hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一卵性双生児不一致例のiPS細胞由来神経細胞を用いた双極性障害の分子病態解明

うつ病や双極性障害は、社会生活への影響が極めて大きく、原因解明と診断法・根本的治療法の開発が強く望まれる精神疾患である。ヒトiPS細胞の技術進歩により、患者iPS細胞由来神経細胞の解析が盛んになっているが、疾患による影響よりも個々人の遺伝的背景によるバラツキの影響を強く受けるためか、病因解明につながるような知見は得られていない。本研究では、双極性障害の類似疾患である双極型失調感情障害にかんして不一致な遺伝的背景の違いによるバラツキのない一卵性双生児を対象に、iPS細胞より分化誘導した前脳特異的神経幹・前駆細胞および皮質神経細胞の解析を行い、疾患の発症と強く関連する表現型の同定を試みた。1.一卵性双生児由来iPS細胞の品質確認:双極型失調感情障害不一致例の一卵性双生児末梢血単核球より樹立したiPS細胞の神経分化能確認および分化抵抗性クローン除外のため、各8クローンのiPS細胞を用いてSFEBq法による神経分化誘導実験を行い、2週間後の神経前駆細胞マーカーPSA-NCAMおよび未分化マーカーTRA-1-60の陽性率をFACSで評価した。双生児間で神経分化能に差はなく、分化抵抗性を示すクローンも認められなかった。分化抵抗性クローンマーカー遺伝子のpyro sequencingによるメチル化解析結果も踏まえ、各8クローンの中から特にPSA-NCAM陽性率の高かった各2クローンを選別し、今後の解析に用いることとした。2.iPS細胞由来神経前駆細胞のトランスクリプトーム解析およびメチル化解析:一卵性双生児由来iPS細胞からSFEBq法を用いて神経前駆細胞を誘導し、誘導8日目と24日目の細胞を用いてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析およびビーズアレイを用いたメチル化解析を行った結果、双生児間で、神経細胞のパターニング等に関わる遺伝の発現量およびメチル化パターンに差異を見出した。また、神経前駆細胞の遊走試験を行った結果、双生児間で遊走能に差があることを見出した。3.iPS細胞由来神経細胞の機能・形態解析:iPS細胞から分化誘導した成熟神経細胞の機能について、パッチクランプ法、カルシウムイメージング等を用いて解析中である。また、双生児間における神経細胞の形態の差異についても解析を進めている。4.de novoゲノム変異の探索:一卵性双生児およびその両親の末梢血由来ゲノムDNAを用いた全ゲノム解析結果から、de novo変異(一塩基変異、コピー数変異、トランスポゾン挿入変異)候補を絞り込み、PCRーダイレクトシーケンス法による変異の確認を行ったが、現時点では明らかに罹患双生児のみに認められる変異を見出すことはできていない。当初の計画から多少の変更点はあるが、平成27年度に予定していた解析はほぼ終了し、すでに平成28年度に予定していた神経細胞の機能解析にも着手しており、おおむね順調に進展している。1.双極型失調感情障害に関して不一致な一卵性双生児より樹立したiPS細胞由来神経幹・前駆細胞(NSPCs)のトランスクリプトーム解析結果について、より詳細な解析を行った結果、分化誘導8日目のNSPCsでは主にWntシグナル関連遺伝子、24日目ではGABA作動性神経細胞の分化に関わる遺伝子の発現に双生児間で差があることを見出した。2.同時期のNSPCsを用いたメチル化アレイ解析から、遺伝子発現差異の少なくとも一部がDNAメチル化の差異に起因することを示唆する結果を得た。3.分化誘導開始から120日目の成熟神経細胞について電気生理学的解析を行った結果、いずれの双生児由来の神経細胞も自発発火能を有することを確認した。また興奮性・抑制性のシナプス伝達についても両方の双生児由来神経細胞で確認できた。4.罹患双生児では120日齢の神経細胞におけるSynapsin1/Homer1陽性の興奮性シナプスが非罹患双生児と比較して少なく、反対にSynapsin1/Gephyrin陽性の抑制性シナプスが多いことを見出した。MAP2陽性神経細胞のうちGABAを発現している細胞の割合も罹患双生児で有意に高く、双生児間にExcitatory/Inhibitory balanceの差があることが示唆された。5.前年度に明らかにしたNSPCsの遊走能等、初期の神経分化過程における不一致例双生児間の差異に関して、健常一卵性双生iPS細胞由来のNSPCsを用いて検討した結果、差異は認められなかった。このことから、不一致例双生児間における初期の神経発達の差異は、双極型失調感情障害と強く関連した差異であると考えられた。6.不一致例双生児間のゲノム差異について、全ゲノム解析結果を詳細に検討したが、双生児間で不一致なde novo変異の同定には至らなかった。

平成28年度に計画していたisogenic iPS細胞の作製は、罹患双生児特異的なde novoゲノム変異が同定でき次第行う予定とする。今後は、トランスクリプトーム解析およびメチル化解析の結果の再現性を確認し、これらの差異が成熟神経細胞の機能・形態解析に及ぼす影響について検討するとともに、双生児両親のiPS細胞由来神経細胞を含めた解析により、双生児間で見出される差異の中でもより疾患との関連が強い表現型を明らかにする。また、これまでの分化誘導法を改変した3D培養法を用いることにより細胞間相互作用を再現し、より生理的な条件下においても認められる双生児間の差異を探索する。細胞生物学、精神医学
成人用肺炎球菌ワクチン接種に関わるエビデンスの作成

本邦では65歳以上の成人に対して成人用肺炎球菌ワクチンの定期接種が実施されている。ワクチン接種の費用は自治体の補助によって賄われている部分が大きく、限られた財源の中でワクチン接種を効率的に実施するためには、誰にワクチンを接種することがより効果的か判断する情報が必要である。しかし本邦においては、これらの情報が非常に限られているため、医師の経験的な判断および患者の希望によって接種が行われている。したがって本研究では、高齢者が市中肺炎の接種を実施するか決定する際の判断材料となる情報を創出することを目的とする。
PC構造物のせん断設計法の合理化に関する研究

