMMCとELF磁場を併用した場合、染色分体型の染色体異常頻度が5mTから400mTにかけて磁束密度依存的に上昇した。この結果から、放射線や化学物質による染色体異常誘発について、ELF磁場は増強する形で修飾することが示唆された。2.ELF磁場が直接DNA鎖切断を引き起こすかどうかについて、アルカリコメットアッセイ法を用いて検討した。

高レベルELF磁場によるストレス蛋白、ここでは熱ショック蛋白の遺伝子発現の変化を検討すると共に、陽性対照として温熱処理の影響を調べ、また、磁場と温熱併用処理による熱ショック蛋白の発現への磁場の修飾効果を検討した。1.熱ショック蛋白は代表的なHSP70について検討した。HSP70は熱ショックのみならず非常に多くのストレスに対して反応し、一過性に発現を引き起こす。Goodmanら(1997)がELF磁場曝露によるHSP70誘導の報告を行っているが、マイクロテスラーレベルでのデータであり、否定的な反論もある。本研究ではGoodmanらが用いたヒト白血病由来細胞HL60を使用し、高磁束密度のELF磁場曝露がストレスとして真に熱ショック蛋白の誘導に影響をおよぼしているかどうかを検討した。磁束密度50mTのELF磁場曝露では24時間処理までHSP70タンパクの発現誘導は認められなかった。次に、2.陽性対照として温熱処理の影響を調べ、また、ELF磁場と温熱併用処理による熱ショック蛋白の発現へのELF磁場の修飾効果を検討した。4042°Cのマイルドな熱ショックによりHL60細胞においてHSP70タンパクの発現誘導が観察された。この熱処理と50mTのELF磁場曝露を同時併用した場合、温熱単独で発現誘導されたHSP70タンパクのレベルが低下し、ELF磁場によるHSP70発現の抑制効果が認められた。これらの結果から、高レベルELF磁場は熱ショックにより誘発されるHSP70の発現についてネガティブフィードバックの作用を増強しHSP70発現を抑制していることが示唆された。
細胞複製を制御する遺伝子とMAPキナーゼの相互作用

Xenopus卵成熟過程のM期にMAPキナーゼキナーゼ(MAPKK)/MAPキナーゼカスケードがMPFとともに活性化すること、またMPFの下流でMAPキナーゼカスケードが活性化しうることを今までに明らかにしてきた。今回、MAPKKに対する中和抗体(MAPKK分子を特異的に認識し、そのキナーゼ活性を強く抑制する抗体)の作製に成功し、その抗体を用いて、卵成熟、すなわちMPFの活性化、にMAPキナーゼの活性化が必須であることを明らかにした。したがって、MPFとMAPキナーゼは互いにポジティブフィードバックの関係にあると推定された。また、Xenopus成熟卵を材料にして、MAPKKの直接の上流の活性化因子(MAPKKキナーゼ=MAPKK-K)の同定を試み、3種類のMAPKK-Kが存在することを明らかにした。そのうちの一つは癌遺伝子産物Mosであると推定された。現在他の2種のMAPKK-Kの同定、精製を進めている。MAPKK-KであるMos、MAPKK、MAPキナーゼ及びMPFとの関係を明らかにしていくことが今後必要である。無細胞系を用いた解析から、癌遺伝子産物Rasの下流のシグナル伝達経路にRas→Raf-1(癌遺伝子産物)→MAPKK→MAPキナーゼという経路が存在することを明確に示した。特に、RasによるMAPキナーゼの活性化には、MAPKKが必須であることを、MAPKKのimmunodepletionの実験により証明した。RasによるRaf-1の活性化のメカニズムについて、今後さらなる解析が必要である。
二官能性モノマーの自己組織化能を利用した高分子超格子の創製

本研究では、二種類の二官能性モノマーを用いて、化学反応を交互に行うことにより、固体基板上に垂直に配向された高分子薄膜を調製する。最終的には、種々のアルキル鎖長を有するモノマーを用いることで膜の秩序性を制御し、高分子超格子を創製することを目的とする。シリコンウエハー上に、アミノシラン化合物(アミノプロピルジメチルエトキシシラン)を固定化した。次に、このアミノシランを固定化したシリコンウエハーを4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)溶液に浸漬することにより、MDI単分子膜を累積した。さらに、この基板を4,4'-ジフェニルメタンジアミン(MDA)溶液に浸漬し、3層目のMDA単分子膜を累積した。この操作を繰り返し、5層の多層膜を調製した。得られた試料について、フーリエ変換赤外吸収分光(FT-IR)測定、X線光電子分光(XPS)測定および原子間力顕微鏡(AFM)観察を行い、層状構造の形成の確認および凝集構造を評価した。各段階におけるXPSスペクトルより、層数の増大に伴い、Si_<2p>およびO_<1s>、のピーク強度は低下し、C_<1s>およびN_<1s>のそれらは増大した。さらに、5層の多層膜のFT-IRスペクトルは、MDIとMDAを用いて合成したポリマーのそれと同様なスペクトルを示した。これらの結果より、モノマーの反応が進行し多層膜形成が形成されていることが明らかとなった。さらに、AFM観察では、3層までは平滑な表面形態を有していたが、5層では部分的な3次元化が観察された。この膜の秩序性の低下は、膜調製温度や溶液濃度を変化することで制御できると考えられる。以上の結果より、化学吸着法により、二官能性を有するジイソシアネートおよびジアミンをシリコンウエハー上に段階的に形成させることで、多層膜を調製できることが明らかとなった。さらに、二層積層した基板をドデシルアミン(DDA)溶液に浸漬し、三層目のDDA単分子膜を累積した。一層目のアミノシラン単分子膜の形成をAFMの形態像の変化から確認した。次に、二層目まで積層した試料のFT-IRスペクトルにおいて、ベンゼン環由来のピークが確認されたことより、MDI単分子膜の累積を確認した。さらに、三層目まで積層した試料について、1.FT-IRスペクトルのメチレン鎖の逆対称および対称伸縮振動に由来するピーク波数位置、および、2.XPSスペクトルの中性炭素の割合の増大により、DDA単分子膜の累積を確認した。一方、AFMにより各段階における単分子膜の表面形態を観察した結果、数ナノメートルの凹凸を有しており、分子レベルでの平滑性は有していなかった。これより、現段階で得られている多層膜の各層の膜成分の秩序性は低いと示唆される。膜成分の秩序性は、単分子膜調製時の溶液濃度、温度、浸漬時間等を変化させることで向上できると考えられる。また、各層の単分子膜形成に関する定量的な評価および凝集状態についても、今後検討を進めていく予定である。

