hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
品質管理におけるＰｒｉｎｃｉｐａｌ　Ｐｏｉｎｔｓに関する研究

今年度は,Principal Pointsを用いた顧客満足度・サービス品質の定量化に関する研究の一貫として,去年から研究を開始していた2値型Principal Pointsを用いた重回帰分析モデルを,より,現実に近い分析視座へと発展させるとともに,データから2値型Principal Pointsを推定の際に用いる対数線形モデルを決定するためのモデル選択規準に関する研究を展開した.これらの成果は,昨年度の研究における限界を補うものであり,これにより2値型Principal Pointsを用いた実データの解析に関する汎用性を高まめることができたと考えられる.また,現在まで蓄積してきた2値型Principal Pointsの研究成果(2値型Principal Points, 2値型Principal Pointsの推定,回帰型Principal Points,ロジスティック回帰型Principal Points)を様々なデータ解析に応用し(スキー場の観客数のデータ,Arxivの論文における文書データ,ECサイトにおける顧客の購買データなど),2値型Principal Pointsの適用例をしめすとともに,当該研究のマーケティング・サイエンスへの応用の有効性を明らかにした.すなわち,経営品質を評価するための手法を新たに提案することができた.今年度の研究成果により,「品質管理におけるPrincipal Points」の研究が完成し,新たな経営品質を評価するための新たな研究視座を確立することができた.さらに,従来,経営および品質といった研究テーマにおいて,それぞれ異なるアプローチでの研究が展開されていたこれまでの一連の研究に対して,経営品質における「経営」と「品質」に関する既存の枠組みを超えて,文理融合型の研究の基礎を築くことができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。2012年度では,品質管理の抜き取り検査において,どの部品をサンプルに取るかの決定問題を扱い,そのために時間によるPrincipal Pointsの変化の大きさを定量的な表現に関する研究を展開する予定であった。しかしながら、この問題を解決することは想定していたより非常に困難であることから、当初2013年目に予定していた部品の多次元2値データから良品・不良品の部分空間の推測問題に対する解析方法の確立を2012年度に行った。これは、2値の目的変数(例えば、良品・不良品や、倒産・非倒産など)を持ち,さらに、その説明変数も2値型のカテゴリーを持つ場合のデータに焦点を当て,2値型Principal Pointsに判別分析の要素を組み込んだ解析方法である。ただし、この方法は、通常の判別手法とは違い、良品・不良品の空間の違いを,求めるべきPrincipal Pointsに対して最大限に反映させることで、それぞれのカテゴリーにおける特徴的な点を表すところに特徴がある。これにより、「良品・不良品どちらの空間においてもよく出現する説明変数のパターン」ではなく、「片方の空間のみによく出現し、他方の空間にはほとんど出現しないような説明変数のパターン」を求めることができる。これにより、品質管理の良品・不良品の判別問題において、「不良品のデータが持つ特有のプロファイルを求めることができ、品質管理における難課題の1つに対する有効なアプローチとなるわけである。また、このモデルは良品・不良品問題のみならず、顧客の満足・不満足や企業の倒産・非倒産などの様々な品質(特に経営品質)管理における問題に対しても適用が可能であり、2値データの新たな分析方法として期待される。今年度は, Principal Pointsを用いた顧客満足度・サービス品質の定量化に関する研究の一貫として,スキー場の入場者数の分析モデルを構築するための2値型principal pointsを用いた重回帰分析モデルおよび,スキー場の特性を要約するための他水準のカテゴリカルな分布における2値型Principal Pointsを提案した.さらに,ファッションECサイトにおける顧客の購買行動の分析モデルを構築するためのクラスタリングを考慮したロジスティック分析モデルを提案した.これらのモデルは,顧客がサービスに満足することの背景にある複雑な心理的メカニズムを定量的に評価する上で重要となるカテゴリカルデータの解析のための新たな解析モデルであるのみならず, 2値型Principal Pointsの応用研究としても位置づけられる.また,今年度は, Principal Pointsを議論する上で重要な2値型Principal Pointsの推定問題に関する研究も展開した.2値型Principal Pointsは多変量2値分布の代表点として定義されている.しかしながら,データから2値型Principal Pointsを推定しようとする際には当てはめる理論分布が存在しないため,これまでデータそのものを分布として扱っていた.この方法では,データが存在しないようなパターンに関して,その生起確率を0としてしまうことになる.これでは,実際に発生しているデータの背後にある構造を反映した確率分布の推定値をもとに2値型principal pointsを求めることができない可能性があると考えられる.この問題に対してデータから与えられる反応パターンごとの生起確率に線形対数モデルを用いて各変数の主効果および低次の交互作用効果をモデル化することで真の確率分布を推定し,推定された分布に基づいて2値型principal pointsを推定する方法を以下のように提案することでパメトリックな推定を可能とした.この方法は, Principal Pointsの実データへの応用の際の特にデータが少ない場合に有効なアプローチであり, 2値型Principal Points解析法の確立に貢献している.今年度は,Principal Pointsを用いた顧客満足度・サービス品質の定量化に関する研究の一貫として,去年から研究を開始していた2値型Principal Pointsを用いた重回帰分析モデルを,より,現実に近い分析視座へと発展させるとともに,データから2値型Principal Pointsを推定の際に用いる対数線形モデルを決定するためのモデル選択規準に関する研究を展開した.

