hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模遺伝子ネットワークに適した階層型グリッドレイアウトアルゴリズムの研究

(2)ベイジアンネットワークによる遺伝子ネットワーク推定では,計算効率化のため,遺伝子群を選び出し,推定される.条件付き独立性の検定によりベイジアンネットワークの構造推定を行う際,遺伝子群から欠落した遺伝子からの制御により,検定結果に矛盾が生じる問題があった。そこで,検定結果に矛盾が生じた場所から欠落遺伝子の存在を同定する手法を提案した.(3)同じパスウェイや機能に属するタンパク質をコードする遺伝子同士は制御関係が密であり,逆の場合,疎であることが想定される.そこで,密に制御関係で連結された遺伝子群をモジュールと定義し,HofmanとWigginsの統計的モデリングによるグラフからのモジュール推定法とベクトル自己回帰モデルを変分ベイズ法の枠組みから階層型モデリングを行うことで,時系列遺伝子発現データから遺伝子モジュールと高精度な遺伝子ネットワークを同時に推定する手法を提案した.(4)時系列遺伝子発現データからの遺伝子群間のGranger因果律を正準相関分析により同定する場合,Grander因果律の検出においてブートストラップ法によりp値が計算されていたため計算コストがかかり,また高精度にp値を求めることが困難であった.そこで,Bartlett補正により尤度比検定の結果を補正することで少サンプルデータの場合でも正確なp値を高速に計算する手法を提案した.
人工環境下での植物苗の生長および形態形成におよぼす光照射方法の影響に関する研究

植物組織培養苗生産における新しい光環境調節方法として、拡散性光ファイバを配光資材とした側方光照射システムを試作した。このシステムでは、光源は培養室の外側に置かれ、反射笠で集光された光源からの光は、熱線吸収フィルタで熱線が吸収され、光合成に有効な光のみが光ファイバの断面を通して培養室内に送られる。したがって、光ファイバからの顕熱の発生量、および長波放射の射出量が少ないので、培養器および培養室に対する熱負荷が少なく、培養室内の熱負荷を小さくできた。培養試験の結果、側方光照射システムでは、下方光照射(従来)システムに比べて、培養小植物体の乾物重、生体重、葉面積が大きくなり、茎が短くなり、さらに上位葉がやや小さく、下位葉がやや大きくなるので、移植用苗としての培養小植物体の品質を高めることができた。また、培養器および蛍光灯を鉛直に積み上げることで、培養室内空間をより有効に利用できた。次に、赤色発光ダイオード(LED)および遠赤色LEDを補助光源に用いて、光質による茎長調節の可能性を検討した。照射光の遠赤色光波長域の光強度に対する赤色光波長域の光強度の比(R/Fr比)を大きくすると、培養小植物体の茎は短くなり、R/Fr比の調節により、培養小植物体の節間長および茎長を調節できることが確認された。以上、本研究で試作された側方光照射システムを用いた光環境調節は、小植物体の生長および形態制御に有効であった。植物組織培養において培養室の冷房負荷の削減、培養室内空間の有効利用、および光源の発光量に対する小植物体の受光量の比率を増加させることを目的として、拡散性光ファイバを用いた人工光照射装置(光ファイバ装置)を試作し、その装置の特性を調べ、小植物体の培養試券を行った。光ファイバ装置はランプからの光を拡散性光ファイバの先端に集束させ、その光を培養器の近接側方位置におかれた拡散性光ファイバに導き、その表面から培養器内小植物体の生長に必要な光合成有効光量子束密度を照射できる。また赤外放射がほとんどなく、培養器内温度の上昇が小さいので、培養室の冷房負荷の削減に有効である。培養試験では光ファイバ装置で、培養したバレイショ小植物体の生長と形態を、蛍光灯で下方光照射した対照区のそれらと比較した。その結果、光ファイバ装置で培養された小植物体は対照区と比較して、乾物重、葉面積には差がなく、茎が太く短く、移植に適した形態になり、本装置の有効性が実証された。次に、植物組織培養において、光強度および光照射方向が培養小植物体の生長および形態に及ぼす影響を明らかにするため、培養器上方から下に向けて光照射する方法と培養器側方から横に向けて照明する方法を用いて、数段階の光強度を設定し、バレイショ小植物を培養した。その結果、光強度を高めると、純光合成速度は高まり、生体重、乾物重、茎径、葉面積および葉枚数は増大し、茎長および比葉面積は減少した。また側方から光を照射すると、上方から照射した場合に比べて、葉枚数は増加し、茎長および比葉面積は減少した。このように、光強度および光照射方向を変えることで培養小植物体の生長および形態を調節できることが明らかになった。植物組織培養を用いた苗生産において、培養室の空調および照明用電力費を軽減すると同時に、培養小植物体の生長および形態を制御することを目的として、長波放射が少なく、光質の制御が可能な発光ダイオード(LED)を光源として用いる照明システムについて検討した。1.赤色LED下でバレイショ小植物体を培養し、その生長および形態を蛍光灯下でのそれらと比較した。蛍光灯下に比べて、赤色LED下では、小植物体の生体重および乾物重は約1/2、茎長は約2倍となり、生長は抑制され、徒長した形態となった。また光合成も抑制された。

2.赤色LEDと蛍光灯を組み合わせて光源とし、光合成有効光量子束密度(100μmol m^<-2>s^<-1>)に占める赤色波長域(630690nm)の光量子束密度の割合(R)を変えて、バレイショ小植物体を培養した。Rが0.10.5の範囲では、Rの増加にともない生体重および乾物重は増加する傾向を示し、また葉内クロロフィル含量が増加した。しかしRが0.5を越えると、生長は抑制され、葉内クロロフィル含量は減少した。3.赤色光と遠赤色光の比が培養小植物体の形態に影響すると考えられるので、赤色LEDと蛍光灯に遠赤色LEDを加えて光源とし、赤色光と遠赤色光の比(R/Fr比)の比を変えて、バレイショ小植物体を培養した。生体重、乾物量は、R/Fr比の増加にともない、R/Fr比10付近まで増大し、15付近から減少した。茎長は、R/Fr比の増加にともない、R/Fr比10付近まで減少し、15付近から増大した。R/Fr比は培養小植物体の生長および形態に影響を及ぼすことが明らかとなった。4.以上、光源にLEDを用いると、培養小植物体の生長および形態を制御できることが明らかになった。人工環境下における実用的なプラグ苗生産システムを確立するためには、照明効率及び生産室内の空間利用効率をたかめて、生産費の多くを占める空調及び照明用電力費を軽減する必要がある。そのため、ここでは、顕熱の発生量、および長波放射の射出量が少ない拡散性光ファイバを用いて、プラグ苗(以下、苗)に近接した位置から照明する方法(近接照明法)について検討した。植物生産用として利用可能な低コストの拡散性光ファイバでは、一般に、苗の生長及び形態形成に適した高光強度を得るのが難しい。そこで本研究では、低光強度下において、明期時間及びCO_2濃度の調節による苗の生長及び形態調節の可能性について検討した。材料にレタス苗を用いて、PPFD100300μmol m^<-2>S^<-1>、明期時間1624hd^<-1>、CO_2濃度400800μmol mol^<-1>の下で条件下で栽培試験を行った結果、低光強度(PPFD100150μmol m^<-2>S^<-1>)下でも、(1)明期時間を長くすること、及びCO_2濃度を高めることで、苗の乾物重が大きくなること、(2)明期時間を長くすることで地上部/地下部の乾物重比及び比葉面積が小さくなることがわかった。これらのことは、低光強度下でも、明期時間を長くし、CO_2濃度を高めることにより、苗の生長を促進し、形態を調節して苗の品質を高めることができることを意味している。以上、拡散性光ファイバを用いて、苗に近接した位置から照明することにより、実用的なプラグ苗生産システムが構築できることが明かになった。
口唇口蓋裂治療のための多孔体TCPポリマー複合体と破骨細胞抑制因子の骨再生

