hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト胃癌の進展に伴なう細胞増殖の場の変化と浸潤に関する分子病理学的研究

材料と方法:本研究を遂行するにあたり、生検された良性腺腫10例、胃癌および切除されたヒト胃癌30例のホルマリンあるいはパラホルムアルデヒドを用いた。細胞増殖能についてはPCNA、Ki-67抗原に対する抗体を用いてその陽性率を免疫組織化学的に算出し検討した。癌細胞の浸潤・転移能については、線溶活性化因子であるウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター(u-PA)がプラスミンを介してプロコラゲナーゼを活性化し細胞外基質を溶解することで、癌の浸潤、転移に関与すると考えられているので、u-PAの局在と発現をそれぞれ免疫組識化学法およびin situ hybridization(ISH)法を用いて検討した。ISH法によるu-PA mRNAの検出にはまずプローブの作成から検討を行い、感度の高いものを得た。結果:(1)細胞増殖能の検討;PCNAあるいはKi-67免疫染色で陽性となる増殖能を有する細胞は腺腫では粘膜表層に分布密度が高く、一方癌腫では病巣全体に高い密度で分布しつつかつより深部にまで高密度で分布することが明かになった。また、粘膜下層以下に浸潤する場合、先進部の癌局所でより高い陽性率が得られた。(2)浸潤能の検討;免疫組織化学的にもISH法にてもu-PAは癌細胞の細胞質、とくに核の近傍に顆粒状に発現した。陽性細胞は一般に癌腫辺縁に多く出現した。しかしながら、マクロファージ様細胞および間質の紡錘形細胞にも時に陽性所見を得た。即ち、癌細胞自身が産生し、周囲に分泌しながら浸潤転移能を高めて行く機序が示唆された。現在、PCNAあるいはKi-67による増殖活性とu-PAによる浸潤能の二つのパラメーターを同時に観察する方法を開発中である。
小鳥の聴覚・発声系の神経機構解析

小鳥の歌は、液体から結晶ができるように、無形状態から次第に形が現れてくる。幼鳥のころは餌をねだる声や警戒音などの地鳴きしか出さないが、若鳥になると、それが次第に小囀になる。若鳥が性成熟してくると、句の形が徐々に固まり、二、三の句を節として歌うようになる。しかしその頃の歌はまだ変る可能性がある。鳥がさらに成長すると、句の形も節の内容も歌全体の構造も固まる。この現象を歌の結晶化という。結晶した歌は、キンカンチョウやジャウシマツでは、一生変化しない。これらの歌形成は、脳の聴覚系と発声系の神経系の働きと関係している。ホルモンの働きとしては、テストステロンの分泌があり、これが発声系の神経核の発達に働きかけていることが知られている。この時バソトイン(AVT)は、テストステロンの存在下で、神経調節機能として作用していることが予測される。本実験では、フィンチ類のキンカチョウとジュウシマツの成鳥を材料として、発声系と聴覚系におけるAVTの動態について、形態学的に免疫組織化学的方法によって調べた。フィンチ類の性行動は、雄の歌と番形成である。それらの行動発現は、鳥が成鳥になったことを示す。したがって番形成を指標として、(1)雌雄二羽の番形成ができた3日後、雄の脳室内にAVTを注入し、その脳内の動態を調べた。(2)無作為に選んだ雄の脳室内にAVTを注入し、無作為に選んだ雌とともに同じケ-ジに入れて一晩観察した後、それら雌雄の脳内でのAVTの動態を調べた。(1)、(2)について記録するとともに、組織化学的方法によって調べた。以上の結果から、AVT感受する神経細胞と繊維は、キンカンチョウとジュウシマツの成鳥雄のHVc核、RA核の周辺部および視床下部、終脳部に存在していた。成鳥雌ではRA核とHVc核ではみられず、終脳部では雄に比べて量的に少なかった。また雌の視床下部では雄同様にAVT細胞と繊維はみられた。これまで鳴鳥の聴覚系や発声系に関する脳神経の行動生物学的研究は、ヒトの言語学習や聴覚や発声のモデルになることから、音声行動によるコミュニケ-ションの問題と神経回路形成と可塑性の問題について解析が行われてきた。しかし聴覚系と発声系の高次中枢としての神経回路網の機構と、各神経核でのニュ-ロン活動の情報処理の機能、それにホルモンによる制御などはまだ不明な点が多い。これらの問題点を明らかにすることを目的として、本研究は以下の2点について調べた。まず、1.フィンチ類のHVcとRAの発声系神経核において、神経ペプチドがどのように関与しているかについて免疫組織化学的に調べた。2.ジュウシマツについて日齢を追って音声(地鳴き)の記録解析を行い、地鳴きの発達を調べた。1.キンカチョウの発声系の各神経核は、ステロイドホルモンの作用とテストステロンの働きによって、成鳥になる過程で雌雄差が生じることが知られている。そこで間脳の視床下部や発声系の神経核における神経ペプチドであるバソトシン(VT)の関与を免疫組織化学的方法で解析した。両種は、雌雄とも視床下部に免疫陽性細胞が存在していた。

また免疫陽性細胞は、室旁核(PVN)、視索上核(SON)にもみられた。一方発声系の神経核のRAとICOについて両種とも雄のみにVT繊維がみられた。ジュウシマツの雄ではHVcにVT繊維がみられた。両種の大脳辺緑系の一部である外側中隔野(LS)と視床背側部(DD)の細胞では、雄の方が雌よりも高い免疫陽性を示していた。これらの結果から神経ペプチドであるバソトシンは発声系の神経核の活性に関与していることが考えられる。2.ジュウシマツの仲間同志にみられるディスタンスコ-ルは、孵化後50日目を境として、雄に幼鳥時とは異なる音声の変化がみられた。雌は変わらなかった。地鳴きでも成鳥になると雌雄差が生じることがわかった。小鳥の歌は、液体から結晶ができるように、無形状態から次第に形が現れてくる。幼鳥のころは餌をねだる声や警戒音などの地鳴きしか出さないが、若鳥になると、それが次第に小囀になる。若鳥が性成熟してくると、句の形が徐々に固まり、二、三の句を節として歌うようになる。しかしその頃の歌はまだ変る可能性がある。鳥がさらに成長すると、句の形も節の内容も歌全体の構造も固まる。この現象を歌の結晶化という。結晶した歌は、キンカチョウやジュウシマツでは一生変化しない。これらの歌形成は、脳の聴覚系と発声系の神経系の働きと関係している。ホルモンの働きとしては、テストステロンの分泌があり、これが発声系の神経核の発達に働きかけていることが知られている。この時バソトシン(AVT)は、テストステロンの存在下で、神経調節機能として作用していることが予測される。本実験では、フィンチ類のキンカチョウとジュウシマツの成鳥を材料として、発声系と聴覚系におけるAVTの動態について、形態学的に免疫組織化学的方法によって調べた。フィンチ類の性行動は、雄の歌と番形成である。それらの行動発現は、鳥が成鳥になったことを示す。したがって番形成を指標として、(1)雌雄二羽の番形成ができた3日後、雄の脳室内にAVTを注入し、その脳内の動態を調べた。(2)無作為に選んだ雄の脳室内にAVTを注入し、無作為に選んだ雌とともに同じケ-ジに入れて一晩観察した後、それら雌雄の脳内でのAVTの動態を調べた。(1)、(2)について歌を記録するとともに、組織化学的方法によって調べた。以上の結果から、AVT感受する神経細胞と繊維は、キンカチョウとジュウシマツの成鳥雄のHVc核、RA核の周辺部および視床下部、終脳部に存在していた。成鳥雌ではRA核とHVc核ではみられず、終脳部では雄に比べて量的に少なかった。また雌の視床下部では雄同様にAVT細胞と繊維はみられた。
時間遅延フィードバックを有するシステムを用いた情報処理の性能向上

