hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ構造高感度薄膜ガスセンサを用いた室内環境改善システムの開発

4)オゾナイザの電極間に原料ガスを送り込み、無声放電によってオゾンを発生させ、オゾン濃度計を用いてそのオゾン量を計測し、オゾン発生量と放電電圧等との関係を明らかにした。上記の結果の一部をMRS2002,ASIPSやPSE2002等の国際会議や電気学会誌等で発表した。来年度は、オゾナイザの更なる高効率化及びWO_3薄膜に対するPt, Au等の添加効果の詳細な実験・分析を行っていく予定である。本研究は、高感度・高選択性ガスセンサの開発と、強力な脱臭・殺菌作用を持つオゾン脱臭に組み合わせて自動化することを目的とする。具体的には、これまで以上の感度を持つ薄膜ガスセンサと、非常に高いエネルギー効率を持つオゾナイザを独自の方法でそれぞれ開発し、かつそれらを組み合わせた新しい室内環境改善システムを開発することを目的とし研究を行った。1)パルスYAGレーザデポジション(PLD)装置を用いて、SnO_2、WO_3薄膜を作製した。作製したこれらの薄膜の表面形状や微細構造をFE・SEMやAFMで、化学組成や結合状態をXPSやFT-IRで、薄膜の結晶性や結晶サイズをXRDにより定量的に調べた結果、化学量論的組成の結晶性SnO_2、WO_3薄膜が作製できることが分かった。2)高感度化のためスパッタリング法を併用した新しいPLD装置を用いて、SnO_2やWO_3薄膜にPdやAu等の金属元素ドープを行い、高感度化に成功した。3)オゾナイザ装置の高効率化のため、無声放電式オゾナイザの電極表面に、直接誘電体薄膜(それぞれ膜厚0.1mm前後)を、スパッタリング装置により作製し、表面形状をSEMやAFMで、構造はFT-IRやXRD、XPS等で詳細に測定した。4)室内環境改善材料として注目されているTiO_2光触媒材料をPLD装置により作製し、可視光応答型の光触媒材料作製についても検討した。上記の結果の一部をEMRS2003やAEPSE2003等の国際会議や電気学会放電研究会等で発表した。来年度は、オゾナイザの更なる高効率化、WO_3薄膜に対するPt,Au等の添加効果の詳細な実験・分析、可視光応答型TiO_2光触媒材料開発を行っていく予定である。1)パルスYAGレーザデポジション(PLD)装置を用いて、SnO_2、WO_3、ZnO、TiO_2薄膜を作製した。作製したこれらの薄膜の表面形状や微細構造をFE-SEMやAFMで、化学組成や結合状態をXPSやFT-IRで、薄膜の結晶性や結晶サイズをXRDにより定量的に調べた結果、化学量論的組成の結晶性SnO_2、WO_3、ZnO、TiO_2薄膜が作製できることが分かった。2)高感度化のためスパッタリング法を併用した新しいPLD装置を用いて、SnO_2、WO_3、ZnOやTiO_2薄膜にPd等のドープを行い、高感度化に成功した。3)オゾナイザ装置の高効率化のため、無声放電式オゾナイザの電極表面に、直接誘電体薄膜(それぞれ膜厚0.1mm前後)を、スパッタリング装置により作製し、表面形状をSEMやAFMで、構造はFT-IRやXRD、XPS等で測定した。4)オゾナイザの電極間に原料ガスを送り込み、無声放電によってオゾンを発生させ、オゾン濃度計を用いてそのオゾン量を計測し、オゾン発生量と放電電圧や誘電体薄膜等との関係を明らかにした。来年度は、オゾナイザの更なる高効率化及びWO_3、ZnOやTiO_2薄膜に対するPt,Au等の添加効果の詳細な実験・分析実験を行って行く予定である。
P300脳波の単一試行解析とそれにもとづく意思伝達支援システムの開発

本研究での成果は5点である。1)EEGで計測されるP300の一試行分類を行う解析手法を開拓した。2)DTIによる脳構造の直接解析手法の確立。3)P300脳活動を生む認知成績に関連する脳構造の解明。4)fMRI,DTIを両方活用する事で、機能的脳活動が生じる脳部位の間での接続を可視化。5)産総研ではじめて、EEG-fMRI同時計測手法を確立した。詳細:1)申請者は、EEGで計測した一試行ごとの脳活動に含まれるP300の成分(特徴量)を効率的に探索し、約5秒以内に高精度(>90%)で予測できる事を示した。しかし、1秒を切る速度で高精度の予測を行う目標に到達するには、さらなる工夫の必要性を感じていた。本研究の実施期間の途中から、MRI装置が使用可能となった。そこで、MRI装置で計測した脳内情報を用いて、EEGによる頭表面情報から脳内情報を推定する精度を向上させる事を目指した。そこで、2)DTIを用いて脳構造を直接計測する方法を確立した。この間、P300に関連した認知現象に関わる論文がHuman Brain Mapping誌(IF=5.395)にて発刊された。3)申請者は、その認知現象の行動成績に関わる脳構造を調べる方法を導入した。その成果は、第12回日本ヒト脳機能マッピング学会にて優秀論文賞を頂いた。4)認知行動中に計測したfMRIデータも用いて、機能的に働く脳内領域同士をつなぐ経路を可視化した。この成果により,第25回日本生体磁気学会にて若手奨励賞を頂いた。本研究は、本年度4月頃に英専門雑誌に投稿した。5)EEG-fMRIを同時計測により、脳表面における機能的活動と脳内の機能的活動を同時に計測する事を可能とした。以上の延長上として、脳波とfMRIをDTIの拘束条件を与えた元で統合する解析方法を開発する事を想定していた。申請者は、急遽、8月中旬より渡米をする事となったため、中断される事となったが、EEG-fMRIを同時計測可能となった成果は、産総研・仁木和久先生らの研究に活かされてゆく事が期待される.本年度では、「多義図形(同一の刺激か複数の知覚を生じうる刺激の事。ある瞬間には、その内、一つの知覚が選択的に知覚される)から生じる知覚を被験者の意志により極めて高い成績で制御できる認知現象と、知覚交代に伴って生じた脳活動P300の計測実験」の研究成果がHuman Brain Mapping誌(IF=5.395)に受理決定となった。この脳機能計測研究の成果を元に、一試行解析ごとに知覚制御の成否を予測する解析アルゴリズムはすでに紙上発表済みであった。また、ATR神谷之康室長との共同研究において、その解析手法の改良をおこなっていた。その手法に、時間情報、周波数情報、空間情報にCSPなどを適用して効率的に特徴量探索する事により、P300の脳活動を約5秒以内に高精度(>90%)で予測できる様になった。その手法を、"文字綴り入力装置"に適用し、意志伝達支援システム開発に貢献した。また、本プロジェクトの期間中に、MRI装置の使用を開始した。fMRIは脳内の電気活動に伴う血流量変化を計測する手法であるが、EEGと比べて極めて高精度な空間解像度で脳機能を計測できる優位性を持つ。今後、脳信号の正確なクラシフィケーションを行う上で、頭表面で計測したEEGの信号から、脳内の活動源を推定する手法の構築が大切と考えた。そのためには、逆推定の正解や拘束条件を用意する事が一般に望まれている。そこで、fMRIとDiffusion Tensor Imaging(DTI)を用いて、「脳内」の活動,「脳内」の構造を直接的に計測する方向性を新たにプロジェクトに加えた。すでに、新たな可能性を示す成果は、英論文への投稿を終了し、国際学会HBM2010、日本脳機能マッピング学会らにおいて対外発表する予定である。この成果を元に、個人間に存在する脳構造の差異を考慮した脳活動のモデリングと解析を推進する。現在、fMRIとEEGの同時計測システムの構築も進めており、上記事項の融合研究も検討してゆく。

