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肥満関連大腸癌の発癌過程におけるADAM17の役割

本研究では、ADAM17を介したシグナル伝達経路が肥満関連大腸癌の発癌過程にどのような役割を果たすのかについて解明を進める。肥満関連大腸癌の発癌、進展にはleptinやTNF-αといった肥満関連cytokinesが重要な役割を果たしていると報告されている。ADAM17はTNF-αの膜型前駆体を切断・可溶化する酵素として同定された分子であるが、肥満関連大腸癌の発癌過程にどのような役割を果たしているかについては明らかでない。われわれは肥満マウスを用いて大腸腫瘍の発生に関する研究を行っており、アゾキシメタン(AOM)を用いた肥満関連大腸癌発癌マウスモデルを樹立し、肥満マウスで大腸腫瘍数が有意に増加することを示した。その大腸粘膜には高度のF4/80陽性単球の浸潤を認め、肥満による慢性持続炎症によるcytokinesの強い影響が示唆された。われわれは、multiplexを用いてcytokines濃度を網羅的に測定した。特にTNF-αの濃度は体重依存性に増加しており、TNF-αが肥満関連大腸癌の発生機序に大きな役割を果たす可能性を示した。TNF-α変換酵素であるADAM17による切断で速やかにsheddingされて遊離型TNF-αとなり、オートクライン・パラクライン機序により各種の細胞を活性化させ、本遺伝子の抑制により肥満関連大腸癌が減少すると予想された。そこでわれわれは、肥満関連大腸癌の新たな制御遺伝子としてADAM17に着目し、以下の手順で研究を遂行する予定である。1.ADAM17コンディショナルKOマウスを用いた肥満関連大腸癌のメカニズムの解明、2.オルガノイドおよび大腸癌細胞株によるADAM17発現抑制の意義の評価、3.臨床検体を用いたADAM17発現と肥満関連因子の比較検討。本研究の根幹をなすのは、ADAM17flox/floxマウスと腸管上皮細胞でCreを発現するVillin-Creマウスを交配し、腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを作成することであるが、飼育区域に発生した感染症によりそれぞれのマウスが殺処分となってしまいマウスの作成が遅れてしまっている。現在、腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを得るための最終的な交配を行っており、ジェノタイピングが済み次第肥満関連大腸癌を作成するする予定である。一方で、研究の最終段階で行う予定であった臨床検体の検討についてはすでに開始しており、免疫染色の結果を蓄積中である。腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを得るための最終的な交配を行っており、ジェノタイピングが済み次第肥満関連大腸癌を作成する。これには約8か月ほどの時間を要する見込みであるが、その後、microarray解析へ速やかに移行する予定である。また、免疫染色の研究についてはマウスの検体を待つ必要はないので、ヒト検体を用いた研究を進め、臨床的観点から仮説の裏付けを進めていく予定である。本研究では、肥満関連cytokinesであるTNF-αの膜型前駆体を切断・可溶化する酵素として同定された分子であるADAM17が、肥満関連大腸癌の発癌過程にどのような役割を果たすのかに関する研究を、動物実験および臨床サンプル解析を用いて行っている。われわれの研究結果では、肥満マウスではTNF-αが有意に上昇していた。この結果から、ADAM17を介したTNF-αの制御が肥満関連大腸癌の抑制に大きく寄与していると考え、消化管特異的ADAM17コンディショナルノックアウトマウスの飼育を開始した。本年度の計画では、消化管特異的ADAM17コンディショナルノックアウトマウスにアゾキシメタンを腹腔内投与し、約半年間の時間をかけて発癌させ、遺伝子発現パターンと発癌状況の解析を行う予定であったが、われわれの施設の実験動物センターに発生した感染症のため当該マウスを処分せざる得なくなってしまい、実験計画に遅延が生じている。本研究において、消化管特異的ADAM17コンディショナルノックアウトマウスの飼育は本研究の根幹をなす部分であるが、すでにADAM17コンディショナルノックアウトマウスの飼育を再開することができている。予定の遅延への対応として、次年度施行予定であったヒト大腸癌検体を用いたADAM17の免疫染色とその解析を前倒しで開始した。ヒト大腸癌検体を用いた結果から、臨床応用に向けた基盤的結果を得ることができると考えている。われわれの施設の実験動物センターに発生した感染症のため当該マウスを処分せざる得なくなってしまったため、約半年間の実験の遅れが生じてしまった。

われわれは、multiplexを用いてcytokines濃度を網羅的に測定した。特にTNF-αの濃度は体重依存性に増加しており、TNF-αが肥満関連大腸癌の発生機序に大きな役割を果たす可能性を示した。TNF-α変換酵素であるADAM17による切断で速やかにsheddingされて遊離型TNF-αとなり、オートクライン・パラクライン機序により各種の細胞を活性化させ、本遺伝子の抑制により肥満関連大腸癌が減少すると予想された。そこでわれわれは、肥満関連大腸癌の新たな制御遺伝子としてADAM17に着目し、以下の手順で研究を遂行する予定である。1.ADAM17コンディショナルKOマウスを用いた肥満関連大腸癌のメカニズムの解明、2.オルガノイドおよび大腸癌細胞株によるADAM17発現抑制の意義の評価、3.臨床検体を用いたADAM17発現と肥満関連因子の比較検討。本研究の根幹をなすのは、ADAM17flox/floxマウスと腸管上皮細胞でCreを発現するVillin-Creマウスを交配し、腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを作成することであるが、飼育区域に発生した感染症によりそれぞれのマウスが殺処分となってしまいマウスの作成が遅れてしまっている。現在、腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを得るための最終的な交配を行っており、ジェノタイピングが済み次第肥満関連大腸癌を作成するする予定である。一方で、研究の最終段階で行う予定であった臨床検体の検討についてはすでに開始しており、免疫染色の結果を蓄積中である。今後の計画としては、まずヒト検体を用いた免疫染色をさらに進め、期間内の後半に行う予定であった研究を行い、研究計画に遅延が生じないようにできる限りのことを行う。すでに飼育を再開した消化管特異的ADAM17コンディショナルノックアウトマウスを用いた大腸癌発癌モデルの作成は、数か月後に終了する予定であり、その後速やかに遺伝子発現解析を行う予定である。腸管上皮細胞特異的なADAM17コンディショナルKOマウスを得るための最終的な交配を行っており、ジェノタイピングが済み次第肥満関連大腸癌を作成する。これには約8か月ほどの時間を要する見込みであるが、その後、microarray解析へ速やかに移行する予定である。また、免疫染色の研究についてはマウスの検体を待つ必要はないので、ヒト検体を用いた研究を進め、臨床的観点から仮説の裏付けを進めていく予定である。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果である。購入予定であったマウスの飼料代がマウスの殺処分のため、翌年度の購入することになったため。
コミュニティの監視化と自生的な規範の生成に関する社会学的研究

