hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軽度認知症高齢者の強みを生かすケアに向けたIADL評価と生活機能のアウトカム評価

平成30年度は、基礎調査の分析を進めつつ、認知症に関連する専門学会で発表する。基礎調査の結果を受けて、健常高齢者、MCI、軽度アルツハイマー型認知症の高齢者を対象に認知機能の段階に応じた服薬に関するIADLおよび、服薬に関するIADL低下に伴う生活上の困難を明らかにする計画である。訪問調査を行い、高齢者の服薬に関する生活上の困難な点を見出す。調査結果を元に認知機能の段階別に高齢者の服薬状況を評価する指標案を試作する。また、研究成果を関連学会で発表する。当初の計画では、対象者の自宅を訪問して面接調査を実施する予定であったが、健康講座に集まった高齢者を対象とした質問紙調査に変更したため、調査にかかる謝金と旅費が減額した。18年度はデータ分析に注力し、新たな調査を行わなかったことが理由である。19年度は訪問調査を予定しているため、訪問調査にかかる経費として使用する予定である。
脳脊髄液中リポタンパクとβ-アミロイドの相互作用におけるアポJの存在意義の解明II

昨年度の奨励研究では、アポE及びアポJ含有リポ蛋白中のシアル酸量が、中枢神経組織の脂質代謝と密接に関わりながら、老人斑の形成にも関与していることが示唆された。今年度は、アポE及びアポJ含有リポ蛋白と老人斑の主成分であるβ-アミロイドの相互作用を表面プラズモン相互作用解析装置(Biacore3000)で解析した。健常者19人の同意を得て採血し、アポEフェノタイプをSDS-PAGE及び抗アポEによるウエスタンブロットで調べた。超遠心法でアポE及びアポJ含有リポ蛋白を得て、Biacore3000でセンサーチップ上のβ-アミロイドとの相互作用を調べた。リポ蛋白中の総コレステロール濃度、トリグリセライド濃度、リン脂質濃度、アポ蛋白濃度を測定した。結果1.アポE及びアポJ含有HDLとβ-アミロイドの相互作用は濃度依存性が認められ、アポE濃度が高いと結合親和性も高くなった。2.E4/E4のフェノタイプをもつアポE及びアポJ含有HDL中は、他のフェノタイプのHDLに比べてアポE濃度が低かった。3.β-アミロイドとの相互作用の親和性の強さは、E4/E4>E4/E3>E3/E3=E4/E2=E3/E2のフェノタイプをもつアポE及びアポJ含有HDLの順であった。β-アミロイドとの相互作用で観察されたアポE濃度依存性やアポEフェノタイプとの関係性は、以前に報告されているリコンビナントアポEとβ-アミロイドの相互作用や免疫組織的観察と矛盾しない結果であった。アポEフェノタイプの違いとシアル酸量は関係性が認められないことから、アポE及びアポJ含有HDL中のシアル酸の量的評価だけではなく結合している糖鎖全体の量的・質的解析が必要であると考えられた。現在、アポE及びアポJがもつ糖鎖構造をピリジルアミノ化で標識しHPLCで解析する方法を構築し、これらのリポ蛋白上に存在する糖鎖構造の影響を解析している。
睡眠の質と日中活動量の客観的測定を用いた睡眠導入剤によるうつ/アパシー症状の改善

近年、認知機能低下のリスク因子としての睡眠が注目されている。認知症患者の睡眠とうつおよびアパシーの関係は、臨床上大きな問題であるが、ほとんど解明されていない。認知症患者は高率で睡眠障害を呈しており、睡眠導入剤の服薬率が高いことが知られている。本研究では、混合性認知症の入院患者について、詳細な認知症の臨床評価を施行し、睡眠導入剤の投与のある時期と、ない時期とについて、マット型睡眠計を用いて睡眠パターンを、アクチグラフを用いて日中の活動量を、うつ病スコアとアパシースコアにて症状評価を行うことにより、睡眠導入剤が認知症患者の睡眠改善を介してうつ/アパシーにどのように影響しているかを明らかにする。
粒子の弾塑性変形と破砕に着目した多孔質粒状体の強度変形特性と地盤調査法の提案

細粒火山灰土(軽石)の微視的な特性(マイクロCTスキャン、単粒子破砕試験等)からより巨視的な特性(コーン貫入試験等)を評価するため、一連の実験及び解析を実施し、下記の結果を得た。軽石粒子の破砕強度が、他の砂粒子(例えば、石英系の砂である豊浦砂)に比べ著しく小さいことを明らかにした。軽石のコーン貫入時の先端抵抗も豊浦砂に比べ著しく小さく、それは粒子の破砕強度の小ささに起因していた。軽石及び豊浦砂のコーン貫入時の規準化先端抵抗と周面摩擦比をRobertsonの土質分類図にプロットしたところ、軽石と豊浦砂との相違が確認でき、軽石層をRobertsonの土質分類図から判別できる可能性が示唆された。(1)遠心模型実験装置を用いたコーン貫入試験:豊浦砂に対してコーン貫入試験を行い、先端抵抗値、周面摩擦を計測した。既往の研究結果と比較したところ、精度良く先端抵抗値、周面摩擦を計測できていることがわかった。また、軽石に対してコーン貫入試験を実施し、Robertsonの土質分類図にプロットしたところ、豊浦砂との相違が確認でき、軽石を土質分類図から判別できる可能性が示唆された。(2)要素試験:軽石に対して、三軸圧縮試験、等方圧密試験を行い、応力ひずみ特性等を評価した。せん断初期にはほとんど軸方向のみに圧縮され、側方ひずみはほとんど発生せず、著しい圧縮性を示した。また、軽石粒子においては、等方的な応力よりもせん断応力の方が粒子破砕を生じさせやすいことも明らかとなった。(3)単粒子破砕試験:軽石粒子30個に対して、単粒子破砕試験を実施した。単粒子破砕強度も豊浦砂粒子と比べ、非常に小さいことが明らかとなった。(4)マイクロCTスキャンの画像解析:軽石の粒子形状を3次元的に解析した。長さ、厚さ、高さの比、球形度を算出し、他の砂粒子と比較した結果、軽石の粒子は扁平な形状をしており、表面も複雑であることがわかった。軽石粒子の微視的な特性(マイクロCTスキャンの画像解析、単粒子破砕試験)からより巨視的な特性(要素試験、コーン貫入試験)を評価するため、一連の実験及び解析を実施し、下記の結果を得た。(1)マイクロCTスキャンの画像解析:軽石の粒子形状を3次元的に解析した。長さ、厚さ、高さの比、球形度、フーリエ演算子を算出し、他の砂粒子と比較した結果、軽石の粒子は扁平な形状をしており、表面も複雑であることがわかった。(2)単粒子破砕試験:軽石粒子30個に対して、単粒子破砕試験を実施した。軽石の粒子破砕は、豊浦砂粒子と比べ、非常に小さいことが明らかとなった。(3)要素試験:軽石に対して、静的(三軸圧縮試験、等方圧密試験)、動的(繰返し非排水三軸試験)な要素試験を実施した。静的な要素試験から、軽石は、せん断初期には軸方向のみに圧縮され、側方ひずみはほとんど発生せず、著しい圧縮性を示した。また、ベンダー/エクステンダーエレメント試験も実施し、P波及びS波速度を計測した。軽石のP波及びS波速度は、豊浦砂に比べ小さい値を示した。同結果は個別要素法(DEM)解析のパラメータを決定するために使用した。動的な要素試験から、軸ひずみ両振幅5%時の繰返し応力振幅比0.188を得た。(4)遠心模型実験装置を用いたコーン貫入試験:豊浦砂、軽石に対してコーン貫入試験を実施し、Robertsonの土質分類図にプロットしたところ、豊浦砂との相違が確認でき、軽石を土質分類図から判別できる可能性が示唆された。(5)DEM解析:マイクロCTスキャン画像から得られた軽石粒子内部の間隙構造と土粒子密度をDEM上で再現したDEM軽石粒子を作成し、同粒子に対してDEM上で単粒子破砕試験をシミュレートした。シミュレーション結果と実験結果はよく対応し、DEMにより軽石粒子の強度と変形をシミュレートできた。(1)遠心模型実験のためのコーンの設計及び作成:先端抵抗値,周面摩擦,間隙水圧を計測できる直径15mmの円錐型のコーンを設計,作成した。合わせて,半径7.5mmの半円錐型のコーンも設計,作成した。半円錐型のコーンは,先端抵抗のみを計測できる。(2)遠心模型実験のための土槽の準備等:

