hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジスルフィド架橋型HIVプロテアーゼダイマー誘導体の合成研究

HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックプロテアーゼで,ホモダイマーを形成して活性を発現する.そこで会合阻害型HIVブロテアーゼ阻害剤の活性を正確に評価するために,サブユニット間の解離が起こらない共有結合で架橋されたプロテアーゼ誘導体を合成することを計画した.本研究ではケミカルリゲーション法を用いて,HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成を行い,次いでジスルフィド結合で架橋しダイマー誘導体(20kDa)と変換する計画を立てた.本年度は,平成13年度の計画にて実施した1)ペプチドセグメントの合成,2)HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成,3)HIVプロテアーゼタイマー誘導体(20kDa)の合成に引き続いて,得られたプロテアーゼ誘導体の評価を行った.4)HIVブロテアーゼ誘導体の活性測定得られたHIVプロテアーゼダイマー誘導体を透析によりリフォールディングしたところ,合成基質を用いたアッセイ系において特異的な酵素活性を示した.またその活性はリコンビナント酵素とほぼ同等であった.5)既存のHIVプロテアーゼ阻害剤に対する感受性の評価プロテアーゼ阻害型KNI-272およびKNI-764を用いて,ダイマー化誘導体酵素と天然型酵素との感受性の違いを評価したところ,ダイマー誘導体はやや阻害剤感受性が低下していた.6)HIVプロテアーゼ会合阻害に基づく阻害剤の合成HIVプロテアーゼのサブニニット間の会合を阻害することにで活性を発現するペブチドを,Fmoc型固相ペブチド合成法により合成した.7)会合阻害型プロテアーゼ阻害剤に対する感受性の評価上記阻害剤によるプロテアーゼ阻害活性を測定したところ,天然型ブロテアーゼに比べダイマー型酵素は活性低下が少ないことを確認できた.HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックプロテアーゼで,ホモダイマーを形成して活性を発現する.そこで会合阻害型HIVプロテアーゼ阻害剤の活性を正確に評価するために,サブユニット間の解離が起こらない共有結合で架橋されたプロテアーゼ誘導体をケミカルリゲーション法を用いて合成することを計画した.ケミカルリゲーション法とはペプチドに含まれる官能基が多数存在する中で,化学的な選択性により特異的に結合する反応を用いて複数のペプチドを結合させる方法である.計画に従いチオールとアルキルハライドの反応によりチオエーテル結合を得る方法を用いて,HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成を行い,次いでジスルフィド結合で架橋しダイマー誘導体(20kDa)へ変換した.1)ペプチドセグメントの合成自動固相ペプチド合成機を用いてC末メルカプトアミドペプチドをFmoc法による固相合成にて構築し,無水ふっ化水素酸で脱保護後,精製を行い目的ペプチドセグメントを得た.一方o-クロロトリチル樹脂担体を用いてN末ブロモアセチルペプチドの合成も行った.その結果いずれも高純度の目的物を得ることが出来た.2)HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成1)で合成した二つのペプチドセグメントを6MHCl・Gn溶液中で反応しチオエーテル結合形成型のリゲーションを行った.HPLCにて確認したところ反応はスムーズに進行し,生成したHIVプロテアーゼ誘導体(モノマー)をゲル濾過クロマトグラフィーにて精製,単離した.3)HIVプロテアゼダイマー誘導体(20kDa)の合成2)で合成したモノマーユニットをヨウ素を用いたジスルフィド結合形成反応によりダイマー誘導体に変換した.逆相HPLCにて精製を行い,HIVプロテアーゼダイマー誘導体を得ることが出来た.HIVプロテアーゼは99アミノ酸よりなるアスパルチックプロテアーゼで,ホモダイマーを形成して活性を発現する.そこで会合阻害型HIVブロテアーゼ阻害剤の活性を正確に評価するために,サブユニット間の解離が起こらない共有結合で架橋されたプロテアーゼ誘導体を合成することを計画した.本研究ではケミカルリゲーション法を用いて,HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成を行い,次いでジスルフィド結合で架橋しダイマー誘導体(20kDa)と変換する計画を立てた.本年度は,平成13年度の計画にて実施した1)ペプチドセグメントの合成,2)HIVプロテアーゼ誘導体(モノマーユニット,10kDa)の合成,3)HIVプロテアーゼタイマー誘導体(20kDa)の合成に引き続いて,得られたプロテアーゼ誘導体の評価を行った.4)HIVブロテアーゼ誘導体の活性測定得られたHIVプロテアーゼダイマー誘導体を透析によりリフォールディングしたところ,合成基質を用いたアッセイ系において特異的な酵素活性を示した.またその活性はリコンビナント酵素とほぼ同等であった.5)既存のHIVプロテアーゼ阻害剤に対する感受性の評価プロテアーゼ阻害型KNI-272およびKNI-764を用いて,ダイマー化誘導体酵素と天然型酵素との感受性の違いを評価したところ,ダイマー誘導体はやや阻害剤感受性が低下していた.6)HIVプロテアーゼ会合阻害に基づく阻害剤の合成HIVプロテアーゼのサブニニット間の会合を阻害することにで活性を発現するペブチドを,Fmoc型固相ペブチド合成法により合成した.7)会合阻害型プロテアーゼ阻害剤に対する感受性の評価上記阻害剤によるプロテアーゼ阻害活性を測定したところ,天然型ブロテアーゼに比べダイマー型酵素は活性低下が少ないことを確認できた.
ICUビッグデータのヒューリスティック探索：AIで解明する赤字にならない集中治療

患者に対する集中治療は診療報酬で病院に利益を出すことは少ない.これは本邦の包括支払制度(DPC/PDPS)における支払額の設定に重症度があまり加味されていないことが最大の理由である.一方,手術については出来高算定であり,病院収益の中核をなしている.われわれは自施設の膨大な患者データを深層学習,ヒューリスティック探索などの人工知能技術を用いて解析し,患者のリアルタイムな重症度変化に応じた,最適な医療資源の分配と最大の診療効果を上げる治療を導き出すアルゴリズムを開発し,現在のDPC/PDPSでも容易に適用可能な新たな周術期管理戦略を確立する.患者に対する集中治療は診療報酬で病院に利益を出すことは少ない.これは本邦の包括支払制度(DPC/PDPS)における支払額の設定に重症度があまり加味されていないことが最大の理由である.一方,手術については出来高算定であり,病院収益の中核をなしている.われわれは自施設の膨大な患者データを深層学習,ヒューリスティック探索などの人工知能技術を用いて解析し,患者のリアルタイムな重症度変化に応じた,最適な医療資源の分配と最大の診療効果を上げる治療を導き出すアルゴリズムを開発し,現在のDPC/PDPSでも容易に適用可能な新たな周術期管理戦略を確立する.
人間と環境に優しい家庭用プラグイン安全ACモータドライブシステムの開発

