hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経・筋系の電子的外的制御

健常者の筋電図解析に基づいて定めたパターンを用いて、臨床的な動作再建を進めた。また、新しい刺激パターン生成法として、以下の2法について、その実現可能性を確認した。(1)従来の手法を拡張した、実測した筋電図波形を補間することによる、協調運動の同時制御を行うための刺激パターン生成方式(2)電気刺激による神経・筋・骨格系の応答を、人工神経回路に学習させた、より多彩な動作再建を行うための刺激パターン生成方式3.マン・マシン・インタフェース機能的電気刺激(FES)システムの操作性向上を図るために、特に拘束条件の厳しい頸髄損傷四肢麻痺者を想定して、頭部の残存機能である舌動作を対象として、システムの試作及び評価を行い、その原理的可能性を示した。1.筋・腱系、骨格系の電気刺激による応答を模擬するための基本的なモデル化を行い、対麻痺者を対象とする神経・筋系シミュレータの基本システムを構築した。また、シミュレータによる刺激パターンの自動作成法について検討を進め、構築したシミュレータ上で動的最適化手法により起立動作の刺激パターンを自動的に作成できる事を確認した。2.人工神経回路を用いて刺激パターンを作成する方法の検討を進め、関節角度-刺激電圧特性に冗長性を有する場合でも拘束条件を用いる事により本手法が実現可能である事を確認した。また、麻痺患者が自らシステムを操作して、医学的な専門知識なしに刺激パターンを修正できるFESシステムを構築し、本システムにより所望の修正が行える事を健常者の刺激実験により確認した。3.高速符号化・復号化が可能なハミング符号を用いた誤り訂正回路を完全体内埋め込み型FESシステムの実験回路に適用し、外来ノイズを加えた場合の耐ノイズ性の向上を確認した。また、麻痺者等の尿失禁をFESにより防止することを目的として、閉ループ制御を考慮した新たな刺激方式の検討を行い、神経支配を考慮して刺激パルスのチャネル間の位相をずらした刺激方法の有効性を確認した。4.FES制御のためのフィードバック情報、あるいは感覚フィードバックのための情報を神経活動電位から検出する事を目的として動物実験を行い、外的な刺激により計測された神経インパルス群からそれらを誘発する刺激の種類を推定することを、クラスタリング手法により実現可能であることを確認した。5.重度四肢麻痺者でも利用可能な頭部動作(うなずき動作など)をニューラルネットにより認識し、FESシステムの制御命令に利用可能である事を確認した。
反跳イオン検出分析(ERDA)を用いる水分作用度の積分量を測定する新方法の開発

1.シバソン株式会社において、希望するガラスを何時でも試作してもらえるし、そのガラスの切断、研磨も直ちに行える状態になった。また、重イオン加速器を用いるERDA,RBSの測定も順調に行える状態にしてある。2.主として市販軟質ガラスと作製した20Na_2O・6CaO・xAl_2O_3・(74ーx)Sio_2(x=0,1,2,5 mol %)の組成を有するガラスとを用いて、(1)表面層陽イオンの水素置換、(2)水素置換層におけるHーD交換、(3)水素の陽イオン逆置換、(4)3のHーD交換に及ぼす影響、について種々の条件下で調べた。2と3の反応速度はガラス成分、とくにアルミナ含量と密接な関係があり、また、これらの反応は活性化エネルギ-の異なる複数の機構で進行することが知れた。そして、種々の希望する特性を有するガラスを製作し得る可能性が強くなった。なお、3などによるHーD交換速度の制御にはまだ成功していない。3.D置換ガラスのDーH交換を用いて、特殊の高温乾燥雰囲気中における水分の超感度モニタ-が可能となる。しかし、普通の雰囲気に対しては容量が小さすぎる。適当な軟質ガラス表面層における陽イオンの水素置換は、土壌水のモニタ-に有望と思われ、現在、現場実験に入り得る状態にある。土壌水中の陽イオンのモニタ-にまHの陽イオン置換を用いる方法が有望である。4.モニタ-の現場試験は遅れたが、現在、重要なポイントとその研究法が明白になった。今後、ガラスのアニ-ル条件を制御して再現性を向上させながら、この研究を継続する。また、H置換ガラスにたいする種々な表面改質法の展開にも勤める。そして、モデル実験を経て、中国烏魯木斉の研究機関と協力して、順次現場実験を行う。本年度は、ERDA測定を用いて、主として、(1)ガラス表面付近の陽イオンを水素置換する方法の検討と、(2)このガラスについて、水または空気中の水蒸気によるH→DまたはD→H置換に関する測定をした。その結果より、D置換ガラスを環境水のモニターに用いる場合の感度、問題点などについて考察し、引き続いて行うべき実験の順路を定めた。また、ERDAと同時に重元素をRBSで測定する装置を準備した。陽イオンの水素置換は、調べた全てのガラスについて、100°Cの水中では遅すぎた。加圧加熱装置を購入して用いた結果、現在のところ、この目的には、ソーダガラスをアルカリで簡単に表面処理し、135°Cの水中に置くのが適当な方法と考えるに到った。200時間で400〓〓程度まで水素置換が進行する。置換した水素のプロファイルは、陽イオンが定量的に置換とれている深さが、部分的に置換されている部位より大なのが普通である。置換進行速度は深さとともに激減し、1μmまで置換するのは、どんな場合でも、はなはだ困難と思われる。温度をさらに上げると、表面が粗雑になってくる。水素置換ガラスにおけるH→D・D→H置換は、上述の置換に較べて、たいへん容易に進行する。液体のH_2O・D_2O中における置換速度の温度依存性を観測することが出来た。空気中の水蒸気による置換も、一般に速やかに進行する。その結果、D置換ガラスを水分作用度の検出部として用いるには、感度が高すぎる恐れがある。そんなわけで、現在、次ぎの諸項目を計画または実行中である。:

