hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活型進化からみたハダニ類「属」分類の再検討と新系統仮説の構築

その結果、これら3種はいずれも新種相当のものと判明し、現在記載論文を作成中である。前年度明らかになったスゴモリハダニ属のススキスゴモリハダニに2型間の生活史の差異をもとに、生活型および形態を検討した結果、巣のサイズに差があること、また形態にも区別可能な違いが発見され、一方を新種として記載中である。さらに、タケ寄生性の新種が発見され、その生活型や形態から、それがスゴモリハダニとマタハダニをつなぐ形質をもつと推定された。これは、本研究の属の再編に関わる重大な発見になる可能性をもっている。採集されたハダニ類のDNA解析を進めた結果、いくつかの部位のうちでmtDNA,ITS2が適当であるという結果を得、それをもとに前記の種を含むスゴモリハダニ属とマタハダニ属(Schizotetranychus)の一種の系統関係を推定した。最終年度ということで、本研究の中心になっているスゴモリハダニ属の10種(先に述べた3変異種を含む)の生活型、行動、分布、寄主植物等の生物学的特性を比較検討し、総括するために、欠落のあったデータをすべて採取した。それに基づいて、種間比較をおこない、造巣性で社会性という共通の特性をもつものの、その細部において大きな変異があること、1寄主植物に大型巣と小型巣をつくる2種が同所的に分布する事例が4例みられることが判明した。これは、この組み合わせが最適な天敵対抗戦略として収斂したということを示唆している。この収斂が、同所的種分化によるのか、異所(時)的分化後の生態的な収斂かは、現在実施中の信頼度の高い分子系統分析の結果を待つことになる。動物生態学研究代表者が中国において数ヶ月程度の招聘研究を行っていることもあって、国内での採集調査が当初計画よりは遅れているのが実情である。そのかわり、中国において日本には分布しないハダニ類の生態の観察が行えていることが、本計画にはプラスとなっていいる。またDNAによる系統仮説の構築には十分なサンプル(種数)が必要とされるが、まだ上記の理由で不完全なために、まとまった報告ができないでいる。ただし、研究成果は本年度だけで4本公表されるなど、十分な成果が出ていると判断している。本年度は初年度ということで、主に採集調査に時間をさいた。そのために、実験的研究、また形態の分析についてはやや遅れ気味で、現在進行形という段階である。それでもいくつかの実験的研究については、年度内に論文としてその成果を公表できたので、計画の進行はおおむね予定通りであると判断している最終年度ということで、平成26年度は、精力的にハダニ類の採集を実施し、それらのDNA分析を行っていく。また、ハダニ類が糸をもちいて繰り広げる生活パターンについて、新たなメルクマールを導入することで、より客観的な類型化を行い、それらの機能を解明するとともに、ハダニ類全体の中でこうした行動の変異がどのような意味をもっていたのか、またそれが種分化にどのように重要であったのかに迫る。幸いにも平成26年度には国際ダニ学会大会が京都で開催される予定である。研究代表者、分担者ともに当大会のシンポジウムのオーガナイザーおよび招待講演者になっており、世界的に通用するハダニ類の分類体系について、そこで国際的なレベルでの情報交換・協議ができることが本研究にとって、おおいにプラスになると考えている。ハダニ科の属のうち分子系統、形態および生活型からみてまとまりがない(1属とは言い難い)のがSchizotetranychus属であると考えられる。
ヒト高次脳機能関連遺伝子群の分子進化学的解析

統合失調症感受性遺伝子変異の平衡選択の可能性を検討するため、代謝調節型グルタミン酸受容体遺伝子群を含む統合失調症関連遺伝子群、計12個の上流領域を対象として、ヒト72検体、チンパンジー24検体の全変異検出を行い頻度スペクトラム法(Tajima's D(以下TD))による中立性の検定を行った。1)代謝調節型グルタミン酸受容体遺伝子全8個のうちパラログが存在するためにPCRによる解析の不可能なGRM5を除く7遺伝子の解析の結果、領域全体の解析では、ヨーロッパ人においてGRM1が有意な正のTDを示し(+2.66)、平衡選択が示唆された。同様にウィンドウ解析(ウィンドウサイズ100bp、ステップ20bp)では、GRM1転写開始点の上流3.7kb付近において日本人とヨーロッパ人でTDの有意な上昇(それぞれ+2.25, +2.17)が見出された。いずれの領域もチンパンジーでは有意な自然選択は検出されず、これらの領域はヒト特異的平衡選択の対象となった可能性が示唆された。2)統合失調症との関連が報告されている遺伝子のうち、BDNF、COMT、DRD1、DRD2、SLC18A1の5個について、有意な関連が報告されたSNPの周辺領域各7kbおよび上流領域5kbを対象に1)と同様の全変異検出を行った。その結果COMTの非同義SNP、rs4680 (Val158Met)周辺領域において、ヨーロッパ人で有意な正のTDが観察され(+2.10)、日本人集団とアフリカ系アメリカ人集団においても有意ではないものの同様の傾向(それぞれ+1.46, +1.75)が見られた。しかし、チンパンジーにおいては同様の傾向は全く観察されなかった。以上のことから、rs4680のアミノ酸多型はヒト特異的な平衡選択で維持されており、統合失調症に関連する表現型が、そのターゲットになった可能性が示唆された。1)統合失調症関連遺伝子群の上流調節領域の全変異検出による自然選択の検出NMDA型5種、AMPA型4種、カイニン酸型5種及びメタボトロピック型5種のゲルタミン受容体遺伝子の上流領域各4-5kbを対象に、ヒト72検体及びチンパンジー50検体で全変異検出を行い頻度スペクトラム法(Tajima's D(以下TD))による中立性の検定を行った。その結果NMDA型であるGRIN2Bの転写開始点の上流1.5 kb付近においてヒト特異的にTDが有意な上昇(TD=+2.19)領域が見出された。同様に、GRM1転写開始点の上流3.7 kb付近において日本人とヨーロッパ人でTDが有意な上昇(TD=+2.25,TD=+2.17)が見出された。1)で有意な平衡選択を検出したGRIN2Bの領域の全変異データからハプロタイプ推定と連鎖不平衡解析を行ったところ、TD上昇のピークをなすcommon SNP(rs12368476)を含む連鎖不平衡ブロック(r^2>0.9)を見出した。GeneTreeによる合体シミュレーションの結果、この領域の2種のハプロタイプの起源は130万年前と極めて古く、平衡選択によって安定して両ハプロタイプが維持されて来たことが示された。このブロック内の別のcommon SNP(rs1019385)は、統合失調症との関連が個別研究及びメタ解析で繰り返し報告されており、我々がGRIN2B上流領域に見出した平衡選択は統合失調症に関連する表現型をターゲットとしていると結論した。以上のことから、rs4680のアミノ酸多型はヒト
大規模マーケティングデータへのクラスタリング手法の適用

