hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定

タンパク質のアセチル化は、核において遺伝子発現を制御する主要な翻訳後修飾である。最近、ミトコンドリアには多数のアセチル化タンパク質の存在が示唆され、アセチル化は核と同様にミトコンドリアにおいても主要な翻訳後修飾である可能性は高いが、ミトコンドリアに局在するアセチル化酵素の存在は不明である。そこでゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いて、ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定することを目的とした。具体的には、研究代表者が同定したアセチル化ミトコンドリアタンパク質であるHMG-CoAlyase(HMGCL)のアセチル化レベルを減少させるようなsiRNAオリゴをスクリーニングすることにより、アセチル化酵素を探索した。約21,000のヒト遺伝子を標的としたダーマコン社のゲノムワイドなsiRNAライブラリーから、ミトコンドリアのプロテオーム等のデータベースでミトコンドリアに局在すると予測された1,373遺伝子についてHMGCLを恒常的に発現させたHeLa細胞を用いてスクリーニングした。その結果、ピルビン酸脱水素酵素複合体の構成因子であるpyruvate dehydrogenase α1 (PDHA1)および、dihydrolipoamide S-acetyltransferase (DLAT)のノックダウンによりHMGCLのアセチル化が顕著に低下することを見出した。興味深いことに、PDHA1あるいはDLATのノックダウンは、ヒストンのアセチル化レベルにはほとんど影響をおよぼさなかった。本研究において、ピルビン酸脱水素酵素複合体による新規ミトコンドアタンパク質のアセチル化調節機構を示唆する結果を得た。具体的には、研究代表者が同定したアセチル化ミトコンドリアタンパク質であるHMG-CoA lyase(HMGCL)のアセチル化レベルを減少させるようなsiRNAオリゴをスクリーニングすることにより、アセチル化酵素を探索する。約21,000のヒト遺伝子を標的としたダーマコン社のゲノムワイドなsiRNAライブラリーから、Ontology cellular_component(http://www.geneontology.org/)および、mitop2(http://www.mitop.de:8080/mitop2/)データーベースのどちらか一方でミトコンドリアに局在すると予測された1,373遺伝子について解析することにした。最初に効率よくスクリーニングするために、C末にFlagタグの付いたHMGCLを恒常的に発現させたHeLa細胞を作製した。この細胞株とアセチル化HMGCL特異的抗体を用いることにより、96ウェルプレートスケールでのスクリーニングが可能となった。現在までに、864種類のsiRNAオリゴについて一次スクリーニングを終了し、そのうち60サンプルがHMGCLのアセチル化レベルを減少することを見出した。今後、残りのサンプルについて検討するとともに、2次評価としてin vitroアセチル化アッセイなどを行い、アセチル化酵素の同定を目指したい。
弾性変形によるマックスウェル・ワグナー効果の光第二次高調波測定と新規有機素子機能

本研究課題の目的は、フレキシブルな有機電子素子を変形した時のキャリア挙動の変化を電界誘起光第二次高調波測定(EFISHG)による実験とマックスウェル-ワグナー(MW)理論を拡張した理論解析を組み合わせることによって明らかにすることである。本年度は、フレキシブルな有機電界効果トランジスタ(OFET)に弾性変形を加えると、MW効果によってチャネル部に蓄積する電荷密度が変化することを、弾性体理論と誘電体理論(MW理論)を組み合わせて説明することに成功した。弾性体理論とMW理論は物理学の異なる分野であり、それらを組み合わせるのは困難であるが、弾性変形に伴って幾何形状が変化した素子の内部の電界を曲がった座標で解析することによってこの問題を解決した。OFETのような有機素子では、素子の幾何形状の変化だけでなく、変形に伴って素子内部の誘電率・移動度の変化も蓄積電荷密度に寄与する。本研究では、有機電子素子は、物質の幾何形状によって蓄積電荷密度が決定する多くのMW系とは異なり、変形に伴う材料パラメータの変化も蓄積電荷密度とチャネルを横切って流れるドレイン電流に重要な役割を果たす系であることを明らかにした。本理論は、電気的測定によってOFETの変形に伴う特性変化を評価する時に用いるモデルとして有用である。本研究は、Journal of Applied Physicsに掲載された。実験的には、TIPSペンタセンという材料を用いてOFETを作成し、EFISHGを用いて評価を行った。TIPSペンタセンで作成した有機活性層はマイクロメートルオーダーのドメインを形成する。変形を加えない時おいて、有機活性層に注入されたキャリアがドメインによって散乱される様子を観測することができた。現在、OFETを変形した時のキャリア挙動の変化を、EFISHG法を用いて調べている。
サケ白子DNAを用いた環境調和型機能性材料の創生

