hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫グロブリンの抑制性Fcレセプターを介した心筋炎・心不全治療に関する研究

最近、原因不明の自己免疫疾患や炎症性疾患での免疫グロブリン療法の有効性が注目されている。その作用機序は不明であるが、respiratory syncytialウイルス感染予防効果に代表される中和抗体としての作用、ITP(idiopathic thrombocytopenic purpura)での成功でみられるように、Fcレセプターのブロック作用、活性化された補体の不活性化や、炎症性サイトカインに対するdown-regulatorとしての作用などが仮定されている。事実、これらの作用が複合的に働き、川崎病や多発性筋炎では著効している。さらに、川崎病に伴った心筋炎でも著効をみたとの報告が続いた。そこで申請者・岸本千晴は、その病状の進展に、病原としてのウイルスのみならず、炎症性サイトカインが関与している実験的心筋炎あるいは心筋症での詳細な検討を行い、その有効性を確認するとともに、免疫グロブリンのFc部分が効果発現に関与している結果を得つつある。そこで本研究では実験的心筋炎モデルならびに臨床症例で、免疫グロブリンの抑制性Fcレセプターを介する新しい治療の可能性を検討した。動物モデルを用いた14、15年度の研究により、Fcレセプターのうちサイトカイン誘導などに関するnegativeなシグナルである抑制性Fcレセプターの関与が示された。平成16年度は、心筋障害での自己免疫機序に対する効果を検討した。その結果、ラットのミオシン感作型心筋炎モデルで、インタクト型およびFc型Igで心筋炎の抑制がみられたがFab型Igでは心筋炎の抑制がみられないことが明らかになった。平成17年度では、臨床患者でのトライアルを行った。すなわち、心筋炎患者での免疫グロブリン治療はTNF-α、IL-1βなどのサイトカインを抑制するとともに、心機能を改善することが明らかになった。以上まとめると、免疫グロブリン療法は、その抑制性Fcレセプターを介して心筋炎・心不全に対して有効に作用することが実験的および臨床的に明らかになった。最近原因不明の自己免疫疾患や炎症性疾患での免疫グロブリン療法の有効性が注目されている。その作用機序は不明であるが、respiratory syncytialウイルス感染予防効果に代表される中和抗体としての作用、ITP(idiopathic thrombocytopenic purpura)での成功でみられるように、Fcレセプターのブロック作用、活性化された補体の不活性化や、炎症性サイトカインに対するdown-rregulatorとしての作用などが仮定されている。そこで申請者・岸本千晴は,その病状の進展に、病原としてのウイルスのみならず、炎症性サイトカインが関与している実験的心筋炎あるいは心筋症での詳細な検討を行い、その有効性を確認するとともに、免疫グロブリンのFc部分が効果発現に関与している結果を得つつある。平成14年度は、動物実験を主体に検討した。免疫グロブリンのin vitroにおける効果の検討では、Fcレセプターのうちサイトカイン誘導などに関するnegativeなシグナルである抑制性Fcレセプターの関与が示された。次に、免疫グロブリンの動物モデルでの検討では、抑制性レセプターが免疫グロブリン療法のメカニズムであることが判明した。

さらに、心筋障害での自己免疫機序に対する効果を検討すべく、現在ラットのミオシン感作型心筋炎モデルを用いて行っている最近、原因不明の自己免疫疾患や炎症性疾患での免疫グロブリン療法の有効性が注目されている。その作用機序は不明であるが、respiratory syncytialウイルス感染予防効果に代表される中和抗体としての作用、ITP(idiopathic thrombocytopenic purpura)での成功でみられるように、Fcレセプターのブロック作用、活性化された補体の不活性化や、炎症性サイトカインに対するdown-regulatorとしての作用などが仮定されている。事実、これらの作用が複合的に働き、川崎病や多発性筋炎では著効している。さらに、川崎病に伴った心筋炎でも著効をみたとの報告が続いた。そこで申請者・岸本千晴は、その病状の進展に、病原としてのウイルスのみならず、炎症性サイトカインが関与している実験的心筋炎あるいは心筋症での詳細な検討を行い、その有効性を確認するとともに、免疫グロブリンのFc部分が効果発現に関与している結果を得つつある。そこで本研究では実験的心筋炎モデルならびに臨床症例で、免疫グロブリンの抑制性Fcレセプターを介する新しい治療の可能性を検討した。14年度の研究により、Fcレセプターのうちサイトカイン誘導などに関するnegativeなシグナルである抑制性Fcレセプターの関与が示された。平成15年度は、心筋障害での自己免疫機序に対する効果を検討すべく、ラットのミオシン感作型心筋炎モデルで研究を行った。その結果、インタクト型およびFc型Igで心筋炎の抑制がみられたがFab型Igでは心筋炎の抑制がみられないことが明らかになった。最近、原因不明の自己免疫疾患や炎症性疾患での免疫グロブリン療法の有効性が注目されている。その作用機序は不明であるが、respiratory syncytialウイルス感染予防効果に代表される中和抗体としての作用、ITP(idiopathic thrombocytopenic purpura)での成功でみられるように、Fcレセプターのブロック作用、活性化された補体の不活性化や、炎症性サイトカィンに対するdown-regulatorとしての作用などが仮定されている。
奈良時代に用いられた色材・素材のナノ構造解明

本研究では、文化財全体を構成する様々な物質で作られている「材料」の微細構造観察を行なっている。これまでに、奈良時代に用いられた建築彩色剥落片の一部を試料として、透過電子顕微鏡を用いた微細構造観察を進めている。緑色彩色には複数の彩色材料の使用が考えられ、層構造を含め引き続き検討を行っている。また、赤色、白色、灰色彩色など経年変化による変色も含め解析を進めている。微細構造観察に必要な透過電子顕微鏡観察用の薄膜試料作製の目途がつきつつあるため。環境が及ぼす経年変化の過程について、彩色材料および支持体を含め検討を進めていく予定である。本研究では、染色・絵画等に用いられる彩色材料に加え、文化財全体を構成する金属、木材、繊維、あるいは、漆・膠などの固着剤を含めた様々な物質で作られている「材料」の微細構造観察を行なっている。絵画などに彩色を施す際、入手可能な限られた材料の中から、より効果的に表現するための工夫がなされていたと思われる。本研究では、奈良時代に用いられた建築彩色剥落片の一部を試料として、透過電子顕微鏡を用いた微細構造観察をおこない、これまで詳細が不明であった絵画材料および技法を明らかにすることを目的としている。緑色彩色からCuが検出される場合、塩基性炭酸銅(マラカイト)等の使用が考えられてきたが、これまでの調査から、塩化銅等その他の材料も併せて用いられていることが明らかになりつつある。奈良時代を中心とした彩色材料の歴史的変遷を明らかにすることで、これまで不明な部分が多かった材料および技法の解明につなげる。種々の制約のために高度な材料科学的検討が行われてこなかった染色・絵画材料等については、研究手法等で未開発の事項が多く、透過型電子顕微鏡(TEM)観察用の薄膜試料の作製に時間を要するため。複合材料である染色・絵画材料の観察には、ナノ領域の物性測定等を知る必要があり、これらの観察手法をさらに発展させて、幅広く適用できるように推進する。これに沿って、染色・絵画に用いられる彩色材料に加え、文化財全体を構成する金属材料、木質材、繊維、漆・膠などの固着剤を含めた、あらゆる物質で作られている「材料」としての視点から、得られる成果を明確にして研究を遂行していく予定である。予定していた人件費・謝金への支出が次年度以降に変更されたため。当初予定していた金額よりも安く済んだため
脊髄小脳失調症6型の発症機構の解明および予防、治療法の検討