この間、P300に関連した認知現象に関わる論文がHuman Brain Mapping誌(IF=5.395)にて発刊された。3)申請者は、その認知現象の行動成績に関わる脳構造を調べる方法を導入した。その成果は、第12回日本ヒト脳機能マッピング学会にて優秀論文賞を頂いた。4)認知行動中に計測したfMRIデータも用いて、機能的に働く脳内領域同士をつなぐ経路を可視化した。この成果により,第25回日本生体磁気学会にて若手奨励賞を頂いた。本研究は、本年度4月頃に英専門雑誌に投稿した。5)EEG-fMRIを同時計測により、脳表面における機能的活動と脳内の機能的活動を同時に計測する事を可能とした。以上の延長上として、脳波とfMRIをDTIの拘束条件を与えた元で統合する解析方法を開発する事を想定していた。申請者は、急遽、8月中旬より渡米をする事となったため、中断される事となったが、EEG-fMRIを同時計測可能となった成果は、産総研・仁木和久先生らの研究に活かされてゆく事が期待される.
プロバイオティクスによるインスリン抵抗性改善の検討

2型糖尿病患者70名をプロバイオティクス(乳酸菌シロタ株飲料)投与群と非投与群とにランダム化して16週間の観察を行った。便中の乳酸菌数は増加し、血液中の総細菌数は有意に低下した[2.0(1.0-3.0)/6.0(3.0-12.0)細胞数/ml血液、群間比較:P<0.05]。結論として、日本人2型糖尿病においてプロバイオティクスの投与はバクテリアルトランスロケーションを抑制した。本研究では、外来通院中の2型糖尿病患者を乳酸菌シロタ株を含有する飲料(ヤクルト400LT1本/日)の投与を行う群と行わない群とにランダム化し、その投与前後における血液及び腸内の細菌叢の変化、炎症性サイトカイン、血糖コントロールに対する効果を検討し、腸内細菌のバランスの改善が、2型糖尿病の病態の改善につながるかどうかを検討するものである。両群とも投与前、投与8週間、16週間後に糞便中の菌叢構成、有機酸濃度およびpHの解析及び、血中の細菌の有無を検討する。また、便中胆汁酸濃度の測定、血中LBP、高感度CRP、TNF-α、IL-6、アディポネクチン、空腹時血糖、ヘモグロビンA1c、脂質(T-CHO、HDL-C、TG)のフォローも前後で行う。さらに、食事内容に関するアンケート調査も行う。当初のプロトコールをより良く改訂するため、順天堂大学院プロバイオティクス研究講座とも再度協議を重ねた。最終的にこの案で当大学の倫理委員会に研究申請を行い、承認となった。現在は登録可能な患者のスクリーニングを行っている。目標患者数70名であるが、1ヶ月で15人の登録の登録を目標としており、エントリー期間を約5月間と予定している。迅速な研究遂行のため、当院以外の複数の関連施設(国際親善総合病院、千葉西病院、新吉田医院、近藤眼科)などにも患者登録施設として倫理委員会に追加申請も行い、あわせて承認となった。今後の見通しとしては、約5月間のエントリー期間後に4月間のフォローが終了すれば、来年度には解析可能の予定である。本研究では外来通院中の2型糖尿病患者を乳酸菌シロタ株を含有する飲料(ヤクルト400LT1本/日)の投与を行う群と非投与群とに無作為化割り付けを行い、その投与前後で血液および腸内細菌叢の変化、TNF-αおよびIL-6といった炎症性サイトカインに対する効果を検討し、腸内細菌叢のバランスの改善が2型糖尿病の病態の改善につながるかどうかを検討するものである。本年度は昨年から引きつ続き対象患者の登録を行った。目標登録数である70名の患者登録が実施できた。さらに4ヶ月間の試験期間を終了した患者が40名であり、血液中のIL-6、TNF-αの測定や腸内細菌の解析、さらに便の腸内細菌叢の解析も順次行っているところである。来年度には試験が終了し、すべてのサンプルの解析が終了する予定でる。結果をまとめて学会発表および、論文作成を行いたい。70名の患者登録が今年度中に達成できた。患者の受診も定期的にできており、サンプルの回収も順調である。このままいけば来年度の7月にはすべての患者が試験を終了する予定である。その後はすべてのサンプルの測定を行い、データの解析を行う。2型糖尿病を対象にしてプロバイオティクス投与により、腸内細菌叢に変化を生じ、血液中細菌検出数が減少するか否かを検討した。【方法】食事・運動療法もしくは、α-グルコシダーゼ阻害薬以外の薬物療法で加療中の2型糖尿病患者70名を対象とし(年齢3079歳、HbA1c 6%以上8%未満)、乳酸菌シロタ株を含有する飲料の投与群と非投与群とにランダム化して16週間の経過観察を行った。両群とも投与前、投与8週間、16週間後に糞便中菌叢構成、有機酸濃度およびpH、血中の細菌数を検討した。便中胆汁酸濃度、血中LBP、高感度CRP、TNF-α、IL-6等も解析した。【結果、考察】70名中、各群34名が試験を終了した。背景は以下の通りである。【投与群/非投与群】<平均年齢>64±9.2歳/65±8.3歳、<糖尿病歴>13.9±9.6年/12.2±7.2年、<HbA1c>6.9±0.5%/6.8±0.5%、試験終了時、投与群では便中Total Lactobacillus、特にL.Caseiが有意に上昇した。また便中のC.Coccoides数は16週後において投与群で有意に上昇していた〈投与群/非投与群:9.9(9.6-10.1)/9.5(9.3-9.9) log10cells/g、群間比較:P<0.05〉。血液中の菌検出率は16週後において両群で差は認めなかったが、血液中の総菌数は投与群で有意に低下した〈投与群/非投与群: 2.0(1.0-3.0)/6.0(3.0-12.0) cells/ml、群間比較:P<0.05〉。以上の結果から、乳酸菌投与によって腸内細菌叢に変化が生じ、Bacterial translocationが抑制された可能性が示唆される。