(1)置換機構に関する考察、(2)水素置換ガラスを熱処理や表面処理して感度を下げたり、他の材質(多孔質ガラス、含水素アモルファスシリコンなど)を利用する試み、(3)RBCの同時測定、(4)モニター利用のモデル実験1)RBS、RFS(ラザフォ-ド前方反跳測定)、ERDAの同時測定......散乱槽内2π立体角内の種々の位置に検出器がセットできるようにし、以後、常時ERDAとともにRBS、RFSも同時測定している。2)置換キネチクスの測定......ソ-ダガラスを熱水中に置いたときのNa→H(D)置換、H(D)置換ガラスをD_2O(H_2O)液体または気体に触れさせたときのH【tautomer】D置換を調べた結果、いずれも、交換総量が時間の平方根にほぼ比例し、拡散律速反応として説明できる。H【tautomer】D置換は水中でも飽和蒸気中でも同様に進行し、活性化エネルギ-は約20kJmol^<-1>と求められた。LiCl飽和溶液、CuSO_4ーCuSO_4H_2O、CaOーCa(OH)_2、などを低分圧H_2O蒸気源としてみたが、ガラス内のH【tautomer】D置換速度は期待した程顕著には変化しなかった。RBSや^<42>Kトレ-サ-法により、H(D)置換ガラスのBa、Cs、Kによる逆置換を調べ、表面付近のHを1×10^<16>at.cm^<-3>程度だけBa置換する大体の条件を知った。3)測定範囲拡大を目的とした新基板の捜索、利用......H(D)置換ガラスにBa逆置換をほどこして、H【tautomer】D置換反応速度を低下させることができた。また、H置換ガラスの表面に種々の枚数のLangmuirーBrodgett膜をつけて置換反応を制御する試みも実行中である。水蒸気分圧が比較的高いところでの水分作用度の測定には、D置換した寒天をLB膜で被って用い、後で赤外吸収によりOH基を測定することも考えている。4)自然界におけるD→H、H→陽イオン置換の測定......遅れてしまった。中国の国内事情等も加わって予定より大きく遅れた。今後、できるところから急がねばならない。1.希望する組成のガラスを入手可能な状態にすることが本研究では不可欠であったが、シバソン株式会社において何時でも試作してもらえ、そのガラスの切断、研磨も直ちに行えるような状態になった。2.表面付近の陽イオンが容易に水素置換されると思われる20Na_20・6CaO・XAl_2O_3・(74ーX)SiO_2,X=0,1,2,5mol%の組成のガラスを用いて、(1)水素置換、(2)HーD交換、(3)水素の陽イオン再置換、(4)陽イオン再置換のHーD交換に及ぼす影響、について種々の条件下で調べた。1、2、3の反応速度はアルミナの含有量と密接な関係があることが示され、また、これらの反応は活性化エネルギ-の異なる複数の機構で進行することが知れた。そして、種々の希望する特性を有するガラスを製作し得る可能性が強くなった。なお、4による表面改質には成功することができなかった。3.D化ガラスのH置換による気相中水分のモニタ-は、一般には感度が高すぎる。特殊な環境中では超高感度モニタ-が可能となろうが、測定までに普通の部屋の空気に触れさせてはならない。ガラス中のナトリウムの水素置換は、適当な軟質ガラスを用いれば、土壌水のモニタ-に有望な反応であるとの結果が出た。土壌水中の陽イオンのモニタ-にHの陽イオン置換を用いるのもかなり有望であることが知れた。
Runx2のGalnt3発現制御を介したリン代謝調節の生理的意義の検証

血中のリン濃度は主に、FGF23によって調節される。FGF23は、主に骨から産生されるホルモンで、腎臓でリン再吸収を抑制するとともに、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム・リンの吸収を抑制し、血中リン濃度を低下させる。Galnt3(UDP-N-アセチル-D-ガラクトサミン:ポリペプチドN-アセチル-D-ガラクトサミン転移酵素3)は、FGF23にムチン型糖鎖を付加、プロセッシングを阻害、活性を維持する。Runx2によって、Galnt3が骨芽細胞でも軟骨細胞でも発現誘導された。Runx2は、Galnt3のプロモーターを直接制御し、Galnt3を介して一部リン代謝に関与していた。FGF23は、主に骨から産生されるホルモンで、腎臓の近位尿細管でリン再吸収を抑制する。さらに、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム、リンの吸収を抑制する。したがって、尿細管でのリン再吸収抑制と合わせ、血中リン濃度を低下させる。Galnt3(UDP-N-アセチル-D-ガラクトサミン:ポリペプチドN-アセチル-D-ガラクトサミン転移酵素3)は、セリンやスレオニンの水酸基にN-アセチルガラクトサミンを付加し、O-グリカンを形成する。すなわち、ムチン型糖鎖形成の第一ステップを担う酵素である。FGF23にムチン型糖鎖を付加し、FGF23のプロセッシングを阻害して活性を維持する作用が明らかにされている。ヒトでのGalnt3の異常は、FGF23のプロセッシングが促進され、FGF23の活性が低下、家族性高リン血症性腫瘍状石灰沈着症を引き起こす。Runx2は骨芽細胞分化および軟骨細胞後期分化に必須な転写因子である。Runx2が転写調節するターゲット遺伝子をマイクロアレイで検索した結果、Galnt3がRunx2によって、骨芽細胞でも軟骨細胞でも発現誘導されることを見いだした。Runx2が直接Galnt3遺伝子を制御するか解析した。Galnt3遺伝子の転写開始点より上流3kbのDNA断片をクローニングし、ルシフェラーゼベクターに挿入、レポーターアッセイを施行した。Runx2は、レポーター活性を増強した。また、塩基配列に変異を導入することにより、Runx2結合配列を特定した。さらにRunx2抗体を用いたChIPアッセイで、同領域でのRux2の結合を検出した。これらの結果により、Runx2がGalnt3遺伝子を直接転写調節することが明らかとなった。レポーターアッセイおよびChIPアッセイで、Runx2がGalnt3遺伝子を直接転写調節することを明らかにできた。また、塩基配列に変異を導入することにより、Galnt3プロモーターにおけるRunx2の結合配列も明らかにできた。Runx2 floxマウスを2.3 kb Col1a1プロモーターCreトランスジェニック(tg)マウスと交配し、Runx2 flox/floxCre (Runx2fl/fl Cre)マウスも作製した。さらに、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム、リンの吸収を抑制し、血中リン濃度を低下させる。また、レポーターアッセイ、ChIPアッセイにより、Runx2がGalnt3遺伝子を直接転写調節することを明らかにした。実際、Runx2ノックアウトマウスでは、Galnt3発現が著減していた。さらにRunx2によるGalnt3を介したリン調節の生理的意義を検討するため、Runx2 floxマウスを2.3 kb Col1a1プロモーターCreトランスジェニック(tg)マウスと交配し、Runx2 flox/floxCre (Runx2fl/fl Cre)マウスを作製した。Runx2fl/fl Creマウスでは、Galnt3 mRNA, FGF23 mRNA,血中FGF23の低下を認めたが、血清リン濃度に有意差を認めなかった。FGF23は、主に骨から産生されるホルモンで、腎臓の近位尿細管細胞膜の2a型と2c型ナトリウムーリン共輸送体(NTP2a/2c)の発現を低下させることによりリン再吸収を抑制する。ビタミンD3は、肝臓で蓄積型の25 D3に変換され、腎臓で1α水酸化酵素によって生物活性を持った1,25 D3(活性型ビタミンD)に変換される。

