hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質神経発達におけるCajal-Retzius細胞の機能的役割の分子的基盤

本研究課題においては、Cajal-Retzius細胞による制御を受けて脳室帯から法線方向へ細胞移動する皮質投射ニューロンに発現されている遺伝子として我々が同定した転写因子Meis2に主眼をおいて解析を進めてきた。我々の昨年度までの解析から、転写因子Meis2は皮質細胞の細胞移動だけではなく、神経前駆細胞の細胞分裂、神経細胞分化に対しても重要な役割を果たすことが明らかにされてきた。即ち、転写因子Meis2を介した転写抑制もしくは促進の二者択一の転写制御機構により、大脳皮質構築過程において細胞分裂・細胞分化ならびに細胞移動が調節されるモデルを提唱してきた(投稿準備中)。今年度においては、この転写抑制・促進の制御機構によってどのような遺伝子が発現制御を受け、転写因子Meis2の下流において働いているのかを明らかにする目的で、DNAマイクロアレイを用いた網羅的発現遺伝子解析を行った。先ず、転写抑制型Meis2、転写促進型Meis2ならびにコントロール遺伝子をin vivo電気穿孔法を用いて大脳皮質前駆細胞に遺伝子導入した。次にFACSを用いて共発現させたEGFPの蛍光を指標にそれぞれの遺伝子を発現した娘細胞を選択的に単離した。単離した約数万個の細胞から抽出したtotal RNAからcDNAを合成しAffymetrix社のDNA解析チップを用いてそれぞれの遺伝子が発現された娘細胞の遺伝子発現プロファイルを比較検討した。その結果、GFAPをはじめとするアストロサイト関連遺伝子群、Notchシグナリングに関与する神経細胞分化関連遺伝子群、各種small GTPaseをはじめとする細胞移動関連遺伝子群などその他数多くの既知・未知の遺伝子群が転写因子Meis2の転写抑制・促進の転写制御に伴って発現調節を受けることを明らかにすることができた(投稿準備中)。
高等学校数学科における言語活動および数学的活動を活性化させる課題学習の教材開発

高等学校における「数学I」と「数学A」の課題学習において,生徒の言語活動および数学的活動を活性化させることに重点をおいた課題学習の教材開発の研究をおよび授業実践を行い,その教育効果について検証した。研究方法は,今までの実践と研究から言語活動および数学的活動の活性化に有効であると思われる教材および授業方法を改善していくことを中心に行った。具体的には,「整数の性質」,「図形の性質」の課題学習を扱った。「整数の性質」における課題学習については,整数の性質におけるユークリッド互除法を取り上げ,互除法の起源であるピュタゴラス派の音階論を紹介し,実際にその音階による紙笛を作成し演奏するという「互除法とピュタゴラス音階」をテーマとする授業実践を扱った。「図形の性質」における課題学習については,「正多面体」の題材を用いた, Researcher-Like Activity(RLA)による授業実践を扱った。この授業では,生徒が自ら課題を設定し,探究活動を行い,学習のまとめとしてポスターセッションを行った。これら2つの授業は,どちらも生徒同士のコミュニケーション活動を充実させ,生徒の数学に対するイメージが肯定的に変化することや数学のよさを実感できることが明らかとなっており,言語活動および数学的活動を活性化させるという観点からこの授業について考察すると,次の2点の特徴が明らかになった。1点目は,題材として身近なものを扱うということと実際にものづくりをするという点。2点目は,自ら課題を設定して思考する場面を設定することと探究したことを他者に伝えて,互いに言語交流する機会を設定するという点である。ただ,課題設定場面では,生徒の実態に応じて課題設定について十分な時間を費やす必要があることが分かった。これらの2点の特徴を教材開発や授業展開を考える上で意識することが,今後の課題学習や数学の学びに求められると考える。
虐待・介護殺人予防としての男性介護者のピア・サポート活動の可能性と課題

男性介護者のピアサポート活動の実態について、インターネット調査を行い、主催者の特性についての分析を行った。その結果、男性介護者当事者だけではなく、自治体や介護施設、NPO団体などが主催者となっているケースも確認された。自治体などでの介護者支援や家族介護に関する講演を行い、これまでの研究成果の還元を行った。とりわけ、介護者支援の主要な課題である介護と仕事の両立については、自治体主催の企業人事担当者向け講演及びワークショップを行った。後期からは、イギリスの学外研究期間となり、The University of Sheffieldに在籍し、イギリス最大のケアに関する研究所であるThe Centre for International Research on Care, Labour & Equalitiesの客員研究員として研究を継続した。特に所長であるSue Yeandle教授の指導のもと、ケアと仕事の両立チームに所属し、定期的にミーティングに参加した。さらに、研究所を通じて、多くの研究者とネットワークを構築すると同時に、介護者支援団体のCarers UKや、認知症ケアに取り組むThe AgeUKなどの団体との関係も構築することができた。イギリスでの、介護者の多様化に大きな関心が注がれるようになり、研究センターのミーティングで、日本の男性介護者支援に関する報告を行った(2019年3月26日)。本研究テーマである介護殺人にかかわっては、イギリスのmercy murder(慈悲殺人)との関連性・比較という興味深い提案をいただいた。なお、男性介護者研究については、新書出版のオファーがあり、より多くの人への研究成果の還元を目指して、2019年出版予定で準備を進めている。2018年末からの家庭の事情(夫の別居、7月末に離婚が成立)により、子育てにより多くの時間がとられることとなった。さらに、学外研究で滞在しているイギリスでは、長男の障害に対して、マンツーマンの支援(Teaching Assistant)が必要と判断されたが、学校が午前中しかティーチングアシスタントを確保できておらず、長男が午前中しか学校に通学できていない状況が続いているために、自らの研究に十分な時間を確保するのが難しい状況にある。前期は、イギリスでの学外研究期間中であり、研究センターのメンバーとして活動すると同時に、イギリスの最新の介護者支援に関する取り組みについて支援団体(Carers UK, the Age UK)を継続的に調査する。またmercy murder(慈悲殺人)についても、新聞記事を含めて情報収集を行う。昨年提案された新書出版の準備を行う。なお、子育てとの両立については、保育園、学童保育・放課後デイサービス(長男)を利用する以外に、子供たちの精神的安寧が確保される範囲内で、ファミリーサポートセンターおよびシルバー人材センターを利用する予定である。介護殺人予防をめぐって、まず、実際に生じてしまった介護殺人の裁判記録の収集を行った。研究目的での開示は、各担当検察庁による対応が異なるために閲覧が難しい場合が多く、現在までに2つのケースの記録を入手した。また、その分析方法について、加害者自身の家族意識がどのように表現されているのかを焦点化する方法として、「動機の語彙」(C.W.ミルズ)という考え方に注目し、それにかかわる先行研究についてサーベイを行った。さらに、介護殺人の傾向を明らかにする方法として、ケア関係を基盤として生じた殺人事件として、親による障害児者殺し事件に着目し、この事例に関する先行研究を収集し、分析を行った。介護殺人と障害児者に対する殺人の傾向としては、家族によるケアを自明視していく家族意識・社会規範をめぐる問題や、制度・政策の展開と殺人の推移の相関関係といった共通点を抽出した。逆に相違点としては、障害児者殺人の加害者は母親(女性)に集中しているのに対して、介護殺人の加害者は男性に集中している点である。この点については、家族介護を取り巻く環境とジェンダー意識(男性性)が関連していると想定できる。この点については、caring masculinities(ケアにかかわる男性性)という概念に注目し、その先行研究をサーベイした。とりわけ重要な点としては、単なる男らしさ(覇権的男性性)とのとの対立物としてcaring masculinitiesを捉えるだけではなく、一続きのものとして捉える視点が重要であるということである。最後に、男性介護者のピアサポートの拡大にかかわる実態調査を実施する準備段階として、インターネット上で活動を把握できる団体を調査し、リスト化を行った。2012年に行った時に45団体あったが、さらに9団体新たに団体活動を確認した。殺人事件の裁判記録の収集が難航しているため、加害者の意識や支援のためのポイントの分析が遅れている。また、本来であれば、2017年3月に、アメリカの男性学会で成果の発表を予定していたが、家族の介護事由からキャンセルすることとなったため、研究成果のアプトプットが遅れている。本年度は第一に、インターネット検索で、全国に男性介護者の集い・会がどの程度拡大しているかを調査した。2012年段階では約100団体であったのが、2017年9月時点で、150団体にまで拡大していることがわかった。また主宰者の属性についても、当事者だけではなく、行政(福祉課、男女共同参画課、地域支援包括支援センター)、さらには市民団体・NPOなど、多様化していることも明らかになった。2017年10月には、オーストラリアで開催されたInternational Carers Conferenceにおいて、介護殺人予防に向けた男性のピアサポートの可能性について報告を行った。この会議では、初めて、男性介護者に特化した分科会が設定され、男性介護者研究についての世界規模での認知にも貢献できたと考える。また、昨年刊行されたInternational Journal of Care and Caringに投稿された男性介護者に関する論文の査読を行った。