直径約500mmの円筒状の土槽だけでなく,半径約250mmの半円筒状の土槽も準備した。半円筒状の土槽の前面は,透明なアクリル板でできており,デジタルカメラにてアクリル板を通して連続的に地盤を撮影し,画像解析により半円錐型のコーン貫入中の地盤変形を計測できるようにした。(3)マイクロCTスキャンの画像解析:軽石粒子は内部に空隙を有しているため,標準的な方法にて土粒子の密度を計測する場合には,内部の空隙を軽石粒子の体積として見積もってしまう。そのため,標準的な方法にて計測された土粒子の密度は,真値よりも小さいことが既往の研究から報告されている。そこで,本研究では,CTスキャン画像により,内部の空隙を可視化し,画像解析により実際の軽石粒子の体積等を算出し,軽石粒子の密度,軽石粒子のかさばりの密度,粒子形状を評価した。軽石粒子の密度は2.2g/cm3,軽石粒子のかさばりの密度は0.89g/cm3となった。軽石粒子のかさばりの密度は,水の密度(≒1.0g/cm3)よりも小さく,水に浮くことが証明された。また,軽石粒子のかさばりの密度を算出できたことにより,破砕する前の軽石粒子の集合体の間隙比も算出可能となる。遠心模型実験装置を用いたコーン貫入試験等を実施し、Robertsonの土質分類図に軽石の結果を追加でき、軽石層の有無を判別できることを示唆した。しかしながら、個別要素法によるシミュレーションを実施できていないため、「やや遅れている」との達成度とした。軽石粒子のマイクロCTスキャン画像を解析することにより,軽石粒子の密度,かさばりの密度,粒子形状を評価でき,個別要素法解析や間隙比の算出に活かすことができるが,コーン貫入試験等は未だ実施することができず,コーンの設計及び作成,土槽の作成にとどまっている。軽石に対するコーン貫入試験において、コーンの先端抵抗値が著しく小さい理由を明らかにするため、半円形土槽を用いたコーン貫入試験を実施し、コーン貫入中の軽石地盤の変形挙動を画像解析により計測する。また、個別要素法(DEM)により、マイクロCTスキャンにより得られた軽石粒子の3次元形状を表現するDEM粒子を作製し、単粒子破砕試験をシミュレートする。これは、単粒子破砕強度を実際の結果と適切に一致させるためである。さらに、同DEM粒子群により軽石層を模擬し、コーン貫入試験をシミュレートする。これは、コーン貫入中の粒子の破砕、変形を評価するためである。(1)実験準備,実験方法の検討:土槽,載荷装置,試料等を準備する。豊浦砂又は珪砂を用いてコーン貫入試験を行い,既往の研究結果と比較し,実験装置の妥当性を検証する。地盤作成方法等も検討する。(2)コーン貫入試験,要素試験:軽石に対してコーン貫入試験を行い,先端抵抗値,周面摩擦,間隙水圧を計測する。また,画像解析により,コーン貫入時の地盤変形を計測する。また,軽石に対して,三軸圧縮試験,繰返し非排水三軸試験を行い,せん断抵抗角,液状化強度比等を求める。(3)個別要素法によるシミュレーション:多孔質な軽石粒子を個別要素法による解析で表現し,コーン貫入試験を行う。先端抵抗値等を実験結果と比較する。また,コーン貫入中の軽石粒子の弾塑性変形を評価する。国際会議への参加を予定しているため、その旅費として使用する。次年度に使用する予定の研究費は,コーンの載荷装置を円筒状及び半円筒状に設置する治具,軽石をニュージーランドから搬入するための経費等に充てる予定である。
唾液腺再生医療を目指した唾液腺分化機構の解明