平成30年度は、2つの研究グループについて、以下の成果を得た。「パワーエレクトロニクス」研究グループでは、単相三相マトリックスコンバータによるモータドライブシステムの実機検証を前年度から引き続き実施しし、モータドライブシステムの構築を実施し、75%程度の完成度を見た。また、モータドライブシステムの問題点である、高調波抑制について、前年度の理論解析結果を受けて、終端状態制御を応用した新しい高調波抑制制御法について検討を行った。次に、「モーションコントロール」研究グループでは、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による高バックドライバビリティ制御法を開発した。まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立した。次に、この取得手法を用いて、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発する。上記の技術を集約して、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による零スチフネス制御構造を持つACモータドライブシステムの有効性を実機実験により評価検証を行った。上記の研究に関して、国内口頭発表5件、国際会議での発表4件、学術論文1編の成果を得た。当初の予定では、平成30年度において、2つの研究グループの成果をまとめて、「家庭用小型軽量安全ACモータドライブシステム」のプロトタイプを作製する予定であった。平成29年度までの進捗状況から十分に可能と予測していた。しかしながら、モータドライブに使用するコンバータ装置の破損とその修復に多くの時間を使用してしまったため、「パワーエレクトロニクス」研究グループにおいて、モータドライブシステムが完成に至らなかった。また、研究を進める上でこれまで検証していた手法よりも高性能化が可能であると予測できる、高調波抑制制御法についてその基礎的内容の検証を進めることになったため、当初目的より遅れてしまう結果となった。「モーションコントロール」研究グループでは、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による高バックドライバビリティ制御法を開発する。まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立でき、既存の実験装置へ応用することで、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発した。上記の結果より、現時点において当初目標の「家庭用小型軽量安全ACモータドライブシステム」のプロトタイプ完成には到達しておらず、進捗がやや遅れている。今後は、平成31年度(令和顔年度)の達成目標である、パワーアシストシステムのプロトタイプ完成を目指して、研究を進める。平成30年年度に到達できなかった課題については、年度当初より研究グループの区別なく、最優先課題として取り組んでおり、年度前半に達成を予測している。また、パワーアシストシステムの機械的な基礎設計をすでに終えているので、部材の準備を前倒しで進めることで、モータドライブシステムの実現と同時に、結果の統合ができるようにスケジュールを変更する。以上の方針で、研究を進める。平成29年度は2つの研究グループにおいて必要な要素技術の開発とその実現に向けて、以下の目標で推進した。「パワーエレクトロニクス」の研究グループは、「単相三相マトリックスコンバータ制御によるモータ軸トルク制御」の実証と高性能化に向けて、実機製作及び、電力高調波抑圧、回路小型化設計への基礎的な検証及び実証を行った。まず、単相三相マトリックスコンバータによるモータ駆動システムの作成及びシミュレーションによる動作検証を行い、マトリックスコンバータによるモータの可変速駆動法についての問題点とその解決法を解析した。次に、モータ駆動システムの制御において、消費電力に着目し、その高効率制御法、高力率制御法と高調波抑制制御法についての理論的な確立に着手した。「モーションコントロール」研究グループでは、人間に優しい安全アクチュエータを実現するために、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による零スチフネス制御構造のバックドライバビリティ性能を有するACモータドライブシステムの開発を行った。この開発に向けて、2重外力検知の安全モーション制御実装の実機製作、及び負荷トルクセンサからロボット関節軸の反力トルクを取得する方法を開発した。同時に、モータ駆動側を主体として電力脈動を考慮したモータ軸加速度制御系と、所望のモーショントルクを出力する負荷側トルク制御系について、理論解析と数値シミュレーションを実施した。2つの研究グループにおいて、個々の問題と解決するべき課題について、再設定し研究を実施した。同時に、当初の目的に有った装置の準備と実験環境の構築を行なっている。本年度に於いては、実験装置及び環境の最終的な仕上げに若干の遅れが生じているが、理論的な検証等、理論面での進捗には遅れは発生していない。本年度は、本研究に関する研究成果として、国内研究発表を5件と海外研究発表を1件行なった。同時に、本研究に係る学術論文を4件発表した。

まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立した。次に、この取得手法を用いて、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発する。上記の技術を集約して、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による零スチフネス制御構造を持つACモータドライブシステムの有効性を実機実験により評価検証を行った。上記の研究に関して、国内口頭発表5件、国際会議での発表4件、学術論文1編の成果を得た。当初の予定では、平成30年度において、2つの研究グループの成果をまとめて、「家庭用小型軽量安全ACモータドライブシステム」のプロトタイプを作製する予定であった。平成29年度までの進捗状況から十分に可能と予測していた。しかしながら、モータドライブに使用するコンバータ装置の破損とその修復に多くの時間を使用してしまったため、「パワーエレクトロニクス」研究グループにおいて、モータドライブシステムが完成に至らなかった。また、研究を進める上でこれまで検証していた手法よりも高性能化が可能であると予測できる、高調波抑制制御法についてその基礎的内容の検証を進めることになったため、当初目的より遅れてしまう結果となった。「モーションコントロール」研究グループでは、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による高バックドライバビリティ制御法を開発する。まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立でき、既存の実験装置へ応用することで、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発した。上記の結果より、現時点において当初目標の「家庭用小型軽量安全ACモータドライブシステム」のプロトタイプ完成には到達しておらず、進捗がやや遅れている。本年度は、「パワーエレクトロニクス」研究グループでは、単相三相マトリックスコンバータによるモータドライブシステムの実機検証を前年度から引き続き実施して、モータドライブシステムを完成させる。次に、高調波抑制について、前年度の理論解析結果を受けて実験実証を行い、高調波抑制制御法を確立する。また、モータドライブシステムの高効率化に向けた、回路再設計と実機実証を行い、変換効率97%以上、入力力率100%、ACモータドライブシステムの体積は従来比で約1/2に、重量は約1/3を実現する。
リプロンスペクトロスコピーによる界面近傍分子の拡散異方性の研究