介護者支援の世界的な進展が、ヨーロッパ・北米中心に進展しているのに対して、家族主義的福祉政策が根強いアジアにおける包括的な介護者支援のあり方を構想すべく、2017年8月には韓国で研究者との交流を行い、ネットワーク構築を図った。そして2018年3月に、韓国と、台湾の研究者および介護者支援団体の代表を招いて、「東アジアの介護実態と男性介護者」という国際シンポジウムを開催し、私も報告を行った。アジアの先進国としての日本というポジションが、福祉や家族政策の分野でも揺らぎつつある現実が明らかになると同時に、介護保険制度・年金制度の不備を抱える韓国、日本・韓国以上に急激な少子高齢化が進む台湾という、アジアの多様性も明らかになった。家族による介護が広がる一方で、各国でどのような社会的矛盾が表出しているのか、今後継続的に明らかにしていく。子どもがまだ小さいために、宿泊を含む出張による調査などの実施が難しく、具体的な男性介護者のピアサポート活動の視察は実施できていない。男性介護者のピアサポート活動の実態について、インターネット調査を行い、主催者の特性についての分析を行った。その結果、男性介護者当事者だけではなく、自治体や介護施設、NPO団体などが主催者となっているケースも確認された。自治体などでの介護者支援や家族介護に関する講演を行い、これまでの研究成果の還元を行った。とりわけ、介護者支援の主要な課題である介護と仕事の両立については、自治体主催の企業人事担当者向け講演及びワークショップを行った。後期からは、イギリスの学外研究期間となり、The University of Sheffieldに在籍し、イギリス最大のケアに関する研究所であるThe Centre for International Research on Care, Labour & Equalitiesの客員研究員として研究を継続した。特に所長であるSue Yeandle教授の指導のもと、ケアと仕事の両立チームに所属し、定期的にミーティングに参加した。さらに、研究所を通じて、多くの研究者とネットワークを構築すると同時に、介護者支援団体のCarers UKや、認知症ケアに取り組むThe AgeUKなどの団体との関係も構築することができた。イギリスでの、介護者の多様化に大きな関心が注がれるようになり、研究センターのミーティングで、日本の男性介護者支援に関する報告を行った(2019年3月26日)。本研究テーマである介護殺人にかかわっては、イギリスのmercy murder(慈悲殺人)との関連性・比較という興味深い提案をいただいた。なお、男性介護者研究については、新書出版のオファーがあり、より多くの人への研究成果の還元を目指して、2019年出版予定で準備を進めている。
生物群集の進化に関する理論的研究