便中の乳酸菌数は増加し、血液中の総細菌数は有意に低下した[2.0(1.0-3.0)/6.0(3.0-12.0)細胞数/ml血液、群間比較:P<0.05]。結論として、日本人2型糖尿病においてプロバイオティクスの投与はバクテリアルトランスロケーションを抑制した。今年度の初めにはある程度の患者登録が行われている予定であったが、まだ登録ができていなため、当初の目標からは遅れている。遅れた理由としては、患者にヤクルト飲料を配送するシステムを構築するのに時間を要したのと、ヤクルトの最適な投与量を決定するために、共同研究者の順天堂大学大学院プロバイオティクス研究講座ともディスカッションを重ねた結果、投与量の変更が必要となり、何回かにわたり倫理委員会に再申請したことも理由としてあった。研究は順調に進行しているので、来年度も引き続き現状の進行を維持できるよう努力していく。代謝内分泌学当院の倫理委員会ではすでに承認されているが、迅速な研究遂行のため、当院以外の複数の関連施設(国際親善総合病院、千葉西病院、新吉田医院、近藤眼科)なども患者登録施設として倫理委員会に追加申請を行い、承認となった。今後の見通しとしては、約5月間のエントリー期間後に4月間のフォローが終了すれば、来年度には解析可能の予定である。
運動ニューロンにおける共役転写因子の解析

平成1112年度の研究計画であるラットの球海綿体脊髄核(SNB)の運動ニューロンにおける共役転写因子解析に関し、次の結果が得られた。1.リン酸化されたcAMP応答領域結合蛋白(CREB)、CREB結合蛋白(CBP)、ステロイド受容体共役転写因子(SRC-1)のポリクローナル抗体(アップステイト社)を用いて、SNB運動ニューロンを免疫組織化学的に調べた。2.2ヶ月齢の正常雄ラットのSNB運動ニューロンの核は強いCREB、CBP、SRC-1免疫陽性であった。しかし、去勢して血液中のアンドロゲン量を減少させてもこれらのの免疫反応性に変化が認められなかった。この結果は、アンドロゲンがSNB運動ニューロンのこれらの共役転写因子の発現に関与していないことを示唆している。3.22ヶ月齢の老齢雄ラットのSNB運動ニューロンのCREB免疫反応性は低下し、免疫反応を示すニューロン数の減少が認められたので、CREBの低下は老化過程の一現象なのかもしれない。平成11年度の研究計画であるラットの球海綿体脊髄核(SNB)の運動ニューロンのサイクリックAMP応答領域結合蛋白(CREB)、CREB結合蛋白(CBP)、ステロイド受容体共役転写因子ー1(SRC-1)の免疫組織化学的同定とその発現調節の解析に関し、次の結果が得られた。1.ラットのCREBの123から136までのアミノ酸配列に相当する合成ペプチドをリン酸化し、それに対するポリクローナル抗体(アップステイト社)を用いて、SNB運動ニューロンを免疫組織化学的に検索した。2.2ヶ月齢の正常雄ラットのSNB運動ニューロンの核は強いCREB免疫反応性を示した。しかし、去勢して血液中のアンドロゲン量を減少させてもCREBの免疫反応性に変化が認められなかった。この結果は、アンドロゲンがSNB運動ニューロンのCREBの発現に関与していないことを示唆している。3.22ヶ月齢の雄ラットのSNB運動ニューロンのCREB免疫反応性は低下し、免疫反応を示すニューロン数の減少が認められたので、CREBの低下は老化過程の一現象なのかもしれない。平成12年度の研究計画であるラットの球海綿体脊髄核(SNB)の運動ニューロンのcAMP応答領域結合蛋白(CREB)、CREB結合蛋白(CBP)、ステロイド受容体共役転写因子-1(SRC-1)の遺伝子発現調節の解析に関し、次の結果が得られた。1.リン酸化されたCREB、CBP、SRC-1に対するポリクローナル抗体(アップステイト社)を用いて、SNB運動ニューロンを免疫組織化学的に調べた。2.2ヶ月齢の正常雄ラットのSNB運動ニューロンの核はCREB、CBP、SRC-1に免疫陽性であった。しかし、去勢して血液中のアンドロゲン量を減少させてもそれらの免疫反応性に変化が認められなかった。この結果は、アンドロゲンがSNB運動ニューロンのCREB、CBP、SRC-1の発現に関与していないことを示唆している。3.アンドロゲンがCREB、CBP、SRC-1の発現に影響を与えないようなので、それらのmRNAの発現を調べないことにした。
小児の急性脳症と有機酸・脂肪酸代謝障害の関連に関する研究