本研究では,1つの対象が複数のクラスターに所属することを許容した重複クラスター分析法に大規模なデータを適用して新た知見を得ようとする取り組み,またそのための分析法の理論的研究について行った.その結果,従来の分析では得ることのできない結果の解釈を得られる可能性があることを確認することができた.また理論的研究については,大規模なデータを分析するにあたり,分析のアルゴリズムにいくつかの問題点があることが分かり,その改善案を提案するとともに,研究を継続している.研究初年度である平成26年度は,研究計画に基づき「大規模マーケティングデータ分析における基礎研究」と「重複クラスター分析の理論的研究」を中心に研究活動を行った.まず前者に関しては,大規模マーケティングデータの分析についての現状を知るために,文献・論文の収集を行うとともに,積極的に学会大会等における大規模データ分析に関する発表の聴講を行った.さまざまな文献等を通して,大規模データの分析におけるクラスタリングの重要性について再認識することができたという意味において,この研究活動は有用であったと考えている.後者に関しては,「重複クラスター分析法のアルゴリズム」に着目し,大規模データに適用した際に問題となると考えられるアルゴリズムの部分について検討を行い,日本行動計量学会第42回大会にて研究発表を行った.フロアの他の研究者からの質疑等を含め,今後の研究の課題を得ることができたと考えている.さらに研究を継続し,7月に国際学会で研究発表をすべく,準備を行っている.「結果の表示方法について検討」に関しては,前述の文献・論文の収集活動において,参考となる既存研究を見出しており,当初の予定よりこの部分の活動は遅れ気味であるが,研究を進展させることができると感じている.また,実際の分析に用いるためのデータの収集・集計に関する活動は,既に取得済みであった売り上げ記録データのほかに,民間の調査会社におけるシングルソースデータを入手し,研究協力者の協力のもとに基礎集計を行った.これらのデータを今後使用するという意味において,研究が円滑に進めることができる感じている.研究2年目である平成27年度は,前年に引き続き「重複クラスター分析法に関する理論的研究」を中心に,「重複クラスター分析法による大規模マーケティングデータの分析」等の研究活動を行った.まず,「重複クラスター分析法に関する理論的研究」に関しては,前年に引き続き行っている研究である.具体的には,重複クラスター分析法のアルゴリズムに関して,従来の研究では分析されることの少ない非小規模のデータに対して分析を行う際に問題点になることを改良するために,実際のデータや様々な規模の人工データに対してシミュレーション分析を実施している.この研究成果を2015年7月に開催された国際学会(International Federation of Classification Societies, IFCS 2015)にて"A study on the overlapping cluster analysis for the large data"というタイトルで発表を行った.現在はこの発表を通じて他研究者との議論で得られた知見をもとに継続して研究を行っている.「重複クラスター分析法による大規模マーケティングデータの分析」に関しては,研究協力者の協力によって円滑に進めることができたデータの基礎集計等をもとに,重複クラスター分析法を用いて分析を行い,新たな知見を得ることを目指している.ただし,前述のアルゴリズムの研究とも密接に関係するため,今後も継続的に研究が必要であると感じている.研究初年度より「重複クラスター分析法に関する理論的研究」として行っているアルゴリズムの検討に関して,学会発表等を通して新たなアイディアが挙がっている.この研究は本研究課題の核となる部分で,慎重に検討・実装を進めており,現状では学会発表や論文発表に至っていない.これに関連して「重複クラスター分析法による大規模マーケティングデータの分析」関しても継続的に研究が必要であり,全体として「やや遅れている」と判断した.研究最終年度である平成28年度は,前年までに行ってきた「重複クラスター分析法に関する理論的研究」で得られた知見を基に,大規模マーケティングデータへの適用を中心に行った.これまでの理論的研究で得られた知見を日本計算機統計学会第30回大会にて「重複クラスター分析法における非小規模データの分析」というタイトルで学会発表を行った.この研究は,前年の国際分類学会(IFCS2015)での発表を発展させ,人工データにおけるシミュレーションに加え,実データへの適用も行った.特に,分析の対象の数が多くなると計算時間が増大することや結果の不安定性といったアルゴリズムの問題点について,より詳細に検討を行った.その結果,問題解決につながる可能性のあるいくつかの改善案が浮上し,それを基に現在も継続して検討・研究を行っている.また,実データへの適用では,前述の問題点はあるものの,結果の解釈としては,従来のクラスター分析等では得ることのできない解釈を得ることができることが確認された.なお,この研究で利用した実データは,コンビニエンスストアのレシートデータや,シングルソース調査データであり,前年度までに研究代表者および研究協力者によって,同時購買やブランドスイッチングデータといったマーケティング活動で利用する親近度データに集計されたものである.本研究課題としては本年度で終了となるが,研究計画の2つの目的のうちの1つである「重複クラスター分析法に関する理論的研究」における,比較的規模の大きいデータに適用する際のアルゴリズム上の問題点の改善・アルゴリズムの改良については今後も継続して研究を進め,大規模データにおけるクラスタリング手法の発展に寄与していきたいと考えている.本研究では,1つの対象が複数のクラスターに所属することを許容した重複クラスター分析法に大規模なデータを適用して新た知見を得ようとする取り組み,またそのための分析法の理論的研究について行った.その結果,従来の分析では得ることのできない結果の解釈を得られる可能性があることを確認することができた.

また理論的研究については,大規模なデータを分析するにあたり,分析のアルゴリズムにいくつかの問題点があることが分かり,その改善案を提案するとともに,研究を継続している.平成26年度の研究活動の中心の1つである「大規模マーケティングデータ分析における基礎研究」は順調に進んでいると考えられる.また,「大規模マーケティングデータの収集」に関しても,収集するデータの種類に関しては想定より少なくなったものの,規模としては十分であり,研究協力者の協力を仰ぎ,基礎集計等を進めている.この活動については今年度も継続して行う予定である.また,「重複クラスター分析の理論的研究」に関しては,やや遅れ気味である.これは,「アルゴリズムの検討」および「結果の表示方法について検討」の2つの観点のうち,前者は学会大会での研究発表も行っており,おおむね順調であるが,後者については研究は進めているが,学会等で発表する段階まで至っていないという面でやや遅れ気味である.また,本研究課題の核となる「収集したデータを用いた分析」に関して,当初の計画では「少なくとも平成26年度の後半に着手する予定」としていたが,入手するデータの選定に時間がかかり,データを扱い始めた時期が遅くなってしまったことも影響して,当初の予定通りには進んでいない.以上より,一部遅れていることを考慮して「やや遅れている」と判断した.今年度は「重複クラスター分析法に関する理論的研究」及び「重複クラスター分析法による大規模マーケティングデータの分析」を行い,最終的に研究の総括を行う.理論的研究が最も重要であると考えられ,学会発表や論文発表を行うことで,研究をより優れたものなるようにしていく予定である.データマイニング本年度以降は,平成26年度の研究活動を基に,研究計画に沿って研究を進めていく.進捗状況としては一部にやや遅れている研究があるが,研究内容に関してはほぼ研究計画通りに進んでおり,遅れている研究に関して重点的に研究を進めることで遅れを取り戻しつつ計画通りに研究を進めていく予定である.おおむね当初の予定通りの支出を行ったが,分析用データがその他に計上されたため費目ごとの変動が発生した.また洋書の購入について入手が困難であった本があったため,当初の予定を若干下回る支出となった.研究初年度の平成26年度は,交付申請書(D-2-1)に基づき,支出を行った.学会出張のための旅費が当初の計画の50%強となったが,逆に物品費において,分析用のPCと分析用のソフトウェア,データの購入が当初の予定を若干上回った.結果として差し引きでほぼ計画通りとなる予定であったが,購入を予定していた洋書が年度内に入手できなかったこともあり,使用額が当初の計画をやや下回る結果となった.研究最終年度である平成28年度は,年度の早い段階で分析用データの購入を考えている.
海洋表層における波・流れ相互作用：力学の新展開と混合特性の全球評価