生物がしめす適応(表現型可塑性や進化)が個体群動態に影響することが理論的にも実験的にも示されてきている。しかし、最近の実験で観察されるような変わった個体群動態は、一般的な理論によって説明されていない。私は、捕食者-被食者の個体群動態と防御や攻撃の適応動態を同時に考えたモデルにより実験でこれまで観察されてきた挙動を示すことに成功した。この成果は3報の論文にまとめ国際誌に掲載された。捕食-被食系において、表現型可塑性(同一遺伝子がしめす環境変化に対する一世代で起こせる表現型変化)を通じて種間で対抗的に形質が変化することがある(誘導防御と誘導攻撃)。私は、このような対抗的な表現型可塑性の進化条件を数理モデルで解析した。その条件は実証研究で示されているものと対応していると考えられる。この成果は、1報の論文としてまとめ、国際誌に掲載された。生物群集系に他種が侵入したら、どのような結果になるのかは生態学の一つの問題である。その際、個体数の変化だけでなく相互作用形質の変化も伴うことは実証的に示されてきている。私は、捕食-被食系にもう一種の被食者が侵入することを想定し、その後どういう帰結になるのか数理モデルで調べた。その結果、侵入種の初期個体数だけでなく形質値も大きく結果に影響すること、それも系の最終状態はまったく異なってくることがわかった。富栄養化の逆理と呼ばれる生態学における問題がある。食物連鎖における基底の生物の資源の大きさが相互作用系の安定性に大きく関わり、栄養が大きいほど種の絶滅を導くほど不安定になるという逆説的な結論が理論研究によって示されているが、このようなことは自然界ではほぼ見られない。この問題を解消する1つの要因として、私は「生物の適応的振る舞い」や「形質の進化」を考案し、3つの国際誌に公表した。生物群集はどのように進化していくのか、その運命にはどのようなファクターが重要なものか、という問題は理解が乏しい。この問題に対し、他種の移入の効果についてはほとんど理論的な仕事がない。私は種分化、絶滅によって形作られる群集形成過程において、他種の侵入タイミングが大きく群集進化の運命を決めることを数理モデルで示した。この成果は一報の投稿論文としてまとめ、現在某国際誌で審査中である。生物の多くは表現型可塑性という性質をもっている。捕食-被食系において、誘導防御、誘導攻撃といった可塑性がしばしばみられる。これらは適応的な形質として解釈できる。最近ではこのような世代内で急速に変化する形質動態の個体群動態への効果に興味が持たれている。特に面白いのはこれら可塑性が種間で対抗的に示される可能性である。私は、このような対抗的な表現型可塑性が進化し、維持される条件を数理モデルで解析した。その条件は面白いことに実証研究で示されているものと見事に一致している。この成果は、3報の論文としてまとめ、一報は国際誌で審査中、他は投稿準備中である。生物群集はどのように進化していくのか、その運命にはどのようなファクターが重要なものか。この成果は国際誌に掲載された。捕食-被食系において、表現型可塑性を通じて種間で対抗的に形質が変化することがある。その条件は実証研究で示されているものと一致している。この成果は、2報の論文としてまとめ、1報は国際誌に掲載され、もう1報は投稿準備中である。環境変化に応じて生物は形を変えて対応することがある。これは形態可塑性と呼ばれ、劇的な変化を伴うので進化生態学者を魅了してきた。形態可塑性に焦点を当てた研究を行ってきた共同研究者と共同でレビューを執筆し、形態可塑性と個体群生態学との関連を論じた。成果は国際誌に掲載された。進化や表現型可塑性が個体群動態に大きく影響することが実証され始めたのは最近のことである。捕食者と被食者もしくは寄生者と宿主の個体数ダイナミクスとそれらの防御・攻撃形質の適応ダイナミクスをカップルした数理モデルを構築し、そのダイナミクスの振る舞いを徹底的に調べ、適応スピードによって複数の興味深い挙動が現れることを発見した。それは実験により示されている挙動を説明できるだけでなく、検証可能な新しい予測でもある。成果は4報の論文としてまとめ、1報は国際誌で審査中である。

捕食-被食系において、表現型可塑性(同一遺伝子がしめす環境変化に対する一世代で起こせる表現型変化)を通じて種間で対抗的に形質が変化することがある(誘導防御と誘導攻撃)。私は、このような対抗的な表現型可塑性の進化条件を数理モデルで解析した。その条件は実証研究で示されているものと対応していると考えられる。この成果は、1報の論文としてまとめ、国際誌に掲載された。生物群集系に他種が侵入したら、どのような結果になるのかは生態学の一つの問題である。その際、個体数の変化だけでなく相互作用形質の変化も伴うことは実証的に示されてきている。私は、捕食-被食系にもう一種の被食者が侵入することを想定し、その後どういう帰結になるのか数理モデルで調べた。その結果、侵入種の初期個体数だけでなく形質値も大きく結果に影響すること、それも系の最終状態はまったく異なってくることがわかった。
A-V shunt loopの血管新生と再生工学に関する実験的研究

栄養血管を有する組織を再生するために、既存の血管を導入することを考え、AV shunt loopとAV bundleのどちらが有用かについて、両者の血管新生および組織新生のポテンシャルを比較する実験を行った(実験動物:ラット)。その結果、AV bundleにも旺盛な血管新生能、組織新生能が存在することを証明した。また、主静脈からの発芽型血管新生像も捉えることに成功した。臨床的にAV bundleの方がAV shuntloopよりも扱いやすいことから、以後はウサギのAV bundleをvascular carrierとする実験系に移行した。まずAV bundleを、人工真皮を敷き詰めた穴あきchamber内に導入して、血管柄肉芽組織を再生した。この実険系でbFGF併用群は血管新生が豊富でより大きな肉芽組織が再生され、bFGFの有用性が示された。この再生肉芽組織に植皮を追加して、prefabricated engineeringskin flapの作製ができ、血管吻合によって移植することも可能であった。また、臨床応用を目的としてさらに大きなchamberを作製し、より大きなtissue engineered skin flap (5cm×4cm)を開発することに成功するとともに、血管網の解明も行った。再生肉芽組織のBarium血管造影、組織像、走査電顕所見から、chamber孔を通して形成されるのは毛細血管レベルまでで、導入血管束がchamber内の血管網の形成に主とした役割を果たしていることが明らかとなった。組織像、走査電顕像で導入血管の主静脈からの発芽型血管新生が捉えられたことは文献的にも稀である。現在、DDS(ドラッグデリバリーシステム)とbFGFとを組み合わせ、肉芽組織再生におけるDDSの有用性とbFGFの至適濃度について実験中である。また、培養軟骨細胞を人工真皮にseedingして、耳型の穴あきchamberにいれ、ここにAV bundleを導入してtissue engineeringauricular flapの実験も継続中である。組織工学、線維芽細胞増殖因子、動静脈血管束、血管柄付き皮弁、組織・器官再生栄養血管を有する組織を再生するために、既存の血管を導入することを考え、AV shunt loopとAV bundleのどちらが有用かについて、両者の血管新生および組織新生のポテンシャルを比較する実験を行った(実験動物:ラット)。組織工学、線維芽細胞増殖因子、動静脈血管束、血管柄付き皮弁、組織・器官再生1.Avshunt loopとav bundleを用いて血管新生と組織新生のポテンシャルを比較検討した。その結果、組織新生ではav shunt loopがav bundleよりも優れていた。しかし、血管新生はav bundleでも旺盛に見られvascular carrierとしての有用性が示された。血管新生の生じている部位は、新生組織の連続切片で検討したところ、av shunt loopでは既存血管のvaso vasorumと大腿静脈の末梢側の静脈壁からのsproutingが示された。Vein graftからの血管新生は見られなかった。Av bundleでは、bundleのvaso vasorumとbundleの静脈の末梢側の静脈壁からのsproutingが示された。さらに、走査電顕で確認中である。これまでの研究から、av bundleでの血管新生も旺盛であることが明かとなった。Av bundleはav shunt loopに比べ臨床的に用いやすい特徴を有しているので、av bundleを用いた再生工学の研究も同時に行う予定である。2.小動物のラットで得られた実験結果が、血管径が大きくなり血行動態が変化するウサギでも当てはまるかについて:血流速度が増す条件下でAv shunt loopを作製すると、渦流が発生して静脈グラフト内に血栓が発生しやすい傾向が生じることが示されている。現在ウサギを用いてav shunt loopを作製し、血流速度を測定するとともに経時的なshunt loopの開存度を検討している。今年度は、培養軟骨細胞とDDS(ドラッグデリバリーシステム)にbFGFを組み合わせ、これらを添加した人工真皮を耳型の穴あきchamberにいれ、ここにAV bundleを導入してtissue engineering