DNAと環状オリゴ糖からなる複合体の創製を試みた。その結果、これら複合体はDNAのインターカレーション機能と環状オリゴ糖の包接機能という両方の機能を有していた。そこで、これら複合体を用い、環境浄化剤として利用したところ、水溶液中に存在するダイオキシンやPCB、ビスフェノールAの様な有害物質を効率よく除去できる機能を有していることが確認された。これらのことからDNAと環状オリゴ糖からなる複合体は環境調和型材料として利用できることが示唆された。二重らせんDNAは積み重なった塩基対間に平面構造を有した分子が平行挿入するインターカレーションという機能している。そのため、二重らせんDNAを有害物質を集積する環境材料として用いた場合、ダイオキシンやPCB等の平面構造を有する有害物質を捕捉できるが、ビスフェノールAやジエチルスチルベストロールの様な平面構造を有さない分子は捕捉されないという欠点を有している。そのため、平面構造を有さない有害物質を捕捉するにはDNAを他の分子と複合化する必要性がある。そこで、平面構造を有さない分子を捕捉することが出来る生体由来分子の文献等による探索を試みた。その結果、環状オリゴ糖がそのような機能を有していることが確認された。そこで、塩基性高分子に環状オリゴ糖を修飾した機能性高分子を合成し、DNAと複合化することを試みた。その結果、DNAと環状オリゴ糖修飾高分子からなる複合体は、水に対して極めて安定であることが確認された。また、複合体をDNAインターカレーターである臭化エチジウムで染色したところ赤く染まることから、DNAの特徴であるインターカレーションと言う機能を保持していることが確認された。それと共に、複合体を環状オリゴ糖の空孔内に包接されるρニトロフェノールで染色したところ黄色に染まることから、環状オリゴ糖の機能を有していることが確認された。現在は、環状オリゴ糖の修飾率が異なる様々な高分子を合成しているところである。以上のように初めの申請書に示した平成19年度の目的は95%以上達成することができた。残りの5%はあと数週間で容易に達成できると考えられる。次年度は、複合体の機能評価、特にこれら複合体を用いた平面構造を有さない有害物質の除去(特に、ビスフェノールAとジエチルスチルベストロール)を行いたいと考えている。現在までに、二重らせんDNAがインターカレーションという現象(積み重なった塩基対間に平面構造を有した分子が平行挿入現象)により、ダイオキシンやPCB等の平面構造を有する有害物質を捕捉することを報告した。しかしながら、平面構造を有さない分子(例えば、ビスフェノールAやジエチルスチルベストロール)は捕捉されないという欠点を有していた。そこで、平成19年度においては、これらの問題を解決するため、塩基性高分子に環状オリゴ糖を修飾した機能性高分子を合成し、DNAとの複合化を行った。平成20年度では、その続きとして、実際に作製した複合体を用い、有害物質の除去を試みた。その結果、二重らせんDNAでは除去出来ないビスフェノールAとジエチルスチルベストロールをそれぞれ35%と40%除去することに成功した。また、平面構造を有しているが単環性の化合物であるため二重らせんDNAでは除去することが出来ないベンゼンを60%以上除去することにも成功した。この結果、DNAの欠点を、環状オリゴ糖の機能を利用することでおぎなえることが示唆された。一方、作製した複合体は平面構造を有したダイオキシンやPCB誘導体等を除去する機能も保持していた。現在は、更なる除去率の向上を目指すため環状オリゴ糖の修飾率が異なる機能性高分子の合成や枝分かれ構造を有する高分子に環状オリゴ糖を修飾することを試みているところである。以上のことから、申請書に示した平成20年度以降の日的の90%以上を達成することが出来た。最終年度は、残りの10%を達成するために、現在作成中の高分子(環状オリゴ糖の修飾率が異なる機能性高分子、枝分かれ構造を有する高分子に環状オリゴ糖を修飾した機能性高分子、径の異なる環状オリゴ糖を修飾した機能性高分子)を用いて、より高い除去率を有する環境調和型機能性材料の創生を行う予定である。現在までに産業廃棄物の有効利用という観点から、サケ白子由来DNAの環境材料への応用を試みてきた。その結果、DNAはダイオキシンやPCBのような平面構造を有する物質を選択的に除去する機能を有していることが確認された。しかしながら、平面構造を有しない、ビスフェノールAやジエチルスチルベストロールなどの有害物質を除去することは出来なかった。そこで、本研究課題では、平成19年度から環状オリゴ糖の1っであるシクロデキストリンとDNAを複合化し、様々な有害物質を除去できる素材の創生を試みた。その結果、21年度までにおいて、シクロデキストリンの包接機能とDNAのインターカレーション機能を有した新規な複合体を創生することに成功した。

そこで、平成21年度より、実用化により近い材料として、これら複合体に無機物としてシランカップリング剤を加え、物理的な安定性を有した素材の開発を試みた。その結果、作製した複合体は物理的な強度を有するだけでなく、水に対して極めて安定であった。また、このような複合体はシランカップリング剤のシラノール基を介して、ガラスフィルターに固定することも可能であった。そこで、このフィルターをシリンジフィルターとして用い、多成分系からの有害物質の除去を試みた。その結果、複合体フィルターは平面構造を有する物質だけでなく、平面構造を有しない物質も80%以上除去できることが確認された。一方、それと共に、径の異なるシクロデキストリンを用い、有害物質の除去を試みた。その結果、7つのグルコースからなるβ-シクロデキストリンが最も有害物質を除去する機能が高いことが確認された。以上のことから、申請書に示した目的の全てを達成することが出来た。特に、DNAと生体由来の分子との複合体からなる環境浄化剤は、環境調和型の新しい素材として様々な分野で利用できると考えられる。
内耳におけるGABA合成酵素の局在とGABAの機能

昨年度の科学研究費により、GABA合成酵素であるグルタミン酸脱炭酸酵素67、65およびγ-アミノブチルアルデヒドデヒドロゲナーゼのジゴキシゲニン標識RNAプローブを作成した。メンブレンによる濃度勾配実験を行った結果、グルタミン酸脱炭酸酵素65のプローブの濃度が低く、in situ hybridizationの使用に耐え得ないと判断されたため、新たにcDNAのクローニングをやり直し、十分なcDNAを得るに至った。再びジゴキシゲニン標識RNAプローブを作成し、濃度勾配にて使用可能と判断された。6週齢のマウスを4%パラフォルムアルデヒドで還流固定し、脳および内耳を摘出し、in situ hybridizationを行った。グルタミン酸脱炭酸酵素67、65では脳における広範囲な発現が確認され、特に海馬における強い発現が確認された。これらの酵素の発現部位に差は認められなかった。しかし、γ-アミノブチルアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現は確認されなかった。また、いずれの酵素においても内耳における発現は確認されなかった。内耳においてはGABAの発現が確認されており、その合成酵素の発現はあるはずであると考えられる。おそらく、摘出、固定、hybridizationの条件などの技術的な問題があるため発現が確認できなかったのではないかと考えている。今後、条件をさらに詳細に検討し、再度内耳における発現を確認していく必要がある。各プローブの塩基数は、γ-aminobutyraldehyde dehydrogenaseが774bp、GAD67が580bp、GAD65が630bp、GAD67 exon0aが199bp、GAD67 exon0bが240bpとすることとした。これらはプラスミド・ベクター、pBluescript II KS(+)に組み込まれている。in situ hybridizationに使用するためにはこれらをpGEM 7-Zf(+)に組み込む直す必要があるため、制限酵素にて消化させ、ベクターへの組み替え作業を行った。それぞれのプローブをcDNAを制限酵素で消化させ、目的の遺伝子が確実に含まれているかを電気泳動にて確認した。その結果、一部に目的遺伝子と異なるバンドが出現したため、再度組み換えおよびクローニングを行い、確認作業を行うこととした。しかし、クローニングの条件設定に難航し、十分なcDNAを得ることが難しく、多くの時間をこの作業に費やさざるを得なかった。結果的には十分な量の目的遺伝子が得られたため、再度、制限酵素による消化を行い、電気泳動にて目的とするバンドが得られたため、目的のcDNAが得られたと判断し、ジゴキシゲニン標識キットを用いてプローブの作成に移行した。この実験の成功はプローブの善し悪しで決定される。プローブの作成には条件設定が必要であるが、温度設定に必要なウォーターバスがなかなか揃わず、無駄な時間を要してしまった。このため、現在、第1回目のプローブ作成を行ったところであり、今後、プローブの確認をメンブレンによる濃度勾配で確認する予定である。
ヒト意思決定における大脳皮質・皮質下領域の脳情報動態の解明と利用