さらに、AFM観察では、3層までは平滑な表面形態を有していたが、5層では部分的な3次元化が観察された。この膜の秩序性の低下は、膜調製温度や溶液濃度を変化することで制御できると考えられる。以上の結果より、化学吸着法により、二官能性を有するジイソシアネートおよびジアミンをシリコンウエハー上に段階的に形成させることで、多層膜を調製できることが明らかとなった。
唾液腺分泌機構の遺伝子導入による再構築

血小板活性化因子(PAF)は様々な生理、病態生理に関与するリン脂質メディエーターと解されている。本研究は唾液腺におけるPAF生合成調達機構およびPAF受容体の発現顎下腺ムチン分泌反応とそれに関わる細胞内情報伝達路とその分子機構について検討し、以下の結果を得た。1.イヌ耳下腺、顎下腺、舌下腺細胞においてACh,NE,ionomycinはPAF産生を著明に促進した。NEの作用はα受容体を介していた。AChおよびNEは細胞外液Ca^<2+>濃度に依存してアラキドン酸の遊離とPAF産生を促進した。4.PKCのPAF生合成への関与は少なかった。5.PAFはモルモット顎下腺からのムチン分泌を促進した。PAFは顎下腺細胞内Ins(1,4,5)P_3濃度を軽度上昇させた。PAFは顎下腺細胞内遊離Ca^<2+>濃度を軽度上昇させた。6.RT-PCR法によりPAF受容体mRNAの発現がモルモット耳下腺、顎下腺において認められた。mRNAをアフリカツメガエル卵母細胞に注入することによりAChによるCl-currentが観察された。しかしPAFに対する応答は見られなかった。7.Digitonin膜透過性細胞においてPAFは一過性のCa^<2+>遊離を引き起こした。これらの結果より、顎下腺におけるPAF生合成は神経伝達物質AChおよびNEによりCa^<2+>を介するremodelling系を介して調節されることが示された。また、顎下腺にはPAF受容体が存在し、PI代謝回転を介してムチン分泌に関与する可能性が示唆された。さらにPAFは細胞内Ca^<2+>プールからCa^<2+>遊離を引き起こすことにより細胞内情報伝達物質として機能する可能性も示唆されるなど、唾液腺におけるPAF生合成とPAFのムチン分泌における役割の一端を明らかにできた。唾液中のムチンは口腔組織保護、咀嚼、義歯の維持等に重要な役割を果たしている。申請者らはイヌ顎下腺細胞を用い、ムチン分泌機序に関わる細胞内情報伝達経路について検討し、以下の結果を得た。2.AChは二相性の細胞内遊離Ca^<2+>濃度の上昇をもたらし、又Ins(1,4,5)P_3は、digitonin膜透過性細胞において、一過性のCa_<2+>遊離を引き起こした。3.TPAによりムチン分泌を認めた。TPA及びstaurosporineは、Ca^<2+>動態には影響を与えなかった。4.Ryanodineは、持続性Ca^<2+>遊離を引き起こしたが、caffeineはCa^<2+>遊離を引き起こさなかった。8.イヌ顎下腺よりmRNAを調整し、アフリカツメガエル卵母細胞に注入し、各種刺激に対する応答(電流変化、^<45>Ca取込み、^<14>Cグルコサミン取込み)を観察中である。以上、イヌ顎下腺細胞からのムチン分泌反応に関与する受容体と細胞内情報伝達経路について、ムスカリン受容体とそれに共役するCa^<2+>動員系の重要性を明らかにした。現在その分子機構について検討中である。顎下腺ムチン分泌機構及び血小板活性化因子(PAF)を介する情報伝達路についてその分子機構を明らかにすべく以下の検討を行った。1.イヌ及びモルモット顎下腺においてアセチルコリン(ACh)及びノルエピネルリン(NE)によりPAFの産生が促進された。