海洋表層に見られる波は、流れと相互に作用しあうことで、海面下に強い混合を引き起こす。この混合は海面の水温を下げることで海洋のみならず大気や気候にも影響する。しかし、観測や実験が不十分なため、混合を引き起こす仕組みや混合の特性が不明である。そこで本申請課題では、新たに開発した波を解像する最新の数値モデルを用いて、波と流れを再現し、両者が相互作用することで発生する混合の仕組みを明らかにする。現場観測も実施し、数値実験の検証や補足を行う。このようにして、波・流れ相互作用に伴う海洋表層の混合の力学と特性を体系的に明らかにし、その影響を全球で評価する。
工芸の近代ー昭和初期を中心にー

昭和初期における工芸近代化の運動を東京と伝統的に工芸の盛んな京都・金沢・高松などの各地域における様相を比較検討しながら明らかにするため、東京および各地での資料収集・調査を実施した。調査の対象の主たるものは昭和3年商工省の工芸指導所として開設された産業工芸試験所をはじめとする工芸の近代化を指導した試験研究機関がある。この分野では香川県立工芸研究所、石川県工業試験場、岐阜県立工業試験場、京都市工業試験場などの活動を実施調査し、工芸近代化にはたした役割を文献、記録なども参考に研究した。また、試験場とならんで工芸の近代化に大きな役割をはたした教育機関についても東京美術学校、東京高等工芸学校・京都高等工芸学校、大阪美術学校、石川県立工業学校、岐阜県立工業学校、香川県立工芸学校、有田工業学校など各地の美術工芸系学校の活動を実地調査した。調査の対象の第二は昭和初期に結成された作家による工芸団体の動向の把握である。これには文献、雑誌・新聞記事などによる調査の他、各地での関係者、遺族のもとでの資料調査も行った。東京での「共型」「実在工芸美術」「工人社」「工芸済々会」や京都の「赤士社」「京都工芸院」「五条会」、大阪の「大阪工芸人」「無紘社」などの団体の実態を調査した。これらを通じて総合的に研究が進められることのなかった日本の工芸の近代化の様相を明らかにする作業を行ない、その成果を年譜として作成する予定である。
冠動脈狭窄ネコにおけるストレス時の心機能の変化に対する血管拡張薬の影響

ネコを用いて冠動脈を人為的に狭窄させ虚血性心疾患のモデルを作製し、視床下部を電気刺激することにより歯科治療時のストレス状態を作り出し、心機能の変化を調べるとともに、血管拡張薬投与の影響について検索することを目的とする。全身麻酔下に開胸を行い、冠動脈(左前下行枝)の血流量を電磁血流計にて測定しながらその末梢側を縫合糸を用いて人為的に狭窄させ、虚血性心疾患のモデルを作製した。循環動態および心機能のパラメーターとして、血圧、心拍数、心拍出量、冠動脈血流量、左室内圧・左室一時微分係数dp/dt、心筋の組織酸素分圧の変化を測定した。また、視床下部腹内側核に刺激用電極を挿入し、電気刺激を行うことにより、歯科治療時の不安、恐怖等による精神的ストレスに類似したストレス状態を作り出し、そのときの心機能の各パラメーターを測定した。視床下部電気刺激に伴い血圧、心拍数、心拍出量、冠動脈血流量、dp/dtは増加し、刺激後対照値にもどった。心筋酸素分圧にはほとんど変化はみられなかった。冠動脈を狭窄させ虚血状態にした場合には、視床下部電気刺激に伴う血圧、心拍出量の増加は、狭窄のない場合に比べて少なく、dp/dtもあまり増加しなかった。このことは、心筋虚血に伴って心筋の収縮力が低下し、予備力が少なくなっていることを示唆している。現在、ニトログリセリン、Ca^<++>拮抗薬等の血管拡張薬の投与による影響について検討を行っているところである。全身麻酔下に開胸を行い、冠動脈(左前下行枝)の血流量を電磁血流計にて測定しながらその末梢側を縫合糸を用いて人為的に狭窄させ、虚血性心疾患のモデルを作製することに成功した。視床下部電気刺激に伴い血圧、心拍数、心拍出量、dp/dtは増加し、刺激後対照値にもどった。冠動脈血流量、心筋酸素分圧にはほとんど変化はみられなかった。現在、冠動脈を狭窄させ虚血状態にした時の視床下部電気刺激に伴う心機能の変化について検討を行っている。さらにニトログリセリン、Ca^<++>拮抗薬等の血管拡張薬の投与による影響についても検討を行う予定である。循環動態および心機能のパラメーターとして、血圧、心拍数、心拍出量、冠動脈血流量、左室内圧、左室一時微分係数dp/dt、心筋の組織酸素分圧の変化を測定した。

視床下部電気刺激に伴い血圧、心拍数、心拍出量、冠動脈血流量、dp/dtは増加し、刺激後対照値にもどった。心筋酸素分圧にはほとんど変化はみられなかった。冠動脈を狭窄させ虚血状態にした場合には、視床下部電気刺激に伴う血圧、心拍出量の増加は、狭窄のない場合に比べて少なく、dp/dtもあまり増加しなかった。このことは、心筋虚血に伴って心筋の収縮力が低下し、予備力が少なくなっていることを示唆している。現在、ニトログリセリン、Ca^<++>拮抗薬等の血管拡張薬の投与による影響について検討を行っているところである。
実験的頸部総頸動脈におけるdissectionの作成ならびに危険因子の検討