本研究では,物理過程を用いた人工知能の1つである時間遅延光Reservoir Computing (RC)において,情報処理性能の向上手法を提案し,実験・シミュレーションによる実証を行った.この手法では時間遅延された自身のフィードバック信号を有するシステムを2つ用意し,それらを相互結合したシステムを用いる.RCではシステムが入力信号を複雑な信号に変換し,信号の区別を容易にすることに基づいて情報処理を行う.相互結合システムは入力信号をより複雑な信号に変換可能であるため,性能向上が期待できる.RCの性能を時系列予測テストにより評価した結果,既存の手法よりも高い予測精度を達成可能であることを示した.本研究では,相互結合された光-電気システムを用いた時間遅延リザーバコンピューティング(Reservoir Computing, RC)と呼ばれる情報処理手法の研究を行っている.平成28年度の目標は相互結合された2つのシステムを用いることで,単一システムを用いるよりも高い情報処理性能を達成することであった.RCでは,低次元な空間において表現される入力データをシステムが高次元空間に非線形写像することで,異なる入力データを線形分離可能にすることにより情報処理を行う.相互結合システムをRCに用いることで入力データを複雑に変換可能であると期待できるため,情報処理性能を向上可能であると考えられる.我々は光-電気システムを用いたRCの数値シミュレーションを行い,相互結合された光-電気システムが単一システムよりも高い情報処理性能を達成可能であることを示すことができた.本研究内容はJpn. J. Appl. Phys.にて出版済みである.さらなる情報処理性能の向上のために,我々は相互結合された2つのシステムのそれぞれの出力を両方とも用いることを考えた.時間遅延RCではシステムの出力時系列を時分割することでノードを仮定し,各ノード値の重み付き線形和を情報処理結果として用いる.一般にRCではより多くの数のノードを用いることで高い情報処理性能が得られる.本提案では相互結合システムの2つの出力をそれぞれ時分割することで2倍の数のノードをRCに利用することができる.この手法において,我々は2つのシステムを単に並列化するよりも相互結合することで高い情報処理性能を達成できることを実験・数値シミュレーションの両方で示した.この研究成果はレーザー学会および応用物理学会にて発表済みであり,国際学会Information Photonics 2017にて発表済みである.平成28年度の目標は,相互結合された2つの光-電気システムを用いてRCを行うことにより,1つのシステムを用いるよりも高い情報処理性能を達成可能であることを実証することであった.我々はこれを2つの観点から研究を行った.1つはシステムの相互結合により情報処理性能を向上させることであり,もう1つは,相互結合された2つのシステムのそれぞれの出力をRCに用いることで情報処理性能を向上させることである.結果として,この2つの手法はどちらも情報処理性能を向上させることが明らかとなり,当年度の目標である相互結合システムをRCに用いることで情報処理性能を向上可能であることを示すことができた.具体的には以下のとおりである.我々は相互結合システムと単一システムのそれぞれを用いたRCの情報処理性能をカオス時系列予測テストにより評価した.予測結果を比較することで,相互結合システムを用いたRCの予測結果が単一システムよりも予測誤差が小さくなることを明らかにした.これは相互結合システムを用いることでRCの情報処理性能を向上可能であることを示している.さらに我々は相互結合された2つのシステムの出力を両方ともRCに用いることにより情報処理性能の向上を試みた.2つの出力時系列を時分割することで2倍の数のノードを仮定し,各ノード値の重み付き線形和を情報処理結果として使用する.本提案手法を用いて,実験・数値シミュレーションの両方においてカオス時系列予測テストを行った結果,提案手法がより低い予測誤差を達成可能であることが明らかとなった.この時,相互結合システムにおいて高い情報処理性能を得るために,相互結合された2つのシステムの遅延時間を非対称にすることが必要である.特に片方のシステムの遅延時間を非常に短くすることで情報処理性能が向上することが明らかとなった.本研究では,物理過程を用いた人工知能の実装手法の1つである時間遅延光Reservoir Computing (RC)の情報処理性能向上手法を提案し,実験・数値シミュレーションの両面においてこれを実証することを目的としている.一般的なRCでは多くのノードを結合して構築された人口ニューラルネットワークが用いられ,ネットワークに信号を入力したときの応答を用いて信号の予測や分類などを行う.これに対して時間遅延光RCでは,時間遅延された自身のフィードバック信号を入力として有する1つのシステムをネットワークとして用いる.この手法は従来のRCよりも物理実装が容易であり,さらに光を用いた実装により処理速度を高速化できる.本研究では,光RCの情報処理性能の向上のために時間遅延フィードバックを有する2つのシステムを用意し,これらを相互に結合して構築された相互結合システムを用いる.RCでは入力された信号をネットワークが出力において複雑な信号に変換し,異なる信号の区別を容易にすることに基づいて情報処理を行う.複雑なネットワークを用いることで,入力信号がより複雑な信号に変換されることが期待できるため,相互結合システムを用いることで時間遅延光RCの性能向上を期待できる.本年度は,相互結合システムの2つのシステムから得られる出力の両方を利用することで,情報処理性能の向上が可能であるかを調査した.性能はカオス時系列予測テストにおいて,予測精度を用いて評価した.2つのシステムは同じ信号を入力されるため,それらの出力が同じ信号になり,そのままでは性能向上させることができない.そこでシステムを非対称に構築することで,同じ入力信号に対して2つのシステムが異なる出力信号を生成可能となるようにした.その結果,1つのシステムを用いたRCよりも高い予測精度を達成可能であることを示した.