イソプロテレノール(Iso)では促進されなかった。3.CholincphosphotransferaseはGTPγSにより促進された。ACTはGTPγSによって影響されなかった。4.C Kinaseの活性化剤、阻害剤はPAF産生に影響しなかった。5.PAF受容体の刺激はphosphatidylinositol代謝回転、ムチン分泌を促進した。6.モルモット顎下腺に肺タイプPAF受容体mPNAの発現を認めた。7.PAFは細胞膜Na^+,K^+-ATPase活性を阻害した。顎下腺細胞からのムチン分泌に係わるPAF受容体を介する情報伝達路について以上の諸点を明らかにした。
静的再帰構造解析に基づく関数プログラムの停止性自動証明

我々はSML系の関数型言語そのものと呼んでもよい構文を持つ書換えモデルを定式化した.理論的には,高階関数,多相型,代数的データ型,パターンを用いた関数抽象の4つの拡張を行っている.このモデル上に,パターンを用いた関数抽象への対応が不十分ではあるものの,静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法と,その補助理論となる簡約化順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論構築を行い,得られた理論成果とSMTソルバとの連携に基づいた関数型プログラム停止性証明ツールの作成を行った.これらの拡張により実用性が劇的に向上し,実在のプログラム検証へ多大な貢献が期待できることになる.平成26年度には,静的な再帰構造解析に基づく関数プログラムの停止性証明法が有効に機能するために必須となる簡約化順序としてWeighted Path Orderを提案した.簡約化順序としてはこれまでにも,辞書式経路順序,再帰経路順序,Knuth-Bendix順序,多項式解釈に基づく順序など様々な順序が提案されてきている.我々の提案したWeighted Path Orderはこれらの順序全てに共通する本質を洗い出し,この本質に基づき再構築することで設計してあるため,これらの順序を全て真に包含する非常に強力な順序である.また,提案したWeighted Path Orderは重みを定義する代数をパラメーターとして使用するのだが,実用上有効となる各種の代数も設計した.これらの成果により本研究は実用性を飛躍的に向上させることに成功した.平成24年度には,静的な再帰構造解析に基づく関数プログラムの停止性証明法である静的依存対法を二つの方向に拡張することに成功した.一つ目は,多相型と代数的データ型を含む系への拡張である.この拡張は実用上大きな意味を持つ.この拡張により,実用的な関数プログラミング言語(SML#,SML/NJ,OCaml,Haskell等)により記述された多くの関数プログラムに静的依存対法を適用することが可能になった.二つ目は,パターン付きの関数抽象を含む系への拡張である.この拡張は理論上大きな意味を持つ.この拡張により,書換え系モデルを土台に得てきた静的依存対法の研究成果がλ計算や型理論の枠組みでの研究にも応用可能になった.静的な再帰構造解析に基づく関数プログラムの停止性証明法が有効に機能するためには簡約化順序と呼ばれる順序が必須となる.我々は平成25年度に重み付き経路順序と呼ぶ強力な順序を提案し,SMTソルバとの連携を図るための効果的かつ効率的なコーディング法も与えた.平成26年度には,これらの成果をさらに発展させた.また,発展させた成果に基づき停止性自動証明ツールであるNagoya Termination Toolを作成した.停止性証明ツールの競技会である2014年度のInternational Termination Competitionに我々のツールで出場したところ,ほぼ重み付き経路順序のみに停止性証明を頼っているにも関わらず,総合2位の成績を獲得できた.これは我々の重み付き経路順序の強力さを証明するものであり,我々の研究方向の正しさを証明するものであると考える.本研究の目標は関数プログラム停止性自動証明ツールの構築であり,関数プログラムとしてはSML(Standard Meta Language)系の関数型言語(SML/NJ, SML#等)を採用することに決定した.これは言語の定義が他の関数型言語に比して厳密に与えられているためである.本研究の核となる静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法は,すでにSML系言語に対応するよう拡張済みであるが,証明において若干のギャップがあったため再証明を行い現在論文を執筆中である.さらに,静的依存対法が有効に機能するために必要な簡約化順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論を構築する.簡約化順序に関しては,平成26年度の成果である重み付き経路順序は高階関数への対応が困難であるため,より取り扱いの容易な辞書式経路順序をSML系言語に対応できるように拡張中である.また,簡約化順序を劇的に強化できる引数切り落とし法の理論はパターン付き関数抽象への対応を残すのみとなっている.また,停止性証明の際に解くべき制約を減少させ,証明能力の増大と計算量の減少に多大な貢献が可能な実効規則の理論もパターン付き関数抽象への対応を残すのみとなっている.これらの理論を元にした停止性自動証明ツールの構築を現在行なっており,高階関数への対応ができていないものの近年飛躍的に能力を向上させているSMTソルバ(Satisfiability Modulo Theories Solver)との連携に基づいた非常に強力な停止性証明ツールを作成済みである.静的依存対法は若干の修正が必要ではあるがすでに完成している.SML系言語に対応した辞書式経路順序は現在設計中である.引数切り落とし法と実効規則はパターン付き関数抽象への対応を残すのみとなっている.また,SMTソルバとの連携法に基づき非常に強力な停止性証明ツールを作成済みではあるが,本ツールは高階関数への対応がまだできていないために全面的な改良が必要である.本研究の目標は,関数型プログラム停止性証明のための理論構築と,得られた成果に基づく停止性証明ツールの作成である.具体的には,静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法と,その補助理論となる簡約化順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論構築であり,得られた理論成果とSMTソルバとの連携に基づいた関数型プログラム停止性証明ツールの作成である.