唇顎口蓋裂などの骨欠損治療は、未だ困難を伴う症例である。このような骨欠損部に対し二次的新鮮自家腸骨海綿骨移植や吸収性の足場材料の応用が進められている。しかしながら、しばしば臨床現場では、自家骨や吸収性の足場材料が早期に吸収してしまい長期効果がみられないことが散見される。その様な中、申請者らは、ラット頭蓋骨で臨界欠損を作り、臨界欠損作製時に得られた自家骨や人工材料を移植し、エックス線と特殊染色方法を使って骨の成長と吸収ならびに炎症細胞と破骨細胞を観察し、自家骨や人工骨移植後の骨吸収では大量のTNF-αが分泌されること、破骨細胞が活性化することを明らかにした。更に、インターフェロンガンマー(IFN-γ)が、TNF-αの分泌や破骨細胞活性を抑制することで、術後の骨吸収・人工骨吸収を抑制し、長期的な骨置換を促す事を明らかにした。この知見を踏まえ、本研究では、破骨細胞抑制因子を組み合わせた新規骨形成材料の開発を行い、口唇口蓋裂部の再生のための臨床研究へと繋げることを目標としている。H30年度は、H29年度に合成した複数の混合比の異なるエピガロカテキンガレート(EGCG)結合ゼラチンの骨再生能・骨質を頭蓋冠骨欠損モデルを用いて評価した。その結果、EGCG量の変化により骨再生能が変化する事を明らかにした。また、同量のEGCGを埋入した場合でも、ゼラチン量の違いにより担体の骨再生能が大きく異なる事を明らかとした。複数の混合比の異なるEGCG結合ゼラチンの骨再生能・骨質を頭蓋冠骨欠損モデルを用いて評価したところ、EGCG量の変化により骨再生能が変化する事を明らかにした。イヌ人工顎裂モデルを用いた移植実験に先んじて、ラット先天性顎裂モデルを導入しその予備的検討を行った。その結果、最適化されたEGCG結合ゼラチンは、ラット先天性顎裂モデル内で骨形成を促し、大型動物での応用に資する材料となることがわかった。臨床現場では、自家骨や吸収性の足場材料が早期に吸収してしまい長期効果がみられないことがあり、申請者らはその現象が過度の破骨細胞産生であると仮説を立てた。そこで、申請者らが、独自に開発した多孔体TCPポリマー複合体と破骨細胞抑制因子の組み合わせによる新規骨再生法をイヌ人工的顎裂モデルでトランスレーショナル研究を行ない、口唇口蓋裂部の再生のための臨床研究へと繋げることを目標とする。申請者らはラット頭蓋骨で臨界欠損を作り、臨界欠損作製時に得られた自家骨を移植し、X線と特殊染色方法を使って骨の成長と吸収ならびに炎症細胞と破骨細胞を観察した。自家骨移植から再生した骨の吸収には、マクロファージ、リンパ球が人工骨材料で刺激され、大量のTNF-αが分泌し、IFN-γが抑制され、破骨細胞が活性化することが分かった。その結果、自家骨の吸収だけではなく、新生骨や母骨も大きく吸収された。新生骨では、TNF-αによる破骨細胞分化の促進作用と、IFN-γシグナルを介した破骨細胞分化に対する負の制御作用のバランスが崩れていると考えられる。すなわち、吸収しやすい自家骨は骨再生能があるが、破骨細胞の産生を抑制し、リモデリングを行うことが重要である。自家骨移植4週後のラットの移植部にインターフェロンγを注射したところ新生骨が吸収することなく骨再生が更新することを見出した。さらにリン酸カルシウム(TCP)スラリーに高分子ポリマーに含浸しその後、焼結し、粉砕することでTCP多孔質体を作製した。αTCPを選択し、顆粒サイズと孔径サイズを変化させた。また、ポリマー溶液(アテロコラーゲンや人工コラーゲン)と混和し、凍結乾燥を行うことで多孔体TCPポリマー複合体を作製した。足場材料の設計が完了し、パイロットスタディではあるが動物実験の結果も公表できたため。その様な中申請者らは、ラット頭蓋骨で臨界欠損を作り、臨界欠損作製時に得られた自家骨や人工材料を移植し、X線と特殊染色方法を使って骨の成長と吸収ならびに炎症細胞と破骨細胞を観察し、自家骨や人工骨移植後の骨吸収では大量のTNF-αが分泌されること、破骨細胞が活性化することを明らかにした。H29年度は、H28年度に作製した多孔体TCPポリマー複合体の骨形成能をラット頭蓋冠臨界骨欠損モデルを用いて評価した。その結果、一定の骨形成能があることを確認した。一方、インターフェロンγの利用は、費用対効果に課題が大きい事が明らかになったことから、上記の知見を参考に、IFN-γと同様の破骨細胞抑制能、抗炎症作用を持つエピガロカテキンガレート(EGCG)の利用へと計画を変更した。