これらの成果は,昨年度の研究における限界を補うものであり,これにより2値型Principal Pointsを用いた実データの解析に関する汎用性を高まめることができたと考えられる.また,現在まで蓄積してきた2値型Principal Pointsの研究成果(2値型Principal Points, 2値型Principal Pointsの推定,回帰型Principal Points,ロジスティック回帰型Principal Points)を様々なデータ解析に応用し(スキー場の観客数のデータ,Arxivの論文における文書データ,ECサイトにおける顧客の購買データなど),2値型Principal Pointsの適用例をしめすとともに,当該研究のマーケティング・サイエンスへの応用の有効性を明らかにした.すなわち,経営品質を評価するための手法を新たに提案することができた.今年度の研究成果により,「品質管理におけるPrincipal Points」の研究が完成し,新たな経営品質を評価するための新たな研究視座を確立することができた.さらに,従来,経営および品質といった研究テーマにおいて,それぞれ異なるアプローチでの研究が展開されていたこれまでの一連の研究に対して,経営品質における「経営」と「品質」に関する既存の枠組みを超えて,文理融合型の研究の基礎を築くことができた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本来であれば、時間によるPrincipal Pointsの変化の大きさを定量的な表現に関する研究を展開する予定であったが、予定を変更して2013年度の研究課題であった「判別を考慮した2値型Principal Pointsの研究」を遂行した。これは、順調に遂行することができたことから、順調な進展という評価をした。今年度は, Principal Pointsにおいて重要な推定問題に関する研究を展開し,非常に興味深い成果を得ることができた.また,顧客満足度・サービス品質の定量化に関する研究として, Principal Pointsの回帰への応用や, 3値以上のカテゴリカルデータにおけるPrincipal Points,などのPrincipal Pointsの応用研究においても成果を残すことができているため.2値型PrincipalPoints研究を展開する上で、今まで適用していた近似解法では、かならずしも十分な近似解を得られていないことがわかった。これに対して、更なる近似精度の改良をめざすための新たな近似解法の提案をしていく。
後期中等・高等教育における「無償教育の漸進的導入」の原理と具体策に係る総合的研究

国際人権A規約13条「教育への権利」は人権として認識されねばならず、エンパワーメントの権利であるとともに鍵となる権利でもある。日本政府は2012年に漸進的無償化原則に係る留保を撤回しており、憲法98条により誠実遵守の義務が生じている(2012年転換課題)。義務を遵守する「能力がない」ことと「意志がない」ことは区別されるべきであり、教育無償化の義務を履行させるべく国家をモニターする市民の活動が重要となっている。子育て教育を互恵的共同的に営む公費システムの拡充に向けた合意形成にむけて、国の政策、都道府県・市町村の施策、法人の経営、民間の事業を組み合わせた「漸進的無償化プログラム」案を試作した。平成27年度は、1基礎理論研究、2政策施策経営研究、3国際比較研究の3グループを編成し、全体会議1回、公開研究会5回、特別企画2回を開催した。公開研究会及び特別企画の開催日程・場所・タイトル等は以下のとおりである。○公開研究会:公開研究会(1)[2015.8.8-9.早稲田大学]「無償思想」/「韓国の大学改革をめぐる動向」、公開研究会(2)[2015.8.23.キャンパスプラザ京都]「日本の学歴社会と格差・不平等」/「北海道における高等教育の権利保障をめぐる状況」、公開研究会(3)[2015.11.15.早稲田大学]「大学経営分析」/「大学の財政状況と経営分析ー北海道を事例に」/「青年期教育・移行支援の在り方」(「生活記録運動の歴史的位相」、「小学校高学年以降における綴方・作文とその指導」)、公開研究会(4)[2015.12.13.キャンパス・イノベーション東京]「高校の教育費負担の実態と望ましい教育」/「奨学金問題をどうとらえるか」/「無償教育の理念と今後の展望」/「高等学校就学支援金の2年目を迎えて、学校現場からの報告」、公開研究会(5)初日=日韓シンポジウム(4)[2016.1.23.早稲田大学]「韓国の国家奨学金制度(給付型・所得連動型)ー創設意図と仕組み」/「韓国の国家奨学金制度(給付型・所得連動型)ー現状と課題」、公開研究会(5)2日目[2016.1.24.早稲田大学]「新福祉国家思想と『無償教育の漸進的導入』」/「農山村再生と『無償教育の漸進的導入』」○特別企画:特別企画(1)[2016.2.27.龍谷大学]「北海道教育大学のガバナンス改革の現状と課題」/「『学校教育法改正問題』再考」/「大学経営と大学ガバナンス論」、特別企画(2)[2016.3.5.東京医療保健大学]「台湾における『無償教育の漸進的導入』ー特に高校無償化にかかわって」上述したように、平成27年度は、1基礎理論研究、2政策施策経営研究、3国際比較研究の3グループを編成し、全体会議1回、公開研究会5回、特別企画2回を開催した。共同研究初年度の研究成果としては、1「韓国における半額登録金運動と国家奨学金制度:第3回及び第4回日韓シンポジウムの概要」、2「『韓国における大学登録金半額化』および『台湾における高校無償化』」、3「後期中等・高等教育における『無償教育の漸進的導入』の原理と具体策ー(1)研究構想を中心にー」の3件を神戸大学学術成果リポジトリKernel(http://www.lib.kobe-u.ac.jp/kernel/)にアップして公表し、誰もがアクセスできるようにしている。また、全企画の報告資料を収録したデータ集CDーRを作成し、希望者には配布している。以上のことから、進捗状況について「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。2016年度は、無償思想、法原理・学生調査・米国、政策動向、経営評価、高校教育・高大連携、青年期教育、地域研究1北海道、地域研究2山陰、アジア研究の8グループを編成して取り組んだ。【I】公開研究会を5回開催した。(1)2016.7.16.(土)龍谷大学・大宮学舎:国際人権A規約13条2項(b)(c)「無償教育の漸進的導入」留保撤回(2012.9.)後の研究運動の課題と展望ー2018年「政府報告書」の提出にむけて。(2) 2016.9.3.(土)龍谷大学・深草キャンパス:高等教育の公費負担の逆進性問題をどう乗り越えるべきか/奨学金・ブラックバイト・生活実態調査から見える若者の貧困。(3) 2016.11.19.(土)東洋大学・白山キャンパス:世帯収入400万円以下家庭の授業料免除@東京大学」のインパクトー創設の経緯、仕組み、現状と課題。(4) 2016.12.17.(土)キャンパス・イノベーションセンター東京:経済格差と英語教育/:私学助成運動と教育費の無償化。(5) 2017.3.3.(金)龍谷大学・深草キャンパス:「無償教育の漸進的導入」と大学評価基準/:大学ガバナンスと社会的公共性の確立ー「無償化プログラム」の可能性/:JUAA選書15『大学評価の体系化』をめぐって。【II】特別企画を2回開催した。