本研究の目的は、(1)ヒトの情動や記憶に基づく意思決定と深い推論に基づく意思決定の統合モデル(強化学習とベイズ推論システムによる行動レベルモデル)を構築し、各要素が脳のどの領域で計算/統合され自己と他者の状態を表現し、意思決定に使われるのかを明らかにする。(2)興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの相互統合を回想的に統合した回路モデルに基づき、意思決定における異なるレイヤーの働きをモデル化・検証する。の2項目からなる。本年度は7テスラMRI装置を用いて、標準的なvalue-based decision making中の脳活動をボクセルサイズ0.6mmのT1構造画像、ボクセルサイズ0.9mmの機能(EPI)画像で帯状回皮質、背外側前頭前野から計測出来ることを確かめた。まず歪みなく構造画像と機能画像が重なることを確認した。このことは皮質における表層・深層の入出力を区別するための必要条件となり極めて重要である。つぎにvalueを示すcueを提示した時の活動を確認したところ、背外側前頭前野では表層/深層の両者から、帯状回皮質では主に表層に活動が見られた。このことは皮質の場所による層の使われ方の違いを示唆している。さらにcomputatonal modelを用いた解析によりvalue表現、誤差表現の層による違いを検討している段階である。被験者の精神的、心理的負担を軽減するため、実験は被験者の意思でいつでも中止できることを口頭、文面の両方で伝えた。データの処理はパスワードのあるコンピュータでで行い、データや処理結果の流出がないように管理している。個人データはパスワードをかけ保存し、紙面書類については鍵のかかった棚で管理している。研究結果の発表に際しては被験者個人を特定できる情報は一切公開しない。本年度は(1),(2)の研究テーマにとって基礎となる7TMRI装置を用いてサブミリの精度で意思決定中の脳活動計測が可能であることを示した。このことは極めて大きな進展であり、30年度に社会的なインタラクション課題を用いて計測を行う際の基礎となる。今後は社会的な実験課題である信頼ゲームにおいて、相手のモデル推定、情動・記憶の相互作用を考慮した計算モデルを構築し、モデルに対応した実験を継続する。実験課程に対し、3テスラ7テスラのfMRIによるmodel-based fMRI解析を適用することでこのクラスのモデルでは、どの情報をどう結合し意思決定に用いるかを計算モデル自体が自動的に特定することを目指す。このモデルを用いたfMRI実験を実施することで人の意思決定における脳情報動態の概要を提示する。また、研究分担者である田村から霊長類の帯状回及び扁桃体のデータに関する情報提供を受けるための実験条件やデータフォーマットに関する打合せを開始し、ヒトfMRIと霊長類から得られるデータの統合を目指す。の2項目からなる。

また、研究分担者である田村から霊長類の帯状回及び扁桃体のデータに関する情報提供を受けるための実験条件やデータフォーマットに関する打合せを開始し、ヒトfMRIと霊長類から得られるデータの統合を目指す。
運動ニュ-ロン軸索成長と相関して発現される二種の膜分子の機能解析

発生過程における神経回路網形成の分子機構を解明することは,神経生物学の大きな目標である。運動ニュ-ロンの場合,脊髄原基の神経管には,個々の骨格筋に特異的に対応し,神経支配することが運命づけられた運動ニュ-ロンのサブタイプが存在し,運動ニュ-ロンがランダムに軸索を伸ばして骨格筋とシナプスを形成するものではない。これまでの研究結果は,運動ニュ-ロンの軸索が能動的に標的筋に到達する通路を選択することを示しているが,それを可能にする分子としては何ひとつ明らかにされていない。これら未知分子を検出する方法としてモノクロ-ナル抗体法は非常に有力な方法と考えられる。ニワトリ胚を抗原として,これまでに私の確立したモノクロ-ナル抗体SC1とM7412による組織切片の染色パタ-ンは,運動ニュ-ロンの軸索成長と時間的また空間的に大変良く相関し,運動ニュ-ロンの軸索成長を可能にする候補分子と考えられる。これらの分子の持つ機能を解析するため,ニワトリ胚からそれぞれの分子を抗体アフィニィテ-カラムで精製したところ,SC1は分子量10万,M7412は7万の糖鎖を持つ膜蛋白であることがわかった。ウサギで抗血清を作成し,抗血清によりファ-ジを使ったニワトリ全胚のcDNAライブラリ-をスクリ-ニングしてそれぞれのcDNA候補を得たが最終的な結果は得られていない。今後は(1)M7412,SC1分子のcDNAクロ-ニング・シ-クエンスを完成し,ホモロジ-検索から既知分子との関連を調べる。(2)これらのcDNAを発現ベクタ-に組み込み培養細胞に導入・強制発現させ,未知の膜蛋白であるM7412とSC1分子の機能を調べることを予定している。
3次元意匠モデルの設計・レビュー・製造のための力覚提示システムの研究