昨年度は成熟家鬼総頸動脈(115mm径)を露出、小縦切開の上、血管内腔側より中膜筋層下2/3の深さ、長さ/mmの横切開を加え、壁解離前段階を作成。縦切開部を再縫合後、中枢側に刺入した注射針より生食水を最大注入圧5atmで加圧注入し、人為的高血圧による動脈壁解離を作成した。血管写・組織学的検討、このモデルでは約45%の例に壁解離が作成された。その変化はReentry形成(REF)群とEntry Zone形成のみの群に分かれるが、経時的に追求すると、偽腔内に血栓化を生じ器質下するものと、剥離弁が隔離消失するものが多かったが、REF群の中には偽腔内面の内皮細胞の被覆が完成し安定化するものがみられたことなどを報告した。本年度はさらに上記モデルの長期観察と、経時的変化における組織像の再検討、さらに同モデルに高脂食、高血圧負荷を行ってその影響を検討し、vasa vasorumの関与についても検討した。1.長期観察例。1ヶ月以上3ヶ月にわたる飼育例(9例)では、急性期REFが血管写で確認されたもののうち、2例は偽腔全面が内皮細胞で覆われ、いわゆる二重管腔の状態で安定し、血栓形成は認めなかった。1例は器質化血栓により管腔の安全閉塞へと移行していたが、偽腔内血栓化によると考えられた。他6羽では壁解離の像は認めず、血管壁はCallagen線維の増生で肥厚したものと、Collagen線維に乏しく菲薄化したものがみられいずれも一層の内皮細胞の被覆がみられた。新たな血栓形成は1例もなかった。2.高脂食の影響。1%コレステロール負荷を壁解離作成直後より行なった例では、普通食群に比して再生内皮細胞の増生が遅延する傾向がみられた。壁内への脂質浸潤蓄積がみられる例もあり、現在長期観察例を検討中である。3.Vasa vasorumの影響。壁解離作成時、血管周辺組織の剥離を最小限に止めてみたが、これによる壁解離の経時的変化への影響はほとんどみられなかった。家兎総頸動脈に人為的に動脈解離を作成し,これを経時的にsacrificeし,その病態経過と脳動脈解離の経時的組織学的変化を検討した.【実験方法】静脈麻酔下に体重2.5-3.5kgの家兎の総頸動脈を顕微鏡下に剥離し,総頸動脈に横切開を加え,血管内腔を露出し,対側の血管壁を内腔側より内膜,および中膜筋層下2/3の深さまで横切開を加え,人為的dissectionの前段階を作成した.その後10-0ナイロン糸で総頸動脈を縫合し,血流再開後中枢側より用手的に4-5気圧で生理食塩水計80m注入しdissectionを作成した.動脈解離の確認は術前後の血管写で行った.組織の採取法はホルマリン灌流後摘出し,ホルマリン固定した.【結果】家兎55羽に行い,経時的にsacrificeしたところ25羽45.5%に組織学的にもdissectionを確認した.1病理組織学的所見:re-entryを形成するようなdissectionでの偽腔内面の組織学的変化は,動脈解離直後では偽腔内面には,内皮細胞はなく,隅角部に血栓を認めた. 1週間目頃より,内皮細胞の再生が現れはじめ,約1ケ月で完成した.一方,中膜筋層は,動脈解離作成直後には,弾性線維の断裂,中膜筋層内への出血を認めたが, 1週間で出血は消失し,変わって中膜筋層内にcollagen fiberの増生が認められた.この増生もほぼ1ケ月で完成するようであった.2.経時的変化:動脈解離はentry zoneのみのものと,進展してre-entry zoneを形成するものの2系に分かれる.その治癒過程はいずれの場合も剥離層が融解あるいは遊離消失していくものと,剥離部に血栓形成を生じる場合があり,前者は血管壁の,薄化を,後者は血管壁の肥厚を伴って治癒した.【結論】血栓形成を伴って治癒していくその過程において,血栓の一部が遊離し末梢に飛撒する可能性があり,偽腔が完全に消失するまではembolic factorとなりうることが推測された.昨年度は成熟家鬼総頸動脈(115mm径)を露出、小縦切開の上、血管内腔側より中膜筋層下2/3の深さ、長さ/mmの横切開を加え、壁解離前段階を作成。1.長期観察例。

1ヶ月以上3ヶ月にわたる飼育例(9例)では、急性期REFが血管写で確認されたもののうち、2例は偽腔全面が内皮細胞で覆われ、いわゆる二重管腔の状態で安定し、血栓形成は認めなかった。1例は器質化血栓により管腔の安全閉塞へと移行していたが、偽腔内血栓化によると考えられた。他6羽では壁解離の像は認めず、血管壁はCallagen線維の増生で肥厚したものと、Collagen線維に乏しく菲薄化したものがみられいずれも一層の内皮細胞の被覆がみられた。新たな血栓形成は1例もなかった。2.高脂食の影響。1%コレステロール負荷を壁解離作成直後より行なった例では、普通食群に比して再生内皮細胞の増生が遅延する傾向がみられた。壁内への脂質浸潤蓄積がみられる例もあり、現在長期観察例を検討中である。3.Vasa vasorumの影響。壁解離作成時、血管周辺組織の剥離を最小限に止めてみたが、これによる壁解離の経時的変化への影響はほとんどみられなかった。
アトピー性皮膚炎

〔目的〕:アトピー性皮膚炎(AD)の皮疹の組織学的特徴はT細胞を主体とする単核球浸潤であり、何らかの抗原に反応してADの病態成立に関与していると考えられる。今回、RT-PCR/SSCP法を用いて、患者皮膚に抗原特異的T細胞の集積がみられるか否かにつき検討した。〔方法〕:治療前のAD患者5例に病変部2カ所の皮膚生検を施行、また同患者の末梢血を採取し定法により単核球を分離した。得られた皮膚組織、単核球からmRNAを注出、cDNAに変換した後、ファミリー特異的Vβプライマーを用いたRT-PCR/SSCP法によりT細胞レセプターβ鎖のCDR3領域を解析、病変皮膚と末梢血のT細胞クロナリティーにつき検討した。〔結果〕:RT-PCRの結果、全てのVβにおいてPCR産物が検出されたことから、病変部のT細胞レセプターβ鎖について全てのVβファミリーをもつT細胞が集積していることがわかった。このPCR産物をSSCPにより検討すると、病変皮膚には各Vβにつき数本ないし十数本のバンドが認められ、T細胞が病変部にオリゴクローナルに集積していることが判明した。さらに病変部の2カ所でそれぞれ認められたバンドのパターンを比較すると、これらのバンドのうちの1020本が2カ所の皮膚に共通して認められ、異なる2カ所の病変部に共通するT細胞クローンが存在することがわかった。一方、末梢血の解析結果はほぼスメアパターンとなり、わずかに認めるバンドも皮膚と共通のものはなかったことから、皮膚にみられた共通のT細胞クローンは末梢血中には存在しないものと考えられた。〔結語〕:この結果は、AD患者の病変皮膚において、特異抗原により刺激された抗原特異的T細胞がオリゴクローナルに、かつ皮膚の異なる場所に共通性をもって集積していることを示唆する。
野生イネ完全長cDNAライブラリーの解読と日本晴情報との比較ゲノム解析