本研究の目的は、現代日本において監視カメラの設置やゲーティッド・コミュニティの建設という「コミュニティの監視化」が進展するのはなぜなのかという問いに答えることである。また、こうした監視化が進む中で、それとは異なる論理をもつ人びとの実践をすくいとり、その現代的な意義を明らかにすることである。この目的を達成するために、研究代表者はまず従来の都市部を中心とした調査結果を、理論的な諸研究から位置づけ直し、その意義を明確化するとともに、他の監視機器に比して監視カメラの普及の度合が高いことや、監視カメラに社会の関心が集まる様子を表すデータを検討した。それにより、「コミュニティの監視化」が起きる機制とその社会的な背景を明らかにしようとした。この成果については論文としてまとめ『現代の社会病理』誌で発表した。また夏期には国際犯罪学会の発表を行った。研究代表者は、本研究計画に直結する国際セッション「Surveillance and the Reorganization of Community」を企画し、発表者を公募してセッションを開催した。セッションではグローバルな観点からも監視社会研究の重要性が高まりつつあることを確認するとともに、今後は比較研究に向けた調査・研究手法の構築が必要だという点でも発表者の意見が一致し、国際的な研究協力に向けた基盤を整えることができた。またこれと同時期に農村部における調査を実施した。近年では農村部でも安全・安心に対する志向性は高まっており、一部では監視カメラの設置も行われている。そして、こうした設置の際には、地域振興などを目指した新たなコミュニティが関わることも多い。だが、農村部ではそうした状況をな揺るがす日常的な実践の存在も見て取ることができた。そこで、そうした実践を現代の社会編成と生活領域のせめぎ合いの中で生起するものと位置づけ検討を行った。こうした社会編成と生活領域のせめぎ合いについては、監視カメラの歴史的な変遷についての発表を行った日本犯罪社会学会でも言及し、今後の監視社会研究においての重要な論点になりうることを示した。またこうした作業と並行して、冬季にはシドニー大学で開催された「日常生活と・における監視」会議に参加し、監視社会研究の第一人者であるカナダのクイーンズ大学のデビット・ライアン教授に会い研究成果を紹介するなど、今後の海外展開を見据えた活動も行ってきた。このように、研究代表者は年間を通して活発な研究活動を行ってきた。それにより、研究期間の短縮がありながらも、当初の研究目的に一定の解答を与えることができた。こうした活動の成果は国際的な監視社会研究の協力関係としても結実しており、当該分野において重要な意義をもつものだったと考えている。
アクティブラーニングによる学士課程教育の刷新とそれを可能にする組織開発

本研究の目的は、アクティブラーニングの導入によって学士課程教育が改善されるプロセス、および改善成功の鍵となる組織的要因を明らかにすることにある。研究期間全体の研究実施計画は(1)理論的枠組みの検討、(2)データ収集の方策の検討、(3)データの収集、(4)データの分析、(5)分析結果の考察、(6)要約と提言の大きく6つの段階にわかれる。本年度(4)データの分析では、個別指導や課題解決型学習などのアクティブラーニングの経験が授業時間外の自主学習に正の影響を与えていることが明らかになった。しかし、どのようなアクティブラーニングが授業時間外の自主学習を促進するのかは専門分野、学年、機関、授業形態によって異なる。(5)分析結果の考察では、授業時間外の自主学習を促進する指導の特性を検討した。授業時間外の自主学習は、4年次の研究室教育が決定的な影響を与えているというより、とくに工学系は4年間の前半で講義科目によって、また、後半では実験科目によって促進されており、カリキュラム全体をとおしてアクティブラーニングを効果的に組み合わせることによって授業時間外の自主学習が促進されていることをうかがわせる。(6)要約と提言として、今後のわが国の学士課程教育の改善に向けて、1つの科目の中に講義、実験、演習、卒業研究がこれまで採用してきたすぐれた指導方法を柔軟に取り入れて教育を多様化させること、そして、すべての授業形態において個別指導の機会を充実させて教育を個別化させることの重要性を指摘した。これについて、訪問先のリベラルアーツカレッジではカリキュラム、時間割、財源確保、教員のリクルートとマネジメントなどあらゆる面で少人数教育のための機関独自の工夫と努力が認められた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、アクティブラーニングの導入によって学士課程教育が改善されるプロセスと、改善成功の鍵となる組織的要因を明らかにすることにある。そのため、アクティブラーニングで高い効果を上げている国内外の成功事例を、複数のディシプリンから多角的かつ詳細に分析する。もう一つの目的は、これによって我が国の学士課程における教育改革を阻む教育実践上及び組織運営上の問題点を明らかにし、解決のためのプランを提言することにある。研究期間全体の研究実施計画は(1)理論的枠組みの検討、(2)データ収集の方策の検討、(3)データの収集、(4)データの分析、(5)分析結果の考察、(6)提言のまとめの大きく6つの段階にわかれる。本年度は、学士課程教育改善のプロセスに関する(1)理論的枠組みの検討と(2)データ収集の方策の検討を行った。国際比較を中心に理論的枠組みの検討を行った。米国のリベラルアーツカレッジの制度を導入し、自国の制度への適合を試みる諸外国の事例を調査し、比較のデータに加えることを研究グループで協議し、方針を決定した。成功事例にみられる組織的要因分析におけるデータ収集について検討を行った。国内の全国調査実施に向けたパイロット調査を実施し、アクティブラーニングの実態と効果について分析を進めるとともに、調査方法の課題と解決策について研究グループで協議し、方針を決定した。研究期間全体の実施計画は(1)理論的枠組みの検討、(2)データ収集の方策の検討、(3)データの収集、(4)データの分析、(5)分析結果の考察、(6)要約と提言の大きく6つの段階にわかれる。本年度は、主に(3)データの収集、(4)データの分析を行った。これまで、(1)理論的枠組みの検討では、主に学生調査に関する独立変数、従属変数、および分析モデルを検討し、(2)データ収集の方策の検討では、調査対象、調査方法、および分析の役割分担について検討した。本年度、(3)データの収集では国内で学生調査を実施した。質問項目は、在学中の学習目標、アクティブラーニングなどの学習経験、授業で身についた能力、職業観、カリキュラムのすぐれた点に及ぶ。調査は20機関の協力を得て、およそ5,000人の学部学生から回答を得た。(4)データの分析では、アクティブラーニングの経験が授業以外の自習時間に正の影響を与えていることが明らかになった。しかし、その効果は機関によって異なる。そこで、分析結果の全体的傾向に基づき、アクティブラーニングの促進要因と学習成果をさらに詳しく分析するための方法を検討した。リベラルアーツ教育のバリエーションに関する質的データを分析する方法について研究グループで協議した。また、国内大学の調査を実施し、アクティブラーニングの促進要因と学習成果に関する全体的傾向を把握した。もう一つの目的は、これによってわが国の学士課程における教育改革を阻む教育実践上及び組織運営上の問題点を明らかにし、解決のためのプランを提言することにある。