本年度は,昨年度得られた力覚提示デバイスの設計を行う際の評価について研究成果の報告を行った(研究発表1,2,3).また,実際的なCAD/CAMシステムにおける形状モデルの力覚によるデザインレビュの実現のために,IGESトランスレータの開発,ならびに安定な力覚提示の実現のための干渉計算に要求される計算時間の考察をおこなった.この結果,一般的なモデルは多数の曲面より構成されているが,局所的には数枚(5枚以下)の曲面のみが接続しているため,1枚の曲面に対する干渉計算を0.2ms以下で行う必要のあることを明らかにした.また,干渉計算を行うためには,大まかな干渉点の予測を行うラフチェックが重要であり,NURBS曲面を構成する制御ポリゴンより高速に干渉点の推定を行うアルゴリズムを考案した.これらの知見を基にソフトウエアの開発を行い,力覚を用いたデザインレビュシステムにおいて最も重要な干渉計算が目標とする時間以内で実行可能であることを確認し,力覚提示システムへの実装を行った.そして,開発した力覚提示システムに対して提示精度などの基本的特性の評価を行った.本システムは,PentiumODP180Mzパソコンを制御用PCとして利用して構成した.実際的なモデルとして車のボンネット部分(幅1650×奥行き1300×高さ400)の約20枚のNURBS曲面モデルをIGES形式によりCADシステムより取り込み,力覚提示デバイスの可動範囲を考慮し約1/6倍で提示し,評価を行った結果,提示誤差が約1.5mmであり,また本システムを利用した場合自由曲面形状における約50μmの位置の不連続を知覚可能であることが明らかになった.利用した制御用PCの性能は現在の一般的なものと比較して低いので,現在の一般的な性能を有するパソコンを利用することにより,より実際的な100枚程度の自由曲面から構成されるモデルに対するデザインレビュの実現や,形状のリアルタイム修正が可能であると考えられる.さらに一般のCADシステムを用いた視覚のみによるデザインレビュ作業と本システムを用いて力覚を併用したデザインレビュ作業との比較を行い,ボンネット上の突起とボンネットを滑らかに接続する微小なフィレット曲面の連続性の確認を行う際に特に有効であることを確認した.なお,これらの結果の公表については,研究発表4,5により行う予定である.本年度は実用的なシステムを構築する上で重要となる、1)一般のCADシステムとのインタフェース、2)力覚提示デバイスの6自由度化、などについて研究を行った。まず1)については一般のCADシステムとのデータの受け渡しを考慮した場合、現在の段階ではそのインタフェースとしてa)ダイレクトトランスレータ、b)共通API、そしてc)共通データフォーマットの利用が考えられたが、考察の結果、c)が汎用性などに優れていること、そして、実際にIGESを用いたトランスレータを作成しその有用性について、研究発表(1)において述べた。ついで2)については、使用していた3自由度の力覚提示デバイスの6自由度化を行うにあたり、最適な力覚提示デバイス機構を考察したところ、a)力覚提示デバイスの性能の評価手法b)力覚提示デバイスの機構の最適化手法の2つが重要であることがわかった。そこで、力覚提示デバイスの性能評価について考察したところ、従来提案されているマニピュレータの評価を基にした評価手法では、その性能を適切に評価できないこと、さらにこれを可能にするために、加工誤差や組立誤差に起因するリンク長やセンサ取付位置の誤差などの機構のパラメータ誤差を考慮し、操作者がデバイスに与える操作力とこれを基に計算され実際にデバイスから提示される力の間の線形関係を評価する非線形指数を提案した。(高橋秀智、舟橋宏明、武田行生:精密作業のための力覚提示デバイスの最適機構設計、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、投稿中)さらに、機構を最適化する手法について研究を行い、遺伝的アルゴリズムを利用した機構最適化システムを構築(研究発表(2)並びに上述の文献)し、上述の評価手法を考慮し最適機構を求めた結果、優れた特性を有する力覚提示デバイスの機構設計が行えることを示した。本年度は,昨年度得られた力覚提示デバイスの設計を行う際の評価について研究成果の報告を行った(研究発表1,2,3).また,実際的なCAD/CAMシステムにおける形状モデルの力覚によるデザインレビュの実現のために,IGESトランスレータの開発,ならびに安定な力覚提示の実現のための干渉計算に要求される計算時間の考察をおこなった.この結果,一般的なモデルは多数の曲面より構成されているが,局所的には数枚(5枚以下)の曲面のみが接続しているため,1枚の曲面に対する干渉計算を0.2ms以下で行う必要のあることを明らかにした.また,干渉計算を行うためには,大まかな干渉点の予測を行うラフチェックが重要であり,NURBS曲面を構成する制御ポリゴンより高速に干渉点の推定を行うアルゴリズムを考案した.これらの知見を基にソフトウエアの開発を行い,力覚を用いたデザインレビュシステムにおいて最も重要な干渉計算が目標とする時間以内で実行可能であることを確認し,力覚提示システムへの実装を行った.そして,開発した力覚提示システムに対して提示精度などの基本的特性の評価を行った.本システムは,PentiumODP180Mzパソコンを制御用PCとして利用して構成した.

実際的なモデルとして車のボンネット部分(幅1650×奥行き1300×高さ400)の約20枚のNURBS曲面モデルをIGES形式によりCADシステムより取り込み,力覚提示デバイスの可動範囲を考慮し約1/6倍で提示し,評価を行った結果,提示誤差が約1.5mmであり,また本システムを利用した場合自由曲面形状における約50μmの位置の不連続を知覚可能であることが明らかになった.利用した制御用PCの性能は現在の一般的なものと比較して低いので,現在の一般的な性能を有するパソコンを利用することにより,より実際的な100枚程度の自由曲面から構成されるモデルに対するデザインレビュの実現や,形状のリアルタイム修正が可能であると考えられる.さらに一般のCADシステムを用いた視覚のみによるデザインレビュ作業と本システムを用いて力覚を併用したデザインレビュ作業との比較を行い,ボンネット上の突起とボンネットを滑らかに接続する微小なフィレット曲面の連続性の確認を行う際に特に有効であることを確認した.なお,これらの結果の公表については,研究発表4,5により行う予定である.
多様体の構造の研究と整数論への応用

上記の研究のため、構成員は関連する国無いの各大学、研究所に所属する研究者と連絡を密接にとり、各種研究集会に参加し、情報、資料の収集に努めた。得られた成果は微分幾何学、位相幾何学および整数論の諸分野にわたる。以下に概要を記す。1.微分幾何学的成果、釼持勝衛は曲面の変形について研究し、ユ-クリッド空間内の曲面の等長的変形が平均曲率を保存するための必要十分条件を求め、応用としてガウス曲率が一定のとき、そのような変形を決定した。陶山芳彦は幾何学的測度論について研究し、コンパクトな多様体から、より1次元高い他のコンパクトなリ-マン多様体への連続写像に対し、その写像とホモトピ-同値な写像の中で、像の測度を最小にするものが常に存在することを示し、その写像の正則性について考察した。2.位相幾何学的成果押切源一は多様体上の葉層構造について研究し、余次元1の葉層が多様体上に与えられたとき、その葉層の平均曲率関数となり得るような関数の特徴づけを与え、応用として定平均曲率葉層の位相的特徴づけを与えた。3.整数論的成果今井秀雄は総実代数体の円分ガンマ拡大の岩沢不変量について研究し、その不変量の一つを与える無限ベキ級数を新谷分解を用いて具体的に構成した。この不変量は0になることが予想されており、現在研究中である。中村哲男はヴィット環上の形式群について研究し、その自己準同型環の構造を調べた。高橋豊文は体の拡大について研究し、任意の体上に5次巡回拡大を生成する多項式の一般形を得た。以下に概要を記す。
被災アーカイブズの最速乾燥システムの開発と評価