auricular flapの作成を予定している。細胞増殖因子としてFGF-2を、細胞外マトリックスとしてType1のコラーゲンスポンジを用い、実験の場をin vivoとして細胞を得るchamberモデルを作製し、ここに既存の動静脈血管束を導入して血管柄付き肉芽組織を再生した。組織学的所見から、より大きな肉芽組織を再生するためには血管束からだけでなく、chamberの周囲組織からの細胞誘導を促進することが重要であることが示された。Chamber内の血管網は、周囲組織からchamber内に侵入した毛細血管も認められたが、主に導入血管束からの血管新生によって形成されたことが組織像・血管造影像・血管鋳型走査電顕像で明らかとなった。この組織再生と血管網の形成にFGF-2は有用で、再生した肉芽組織に植皮を追加して皮弁(prefabricated engineered skin flap)を作製し、導入血管束を血管茎として他の部位に移植することも可能であった。平成14年度は、これまでの実験モデルにDDS(ドラツグデリバリーシステム)を併用し、bFGFの徐放化効果を検討する実験を行った。
法医学的年齢推定法開発の新しい展開―年齢依存性転写因子からのアプローチ―

TCMK-1およびRPTEC細胞において、M-LPHやRhitの発現抑制によって発現が変化する遺伝子群を検索した結果、酸化ストレス関連遺伝子やアポトーシス関連遺伝子において発現が有意に促進または抑制されるものが多数同定された。Rhit KOマウスについて病理組織学的検査などを行ったが、wild-typeとの顕著な差が認められず、Rhitの機能は、他の転写因子によって補われているものと考えられた。RhitHは、M-LPH遺伝子のintron1内に存在するTtk binding siteに結合し、RhitH遺伝子の発現には抑制因子FOXD3および促進因子GABPがかかわることが示された。本研究は、(1)培養細胞やノックアウトマウスなどを用いて、トランスクリプトーム解析等によって年齢依存性転写因子Rhitにより転写制御される遺伝子を検索・同定する。(2)転写抑制因子Rhitの遺伝子発現機構を解析し、分子生物学的手法によってその年齢依存性の分子論的基盤を明らかにする。(3)年齢依存的に発現変動する転写因子遺伝子をプロテオーム解析により網羅的に検索・同定する。の3項目を目的として計画した。平成25年度に得られた研究成果を以下に示す。(1) KOマウスの表現型解析前年度に作製したRhit-/Rhit-マウスの表現型解析を行った。1腎におけるmRNA発現をmicroarray法によって網羅的に比較したところ、36種類の高発現と45種類の中等度発現上昇、および48種類の発現減少を示す遺伝子群が明らかとなった。2Rhit-/Rhit-マウスでは腎小体の軽微な発達不全、精巣における軽微な限局性精細管萎縮などが観察されたが、顕著な病理組織学的病変は認められなかった。3血液生化学的検査から、Rhit-/Rhit-マウスでは正常マウスに比較してアミラーゼやリパーゼなどの活性の上昇が認められた。1M-LPH遺伝子内のRhitH結合部位の同定RhitHは、M-LPH遺伝子のintron 1に含まれるTtk binding siteに結合して発現抑制を行うことを確認した。2遺伝子発現抑制に関与するKRAB boxやzincfingerドメイン内のアミノ酸置換を惹起する非同義置換型SNP(9座位)に着目し多集団における分布調査と遺伝子型ー活性相関解析を実施した。SNP p.Cys461Serなどは発現抑制効果を減弱させたが、これらのfunctional SNPsは多集団においてmono-allelicな分布を示した。従って、RhitHの機能を低下させるSNPは遺伝的多様性に乏しいことが明らかとなった。の3項目を目的として実施している。平成24年度は、上記項目(1)および(2)について以下の解析を行った。(1)年齢依存性転写因子Rhitにより転写制御される遺伝子の検索・同定i)年齢依存性転写因子Rhitによって転写を制御される遺伝子(標的遺伝子)群もまた年齢依存性生体分子である可能性が高い。そこで、Rhit遺伝子の発現を抑制し、これによって発現量が変動する遺伝子群をPCRアレイ法により検索した。従前の研究により、Rhit/M-LPと酸化ストレスとの関わりが示唆されていることから、今回は酸化ストレス関連遺伝子のアレイを用いて実験を行った。その結果、発現が有意に促進される8遺伝子(Gpx1, Gpx8, Slc38a3など)および発現が有意に抑制される29遺伝子(MPO, Rag2, Aassなど)を同定した。(2)転写抑制因子Rhitの遺伝子発現機構の解析本研究は、(1)培養細胞やノックアウトマウスなどを用いて、トランスクリプトーム解析等によって年齢依存性転写因子Rhitにより転写制御される遺伝子を検索・同定する。平成26年度に得られた研究成果を以下に示す。Rhitの機能を明らかにするため、昨年度の腎に引き続き、Rhit-/Rhit-マウスの精巣について表現型解析を行った。mRNA発現をmicroarray法によって網羅的に解析し、wild-typeと比較したところ、顕著な発現上昇や発現減少を示す遺伝子群は認められなかった。