本研究は、PC構造物のせん断耐力を、力学的なメカニズムの裏付けを基に正確に評価し、PC構造物のせん断破壊に対して適正な安全度を付与することを目的としたものである。この目的のため、平成17年度18年度の2年間に、実験的ならびに数値解析的な検討を実施した。以下にその概要を説明する。平成17年度は、せん断補強されたPC部材のせん断耐力評価に的を絞り、実験的ならびに数値解析的に検討を行った。せん断補強された、矩形断面、I型あるいはT型断面のPCはりのせん断実験データを国内外から広範に収集した。既発表論文に示されている実験データには比較的古いものも多く、材料特性のバラツキが大きかったり、試験の精度に関して疑義を含む場合もあった。このため、非線形FEM解析によって、実験データの妥当性を個々に吟味し、明らかに不適当と考えられるものをスクリーニングし、最終的に、簡易モデル検証用の実験データを完成させた。続いて、せん断補強筋比をパラメータとした非線形FEM解析を系統的に実施し、破壊メカニズムを明らかにし、せん断補強筋を含んだPCはりに対する簡易トラスモデルの定式化を行った。平成18年度は、簡易トラスモデル検証用の外ケーブル方式のPCはりの載荷実験、ならびにセグメント方式のPCはりの載荷実験を実施した。これらの実験結果を非線形FEM解析でシミュレートし、実験結果の妥当性を検証した。またこれらの実験結果に対して、簡易トラスモデルを適用し、簡易トラスモデルの有効性を確認した。若干の改善の余地はあるものの、内ケーブル方式のPCはりに対して定式化された簡易トラスモデルを拡張していくことで、外ケーブル方式やセグメント方式のPCはりに対しても、せん断抵抗機構やせん断耐力を簡易に、また高精度で予測できることを確認した。以上の成果を、土木学会論文集、コンクリート工学年次論文集などで発表した。本研究は、外ケーブルセグメント方式を含め、PC構造物のせん断耐力を、力学的なメカニズムの裏付けを基に正確に評価し、せん断破壊に対して適正な安全度を付与していくことを目的とする。この目的のため、研究費の交付を希望する2年間の間に、必要な実験、ならびに数値解析的な検討を行って、PC構造物のせん断耐力を明らかにし、それに基づいて、合理的な設計方法を提案する。平成17年度には、せん断補強されたPC部材のせん断耐力評価法に的を絞り、実験的ならびに数値解析的に検討を行った。せん断補強された、矩形断面、I型あるいはT型断面のPC梁のせん断実験データを国内外から広範に収集した。既発表論文に示されている実験データには比較的古いものも多く、材料特性のバラツキが大きかったり、試験の精度に関して疑義を含む場合もある。このため、非線形FEM解析によって、実験データの妥当性を個々に評価し、明らかに不適当と思われるものはスクリーニングすることにより、最終的に、簡易モデル検証用の実験データを完成させることを目指した。続いて、せん断補強筋比をパラメータとした非線形FEM解析を系統的に実施し、破壊メカニズムを明らかにし、せん断補強筋を含んだ簡易なトラスモデルの定式化を目指した。これと並行して、簡易トラスモデル検証用の外ケーブル方式のPC梁の載荷実験を実施し、簡易なトラスモデルの有効性を確認した。これらの成果を土木学会論文集、コンクリート工学年次論文集などに発表した。18年度は、最終的に、PC構造物のせん断耐力を簡易に、しかも精度よく評価できる手法の確立を目指していく。

本研究は、PC構造物のせん断耐力を、力学的なメカニズムの裏付けを基に正確に評価し、PC構造物のせん断破壊に対して適正な安全度を付与することを目的とするものである。この目的のため、平成17年度18年度の2年間に、実験的ならびに数値解析的な検討を実施した。以下にその概要を説明する。平成17年度は、せん断補強されたPC部材のせん断耐力評価に的を絞り、実験的ならびに数値解析的に検討を行った。せん断補強された、矩形断面、I型あるいはT型断面のPCはりのせん断実験データを国内外から広範に収集した。既発表論文に示されている実験データには比較的古いものも多く、材料特性のバラツキが大きかったり、試験の精度に関して疑義を含む場合もあった。このため、非線形FEM解析によって、実験データの妥当性を個々に吟味し、明らかに不適当と考えられるものをスクリーニングし、最終的に、簡易モデル検証用の実験データを完成させた。続いて、せん断補強筋比をパラメータとした非線形FEM解析を系統的に実施し、破壊メカニズムを明らかにし、せん断補強筋を含んだPCはりに対する簡易なトラスモデルの定式化を行った。平成18年度は、簡易トラスモデル検証用の外ケーブル方式のPCはりの載荷実験、ならびにセグメント方式のPCはりの載荷実験を実施した。これらの実験結果を非線形FEM解析でシミュレートし、実験結果の妥当性を検証した。またこれらの実験結果に対して、簡易トラスモデルを適用し、簡易トラスモデルの有用性を確認した。若干の改善の余地はあるものの、内ケーブル方式のPCはりに対して定式化された簡易トラスモデルを拡張していくことで、外ケーブル方式やセグメント方式のPCはりに対しても、せん断抵抗機構やせん断耐力を簡易に、また高精度で予測できることを確認した。以上の成果を、土木学会論文集、コンクリート工学年次論文集などに発表した。
高精度位置情報を使ったナビのためのデジタル道路地図のあり方