本研究では,物理過程を用いた人工知能の1つである時間遅延光Reservoir Computing (RC)において,情報処理性能の向上手法を提案し,実験・シミュレーションによる実証を行った.この手法では時間遅延された自身のフィードバック信号を有するシステムを2つ用意し,それらを相互結合したシステムを用いる.RCではシステムが入力信号を複雑な信号に変換し,信号の区別を容易にすることに基づいて情報処理を行う.相互結合システムは入力信号をより複雑な信号に変換可能であるため,性能向上が期待できる.RCの性能を時系列予測テストにより評価した結果,既存の手法よりも高い予測精度を達成可能であることを示した.平成28年度の研究において「相互結合された2つの光-電気システムを用いてRCを行うことで情報処理性能を向上させること」は達成することができた.特に相互結合された2つのシステムのうち,片方のシステムの遅延時間を短くすることで情報処理性能が向上することが明らかとなった.しかしながらそのメカニズムは未解明である.システムのダイナミクスの観点から情報処理性能が向上するメカニズムが明らかなれば,時間遅延RCにおいて情報処理性能を向上させる一般的な知見を得ることができる可能性があるため,これは重要な課題である.そこで平成29年度の課題としてそのメカニズムの解明を実験・数値シミュレーションにおいて行う.また平成29年度の当初の研究課題として,光-電気システムを用いた並列情報処理のためのシステムを構築し,異なる2つの情報処理タスクの並列処理を行うことが挙げられる.本システム2つの光強度変調器を有しており,それぞれに異なる情報処理タスクの信号を入力することで,並列に処理を行うことが可能となる.システムを構築するために使用する半導体レーザおよび時間遅延フィードバックのための長距離光ファイバを2つの光強度変調器で共有することで簡略化する.本システムにおいてRCを行うために,まずそれぞれの光強度変調器に異なる信号を入力したときにコンシステンシー(入力に対する出力の再現性)が達成されることを調べる.次に情報処理性能の評価のために,カオス時系列予測と音声単語認識の2つの異なるタスクを本システムに行わせる.2つのタスクを処理するための入力信号をそれぞれ2つの変調器に同時に入力し,それぞれの応答出力を得ることで並列処理を行う.工学平成29年度の研究において使用する実験装置の購入に使用するためである.今年度の研究計画として,当初の計画とは別に,相互結合された光-電気システムを用いたRCにおいて情報処理性能が向上したメカニズムについて明らかにするための実験を行う.この実験を効率的に行うために,偏光保持光ファイバアッテネータが必要である.このファイバ装置は通過するレーザ光のパワーを調整するために用いる.
安定カルベンを配位子として持つ6族メタロセン型錯体の合成とその応用

昨年度、モリブデノセン-カルベン錯体の合成に成功した。平成14年度は以下の点に関しての検討を行った。モリブデンと同族のタングステンを中心金属に有するタングステノセン-カルベン錯体の合成を検討した。アニオン性のタングステノセン錯体[Cp_2W(H)Li]_4とイミダゾリウム塩との反応を検討したところ、Cp_2WH_2錯体と安定カルベンであるイミダゾール-2-イリデンの生成を確認した。続いて、光反応を行うことにより、Cp_2Wフラグメントに安定カルベンが配位した[Cp_2W(imidazol-2-ylidene)]錯体が生成した。しかし、本合成法においては、モリブデン錯体を用いた場合に比べ、長時間の光照射が必要であった。より簡便な合成法であるカチオン錯体を用いた合成を検討した。形式的にカチオン性錯体であるCp_2W(H)OTsとイミダゾリウム塩との反応を2当量の塩基(KO^tBu)共存下で行ったところ、目的錯体の生成を確認することができたが、同定不可能な化合物も生成した。モリブデンと異なり、タングステン錯体は合成が困難である結果となった。この理由として、出発錯体として用いたタングステン錯体の安定性が大きいためであると考えている。ジカチオン性モリブデノセン-カルベン錯体の合成を検討した。カチオン性錯体[Cp_2Mo(imidazol-2-ylidene)R]^+(R=H,Me)と水素あるいはメチル基引き抜き剤(例えばPh_3CBF_4)との反応を行ったところ、ジカチオン性錯体の生成を示唆する結果が得られた。また、銀塩を用いた中性錯体[Cp_2Mo(imidazol-2-ylidene)]の2電子酸化を行ったところ、銀の析出を伴い、ジカチオン性モリブデノセン-カルベン錯体の生成を示唆する結果が得られた。現在、さらなる同定とジカチオン性錯体の反応性に関する検討を行っている。安定カルベンが配位したモリブデノセン錯体の合成とその素反応に関する研究を行った。陰イオン性モリブデノセン錯体[Cp_2Mo(H)Li]_41と4当量のイミダゾリウム塩との反応を光照射下で行ったところ、イミダゾール-2-イリデンが配位したモリブデン錯体Cp_2Mo(carbene)2の合成に成功した。同様の方法により、カルベンとしてより反応性の高いイミダゾリジン-2-イリデンを配位子として持つ錯体の合成にも成功した。しかし、非環状カルベンの前駆体であるアミジニウム塩との反応では、目的錯体の合成には至らなかった。陽イオン性モリブデノセン錯体[Cp_2Mo(H)OTs]3とイミダゾリウム塩を2当量の塩基(KO^tBu)存在下で反応を行った結果、カルベン錯体2の合成に成功した。本合成法は簡便で高収率が期待できる有効な方法である。X線結晶構造解析により錯体2の構造を明らかにした。その結果、金属フラグメントのHOMOとカルベン配位子の空のp軌道(LUMO)との相互作用(金属から配位子へのπ-back donation)がない構造であった。モリブデノセン-カルベン錯体2とプロトン酸およびハロゲン化アルキルとの反応による酸化的付加反応に関する検討を行った。錯体2と酸としてp-TsOHとの反応を行ったところ、陽イオン性ヒドリドカルベン錯体4が生成した。錯体2はメタノールとも反応し、ヒドリド錯体4を与えた。ハロゲン化アルキルとしてヨウ化メチルとの反応を検討したところ、陽イオン性メチルカルベン錯体5の生成を確認した。さらにヨウ化エチルとの反応では、期待した陽イオン性エチル錯体の生成は確認されず、ヒドリド錯体4の生成を確認した。これらの反応性は対応するモリブデノセン-ホスフィン錯体と比べ高いことから、錯体2における金属フラグメントのHOMOが重要な役割を担っていると考えられる。

この理由として、出発錯体として用いたタングステン錯体の安定性が大きいためであると考えている。ジカチオン性モリブデノセン-カルベン錯体の合成を検討した。カチオン性錯体[Cp_2Mo(imidazol-2-ylidene)R]^+(R=H,Me)と水素あるいはメチル基引き抜き剤(例えばPh_3CBF_4)との反応を行ったところ、ジカチオン性錯体の生成を示唆する結果が得られた。また、銀塩を用いた中性錯体[Cp_2Mo(imidazol-2-ylidene)]の2電子酸化を行ったところ、銀の析出を伴い、ジカチオン性モリブデノセン-カルベン錯体の生成を示唆する結果が得られた。現在、さらなる同定とジカチオン性錯体の反応性に関する検討を行っている。
脊髄後角細胞に対するカルシウムチャンネル阻害薬の効果