FGF23は、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム、リンの吸収を抑制する。したがって、尿細管でのリン再吸収抑制と合わせ、血中リン濃度を低下させる。Galnt3(UDP-N-アセチル-D-ガラクトサミン:ポリペプチドN-アセチル-D-ガラクトサミン転移酵素3)は、セリンやスレオニンの水酸基にN-アセチルガラクトサミンを付加し、O-グリカンを形成する。すなわち、ムチン型糖鎖形成の第一ステップを担う酵素である。FGF23にムチン型糖鎖を付加し、FGF23のプロセッシングを阻害して活性を維持する作用が明らかにされている。ヒトでのGalnt3の異常は、FGF23のプロセッシングが促進され、FGF23の活性が低下、家族性高リン血症性腫瘍状石灰沈着症を引き起こす。Runx2は骨芽細胞分化および軟骨細胞後期分化に必須な転写因子である。Runx2が転写調節するターゲット遺伝子をマイクロアレイで検索した結果、Galnt3がRunx2によって、骨芽細胞でも軟骨細胞でも発現誘導されることを見いだした。さらに、Runx2のsiRNAを導入するとGalnt3の発現は抑制された。骨芽細胞特異的Runx2ノックアウトマウスを作製し、骨芽細胞におけるGalnt3の発現、血中intactFGF23量、血中P濃度を測定したところ、Galnt3発現及び血中intact FGF23量は低下、血中P濃度は上昇していた。血中のリン濃度は主に、FGF23によって調節される。FGF23は、主に骨から産生されるホルモンで、腎臓でリン再吸収を抑制するとともに、活性型ビタミンDの産生量を抑制、小腸でのカルシウム・リンの吸収を抑制し、血中リン濃度を低下させる。Galnt3(UDP-N-アセチル-D-ガラクトサミン:ポリペプチドN-アセチル-D-ガラクトサミン転移酵素3)は、FGF23にムチン型糖鎖を付加、プロセッシングを阻害、活性を維持する。Runx2によって、Galnt3が骨芽細胞でも軟骨細胞でも発現誘導された。Runx2は、Galnt3のプロモーターを直接制御し、Galnt3を介して一部リン代謝に関与していた。Runx2fl/fl Creマウスおよび2.3 kb Col1a1プロモーターを用いた骨芽細胞特異的Runx2 tgマウス、Galnt3ノックアウト(ko)マウスの血中Ca, Pを測定するとともに、ELISA法を用いてintact FGF23を測定する。また、頭蓋冠、長管骨、下顎骨よりRNAを抽出、リアルタイムRT-PCRで、Galnt3 mRNA, FGF23 mRNAを測定する。骨芽細胞特異的Runx2 tgマウスでは、免疫組織染色で、Galnt3の発現を野生型マウスと比較し、骨芽細胞特異的にGalnt3発現が増強しているか調べる。マイクロCTを用いて、Runx2fl/fl CreマウスおよびGalnt3 koマウスの骨量、海綿骨の数、厚さを比較する。また、皮質骨の厚さ、内骨膜周囲長、外骨膜周囲長を計測する。
宮内庁書陵部所蔵鷹書についての日本語学的研究

宮内庁書陵部に所蔵される「鷹書」全737点につき、悉皆調査を行った。併せて日本各地の資料館・大学図書館などに所蔵される主な鷹書の調査・研究を行った。研究結果:宮内庁書陵部の鷹書の基底をなすのは雲州松江藩の収集・制作した鷹書であることについて述べ、同藩が、この大量の鷹書を収集した経緯について解明した。また、宮内庁書陵部の鷹書・日本各地の鷹書につき、これらを1)公家に関わる鷹書、2)中世武家に関わる鷹書、3)公儀鷹匠・鷹匠同心などに関わる鷹書、4)松江藩鷹方に関わる鷹書、その他に大分類し、個々の写本について詳述した。かつ、これら鷹詞の研究を行い、その日本語研究資料としとの意義について考究した。1,宮内庁書陵部所蔵の鷹書につき、次のような原本の実施調査を続行した。即ち、平成25年5月13日・14日:24点/同7月1日・2日:24点/同8月26日・27日:24点/同9月19日・20日:24点/平成26年1月20日・21日:24点、その他、公文書など/同3月1012日:36点。これにより書陵部蔵鷹書全737点の内の9割半ばを越える調査を終えることができた。2,並行して、京都大学所蔵本、熊本大学寄託永青文庫蔵本、金沢市立図書館蔵本、久留米中央図書館蔵本、尊経閣文庫蔵本、その他の鷹書の調査を行なった。これらは宮内庁書陵部の所蔵本を別の角度から分析するために必要となる。3,以上のように調査を終えた資料(鷹書)は、鷹書と人物との関わり合いを軸として、分類・整理し、原稿を整えつつある。整備進行中の章立ては、「第1部宮内庁書陵部所蔵の鷹書ー総論ー(松江藩収集・制作の鷹書が宮内庁に寄贈された経緯、その他について考察した。)第2部宮内庁書陵部所蔵の鷹書ー各説ー第1章公家の鷹書、第2章中世武家の鷹書、第3章公儀鷹匠・鷹匠同心など第4章松江藩鷹方関係者の鷹書、第5章徳川将軍家・幕臣、諸侯・諸藩鷹匠などの鷹書、第6章絵師、僧侶の鷹書、第7章有職故実家、国学者・文人、連歌師などの鷹書、第8章李氏朝鮮の王族、医学者の鷹書、付章第3部鷹詞研究資料4,一部ながら、調査・研究の成果は、後述のような専門雑誌に発表した。1,先ずは、できるだけ多くの「鷹書」写本に当るべきだと考え、宮内庁書陵部〈4回〉を中心とする原本(写本、及び、版本)調査を積極的に行った。調査順に列記すれば、天理大学図書館、京都府立資料館、立命館大学、龍谷大学、広島大学、大阪大学、蓬左文庫、岩瀬文庫、東京都立中央図書館、内閣文庫、静嘉堂文庫、国立国会図書館、東京芸術大学、前田尊経閣文庫、国文学研究資料館、富山大学、神宮文庫、松江県立図書館となる。2度4度と重ねて調査したところもある。2,富山大学附属図書館の医薬学図書館には、事情も分からず、素性不明として一群の写本が書庫に寝かされていたが、旧松江藩の医師になる貴重な「鷹書」群であることが判明した。3,宮内庁書陵部所蔵本、及び、内閣文庫蔵本を中心に、「鷹書」の相承、書写、伝得に関わった人物ー松江藩関係、公儀鷹匠・鷹匠同心・御鷹犬牽関係、また、中古・中世公家、中世武家、近世諸侯・同藩士等、絵師・僧侶、有職故実家・国学者・文人、連歌師等などーについて詳しく調査した。中世・近世の人物が多いが、この過程で、日本放鷹史における重要な業績・それを残した人物、また、公儀雑司ヶ谷組の御鷹部屋関係者の具体的な言動などが判明した。4,松江藩鷹方の手になると覚しい『鷹詞江戸ト出雲之相違書上』を注解し、考察した。「鷹詞」の「江戸と出雲の相違」とは、方言そのものの問題ではなく、出雲(松江藩)の鷹術が沈滞気味の古い流儀にあったところからの問題かと帰結してよさそうである。5,「鷹詞」研究のための資料(『西園寺鷹百首』『龍山公鷹百首』を含む)として益多いものを選考し、かつ、翻刻、要語索引を作成した(なお、継続して作業中)。宮内庁書陵部に所蔵される「鷹書」全点(737点)につき、悉皆調査を行った。