平成18・19年度、真空凍結乾燥機と「最速乾燥システム」の比較解析、乾燥システムの検証を行った。比較指標となる繊維組成・繊維細胞状態や添加物の変質のデータを採取した。測定機器として、下記のものを用いた。○ハイパードライ(最速乾燥システム)、[日本バイオコン株式会社、開発用ラボ機HD-LAB]専門的知識提供を日本バイオコン株式会社にえて、乾燥テストを実施した。○新規真空凍結乾燥機による性能テストを実施した。これらの分析によって、被災アーカイブズ状態→乾燥後の繊維を観察して、繊維組成・繊維細胞状態や添加物の変質について明らかにした。「最速乾燥システム」の被災アーカイブズ復元に関わる時間的経費節約さらに効率化がもたらす特徴は検証した。真空凍結乾燥では、2日間-48時間の乾燥時間が必要である。一方、ハイパードライ(最速乾燥システム)の場合、40分で終了した。しかし、比較指標となる繊維組成・繊維細胞状態や添加物の変質を観察すると、自然乾燥時の変質と同様の状態になることが明らかとなった。今後は、変質の程度を軽減するため、ハイパードライ(最速乾燥システム)の操作方法の改良が必要であることが判明した。また、改良によってよりよい乾燥結果を得られることも検証できた。本研究は、被災アーカイブズの「真空凍結乾燥法」に替わる「最速乾燥システム」としての減圧・マイクロ波・遠赤外線を同時にコントロールする被災アーカイブズの救助方法の開発と評価について研究し、乾燥処置時間短縮方法の実現化を目的とする。これまで利用されてきた「真空凍結乾燥法」の特徴は、アーカイブズの材質である紙を冷凍によって物質内の水分を固定するため文字等のにじみを防げること、紙の癒着が起きず史料の変形を最小限に抑えられること、菌虫害が防げること、一度に大量の処置が行えること等が挙げられる。更に、自然乾燥法に比べると、救助・修復にかかる時間が短縮され、人手も少なくて済むためコスト面についても利点がある。しかし、被災後、緊急事態での冷凍庫の長期間確保と真空凍結乾燥機による処置場所確保が大変困難であるのが現状である。「最速乾燥システム」における減圧・マイクロ波・遠赤外線の機能と3つのエネルギー要素が有機的に結びついて乾燥する被災史料救助方法は、最速の乾燥が可能となる。この乾燥方法による被災アーカイブズの適用例はこれまでになく、その速乾性と安全性が確実に検証し得れば、被災アーカイブズ復元に関わる時間的経費節約さらに効率化が期待される。平成18年度は、真空凍結乾燥機と「最速乾燥システム」の比較解析、乾燥システム検証には極めて先進的かつ実用的な技術が不可欠であり、比較指標となる繊維組球・繊維細胞状態や添加物の変質のデータを採取するため、測定機器として、下記のものを用いた。○ハイパードライ(最速乾燥システム)、[日本バイオコン株式会社、開発用ラボ機HD-LAB]専門的知識提供を日本バイオコン株式会社に得て、乾燥テストの実施準備を行った。○既存の簡易型真空凍結乾燥機の改良を実施する予定であったが、旧型の改良費用で新型の購入が可能であったため、新規機器の性能テストの準備を実施した。これらの分析によって、被災アーカイブズ状態→乾燥後の繊維を観察して、繊維組成・繊維細胞状態や添加物の変質について明らかにし、「最速乾燥システム」の被災アーカイブズ復元に関わる時間的経費節約さらに効率化がもたらされる特徴を次年度検証するための環境整備を行った。
レット症候群の脳内アミン代謝異常に基づく治療法の開発

我々はレット症候群モデルマウスにおいて脳内アミン濃度増加が障害されることを示したが、本研究により各モノアミン神経細胞数の減少は伴わないことが示された。これらの神経細胞の発生にMecp2遺伝子欠損は影響を与えないがその後の成熟が障害されていると予想に矛盾しない結果であった。またモデルマウスにおいて脳内葉酸濃度の減少傾向を認めたが、ロイコボリン投与において症状出現、脳重量、脳内モノアミン濃度は改善しなかった。■レット症候群モデルマウスに対する葉酸治療レット症候群患者の髄液中の5-メチルテトラヒドロ葉酸(5MTHF)が低値であり、Folinic acid(ロイコボリン)経口投与が臨床的に部分的な効果があるとの報告がなされた。私たちは以前、レット症候群モデルマウスの脳内ノルアドレナリン、ドパミン、セロトニン濃度は野生型マウスに比べて有意に低いことをHPLC法により示した。葉酸はモノアミン代謝とも関連がある私たちはレット症候群モデルマウスに対して葉酸投与を試みた。mecp2欠損マウスのmicrobiological assayで測定した脳内葉酸濃度は野生型マウスに比べて低値の傾向があった(0.53±0.03、0.85±0.19nmol/g-tissue,p=0.06)。次にmecp2欠損マウス3びきと野生型マウス4匹に対して生後2週から6週までロイコボリンを20mg/kgを一日一回腹腔内投与し脳重量と脳内モノアミン濃度を測定して比較した。その結果mecp2欠損マウスの歩行障害やhindlimb claspingとよばれる症状、脳重量、脳内モノアミン濃度はロイコボリンの腹腔内投与によって変化しなかった。われわれの結果では、葉酸投与はレット症候群モデルマウスの治療としては効果的とは言えなかった。脳内葉酸低値の傾向があることは二次的なものであると想像された。今後は、(1)Mecp2そのもの、または関連遺伝子を標的とした遺伝子治療、(2)われわれがレット症候群の病態に本質的と考えているモノアミン系を標的とした薬物治療の二つの方向でレット症候群モデルマウスを用いた治療方法の研究を進めていく予定である。■レット症候群モデルマウスのモノアミン神経系の免疫組織化学レット症候群モデルマウスの、モノアミン神経核だけでなく、主に前頭葉の皮質内のモノアミン神経線維の免疫組織化学的な研究を行い病態にせまることが目的である。通常のDAB発色後に硝酸銀と塩化金をもちいたコントラスト増強法を用いたところ、神経線維の染色が可能となり、現在研究を進めている。1)免疫組織化学:レット症候群の脳内モノアミン濃度が生後2週以降に野生型マウスに比べて低値となる現象について,病理学的に検討した。具体的にはレット症候群モデルマウスの大脳皮質,基底核,脳幹部についてTH抗体,TPH抗体,DBH抗体を用いて検討した。青班核,黒質,縫線核の陽性細胞数は優位な違いは認められなかった。このことはMeCP2欠損マウスにおいて神経細胞の発生は正常であり,その後のモノアミン濃度の低下は細胞死によるものではなく神経細胞の成熟やシナプス形成の異常が病態であることを示唆するものと考えられた。2)細胞培養系を用いた研究:Neuro2A(当初はP19の計画だったが変更した)をもちいてRNAi法によるMecp2抑制系を作成した。レット症候群モデルマウスであるMecp2欠損マウスの全脳を用いたモノアミン濃厚測定では、野生型でみられるモノアミン濃度の正常な上昇が、24週齢以降はみられないという現象を我々は見いだし、モノアミン代謝異常の理解が治療法の開発にも重要であると考えて研究を進めている。本年度は引き縮き、上記の現象に対応する病理学的変化を免疫組織化学的検討をおこなった。ドパミン神経細胞、ノルアドレナリン神経細胞、セロトニン神経細胞の細胞の減少の有無を検討した。サンプルとしては6週齢での野生型マウスとMecp2欠損マウスを用いたTrosine hydroXylase, triptophan hydroxylase, dopamine βhydroxylase,に対する抗体を用た免疫染色を行い、黒質、青斑核、縫線核における各モノアミン神経の細胞数を計測した。その結果、各モノアミン神経細胞数の有意な減少はみられないという結論を得た。モノアミン神経系の成熟は大脳皮質におけるモノアミン神経の軸索密度の違いで明らかにできるのではないかと考え、上記の抗体およびドパミントランスポーターの抗体を使用し大脳皮質の染色を試みたが、本研究期間内には客観的な検討に耐えられる程度の染色標本を得ることができなかった。また培養細胞系を用いたMecp2欠損系を確立し、現象の理解および治療法の評価系として利用することを試みたが、年度内に結果を出すことはできなかった。
誘電泳動法を応用した口腔内細菌測定に関する研究