小児期には発熱、感染などを契機に急性脳症をきたすことが少なくない。有機酸・脂肪酸代謝異常症の一部の発症形態も類似していることから、急性脳症の背景にこれらの代謝異常がかくれている可能性に注目されている。そこでこれらの疾患の生化学診断、分子診断体制を作った。また細菌毒素による急性脳症の発症機序が一過性β酸化障害によること、高脂血症治療薬ベザフィブラートが脂肪酸代謝異常症の代謝改善効果をもつことを明らかにした。小児期には原因不明の急性脳症に遭遇することがある。有機酸・脂肪酸代謝異常症は何かのストレスを機に急性発症することが多いことに着目して、原因不明の小児の急性脳症との関連性について検討した。平成22年度以下の研究成果を得た。1)有機酸・脂肪酸代謝異常症の診断と発症形態の調査:20012010年の間に診断した、有機酸代謝異常191例と脂肪酸代謝異常67例の発症形態を調べた。有機酸代謝異常では新生児期発症が191例中66例、乳幼児期以降成人期が94例、未発症例が31例(スクリーニング)であった。脂肪酸代謝異常67例では、新生児発症は12例で、乳幼児以降成人期が43例、未発症例(スクリーニング)12例であった。スクリーニングで発症前に診断された症例の転帰は発症してから診断された症例に比べて明らかに良好であった。2)In vitro probe assay:タンデムマスと培養細胞を組み合わせた脂肪酸代謝異常の診断法を用いて、発熱ストレスによるβ酸化系への影響を調べた。長鎖脂肪酸代謝の脆弱な細胞では、高熱の状態で長鎖脂肪酸の代謝が阻害されることが明らかになった。またベザフィブレートという高脂血症治療薬を培養液に添加して実験を行ったところ、脂肪酸代謝障害が矯正されることがわかった、治療に応用したい。急性脳症治療に応用できるかもしれない。3)酵素タンパク・遺伝子解析:グルタル酸血症1型19例の分子解析を行った。遺伝子変異よりも発症時期によって後遺症の重症度が影響されることがわかった。新生児スクリーニングの重要性が示された。次年度は、質量分析による生化学診断を進めて、日本とアジア諸国の患者の比較、in vitro probe assayによる脂肪酸代謝病態の解析をさらに進めてゆきたい。1)GC/MSとタンデムマスによる代謝異常の生化学診断:日本と海外からの依頼検体のGC/MS分析、タンデムマス分析による代謝異常診断を行った。20012010年の間に、日本国内から12,721例の依頼を受け238例(1,9%の発見率)の患者を診断した。アジア諸国からは4,579例の検査依頼を484例(10.6%の発見率)を診断した。アジアの中でも疾患内訳が国ごとに異なることがわかった。例えば、南アジア(ベトナム、インドなど)では日本に比べてメープルシロップ尿症、βケトチオラーゼ欠損症、オキソプロリン血症)が多いことがわかった。特に、ベトナムにはβケトチラーゼ欠損症が多く、ベトナム人固有のコモン変異(シェアー80%)が発見された。今後アジア諸国との共同研究によって民族的な特徴を明らかにする基礎データとなりつつある。2)MCAD欠損症の臨床遺伝的解析:日本人患者20例(タンデムマス、GC/MSの検査異常で発見)を検討した。うち2例はキャリヤーであった。アジアでこのような多数検体の研究はない。発症してから発見された9例中8例は死亡するか後遺症を残していた。発症前にマススクリーニングなどで発見された患者9例は全例正常発達をしていた。新生児マススクリーニングの有効性が証明される所見である。2例のキャリヤーだった症例は無症状であった。またキャリヤーでもタンデムマスのスクリーニングで陽性になることがわかった。さらに遺伝子解析では、c.449-452del変異が、日本人患者固有のコモン変異であることがわかった。韓国の症例でも比較的多く、東アジアに多い可能性がある。3)in vitroprobe assay(IVP assay)の新規診断法の確立: IVP assayで診断の難しかった全身性カルニチン欠乏症(カルニチントランスポーター欠損症)について、実験の条件を改良して有効な診断法を確立した。またそれを応用して、これまで診断困難であったCPT1欠損症の診断法もほぼ確立した。実際の患者で検証中である。平成25年度の主な研究成果は以下のとおりである。1)GC/MSとタンデムマスによる代謝異常の生化学診断:2013年の検査依頼数は、GC/MS分析で日本から832件、アジア諸国から819件、タンデムマス分析は日本2,252件、アジア諸国から676件であった。疾患内訳はアジア諸国で異なることがわかった。ベトナム、インドなどの南アジアでは、日本ではきわめて稀なβケトチオラーゼ欠損症、メープルシロップ尿症などが多い。

βケトチオラーゼ欠損症ではベトナム人固有のコモン変異のあることもわかった。2)PPARアゴニストのベザフィブラート(BEZ)による脂肪酸代謝異常症の代謝改善効果の検討:培養細胞とタンデムマスを用いるin vitroprobe (IVP)assayを用いて、BEZ大量添加による影響を検討した。グルタル酸血症II型重症型では遺伝子変異も欠失などが多く、BEZの効果が出にくい。通常の実験条件の約34倍量のBEZを使用したところ、重症遺伝子変異にもかかわらず蓄積したアシルカルニチンの軽減効果が観察された。BEZの薬理効果が、単純な酵素転写促進だけでは説明できない所見である。3)セレウス菌による急性脳症の機序解明:セレウス菌の毒素セレウリドを培養細胞に添加してIVP assayを行ったところ、グルタル酸血症II型に類似したβ酸化障害が観察された。今年度カンピロバクターと病原大腸菌のベロ毒素では、β酸化の障害作用は観察されなかった。4)低温環境の脂肪酸β酸化に及ぼす影響:低温下(33°C)でβ酸化能を検討したところ、脂肪酸代謝異常症の代謝障害が改善されることが観察された。高温下では長鎖脂肪酸代謝が抑制されたのと対照的な結果であった。急性脳症予防法の向上に有益な情報である。平成24年度の主な研究成果は以下のとおりである。1)GC/MSとタンデムマスによる代謝異常の生化学診断:2012年、検査依頼数はGC/MS分析日本から1,541件、アジア諸国から725件、タンデムマス分析は日本1.133件(患者発見率約2.0%)、アジア諸国から504件(約10%)であった。疾患内訳はアジアと日本以外のアジア諸国で異なることがわかった。3)PPARアゴニストのベザフィブラート(BEZ)による脂肪酸代謝異常症の治療の有効性:代表的な6種類の脂肪酸代謝異常症の細胞でin vitroprobe assayを用いてBEZの有効性を証明した。厳しい臨床経過をとっていた日本人小児患者にBEZを投与し劇的な臨床的効果を証明した。医師主導治験を検討に結びついている。4)発熱ストレスによる脂肪酸代謝に及ぼす影響:以前高熱下では全体にβ酸化が亢進するものの長鎖脂肪酸のβ酸化が抑制される可能性を示した。発熱時に上昇することの多いサイトカインのβ酸化に及ぼす影響を調べたところ、IL1βとTNFαが長鎖脂肪酸の代謝に抑制的に働くことを観察した。今後種々の薬剤によってこれらを改善する種々の薬剤を検討して治療法向上に役立てたい。5)特定薬剤の脂肪酸酸化に及ぼす影響:小児期に急性脳症に結びつく可能性のある薬剤がいくつか知られている。今年度アスピリン(サリチル酸の前駆体)の正常細胞に対する影響を調べたところ、長鎖脂肪酸のβ酸化を抑制することがわかった。今後他の薬剤もこの実験系によって毒性を明らかにしてゆきたい。β酸化能を評価するIVP assayの応用によって、これまで診断困難であった疾患の診断法が確立され、また治療薬をIVPassayによって証明されつつある。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育