本研究課題では,高精度位置情報が利用可能となった場合の経路案内手法に関する基礎技術を開発するとともに,新しいデジタル道路地図を検討した.開発した経路案内技術の1つは,案内対象車両の高精度位置と各車線の交通流率に関する情報から,対象車両に車線変更指示を出す最適なタイミングを表現する数理最適モデルである.数値解析とシミュレーション分析から構築モデルの妥当性が確認された.さらに,道路領域を車線境界と縦断方向5m間隔でメッシュ分割して表現する,新たなデジタル道路地図を提案した.各メッシュには道路属性や交通情報が格納され,車線レベルの経路案内が可能となる.実車走行実験を通じてその有用性を確認した.平成26年度は,対象とする車両の高精度位置情報のみが得られる状況を想定して分析を行った.具体的には,ある道路上を走行し車線変更を必要とする車両を想定し,その車両への車線変更指示タイミングの最適化方法を検討した.さらに,最適な車線変更指示タイミングを出力する数理モデル構築した.モデル構築にあたって設定した仮定は次のとおりである.道路管理者は,道路網上を走行する車両のうちごく一部のみの車両しか高精度位置情報が確認できず,周辺車両の正確な位置はドライバーしか確認できないとしている.また,道路管理者は道路区間流出部の信号現時の変更タイミングは誤差なく把握できているとする.その上で,路側観測機器やプローブカーシステム等から走行車線および変更先車線の交通流率に関する情報を取得し,車線変更指示実施時刻と実際に車線変更が完了する時刻との差を考慮しつつ,旅行時間が最小となる指示時刻を算出するものである.構築した数理モデルでは,走行車線と変更先車線のそれぞれの信号滞留長の長さに応じて,5つのケースに分かれている.さらに,構築した数理モデルの妥当性を確認するため,同一の交通状況を入力値としたミクロシミュレータVISSIMとの比較を行った.数理モデルでは,発進や停止,車線変更時などの加速度変化を考慮していないため,予測される旅行時間に系統的な誤差が生じているが,最適な車線変更指示タイミングは大きな差がなく,その妥当性が示された.本研究課題では,準天頂衛星による高精度位置情報が利用可能となった場合のカーナビゲーションシステムに関する基礎技術を開発するとともに,デジタル道路地図のあり方について検討した.平成26年度は,案内車両の高精度位置情報のみが利用可能な状況を想定し,車線変更指示の最適タイミングについて検討した.この際,道路管理者は,対象車両の周辺車両の位置は確認できず,道路区間流出部の信号現時の変更タイミングは誤差なく把握できていると仮定している.その上で,路側観測機器等から各車線の交通流率に関する情報が得られており,車線変更指示実施時刻と実際に車線変更が完了する時刻との差を考慮しつつ,案内車両の旅行時間が最小となる指示時刻を数理モデルによって表現する.さらに,ミクロシミュレーションとの比較を通じて開発したモデルの妥当性を確認した.平成27年度は,車線レベルでのナビゲーション方法と新たなデジタル道路地図について検討を行った.新たな道路地図は,道路領域を車線境界と縦断方向5m間隔でメッシュ分割して表現する.各メッシュの位置,交差点までの距離,幅員等は属性として格納し,走行速度や路上駐車の有無など動的に変化する情報は,VICSなどの外部システムからの入力情報としてメッシュごとに与えられるとした.この新しい道路地図を用いれば,旅行時間を最小としたり,他車とのコンフリクト発生確率を最小とする,車線レベル経路案内が可能となる.そこで,試験走行によって運転時のドライバーの心拍データを収集し,道路属性を説明変数とした心拍数予測モデルを構築し,各メッシュに心拍数予測値を格納した上で,平常時からの心拍数増加が最小となる経路案内実験を行った.複数回の走行実験を通じて新しい道路地図を用いた車線レベル経路案内の有効性が確認された.本研究課題では,高精度位置情報が利用可能となった場合の経路案内手法に関する基礎技術を開発するとともに,新しいデジタル道路地図を検討した.開発した経路案内技術の1つは,案内対象車両の高精度位置と各車線の交通流率に関する情報から,対象車両に車線変更指示を出す最適なタイミングを表現する数理最適モデルである.数値解析とシミュレーション分析から構築モデルの妥当性が確認された.さらに,道路領域を車線境界と縦断方向5m間隔でメッシュ分割して表現する,新たなデジタル道路地図を提案した.各メッシュには道路属性や交通情報が格納され,車線レベルの経路案内が可能となる.実車走行実験を通じてその有用性を確認した.高機能カーナビゲーションシステムやリンク単位にとらわれない交通情報生成方法の開発については,一定の成果が得られつつある.しかし,デジタル道路地図の新たな構成についてはさらに検討が必要である.交通計画平成27年度は,車線レベルでの走行位置を考慮した経路探索手法を目指しつつ,高精度位置情報が得られる場合でのデジタル道路地図のあり方を検討する予定である.具体的には,実際に収集した準天頂衛星による高精度位置情報を用いて,車線レベルの識別方法を確認するとともに,必要に応じて位置情報の補正方法を検討する.さらに,平成26年度の成果を踏まえつつ,走行する車線やその変更位置を考慮し,旅行時間が小さく,かつ円滑な運転操作が可能な案内経路の探索方法を検討する.これを踏まえて,デジタル道路地図が具備すべき情報やデータ構造について提案を行う.
動植物を投影対象とし形状と動きを考慮したプロジェクションマッピングの作成支援研究

本年度は、主に動的可変な葉という物体へのプロジェクションマッピングの自動追従方法について研究と発表、また、手法を用いた作品制作の発表を行った。学会発表としては国際学会でのポスター発表、国内学会でのショートペーパーの発表などを行った。内容は、葉を追従する画像処理の手法についてであり、赤外線カメラで取得した葉の画像から輪郭線を抽出し、最も遠い点を葉の根本と先端として、輪郭上の点を追従する。また、計算結果の葉の軌跡をスムージングすることによって、補正を行った。これによって、プロジェクションをした際の細かいブレなどを防ぐことができ、追従の動きがやや弾性体のような印象のものになり、作品にした際の印象もよくなった。複数の葉が多少動いた際でも本手法によって追従することが可能であった。また、本手法を用いた動画を投稿し、国際的コンペおよび国内学会でのコンペなどで入賞し、評価された。また、発表会場で作品の実物の展示を行った。この他、ウェブメディアなどで取り上げられるなどした。研究環境としては、高速赤外線カメラや各種プロジェクタの購入などを行い、研究設備を整えている。本研究が目的としている動植物のうち、葉という物体に限定した実験を進めることができた。現状の手法では当初目的としていた、動植物全般と対象とすること、物体の凹凸情報を抽出すること、高速に追従をすること、プロジェクションマッピングの表現に関するルールの生成、プロジェクションマッピングの作成支援システムの構築、などの4つの要素の実験が済んだ段階であり、全体の20%程度は達成できていると言える。3D形状の取得による手法を構築する。また、計算の対象を広げたアルゴリズムを検討するため、蚕を使った実験を行う。購入物品が見積りより安価に購入できたため次年度使用額が生じた。なお、次年度に合算して使用予定である。
公務員の労働意欲の要因と成果に関する実証的研究