M-LPHの機能に影響を及ぼすと予測されるM-LPH遺伝子内の非同義置換型SNP(9座位)に着目し多集団(3大人種を含む16集団)における分布調査を実施した。これらのSNPは、すべてmono-allelicな分布を示し、M-LPHの機能を低下させるSNPは遺伝的多様性に乏しいことが明らかとなった。M-LPHと高い類似度を持つMpv17では非同義置換型SNPがミトコンドリアDNA欠乏症の誘引となることが報告されており、M-LPHの機能低下が生存に負の影響を及ぼす可能性が示唆された。法医学、分子生物学ノックアウトマウスの表現型解析によってRhitの生理的機能に関する手掛かりを得ることができた。さらに、M-LPとRhitの機能に関する細胞生物学的な解析によって、これらの分子の発現と加齢との相関を示唆するデータが得られており、両分子の生理的機能の解明に向けて大きく前進した。しかし一方、目的の一つである年齢依存性発現分子の法医学的利用の面での成果はあまり得られなかった。申請時に記載した平成24年度の研究目的(1)および(2)については概ね達成することができたが、(3)については予算や実験時間の不足から十分な成果を挙げることができなかった。当初の研究目的(1)及び(2)については、着実に成果が上がっている。作製したノックアウトマウスを交配させ、病理学的解析や分子生物学的解析を行うことにより、今後、新しい発見につながるような成果が期待できる。上記の理由により、より効率よく成果を上げるため、今後(1)および(2)について精力的に研究を推進し、研究目的(3)を当面保留する。上記研究目的(1)については、着実に成果が上がっており、今後の発展が予測される。研究目的(2)では、作製したノックアウトマウスを交配させ、病理学的解析や分子生物学的解析を行うことにより、大きな成果が期待できる。研究用試薬などの消耗品を「キャンペーン」時に購入するなどしたため、当初計上していた物品費が予定額よりも少なくなった。金額が少額であるので、翌年度分の研究費の物品費と合わせて、試薬類の購入などに充てる予定である。論文投稿および英文校正にかかる費用を除き、分子生物学的試薬や器具などの消耗品に使用する予定である。
ER流体のマイクロ流動とそのマイクロシステムへの応用

R流体は,外部からの電場印加によって粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体であり,その特徴によりER流体を作動流体とする流体回路では,全く可動部を持たない電極部だけからなるERバルブを用いて流量や圧力を制御することが可能となる.本研究では,ER流体を用いたクラッチ,ブレーキ,ダンパ及びバルブ等の各種機械要素が電極対だけによって構成できるため小型化が可能であるという特徴を活かして,ER流体を作動媒体とするマイクロンステムの構築を目的に,以下の研究を実施した(1)ER流体を作動媒体とするマイクロンステムで多用される流れ場は,圧力流れ,せん断流れ及びスクイーズ流れの三種の流れモードに分けられる.三種類の分散系ER流体を取り上げ,0.10.3mm程度のマイクロギャップをもつこれら二種の流れモードにおけるマイクロ流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロンステムに適した分散系ER流体とその応用に際しての最適な設計指針を提示した.(2)マイクロシステムの一例として,分散系ER流体を作動媒体とする3ポートマイクロERパルプと2つのERバルブとダイアフラム駆動部からなるマイクロアクチュエータとをフォトリソグラフィー法によって構築し,それぞれ流量制御特性とオープンループ制御及びPID位置フィードバック制御を適用した場合のダイアフラムの応答特性とからその性能評価を行った.(3)(2)のマイクロアクチュエータへER流体を供給するための,PVDF圧電フィルムをダイアフラムの駆動源として用いた分散系ER流体用ダイアフラム型マイクロポンプの開発を実施した.円形ユニモルフ型圧電フィルムからなるダイアフラムの印加電圧に対する変形解析を行い吐出流量について検討するとともに,実際に直径10mmの圧電ダイアフラムポンプを製作しそのポンピング性能を評価した.R流体は,外部からの電場印加によって粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体であり,その特徴によりER流体を作動流体とする流体回路では,全く可動部を持たない電極部だけからなるERバルブを用いて流量や圧力を制御することが可能となる.本研究では,ER流体を用いたクラッチ,ブレーキ,ダンパ及びバルブ等の各種機械要素が電極対だけによって構成できるため小型化が可能であるという特徴を活かして,ER流体を作動媒体とするマイクロンステムの構築を目的に,以下の研究を実施した(1)ER流体を作動媒体とするマイクロンステムで多用される流れ場は,圧力流れ,せん断流れ及びスクイーズ流れの三種の流れモードに分けられる.三種類の分散系ER流体を取り上げ,0.10.3mm程度のマイクロギャップをもつこれら二種の流れモードにおけるマイクロ流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロンステムに適した分散系ER流体とその応用に際しての最適な設計指針を提示した.(2)マイクロシステムの一例として,分散系ER流体を作動媒体とする3ポートマイクロERパルプと2つのERバルブとダイアフラム駆動部からなるマイクロアクチュエータとをフォトリソグラフィー法によって構築し,それぞれ流量制御特性とオープンループ制御及びPID位置フィードバック制御を適用した場合のダイアフラムの応答特性とからその性能評価を行った.(3)(2)のマイクロアクチュエータへER流体を供給するための,PVDF圧電フィルムをダイアフラムの駆動源として用いた分散系ER流体用ダイアフラム型マイクロポンプの開発を実施した.円形ユニモルフ型圧電フィルムからなるダイアフラムの印加電圧に対する変形解析を行い吐出流量について検討するとともに,実際に直径10mmの圧電ダイアフラムポンプを製作しそのポンピング性能を評価した.ER流体は、外部からの電場印加によって粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体であり、その特徴によりER流体を作動流体とする流体回路では、全く可動部を持たない電極部だけからなるERバルブを用いて流量や圧力を制御することが可能となる。本研究では、ER流体を作動媒体とするマイクロシステムの構築を目的に、0.1mm程度の微小電極間隙をもつマイクロERバルブの電極間隙や流路幅等の形状パラメータがER効果やそのマイクロ流動特性に及ぼす影響について検討している。さらに、マイクロERバルブをフォトレジスト法と蒸着法を併用して制作する方法の可能性についても検討している。二枚のガラス電極からなる0.10.3mm程度の微小な電極間隔をもつ基本的なマイクロERバルブを試作し、微小間隙を流れる粒子分散系ER流体のマイクロ流動特性に関して圧力・流量特性や流れの可視化観察に基づいて検討を行い、約0.3mm以下の微小間隙ではER効果が電極間隙の減少に伴い低下し電極間隙に強い依存性を示すことを明らかにした。同時に、電場強度の増大と流速の低下に伴い、流路内に多数の固定した(移動しない)クラスターからなる島状の閉塞した領域が現れ蛇行した川状の流路が形成されることを見出した。これらの流動様式の定常性と流れの一様性の観点から、DC電圧制御とPWM制御の場合に流動パターンをそれぞれ3種に分類し、電場強度、流速、電極間隙及び流路幅などの流動条件に対する各流動パターンの発生領域を明らかにし、マイクロ流動特性とER効果との関連性を明確にして、マイクロERバルブの設計指針とその制御法を提示している。さらに、マイクロERサーボバルブを用いたマイクロアクチュエータシステムを構築する方法として、厚膜用フォトレジスト材料を用いたフォトレジスト法によるマイクロ流路の製作と蒸着による電極構成法を試み、流路間隙が0.050.1mm程度のマイクロチャンネルが製作できることを確認している。ER流体を用いたマイクロシステムを構築する際の流れ形態は,電極が移動するせん断