まず内在性マウスP型Caチャネル遺伝子の第1蛋白コーディングエクソン部にベクター配列を導入し遺伝子発現を遮断した。引き続き、この部位に疾患変異を有するヒトP型Caチャネル(ポリグルタミン28リピート)cDNAをシングルコピー導入し、内在性チャネルプロモーター制御のもとに変異導入Caチャネルを発現するSCA6(脊髄小脳失調症6型)ノックインマウスを作製した。このマウス(第一世代)における疾患チャネルの発現部位特異性は内在性チャネルと同じであったが発現量が内在性のものに比べて著しく低いことが明らかとなった。現在、このSCA6モデルマウス(SCA6変異に関してヘテロのマウス)の行動学的解析を経時的に行っているが、これまでのところ(生後1年を過ぎ)異常は見出されていない。しかしながらSCA6変異に関してホモのマウスの小脳スライスの生理学的解析から特異的異常が見出された。一方、チャネル発現量改善を目標にFLPリコンビナーゼを用いて導入チャネルコンストラクトのベクター配列を除去した第二世代のSCA6モデルマウスの作製に着手し、これに成功した。ベクター配列の除去により変異導入Caチャネル発現量の著しい改善(約10倍増)が認められたので現在このマウスを用いて種々解析を再スタートさせたところである。疾患チャネルの電気生理学的特性の解析に関してもホモマウスプルキンエ細胞のCa電流の検討をスタートさせた。SCA6のひとつの特徴として患者さんによって発症年齢にばらつきが大きいということがあり、何かほかに発症を誘引するような因子の存在を強く示唆させる。そこで種々の環境ホルモン、神経毒などの投与による影響のほうも検討している。
グラフの幾何構造とグラフ上の作用素のスペクトル構造の相関関係の解析

無限グラフ上のラプラス作用素のスペクトルとグラフの幾何構造の特徴付けに関する研究として,多様体における結果の離散類似をグラフの上で見出すという方向と,離散故の独自の性質からアプローチする方向があるが,本研究では,離散独自の性質に重点をおいて遂行した.主な結果としては,(1)与えられたグラフに対してパラライングラフへの変形を行なったときのスペクトルの遺伝性および特異性;(2)無限グラフにおける「本質的2部グラフ性」と「スペクトルのある種の対称性」の同値性;(3)有限グラフが2-因子を持つとき,その普遍可換被覆グラフ上のラプラシアンは固有値をもたない,という「固有値非存在性」に対する商グラフの幾何と被覆変換群による特徴付け;(4)非常に"大きい"第2固有値を持つ有限グラフの特徴付け;(5)スペクトル集合が単一閉区間からなる無限グラフの特徴付け,などがある.これらに共通することとして,直ちには多様体での連続類似物が見つからないような離散独自の性質に注目しながら,確率論やスペクトル論など多種多様の道具を用いてアプローチして得られたものである,という点である.これらの結果によって,多様体における研究とグラフにおける研究の類似性と相違性がよりはっきり浮き彫りになったと言え,さらに今後の多様体での研究になんらかの貢献があるものと考えられる.また同時に,無限グラフのスペクトル幾何の研究が進んだことにより,グラフ上の酔歩の被覆時間を制御するグラフの幾何の抽出などの酔歩の挙動に対する純粋数学的な貢献や,現実の巨大ネットワークの構成やその上での情報伝播の速度や信頼性といった応用面での貢献も可能になったと考えている.無限グラフ上のラプラス作用素のスペクトルとグラフの幾何構造の特徴付けに関する研究として,多様体における結果の離散類似をグラフの上で見出すという方向と,離散故の独自の性質からアプローチする方向があるが,本研究では,離散独自の性質に重点をおいて遂行した.主な結果としては,(1)与えられたグラフに対してパラライングラフへの変形を行なったときのスペクトルの遺伝性および特異性;(2)無限グラフにおける「本質的2部グラフ性」と「スペクトルのある種の対称性」の同値性;(3)有限グラフが2-因子を持つとき,その普遍可換被覆グラフ上のラプラシアンは固有値をもたない,という「固有値非存在性」に対する商グラフの幾何と被覆変換群による特徴付け;(4)非常に"大きい"第2固有値を持つ有限グラフの特徴付け;(5)スペクトル集合が単一閉区間からなる無限グラフの特徴付け,などがある.これらに共通することとして,直ちには多様体での連続類似物が見つからないような離散独自の性質に注目しながら,確率論やスペクトル論など多種多様の道具を用いてアプローチして得られたものである,という点である.これらの結果によって,多様体における研究とグラフにおける研究の類似性と相違性がよりはっきり浮き彫りになったと言え,さらに今後の多様体での研究になんらかの貢献があるものと考えられる.また同時に,無限グラフのスペクトル幾何の研究が進んだことにより,グラフ上の酔歩の被覆時間を制御するグラフの幾何の抽出などの酔歩の挙動に対する純粋数学的な貢献や,現実の巨大ネットワークの構成やその上での情報伝播の速度や信頼性といった応用面での貢献も可能になったと考えている.無限グラフ上のラプラス作用素のスペクトルとグラフの幾何構造の特徴付けに関する研究には,多様体における結果の離散類似をグラフ上で見出すという方向と,離散故の独自の性質を見出すという方向がある.本年の研究は,離散独自の性質に重点をおいたものが主である.まずはグラフの変形操作によるスペクトルの遺伝性について調べた.たとえば線グラフへの変形におけるスペクトルの遺伝の仕方は,有限グラフ・無限グラフともに知られているが,最近導入された変形操作であるパラライングラフへの変形によってどのようにスペクトルが遺伝するかについては,無限グラフに関してある程度得られているだけであった.その類推から有限グラフの結果も予想されてはいたが,今回その類推が正しいこと,および,さらに有限グラフならではの詳細な性質が解明された.次に行ったのは「有限グラフにおいてはスペクトルの下端と上端の和が2であること」と「グラフが2部グラフであること」の同値性に関するものである.この同値性は,有限グラフでは成り立つものの,無限グラフでは一般的には成立はしない.どのくらいの無限グラフの族に対して「スペクトルの下端と上端の和が2」が成立するのかという問題を設定していたが,その族の特徴付けに関して部分的結果が得られた.一方,多様体との類似性を意識した研究としては,グラフの状態密度関数などの詳しいスペクトル構造の情報を調べるものを計画したが,その研究の途上で,普遍アーベル被覆グラフのスペクトル構造,とくに固有値の存在・非存在に関して,多様体における技術の移植ではない新たな方向性が打ち出された.グラフの幾何構造とそのグラフ上のラプラス作用素のスペクトルの構造の相関関係を研究するなかで,まずは昨年度から引き続き,「有限グラフMの普遍可換被覆グラフGにおけるラプラス作用素のスペクトルの特徴付け」を調べた.現在のところ得られたこととしては,「有限グラフMが2-因子を持つならば,その普遍可換被覆グラフGにおけるスペクトルには固有値が存在しない」というものである.これはd-次元格子における固有値の非存在性という事実を含むだけでないはるかに広い一般的主張となっている.ここで「2-因子を持つ」有限グラフの特徴付けは,グラフ理論において難解な問題ではあるが,正則