我々は,項書換え系と呼ばれる計算モデルを拡張し,SML系の関数型言語そのものと呼んでもよい構文を持つ書換えモデルを定式化した.理論的には,高階関数,多相型,代数的データ型,パターンを用いた関数抽象の4つの拡張を行っている.これらの拡張により提案理論の実用性は劇的に向上し,実在のプログラム検証へ多大な貢献が期待できることになる.一方,この書換えモデル上での静的依存対法の健全性証明が予想以上に困難であり,研究期間内の完全な目標達成ができなかった.なお,パターンを用いた関数抽象への対応を除き,他の3つの補助理論の構築やSMTソルバとの連携に基づいた停止性証明ツールは作成は完了している.静的依存対法の健全性証明のために強計算性の概念を用いた単純型付きラムダ計算の停止性証明を拡張した.これを一般には停止性を持たない我々の書換えモデル上へ適用し,証明が破綻する極小の状況を定式化し,この極小破綻点を巧妙に繋ぐことにより再帰定義を浮かび上がらせる,すなわち,「停止性が破綻するならばプログラマが与えた再帰定義関数が原因となる」という証明を予定より時間がかかったとはいえ与えた.だが,どうしても技巧的かつ長大なものにならざるをえず,最終年度に投稿した論文は,成果は認めるものの証明が追いきれない,という理由により受理されなかった.現在,再投稿論文のための証明の簡単化を試みているところであり,目標達成までは後3年ほどかかると思われる.我々はSML系の関数型言語そのものと呼んでもよい構文を持つ書換えモデルを定式化した.理論的には,高階関数,多相型,代数的データ型,パターンを用いた関数抽象の4つの拡張を行っている.このモデル上に,パターンを用いた関数抽象への対応が不十分ではあるものの,静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法と,その補助理論となる簡約化順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論構築を行い,得られた理論成果とSMTソルバとの連携に基づいた関数型プログラム停止性証明ツールの作成を行った.これらの拡張により実用性が劇的に向上し,実在のプログラム検証へ多大な貢献が期待できることになる.得られた成果である重み付き経路順序とSMTソルバとの連携法に基づき非常に強力な停止性証明ツールを作成できた.一方,本ツールは関数プログラムで広く利用されている高階関数への対応がまだできていない.我々の目標である関数プログラム停止性自動証明ツールは静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法に基づき設計する予定である.残りの構築すべき理論として,SML系言語に対応した辞書式経路順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論の完成が最優先課題となる.また,完成した理論を実装済みの停止性証明ツールに順次反映していく.情報基礎我々の目標である関数プログラム停止性自動証明ツールは静的な再帰構造解析に基づく停止性証明法である静的依存対法に基づき設計する予定である.この静的依存対法の設計は完了している.静的依存対法が有効に機能するためには簡約化順序,引数切り落とし法,実効規則の3つの理論が必要となる.簡約化順序としては非常に強力な重み付き経路順序を設計したものの高階関数に対応していないため,この対応が目標となる.また,引数切り落とし法と実効規則に関しては関数抽象に完全に対応しきれていない.
現代ネワール語辞典作成のための総合的文法・語法研究とデータベース化

研究経過本年度は研究機関最後の年ということで、主に成果の取りまとめを中心に、作業を行った。主にデータベースの改変とデータのチェックを行い、さらに、語彙集収録語数を増やすこと、および、語法の調査のために8月から9月にかけて1ヶ月間カトマンズ現地での聞き取り調査を行った。現地では、発話の録音と分析、ネワール語の小学校で使用されている読み物のテキストの語彙分析を行った。さらに、今年度は、予定になかったが、口語表現を場面別に集めCSV形式のデータベースにした。語彙集のデータベースは、今後の出版も念頭において、データベースソフトの形式からXML形式に変更した。これにより、多義的な語彙に対して自由に意味項目を例文や語法解説をグループ化してデータベース化することができ、本格的な辞書の体裁を整えることが可能になった。ただし、語の配列をデヴァナガリ順に並び替えるには、いったんCSVに変換しなおし、SSSというソートソフトで配列しなおし、その結果をPerlスクリプトでXMLに再度変換しなおすという手順が必要となるという煩雑さが問題として残っている。研究成果本年度は、類別詞に関する論文とネワール語を中心に否定的状況の成立という観点から他の言語と対照した論文が出版された。語彙データベースを現在のアクセスの形式からXMLを用いた形式に変更を行ったため、予定していたデータベースから語彙集を出力するのが研究終了までに間に合わなかったが、動詞の形態に関する論文と談話データを分析したものを報告書として取りまとめた。語彙集については、現在8530語あまりを収めており、17年度中に書籍の形で出版する予定である。研究経過本年度は、3年計画の第1年目で、計画に基づき、(1)過去に出版された辞書の項目調査、(2)国内、および、ネパール現地における語彙・文法項目の聞き取り調査と文献の蒐集を行った。特に、現地調査では、助動詞の用法の調査、および、物語の解釈を通じた新たな表現の発掘と記録に力を入れた。研究成果今年度は、重点的に、助動詞、助詞、類別詞、形容詞について調査とまとめを行った。これらの成果の一部は、14年度夏に東京外大AA研で行われたネワール語の言語研修テキストの『ネワール語文法』に反映させた。また、夏の現地調査においては、特に、助動詞maleと使役に使われる助動詞biyeの調査を行う。その成果として、助動詞maleのこれまで記述されていなかった機能を発掘し、11月のネパール言語学会第23回大会においてThe meanings of the auxiliary verbs of maleという題で発表した。今後の展望過去の辞書項目の検討を通じ、最終年度に予定している辞書のデータベースを組みなおし、約3000語の語彙をデータベースに登録したが、現在、項目ごとのデータフィールドの構築を再検討中で、15年度の研究では、最終的な辞書フォーマットの決定と、それにあわせたデータベースの改良を考えている。また、ネワール語の使役に関して、15年度雑誌論文に投稿するため準備中である。本年度は、研究期間2年目であり、これまで蓄積してきたデータの整理、および、聞き取り調査によるデータの補完を中心に進めてきた。また、夏に現地調査を4週間行い、その過程の中で、これまでの収集したデータの再確認をインフォーマントとの聞き取り調査を通じて行い、データの精度を上げるとともに、あらたなネワール語による出版物の収集、および、解釈を行った。しかし、インフォーマントの都合などで、当初予定していた調査時間数を消化することができず、調査の綿で十分とはいえない結果に終わった。しかし、このような中でも、特に使役、助動詞、類別詞、文体的な表現についての分析を中心に進め、これらの文法項目についてかなり深く調査することができた。このうち、類別詞に関しては、30ページ程度の原稿を取りまとめ、類別詞に関する書籍の一部として16年度中にくろしお出版から出版される予定である。また、次年度最終年度に取りまとめる予定であるネワール語語彙集を制作するためのデータベースを改定する予定であったが、技術的な問題で、十分に実現ができなかった。データベースの改定は、次年度に持ち越すこととする。これまでのところ、収集語彙は、5000語近く有り、うち、基礎語彙約1000語程度についてはコロケーションや語法の記述調査を終了した。しかし、まだ未整理のデータがかなり残っており、これらのデータの整理と解釈について、16年度も継続して行う予定でいる。最終的には、辞書の原型となる8000語程度の語彙集を取りまとめたい。