LOGOを用いた教育実践の実態を把握するために、我国の小・中・高校におけるLOGOを用いた教育実践の論説を系統的に224件収録し、実践の実態を調査した。技術・家庭科の情報基礎でおいては、プログラミング教育の道具として多く活用されていることや、情報基礎のプログラミング教育においてはタートルグラフィックスを基礎とした動画・アニメーション、コンピュータ制御の教育が行われていることがわかった。LOGOのプログラミングの教育実践の75%は日本語化された命令を使って行われていることも明らかにできた。科学技術教育の立場で、最近のソフトウェア科学の進展を考慮しつつ、中学生を対象とした、情報科学や情報技術の基本を教え、ソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の教育内容を確立することができた。すなわち、最近のソフトウェア科学の成果を踏まえて、ソフトウェア教育を構造化し、構造化プログラムの原理的な部分(モジュール化と3制御構造)を核とした教育内容を構成できた。情報基礎ではBASICを用いられることが多いが、LOGOを用いるとモジュール化を意識せずに教授でき、より広い構造化の概念を教えることが出来ることを示した。以上の分析と検討に基づいて、LOGOを用いたソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の中学校生徒用のテキストを作成した。コマンドは日本語を用いた。本テキストは前半はグラフィックスを取り入れ、後半は技術教育の観点から発光ダイオード点滅制御とインテリジェントマウスの走行制御を教材としている。グラフィックスと制御学習の中でソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育が追求できるものとなっている。本研究によって視聴覚教育の立場でなく、科学技術教育の立場で、情報教育を把握することができたといえる。本研究は本年度と次年度の2年間に渡るものであり、本文はその最初の年の研究実績の報告である。現在までのLOGOを用いた教育実践の実態を把握するために、我国の小学校、中学校、高校におけるLOGOを用いた教育実践の論説を系統的に224件収録し、実践の実態を調査した。小学校における文献は30.4%であり、内容としては算数や学校裁量の時間などを活用して、プログラミングを中心としたコンピュータリテラシー教育が行われている。中学校における文献は30.8%であり、技術・家庭科の情報基礎でプログラミング教育の道具として多く活用されていることや、情報基礎のプログラミング教育においてはタートルグラフィックスを基礎とした動画・アニメーション・コンピュータ制御の教育が行われていることがわかった。日本語化されたLOGOの教育環境はコンピュータリテラシー教育を容易にしているといえる。次に教育実践の分析に基づいて、科学技術教育の立場で、最近のソフトウェア科学の進展を考慮しつつ、中学生を対象とした、情報科学や情報技術の基本を教え、ソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の教育内容を確立するための、基本的な骨格を構成することができた。LOGOを用いたソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の中学校生徒用のテキストを現在作成中であり、現在そのプロトタイプはできている。このテキストの完全な完成は次年度の予定である。

科学技術教育の立場で、最近のソフトウェア科学の進展を考慮しつつ、中学生を対象とした、情報科学や情報技術の基本を教え、ソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の教育内容を確立することができた。すなわち、最近のソフトウェア科学の成果を踏まえて、ソフトウェア教育を構造化し、構造化プログラムの原理的な部分(モジュール化と3制御構造)を核とした教育内容を構成できた。情報基礎ではBASICを用いられることが多いが、LOGOを用いるとモジュール化を意識せずに教授でき、より広い構造化の概念を教えることが出来ることを示した。以上の分析と検討に基づいて、LOGOを用いたソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育の中学校生徒用のテキストを作成した。コマンドは日本語を用いた。本テキストは前半はグラッフィクスを取り入れ、後半は技術教育の観点から発光ダイオード点滅制御とインテリジェントマウスの走行制御を教材としている。グラフィックスと制御学習の中でソフトウェアの構造化を中心としたコンピュータリテラシー教育が追求できるものとなっている。本研究によって視聴覚教育の立場でなく、科学技術教育の立場で、情報教育を把握することができたといえる。
社会国家成立の学的根拠の解明-シュタイン国家学の研究を通して-

1.シュタインの『国家学体系』(1852年)にシュタイン自身が書き込んだ大量のメモ書きを解読して、シュタインが国家学を展開する上で、またこれを学生に講義する際に、どのような文献を参考にし、それをどのように解釈したかが明らかになった。2.社会学としての国家学というシュタインの国家論における、カント・フィヒテ・ヘーゲルの影響を探り、そこにシュタイン独自の人格態概念が成立する過程を明らかにすると当時に、シュタインがみずからの人格態概念を社会のなかで生かす具体的な方法としてアダム・スミスの『国富論』から多くを学んだことが明らかになった。3.シュタインがウィーン大学で1855年から85年までにおこなった講義を調査すると同時に、当時の法学・国家学部の科目編成を調査して、シュタインの講義が当時の学的状況のなかでどのような位置を占めたかを解明した。すなわち、1855年のトウーン・ホーエンシュタイン教育改革によって実現した「財政学」「国民経済学」に加えて「行政学」と「法哲学」をシュタインは担当したが、同時に、キール時代に担当し、またみずからの学問体系の柱にしていた「国家学」が徐々に解体していくことにもなった。4.シュタイン国家学が現在持つ意味を探って行くと、「国家」概念が曖昧になりつつある現在をシュタイン国家学が逆照射する働きを持つことがわかる。また、シュタインが展開した行政学はいまや国際行政学としてさらに発展される必要があるが、そのような方向性をシュタインは元来持っていたはずであった。それがなぜ十分機能し得なかったのかが今後の課題である。さらに、シュタインの国家学において「自治」が脆弱である点も気になる。というのも、社会国家は、下手をすると、国家社会主義になりかねないからである。その点の解明も今後の課題として浮き彫りになった。ドイツでは、官房学を連想させる「福祉国家」という言葉を避けて、社会問題の解決を優先する国家を「社会国家」と呼ぶが、そのルーツはローレンツ・フォン・シュタインの国家学に求められる。「国家学」という名称から、社会を国家に還元する思想と誤解されがちだが、シュタインの国家学の内実は社会学にほかならない。シュタインの「社会学としての国家学」の基礎にあるのは人格態という概念である。人格態をどう位置づけるかが、統計から人口、財貨生活、経済、行政、教育、あるいはすべての社会問題を解決する要になっている。184142年のフランス留学中に初めて社会問題とその解決思想を知った法学徒シュタインは、以後、社会に焦点をあてて研究を進めたが、みずからも参加した1848年革命の挫折から、社会は自己解決能力を持たないと考え、社会王政論や憲政国家論を唱えた。しかし、社会問題の解決なしには国家は成り立たないとの信念は変わらず、その後シュタインは一貫して「社会学としての国家学」の構築に専念し、ウィーンを訪問した伊藤博文ほか日本からの留学生にもそれを力説した。本年度の研究では、社会王政論から「社会学としての国家学」へと転換するシュタインの1852年から56年にかけての思索の跡を、彼のノートや遺稿の解読も含めて、たどった。そのなかで、アダム・スミスの『諸国民の富』に対する評価がキーポイントになることがわかり、シュタインがアダム・スミスをどのように理解したかについてまとめて論文として公刊した。なお、シュタインのスミス評価においても人格態の位置づけが重要視されていることは言うまでもない。1、シュタインの『国家学体系』(1852年)にシュタイン自身が書き込んだ大量のメモ書きを解読して、シュタインが国家学を展開する上で、またこれを学生に講義する際に、どのような文献を参考にし、それをどのように解釈したかが明らかになった。