本研究課題では、顎下腺原基からの細胞分離3次元培養による組織再構築モデルを確立した。それらの再構築組織は、最終分化マーカーとしてアクアポリンの発現も認めた。この現象は、唾液腺組織の中には幹細胞とも言うべき細胞群が含まれていることを示している。T-b。x転写因子であるBrachuryは中胚葉形成に必須の遺伝子であり、正常唾液腺におけるBrachury発現は、胎齢13. 5日目に急激な発現増加を認め、胎齢14. 5日以降はその発現量は減少していることを証明した。唾液分泌は口腔の機能および健康維持に極めて重要である。口腔乾燥症は老化や放射線照射、シェーグレン症候群に伴って生ずるが、それに対する有効な治療法は少なく対症療法に頼っているのが現状である。実質的な治療は唾液腺再生であるが、これに関する研究は極めて少ない。唾液腺再生医療の開発のためには、まず、唾液腺の発生、分化の分子機構を明らかにする必要があると考えて研究を進めてきた。唾液腺再生医療を目指して、唾液腺の発生および分化調節分子機構を明らかにする。そのため、(1)マウス顎下腺の器官培養、(2)マウス顎下腺からの細胞の分離および分離細胞の3次元培養による組織再構築、(3)分離顎下腺細胞あるいは切除組織の腎被膜下への移植による器官形成、これらの方法を用いて唾液腺組織の再生機能を検討する。T-b。胎齢13.5日の胎仔マウスより顎下腺を摘出し、コラゲナーゼおよびトリプシンで分散処理し単一化した細胞を、高濃度でI型コラーゲンゲル中に滴下しフィルター上で培養を行った。細胞集合塊の上皮細胞は培養後速やかに密集し、分枝形成、続いて腺腔や管腔を形成した。長期培養すると管腔は嚢胞様に肥大化し、組織の大部分を占めたが、辺縁では腺腔構造が保たれていた。唾液腺の分化マーカーとしてアルシアンブルーおよびアクアポリン5を用いた。再構成組織の腺腔にはアルシアンブルーに染色される粘液が観察され、免疫組織化学染色所見では腺組織の腺腔側にアクアポリン5の発現を認めた。さらに、唾液腺組織再構成における細胞外基質の影響を観察するために種々の基質を用いて検索を行った。コラーゲンゲル中にフィプロネクチンを添加することで小葉数は増加し、腺腔側でのアクアポリン5の局在が明瞭になった。この所見は、出生時期のマウス顎下腺組織に類似していた。また、抗インテグリンα1、α2、α3中和抗体を添加した場合も小葉数は増加し、アクアポリン5の腺腔側への局在が明瞭になった。一方、抗インテグリンα5中和抗体を添加すると、導管腔の空砲化が促進した。また、in vivoでの形態変化を観察するため腎被膜下移植実験を行った。結果、この細胞集合塊を腎被膜下に移植しても組織再構成が可能であった。これらの研究で、胎生期の顎下腺細胞は分散させても密な集合塊を作ることで組織を再構成することが示された。また、この器官培養法は胎生期の唾液腺分化過程を再現することが可能であり、組織再生の過程を観察するのに有効な手段の一つであると考えられた。これまでに確立した上皮間葉分離器官培養法や細胞分離3次元培養による組織再構築モデルにおける増殖因子や細胞外基質の条件解析を行った。まず、増殖因子としてFGF familyを用いた。実験には胎齢13.5日の胎仔マウスより分離した顎下腺上皮を用い、リコンビナントFGF2タンパクを結合したアクリルアミドビーズを置いたところ、ビーズに向かって発芽・分枝形成が確認できた。胎齢15.5日の胎仔マウスより分離した顎下腺上皮では、明らかな効果が確認出来なかったことから、FGF2は顎下腺の初期発生に関与していることが示唆された。TGF βfamilyとしてアクチビン、BMP2を用いた。アクチビンについてはFGF2と同様の結果であったが、BMP2では明らかな効果は確認出来なかった。一方、細胞外基質としてはフィブロネクチン、コラーゲン、マトリゲル、インテグリンファミリーを用いた。特に、フィブロネクチンにおいては初期発生である分枝形成に不可欠であることが報告されているが、フィブロネクチンを添加することで分泌機能を有する分化マーカーであるアクアポリン5が誘導されること、フィブロネクチンとの結合に関与するα5インテグリンに対する中和抗体を添加することで組織内の空砲化が促進されることから、初期発生のみならず分化にも寄与していることが示唆された。また、コラーゲンやラミニンとの結合に関与するα1、α2、α3インテグリンに対する中和抗体を添加することで、腺腔構造が増加しアクアポリン5が誘導されることから、周囲の過剰なコラーゲンが組織の正常分化を阻害している可能性が示唆された。

また、分離顎下腺細胞あるいは切除組織の腎被膜下への移植による器官形成モデルでは、唾液腺周囲の間業組織には明らかな特性は確認出来なかったことから、ある一定の共通メカニズムが存在することか考えられた。唾液腺再生医療を目指した唾液腺の発生、分化機構の解明を目的に研究を行ってきた。胎齢13.515.5日の胎仔マウスより顎下腺原基を摘出し、摘出した原基の器官培養を行うことで様々な実験を行ってきた。唾液腺の初期発生には、発芽、分枝形成、最終分化を経て成熟唾液腺となる。それぞれの発生ステージでは種々の因子の関与が報告されており、本研究では分枝形成を促進する因子の一つとして肝細胞増殖因子の関与を示した。また、顎下腺原基から得られたシングルセルをある一定の培養条件下で培養を行うと、単一細胞から組織再構築させることが出来ることを証明した。さらに、それらの再構築組織は、唾液腺最終分化マーカーとしてアクアポリンの発現も認めた。これらの現象は、唾液腺組織の中には幹細胞とも言うべき細胞群が含まれていることを示している。唾液腺幹細胞の存在はこれまでにも様々な意見が論じられているいるが、未だにその証明はなされていない。一方で、再生医療を目指す上では、組織幹細胞の同定やその分子機構の解明は必須の条件となる。正常組織発生において、悪性腫瘍の発生・分化機構と共通のメカニズムを有していることは周知の事実である。悪性腫瘍においては癌幹細胞の存在が同定され、様々な研究が行われているのが現状である。当教室においても、唾液腺悪瀬腫瘍における癌幹細胞の同定、その分子機構についての解析を行っている。同じ発生母地であるため、これらの研究結果は正常唾液腺の発生を知る上で参考と成り得ると考えた。当教室ではT-box転写因子であるBrachuryが唾液腺悪性腫瘍における幹細胞の分子機構に大きく関与していることを示しており、現在は唾液腺幹細胞の同定を目指して唾液腺組織におけるBrachuryの発現や動態について解析を行っている。唾液腺再生医療を目指した唾液腺の発生、分化機構の解明を目的に、胎齢13.515.5日の胎仔マウスより顎下腺原にを摘出し、摘出した原基の器官培養を行うことで様々な実験を行ってきた。唾液腺幹細胞の存在はこれまでにも様々な意見が論じられているが、未だにその証明はなされていない。当教室では、唾液腺悪瀬腫瘍における癌幹細胞の同定、その分子機構についての解析を行っており、T-box転写因子であるBrachuryが唾液腺悪性腫瘍における幹細胞の分子機構に大きく関与していることを示している。当該年度においては、唾液腺幹細胞の同定を目指して唾液腺組織におけるBrachuryの発現や動態について解析を行った。
地質学情報と遺伝情報の比較解析に基づく生物進化史の解明