ただし、語の配列をデヴァナガリ順に並び替えるには、いったんCSVに変換しなおし、SSSというソートソフトで配列しなおし、その結果をPerlスクリプトでXMLに再度変換しなおすという手順が必要となるという煩雑さが問題として残っている。研究成果本年度は、類別詞に関する論文とネワール語を中心に否定的状況の成立という観点から他の言語と対照した論文が出版された。語彙データベースを現在のアクセスの形式からXMLを用いた形式に変更を行ったため、予定していたデータベースから語彙集を出力するのが研究終了までに間に合わなかったが、動詞の形態に関する論文と談話データを分析したものを報告書として取りまとめた。語彙集については、現在8530語あまりを収めており、17年度中に書籍の形で出版する予定である。
エンドセリンETB受容体を標的とした新規脳機能改善薬の開発

本研究では、脳病態時におけるエンドセリン(ET)の役割について、脳浮腫発生および神経突起の伸展に関与する因子との関連を研究し、平成29年度には以下の知見および実績を得た。・これまでの研究において、ETB受容体拮抗薬であるBQ788の脳室内投与が、マウス脳挫傷モデル(Fluid percussion傷害(FPI)モデル)での脳浮腫の発生を抑制する事、更に、浮腫抑制メカニズムとして、アストロサイト由来VEGFおよびマトリクスメタロプロテイナーゼ-9 (MMP9)の産生が抑制されることを明らかにした。本年度は、この成果を論文公表した(Michinaga et al., J.Neurotrauma.(2018))。・BQ788の抗脳浮腫作用について、脳血管のバリア機能を高めるangiopoietin-1(ANG-1)との関連を検討し、マウスFPIモデルへのBQ788投与が、ANG-1の発現を増大させることを見出した。また、このANG-1増加に伴い、脳血管内皮細胞に発現するANG受容体であるTie-2の活性化が生じることを明らかにした。これらの結果は、ETB受容体遮断による脳浮腫の改善に、ANG-1増加を介した脳血管バリア機能の亢進が関わることを示す。・Ephrinファミリーは、脳損傷時にアストロサイトの細胞膜上に発現し、神経突起伸展を抑制する。そこで、アストロサイトのEphrin発現に対するETの作用を検討した。ET-1は、培養アストロサイトでのEphrin-B1およびEphrin-B3のmRNA発現を低下させた。このことは、脳損傷時のET受容体の刺激が、Ephrinの発現を低下させ神経系再生過程での神経突起伸展を促進する可能性を示唆する。以上の知見を含め、本研究助成期間(平成27-29年)で得られた結果は、アストログリアETB受容体の脳機能改善薬の標的分子としての可能性を示す。本研究では、脳病態時におけるエンドセリン(ET)の役割について、脳浮腫の産生に関与する因子のとの関連を研究し、平成27年度では以下の知見が得られた。・ET受容体遮断薬の脳浮腫抑制作用の検討に先立ち、Fluid percussionにより損傷を受けた脳での浮腫発生の時間経過を検討した。マウス大脳にFluid percussion傷害(FPI)を与えると、6時間後より傷害側での水分含量の増加(脳浮腫)が生じた。この脳浮腫は、FPI後2日で最大となり5日後まで維持された。Evansblueの漏出による血管透過性の測定は、FPIを受けた大脳では、血管透過性が高まることを示した。またFPIにより脳内ET-1の発現が増加した。・FPI後2日目よりETB受容体拮抗薬BQ788を投与したところ、マウス大脳での水分含量および血管透過性の増加が抑制された。一方、ETA受容体拮抗薬FR139317の投与は、FPIによる水分含量の増加に影響しなかった。以上の結果は、FPIにより増加したET-1が脳浮腫の発生に関与することを示唆する。・ETB受容体と脳浮腫の関連と明らかにするため、ETB受容体発現に対する抗脳浮腫薬の作用を検討した。抗浮腫作用を持つデキサメタゾン(DEX)は、ラット培養アストロサイトでのETB受容体mRNAおよびタンパクの発現量を低下させた。このことより、DEXの抗脳浮腫作用の一部に、ETB受容体の発現抑制が関わる可能性が示された。新規脳浮腫改善薬としてのET受容体拮抗薬の有効性を明らかにする検討において、当初、脳挫傷を想定した動物モデルであるFPI傷害での、浮腫発生とET-1発現変化を明らかにすることを本年度の計画とした。この点については、上記の通り、FPI後の浮腫発生とET-1発現増加に相関がみられたこと、更にETB拮抗薬に浮腫抑制作用が認められたなど、当初の計画を達成できたと考える。一方で、ETB受容体刺激薬による神経再生促進作用に関する検討では明確な結果が得られておらず、次年度での継続した検討が必要である。