hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋収縮張力による骨萎縮の防止効果とメカノセンサーの役割の解明

除神経による不動は骨量の低下や骨梁構造の変化を伴う筋骨格系の萎縮を引き起こす。不動筋への電気刺激誘発性筋収縮が骨量低下軽減に及ぼす効果を検証した結果、刺激強度16mA、頻度10Hz、1日30分間の刺激条件で不動初期(1週間)の萎縮を軽減できた。機械伸展活性化チャネル(SAC)の阻害剤のひとつであるstreptomycinを投与すると、阻害剤単独では骨量を低下しないが、電気刺激誘発性筋収縮による効果を軽減した。不動初期の電気刺激誘発性筋収縮は、おそらくSACの働きを介して、不動初期の骨の維持に有益であることが示唆された。平成25年度は若齢期ラットを対象として、不動による筋骨格系の萎縮軽減のための電気刺激法の研究を実施する計画であった。下肢不動モデル動物を作成するために、神経凍結法を用いて坐骨神経の凍結損傷により、一過性の不動モデルラットを作成可能にし、下肢骨格筋及び骨の萎縮を惹起することを実現した。除神経後1週間で筋量及び骨量は有意に低下することが確認できた。また、それらの不動ラットに筋電気刺激の効果を検証するため、低・中・高の3種類の電気刺激強度で1日30分間の刺激を1-3週間実施した。その結果、骨量については、強度が16mA以上(高強度)でその低下を軽減し、萎縮の進行を緩徐にする効果があることが明らかになった。筋量については、強度が8mA以上(中及び高強度)で効果が認められたが、高強度では筋細胞の超微細構造(興奮収縮連関などに関係する内膜系)の崩壊が回復せず、機能的な回復を十分達成できないのではないかと推察された。電気刺激で誘発された筋張力は、腱を介して骨を牽引し力学的ストレスを与える。今年度は、経皮的電気刺激の強度が16mA強度で誘発された場合に、骨量低下を軽減するだけの力学的ストレスを誘発できた可能性が示唆された。有効な電気刺激強度で誘発される筋張力が実際どの程度であるのかを理解するために、その張力を実測すると、最大筋収縮張力の約30%であることが解った。比較的低強度の力であっても、骨萎縮を防止することはできないが、萎縮スピードを遅くすることができるということは、回復モデルにおいては、不動による萎縮-回復過程においてよりスムーズで早い回復を可能にするという意義が本年度の成果から示唆された。平成26年度は、これまで実施してきた下肢不動による筋骨格系の萎縮を筋電気刺激の処方で軽減することを確認し、次いで、この電気刺激効果が主として筋収縮張力による力学的因子によることを検証した。下肢不動モデル動物を作成するために、神経凍結法を用いて坐骨神経の凍結損傷により、一過性にラット下肢を不動にし、下肢骨格筋および骨の萎縮を起こさせた。除神経後1週間、これまでの研究で効果が確認されている電気刺激強度で前脛骨筋を1日30分間刺激した。その結果、筋重量、マイクロCTで撮影分析した脛骨近位端骨梁の骨量、骨梁幅、骨梁数、骨梁連結密度は低下が軽減され、また骨破断強度試験の結果、骨強度においても不動による低下を電気刺激処方で軽減できた。さらに、メカニカルストレスにより活性するとされる機械伸展活性化(SA)イオンチャネルを薬理的に阻害して電気刺激処方を実施したところ、上記の電気刺激処方の効果の70%程度が抑制され、類骨形成、類骨エイリアに存在する骨細胞数も抑制された。これらのことから、筋電気刺激処方は、骨細胞、骨芽細胞の活性増大による骨形成を亢進するが、その要因として力学的因子が強く関与していることが示唆された。一過性の不動誘発性筋萎縮や骨萎縮において、筋収縮による力学的ストレスにより骨量低下の程度を軽減することが可能であるという意義が本年度の成果から示唆された。除神経による下肢不動にした萎縮筋への直接電気刺激の効果が、骨量並びに骨構造以外に、骨の質的要素にも現れるか、また最終的に骨強度にどの程度影響するのかについて骨幹皮質骨をターゲットに検証した。下肢不動モデル動物は、神経凍結法を用いて坐骨神経の凍結損傷を起こして一過性にラットの下肢を不動にし、下肢骨格筋および骨の萎縮を惹起して、萎縮初期(1週間)について調べた。不動初期の1週間において、本プロジェクトによって効果が確認された電気刺激条件で前脛骨筋を1日30分間刺激した。その結果、脛骨骨幹部の3点支持曲げ破断試験で得られた皮質骨の力学的特性(Maximum load, stiffness)に関して、電気刺激誘発性筋収縮(ESMC)の実施により、不動による低下を軽減した。一方、マイクロCT撮影で分析した皮質骨の形態(tissue volume, second moment of area, cortical bone fraction)に関しては有意な変化はなく、ESMCの効果はみられなかった。骨密度(BMD)では不動により有意に低下したが、ESMCにより有意に高いレベルにあり、対照群と同レベルであった。骨組織観察の結果から、骨細胞から分泌され石灰化に関連するdentin matrix protein (DMP)-1の発現は不動により低下するが、ESMCにより対照群と同レベルに有意に高いレベルでありその効果が確認された。本研究で用いた条件での電気刺激誘発性筋収縮の処方は、不動初期における骨強度の低下を軽減することが確認され、それは骨強度の規定因子のうち、骨幹部皮質骨の量的及び構造的因子よりも、質的因子の改善による軽減の可能性が強いものと推察された。

特に、骨基質石灰化に関連するタンパク質(DMP1)発現に対する効果がみられたことから、骨細胞を標的とした機械的刺激の重要性が示唆された。除神経による不動は骨量の低下や骨梁構造の変化を伴う筋骨格系の萎縮を引き起こす。不動筋への電気刺激誘発性筋収縮が骨量低下軽減に及ぼす効果を検証した結果、刺激強度16mA、頻度10Hz、1日30分間の刺激条件で不動初期(1週間)の萎縮を軽減できた。機械伸展活性化チャネル(SAC)の阻害剤のひとつであるstreptomycinを投与すると、阻害剤単独では骨量を低下しないが、電気刺激誘発性筋収縮による効果を軽減した。不動初期の電気刺激誘発性筋収縮は、おそらくSACの働きを介して、不動初期の骨の維持に有益であることが示唆された。H26年度における研究目的として、不動モデルラットの骨格筋への直接電気刺激による廃用性筋萎縮および骨萎縮の防止の検証、その効果を惹起する因子の検証について実験が遂行され、関連データを取得できた。またこれらの成績の一部を国際学会及び国際雑誌に公表でき、当初目的に対して十分な成果を上げることができた。スポーツ科学最終年度となる平成27年度は、不動による萎縮筋への電気刺激の効果が、骨の量的、構造的パラメータ以外に質的にも現れるか、また最終的な骨強度への貢献がどの程度であるのかについて検証することにより、処方の応用可能性を明らかにすることに取り組む。また破骨細胞による骨吸収に対する効果も検証することで、全体の骨代謝を明らかにできるので、破骨細胞の量的機能的観察を進めていく方策である。