う蝕のリスク診断を行なうために口腔内(特に唾液)の細菌の種類やその量を把握することが重要視されている。現在、臨床で行われている口腔内細菌測定方法にはストレプトコッカス類とラクトバチラス類に限定したものが多い。またこの方法は結果を得るまでに2日程度要し、他の細菌の同定となるとさらに時間を有することが欠点として指摘されている。このような背景のなか、報告者は細菌の誘電泳動現象を利用して細菌数を測定する方法であるDieElectro Impedance Measurement method (DEPIM)に着目した。これまでにDEPIMによりう蝕原生細菌であるStreptococcus mutans, Lactobacillus casei, Streptococcus sbrinusの各菌について測定を行ない、コロニーカウント法にて得られた細菌数と比較した結果、いずれの菌についても正確にその数を測定できることが判明した。また、これらの細菌を混在させた場合についても同様の結果が得られた。また、菌種によってDEPIMの測定値に相違があることから細菌個々の大きさがその測定値に影響を与えている可能性を示唆した。平成17年度は一般に殺菌効果が高いとされているオゾン発生装置を用いて、オゾン照射前後のStreptococcus mutansの細菌数の変化をDEPIMによる測定値とコロニーカウント法で測定した細菌数とを比較した。その結果、オゾン照射時間を20秒に設定した場合、照射しなかったコントロールと比較してDEPIMの測定値は小さくなり、コロニーカウント法で測定した細菌数も減少した。したがってオゾン照射によりStreptococcus mutansはその数を減少させることが示唆された。また、DEPIMによる測定でも細菌の減少を確認できた。近年の保存領域における歯科臨床では患者個々のう蝕に関するリスクファクターを把握し、これをコントロールすることが重要になってきている。現在行われているリスクファクターの判定方法の一つにストレプトコッカス類とラクトバチラス類の細菌数がある。しかしながら、これまでの測定方法では結果を得るまでに一定期間が必要である、または測定を行うために専門的な知識や技術が必要であるといった問題点が指摘されている。このような背景のなか、報告者はこれまでに細菌の誘電泳動現象を応用した細菌数の測定法であるDieElectro Impeadance Measurement method (DEPIM)を用いることにより口腔内細菌、なかでもう蝕原生菌であることが指摘されているStreptococcus mutans(SM)とLactobacillus casei(LC)の測定を試みたところいずれについてもその数を正確に測定できることを明らかにした。また、この2種の細菌を混在させた場合でも測定ができることが判明した。平成16年度はStreptococcus mutansと同様にう蝕病原性が高いとされているStreptococcus sobrinus(SS)についてDEPIMによりその細菌数を測定した結果、これまでに測定を行った細菌と同様に正確にその数を測定できることが明らかになった。また、SM、LC、SSの結果を比較したところ桿菌であるLCは球菌のSM、SSよりも測定値は小さくなる傾向を示したことから、DEPIMの測定値は細菌の大きさに影響される可能性があることが考えられた.う蝕のリスク診断を行なうために口腔内(特に唾液)の細菌の種類やその量を把握することが重要視されている。
究極のスマート材料としての3Dプリント人工骨の最適設計の実現

手術で使用される人工骨材料は技術向上により骨置換性や骨導入性能等の材料性能が向上したが、依然強度と骨置換性が良好な自家骨を完全に代替する材料ではない。提案者は人工骨材料の3Dプリント技術を開発しており、動物実験で3Dプリンター人工骨の良好な骨置換性及び安全性を確認している。現在プリンター自体の造形性能や造形物強度は高いが、目標とする自在な内部構造を作成し狙った強度を実現するためのシミュレーションや機構、また病態に応じた生体内での置換と残存構造を制御することで最適な強度を両立できる設計手法は未だ確立したものはない。この技術の洗練と実用化を目指すことが目的である。
マシン命令の投機実行方式及びそのためのキャッシュ構成方式に関する研究

マルチスレッドプロセッサにおける複数マシン命令列制御機構を利用して、大規模かつアグレッシブな投機実行を行う、新たな高性能プロセッサアーキテクチャの設計および評価を行った。本年度に得られた具体的な成果は以下の通りである。1.大規模投機実行可能マルチスレッドプロセッサの詳細設計逐次プログラムから、マシン命令列の投機実行をも考慮して粗粒度の並列性を抽出し、それらをスレッドとして並列に実行するマルチスレッドプロセッサの方式および実装に関する詳細設計を行った。昨年度の検討結果に基づき、データ構造を従来よりも抽象度の高いレベルで解釈する新たな機構を開発し、これによって、投機実行の成功率を向上させることができた。シミュレーションによる評価により、マルチメディア分野を含む非数値計算分野のプログラムでの有効性を確認した。2.大規模投機実行用データキャッシュの論理設計マルチパス投機実行によって生成されるデータの多重環境を効率良く管理するため、(1)スレッド管理方式、(2)データキャッシュ構成方式、および、マシン命令の並列実行時における(3)割り込みの処理方式を昨年度に検討したが、本年度はこれを実現するためのキャッシュ制御ユニットの論理設計を行った。CADツールを用いたタイミング解析の結果、従来方式のキャッシュ制御ユニットに比べて大きなクリティカルパスの増加を伴うことなく、本方式が実現可能であることを確認した。マルチスレッドプロセッサにおける複数マシン命令列制御機構を利用して、大規模かつアグレッシブな投機実行を行う、新たな高性能プロセッサアーキテクチャの設計を行った。1.大規模投機実行可能マルチスレッドプロセッサの方式設計逐次プログラムから、マシン命令列の投機実行をも考慮して粗粒度の並列性を抽出し、それらをスレッドとして並列に実行するマルチスレッドプロセッサの方式設計と、そのための予備評価を行った。マシン命令の投機実行方式については、(1)分岐予測確率に基づいて単一パス投機実行とマルチパス投機実行とを柔軟に切り替える多重レベル分岐予測・投機実行方式、(2)分岐に起因して投機実行中のスレッド間のデータ依存関係を早期に解消する多重データ値予測・投機実行方式と、(3)これらの投機実行開始ポイントの動的先見方式、を新たに開発した。特に、(2)については、データの種類ごとにデータ値予測やアドレス予測の各方式とその予測成功確率を詳細に評価・検討し、方式設計に反映させた。2.大規模投機実行用データキャッシュの方式・論理設計マルチパス投機実行によって生成されるデータの多重環境を効率良く管理するための(1)スレッド管理方式、(2)データキャッシュ構成方式、および、マシン命令の並列実行時における(3)割り込みの処理方式を新たに検討・開発した。さらに、(2)については、ハードウェア規模と動作速度(性能)の観点からの実現性を検証することを目的として、当初の予定通り、本研究の方式に基づくキャッシュ制御ユニットの論理設計に着手した。
橋梁付属構造物の動的安全性評価に関する基礎的研究