液体の界面近傍における分子の拡散運動は、バルク中とは大きく異なったものとなっている。媒質の界面は分子の運動空間を物理的に制約すると共に、表面電気二重層や表面粘弾性などの2次元に特徴的な電気的、力学的物性を通して分子拡散運動に大きな異方性をもたらす。界面近傍の分子拡散運動を制約する界面と分子との異方的相互作用を解明することは、対称性の破れた空間における分子集団の物理の研究という観点から興味深い。また界面における化学反応機構や界面そのものの物理的性質の出現機構を理解し制御する上でもきわめて重要で、これは工学的な応用の価値も大きい。本研究は、リプロンスペクトロスコピー技術を用いて表・界面近傍における分子拡散の異方性を調べ、界面という対称性の破れが分子のダイナミクスに及ぼす影響を研究し、これを界面の反応性と関連づけて理解することを目的とした。本年度は界面活性のある脂肪酸分子の一種であるペンタン酸水溶液の表面弾性の周波数依存性を、表面波励振法とリプロン光散乱法によって100Hz1MHzの広周波数帯域で測定した。その結果、広い濃度域にわたって脂肪酸分子の吸着、脱離過程に伴う表面弾性の緩和現象が観測された。この緩和の特性周波数と強度は、脂肪酸分子の表面近傍での拡散を考慮した理論によって定量的に説明できることが明らかとなった。さらに炭素鎖の長さや溶液のpHなどの条件を変化させながら測定を行い、電気二重層など表面のエネルギー状態が、表面近傍分子の運動に与える影響について研究を進めている。
通常学級における協同的でユニバーサルデザインな授業実践の開発

発達障害のある子どもは、学習の困難のみならず社会性や仲間関係に課題を抱えているが、通常の学級での指導に関する研究は依然として遅れている。これに対し、先行研究[平成24-26年度文部科学省科学研究費若手研究(B)(研究代表者:涌井恵、課題番号24730774)]では「学び方を学ぶ」学習と協同学習を組み合わせることで、発達障害の多様な認知特性にも、他の典型発達児の学習内容にも対応した通常の学級におけるユニバーサルデザインな指導方法を開発した。研究が深化するにつれ、学校全体で取り組むことの有用性が見えてきた。しかしながら、「学び方を学ぶ」ことや協同学習に馴染みのない教員が実践する場合の教員研修や、実践を学校全体や家庭学習へ拡げるための教材開発が課題として残された。そこで本研究では、通常の学級において発達障害のみならず全ての子どもの学力向上を実現するために、「学び方を学ぶ」学習と協同学習の組み合わせによる指導実践を校内へ拡げるための研修プログラムを開発すると共に(研究A)、実践スタートキットを作成し(研究B)、さらに「学び方を学ぶ」学習の充実・定着のための家庭学習用アプリケーション等の教材の開発(研究C)を行うことを目的とした。本年度は、研究Aについては校内研修プログラムを開発することができた。また、研究Bについては、「学び方を学ぶ」学習と協同的な学び合いを組み合わせた事例研究のまとめを行い、それらを基にした実践スタートキットを完成させた。また総合的な学習の時間における「学び方を学ぶ」学習について指導内容の妥当性や効果や課題について分析し、16年生までの全校カリキュラムを開発した。研究Cにおいては、スマートフォンの機種の相違やOSの更新への対応などの課題が明らかになり、アプリ開発は取りやめたが、アプリを使用しない家庭学習の実践研究について研究発表を行うことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これに対し、先行研究[平成24-26年度文部科学省科学研究費若手研究(B)「発達障害児と共に学ぶ通常学級の学び方を学ぶ学習と協同学習を組合わせた指導の開発」(研究代表者:涌井恵、課題番号24730774)]では「学び方を学ぶ」学習と協同学習を組み合わせることで、発達障害の多様な認知特性にも、他の典型発達児の学習内容にも対応した通常学級におけるユニバーサルデザインな指導方法を開発し、研究が深化するにつれ、学校全体で取り組むことの有用性が見えてきた。そこで、本研究では、発達障害のある子どもも共に学ぶ通常学級において、全ての子どもの学力向上を実現するために、「学び方を学ぶ」学習と協同学習の組み合わせによる指導実践を学校全体へ拡げるための研修プログラムの開発すると共に(研究A)、実践スタートキットを作成し(研究B)、さらに「学び方を学ぶ」学習の充実・定着のための家庭学習用アプリケーション等の教材の開発(研究C)を行うことを目的としている。本年度は、研究Aについては研究協力校で校内研修を行いデータ収集を行う。また研究Bについては研究協力校において総合的な学習を活用した全校的な実践プログラムの検討を開始する。さらに研究Cにおいては、中高性向けの家庭学習用アプリケーションの試作を行うこととした。1)研究A「指導実践を学校全体へ拡げるための研修プログラムの開発」:本年度は研究協力校にて校内研修を行い、その効果や課題について検討を行った。また、都道府県単位や教育事務所単位での研修会の資料を作成し、研修内容(講義内容の順序、研修時間、実施するグループワークの質)の検討を行った。実施する研修の単位や時間研修受講対象者により、研修ニーズや予備知識、研修への積極性の度合いが大きく異なり、各々にあったカスタマイズが必要であることがわかった。そのため、フォーカスグループインタビュー調査は、研究協力校のみの実施ではデータに偏りが生じると考えられたため実施しなかったが、指導実践を学校全体へ拡げる際に考慮すべき事項について検討することができた。2)研究B「実践スタートキットの開発」:特に今年度は、研究協力校において、総合的な学習の時間を活用して、36年生で「学び方を学ぶ」学習の実践を行った。各学年において、子ども達に記憶や注意、やる気といった学習のメタ認知に関わる事柄に気づきを促し、その内容を教科の学習においても活用することができた。次年度は学年間で児童内容の調整と内容の系統性について検討する予定である。また、これまでの実践の中で開発してきた書式やチェックリストなどをまとめ、「実践スタートキット」の試作版を完成させることができた。3)研究C「『学び方を学ぶ』学習の充実・定着のための家庭学習用アプリケーション等の教材の開発」:当初の予定通り、中高生向けのタブレット端末用のアプリケーションの構成内容の試案を作成することができた。4)この他、ICP2016(2016年7月開催)でのポスター発表が採択されたので、その発表準備を進めている。また、発達障害学会での招待講演や、書籍等の執筆も行うことができた。以上のように、本年度予定していた検討事項についてはおおむね検討することができた。