H25年度における研究目的に掲げた、不動モデルラットの骨格筋に直接電気刺激を行い、誘発された筋収縮張力によって廃用性骨萎縮の防止がどの程度可能か、また有効な力学的刺激強度はどの程度であるかについて、実験がすべて遂行され、関連データを分析できた。平成26年度末に予定していた論文投稿関連費の請求が年度をまたぐことになり、翌年度に実施されることになったため。不動による萎縮筋への電気刺激の骨量低下軽減への効果が、どのような過程を経ているのかを検証することが機序解明の一助となる。すなわち、現在のところ1)電気刺激誘発性の筋収縮張力といった力学的因子(メカノトランスダクション機構)、並びに2)筋収縮によるサイトカイン(マイオカイン)が近傍の骨組織に影響する可能性としての液性因子が候補として挙げられる。メカノセンサーとして働くとされるstretch-activated (SA) channelが関与しているかを検証するために、その阻害剤を用いて電気刺激の効果が消失するか否かを実験し、まず力学的因子の関与を検証する方策である。次年度使用額を用いて、論文投稿費用に使用する計画である。購入予定の機器がキャンペーン価格で割安となったため、低価格で購入でき、効率的な予算執行が可能となったっため。生じた次年度使用額と合わせて、実験消耗品の購入に充てる計画である。
周期係数離散時間システムにおける不変部分空間と外乱除去問題に関する研究

本研究計画は,周期係数離散時間線形システムに対して,以下の5つに大別されていた.(1)外乱除去可能ならしめる動的補償器の次元について考察する.従来研究では,実現する動的補償器の次元は,与えられたシステムSの次元と同じであるので,それより低い次元あるいは,最小次元で実現可能かどうか調べる.(2)システムSの各システム行列が,それぞれノミナルな行列と不確かな行列の和として与えられているとき,システムの状態空間における幾何学的構造を解析するために必要な概念として(申請者が提案する)上記システムに対する一般化された不変部分空間を定義し、その性質について詳しく調べる.(3)上記のシステムSにおいて,状態フィードバック及び静的出力フィードバックを用いた外乱除去問題を定式化し,これらの問題が解けるための可解条件について調べる.(4)上記のシステムSの状態空間における幾何学的構造を解析するために必要な概念として(申講者が提案する)一般化された(C(k),A(k),B(k))-Pairsの概念を定義し,その性質について詳しく調べる.(5)上記のシステムSにおいて,動的補償器を用いた外乱除去問題を定式化し,これらの問題が解けるための可解条件について調べその解のクラスについて詳細に調べる.さらに,(1)において考察した動的補償器の次元についてもその関連性について調べる.その結果,不確かな周期係数離散時間線形システムに対して,不変部分空間の概念が調べられた.また,様々なフィードバック形態による外乱除去問題が定式化さえ,それぞれ可解条件が与えられた.さらに,動的補償器による問題については,その次元についても調べられた.得られた結果は,学術雑誌および国際会議等で発表された.本研究計画は,周期係数離散時間線形システムに対して,以下の5つに大別されていた.(1)外乱除去可能ならしめる動的補償器の次元について考察する.従来研究では,実現する動的補償器の次元は,与えられたシステムSの次元と同じであるので,それより低い次元あるいは,最小次元で実現可能かどうか調べる.(2)システムSの各システム行列が,それぞれノミナルな行列と不確かな行列の和として与えられているとき,システムの状態空間における幾何学的構造を解析するために必要な概念として(申請者が提案する)上記システムに対する一般化された不変部分空間を定義し、その性質について詳しく調べる.(3)上記のシステムSにおいて,状態フィードバック及び静的出力フィードバックを用いた外乱除去問題を定式化し,これらの問題が解けるための可解条件について調べる.(4)上記のシステムSの状態空間における幾何学的構造を解析するために必要な概念として(申講者が提案する)一般化された(C(k),A(k),B(k))-Pairsの概念を定義し,その性質について詳しく調べる.(5)上記のシステムSにおいて,動的補償器を用いた外乱除去問題を定式化し,これらの問題が解けるための可解条件について調べその解のクラスについて詳細に調べる.さらに,(1)において考察した動的補償器の次元についてもその関連性について調べる.その結果,不確かな周期係数離散時間線形システムに対して,不変部分空間の概念が調べられた.また,様々なフィードバック形態による外乱除去問題が定式化さえ,それぞれ可解条件が与えられた.さらに,動的補償器による問題については,その次元についても調べられた.得られた結果は,学術雑誌および国際会議等で発表された.平成13年度の研究計画は,大別すると以下の3つであった.(1)周期係数離散時間システムに対して,不変部分空間の性質を詳細に調べ,動的補償器を用いたシステムの基本的な構造を明らかにし,外乱除去可能ならしめる動的補償器の次元について詳細に調べる.(2)不確かな周期係数離散時間システムに対する一般化された不変部分空間の概念を定義し,基本的な事実を証明する.(3)不確かな周期係数離散時間システムにおいて,状態フィードバックおよび静的出力フィードバックを用いた外乱除去問題を定式化しその可解条件を調べる.その結果,(1)については,不変部分空間に基づいて,動的補償器を用いたシステムの基本的な構造が明らかにされ,従来の研究成果を上回るより低い次元の動的補償器を用いた外乱除去の可能性が調べられた.(2)については,一般化された不変部分空間の概念が定義され,いろいろな性質が調べられた.さらに,(3)については,不確かな周期係数離散時間システムにおいて,状態フィードバックおよび静的出力フィードバックを用いた外乱除去問題が定式化され,その可解条件が得られた.これは,従来の不確かな時間不変線形システムの結果の拡張になっている.以上得られた結果は,国際会議および学術雑誌にて発表された.平成14年度の研究計画は,大別すると以下の3つであった.(1)不確かな周期係数離散時間システムに対して,不変部分空間の性質を調べることにより,一般化された(C(k), A(k), B(k))-pairsの概念を導入し,その基本的な性質について詳細に調べる.(2)(1)において考察された不確かなシステムにおける,動的補償器を用いた外乱除去問題を定式化し,その可解条件を調べる.(3)(2)において調べられた問題を実現する動的補償器の次元について調べる.その結果,(1)については,一般化された(C(k), A(k), B(k))-pairsの概念が導入され,その基本的な性質について詳細に調べられた.また,(2)については,外乱除去問題が定式化され,その可解条件が与えられた.さらに,(3)における課題であった外乱除去可能ならしめる動的補償器の次元についても調べられた.