研究期間全体の研究実施計画は(1)理論的枠組みの検討、(2)データ収集の方策の検討、(3)データの収集、(4)データの分析、(5)分析結果の考察、(6)要約と提言の大きく6つの段階にわかれる。これまで、(1)理論的枠組みの検討では、主に学生調査に関する独立変数、従属変数、および分析モデルを検討し、(2)データ収集の方策の検討では、調査対象、調査方法、および分析の役割分担について検討した。前年度に引き続き本年度は(3)データの収集、(4)データの分析を行った。(3)データの収集では国内で学生調査を実施した。質問項目は、在学中の学習目標、アクティブラーニングなどの学習経験、授業で身についた能力、職業観、カリキュラムのすぐれた点に及ぶ。調査は新たに20機関の協力を得て、およそ2,200人の学部学生のデータを追加した。(4)データの分析では、授業形態を講義、実験、卒業研究に分け、理解の促進、参加管理、学習の個別化促進、個別指導の観点から教員の指導がアクティブラーニングに与える影響を検証した。その結果、アクティブラーニング促進の方法が機関によって異なる点を明らかにした。過去の全国調査に関する再分析によって、アクティブラーニングを促進する組織的要因、および促進要因の分野間比較をとおしてアクティブラーニングの実態の解明が進んだ。本研究の独自データからは、講義、実験などの異なる授業形態間の比較、同一分野の機関間、学年間比較をとおして指導における促進要因を詳細に把握することに成功した。(5)分析結果の考察、(6)要約と提言に向けて必要となる情報と新しい知見を蓄積しつつある。本研究の目的は、アクティブラーニングの導入によって学士課程教育が改善されるプロセス、および改善成功の鍵となる組織的要因を明らかにすることにある。本年度(4)データの分析では、個別指導や課題解決型学習などのアクティブラーニングの経験が授業時間外の自主学習に正の影響を与えていることが明らかになった。しかし、どのようなアクティブラーニングが授業時間外の自主学習を促進するのかは専門分野、学年、機関、授業形態によって異なる。(5)分析結果の考察では、授業時間外の自主学習を促進する指導の特性を検討した。授業時間外の自主学習は、4年次の研究室教育が決定的な影響を与えているというより、とくに工学系は4年間の前半で講義科目によって、また、後半では実験科目によって促進されており、カリキュラム全体をとおしてアクティブラーニングを効果的に組み合わせることによって授業時間外の自主学習が促進されていることをうかがわせる。(6)要約と提言として、今後のわが国の学士課程教育の改善に向けて、1つの科目の中に講義、実験、演習、卒業研究がこれまで採用してきたすぐれた指導方法を柔軟に取り入れて教育を多様化させること、そして、すべての授業形態において個別指導の機会を充実させて教育を個別化させることの重要性を指摘した。
地域資源活用における多角的意義の創出－「調和性」をキーとした自然科学的手法から－

地域資源を活用する意義は、地域振興や観光学において主に文系研究者により議論されてきた。一方で、競合が激化する地域振興事業において、いかに地域の独自性を確立できるかが求められており、新たな切り口からの地域資源活用の意義の探索が問われている。申請者はこれまで自然科学の視点から地域資源の一つである木材を対象として、異なる地域環境等での木材諸性質変動を物理学的(統計力学的)手法により明らかにしてきた。そこで本研究は、地域産と外部産を比較した際、自然科学的視点から両者にどのような変化が生じているのかを統計力学的手法により明示することで、これまで少なかった理系研究による地域資源活用の意義を探索する。
運動実践はKupffer細胞機能を改善し，脂肪性肝炎と肝発癌のリスクを低下させる

非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の発症や進展には腸内細菌菌体成分のエンドトキシンが重要な役割を演じる.一方,生体のKupffer細胞(KCs)によるエンドトキシンの処理能力もNAFLD発症の重要な要因である.NAFLDの予防と治療には運動実践が有用であるが,その詳細な分子メカニズムは十分に解明されていない.今年度は過食肥満マウス(p62KO)における運動負荷がKCsの異物貪食能とその表面マーカー,アディポカイン,ステロイドホルモンの産生・分泌に与える影響について検討した.30週齢の野生型マウス(WT)とp62KOマウスを用いた.p62KOマウスは安静群(p62KOrest)と運動群(p62KOexe)に分け3群で比較した.運動群には小動物用トレッドミルによる中強度走運動を週5回1ヶ月間, 10-18m/分, 50分/日負荷した.KCsのbeads貪食能と,貪食能活性マーカーであるCD68陽性細胞の割合は,WTに比してp62restにおいて低値を示したが,運動負荷により増大した.KCs表面におけるCD11b陽性細胞率はWTに比してp62KOrestで増加したが,p62KOexeでは抑制された.CD206陽性細胞率は群間で差を認めなかった.TLR4陽性細胞率はWTに比してp62KOrestにおいて増加し,p62KOexeにおいては低値を示した.Adiponectinはp62restとp62KOexeの両者で低値を示した.一方,DHEAはWTに比してp62restで低値を示したがp62KOexeで増加した.過食肥満マウスにおける中強度走運動の継続は減弱したKCs異物貪食能の回復と形質変化を誘導した.その背景にはDHEAの関与が示唆された.本結果は運動がNAFLDの病態改善に有用であることの分子メカニズムの一つであると考えられた.昨年度は,野生型マウスに継続的走運動を負荷することでKCs貪食能が増大し,外因性毒素の除去能が増大することを見出した.今年度は過食肥満マウスにおける中強度走運動の継続が、減弱したKCs異物貪食能の回復と形質変化を誘導することを見出した.本結果は肥満者に罹患率の多いNAFLDの病態改善に運動が有用であることの分子メカニズムの一つであると考えられた.ヒトメタボリック症候群に類似する過食肥満モデル“p62遺伝子欠失マウス" (p62 KO)に60 %高脂肪食を摂餌させると重症の脂肪性肝炎を発症する.今年度は,新規脂肪性肝炎マウスに対して,継続的走運動による肝病変の改善効果についてより詳細に検討する予定である.雄性5週齢のp62 KOに60%高脂肪食を12週摂餌させ,同期間,マウス用トレッドミルにて週5回の走運動(10 - 18 m/minの漸増負荷,計50 min)を継続し(Ex群),非運動群(Rest群)と比較する.経時的に体重および体組成を解析する.肝病変について,血液生化学,病理組織学(SAF score),炎症・線維化関連分子の定量的PCRにて解析する.加えて門脈血,末梢血のLPS濃度を測定する予定である.多重平行ヒット仮説(Tilg H, et al. Hepatology 2010)より,非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の発症や進展には腸内細菌菌体成分のエンドトキシンが重要な役割を演じる.一方,生体のKupffer細胞(KCs)によるエンドトキシンの処理能力もNAFLD発症の重要な要因である.NAFLDの予防と治療には運動実践が有用であるが,その詳細な分子メカニズムは十分に解明されていない.本年度は,運動負荷がKCsの表現形質に与える影響を検討するために,エンドトキシンに対する生体クリアランスと炎症応答反応の観点より解析した.In vivo実験では,野生型マウス8週齢を安静群と中強度の運動群(週5回を3ヶ月間,漸増負荷10-18 m/分, 50分/日)に分けた.運動負荷の最終日の翌日にエンドトキシン(0.01 microgram/g body weight)を尾静脈投与し,同部位から経時的に血漿エンドトキシン濃度と炎症性サイトカイン濃度(TNF-alphaとIL-6)を測定した.研究結果としてIn vivo実験では,エンドトキシンの血中濃度ー時間曲線下面積は,安静群に比して運動群では有意に減少した.Et投与1.5時間後のTNF- alpha,IL-6濃度は,運動群では安静群に比して低値を示した.運動負荷はEtに対する生体クリアランスの増大と炎症応答を低下させた.マクロファージの除去を施したマウスでは,運動負荷によるこれらの効果は消失した.KCsのbeads貪食能は運動群において増加した.長期間の中強度運動の継続はKCsの貪食能向上によるエンドトキシンに対する生体クリアランスの増大と炎症応答反応の低下を誘導した.運動実践によるNAFLDの肝病態の改善には,KCsの形質変化が介在すると考えられた.マウスにおける中強度の運動負荷の継続は,Kupffer細胞貪食能を向上させることにより生体のエンドトキシンに対するクリアランスを増大させ,また,炎症応答の低下を誘導するという新しい研究成果が得られた.非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の発症や進展には腸内細菌菌体成分のエンドトキシンが重要な役割を演じる.一方,生体のKupffer細胞(KCs)によるエンドトキシンの処理能力もNAFLD発症の重要な要因である.