(1) 2016.8.23.(火)北海道大会高等教育推進機構:韓国の高等教育をめぐる動向と情勢ー期成会費訴訟、国立大学会計制度、大学評価。(2) 2016.12.17.(土)キャンパス・イノベーションセンター東京:韓国における「大学構造調整」政策と大学評価。【III】第2回日韓シンポジウムを開催した。2017.2.11.(土)ホテルフォーレスト本郷「会議室」:都市/大学のガバナンスと若者支援(首都ソウルvs.東京)ー公立大学(ソウル市立大学)の学費半額化をめぐって。上述したように、2016年度は8つの研究グループを編成し、全体会議1回、公開研究会5回、特別企画2回、日韓シンポジウム(2回目)を開催した。その上で、研究代表者による研究論文は、1渡部「後期中等・高等教育における『無償教育の漸進的導入』の原理と具体策ー(2)2015-16年度の研究成果と課題」『神戸大学大学院人間発達環境学研究科紀要』10(2)[印刷中]、2渡部「韓国における無償給食ー学術Weeks2016シンポジウム企画の要点」『教育科学論集』(20)[39-44]、3渡部ほか「韓国における登録金減額化と大学の在り方ー江原道立大学を事例に」『大学評価学会年報』(13)[採択済]であった。また、学会発表は、1渡部ほか「『無償化』科研の全体構想と地方施策研究の進め方ー鳥取県を事例に」分科会口頭発表(大学評価学会第13回大会@北海道大学札幌キャンパス、2016.5.14.)、2渡部ほか「地方公立大学の挑戦と苦難ー江原道立大学における登録金無償化の試みと大学評価結果」ラウンドテーブル口頭発表(日本教育学会第75回大会@北海道大学高等教育推進機構、2016.8.23.)、3渡部ほか「韓国における登録金減額化と大学の在り方ー江原道立大学を事例に」ポスター発表(大学評価学会第14回大会@龍谷大学深草キャンパス、2017.3.4-5.)などである。同様に、研究分担者及び研究協力者による研究成果も意欲的に公表されている。また、公開研究会・特別企画・日韓シンポジウムにおける当日報告資料等は大学評価学会ホームページにおいて報告者の了解が得られたものを公開し、広く活用できるように環境を整えている。以上のことから、進捗状況について「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。2017年度も、無償思想、法原理・学生調査・米国、政策動向、経営評価、高校教育・高大連携、青年期教育、地域研究1北海道、地域研究2山陰、アジア研究の8グループを編成して取り組んだ。【I】公開研究会を7回開催した。(1)2017.07.09.(キャンパスプラザ京都)成熟社会と無償教育ー教育の公共性論を越えて。(2)2017.08.25.(桜美林大学)「漸進的無償化プログラム」の中間提案。(3)2018.09.09.(明治学院大学)新学校教育法体制下における大学のゆくえ。(4)2017.09.10.(フォーレスト本郷)1.社会及び若者の高等教育要求をどう考えるか/2.高校現場からみた高校等就学支援金制度及び給付型奨学金制度。(5)2017.11.19.(龍谷大学深草学舎)いま日本社会に求められる教育権・学習権の保障ー基礎教育から高等教育まで。(6)2017.12.18.(龍谷大学響都ホール会議室)「定型型社会=持続可能な社会保障」の構想ー教育と「人生前半の社会保障」。(7)2018.3.26.(日本大学文理学部)「教育費の政治経済学」アプローチからみた「子どもの貧困対策」及び「漸進的無償化」【II】日韓共同研究のため特別企画を2回開催した。(1)2017.08.11.(北海道大学)
ミクロゲノミクスとミクロプロテオミクスから、癌前駆細胞マーカーを見つけ出す

がんの発生と進展過程を分子レベルで捉えるため、顕微鏡下で各段階の細胞や組織を採取し、その超微量検体から包括的にタンパク質や遺伝子の異常を見つけ比較した。その結果は次のとおりである。(1)肝がんの発生や転移のしやすさは、がん化する細胞の周囲=微小環境が関与する。(2)癌とも正常ともいえない病変部(異形成)は、がんと共通する遺伝子変異があり、がん発生の起源といえる。そこからがんは、異なる遺伝子変異で複数か所に発生し、起源は異なることがある。(3)2cm以下の早期がんでも場所により遺伝子変異が異なり、がん多様性の開始は早い。(4)肝発がんモデルでは、がん化を決める遺伝子変異の数は少なかった。がんは、いきなり正常細胞ががん細胞になる訳ではない。多段階の変化を経てがんに至る。しかもその変化は、周囲の環境に依存する。本研究では細胞ががん細胞に至る変化と周囲の環境変化との両局面から、がん進展過程を分子レベルで捉える。特に、がん細胞になる手前の細胞=癌前駆細胞に注目し、そこに見られる遺伝子の異常とタンパク質の異常を、また周囲にある間質細胞の特徴をタンパク質レベルで見いだす。そこから新たな癌前駆細胞の概念や、がんの早期発見に役立つマーカー分子を明らかにする。平成25年度は以下の点が明らかとなった。1レーザーマイクロダイセクション・プロテオミクス肝細胞癌症例を2年以内再発群(早期群)と4年以内無再発群(遅延群)とに分けた。初発癌切除時の非癌部について、肝実質部位(実質)と門脈域周囲の間質及び肝実質部位(間質)とをレーザーマイクロダイセクションで採取し、タンパク質の網羅的発現量解析を試みた。その結果、1732個のタンパク質が同定され、早期群と遅延群とで異なるタンパク質発現を見いだした。その中には間質・実質の部位別に発現変化するものがあった。特に再発早期群の間質では、免疫応答、炎症関連タンパク質が大きく変動しており、微小環境の変化ががんの発生に影響すると考えられた。2レーザーマイクロダイセクション・ゲノミクスホルマリン固定パラフィン包埋組織切片からレーザーマイクロダイセクションで採取抽出したDNAが、ゲノム解析に使用できる限界を検討した。その結果、新鮮凍結組織のDNAに比べ、0.2-6%の質的評価(DNA増幅反応のしやすさ)と悪かった。次世代シーケンサーでは、質的評価が悪いものほど、変異検出に偽陽性が生じやすく、他の方法による検証が必須であった。