超高齢化社会において環境負荷低減を実現するための社会デザインシミュレーション

低炭素社会を実現しながら、若齢者にも高齢者にも一定水準の移動権が与えられる社会を望ましい社会と定義し、これを満たす社会システムの設計解を、シミュレーションを用いて探索するため、ライフスタイル、交通機関選択、交通流の各シミュレーションモデルを高度化し連結した。提案する統合シミュレーションシステムでは、交通状況を考慮した居住地選択を再現し、交通需要を変化させ、都市の道路状況を生成する。これによって得られたシミュレーション結果は交通流だけでなく経済性や環境負荷の観点からも評価した。本研究では,環境(低炭素社会)と生活(超高齢化社会)の両者に重要な影響を及ぼす自動車交通を中心ターゲットとして取り上げ,ライフスタイルシミュレーションと交通シミュレーションを組み合わせ,ライフスタイルの提案,インフラの整備,交通政策の策定等の社会システム設計が,環境と生活に与える影響を定量的に予測する統合シミュレータを研究開発することが目的である.平成23年度の研究は以下の手順で進め,それぞれ成果を得ている.(1)交通流シミュレーションの整備自動車だけでなく歩行者交通を考慮したり,ガソリン車だけでなく電気自動車の交通流シミュレーションを実現したりするなど,交通流シミュレータMATESの基本的な性能の改善を実施したうえで,環境への影響の評価に関する研究を行った.また現実の都市の路面電車軌道延伸計画を例題として取り上げ,交通流シミュレータ単体を用いて計算を行い,得られた結果から都市交通の経済性や環境への影響を評価する手法の検討を行った.(歩車混合交通,電気自動車の走行シミュレーション,路面電車延伸計画の評価)(2)交通手段選択シミュレーションの検討自動車,歩行者,バス,鉄道など,複数の交通モードが存在する交通環境の中で人々がどのモードを選択するかまで考慮したマルチモーダル交通流シミュレーションのプロトタイピングを行った.交通モード選択の結果が交通流シミュレーションの入力となり,交通流シミュレーションによって得られる交通状況がモード選択にフィードバックされるモデルである.この成果は平成24年度初頭の国内会議で報告予定である.本研究では,環境(低炭素社会)と生活(超高齢化社会)の両者に重大な影響を及ぼす自動車交通を中心ターゲットとして取り上げ,ライフスタイルシミュレーションと交通流シミュレーションを組み合わせ,ライフスタイルの提案,インフラの整備,交通政策の策定等の社会システム設計が環境と生活に与える影響を定量的に予測する統合シミュレータを研究開発することが目的である.平成25年度の研究は以下の手順で進め,それぞれ成果を得ている.(1)電気自動車の交通流シミュレーション:環境負荷に関連する研究として,車両どうしの相互作用が含まれる現実的な道路環境における電気自動車の走行シミュレーションを行い,加減速回数等の走行状況と航続距離との関係を調査した.(2)交通の影響を加味した居住地選択と出発時間の学習:居住地の選択や出発時間の決定など,交通需要を決定する要因と交通流シミュレーションとを連携させるための研究を行った.通学や通勤など,到着時間が制約を受ける状況で交通状況を反映した出発時間を反復的に学習するモデルと,移動コストと土地コストを考慮した居住地選択のモデルを開発し,現実の都市で起きる現象のいくつかを再現した.(3)交通政策の総合的評価:交通政策の影響を交通流の観点からだけでなく,走行時間短縮便益や走行経費現象便益といった経済的なインパクトや,二酸化炭素排出量の減少という環境的な側面を含めた総合的な評価を行うための枠組みを整備した.特に,岡山県岡山市の路面電車の軌道延伸計画について評価を行い,地域全体が受けるメリット・デメリットを定量的に明らかにするとともに,ステークホルダごとのメリット・デメリットについて評価した.本研究では,環境(低炭素社会)と生活(超高齢化社会)の両者に重要な影響を及ぼす自動車交通を中心ターゲットとして取り上げ,ライフスタイルシミュレーションと交通シミュレーションを組み合わせ,ライフスタイルの提案,インフラの整備,交通政策の策定等の社会システム設計が,環境と生活に与える影響を定量的に予測する統合シミュレータを研究開発することが目的である.平成24年度の研究は以下の手順で進め,それぞれ成果を得ている.(1)交通手段選択シミュレーションと交通流シミュレーションとの連携平成23年度には,複数の交通モードが存在する交通環境の中で人々がどのモードを選択するかという交通機関選択シミュレーションについて検討した.平成24年度にはこれと交通流シミュレーションとを連携させ,都市生活の性質をより高く反映するシミュレーションモデルを提案した.(マルチモーダルシミュレーション)(2)交通問題に対する対策の評価方法の検討・整備交通政策を評価する際の評価軸について,具体的な都市を例にとって検討した.一つは経済的な価値まで含めた政策の評価であり,もう一つは環境への影響の評価である.また,交通政策を実際に評価するのはその都市に住む市民であるため,本研究で使用している交通流シミュレータのユーザビリティを高め,広く市民に使用してもらうための準備を開始した.(路面電車軌道延伸に関する仮想社会実験,自動車が排出する温室効果ガスの定量的な推定)平成23年度の成果は交通流シミュレータの性能向上および交通モード選択を含めたライフスタイルシミュレーションのプロトタイピングとする年度当初の目標と合致しており,平成24年度の目標である複数のシミュレータの連携の準備は整ったといえる.25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年7月,研究代表者が不測の怪我を負い,入院・手術を行った.