これに対し、先行研究[平成24-26年度文部科学省科学研究費若手研究(B)「発達障害児と共に学ぶ通常学級の学び方を学ぶ学習と協同学習を組合わせた指導の開発」(研究代表者:涌井恵、課題番号24730774)]では「学び方を学ぶ」学習と協同学習を組み合わせることで、発達障害の多様な認知特性にも、他の典型発達児の学習内容にも対応した通常の学級におけるユニバーサルデザインな指導方法を開発し、研究が深化するにつれ、学校全体で取り組むことの有用性が見えてきた。しかしながら、「学び方を学ぶ」ことや協同学習に馴染みのない教員が実践する場合の教員研修や、実践を学校全体や家庭学習へ拡げるための教材開発が課題として残された。そこで本研究では、発達障害のある子どもも共に学ぶ通常学級において、全ての子どもの学力向上を実現するために、「学び方を学ぶ」学習と協同学習の組み合わせによる指導実践を学校全体へ拡げるための研修プログラムの開発すると共に(研究A)、実践スタートキットを作成し(研究B)、さらに「学び方を学ぶ」学習の充実・定着のための家庭学習用アプリケーション等の教材の開発(研究C)を行うことを目的としている。本年度は、研究Aについては研究協力校で校内研修を行いデータ収集を行う。また研究Bについては研究協力校において総合的な学習を活用した全校的な実践プログラムの検討を開始する。さらに研究Cにおいては、中高性向けの家庭学習用アプリケーションの試作を行うこととした。1)研究A「指導実践を学校全体へ拡げるための研修プログラムの開発」:本年度は研究協力校にてアサーション・スキルに関する校内研修を行った。現在、その効果や課題について検討中である。アサーション・スキルに関する指導内容を校内研修の内容に含めた理由は、意見の異なるものを排除する同調学習に陥らないようにするために、教師、また協同学習の参加者となる子どもたちにとっても必須事項となると考えたためである。本年度はさらに、研究Bにおいて実施した研究協力者の対象学級での指導場面VTRについて研修プログラムでの使用許可を得ることができ、映像素材を収集することができた。2)研究B「実践スタートキットの開発」:昨年度に引き続き、研究協力校において、総合的な学習の時間を活用して、36年生で「学び方を学ぶ」学習の実践を行った。各学年で、子ども達に記憶や注意、やる気といった学習のメタ認知に関わる事柄に気づきを促し、その内容を教科の学習においても活用することができた。また、学年間で児童内容の調整と内容の系統性について検討し、昨年度版の改良を行うことができた。3)研究C「『学び方を学ぶ』学習の充実・定着のための家庭学習用アプリケーション等の教材の開発」:昨年度試作した中高生向けのタブレット端末用のアプリケーションののうち、注意に関するゲームについて、使い勝手の修正を行った。しかし、対面授業と異なり、アプリケーションの形式で設問を提示したり、やり方を示したり、正答をフィードバックすることについての課題はまだ残った。
インド洋・太平洋域降水分布の形成および変動に関する研究

熱帯降水分布の形成には境界条件としての海面水温(SST)分布が大きな役割を果たしている。本研究は、海面フラックスによるニュートン冷却の平衡温度をCOADS及び衛星計測された風速から求めた。その結果、東部太平洋におけるSST南北差は海面フラックスに関わる気象変数の南北差から説明できることが分かった。特に、風速の南北差の重要性が確認されたほか、相対湿度と雲量の効果はそれぞれ大きいながらも、互いに打ち消しSST南北差に寄与しないことが分かった。更に今まで重要視されてこなかった海面水温と気温の差が南北水温差の形成に対し、負の作用をすることが示唆された(Science誌に投稿する予定)。更に、東部太平洋で観測されるようなSST南北分布を大気大循環モデルに与え、数値実験を行った。北半球のSST極大値の所にモデル降水量の最大が現れ、北緯10度で上昇し、赤道及び南半球の熱帯・亜熱帯域で下降するハドレー循環が形成されている。この南北半球を跨る対流圏スケールのハドレー循環はsingle peakの降水量分布に対応するもので、一方、下部境界層内にはdouble peakのSST分布に対応する循環も見られる。以上のことから、この水惑星モデルにおいて条件付き不安定とSSTの顕熱強制が共に働いていることが明らかになった。
副作用マネジメントと毒性回避のための臨床薬物動態研究

ラット及びヒト肝細胞を用いたゲムシタビンの取り込み実験やラットの肝潅流実験、ヒト試験により、800 mg/SLV以下の投与量では、クレオシドトランスポーターENT2を介した低親和性の肝取り込みの飽和が回避でき、膵癌肝転移に対する術後肝動注化学療法が早期に開始できる可能性が示された。また、腎機能低下患者における抗MRSA薬リネゾリドの体内動態と血小板減少に関しては、リネゾリドおよび代謝物の血中濃度がともに腎機能障害が高度になるほど上昇し、血小板減少率も上昇する傾向が確認できた。さらに、経腸栄養剤長期投与によって小腸や肝臓のトランスポーターや代謝酵素の発現が変動することが示された。医薬品の副作用マネジメントと毒性回避を目指した患者個々に最適な投与設計法を確立することを目的として、病態時の薬物体内動態に焦点を当て、ヒト臨床試験および動物モデルを用いた検討を行い、本年度は以下の成果が得られた。1.抗MRSA薬リネゾリド(LZD)の腎機能障害患者における体内動態変動と骨髄抑制に関する臨床試験について中間解析を行ったところ、LZDおよび代謝物の血中濃度がともに腎機能障害が高度になるほど上昇し、血小板減少率も上昇する傾向が見られた。また、臨床試験中にリファンピシンとの相互作用が示唆される症例が見られたため、そのメカニズムについてラットモデルを用いて予備的な検討を開始し、成果の一部の学会発表を行った。2.膵癌肝転移症例に対するゲムシタビン(GEM)肝動注に関する臨床試験は継続中である。ラットを用いた検討から、肝抽出率の非線形性は膜輸送過程の飽和による可能性が示唆され学会発表を行った。さらにヌクレオシドトランスポーターENTの関与について遊離肝細胞を用いた検討を開始した。また、糖尿病モデルでのヌクレオシド輸送については論文発表を行った。3.長期経腸栄養療法施行時の強心配糖体ジゴキシンの体内動態変動とトランスポーターおよび薬物代謝酵素の発現変動については論文発表を行った。4.肥満病態時にトランスポーター(P-糖タンパク質)と薬物代謝酵素(CYP3A)の発現変動と体内動態変動について免疫抑制剤(シクロスポリン・タクロリムス)および合成オピオイドのフェンタニルについて予備的な成果を得て学会発表を行った。5.腹膜播種患者にタキサン系抗がん薬を腹腔内投与後の体内動態について論文発表を行った。ゲムシタビンの臨床試験を継続し症例の蓄積を行うとともに、その成果の一部について論文発表を行った(Mol Clin Oncol 2013、癌と化学療法2013)。更に、ゲムシタビンの肝取り込みの非線形性を解明する目的で、ラットを用いた肝潅流実験および肝細胞を用いた取り込み実験を行ったところ、いずれの実験系でもそれぞれ親和性の異なる二つの飽和過程が示唆され、臨床投与量付近では低親和性部分が非線形性を示す要因であると考えられた。リネゾリドについて、ヒト試験で見られたリファンピシン併用による体内動態変動メカニズムをラットを用いて検討した。リネゾリドを経口投与後の血漿中濃度推移は、リファンピシン連続前投与群では対照群と比較してAUCの顕著な減少がみられた。リネゾリドを静脈内投与した場合は、リファンピシン連続前投与群と対照群との間で有意な差は認められなかった。以上のことから、リネゾリドの消化管吸収過程での相互作用であることが明らかとなった。タクロリムスが投与された患者のTDMデータを解析したところ、BMIが高い患者で、投与量補正したトラフ血中濃度が高い値を示した。そこで遺伝的肥満モデルラット(Zucker fa/fa)を用いて検討したところ、タクロリムスを静脈内および経口投与後の個体あたりの全身クリアランスと分布容積は肥満による差は認められなかったが、バイオアベイラビリティーは肥満群で上昇を認めた。また、肝臓Cyp3a2および小腸P-gpのタンパク発現レベルは肥満による低下を認めた。同じくCYP3Aの基質になるフェンタニルについて、経皮吸収製剤の体内動態に対する肥満の影響についてラットを用いて検討したところ、肥満により血中濃度が高く推移することが示唆され、現在、臨床試験を継続中である。本研究は、各種病態時の対象薬とその代謝物の薬物体内動態変動と副作用発現をヒト臨床試験や動物モデル等で明らかにし、患者個人に最適な薬物投与設計の確立と・副作用マネジメントを目的に以下の検討を行った。1.持続的血液濾過透析(CHDF)施行中にリネゾリド(LZD)を投与された症例について、LZDと2種類の主要代謝物の薬物動態の変化を検討した。その結果、血中の代謝物濃度は健常人と比べて顕著に上昇しており排泄遅延による蓄積が示唆された。