本研究は公務員の労働意欲を対象としており、第一の研究課題として,公務員の労働意欲を向上させる要因の解明に取り組んでいる。海外の先行研究では、統計分析によって、個人や組織の特性、職務環境等の諸要因が労働意欲に与える影響を解明している。本研究ではこれらのモデルが日本でも同様に適用できるのかについて検証を進めている。第二の研究課題として,公務員の労働意欲が提言行動およびやりがい意識に与える影響の解明に取り組んでいる。平成30年度は,第二の研究課題に関するものとして,公務員の肯定的な職務認識(やりがい意識等)に影響を与える要因について,経営組織論,組織心理学,行政学等における先行研究の調査を行った。先行研究の調査・分析を踏まえ,公務員のやりがい意識を高める要因(職務環境,個人属性,職務意欲等)について,実証分析のためのモデルを作成した。そのうえで,自治体職員を対象としたアンケート調査結果を用いて実証分析を行った。これらの研究成果は論文にまとめ,「公的活動を職務とする労働者の肯定的な職務認識の要因分析」というタイトルで発表した。また,同じく第二の研究課題について,ここまでの先行研究の分析や実証分析の結果を踏まえ,「提言行動」および「やりがい意識」の促進要因を検証する実証分析のモデルを精査した。その結果を踏まえ,国および自治体で働く公務員を対象としたアンケート調査を実施し,分析に必要なデータを得た。今年度は,(1)公務員の職務意欲と「やりがい意識」に関する先行研究の調査・分析,実証分析のためのモデルの検証,実証分析,論文執筆を予定していた。また,(2)より精度の高い実証分析に向けてモデルを修正するとともに,アンケート対象組織とアンケートの実施に関する協議を進めることを予定していた。このうち,(1)については,労働者の肯定的な職務認識に関する経営組織論,組織心理学,行政学等における先行研究を調査・分析し,公務員の「やりがい意識(肯定的職務認識)」の要因に関する理論モデルを設計した。さらに,自治体職員を対象としたアンケート調査結果を用いてこのモデルの実証分析を行い,分析の結果を「公的活動を職務とする労働者の肯定的な職務認識の要因分析」というタイトルの論文にまとめ,発表した。また,(2)については,より精度の高い実証分析を行うため,ここまでの理論研究および実証分析の結果を精査し,モデルの修正,アンケート調査の質問項目の修正,分析方法(統計分析)の見直し等を行った。そして,国および自治体で働く公務員を対象としたアンケート調査を実施した。このように,今年度は研究計画に沿って一定の研究成果を得ることができた。また,本研究の最終年度に向け,分析に必要なデータ(アンケート調査の結果)を得ることができた。そのため,「おおむね順調に進展している」と判断した。平成31年度は本研究の3年目,最終年度である。本研究の主要な課題である1公務員の労働意欲の規定要因の解明,2職務行動と労働意欲の関係の解明については,これまでの研究で一定の成果を得ている。平成31年度は,関連研究の調査を継続するとともに,これまでの研究成果を精査し,より精度の高い実証分析のためのモデルおよび分析手法を再検討する。その上で,30年度に取得したデータを用いた実証分析を行い,前述の2課題(1および2)の解明に取り組む。研究の成果は論文にまとめ,学術雑誌に投稿する。これらのモデルが日本でも同様に適用できるのか,検証を進めている。平成28年度の研究実績は,第一の研究課題に関するものとして,公務員の職務意欲を高める要因に関する先行研究を精査した。加えて,先行研究における各国での実証分析の方法および結果を検証し,公務員の職務意欲の測定指標(Public Service Motivation; PSM)の標準的な測定指標の解明に取り組んだ。第二の研究課題に関するものとして,公務員および民間職員を対象とした提言行動の要因に関する先行研究の調査を行った。先行研究の調査・分析結果を踏まえ,公務員の提言行動を促進する要因(職務環境,個人属性,職務意欲等)について,実証分析のためのモデルの作成に取り組んだ。さらに,日本の公務員の提言行動の要因を検証するべく,日本の公私の労働者を対象とした「職務における提言行動」に関するアンケート調査結果を用いて実証分析を行った。これらの研究成果は,2016年日本行政学会研究会(平成28年5月21日),分科会A「公務人的資源のマネジメント」において,「公務員の職務における向社会的提言の要因ー『やる気(Public Service Motivation)』の影響ー」というテーマで発表した。平成28年度の研究課題は,公務員の労働意欲の要因に関する実証分析を行うためのモデルを設計することであった。研究課題1は,「公務員の労働意欲を向上させる要因の解明」であり,研究課題2は,「公務員の労働意欲が提言行動および「やりがい」意識に与える影響の解明」である。このうち,研究課題1については,先行研究の調査分析を通じて「公務員の労働意欲」の測定指標,公務員の労働意欲(向上)の要因を解明し,モデルを設計することができた。研究課題2については,公務員の「提言行動」に関する先行研究の調査分析により,公務員の積極的提言行動の要因を検証するためのモデルを設計することができた。さらに,このモデルを用いた実証分析を行い,分析の結果を学会で発表することができた。

しかし,公務員の職務意欲と「やりがい」意識の関係については,先行研究の分析を継続中で,モデルの設計には至っていない。このように,平成28年度は研究計画に沿って一定の研究成果を得ている。しかし,「提言行動」に関する研究に集中して取り組み,この課題については計画以上に進展したが,「やりがい」意識に関する研究(モデルの設計)は現在も継続中である。本研究は公務員の労働意欲を対象としており、第一の研究課題として,公務員の労働意欲を向上させる要因の解明に取り組んでいる。さらに第二の研究課題として,公務員の労働意欲が提言行動およびやりがい意識に与える影響の解明に取り組んでいる。平成29年度は,公務員の職務意欲と「やりがい」意識に関する先行研究の分析を継続し,実証分析のためのモデルを完成させること,さらに,第一の研究課題として,平成28年度に設計した分析モデルを用い,実証分析を行うことを予定していた。しかし,平成29年4月から平成30年3月まで産前産後休暇および育児休業を取得したため,研究は中断している。平成29年4月から平成30年3月まで産前産後休暇および育児休業を取得し,この期間,研究は中断しているため。海外の先行研究では、統計分析によって、個人や組織の特性、職務環境等の諸要因が労働意欲に与える影響を解明している。本研究ではこれらのモデルが日本でも同様に適用できるのかについて検証を進めている。第二の研究課題として,公務員の労働意欲が提言行動およびやりがい意識に与える影響の解明に取り組んでいる。平成30年度は,第二の研究課題に関するものとして,公務員の肯定的な職務認識(やりがい意識等)に影響を与える要因について,経営組織論,組織心理学,行政学等における先行研究の調査を行った。先行研究の調査・分析を踏まえ,公務員のやりがい意識を高める要因(職務環境,個人属性,職務意欲等)について,実証分析のためのモデルを作成した。そのうえで,自治体職員を対象としたアンケート調査結果を用いて実証分析を行った。これらの研究成果は論文にまとめ,「公的活動を職務とする労働者の肯定的な職務認識の要因分析」というタイトルで発表した。また,同じく第二の研究課題について,ここまでの先行研究の分析や実証分析の結果を踏まえ,「提言行動」および「やりがい意識」の促進要因を検証する実証分析のモデルを精査した。その結果を踏まえ,国および自治体で働く公務員を対象としたアンケート調査を実施し,分析に必要なデータを得た。今年度は,(1)公務員の職務意欲と「やりがい意識」に関する先行研究の調査・分析,実証分析のためのモデルの検証,実証分析,論文執筆を予定していた。
腸内細菌による腸管免疫系の制御機構解明