流れモード,スクイーズ流れモード,及び電極が固定された圧力流れモードに大別でき,これら各種流れモードにおけるマイクロギャップ時のER流体のER特性とそのマイクロ流動特性を明らかにしておく必要がある.本年度は,三種類の分散系ER流体を取り上げ,0.1mm程度のマイクロギャップをもつこれら三種の流れモードにおけるマイクロ流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロシステムに適した分散系ER流体とその応用に際しての設計指針を与えた.さらに,マイクロシステムの一例としてのER流体を作動媒体とするマイクロアクチュエータを構築する前段階として,3ポートのマイクロERバルブをガラス基盤上にITO膜電極とレジストをフォトリソグラフィー法を用いて焼付けを行って構築した.構築した3ポートのマイクロERバルブは電極間隔100μm,流路幅2mmの微細な流路を有し,IN-Portが一つでOUT-Portが二つありOUT-Portの二つの流路にITO膜電極が設けられ,このITO膜電極への印加電圧を制御することによりIN-Portから流入したER流体を二つのOUT-Portへ分配しその流出流量が制御される.OUT-Portへ設けられたITO膜電極からなるマイクロERバルブをPWM制御することにより,二つのOUT-Portへの流量を連続的に制御でき,かつ流量の切換え動作も若干の遅れを伴うが的確に行えることを明らかにしている.また,マイクロERアクチュエータへのER流体の供給をするためのER流体用ダイアフラム型マイクロポンプの開発を実施した.ダイアフラムの駆動源として電極間に電場を印加することによる静電引力によるものと、PVDFのピエゾフィルムによる圧電効果を利用したものを試行してみた。両者ともにマイクロポンプ駆動源として機能することを確認できたが、駆動力の点からピエゾフィルムがより適当であると判断している。本年度は,二種類の分散系ER流体を取り上げ,0.1mm程度のマイクロギャップをもつ回転せん断流れとスクイーズ流れの二種の流れモードにおけるマイクロ流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロシステムに適した分散系ER流体とその応用に際しての設計指針を与えた.さらに,マイクロシステムの一例として,分散系ER流体を作動媒体とする2つのERバルブとダイアフラム駆動部からなるマイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって構築し,オープンループ制御及びPID位置フィードバック制御を適用した場合のダイアフラムの応答特性からその性能評価を行った.構築したマイクロアクチュエータは電極間隔約100μm,流路幅2mmの微細なERバルブを二つ有し,その間にダイアフラム駆動部があり,PWM制御された二つのERバルブによってダイアフラム室への流量を連続的に制御してダイアフラムが駆動される.オープンループ制御実験においては,ERバルブ間のオーバーラップ量の適用により位相特性が改善されるという結果を得ている.PID位置フィードバック制御実験においては,ダイアフラムの目標変位振幅が小さいほど良好なゲイン及び位相特性をもつ周波数特性が得られることを実験的に示した.
精巣における転写産物絶対量定量化法の確立とその応用

精巣は発育段階の同じ細胞が集団として存在し、同調した遺伝子発現を示すので、In situハイブリダイゼーショョン(階調変更)による方法と蛍光シグナルによる方法を、精巣の連続切片での転写産物、PERF 15 mRNA、の定量に応用した。前者の方法ではシグナル強度を、白色(grade 1)から黒色(grade 5)までの5段階に分けた後、数値化し、後者の方法では0-255のmean pixel intensityで表した。両者の方法の間で、ほぼ同一の結果を得た。PERF 15 mRNA量は後期パキテン期およびディプロテン期の精母細胞で最大であり、初期精子細胞および中期パキテン期の精母細胞がこれに続き、生理的精子発生でアポトーシスが最も多く観察されるステージXIVの前後で高い値を示しており、減数分裂時に特定の機能を持つ可能性が明らかとなった。今回の定量法はISHシグナルの絶対量定量法の確立に大きな助けとなると考えられ、この方法の確立のために、スライドグラスのコーティング法、標準濃度の転写産物を塗布したスポット部に生成された反応産物の散逸を防ぐための処置などを検討した。また、標準濃度を含有するAGARブロックの切片のシグナル検出、培養細胞のシグナルを効率よく定量する方法が検討され良好な結果が得られた。In situハイブリダイゼーション(ISH)法におけるシグナル定量化のために、シグナル強度のポスタリゼーション(階調変更)による方法と蛍光シグナルによる方法を、精巣の連続切片での転写産物、PERF 15 mRNA、の定量に応用した。前者の方法ではシグナル強度を、白色(grade 1)、淡灰色(grade 2)、灰色(grade 3)、濃灰色(grade 4)と黒色(grade 5)の5段階に分けた後、数値化した。後者の方法では0-255のmean pixel intensityで表した。PERF 15mRNA量は後期パキテン期およびディプロテン期の精母細胞で最大であり、初期精子細胞および中期パキテン期の精母細胞がこれに続いた。両者の方法の問で、ほぼ同一の結果を得た。PERF 15は成熟精子では頭部に存在し、頭部の構造をコンパクトにする細胞骨格成分と考えられている一方、アポトーシスへの関与が示唆されている。今回の実験で、転写産物は生理的精子発生でアポトーシスが最も多く観察されるステージXIVの前後で高い値を示しており、減数分裂時に特定の機能を持つ可能性が明らかとなった。今回の定量法は分子の未知の機能を解析する上で有力なツールとなる可能性があり、ISHシグナルの絶対量定量法の確立に大きな助けとなると考えられた。この方法の確立のために、スライドグラスのコーティング法を行い、DNAマイクロアレイ用のグラスで、通常の染色法、ISH法など組織化学法が可能であることが確認し、標準濃度の転写産物を塗布したスポット部に生成された反応産物の散逸を防ぐための処置として、組織切片を重ね貼りし0.5mg/ml RNase処理し組織中のRNAを分解する方法と、AGARブロックを厚切りしてスポット部にコートする方法を行った。精巣は発育段階の同じ細胞が集団として存在し、同調した遺伝子発現を示すので、In situハイブリダイゼーション(ISH)法を用いたシグナルの定量化のために有用な臓器である。リボソーマルRNAの定量化のために行った、シグナル強度のボスタリゼーション(階調変更)による方法と蛍光シグナルによる方法を、精巣の連続切片での転写産物、PERF 15 mRNA、の定量に応用した。今回の定量法はISHシグナルの絶対量定量法の確立に大きな助けとなった。