本研究では、脳病態時におけるエンドセリン(ET)の役割について、脳浮腫の産生に関与する因子との関連を検討し、平成28年度には以下の知見が得られた。・これまでの研究において、ETB受容体拮抗薬であるBQ788が、マウス脳挫傷モデル(Fluid percussion傷害(FPI)モデル)での脳浮腫の発生を抑制する事が明らかとなった。BQ788の浮腫抑制メカニズムとして、脳障害部位での活性化アストロサイトの発生すること、脳浮腫惹起因子であるアストロサイト由来VEGFおよびマトリクスメタロプロテイナーゼ-9 (MMP9)の産生が抑制されることを明らかにした。・脳血管内皮細胞間の密着結合の低下が、脳浮腫の原因となる脳血管透過性の過剰な亢進を生じる事が知られている。本年度の研究では、マウス脳挫傷モデルでの脳血管透過性の亢進がBQ788で抑制されることが明らかとなった。また、脳血管透過性の亢進に伴う密着結合タンパクclaudin-5の減少がBQ788により抑制されることが明らかとなった。以上の結果は、脳内ETB受容体の刺激が、脳血管内皮細胞の密着結合を低下させ、脳浮腫を導く血管透過性の亢進を生じさせることを示唆する。

・卵胞ホルモン剤や黄体ホルモン剤は、脳障害時の脳浮腫を抑制する事が報告されている。ETB受容体と脳浮腫との関連を明らかにするため、これらホルモン剤のアストロサイトET受容体への作用を検討した。17β-エストラジオールおよびプロゲステロンは、培養アストロサイトでのETB受容体mRNA発現量を減弱させた。また、ETB受容体タンパクも、これらホルモン剤で減少した。これらの結果は、卵胞ホルモン剤や黄体ホルモン剤の脳浮腫抑制機構の一部に、アストロサイトのET受容体の発現低下があることを示唆する。新規脳浮腫治療薬としてのET受容体遮断薬の有効性を明らかにする検討では、ETB受容体拮抗薬が脳浮腫を抑制する事に加え、その機構として、活性化アストロサイト減少や脳血管透過性の抑制など新たな知見が得られ、当初の計画通りに進んでいると評価される。一方で、神経再生促進作用に関する検討は、ETB刺激薬による明確な効果が得られておらず、異なる実験系での評価など次年度での継続した検討を要する。本研究では、脳病態時におけるエンドセリン(ET)の役割について、脳浮腫発生および神経突起の伸展に関与する因子との関連を研究し、平成29年度には以下の知見および実績を得た。・これまでの研究において、ETB受容体拮抗薬であるBQ788の脳室内投与が、マウス脳挫傷モデル(Fluid percussion傷害(FPI)モデル)での脳浮腫の発生を抑制する事、更に、浮腫抑制メカニズムとして、アストロサイト由来VEGFおよびマトリクスメタロプロテイナーゼ-9 (MMP9)の産生が抑制されることを明らかにした。本年度は、この成果を論文公表した(Michinaga et al., J.Neurotrauma.(2018))。・BQ788の抗脳浮腫作用について、脳血管のバリア機能を高めるangiopoietin-1(ANG-1)との関連を検討し、マウスFPIモデルへのBQ788投与が、ANG-1の発現を増大させることを見出した。また、このANG-1増加に伴い、脳血管内皮細胞に発現するANG受容体であるTie-2の活性化が生じることを明らかにした。これらの結果は、ETB受容体遮断による脳浮腫の改善に、ANG-1増加を介した脳血管バリア機能の亢進が関わることを示す。・Ephrinファミリーは、脳損傷時にアストロサイトの細胞膜上に発現し、神経突起伸展を抑制する。そこで、アストロサイトのEphrin発現に対するETの作用を検討した。ET-1は、培養アストロサイトでのEphrin-B1およびEphrin-B3のmRNA発現を低下させた。このことは、脳損傷時のET受容体の刺激が、Ephrinの発現を低下させ神経系再生過程での神経突起伸展を促進する可能性を示唆する。以上の知見を含め、本研究助成期間(平成27-29年)で得られた結果は、アストログリアETB受容体の脳機能改善薬の標的分子としての可能性を示す。ETB受容体拮抗薬による脳浮腫の抑制について、H27年度遂行の脳浮腫モデルでの結果を受け、より臨床応用を想定した検討を行なう。BQ788は脳内移行が困難なペプチド性化合物のため、次年度以降は末梢投与可能なET拮抗薬を用い、同様の脳血管透過性への作用を検討する。マウス脳挫傷モデルでの脳浮腫に対し、bosentan、A192621、SB234551などET受容体拮抗薬を末梢投与し、マーカー分子の漏出等を検討する。本年度の結果を受け、ET受容体拮抗薬の抗脳浮腫作用について、薬物の投与経路による薬効の変化やBQ788以外のET拮抗薬の作用について検討する。
産業開発にともなう北東アジア臨海地域の地表面・海表面変化の時系列調査