腎機能障害時には骨髄抑制等の副作用リスクが上昇することから、LZDの適正使用のために血中濃度モニタリングの必要性が示唆された。2.膵がん肝転移症例に対するゲムシタビン(GEM)肝動注化学療法による骨髄抑制と血中濃度の非線形性の解明を目的としてヒト試験を進めている。本年度は、ラットの肝動脈にカニュレーションを施し、GEMの肝取り込みと血中動態の濃度依存性を検討した結果、臨床血中濃度付近で肝抽出率の飽和性を示唆する予備的な結果が得られた。GEM輸送との関連性が予想されるトランスポーターの輸送特性について種々株を用いて予備的な検討を行った。3.研究計画調書提出後の検討結果をふまえて、対象薬剤にジゴキシン等を追加し、経腸栄養剤長期投与後の動態変動について検討を開始した。4.急性心筋梗塞に用いられる低用量アスピリンの制酸緩衝性製剤と腸溶製剤を咀嚼服用時の即効性をヒトで検証するため、健常人を対象に両製剤を通常および咀嚼服用後の血中アスピリン濃度や血小板凝集能を4群クロスオーバー法で試験した。その結果、腸溶性製剤を咀嚼服用後は制酸緩衝性製剤とほぼ同等の動態を示し、速やかに血小板凝集を抑制することが確認され、診療ガイドラインの推奨を支持する薬物動態学的、薬力学的なエビデンスが得られた。最終年度となる平成26年度に得られた主な成果は以下のとおりである。1.ゲムシタビンの肝取り込みの非線形性を定量的に把握するためのin vitro実験として、ラット肝細胞を用いた取り込み実験を継続して行った。Na+非依存性の平衡型トランスポーターであるENT1およびENT2の選択的阻害剤であるNBMPRを用いた実験、Na+依存性の検討および速度論的解析からENT1およびENT2の関与が示唆された。さらに、低濃度のNBMPR存在下での速度論的解析により、高親和性および低親和性の速度過程がそれぞれENT1およびENT2によって担われている可能性が示された。さらに、ヒト凍結遊離肝細胞を用いた取り込み実験により、ラットと同様に親和性の異なる二つの飽和過程が存在することが確認された。これらの結果から、静脈内投与の臨床投与量(1,000 mg/m2)で肝動注を行った場合に想定される血中ゲムシタビン濃度において、高親和性取り込み過程は完全に飽和している一方、低親和性取り込み過程の飽和は限定的であると考えられる。これらin vitro実験の結果は、ラット肝潅流実験の結果を踏まえて考察すると、臨床第1相試験を4001,500 mg/SLV(標準肝容積)で行うことが妥当であると考えられる。これらの結果は、10月に米国カリフォルニア州サンフランシスコで開催された、第29回日本薬物動態学会(JSSX)・第19回国際薬物動態学会(ISSX)合同年会にて発表を行った。2.肥満時のタクロリムスのバイオアベイラビリティーの上昇について、ラット肥満モデルおよびBMIの異なる患者データを用いて得られた成果を論文化した。さらに、移植直後の静脈内投与から経口投与に切り替えた患者のTDMデータを用いてさらに詳細な検討を追加した。医療系薬学リネゾリドとゲムシタビンに関する臨床試験は、おおむね順調に進行しているが、いずれも未だ症例数が不足しており、試験を継続中であるが、期間の延長が必要かもしれない。リネゾリドの臨床試験においては興味深い相互作用が観察され、研究の新たな進展が期待される。
海洋生物圏起源の硫黄化合物を前駆物質とする大気エアロゾル及び雲の形成過程の研究