この方法の確立のために、スライドグラスのコーティング法、標準濃度の転写産物を塗布したスポット部に生成された反応産物の散逸を防ぐための処置などを検討し、また、標準濃度を含有するAGARブロックの切片のシグナル検出、培養細胞のシグナルを効率よく定量する方法が検討され、いずれも良好な結果が得られた。
光機能性デンドロンの自己組織化によるナノ構造の集積化と機能探索

ナノメートルスケールの構造をボトムアップアプローチで構築するための構成単位として,光機能性部位持つデンドロンが有用であることを見出した。フラーレンをはじめとする光機能性部位をナノ構造材料中に規則正しく配置することで,光応答性をはじめとする様々な機能発現が見出された。(1)フラロデンドロンの自己組織化と機能探索フラーレンを焦点部位に持つデンドロン(フラロデンドロン)のLB膜を用いた有機薄膜トランジスタの作製に初めて成功した。デバイスは,n型トランジスタとしての性質を示した。興味深いことに,その電荷移動度を300Kにて比較したところ,スピンコート膜(1.4×10-3cm2V-1s-1)に比べてLB膜(2.7×10-3cm2V-1s-1)の方が2倍の値を有することが分かった。これは,LB膜にすることで,ナノ構造が制御され,導電パスが効率よく形成されたためと考えられる。《Applied PhysicsLetters,2007,91(24),243515/1-243515/3》(2)デンドリマージスルフィドの光反応性探索デンドリマージスルフィドの光機能性を明らかとすることを目的に,デンドリマージスルフィドの光照射下における反応性を種々検討する中で,アリルアルコールの酸化反応を新たに見出した。これは,光照射によって発生したSラジカルが,アルコールのアルファ位の水素引き抜くことにより開始する反応と考えられる。こうした反応が,デンドリマー型置換基を持つ場合に観察されることは,デンドリマー型置換基による活性部位の孤立化効果が大きく係わっていると言うことができ,デンドリマーの機能探索の面から非常に興味深い知見ということができる。《Bulletin of the Chemical Society of Japan,2008,81(3),361-368》(3)CdS分子クラスターデンドリマーの合成これまでに報告例のない,Cd10S16分子クラスターをコアに持つデンドリマーの合成に成功した。得られた分子クラスターデンドリマーは,有機溶媒に対する高い溶解性を有し,有機溶媒中で強い蛍光を発することから,新たな光機能性デンドリマーとして大変興味が持たれる。そこで,この新規分子クラスターデンドリマーについて,一重項酸素光増感剤としての機能を確認したところ,光酸素付加反応が観測された。こうした,光誘起エネルギー移動を介した一重項酸素光増感作用は,従来のCdSクラスターでは実現されておらず,分子クラスターまでサイズを制御したナノサイズ効果と,デンドリマー型置換基導入による安定化効果の2つの効果が,機能発現に有効であることが明らかとなった点は大変興味深い。《Chemical Communications,2008,(1),76-78》1.アントリルデンドロンの目己組織化により形成される光応答性ヒドロゲル末端に糖を導入したアントリルデンドロンがヒドロゲルを形成することを見出した。これは,デンドリマー骨格中に光機能性官能基を導入したヒドロゲルの初めての例となった。興味深いことに,得られたヒドロゲルに光照射を行うと,アントラセンの光二量化反応がゲル中で立体選択的に進行し,ゲルからゾルへの転移が起こることがわかり,光応答性ゲルとしての用途が見出された。2,シアノビフェニル基を末端に持つフラロデンドロンの合成と液晶性末端にメソゲン基としてシアノビフェニル基を導入したフラロデンドロンのサーモトロピック液晶性について詳細に検討し,フラーレン部位が2次元の高い結晶性を有するスメクチックB相を形成することを見出した。これまで,フラーレンにデンドリマー型置換基を導入した液晶性分子の報告例はあったものの,フラーレン同士の距離のコントロールが難しく,有機半導体材料への応用は困難であった。しかし,本研究において見出された液晶性フラーレン誘導体はフラーレンの2Dシート構造により,高い電荷移動度を持つことが期待される。《繊維学会誌,2008,64(11),324-328》3.デンドリマージスルフィドを触媒的に用いたアリルアルコールの光異性化デンドリマーの特異な構造を利用することにより,アリルアルコールの光異性化に利用可能な触媒開発に成功した。4.両親媒性デンドロンを利用した極性蛍光プローブの開発溶媒の極性に応じたデンドリマーの分子集合状態の変化に起因して,アントリルデンドロンの蛍光強度が定量的に変化することを見出した。興味深いことに,水とアルコールの混合溶媒中で蛍光強度が直線的に変化し,アルコール中の水分の定量に利用できることを見出した。
肝疾患の治療反応性と予後に関連する遺伝子素因の解析