しかもその変化は、周囲の微小環境に依存する。平成26年度は以下の点が明らかとなった。1レーザーマイクロダイセクション・プロテオミクス肝細胞癌早期再発群の非癌部では、正常肝や再発遅延群非癌部に比べ、発現変化するタンパク質が多く見つかった。その中で、早期再発群間質にのみ発現亢進する2つの再発マーカータンパク質が、いずれも門脈域の浸潤炎症細胞に発現することがわかった。炎症の質や強さが、がんの発生に関連することが示唆された。C型肝炎ウイルス陽性肝細胞癌では、非癌部ウイルス量と関連するプロテオミクスも実施し、ウイルス産生分泌を制御するタンパク質も見出した。2レーザーマイクロダイセクション・ゲノミクス(1)病理診断標本から抽出したDNAによる次世代シーケンサー解析の可能性と限界を明らかにした。さらに人工変異の有無も定量評価した。(2)癌の転移ゲノム解析については、剖検病理標本が有用となる。このような標本からの抽出DNAは、(1)で確立した方法でも厳しい評価となった。が、次世代シーケンサー解析結果の検証実験により、短期間の他臓器転移でも、進展クローンの多様性とその分子進化について明らかにできた。(3)同一症例の無病変組織、非癌部組織、境界病変組織、癌の進展度別組織を採取し、抽出DNAで次世代シーケンサー解析による評価と変異検討を行った。変異を検証中である。(4)肝癌発症モデル動物の病態進展度の異なる組織DNAから、全ゲノム解析を実施した。無病変組織、未病変組織、慢性肝炎組織、肝癌組織では、塩基置換の差は少なく、大きな欠失や転座が予想された。むしろラット生来の塩基置換や欠失が数多く観察された。本研究では細胞ががん細胞に至る変化と周囲の環境変化との両局面から、がん進展過程を分子レベルで捉えた。1レーザーマイクロダイセクション・プロテオミクス再発しやすい肝細胞癌およびその非癌部に、発現亢進する再発マーカータンパク質を見つけた。前者は癌巣辺縁、特に線維形成部位に接して強発現する特徴があった。後者は門脈域の浸潤炎症細胞に強発現することがわかった。線維化や炎症の質や強さといった微小環境が、がんの転移や発生しやすさに関連することが示唆された。C型肝炎ウイルス陽性肝細胞癌の非癌部ウイルス量と関連するプロテオミクスも実施し、ウイルス産生と分泌を制御するタンパク質を見出した。2レーザーマイクロダイセクション・ゲノミクス(1)病理診断標本から抽出したDNAで、次世代シーケンサー解析が可能であることとその限界を明らかにした。

さらに変異を検証する変異定量法を確立し、固定包埋による人工変異はないことを明らかにした。(2)癌の転移ゲノム解析について、多臓器転移を示した剖検症例病理標本を用いて実施した。臓器別進展クローンの多様性とその分子進化から、転移クローンの発生と転移順位を推測することができた。(3)同一症例の無病変組織、非癌部組織、境界病変組織、癌の進展度別組織を採取し、変異検討を行った。乳癌、舌癌、肝細胞癌についていずれも癌の多様性が示され、発生および進展経路が推測できた。異形成病変にも変異が検出され、癌の前駆状態であることが明らかとなった。(4)肝癌発症モデル動物の病態進展度の異なる組織DNAから、全ゲノム解析を実施した。肝細胞癌では4遺伝子の変異が明らかとなり、肺転移腫瘍も含めた複数の肝細胞癌での変異頻度から、癌ゲノムの多様性が明らかとなった。がんの発生と進展過程を分子レベルで捉えるため、顕微鏡下で各段階の細胞や組織を採取し、その超微量検体から包括的にタンパク質や遺伝子の異常を見つけ比較した。その結果は次のとおりである。(1)肝がんの発生や転移のしやすさは、がん化する細胞の周囲=微小環境が関与する。(2)癌とも正常ともいえない病変部(異形成)は、がんと共通する遺伝子変異があり、がん発生の起源といえる。そこからがんは、異なる遺伝子変異で複数か所に発生し、起源は異なることがある。(3)2cm以下の早期がんでも場所により遺伝子変異が異なり、がん多様性の開始は早い。(4)肝発がんモデルでは、がん化を決める遺伝子変異の数は少なかった。レーザーマイクロダイセクション・ゲノミクスについては、次世代シーケンサーによる解析結果を、別の方法により検証する必要がでてきた。変異箇所個々に検証実験の確立が重要で、確実な結果を得るまでに時間を要するようになった。また、予想外に解析用パソコンのスペックに限界が出てきたり、解析ソフトも発展途上で、思うようには解析が進まなかったりで、これらの問題を解決改善しながら実施してきたため、計画よりやや遅れている。実験病理学病態医化学ウイルス学腫瘍生物学ゲノム医科学腫瘍診断学1レーザーマイクロダイセクション・プロテオミクス:肝細胞癌早期再発マーカー候補が見つかってきているので、さらに免疫組織化学による再現性を検証しながら、再発難易との関連を意義づける。2レーザーマイクロダイセクション・ゲノミクス(1)ホルマリン固定パラフィン包埋組織DNAを用いたゲノム解析が再現性良く実施できるように、抽出方法と解析反応系の改良を行った。その結果、検討できる病理標本は限られてきたが確実となったため、次世代シーケンサー解析と検証解析に必要なサンプルDNAを効率よく増やしていく。さらに各遺伝子変異の検証を効率よく実施するために、定量PCRを確立する。(2)変異の検証結果から、様々な進展過程の病変における分子進化系統樹を作成し、細胞の分子進化と組織学的変化の関係を明らかにする。
土壌水分環境による普通ソバの収量・品質のコントロール

普通ソバの収量と品質を向上させることを目的に、品種信濃1号を供試して様々な土壌水分条件での栽培実験を行った。その結果、比較的過湿条件とすると窒素吸収量が高まり、生育量と収量も高まる傾向にあることを認めた。一方、乾燥条件では窒素吸収の低下に伴う生育量の低下と受精率の低下で収量が低下した。過湿条件での倒伏耐性は茎の太さに強く支配されたので、茎の太さが維持される範囲で土壌水分を高く管理することが収量・品質の向上につながるといえる。普通ソバの収量と品質を土壌水分のコントロールで向上させることを目標とし、品種信濃1号を畑状態(平年降水量相当の給水)を対照区(C)とし、乾燥区(D:対照区の1/2給水)、過湿区(地下水位-10cm(W2)と-15cm(W1))の4試験区を設けてポット栽培した。土壌水分処理は本葉展開後に開始し、土壌水分センサーで土壌水分の推移を記録した。土壌水分はW2は約80%、W1は7578%、Cでは開花始期に18%、開花盛期ころに14%で最低となり、その後は20%程度まで上昇した。Dは開花始期16%で、開花盛期ころに12%で最低となった。乾物重はW1がCの2倍近く、W2もCをやや上回った。開花終期の花房重は、W1はCの3倍、W2はCの2倍で、過湿条件は生殖器官の成長を促進した。