平成24年度科学研究費補助金交付申請書の研究実施計画項目に、腸内細菌由来の活性因子の探索を挙げた。当該年度は主にこのことについての研究を実施した。(1)Tregを誘導する細菌の組合せの検討:前年度にTreg細胞を誘導するヒト由来腸内細菌の組合せを22株にまで絞り込んだ。今年度ではさらなる絞り込みを行った。最終的に、Treg細胞を誘導するクロストリジウムの組合せを17菌株にまで減らすことに成功した。(2)単離したクロストリジウム菌株が誘導するTreg細胞の性質についての解析:クロストリジウム菌株が誘導するTreg細胞の性質について検討した。結果として、クロストリジウム菌株によって誘導されたTreg細胞は炎症抑制性の性質が強いTreg細胞である可能性が示唆された。そこで、クロストリジウム菌株の投与による大腸炎およびアレルギー性下痢症に及ぼす影響を調べた。その結果、クロストリジウム菌株の投与は大腸炎および下痢の症状を軽減していた。以上のことから、大腸炎および下痢症に対するクロストリジウム菌株の有用性が推測された。(3)クロストリジウム菌株によるTreg細胞誘導機構の検討と腸内細菌由来の活性因子の探索:クロストリジウム菌株による腸管Treg細胞の誘導メカニズムに付いて検討した。腸管上皮細胞にクロストリジウム菌株を投与したマウスから採取した回盲部内容物抽出液を処理したところ、Treg細胞の分化に重要なサイトカインであるTGFbetaの産生が促進されていた。この結果から、クロストリジウム菌株のTreg細胞誘導メカニズムの一つとして、上皮細胞からのTGFbeta産生促進を介して腸管にTreg細胞を集積させている経路が示唆された。この回盲部内容物抽出を、様々な溶媒で行ったところ、水による抽出方法が安定してTGFbeta産生を促進していた。このことから、回盲部内容物に含まれるTreg細胞誘導活性因子は水溶性である可能性が示唆された。研究代表者は研究期間3年間の間に6点の研究目的を達成することを交付申請書に記載した。初年度である本年度に達成した内容はそのうち4点である。以下にその具体的内容を示す。1、ノトバイオートによるTreg誘導性細菌の同定(交付申請書の研究目的(1))...無菌マウスに特定の細菌のみを定着させたノトバイオートマウスを解析することにより、Clostridium spp.(以下、本菌)が大腸粘膜固有層におけるIL-10産生性Tregを誘導する腸内細菌であることを特定した。2、IL-10産生性Tregの免疫抑制効果の評価(交付申請書の研究目的(4))...IL-10レポーターマウスを作製し、そのマウスから得たIL-10産生細胞が示す免疫抑制効果を検討した結果、すでに抑制効果を有することが報告されているnTreg細胞と同様の効果を示すことがわかった。3、IBDへの関連(交付申請書の研究目的(5))...本菌を投与したマウスを大腸炎モデルに供したところ、非投与マウスに比べてその症状が緩和されていた。4、他器官におけるIL-10産生性Tregの役割(交付申請書の研究目的(6))...本菌の投与により脾臓や肺など大腸以外の器官におけるIL-10産生細胞数も増加していた。さらに全身性の抗原特異的なIgE応答が本菌を投与したマウスにおいて緩和されていたため、本菌を用いてヒトにおけるアレルギー症状の改善に応用できる可能性が示唆された。以上の結果は米Science誌1月21日号に発表済みである。これらの成果は、本研究の最終的な使命でもある、「腸管免疫系の制御機構解明」や本菌を用いた「炎症性腸疾患やその他の難治性疾患に対する新しい予防・治療方法の確立」にむけた重要な情報に値すると考えられる。研究代表者は研究期間3年間の間に6点の研究項目を達成することを交付申請書に記載した。前年度に達成した内容はそのうち4点である。今年度は新たに生じた重要な検討課題を中心に研究を実施した。以下にその具体的内容を記述する。(研究の成果の具体的内容)研究代表者は前年度にマウス由来の腸管常在菌であるClostridium菌が腸管において制御性T細胞(Treg)を誘導し、実験的腸炎モデルの病状を緩和することを報告した(米Science誌2011年1月21日号)。このことは、Treg誘導細菌を炎症性腸疾患の治療に臨床応用できる可能性を示唆している。しかし、実際に患者へ投与する細菌は、健常なヒト由来のTreg誘導細菌である必要がある。そこで、今年度はヒト由来のTreg誘導細菌を単離・同定することを新たな検討課題として取り上げ、研究を実施した。まず、健常者の便からTreg誘導能を持つ細菌区画を絞り込み、ついで細菌株を単離した。最終的に、強力なTreg誘導能を持つ細菌のセットを同定した。そのセットは約20種類の細菌株から成り、全てがClostridium属もしくはその近縁種の細菌であった(未発表)。これらの細菌は、Treg細胞において、炎症抑制性のサイトカインであるIL-10や活性化したT細胞の抑制に働く細胞表面分子であるCTLA-4の発現を促進していた(未発表)。(研究の成果の意義、重要性等)

これらの成果から、今回単離・同定したヒト由来Treg誘導細菌を炎症性腸疾患やその他の難治性自己免疫疾患の治療に臨床応用できる可能性が示唆される。本研究の最終的な使命でもある「炎症性腸疾患やその他の難治性疾患に対する新しい予防・治療方法の確立」にむけた重要な成果であると考えられる。平成24年度科学研究費補助金交付申請書の研究実施計画項目に、腸内細菌由来の活性因子の探索を挙げた。当該年度は主にこのことについての研究を実施した。(1)Tregを誘導する細菌の組合せの検討:前年度にTreg細胞を誘導するヒト由来腸内細菌の組合せを22株にまで絞り込んだ。今年度ではさらなる絞り込みを行った。最終的に、Treg細胞を誘導するクロストリジウムの組合せを17菌株にまで減らすことに成功した。(2)単離したクロストリジウム菌株が誘導するTreg細胞の性質についての解析:クロストリジウム菌株が誘導するTreg細胞の性質について検討した。結果として、クロストリジウム菌株によって誘導されたTreg細胞は炎症抑制性の性質が強いTreg細胞である可能性が示唆された。そこで、クロストリジウム菌株の投与による大腸炎およびアレルギー性下痢症に及ぼす影響を調べた。その結果、クロストリジウム菌株の投与は大腸炎および下痢の症状を軽減していた。以上のことから、大腸炎および下痢症に対するクロストリジウム菌株の有用性が推測された。(3)クロストリジウム菌株によるTreg細胞誘導機構の検討と腸内細菌由来の活性因子の探索:クロストリジウム菌株による腸管Treg細胞の誘導メカニズムに付いて検討した。腸管上皮細胞にクロストリジウム菌株を投与したマウスから採取した回盲部内容物抽出液を処理したところ、Treg細胞の分化に重要なサイトカインであるTGFbetaの産生が促進されていた。この結果から、クロストリジウム菌株のTreg細胞誘導メカニズムの一つとして、上皮細胞からのTGFbeta産生促進を介して腸管にTreg細胞を集積させている経路が示唆された。この回盲部内容物抽出を、様々な溶媒で行ったところ、水による抽出方法が安定してTGFbeta産生を促進していた。このことから、回盲部内容物に含まれるTreg細胞誘導活性因子は水溶性である可能性が示唆された。研究代表者は研究期間3年間の間に6点の研究項目を達成することを交付申請書に記載した。今年度までに達成した内容はそのうち4点である。したがって、おおむね順調に進展していると評価した。9.研究実績の概要で記載した、新たに生じた検討課題に関する研究を引き続き遂行する予定である。実施予定の研究項目として、(1)十分なTreg誘導能を発揮する細菌セットの最小化、(2)腸炎モデルでの症状抑制効果の確認、(3)健常者と炎症性腸疾患患者間における当該細菌株が腸内細菌叢全体に占める割合の比較である。
軟X線分光法による金属・シリサイド薄膜の表面層・界面の研究