ウイルスの遺伝子型や患者の種々の背景とともに、免疫遺伝子(IL28B)およびITPA遺伝子の型と各々C型肝炎の抗ウイルス治療効果および治療順守率との関連、PNPLA3遺伝子型と脂肪肝および高度の脂肪沈着を伴うC型肝炎の病態との関連、さらにC型肝炎治療後の肝発癌との関連を明らかにした。また、肝炎ウイルス以外による肝癌とPNPLA3遺伝子型の関連、MICA遺伝子型とC型肝炎関連肝癌との関連を多数例の解析から明らかにした。1.ペグインターフェロンα(PEG-IFNα)とリバビリン併用療法を導入した1型高ウイルス量のC型慢性肝炎137例を対象に、C型肝炎ウイルス(HCV)のコア蛋白アミノ酸とIL28B遺伝子多型をPCR直接シークエンス法により決定し、TaqMan PCR法により評価した治療反応性との関連を解析した。その結果、コアaa70置換型、IL28B minor(TG/GG)でウイルス陰性化が遅く、IL28B minorは特にウイルス学的無反応に関連していた。著効率はコア(70野生型/置換型)が47%/30%(P=0.032)、IL28B(major/minor)が60%/13%(P<0.001)であった。著効に関連する治療前因子として多変量解析ではIL28Bのみが有意であった。またコア蛋白アミノ酸とIL28B遺伝子多型は有意な関連を示した。コア蛋白アミノ酸とIL28Bは関連しともに著効に関連するが、IL28Bは特にウイルス学的無効例の治療前予測に優れており、臨床的にも有用であることを明らかにした。2.野生株および種々のアミノ酸置換を伴うコア蛋白の抗ウイルス状態への影響をin vitroの系で検討した。4種類のHCVコア蛋白発現コンストラクト(aa70/aa91:野生型/野生型、変異型/野生型、野生型/変異型、変異型/変異型)を、不死化肝細胞系、肝癌細胞系、HCVレプリコン細胞系(sOR)の一過性発現系において、IFNαおよびIFHα+リバビリンに対する抗ウイルス反応を解析した。IFN誘導遺伝子のプロモーター活性および2',5'-オリゴアデニル酸合成酵素mRNAレベルは、コンストラクト間で相違は認めなかった。コンストラクトを安定導入した不死化肝細胞では、コア蛋白の発現により抗ウイルス反応の増強を認めたが、コンストラクト間での相違は認めなかった。これらin vitroの系では、コア蛋白アミノ酸と抗ウイルス反応との関連は認められないことを明らかにした。1.ペグインターフェロンα(PEG-IFNα)とリバビリン併用療法を導入した1型高ウイルス量のC型慢性肝炎119例のIL28B遺伝子多型(rs8099917)と治療中のウイルス動態の解析では、IL28B minorジェノタイプ(TG/GG)ではIL28B majorジェノタイプ(TT)に比較してウイルス量の減少・陰性化が遅く、無反応例も多かった。治療4週目の早期のウイルス減少もminor例でmajor例に比較して低かった。IL28B minorで著効の得られた例では、治療4週目にウイルス量が1 Log IU/mL以上の減少を示しており、十分なウイルス減少の得られないminor例では全例非著効であり、早期の治療効果予測に有用であった。2.PEG-IFNαとリバビリン併用療法を導入した1型高ウイルス量のC型慢性肝炎185例において、48週の標準投与群(123例)と52週以上の延長投与群(62例)を比較したところ、延長投与群においてIL28B minorが高頻度であり(P=0.03)、延長投与によりIL28B minor例においても有意差はないものの著効率の改善が見られた。一方、ITPAの遺伝子多型(rsl127354)には両群間で差を認めなかった。リバビリン投与率はいずれの群においてもITPA minor例で有意差はないもののやや高率であった。IL28B、ITPA遺伝子多型解析は延長治療の必要性、治療効果予測に有用であった。1.ペグインターフェロンαとリバビリン併用療法を導入したgenotype 1かつ高ウイルス量のC型慢性肝炎950例を対象に、宿主ゲノム(IL28B rs80099917)とウイルス変異(Core 70、ISDR)を含めた背景因子と治療効果の関係を検討した。SVR率は39% (372/950)であり、背景因子では年齢、性別、血小板数、γ-GT、ウイルス量、ヘモグロビン値、フェリチン値がSVRに関連していたが、IL28BおよびCore 70を加えた解析では、IL28Bのみが有意な因子であり(P<0.001)、Core 70、γ-GT、フェリチン値に傾向が見られ、治療反応性における宿主因子の影響が明らかとなった。

2.組織学的に診断した非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD) 50例と、背景(年齢、性別、BMI)を一致させたC型慢性肝炎(CHC)を226例より抽出し、PNPLA3遺伝子多型(rs738409)を解析した。PNPLA3遺伝子多型は、NAFLDでCC/CG/GGが3/22/25、CHCで11/28/11とrisk alleleの頻度がNAFLDで有意に高かった(P=0.005)。さらに肝脂肪化が30%以上の症例での解析では、CHCとNAFLDの全例がG alleleを有していた。すなわちC型慢性肝炎で脂肪化の強い症例では、NAFLD同様の病態が関与していると考えられた。3.新規に診断された肝細胞癌638例(B型72例、C型462例、非B非C 104例)におけるMICA遺伝子多型(rs2596542)を解析した。B型および非B非Cに比較してC型において、MICAのrisk allele (A/A)が有意に高率であることを見出した(P=0.049)。生存率とは有意な関連を認めなかった。C型肝炎の肝発癌におけるMICA遺伝子多型の関与が示唆された。C型肝炎におけるIL28BとITPA遺伝子多型とウイルス動態、治療効果、延長治療、治療アドヒアランスとの関連を明らかにすることができた。また、PNPLA3遺伝子多型と非ウイルス性肝発癌との関連を明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、肝細胞癌ではMICA、KIF1B、脂肪性肝疾患ではPNPLA3に加えてPEMT、GCKR、NCANなどの疾患関連候補遺伝子を含め、さらにC型肝炎を含め種々の肝疾患、肝病期における遺伝子多型と病態との関連を明らかにする。さらにこれら遺伝子多型と血液生化学データ、肝組織所見、肝組織における遺伝子発現と治療効果との関連における遺伝子多型の関与についても明らかにする。ことに細胞レベルでの遺伝子発現について、蛋白発現の組織学的な解析を併せて行っていく予定である。
腫瘍内ダイバーシティー生成過程のシミュレーション解析

本研究は、細胞集団の増殖プロセスに進化生物学と集団遺伝学の理論を応用し、腫瘍内多様性の形成メカニズムを構成的アプローチで理解することを目的とする。これは、当該領域が細胞社会ダイバーシティーの統合的解明を目指す上で重要な部分を補完するものである。当該領域の計画班は、(A01)シングルセルのオーミクス解析や3Dイメージングなど、急速に発展する定量化技術を用いた解析的実験研究が中核となっている。理論系の研究では(A02)、定量的実験データの統計解析や数理モデリングを行うものが多い。そのマクロな理解を受けて、最終的にはオルガノイドや異種移植といった構成的実験研究による実証も視野に入れている(A03)。しかし、細胞社会ダイバーシティーのような組織レベルの特性は、個々の細胞の性質の単なる総和ではなく、局所的な相互作用の連鎖から創発する高次の表現型であり、解析的理論によって諸要素に還元する方向性には限界がある。また実証実験には膨大な時間やコストがかかる。この問題を解決するために我々は、要素の記述から全体の振る舞いを組み立てていく構成的理論モデルを用いて、実証実験につながる橋渡しとなることを目指す(A02')。その結果は、(A03)構成的実験研究に対して、より効率的に研究対象を絞り込むことを助ける。初年度である2018年度は、シミュレーションを中心に行った。大腸がんと脳腫瘍を想定し、さまざまなパラメータセットを与えながらシミュレーションを実行し、腫瘍内多様性の生成過程における細胞分化、細胞移動、分裂様式、栄養勾配、自然選択の相対的役割を定量的に評価した。この研究が、来年度から行うデータ解析の基礎をなす。2019年度は、前年度の結果の汎用性を確認するために、乳がん・肺腺がん・転移性前立腺がん・膀胱がん・食道上皮がん・卵巣がんなどの腫瘍内多型のデータを解析する。遺伝的変異のばらつきかたが、がん種によって異なることが想定できる。これらのデータに関して、近似ベイズ法によるパラメータ探索を行い(フレームワークは前年度に構築)、がんのダイバーシティー創出メカニズムに共通する普遍的要素と個別の要素を解明する。