これにより同年7月から9月までの3か月間の研究が事実上ストップした.年度当初は平成24年度後半に大規模シミュレーションシステムの構築を目指していたが,上記理由により達成が困難となった.その他の研究についてはおおむね計画通り進展している.平成23年度にプロトタイピングを行った交通モード選択モデルを,交通流シミュレーションと連結することを目標とする.第1に,連結に必要なプロトコルの定義を実施し,シミュレータに適切な改良を施す.大規模な問題への適用を考えると,現状の交通モード選択アルゴリズムの計算量がネックとなるため,学習や推測アルゴリズムあるいは情報の再利用などを利用した適切なアルゴリズムを開発する.大規模なシミュレータの開発とメンテナンス作業は適宜専門業者に業務を委託する予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。遅れている大規模シミュレーションシステムは,本研究において複数交通機関の選択を含めた都市域のシミュレーションを現実的な時間内に実行するために必要であり,平成25年度に改めて実施するものとする.また本年度は最終年度にあたるため,これまで構築してきた交通流シミュレーションモデル,交通機関選択モデル,排出量推定モデルのより一層の高度化を進め,都市生活シミュレーションの基盤となる手法としてまとめる.なお,大規模なシミュレータの開発とメンテナンス作業は適宜専門業者に業務を委託する予定である.
生涯学習における自立的eポートフォリオ構成・活用能力修得のための学習支援環境構築

利用できるeポートフォリオシステムがない学習者でも、自立的にeポートフォリオを構成して学習できるようにするため、「ポートフォリオの活用リテラシー」と「既存環境を活用してeポートフォリオを構成するスキル」の修得の支援環境を提供することを達成するために、ポートフォリオリテラシー(PFリテラシー)修得のための指標、ならびにeポートフォリオ構成スキル(ePF構成スキル)修得のための指標を開発する。そのためのステップとして、既存のポートフォリオリテラシー(Jenson & Treuer, 2014;The Magazine of Higher Learning, 46:2, 50-57)ならびに、代表者らが担当する科目「ポートフォリオ演習II」で使用されている「ポートフォリオ公開のためのチェックリスト」を参照し、それらのリテラシーやチェック項目に関する内容を既存のサービスやツールで実施するために、どのようなスキルが必要になるかを検討し、整理をしてきた。具体的にはJenson & Treuer(2014)のPFリテラシーで挙げられている5つのスキル(Collection, Self-Regulation, Reflection, Integration,Collaboration)ならびにポートフォリオ演習IIで用いているeポートフォリオ公開のためのチェックリスト(16項目)の各項目に対して、eポートフォリオ構成スキル修得支援の観点から、必要となるスキルをリスト化している。例えば、ポートフォリオ構成のスキルとして「学びの成果を記録できる」があるが、対応するeポートフォリオ構成スキルとしては「学びの成果の特性に応じたメディアで記録できる」「デジタル化されたデータの特性に基づいた記録方法ならびに提示方法を選択できる」などが挙げられる。30年度の研究において,分担者との議論を通じ,「eポートフォリオの典型的な機能」「機能を代替できる既存ツールやサービス」「機能を代替するツールやサービスの活用方法」の一覧表を開発してきた。その実用可能性の検証プロセスとして,既存ツールやサービスで実際にeポートフォリオを構築しうるか,またそれを運用しうるかの検討を行ってきた。その一環として,前年度に予定していたが実施できていなかっPFリテラシーの提唱者であるPaul Treuer博士ならびにeポートフォリオ専門家のJanice Smith博士による完成した指標へのエキスパートレビューを実施できた。その結果を受けてeポートフォリオ構成スキル修得支援の設計を改訂した。これらの成果を踏まえて,代表者ならびに分担者(松葉・久保田)が担当する科目「ポートフォリオ演習II」を改訂し,科目の中でeポートフォリオの構築を通してePF構成スキルとPFリテラシーを修得させる設計をした。なおかつ,大学院修了後にもeポートフォリオを用いた学びを継続できるように,既存のツールやサービスも必要に応じて用いた,自らのeポートフォリオの設計,ならびにそれを用いた学習計画を提示させる課題を取り入れた。この科目の運用は平成31年度に行うため,実質的な評価は平成31年度の終わりになる。以上のようにポートフォリオリテラシーならびにeポートフォリオ構成スキル修得のための各種道具の準備が整いつつあり,それらを用いた実践も行い始めているため,概ね順調に進展していると考えている。31年度以降の計画に記載している通り,学習支援環境のプロトタイプの開発を行う。具体的なイメージとしては,PFリテラシー修得支援指標とePF構成スキル修得支援指標ならびに学習者の学習状況(学習目標や学習内容、現在の学習フェイズなど)を分類した項目と連結させた指標に基づいて,自前eポートフォリオを構成・活用しながらPFリテラシーを活用しながら現在の学習を進めるための、学習方法やeポートフォリオ構成法を提示するような仕組み(ウェブを想定)を開発する。それをベースにして,実際にその構成で学習ができるポータル的学習支援環境のプロトタイプを開発する。具体的にはJenson & Treuer(2014)のPFリテラシーで挙げられている5つのスキル(Collection, Self-Regulation, Reflection, Integration, Collaboration)ならびにポートフォリオ演習IIで用いているeポートフォリオ公開のためのチェックリスト(16項目)の各項目に対して、eポートフォリオ構成スキル修得支援の観点から、必要となるスキルをリスト化している。29年度の研究ならびに29年度に上梓したeポートフォリオ関連本を執筆するプロセスで、分担者との議論を通じ、eポートフォリオ構成のバリエーションとそれを構成する上で必要となるスキルの整理をしてきた。それらの成果を踏まえて、eポートフォリオ構成スキル修得支援については、必要となる要素が明確になった。また、既存のサービスやツールを用いたeポートフォリオの構成については、Dropbox、GoogleDrive、Grasp、Facebookなどを用いた試行を実施し、既存のサービスやツールを使ってのeポートフォリオの実現可能性の検証ならびに、その際に必要となる知識やスキル一覧のたたき台を作成できた。