Sprague-Dawly雄ラットを対象として、ハロセン麻酔下に、外脈、内頸動脈にカニュレーションを行う。気管切開し、筋弛緩薬で不動化し、人工呼吸による管理を行った。第4、5腰椎間よりくも膜下腔にカテーテルを留置した。下部胸椎から上部胸椎にかけて椎弓切除を行い脊髄を露出微小電極を用いて単一の脊髄後角細胞を導出し、記録した。その細胞の触刺激に対する受容野および反応を調べ、記録しコントロール値とした。くも膜下腔内に留置したカテーテルよりプロスタグランディンF2α(PGF2α)100ngを投与し受容野及びそれぞれの刺激に対する反応の変化を観察した。その後、カルシウムチャンネル阻害薬であるヂルチアゼム500μgを投与し、同様の観察を行った。その結果、PGF2α投与後、受容野の大きさ、ならびに触刺激に対する反応は増加した。その後のヂルチアゼム投与によりこれらの反応は抑制された。その抑制の程度はヂルチアゼム投与後10分で最大となり(約90%)、その後、徐々に抑制率は減少したものの、投与30分後においても抑制されたままであった(約50%)。血圧はヂルチアゼム投与直後に低下したが、投与10-20分後には頸静コントロール値にまで回復しており、今回の脊髄後角細胞の刺激反応の抑制には影響していないと考えられた。これらの結果より、カルシウムチャンネルが脊髄における知覚過敏およびその制御に関与していることが示唆された。Sprague-Dwaley雄ラットを対象として、ハロセン麻酔下に、外頚静脈、内頚動脈にカニュレーションを行う。その細胞の触刺激に対する受容野を調べ、また侵害刺激として熱刺激およびピンチ刺激を与え、反応を記録しコントロール値とした。くも膜下腔内に留置したカテーテルよりカルシウムチャンネル阻害薬(ヂルチアゼム:100-1000μg)を投与し、その後5、10、20、30、60、90、120分まで、受容野及びそれぞれの刺激に対する反応の変化を観察した。その結果、受容野の大きさ、ならびに各侵害刺激に対する反応は薬剤投与直後から抑制された。その抑制の程度ははヂルチアゼム投与後10-20分で最大となり(500μgで約90%)、その後、徐々に抑制率は減少したものの、投与120分後においても抑制されたままであった(500μgで約50%)。また、その抑制率は量依存性であった。血圧はヂルチアゼム投与直後に低下したが、投与10-20分後にはコントロール値にまで回復しており、今回の脊髄後角細胞の刺激反応の抑制には影響していないと考えられた。これらの結果より、カルシウムチャンネルが脊髄における疼痛伝達およびその制御に関与していることが示唆された。Sprague-Dawly雄ラットを対象として、ハロセン麻酔下に、外脈、内頚動脈にカニュレーションを行う。下部胸椎から上部値椎にかけて椎弓切除を行い脊髄を露出微小電極を用いて単一の脊髄後角細胞を導出し、記録した。

その結果、PGF2α投与後、受容野の大きさ、ならびに触刺激に対する反応は増加した。その後のヂルチアゼム投与によりこれらの反応は抑制された。その抑制の程度はヂルチアゼム投与後10分で最大となり(約90%)、その後、徐々に抑制率は減少したものの、投与30分後においても抑制されたままであった(約50%)。血圧はヂルチアゼム投与直後に低下したが、投与10-20分後には頚静コントロール値にまで回復しており、今回の脊髄後角細胞の刺激反応の抑制には影響していないと考えられた。これらの結果より、カルシウムチャンネルが脊髄における知覚過敏およびその制御に関与していることが示唆された。
感覚網膜の接着機構とその破綻、修復機序の解明

感覚網膜の接着機構の中で特に黄斑部の接着は視機能に直接的な影響を及ぼす。黄斑部の接着は臨床的には網膜剥離の他、網膜上膜、浮腫や円孔の形成で障害される。黄斑円孔については人工的後部硝子体剥離の技術が導入され成果を上げている。我々が黄斑円孔について連続110例で硝子体手術の有効性をみると90%で円孔の閉鎖、再接着が達成できた。家兎で実験的網膜円孔を作成しその閉鎖過程を検討すると閉鎖には気体タンポナーデによる網膜円孔端とRPEの接着が必要で円孔の閉塞にはRPEとグリア細胞が関与していることが解明された。さて臨床的には90%の円孔閉鎖を得られたものの、28%でかつて経験したことのない周辺視野狭窄が出現した。この視野障害は手術時の潅流ポートの位置に左右され、また空気潅流圧を50mmHgから30mmHgへ下げることにより出現頻度は4%に低下したことから空気圧による機械的傷害が原因と推測された。家兎眼に於いて硝子体手術を施行し人工的後部硝子体剥離を作成後50mmHgで空気潅流しその対側における網膜変化を観察したところ全例に置いて対側網膜に境界鮮明な類円形の陥凹病巣が走査電顕で確認された。病巣の辺縁では軽度に内境界膜が剥離し中心部に至るほど障害は深層に及び神経線維層が露出している病巣もあり臨床的に見られた視野障害は液空気置換時の空気圧による事が初めて証明された。この障害は検眼鏡的には術早期には視野障害に相当する網膜病巣は発見されなかった。しかし長期的に観察するとRPEの色素異常や脈絡膜循環の遅延、網膜下線維性組織の形成、網膜上膜の形成などが見られるようになり、その出現は平均術後8ヶ月であった。このように臨床的に見られた視野障害は液空気置換時の空気圧による事が証明されまたその障害は程度により網膜深層にも及び、進行性であることが確認術中潅流圧に留意するとともに術後長期にわたる精細な検眼鏡的、機能的評価の重要性が確認された。1実験的後部硝子体剥離の作成:家兎眼に硝子体手術を施行し強制吸引をかけて実験的後部硝子体剥離を作成した。このとき、硝子体に少量のフルオレスセインを注入することで後部硝子体剥離を明瞭に確認することができた。2後部硝子体剥離の網膜内層への影響の観察:実験的後部硝子体剥離作成後に眼球を摘出し、光顕、透過電顕、走査電顕的に網膜への影響を硝子体未剥離眼と比較したが、いずれにおいても組織学的な違いは認められなかった。3周辺手術操作の影響:家兎眼の硝子体手術時に液空気置換を行うと、網膜内層に組織学的な障害が認められた。潅流空気圧を下げることで障害部の面積が有意に小さくなることが明らかとなった。4実験的網膜剥離の作成と網膜下腔注入液成分の検討:神経網膜機能を維持するために視細胞外節と網膜色素上皮が緩徐に剥離する方法を検討した。家兎眼ではこれらの接着力が弱いため剥離は容易であるが、猿眼では接着力が強いため、注入液を工夫する必要がある。現在このための液組成を家兎を用いて組織学的に検討し、また剥離期間を持続させるための粘弾性物質の影響について検討中である。