NAFLDの予防と治療には運動実践が有用であるが,その詳細な分子メカニズムは十分に解明されていない.今年度は過食肥満マウス(p62KO)における運動負荷がKCsの異物貪食能とその表面マーカー,アディポカイン,ステロイドホルモンの産生・分泌に与える影響について検討した.30週齢の野生型マウス(WT)とp62KOマウスを用いた.p62KOマウスは安静群(p62KOrest)と運動群(p62KOexe)に分け3群で比較した.運動群には小動物用トレッドミルによる中強度走運動を週5回1ヶ月間, 10-18m/分, 50分/日負荷した.KCsのbeads貪食能と,貪食能活性マーカーであるCD68陽性細胞の割合は,WTに比してp62restにおいて低値を示したが,運動負荷により増大した.KCs表面におけるCD11b陽性細胞率はWTに比してp62KOrestで増加したが,p62KOexeでは抑制された.CD206陽性細胞率は群間で差を認めなかった.TLR4陽性細胞率はWTに比してp62KOrestにおいて増加し,p62KOexeにおいては低値を示した.Adiponectinはp62restとp62KOexeの両者で低値を示した.一方,DHEAはWTに比してp62restで低値を示したがp62KOexeで増加した.過食肥満マウスにおける中強度走運動の継続は減弱したKCs異物貪食能の回復と形質変化を誘導した.その背景にはDHEAの関与が示唆された.本結果は運動がNAFLDの病態改善に有用であることの分子メカニズムの一つであると考えられた.昨年度は,野生型マウスに継続的走運動を負荷することでKCs貪食能が増大し,外因性毒素の除去能が増大することを見出した.今年度は過食肥満マウスにおける中強度走運動の継続が、減弱したKCs異物貪食能の回復と形質変化を誘導することを見出した.本結果は肥満者に罹患率の多いNAFLDの病態改善に運動が有用であることの分子メカニズムの一つであると考えられた.今回の研究成果に関して,エンドトキシン濃度の増加がないことにも関わらず,中強度の運動負荷がKCsの表現形質を変化させた因子についてはさらなる検討が必要である.異物貪食能に影響を与えることが報告されているステロイドホルモンの末梢血濃度について測定を行い,病態との関連性について検討する.ヒトメタボリック症候群に類似する過食肥満モデル“p62遺伝子欠失マウス" (p62 KO)に60 %高脂肪食を摂餌させると重症の脂肪性肝炎を発症する.今年度は,新規脂肪性肝炎マウスに対して,継続的走運動による肝病変の改善効果についてより詳細に検討する予定である.雄性5週齢のp62 KOに60%高脂肪食を12週摂餌させ,同期間,マウス用トレッドミルにて週5回の走運動(10 - 18 m/minの漸増負荷,計50 min)を継続し(Ex群),非運動群(Rest群)と比較する.経時的に体重および体組成を解析する.肝病変について,血液生化学,病理組織学(SAF score),炎症・線維化関連分子の定量的PCRにて解析する.加えて門脈血,末梢血のLPS濃度を測定する予定である.
２０世紀前半の日本における新生児医療の社会史