2、社会学としての国家学というシュタインの国家論における、カント・フィヒテ・ヘーゲルの影響を探り、そこにシュタイン独自の人格態概念が成立する過程を明らかにすると当時に、シュタインがみずからの人格態概念を社会のなかで生かす具体的な方法としてアダム・スミスの『国富論』から多くを学んだことが明らかになった。3、シュタインがウィーン大学で1855年から85年までにおこなった講義を調査すると同時に、当時の法学・国家学部の科目編成を調査して、シュタインの講義が当時の学的状況のなかでどのような位置を占めたかを解明した。すなわち、1855年のトゥーン・ホーエンシュタイン教育改革によって実現した「財政学」「国民経済学」に加えて「行政学」と「法哲学」をシュタインは担当したが、同時に、キール時代に担当し、またみずからの学問体系の柱にしていた「国家学」が徐々に解体していくことにもなった。4、シュタイン国家学が現在持つ意味を探って行くと、「国家」概念が曖昧になりつつある現在をシュタイン国家学が逆照射する働きを持つことがわかる。また、シュタインが展開した行政学はいまや国際行政学としてさらに発展される必要があるが、そのような方向性をシュタインは元来持っていたはずであった。それがなぜ十分機能し得なかったのかが今後の課題である。さらに、シュタインの国家学において「自治」が脆弱である点も気になる。というのも、社会国家は、下手をすると、国家社会主義になりかねないからである。その点の解明も今後の課題として浮き彫りになった。
構造的ゆらぎを伴うグラフデータに対するクラスタリング手法の確立

クラスタリングはデータの規則性や構造を発見する手法として知られている。近年では、大規模データに潜む因果関係や相互作用の解明を目的として、グラフデータのクラスタリング(グラフクラスタリング)が注目を集めている。しかしグラフデータは、個体間の情報を表現するという特徴ゆえに、構造的ゆらぎを避けることができない。そこで本研究では、ゆらぎの無視から重視という発想の転換を着想とする新たな知識融合型クラスタリングの構築に取り組んだ。また、大規模・不確実・不確定なデータを柔軟に処理するデータ解析の新たな方法論の構築に取り組んだ。平成30年度は研究計画に従い、知識ベースに基づくグラフクラスタリングの再開発による大規模データマイニングの実用化について番号順に実施した。1.知識ベースの再構築と数理モデルの検討を進めるために、これまでの検討に加えて、サイズ均等、位相的データ解析などを用いた数理モデルの開発に取り組んだ。2.クラスタリングで大規模データを扱う際の課題である最適クラスタ数の検討について、定量的評価指標である妥当性基準および自動推定アルゴリズムであるx-medoidsを構築した。これらの手法は、拡散カーネルなどを用いて重み付けを行うことで、重みなし・重みありのグラフデータを扱うことが可能である。開発手法について、分類性能、クラスタ数の推定、計算時間について評価したところ、一部の開発手法においてグラフクラスタリングの代表的手法であるLouvain法を上回る結果となった。3.大規模データを高速に解析し、有用な情報を抽出する新たなクラスタリング手法を開発するために、位相的データ解析の諸技法をクラスタリングに導入することを検討した。これまでのところ、ベクトルデータに対するアルゴリズムを構築し、分類規則の観点からその特徴を明らかにした。クラスタリングはデータの規則性や構造を発見する有用な手法として知られている。近年では、大規模データに潜む因果関係や相互作用の解明を目的として、グラフデータのクラスタリング(グラフクラスタリング)が大きな注目を集めている。しかしグラフデータは、個体間の情報を表現するという特徴ゆえに、構造的ゆらぎを避けることができず、データ本来の情報に基づいて解析が行われているとは言い難い。そこで本研究では、ゆらぎの無視から重視という発想の転換を着想とする新たな知識融合型クラスタリングの構築を目的とする。さらに、構造的ゆらぎに対する知識のモデル化とクラスタリングの融合という見地から手法の開発を進め、大規模・不確実・不確定なデータを柔軟に処理するデータ解析の新たな方法論の構築を目指す。平成28年度は研究計画に従い、以下の項目について番号順に実施した。1.データ解析分野における構造的ゆらぎについて、先行研究および実データを調査し、それらの数理モデルとこれまでに構築した知識ベースとの関連性について検討した。さらに、グラフデータ特有の性質に着目し、類似点・相違点を精査し、構造的ゆらぎに対する知識ベースの構築について検討した。2.グラフクラスタリングの代表的手法であるLouvain法などを実装し、分類規則の特徴、適切に処理できるデータの規模、計算時間、について問題点を抽出した。また、1.で検討した知識ベースを手法に組み込む際の課題についても併せて検討を進めた。3.上記を基に、構造的ゆらぎに対する知識ベースのプロトタイプを開発し、モデル化を行った。それらのモデルとクラスタリング手法を照合し、プロトタイプの修正および再検討を行い、知識融合型クラスタリングの開発に必要となる、ゆらぎを扱う数理モデル(ゆらぎモデル)を開発した。これらの実施内容を踏まえ、次年度以降の研究計画を再検討した。平成28年度に予定していた研究計画の各項目について達成度を、計画以上(A)、計画通り(B)、計画よりやや遅れている(C)、計画よりかなり遅れている(D)、の4段階で評価する。1.データ解析分野における構造的ゆらぎの調査とこれまでに構築した知識ベースとの関連性の検討について、平成28年度4月から9月にかけて行う予定だった。ゆらぎが指す概念・範囲・扱われ方を整理し、それらの数学モデルと、これまでに構築した知識ベースの関連性を精査した。また、グラフデータを解析対象とする際に、新たに検討が必要となる領域についても検討を進めた。(B)評価。2.既存のグラフクラスタリング手法の実装と問題点の抽出について、平成28年度9月から平成29年3月にかけて行う予定だった。多くの先行研究で有効性が検証されているLouvain法などを実装し、小規模の人工データと中規模のベンチマークデータを用いて、分類規則の特徴、適切に処理できるデータの規模、計算時間、について問題点を抽出した。さらに、クラスタ分割の定量的評価を行う指標であるModularityと、従来から用いられている妥当性基準との比較を進め、それぞれの問題点を明らかにした。また、知識ベースを見直し、構造的ゆらぎをアルゴリズムに組み込む方法についても検討した。(A)評価。3.構造的ゆらぎに対する知識ベースのプロトタイプ開発、数理モデル開発、プロトタイプ修正について、平成28年度9月から平成29年3月にかけて行う予定だった。構造的ゆらぎに対する知識抽出、既存手法の問題点把握が順調に進展したことから、開発、モデル化、修正のサイクルを進める十分な時間を確保できた。これらの検討を踏まえ、知識融合型クラスタリング開発に必要となる、ゆらぎモデルを開発し、次年度以降の計画遂行の準備を整えた。(B)評価。