1.瀬戸内地方の旧塩田調査:1960年代の初期から70年代の高度成長期に消減した山口県徳山地方および三田尻地方の塩田について、古い地図をもとに時代毎に塩田を復元し、これを一部デ-タベ-ス化した。さらにこれら塩田跡地の利用形態、産業開発と都市化の程度を教師付き最尤法を用いて分類画像として整理した。徳山菅内の塩田跡地は十分に開発され、主に第二次産業が立地している。他方、三田尻菅内の塩田跡地のうち、鉄道線に近い防府市内の塩田跡地には第二次産業が、鉄道線から離れた塩田跡地および山口菅内の塩田跡地は機材置き場、養魚場、公園あるいは空地であり、産業開発における交通機能や港湾機能、ヒンタ-ランドの重要性を衛星レモ-トセンシングの手法を用いて浮き彫りにした。2.韓国・群山地域の産業開発、地形変化の時系列調査:約四半世紀の時間遅れで、瀬戸内の工場化のパタ-ンが韓国ににおいて見られることに注目し、ランドサットMSSデ-タを1979ー1987年の間時系列解析し、塩田および塩田周辺の地表面の変化、埋め立て等による海岸線の変化を産業化との関連において追跡調査した。同時に、瀬戸内の経験をもとに群山地域の産業基地としての可能性調査、塩田の工業団地化の可能性について分析を加えた。3.黄河河口域の地形変化の観測:黄河河口域の地形変化を過去50年間にさかのぼって追跡調査する端緒として、ランドサットMSSによって1979ー1990年間の河口の前進速度を解析している。同時に、渤海の海底油田開発、産業特別区指定に基ずく工業団地の整備についても解析中である。
キメラ作出技術を用いた鳥類近交退化現象の新規解析系の開発

本研究では、近交退化現象が顕著に現れるウズラをモデル動物として用いて、近親交配に起因する障害を解析するための新たな実験系を提唱することを試みた。ウズラの長期閉鎖集団(NIES-L系)に強度近親交配を行ったところ、胚の発育遅延や孵化率の低下が観察された。また、NIES-L系ウズラの雄の攻撃行動回数は他系統と比較して有意に低下していた。近交種-雑種間の胚盤葉キメラの作出することで、標識した近交種細胞の胚への寄与を可視化することに成功した。今後、近親交配による胚死亡や胚発生異常の原因追究が期待される。本年度は、国立環境研究所で維持しているニホンウズラの長期閉鎖集団(NIES-L系)を用いて、鳥類における近交退化現象の解析を行った。NIES-L系ウズラに、実験的に強度近親交配(兄妹交配)を行うことで顕在化する有害形質を調べた結果、産卵率や孵化率などの繁殖形質に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、世代が進むとともに卵重が低下する傾向が見られたものの、5世代を超えて繁殖能を維持している雌雄個体が現れた。さらに、胚発生の連続観察を可能にするために、ウズラ胚の卵殻外での培養法の改良を試みた結果、強度の近親交配は胚の発育遅延や形態形成の異常を発生させることが明らかとなった。鳥類近交退化現象の解析と理解に向けて、その実験材料と基盤技術を確立することができた。国立環境研究所で維持しているニホンウズラの長期閉鎖集団(NIES-L系)を用いて、攻撃・繁殖行動における近交退化現象の解析を試みた。その結果、NIES-L系ウズラは、攻撃行動(雄一羽と雄一羽の同居)と繁殖行動(雄一羽と雌一羽の同居)のどちらの場合においても、つつき、くわえ、乗駕、総排泄腔接合というウズラに定型的な行動指標を示すことが確認できた。これらの4つの行動指標を用いて定量したところ、NIES-L系雄ウズラの攻撃行動回数は他系統と比較して有意に低下していた。一方、繁殖行動に関しては、NIES-L系雄ウズラは他系統と比較して乗駕や総排泄腔接合の回数に大きな差は認められず、NIES-L系は近交化が進行しているにも関わらず正常な繁殖力を維持していることが明らかとなった。近親交配による胚の発生率や孵化率の低下のため、実験材料の整備に手間取っていたが、解析する課題の優先度を見直し、攻撃性や繁殖性に関する近交退化現象を定量化することができた。鳥類発生工学技術を用いて、ウズラの近交種-雑種間の胚盤葉キメラの作出を試みた。移植したドナー細胞を追跡するために、生細胞標識条件を確立した。また、いかなる発生段階においても胚発生の観察を可能にするウズラ発育卵の培養技術を改良した。鳥類近交退化現象を解析するために、近交種-雑種間キメラの作出という新たな手法を導入することで、同一個体内で近交種細胞と雑種細胞を実験的に共存・競合させ、近交種細胞の発生運命を解析するための実験基盤を整備した。ニホンウズラは近交退化現象を解析するためのモデル動物として有用であるものの、強度の近親交配によって、性成熟までに時間がかかることが明らかとなったため。多方面から近交退化現状の解析を行うとともに、実験動物の飼養数を増加させ、実験回数を確保する。鳥類発生工学本研究では、近交退化現象が顕著に現れるニホンウズラをモデル動物として用いて、近交種-雑種間キメラの作出などの発生工学技術を導入することにより、近親交配に起因する障害を解析するための新たな実験系を提唱することを目的としている。同一個体内に近交種細胞と雑種細胞を実験的に共存・競合させ、胚の形態形成や発生速度に及ぼす影響を解明することが目標である。近交退化現象の原因追究は、遺伝学や育種学上の普遍的課題でありながら、その発現機構は現在でもほとんど解明されていない。本研究の結果、近交退化現象を緩和・回避するための糸口が見つかれば、優良形質をもつ家畜の維持、鳥類近交系の樹立、さらには絶滅危惧種の繁殖技術としての応用が期待される。本研究では、鳥類で著明に発現する近交退化現象の本質的理解に挑戦する。近親交配による近交退化現象が顕在化してきたため、発生率と孵化率の低下や世代交代に時間がかかるようになった。実験動物であるニホンウズラに、近親交配による近交退化現象が顕在化してきたため、世代交代実験に時間がかかるようになった。解析する課題の優先度を柔軟に見直し、研究期間全体を通して効果的・効率的に使用する。
反芻動物の空腸及び回腸パイエル板単離リンパ濾胞の多様性とその機能