シリコン基板上にデバイスを製作する場合、基板上に積み上げた物質と基板との温度依存性を知ることは極めて重要である。シリコン単結晶基板上に金属薄膜を蒸着した試料に熱処理を行った。ハイブリッドデバイス材料として有望視されている遷移金属および高融点金属のタングステンを研究対象とした。この過程を軟X線放射分光法を応用して、表面層・界面の化学結合状態を非破壊で観察した。SiL_<2,3>価電子帯放射スペクトルの励起エネルギー依存性を測定することにより、深さ方向の状態分析を非破壊で行った。得られた結果を、これらの系について、すでに行われているUPS,XPS,イオン散乱法の結果、およびエネルギー帯構造の理論計算と比較することにより、金属/シリコンおよびシリサイド/シリコン系の表面層・界面の価電子帯エネルギー構造および化学結合状態について検討を行っている。シリコンL_<2,3>価電子帯放射スペクトルからは、価電子帯のs対称およびd対称の部分状態密度の情報が得られる。これは広く行われている光電子分光スペクトルが全状態密度の情報を含んでいる点と大きく異なる。したがって、光電子分光スペクトルとX線放射スペクトルの比較から、シリサイドの電子状態について、今まで得られていない部分状態密度に関する情報が得られることを期待している。
ラジカルポリマー／π共役系のその場構築と高速電荷貯蔵

安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得られたラジカルポリマー/π共役系機能材料を電極としたウェラブルな全有機二次電池へと展開した。また気相重合を拡張し有機半導体のその場形成法としても提示した。(1)気相重合を用いたπ共役高分子/ラジカルポリマー複合層の形成気相重合法は、予め化学酸化剤(例えばp-トルエンスルホン酸鉄(III)(Fe(OTs)3)を所定量塗布した基板をモノマー(EDOT)雰囲気下に置くことで、モノマー蒸気が基板上の酸化剤層に浸透していき、基板上でPEDOTが望みの膜厚でその場形成できる。本年度はレドックス高分子として、p, n型ラジカルポリマーを選択、PEDOTとの複合化を検討した。酸化重合はラジカル機構を経るため、予めp型のニトロキシドラジカルポリマーとFe(OTs)3を混合、酸化体のオキソアンモニウムへと誘導することで、重合時のラジカル停止反応を抑制し、副反応なくPEDOTをその場形成できた。また、重合後エタノールで洗浄することでラジカルが簡便に再生できる。一方、n型ラジカルポリマーとして知られるガルビノキシルポリマーについては前駆体を用いて気相重合し、その後塩基性下で化学酸化することでラジカル/PEDOT複合層を得た。酸化剤とラジカルポリマーの仕込み比を制御することで組成比の異なる複合層を数ミクロン厚で簡便に形成できた。(2) π共役高分子/ラジカルポリマー複合層の電気化学特性組成比と導電性の相関、異方性、界面積高い導電パス構築の観点から蓄電物質として電気化学特性を検討した。通常ラジカルポリマーのみでは導電性がないため膜厚100-200nmと薄膜での評価が主であったが、本手法では数ミクロン厚でも高い電流密度での酸化還元反応、電荷貯蔵が可能であった(30秒で充放電可)。基材としてPETファイバーの不織布等に形成されたp, n型/PEDOT複合電極を両極としてフレキシブルな全有機二次電池を作成することに成功した。本課題では、気相酸化重合によるπ共役高分子/ラジカルポリマー複合層の形成と電荷貯蔵材料としての展開を目的とした。昨年度までにp型レドックス能を示すニトロキシドラジカルポリマーと化学酸化剤(p-トルエンスルホン酸鉄(III))を予め混合し酸化体のオキソアンモニウム塩とすることで、ラジカル機構によるチオフェンの重合阻害を回避し、高分子化できることを明らかにしている。本年度は、(1)気相重合PEDOTの異方導電性評価、および(2)レドックスポリマーと気相重合ポリマーの酸化還元準位のマッチングについて検討した。(1)気相重合PEDOT固相膜の異方導電性気相重合PEDOTをくし形電極および二電極で挟んだ単層素子を用いて水平および垂直方向の導電率を評価したところ、水平方向の導電率は垂直方向よりも3-4桁高い異方導電性を示した。また市販PEDOT/PSSと比べ水平・垂直いずれも3桁高い導電率で、πスタックし水平方向に形成されるPEDOTドメインが低分子ドーマントのOTsを介して積層した構造をとることで高分子ドーマントPSSよりも阻害が小さいことに由来すると考えた。(2) n型レドックスポリマーとの準位調節負極活物質として卑な酸化還元準位を持つn型レドックスポリマー(ポリガルビノキシスチレン、ポリビオロゲン等)を供する際、複合化した気相重合ポリマーの脱ドープによる導電性の低下が懸念される。各n型ポリマーの準位に合わせ電位窓を調節したπ共役高分子を選択することが重要である。本項目ではポリビオロゲンに合わせポリ(3,5-エチレンジオキシピロール)(PEDOP)を選択し導電経路と電荷貯蔵能をあわせ持つ負極活物質として全有機二次電池へと展開した。高分子化学計画通りラジカル高分子と導電性高分子の複合化に成功した。水分散性のPEDOTと有機溶剤にしか溶けないラジカルポリマーでは、単純混合による複合化はできない。またラジカルが酸化重合を阻害するため、一時的なオキソアンモニウムへの誘導が鍵となることを明らかにした。得られた複合層は基材の種類、形状を選ばずその場形成できるため、電池以外への応用も大きく期待される。気相重合の対象をPEDOT以外の導電性高分子、有機半導体へ拡張する。

また複合化するラジカルポリマーに限らず他のレドックス(高)分子との組み合わせも合わせて検討し、有機薄膜太陽電池の光電変換活性層への応用を想定している。二次電池の電極としては交流インピーダンス法を用いて、複合層の組成、膜厚との相関を明らかにするとともにラジカルSOMOのレドックスとπ電子系の相補的な電荷授受の視点で評価する予定である。
走査型ノイズセンサの高性能化と半導体中電荷揺らぎの空間分布・周波数分散特性の探求