本研究は20世紀前半の日本の新生児医療に関する社会医学史研究である。主たる一次史料として、1938年に東京郊外で実施された「滝野川区健康調査」を用いた。まず、分娩関連費用の分析から、新生児の出生の状況を検討した。また、新生児・乳幼児(5歳未満児)の傷病時の医療費の内訳を分析し、家庭の治療選択の状況を検討した。さらに、当該の健康調査を国際的な文脈に位置づけたときの特徴を検討した。得られた知見は、2018年度のAmerican Association for the History of Medicine年次総会(ロサンゼルス)で口頭発表したほか、2018年12月刊行の英文誌Social Science Diliman 14(2):1-25のアジア医学史特集の一部として掲載された。内容の概略を以下に示す。(1)「滝野川区健康調査」の調査対象家庭に誕生した全ての児は、出生時と新生児期に、医療の専門職(産婆または医師)による標準化されたケアを受けていた。大部分の児は産婆の立ち合いのもと自宅で誕生したが、富裕家庭では大学病院や産院などの施設分娩が選択された。(2)新生児・乳幼児(5歳未満児)に傷病が発生した際、最も頻繁に利用された治療手段は市販薬(家庭薬、売薬)であった。医師を受診した場合の平均的な医療費は、市販薬のみの加療に比べて約10倍であった。5歳未満児は、他のすべての年齢階層と比較して、医師受診率が最も高かった。(3)20世紀前半には、世界各国で様々な健康調査が実施され、「滝野川区健康調査」もその潮流の中にあった。「滝野川区健康調査」の実施者は、子どもの疾病を保健国策上の勘案事項と捉えつつ、家庭における母親個人の責任を重視していた。なお、上記の結果の理論的検討と先行研究の渉猟にあたっては、英国の医学史専門図書館Wellcome Libraryでの文献調査が有用であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当該の研究課題は医学史研究であり、20世紀前半の日本社会における新生児医療の特徴を国際的な文脈の中に位置づけることを目的としている。一次史料として、1938年に東京郊外で実施された「滝野川区健康調査」を主に用いる。研究課題の初年度は、(1)理論的検討のための文献調査を進めつつ、(2)統計分析に用いるデータベースの構築作業を完了し、(3)量的解析を行った。(1)文献調査:医学史の専門図書館であるWellcome Library(英国)にて、新生児・乳幼児医療の社会史に関する英文資料調査を実施した。低年齢児の疾病の歴史学は、乳児死亡率の研究が特に充実しているが、死亡に至らずに治癒した病いについても知見の蓄積が必要である。本研究では、死亡率だけでなく罹病率に着目する先行研究の流れを踏まえ、昭和戦前期の日本の新生児の罹病と加療の状況を、乳幼児やその他の年齢階層との比較のなかで特徴付ける作業を行った。(2)データベース構築:一次史料としての「滝野川区健康調査」から、新生児(1か月未満児)と乳幼児(5歳未満児)の疾病の詳細情報や医師治療の内容を網羅的に抽出し、当該史料に関する既存のデータベースに補足して入力する作業を行った。(3)統計分析:一次史料中の疾病情報を年齢と医療費に着目して分析すると、調査対象世帯の新生児・乳幼児は医療費の手厚い分配を受けており、疾病の多くが治癒していた実態が明らかになった。新生児期の罹病率と死亡率は確かに高値だったが、新生児期を脱した乳幼児については、罹病に占める死亡の割合は他の年齢と比較して有意差を認めなかった。医師の治療は市販薬等の代替治療手段と比較すると高額だったが、新生児・乳幼児では医師利用率が高かった。乳児死亡率の高値が強調されがちな昭和戦前期の日本に関して、新生児・乳幼児の病いが積極的に加療され回復していたことを実証した点が本研究の新規性である。H29年度の前期は、9月末締切の米国医学史学会(American Association for the History of Medicine)2018年度年次総会に投稿して採択されることを目標に、データベースの構築作業と基礎的な統計分析を行った。作業は順調に進展し、当該の国際会議に採択され(会議は2018年5月ロサンゼルス)、前期の目標は達成された。H29年度の後期は、理論的検討のため、海外図書館での集中的な文献調査を行った。これによって議論の枠組みの整理と統計分析の精緻化が可能となり、追加の分析作業を進めるとともに、英語論文の執筆に着手した。以上の状況から、現在までの進捗はおおむね順調である。

得られた知見は、2018年度のAmerican Association for the History of Medicine年次総会(ロサンゼルス)で口頭発表したほか、2018年12月刊行の英文誌Social Science Diliman 14(2):1-25のアジア医学史特集の一部として掲載された。内容の概略を以下に示す。(1)「滝野川区健康調査」の調査対象家庭に誕生した全ての児は、出生時と新生児期に、医療の専門職(産婆または医師)による標準化されたケアを受けていた。大部分の児は産婆の立ち合いのもと自宅で誕生したが、富裕家庭では大学病院や産院などの施設分娩が選択された。(2)新生児・乳幼児(5歳未満児)に傷病が発生した際、最も頻繁に利用された治療手段は市販薬(家庭薬、売薬)であった。医師を受診した場合の平均的な医療費は、市販薬のみの加療に比べて約10倍であった。5歳未満児は、他のすべての年齢階層と比較して、医師受診率が最も高かった。(3)20世紀前半には、世界各国で様々な健康調査が実施され、「滝野川区健康調査」もその潮流の中にあった。「滝野川区健康調査」の実施者は、子どもの疾病を保健国策上の勘案事項と捉えつつ、家庭における母親個人の責任を重視していた。なお、上記の結果の理論的検討と先行研究の渉猟にあたっては、英国の医学史専門図書館Wellcome Libraryでの文献調査が有用であった。H30年度の前半は、7月末を目途に海外の査読付き英文誌に投稿することを第一の目標とする。これにあたり、前年度に完了した統計分析に加え、他の一次史料を補足的に活用した質的分析(治療選択の社会的背景の検討、都市部と無医村の比較検討など)を追加する。投稿論文の執筆の過程で、5月の国際学会(米国医学史学会)と6月の国内研究会における英語発表の成果を反映させる予定である。H30年度の後半は、上記の英語論文のリバイス作業を必要に応じて行う。また、当該研究課題を日本語にて再構成し、慶應義塾大学社会学研究科に今年度中に提出予定の博士論文の後半の2章とする予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
カイコ内在性シャペロンの機能解析とその組み換えタンパク質発現系への応用

