hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
意味概念の再構築と精神疾患における意味生成の不全(現象学と精神医学の相補的研究)

本研究は、自閉症における言語獲得、および対人関係の発達の研究を軸にして進められた。国立成育医療センター発達心理科医長宮尾益知先生のご指導・ご協力の下フィールドワークを行い、それに基づき成育医療センターの先生方とともに研究を進め、すでに何本かの学会発表を行い、またこれから学会誌で成果を出版することになっている。さらに、成果の一部はヨーロッパの雑誌においてフランス語で発表している。内容については、自閉症児が視線・対人関係において抱える問題には二段階の発達過程が関わっていることを明らかにした。第一段階については「対人触発」、第二段階については「図式化・組織化」という概念を導入してその質的な違いを考察した。対人触発は、向かってくるベクトルの経験であり、図式化は感情や運動の読みとり、模倣の形成に関わる。さらにこの現象学的な考察が、最新の神経学的な知見と整合性を持つことを国立成育医療センター木村育美先生の研究をもとに示すことができた。この知見をもとに、重度の自閉症児から、軽度発達障害に到るまでの対人関係における様々な具体的な困難に対して、一貫した理論的説明を与えることに成功している。さらにパニックや常同行動といった自閉症児に特徴的な行動について、整合的な説明を与えることができた。言語機能については、健常児の言語発達が、文法機能の発達以前に対人触発、および情動性の組織化の発達を基盤としていることを明らかにするとともに、自閉症児の場合には、これらの基盤を持つことなく、文法機能の獲得と、知覚機能の発達が直接接続していることを明らかにした。また現在は自閉症児の遊びの発達についての質問紙の製作を準備し始めているところである。本年度は、特に心的外傷と自閉症についての精神病理学的研究を手がかりに、自己意識の現象学的分析を試みた。心的外傷については『現象学年報』への論文掲載や、フッサール研究会での発表を行っている。特に外傷体験時の解離現象と、フラッシュバックと呼ばれる特異な想起について自己意識の変容という視点から研究を行った。なかでも身体における受動的な記憶と想像力および間身体性との関係について新たな知見を得た。自閉症については、名古屋大学医学部での研究会や、東洋大学の山口一郎先生と河本英夫先生のゼミナールで発表を行っている。これは母子関係(自我成立以前の情動的間身体性)のなかでの自己感の形成と、身体感覚の形成という視点からの分析である。哲学研究としては、レヴィナスの自己概念についての研究について学内研究会での発表および論文出版を行っている。なお自閉症については、9月より、国立生育医療センターにおいて、宮尾益知先生(発達心理科)のご指導を受けながら、臨床および社会技能訓練や音楽療法の集団セッションにおいて自閉症児を観察する機会を得ている。この共同研究については来年度も継続して続けてゆく。また10月に、マルク・リシール教授(ベルギー、ブリュッセル自由大学)、ラズロ・テンゲリ教授(ドイツ、ヴッパータール大学)というヨーロッパで活躍している現象学者を招聘し、東京大学、東洋大学、立命館大学で講演会を開催し、多数の現象学研究者・精神病理学者にご参加いただき討論を行った。日欧の現象学の交流にささやかながら貢献できたと思われる。本年度は、とくに心的外傷と自閉症の研究において成果をあげた。自閉症に関しては、国立成育医療センター発達心理科医長宮尾益知先生のもとで継続的に研究を行った(参照:www.ncchd.go.jp/nennpou15/4-1-7-2.pdf)。その結果一本の論文(「自閉症者のシェルターと安心感の起源としての間身体性」)を発表するとともに、5月の日本哲学会(「超越論的主観性を支える間身体性についてー自閉症を手がかりに」)と、3月のフッサール研究会(「表現の構造『論理学研究』第一研究」と自閉症児の言語障害」)で合わせて二本の口頭発表を行った。これによって、自閉症児特有の常同行為、身体構成の不全、特異な言語使用の構造解明について現象学の視点から貢献を行うことができた。今後も学会発表を行うとともに随時論文にまとめ、発表してゆく予定である。その他にも帝京大学・自治医科大学の精神科医の先生方を中心とする研究会、自治医科大学・杏林大学の精神科医の先生方の研究会に参加し、精神病理学に関する理解を深めた。純粋な哲学研究の分野においては、レヴィナスについて日本で一本、フランスで共著論文を一本発表した。特に前者は、事実性・情動性の側面から意味現象を考察し、その限界値の構造を見定めようとする試みである。また、フランスのポワティエ大学より京都大学が招聘したミクロシュ・ヴェトー教授を東京に招きセミナーを開催し、カントを中心とする近代哲学に関して検討する機会を得た。さらにこの現象学的な考察が、最新の神経学的な知見と整合性を持つことを国立成育医療センター木村育美