具体的には、安価なEGCGとゼラチンを組み合わせ、配合比の異なる複数の真空熱処理EGCG結合ゼラチンや、同材料に対しリン酸カルシウムを添加した材料の開発を進めている。本年度は、その合成方法の最適化に取り組み、スポンジ状の複数のサンプルの調製に成功した。ラット頭蓋冠モデルを用いた実験において一定の成果が得られたため。唇顎口蓋裂などの骨欠損治療は、未だ困難を伴う症例である。このような骨欠損部に対し二次的新鮮自家腸骨海綿骨移植や吸収性の足場材料の応用が進められている。しかしながら、しばしば臨床現場では、自家骨や吸収性の足場材料が早期に吸収してしまい長期効果がみられないことが散見される。その様な中、申請者らは、ラット頭蓋骨で臨界欠損を作り、臨界欠損作製時に得られた自家骨や人工材料を移植し、エックス線と特殊染色方法を使って骨の成長と吸収ならびに炎症細胞と破骨細胞を観察し、自家骨や人工骨移植後の骨吸収では大量のTNF-αが分泌されること、破骨細胞が活性化することを明らかにした。更に、インターフェロンガンマー(IFN-γ)が、TNF-αの分泌や破骨細胞活性を抑制することで、術後の骨吸収・人工骨吸収を抑制し、長期的な骨置換を促す事を明らかにした。この知見を踏まえ、本研究では、破骨細胞抑制因子を組み合わせた新規骨形成材料の開発を行い、口唇口蓋裂部の再生のための臨床研究へと繋げることを目標としている。H30年度は、H29年度に合成した複数の混合比の異なるエピガロカテキンガレート(EGCG)結合ゼラチンの骨再生能・骨質を頭蓋冠骨欠損モデルを用いて評価した。その結果、EGCG量の変化により骨再生能が変化する事を明らかにした。また、同量のEGCGを埋入した場合でも、ゼラチン量の違いにより担体の骨再生能が大きく異なる事を明らかとした。複数の混合比の異なるEGCG結合ゼラチンの骨再生能・骨質を頭蓋冠骨欠損モデルを用いて評価したところ、EGCG量の変化により骨再生能が変化する事を明らかにした。多孔体TCPポリマー複合体についてもラット頭蓋骨骨欠損モデルを用いて評価する。インターフェロンγをエピガロカテキンガレート(EGCG)へと変更し、EGCGを含有させた骨補填材の合成条件の最適化と、動物実験を進める予定である。イヌ人工顎裂モデルを用いた移植実験に先んじて、ラット先天性顎裂モデルを導入しその予備的検討を行った。その結果、最適化されたEGCG結合ゼラチンは、ラット先天性顎裂モデル内で骨形成を促し、大型動物での応用に資する材料となることがわかった。足場材料については企業から提供を受けたため材料経費が不要であった。また、使用動物の数が少なかったため。インターフェロンγを費用対効果の高いEGCGとし、実験計画の一部を変更したため。またそれにともなう予備検討のため、学会参加を控えたため。メカニズム解析に使用する分子生物学的試薬の購入を行わなかったから。遺伝子発現解析ならびに大型動物を用いた実験を行う。
新しい分子生物学を取り入れた進化集団遺伝学の展開

本年度の本総括班活動の概要を4項目に分けて記す。(1)総括班会議を計4回開催し、重点領域研究全体の研究連絡、調整、実績の把握に努めた。特に、11月のヒヤリング用の「研究経過等の概要」の作成、公開シンポジウムの開催に関する案を作成した。(2)合同班会議の開催。3班の計画研究および公募研究班員間の交流を一層推し進める目的で、11月18日20日の3日間にわたり合同班会議を主催した。この会議では、約40名の班員が各々20分程度の講演を行なった。(3)公開シンポジウムの開催。2月8日、9日の両日、「遺伝子はどのように進化するか」と題して、昨年に続き第2回の公開シンポジウムを主催した。本年度は各講演に十分な時間を取り、より深い討論が出来るようにした。このシンポジウムには約130名の参加者があった。特に若い研究者の参加が多く、研究成果の公開の他、啓蒙にも役立ったと思われる。(4)国際交流。総括班の班員が関係した国際交流は特筆できる。第1に8月下旬トロントで行われた国際遺伝学会には、木村を始め、太田、高畑が参加し発表講演を行なった。また11月28日には、木村が第4回国際生物学賞を受賞し、それを記念して開催されたシンポジウムには総括班の多くの者が講演した。このシンポジウムには9名の外国人参加者があり、より親密な国際交流を計る上で極めて貴重な機会を得た。昨年高畑が編纂した木村の論文集は諸外国の関係者から大いに反響があったことを付記したい。この論文集は、ウィスコンシン大学のクロー教授、コーネル大学のプロバイン教授の協力で、新しくシカゴ大学出版から発行される予定であり、分子進化、集団遺伝学の研究に大いに役立つことが期待されている。来年は計画研究の最終年度にあたるので、本重点領域の中心課題である集団遺伝学の飛躍的発展を計る予定である。(4)国際交流。
脊椎動物初期胚の予定後脳におけるシグナルセンター形成の分子機構

1.原腸形成期に後方神経板で発現し、前方発現境界が後脳r4領域を決定するhoxb1bについて、転写調節が主として下流2領域(d1とd4)に担われていることを見いだした。hoxb1bの発現は後方化シグナルのレチノイン酸(RA)に依存するため、下流領域のRAに対する応答能を検討し、d1、d4領域がRA応答配列(RARE)を介してRAにより活性化されることを示した。2.pou2遺伝子は原腸形成後期に中脳と後脳に発現し、中脳後脳境界(MHB)と後脳の形成を制御する。この発現が主として遺伝子上流の2.1kb領域に制御されること、この内部にPou2が結合しうる4カ所のOctamer配列があり、これらが胚内で協調的に働いて自己活性化的に発現を維持すること、上流域にあるRAREを介してRAによる発現抑制を受けることを示した。3.fgf8遺伝子の下流に存在する後期MHBエンハンサー領域の内部構造を欠失導入実験により検討し、2カ所あるPax2結合配列を介してPax2aが中脳及び後脳r1-r5で発現を活性化すること、28bp領域が中脳及び後脳後方での発現を抑制し、結果的にこのエンハンサーは後脳前端でのfgf8の発現を再現することを示した。またこのエンハンサーが他の脊椎動物でも保存されていることを明らかとした。4.ENU処理魚の子孫について突然変異体スクリーニングを行い、中脳から後脳にかけて形態異常を示すaa6k変異体を単離した。表現型解析の結果、この変異体胚では脳形成異常の他、接触刺激に対する応答能の欠損、顎形成異常が見られた。連鎖解析によりaa6k変異が第3染色体に起きていることをまず示し、さらに詳細な連鎖解析により近傍の多型マーカーの同定に成功した。現在、周辺に存在する候補遺伝子について、aa6kへの関与の可能性を検討している。1.hoxblbについては、遺伝子下流に存在するd1領域及びd4領域の各々に見られるレチノイン酸応答配列(RARE)を、欠失あるいは塩基置換により破壊し、導入胚での転写活性化能を検討した。その結果、d1、d4領域のいずれの場合もRAREの破壊により後脳特異的な転写活性化能が消失することから、これら2領域の調節能はRAREを介していることを示した。また、hoxblbの上流に調節領域がさらに2カ所存在することを見出した。2.fgf8遺伝子の下流に存在する後期MHBエンハンサー領域の内部構造を、様々な欠失導入により検討した結果、このエンハンサー領域内に、中脳・後脳全体で発現を活性化する領域(BH1)と中脳前方及び後脳後方での発現を抑制する領域(E2)が含まれること、BH1にはPax2結合部位が存在し、これがMHBエンハンサーの活性に必要なことを示した。また、やはり遺伝子の下流に、神経管後方及び終脳後端での発現を活性化する領域を見出し、その活性にCdx結合配列が必要であることを示した。3.pou2遺伝子の上流2.3kb内に少なくとも4カ所のオクタマー結合配列があること、このいずれにもPou2タンパク質自身が結合することをEMSA法により見出した。また、2.3kb領域内には後脳内での発現の活性化領域が複数存在することを欠失導入実験により示した。以上より、pou2の発現調節の一部としてポジティブフィードバック機構があることを示唆した。