Oryza nivaraの葉緑体全ゲノム構造を決定し、そのゲノム構造とO.sativa日本晴の構造と比較してきた。その中で、挿入・欠失タイプの変異を多く発見した。変異の大きな順に3領域(8K、57Kおよび76K)の多型を調べた結果、8Kでは69bpの挿入・欠失、57Kは6タイプ(57K-16)の挿入・欠失、76KではO.nivaraの2アクセッションで22bpの挿入・欠失がそれぞれ認められた。これら3領域のlength polymorphismにより、用いたアクセッションを計8タイプ(AH)に分類することができた。さらに、57K-46に認められる塩基置換(TTまたはAA)を考慮したタイプ(A、B、C、D-AA、D-TT、E、F-AA、F-TT、G-AA、G-TTそしてH)が同定された。殆どのAAゲノムを有する野生イネの葉緑体ゲノムはType Dであることから、このタイプが祖先タイプであると示唆された。インディカの葉緑体ゲノムは主に4タイプ(D-AA、G-AAそしてG-TT)に、ジャポニカのそれは3タイプ(D-TT、F-AAそしてF-TT)に多く属していた。一方、祖先種とされる野生イネO.rufipogonの葉緑体ゲノムは4タイプ(D-AA、D-TT、G-AAおよびG-TT)にそれぞれ属した。また、O.nivaraの葉緑体ゲノムは、5タイプ(D-AA、E、G-AA、G-TTおよびH)にそれぞれ属した。これらの結果、野生イネの葉緑体ゲノム3領域において既に多型が存在することが示された。よって、4タイプ(D-AA、D-TT、G-AAおよびG-TT)のO.sativa、は少なくとも同じタイプを有する野生イネから由来した可能性が高い。Type F-AAまたはType F-TTを有するO.rufipogonは現在までのところ見つかっていないが、今後の探索に期待したい。また、日本晴はType F-AAを有していた。このタイプに最も遠縁の葉緑体ゲノムはType G-TTであると類推され、W0120アクセッションを日本晴に最も遠縁のO.rufipogonとして完全長cDNAライブラリーの作成に用いた。得られたcDNA塩基配列を網羅的に決定しており、順次日本晴配列との相同検索を行なっている。
分岐の数値解析における精度保証の研究

1.分岐現象の多くは系の対称性に由来するので,群対称性をもつ方程式系の数値計算に関して,構造工学や制御工学における現状を調査,整理した.偏微分方程式の対称性を保持しながら離散化を行うことの重要性は,理論的・概念的レベルでは十分認識されているものの,具体的な計算技法としては確立されてはいない.ブロック対角化に基づく効率化の手法については,群論としての数学的な原理の部分は,多くの文献に明確に記述されているが,それを実際に適用した例は少ない.とくに,変換行列の生成や,行列の疎性との関わりについては,まだまだ,研究が少ない.後者に関して,疎行列手法の多くと群対称性に基づく分割手法は基本的に両立しうるとの結論を得た.2.2次元流体の渦層の形成に関する数値計算を通じて,数値計算誤差が分岐解に与える影響の大きさを観察した.誤差の影響は大きく,これをうまくコントロールするような算法を用いることではじめて意味のある現象が再現される.現状では,算法の誤差を定性的に見積る段階に留まっており,精度保証の段階には至っていない.3.材料の強度変動の仕組みを初期不整を伴う定常分岐によって説明しようとする研究(研究発表の項の池田らとの共著論文)の成果を逆手にとって数値計算に利用するという着想に至った.すなわち,数値計算上の丸め誤差を「初期不整」に,分岐の数値計算結果を「材料の強度」に対応させることにより,真の分岐解のより高精度の推定値が得られると期待される.この方法を発展させて精度保証法が構成できるかどうかは,今後の課題として残された.1.分岐現象の多くは系の対称性に由来するので,群対称性をもつ方程式系の数値計算に関して,構造工学や制御工学における現状を調査,整理した.偏微分方程式の対称性を保持しながら離散化を行うことの重要性は,理論的・概念的レベルでは十分認識されているものの,具体的な計算技法としては確立されてはいない.ブロック対角化に基づく効率化の手法については,群論としての数学的な原理の部分は,多くの文献に明確に記述されているが,それを実際に適用した例は少ない.とくに,変換行列の生成や,行列の疎性との関わりについては,まだまだ,研究が少ない.後者に関して,疎行列手法の多くと群対称性に基づく分割手法は基本的に両立しうるとの結論を得た.2.2次元流体の渦層の形成に関する数値計算を通じて,数値計算誤差が分岐解に与える影響の大きさを観察した.誤差の影響は大きく,これをうまくコントロールするような算法を用いることではじめて意味のある現象が再現される.現状では,算法の誤差を定性的に見積る段階に留まっており,精度保証の段階には至っていない.3.材料の強度変動の仕組みを初期不整を伴う定常分岐によって説明しようとする研究(研究発表の項の池田らとの共著論文)の成果を逆手にとって数値計算に利用するという着想に至った.すなわち,数値計算上の丸め誤差を「初期不整」に,分岐の数値計算結果を「材料の強度」に対応させることにより,真の分岐解のより高精度の推定値が得られると期待される.この方法を発展させて精度保証法が構成できるかどうかは,今後の課題として残された.
NMR分光・X線結晶解析・クライオ電顕法・高速回転関数法による筋肉超分子構造決定

骨格筋と心筋では,細胞内カルシウム濃度が1μMを越えるとアクチンとミオシンとの相互作用が活性化され,二種類のフィラメントは滑りあって筋収縮が生じる。カルシウムの標的はアクチンと結合するトロポニンであり,カルシウムによるトロポニンの構造変化は収縮制御のトリガーとなる。トロポニンは3つのコンポーネントからなっている。TnTはトロポミオシンと結合し,TnCはカルシウムを結合し,TnIはアクチンと結合して収縮を阻害する。カルシウムを結合したTnCはTnIと強く結合し,TnIの阻害活性を喪失させる。TnCとCa^<2+>の結合は結晶解析やNMR分光法で原子レベルで研究されてきたが,筋弛緩の分子機構を明らかにする上で重要なトロポニンとアクチンの結合の詳細は不明であった。アクチン・トロポミオシン・トロポニンの分子比は7:1:1であり,1分子のトロポニンが7分子のアクチンを制御しなければならない。トロポミオシンは長さが約400Åの棒状分子であり,7分子のアクチンと結合しているので,トロポニン→トロポミオシンへ伝搬すると,長さ約400Åの範囲に広がり,7分子のアクチンが制御されると想定されてきたが,その詳細は不明であった。本研究では,クライオ電子顕微鏡法で得られた細いフィラメントの立体構造から明らかにされたトロポニンのアクチン結合ドメインの原子構造を,トロポニン三者複合体のNMR分光により決定し,これを電子顕微鏡マップに当て嵌め,アクチンとトロポニンが11個の塩橋を介して結合することを明らかにした。これに関与するアミノ酸の内,6個でその変異が家族性心筋症を引き起こすことが知られており,本研究はその病因を原子モデルのレベルで明らかにした。また,アクチンに結合したトロポニンはトロポミオシンを押すことによりトロポミオシンを移動させ,アクチン7分子へと制御を拡大していることを提唱した。
細菌性下痢毒素の宿主受容体と下痢活性発現