先生の研究をもとに示すことができた。この知見をもとに、重度の自閉症児から、軽度発達障害に到るまでの対人関係における様々な具体的な困難に対して、一貫した理論的説明を与えることに成功している。さらにパニックや常同行動といった自閉症児に特徴的な行動について、整合的な説明を与えることができた。言語機能については、健常児の言語発達が、文法機能の発達以前に対人触発、および情動性の組織化の発達を基盤としていることを明らかにするとともに、自閉症児の場合には、これらの基盤を持つことなく、文法機能の獲得と、知覚機能の発達が直接接続していることを明らかにした。また現在は自閉症児の遊びの発達についての質問紙の製作を準備し始めているところである。
擬天然物の翻訳プログラム合成と薬剤探索

本研究では、申請者が10年に渡り研究を推進してきたフレキシザイム(1999年に申請者が独自に単離・同定したtRNAアシル化RNA酵素)を用いた遺伝暗号リプログラミングの基盤技術をさらに飛躍発展させ、mRNA鋳型依存的に天然物ライクな特殊ペプチドライブラリーを自在に合成する技術とその網羅的探索技術を開発する。さらに、その創薬応用を展開する事で特殊ペプチドによるケミカルバイオテクノロジーの新時代を築く。具体的には、(1)両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発、(2)リボソームによる炭素・炭素結合形成技術開発によるポリケチド骨格含有特殊ペプチドの合成、(3)上記特殊ペプチドライブラリーの合成と網羅探索系の融合、(4)生理活性特殊ペプチドの探索、を目標に掲げた。別途申請した予算の執行開始により、本研究予算は2ヶ月でストップしたため、計画の本予算による実績は終了時点では出ていなかったが、その後(1)両親媒性環状特殊ペプチドの合成技術開発に関しては、既に合成技術の確立には成功し、現在、(3)上記特殊ペプチドライブラリーの合成と網羅探索系の融合に向けた計画が進行し始めた。他の研究計画については、現在進行中であり、報告すべき成果はまだ出ていない。研究発表については、前年度から引き続いている研究成果のうち、今年度発表したものを記載した。
Candida albicansのコロナイゼーションの解析(菌系と酵母の相互作用におけるペリクルの役割)

義歯表面に対する付着はデンチャープラークの形成の重要な第一段階であるため、これまで義歯性口内炎の原因菌であるCandida albicansの固体表面に対する付着機構を解析してきた。そしてこれらには従来より報告されている疎水的相互作用や静電的相互作用などの非特異的付着因子だけでなく唾液や浸出液によって形成されるデンチャーペリクルに対する特異的付着因子も関与していることを明らかにした。加えて最近、このようなデンチャーペリクルによってC.albicansの重要な病原因子である菌糸の発育や材料への侵入が誘発され、これに伴いその定着が促進されることを電子顕微鏡による観察によって明らかにした。さらにこのような定着に際しては、従来より調べられている酵母-酵母間の凝集だけでなく菌糸に対する酵母の凝集が重要な1因子であることを観察している(未発表)。したがって本研究では、C.albicansの菌糸と酵母の相互作用に関与する種々の因子についての検討を行った結果以下の知見を得た。1.菌糸-酵母間の相互付着には、唾液・浸出液成分が強く関わっている。2.免疫染色の結果、唾液タンパクのうちフィブロネクチンが関与している。また、コンカナバリンAで染色される物質(おそらく唾液ムチン)の関与も認められた。3.免疫染色の結果、浸出液タンパクのうちフィブロネクチン、マンナン結合性タンパクが証明され、コンカナバリンAで染色される物質やプロテインAで染色される物質(おそらくIgG,IgM)の関与が示唆された。
イソプレニルピロリン酸Solvolaseの研究