平成5年度:父島での観測拠点の候補地選定のための予備調査を行うとともに観測に必要な各種機器を購入した。平成6年度:父島にて観測地点の選定を行った。その結果、父島は候補地が局地的な汚染を受けること、電源などの問題があること等から、さらに約50km南下した母島に候補地を変更した。母島は父島に比べ汚染の影響も少ない上、南東側が海に面した観測に最適なステーションを設けることができた。これと並行して、DMS、オゾン、ラドンの自動分析システムを構築し、さらに無人で測定しているときの機器の動作状況を把握するため、現地と名古屋間の自動データ通信システムを構築した。このため、観測開始時期が予定より少し遅れたが、これにより無人でも自動的に一定間隔で測定ができ、密度の濃い観測が可能となった。これらの準備が整った後、12月に母島の観測ステーションに観測機器を搬入し、観測を開始した。平成7年度:機器のトラブルや現地の停電などで一時的な欠測があるが、1年余りの期間、ほぼ連続的なデータが取得できた他、毎月1名を現地に派遣し、人手が必要な観測やエアロゾルの採集や測定を行った。エアロゾル試料は持ち帰り名古屋で分析を行った。また、気象データを入手し、気団の判別や気塊の経路を推定するために流跡線解析を行った。その結果、海洋性気団では雲の凝結核の形成に、海洋生物圏起源の硫黄化合物(DMS)の酸化生成物である非海塩硫酸塩が寄与していることが示された。しかし、大陸性気団下ではDMSから生成される以上の硫黄化合物が存在し、人為起源や大陸起源の硫黄化合物が影響していると考えられる。植物プランクトンが生成する還元性有機硫黄化合物である硫化ジメチル(DMS)が大気中に放出され、自然起源の硫黄の50%程度を占めている。特に海洋大気中の硫黄の大部分はDMS経由と考えられている。大気中のDMSは光化学的酸化を受け最終的には硫酸になり大気エアロゾルの主成分となる。大気エアロゾルの一部は雲凝結核(CCN)として活性化され雲粒形成の重要な要因となる。外洋大気の硫酸エアロゾル形成におけるDMSの寄与の度合いの変化を季節を通じて観測することは、大気化学的硫黄循環過程の解明に留まらず、雲形成に伴う気候変化の解明にも寄与するものと考えられている。この仮説を実証するために、陸地からの汚染大気の影響が及ばない小笠原父島で長期観測を実施することが本研究の目的である。観測と同時にモデル計算を行い、DMSの酸化過程の特性を求めることに成功した。これによると、夏季におけるジメチルスルフォキシド(DMSO)経由のパスが有効であり、二酸化硫黄(SO_2)のパスとほぼ拮抗することがわかった。これにより、夏季のDMSOの観測の必要性が強く示唆される。次年度からの本格的観測を目指して、本年度は小笠原父島の実地調査に基づく最適測定場所の選定と同時に、必要な測定装置の新規購入と既存装置の整備、名古屋における予備観測を行った。DMS連続観測のためガスクロによる自動捕集測定システムを作成し、名古屋の汚染大気のDMS測定を継続してきた。その結果、暖房用などに使用する重油の低温燃焼により局所的には海洋大気の100倍のppbオーダーに及ぶ多量のDMSが発生する可能性が認められた。現在、購入したサンプラーと高性能イオンクロマトによりメタンスルフォン酸の測定も行っている。このような新事実は今後硫黄循環過程をより詳細に解明するための重大な契機となろう。通年観測を小笠原父島で実施するために先年度から準備してきたが、父島は人口も多く開発も進んでおり、大気汚染のため観測が妨害されるおそれが発生した。急遽、父島から人口が少なく汚染も目立たない母島に変更することになった。

観測場所の決定、電気の増設、東京都との交渉などに、なにぶん交通機関も船舶のみという辺鄙な場所であるため、思わぬ時間がかかってしまった。12月になって、母島の南東よりの無線中断所の建屋の一角を東京都から借用して、観測装置類をセットし、観測を開始することができた。観測項目は、(1)自動化されたFPDガスクロマトグラフによる大気中の硫化ジメチル(DMS)の連続観測、(2)オゾン濃度の連続観測、(3)ラドン濃度及びラドン娘核の連続観測、(4)雲凝結核(CCN)の観測(連続測定を予定)、(5)エアロゾルのサンプリング、(6)二酸化硫黄(SO_<2`>)やカルボン酸などの微量気体の捕集、(7)風向、風速、気温などの気象要素の連続観測、などである。自動的に測定できるデータは、測定器の状態を監視するためのデータとともに、電話回線を使用して名古屋の研究室でモニターできるようになっている。また、エアロゾルのサンプルは研究室に持ち帰り、イオンクロマトグラフでメタンスルホン酸(MSA)、非海塩サルフェート(nssSO_4^<2->)、有機酸などの分析を行っている。これまでに、いくつかの初期故障が発見されたが、現在ではほぼ順調に作動するようになった。昨年の12月から現在までに、かなりのデータが蓄積されており、それを部分的に整理して今年1月のIGBPシンポウジウムで報告し、5月の日本気象学会の春季大会でも発表する予定である。大気中の微量成分の濃度は、気団によって大きく変動するが、雲凝結核は大部分がDMS起源であることが観測から検証されつつある。平成6年12月から小笠原諸島母島に観測拠点を設けてDMS、オゾン、陸起源の放射性物質であるラドンの自動連続測定を開始した。また、毎月1名を現地に派遣して、エアロゾルのサンプリングとその試料の分析、雲凝結核(以下、CCN)の測定を行い、1年余りの期間ほぼ連続的なデータが得られた。また、DMSの海からのフラックスを求めるために、海水中のDMS濃度の測定を行った他、硫黄化合物の酸化に重要な大気中の過酸化水素濃度の測定も行った。これらの測定や分析と合わせて気象データを用いた流跡線解析や気団の解析を行い、季節や気団によるDMS、ラドン、オゾン濃度やエアロゾルの濃度、組成から、海洋大気中のCCNの形成に何が寄与しているかを調べた。その結果、ラドン、オゾンやCCNは、大陸性気団のときに濃度が高く、大陸や人間活動による汚染物質の影響が1000km離れた小笠原諸島にも及んでいることが確認された。また、エアロゾル中の非海塩起源の硫酸イオン濃度、水溶性有機炭素濃度が大陸性気団、海洋性気団を含めてCCN数濃度と高い相関関係にあり、海洋大気中のCCN形成に寄与していると考えられる。また、非海塩起源の硫酸イオンの主なソースの一つであるDMSは、海洋性気団のときCCN数濃度と正の相関関係があり、CCN形成に寄与していると考えられるが、大陸性気団ではDMS濃度とCCN数濃度に顕著な相関が認められず、人為起源の硫黄化合物などが影響していると考えられる。
ヒトおよびチンパンジーにおける非音声的コミュニケーション:指示機能の産出と理解