開花始盛期までW1とW2の光合成速度はCを上回ったこと、出液速度と出液の硝酸態N濃度から求めたN吸収がCを大幅に上回った(最大12倍)ことが、W1とW2で生育が勝った主な原因と考えられた。生育が最も良かったW1でN吸収が勝ったのは、出液の硝酸態N濃度ではなく、出液量が多かったためであった。W1は開花終期まで生育がCを大幅に上回ったが、収量増加は小さかった。開花終期には葉面積と光合成速度がCと差がなくなったので、収量キャパシティーは増加したが、それに見合う光合成生産が開花終期以降、持続しなかったためと考えられた。よって、開花盛期以降は土壌水分が低下するのが生育・収量を最も向上させると推察される。受精率は、葉気温差と一定の相関がみられ、乾燥ストレスで低下する傾向にあった。過湿条件では下位節間が有意に伸長したが、W1はW2より下位節間の挫折強度が大きく、W1の有利性が示された。本年は結実が悪く、登熟粒が少量しか得られなかったため、穀実の成分分析は見送った。普通ソバの収量と品質を土壌水分のコントロールで向上させることを目標とし、品種信濃1号を畑状態(平年降水量に近い240cc/2日/potの給水)を対照区(C)とし、D1区(対照区の112給水)、D2区(対照区の1/3給水)、過湿区(地下水位-15cm(W))の4試験区を設けてポット栽培した。土壌水分処理は本葉展開後に開始し、土壌水分とCrop Water Stress Index(CWSI)=(T_L-T_F)/(T_H-T_F)[T_L:最上位完全展開葉葉温、T_F:湿濾紙温度、T_H:さく葉標本温度]を測定し、水ストレスが受精東宿の過程に及ぼす影響を解析した。結果の概要は以下の通り。水ストレスで受精率が低下するのは、水ストレスで完全花の受精率が低下するためで、水ストレスは完全花の受精能力を低下させると推察された。水ストレスが強い(または、不完全花率が高い)場合は、受精率が低下して受精小花数が減少し、受精小花当たりの光合成産物量が増加するので結実率が増加する傾向が認められたが、受精の過程に比べて結実の過程では水ストレスの影響は小さかった。登熟の過程に水ストレスの影響は認められなかった。また、受精率と不完全花率が水ストレスの影響を受けるのは、それぞれ開花前3,5,7日と開花前79日であった。水ストレスは開花前の花芽分化の過程で受精能力を低下させることにより受精率を低下させると考えられる。また、水ストレス条件下にある普通ソバに十分灌水しても、受精率への影響が解消されるには1週間はかかるといえる。本年は、これまでの実験で生育・収量の向上が見られている土壌過湿条件に注目した。過湿条件を与える頻度を毎日、3日または6日おきとし、前生育期間を強めの過湿条件(地下水位15cm)とした場合および生育前半は強めの過湿条件(地下水位15cm)、生育後半は弱めの過湿条件(地下水位20cm)とした場合の6と対照区の計7試験区(3反復)を設け、信濃1号を供試して実験を行った。

追跡調査で主茎長、葉色等を調査し、主要生育時期には、器官別乾物重等をサンプリング調査した。収量調査では総開花小花数や登熟粒数、子実重等を調べた。個体あたり収量は、過湿処理区では対照区の1.6倍になる場合があり、過湿処理区の方が概して上回ったが、対照区との差は有意ではなかった。総開花小花数は3日おきまたは6日おき15cm区が対照区を有意に上回った。一方、受精率と結実率は毎日15cm→20cm区と3日おき15cm→20cmが高く、収量関連形質が一様に優れる試験区はなかった。開花終収穫の茎重増加は、総花房数と有意でないものの正相関があり、登熟粒数と有意正の相関があった。開花終収穫の間の茎重減少を抑制する、または茎重を増加させることが収量向上につながることを示唆した。収穫時の茎重は総花房数と0.1%水準で有意な正相関を示した。過湿処理で栄養生長量が増加傾向にあることから、過湿処理は茎重増加を通じて収量水準を向上させると期待できる。倒伏指数の決定要因である挫折部モーメントは、主茎の曲げ応力よりも主茎の断面係数に支配されたが、茎の断面形状は試験区間でほぼ同じと判断されたため、挫折部モーメントは実質的には茎の断面面積でに支配されたと考えられる。つまり、やや過湿条件を与えて栄養成長を促した場合も、茎の太さを維持できれば、倒伏指数の増加を招くことはないといえる。
光量子回路を用いた大規模量子もつれ状態の実現と応用

量子情報技術とは、量子力学の基本的な性質を、情報通信や情報処理に応用する試みである。光子は、光ファイバ等で長距離伝送が可能であるなど、有力な情報担体である。本研究では、目標として10光子をもつれ合わせることの可能な光量子回路を実現、大規模な多光子量子干渉や多光子量子もつれ状態の量子計測への応用等も試みる。平成30年度も引き続き、単一光子源の開発、光量子回路の構築と評価などを担当する京都大学の竹内グループ、集積光導波路を設計・製作を担当する九州大学の横山グループ、理論を担当する広島大学のホフマングループの3グループが密接に連携して研究を進めた。その結果、デスクトップ光量子回路に関しては、本プロジェクトで提唱した多光子多モード状態間量子もつれの新たな検証方法の検証実験に取り組んだ。必要となるフーリエ変換線形光学回路を独自のサニャック干渉系を用いてコンパクトで安定な実装を行った。その結果、3光子6モードについて、その原理検証に成功した。その実験結果は、竹内グループとホフマングループで共同して解析を行った。また、オンチップ光量子回路に関しては、横山グループと竹内グループで共同し、SiN導波路リング共振器に加えてSi細線導波路を使った4光波混合発生の光学計測と解析を進めた。SI細線導波路では導波路と光入出力部の最適化で、効率的に非線形光を取り出すことに成功しその変換効率の解析を行った。また、Siに比べて二光子吸収が低く高効率の波長変換が期待できるa-Siについてもデバイス作製を進め、高い効率の4光波混合発生を確認した。さらに、窒化酸化シリコン系導波路素子を用いて光子対発生に成功、2光子吸収による飽和が見られない事を確認した。これら一連の研究により、大規模光量子回路における量子もつれ状態の生成と検証に大きな進展を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、目標として10光子をもつれ合わせることの可能な光量子回路を実現、大規模な多光子量子干渉「ボソンサンプリング」の実証を目指す。また、実現される多光子量子もつれ状態の量子計測への応用等も試みる。平成26年度および27年度の延長計画において、単一光子源の開発と評価、光量子回路の構築と評価・量子計測への応用などを担当する京都大学の竹内グループ、集積光導波路を設計・製作を担当する九州大学の横山グループ、理論構築・解析を担当する広島大学のホフマングループの3グループが密接に連携しつつ、研究を進めた。