4.ENU処理魚の子孫について突然変異体スクリーニングを進めた結果、既知の変異体と類似した変異体に加えて、中脳・咽頭弓・心臓に異常を示すaa6k、卵割・エピボリー・背腹軸性に異常を示すbb29b等、新規の変異体を同定した。現在、これらの変異体についてアウトクロスを行い、マッピング及びポジショナルクローニングの準備を進めている。1.脳の領域化遺伝子の領域及び時期に特異的な発現制御機構(1)中脳後脳境界領域(MHB)におけるfgf8の特異的な発現を制御するMHBエンハンサーについて解析を進め、#3-4領域(0.3kb)が中脳から後脳前方(r1-5)にかけて発現を活性化すること、#2c領域(28bp)が中脳及び後脳r2-5での発現を抑制することを明らかとした。またMHBエンハンサー内にある2カ所のPax2結合配列がエンハンサー活性に不可欠であることを見いだした。一方、fgf8上流においては、終脳におけるfgf8の発現を再現しうる領域(1.1kb)を特定した。(2)ゼブラフィッシュpou5f1(pou2)の上流6.5kb領域まででpou5f1の後脳における一過的な発現をほぼ再現しうること、特に上流2.2kb領域に強い転写活性化能が存在し、この内部にある4カ所のOctamer配列がすべて2.2kbエンハンサーの活性に必要であること、これらのOctamer配列間で物理的な相互作用が働くことを示した。2.脳形成異常変異体のスクリーニングと表現型解析すでに単離した2種の変異体(aa6k,中脳・顎異常変異体:isd,峡部・体節異常変異体)について表現型の解析を進めた結果、aa6kでは、神経堤細胞は分化するものの、顎の軟骨形成不全となること、isdでは中脳から後脳にかけて脳胞(脳室)形成不全が見られる他、体節の分節が起きないことを明らかとした。またaa6kについては連鎖マーカーの同定に成功した。現在、aa6kについては原因遺伝子の特定、isdについては染色体マッピングを進めている。1.ゼブラフイシュfgf8遺伝子の転写調節機構同定済みのfgf8 MHB(中脳後脳境界)エンハンサーについて検討を進め、MHBでの転写活性化にはpax2a遺伝子の機能が必要充分であること、胚内でもPax2aがこのエンハンサー領域に結合していることを示した。さらに、このエンハンサー内のDCR3配列と相同な領域をマウス及びメダカのゲノムより増幅して検討し、この領域がやはりPax2aと結合し、ゼブラフィッシュでMHBエンハンサーとして作用することから、fgf8のMHBでの発現制御が脊椎動物内で保存されていることを示唆した。2.ゼブラフィシュpou2遺伝子の写調節機構:pou2の中脳・後脳におけるエンハンサー領域(2.1kb領域)の作用が、4カ所のオクタマー配列の協調的な作用によること、これらの全てにPou2転写因子が結合すること、2.1kbエンハンサーがpou2の強制発現により活性化され、pou2の機能阻害により逆に阻害されることを見いだし、pou2の発現が自己調節的に活性化、維持されると結論した。一方、pou2の発現及び2.lkb領域の転写活性化能が胚後方より分泌されるレチノイン酸(RA)により阻害されること、2.1kb領域内にRA受容体の結合配列(RARE)が有り、これが2.1kb領域のRA応答能に不可欠であることより、pou2がRAREを介してRAにより後方で抑制されると推定した。3.脳形成異常変異体の解析:中脳・顎異常変異体aa6kでは現在マッピングをさらに進めており、ゲノムデータベースより推定した候補遺伝子各々について検討を進めている。
個人的自由権を保証しつつ社会福祉を実現する為の公共政策に関する基礎理論

A.K.Senの「パレート・リベラル・パラドックス」は、帰結主義的に定式化された個人の自由主義的権利域を社会選択対応が配慮するとき,それはパレート原理を満たさないことを示す不可能性定理であった。他方,個人の自由主義的権利は、それが帰結主義的に定式化された場合、「選択の自由権」を適切に表現できないとの批判を下に、権利のゲーム形式的定式化の議輪がガートナー・パタナイク・鈴村らによって展開されてきた。これらの先行研究を受け継ぎ、本研究では,自由主義的権利がゲーム形式的に定式化される場合,社会的選択はパレート原理と両立する可能性がある事を確認している。つまり権利体系を体現するゲーム形式の定める非協力ゲームの下で、個々人が各自の権利を行使した結果達成されるナッシュ均衡帰結の集合には、必ずパレート効率的帰結が存在するというものである。この結果、「パレート・リベラル・パラドックス」問題は、権利がゲーム形式的に定式化される限り、事実上解消されたと見て良い。また、自由主義的権利配分の社会的意思決定メカニズムについても、以下の様な理論的成果を得た。すなわち、パタナイク・鈴村らの拡張された社会厚生関数アブローチを発展きせたフレームワークを呈示し、権利配分の社会的選択プロセスがパレート原理と非独裁制という民主主義的要請を満たしつつ,選択された権利配分が自由主義的性格を有するための必要・十分条件の証明に成功した。また、パタナイク・鈴村では明示的に考察されなかった権利配分の社会的選択の整合性問題を定式化し,その解決のための必要・十分条件も明らかにした。これらの成果はまだ論文としてまとめられてはいないものの、Senの「パレート・リベラル・パラドックス」以来の、自由主義的権利の配分と公共政策のパレート効率性という観点での帰結主義的基準との相克性に関連する主要な課題は、ほぼ解決の見通しが立つに到った。手続き的正義の観点を考慮した、公正な資源配分ルールの社会的意思決定メカニズムの理論分析。従来の「配分の衡平性」に関する研究は、資源配分ルールを帰結主義的な評価基準にのみ基づいて評価するものであったが、当研究では、配分ルールが導く帰結の望ましさの観点のみならず、ルールの手続き的特徴が正義の基準に適うかという観点を導入し、それがもたらし得る帰結に関しても手続き的にも公正と見なされ得るような配分ルールが民主主義的な社会的意思決定プロセスを通じて選択される為の必要十分条件を明らかにした。手続き的正義の観点から配分ルールに要請される性質は、資源配分の決定プロセスにおいて、ルールが個々人に選択の自由を保証するものであるという点である。帰結に関する正義の基準は、もっとも不遇な個々人の生き方の機会集合を出来る限り豊かにするような資源配分を、ルールが実現する事を要請するものである。このような互いに独立な要請を伴に満たす配分ルールは確かに存在し、それが民主主義的な意思決定プロセスを通じて選択されるには、ロールズ的正義の原理にコミットするような個人の存在が不可欠である事を明らかにした。「責任と補償」の観点からの「配分の衡平性」に関する理論研究。衡平な資源配分の社会的意思決定に際して、帰結に対する個人の責任要因と非責任要因とを区別し、後者に起因する社会的不均等のみを社会的補償の対象として是正する様な配分ルールの存在可能性について分析した。この問に関する従来のこの分野の成果は、不可能性命題として要約されてきたが、責任性の概念により忠実に再定式化を行う事によって、かなりの可能性定理がある事を明らかにした。
社会調査における自由回答の統計的分析法研究