しかしグラフデータは、個体間の情報を表現するという特徴ゆえに、構造的ゆらぎを避けることができず、データ本来の情報に基づいて解析が行われているとは言い難い。そこで本研究では、ゆらぎの無視から重視という発想の転換を着想とする新たな知識融合型クラスタリングの構築を目的とする。さらに、構造的ゆらぎに対する知識のモデル化とクラスタリングの融合という見地から手法の開発を進め、大規模・不確実・不確定なデータを柔軟に処理するデータ解析の新たな方法論の構築を目指す。平成29年度は研究計画に従い、知識ベースに基づくグラフクラスタリングの開発および評価について番号順に実施した。1.知識ベースの検討として、グラフデータ、構造的ゆらぎ、クラスタリング手法、ゆらぎモデルの4つを構成要素とする知識融合型クラスタリングのフレームワークを検討した。2.開発手法の評価および既存手法との比較について、開発手法の特徴を明らかにするための評価指標として、妥当性基準および情報量基準を検討した。これらを用いて、分類規則の特徴、適切に処理できるデータの規模、計算時間について評価したところ、一部の開発手法においてグラフクラスタリングの代表的手法であるLouvain法を上回る結果となった。3.ゆらぎモデルおよび知識ベースの再構築として、上記の評価結果から、有効性が明らかとなったゆらぎモデルを拡張し、知識ベースの修正を行った。また、知識ベース、数理モデル、クラスタリング手法を適宜修正し、構造的ゆらぎに関する知識の不足領域について調査し、知識融合型クラスタリングの再開発を進めている。平成29年度に予定していた研究計画の各項目について達成度を、計画以上(A)、計画通り(B)、計画よりやや遅れている(C)、計画よりかなり遅れている(D)、の4段階で評価する。1.知識ベースに基づくグラフクラスタリングの開発について、平成29年4月から9月にかけて行う予定だった。特に、グラフデータに対する知識ベースとの融合として、グラフデータ、構造的ゆらぎ、クラスタリング手法、ゆらぎモデルの4つを構成要素とする知識融合型クラスタリングのフレームワークを検討した。また、フレームワークに基づくグラフクラスタリング手法の類型を行い、開発が必要となる手法について明らかにした。(B)評価。2.開発手法の評価および既存手法との比較について、平成29年度中に行う予定だった。開発手法の特徴を明らかにするための評価指標として、妥当性基準および情報量基準を検討し、人工データおよびベンチマークデータによる評価を行った。評価項目として、分類規則の特徴、適切に処理できるデータの規模、計算時間について評価したところ、開発した手法および妥当性基準の一部において代表的手法であるLouvain法を上回る結果が得られた。(A)評価。3.ゆらぎモデルの修正および知識ベースの再構築について平成29年度9月から実施予定だった。
『狐物語』γ本の使用語彙総覧試論

その後Sort mode(単語並べ換え)により、当該個所のADの各文字で始まる全使単語を、アルファベット順に並べ換えたリストを作成した。次にSearch mode(単語検索)により、各単語の使用されている行全てのリスト・アップを全単語について行なう予定であったが、単語の数がひじょうに多いので、本年度はRenart,goupilなど重要単語のみについて行うことにし、実施した。(問題点と今後の課題)(1)動詞の法・時制・人称により活用語尾が多様であり、同一単語にもかかわらず別々の異なる単語としてコンピューターに認知される。ー→語幹のみによる検索が不可能か、プログラムの変更を孝慮する必要がある。(2)古フランス語のテクストなので、正書法が確立されていないので、同一単語に対して多種類の綴字があるので、これをどう処理するか、今後の課題である。(3)本研究進行中に、千葉大学の加藤尚武教授、同土屋教授を中心として、人文科学におけるコンピューターの有効利用を目ざす「テクスト・データ・ベース研究会」からの照会があり、当研究代表者もそれに加わったので、今後は、同研究会を中心とする全国の研究者と情報交換を行ない、より効果的な研究を推進する必要がある。
マウス神経特異的RNA結合蛋白質遺伝子の構造と機能及び発現の解析

マウス能のcDNAライブラリーを鋳型としてPCRを行ない、ヒトのHuD、HuC、Hel-N1と相同な蛋白質をコードする3種類のcDNAをクローニングし、それぞれmHuD,mHuC,Mel-N1と名付けた。ノザンブロット解析を行った結果、mHuD,mHuC,Mel-N1の各マウス遺伝子は脳特異的に長さの異なる2種類のmRNAを産生しており、mHuD,Mel-N1遺伝子に関しては精巣でも弱い発現を示すことが判明した。in vitroselection系を用いて、それぞれの蛋白質のRNA結合特異性を調べたところ、Pu(U)_<2-5>(PU)_<1-2>(U)_<2-5>PuというAU-rich element様の配列を持つRNAと結合することが明らかになった。また、mHuC蛋白質は3個のRNA結合ドメインを持つが、実際にAU-rich element配列を認識し結合能を担っている領域を特定した結果、アミノ末端側の2個のRRMだけで完全なmHuC-L蛋白質とほぼ同等のRNA結合能や結合特異性を有していることが明らかになった。さらに、これまで機能不明であったカルボキシル末端側のもう1個のRNA結合ドメインが、ほとんど全てのmRNAの3′末端に存在するポリ(A)配列に結合することを発見した。この同一蛋白質内に存在する2種類のRNA結合能によって、mHuCを含めた一群の神経特異的RNA結合蛋白質がproto-oncogeneなどの細胞増殖を制御するmRNAに特異的かつ効率良く結合することが強く示唆された。一方、mHuCと類似のマウスMel-N1蛋白質が細胞質内に局在することや、自分自身をコードするmRNAの3′非翻訳領域に特異的に結合することを見出し、この蛋白質の発現が自己制御されている可能性を提唱した。Elav及びHuD蛋白質のRNA結合ドメイン間で保存されているアミノ酸配列を指標にして合成プライマーを作製し、マウス脳のcDNAライブラリーを鋳型としてPCRをな行い、RNA結合ドメインをコードしていると思われる3種類のcDNA断片を得た。これらをプローブとして前述のライブラリーから全長のcDNAを単離し塩基配列を解析した結果、それらのcDNAはヒトのHuD、HuC、Hel-Nlと相同な蛋白質をコードしており、アミノ酸配列レベルでそれぞれ96%以上の高い類似性を示すことを明らかにした。分離したcDNAをプローブとしてノーザンブロット解析を行った結果、mHuD, mHuC, Mel-Nlの各マウス遺伝子は脳特異的に長さの異なる2種類のmRNAを産生しており、mHuD, Mel-Nl遺伝子に関しては精巣でも弱い発現を示すことが判明した。また、mHuC遺伝子に関しては、選択的スプライシングによって生ずるものと推定される、ORF内に7アミノ酸分のエキソンを含むものと含まないもの(それぞれをmHuC-L, mHuC-Sと呼ぶことにする)の2種類のmRNAが存在することが明らかになった。in vitroselection系を用いて、それぞれの蛋白質のRNA結合特異性を調べたところ、Pu(U)_<2-5>(Pu)_<1-2>(U)_<2-5>Puというコンセンサス配列を持つRNAと結合することが明らかになった。さらに、mHuC蛋白質は3個のRNA結合ドメインを持つが、実際にコンセンサス配列を認識しRNA結合能を担っている領域を特定するために、人為的に欠失変異を導入しin vitroselection法で選択されてきたRNAとのUVクロスリンク実験を行った。その結果、アミノ末端側の2個のRRMだけで、完全なmHuC-L蛋白質とほぼ同等のRNA結合能や結合特異性を有していることが明らかになった。