また、これに併せ、日本各地の資(史)料館・文書館・博物館・大学図書館などに所蔵される主要な鷹書につき、調査・研究を行った。この研究の成果は、宮内庁書陵部蔵の鷹書と鷹詞の研究としてまとめた(研究報告書、2100頁)。研究報告書の大要:[第1部]宮内庁書陵部の鷹書の基底をなすのは雲州松江藩の収集・制作した鷹書であることを論述した(総論)。松江藩が、このような大量の鷹書を収集した事情・経緯について解明した。[第2部]宮内庁書陵部の鷹書・また、日本各地の鷹書につき、これらを(1)公家に関わる鷹書、(2)中世武家に関わる鷹書、(3)公儀鷹匠・鷹匠同心などに関わる鷹書、(4)松江藩鷹方に関わる鷹書、(5)徳川将軍家・幕臣、諸侯・諸藩鷹匠などに関わる鷹書、(6)絵師、僧侶に関わる鷹書、(7)有職故実家、国学者・文人、連歌師などに関わる鷹書、(8)李氏朝鮮の王族、医学者に関わる鷹書、(9)未詳の人物に関わる鷹書、以上に大分類し、個々の写本について詳述した。付章として、宮内庁蔵『大緒繋形集』37冊の分析を行った。[第3部]鷹詞の研究として、早稲田大学蔵『類聚鷹歌抄』、東京大学図書館蔵『増補類字鷹詞』、京都府立総合資料館蔵『鷹之詞類聚』、国立公文書館蔵『鷹詞集』について、精査・翻刻した。また、宮内庁蔵『鷹詞江戸ト出雲之相違書上』の翻刻・注釈を行った。我が国の「鷹狩」は、単なる狩猟の域に留まるものでなかった。古来、政治・政権、権威の場、儀礼・式法などとも密接に関わり合ってきた。本研究は、鷹書・鷹詞の研究を通して、日本語学、また、文学、日本史学、更には鳥類学、本草学、獣医学史、ひいては、日本文化史・日本放鷹文化史研究に貢献した。国際文化交流・相互理解の場にも公開していきたい。日本語学本研究は、宮内庁書陵部の鷹書の悉皆調査を経て、書陵部に所蔵される鷹書の種類、性格、文化的資産としての価値等について把握しようとする。目下、おおむね順調に進展している。斯界に公表できる日は近いと確信する。なお、この目的のためには、少なくとも日本における他の施設・機関に所蔵される鷹書の調査も必須となる。この方も、十分とまではいかないが、かなりの調査・分析を実施した。尊経閣文庫、大阪大学、慶応義塾大学、国立公文書館内閣文庫、国立国会図書館、東京都立中央図書館、静嘉堂文庫、天理大学、内藤記念くすり博物館、彰考館文庫、国文学研究資料館、京都大学文学研究科などにおける調査がそれである(再調査、再々調査分も含む)。これにより、少なからず本課題研究の質的向上を計ることができた。1,諸機関に所蔵される「鷹書」を数多く拝見でき、「鷹書」相互の種々の脈絡が見え出した。『放鷹』(宮内省式部職編)の「本邦鷹書解題」(執筆福井久蔵)では、この点が手薄だった。それを十分補い得るところまで来たように思う。2,放鷹文化史上、主要な「鷹書」、また、それに関与する「人物」は、おおよそ調査できたのではないかと自認する。3,特に、松江藩松平家の「放鷹文化圏」の内情が判明してきた。書陵部書蔵の「鷹書」の8割半ばを越える点数は、この文化圏にて生れた。4,従来、「鷹詞」といわれる実体が不明瞭であった。これが明瞭になりつつある。1,目標であるが、宮内庁書陵部のすべての鷹書の調査を完遂する。2,これらにつき、『放鷹』の「本邦鷹書解題」(福井久蔵執筆)と照合し、同「解題」の不足するところ、増補すべきところなどを整理する。3,鷹詞の研究上、重要な鷹書を可能な限り、翻刻する。4,「本課題研究の成果」の全体を、斯界に報告・公表できる形に纏める。1,研究面では、書題に「鷹書」との語を有する資料について集中的に検討する。2,特に、今後には、『西園寺鷹百首』『龍山公鷹百首』などの、和歌と鷹詞との関係を究明したい。3,所々に所蔵される写本の調査を続ける。尊
中国語母語話者における日本語母音の長短識別過程に関するモデル構築の試み

本研究では日本語能力が異なる中国語母語話者における日本語長母音知覚能力の発達過程について、聴取対象母音の語内音節位置およびピッチ型の2つの面から示すことを目指した。そのために日本語母音の長短対立に関する知覚実験を2017年度までに実施したが、データは主に日本語能力が中級程度かつ日本での滞在期間が短い提供者からのものであった。上記のようなデータの偏りがあったため、最終年度の2018年度は学習開始から日が浅い話者から上級レベルの日本語能力の話者、また日本での滞在期間が短い話者から長い話者といった、さまざまな条件下にある中国語母語話者に協力を仰ぎ、不足していたデータを補完した。その結果、研究期間を通じ日本国内に滞在する中国語母語話者56名分のデータが得られた。また、これらの話者の比較対照群として東京都および神奈川県を生育地とする日本語母語話者10名にも中国語母語話者と同一の知覚実験を実施した。中国語母語話者データのうち、北方方言(華北・東北方言、西北方言、西南方言、江淮方言)に区分される地域を生育地とし、この方言を日常的に話す50名分のデータを分析した。全体の傾向として、長母音の語内音節位置に関しては語中の判断が容易で、語末の判断が最も難しいことがわかった。本研究では同一の語内位置でも音節構造が異なる場合の長母音知覚の傾向も検討したが、語末では特に聴取対象母音を含む音節の前に撥音や長母音があるときに、判断が難しいことも明らかになった。ピッチ型については、ピッチが高低と下降する音節中の長母音の判断は易しく、低音が続く音節中の長母音判断は最も難しいことがわかった。これらの結果より、分析した話者の長母音知覚能力は判断が易しい音環境にあるものから難しい音環境のものへと発達していくことが予想される。今後は学習者の長母音知覚の発達に即した教室指導への応用が課題である。本研究は日本語能力が異なる中国語母語話者を対象として、日本語長母音の知覚判断と(1)「母音の基本周波数(F0)」、(2)「聴取対象母音の語中音節位置」、(3)「(1)と(2)の相乗効果」との関連を検討し、日本語母音の長短対立の習得過程を示すことを目的としている。また、日本語能力が様々な学習者のデータを分析することで、日本語教師が教室において、学習者に内在すると思われる日本語母音長短の識別メカニズムに合致した、より効率的で効果的な音声指導を実施するための基礎データを提供とすることも目指している。平成27年度は主に知覚実験実施のための準備に費やした。具体的には、より精度の高い実験データが得られるよう、研究対象者の母語である中国語の音声的な特性を文献を通して整理し、母音や音節の持続時間の違いが中国語母語話者の母語および日本語の音韻感覚に与え得る影響をまとめた。また、本研究における分析の主要な観点である母音のF0に関し、そのバリエーションが母音長知覚に及ぼす影響、語中音節位置との関係、一般的な音の長さの感覚に関係する知覚心理学的効果について、国内外で発表されている研究成果を精査する作業も行った。これらの文献研究を通し、本研究における知覚実験に用いる刺激語としての適切な条件とはどのようなものかを明確にすることができた。データ収集後の分析手法に関しても、従前の研究の知見を集約・整理した。その結果、本研究で採用予定である質的な分析手法に加え、統計的な分析手法も採用した方が、より正確な結果を示すことができること、また、多面的な考察が可能となることが確認できた。研究実績の概要に記したように、知覚実験時にどのような条件の語を実験刺激として提示するべきかを様々な研究事例から精査する作業を平成27年度に実施した。その結果、検討対象としたい母音の語中音節位置と刺激語内のF0変動を同時に分析するためには、かなり条件を統制した上で、刺激語を決定しなければならないことが判明した。そのため、刺激語の選定、作成作業に想定以上の時間をかけなければならず、当初予定していた刺激音の作成と実験プログラムの構築には至らなかった。本研究の目的は中国語母語話者が日本語長母音の知覚判断を行う際、(1)「母音の基本周波数(F0)」、(2)「聴取対象母音の語中音節位置」が与える影響を示すことに加え、(3)「(1)と(2)の相乗効果」の有無を検討することにより、中国語母語話者における日本語母音の長短対立の習得過程を示すことである。また、教師等が現状よりも効率的で効果的な音声指導が実施できるよう、本研究では学習者に内在すると考えられる母音長短の識別メカニズムに関する基礎データを日本語音声教育の場に提供することも目指している。平成28年度は知覚実験に用いる刺激語を決定し、音声データとして収録するために時間を費やした。より精度の高い実験データが得られるよう、平成27年度に引き続き、研究対象者の母語である中国語の音声特徴を各種の文献から確認し、日本語音声聴取時に中国語母語話者と日本語母語話者の間で起こり得る反応の違いを仮定する作業を行った。また、平成28年度は特に日本語共通語における語中のF0変化の傾向と、それが実際にはどのように知覚され得るのかを先行研究を通じて把握することに努めた。このような文献調査を通し、知覚実験で用いる複数の刺激語案(無意味語)を考えた。それら刺激語の候補から実験に用いるのに妥当なものを絞りこむため、複数の日本語アクセント辞典を用いた作業を行った。