生物種の分岐年代を高精度で推定するために、従来広く利用されてきた化石試料には依存しない方法を新たに開発した。本方法では、生物学とは独立に年代が詳しく調べられている地殻変動イベントとそれによって引き起こされたと考えられる種分化を基準とする。これにより、化石試料に伴う大きな曖昧さを回避し、化石を得ることが困難な系統についても現生生物のDNAを用いて種分岐年代を正確に求めることができるようになった。本研究課題では、分子進化解析による分岐年代推定にとって不可欠な基準分岐年代情報を、多くの系統と年代について高い精度で求めるために、(1)既にゲノム配列が得られている生物などを調査し、多くの生物種間で保存している安定な遺伝子のリストを作成し、(2)地質学や地球物理学などによって年代推定がなされている地殻変動を調べ、(3)それらの地殻変動による地理的隔離によって種分化したと考えられる生物群から(1)でリストされた遺伝子配列を収集し、(4)それら全ての遺伝子をまとめて、あるいは、遺伝子毎に分子系統解析を行い、生物種毎、あるいは、遺伝子毎の進化速度を正確に計測し、(5)それらの結果を用いて基準分岐年代と分子進化距離(速度)の関係を計算することを目指している。初年度である平成18年度において、まず、比較的よく調べられているアフリカ大陸と南アメリカ大陸の分離に着目した。また、分類上、目レベルまで第一次または第二次淡水魚で占められている分類群に属する魚類の中から、両大陸の在来・固有淡水魚を選定した。これまでに、天然採取された65種の生体を取得し、飼育しつつ核ゲノムDNAを採取した。一方、これまでにゲノム配列が決められている4種の魚類(ゼブラフィッシュ、メダカ、イトヨ、フグ)のデータを調べ、いずれのゲノムにも重複遺伝子が無く、連続したエキソン領域で500bp以上(短いイントロンを含む場合もあり)が4種間で十分に保存しており、分子系統関係が種の系統関係と矛盾しない遺伝子を採した結果、55個の遺伝子が解析対象候補となった。それらの保存されたエキソン領域を増幅するためのプライマを配列比較解析に基づいて設計し、上記のDNAサンプルに対して順次PCRとダイレクトシーケンシングを行っている。今後、それらの配列を用いて、地殻変動の時期と種分化の時期との間の相関が種間で一致して見られるかどうかを調べる。本研究は、日本における非営利団体参加の特徴を探る。アメリカでは近年、ロバート・パットナムらの論者によって、若年層における参加率の低下が指摘され、その原因を巡り活発な論争が展開されている。わが国でも戦後比較的早い時期から、中高年世代の方が若年層に比較して高い率で非営利分野に参加することが指摘されてきたが、その原因の究明に正面から取り組んだ研究は少ない。わが国の非営利団体参加における世代格差には、どのような特徴が見られるのか。それは戦後、どのように変化してきたのか、その要因は何か。これらの問いに比較の観点からこたえるため、本研究においては、戦後実施されてきた、さまざまなサーヴェイ・データを収集し、世代間の格差を探る作業を行った。その結果、「第二次世界大戦経験世代」と「戦前世代」の間には、日本のみならず、多くの先進諸国において、参加水準に顕著な差があることが判明した。次に、両世代の参加水準の差を規定する要因を探るため、(1)第二次世界大戦の経験、(2)福祉国家・福祉政策の態様、(3)社会経済的要因、の3つの要因に注目して、分権の読み込みを行った。その結果、戦時経験がその時期に若年期を過ごした世代の参加行動に顕著な影響を及ぼす可能性が示唆された。この仮説をさらに検証するため、計量分析を通して検証を行った。従来の研究においては、戦争に「勝利」した国においては参加率が上昇し、「敗北」した国においては低下するものとされてきた。本研究の知見が正しければ、参加率は戦争の「勝敗」によって決まるものではなく、むしろその「経験」が重要であるということになる。本研究課題では、種分岐年代推定のための基準分岐年代情報を、多くの系統と年代について高い精度で求めることを目的とし、特定種分岐の直接的原因となったことが明らかな地殻変動の発生年代を用いることを目指している。本研究においては、生物学とは独立に地球科学において比較的詳細に年代推定などが行われているアフリカ大陸と南アメリカ大陸の分離に着目している。これらの大陸の分離(ゴンドワナ大陸の分断)によって種分化したと考えられる生物系統として、分類上、目レベルまで淡水魚で占められている分類群に属する魚類の中から、両大陸の在来・固有淡水魚を選定し、天然採集された約80種の生体を入手し、飼育しつつ核ゲノムDNAを抽出した。一方、既にゲノム配列が決まっている4種の魚類およびヒトのゲノムデータを比較し、いずれのゲノムにも重複遺伝子が無く、連続したエキソン領域で500bp以上が5種間で保存しており、分子系統関係が種の系統関係と矛盾しない遺伝子を探し、58個の保存非重複遺伝子領域を解析対象候補とした。

それらの保存領域から最終的に特に保存度が高い9領域について14種の在来・固有淡水魚の配列決定を完了し、分子系統解析と統計解析を実施した。その結果、シクリッド、カダヤシの2系統において、アフリカ大陸と南アメリカ大陸のそれぞれに棲息する種が単系統性を示し、かつ、両大陸間での種分岐が2系統で同じ時期に起きたことが統計学的に示された。これは、2系統における初期の種分化が共通の大陸分断による地理的隔離によって引き起こされたことを強く示唆している。他の硬骨魚と四肢動物を含む31種間の解析を行ったところ、ミトコンドリア遺伝子や上記の特別な条件を課さずに選んだ遺伝子を用いた解析結果とは異なる推定結果が得られた。したがって、本アプローチは新たな進化情報を提供する。本研究成果は論文としてまとめ、投稿中である。
イネ品種の耐冷性を支配する遺伝要因の解析とくに特定アイソザイムの同定とその利用

本年度は、前年度まで使用してきた東南アジアの代表的イネの生態型に加え、低温発芽性をもつ日本イネ10数系統および異なる緯度に生育する代表的な植物を低温ストレス耐性の比較のため用いた。1.低温発芽性品種の探索とこれに関する遺伝子の集種前年度確められた低温による好気呼吸系の抑制と嫌気呼吸系への転換に伴う毒性物質に対する耐性に関する知見に基づいて、低温発芽性品種を選択するための実験室的手法の開発を試みた。この手法と従来の低温発芽性検定法とを比較した結果、両者の間に高い相関のあることを確めた。なお、選択された品種数系統間の交雜を行ない、低温発芽性に関与する遺伝子の集積を試みた。2.発芽および芽生器官の低温耐性本年度は、比較的安定性の高いエステラーゼアイソグイムに焦点を合わせ発芽期および幼苗期におけるザイモグラム・パターンを検討した。その結果低温により活性が強まるアイソザイムと逆に弱まるものとが発現され、かつ低温に安定なアイソザイムの存在が判明した。3.生育緯度を異にする植物の低温ストレス反応。植物の地下部に高・低温度ストレスを与え、プロリンの植物体内での変化を検討した。冷凉な気候に適した植物は、地下部・地上部とも温度が高まると共にプロリン含量が増加したが、暖かい気候に適した植物では減少した。一方、地下部の温度を短時間、高温から低温また逆に低温から高温に変化させたとき、植物の違いに拘らずプロリンが地上部・地下部とも増加した。したがって、植物は一般に短時間温度ストレスが加わると、プロリンが植物体内に集積することが推定された。
表面インピーダンスの磁場依存性の研究