社会調査における自由回答の分析手法としては、従来から用いられてきたKJ法や、KJ法の発想法を取り入れたキ-・ワ-ド抽出法がある。すでに、大型汎用コンピュ-タ用デ-タ・テ-プに収められた、キ-・ワ-ド抽出方式による意識調査「長野県の郷土と文化」(昭和61年5月実施)について、われわれの分析手法を数量化III類について実施を試みた。結果としては、同調査のほかの質問項目の分析結果と極めて合致しており、信頼性を有するとの感触を得た。この点については、62年度、特に「教育意識」に関連した質問項目に対する多次元尺度解析による分析についても、結果的にある程度整合性が得られたものであった。したがって、関連分析の統計手法としては、林の数量化III類に加え、多次元尺度解析法(MDA)も考察できるようになり、手法の拡がりを増すことになった。しかし、結果の解釈に若干の不安定さが残っているため、インタビュ-方式によりその背景を探る面接調査を実施すると共に、新しいデ-タを得るために、前回と同一の質問文による郵送調査を実施した。心配した、時間の経過のずれによる変化はそれほど大きくなく、一方、地元有識者との面接調査はきわめて有効で、結果の解釈に対する大きな指針を与えてくれた。最終面接調査が終了したのは平成元年2月末日となってしまったため、本手法の有効性、信頼性について総合的に論ずる研究成果報告書の完成は、少し先に延ばさざるを得ないことになった。その後、郵送調査のデ-タの基本集計を研究成果報告書にまとめると共に、「社会調査技法論III調査票」の中で現在まで得られた知見や、基本的な考え方を述べ、更に研究を継続する予定である。社会調査における自由回答の分析に際しての困難さは,多肢選択型の質問のようにカテゴリー化がそれ程容易ではなく,かつ客観的な基準による分類(コード化)が難しい点にある.しかし,注意深く設計された質問票の自由回答はある程度のパターン化が可能であり,本年度はまず,以前研究代表者らによって実施された「長野県の郷土と文化に関する調査」の自由回答の記述のコード化,キーワードを再検討した.そして,キーワードに対する各サンプルの反応を記入した反応行列を一部サンプルについて作成し,林の数量化法,特に第III類を適用して統計的解析を試みた.反応行列のデータや解析プログラムは,ハードディスクよりカセットストリーマを経て磁気テープに保存され,データ保護や機密保持に貢献している.また,反応行列の作成・整理に関しては謝金が使用されている.一方,重要な多変量解析手法としてMDA法が考えられるが,上記調査における「長野県民の教育意識」に関する質問を,信州大学教育学部武藤孝典教授と共にMDA法により分析し,得られた知見を『教育意識の多次元尺度解析-MDAによる分析-』という標題の下に,信州大学教育学部紀要に発表した.その結果, MDA法も自由回答の分析法に適用可能であろうと予想され,来年度以降の本研究に対する明るい見通しを与えてくれたと同時に,関連する自由回答の分析に際してのキーワード抽出に対して貴重な情報をもたらしてくれた.社会調査における自由回答の分析手法としては、従来から用いられてきたKJ法や、KJ法の発想法を取り入れたキー・ワード抽出法がある。すでに、大型汎用コンピューター用データ・テープに収められた、キー・ワード抽出方式による意識調査「長野県の郷土と文化」(昭和61年5月実施)について、われわれの分析手法を数量化III類について実施を試みた。結果としては、同調査のほか質問項目の分析結果と極めて合致しており、信頼性を有するとの感触を得た。この点については、昨年度、特に「教育意識」に関連した質問項目に対する多次元尺度解析による分析についても、結果的にある程度整合性が得られたものであった。

しかし、結果の解釈に若干の不安定さが残っているため、インタビュー方式によりその背景を探る面接調査を実施すると共に、新しいデータを得るために、前回と同一の質問文による郵送調査を実施した。心配した、時間の経過のずれによる変化はそれほど大きくなく、一方、地元有識者との面接調査はきわめて有効で、結果の解釈に対する大きな指針を与えてくれた。しかし、改元という状況の変化もあり、最終面接調査が終了したのは2月末日となってしまったため、本手法の有効性、信頼性について総合的に論ずる研究成果報告書の完成は、少し先に延ばさざるを得ないことになった。現時点で、ある程度有効性が確認されたわれわれの手法であるが、最近独立にフランスでの研究成果が公刊されたので、その比較検討、及び最終研究成果報告書の取りまとめが目下の急務である。
地域施設の既存建築ストックの立地価値を評価する指標の社会的意義と計画の特性の解明