1.赤酵母を培養し、ビブロゲンセルミルを用いて細胞を破砕し、無細胞抽出液を得た。これを硫酸アンモニウムで4060%飽和にし、得られるタンパク沈殿を(1)DEAE-トヨパールイオン交換カラムクロマトグラフィーにより精製したところ、ファルネシルピロリン酸合成酵素より目的のネロリドール合成酵素は少しおくれて溶出されることがわかった。(2)そこでハイドロオキシアパタイトカラムクロマトグラフィーを行ったところ、ファルネシルピロリン酸合成酵素といわゆるSolvolaseは完全に分離したが、ゲラニルゲラニルピロリン酸合成酵素とは分離しなかった。2.パン酵母にもSolvolase様活性があることを別個に確認してあったので赤酵母の代りにゲラニルゲラニルピロリン酸合成酵素活性をもたないパン酵母を用いて同じ実験を行った。その結果DEAE-トヨパールイオン交換クロマトグラフィーにより精製したところファルネシルピロリン酸合成酵素の後ろに割と分離して溶出してきた。さらに精製するためHA-ウルトロゲル(ハイドロキシアパタイトゲル)でカラムクロマトグラフィーを行ったところ活性が溶出して来なかった。3.酵素の安定化について調べたところある程度のタンパク質濃度があれば安定であることがわかった。そこで酵母を大量に用いて精製することにしたが、このようにするとSolvolaseがこれまでの予備実験とは異なる性質を示すようになった。たとえば硫酸アンモニウム沈殿の挙動が変ったり、活性が極端に下ったりした。これは一部膜酵素的な性質があるためと思われ現在検討中である。
鯨類におけるウイルス検出と免疫遺伝子との相互関係

本研究では、鯨類の特に座礁集団および個体に着目し、座礁の原因究明の一つの手段として、ウィルス感染の有無とその動向のモニタリング、および検出されたウィルスの系統解析をおこない、宿主-ウィルスの共進化関係の有無と、免疫遺伝子MHCとの相互関係について探ることを目的としてきた。本年度も引き続き日本各地において座礁・混獲された鯨類より試料の収集をおこない、10鯨種・47個体の試料を得た。これは北海道ストランディングネットワーク・北海道大学・国立科学博物館・大村湾スナメリネットワーク(仮称)・宮崎くじら研究会との連携によるものであり、本プロジェクトもこれらネットワークの構築・運営の一部に携わっている。これまでに蓄積された試料について、DNA診断によるウィルス検出をおこなったところ、4鯨種・4個体よりヘルペスウィルスが検出された。本年度は特にこれらの系統解析と病理学的所見との関連性について解析を進めた。系統解析の結果、カズハゴンドウの鼻腔粘膜およびオキゴンドウの肺より検出されたウィルスは、それぞれ新たな系統のアルファヘルペスで、オウギハクジラおよびマッコウクジラのリンパ節からのものは、同じく新たな系統のガンマヘルペスと同定された。鯨類から検出されたアルファヘルペスウィルスは単一のクレードを形成し、種1分類群特異的な進化が示唆された。一方で、ガンマヘルペスウイルスの鯨類クレードは大きく2つに分かれており、これらウィルスの起源が複数あることを示した。またアルファヘルペスウィルスは主に呼吸器系統から、先行研究におけるガンマヘルペスウイルスは主に生殖器から、そして本研究によるガンマヘルペスウィルスはリンパ節から検出され、これらの系統のウィルスがそれぞれ異なる組織をターゲットとし、潜伏感染をおこなっていることが示唆された.なおこれらの結果は学術誌に投稿中である。現在、国立科学博物館動物研究部が中心となってストコンディングネットワークが始動しており、多くの座礁事例に迅速に対応できるようになってきている。座礁個体は時間とともにその試料としての価値が減衰し、得られる情報が限られてくる。今回申請した題目が採用されれば、積極的に迅速に対応でき、病理所見を始め、多くの生物学的情報を収集すると共に、MHC解析を中心としたDNA解析用の組織試料、特にウイルス検出用として鼻腔内スワブ(拭い液)、リンパ組織や肺、脳組織の試料を収集する。この際、多くのウイルスがRNAウイルスであることを考慮し、RNA抽出組織用の試料保存液(RNA later)を使用する。今年度は(1)混獲ネズミイルカのDNA分析用サンプル採取:北海道函館市臼尻20年4月23日24日、(2)座礁スナメリのDNA分析用サンプル採取:長崎県大村湾20年4月25日、(3)漂着鯨類のDNA分析用サンプル採取:北海道苫小牧市有明町20年7月18日19日、(4)イシイルカのDNA試料採取:北海道石狩市石狩新港20年6月27日28日、(5)ゴンドウクジラのDNA試料採取:熊本県苓北町20年12月13日(6)ネズミイルカのDNA試料採取:北海道目梨郡羅臼町峯浜町20年12月13日15日をおこなった。ヘルペスやパポーバといったウイルスは潜伏感染することが知られ、また多くの種を宿主としている。このようなウイルスはホストーパラサイト問の共進化により宿種特異的に進化する可能性があるといわれている。申請者はすでに日本近海に座礁した鯨類からアルファとベータの2つのヘルペス亜科から4つの新たなウイルスを検出した。鯨類ヘルペスはそれぞれがまとまる傾向にあり、種群特異的な進化の傾向がみられる。2008年宮崎県青島で座礁したハナゴンドウからもヘルペスウイルスを検出したが、それは大西洋のハナゴンドウにおいてすでに報告されていたものであった。この個体にはペニスに腫瘍があり、宮崎大学農学部水産学教室との共同研究により、組織学的にもウイルス封入体が確認された。