1.研究概要昨年度に引き続き、橋梁付属構造物として照明柱を例として、実測データのある橋梁構造物について、3次元FEMモデルを用いた橋梁-照明柱系の振動応答評価を解析的に検討し、道路橋に負荷すべき交通荷重を決定し、照明柱に生じる応力評価を行った。また、照明柱の振動抑制法として、チェーンダンパーと粒状体ダンパーの併用法及びバネーマス+粒状体ダンパーの効果の検討を行った。2.主要成果(1)橋梁の交通荷重による振動計測結果を元に、車両動荷重の逆合積解析を実施し、橋梁に作用する車両動荷重を設定したところ、橋梁全体としての応答を精度良く再現できることが判明した。(2)(1)の結果、橋梁上を走行する交通荷重による照明柱への設計入力動を決定でき、かつ、照明柱に生じる応力を解析的に算定できるようになったことから、疲労安全性評価にもつながり、今後、交通荷重による実測データが無くとも照明柱の動的安全性評価を適切に実施できるようになった。この点工学的意義が高く応用範囲も広い。(3)照明柱の振動抑制法として、チェーンダンパーと粒状体ダンパーを併用する方法は相乗効果により振動数210Hz程度の広範囲の振動数で制振効果が高く、また、バネーマス+粒状体ダンパーも26Hzで効果的であり、両者とも交通荷重を受ける照明柱の振動抑制法として有効で実用に供し得ると考えられる。1.研究概要交通荷重の重量化、支承の弾性化などの傾向から、車両走行に起因した道路橋の振動によって橋上に設置された橋梁付属構造物がより振動し、柱基部の疲労損傷などが懸念されている。ここでは、橋梁付属構造物として照明柱を例とし、3次元FEMモデルを用いて橋梁-照明柱系の振動応答評価を解析的に検討するとともに振動抑制法としてチェーンダンパー及び新たに考案した粒状体ダンパーについて基礎的室内実験を行い効果の検討を試みた。また、効果に関して振動台実験に換え、2次元FEM応答解析により検討した。得られた主要な結果を以下に示す。2.主要結果(1)実測データの存在する道路橋について3次元汎用プログラム「MIDAS GEN」を用いて固有振動解析を行ったところ、支承条件として、橋軸・橋軸直角方向剛性;∞、鉛直方向;ゴム支承設計値を用いると実測値と一致した。(2)荷重の載荷パターンを走行車線単独走行、追越車線単独走行、時速80km、荷重は点載荷で鉛直方向のみ、測定記録は支間中央の鉛直成分等と仮定の上、「SuperFLUSH/3DS」を用いて実測データをベースに逆算解析した走行荷重を設定の上、車両走行時のシミュレーション解析を行ったところ、橋梁上の解析波形及びそのフーリエスペクトルは実測値とほぼ一致し、本シミュレーション解析により車両走行による橋梁一照明柱の応答挙動を推定可能と考えられる。(3)チェーンダンパーと粒状体ダンパーを併用すると相乗効果により広範囲の振動数210Hzで振動抑制に効果的なことを基礎実験により解明した。(4)チェーンダンパー・液体ダンパー・粒状体ダンパーの効果及びそれらの併用効果についてFEMにより解析的に検討したところ、実験結果にあった減衰力を付与することにより効果を再現できた。しかし、減衰を表現出来るモデル化について今後更に継続検討する必要がある。2.主要成果1)橋梁の交通荷重による振動計測結果を元に、車両動荷重の逆合積解析を実施し、橋梁に作用する車両動荷重を設定したところ、橋梁全体としての応答を精度良く再現できることが判明した。

2)1)の結果、橋梁上を走行する交通荷重による照明柱への設計入力動を決定でき、かつ、照明柱に生じる応力を解析的に算定できるようになったことから、疲労安全性評価にもつながり、今後、交通荷重による実測データが無くとも照明柱の動的安全性評価を適切に実施できるようになった。この点工学的意義が高く応用範囲も広い。3)照明柱の振動抑制法として、チェーンダンパーと粒状体ダンパーを併用する方法は相乗効果により振動数210Hz程度の広範囲の振動数で制振効果が高く、また、バネーマス+粒状体ダンパーも26Hzで効果的であり、両者とも交通荷重を受ける照明柱の振動抑制法として有効で実用に供し得ると考えられる。
産業および一般集団を対象としたうつ状態の遺伝的予測因子の探索