この作業では特に候補とした無意味語と同一の音節構造をもつ実在語の有無に着目した。このようにして決定した刺激語は、男性ナレーターに読み上げてもらい、実験に用いる音声データを確定することができた。本研究では、知覚実験の結果を母音の語中音節位置と刺激語内のF0変動の二つの要因の影響という観点から分析したいと考えているが、そのためにはかなり条件を統制した上で刺激語を選定しなければならないことが、前年度(平成27年度)の段階で判明した。本研究の計画段階では平成27年度に刺激語を決定し、実験プログラムの構築を行う予定であったが、それが計画通りに出来ず、平成28年度にずれ込んでしまったことが進捗状況の遅れが生じている大きな原因である。本研究では中国語母語話者における日本語の母音長判断について、聴取対象母音の基本周波数および母音の語中音節位置の相違という観点から検討を進めている。検討結果に基づき、中国語母語話者における日本語母音の長短対立の習得過程に関するモデルを提示することを本研究では目指している。平成29年度前半は、前年度までに作成した刺激音を用いて日本語母音の長短対立に関する知覚実験プログラムの構築を行った。本年度後半は主に知覚実験を実施した。実験の対象者は日本の大学に在籍する中国語話者で、対象者選定の際には中国語の母方言や日本滞在期間を考慮した。収集データ数は30名弱分である。また、中国語話者の比較対照として、東京方言あるいは神奈川方言を母方言とする大学生の日本語母語話者10名弱分のデータも得た。実験には心理学実験用のソフトウェアを利用し、刺激音個別の母音長短の同定反応と反応時間の記録を実験参加者別に行った。実験に用いた刺激音は3ー4音節からなり、語の音節構造はさまざまである。語のアクセント型もさまざまで、頭高型、中高型、尾高型、平板型である。聴取対象の母音の語中位置は語の拍数に応じて語頭・語中・語末である。データ集計時には、主に母音長短同定の正答率を刺激音別に求めた。加えて、音節構造あるいは聴取対象母音の語中位置が同じ場合の同定率も算定した。実験結果は暫定的ではあるが、母音長短の同定判断の行いやすさは常に一定ではなく、聴取対象母音の音節位置や語の音節構造、語のアクセント型によって、同定時の難易度に違いがあることがこれまでに確認できている。本研究は計画段階では平成28年度に知覚実験を実施する予定であった。しかし、実験に必要な刺激語を選定する平成27年度の段階で、中国語話者における日本語母音長判断に与える母音の語中音節位置と刺激語内のF0変動の影響を検討するためには、当初考えていたよりも刺激音の条件をかなり統制しなければならないことが分かり、刺激語の選定に予定していたよりも多くの時間を要することになった。その影響で、知覚実験プログラムの構築にも遅れが生じ、知覚実験の実施が平成29年度となった。本研究では日本語能力が異なる中国語母語話者における日本語長母音知覚能力の発達過程について、聴取対象母音の語内音節位置およびピッチ型の2つの面から示すことを目指した。そのために日本語母音の長短対立に関する知覚実験を2017年度までに実施したが、データは主に日本語能力が中級程度かつ日本での滞在期間が短い提供者からのものであった。
イオン液体からなるキラルナノ複合材料-イオン凝集場のダイナミズム-