マウス神経特異的RNA結合蛋白質であるmHuCは、選択的スプライシングによって2種類のisoform(mHuC-L及びmHuC-S)を産生するが、この両者のAU-rich elementに対するRNA結合能を詳細に解析した結果、ほとんど同一の特異性を有することが明らかになった。しかしながら、両者の違いである7アミノ酸残基の中に特定の蛋白質リン酸化酵素の標的となる配列が見出されたことから、mHuC-L蛋白質が細胞周期に関連する制御を受けている可能性が示唆された。また、mHuC蛋白質は3個のRNA結合ドメインを持つが、実際にAU-rich element配列を認識し結合能を担っている領域を特定した結果、アミノ末端側の2個のRRMだけで完全なmHuC-L蛋白質とほぼ同等のRNA結合能や結合特異性を有していることが明らかになった。さらに、これまで機能不明であったカルボキシル末端側のもう1個のRNA結合ドメインについて、各種RNAとの結合実験を行ったところ、このドメインがほとんど全てのmRNAの3′末端に存在するポリ(A)配列に結合することを発見した。この同一蛋白質内に存在する2種類のRNA結合能によって、mHuCを含めた一群の神経特異的RNA結合蛋白質がproto-oncogeneなどの細胞増殖を制御するmRNAに特異的かつ効率良く結合することが強く示唆された。一方、mHuCと類似のマウスMel-N1蛋白質が細胞質内に局在することや、自分自身をコードするmRNAの3′非翻訳領域に特異的に結合することを見出し、この蛋白質の発現が自己制御されている可能性を提唱した。
統合失調症発症関連因子ＤＩＳＣ１と結合するｍＲＮＡの網羅的同定と機能解析

DISC1は有力な統合失調症発症関連分子である。しかしながら、DISC1が関わる分子病態は理解されていない。申請者はDISC1がITPR1カルシウムチャネルなどのシナプス制御タンパク質をコードするmRNAと直接結合すること、その結果、樹状突起においてmRNAのシナプスへの輸送を制御していることを明らかにした。そして、DISC1とmRNAの結合がシナプスの長期増強(Long-term potentiation; LTP)に必要であることを見出した。これらの結果は、DISC1がmRNA結合タンパク質として働き、特定のmRNAをシナプスへ輸送することで、シナプスの伝達効率を制御していることを示した。本課題において申請者は、DISC1によるmRNA制御の生理的意義と分子機序を解明するため、1.DISC1と結合するmRNAの同定と評価、2.DISC1ノックアウトマウスを用いたRNA輸送・翻訳機構メカニズムの解明に取り組んでいる。H24年度で申請者は、DISC1結合mRNAの同定と評価を試みた。申請者は既に同定していたDISC1結合mRNAについて正当性を評価するため、特異的遺伝子プライマーを用いたQPCR法によりDISC1結合mRNAの定量を試みた。Control IgGに比べてDISC1免疫沈降産物では、IP3R1とともに電位依存性イオンチャネル(CACNA1C, CACNA2D, KCNC1, KCNC4)やKalirin RhoGEF遺伝子をコードするmRNAが23倍まで濃縮していた。in vitro結合実験から、DISC1タンパク質が単離されたmRNAの3'UTRと直接結合することを明らかにした。申請者はゲノムレベルで網羅的にDISC1結合mRNAを同定するため、抗DISC1抗体を用いてマウス脳可溶化物から免疫沈降実験を行い、DISC1とともに共沈したRNAを用いてUV-crosslinking and immunoprecipitation assay (CLIP)法による遺伝子決定を試みた。しかしながら精製mRNAが極めて微量であったため、同定することができなかった。そこで申請者は、野生型およびDISC1ノックアウトマウスを用いてDNAマイクロアレイ解析を行い、変動するmRNAを調べた。変動する遺伝子の幾つかはシナプス機能分子であることがin silico解析から分かった。現在、変動したmRNAとDISC1が結合するかどうかを検討している。これらの結果から、申請者はDISC1が幾つかのシナプス機能関連分子のmRNA輸送・翻訳に関与していることを示唆した。Disrupted-in-Schizophrenia-1(DISC1)は最も有力な統合失調症発症関連因子であるが、その分子機序は明らかになっていない。申請者は新規DISC1相互作用分子として多くのRNA結合蛋白質を同定していたが、その生理的意義は不明であった。そこで申請者はDISC1によるmRNA制御の生理的意義と分子機序を解明するため、1)DISC1と結合するmRNAの網羅的同定、2)DISC1ノックアウトマウスを用いたRNA輸送・翻訳機構メカニズムの解明について解析に取り組んだ。研究課題1:これまでに申請者は、成体マウス脳可溶化物からのDISC1免疫沈降実験で、IP3受容体やRhoGEF Kalirin、電位依存性のカルシウム及びカリウムチャネルサブユニットをコードするmRNAが共沈してくることを見いだしている。最終年度において申請者は、同定したmRNAのDISC1への結合を検討するため、in vitro RNA結合実験を行った。DISC1は上述したmRNAの3'UTR領域RNAと相互作用した。これらの解析から申請者は、DISC1と結合するmRNAを同定することができた。研究課題2:これまでに申請者は、DISC1がシナプス可塑性に働くIP3受容体mRNAの樹状突起輸送を制御していることを見出している。最終年度において申請者は、DISC1が関わるmRNA輸送機構がシナプス機能制御に関与しているかについて検討した。申請者はDISC1のRNA結合部位(3542aa)に対応した膜透過性ペプチドを作成した。当該ペプチド(DISC1Ntide)はDISC1とIP3R1-3'UTR RNAとの相互作用を容量依存的に阻害した。3週令マウスから作成した急性海馬スライスにDISC1Ntideを投与したところ、コントロールペプチドと比べ、シナプス長期増強(LTP, long-term potentiation)に異常が認められた。この結果は、DISC1が関わるmRNA輸送機構がシナプス可塑性に関与していることを示唆した。神経科学本課題において申請者は、DISC1によるmRNA制御プロセスの生理的意義とその分子基盤について検討した。研究計画に従い、申請者はDISC1と結合するmRNAの網羅的同定を行い、幾つかのシナプス制御分子をコードするmRNAを同定した。同定されたmRNAの一部はDISC1と樹状突起で共局在し、その局在にDISC1が関与していることを明らかにした。また申請者は、DISC1によるmRNA輸送メカニズム解析について、DISC1がHZFやIP3R1mRNAと三者複合体を形成しIP3R1 mRNAの輸送制御を行っていることを明らかにした。