その結果、ナノ光ファイバ中に収束イオンビームを用いて微小共振器を形成した「ナノファイバブラッグキャビティ(NFBC)」の実現に成功した。従来の固体微小共振器には見られない、可視光域で20nmにも及ぶ共鳴波長の制御を実証、さらに単一発光体を結合させたハイブリッドデバイスにおいて、2.7倍の発光強度増強の観測にも成功した(Scientific Report 2015)。他に、ナノ光ファイバとダイヤモンド中の窒素欠陥中心の結合デバイスを、極低温に冷却する実験にも成功した(Opt. Exp. 2015)。また、光量子計測に関し、量子もつれ光を用いた超高分解能2光子干渉縞の観測に成功した(Scientific Report 2015)。また、高屈折率光学材料を用いたリング共振器や細線導波路の実現に向け、電気光学特性から導波路特性を評価した結果、リング共振器による低電圧のスイッチング特性を得ることができた。また理論においても、多光子もつれ状態を効率的に得るための新たなアプローチを考案した。本研究グループは、単一光子源の開発と評価、光量子回路によるボソンサンプリング・量子計測への応用などを担当する京都大学の竹内グループ、集積光導波路を設計・製作を担当する九州大学の横山グループ、光量子回路を用いたボソンサンプリング、量子計測に関する理論構築・解析を担当する広島大学のホフマングループの3グループが密接に連携しつつ、1デスクトップ光量子回路、2オンチップ光量子回路、3ナノ光ファイバハイブリッド光子源、4理論・解析の4つの項目について研究を進めている。当初の予定以上の成果が得られており、研究は計画以上に進展している。平成26年度および27年度の延長計画では、項目1デスクトップ光量子回路に関して、非同軸パラメトリック下方変換を用いた伝令付き単一光子源を構築、出力光子数分布のポンプ光強度依存性の評価を行った。項目2オンチップ光量子回路に関しては、有機無機ハイブリッド型光導波路デバイスの作製に注力して研究を進めた。その結果、SiNやTiO2などの光学材料が応用できることを明らかにし、電気光学特性による光学評価課からもオンチップ光量子回路の実現に向け予備的知見を得た。また、SiN上にリング共振器を形成、ポンプ光強度に対する出力依存性の解析を行い、ファイバ中で発生するラマン散乱光の寄与や、光ファイバと導波路の接続損失の影響などを明らかにした。項目3ナノ光ファイバハイブリッド光子源に関しては、量子ドットをナノ光ファイバ中に形成したキャビティに結合させ、パーセル効果の実証に成功した。項目4の理論・解析に関しては、N個の単一光子の多光子量子干渉によって生成される量子もつれに関する理論解析ならびに量子もつれの評価法についての研究を進めた。

量子情報技術とは、量子力学の基本的な性質を、情報通信や情報処理に応用する試みである。光子は、光ファイバ等で長距離伝送が可能であるなど、有力な情報担体である。本研究では、目標として10光子をもつれ合わせることの可能な光量子回路を実現、大規模な多光子量子干渉「ボソンサンプリング」の実証を目指す。また、実現される多光子量子もつれ状態の量子計測への応用等も試みる。平成26年度および27年度の延長計画において、単一光子源の開発と評価、光量子回路の構築と評価・量子計測への応用などを担当する京都大学の竹内グループ、集積光導波路を設計・製作を担当する九州大学の横山グループ、理論構築・解析を担当する広島大学のホフマングループの3グループが密接に連携しつつ、研究を進めた。その結果、デスクトップ光量子回路に関して、非同軸パラメトリック下方変換を用いた伝令付き単一光子源について、並列化および発生光子対数識別の2つの方式を融合したハイブリッド型伝令付き単一光子源の構築に成功した(Kiyohara, et. al., Optics Express 2016)。また、オンチップ光量子回路に関しても、SiN導波路の構造や作成方法の最適化を行うと共に、導波路とリング共振器の結合状態を、位相シフトスペクトルにより評価することに成功した。また、ナノ光ファイバを用いた単一光子源に関しては、ナノ光ファイバ中に形成する微小共振器の高精度化を目ざし、Heイオンを用いた集束イオンビーム加工の検討を新たに開始した。また理論においても、量子もつれに関する理論解析ならびに量子もつれの評価法についての研究を進めた。本研究グループは、単一光子源の開発と評価、光量子回路によるボソンサンプリング・量子計測への応用などを担当する京都大学の竹内グループ、集積光導波路を設計・製作を担当する九州大学の横山グループ、光量子回路を用いたボソンサンプリング、量子計測に関する理論構築・解析を担当する広島大学のホフマングループの3グループが密接に連携しつつ、1デスクトップ光量子回路、2オンチップ光量子回路、3ナノ光ファイバハイブリッド光子源、4理論・解析の4つの項目について研究を進めている。当初の予定以上の成果が得られており、研究は計画以上に進展している。平成27年度および28年度の延長計画では、項目1デスクトップ光量子回路に関して、非同軸パラメトリック下方変換を用いた伝令付き単一光子源について、並列化および発生光子対数識別の双方の効果を理論的に検討、その結果、実効的損失が大きい際には並列化が、小さい際には光子対数識別の効果が高いことがわかった。さらに、それら2つの方式を融合したハイブリッド型伝令付き単一光子源を構築した。項目2オンチップ光量子回路に関しては、オンチップ光回路用のSiN導波路へポンプ光入射効率を高めるため、薄膜形成、導波路設計等の最適化、端面加工の改良を進めた。また、導波路とリング共振器の結合状態を、位相シフトスペクトルにより評価することに成功した。項目3ナノ光ファイバハイブリッド光子源に関しては、キャビティを内蔵したナノ光ファイバ中のQ値向上についてモデル計算を実施すると共に、より微細な構造作成を目ざし、Heイオンを用いた取り組みを開始した。
男性不妊および上皮間葉転換における細胞接着分子CADM1の機能解析