本研究ではイオン液体を用いる事で,これまで不可能だったDNAと機能性分子を融合し,複合機能化を提案した.カチオン性ポルフィリンに続き, DNAと非水溶性ポルフィリン銅(II)錯体とDNA二重らせんがグルーブ結合することを見出し,不斉Diels-Alder反応の不斉触媒として,カチオン性ポルフィリンよりも有効であることを見出した.しかし,アニオン性ポルフィリンおよびその金属錯体はイオン液体中でDNAとの相互作用が観察されなかった.また,イオン液体中でのZ型DNAの構築にも成功した.本研究ではイオン液体を用いる事で,これまで不可能だったDNAと機能性分子を融合し,複合機能化を提案した.カチオン性ポルフィリンに続き, DNAと非水溶性ポルフィリン銅(II)錯体とDNA二重らせんがグルーブ結合することを見出し,不斉Diels-Alder反応の不斉触媒として,カチオン性ポルフィリンよりも有効であることを見出した.しかし,アニオン性ポルフィリンおよびその金属錯体はイオン液体中でDNAとの相互作用が観察されなかった.また,イオン液体中でのZ型DNAの構築にも成功した.本研究ではDNAと同じくイオンのみから構成される媒体であるイオン液体を用いる事で,DNAと機能性分子との複合機能化を提案する.まず,機能性色素であるポルフィリンのイオン液体への溶解性を調査した.既にカチオン性ポルフィリンがイオン液体へ溶解可能であることは確認したのに続き,従来DNAとの相互作用研究に用いられてこなかった非水溶性ポルフィリンを用いて調査した.THPPはイオン液体比率の上昇に伴いJ会合状態からモノマー状態へと解離したが,TpyPは今回用いたイオン液体には溶解せず,非イオン性ポルフィリンでもイオン液体に適用できる構造は限定されることが示された.また,このTHPPについて,イオン液体中でのDNAとの相互作用を調査したところ,THPP銅(II)錯体がイオン液体中でDNAに対しグルーブ結合することを確認した.通常DNA二重らせんと同じ媒体で用いることのできない非水溶性ポルフィリンが,イオン液体中でDNAと相互作用したことで,他の機能性分子との融合の可能性が示された.次に,カチオン性ポルフィリン銅(II)錯体-DNA複合体のキラル触媒としての応用を不斉Diels-Alderにより評価した.イオン液体比25%においては,DNAやポルフィリンのみの存在下より収率,立体選択性の向上は見られたが,エナンチオ選択性が低下した.しかし,イオン液体比を50%に上げたところ,エナンチオ選択性の改善だけでなく,DNA存在下では25%の場合と立体選択性が逆転するという非常に興味深い結果が得られた.昨年度までにカチオン性ポルフリン-DNA複合体を用いたイオン液体中での不斉反応や非水溶性ポルフィリンとDNAとの相互作用を調査してきた.本年度は,最初に昨年度までの実験結果を総括した.非水溶性ポルフィリン(THPP)銅(II)錯体-DNA複合体をキラル触媒として,イオン液体中での不斉Diels-Alder反応を行った.カチオン性ポルフィリンを用いた場合と比較し,THPPでは,収率,立体選択性,エナンチオ選択性のすべてにおいて改善が見られた.これは,反応基質が疎水性のため,同じく疎水性のポルフィリン触媒と作用しやすいことも一つの要因と考えられ,今後,他の基質や反応に展開することで,詳細が明らかになると共に,キラル触媒としての利用が期待される.また,これまで多様な配列や鎖長からなるサケの精巣由来のDNAを用いて検討してきたが,新たにpoly(dA-dT)_2やpoly(dC-dG)_2を用いて調査した.poly(dA-dT)_2を用いてもイオン液体中では右巻きのC型を形成した.Z型は高塩濃度下でpoly(dC-dG)_2において形成されることが報告されているが,塩であるイオン液体中は当然ながら高塩濃度にもかかわらず,C型のままであった.そこで,イオン液体中でNaClが高濃度になるよう調整したところ,左巻きのZ型形成に成功した.左右異なるキラリティのDNAをイオン液体中で構築できたことは,今後のキラル触媒やキラル材料としての可能性を大きく広げる.また,Z型DNAは通常の水系媒体中でアニオン性ポルフィリンと相互作用することが報告されており,イオン液体中でのDNAとアニオン性ポルフィリン複合体形成も期待される.今後はイオン液体-DNAが創り出すイオン凝集場の独自性を活かすため,ポルフィリンに限らず,多種多様な機能性分子を導入および展開へと研究を進めていく.
高等植物に見出された新規オルガネラの多面的解析

シロイヌナズナに見出されるERbodyは長さ10μm、幅1μmの細長い形態を示す小胞体由来の構造体である。小胞体局在化シグナルを持つ緑色蛍光タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナ(GFP-h)では、ER bodyが可視化される。ER bodyの誘導・形成機構を分子レベルで解析するために変異処理を行ったGFP-h植物体を蛍光顕微鏡で観察することによって、ER bodyの形成・形態に異常を示す突然変異体のスクリーニングを行った。その結果、幼植物体の子葉、胚軸、根においてER bodyがほとんど検出されないnai1変異体を単離することに成功した。ER bodyの形成に関与するnai1変異の原因遺伝子(NAI1遺伝子)を同定するために、マップベーストクローニングを行った。その結果、nai1変異体ではbasic-helix-loop-helix (bHLH) domainを有するタンパク質をコードする遺伝子に塩基置換が起きていることを見出した。nail変異体におけるこの遺伝子の発現解析およびこの遺伝子にT-DNAが挿入された変異体の解析から、この遺伝子がNAI1遺伝子であると結論した。bHLH domainを有するタンパク質の多くは転写制御因子であり、NAI1タンパク質もER bodyに関わる遺伝子の転写制御を行っている可能性が考えられた。GFP-1植物体とnai1変異体のタンパク質組成を二次元電気泳動法により比較解析したところ、nai1変異体において蓄積量が下がっているタンパク質を複数個同定した。同定されたタンパク質をコードする遺伝子の転写制御を、NAI1タンパク質が行っていると考えている。ER bodyの主構成成分はこれまで未同定であり、その生理機能は分かっていない。小胞体局在化シグナルを持つ緑色蛍光タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナ(GFP-h)では、ER bodyを可視化することができる。GFP-h植物体を観察することによって、ER bodyに関して以下の特徴を明らかにした。ER bodyは幼植物体の子葉、胚軸、根に多量に発達しており、子葉においては老化とともに数が減少する。また、ロゼット葉には発達していないが、人為的な傷害およびアザミウマによる食害を受けたロゼット葉ではER bodyが誘導される。傷害および食害によるER bodyの誘導は植物ホルモンの1つであるジャスモン酸を介して行われる。これらの結果から、ER bodyの機能が植物の傷害および食害に対する抵抗性に関与していると考えられた。ER bodyの誘導・形成機構を分子レベルで解析をするために、ER bodyの形成・形態に異常を示す突然変異体のスクリーニングを行った。その結果、幼植物体の子葉、胚軸、根においてER bodyがほとんど検出されないnail変異体を単離することに成功した。GFP-h植物体とnail変異体を比較解析したところ、PYK10と呼ばれるβ-グルコシダーゼがnail変異体では欠失していた。蛍光抗体法および免疫電子顕微鏡観察を行った結果、PYK10がER bodyに局在していることが分かった。さらに分画遠心法を用いて、PYK10が選択的にER bodyに濃縮されていることも明らかにした。β-グルコシダーゼであるPYK10の機能は、植物種特異的に発達しているER bodyの機能と密接に関係しており、植食性昆虫もしくは病害細菌に対する植物の防御機構に関与すると考えられた。
動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の開発とその動脈硬化研究への応用