またアルファヘルペスウィルスは主に呼吸器系統から、先行研究におけるガンマヘルペスウイルスは主に生殖器から、そして本研究によるガンマヘルペスウィルスはリンパ節から検出され、これらの系統のウィルスがそれぞれ異なる組織をターゲットとし、潜伏感染をおこなっていることが示唆された.なおこれらの結果は学術誌に投稿中である。
筋萎縮性側索硬化症モデルマウスにおける神経細胞死の調節機構の検討

孤発性ALS患者脊髄に生じている疾患特異的分子異常を再現した分子病態モデルマウスAR2マウスを作成し,この変異マウスの解析により、以下のことを明らかにした。1)GluR2Q/R部位のRNA編集(A-to-I変換)は専らADAR2により行われる。2)AR2マウスは緩徐進行性の選択的運動機能障害、運動ニューロンの変性脱落を呈する。3)ADAR2缺損が緩徐進行性の神経細胞死の直接原因になる。4)その分子メカニズムは、ADAR2活性低下によりQ/R部位未編集型GluR2が発現することであり、AMPA受容体のCa2+透過性亢進によると考えられる。ADAR2缺損によるGluR2Q/R部位以外でのRNA編集効率低下は神経細胞死に関与しない。5)運動ニューロンの内、外眼筋運動ニューロンはADAR2活性低下による運動ニューロン死に抵抗性が高く、ALSにおける病変の選択性を再現している。以上のように、AR2マウスは孤発性ALSの分子病態を反映し、表現型もALSに類似することから、ALSの病因解明、治療法開発にとり有用なツールになると考えられる。申請者らは,孤発性ALSにおける運動ニューロン死の分子メカニズムを明らかにするために,AMPA受容体サブユニットであるGluR2のQ/R部位RNA集を触媒するADAR2遺伝子のコンディショナルノックアウトマウス(ADAR2^<flox/flox>/VAChT-Creマウス)を作成し,ADAR2活性低下がこの部位のRNA集を消失させ,運動ニューロンに神経細胞死を起こすことを明らかにした。しかし,ADAR2遺伝子のノックアウトにより,GluR2 Q/R部位以外のADAR2基質となるRNA集部位も編集異常が生じると考えられ,神経細胞死には,GluR2の編集異常以外の因子が関与している可能性が否定できない。そのために,神経細胞死におけるGluR2 Q/R部位のRNA編集異常の役割を明らかにする目的で,このコンディショナルノックアウトマウスと,ADAR2に依らず編集型GluR2 (GluR-B_R)を発現する変異マウスとを交配して得たADAR2^<flox/fiox>/VAChT-Cre/GluR-B^<R/R>マウスで運動ニューロン死が生ずるかどうかを検討した。この変異マウスは行動異常を呈さず,6カ月齢における脊髄の組織学的検討でも前角細胞の脱落を認めなかった。このことは,ADAR2ノックアウトマウスにおける運動ニューロン死は専らGluR2Q/R部位のRNA集異常を通じていることを示している。したがって,孤発性ALS運動ニューロンに見られるGluR2 Q/R部位のRNA編集異常は運動ニューロン死の直接原因であり,ADAR2活性低下はこの部位のRNA編集異常を通じて神経細胞死を引き起こしていることが明らかになった。申請者らが開発した,Cre-loxP系を用いたADAR2遺伝子のコンディショナルノックアウトマウス(ADAR2flox/flox/VAChT-Creマウス)の解析から,ADAR2活性の消失が緩徐進行性の神経細胞死の原因となること,この分子異常は孤発性ALSの病因と密接に関連することが明らかになった.ALSにみられる選択的神経細胞死のメカニズムは未解明である,本研究では,ニューロンのADAR2鉄損に対する脆弱性の違いを検討するために,tamoxifen誘導性にCre recmbinaseを発現するCre/Esr1マウス(Jackson lab 004453)とADAR2遺伝子の活性基をコードするエクソン部分をLoxPで挟んだADAR2flox/flox