本研究では、細菌性下痢毒素のうち受容体との相互作用の解析が比較的容易と考えられる低分子蛋白毒素の受容体に焦点をしぼって研究を行った。毒素原性大腸菌が産生する耐熱性エンテロトキシン(STh)は、アミノ酸19残基から成る毒素で、腸管膜グアニレートシグラーゼを活性化してその結果に下痢を起こす。さらに、この毒素のN端末アミノ酸から6番目のアミノ酸と18番目のアミノ酸に至る13残基のアミノ酸部分は、3対のジスルフィド結合を有して安定であり、毒素の活性中心を構築している。まず腸管膜のSTh結合部位を検索するためにSThの活性中心を含み且つフォトリアクティブな官能基を分子中に組み込んだSThアナローグN-5-azido-2-nirtobenzoy1-STh〔5-19〕(ANB-STh〔5-19〕)を合成した。このANB-STh〔5-19〕を^<125>Iでアイソトープ標識した^<125>I-ANG-STh〔5-19〕とラット小腸刷子縁細胞膜とを反応させてUV照射し、STh結合部位をフォトアフィニティラベルした。この結果、^<125>I-ANB-STh〔5-19〕は分子量70KDaの蛋白(70KDa蛋白)と特異的に結合することから70KDa蛋白がSTh受容体であることがわかった。70KDa蛋白は、YersinidaanterocolitecaやVibno choleralnon 01の産生する耐熱性エンテロトキシンともSThとの結合とほぼ同じ親和性をもって結合することから、これら3種のエンテロトキシンは共通の受容体を介して下痢原性を発現すると考えた。次に、STh活性中心の3つのジスルフィド結合の機能について、結合数と架橋位置を異にする7種のSThアナローグを合成してしらべた。SThのジスルフィド結合のうちN末端から7番目のシスティンと15番目のシスティンとの間のジスルフィド結合ともうひとつのジスルフィド結合が、SThと受容体との結合および下痢原性に必須であり、活性中心の立体構造が重要であることを示唆している。本研究では,下痢原因毒素がいかなる情報伝達過程を経て,宿主に下痢を発症させるのかについて,毒素原性大腸菌が産生する耐熱性エンテロトキシン(STh)の腸管膜上受容体の構造と機能を明らかにすることを中心に研究を進めた.まず, SThは19個のアミノ酸から成るペプチドであり,下痢原性を示す最小単位の構造は,アミノ酸15残基から成るSTh〔5-19〕であることがわかっている.そこでSTh(STh〔1-19〕)とSTh〔5-19〕のそれぞれのN末端アミノ酸にフォトアフィニティ結合能をもつ官能基を導入し, ^<125>I-5-azido-2-nitrobenzoyl-STh〔1-19〕(125I-ANB-STh〔1-19〕)と^<125>I-5-azido-2-nrorobenzoyl-STh〔5-19〕(^<125>I-ANB-STh〔5-19〕)を調製した.

これらのSTh誘導体を用いてラット小腸膜上のSTh受容体をフォトアフィニティラベリングによりしらべた結果,いずれのSTh誘導体を用いた場合でも特異的に結合する4種のSTh受容体R-I, R-II, R-III, R-IVを検出した. R-I, R-II, R-III, R-IVの分子量は,それぞれ160kd, 150kd, 77-81kd, 59kdであり,二次元電気泳動によって得た等電点の値は, R-III pI7.0, R-IVはpI6.0であった.さらに, SThの受容体は,一次構造と作用がSThと酷似しているYersinia erterocoliticaの耐塑性エンテロトキシン(Y-ST)やVibrio choleral〓on01(NAG-ST)とも,ほぼ同じ親和性をもって結合することから, STh, Y-ST, NAG-STは共通の宿主受容体との結合を介して下痢原性を発現していることがわかった.現在, STh受容体の精製を, R-IIIの精製を中心に行っている.前年度の研究においてラット小腸刷子縁細胞膜に存在するSTh結合蛋白が4種類検出された。本年度は、SThの活性アナローグのみならず、Yersinia enterocoliticaの耐熱性エンテロトキシン(Y-ST)やVibroo choleralnon 01の耐熱性エンテロトキシン(NAG-ST)の活性アナローグを合成して、4種の結合蛋白との親和性と下痢活性との相関をしらべた。その結果、分子量70kDaの蛋白(70-kDa蛋白)が極めて強い親和性を活性アナローグに対して示した。しかし、他の結合蛋白の活性アナローグに対する親和性は70kDa蛋白の親和性の1/1000以下であった。かかる事実は、70kDa蛋白が腸管膜でSTh、Y-ST、NAG-STの共通の受容体として下痢活性発現の機能、とくに毒素の初期情報伝達に寄与することを示している。次に、70kDa蛋白の精製を行った。ラット小腸膜を多量に調製し、0.1%ルブロールで可溶化し、SephaciylHR300カラムクロマトクロマトフォーカシング、Superose12やMonoQカラムによる高速液体クロマトを順に用いて精製した。しかし、この最終標品には数種の混在する蛋白が認められ完全な精製に至っていない。この精製の過程および部分精製標品を用いた実験から、70kDa-蛋白はより高分子受容体(分子量190kDa)のコンポーネントであり、マンノースを分子内に有する糖蛋白であることがわかった。SThの活性中心を構成する3つのジスルフィド結合について、結合数と架橋位置を異にする7種のSThアナローグを合成してしらべた。SThのジスルフィド結合のうちN末端から7番目のシスティンと15番目のシスティンとの間のジスルフィド結合のほかにもうひとつのジスルフィド結合がSThと受容体および下痢原性に必須であり、活性中心の立体構造が極めて重要である知見を得た。
羊膜由来幹細胞の移植による網膜機能の再生

羊膜は妊娠時、母体の子宮内で胎児を包んでいる膜で、出産時に排出され、処分されるものである。帝王切開で得られた羊膜は、眼表面疾患の治療のために既に広く移植されている、臨床応用されている膜である。この羊膜からは多能性幹細胞を分離することができる。羊膜由来多能性幹細胞は、網膜下に移植することで網膜を構成する細胞へ分化する能力を持つ事が証明された。また、網膜電図上、網膜機能の回復の可能性も示唆された。免疫抑制の有無で網膜変性モデルマウスの網膜下に移植したヒト羊膜由来の神経幹細胞の生着率や網膜の機能再生に差があるかを比較す検討した。免疫正常な網膜変性モデルマウスの網膜変性眼の網膜下にもヒト羊膜由来神経幹細胞を移植し、昨年と同様の方法にて一定期間ごと検討した。免疫抑制に関しては、免疫抑制剤の代わりに、PD-L1やFasLといった免疫抑制性分子の発現調節により拒絶抑制を試みた。さらに、GITR-Lの機能調節にの機能調節により幹細胞拒絶部位に制御性T細胞をリクルートして免疫調整することも試みた。羊膜由来神経幹細胞が、障害された網膜で機能回復させることが出来るかを検討するため、ヒト羊膜由来神経幹細胞をドナーとして、免疫正常なマウスの正常眼、シクロスポリンで免疫抑制したマウスの正常眼、シクロスポリンで免疫抑制した網膜変性モデルマウスの網膜変性眼の網膜下に移植した。一定期間ごとに眼球を摘出し、免疫抑制の有無、網膜変性の有無でのドナー細胞の生着と分化を病理的学的、免疫組織化学的に解析した。また網膜変性モデルマウスへの羊膜由来神経幹細胞の網膜下移植後には、一定期間ごとに網膜電図を記録し、電気生理学的に網膜の機能再生を解析した。節電による飼育室縮小のためのマウスの移動や一時的な実験スペースの縮小があり、遅れていたが現在の進行状況はきわめて順調である。節電による飼育室縮小のためのマウスの移動や一時的な実験スペースの縮小があり、研究費および研究計画の一部を次年度へと繰り越した。現在は順調であり、今後の研究計画に変更は無い。今後は免疫抑制の有無で、網膜変性モデルマウスの網膜下に移植したヒト羊膜由来幹細胞の生着率や網膜の機能再生に差があるかを比較検討する、免疫正常な網膜変性モデルマウスの網膜変性眼の網膜下にもヒト羊膜由来幹細胞を移植し、一定期間ごとに眼球を摘出し、免疫抑制の有無、網膜変性の有無でのドナー細胞の生着と分化を病理的学的、免疫組織化学的に解析する。免疫抑制の代わりに、PD-1やFasLといった免疫抑制性分子の発現調節により免疫抑制を試みる。更に、GITR-Lの機能調節により幹細胞拒絶部位に制御性T細胞をリクルートして免疫調整することも試みる。実験動物(マウス)、移植用の器具、細胞培養や染色用の試薬などの消耗品、実験関連参考書などの図書と資料の購入、成果発表のための旅費などに使用する予定である。
造血細胞の遺伝子操作