(1)弱磁場(Hc1以下)領域での磁場侵入長の磁場依存性の研究表面リアクタンス(磁場侵入長)の磁場依存性をY系及びBi系単結晶、さらに比較のために従来超伝導体V3Siについて測定した。高温超伝導体では広い温度領域で磁場侵入長は磁場に対してリニアに変化し、従来超伝導体V3Siでは期待通り磁場の2乗にで変化した。さらに結果の定量的解析にも成功し、異方的超伝導状態が高温超伝導体で実現していることを確立した。同時に、この測定方法の有用性を確立した。(3)強磁場(混合状態)での表面リアクタンスの研究マイクロ波領域での表面抵抗を混合状態で高感度に測定する装置を作成した。これを用いてBi-2212系単結晶で表面抵抗の磁場依存性を測定したところ、異常なピークを再現した。現在他の物質でも同様の測定を行なっている。これらの成果の幾つかは学術論文として公表した。さらに研究を継続するに値する重要な問題である。
心虚血再灌流障害の分子機序:転写因子NF-kBの動態と制御

心筋虚血再灌流障害においてTNF-αなどのPro-Inflammatory Cytokineや、ICAM-1などの接着因子が障害の進展に重要な役割を果たしているが、これらの制御機構である転写因子Nuclear Factor kappa-B (NF-kB)の役割についてはいまだ不明な点がある。揮発性麻酔薬やPDEIII阻害薬は薬理学的PC効果を有し、ATP感受性カリウム(KATP)チャネルを開口することで心筋虚血再灌流障害を抑制する。近年、揮発性麻酔薬やPDEIII阻害薬が敗血症におけるサイトカイン産生、細胞障害の抑制することが明らかになってきているが、その分子制御メカニズムであるNF-kBとの関連についての研究はない。平成18年度はNF-kBと薬理学的PC効果の分子機構の検討を行い、以下のことを明らかにした。1、PDEIII阻害薬のミルリノンが心筋スタニング改善作用を有すること。2、PDEHI阻害薬のオルプリノンが心筋虚血再灌流障害や敗血症による心筋障害に対して保護作用を有し、その機序にNF-kBが関与することを明らかにした。揮発性麻酔薬は薬理学的PC効果を有し、ATP感受性カリウム(KATP)チャネルを開口することで心筋虚血再灌流障害を抑制するが、NF-kBとの関連についての研究はない。平成16年度は、揮発性麻酔薬が細胞内情報伝達機構に与える影響についての検討した結果以下のことを明らかにした。1、ラット灌流心を用いた虚血再灌流モデルで、、再灌流後にMAPK familyであるERK、JNK、p38 MAPKおよび転写因子活性(NF-κB)が活性化していた。2、TNF-α、ICAM-1の遺伝子発現も再灌流後心筋にて増加が認められた。イソフルラン、セボフルランにてバブリングを行った灌流液を30分間灌流させる。またはP-1075(細胞膜KATPチャネル開口薬)、ジアゾキサイド(ミトコンドリアKATPチャネル開口薬)を投与し、その後30分間の虚血を行い、2時間再灌流する。3、揮発性麻酔薬イソフルラン、セボフルランの虚血前投与により、虚血再灌流後の心筋梗塞サイズが減少した。同時にERK、JNK、p38 MAPKおよびNF-κBの活性化が抑制され、TNF-α、ICAM-1の遺伝子発現も減少した。心筋虚血再灌流障害においてTNF-αなどのPro-Inflammatory Cytokineや、ICAM-1などの接着因子が障害の進展に重要な役割を果たしているが、これらの制御機構である転写因子Nuclear Factor kappa-B(NF-kB)の役割についてはいまだ不明な点がある。揮発性麻酔薬は薬理学的PC効果を有し、ATP感受性カリウム(KATP)チャネルを開口することで心筋虚血再灌流障害を抑制する。近年、揮発性麻酔薬が敗血症におけるサイトカイン産生、細胞障害の抑制することが明らかになってきているが、その分子制御メカニズムであるNF-kBとの関連についての研究はない。平成17年度はNF-kBと薬理学的PC効果の分子機構の検討を行い、以下のことを明らかにした。1、ラット心筋細胞株H9c2を用い、NF-kB強制発現株・アンチセンス株を作成した。2、NF-kB強制発現株では、揮発性麻酔薬、P-1075、ジアゾキサイドによる保護効果が増強したが、アンチセンス株では保護効果が抑制された。
機能分化と公共性に関する理論的研究