このように臨床的に見られた視野障害は液空気置換時の空気圧による事が証明されまたその障害は程度により網膜深層にも及び、進行性であることが確認術中潅流圧に留意するとともに術後長期にわたる精細な検眼鏡的、機能的評価の重要性が確認された。感覚網膜の接着機構の中で特に黄斑部の接着は視機能に直接的な影響を及ぼす。黄斑部の接着は臨床的には網膜剥離の他、浮腫や円孔の形成で障害される。近年このような黄斑疾患について網膜硝子体界面からの牽引力の関与が示唆されるようになった。病態解明が進むにつれて黄斑円孔については手術治療として人工的後部硝子体剥離の技術が導入され成果を上げている。我々が黄斑円孔についてその有効性をみると90%で円孔の閉鎖、再接着が達成できた。しかし28%でかつて経験しない周辺視野狭窄をともなっていた。この視野障害は手術時の潅流ポートの位置に左右され、ポートの対側の網膜障害を示唆したものの検眼鏡的には術早期には病巣は発見されなかった。また空気潅流圧を50mmHgから30mmHgへ下げることにより出現頻度は4%に低下したことから空気圧による機械的傷害が原因と推測した。そこで家兎眼に於いて硝子体手術を施行し人工的後部硝子体剥離を作成後50mmHgで空気潅流すると対側網膜に境界鮮明な類円形の陥凹病巣が走査電顕で確認された。病巣の辺縁では軽度に内境界膜が剥離し中心部に至るほど障害は深層に及び神経線維層が露出している病巣もあった。潅流圧を30mmHgに下げると陥凹は軽度で中心病巣の障害も軽度であった。実験的に空気潅流により境界鮮明な網膜病巣が発生しその障害程度は潅流圧に比例することから臨床的に見られた視野障害は液空気置換時の空気圧による事が初めて証明され一般硝子体手術に於いても潅流圧に留意すべき重要性が確認された。黄斑部の接着は臨床的には網膜剥離の他、網膜上膜、浮腫や円孔の形成で障害される。我々が黄斑円孔連続110例について硝子体手術の有効性をみると90%で円孔の閉鎖、再接着が達成できた。この視野障害は手術時の潅流ポートの位置に左右され、空気潅流圧を50mmHgから30mmHgへ下げることにより出現頻度は4%に低下したことから空気圧による機械的傷害が原因と推測した。この障害は検眼鏡的には術早期に網膜病巣としては発見されなかった。しかし継続的に観察すると8眼にRPEの色素異常や脈絡膜循環の遅延、網膜下線維性組織の形成、網膜上膜の形成などが徐々に出現した。検眼鏡的な病巣の出現には平均8ヶ月をようした。家兎眼に於いて硝子体手術を施行し人工的後部硝子体剥離を作成後50mmHgで空気潅流すると対側網膜に境界鮮明な類円形の陥凹病巣が走査電顕で確認された。病巣の辺縁では軽度に内境界膜が剥離したのみであったが中心部に至るほど障害は深層に及び神経線維層が露出している病巣もあり、一部には視細胞層やRPEにも障害は及んでいた。臨床的に見られた視野障害は液空気置換時の空気圧による事が初めて証明されまたその障害は程度により網膜深層にも及び、また進行性であることが確認された。近年硝子体手術の適応が拡大し、黄斑円孔のように面積的には大部分の網膜が健全である症例にも硝子体切除という眼内全域に侵襲をもたらしうる手術が適応される時代になった。少なくともこの健全部位には手術による障害をもたらさないように術中潅流圧に留意するとともに術後長期にわたる精細な検眼鏡的、機能的評価の重要性が確認された。
色素置換バクテリオロドプシン薄膜の作製と分子内局所場効果の検討

本研究の目的は色素分子の光学過程において局所場の果たす役割を検討することである。試料として、分子内に強い局所場が存在すると期待されるバクテリオロドプシンを用いる予定であったが、分子内色素の置換が進展しなかった。そこでより単純な系として、ヘミシアニン色素の二次元結晶(H会合体)を採りあげ局所場の効果を調べた(Uiet al.,J.Chem.Phys.101,6430-6438,1994)。H会合体では色素分子の遷移モーメントが結晶平面にほぼ垂直に同じ向きを向いて並んでいるため、吸収ピークの波長は溶液試料と比べて短波長側にシフトしている。本H会合体ではこのブルーシフトは4200cm^<-1>もあり、分子相互作用が強いことを示唆しているが、本研究により局所場近似が有効であることが証明された。即ち、色素レーザを用いて第二高調波発生強度(SH強度)の波長分散を測定したところ、第二高調波の波長での吸収の波長分散と相同の分散が得られ、局所場近似の予測と一致した。さらに、モノマー状態の試料でも同様の測定を行い、"√<SH強度>/吸収"の比の値はH会合体とモノマー状態でほぼ一致し、局所場近似の予測と一致した。
RFIDシステムの大規模図書館への適用に関する実証的研究

RFIDタグシステムの最新動向の調査は本研究の重要な目的であり、韓国やシンガポールなど海外の図書館やタグシステム関連企業、国内の先進的な取り組みを行っている図書館を視察した。また、自動認識総合展などに参加し最新動向調査を行なった。まず、九州大学附属図書館筑紫分館に既に導入していたRFIDタグシステムの実験を拡充し、タグ添付冊数を約5千冊から2万8千冊に増やし、実運用レベルで実証実験を行った。これにより、自動貸出機と不正帯出防止は、運用方法を工夫することで十分実用的であることが分かった。一方、蔵書点検は、実験により従来より効率がよいことを示したが、リアルタイムでの配架状況の把握は不可能であった。また、電動自動書庫とRFIDシステムとの連携を実施し、確実な運用を可能にした。さらに、インテリジェント書架(RFIDリーダ組込型)の可能性を検証した。実験結果から、薄い冊子についてはタグの位置について工夫が必要であるが、実用上問題ない精度で読み取り可能であることが分かった。これにより、OPACと連動して書架内の本の位置まで検索結果に提供したり、新着本や返却された本などのコーナーを作り自由に配下位置を変えても利用者はその位置を検索結果で把握できたりする。その他、第26,27,28,29,30回ディジタル図書館ワークショップなどで講演を行った。また、安定運用に入った筑紫分館のRFIDタグシステムの動画付きWebページを作成し、本研究の成果を一般にも広報している。本研究グループによるRFIDタグシステムへの取り組みは国内では広く認知され始め、ICタグ関連書籍に図書館でのタグシステムの運用事例紹介記事の執筆を依頼され、出版された。また、筑紫分館のRFIDタグシステムの見学は50回以上に及び約100人の見学者が訪ずれた。RFID技術は日進月歩で進化している。図書館におけるRFID技術の導入も、今年度大幅に進み、特に全国数十の公共図書館に導入された。RFIDタグシステムの最新動向の調査は本研究の重要な目的であり、本年度は韓国の大学及び公共図書館、福岡市あいれふ図書室、沖縄県西原町立図書館を視察した。これらの図書館は、RFIDタグシステムを導入し特徴ある運用を行っている。また、第6回自動認識総合展(平成16年9月開催)及び福岡自動認識セミナー&展示会(平成16年11月開催)に参加し、図書館に限らずRFIDタグシステムの最新動向調査を行なった。本年度は、九州大学附属図書館筑紫分館に既に導入していたRFIDタグシステムでの実験をさらに進めた。今年度は、タグを添付した本の冊数を約5,000冊から28,000冊に増やし、実用レベルの運用を可能とし、より詳細な問題点の洗い出しを行った。図書館におけるRFDタグシステムは、主に自動貸出機、不正帯出防止、蔵書点検に利用される。視察や調査研究により、自動貸出機と不正帯出防止は、運用方法を工夫することで十分実用的であることが分かった。一方、蔵書点検は、従来より効率化が期待できるものの、リアルタイムでの配架状況の把握は不可能であった。これが可能になると、人的コストをかけない蔵書点検が可能になる、書架の中の位置まで利用者に提示したり、館内の本の利用状況を把握することもできるようになると期待できる。この目的のため、従来からインテリジェント書架が提案されてきた。これは、書架に直接タグリーダを取り付けるものである。しかし、その精度は実用的とは言えず、新たなサービスやリアルタイムで配架状況把握は不可能であった。