分担者とともに担当している科目である「ポートフォリオ演習II」の設計や改善のプロセスの中で、ポートフォリオやeポートフォリオに馴染みのない学習者に対して、必要な知識やスキルをどのように伝えるべきかを議論することができたため、ポートフォリオリテラシーならびにeポートフォリオ構成スキル修得について、計画で予定していた以上の検証ができたと考えている。利用できるeポートフォリオシステムがない学習者でも、自立的にeポートフォリオを構成して学習できるようにするため、「ポートフォリオの活用リテラシー」と「既存環境を活用してeポートフォリオを構成するスキル」の修得の支援環境を提供することを達成するために、ポートフォリオリテラシー(PFリテラシー)修得のための指標、ならびにeポートフォリオ構成スキル(ePF構成スキル)修得のための指標を開発する。そのためのステップとして、既存のポートフォリオリテラシー(Jenson & Treuer, 2014;The Magazine of Higher Learning, 46:2, 50-57)ならびに、代表者らが担当する科目「ポートフォリオ演習II」で使用されている「ポートフォリオ公開のためのチェックリスト」を参照し、それらのリテラシーやチェック項目に関する内容を既存のサービスやツールで実施するために、どのようなスキルが必要になるかを検討し、整理をしてきた。具体的にはJenson & Treuer(2014)のPFリテラシーで挙げられている5つのスキル(Collection, Self-Regulation, Reflection, Integration,Collaboration)ならびにポートフォリオ演習IIで用いているeポートフォリオ公開のためのチェックリスト(16項目)の各項目に対して、eポートフォリオ構成スキル修得支援の観点から、必要となるスキルをリスト化している。例えば、ポートフォリオ構成のスキルとして「学びの成果を記録できる」があるが、対応するeポートフォリオ構成スキルとしては「学びの成果の特性に応じたメディアで記録できる」「デジタル化されたデータの特性に基づいた記録方法ならびに提示方法を選択できる」などが挙げられる。30年度の研究において,分担者との議論を通じ,「eポートフォリオの典型的な機能」「機能を代替できる既存ツールやサービス」「機能を代替するツールやサービスの活用方法」の一覧表を開発してきた。
遺伝子転写再構築系による転写サイクル制御機構の解明

ヒストンH2AのC末端リン酸化が癌細胞において亢進していることを明らかにした。このリン酸化はVRK1により触媒されることを証明した。VRK1をノックダウンするとCyclinD1の発現が低下し、癌細胞増殖は低下する。CyclinD1のプロモーター領域ではVRK1の局在とヒストンH2AのC末端リン酸化を認めた。これらの所見はヒストン修飾酵素の異常が癌化を引き起こすエピジェネティックなメカニズムを証明したものである。大熊らは、自然免疫に関わるTLR9活性化にメディエーターが重要な役割を果たすことを明らかにした。さらに、基本転写因子TFIIEの結晶構造を決定した。本研究は転写サイクルとしてのヒストン翻訳後修飾の相互クロストーク、転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始機構の解明、ネットワーク制御により引き起こされる生命現象の解明を目的としている。平成24年度はヒストンH2Aユビキチン化、ヒストンH2AのC末端リン酸化およびヒストンH3K4メチル化によるヒストン翻訳後修飾間のクロストークの機構解析を行った。試験管内クロマチン再構築と遺伝子転写を用いてヒストンH2Aユビキチン化はヒストンH3K4メチル化を抑制することを明らかにした。これは精製により得られた蛋白を用いた解析でありヒストンH2Aユビキチン化はH3K4メチル化酵素を直接的に阻害することが考えられる。ヒストンH2Aユビキチン化は細胞周期の間期に亢進し、ヒストンH2AのC末端リン酸化は細胞周期の分裂期に亢進することを明らかにした。さらに試験管内のアッセイを用いてヒストンH2AのC末端ユビキチン化とヒストンH2AのC末端リン酸化は相互に抑制し合うことを明らかにした。ヒストンH2AのC末端ユビキチン化は遺伝子転写抑制のマークであり我々が明らかにしたヒストンH2AのC末端リン酸化が遺伝子転写活性化の翻訳後修飾であることを考慮すると合理的な結果であり今後の研究の発展が期待される。これら試験管内クロマチン再構築と精製蛋白を用いて明らかにした現象は、ヒストンの翻訳後修飾がネットワークを作り生命現象を調節していることが考えられる。遺伝子転写機構の詳細を明らかにするため、本研究は転写サイクルとしてのヒストン翻訳後修飾の相互クロストーク、転写調節因子および共役因子による遺伝子転写開始機構の解明、ネットワーク制御により引き起こされる生命現象の解明を目的としている。平成25年度は、培養細胞にヒストン翻訳後修飾を模倣した変異ヒストンを導入し表現形を調べた。平成24年度の実績、すなわちヒストンH2Aユビキチン化は細胞周期の間期に亢進し、ヒストンH2AのC末端リン酸化は細胞周期の分裂期に亢進すること、さらに試験管内のアッセイを用いてヒストンH2AのC末端ユビキチン化とヒストンH2AのC末端リン酸化は相互に抑制し合うことに基づき、細胞培養を用いてこれらの意義の解明を行った。ヒストンH2AのC末端リン酸化を模倣する変異ヒストンである120番目のトレオニンをアスパラギン酸にかえた変異T120Dは正常細胞の様にふるまうNIH3T3に導入すると癌化トランスフォームすることを明らかにした。この癌化細胞をヌードマウスに移植すると腫瘍を形成した。ヒストンの翻訳後修飾自体が癌化を引き起こすのを明らかにしたのはこの実験がはじめてである。遺伝子転写かく乱(エピジェネティックな不安定性)のためと考えられるが引き続き詳細なメカニズムを明らかにしていく。ヒトの癌腫を用いてヒストンH2AのC末端120番目のトレオニンをアスパラギン酸に変換する遺伝子変異がないかを検索した、現在のところ検出できていない。今後はさらにヒト癌での検索を進めていく。ヒストンの翻訳後修飾とクロマチン構造の役割を解明することによって、生体内での転写サイクルと生命現象との接点を明らかにする。平成26年度はヒストンH2Aのリン酸化により転写調節される遺伝子をRNA-seqにより明らかにした。Up-regulateされる遺伝子の中で癌遺伝子に分類されるサイクリンD1に関して着目しプロモーター領域の解析を行った。サイクリンD1はヒストンH2Aリン酸化酵素VRK1により活性化され癌細胞増殖に関与していることを明らかにした。癌細胞を用いてVRK1をノックダウンすることによりサイクリンD1プロモーター領域のヒストンH2Aリン酸化は低下し、細胞増殖も抑えられることが明らかになった。siVRK1によるノックダウンに抵抗性の変異VRK1を作成し導入するとVRK1をノックダウンしたのちもH2Aのリン酸化は維持され細胞増殖も低下しないことを明らかにした。また培養細胞にヒストンH2AのC末端リン酸化を模倣する変異T120DをNIH3T3に導入すると癌化トランスフォームし、この癌化細胞をヌードマウスに移植すると腫瘍を形成した。変異T120DによりトランスフォームしたNIH3T3の4株について調べると全例においてサイクリンD1の発現が上昇し、そのプロモーター領域に於いてヒストンH2Aリン酸化が上昇していた。これらの実験によりヒストンの翻訳後修飾自体が癌化を引き起こすのを明らかにした。これらの結果は癌化の機構を明らかにするとともに、新規の抗がん剤の標的も明らかにしたことになる。癌ゲノムのデータベースからVRK1自体の変異があることも見出し、現在これらのVRK1変異が癌化に関与しているかいなかを明らかにしていく予定である。ヒストンH2Aのリン酸化によりサイクリンD1の遺伝子発現が制御されることを明らかにしてきた。