他者と注意を共有することを、共同注意と言う。得にそれが視覚に依存するときは、視覚的共同注意と呼ぶ。視覚的共同注意は、ヒトを含めた霊長類において、コミュニケーションの基本をなすと考えられる。本年度はおもに他者の視線の認識に主眼を置いて研究を遂行した。まず、成人を対象として前方に呈示された6つの刺激のうち、実験者がそのうちの一つをターゲットとして指示した。被験者は、実験者が示すターゲットを口頭で答えることが求められた。実験者の与える手掛かりは、(1)指差し、頭の動き、視線、すべてを使う、(2)頭、視線のみ、(3)視線のみ、(4)頭の動きのみ(サングラスで目を覆う)、の4条件であった。刺激間の距離は、10度、8度、6度、および4度であった。この結果、もっとも有効な手掛かりは、東部の動き+視線の場合であることがわかった。また、指差しは、ターゲット特定の精度を上げるのではなく、注意の喚起を促す機能を持つことがわかった。さらに、フサオマキザル、チンパンジー、オランウータン、ヒト幼児を対象として、選択課題場面における実験者手掛かりの効果について分析した。与える手掛かりは、(1)正答をタップする、(2)正答を指差す、(3)正答に顔を近づけてみる、(4)正答を見る、(5)正答を目だけ(視線のみ)で見る、の5つであった。その結果、フサオマキザルでは、視線だけを手掛かりに使用することはできなかったがチンパンジー、オランウータン、ヒト幼児(18ケ月齢27ケ月齢)では、視線のみ、すなわち、眼球運動のみを手掛かりにして、正答を選択することができることがわかった。このことは、ヒトとヒト以外の霊長類の間にも、注意の共有があるレベルで成立することを示している。しかし、それが本当に他者理解や心的表象や、いわゆる心の理論といったことをベースとして成立しているかは今後の課題である。少なくとも、こうしたことを実験的に分析する素地を今年度は固めたことに意義があると思われる。
不活性化Cas9によるゲノム不安定性誘導機構の解明とそれに基づく構造多型の操作

Casタンパク質を利用するゲノム編集は、その倫理的問題も含めて社会的にも大きな話題となっている革新的な技術です。特に不活性化Casタンパク質を用いてDNAを切断することなくゲノム編集を行う塩基編集が安全性の高い技術として注目されています。ところが、私達は安全な筈の不活性化Casタンパク質がゲノム構造を不安定化する能力を持つことを発見しました。本研究では、その仕組みを明らかにすることによって、塩基編集の潜在的危険性の低減を目指します。また、逆にゲノム構造を不安定化する能力を活用することによって、ゲノム構造に大きな変化を導入する新しい技術の開発にも挑戦します。
東南アジア大陸山地部における小首長国-低地/山地関係の多様性

今年度は、出産育児班および世帯経済・世帯人口班が協力し、低地および山地住民の身体計測を行うとともに、生業等について聞き取り調査を行った。調査は、2019年8月と3月に各10日間、ウドムサイ県の調査地で行った。低地村A村においては、8月と3月に調査を行い、低地村B村は8月に、山地村C村は3月に調査を行った。ライフイベントにおける出産や育児は、住民の健康状態が大きく関係する。よって、これらの3村において、身体活動の計測、身体計測、および生業活動について聞き取りを行った。身体活動は、各村10人の村人を対象に、GPSと加速度計をもちいて1週間記録した。身体計測では、約400人について体重、身長、血液、毛髪、糞便等を採取した。同時に、調査対象者について、家族構成、食料摂取について聞き取りを行った。低地村および山地村の両方において、コメが主要な栄養源であったことに加えて、野生植物の摂取が顕著であった。そのため、住民の健康状態を説明するため、野生植物の同定および栄養成分を明らかにする必要があった。また、農作業に従事する村人が多く、作付けカレンダーによって身体活動が大きく関係していた。また、男女差が大きく、とくに低地村では、女性の方が男性よりもBMIが高い傾向にあった。人口動態について、低地村では継続してデータを取得した。山地村においても、親族関係等の基本的なデータを取得できた。歴史班は、ラオスの山地部と平地部をつなげる民族間関係を明らかにするために、ナムター県とビエンチャン市でフィールド調査を行なった。村の長老による聞き取りによって、集落の移動、戦争が起こした共同体の分散と再編成、接触による文化や言語の変容を調査した。カウンターパート、研究分担者および研究協力者、および村人と良好な関係が築けており、順調にデータの蓄積ができている。研究会:6月に名古屋大学で研究会を行う。研究会では、研究代表者、研究分担者および研究協力者がデータの分析結果を発表し、メンバー間で知識を共有する。12月から2月の間に、論文作成に向けての研究会を行う。歴史班:引き続き、村落をめぐり村の歴史に関する口承データを収集する。また、これまで収集したデータを分析し、論文のドラフトを仕上げる。世帯経済・世帯人口班:身体データについて、山地、低地における住民の栄養状態の違い、家系による違い等について分析を進める予定である。また、人口動態について分析をすすめる。さらに、野生植物を採取し、同定するとともに、栄養成分について分析する。また、水田面積の復元を行う。出産・育児班:収集した人口データをもとに、出産・育児・経済活動の時間・労働配分、出産・育児の実践、育児への参加者、乳母、養子についてデータを集める。統括班:各班の調整を行い、論文発表の役割分担を決定する。総括班は、調査地域の人工衛星画像を取得し、土地利用の分類をおこなった。とくに、これまで蓄積してきた水田開拓図を更新し、過去100年間にわたる土地利用変化図を得た。世帯経済・人口班は、8月と3月に調査を行い、世帯人口のデータを更新するとともに、住民の身体計測、住民の食事調査、加速度計とGPSを用いた住民の労働時間の推定を行った。住民の身体計測、食事調査、労働時間については、200人を対象としたデータが得られた。歴史班は、低地・山地の民族間関係を明らかにするために、地域で蓄積されている歴史をオーラル・ヒストリーを収集した。フランス植民地期など地域の政治経済環境の変化に目を配りながらデータを収集している。出産・育児班は、出産や育児を経験した女性を対象に、出産・育児に関する食のタブー、育児参加者、生産活動との労働配分についてデータを収集した。ラオス国立農林業研究所に加えて、ラオス国立公衆衛生研究所を現地カウンターパートとして加えた。山地・低地関係を再検討する上で、住民の健康状態の違いが重要なファクターとなる可能性があり、生業と健康を同時に検討する必要性がでてきたからである。すでに、国立公衆衛生研究所には研究プロポーザルを提出し、倫理審査を受けた。今後は、国立農林業研究所および国立公衆衛生研究所と研究チームを形成し、研究を遂行する予定である。研究成果の一部について、アメリカ人類学会において発表済みであり、他の成果についても論文のドラフトを作成中である。身体計測や健康状態の研究には、個人情報が含まれる。よって、現地機関や住民と注意深く話し合いを行いながら研究を進める。また、研究に対する住民の合意が得られない場合はデータを取得しない。