有限グラフに限定すれば,「"偶正則",もしくは"奇正則で2部グラフ"ならば2-因子を持つ」ことが古典的な結果として知られている.一見限定的ではあるが,研究者が興味を持つ無限グラフのうち,この類いの有限グラフの無限普遍可換被覆グラフになっているものは少なくない.上記の結果を得る過程においては,スペクトルに関する解析手法である状態密度関数や被覆変換群の構造に着目し,その上でグラフの幾何に関する特徴付けを行なったが,この解析の副産物として「偶正則有限グラフが非分離2-因子を持つ」ための十分条件という,純グラフ理論的結果も得られた.また,「固有値の有無」や「Full Spectrum Property」の完全なる特徴付けへのさらなる足がかりとして,2-因子を持たない特殊な有限グラフM(m,n)に対する,その普遍可換被覆グラフのスペクトル集合の決定(固有値の有無や区間の数はm,nに依存)や状態密度関数の具体的計算なども行なった.無限グラフの中で,有限グラフの被覆構造を持ち,さらに被覆変換群が可換であるものに限定したとき,特殊なスペクトル構造を持っことが予想されている.例えば「FullSpectrum Property」(スペクトル集合が単一閉区間から成る),または,rNo EigenvaluePr。perty」(スペクトルに固有値は存在しない)などが示唆されており,昨年度までの研究において,その幾何的特徴付けの部分的解決(有限正則グラフのある族に対して肯定的)が得られてきた.今年度も引き続き,まずは「有限正則グラフに対する完全解決」を目指すべく研究を遂行し,結果としては「完全解決」は至らなかったものの,従来より肯定的な性質を持っグラフの族を拡大することに成功した.具体的には「2辺連結な有限正則グラフ」および「橋を持っグラフでも自己対称性の高いもの」といった族であり,現在は残されている正則グラフの族,つまり「橋を持つ自己対称性の低い」グラフに対して肯定の方向で研究中である.また,その問題の派生として生じた「非分離2-因子を持つ有限正則グラフ」の十分条件に対しても,昨年度までに得られていた「偶正則グラフ」に限定されていたものを,「1一因子をもつ奇正則グラフ」まで拡大でき,現在も「奇正則グラフのどのくらいの族まで成立するか」について研究中である.さらに,有限グラフのラプラシアンの第2固有値が非常に"大きい"ものは特殊な幾何構造をもつことと同値であることや,極大平面グラフの対角変形による「グラフの力学系」によって作られる「グラフ」の不変測度に関する研究,さらなる派生としての「有限グラフの測度のある種のメビウス変換」に関する研究も並行して行い,現在も継続中である.無限グラフ,とくに有限グラフの被覆グラフとして表現されるもの,でのラプラシアンのスペクトル構造は,商グラフである有限グラフの幾何構造と被覆変換群の性質で制御される.前年度から引き続き完全解決を目指した「Full Spectrum Property」(スペクトル集合が単一閉区問から成る)と「No Eigenvalue Property」(スペクトルには固有値がない)に関しては,未完成とはいえ多少の発展には成功した.
心筋収縮機構の機械的エネルギー効率を高める因子に関する研究