これらヒストンの翻訳後修飾とクロマチン構造の役割を解明することによって、生体内での転写サイクルと生命現象との接点を明らかにする。平成27年度はヒストンリン酸化酵素VRK1をノックダウンすることによりがん細胞のG1/S期が抑えられ細胞増殖抑制が起きることを明らかにした。さらにこの増殖抑制はノックダウンに抵抗性のVRK1の導入により回復することを明らかにした。ヒストンH2AT120のリン酸化模倣である変異T120DによりNIH3T3に導入すると癌化トランスフォームが起きるが、平成27年度はさらにリン酸化の責任酵素であるVRK1自体をNIH3T3に導入し過剰発現させることによっても癌化トランスフォームが起き、ヌードマウスに腫瘍を作ることを明らかにした。癌ゲノムのデータベースからVRK1自体の変異があることも見出し、代表的なVRK1変異を作成し細胞に導入したクローンを作成済みである。平成28年度はさらにこれらの細胞の解析を行う予定である。一方ヒストンH2Aリン酸化には細胞周期のM期と関連したリン酸化と遺伝子転写と関連したリン酸化があることが我々の研究と他の報告より明らかになっている。酵母に於いてはBub1がM期と関連したリン酸化を触媒することが報告されている。我々は人のBub1(hBub1)が同様にM期と関連したリン酸化を触媒することを明らかにした。これらの結果はヒストンH2Aリン酸化が複数の酵素により触媒され癌化に重要な役割を担っていることを示唆する。ヒストンのリン酸化修飾とクロマチン構造の役割を解明する過程で、癌化と現象の原因を明らかにすることができた。詳細なメカニズムを明らかにすることにより抗がん剤の標的も明らかになる。さらにこれらの研究を推進することにより、詳細に生体内での転写サイクルと生命現象との関わりを明らかにしていけると考える。平成28年度はヒストンH2AのC末端リン酸化と癌化に関する研究を継続して行い成果を発表した。ヒストンリン酸化酵素であるVRK1をノックダウンするとCyclinD1を含む種々の遺伝子発現が低下し癌細胞増殖も低下する。癌遺伝子と考えられているCyclinD1に着目し、CyclinD1の遺伝子発現を調節するプロモーター領域ではVRK1の局在とヒストンH2AのC末端リン酸化の関係を明らかにした。さらにヒストンH2AのC末端リン酸化の癌化への役割を明らかにするため、ヒストンH2AThr120をリン酸化トレオニンの模倣であるアスパラギン酸で置換しNIH3T3に導入し効果を調べた。リン酸化を模倣した変異ヒストンの発現はNIHH3T3を悪性転化トランスフォームすることを明らかにした。この結果はヒストン修飾酵素の異常がヒストンH2Aを高リン酸化されることにより癌化を引き起こすエピジェネティックなメカニズムを証明したものである(Aihara et al, Mol Cell, 2017)。
原発性免疫不全症における原因遺伝子の復帰に関する研究

原発性免疫不全症において、遺伝子変異の復帰(gene reversion)を認めた症例を新たに2例見出した。白血球接着異常症(LAD-1)の乳児例は世界初の報告であり(Blood 2007)、X連鎖重症複合免疫不全症(XSCID)の乳児例は世界第2例目となる(投稿中)。前者では、患児の1つのCD8陽性T細胞において父親由来のスプライス変異が正常に戻るreversionが起きたと考えられた。本研究により、reversionはprogenitorレベルだけではなくある程度成熟した細胞でも起こり得ること、CD18陽性T細胞はCD18陰性T細胞に対して増殖優位性を有すること、reversion症例では必ずしも臨床症状の改善や修飾がみられないことなど、種々の重要な知見を得ることができた。一方、後者では、元の変異を代償する第二変異によるreversionがT細胞に検出された。Reversionを有するCD8陽性T細胞が主として皮膚にクローン性に増殖しており、通常XSCIDでは見られない皮疹と関連している可能性が示唆され、reversionは原発性免疫不全症の病態を修飾する重要な因子となる得ること等の重要な知見を得ることができた。in vitroの実験として計画しているWiskott-Aldrich症候群をモデルとした復帰変異の誘導実験に関しては、WASP遺伝子と薬剤耐性遺伝子の融合遺伝子を発現するレトロウイルスベクターの構築が終了し、感染性ウイルスを産生する段階にあり、基礎実験を継続している。今後の発展が期待される。原発性免疫不全症の臨床例の解析において、我々は、遺伝子変真の復帰(reversion)を認めた白血球接着異常症l型(LAD-1)の乳児例を世界で初めて発見し報告した(Blood2007)。LAD-1は、白血球上のβ2インテグリン(CD18)。の欠損による原発性免疫不全症で、重症細菌感染症、白血球異常増多、臍帯脱落遅延、創傷治癒遅延を特徴とする。患児は、CD18遺伝子に新規の、2つの変異をもつ複合ヘテロ接合体であり、CD18が欠損していたが、リンパ球のごく一部にCD18陽性細胞が認められた。同細胞は、CD3陽性CD8陽性のT細胞で、T細胞レセプターVβ22を有するシングルクローンであった。患児への母体血の混入は否定され、父親由来のスプライス変異が消失していたことより、患児の1つのCD8陽性T細胞においてreversionが起きたと考えられた。本研究により原発性免疫不全症における新たなreversion例が見出され、また、reversionはprogenitorレベルだけではなくある程度成然した細胞でも起こり得ること、CD18陽性T細胞はCD18陰性T細胞比対して増殖優位性を有すること、reversion症例では必ずしも臨床症状の改善や修飾がみられないことなど、種々の重要な知見を得ることができた。一方、in vitroの実験として計画しているWiskott-Aldrich症候群(WAS)をモデルとしたreversionの誘導実験に関しては、現在、WAS蛋白と薬剤耐性遺伝子であるNeoRの融合遺伝子を発現するベクターを構築中である。融合遺伝子はクローニングが終了し、発現ベクターに組み込む段階にあり、今後の進展が期待される。原発性免疫不全症の臨床例の検討において,我々は,これまで世界で1例しか報告されていない遺伝子変異の復帰を認めたX連鎖重症複合免疫不全症(XSCID)の乳児例を見出した(Bloodに投稿中)。XSCIDは,サイトカインレセプターであるγc鎖の異常に起因し,TやNK細胞の発生が障害されることが特徴である。しかし患児では,自己T/NK細胞が出現しているばかりか,0menn症候群様の症状も呈した。RAG遺伝子には異常を認めず,γc鎖を解析したところ発現は低下し,IL2RG遺伝子解析にて変異IVS1+5G>Aを認めた。患児では,スプライス異常によりpremature terminationとなるが,一部に正常mRNAも作られていることからT/NK細胞の発生が障害されなかったと考えられた。