低地村および山地村の両方において、コメが主要な栄養源であったことに加えて、野生植物の摂取が顕著であった。そのため、住民の健康状態を説明するため、野生植物の同定および栄養成分を明らかにする必要があった。また、農作業に従事する村人が多く、作付けカレンダーによって身体活動が大きく関係していた。また、男女差が大きく、とくに低地村では、女性の方が男性よりもBMIが高い傾向にあった。人口動態について、低地村では継続してデータを取得した。山地村においても、親族関係等の基本的なデータを取得できた。歴史班は、ラオスの山地部と平地部をつなげる民族間関係を明らかにするために、ナムター県とビエンチャン市でフィールド調査を行なった。村の長老による聞き取りによって、集落の移動、戦争が起こした共同体の分散と再編成、接触による文化や言語の変容を調査した。カウンターパート、研究分担者および研究協力者、および村人と良好な関係が築けており、順調にデータの蓄積ができている。総括班は、作成した水田開拓図をもとに所有者や開拓時期の同定を行う。世帯経済・人口班は、世帯人口のデータを更新するとともに、引き続き、住民の身体計測、住民の食事調査、加速度計とGPSを用いた住民の労働時間に関するデータを取得する。歴史班は、低地・山地の民族間関係を明らかにするために、引き続き地域で蓄積されている歴史をオーラル・ヒストリーを収集する。出産・育児班は、引き続き、出産や育児を経験した女性を対象に、出産・育児に関する食のタブー、育児参加者、生産活動との労働配分についてデータを収集する。ラオス国立農林業研究所とラオス国立公衆衛生研究所とで研究チームを形成し、研究を遂行する。研究会:6月に名古屋大学で研究会を行う。研究会では、研究代表者、研究分担者および研究協力者がデータの分析結果を発表し、メンバー間で知識を共有する。12月から2月の間に、論文作成に向けての研究会を行う。歴史班:引き続き、村落をめぐり村の歴史に関する口承データを収集する。また、これまで収集したデータを分析し、論文のドラフトを仕上げる。世帯経済・世帯人口班:身体データについて、山地、低地における住民の栄養状態の違い、家系による違い等について分析を進める予定である。また、人口動態について分析をすすめる。さらに、野生植物を採取し、同定するとともに、栄養成分について分析する。また、水田面積の復元を行う。出産・育児班:収集した人口データをもとに、出産・育児・経済活動の時間・労働配分、出産・育児の実践、育児への参加者、乳母、養子についてデータを集める。統括班:各班の調整を行い、論文発表の役割分担を決定する。
男性型不妊にかかわるバソプレッシン受容体異常の研究

バソプレッシンV1a受容体欠損マウスを用いた分娩観察の結果、メスのV1a受容体が欠損している場合のみ産仔数減少や分娩の開始時間の遅延、総分娩時間の延長などの変化が観察され、オス親や胎仔の遺伝子型には依存しなかった。また、生殖組織を用いたin situ hybridization解析の結果からV1a受容体はオスの生殖組織では精巣上体を始め多くの組織の間質に強い発現が見られることが分かった。また、メスでは卵巣や子宮での発現が観察された。これらの結果はV1a受容体がオスメスの両方において生殖生理に関わっていることを示すものであり、病態解明への重要な知見を示すものである。前年度の結果からバソプレッシン受容体ならびにオキシトシン受容体は雄性生殖器に発現していることが分かった。そこで当該年度は、受容体遺伝子欠損マウスを用いて生殖機能異常の解析を行った。今回の研究に先だって行った解析から、バソプレッシンV1a受容体欠損マウスで産仔数の減少が観察されていた。そこで、それがオスとメスのどちらに由来する障害なのか解析を進めた。すなわち野生型マウスとV1a受容体欠損マウスのオスとメスについて、それぞれのホモとヘテロの4通りの組み合わせの交配を行い、生殖機能の異常を観察した。その結果、野生型のメスを用いた群では産仔数の減少などの異常は観察されず、V1a受容体欠損マウスを用いた群でのみオスの遺伝子型にかかわらず生殖異常が観察された。このことから産仔数減少などの生殖異常はメスの遺伝子型に由来することが明らかとなった。また、胎仔がV1a受容体遺伝子を持つ場合も母体の遺伝子型に依存して障害が見られることから、観察された異常は受精卵や胎仔に由来するものでもないことが示唆された。これまでの報告から、V1a受容体ならびにオキシトシン受容体は、子宮収縮に重要な役割を持つことが示されている。実際にオキシトシン受容体は妊娠後期にかけて発現増加し、一方のV1a受容体は発現変動はないものの子宮での発現が観察されている。こうした報告のほとんどがヒトや大型実験動物であるヒツジで行われたものであるため、遺伝子欠損マウスを利用する都合上マウスでの発現変動を解析する必要があった。そこでマウスにおける発現変動を調べたところ、ヒトなどと同様にオキシトシン受容体は妊娠後期にかけて子宮での発現が増加する傾向が観察され、V1a受容体は変化していないことが分かっている。これはバソプレッシン受容体やオキシトシン受容体の発現変化が種を超えて保存されていることを意味している。当初の計画通り、マウスの雄性生殖器におけるバソプレッシン受容体ならびにオキシトシン受容体の発現解析を行った。これまでの報告には生殖生理にかかわる組織でのバソプレッシン受容体などの発現分布を詳細に比較解析したものは存在しない。そこでバソプレッシン受容体であるV1a, V1b V2の3種類、ならびにオキシトシン受容体(Oxtr)のオス生殖器(精巣、精巣上体、精嚢、前立腺、膀胱、凝固腺、輸精管、陰茎)における発現解析を行った。その結果、バソプレッシンV1a受容体の発現は精巣、精嚢、凝固腺、輸精管、陰茎で弱い発現が見られ、精巣上体と膀胱で強い発現が観察された。同様にしてオキシトシンOxtr受容体について発現解析をしたところ精巣、精巣上体、精嚢、凝固腺、輸精管で発現が観察され、特に凝固腺で顕著な発現が認められた。また、バソプレッシンV1b受容体は膀胱、凝固腺にわずかに発現が観察され、バソプレッシンV2受容体は精嚢、凝固腺、陰茎に比較的強い発現が観察された。このように、それぞれ類縁な受容体であるが固有の発現パターンを示し、受容体ごとに異なる生理機能に関与していることが考えられる。今回遺伝子欠損させたマウスで産仔数減少が見られたバソプレッシンV1a受容体は特に精巣上体に発現が強いことから、精巣上体がかかわる生殖生理に関与していることが考えられる。精巣上体は精子が精巣で産生された後に成熟する過程で重要な組織であることがわかっている。すなわち、バソプレッシンV1a受容体欠損マウスで観察された異常は精子の機能成熟に起因するものであると推察される。そこで以降の解析では、予定通り精子の機能解析に注目し解析を進める。当該年度までの結果からバソプレッシン受容体(V1a受容体)は雄性生殖器に発現していることが分かった。また、産仔数減少などの生殖異常はメスの遺伝子型に由来することが明らかとなっている。