そこで、今年度はセントラルエンジニアリング社と共同で精度を大幅に向上させたインテリジェント書架の開発を進めた。同社が持つ複数タグの同時読み取り技術を用いるもので、高い精度が期待できる。その他、第26回ディジタルライブラリワークショップや琉球大学などで講演を行い、広報活動にも努めた。また、筑紫分館のRFIDタグシステムの見学は、今年度50回以上に及び約100人の見学者が訪ずれた。本研究の大きな目的の一つは、日々進化するRFID技術の調査である。本年度は、シンガポール近隣の図書館とタグ関連企業、国内の複数の図書館を訪問し、意見交換を行った。この中にはギガヘルツ帯のタグを導入した館も含まれる。また、第7回自動認識総合展(平成17年9月開催)に参加し、図書館に限らずRFIDタグシステムの最新動向調査を行なった。前年度までの実証実験により、RFIDタグシステムを用いた自動貸出返却装置は実用レベルに逹していると判断できた。今年度は、さらにハンディRFIDリーダを用いた蔵書点検作業の精度および時間・労力などのコスト評価を行い、蔵書点検も従来のバーコードによる点検より数倍早いことを定量的に示した。しかし、不正帯出防止ゲートの安定的な運用については、図書館システム全体の連携や図書館職員の運用の工夫などが必要であることが分かった。また、電動自動書庫とRFIDシステムとの連携を実施し、確実な運用を可能にした。さらに、高度な図書館サービスを可能にするRFIDタグシステムの可能性を検証した。高性能な複数タグ一括読取精度を持つRFIDリーダを組み込んだインテリジェント書架を用いて、リアルタイムで配架状況把握について定量的な解析を行った。実験結果から、薄い冊子についてはタグの位置について工夫が必要であるが、実用上問題ない精度で読み取り可能であることが分かった。これにより、OPACと連動して書架内の本の位置まで検索結果に提供したり、新着本や返却された本などのコーナーを作り自由に配下位置を変えても利用者はその位置を検索結果で把握できたりする。このような新たな図書館サービスの可能性について研究会で報告した。その他、第28,29,30回ディジタル図書館ワークショップなどで講演を行った。また、安定運用に入った筑紫分館のRFIDタグシステムの動画付きWebページを作成し、本研究の成果を一般にも広報している。本研究グループによるRFIDタグシステムへの取り組みは国内では広く認知され始め、ICタグ関連書籍に図書館でのタグシステムの運用事例紹介記事の執筆を依頼され、出版された。
クローディンの細胞外ループの変異によるE面付着型タイト結合の形成機序と機能の解析

上皮細胞のタイト結合(TJ)をフリーズフラクチャー法で観察すると、膜内粒子から成るストランドがP面に、対応する溝がE面に見られるが、その溝には膜内粒子はほとんど見られない(P型ストランド)。一方、末梢の細静脈の内皮細胞のTJでは、膜内粒子がP面ではなくE面の溝に鎖状に並んでいる(E型ストランド)。TJストランドを形成する膜蛋白質であるclaudinは、現在までにマウスやヒトで24種類が同定されている。claudinは、N末端とC末端を細胞質側に向けて細胞膜を4回貫通し、2つの細胞外ループ(ECL1,ECL2)と1つの細胞内ループを持っている。フリーズフラクチャー法で観察されるTJの形態および機能は、発現しているclaudinの組み合わせと比率により決定されると考えられている。我々は、claudin-1のC末端にmyc-tagを付与した1CLmyc、1CLmycのECL2の151P152Lを欠失する1CLΔPLmyc、およびclaudin-10をMDCK IおよびII細胞にて発現し、TJの形態と機能の変化を調べた。その結果、claudin-1は本来P型ストランド、1CLΔPLmycはP型とE型の中間の形態のストランド、claudin-10はE型ストランドを形成することがわかった。これらの細胞の細胞間電気抵抗値を調べると、claudin-1-mycと1CLΔPLmycでは抵抗値が有意に上昇したが、claudin-10では顕著に減少した。claudin-2はclaudin-10と同様にE型ストランドを形成し、MDCK II細胞にclaudin-2を発現すると細胞間電気抵抗値が顕著に減少することが知られている。これらのことから、(1)E型ストランドを形成するclaudinをMDCK細胞にて発現すると電気抵抗値が減少すること、(2)ECL2の変異により誘導されたTJストランドの形態変化は、電気抵抗値をむしろ上昇させることがわかった。上皮細胞のタイト結合(TJ)をフリーズフラクチャー法で観察すると、膜内粒子から成るTJストランドがP面に、対応する溝がE面に見られるが、その溝には膜内粒子はほとんど見られない(P型ストランド)。TJを構成する膜蛋白質であるclaudinは、N末端とC末端を細胞質に向け、細胞膜を4回貫通する蛋白で、マウスでは現在までに24種類のisoformが同定されている。TJの形態と機能は、発現しているclaudin分子の組み合わせと比率で決定されると考えられている。claudin-1のC末端にmycタグを付与してMDCK II細胞で発現すると、細胞側面膜に異所性のTJストランドを形成する。本来P型ストランドを形成するclaudin-1の細胞外第2ループ(ECL2)に変異を加えたmECL2のC末端にmycタグを付与したmECL2-mycをMDCK II細胞で発現すると、細胞側面膜にE型ストランドを形成した。また、claudin-10-mycはE型ストランドを細胞側面膜に形成した。一方、N末端にタグを付与したEGFP・claudin-1は、異所性のTJストランドは形成しないで、本来のTJに局在した。