マウスを掛け合わせ, ADAR2flox/f1ox/Cre/Esr1マウスを開発した.解析に要するCreを発現するためのtamoxifenの至適用量を,行動変化に対するED50値から求め,行動,形態,生化学的変化の解析を行った.連日5日間の180mg/kg投与では,20%のマウスが投与1週以内に,5%のマウスが3週後に死亡したが,1ヵ月の観察期間中には痙攣の誘発はみられなかった.生存したマウスでは,持続的にロータロッドスコアが低下した.脳\脊髄組織におけるGluR2 Q/R部位のRNA編集率は早期死亡例では低下していなかったが,3週間以上生存した個体では有意な低下がみられた.脊髄組織より脳組織での低下が顕著であった.ADAR2の免疫組織化学では,運動ニューロン以外でもADAR2の免疫化学的活性を消失したニューロンが増加していた.このことは,神経細胞種ごとに脆弱性を検討することにより, ALSにおける運動ニューロンの選択的脆弱性を生ずるメカニズムの解析に有用なツールであると考えられる。孤発性ALS運動ニューロンに認められるRNA編集酵素ADAR2活性の低下は、緩徐進行性の運動ニューロン死を引き起こすことが動物実験で証明されていることから,病因と密接に関連すると考えられる.Tamoxifen誘導性にADAR2をノックアウトするADAR2^<flox/flox>/Cre/Esr1(ADEs)マウスを開発し、tamoxifenを投与することで全脳的にADAR2をノックアウトした。野生型マウスでは、ADAR2免疫活性はニューロンの核のみに局在していたが、染色性の強さはニューロンにより強弱があり、同一の神経核においても、染色活性のばらつきが認められ、海馬錐体細胞で最も顕著にみられた。一方、tamoxifen投与後1ヵ月以上経過したADEsマウスでは、ADAR2染色活性のばらつきがより強く認められ、そのような部位はグリア細胞の増勢がみられた。ただし、外眼筋運動ニューロンの脳神経核では、グリア細胞の増勢はみられず、ADAR2染色性も変化していなかった。これに対し、顔面神経核には脊髄前角と同様著明なグリオーシスが認められた。以上のことから、ADAR2ノックアウトによる神経細胞死は脊髄運動ニューロンのみならず、脳神経核、海馬・大脳皮質のニューロンにも及ぶこと、ADAR2がノックアウトされても細胞死を生じないニューロンも存在すること、が明らかになった。ADAR2ノックアウトによるニューロン死には、AMPA受容体を介する過剰なCa^<2+>流入が関与しているので、細胞種による脆弱性はCa2+に対する脆弱性(緩衝システム)に起因する可能性が高い.
骨格筋細胞の分化におけるタンパク質ホスファターゼの機能

1.タイプ2C_βプロテインホスファターゼcDNAのクローニング。今回我々は、タイプ2Cプロテインホスファターゼ(PP2C)の2つのサブタイプ(2C_αおよび2C_β)のうち、2C_βの全長をコードするマウスcDNAクローン(pTK-1)を単離した、pTK-1は390個のアミノ酸より成るタンパク質をコードしており、活性なタンパク質の大腸菌での発現にも成功した。またノーザン解折の結果、pTK-1とハイブリダイズする2種類のmPNA(3.5kbおよび3.0kb)がマウスの各種臓器に普通的に観察されたが、比較的、脳、心臓および骨格筋で発現量が多かった。またP19細胞がレチノイン酸処理によって神経細胞に分化する過程で、特に、3.5kbのmRNAの量の増加が観察された。骨格筋の分化過程における、これらのmRNAの量的変動の有無については現在検討中である。2.タイプ2C_αプロテインホスファターゼのリン酸化。酵母細胞をPP2C_αの発現ベクターでトランスフォームし、^<32>Piでインオンベートしたところ、発現されたPP2C_αのセリン残基のリン酸化が観察された。一方精製したPP2C_αをカゼインキナーゼIIでリン酸化させたところ、PP2C_α1モルあたり1.5モルのリン酸を取り込みが観察された。リン酸化アミノ酸はセリンであった。さらにリン酸化ペプチドマッピングにより、in vivoおよびin vivitroでのリン酸化部位は同一であることが強く示唆された。以上の結果から、PP2C_αは酵母細胞内でカゼインキナーゼIIによりリン酸化された可能性が示唆された。PP2C_αのリン酸化の生理的意味については現在検討中である。
脂質二重膜中の埋め込まれた蛋白質1分子のエバネッセント場照明によるイメージング