本年度は、Hspの転写活性因子BmHsf1と、他生物には無い、BmHsfllpについての機能を明らかとした。まず、培養細胞を用いて、これらを過剰発現すると、通常のBmHsp70のプロモーター活性がBmHsfl、BmHsfllpそれぞれで、コントロール区と比較して2.5、4倍上昇した。また、これらを過剰発現させた細胞に熱ショックを与え、活性値を経時的に観察した結果、その値に変化は見られなかった。他生物では、Hsflホモログは、通常、不活性化した状態で細胞質に局在しており、熱によって活性化すると共に、核移行し、Hsp geneの発現を促すことが報告されており、BmHsfl、BmHsfllpの性質は他生物と大きく異なる事が予測された。また、細胞内局在解析を行った結果、通常状態から核局在であることが明らかとなった。さらに、これらを恒常的に単独で過剰発現させる細胞を作製し、そのHsp geneの発現量を解析したところ、ほとんどHsp geneの発現量の増加は見られなかった。BmHsfl、BmHsfllpのDNA結合ドメインを用いて作製した活性型変異体を発現させても、恒常的にHsp geneの発現上昇は見られなかった。他生物では、熱ショックによるHsp geneの発現上昇は、Hsflの活性化とDNAの構造変化に制御されることが明らかとなっており、カイコでは特に後者の影響が強いのではないかと考えられた。以上より、カイコではHsfファミリータンパク質が2つ保存されている点、また、熱によって大きく活性化しない点において、カイコ特異的な熱ショック応答の制御機構が存在すると考えられる。その原因の1つとして、エピジェネティクスなHsp geneの発現制御が考えられ、このことは今回研究に用いたHsp geneやHsfがカイコのクロマチン研究の1つのツールになり得る可能性を示唆した。細胞質シャペロン過剰発現トランスジェニックカイコを作製し、よりよいタンパク質生産能を有したカイコを作成するために研究を行っている。しかしながらカイコにおける細胞質シャペロンの分子機構はほとんど研究されていないのが現状であり、本年度はそのBmHsp90chaperonesystemの保存性を確かめるために基本的な機能解析を行った。まずキナーゼを大量に生産する際にそのフォールディングに働きかけると考えられるBmHsp90,BmCdc37について研究を行った。今回の研究結果はBmHsp90と哺乳類MAPKと相互作用し、また細胞内のBmHsp90が無ければ、MAPKは正常なフォールディング獲得できないことが分かった。しかしながらBmCdc37と哺乳類MAPKは親和性が低いことが示唆された。次にホルモンレセプターのフォールディングに寄与するシャペロンを同定した。ヒトではFkbp51.52,Cyp40,Hop,p23と報告されているが、カイコではそれらのホモログと考えられる遺伝子は、BmHsp90との相互作用解析、組織別発現解析からBmFkbp59,Hop,p23の3つのコシャペロンであると考えられた。カイコホルモンレセプターBmEcR、BmFtz-F1はBmHsp90との相互作用が確認されたが、コシャペロンとはBmFkbp59のみが相互作用が確認された。さらに相互作用局在解析や免疫染色によると他のコシャペロンも一部Ftz-F1と核で共局在しており、シャペロンがFtz-F1の核移行に重要であることが示唆された。EcR/USPの活性化レポーターアッセイを行うと、BmHsp90,Hop,p23は全てEcR/USP活性を1.5-2.0倍上昇させることが分かった。これらの結果より、カイコシャペロンの保存性、特異性の基礎的な様相が明らかとなった。前回、BmHsp90とそのコシャペロン群に着目し、それらのカイコにおける保存性を明らかとするために、相互作用とその局在について解析を行った。結果として、BmHsp90は他の生物と同様にコシャペロンと複合体を形成している事が明らかとなった。そこで今回は、それらの機能を明らかとするため、それらが標的としている内在性ホルモンレセプターに着目し、様々な実験を行った。まず、ホルモンレセプターとして、BmEcR、BmUSP1、BmUSP2、BmFtz-F1に着目し、BmHsp90及びそのコシャペロンとの相互作用を調べた。結果として、BmHsp90とBmFkbp59がBmEcRとBmFtz-F1と相互作用する事が明らかとなった。EcRとHsp90の相互作用は他生物でも報告されているが、Ftz-F1に関しては今回が初めてとなった事は意義深い。また、BmFtz-F1は通常状態から主に核局在を示しており、シャペロンと共発現した場合、シャペロンが核移行することを明らかとしたが、個体を用いると、その現象は観察されず、培養細胞中の過剰発現系にのみ観察される、発現量依存的な現象なのかもしれない。次に、シャペロンの持つホルモンレセプターに対する生理活性を調べるために、ホルモンレセプターの安定化及び転写の活性化を解析した。ホルモンレセプターは、哺乳類MAPKなどのHsp90依存的に細胞内発現量が安定化するタンパク質と比較して、BmHsp90にほとんど安定化を依存していないことが明らかとなった。

しかし、シャペロンの過剰発現やノックダウンによって、EcRの転写が上昇及び減少することから、EcRは、シャペロンに安定化を依存しているわけではなく、翻訳後、転写を活性化するまでに必須な高次構造の変化をシャペロンに制御されているのではないかと推測された。本年度は、Hspの転写活性因子BmHsf1と、他生物には無い、BmHsfllpについての機能を明らかとした。まず、培養細胞を用いて、これらを過剰発現すると、通常のBmHsp70のプロモーター活性がBmHsfl、BmHsfllpそれぞれで、コントロール区と比較して2.5、4倍上昇した。また、これらを過剰発現させた細胞に熱ショックを与え、活性値を経時的に観察した結果、その値に変化は見られなかった。他生物では、Hsflホモログは、通常、不活性化した状態で細胞質に局在しており、熱によって活性化すると共に、核移行し、Hsp geneの発現を促すことが報告されており、BmHsfl、BmHsfllpの性質は他生物と大きく異なる事が予測された。また、細胞内局在解析を行った結果、通常状態から核局在であることが明らかとなった。さらに、これらを恒常的に単独で過剰発現させる細胞を作製し、そのHsp geneの発現量を解析したところ、ほとんどHsp geneの発現量の増加は見られなかった。BmHsfl、BmHsfllpのDNA結合ドメインを用いて作製した活性型変異体を発現させても、恒常的にHsp geneの発現上昇は見られなかった。他生物では、熱ショックによるHsp geneの発現上昇は、Hsflの活性化とDNAの構造変化に制御されることが明らかとなっており、カイコでは特に後者の影響が強いのではないかと考えられた。以上より、カイコではHsfファミリータンパク質が2つ保存されている点、また、熱によって大きく活性化しない点において、カイコ特異的な熱ショック応答の制御機構が存在すると考えられる。その原因の1つとして、エピジェネティクスなHsp geneの発現制御が考えられ、このことは今回研究に用いたHsp geneやHsfがカイコのクロマチン研究の1つのツールになり得る可能性を示唆した。
免疫チェックポイント蛋白PD-1ホモログを標的とした新規抗体治療開発