既存建築ストックの活用と地域公共施設の再配置は,我が国にとって喫緊の課題である.この課題の解決には立地条件を考慮した地域公共建築物の価値の簡便な評価手法が必要とされるのに対して,立地を詳細に組み込んだ評価手法の研究は少ない.そこで研究代表者は2015年度より,コミュニティセンター等の利用率が距離減衰する施設に着目し,理論的,実証的分析を行ってきた.この成果に立脚して,本申請課題は,立地に偏りのある施設ストックの立地価値を,利用率が利用距離などによって減衰する希望者利用型の需要を前提として定量的に評価する手法の開発を目指している.このため,平均利用距離,消費者余剰,期待利用者数という3種類の指標を対象として,社会的意義と,得られる地域施設再編成計画の特性を明らかにすることを目的とする.本年度は,この目的に向け,下記の研究を行った.第一に,3指標による最適施設配置の理論的な違いを明らかにするために,これまでの理論的研究結果を体系的に説明するフレームワークを構築して学会発表を行い,討論を行った.第二に,上記の社会的背景に述べた問題が顕在化している,首都圏郊外の計画開発住宅地である多摩ニュータウンの最初期開発地である諏訪・永山地区において,少子高齢化の進展によって余剰が顕在化した小学校8校の校舎に,高齢化とライフスタイルの多様化によってその社会的意義が再定義されつつあるコミュニティセンターを7箇所設置することを想定したシミュレーションを行い,2指標による地域公共建築物の価値の違いを検証した.この結果から,これまでの理論的研究成果の体系と実際の市街地での検証結果が概ね一致する一方で,一部に境界条件による食い違いが生じ得ることが判明した.第三に,指標の基礎となるアクセシビリティの定量化のため,スマートフォンと紙地図とが地域公共施設へ到達する際にもたらす不安感の違いを分析した.学会発表における討論においては,従来から研究代表者が探求している,距離減衰パラメータを持つ立地ポテンシャルモデルとの相違についての議論が行われ,両者は距離減衰関数が異なる一方で,挙動は類似していることが推測される結果となった.このことは,本研究課題によって,立地ポテンシャルモデル自体を再定義できる可能性を示唆するものとして,その新たな可能性を見いだし得る結果となった.さらに,多摩ニュータウンの諏訪・永山地区におけるシミュレーションの結果からは,概ねこれまでの理論的検討の結果が妥当であることが確認され,またこの手法の実用可能性が示唆された.その一方で,一部に理論的検討の結果と逆転する可能性が見いだされ,それが境界条件の扱い方に起因する可能性が示唆されたことで,新たな理論的検討の糸口を見いだすことができた.以上より,本年度の研究によって新たな展開可能性が開けたことより,研究は概ね順調に進展していると評価できる.今後は,申請時に想定した研究計画を遂行すると同時に,上記の新たな展開可能性についての検討を引き続き行う.第一に,「消費者余剰」と「期待利用者数」の社会的意義を明確化しつつ,従来の立地ポテンシャルと本研究課題の評価指標との違いと類似性についても考察する.研究代表者による既往研究においては,消費者余剰に比べて期待利用者数の方が,公平性が高い最適施設配置をもたらす可能性があることを指摘したが,その根拠は必ずしも明確ではない.そこで,本年度は,両者の社会的意義の違いを明確化する枠組み作りに取り組む.このためには,まず,消費者余剰に関する最適施設配置が期待利用者数の観点からはどう評価できるのか,その逆の場合はどうかに着目した分析を行うことが考えられる.また,「消費者余剰」と「期待利用者数」のそれぞれが,異なった特性を持つ利用者別にどのような値をとるのかについて分析することも考えられる.なお,これらの分析においては,上記の課題を意識して,距離減衰関数の違いがもたらす影響に配慮する.第二に,多摩ニュータウンにおけるシミュレーションを深化させる.研究代表者は,既に既往研究において,諏訪・永山地区における小・中学校の統廃合の実態と平均利用距離最小化による最適施設配置の比較を行っている.この比較においては,最適施設配置は候補地を限定しなかったため,遺伝的アルゴリズムを用いている.しかし本研究課題においては,そもそも施設の候補地が既存の地域公共建築物に限定されるため,この点ではより簡素なシミュレーションによって結果が得られると期待される.このため,既往研究の結果を参照しつつ,簡便な方法で解を得る仕組みの開発を目指す.またこのときに,上記の課題を意識して,境界条件に留意して分析を進め,理論的検討の結果と比較する.既存建築ストックの活用と地域公共施設の再配置は,我が国にとって喫緊の課題である.この課題の解決には立地条件を考慮した地域公共建築物の価値の簡便な評価手法が必要とされるのに対して,立地を詳細に組み込んだ評価手法の研究は少ない.そこで研究代表者は2015年度より,コミュニティセンター等の利用率が距離減衰する施設に着目し,理論的,実証的分析を行ってきた.この成果に立脚して,本申請課題は,立地に偏りのある施設ストックの立地価値を,利用率が利用距離などによって減衰する希望者利用型の需要を前提として定量的に評価する手法の開発を目指している.このため,平均利用距離,消費者余剰,期待利用者数という3種類の指標を対象として,社会的意義と,得られる地域施設再編成計画の特性を明らかにすることを目的とする.本年度は,この目的に向け,下記の研究を行った.第一に,3指標による最適施設配置の理論的な違いを明らかにするために,これまでの理論的研究結果を体系的に説明するフレームワークを構築して学会発表を行い,討論を行った.

第二に,上記の社会的背景に述べた問題が顕在化している,首都圏郊外の計画開発住宅地である多摩ニュータウンの最初期開発地である諏訪・永山地区において,少子高齢化の進展によって余剰が顕在化した小学校8校の校舎に,高齢化とライフスタイルの多様化によってその社会的意義が再定義されつつあるコミュニティセンターを7箇所設置することを想定したシミュレーションを行い,2指標による地域公共建築物の価値の違いを検証した.この結果から,これまでの理論的研究成果の体系と実際の市街地での検証結果が概ね一致する一方で,一部に境界条件による食い違いが生じ得ることが判明した.第三に,指標の基礎となるアクセシビリティの定量化のため,スマートフォンと紙地図とが地域公共施設へ到達する際にもたらす不安感の違いを分析した.学会発表における討論においては,従来から研究代表者が探求している,距離減衰パラメータを持つ立地ポテンシャルモデルとの相違についての議論が行われ,両者は距離減衰関数が異なる一方で,挙動は類似していることが推測される結果となった.このことは,本研究課題によって,立地ポテンシャルモデル自体を再定義できる可能性を示唆するものとして,その新たな可能性を見いだし得る結果となった.さらに,多摩ニュータウンの諏訪・永山地区におけるシミュレーションの結果からは,概ねこれまでの理論的検討の結果が妥当であることが確認され,またこの手法の実用可能性が示唆された.その一方で,一部に理論的検討の結果と逆転する可能性が見いだされ,それが境界条件の扱い方に起因する可能性が示唆されたことで,新たな理論的検討の糸口を見いだすことができた.以上より,本年度の研究によって新たな展開可能性が開けたことより,研究は概ね順調に進展していると評価できる.今後は,申請時に想定した研究計画を遂行すると同時に,上記の新たな展開可能性についての検討を引き続き行う.第一に,「消費者余剰」と「期待利用者数」の社会的意義を明確化しつつ,従来の立地ポテンシャルと本研究課題の評価指標との違いと類似性についても考察する.研究代表者による既往研究においては,消費者余剰に比べて期待利用者数の方が,公平性が高い最適施設配置をもたらす可能性があることを指摘したが,その根拠は必ずしも明確ではない.そこで,本年度は,両者の社会的意義の違いを明確化する枠組み作りに取り組む.このためには,まず,消費者余剰に関する最適施設配置が期待利用者数の観点からはどう評価できるのか,その逆の場合はどうかに着目した分析を行うことが考えられる.また,「消費者余剰」と「期待利用者数」のそれぞれが,異なった特性を持つ利用者別にどのような値をとるのかについて分析することも考えられる.なお,これらの分析においては,上記の課題を意識して,距離減衰関数の違いがもたらす影響に配慮する.第二に,多摩ニュータウンにおけるシミュレーションを深化させる.研究代表者は,既に既往研究において,諏訪・永山地区における小・中学校の統廃合の実態と平均利用距離最小化による最適施設配置の比較を行っている.
インプリント遺伝子Impactファミリーの機能解析:各種モデル生物を用いた多元的アプローチ