体細胞あるいは生殖系列細胞の遺伝子操作を軸とした造血システムの研究を行った。[造血幹細胞の直接的遺伝子操作]1.遺伝子導入造血幹細胞の選択的増幅システムの開発(小澤):新しいタイプの選択的増幅遺伝子として、分子スイッチにエリスロポエチン受容体を用いるものを開発し、従来型より効率が良いことを確認した。2.小型霊長類造血幹細胞の特徴化と遺伝子導入(谷):抗コモンマーモセットCD34単クローン抗体をクローン化した。GFP発現HIV(VSV)シュードタイプレンチウィルスベクターを用いて、コモンマーモセットCD34陽性細胞に遺伝子導入し、NOD/SCIDマウスへの移植実験を行った。3.幹細胞への効率の良い遺伝子導入法の開発(北村):ネコ内因性レトロウイルスRD114のenvを利用した新しいパッケイジング細胞PLAT-Fを樹立した。この系で作製したウイルスベクターで臍帯血由来造血細胞に遺伝子導入し、NOD/SCIDマウスへの移植実験を行った。[発生工学的アプローチによる造血システムの解析]1.発生工学的手法を用いた造血・血管系システムの解析(吉田):リンパ浮腫を呈する突然変異マウスにおける血管からリンパ管への血流の移行に関して、小腸粘膜絨毛の毛細血管から中心リンパ管への移行に端を発している可能性が高いことが判明した。2. IL-7Rのリンパ球増殖・分化シグナル(生田):IL-7レセプターのシグナル伝達分子のSTAT5が5'Jg1プロモーター領域に転写共役因子をリクルートし、ヒストンのアセチル化を介してTCRγ遺伝子座のクロマチン構造変換を促し、転写とDNA組換えを誘導することを示した。3.マウストランスポゾンシステムを利用した造血系新規遺伝子の探索(竹田):個体内で効率よく移動するマウストランスポゾンを利用して網羅的遺伝子機能解析システムの樹立を推進した。体細胞あるいは生殖系列細胞の遺伝子操作を軸とした造血システム研究を行った。[造血幹細胞の直接的遺伝子操作](1)遺伝子導入造血幹細胞の選択的増幅システムの開発(小澤):遺伝子導入細胞の体内増幅のための選択的増幅遺伝子の改良と、造血幹細胞の体外増幅のための分化制御遺伝子の有効性に関する検討を行った。(2)小型霊長類血幹細胞への遺伝子導入実験(谷):小型霊長類コモンマーモセット末梢血幹細胞に多剤耐性遺伝子(MDRI)を導入後、自家移植を行い、MDRI遺伝子導入細胞による造血再構築を長期にわたり観察した。移植約3年後も1%の末梢血・骨髄前駆細胞がビンクリスチン耐性コロニーとなった。[発生工学的アプローチによる造血システムの解析](1)ジーンターゲティング法による造血関連遺伝子の解析(吉田)。IL-18欠損マウスでは、IFNγ産生低下、Thl細胞の分化障害やNK細胞活性化の低下がみられたが、IL-12とIL-18が協調して働くことがダブルノックアウトマウスの解析より明らかになった。ケモカインPBSF/SDF-Iやその受容体CXCR4欠損マウスの解析により、これらは胎児肝および骨髄での造血、消化管の血管形成に重要であることを明らかにした。(2)造血細胞分化におけるIL-7受容体の役割(生田):IL-3やIL-7依存性の血液細胞株において、IL-7Rのシグナル伝達分子のSTAT5がTCRγ遺伝子のgermline転写を誘導し、accessibilityを調節する可能性が示された。(3)発作性夜間血色素尿症(PNH)モデルマウスと造血幹細胞制御(竹田):PNHのクローン優位性機構を解析するため、その原因遺伝子PIG-Aが血液系だけで欠損しているモデルマウスを構築した。しかし、この系ではクローン優位性は観察されず、別の要因の関与が示唆された。[造血幹細胞の直接的遺伝子操作]1.遺伝子導入造血幹細胞の選択的増幅システムの開発(小澤) :これまで開発を進めてきた選択的増幅遺伝子及びその改良型の評価、さらにMpl遺伝子を利用した新規選択的増幅遺伝子の開発を行った。2.小型霊長類造血幹細胞の特性解明と遺伝子導入(谷) :マーモセット移植抗原クラスII遺伝子多型性に基づきコモンマーモセットの家系図を作製すると共に、クラスI遺伝子がマーモセット染色体第4長腕セントロメア近傍にあることを明らかにした。[発生工学的アプローチによる造血システムの解析]1.発生工学的手法を用いた造血系システムの解析(吉田) :コンディショナルターゲティングによりT細胞特異的STAT3欠損マウスを作成し、正常T細胞においてIL-6やIL-2刺激による増殖反応が著明に低下していること、その機構は異なっていることを明らかにした。2.造血幹細胞へのIL-7受容体(IL-7R)遺伝子の導入(生田) : IL-7Rにより活性化されたStat5がJγ遺伝子のgermline転写を誘導し、転写共役因子によるヒストンのアセチル化を介してTCRγ遺伝子座のaccessibilityを上昇させ、V-J組換えを誘導することを明らかにした。3.発作性夜間血色素尿症(PNH)クローンの増殖優位性獲得機序の解明(竹田) :コンディショナルジーンターゲティング法により血液系のみで遺伝子破壊がみられるマウスシステムを構築し、発作性夜間血色素尿症(PNH)の病態を解析した。PIG-A変異だけではPNHの病態を説明できないことが判明した。