免疫は、過度の免疫反応を抑制するシステムを有し、主に抑制性の補助シグナル分子によって機能している。この抑制性補助シグナル分子を免疫チェックポイント分子と呼び、現在、CTLA-4、PD-1とそのリガンドPD-L1の抗体製剤を使用することができる。呼吸器領域においては、抗PD-1抗体がIV期非小細胞肺がんの予後を著しく改善させたが、その奏効率は、20%前後とその効果は限定的であった。現在、CTLA-4とPD-1/PD-L1以外にも複数の免疫チェックポイント分子が存在することが分かっている。本研究においては、免疫チェックポイント分子であるPD-1ホモログ(PD-1H)、B7-H3、B7-H4、BTNL2に対する抗体作製を行っている。チオグリコレートにて誘導したマウス腹腔滲出性マクロファージのmRNAから、これらホモログのcDNAをRT-PCRによりクローニングした。組換え発現ベクターに導入し、これらホモログと免疫グロブリンのキメラ蛋白をチャイニーズハムスター卵巣細胞に発現させ、培養上清からプロテインGカラムを用いて可溶型キメラ蛋白を精製した。これらを抗原として、ラットの足底に皮下注射で免疫を行い、リンパ節B細胞を回収し、マウスミエローマ細胞との細胞融合を行い、融合細胞(ハイブリドーマ)を作製、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマをスクリーニングし、抗体作製を行っている。これらの分子は、免疫チェックポイント分子としてがん免疫の抑制などへの関与が示されているが、その機能、及び受容体に関しては明らかではない。本研究で作製した抗PD-1ホモログ抗体により、CD4陽性T細胞増殖がex vivoで亢進する可能性が認められた。また、同抗体によりOVA誘導性喘息モデルマウスにおける気管支肺胞洗浄中の好酸球数がin vivoで増加する可能性が示唆された。抗PD-1ホモログ抗体の機能解析、及び、新たな抗PD-1ホモログ抗体、B7-H3、B7-H4、BTNL2抗体の樹立を進める。近年、新規に開発された免疫チェックポイント阻害療法が脚光を浴びている。なかでも抗PD-1抗体は、悪性黒色腫に続いて肺扁平上皮癌に対して生存期間の有意性が示された。しかし、その奏効率は低く、癌細胞が繰り出す免疫逃避機構には他分子の関与が想定される。PD-1ホモログは、新規にクローニングされた免疫チェックポイント分子であり、PD-1同様にT細胞に対して抑制的に作用する可能性がある。本研究においては、抗PD-1ホモログ抗体による新規抗体治療開発を目的としている。チオグリコレートにて誘導したマウス腹腔滲出性マクロファージのmRNAからマウスPD-1ホモログcDNAをRT-PCRによりクローニングした。組換え発現ベクターに導入し、マウスPD-1ホモログ-免疫グロブリンキメラ蛋白をチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞に発現させ、培養上清からプロテインGカラムを用いて可溶型マウスPD-1ホモログ-免疫グロブリンキメラ蛋白を精製した。これを抗原として、Sprague Dawleyラットの足底に皮下注射で免疫を行い、リンパ節B細胞を回収し、マウスミエローマ細胞との細胞融合を行い、融合細胞(ハイブリドーマ)を作製した。CHO細胞にマウスPD-1ホモログを遺伝子導入し、ハイブリドーマのスクリーニングを行った結果、二つのクローンを得ている。PD-1ホモログの作用が未だ明らかではないことから、得られた抗体がアゴニスト抗体であるのかアンタゴニスト抗体であるのかが不明であるため、まず、OVA誘導性喘息モデルマウスに投与を行った。結果、気管支肺胞洗浄液中の細胞分画からはいずれの抗体投与においても悪化の可能性が示唆された。この結果、得られている二つの抗体はPD-1ホモログの作用が抑制性であるのであればアンタゴニストの可能性が示唆されたこととなる。本年度は、二つのクローンの解析を行っているが、現在、さらなる解析と並行して、あらたなクローンの作出を行っている。PD-1ホモログのカウンターパートが不明であり、機能解析もこれからであるため、抗体の機能的なスクリーニングがやや遅れている。T細胞に発現する多様な補助シグナル分子によってT細胞受容体を介したシグナルは正または負に制御される。抑制性補助シグナル分子は、免疫チェックポイント分子と呼ばれ、これに属するCTLA-4やPD-1は、T細胞を負に制御し免疫寛容に関わる。CTLA-4、PD-1、PD-L1に対する抗体は、悪性黒色腫や肺がんなどに有益性が示され、がん治療に大きな変革をもたらした。CTLA-4とPD-1は、活性化T細胞に発現し、前者はCD28と共有のリガンドであるB7-1/B7-2との結合を競合することにより、後者はB7のホモログであるPD-L1(B7-H1)とB7-DC(PD-L2)との結合により、免疫応答を負に制御する。これら以外にも複数の新しい免疫チェックポイント分子が注目されている。PD-L1同様にCD28/B7ファミリーホモログであるB7-H3、B7-H4、BTNL2もまた免疫チェックポイント分子としてがん免疫の抑制などへの関与が示されているが、その機能、及び受容体に関しては明らかではない。PD-1ホモログもT細胞に対して抑制的に作用する可能性があり、本研究においては、抗PD-1ホモログ抗体による新規抗体治療開発を目的としている。現在、得られている抗PD-

1ホモログ抗体は、喘息モデルマウスを悪化させており、中和抗体である可能性があり解析を進めている。また、CD28/B7ファミリーホモログであるB7-H3、B7-H4、BTNL2に関しても、抗体作製を進めている。これらのほか、免疫チェックポイント阻害療法は、重篤な合併症として間質性肺炎を発症することが知られるが、新しい免疫チェックポイント阻害薬として期待される抗TIM-3抗体が肺胞マクロファージによる死細胞除去を阻害することでブレオマイシン誘発間質性肺炎モデルマウスを増悪させることを明らかにした。新たな抗体の樹立が遅れており、抗体の機能的なスクリーニングも遅れている。このため、分子の機能解析も遅れている。免疫は、過度の免疫反応を抑制するシステムを有し、主に抑制性の補助シグナル分子によって機能している。この抑制性補助シグナル分子を免疫チェックポイント分子と呼び、現在、CTLA-4、PD-1とそのリガンドPD-L1の抗体製剤を使用することができる。呼吸器領域においては、抗PD-1抗体がIV期非小細胞肺がんの予後を著しく改善させたが、その奏効率は、20%前後とその効果は限定的であった。現在、CTLA-4とPD-1/PD-L1以外にも複数の免疫チェックポイント分子が存在することが分かっている。本研究においては、免疫チェックポイント分子であるPD-1ホモログ(PD-1H)、B7-H3、B7-H4、BTNL2に対する抗体作製を行っている。チオグリコレートにて誘導したマウス腹腔滲出性マクロファージのmRNAから、これらホモログのcDNAをRT-PCRによりクローニングした。組換え発現ベクターに導入し、これらホモログと免疫グロブリンのキメラ蛋白をチャイニーズハムスター卵巣細胞に発現させ、培養上清からプロテインGカラムを用いて可溶型キメラ蛋白を精製した。これらを抗原として、ラットの足底に皮下注射で免疫を行い、リンパ節B細胞を回収し、マウスミエローマ細胞との細胞融合を行い、融合細胞(ハイブリドーマ)を作製、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマをスクリーニングし、抗体作製を行っている。これらの分子は、免疫チェックポイント分子としてがん免疫の抑制などへの関与が示されているが、その機能、及び受容体に関しては明らかではない。本研究で作製した抗PD-1ホモログ抗体により、CD4陽性T細胞増殖がex vivoで亢進する可能性が認められた。また、同抗体によりOVA誘導性喘息モデルマウスにおける気管支肺胞洗浄中の好酸球数がin vivoで増加する可能性が示唆された。抗PD-1ホモログ抗体の機能解析、及び、新たな抗PD-1ホモログ抗体、B7-H3、B7-H4、BTNL2抗体の樹立を進める。PD-1ホモログのカウンターパートが不明であり、機能解析もこれからであるため、抗体の機能的なスクリーニングがやや遅れている。このため、得られたクローンがアゴニスト、アンタゴニスト抗体のどちらであっても新規免疫チェックポイント
哺乳類におけるフェロモン情報伝達の分子メカニズム