本研究の目的は、産業および一般集団サンプルを対象に、1)多数の遺伝子座位を組み合わせた遺伝リスクスコアによるうつ状態の予測因子の探索、2)職場環境ストレスによる遺伝子とうつ状態の関連の評価である。最終年度に当たる2018年度では2)の評価をさらに進めた。2017年度に引き続き、九州地区の企業に勤務する従業員約400名と北陸地区の企業より約300名の総計約700名のサンプルを対象に、Illumina 300Kチップを用いて、全ゲノム関連解析を行った。2017年度では九州地区と北陸地区のサンプルを個別に解析し、それぞれのサンプルから得られた遺伝子の組み合わせが、他のサンプルの予測因子となるかを確認した。2018年度では、解析力を上げるために、全てのサンプルを用いて規模を増やし(n=680)、全ゲノム関連解析を行った。職場環境ストレスとしては、日本語版Job Content Questionnaire (JCQ)を用い、うつ状態の把握には自記式K6を用いた。また、うつ状態をK6≧13点として、それ未満の群との2群に分けて比較した症例対照解析と、K6得点を連続量とした量的解析の2つの解析を行った。解析は、職場環境ストレスと遺伝子の相互作用を含めたロジスティック回帰分析または線形回帰分析を行った。その結果、うつ状態を連続量として捉えた方が有意な結果が得られた(p = 1.70 ×10ー6)。そこで、うつ状態K6を連続量として、遺伝子を基盤とした全ゲノム解析を行った。その結果、約24,700遺伝子が抽出され、そのうち最も有意な遺伝子座位として、脳に幅広く発現するACTR6遺伝子が最も有意な結果として見出された(p = 3.38 ×10ー4)。本研究結果を、国際臨床統計学会および世界精神科遺伝医学会にて発表し、議論を行った。本研究の目的は、産業および一般集団サンプルを対象に、1)多数の遺伝子座位を組み合わせた遺伝リスクスコアによるうつ状態の予測因子の探索、2)職場環境ストレスによる遺伝子メチル化変化とうつ状態の関連の評価、等である。本年度は、九州地区の企業に勤務する従業員440名の末梢血サンプルとともに職業ストレス(Job Content Questionnaire: JCQ; Effort/Reward Imbalance Model: ERI)データを得た。JCQは仕事の要求度-裁量度によって職業ストレスを測定するもので(Karasek et al., 1998)、平成27年12月より全国の企業で施行されるストレスチェック制度にも利用されている。さらに、北陸地区の企業より約300名の末梢血サンプルと職業ストレスのデータの提供を受けた。これによって、企業の従業員約700名ほどのサンプル収集を進めた。うつ病の候補遺伝子としては、これまでに報告のあった関連研究、連鎖研究、遺伝子発現研究からKao et al(Plos One, 2011)が優先化(prioritization)を行い、うつ病の候補遺伝子リスト(DEPgene)を報告している。本年度では、サンプル収集を中心としたため、遺伝子解析までは進められなかったが、この候補リストに最近までのGWASデータを含めて96多型部位(single nucleotide polymorphisms: SNPs)を選別を行った。今後の予定としては、一度に多数のSNPsを解析可能なDigiTag2 systemを用いて解析を行い、一方のサンプルを用いた結果から得られた最適SNPsの組み合わせを用いて、もう一方のサンプルで同様の予測解析を行い、結果の有効性を検証する。当初の予定としては、産業領域のサンプル収集を進めた上で、遺伝子解析を行う予定としていたが、サンプル収集の計画と実行に時間がかかり、予定以上に研究遂行が遅れた。しかしながら、予定通りのサンプル数を確保できており、来年度以降で候補遺伝子の絞り込みと遺伝子解析を行う予定としている。本研究の目的は、産業および一般集団サンプルを対象に、1)多数の遺伝子座位を組み合わせた遺伝リスクスコアによるうつ状態の予測因子の探索、2)職場環境ストレスによる遺伝子とうつ状態の関連の評価、等である。今年度は、九州地区の企業に勤務する従業員約400名と北陸地区の企業より約300名の総計約700名のサンプルを対象に、Illumina 300Kチップを用いて、全ゲノム関連解析を実施した。1)の遺伝リスクスコアの予測としては、九州サンプル(n=372)と北陸サンプル(n=308)の2群間で検討を行った。ポリジェニック解析によって、P値が0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5以下のSNPs群でそれぞれの群での因子を計算し、北陸サンプル⇒九州サンプル、九州サンプル⇒北陸サンプルの予測を行ったところ、北陸サンプル⇒九州サンプルの最小P=0.157、九州サンプル⇒北陸サンプルの最小P=0.322であり、有意な結果はみられなかった。2)では、それぞれのサンプル内でK6の得点(13点以上をうつ状態)で健常-うつ状態群の2群に分け(九州サンプル(n=372;51 case vs 282 control)と北陸サンプル(n=308;36 case vs 272 control))、各サンプルを用いてうつ状態の全ゲノム関連解析を行った。その結果、九州サンプルと北陸サンプルで共通に有意(P<0.01)なSNPとして10個が見出された。

さらに、一般集団サンプルを用いてCES-D得点(16点をカットオフとする)によりうつ状態群(n=20)と健常対照群(n=27)の2群に分け、全ゲノムメチル化関連解析を行ったところ、G蛋白共役型パスウェイに含まれる遺伝子群が有意に関連していることが示された(Shimada et al., 2018)。今年度は、当初の研究計画の一つであった遺伝子解析(全ゲノム関連解析)を行い、また、多数の遺伝子多型を組み合わせたうつ状態の予測因子の解析を行えた。遺伝的予測因子の解析はネガティブな結果となっており、サンプル規模の少なさから有意な結果が得られなかったと考えられた。しかし、小規模ながらも2つのサンプル(北陸サンプルと九州サンプル)に共通してうつ状態に関係する遺伝部位が見出すことができた。サンプル規模の拡大がより関連の強い結果につながることが期待できたため、今後は2つのサンプルをあわせて1つのサンプルとして再度解析を行い、そこで得られた候補部位のより詳しい解析を要する状況であり、来年度以降に候補領域を選定した上で同一サンプルあるいは別のサンプルを用いて追加解析を行う予定としている。本研究の目的は、産業および一般集団サンプルを対象に、1)多数の遺伝子座位を組み合わせた遺伝リスクスコアによるうつ状態の予測因子の探索、2)職場環境ストレスによる遺伝子とうつ状態の関連の評価である。最終年度に当たる2018年度では2)の評価をさらに進めた。2017年度に引き続き、九州地区の企業に勤務する従業員約400名と北陸地区の企業より約300名の総計約700名のサンプルを対象に、Illumina 300Kチップを用いて、全ゲノム関連解析を行った。2017年度では九州地区と北陸地区のサンプルを個別に解析し、それぞれのサンプルから得られた遺伝子の組み合わせが、他のサンプルの予測因子となるかを確認した。2018年度では、解析力を上げるために、全てのサンプルを用いて規模を増やし(n=680)、全ゲノム関連解析を行った。職場環境ストレスとしては、日本語版Job Content Questionnaire (JCQ)を用い、うつ状態の把握には自記式K6を用いた。また、うつ状態をK6≧13点として、それ未満の群との2群に分けて比較した症例対照解析と、K6得点を連続量とした量的解析の2つの解析を行った。解析は、職場環境ストレスと遺伝子の相互作用を含めたロジスティック回帰分析または線形回帰分析を行った。その結果、うつ状態を連続量として捉えた方が有意な結果が得られた(p = 1.70 ×10ー6)。そこで、うつ状態K6を連続量として、遺伝子を基盤とした全ゲノム解析を行った。その結果、約24,700遺伝子が抽出され、そのうち最も有意な遺伝子座位として、脳に幅広く発現するACTR6遺伝子が最も有意な結果として見出された(p = 3.38 ×10ー4)。本研究結果を、国際臨床統計学会および世界精神科遺伝医学会にて発表し、議論を行った。今後の研究方針としては、うつ状態の候補遺伝子の絞り込みを行い、4896遺伝子多型部位をセットとした遺伝子解析を行う。数百名規模の別々に収集したサンプル集団を用いて、一方のサンプルで候補となった遺伝子多型の組み合わせによって、うつ状態の予測因子の絞り込みを行い、さらに他方のサンプル集団での予測が可能か解析を行う。