反芻動物では空腸および回腸領域にパイエル板があり、前者が局所免疫を担う二次リンパ器官で、後者はB細胞が分裂増殖する一次リンパ器官であるとされている。ヒトやマウスでは、骨髄がB細胞の一次リンパ器官であり、そこでは、自己反応性B細胞はレセプターエデイティング機構によって回避されることが知られている。反芻動物でもパイエル板で産生されるB細胞の中には自己反応性B細胞が出現すると考えられているが、回避機構については明らかにされていない。そこで、回腸パイエル板から単離したリンパ濾胞内の免疫グロブリンλ軽鎖の可変領域の解析を進めた。さらに、免疫グロブリン可変領域をコードする遺伝子断片の組み換え、突然変異や塩基対の挿入に関与する遺伝子(RAG1,RAG2,TdTおよびAID)の発現も観察した。その結果、ヒツジ回腸パイエル板においても、レセプターエデイティング機構が起こっていることを示唆する結果が得られた(投稿中)。これらの研究内容は、第13回国際免疫学会や第8回国際獣医免疫学シンポジウムで口頭発表演題として採択された(学会発表参照)。次に、ウシの空腸および回腸パイエル板の単離リンパ濾胞を用いて、これらのリンパ濾胞の機能差を解析するために、13種類のサイトカインの発現を調べた。その結果、免疫グロブリンのクラススイッチに関するサイトカインが回腸パイエル板で検出できなかった。つまり、空腸と回腸にあるパイエル板リンパ濾胞内ではB細胞の機能や成熟度に差があると考えられる(投稿中)。さらに、ウシの一次リンパ器官である回腸パイエル板内を肉眼解剖学および組織学的に精査し、一次リンパ組織内に二次リンパ組織と非常に類似した部位があることも発見し、論文として発表した(J Vet Med Sci70巻9月号に掲載予定)。また、牛の口蓋扁桃や咽頭扁桃の個体発生を免疫組織化学的に解析し、一次リンパ器官である回腸パイエル板のそれと比較し、論文として発表した(Comp Immun Microbiol Infect Dis2006;29:279-293)。反芻動物では空腸および回腸領域にパイエル板があり、前者が局所免疫を担う二次リンパ器官で、後者はB細胞が分裂増殖しプライマリーレパートリーを形成する一次リンパ器官であるとされている。しかしながら、胎生中期にまず二次リンパ器官である空腸パイエル板が形成され、胎生後期に一次リンパ器官の回腸パイエル板が形成される。まず、胎生期における両パイエル板リンパ濾胞内B細胞のクローナリテイやレパートリーの比較解析を実施すると共に、出生後にリンパ濾胞内のそれらがどのように変化あるいは進化していくかについて解析した。ヒツジの空腸及び回腸パイエル板リンパ濾胞を単離し、RT-PCR法で免疫グロブリンλ軽鎖抗体遺伝子を増幅し塩基配列を決定した。胎齢100日(この時期一次リンパ器官である回腸パイエル板リンパ濾胞は観察されない)の空腸パイエル板リンパ濾胞内B細胞はオリゴクローナルであったが、胎齢120日135日および出生後ではポリクローナルとなった。いっぽう回腸パイエル板では個体発生を通して濾胞内B細胞はオリゴクローナルであった。胎生期の両パイエル板リンパ濾胞内