心臓のポンプ機能の限定にある心筋の収縮機構の機械的エネルギー効率を高める因子について実験生理学的に研究するのが本研究の目的である.特に,心室の収縮に伴って発生する総機械的エネルギーを心室の収縮期圧容積面積でもって定量することは本研究の特長である.この面積をPVAと呼んでいる.これまでの一連の研究から心室の酸素消費量(VO_2)とPVAの関係の勾配が収縮機構のエネルギー効率を反映することが明らかになっているので,本研究では,この勾配の変化に注目して実験を行った.エネルギー効率を変える可能性のある因子として, 1)低温, 2)虚血, 3)急速負荷解除の3つを検討した.まず心室を37°Cから29°Cに徐々に低下させると,収縮力が増すにもかかわらず, VO_2-PVA関係はわずかしか上方へ移動せず,かつその勾配は不変であった.これはミオシンATPアーゼ冷性が低下して,収縮効率が上るという一般の概念に反するもので,その機序を考察した.2)虚血では,問題の勾配がゆるやかになり,一見効率が上昇したかに見えたが,これはPVA増加につれて収縮性がさらに低下したために, VO_2が低下した結果によるものであり,効率の上昇でないと結論された.急速負荷解除法によってはVO_2-PVA関係は明らかに低下した.この解釈は,同じPVAを産生するにも,その後の維持の時間が少い方が, VO_2が少くてすむことを示しているものではないか.もしそうならば,単に従来の方法で求めたPVAは総機械的エネルギーのみならず,エネルギー損失をも含んでいることになり,収縮機構のエネルギー効率を過小評価してきたことになるかもしれない.この点は今後の研究に待たねばならない.そのようなわけで,今回の研究は初期の目的を十分達したと同時に,さらに発展させるべき研究の方向が明らかになった点で意義が多かったと考えられる.心臓のポンプ機能の限定にある心筋の収縮機構の機械的エネルギー効率を高める因子について実験生理学的に研究するのが本研究の目的である.特に,心室の収縮に伴って発生する総機械的エネルギーを心室の収縮期圧容積面積でもって定量することは本研究の特長である.この面積をPVAと呼んでいる.これまでの一連の研究から心室の酸素消費量(VO_2)とPVAの関係の勾配が収縮機構のエネルギー効率を反映することが明らかになっているので,本研究では,この勾配の変化に注目して実験を行った.エネルギー効率を変える可能性のある因子として, 1)低温, 2)虚血, 3)急速負荷解除の3つを検討した.まず心室を37°Cから29°Cに徐々に低下させると,収縮力が増すにもかかわらず, VO_2-PVA関係はわずかしか上方へ移動せず,かつその勾配は不変であった.これはミオシンATPアーゼ冷性が低下して,収縮効率が上るという一般の概念に反するもので,その機序を考察した.2)虚血では,問題の勾配がゆるやかになり,一見効率が上昇したかに見えたが,これはPVA増加につれて収縮性がさらに低下したために, VO_2が低下した結果によるものであり,効率の上昇でないと結論された.急速負荷解除法によってはVO_2-PVA関係は明らかに低下した.この解釈は,同じPVAを産生するにも,その後の維持の時間が少い方が, VO_2が少くてすむことを示しているものではないか.もしそうならば,単に従来の方法で求めたPVAは総機械的エネルギーのみならず,エネルギー損失をも含んでいることになり,収縮機構のエネルギー効率を過小評価してきたことになるかもしれない.この点は今後の研究に待たねばならない.そのようなわけで,今回の研究は初期の目的を十分達したと同時に,さらに発展させるべき研究の方向が明らかになった点で意義が多かったと考えられる.本年はこれまで研究してきたイヌ左心室の酸素消費量と収縮期左容積面積とから求まる心筋の収縮機構のエネルギー効率を高める因子の有無に関する研究を行った。収縮期圧容積面積は収縮末期と拡張末期の圧容積関係曲線と収縮期圧容積軌跡とに囲まれる部分の面積であって、可変弾性モデルを用いた理論的研究から、この面積は心収縮にともなって発生する総機械的エネルギーを表わしていることが明らかになっている。酸素消費量はこの圧容積面積に無関係な成分(基礎代謝と興奮収縮連関用)と圧容積面積に比例する成分(収縮機構用)とに分けられる。酸素消費量と収縮期圧容積面積との関係直線の勾配が収縮機構のエネルギー変換効率を密接に反映すると考えられる。この勾配(縦軸:酸素消費量)の逆数が効率に比例する。カテコールアミン類やカルシウムイオンによって心室心筋の収縮性を高めてみても、この効率は約40%であってほとんど影響を受けなかった。これは、これらの薬物が急性には収縮機構のエネルギー変換要素であるミオシンのATPアーゼの酵素活性を変えないことから納得のゆく結果である。そこでこのATPアーゼ活性を低下させる方法として低温(27-30°C)の効果を調べた。ATPアーゼの【Q_(10)】は約2.5であるから37°CにくらべてATPアーゼ活性は0.40.6倍に低下していると考えられるが、酸素消費量と収縮期圧容積面積関係の勾配にはほとんど影響が見られなかった。このことから、急性のATPアーゼ活性の変化は、この収縮機構のエネルギー変換効率にほとんど影響を与えないことが考えられる。

他の研究者によりミオシンATPアーゼがアイソザイム間の変化によりその活性が変り、そのために収縮張力発生のためのエネルギー経済性が変化することが主張されているが、今回の研究結果はミオシンATPアーゼ活性と収縮機構のエネルギー効率間の関係の複雑さを示す。今後の研究が必要である。
高中性脂肪血症の新たな分子機構解明と治療標的の探索

高中性脂肪(TG)血症の成因には完全に解明されていない点が多い。研究代表者らはインスリン欠乏性高TG血症に着目し、ホルモン感受性リパーゼ欠損マウスではTG上昇が軽微に留まることを見出し、その分子機構の解明を目指した。また、その他の各種脂質関連遺伝子欠損マウス、MCTオイル、triton WR-1339を用いた実験系からも、高TG血症の成因解析を進めた。その結果、リポ蛋白リパーゼ(LPL)による脂質異化とは異なる、新規メカニズムによる高TG血症の存在が示唆され、現在解析を進めている。これまで行ってきた研究の成果から、インスリン欠乏時の高中性脂肪(TG)血症の成因として、小腸での脂質吸収・カイロミクロン(CM)合成が大きく寄与していることが示唆されており、さらにこの過程にホルモン感受性リパーゼ(HSL)が何等かの必須な役割を果たしていると考えられた。本研究課題では、ストレプトゾトシン(STZ)により糖尿病化させたHSL欠損マウスを用いて、高中性脂肪血症の新規分子機構の解明を目指している。オリーブオイルの経口投与実験において、少量のMCT(medium chain triglycerides)オイルを混ぜると、投与後の高TG血症がほぼ完全にrescueされることを見出しており、MCTオイルのdose responseを確認するため、非糖尿病化マウス・糖尿病化マウスそれぞれに一定量のオリーブオイルに加え、様々な量のMCTオイルを混ぜて経口投与を行い、その後の血中TG上昇レベルを経時的に測定した。小腸での脂質吸収・CM合成におけるMCTオイルの機能が明らかにされることにより、またHSL欠損モデルでの高TG血症rescueのメカニズムと比較検討することにより、より普遍的な生理現象(脂質吸収やCM合成、脂質異化、一般的な高TG血症など)の基礎的理解を大きく推し進めると期待され、現在詳細に検討を進めている。一方で、リポ蛋白リパーゼ(LPL)機能に関連する遺伝子(遺伝子X)の白色脂肪組織での発現が、HSL欠損マウスではほぼ皆無であり、かつ野生型ではインスリン欠乏時に増加することを見出した。このことは、HSL欠損マウスで高TG血症がrescueされる原因として、LPLが関与している可能性が再び浮上するものであり、現在詳細な検討を進めている。これまでの予備的検討から、インスリン欠乏時の高TG血症の成因は、「LPLによる異化の遅延」ではなく、「小腸での脂質吸収・CM合成の亢進」あるいは、「LPL以外の経路によるCM異化の遅延」が有力であると考えられていた。HSL欠損マウスでLPL機能に関連する遺伝子Xの発現がほぼ皆無であることは予想外の結果であり、高TG血症の成因として「LPLによる異化の遅延」の可能性を再検討する必要が生じた。平成27年度に当初予定していた実験は「小腸での脂質吸収・CM合成の亢進」を検証するためのものであるため、遺伝子Xに関連する実験を優先して進めることとなった。このため当初の実験計画に比べてやや遅れる結果となった。しかし、この再検討により得られる結果は高TG血症の成因の真相に迫るものであり、有意義な知見であると言える。現在各種臓器における遺伝子Xの発現状況の確認、および各種臓器でのLPL活性測定などの準備を進めている。これとは別にMCTオイルによる高TG血症のrescueについてはdose responseを確認する実験により、その詳細が明らかになりつつある。本研究課題では前年度に引き続き、ストレプトゾトシン(STZ)により糖尿病化させたホルモン感受性リパーゼ(HSL)欠損マウスを用いて、インスリン欠乏下での高中性脂肪(TG)血症の成因解明を目指した。また、前年度までの予備的検討により明らかとなっていた、MCT(Medium Chain Triglycerides)オイルによる高TG血症抑制効果をより詳細に検証することで、より一般的な高TG血症の成因解明を目指した。1型糖尿病に代表されるインスリン欠乏下においては、糖質の利用が滞るために、エネルギー源が糖質から貯蔵脂肪にスイッチすることが知られている。この際、HSLにより貯蔵脂肪が分解されて遊離脂肪酸が生成され、この遊離脂肪酸をβ酸化することでエネルギーを生成する。HSL欠損マウスではこの過程が十分に機能しないため、深刻なエネルギー不足に陥ることが予想される。糖尿病化させた野生型マウスとHSL欠損マウスを長期に飼育し、その間の体重、体温、血糖、ケトン体、中性脂肪など各種指標の測定を行い、HSLの機能、特に高TG血症の生成に与える影響について詳細に検討を進めている。またこの際、前年度までに見出した、糖尿病化したHSL欠損マウスで著しく発現が低下する、リポ蛋白リパーゼ(LPL)機能に関する遺伝子Xについても解析を行っている。さらに、MCTオイルを用いた検討では、野生型マウスでの通常の状態における検討の他、糖尿病化モデルでの検討、LPL阻害剤であるTriton WR-1339投与下での検討など、様々な条件下での検討を行い、高TG血症の成因となる分子機構の解明を目指し、現在詳細な検討を進めている。