ドイツ連邦共和国における社会理論の展開を事例に,社会学における機能分化と公共性という概念について理論的検討を加えることが本研究の課題であった.最終年度である今年度は,これまで行ってきた研究成果を学会報告や論文等の形式で発表することに主眼が置かれた.第一に,2007年度の日本社会学会年次大会で行った報告「ルーマンの社会概念とその背景」をベースに,その後の研究の進展を反映させたものを「機能分化社会と全面国家」という論文にまとめた.これは,本研究の分析対象である「機能分化社会」という概念の特質を他の同時代のドイツの社会報論との比較分析により明らかにしたものである.第二に,この論文と昨年度の研究成果である,拙稿「ユルゲン・ハーバマス「市民的公共性」概念・再考」が前提しつつも,2つの論文内では十分に議論しつくせなかった初期ドイツ連邦共和国の社会学史上の脈絡について,社会学史学会年次大会にて「初期ドイツ連邦共和国における社会学的基本権論に関する学説史的考察」という題目で報告を行った.そこでは,初期ドイツ連邦共和国の社会理論においても,<19世紀ドイツ>の概念化とヴァイマル期の議論との対抗関係が学史分析の重要な枠組みになりうることが示された.第三に,ニクラス・ルーマンの初期の社会報論とその後の社会報論の展開との関係について,日本社会学会年次大会にて「ニクラス・ルーマンのデモクラシー」という題目で報告を行った.これは,近年のルーマンの政治理論研究を踏まえながら,そこで看過されているルーマン社会理論の自由主義的な側面の深化を指摘するものであった.なお,新たな研究内容の進展としては,近年の初期ドイツ連邦共和国に関する社会学史ならびに政治思想史研究の批判的検討から,そこに「社会学的自由主義」と総称しうる一つの思考様式を見出しうる,との見通しを得た.初期ドイツ連邦共和国の社会科学を素材に「公共性」という概念について理論的検討を行うことが本研究の課題である。初期ドイツ連邦共和国では同時代的現象として、従来の国家を公共性の独占体とする「国家と社会の二元主義」に基礎を置く概念体系に対する根底的な批判を通じた、新たな公共性の探求が多数行われた。本年度はこうしたさまざまな公共性の探求の試みにつき主にヴァイマル期ドイツの公法学の批判的継受という観点から、史料および二次文献の収集と整理を行い、主要な学説についての検討を行った。上半期には主にカール・シュミットとニクラス・ルーマンの学説につき検討を行い、両者の概念構成上の連関を特定した。さらにシュミットの脱政治化と全体国家という対概念とルーマンの脱分化と機能分化社会という対概念を対照させることにより、後者の社会理論が有する規範的含意を明らかにした。なおその結果は日本社会学会年次大会にて「ルーマンの社会概念とその背景」という題目のもと報告された。下半期には主にリュディガー・アルトマンとユルゲン・ハーバーマースの公共性論を取り上げ、両者の比較検討を行った。その作業を通じて明らかとなったのは、初期ハーバーマースの公共性論が、シュミットの憲法理論に対する批判的検討を通じて再現的公共性と民主的公共性という二つの公共性類型を提起したアルトマンの公共性論を出発点としており、特にハーバーマースの著名な市民的公共性という概念が、アルトマンの民主的公共性という概念を、「公開と監査」という観点から、より実効的なものとして基礎づけ直すために導入されたものであったということである。この結果は現在、論文としてまとめられている。本研究は,第二次世界大戦後のドイツ社会学を事例に,機能分化という社会構造の把握と公共性の問題の連関について,理論的な観点から検討を加えるものである.本年度は,特にドイツにおける公共性(Offentlichkeit)という概念の分析のために,次の二つの主題について調査を行った.第一に,昨年度より引き続き,第二次世界大戦後のドイツ語圏を代表する思想家であるユルゲン・ハーバーマースの代表作である,『公共性の構造転換』成立の背景について,主に影響作用史の観点から分析を行った.この点につき,まず1980年代後半に繰り広げられたハーバーマースの初期の著作におけるカール・シュミットの影響に関する論争を整理した.この論争を通じて,ハーバーマースの議論を適切に理解するためには,シュミットだけでなく,同時代のシュミット学派,さらにはヘラーからアーベントロートへと受け継がれる社会的法治国論までも広く視野に入れる必要があることが認識されていった.しかし,『公共性の構造転換』と同じ主題を扱い,かつ,同書においてハーバーマースも積極的に引用しているリュディガー・アルトマンの博士論文の存在が,同論争において看過されていたため,その点を組み込んだハーバーマースの公共性概念に関する学説史研究を関東社会学会で報告し,後に論文にまとめた.第二に,1990年代中葉以降,アメリカやドイツで注目を浴びることになる市民社会(civil society,BurgergesellschaftないしZivilgesellschaft)という概念を中心に置く一連の研究について,主にドイツ語のものを中心に,調査を行った.この結果,ドイツ連邦共和国における規範的西欧化のイムパクトの大きさが改めて浮き彫りとなり,理論的なテクストを分析する際の知識社会学的観点の必要性がいっそう明確となった.

ドイツ連邦共和国における社会理論の展開を事例に,社会学における機能分化と公共性という概念について理論的検討を加えることが本研究の課題であった.最終年度である今年度は,これまで行ってきた研究成果を学会報告や論文等の形式で発表することに主眼が置かれた.第一に,2007年度の日本社会学会年次大会で行った報告「ルーマンの社会概念とその背景」をベースに,その後の研究の進展を反映させたものを「機能分化社会と全面国家」という論文にまとめた.これは,本研究の分析対象である「機能分化社会」という概念の特質を他の同時代のドイツの社会報論との比較分析により明らかにしたものである.第二に,この論文と昨年度の研究成果である,拙稿「ユルゲン・ハーバマス「市民的公共性」概念・再考」が前提しつつも,2つの論文内では十分に議論しつくせなかった初期ドイツ連邦共和国の社会学史上の脈絡について,社会学史学会年次大会にて「初期ドイツ連邦共和国における社会学的基本権論に関する学説史的考察」という題目で報告を行った.そこでは,初期ドイツ連邦共和国の社会理論においても,<19世紀ドイツ>の概念化とヴァイマル期の議論との対抗関係が学史分析の重要な枠組みになりうることが示された.第三に,ニクラス・ルーマンの初期の社会報論とその後の社会報論の展開との関係について,日本社会学会年次大会にて「ニクラス・ルーマンのデモクラシー」という題目で報告を行った.これは,近年のルーマンの政治理論研究を踏まえながら,そこで看過されているルーマン社会理論の自由主義的な側面の深化を指摘するものであった.なお,新たな研究内容の進展としては,近年の初期ドイツ連邦共和国に関する社会学史ならびに政治思想史研究の批判的検討から,そこに「社会学的自由主義」と総称しうる一つの思考様式を見出しうる,との見通しを得た.
神経幹細胞への染色体部位特異的遺伝子組込み法の開発

AAVの二つのコンポーネント(ITR配列とRep蛋白質)を利用し、第19番染色体長腕AAVS1領域に遺伝子を組み込ませる方法の応用開発を推進した。これまでにITR配列連結マーカー発現ユニットを構築し、切り出されたstuffer配列中のITRにRepが結合することによって、第19番染色体AAVS1領域に遺伝子組込みが生ずることを検討した。HeLa細胞を用いて、Southern blot解析によるAAVS1領域の遺伝子再構成とマーカー遺伝子のAAVS1領域特異的遺伝子組込み様式を確認した。さらに、ITR配列連結マーカー発現ユニットとRep発現誘導カセットを有するアデノウイルスベクターの応用を念頭に、アデノウイルスベクターの幹細胞への吸着を仲介するアダプター分子を開発した。アデノウイルスベクターに親和性のあるCARと幹細胞に発現するc-Kitのリガンド分子である幹細胞因子(SCF)を連結した、可溶性融合蛋白質CAR-SCFを構築し、その効果を検討した。CAR陰性c-Kit陽性の細胞株M07eへのeGFP発現Adベクター遺伝子導入(MOI 50)において、CAR-SCFを培養液に添加することでeGFP陽性率は0.5%から78%に向上した。ヒト臍帯血CD34^+細胞を用いた検討でも、9.8±3.7%から17.5±2.5%に改善された。CAR-SCFはc-Kit陽性細胞へのアデノウイルスベクター遺伝子導入効率を向上させ、これを用いた幹細胞へのAAVS1領域特異的遺伝子組込みへの応用が期待される。(1)Cre-loxP法によりRepの発現を制御したAAVS1特異的遺伝子組込みベクターを構築した。まず、HSV-tkプロモーターとRepとの間に、loxP配列で挟まれた転写終結シグナルを含むstuffer配列を挿入した。このstuffer配列にITR配列を連結したマーカー発現ユニットを逆向きに配置した。このRep発現誘導カセットを導入した細胞にCre発現ベクターを感染させ、Repが一過性に発現することを確認した。さらに、この切り出されたstuffer配列中のITRにRepが結合することによって、第19番染色体AAVS1領域に遺伝子組込みが生ずることが期待される。HeLa細胞を用いて、Souther blot解析によるAAVS1領域の遺伝子再構成を検討し、マーカー遺伝子のAAVS1領域特異的遺伝子組込みを確認中である。さらに、ITR配列を連結したマーカー発現ユニットとRep発現誘導カセットを有するアデノウイルスベクターを構築中である。(2)アデノウイルスベクターの感染には細胞表面上の受容体であるCoxsackie adenovirus receptor (CAR)に結合することが必要であるが、細胞の種類によってはCARの発現が低いために遺伝子導入効率が不十分である。この対策として、アデノウイルスと未分化な細胞との接着機構に着目し、これを応用した幹細胞でのアデノウイルスベクター発現システムを開発した。未分化細胞に効率良く感染させるため、アデノウイルス受容体とc-KitのリガンドであるSCFをHisタグとリンカーで連結した融合アダプター分子を作成した。これを用いて、アデノウイルスベクターの造血系細胞における感染増強効果をFACSにて検討中である。
超臨界二酸化炭素中の状態分析・解析システムの開発