(1)動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の開発培養装置において"動脈内膜"として使用した羊膜の採取法、調整法、並びに保存法を検討した。更に、培養装置の基本設計に工夫を重ね、精巧で使いやすい基本設計を確立し、用途に応じていくつかの応用型を作成した。(2)この装置で培養された内皮細胞の特性通常の培養皿に培養された内皮細胞とは異なり、tight junctionの形成、Z0-1の発現、さらにはエンドセリンの分泌などに極性があり、生体内における内皮細胞により近似した分化を遂げていることが明らかとなった。(3)装置の動脈硬化研究への応用この装置が動脈硬化の初期現象である内皮細胞と単球・マクファージ、Tリンパ球との相互作用の解析に有用であることを示した。次いでこの装置を用いてヒトの動脈硬化の初期病変である脂肪斑の形成が可能であること、その際、内皮細胞によるLDLの修飾(過酸化)が重要に関与していることが明らかとなった。このin vitroにおける脂肪斑形成に及ぼすサイトカイン、特にIL-1,TNF,IFN-γの影響をについて検討を加えた。これらのメカニズムをより詳細に明らかにする目的で、免疫磁気細胞分離法により高純度とした単球、Tリンパ球およびそのサブセットを使用した検索を進めている。(4)装置の血管モデル以外への応用-器官モデルの作成新しいタイプの装置として、上質面、下質面の両面に細胞培養が可能な装置を開発し、上面に上皮細胞(気道上皮を使用)、下面に内皮細胞、あるいは上面に上皮細胞、下面に線維芽細胞といった間葉細胞など異種の細胞の同時立体培養が可能となり、新しい器官モデルとしての応用への道が開いた。以上の成果より、専門業者と打ち合わせをすることにより、手軽に、しかも用途に応じて色々と改良ができる動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の作成が可能となった。この装置は、動脈硬化を始めとする血管病のみならず、炎症のメカニズムや癌転移などの分子生物学的研究に幅広く応用できる。平成5年度の実施計画に応じて以下の2点に大別して記述する。(1)動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の作成基本的な設計として、大きさを変え、大型のモデルを作成した。器材として耐熱性に優れたポリカーボネートを使用し、設計の変更により脚部の固定に接着剤を使用しないですむようにしたことによりオートクレーブが可能となり、使いやすさが格段に向上した。また、設計の改良により上室と下室の噛み合わせがきっちりとしたものになり、羊膜の装着が簡便に行えるようになった。結果として、ネジやOバンドによる補強をせずとも装置からのもれが少なくなり質的にも向上したものに改良した。(2)装置の動脈硬化研究への応用a.この装置を用いてヒトの脂肪班類似病変の作成が可能であることを明らかにした。羊膜面に内皮細胞を培養すると、敷石状に密在し、in vivoの状態に類似した内皮面が形成された。上室に単球と新鮮な低比重リポ蛋白を入れて24時間以上インキュベートすると内皮下に浸潤した単球がマクロファージ化し、脂質を蓄積し、ヒトの脂肪班に類似した病変が羊膜内(つまり内膜内)に形成された。

b.この装置による動脈硬化形成過程の解析の一環として、単球と内皮細胞の相互作用に関する基礎的実験を、単球の内皮細胞への接着、接着した内皮面での運動能、接着分子の関わり、IL-1やTNFの影響、単球-内皮細胞相互作用による内皮細胞障害の発生などについて行った。平成6年度の実施計画に応じて以下の2点に大別して記述する。(1)動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の作成基本的な設計についての確立により、必要に応じて大きさの変更が可能となった。また、ポリカーボネートの使用と設計・工程の向上による接着剤の廃止によりガス滅菌の必要性がなくなり、簡便に使用できるようになった。In vivoの環境にあっては、動脈は臓器内にあり実質細胞を栄養している。このため、in vivoの環境により近い動脈モデルの作成を試みた。つまり、羊膜の一方の面に従来のように内皮細胞を培養し、他方の面に種々の臓器組織由来の上皮細胞や間葉細胞を培養する試みである。現在までに、気管由来の呼吸上皮、平滑筋細胞、線維芽細胞、脳室由来の脈絡膜上皮などを試みており、まだ、多くが試行錯誤の状態であるが、気管上皮については実用化の目処がたっている。(2)装置の動脈硬化研究への応用この装置を用いてヒトの脂肪班類似病変の作成が可能であるとの成果をふまえて、病変形成の抑制実験を試みた。プロブコールなどの抗酸化剤の投与が内皮下におけるマクロファージの脂肪蓄積・泡沫細胞化を抑制するようであり、このモデルにおいて内皮細胞によるLDL過酸化が脂肪班類似病変の形成に関与しているものと思われた。このモデルに動脈硬化病変由来の内皮細胞を導入するための基礎的検討として、高脂血症ウサギの内皮細胞を走査電顕並びに細胞培養により経時的に観察し、病変形成と共に内皮細胞の形態が大きく変化することを明らかにした。平成7年度の実施計画に応じて以下の2点に大別して記述する。(1)動脈内膜を模倣した3次元立体培養装置の改良新しいタイプの装置として、上室面並びに下室面の両面に細胞が培養できる装置を作成した。基本的には上下を対称にした装置で、これを使用して羊膜上面に上皮細胞(気管上皮を使用。)、下面に内皮細胞、あるいは上面に上皮細胞、下面に線維芽細胞などの間葉細胞など異種の細胞の同時立体培養が可能となった。そして、例えば上皮細胞と内皮細胞を同時培養すると上皮細胞の浮腫が発生しやすくなることより、内皮細胞による内張りの形成による透過性の亢進あるいは浮腫促進物質の分泌の可能性など新しい重要課題が提起されてきた。(2)装置の動脈硬化研究への応用脂肪斑類似病変の形成に対するサイトカインの影響について研究を行ったが、研究の内容を高いレベルにするために、細胞の分離を高純度にする必要が生じた。そのために従来の比重分画法に加えて免疫磁気ビーズ細胞分離法による細胞採取法の検討を行い、マクロファージとリンパ球あるいはリンパ球のサブセット別採取が可能となり、精度の高い実験の遂行が可能となった。羊膜面に培養した内皮細胞の性状、特に接着装置の形成について検討した。本培養装置に培養された内皮細胞は、通常の培養皿に培養された内皮細胞と大きく異なり接着装置、とりわけtight junctionの形成を示すことがZO-1抗体を用いた免疫染色並びに電顕的検討で明らかとなった。すなわち、この培養装置により内皮細胞は生体内の構造・配列により近い発達分化を示し、この装置がin vitroにおける動脈硬化研究に適したモデルであることが確認された。
秋田藩佐竹南家文書の研究〜「南家日記」を中心に〜