本研究は、以前開発した量子ホール素子による走査型ノイズセンサの性能を格段に向上させ、この計測技術を量子ホール系における電荷揺らぎの探求に適用することで、実空間・周波数分散の双方における情報を直接的に可視化することを目的として行われた。具体的な成果は以下の3点である。(1)カンチレバーを介在させることで、高空間分解能化(24nm)を達成した(2) (1)を用いて半導体界面量子ホール系における電荷の局所的な過渡応答を明らかにした(3) (1)を用いて、グラフェンにおけるポテンシャル分布マッピングに成功した本研究は、以前開発した量子ホール素子による走査型ノイズセンサの性能を格段に向上させ、この計測技術を量子ホール系における電荷揺らぎの探求に適用することで、実空間・周波数分散の双方における情報を直接的に可視化することを目的として行われた。(1)カンチレバーを介在させることで、高空間分解能化(24nm)を達成した(2) (1)を用いて半導体界面量子ホール系における電荷の局所的な過渡応答を明らかにした(3) (1)を用いて、グラフェンにおけるポテンシャル分布マッピングに成功した本研究は、以前にわれわれが開発した量子ホール素子による走査型ノイズセンサの性能を格段に向上させ、この新しい計測技術を半導体量子ホール系における電荷揺らぎの探求に適用することで、実空間・周波数分散の双方における情報を直接的に可視化することを目的とする。物質中の電荷揺らぎは、そこでの重要な物性を決定づける要因となることがしばしばある。例えば、電子の局在-非局在状態間遷移、電荷密度波のスライディング、量子極限まで達した(電子のパウリ排他律に起因する)ショットノイズなどの研究から、電子のダイナミックな性質とそれに関連する物性が明らかにされた例がいくつかある。電荷揺らぎを測定する一般的な手段はノイズ測定であるが、通常の電気伝導度測定では、ノイズは"邪魔者"として捉えられ、測定者の意識は、むしろ「ノイズをいかに減らすか」という方向に向かいがちである。ところが、上記の事情からノイズ測定は強力な手段となることが期待できる。従来は試料全体の平均的なノイズ計測が主であったが、本研究では、ノイズ空間分布の周波数分散特性の観測という独自のアプローチからの研究を行う。今年度は、センサ性能の向上を目的とした研究を行った。原子間力顕微鏡を導入することで、高分解能化を達成した。また、センサとして(1)電界効果トランジスタ構造の量子ホール素子、(2)単電子トランジスタの2種類を試み、前者は高速検出、後者は高感度検出が可能となった。これらの改善からより詳細な電荷揺らぎの探求が可能になるため、次年度における応用研究に大きく寄与すると期待している。まず、装置の構成を改良した。以前は、プローブとセンサーを金属線で結んでいたが、今年度はセンサーをプローブの背面に直接はりつけた。これにより、検出ヘッドの安定した動作が可能となった。次に、開発した装置の応用研究について以下を行った。(1)界面に2次元系が存在するGaAs/AlGaAs試料に応用した。実験結果から、130nmの空間分解能でポテンシャル分布画像を得ることができた。この分解能は、2次元系の表面からの深さ(100nm)で決められていることが分かった。(2)表面に2次元系が存在するグラフェン試料におけるポテンシャル分布を観察した。装置自体が固有に持つ空間分解能(24nm)を確認し、プローブの先端径とほぼ一致することを見出した。また、ポテンシャル分布が空間的に揺らぐ様子が観測された。(3) GaAs/AlGaAs試料における時間応答特性の研究を行った。矩形波状の電圧を試料に印加することで、センサーの時間応答信号を試料の異なる場所ごとに測定した(磁場中)。試料の真ん中と端とで比較したところ、前者ではサブミリ秒の時定数、後者では速い時定数(数十ナノ秒)と遅い時定数(数ミリ秒)の重ね合わせが見出された。これらは、バルク状態、エッジ状態それぞれにおける電子緩和ダイナミクスにより理解できることがわかった。今回の実験結果は、開発した装置が物質中電子の時空間特性を探究する強力なツールになることを示している。
超臨界流体を利用したULSIカーボンナノチューブ配線用ナノ触媒粒子の高密度合成

本研究は,次々世代以降の高集積化された極微細ULSI多層配線用材料として注目されるカーボンナノチューブ(CNT)を微細な縦孔(ビアホール)内に高密度に形成し,Cuと同等の低抵抗層間接続を実現するため,CNT形成用触媒であるCoやNiのナノ微粒子を高密度かつ選択的に金属表面に形成することを目標とし,そのための手法として超臨界流体を利用した金属薄膜形成技術を応用している。具体的には,CNTによるビア配線が,Cuによる配線と同等以下の抵抗となるよう,10^<12>本/cm^2以上の密度でCNTを形成するため,その触媒ナノ粒子も10^<12>個/cm^2という密度で形成することを目指している。今回の研究では,Coのナノ粒子合成に焦点をあて,超臨界流体を利用したCo合成の最適な原料選択,次に,その場観察手法を用いた核発生温度の探索,そして,高分解能電子顕微鏡による核発生密度の観測を行った。まず,Co合成用の原料としては,Co(tmhhd)_3,Co(tmhd)_2,CoCp_2などの原料から,超臨界二酸化炭素に溶解性の高いもの,そして,反応性の高いものをバッチ型反応器を用いて評価を行った。なお,還元剤としてはH_2を用いた。その結果,Co(tmhd)_3が溶解性も高く,反応性も高いことが確認でき,Co(tmhd)_3を用いて検討を行うこととした。次に,一定濃度での製膜実験を行うため,シリンジポンプを導入し,フロー式の実験を行い,同時に,窓付きセルから成長表面へ白色光を照射して反射光のスペクトルをその場観察した。その場観察の結果からは550nm程度の光に着目すると核発生・成長の様子がモニターしやすいことが分かり,この波長の光の強度変化をその場観察した。本手法と昇温実験を組み合わせた結果,Coのナノ粒子は,160°C程度から発生することが分かった。この核発生温度付近でさらに保持する成長実験を行い,生成したナノ粒子の核発生密度を高分解能FE-SEMにて観測したところ,数nmの粒子が6×10^<10>個/cm^2程度存在していることが確認できた。目標とする10^<12>個/cm^2にはまだ及ばないものの,通常のCVD法などに比べると,容易に高密度を実現できることが分かった。さらに,原料濃度や添加剤の有無などで核発生密度がどのように変化するかを考察し,目標に近づける予定である。
遺伝子治療を目標としたCRAGの機能解析