本研究は、超臨界二酸化炭素中の金属錯体などの状態分析や動態解析の方法論を開発し、それらを用いて超臨界二酸化炭素中で進行する化学反応の平衡や速度を測定することにより、金属錯体に関する溶質-溶質、溶質-溶媒、溶媒-溶媒相互作用を分子論的に解明することを目的とした。平成1112年度に、超臨界二酸化炭素を溶媒として可視紫外吸収、赤外吸収、NMRスペクトル、高周波分光スペクトルを測定することが可能な各種セルユニットを設計・開発し、それらの間で試料溶液を循環できる送液ポンプを開発した。また、2つの超臨界二酸化炭素溶液を温度と圧力を保持したまま迅速に混合し、超臨界二酸化炭素中で進行する化学反応を追跡することが可能なストップトフロー装置を世界に先駆けて開発した。さらに、水相および超臨界二酸化炭素相の可視紫外吸収スペクトルを同時に測定可能な水/超臨界二酸化炭素二相分配セルを開発した。これらの状態分析・解析システムは、いずれも単独でもしくは直列に接続して、閉じた流路内に配置するように設計しており、従来の観測セルでは困難であった溶質濃度を関数としたスペクトル変化の厳密な測定が可能となった。これらの状態分析・解析システムを用いて、平成1213年度に、(1)ポルフィリンやβ-ジケトナト金属錯体の溶解度の測定、(2)ポルフィリンのビス(β-ジケトナト)金属(II)錯体(金属=銅、ニッケル、コバルトなど)によるメタレーション反応の反応速度の測定、(3)トリス(β-ジケトナト)ガドリニウム(III)錯体と芳香族アミン配位子との付加物生成反応の平衡定数の測定などを超臨界二酸化炭素中において様々な温度および圧力条件下で遂行した。さらにコソルベントが及ぼす速度定数や平衡定数への効果を解明するために、アルコール類、水、アセトニトリル、リン酸トリブチルなどのコソルベントが共存する条件下において、その種類や濃度を変化させたときの反応速度や平衡定数を系統的に測定した。その結果、特にポルフィリンのメタレーション反応の反応速度に対して、コソルベントが溶質分子の近傍に双極子-双極子相互作用によって形成するクラスターの存在や、それらが反応の活性化過程で生じる溶質分子内の部分電荷を安定化することなどを明らかにした。また、水やトリブチルリン酸などのコソルベントが超臨界二酸化炭素中の6配位ガドリニウム(III)錯体へ付加する平衡定数を決定し、コソルベント分子のかさ高さの影響などを分子論的に解明した。本研究は、超臨界二酸化炭素中の金属錯体などの状態分析や動態解析の方法論の開発を行い、超臨界二酸化炭素中で進行する化学反応の平衡や速度を測定し、金属錯体などの溶存状態の分子論的解明を目的とした。まず、可視・紫外吸収および赤外吸収スペクトルが測定可能なセルユニットを設計・開発し、それらを接続して試料溶液を循環するための送液ポンプの開発に着手した。また、これらのセルユニットを用いて、種々のβ-ジケトナト配位子を有する各種金属錯体の吸収スペクトルや溶解度の測定を行った。

さらに、2つの超臨界溶液を温度と圧力を保持したまま迅速に混合し、超臨界流体中で進行する化学反応を追跡することが可能なストップトフロー装置を世界で初めて開発し、それを用いて金属ポルフィリン錯体生成反応の速度論的研究を行った。また、超臨界二酸化炭素中に溶解した化学種のNMRおよびESRスペクトル測定が可能な、ジルコニアおよび石英製肉厚キャピラリー試料管の設計に着手した。さらに、水相および超臨界二酸化炭素相の両方を同時に観測することが可能な水/超臨界二酸化炭素二相分配セルを開発し、超臨界流体抽出のメカニズム解明に着手した。本研究で本年度に開発した各種超臨界二酸化炭素用観測セルは、従来の溶液がフローしているライン中に取り込むためのものではなく、いずれも単独で、もしくは、直列に接続して、閉じた流路内に配置するように設計している。これにより、従来の観測セルでは困難であった溶質の濃度を関数としたスペクトル変化の厳密な測定ができるようになり、化学種単位での状態分析や動態解析が可能になった。本研究は、超臨界二酸化炭素中の金属錯体などの状態分析や動態解析の方法論の開発を行い、超臨界二酸化炭素中で進行する化学反応の平衡や速度を測定し、金属錯体に関連する溶質/溶質、溶質/溶媒、溶媒/溶媒相互作用を分子論的に解明することを目的とする。昨年開発した可視・紫外吸収および赤外吸収スペクトルが測定可能なセルユニットに、試料溶液を循環するための送液ポンプを開発し、連結できたので、ポルフィリンやβ-ジケトナト配位子およびそれらの錯体の吸収スペクトルや溶解度を測定することができた。また、昨年開発した2つの超臨界二酸化炭素溶液を迅速に混合できるストップトフロー装置を用いて、各種の温度、圧力下でポルフィリンのメタレーション反応速度を測定し、溶媒特性に基いて機構を解明した。超臨界二酸化炭素溶液の高周波共鳴スペクトルを測定できる装置を開発し、共存するコソルベント(水やエタノール)の相互作用を研究できる段階になった。また、超臨界二酸化炭素中に溶存する化学種のNMRスペクトルが測定できるジルコニアおよび石英製肉厚キャピラリー試料管を開発し、それに試料送液ポンプを連動させて、一連の試料溶液のNMRスペクトルが測定できる状態にすることができた。本年度までに開発した各種超臨界二酸化炭素観測セルを連結・連動させることによってシステムを構築し、超臨界二酸化炭素中における各種物性を測定することによて、化学種単位での状態分析や動態解析が本格的に行えるようになった。本研究は、超臨界二酸化炭素中の金属錯体などの状態分析や動態解析の方法論を開発し、それらを用いて超臨界二酸化炭素中で進行する化学反応の平衡や速度を測定することにより、金属錯体に関する溶質-溶質、溶質-溶媒、溶媒-溶媒相互作用を分子論的に解明することを目的とした。本年度は、昨年度までに開発した可視紫外吸収測定セル、赤外吸収測定セル、NMR測定プローブ、ストップトフロー装置、高周波分光測定セルなどを用いて、(1)ポルフィリンのビス(β-ジケトナト)金属(II)錯体(金属=銅、ニッケル、コバルトなど)によるメタレーション反応機構と(2)トリス(β-ジケトナト)ガドリニウム(III)錯体への芳香族アミン配位子の錯形成平衡について、特にコソルベントが及ぼす影響を系統的かつ分子論的に解明した。
現生マラリア原虫集団における抗原多型の分子進化