本研究では、EGFIP-mECL2およびclaudin-10を、P型ストランドを形成するMDCKI細胞にて発現し、TJの形態と機能がどのように変化するかを調べることを目的とする。平成18年度は予定通り、EGFP-mECL2およびclaudin-10の発現ベクターを構築し、これらを安定に発現する細胞株を取得することができた。今後、これらの細胞を用いてタイト結合の形態と機能の解析をフリーズフラクチャー法や電気抵抗値などを指標として調べる予定である。上皮細胞のタイト結合(TJ)をフリーズフラクチャー法で観察すると、膜内粒子から成るストランドがP面に、対応する溝がE面に見られるが、その溝には膜内粒子はほとんど見られない(P型ストランド)。一方、末梢の細静脈の内皮細胞のTJでは、膜内粒子がP面ではなくE面の溝に鎖状に並んでいる(E型ストランド)。TJストランドを形成する膜蛋白質であるclaudinは、現在までにマウスやヒトで24種類が同定されている。claudinは、N末端とC末端を細胞質側に向けて細胞膜を4回貫通し、2つの細胞外ループ(ECL1,ECL2)と1つの細胞内ループを持っている。フリーズフラクチャー法で観察されるTJの形態および機能は、発現しているclaudinの組み合わせと比率により決定されると考えられている。我々は、claudin-1のC末端にmyc-tagを付与した1CLmyc、1CLmycのECL2の151P152Lを欠失する1CLΔPLmyc、およびclaudin-10をMDCK IおよびII細胞にて発現し、TJの形態と機能の変化を調べた。その結果、claudin-1は本来P型ストランド、1CLΔPLmycはP型とE型の中間の形態のストランド、claudin-10はE型ストランドを形成することがわかった。これらの細胞の細胞間電気抵抗値を調べると、claudin-1-mycと1CLΔPLmycでは抵抗値が有意に上昇したが、claudin-10では顕著に減少した。claudin-2はclaudin-10と同様にE型ストランドを形成し、MDCK II細胞にclaudin-2を発現すると細胞間電気抵抗値が顕著に減少することが知られている。これらのことから、(1)E型ストランドを形成するclaudinをMDCK細胞にて発現すると電気抵抗値が減少すること、(2)ECL2の変異により誘導されたTJストランドの形態変化は、電気抵抗値をむしろ上昇させることがわかった。
キーワード付加された画像ライブラリへの新規画像の自動登録法

キーワードにより分類された画像ライブラリに対して,その分類基準に従って新たな画像を登録する手法の開発を目指した.本年度は,画像間の特徴の違いに着目して,画像を自動分類する手法を提案した.様々な機種の携帯電話の画像を対象に,部分毎の色や形状により複数の分類結果を生成することを試みた.まず,画像を一定の大きさのメッシュ状に分割し,各メッシュ毎に色や形状の特徴量を算出する.次に,異なる画像の対応するメッシュ間で特徴量の違いを算出する.特徴量の違いが大きく,同様の違いが多数の画像間で見られるメッシュとその特徴量は,画像群全体を大きく二分する分類基準と想定される.そのようなメッシュと特徴量を利用して,画像群に対する分類基準を複数生成し,複数の分類結果を生成した.特徴量の違いの算出には,特徴量の差分を用いた.差分値は,統計量の相関と関連があり、二つの対象間の関連を表している.クラスタリングにより同様の差分値を示す画像対が得られる.これらの画像対は,同一の関連をもつ画像同士であり,画像対の画像を2つのクラスに分類することは,顕著な違いに基づき分類することに相当する.画像ライブラリ中で,抽出された画像対に含まれない画像についても,抽出した画像対を顕著に分離する特徴空間でクラスタリングすることにより,同様の分類基準での分類が可能となる.実験では,画像集合全体の傾向を表す統計量である分散を用いて分類基準を生成し,分類した場合と比較を行った.その結果,以下の知見が得られた.・分散により生成された分類基準では,生成された分類基準が類似したものになりがちであるのに対して,差分では,画像ライブラリの画像全体を多様に分類できた.・分散では,違いが小さくなった場合,分類ができなくなるのに対して,差分では,相対的に違いが大きい分類基準を生成できた.前年度に開発した,画像間の共通性を抽出する手法と組合せ,より詳細な評価を行うことが今後の課題である.大量の画像からなる画像ライブラリを利用して,同一キーワードをもつ対象物の特徴を自動的に抽出する手法を提案した.抽出した特徴を利用し,対象物に関する存在判定を行うことで,未知の画像に対して,キーワードを自動的に付加することが可能となり,既存の画像ライブラリに,新たな画像を自動的に登録できる.今年度は,特に,画像内に含まれる対象物の種類によって,分類,整理された画像ライブラリを想定し,背景に何らかの共通性がある多数の画像を対象とした.これらの画像に対して,・全ての画像に共通する特徴を背景の特徴・同一の対象物を含む画像にのみ共通する特徴をその対象物の特徴とみなし,対象物の特徴を自動抽出した.対象物特徴の自動抽出には,画像内の対象物領域とそれ以外の背景領域を切り分ける分節の問題,および,分けられた各領域のうちどれが対象物に対応するか決定する選択の問題を解決する必要がある.本研究では,この問題に対し,正準判別分析と教師なしクラスタリングを組み合わせた手法を用いた.まず,画像内のすべての部分が対象物領域だと仮定して,正準判別分析し,教師なしクラスタリングを行う.生成したクラスタにおいて,異なる対象物領域のデータが混在している場合,それはすべての画像に共通する背景領域とみなして,対象物領域から取り除く.残りの対象物領域のデータと取り除いた背景領域のデータに対して,同様の手順を繰り返すことにより,最終的に対象物領域のデータのみを得ることができる.提案した手法を「草原に住む動物」の画像に適用したところ,自動抽出した対象物特徴により,72%の認識率が得られた.これは,対象物特徴を人手で与えた場合(92%)には及ばないが,背景領域を除去しなかった場合(64%)から大きく認識率を改善できた.キーワードにより分類された画像ライブラリに対して,その分類基準に従って新たな画像を登録する手法の開発を目指した.本年度は,画像間の特徴の違いに着目して,画像を自動分類する手法を提案した.様々な機種の携帯電話の画像を対象に,部分毎の色や形状により複数の分類結果を生成することを試みた.まず,画像を一定の大きさのメッシュ状に分割し,各メッシュ毎に色や形状の特徴量を算出する.次に,異なる画像の対応するメッシュ間で特徴量の違いを算出する.特徴量の違いが大きく,同様の違いが多数の画像間で見られるメッシュとその特徴量は,画像群全体を大きく二分する分類基準と想定される.そのようなメッシュと特徴量を利用して,画像群に対する分類基準を複数生成し,複数の分類結果を生成した.特徴量の違いの算出には,特徴量の差分を用いた.差分値は,統計量の相関と関連があり、二つの対象間の関連を表している.クラスタリングにより同様の差分値を示す画像対が得られる.これらの画像対は,同一の関連をもつ画像同士であり,画像対の画像を2つのクラスに分類することは,顕著な違いに基づき分類することに相当する.画像ライブラリ中で,抽出された画像対に含まれない画像についても,抽出した画像対を顕著に分離する特徴空間でクラスタリングすることにより,同様の分類基準での分類が可能となる.実験では,画像集合全体の傾向を表す統計量である分散を用いて分類基準を生成し,分類した場合と比較を行った.その結果,以下の知見が得られた.・分散により生成された分類基準では,生成された分類基準が類似したものになりがちであるのに対して,差分では,画像ライブラリの画像全体を多様に分類できた.・分散では,違いが小さくなった場合,分類ができなくなるのに対して,差分では,相対的に違いが大きい分類基準を生成できた.前年度に開発した,画像間の共通性を抽出する手法と組合せ,より詳細な評価を行うことが今後の課題である.
脊髄運動ニューロン固有のRNA制御プログラムとALS病態の関連