また,患児末梢血から不死化T細胞株を樹立したところ,γc鎖発現の正常なクローンが得られ,同クローンでは,第二変異により正常のスプライシングのみが生じていた。末梢血リンパ球亜群や皮膚浸潤リンパ球を解析したところ,主に皮膚浸潤リンパ球に第ニ変異が検出された。皮膚では,CD8^+T細胞がクローン性に増殖しており,本クローンが第二変異を有している可能性や皮疹と関連している可能性が示唆された。以上より,XSCIDの臨床スペクトラムは幅広く,また復帰変異は病態を修飾する重要な因子となる得ることが示された。一方,in vitroの実験として計画しているWiskott-Aldrich症候群をモデルとした復帰変異の誘導実験に関しては,WASP遺伝子と薬剤耐性遺伝子の融合遺伝子を発現するベクターを構築が終了し,感染性ウイルスを産生する段階にあり,基礎実験を継続している。
耕作放棄地を活用した自然共生型地域づくりに関する政策論的研究

本年度は耕作放棄地を拠点とした自然共生型地域づくりの実践事例に則して、その成立構造の解析と展開方向の解明、そこにおける技術的課題の析出と解決方策について検討した。成立構造の解析については、耕作放棄地の価値発見が重要な意味を有することが明らかになった。具体的には第1は自然的価値の発見である。希少生物の生息の確認等が耕作放棄地保全の動機付けとなっている地域が多く見られた。第2は農業的価値の発見である。耕作放棄地は地力が高まり、連作障害等が解消されており、耕作に適していることが認識されていくと、耕作再開に意欲が湧いてくる。展開方向の解明については、非農家市民と地元農家の連携の実現が鍵であり、そのためには地域の学校や子供たちの参加が大きな意味を持つ事例が多かった。技術的課題の析出と解決方向については、雑草対策が鍵であり、雑草を敵としない管理方法の確立が重要であった。具体的には草食家畜の導入が有効だという事例が多く見られた。草食家畜の導入で地域づくり活動への参加者の幅が広がることも確認された。(1)都市近郊農村地域における耕作放棄地拡大の実態把握:耕作放棄地が広範に発生する構造把握のために、農林業センサス等を使って地域農業の動向分析を行った。その結果、耕作放棄地広がりの構造的背景として「地域農業の空洞化」を析出できた。また、この課題に関しては、茨城県稲敷郡阿見町において、谷津田の耕作放棄状況について詳細な現地調査と航空写真等の分析を継続実施した。現状の枠組みが事例地域においておおよそ把握できたので、来年度にはより広域での実態調査に進みたい。耕作放棄地の評価に関しては、そこが地域の自然地として重要な拠点となりつつあることも、希少生物調査等によって明らかに来た。また、事例地域以外の全国的動向に関しては、岡山県、長野県、北海道について予備的調査を実施した。(2)耕す市民の活動と地域づくり構想の事例調査:茨城県稲敷郡阿見町において住民活動ネットワーク組織である「あみ自然再生ネットワーク」参画の5つの活動グループについて詳細な調査を実施した。そこでば、この地域の非農家市民の意識として地域定住意識がたいへん高いこと、「耕す市民」がすでに広範に誕生じてきていることが確認された。また、それらの住民活動グループの構造としては、地産地消型の農業業者を中核として、その周りに比較的古い時期にこの地域に来住してた市民が取り囲み、最近の移住市民がさらにその周りを囲むという構造が作られていることが明らかになった。また、それらのグループが取り組む耕作放棄地再生事例に関して、技術的側面からの実態分析およびいくつかの実験的試行も実施した。なかでも山羊を導入しての市民主導の再生活動については技術的マニュァルが作成できる見通しを得た。事例地域以外の全国的動向に関しては、岡山県について予備的調査を実施した。都市近郊農村地域の農業は「地域農業空洞化」が深化しており、そのことがこの地域における耕作放棄地の大発生の背景であることを明らかにした。また、この地域の耕作放棄地の地域条件としては、非農業人口が多いことが挙げられる。これらの人々が耕作放棄地活用の主体となっていけば耕作放棄地の利用再建に一つの道が開けることが明らかになった。非農家住民の意識としては地域自然、地域農業への好感度が強いことも明らかになった。彼ら彼女らの多くが、地元農産物の愛好者であり、市民農園等の実践者であり、また地域環境保全活動の参加者であることも明らかにできた。さらに耕作放棄地は、農地め自然回帰の一過程であり、その点に留意した利用再建が図れれば自然共生型地域づくりの重要な拠点となるだろうことも事例研究によって解明することができた。また、都市近郊農村には、農業再建の新しい担い手として「耕す市民」の登場があり、彼ら彼女らの穏やかな農耕が、目然共生型の地域空間つくりに適合しており、そこに好ましい農村自然の回復の可能性があることも明らかにされた。
国際精神保健の理論および実証的展開と国内研究拠点の形成

(1)国際精神保健に関する研究および活動の動向を情報収集するために東京大学国際精神保健レクチャーシリーズを合計15回開催した。(2)ハーバード大学医学部と協力し28カ国18万人の調査データベースであるWHO世界精神保健調査データを日本からリモートアクセスで解析する基盤を作るために、ハーバード大学とデータ利用の契約を結び、解析担当者のトレーニングを実施し、研究計画を作成してデータを予備的に解析し、論文草稿を作成した。(3)東京大学大学院医学系研究科の4分野(精神保健学、精神医学、国際地域保健学、国際健康政策学分野)が中心となって国内研究拠点を設立し、ウェブサイトを立ち上げた。(2)ハーバード大学医学部と協力し先進国・発展途上国を含む28カ国18万人の精神保健調査のデータベースであるWHO世界精神保健調査データを日本からリモートアクセスで解析し、国内研究者が容易に国際精神保健研究を実施できる体制を整えるために、SAS統計パッケージの高度な使用に長けた研究補助員がハーバード大学での2週間のオンサイト訓練および3ヶ月のオンライン訓練を受け、データ解析の準備が整った。