また、その他の各種脂質関連遺伝子欠損マウス、MCTオイル、triton WR-1339を用いた実験系からも、高TG血症の成因解析を進めた。その結果、リポ蛋白リパーゼ(LPL)による脂質異化とは異なる、新規メカニズムによる高TG血症の存在が示唆され、現在解析を進めている。インスリン欠乏時の高TG血症の成因を明らかにするため、現在進行中の遺伝子Xの各種臓器での解析、および各種臓器でのLPL活性測定をまずは予定している。その上で、当初予定していた小腸特異的HSL欠損マウスの作成を進める。同時に、通常食下あるいはオリーブオイル投与下など各種条件で、野生型マウスおよびHSL欠損マウスの小腸上皮細胞の組織学的解析を進める予定である。さらにはオリーブオイル投与後のリンパ管からCMを含んだリンパ液を回収し、CM構成脂質について脂質分析や、必要に応じてLC/MSによるリピドミクス解析などを行うほか、MCTオイルによる高TG血症rescueのメカニズム解析などから、高TG血症の新規分子機構の解明を目指す。脂質異常症今年度の計画通りに研究費を使用してきたが、予想外の結果が得られたために、研究の進捗状況が他欄に記載の通りやや遅れることとなった。このため研究成果発表に要する経費の使用が少なくなり、残額が生じた。次年度は、他欄に記載の通りに予定通り研究を進展させ、研究成果発表も進めていく。今回の残額を、次年度分の研究費と合わせて、活用する予定である。
ガストロパレーシスに対するワイヤレス電気刺激ペーシング療法の開発

薬剤抵抗性の難治性のgastroparesisに対する治療として、胃電気刺激(gastric electrical stimulation : GES)が注目されている。我々は、皮膚をはさんで向かい合わせた2つのコイル間の電磁誘導により体外から体内へ経皮的、非接触的に電力を伝送するtranscutaneous energy transmission system (TETS)を用いて、刺激装置に電力を供給する方法を開発し、前年度の研究では動物への胃電気刺激の効果を既存の刺激装置と比較し従来の刺激装置とほぼ同様の効果がある事を確認した。今年度継続された研究では、薬剤抵抗性の難治性のてんかんや鬱病に対する治療として既に脳外科・精神科領域では臨床応用されている迷走神経刺激(vagal stimulation : VS)が胃運動機能に及ぼす効果について既存の刺激装置と比較して有効性を調査した。6頭のイヌに対し、胃に4組の双曲電極とforce transducerを埋め込み、食後期に頚部迷走神経に逢着した双曲電極からTETSを用いて体外から電力を供給し、意識下に電気刺激を行った。その結果、TETSによるVSは、正常周期のslow waveの割合、肛門側へのslow waveの伝達を有意に悪影響は及ぼさず、胃収縮力を増強させ、さらに刺激装置間に有意な差を認めなかった。このことから今回の実験でもTETSには従来の刺激装置とほぼ同様の効果がある事も再度確認され、またVSがgastroparesisの治療法の一つになる可能性も示唆された。今後TETSを臨床応用していくには更なる基礎データの集積と装置の小型・軽量化が望まれる。薬剤抵抗性の難治性のgastroparesisに対する治療として、胃電気刺激(gastric electrical stimulation : GES)が注目されているが、現在用いられている刺激装置は使用電力が体内の電池に依存しているため、刺激条件が消費電力の少ない刺激条件に制限されており、on/offや条件の変更など外部からの制御が容易でなく、さらに電池交換の手術が必要になるなど幾つかの問題点が挙げられる。我々は、皮膚をはさんで向かい合わせた2つのコイル間の電磁誘導により体外から体内へ経皮的、非接触的に電力を伝送するtranscutaneous energy transmission system(TETS)を用いて、刺激装置に電力を供給する方法を開発し、動物の胃への電気刺激の効果を既存の刺激装置と比較して有効性を調査した。6頭のイヌに対し、胃に4組の双曲電極とforce transducerを埋め込み、迷走神経を切断してgastroparesisのモデルを作成した後、食後期に最も口側の電極からTETSを用いて体外から電力を供給して、意識下に電気刺激を行った。その結果、TETSによるGESは、正常周期のslow waveの割合、肛門側へのslow waveの伝達を有意に改善させ、さらに刺激装置間に有意な差を認めなかった。このことから今回の実験で従来の刺激装置とほぼ同様の効果がある事が確認された。さらに、同時に行った実験の結果から迷走神経切断の有無により最適な刺激条件が異なる事が示唆され、特に迷走神経切断後および糖尿病性のgastroparesis患者に対してGESを施行する場合は、消費電力が大きい刺激条件が適していると考えられるため、胃電気刺激装置としてのTETSの意味は大きいものと考えられた。薬剤抵抗性の難治性のgastroparesisに対する治療として、胃電気刺激(gastric electrical stimulation:GES)が注目されている。我々は、皮膚をはさんで向かい合わせた2つのコイル間の電磁誘導により体外から体内へ経皮的、非接触的に電力を伝送するtranscutaneous energy transmission system(TETS)を用いて、刺激装置に電力を供給する方法を開発し、前年度の研究では動物への胃電気刺激の効果を既存の刺激装置と比較し従来の刺激装置とほぼ同様の効果がある事を確認した。今年度継続された研究では、薬剤抵抗性の難治性のてんかんや鬱病に対する治療として既に脳外科・精神科領域では臨床応用されている迷走神経刺激(vagal stimulation:VS)が胃運動機能に及ぼす効果について既存の刺激装置と比較して有効性を調査した。