世界各地のP. falciparum集団におけるメロゾイト表面タンパク質-1遺伝子msplの多重感染度を、PCRタイピング法を用いて比較した。その結果、mspl5'ハプロタイプの多重感染度は、伝播度の高いアフリカでは予想通り高かったが、メラネシアでは伝播度と多重感染度に明瞭な相関は認められなかった。株特異的マラリア感染防御免疫の獲得には、マラリア伝播の強度、蚊体内の組換え頻度、さらに地域に分布する原虫の遺伝子型の数と多重感染度が関与することが示唆された。2.msplにおける多型の起源と選択mspl多型の進化的起源、及び、msplに働く選択を三日熱マラリア原虫(P. vivax)び近縁サルマラリア原虫を対象に進化集団遺伝学的に解析した。その結果、P. vivax, P. cynomolgiwでは、多型の多くは種分岐後に誕生していることが明らかになった。一方、種内多型を調べた結果、dN/dS比で検出される正の選択の働く領域がP. vivaxでは認められたが、P. cynomolgではなかった。以上は、msplは宿主に応じて種ごとに独自の進化を遂げていることを示唆する。3.マラリア原虫の系統進化正の選択が働く抗原遺伝子の進化の特徴を解明する基礎とするため、マラリア原虫種の系統関係について調べた。マラリア原虫各種について、細胞質リボソーム小亜粒子RNA(SSUrRNA)遺伝子の最尤法による分子系統解析から、マラリア原虫類は次の4つのグループに大別されることが判明した。(1)マカク類サルマラリア原虫と三日熱マラリア原虫、(2)齧歯類マラリア原虫、(3)卵形マラリア原虫、及び(4)熱帯熱マラリア原虫を含めたその他のマラリア原虫。マラリアは何度でも感染し、防御免疫が容易に成立しない。この現象にはマラリア原虫の抗原多型が深く関わる。マラリア原虫における抗原多型の分子進化に関して以下の知見を得た。1.熱帯熱マラリア原虫のワクチン候補免疫標的抗原であるメロゾイト表面タンパク質の遺伝子(msp1)多型をマラリア伝播度の高いアフリカと低い東南アジア・西太平洋の原虫集団について比較した。PCRタイピングに基づく感染多重度の決定、及び、DNAシーケンスの集団遺伝学的解析の結果、伝播度の高いタンザニアではmsp1対立遺伝子多様度は高く、遺伝子内多型サイトの連鎖不平衡は低かったが、東南アジア・西太平洋では伝播度と遺伝的多様度、連鎖不平衡の度合いは必ずしも相関しなかった。この相関のなさの要因は地域によって異なり、自家受精の程度、及び、クロロキン耐性の分布の関与が示唆された。2.進化的に比較的最近、ヒト寄生性となったとされる三日熱マラリア原虫における抗原多型を、それと近縁な関連マカク類サルマラリア原虫であるP. cynomolgiにおける抗原多型と比較検討した。その結果、両方の原虫種に共有される多型はあまり認められず、msp1多型は種の分岐後に誕生したことが示唆された。3.抗原多型の分子進化の特徴を解明する基礎とするため、マラリア原虫種の系統関係について調べた。ヒト、チンパンジー、マカク類サル、齧歯類、鳥類に寄生するマラリア原虫各種について、細胞質リボソーム小亜粒子RNA(SSUrRNA)遺伝子について分子系統解析を行った。最尤法による系統樹から、マラリア原虫類は次の4つのグループに大別されることが判明した。(1)マカク類サルマラリア原虫と三日熱マラリア原虫、

(2)齧歯類マラリア原虫、(3)卵形マラリア原虫、及び(4)熱帯熱マラリア原虫を含めたその他のマラリア原虫。さらに、SタイプのSSUrRNAの系統解析から、マカク類マラリア原虫では、P. fieldiとP. simiovale、P. hylobatiとP. inuiが姉妹関係にあること、P. gonderiの分岐が初期に起こったことが明らかとなった。1.世界各地のP.falciparum集団におけるメロゾイト表面タンパク質-1遺伝子msp1の多重感染度を、PCRタイピング法を用いて比較した。その結果、msp15'ハプロタイプの多重感染度は、伝播度の高いアフリカでは予想通り高かったが、メラネシアでは伝播度と多重感染度に明瞭な相関は認められなかった。株特異的マラリア感染防御免疫の獲得には、マラリア伝播の強度、蚊体内の組換え頻度、さらに地域に分布する原虫の遺伝子型の数と多重感染度が関与することが示唆された。2.msp1に働く正の選択を三日熱マラリア原虫(P.vivax)及び近縁サルマラリア原虫9種を対象に進化集団遺伝学的に解析した。その結果、P.vivaxを含む数種に共通(=種分岐前)の枝において正の選択が働いたこと1また、P.vivaxを含む数種では種を超えたアミノ酸多型の共有が存在することを見いだした。一方、種内多型を調べた結果、種によって正の選択の働く領域とその強度が異なっていた。以上から、msp1は共通祖先で正の自然選択により生じた多型を保持しつつ、宿主に応じて種ごとに独自の進化を遂げたことが示唆された。3.マラリア原虫の宿主域は広い(哺乳類、鳥類、爬虫類)が、各原虫種は特定の動物だけに感染する。この二つの事実はマラリア原虫と宿主との密接な関係を示唆する。この関係の把握を目的に、ミトコンドリアゲノムを用いてマラリア原虫と宿主の進化の比較を行った。その結果、現生マラリア原虫の起源(約3,800-2,500年前)、において急速な多様化が起き、その多様化は(恐らく、トリ・爬虫類原虫から哺乳類への)宿主転換によって生じたことを見いだした。