62年度、63年度の両年にわたる研究を通して次のような研究成果を得た。1.公共機関、即ち湯沢市立図書館と、国立史料館の所蔵する湯沢佐竹南家文書の全容をほぼ確かめ得たこと。2.その主要史料、とくに湯沢図書館蔵の「南家日記」270冊余のうち、破損の著しいものを除き、マイクロフィルム採訪をおこなうことができた。3.上記採集史料、および関連文書の内容の検討をおこない、とくに「南家日記」については文書学的にみたその性格をほぼ全体像の確認し得た。4.上記1.に関連して佐竹南家支配地域の民間個人所蔵資料の所在調査もかなり広くおこなったが、これについては新知見を得るに至らなかった。5.得られた成果の一部(概報)は1989年1月、一つ口頭報告をおこなった。(後日一論文として公表予定。)6.採訪したものはきわめて多量の史料(群)なので、なお検討を加えて、1989年10月、学会報告(東北史学会)をおこなう予定であり、それを論文としてほぼ成果の全容として論文にまとめ公表の予定である。7.さらに一冊の学術著書として得られた知見をもとにまとめる予定で計画を進めている。当初申請の計画にしたがって,ほぼ予定どうり実施した.以下に整理してまとめて示す.1.秋田県湯沢市立図書館所蔵の「佐竹南家日記」の調査研究.2.国立史料館所蔵の佐竹南家関係史料の調査.3.秋田藩制史料のうち,同上関係史料の調査.4.これまでの既採訪史料からの関係史料の整理,検討.5.関係,関連する史料を所蔵していると推測される個人の家の調査.6.関連する他藩などの研究史の檢討とくに藩庁日記とその研究.7.上記の各項をふまえて,次年度の研究計画の策定.(1)上記の16は引続き継続しておこなうが,特に1,5が重点となる予定である.(2)上部各項の内容をふまえて,成果のまとめの準備を進め,そのうちの一部は年度内のうち,しかるべき学会で口頭報告をおこなう予定である.以上
核骨格による筋肉組織構造形成・維持の機構解明

ヒトにおいてはラミンの一種であり分化特異的に発現するA-type laminに変異が入ることにより、Hutchinson-Gilford早期老化症やEmery-Dreifuss型筋ジストロフィー(EDMD)を含む多様な遺伝子疾患が引き起こされることが示されている。A-type laminの組織形成における役割を明らかにするため、モデル動物であるショウジョウバエを利用し解析を進めた結果、筋肉組織の腱細胞で著しい構造異常が生じることを見出し、さらに腱細胞内のスペクトラプラキンファミリー細胞骨格タンパク質であるShort stopの核膜周辺での構造が顕著に不安定化していることを特定した。Aタイプラミン遺伝子の変異により、ヒトではエメリ・ドレフュス型や肢帯型などの筋ジストロフィーと呼ばれる遺伝病が発症する。しかし、その機構はまったくわかっていない。私たちはモデル動物として頻用されているショウジョウバエを用い、Aタイプラミンの変異により、筋肉組織の健細胞ではじめに機能異常が生じることを明らかにしている。本申請では、健細胞内でAタイプラミンにより形成される複合体を明らかにし、そして、それがAタイプラミンの変異によりどのように変化し健細胞の構造と機能に影響を与え、筋肉組織が機能不全を起こすか、解明する。これまでの研究からショウジョウバエでAタイプラミンをノックアウトするとSpectraplakinと呼ばれる細胞骨格に属するShortstopタンパク質の構造が健細胞質で構造が維持できなくなり、細胞の力学的強度が低下し筋肉組織の形状が維持できなくなることを見いだしている。核内の骨格であるAタイプラミンと細胞骨格であるShortstopを繋ぐLINC複合体は核膜内に存在するインターフェイスである。LINC複合体のSUNタンパク質であるklaroidおよびspag4およびKASHタンパク質であるKlarsichtおよびMSP-300タンパク質のsingleおよびdouble変異体変異体を用い解析を行ったが健細胞細胞質のShortstopに異常が見られなかったことからAタイプラミンは他のリンカーによりShortstopの機能を制御していることを確定した。新規のリンカータンパク質を同定するため、Shortstop欠失型変異体およびAタイプラミンの欠失型変異体およびドメインシャッフリング型変異体を作製して、リンカー分子の相互作用ドメインを解析中である。昨年度の研究からショウジョウバエでAタイプラミンをノックアウトすると健細胞の構造安定化に必要であるSpectraplakinと呼ばれる細胞骨格に属するShortstopタンパク質の構造は異常になるが、核内の骨格であるAタイプラミンと細胞骨格を繋ぐ従来の既知のLINC複合体はShortstopと相互作用していないことを遺伝学的および細胞化学的に明らかにしてきた。本年度はShortstop組換え遺伝子を用い、野生型および変異型Shortstopの細胞内での重合動態を詳細に解析した。野生型Shortstopの発現を誘導して経過時間的に動態を解析した結果、shortstopは発現の初期に核膜周辺に出現した後に細胞質へ重合していくことがわかった。さらに欠失型のShortstop変異体シリーズを用い同様に解析したところ、Rod領域を欠失したShortstopは核膜周辺への局在がみられず、Rod領域が核膜との相互作用に重要であることを明らかにした。現在Rodのどの領域が必要であるかを明らかにするため解析中である。しかし、その機構はよくわかっていない。ショウジョウバエではAタイプラミンをノックアウトすると健細胞の構造安定化に必要である細胞骨格タンパク質、Shortstopタンパク質の構造が異常になることを見いだしたのでShortstopの機能を詳細に解析した。Short stopタンパク質からチューブリンやカルシウムに結合するドメインや、他の骨格と相互作用すると考えられているplakinまたはspectrinrepeatドメインと呼ばれる機能ドメインを欠失させると、チューブリン、カルシウム、plakinドメインを欠失させたShort stopは核膜上に沿った強い蓄積と細胞質に繊維状の骨格を形成した。spectrin repeatドメイン欠いたShort stopは核膜および細胞質には分布せず核内の核小体に異常に蓄積した。spectrin repeatドメインからのみなるタンパク質を発現させると発現初期に核膜上への選択的蓄積が見いだされ、その後細胞質で繊維状の構造を形成した。以上からspectrin repeatドメインは核膜および繊維状の構造形成に重要であり、またspectrin repeatドメイン以外のドメインに核内の成分と相互作用するドメインが存在することが示唆された。またドメインシャッフリング型Aタイプラミンの変異体を作製し、健細胞の機能を解析した結果、Aタイプラミンのtailドメインが健細胞の構造維持に重要であることが明らかになった。野生型および変異型Shortstopタンパク質のin vivoでの重合の詳細な解析は順調である。またAタイプ

ラミンの欠失型変異体およびドメインシャッフリング型変異体の作製は順調に進行している。発生生物学Shortstopの核膜相互作用ドメインの決定、およびAタイプラミンの健細胞機能に必須なドメインの決定を行い、ShortstopとAタイプラミンを繋げる実体因子の解明にせまる。Klaroid、spag4、KlarsichtおよびMSP-300各種変異体を用いた筋肉組織形成・維持および健細胞でのShortstopタンパク質の構造解析、および新規リンカーを同定するためのShortstop欠失型変異体およびAタイプラミンの欠失型変異体およびドメインシャッフリング型変異体を作製は順調に進行している。Shortstop欠失型変異体およびAタイプラミンの欠失型変異体およびドメインシャッフリング型変異体を野生体およびAタイプラミンの欠失変異体内の各組織で発現させ、表現形を細胞および組織レベルで解析することにより、核タンパク質のどのタンパク質領域が核膜インターフェイス相互作用ドメインかを明らかにする。