本研究計画では、我々が発見した運動ニューロン特異的なRNA結合蛋白質Qki5によるRNAプログラムの制御および生理的な意義を解析することにより、Qki5によるRNA制御の破綻と病態との関連を明らかにする。さらに、Qki5の下流制御標的の解析からALS病理との関連性が示唆されているため、ヒトALS病理標本を用いた解析へと発展させ、運動ニューロンの脆弱性の謎に迫り、疾患に至る普遍的な分子機構を解明することを目的とする。
胎生期精巣における男性ホルモン産生機構に関する研究

MAMLD1(Mastermind-like domain containing 1)は、ヒトにおける尿道下裂の責任遺伝子である。マウス相同遺伝子(Mamld1)は胎生中期から後期のマウス胎仔精巣で発現すること、その発現量は経時的に増加することを明らかにした。また、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、ライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現量は有意に低下していた。本研究から、Mamld1はライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現制御に関与することが見出された。1. Mamld1遺伝子は胎生中期から後期のマウス胎仔精巣で発現しており、その発現量が経時的に増加することを見出した。これはマウス胎仔精巣において報告されているテストステロン合成量の増加と一致していた。このことから、Mamld1はテストステロン産生に関与していることが示唆される。2.胎生中期から後期のMamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、ライディッヒ細胞特異的遺伝子(Star、Cyp11a1、Cyp17a1、Hsd3b1、Insl3)の発現量が著明に低下していることを見出した。しかし、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、CYP17A1、HSD3Bのタンパク質の発現量は、野生型マウスと比べて違いがなかった。このことから、Mamld1は、胎仔精巣のライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子について、転写レベルでの発現制御に関与するが、翻訳レベルでは影響を与えないと考えられる。これまでの解析から、Ad4BPの調節下において、Mamld1はCyp17a1遺伝子の発現調節を介して、テストステロン産生に関与すると示唆される。MAMLD1は、2006年に同定されたヒトにおける性分化疾患(尿道下裂)の責任遺伝子である。MAMLD1変異陽性男性における尿道下裂は、男性ホルモン産生障害に起因すると推測されている。本年度は、Mamld1遺伝子欠損マウスを用いて、胎生期精巣の男性ホルモン産生におけるMAMLD1/Mamld1の役割を解明することを目的とし、野生型マウス胎仔精巣におけるMamld1遺伝子の発現解析、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣の形態、胎仔精巣内に存在する男性ホルモン量の測定、胎仔精巣における男性ホルモン産生酵素遺伝子群の発現量変化の解析を中心として研究を行った。遺伝子発現解析の結果、Mamld1遺伝子が胎生中期(胎生12.5日)から後期(胎生18.5日)のマウス胎仔精巣で発現すること、その発現量が経時的に増加することを見出した。また、リアルタイムRT-PCRによる遺伝子発現解析の結果、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、ライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子(Cyp17a1、Hsd3b1など)の発現量が有意に低下していることを明らかにした。しかしながら、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣の形態および胎仔精巣内のテストステロン量は野生型マウスと比べて違いがなく、Mamld1遺伝子欠損マウスは尿道下裂を示さなかった。ヒトとマウスの表現型の違いは、性分化臨界期の種差やステロイドホルモン生合成の主要経路が異なることに起因すると推測される。本年度は、胎生期精巣の男性ホルモン産生におけるMAMLD1/Mamld1の役割を解明するという目的に対して、Mamld1遺伝子欠損マウスを用いて解析を行った。遺伝子発現解析の結果、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、ライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子(Cyp17a1、Hsd3b1など)の発現量が有意に低下していることが明らかになった。このことは、Mamld1が、胎仔精巣のライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子の発現制御に関与することを示唆する。さらに、Mamld1遺伝子が胎生中期から後期のマウス胎仔精巣で発現すること、その発現量が経時的に増加することを見出しており、これはマウス胎仔精巣において報告されているテストステロン合成量の増加と一致する。これまでの当研究部におけるin vitro解析の結果と本年度のMamld1遺伝子欠損マウスを用いたin vivo解析の結果から、Ad4BPの調節下において、Mamld1はCyp17a1遺伝子の発現調節を介して、テストステロン産生に関与すると考えられる。本研究の解析結果は、性分化疾患を生じるMAMLD1異常症の発症機序の解明に大きく貢献する。リアルタイムRT-PCRによる遺伝子発現解析の結果、Mamld1遺伝子欠損マウスの胎仔精巣において、ライディッヒ細胞特異的に発現する遺伝子(Cyp17a1、Hsd3b1など)の発現量が有意に低下していることが明らかになった。

今後は、Mamld1遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスの胎仔精巣を用いて、マイクロアレイ解析を行い、発現が変動する遺伝子を選定する。アレイ解析で発現変動が認められた遺伝子について、リアルタイムRT-PCRを用いて発現定量を行う。これによりMamld1遺伝子欠損マウスで有意に発現量が変化する遺伝子を特定し、Mamld1の新たな標的遺伝子を同定する。また、胎生後期の精巣におけるMamld1遺伝子発現細胞の同定を行い、Mamld1がどの細胞で機能しているかを明らかにする。胎生期の精巣における男性ホルモン産生には、セルトリ細胞とライディッヒ細胞の両方の細胞が関与していることが示唆されている。そこで、胎生後期の野生型マウス精巣を用いて、section in situ hybridization法にて、Mamld1遺伝子が男性ホルモン産生に関与する細胞(セルトリとライディッヒ細胞)に発現しているか否かを明らかにする。該当なし