(3)上記の活動により国内研究拠点を形成する。Lecture Seriesに出席したUTokyo GMHW Lecture Seriesに招へいした海外拠点の専門家との交流を通して、本拠点と海外拠点とのネットワーク化を進めた。(2)WHO世界精神保健調査データの解析国際精神保健の研究を展開するためのデータベースへのアクセス体制を確立する。ハーバード大学医学部と協力し先進国・発展途上国を含む28カ国18万人の精神保健調査のデータベースであるWHO世界精神保健調査データを日本からリモートアクセスで解析し、国内研究者が容易に国際精神保健研究を実施できる基盤を作る。WHO世界精神保健調査データのリモート解析を継続し、精神疾患による受診率の社会格差についての解析結果を作成し、論文草稿を作成した。さらにこの他の研究テーマについて解析を進めた。(3)国内研究拠点の形成東京大学大学院医学系研究科の4分野(精神保健学、精神医学、国際地域保健学、国際健康政策学分野)が中心となって国内研究拠点であるThe UTokyo Global Mental Health and Well-being Partnershipを設立した。またこのウェブサイトを立ち上げ、これまでのLecture Seriesを登録ユーザーに視聴可能にした。Lecture Seriesに招へいした海外拠点の専門家との交流を通して、本拠点と海外拠点とのネットワーク化をはかるための基盤が整備された。計画した国際精神保健に関するレクチャーシリーズがほぼ計画どおりに進んでいる。WHO世界精神保健調査データを日本からリモートアクセスで解析する準備が整った。来日したPatel教授からアジアにおける国際精神保健推進のハブとして本拠点が機能することに助言をもらい、その具体化について検討できる段階まで達している。精神保健学2)WHO世界精神保健調査データを解析し、国際共同研究を開始する。3)東京大学が中心となって国内研究拠点を形成しその活動の第一歩としてwebによる情報発信を開始する。
細胞膜裏打ち分子アファディンによる細胞間接着の形成機構

細胞間接着の形成における細胞間接着分子の裏打ちタンパク質間の相互作用の役割についてアファディンを中心に解析した。ネクチンの裏打ち分子アファディンとカドヘリンの裏打ち分子PLEKHA7の新規の相互作用を見出し、この相互作用が上皮細胞のアドへレンスジャンクション形成において重要な役割を担っていることを解明した。また、長らく不明であったアファディンのα-カテニン結合部位を同定した。また、主に神経系に発現するアファディンのアイソフォーム、s-アファディンがネクチンとより強く結合することを明らかにした。本研究では、細胞間接着の形成開始におけるアファディンを中心とした裏打ちタンパク質間の相互作用の変化に着目し、裏打ちタンパク質間相互作用による細胞間接着の形成機構を解明する。平成25年度は、前年度に引き続き、カドヘリン系の裏打ちタンパク質PLEKHA7とアファディンの結合の細胞間接着における役割について解析し、原著論文として報告した。前年度に、マウス乳腺上皮由来のEpH4細胞においてPLEKHA7をノックダウンしてもアファディン-ネクチン系は影響を受けないことを示した。一方、アファディンをノックダウンすると、PLEKHA7を含むカドヘリン系分子の細胞間接着部位への集積が減弱することが明らかになった。このことは、アファディンがPLEKHA7を含むカドヘリン系分子の細胞間接着部位への集積に強く関与することを示している。さらに、PLEKHA7ノックダウンのレスキュー実験において、アファディンの結合部位を欠失させたPLEKHA7変異体は野生型PLEKHA7と比較して、細胞間接着部位への集積が弱く、細胞質に点状に局在し、E-カドヘリンの集積をレスキューできないことを明らかにした。アファディン結合部位を欠失させたPLEKHA7変異体は、アファディン以外の結合タンパク質、p120カテニンとNezhaと結合することを明らかにした。これらのことから、PLEKHA7とアファディンの結合は上皮細胞のアドへレンスジャンクションの形成において重要な役割を果たしていることが明らかとなった(Kurita et al., J. Biol. Chem. 2013)。平成24年度は、カドヘリン系の裏打ちタンパク質PLEKHA7とアファディンの結合の細胞間接着形成における役割を中心に解析した。アファディンとPLEKHA7の結合部位を免疫沈降法、GSTプルダウン法により同定した。マウス乳腺上皮由来のEpH4細胞においてPLEKHA7をノックダウンすると、カドヘリン系接着の形成が阻害される。この表現型は野生型PLEKHA7の発現によってレスキューされたが、アファディンの結合部位を欠失させたPLEKHA7変異体ではレスキューされなかった。このことから、PLEKHA7とアファディンの結合は細胞間接着に形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった(論文投稿中)。この成果は、まだ文献が少なく、その機能や作用機序に不明な点が多いPLEKHA7について新たな知見を加えるとともに、裏打ちタンパク質間相互作用による細胞間接着形成の制御機構の一端を明らかにしたものとして重要である。また、カドヘリン系の裏打ちタンパク質であるα-カテニンとアファディンの結合部位をGSTプルダウン法により同定した。この結合はAJを構成するカドヘリン系とネクチン系の機能的な相互作用に重要であるが、結合部位は長らく不明であった。今回結合部位を同定したことは、細胞間接着形成の作用機序を詳細に解明する端緒と成り得る。本研究では、細胞間接着の形成におけるアファディンを中心とした裏打ちタンパク質間の相互作用の変化に着目し、裏打ちタンパク質間相互作用による細胞間接着の形成機構を解明することを目的とした。最終年度は以下の成果を得た。カドヘリン系の裏打ちタンパク質α-カテニンとアファディンの相互作用の役割を解明する目的で、前年度までに同定したα-カテニン結合部位を欠失したアファディン変異体を作成し、それがα-カテニンに結合できないことを明らかにした。また、ネクチンとの結合によってアファディンと他の裏打ちタンパク質の相互作用が変化するかを検討するため、ネクチンとアファディンの相互作用を誘導する系を構築していた。その過程で、主に脳に発現するアファディンのアイソフォーム、s-アファディンがネクチンに強く結合することを明らかにし、さらにs-アファディンがグリア細胞ではなく神経細胞に発現していることを明らかにした。研究期間全体を通しては、アファディンとPLEKHA7の新規の相互作用を見出し、ネクチンとカドヘリン系の新たなクロストークを明らかにするとともに、この2つの裏打ちタンパク質の相互作用が上皮細胞の細胞間接着形成において重要な役割を担っていることを明らかにした。