6頭のイヌに対し、胃に4組の双曲電極とforce transducerを埋め込み、食後期に頚部迷走神経に逢着した双曲電極からTETSを用いて体外から電力を供給し、意識下に電気刺激を行った。その結果、TETSによるVSは、正常周期のslow waveの割合、肛門側へのslow waveの伝達を有意に悪影響は及ぼさず、胃収縮力を増強させ、さらに刺激装置間に有意な差を認めなかった。このことから今回の実験でもTETSには従来の刺激装置とほぼ同様の効果がある事も再度確認され、またVSがgastroparesisの治療法の一つになる可能性も示唆された。今後TETSを臨床応用していくには更なる基礎データの集積と装置の小型・軽量化が望まれる。
代数幾何符号および高次元巡回符号のグレブナ基底を用いた符号化・復号化モデル

研究成果は以下の3項目に分けることができる。1.有理点を多数持つ代数曲線および高性能な代数曲線符号・高次元巡回符号の探索。一般化準巡回符号のグレブナ基底を計算するアルゴリズムを導き、探索手法を確立した。2.代数曲線符号に対する符号化・復号化統合モデルの作成。3.符号化・復号化統合システムのリード・ソロモン符号への応用。近い将来必要になると考えられるRS符号システムの回路規模を従来のものと比べ40%削減できるという見積もりが得られた。1.楕円曲線符号に対する符号化・復号化モデルの作成:楕円曲線符号はReed-Solomon(RS)符号の二重構造を持ち、代数幾何符号のうちで最もシンプルな構造を持つため、まずこの符号について研究を着手した。また512バイトの情報を一つの符号語に符号化できるように構成した。このとき訂正能力はRS符号とほぼ等しく、しかも冗長を最大77ビット削減できる。この楕円曲線符号に対しグレブナ基底エンジンを確立した。すなわち、(1)Berlekamp-Massey-阪田(BMS)法を実行する演算器を復号化にはもちろん符号化におけるグレブナ基底を応用する箇所においても使い、(2)符号化において必要となる離散フーリエ変換の演算器を復号化におけるシンドローム算出、さらにはBMS法の後の誤り値算出にも使い回したものである。なお離散フーリエ変換については、この場合の高速Fourier変換は2^9-1=7×73と約数が少なくあまり効果的ではなく、この部分の回路規模削減が今後の課題として残った。2.高性能な二次元巡回符号の探索:提案符号化・復号化法はそのまま二次元巡回符号に対しても適用可能であり、この符号を再評価した。またさらに大きな符号のクラスである一般化擬巡回符号に対し、符号化で用いるグレブナ基底を計算するアルゴリズムを発表した。これを用いて符号化器を構成し、回路規模が符号長のほぼ線形オーダーであることを示し、有効性を証明した。3.Hermite曲線符号に対する符号化・復号化モデルの作成:Hermite曲線符号は最もよく知られた代数幾何符号であり、平面曲線符号のうちでは現在までのところ最高性能を示す。この符号に対する符・復号化器を基本的にはグレブナ基底エンジンと離散フーリエ変換演算器だけで構成し、符・復号化の両方においてこれら二つの演算器を用いることによって回路規模を削減した。1.有理点を多数持つ空間曲線および高性能な空間曲線符号の探索これまであまり現実的な符号の観点からは調べられていなかった空間曲線符号、および高次元巡回符号について高能率符号を探索した。その結果、一般化準巡回符号と呼ばれる符号のクラスにおいて、高性能な符号が多数含まれることがわかった。また一般化準巡回符号のグレブナー基底を計算するアルゴリズムを導き、探索手法を確立した。さらにその応用として高速かつ回路規模の小さい符号化システムを構成した。2.空間曲線符号に対する符号化・復号化モデルの作成グレブナー基底での除法による従来の符号化法とは異なる、離散フーリエ変換を用いた新しい符号化法を確立した。これは本質的に符号語の冗長位置を消失訂正することに相当し、冗長位置がgenericと呼ばれる大多数の場合について組織的符号化が可能である。これによって、空間曲線符号に対しも、やはり符号化と復号化において共通のグレブナー基底・DFTエンジンを用いて回路規模を削減できるようになった。3.符号化・復号化統合システムのリード・ソロモン符号への応用現在主流になりつつあるGF(4096)上のリード・ソロモン(RS)符号に対し、提案の符号化・復号化統合システムを応用し、回路規模を削減した。その際、離散フーリエ変換の長さが4095となり、計算には通常のFFTを用いることはできないため、fast prime factor DFT (Good-Thomas FFT)を用いた。またこのとき離散フーリエ変換を分割し二度計算しなければならないために遅延が生ずるが、この遅延を解消する目的で離散フーリエ変換計算器を二つ持つシステムを評価した。その結果、近い将来必要になると考えられるRS符号システムの回路規模を従来のものと比べ40%削減できるという見積もりが得られた。
19世紀イギリスにおける教育ジャーナリズムと学校体罰事件

イギリスの専門的〈教育ジャーナリズム〉は、19世紀初頭に萌芽を見せその後半期にほぼ確立して20世紀へと展開していく。本研究は、19世紀イギリスにおいて教育事件が専門的教育雑誌=〈教育ジャーナリズム〉でどのように扱われてきたか、ということを一般新聞報道との対比で分析することを目的とした。そのさい、とりわけ、教育事件の一つとしての学校体罰事件、とくにイギリス学校体罰判例の原型に位置づく1860年ホープリー事件をめぐる報道・論評の分析を中心とした。そのために、19世紀教育雑誌に関する書誌的基本研究Laadan Fletcher, The Teacher′s Press in Britain 1802-1888,1978.をベースにして、それが扱った61種の教育雑誌のうち1860年時点で発行されていた12種の記事全てを通読し分析するとともに、地方新聞および主要な英国新聞におけるホープリー事件関連記事を収集・分析した。その結果、ホープリー事件が当時きわめてセンセーショナルな事件として新聞報道で詳細にとり挙げられ論評されたものであったこと、および、そうした新聞報道との比較で、教育雑誌のスタンスが非常に防御的な傾向を顕著に有していたことを明らかにした。また、「英国初の教育学教授」ジョセフ・ペインが体罰論議の教育学的定型を創出していたことを摘出し分析した。以上の成果は、「1860年イギリス学校体罰死事件に関する報道と教育論評-ホープリー事件裁判の教育史的再構成一(2)」(『東京大学大学院教育学研究科紀要』第38巻、1999年)で公表され、最終年度報告書としてまとめられた。当初の年度計画に従い、主としてイギリス学校体罰判例の原型と位置づけられていた1860年ホ-プリ-事件(Regina v.Hopley)に関して、事件を詳細に報じた地方新聞および教育雑誌の記事・論評を収集・分析する作業を遂行した。その結果、以下の作業を終了した。(1)ホ-プリ-事件の詳細を報じた地方新聞7紙に関し、当該年のマイクロ・フィルムをロンドンのNewspaper Libraryから取り寄せ分析した。(2)また、ホ-プリ-事件に関する記事・論評を掲載した教育雑誌3誌の記事・論評の複写を、大英図書館に依頼し、その収集と分析を行なった。(2)1860年時点で刊行されていた教育雑誌全12種のマイクロ・フィルムを、19世紀分について、大英図書館から取り寄せた。新聞記事に関しては、国内所蔵の主要な英国新聞を閲覧し記事の収集に努めると同時に、Newspaper Libraryから直接該当年の新聞をマイクロ・フィルムで取り寄せた。その結果、ホ-プリ-事件報道の広がりをほぼ検証し終えた。(3)以上の諸成果をデータ・ベースに整理することで、史料一覧を作成し、来年度の作業(とくに最終報告書によるまとめ)のための準備を完了した。イギリスの専門的<教育ジャーナリズム>は、19世紀初頭に萌芽を見せその後半期にほぼ確立して20世紀へと展開していく。本研究は、19世紀イギリスにおいて教育事件が専門的教育雑誌=<教育ジャーナリズム>でどのように扱われてきたか、ということを一般新聞報道との対比で分析することを目的とした。そのために、19世紀教育雑誌に関する書誌的基本研究Laadan Fletcher,The Teacher's Pressin Britain 1802-1888,1978.をベースにして、それが扱った61種の教育雑誌のうち1860年時点で発行されていた12種の記事全てを通読し分析するとともに、地方新聞および主要な英国新聞におけろポーブリー事件関連記事を収集・分析した。