本研究はCadm1遺伝子欠損マウスと肺発がんモデルマウスであるK-ras+/lox-stop-lox-G12Dマウスを交配させ、K-ras変異によって引き起こされる肺腫瘍の進展にCADM1がどのような役割を果たしているかを明らかにすることを目的として行った。以下簡単のためK-ras+/lox-stop-lox-G12DマウスをKマウス、K-ras+/lox-stop-lox-G12D/Cadm1-/-マウスをKCマウスと呼ぶ。KマウスとKCマウスに生じた肺腫瘍を比較したところ、気管支上皮過形成はKマウス、腺腫・腺がんはKCマウスの方大きいことが分かった。気管支上皮過形成と腺腫・腺がんは共通の幹細胞である細気管支肺胞幹細胞から発生したと考えられるが、KCマウスでは気管支上皮マーカーであるSox2を発現する腺腫・腺がん、すなわち細気管支肺胞幹細胞から発生した腺腫・腺がんの面積が有意に大きかった。したがって、KCマウスではKマウスと比較して細気管支肺胞幹細胞から発生する腺腫・腺がんの割合が大きく亢進したため、結果的に細気管支上皮過形成の増殖が阻害されたのではないかと考えられた。また、Kマウスに発生した腺腫・腺がんの約40%においてCADM1の発現低下または欠如が認められた。CADM1の発現が低下・欠如した腫瘍は、CADM1を発現する腫瘍と比較して面積が大きく、組織学的悪性度が高いことが示された。したがって、KマウスにおいてCADM1は肺腺がんの進展に伴って発現が低下することが示された。以上、本研究はCADM1が肺腺がんの発生よりもむしろ進展を抑制し、その欠如は肺腺がんの増大および悪性化を促進することを明らかにした。(抄録なし)本年度は、まずCADM1遺伝子のレチノイン酸による転写制御機構について論文を発表した。マウス胚性がん細胞P19においてレチノイン酸受容体αは転写因子Sp1を介してCADM1遺伝子のプロモーター領域に作用し、レチノイン酸存在下において転写共役活性化因子と結合してCADM1遺伝子の発現を上昇させることを明らかにした。CADM1は種々のがんにおいてがん抑制遺伝子として機能するが、非小細胞肺がん細胞株A549において13-CISretinoicacidを加えた場合にCADM1遺伝子の発現上昇を認めたことから、CADM1の発現低下または欠如によって起こる肺がん細胞の上皮間葉転換をレチノイン酸投与により抑制することができると予想される。次にCADM1遺伝子の肺腫瘍抑制能についてマウスモデルを用いた解析を行った。肺発がんモデルとしてK-ras(+/lox-stop-lox-G12D)マウスを用いた。このマウスはCre recombinaseを発現するウィルスを肺へ導入することにより活性型K-rasを発現させ、肺腺がんを発生させることができる。Cadml欠損マウスとこのK-ras変異マウスを交配させ、K-ras変異によって引き起こされる肺腺がんの進展にCADM1がどのような役割を果たしているか明らかにすることを試みた。以下、K-ras変異マウスをKマウス、K-ras変異かつCadm1欠損マウスをKCマウスと呼ぶ。KマウスおよびKCマウスの肺へCre発現アデノウィルスを感染させ発生した肺腫瘍の巨視的な体積を調べたところ、肺腫瘍の体積の平均値はKCマウスの方が約2-4倍大きいことがわかった。ゆえにCADM1はK-ras変異による肺腫瘍を抑制することが示唆された。本年度はまず腫瘍を有するKマウスとKCマウスの肺をパラフィン包埋、薄切した後にHE染色を行った標本を用いて腫瘍の個数および面積を測定したところ、両者間にほとんど差がないことがわかった。HE標本を詳細に観察すると、Kマウスでは気管支内に増殖する腫瘍の占める面積が大きく、一方でKCマウスでは肺胞内に増殖する腫瘍の占める面積が大きいことが予想された。そこで気管支上皮のマーカーであるClaracellsecretory protein (CCSP)および肺胞上皮のマーカーSurfactant protein C (SP-C)について免疫染色を行い、各々の腫瘍について陽性となる領域の面積を計測したところ、CCSP陽性すなわち気管支腫瘍の面積がKマウスにおいて有意に大きいという結果が得られ、HE標本における所見と一致した。すなわちKCマウスはKマウスと比較して気管支腫瘍が小さく、肺胞腫瘍が大きい傾向にあることが示唆された。また、KマウスとKCマウスの肺腫瘍についてグレード評価を病理医と共に検討したところ、KCマウス腫瘍の方が有意に高いグレードを示し、より悪性であることがわかった。特に脈管侵襲像がKCマウスにおいてのみ見られた。以上の結果から、CADM1の発現欠如は肺腫瘍、特に肺腺がんの進展に寄与することが示唆された。本研究はCadm

1遺伝子欠損マウスと肺発がんモデルマウスであるK-ras+/lox-stop-lox-G12Dマウスを交配させ、K-ras変異によって引き起こされる肺腫瘍の進展にCADM1がどのような役割を果たしているかを明らかにすることを目的として行った。以下簡単のためK-ras+/lox-stop-lox-G12DマウスをKマウス、K-ras+/lox-stop-lox-G12D/Cadm1-/-マウスをKCマウスと呼ぶ。KマウスとKCマウスに生じた肺腫瘍を比較したところ、気管支上皮過形成はKマウス、腺腫・腺がんはKCマウスの方大きいことが分かった。気管支上皮過形成と腺腫・腺がんは共通の幹細胞である細気管支肺胞幹細胞から発生したと考えられるが、KCマウスでは気管支上皮マーカーであるSox2を発現する腺腫・腺がん、すなわち細気管支肺胞幹細胞から発生した腺腫・腺がんの面積が有意に大きかった。したがって、KCマウスではKマウスと比較して細気管支肺胞幹細胞から発生する腺腫・腺がんの割合が大きく亢進したため、結果的に細気管支上皮過形成の増殖が阻害されたのではないかと考えられた。また、Kマウスに発生した腺腫・腺がんの約40%においてCADM1の発現低下または欠如が認められた。CADM1の発現が低下・欠如した腫瘍は、CADM1を発現する腫瘍と比較して面積が大きく、組織学的悪性度が高いことが示された。したがって、KマウスにおいてCADM1は肺腺がんの進展に伴って発現が低下することが示された。以上、本研究はCADM1が肺腺がんの発生よりもむしろ進展を抑制し、その欠如は肺腺がんの増大および悪性化を促進することを明らかにした。K-ras変異マウスとCadm1ノックアウトマウスを交配したKCマウスでは、K-ras変異のみのKマウスと比較して発生する肺腫瘍の体積が大きいことが明らかになった。これはCADM1がK-ras変異による肺腫瘍を抑制することを強く示唆する結果である。現在はそれぞれのマウスの肺腫瘍について病理学的・分子生物学的な解析を行っており、予備的ではあるが形態学的な差異を見出している。ゆえに当初の計画以上に進展していると考えられる。K-ras変異マウスとCadmlノックアウトマウスを交配したKCマウスでは、K-ras変異のみのKマウスと比較して発生する肺腫瘍の悪性度がより高く、加えて形態学的な差異が存在することを明らかにしたことから、当初の計画以上に進展していると考えられる。研究計画の段階ではCADM1の上皮間葉転換(EMT)における役割を明らかにする予定であったが、EMTはがんの進展の過程で起こる現象の1つであり、肺がんモデルマウスを用いてがんの初期から浸潤・転移に至るまでを包括的に観察することにより、EMTだけでなく肺がんの進展の様々な段階におけるCADM1の役割を明らかにすることができると考えられるため、計画を修正して研究を進めている。今後はKマウスとKCマウスの肺腫瘍の一部を切り出してRNAを抽出し、マイクロアレイによる遺伝子発現解析を行うことで両マウスの腫瘍で働いている分子機構の差異を明らかにしたいと考えている。