陸生哺乳動物の多くはニオイ情報の受容のために2つの感覚受容器を備えている。そのうち生殖生理に関わる個体間のコミュニケーションには鋤鼻器と呼ばれるフェロモン受容器官が関与しており、ここに発現するフェロモン受容体がニオイ情報を受容していると想定されている。そこで、本研究ではマウス鋤鼻器のフェロモン応答性を調べた。前年度までの研究により成雌マウスの鋤鼻器を急性に摘出し、これらの細胞のフェロモン応答を検出する実験系を確立した。また、マウス尿中に含まれている微量の脂溶性成分を用いて鋤鼻器神経細胞のカルシウム応答性を検討したところ、いくつかの成分が神経細胞内のカルシウム濃度の上昇を引き起こすことが明らかとなった。しかしながらこの系では特定のリガンドに対する受容体遺伝子の同定は困難であることが確かめられたため、培養細胞における受容体遺伝子の一過性発現を試みたが発現量は微量でありその後の解析には不十分であった。そこで上記の現象について生化学的な解析を可能にするため培養細胞へフェロモン受容体を安定に発現させる系を確立した。ウェスタンブロッティングにより目的タンパク質の発現を確認し、受容体タンパク質へ導入したエピトープタグに対する免疫沈降を試みたところ小胞体シャペロン分子であるカルネキシンと共沈することが明かとなった。この結果は通常の培養細胞系ではフェロモン受容体が細胞膜にターゲットされないことと関連をもつものと考えられる。以上の結果を踏まえて、これら安定発現細胞株を用いた受容体タンパク質の分解経路の解析やcAMP動態などの機能的な解析をおこなっている。そこで、今年度はマウス尿中に含まれている微量の脂溶性成分を用いて鋤鼻器神経細胞のカルシウム応答性を検討したところ、いくつかの成分が神経細胞内のカルシウム濃度の上昇を引き起こすことが明らかとなった。このような内因性の受容体による細胞応答の記録に並行して、シンドビスウイルスを用いた外来性の遺伝子導入の系を検討した。現在までの結果では、クラゲ由来の蛍光タンパク質であるGFPを指標として神経細胞への遺伝子導入が効率よく行えることを確認しており、さらにいくつかのの受容体遺伝子も同様の方法によって導入されうることを確かめつつある。今後はこの系を用いてニオイ成分に応答する受容体遺伝子を単離する予定である。
ブタクサとブタクサハムシを用いて,外来種の遺伝的・可塑的反応を検証する

多くの外来植物は原産地の天敵から逃れている。そのような外来植物では、天敵に対する防御物質への投資を減らし、成長や繁殖への投資を増す方向に進化が起きると予測されている(EICA仮説)。実際に、この予測どおりの変化がいくつかの外来植物で確認されている。しかし、これまでは、食害を受ける前の防御レベル(=構成的防御)を原産地と侵入地で比べた研究がほとんどあった。一方で、食害を受けたあとに、防御レベルを上昇させることが、多くの植物で知られている(=誘導防御)。本研究では、外来植物ブタクサAmbrosia artemsiifoliaの原産地集団と侵入集団を用いて、天敵ブタクサハムシOphraellacommunaに対する構成的防御と誘導防御のレベルをバイオアッセイと化学分析を用いて調べた。バイオアッセイ実験の結果、原産地集団に比べて侵入地集団は構成的防御を低下させていた。誘導防御に関しては、侵入地集団は原産地集団と同じ程度の誘導防御反応を維持していた。一方、化学分析の結果、植物の防御に関係しているであろうフェノール類・タンニン類の量は原産地と侵入地で構成的なレベルに差がなかった。しかし誘導防御に関しては、食害刺激後フェノールの量が優位に増加していた。これらの結果は、侵入地集団においては構成的防御を低下させているが、誘導防御は維持されていることを示唆している。誘導防御は、構成的防御に比べてコストが低いと考えられているため天敵の少ない侵入地でも維持されていると考えられる。開花フェノロジーは植物の適応度に影響する重要な生活史形質である.近年,地球温暖化など物理的環境の人為的撹乱によって開花フェノロジーが急速に進化していることが報告されている.しかし外来種の侵入など,生物的撹乱に対する開花フェノロジーの急速な進化を検証した例はまだない.本研究では,侵人昆虫ブタクサハムシの食害がブタクサの開花フェノロジーに対して,どのような進化的影響を与えているかを,過去に採集したブタクサ種子を用いて検証した.ブタクサは北米原産の一年草で,7月に開花し始め1011月に大量の種子を生産する.日本に侵入して以降天敵がほとんどいなかったが,最近では1996年に北米から侵入したブタクサハムシによって激しく食害されている.われわれは,つくば市の農業環境技術研究所圃場にて1998,2000,2002,2006,2009年に採集されたブタクサ種子を発芽させ,同圃場にて栽培した.全株のうち半数を食害区、残りの半数を薬剤処理した非食害区として,ブタクサハムシの食害がブタクサの開花フェノロジー与える選択圧と,1998年以降の開花フェノロジーの進化を調べた.ブタクサハムシの食害はブタクサの開花後期に激しくなり、花芽形成が遅い個体ほど結実できずに枯死した.また結実できた個体でも、花芽形成遅い個体ほど最終的な種子の生産量が少なかった.選択勾配分析を行ったところ、食害区では早い開花への強い方向性選択か検証され、非食害区では開花時期には安定化選択が働いていた.これはブタクサハムシマの食害が、ブタクサの早い開花時期への選択になっていることを示唆する.しかし,非食害区における過去のブタクサの開花フェノロジーを比較したところ,開花が早期化するような進化は観察できなかった.早い開花への選択があるにもかかわらず,開花の早期化が起こってない理由としては,選択圧の空間的・時間的な不均一性,埋土種子の効果などが考えられる多くの外来植物は原産地の天敵から逃れている。本研究では、外来植物ブタクサAmbrosia artemsiifoliaの原産地集団と侵入集団を用いて、天敵ブタクサハムシOphraellacommunaに対する構成的防御と誘導防御のレベルを調べた。ブタクサの原産地であるアメリカ合衆国の5集団、侵入地である日本の3集団から種子を採集し、九州大学圃場で栽培した。成長したブタクサ株の半数にブタクサハムシによる食害を与え(食害区)、残りの半数はブタクサハムシの食害を受けないように栽培した(非食害区)。その後、食害区・非食害区のブタクサを餌にブタクサハムシを1齢幼虫から成虫になるまで飼育し、死亡率と成虫の乾重量を測定しブタクサの防御レベルの指標とした。非食害区のブタクサを用いた実験では、侵入地集団で育てたブタクサハムシの方が原産地集団で育てたハムシよりも死亡率が低く、成虫時の乾重量は重かった。すなわち、侵入したブタクサ集団では、構成的防御のレベルが低下していた。食害区のブタクサを餌として与えた場合には、侵入地集団のブタクサ・原産地集団のブタクサ両方で、非食害区のブタクサを与えた場合よりもブタクサハムシの死亡率は上昇し、成虫の乾重量は低下した。すなわち、侵入したブタクサ集団では、誘導防御のメカニズムが維持されていた。誘導防御は構成的防御に比べてコストがかからないので、天敵のいない侵入地環境下でも、長い間維持されるものと考えられる。