その結果、ホープリー事件が当時きわめてセンセーショナルな事件として新聞報道で詳細にとり挙げられ論評されたものであったこと、および、そうした新聞報道との比較で、教育雑誌のスタンスが非常に防御的な傾向を顕著に有していたことを明らかにした。また、「英国初の教育学教授」ジョセフ・ヘインが体罰論議の教育学的定型を創出していたことを摘出し分析した。以上の成果は、「1860年イギリス学校体罰死事件に関する報道と教育論評ーホープリー事件裁判の教育史的再構成ー(2)」(『東京大学大学院教育学研究科紀要』第38巻、1999年)で公表され、最終年度報告書としてまとめられた。
同種靭帯移植材料の放射線滅菌と再構築過程に関する生化学、生体力学的研究

同種腱移植の動物実験モデルとして我々が確立したラット膝蓋腱移植モデルで,移植材料の新鮮凍結保存法と凍結乾燥保存法による違い,また,放射線滅菌による移植腱のリモデリングの違いを生化学的,生体力学的に,比較検討した.同種腱移植では,移植後2週で移植腱内のコラーゲン量は減少し,その後移植後4週から12週にかけてコラーゲン新生がおこり,コラーゲン含量が増加した.放射線照射を行った群では,移植腱内のコラーゲンは放射線照射を行わない群より減少した.放射線滅菌により移植腱内のコラーゲンのターンオーバーは促進され,その効果は新鮮凍結した群より凍結乾燥した移植群でより顕著であった.移植後4週の移植腱内にはレシピエントからの細胞侵入が確認された.放射線照射した移植健は,コラーゲン線維間の間隙が非照射移植腱に比べて大きかった.力学的特性は,放射線滅菌を施した移植腱は,移植後その材料特性は脆弱化が,6週以降力学的に強度が増していた.ヒト足関節靭帯再建術に用いた臨床成績では,術後の足関節の安定性,可動域とも良好で,放射線滅菌した移植腱は臨床に用いで良好に機能することが明かとなった.以上の結果より,同種移植健は,放射線照射により力学的強度が術後一時的に低下するが,リモデリングの過程で細胞浸潤を受けて基質合成が行われ,力学的強度が回復し,自家健移植と同等の強度を得ることが明かとなった.術後に過負荷をさけるリハビリテーションプログラムを実施することにより,安全で,有用な同種健の利用が可能であることを示した.同種腱移植の動物実験モデルとして我々が確立したラット膝蓋腱移植モデルで,移植材料の新鮮凍結保存法と凍結乾燥保存法による違い,また,放射線滅菌による移植腱のリモデリングの違いを生化学的,生体力学的に,比較検討した.同種腱移植では,移植後2週で移植腱内のコラーゲン量は減少し,その後移植後4週から12週にかけてコラーゲン新生がおこり,コラーゲン含量が増加した.放射線照射を行った群では,移植腱内のコラーゲンは放射線照射を行わない群より減少した.放射線滅菌により移植腱内のコラーゲンのターンオーバーは促進され,その効果は新鮮凍結した群より凍結乾燥した移植群でより顕著であった.移植後4週の移植腱内にはレシピエントからの細胞侵入が確認された.放射線照射した移植健は,コラーゲン線維間の間隙が非照射移植腱に比べて大きかった.力学的特性は,放射線滅菌を施した移植腱は,移植後その材料特性は脆弱化が,6週以降力学的に強度が増していた.ヒト足関節靭帯再建術に用いた臨床成績では,術後の足関節の安定性,可動域とも良好で,放射線滅菌した移植腱は臨床に用いで良好に機能することが明かとなった.以上の結果より,同種移植健は,放射線照射により力学的強度が術後一時的に低下するが,リモデリングの過程で細胞浸潤を受けて基質合成が行われ,力学的強度が回復し,自家健移植と同等の強度を得ることが明かとなった.術後に過負荷をさけるリハビリテーションプログラムを実施することにより,安全で,有用な同種健の利用が可能であることを示した.1)生体力学的解析2系統の純系ラットを用いた移植モデルにおいて、凍結保存ガンマ線照射同種腱と新鮮凍結同種腱を用いて凍結保存と凍結乾燥保存後でガンマ線照射による生体力学的強度を、移植後4週から24週まで経時的に解析を行った結果、それぞれの処理を行うと移植腱は生体力学的強度が低下し、その程度は、凍結保存ガンマ線照射の方がより顕著であるが、その差は移植後4週以降では認められず、両群において、移植後早期に一旦力学的に強度が低下したのち4週以降では強度が改善した。2)屍体膝での生体力学的解析ロボット工学を応用した6自由度関節シミュレーターを用いて、膝運動を忠実に再現させ関節の可動範囲での外力が加わった際の正常靭帯に生じる張力を各線維束について測定した。各線維束には関節角度に応じて異なる張力がかかることを示し、これら線維束を別々に再建する際に必要となる強度を明らかにした。さらに、この正常前十字靭帯を切離したのちに靭帯再建術を行うと、本来の大腿骨と脛骨の位置関係が変化し、移植腱にかかる張力により後十字靭帯にも張力がかかる可能性を示した。3)再建靭帯への遺伝子導入in vivoで修復過程にある靭帯組纈に遺伝子導入する方法を検討するため,ラットの動脈内にHVJ-リボソームを用いてレポーター遺伝子(LacZ)を導入し、3日より14日までは、約10%の細胞にレポーター遺伝子の発現が認められることを示した。1.生体力学的解析同種靭帯移植のモデルとして我々が用いてすでに発表してきたラット膝蓋腱移植モデル(1993 J OrthR,1996 Arch Orthop TraumaSurg,1997 J Orthop Res)を用いて,放射線滅菌を行った同種腱を移植し,生体力学的強度を計測した.比較対象に行った新鮮凍結同種腱を移植したものと比較し,移植後4週では放射線滅菌群では生体力学的強度が低下したが,その後24週まで両群とも強度は回復し,群間に有意差を認めなかった.以前の我々のコラーゲンのターンオーバーを生化学的に計測した研究結果と合わせて以下の結論にいたった.