体細胞あるいは生殖系列細胞の遺伝子操作を軸とした造血システムの研究を行った。[造血幹細胞の直接的遺伝子操作]1.遺伝子導入造血幹細胞の選択的増幅システムの開発(小澤):これまで開発を進めてきた選択的増幅遺伝子の評価をマウスやサルの系で行い、体内で機能することを確認した。2.小型霊長類造血幹細胞の特性解明と遺伝子導入(谷):GFP発現HIV(VSV)シュードタイプウィルスベクターを用いて、ヒトならびにコモンマーモセットの造血幹細胞へ遺伝子導入することができた。3.造血細胞用レトロウイルスベクターシステムの開発(北村):エコトロピックウイルスのパッケージング細胞PLAT-Eと造血幹細胞用ベクターpMYの組み合わせで高力価のレトロウイルスベクターを産生することができた。[発生工学的アプローチによる造血システムの解析]1.発生工学的手法を用いた造血系システムの解析(吉田):乳糜腹水、リンパ浮腫を特徴とし、リンパ管発生異常と考えられる突然変異マウスの解析を行った。2.IL-7Rのリンパ球増殖分化シグナル(生田):IL-7レセプターのシグナル伝達分子のSTAT5が、5'Jglプロモーター領域に転写共役因子をリクルートし、ヒストンのアセチル化を介してTCRγ遺伝子座のaccessibilityを上昇させ、germline転写とV-J組換えを誘導することを示した。3.マウストランスポゾンシステムの開発(竹田):GFP遺伝子を指標にマウス個体での遺伝子トランスポジションを観察した。高頻度にトランスポジションが確認できたので、今後、個体レベルでの遺伝子機能解析に多大な貢献が期待できる。[造血幹細胞の直接的遺伝子操作]1.遺伝子導入造血幹細胞の選択的増幅システムの開発(小澤):新しいタイプの選択的増幅遺伝子として、分子スイッチにエリスロポエチン受容体を用いるものを開発し、従来型より効率が良いことを確認した。2.小型霊長類造血幹細胞の特徴化と遺伝子導入(谷):抗コモンマーモセットCD34単クローン抗体をクローン化した。GFP発現HIV(VSV)シュードタイプレンチウィルスベクターを用いて、コモンマーモセットCD34陽性細胞に遺伝子導入し、NOD/SCIDマウスへの移植実験を行った。3.幹細胞への効率の良い遺伝子導入法の開発(北村):ネコ内因性レトロウイルスRD114のenvを利用した新しいパッケイジング細胞PLAT-Fを樹立した。この系で作製したウイルスベクターで臍帯血由来造血細胞に遺伝子導入し、NOD/SCIDマウスへの移植実験を行った。[発生工学的アプローチによる造血システムの解析]1.発生工学的手法を用いた造血・血管系システムの解析(吉田):リンパ浮腫を呈する突然変異マウスにおける血管からリンパ管への血流の移行に関して、小腸粘膜絨毛の毛細血管から中心リンパ管への移行に端を発している可能性が高いことが判明した。2. IL-7Rのリンパ球増殖・分化シグナル(生田):IL-7レセプターのシグナル伝達分子のSTAT
恒星を取り囲む彗星雲の起源と進化についての研究

恒星を取り囲む彗星雲の起源と進化の解明へむけて、微惑星の軌道進化の数値シミュレーションを行なった。彗星雲は微惑星が2段階の力学進化、すなわち(1)惑星散乱による遠日点距離の増大、(2)銀河潮汐力などの外力による近日点距離の増大、を経て形成されたと考えられている。本年度は第1段階の解明の結果を、論文にまとめ、さまざまな学会で発表した。また並行して第2段階の解明も進め、論文にまとめた。第1段階では、初期条件として中心星と1個の円軌道の惑星からなる惑星系を想定した。そこに任意の軌道要素を持つ微惑星を置き、円制限三体問題のモデルの下で微惑星の軌道進化を数値計算した。数値計算結果を元に、微惑星の運命(惑星への衝突・惑星系外への脱出・軌道長半径の増大)の確率の、微惑星軌道要素、惑星の質量・軌道長半径への依存を解明した。またそれらを再現する簡単な解析的表記の導出に成功した。この結果より、太陽系の彗星雲(オールト雲)の形成に最も寄与した惑星は木星であると推測した。また、惑星散乱により彗星雲候補となる微惑星の確率とその軌道長半径の分布を推定することができた。第2段階では、近日点を惑星領域に、遠日点を中心星から数千AU以遠に持つ微惑星の軌道が銀河潮汐力によりどのように進化するかを用いて調べた。数値計算だけでなく永年摂動論を用いた解析的解釈も取り入れた。ここでは、銀河潮汐力の、銀河面に対して垂直方向の成分のみを扱った。その結果、太陽系の環境では、長周期彗星の観測から予測されるようなオールト雲の形成は、銀河潮汐力だけでは形成されないことがわかった。オールト雲を再現するには、恒星や巨大分子雲との遭遇が不可欠であることを示すことができた。また、銀河の恒星密度が異なる場合や、惑星系の銀河面に対する傾斜角が太陽系と異なる惑星系に形成される彗星雲の姿を予測した。オールト雲などの彗星雲の起源を解明すべく、微惑星の軌道進化を、数値計算を用いて調べた。オールト雲とは太陽系を球殻状に取り囲む彗星の巣である。彗星は惑星の原材料となった微惑星の生き残りであると考えられており、惑星系の起原と進化を解明するためにも、オールト雲形成の解明は重要である。オールト雲は以下のように形成されたと考えられている。(1)ダストから微惑星が形成される。(2)微惑星は惑星の重力摂動を受け、遠日点が大きな楕円軌道に進化する。(3)微惑星は銀河系ポテンシャルなどの外力により、惑星の摂動を受けない軌道に進化し、同時に軌道傾斜角がランダム化され球殻状に分布する。このオールト雲形成シナリオの第2段階にあたる、惑星による微惑星の散乱過程を、円制限三体問題として扱い数値計算を行った。強い惑星摂動を受けた微惑星の運命には、楕円軌道を保ち続ける以外に、惑星への衝突、中心星への落下、惑星系外への脱出(離心率が1を越えるもの。これを離心率の進化の目安とする)が考えられる。微惑星の1ケプラー周期あたりにこれらの起きる確率を数値計算を用いて得た。また、単位時間・単位面密度あたりに惑星に衝突・系外に脱出する微惑星の個数の期待値を衝突・脱出効率と定義した。そして先に数値計算で求めた確率と林モデルの微惑星個数密度分布を使って効率を算出した。定性的には離心率が大きくなると衝突効率は下がり、脱出効率は上がる。軌道傾斜角が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに下がる。惑星軌道長半径が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに下がる。惑星質量が大きくなると衝突効率、脱出効率ともに上がる。これら数値計算の結果のパラメータ依存を調べることより、解析的表式を導出した。またこの解析的表示を使って、太陽系や系外惑星系の惑星による微惑星の散乱の結果について議論した。本年度は第1段階の解明を昨年度に引き続き進め、論文にまとめた。また並行して第2段階の軌道計算もはじめた。数値計算だけでなく永年摂動論を用いた解析的解釈も取り入れている。今後は数値的、解析的アプローチの両方を用いて、銀河環境と形成される彗星雲との関係の解明を進める。