下記の課題を検討した。1)出芽酵母ホモログYIH1の解析2)マウス個体レベルでの解析3)Impact遺伝子メチル化インプリントの解析結果は下記の通り。1)YIH1はそのN末端側にGIドメインと呼ばれる新規相互作用ドメインを持ち、同じくこのドメインを持つeIF2キナーゼGCN2と競合的にGCN1と相互作用する。GCN1はGCN2の活性化に必須であり、YIH1はこれを競合的に阻害することでストレス応答性の翻訳抑制機構であるGCN経路を負に制御する可能性が示された。更にGCN経路の負の制御系としてTOR経路の関与を明らかにした。TORは自食作用を負に制御するが、最近GCN2も自食作用を制御すること、YIH1が核の自食作用に関わることが報告され、GCN-TOR-YIHと自食作用の関係が強く示唆された。2)Impactのターゲテイングベクターを酵母の組み換えを用いる方法で構築した。これを用いて遺伝子ターゲテイングに着手した。3)Impact遺伝子第一イントロン内のDifferentall Methylated Region(DMR)を用いて酵母1ハイブリッド法でここに結合する因子のクローニングを進めている。また酵母内でDMRを人工的にメチル化する実験系を開発し、メチル化されたDMRを認識する核内因子の検索も進めている。4)マウスImpact遺伝子およびヒトIMPACT遺伝子の下流に存在するHrh4/HRH4遺伝子の発現様式を検討し、これが両アレル性に発現することを明らかにした。Impact遺伝子は孤立型のインプリント遺伝子と考えられる。我々はImpactの出芽酵母ホモログであるYCR059CをYeast Impact Homolog1(YIH1)と命名して、その解析を進めてきた。その結果、1)YIH1はそのN末端領域のGIドメインを介して、アミノ酸飢餓ストレスに対する翻訳レベルでの応答系の構成因子であるGCN1と直接に結合すること。2)YIH1と同様にGIドメインを持つeIF2alphaキナーゼであるGCN2もこのドメインを介してGCN1に結合すること。3)GIドメインを介したGCN1への結合はGCN2の活性化、それによる転写因子GCN4の翻訳脱抑制およびそれに伴うアミノ酸合成系遺伝子の誘導に必要であること。4)YIH1はGCN1をGCN2と競合することで、このストレス応答を負に制御し得ること。の4点を明らかにした(Kubota et al.,2000,2001)。我々はこれらの成果に基づきYIH1がGCNシステムの負の制御因子である可能性を検討しているが、最近になっていくつかの興味深い事実が報告され、研究は新しい局面を迎えつつある。まず核のミクロオートファジー現象が発見され、それに関与する遺伝子PMN1がYIH1と同一であることが判明した(Goldfarb私信)。さらに坂井らによるPichiaを用いたペルオキシソームのミクロオートファジーに関与する遺伝子のスクリーニングによってGCN1、GCN2が同定され、GCN系とミクロオートファジーの関係が示された。上に述べた様に我々はYIH1/PMN1とGCN系の関与を示唆するデータを得ている。これらを統合するとYIH1/PMN1-GCNシステム-ミクロオートファジーの3者の関連が強く示唆される。今後は栄養飢餓時におけるストレス応答系としてのGCNシステムの出力系を翻訳制御のみと捉えず不要オルガネラのリサイクルとしてのオートファジーをも視野に入れた解析を展開したい。

GCN1はGCN2の活性化に必須であり、YIH1はこれを競合的に阻害することでストレス応答性の翻訳抑制機構であるGCN経路を負に制御する可能性が示された。更にGCN経路の負の制御系としてTOR経路の関与を明らかにした。TORは自食作用を負に制御するが、最近GCN2も自食作用を制御すること、YIH1が核の自食作用に関わることが報告され、GCN-TOR-YIHと自食作用の関係が強く示唆された。2)Impactのターゲティングベクターを酵母の組み換えを用いる方法で構築した。これを用いて遺伝子ターゲティングに着手した。3)Impact遺伝子第一イントロン内のDifferentially Methylated Region(DMR)を用いて酵母1ハイブリッド法でここに結合する因子のクローニングを進めている。また酵母内でDMRを人工的にメチル化する実験系を開発し、メチル化されたDMRを認識する核内因子の検索も進めている。4)マウスImpact遺伝子およびヒトIMPACT遺伝子の下流に存在するHrh4/HRH4遺伝子の発現様式を検討し、これが両アレル性に発現することを明らかにした。Impact遺伝子は孤立型のインプリント遺伝子と考えられる。
熱成形可能な人工クモ糸シルクの合成

クモの命綱である牽引糸やカイコが紡ぐ繭に代表されるシルクは、軽量でありながら、既存の高強度繊維を凌駕するタフネスを有し、低細胞毒性、生分解性を有するため、従来の石油由来の材料では実現できない、新規構造材料として利用できる可能性を秘めている。しかしながら、シルクは、衣類や手術用縫合糸などの限られた用途に使用されるに留まっている。この理由には、コスト的な問題の他に、シルクが、一般的な高分子材料とは異なり、融点を示さずに熱分解してしまうため、成形加工が困難であることが挙げられる。そこで、本研究では、融点を有する人工クモ糸シルクを合成することを目的としている。当該年度は、(1)シルクタンパク質溶液の紡糸方法の検討、(2)天然クモ糸の階層構造が構造・力学物性に与える影響について評価を行った。シルクタンパク質の紡糸方法は、タンパク質溶液を凝固浴中で固化した後に、巻き取りを行う湿式紡糸法を採用し、凝固浴中での結晶化速度と巻き取り過程での配向化の相関について、詳細に調べた。その結果、凝固浴中において、非晶状態で固化させておき、巻き取りの過程で結晶化と配向化を同時に誘起することが、天然シルク繊維に近い配向度を達成する上で重要であり、高タフネスのシルク繊維の創成につながることを見出した。また、天然クモ糸の表面のスキン層はクモ糸の構造・力学物性には影響をほとんど及ぼさないものの、タンパク質分解酵素などの外的因子から中心部のコア層を保護するために重要であることが分かった。融点を持つ人工クモ糸繊維を創製するには、クモ糸シルクタンパク質溶液を紡糸する必要がある。また、単に人工シルク糸を作成するだけでは不十分であり、天然のクモ糸に見られるような、中心部のコア層から、表面のスキン層にわたる階層構造を再現することが重要である。当該年度の研究において、シルクタンパク質溶液を固化させた後に糸の巻き取りを行うことで、巻き取り速度を速くすると高強度の糸が得られた一方で、巻き取り速度を遅くすると高延伸度の糸が得られたことから、巻き取り速度を変化させることで、種々の強度と延伸度を有する人工シルクを作成可能であると期待される。また、天然クモ糸の表面のスキン層が、タンパク質分解酵素などの外的因子から中心部のコア層を保護する役割を有していたことから、人工シルク糸の表面スキン層の厚みを調整することで、種々の生分解速度を有する繊維を作成可能であることが期待される。今後の研究方針について、天然クモ糸シルクと同等の分子量を有する人工シルクタンパク質を合成することが重要である。酵素を用いて、生体の体液組成に近い緩衝液中でアミノ酸モノマーを重合させているため、重合の進行に伴い、ペプチドの溶解性が低下し、沈殿として生じるため、得られるペプチドの重合度が制限されてしまう。そこで、酵素重合後に重縮合を行うことで、高分子量のポリペプチドを合成する。さらに得られるポリペプチドの融解温度が、導入するナイロンモノマーの炭素鎖の長さによって制御できると考えられるので、ナイロンモノマーの炭素鎖の長さと融解温度の関係性について精査する。また、合成された人工クモ糸様シルクを融解させた後、溶融紡糸を行う過程について、巻き取り速度と糸の構造・力学物性の相関について調べる。