私たちは以前、新規GTP結合タンパク質であるCRAGを同定し、CRAGが脊髄小脳変性症の原因タンパク質である異常伸長したポリグルタミンタンパク質(PolyQ)の分解を促進することを明らかにした。さらに、CRAGは転写因子SRFを活性化してc-fos依存的な抗レドックスシグナルを活性化して神経細胞死を抑制することを報告したが、その分子機構は不明であった。私たちはCRAG欠損マウスを作製し、解析を行った。CRAG欠損マウスは生後3週齢で致死を示し、様々な細胞において広範な細胞死が認められた。これらのことよりCRAGが様々な神経変性疾患へ応用への可能性が示されたと考えられる。脊髄小脳変性症は治療法が確立されていない神経変性疾患である。私たちは以前、新規GTP結合タンパク質であるCRAGを同定した。CRAGは、脊髄小脳変性症の原因タンパク質である異常伸長したポリグルタミンタンパク質(PolyQ)の分解を促進することを明らかにしたが、その分機構は不明であった。さらに最近、CRAGは転写因子SRFを活性化してc-fos依存的なAP-1を活性化して神経細胞の生存を高めることを報告したが、その分子機構も不明である。CRAG欠損マウスは生後3週齢で致死を示し、大脳皮質神経細胞、海馬神経細胞、小脳プルキンエ細胞において広範な細胞死が認められた。さらにグリオーシスが認められ、神経細胞死の痕跡と考えられた。以上の結果より、CRAGは神経細胞の生存に必須の分子であることが明らかとなった。興味深いことに、CRAGは筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子産物を分解する活性も認められた。したがって、CRAGが脊髄小脳変性症だけでなく、ALSなど様々な神経変性疾患に応用できる可能性が示された。現在、小脳プルキエンエ細胞特異的な欠損マウスを作製中である。また、CRAGによるSRFの活性化機構において、CRAGはELK1と結合してSRFを活性化することが明らかとなった。興味深いことにCRAGはELK1のスモ化を認識して結合し、SRFを活性化していることが明らかとなった。これらの結果より、CRAGは神経細胞の細胞死を強力に抑制できることが判明し、脊髄小脳変性症をはじめ様々な神経変性疾患の遺伝子治療に有用であることが示された。CRAGは、脊髄小脳変性症の原因タンパク質である異常伸長したポリグルタミンタンパク質(PolyQ)の分解を促進すること、およびCRAGは転写因子SRFを活性化することで神経細胞保護することがわかっている。CRAGはROSを産生するストレス刺激依存的に核内に移行するが、CRAGの核内移行メカニズムは不明であった。本研究により、CRAGのK163がSUMO化修飾されることにより、核内移行するというCRAGの核内移行メカニズムが初めて明らかにされた。本研究で用いたSUMO化されないmutantであるCRAG K163Rは核膜周辺に集積することが観察されたことから、CRAGは核膜周辺でSUMO化される可能性が高い。タンパク質の核内移行は核膜孔複合体(Nuclear pore complex)を介して行われる。Nup358/RanBP2は核膜孔複合体に局在するSUMO E3-ligaseであり、いくつかの蛋白質の核内移行を制御する。CRAGもNup358などの核膜孔複合体に局在するSUMO E3-ligaseによって核内移行を制御されている可能性が示された。またCRAGはK163番目にSUMO化のコンセンサス配列consensus sequence wKx(D/E) (where w is a large hydrophobic residue)を保持する。このコンセンサス配列はSUMO E2のUbc9が直接認識しSUMO化修飾に関与している可能性を示唆した。またCRAGのSUMO化は単に核移行だけに必要ではない。SUMO化されないmutantであるCRAG K163Rに核移行シグナルを付加して強制的に核移行させてもSRFの活性化は認められなかった。この結果はCRAGのスモ化修飾は核移行のみならず核内でもSRFの活性化に必須であることがわかった。脊髄小脳変性症は原因遺伝子の翻訳領域にあるポリグルタミンをコードするCAGリピートが患者において異常に伸長する疾患である。現在、脊髄小脳変性症の治療法は神経伝達物質の産生を促進することによる症状の緩和が主目的の対症療法であり、症状の原因を取り除く原因療法は確立されていない。今回、CRAGはリン酸化されることによりELK1と結合してSRFを活性化することを明らかにした。さらに興味深いことには、CRAGは電子顕微鏡解析にて高電子密度を示す核内封入体を形成して、変性タンパク質を毒性の弱い凝集塊を形成することを見出した。このCRAGによる核内封入体を形成は生体内においても観察された。この核内封入体は様々なシグナル伝達の場として働く可能性が示唆されている。また、私たちはCRAG欠損マウスを作製し、解析を行った。CRAG

欠損マウスは生後3週齢で致死を示し、大脳皮質神経細胞、海馬神経細胞、小脳プルキンエ細胞において広範な細胞死が認められた。さらにグリオーシスが認められ、神経細胞死の痕跡と考えられた。以上の結果より、CRAGは神経細胞の生存に必須の分子であることが明らかとなった。興味深いことに、CRAGは筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子産物を分解する活性も認められた。したがって、CRAGが脊髄小脳変性症だけでなく、ALSなど様々な神経変性疾患に応用できる可能性が示された。私たちは以前、新規GTP結合タンパク質であるCRAGを同定し、CRAGが脊髄小脳変性症の原因タンパク質である異常伸長したポリグルタミンタンパク質(PolyQ)の分解を促進することを明らかにした。さらに、CRAGは転写因子SRFを活性化してc-fos依存的な抗レドックスシグナルを活性化して神経細胞死を抑制することを報告したが、その分子機構は不明であった。私たちはCRAG欠損マウスを作製し、解析を行った。CRAG欠損マウスは生後3週齢で致死を示し、様々な細胞において広範な細胞死が認められた。これらのことよりCRAGが様々な神経変性疾患へ応用への可能性が示されたと考えられる。CRAGの脳の部位特異的な欠損マウスを作製した。とくに大脳皮質・海馬特異的な欠損マウスおよび小脳プルキンエ細胞特異的に欠損マウスの作製に成功した。またCRAGによるSRFの活性化機構においてCRAGのスモ化を認識して核移行していることを見いだした。思いがけない発見であり、今後の展開が期待できる。生化学CRAGの脳の部位特異的な欠損マウスを作製した。とくに大脳皮質・海馬特異的な欠損マウスおよび小脳プルキンエ細胞特異的に欠損マウスを作製したところ、CRAGの生体内の重要性を示す予備的な結果が得られつつある。今後さらなる解析が必要である。またCRAGのスモ化の制御機構を解明する必要がある。とくにCRAGをSUMO化修飾するligaseを同定することは今後の課題である。CRAG欠損マウスを作製に成功した結果、CRAG欠損マウスは生後3週齢で致死を示した。また、脳皮質神経細胞、海馬神経細胞、小脳プルキンエ細胞において広範な細胞死が認められ、CRAGが神経細胞の生存に必須であることが証明された。さらに、CRAGによるSRFの活性化機構においてELK1のスモ化を認識して結合し、SRFを活性化していることを見いだした。したがって、当初の目的に対して、概ね順調に進展していると判断される。当初予定していた謝金・人件費として使用しなかったため次年度使用額が生じた。CRAG欠損マウスは生後3週齢で致死を示したので、脳の部位特異的な欠損マウスを作製中である。とくに大脳皮質・海馬特異的な欠損マウスおよび小脳プルキンエ細胞特異的に欠損マウスを作製し、CRAGの生体内の重要性をより詳細に明らかにしなければならない。またELK1のスモ化の制御機構を解明する必要がある。今後、脊髄小脳変性症をはじめ神経変性疾患の遺伝子治療用のベクターを開発していく必要がある。