つまり,放射線滅菌を行った同種腱移植を用いた靭帯再建では,術後に凍結乾燥腱よりリモデリングが早期におこり,その後は24週以上を経て新鮮凍結保存腱と同様に移植腱が再構築過程を経て組織学的,生化学的に成熟し,力学的にも強度が改善する.本研究より,同種腱の移植材料をもちいる靭帯再建手術において,術後比較的早期に移植腱への過剰なストレスをかけないようにリハビリテーションをおこなうことにより,放射線滅菌を行った同種移植材料を再建材料として安全に用いうることができると考えられた.2.ヒト膝関節での生体力学的解析膝関節の運動を正確に再現させうるロボット工学を利用した6自由度関節シミュレーターを用いて,再建靭帯にかかる張力を計測した.膝関節前十字靭帯を2重束で再建することにより,本来の各線維束にかかる張力を同様の分配をもって再建靭帯に著力がかかることが示された.この方法より,移植腱に過剰なストレスをかけない手術術式が明らかになった.
糖転移酵素ノックアウトマウス表現型と糖鎖機能を解明する方法論の開発と実証

β1,4-ガラクトース転移酵素ー2(β4GalT-2)遺伝子ノックアウトマウスの行動学的解析からβ4GalT-2が合成するガラクトース糖鎖が中枢神経系で機能を持つことが明らかとなった。そこで、β4GalT-2が主要な働きを持つ脳領域や細胞の特定を行い、個体から機能糖鎖分子に至る手がかりを得る為に新しいノックインマウスの作製を行うことにした。β4GalT-2遺伝子の発現をLacZ遺伝子によってモニターできるターゲティングベクターと、部位・時期特異的に機能を回復させることができる2種類のベクターを新しい方法を用いて構築を試み、難航したが構築が完了しES細胞に導入することができた。β1,4-ガラクトース転移酵素-2(β4GalT-2)単純ノックアウトマウスの行動学的解析からβ4GalT-2が合成するガラクトース糖鎖が中枢神経系で機能を持つことが明らかとなった。そこでβ4GalT-2が主要な働きを持つ脳領域や細胞の特定を行い、個体から機能糖鎖分子に至る手がかりを得る為に新しいノックインマウスの作製を行うこととした。本年度は、昨年度にひき続きβ4GalT-2遺伝子座へのLacZノックインマウス及び、機能回復型β4GalT-2コンディショナルノックアウトマウス作成のためのターゲティングベクターの作成を行い、Cre酵素の働きによりloxP配列間のネオマイシン耐性遺伝子が除かれることで、β4GalT-2遺伝子発現が回復する機能回復型コンディショナルターゲティングベクターの作製に成功した。一方レポーター遺伝子であるLacZ遺伝子をノックインするベクターは、LacZ遺伝子とβ4GalT-2イントロン配列とのあいだに相同領域が存在することがシークエンスの結果明らかになり、ベクターの構築が予想外に難航したが、構築の最終段階に進んでいる。また、エレクトロポレーションによる遺伝子導入装置の故障による更新に伴い、ES細胞ターゲッティング条件検討を行った結果、一過性発現に用いた場合は高効率で導入される条件が明らかとなったが、ゲノムへの組み込み効率は高くなく、組み込みが高効率な条件検討を行っているところである。β1,4-ガラクトース転移酵素-2(β4GalT-2)遺伝子単純ノックアウトマウスの行動学的解析からβ4GalT-2が合成するガラクトース糖鎖が中枢神経系で機能を持つことが明らかとなった。そこで、β4GalT-2が主要な働きを持つ脳領域や、細胞の特定を行い、個体から機能糖鎖分子に至る手がかりを得る為に新しいノックインマウスの作成を行うことにした。本年度はβ4GalT-2の発現をモニターする為のβ4GalT-2遺伝子座へのLacZ遺伝子ノックインターゲティングベクターの構築及び機能回復型のβ4GalT-2コンディショナルノックアウトターゲティングベクターの構築を完了した。本研究ではターゲッティングベクター構築に当たり新しい試みをいくつか導入した結果、多くの困難な問題が明らかとなり、それらをひとつずつ解決するのに多くの時間を費やされ当初の予定どおりに研究が進まなかった。しかし、今後の別のプロジェクトにも応用可能な知見が多く得られ、それらの研究に資することが出来る。本研究はこれで終了するが、引き続き別のプロジェクトとして研究を継続し、機能回復型のノックアウトの方法論が糖鎖の変化と表現型の変化を細胞・組織・個体レベルでそれぞれ解析できることを明らかにし、最終目標であるβ4GalT-2 KOマウスの中枢神経系での表現型に主要な役割を果たす糖蛋白質或は糖脂質の手がかりを得たいと考えている。β4GalT-2単純ノックアウトマウスの行動学的解析からβ4GalT-2が合成するガラクトース糖鎖が中枢神経系で機能を持つことが明らかとなり、β4GalT-2が主要な働きを持つ脳領域或は細胞の特定を行い、個体から機能糖鎖分子に至る手がかりを得る為に新しいノックインマウスの作製に取りかかった。本年度は、β1,4-ガラクトース転移酵素-2(β4GalT-2)遺伝子座へのLacZノックインマウス及び、機能回復型β4GalT-2コンディショナルノックアウトマウス作成のためのターゲティングベクターの作成に取りかかり、E14-1胚性幹細胞(ES)由来ゲノムDNAを用いて右腕・左腕相同領域増幅やベクターの各パーツの作成を行った。また、ターゲティングを行うE14-1 ES培養に用いていたウシ胎児血清が未分化維持に適さなくなってしまったため、ES細胞培養に適したウシ胎児血清のロットチェックを行なった。具体的には、10e3個播種したES細胞から生着しコロニーを形成する効率を求める検定と、ES細胞を7回継代後のキメラマウス作成効率を求める検定を行い、最も成績の良かったロットの血清の購入を行った。また、ノックアウトマウス作成の為に血清を用いない新たな培地の利用を検討するため無血清培地を用いてES細胞培養、キメラ作成を行った。