生きた個体を用いて脳形成における神経細胞産生の時間的空間的制御機構を解明する

ゼブラフィッシュ中脳視覚統合領域である視蓋の形成をモデルとし、神経前駆細胞には、基底側・脳室側間でのエレベーター運動後に脳室側で分裂するタイプ、基底側の神経層の近傍sub-basal領域で移動を伴わずに分裂するタイプの2つの分裂様式があり、後者が神経細胞の産生につながることを示した。sub-basal領域における神経細胞の産生にはErbBシグナルが関与し、膜型増殖因子NRG1 TypeIIがそのリガンドであることを示した。一方NRG1は、プロテアーゼによる細胞外ドメイン切断により制御される。NRG1の切断評価プローブを開発し、細胞外ドメイン切断がNRG1の時間的空間的な制御を担うことを示した。脳の発達において、神経前駆細胞(NPC)は増殖し神経を産みだす。NPCの増殖の程度や神経産生のタイミングの制御が、脳の大きさや形の重要な要因となるが、そこに細胞外シグナリングが関与するのかどうか、それともどれだけ増殖して分化するかは、もっぱら神経細胞自律的に決まっているのか、このことは、このプロセスに関与する細胞外シグナルが同定されておらず、不明であった。本研究において我々は、脊椎動物の脳形成機構を探るため、ゼブラフィッシュ中脳視覚統合領域である視蓋の形成をモデルとして、この問題に取り組んだ。神経幹細胞、神経前駆細胞、神経細胞を可視化することによって、生きた胚の脳では、受精後ほぼ決まった時間に脳の基底側(外側)から細胞分裂を終えた神経細胞の産生が始まり、そこから脳室側(内側)に向けて産生された脳細胞が蓄積していくことを見いだした。さらに、神経前駆細胞のイメージングを繰り返し行うことにより、神経前駆細胞には、ふたつの分裂様式があることを見出した。ひとつは基底側・脳室側間でのエレベーター運動の後に脳室側で分裂するタイプ、もう一つは基底側の神経層の近傍sub-basal領域にあって、移動を伴わずに分裂するタイプである。後者の分裂だけが、神経細胞の産生につながること、そしてその産生がErbBシグナルに依存することを明らかにした。そして一過的に胚をErbBインヒビター処理することにより、sub-basal領域におけるNPCからの神経細胞の産生に、ErbBシグナルが直接的に関与することを示した。ErbBリガンドのNRG1 TypeIIのノックダウンにより神経細胞産生の抑制され、それはヒト可溶型NRGを脳に注入することによって、ある程度回復させることができた。これらのことから、脊椎動物の脳発生における神経分化に、NRG1-ErbBシグナリングが関与することが明らかになった。脊椎動物において神経上皮シートから3次元の脳組織が形成される際、神経幹細胞から神経前駆細胞(NPC)が生じ、さらにそれらが分裂して神経細胞が生ずるが、分裂を終えた神経細胞が産生・蓄積する仕組みの研究は、脳発生研究の中で遅れている。中でも、NPCの増殖の程度や神経産生のタイミングの制御が、脳の大きさや形の重要な要因となるが、そこに細胞外シグナリングが関与するのかどうか、それともそれらの増殖・分化は、もっぱら神経細胞自律的に決まっているのか、という大きな疑問は、このプロセスに関与する細胞外シグナルが同定されていないことから、不明であった。本研究ではゼブラフィッシュ中脳視覚統合領域である視蓋の形成をモデルとして、この問題に取り組み、神経系で機能する膜型増殖因子ニューレグリンーErbB4シグナリングが、神経前駆細胞から神経細胞産生に関与することを明らかにした。一方、膜型ニューレグリンは、ADAMやBACE1などの種々のプロテアーゼによって切断され、その細胞外ドメインが可溶化型リガンドとして働くことにより、切断のタイミング制御による時期特異的な活性化、および切断場所の制御による空間的な制御という二つの制御を受けている。このようなプロテアーゼ制御の意義およびメカニズムを解明するため、膜型ニューレグリンを蛍光蛋白質で標識したプローブを作成し、それを培養細胞やゼブラフィッシュ個体で発現させた。そして、ゼブラフィッシュ胚の運動ニューロンでこのプローブを発現させることにより、切断活性が、軸索特異的に見られることを見出した。この結果は、ニューレグリンのエクトドメインシェディングが、そのシグナル産生を時間的・空間的に制御していることを証明するとともに、作成したニューレグリンエクトドメインシェディング活性プローブの有用性を示したものである。我々は本研究において、ゼブラフィッシュの中脳視蓋を可視化することにより、神経細胞が個体の中でどのように分化・産生されるのかを検討し、それが、きわめて規則的に、subbasal側で産生されることを示した。そしてほぼ計画通り実験を進めることができ、ErbBシグナルインヒビターとアンチセンスモルフォリーノを組み合わせることにより、ニューレグリンーErbBシグナリングに依存して神経前駆細胞から神経細胞が産生されることを示すことができた。

ここまでの結果を論文投稿中である。発生生物学・細胞生物学上記のように、これまでは、関与する遺伝子を示すのに、それらの遺伝子のアンチセンスモルフォリーノやドミナントネガティブフォームの発現、インヒビターなどを使用してきた。しかし最近、criper-cas9システムを用いてノックアウトゼブラフィッシュの作成が可能となり、我々の研究室でもその系を立ち上げることができた。そこで、今後は、ニューレグリン遺伝子のノックアウトゼブラフィッシュを作成して、その役割をさらに検討したい。また、ニューレグリンは膜型の増殖因子で、プロテアーゼによる切断制御を受けていることが示唆されている。そこで、それらのプロテアーゼの関与を示すことを計画している従来小型魚類を用いた研究では、遺伝子をアンチセンスモルフォリーノなどを用いた遺伝子発現抑制により解析してきた。昨年度繰越したのは、最近確立されたcrisper-cas9システムを導入し、遺伝子の解析を遺伝子変異体の作成によって検討するという、より信頼性の高い実験系を取り入れたことにある。遺伝子ノックアウトゼブラフィッシュを得るには世代を越えてこれらの掛け合せをする必要があり、当初計画していた研究内容を今年度に繰り越して行う必要があった。結果として、現在6種類のADAMプロテアーゼ欠損ゼブラフィッシュや増殖因子欠損ゼブラフィッシュの作成に成功または作成中である。本プロジェクトは、これによってより確実で、再現性の高い研究結果が得られる手段を得たことになる。27年度はこれらを利用して、独創性の高い研究成果を目指すものである。上述のように、繰り越した経費を用いて、ADAMプロテアーゼ欠損ゼブラフィッシュ・増殖因子欠損ゼブラフィッシュの作成・掛け合せ・解析を予定している。