また、天然クモ糸の表面のスキン層が、タンパク質分解酵素などの外的因子から中心部のコア層を保護する役割を有していたことから、人工シルク糸の表面スキン層の厚みを調整することで、種々の生分解速度を有する繊維を作成可能であることが期待される。今後の研究方針について、天然クモ糸シルクと同等の分子量を有する人工シルクタンパク質を合成することが重要である。酵素を用いて、生体の体液組成に近い緩衝液中でアミノ酸モノマーを重合させているため、重合の進行に伴い、ペプチドの溶解性が低下し、沈殿として生じるため、得られるペプチドの重合度が制限されてしまう。そこで、酵素重合後に重縮合を行うことで、高分子量のポリペプチドを合成する。さらに得られるポリペプチドの融解温度が、導入するナイロンモノマーの炭素鎖の長さによって制御できると考えられるので、ナイロンモノマーの炭素鎖の長さと融解温度の関係性について精査する。また、合成された人工クモ糸様シルクを融解させた後、溶融紡糸を行う過程について、巻き取り速度と糸の構造・力学物性の相関について調べる。アミノ酸モノマーを用いて酵素重合を行う際に、大スケールでの反応を行う前の準備段階として、小スケールでの酵素重合反応を複数回行い、反応条件検討を行ったため、予定よりもアミノ酸モノマーの必要量が減ったことで、使用額が減少した。翌年度の使用計画としては、酵素重合反応のための緩衝液の作成や、種々の長さの炭素鎖を有する非天然アミノ酸(ナイロンモノマー)を使用した酵素重合反応を計画している。
パールカンの神経筋接合部における機能解明―パールカン欠損病の病態機序解明をめざして

神経筋接合部に集束するパールカンはアセチルコリンエステレースを神経筋接合部に局在させる働きを持ち、アセチルコリンシグナルによる筋の収縮、弛緩に重要な働きを持つことがパールカンノックアウトマウスの解析から明らかになった。しかし、パールカンのノックアウトマウスは出生後数時間以内に死亡するため軟骨特異的プロモーター(II型コラーゲン)下にパールカンを発現させるトランスジェニックマウスを交配することにより軟骨の異常をレスキューし延命をはかった。レスキューされたマウス(P-/-Tgマウス)を用いて、電気生理学的、筋病理学的に検討しSchwartz-Jampel SJSの発症機序を検討した。P-/-Tgマウスは電気生理学的に確認される筋の持続収縮を認めSJS患者に観察される眼裂の狭小化を認めた。この持続収縮は安静時、全身麻酔時にも観察され、クラレの局所投与によりアセチルコリン(Ach)の伝達が阻害されたときに消失することから神経、神経筋接合部由来である可能性が考えられた。神経筋接合部の異常をさらに検討するため、横隔膜を用いて微小電極による終板電位を検討した結果、電気生理学的にもAChEの部分欠損が確認された。本マウスはSJS患者の病態を再現しており、治療開発のモデルマウスとして有用と考えられた神経筋接合部に集束するパールカンはアセチルコリンエステレースを神経筋接合部に局在させる働きを持ち、アセチルコリンシグナルによる筋の収縮、弛緩に重要な働きを持つことがパールカンノックアウトマウスの解析から明らかになった。本マウスはSJS患者の病態を再現しており、治療開発のモデルマウスとして有用と考えられた基底膜タンパク質であるパールカンは多様な生物学的活性をもつ多機能細胞外マトリックスとして知られ、筋細胞をとりまく基底膜にも存在し、特に神経筋結合部(NMJ)には多く局在する。また、パールカン分子の生物学的機能の一つに、NMJ特異的な非対称型アセチルコリンエステレース(AChE)のコラーゲン様ドメインと結合することが知られている。それゆえ、パールカンはNMJにAChEを結合、集束させることにより、神経筋の興奮とその解除を速やかに調整する機能を持つ可能性が考えられる。我々はヒト遺伝性疾患Schwartz-Jampel症候群でのパールカン分子の異常を報告したが、そのミオトニアの発症機序を解明するため、パールカン欠損マウスの神経筋接合部の解析を中心に以下の結果を得た。1.筋の一般病理。筋の分化、成熟につき、一般組織化学染色、筋分化マーカー(MHC等)を用いた免疫染色を行いパールカン欠損による筋発生、分化の大きな異常はなかった。2.発生段階にて末梢運動神経の分岐、支配が正常に行われているかを形態的に観察した。横隔膜を用いて、末梢神経を抗neurofilamentH抗体,神経終末を抗synaptophisin抗体で染色し、NMJをアセチルコリン受容で特異的に結合するαブンガロトキシン(BT)でラベリングした神経終末が筋と正常に神経筋接合部を形成しているかを検討した。AChE以外の分子はNMJで集束し、BTと共存していた。AChEのみがNMJで欠損しパールカンがAChEの集束に必須であることが解った。現在以下の実験を進行中である。1.NMJの形態、分子機構を解析する。筋線維あたりのNMJの数の検討、サイズの統計学的検討、電顕を用いた神経終末およびNMJの形態観察、NMJ分子(アグリン、パールカン、ラミニン、アセチルコリンエステレース、アセチルコリン受容体、ラプシン、ユートロフィン等)の集束を蛍光抗体を用いてマークし共焦点レーザー顕微鏡での分析を行う。2.針筋電図や、MEPPの記録による電気生理学的検討を行う。このためにパールカン欠損マウスの致死性をレスキューするマウスの系を確立し、成長後の検討を試みる。基底膜タンパク質であるパールカンは多様な生物学的活性をもつ多機能細胞外マトリックスとして知られ、筋細胞をとりまく基底膜にも存在し、特に神経筋結合部(NMJ)には多く局在する。また、パールカン分子の生物学的機能の一つに、NMJ特異的な非対称型アセチルコリンエステレース,(AChE)のコラーゲン様ドメインと結合することが知られている。

我々はヒト遺伝性疾患Schwartz-Jampel症候群でのパールカン分子の異常を報告したが、そのミオトニアの発症機序を解明するため、パールカン欠損マウスの神経筋接合部の解析を中心に以下の結果を得た。1.筋の一般病理。筋の分化、成熟につき、一般組織化学染色、筋分化マーカー(MHC等)を用いた免疫染色を行いパールカン欠損による筋発生、分化の大きな異常はなかった。2.発生段階にて末梢運動神経の分岐、支配が正常に行われているかを形態的に観察した。横隔一膜を用いて、末梢神経を抗neurofilamentH抗体,神経終末を抗synaptophisin抗体で染色し、NMJをアセチルコリン受容で特異的に結合するαブンガロトキシン(BT)でラベリングした神経終末が筋と正常に神経筋接合部を形成しているかを検討した。AChE以外の分子はNMJで集束し、BTと共存していた。AChEのみがNMJで欠損しパールカンがAChEの集束に必須であることが解った。NMJ分子(アグリン、パールカン、ラミニン、アセチルコリンエステレース、アセチルコリン受容体、ラプシン、ユートロフィン等)の集束を蛍光抗体を用いてマークし共焦点レーザー顕微鏡での分析を行った。アセチルコリンエステレースのみが特異的に欠損していることが解った。パールカン欠損マウスの致死性をレスキューしたマウスを作成した。これはほぼ正常に成長し、1年近く生存することが解ったので、之を用いて針筋電図や、MEPPの記録による電気生理学的検討のセットアップができた。