本研究では、ATPの化学エネルギーを回転運動という力学エネルギーに変換しているATP合成酵素F1を研究対象としている。蛍光性ATPアナログCy3-ATPを使った1分子化学反応と、蛍光標識アクチンフィラメントを指標としたF1の回転運動を同時に観察することで、膜蛋白質F1の化学力学反応の詳細な機能解析を目標とした。脂質二重膜に埋め込まれた蛋白質1分子を観察するために対物レンズ型のエバネッセント場照明顕微鏡を構築した。化学反応を可視化するためのCy3と回転運動を観察するためのBODIPY F1の両方の蛍光色素を同時観察できる顕微鏡にした。F1の回転観察では、ガラス表面に対するF1の固定方法を改良した。F1にはHis-Tagを遺伝子工学の手法で導入してある。従来、ガラス表面に非特異的に吸着させたNiNTA-ペロオキシターゼにHis-F1を吸着させていたが、本研究ではNiNTAをBSAに結合させ、NiNTA-BSAをガラス表面に吸着させることでF1をガラス表面に固定した。この方法でも従来の方法と同様にF1の回転運動が観察され、F1が発生するトルクの大きさも同様であった。次にNiNTA-BSAを介してガラス表面に固定したF1によるCy3-ATP1分子加水分解反応の画像化を行った。F1の存在する場所ではCy3-ATPの蛍光による輝点の点滅が観察された。これは、Cy3-ATPがF1に結合、F1により加水分解された後、Cy3-ADPとしてF1から解離していくことを意味している。本年度までの研究でF1の回転運動とATP加水分解反応を1分子レベルで観察する環境が整った。今後は、両者を同時に観察することにより化学力学反応のカップリングを詳細に検討する。さらにF1を脂質二重膜に埋め込み同様の解析を行う。
ヒルベルト空間の部分空間の配置とディンキン図形のヒルベルト表現の研究

Gelfand-Ponomarevは有限次元空間の4個の部分空間の直既約な配置について、完全分類を行った。全体空間が無限次元のヒルベルト空間の場合は榎本氏と代表者の共同研究で4つの部分空間の既約な配置の非自明な具体例を無限個構成することができた。今回の研究では、さらに、有向グラフ(quiver)に沿ったヒルベルト空間の部分空闇の配置の研究を試みた。有向グラフ(quiver)の頂点と辺をヒルベルト空間とその間の作用素として表すヒルベルト表現を研究する。特に包含写像を考えれば、部分空間を有向グラフに沿って配置する問題を含んでいる。有限次元空間では、直既約な表現が有限個しかないのはディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限るというGabrierの定理がある。この定理を関数解析の手法で無限次元化するのが、大きな目的である。鏡映関手とその双対性を無限次元のヒルベルト空間の枠組みで構成したい。無限次元の直既約なヒルベルト表現の非存在を仮定して,quiverがディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限られることは、去年度に示すことができた。しかしその逆である、quiverがディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8であれば、無限次元の直既約なヒルベルト表現が存在しないということは、ようやくAnの時に示せたのが本年の成果である。さらにBrennerによる3つの部分空間の配置の標準分解を無限次元で特別なときに示せた。拡大ディンキン図形の無限次元の直既約なヒルベルト表現にたいしては、不足数という数値的不変量をFredholm作用素の指数を使ってE6,E7の時に導入することができた。今回の研究では大きなヒルベルト空間Mに含まれる小さい部分空間Nの相対的な位置関係を研究した。それもn個の部分空間N_1,...,N_nの配置を解明するのが目的であった。特に直和に分解できない直既約な配置を研究した。全体空間Mが有限次元の時は、n=1,2,3,4個の部分空間の配置で既約なものはGelfand-Ponomarevにより完全分類されている。全体空間Mが無限次元のヒルベルト空間の場合は榎本氏と代表者の共同研究があるだけである。今回の研究では、さらに、有向グラフ(quiver)に沿ったヒルベルト空間の部分空間の配置の研究を試みた。有向グラフ(quiver)の直既約表現のGabrielの定理を想いだすと、もっと大きな視点から研究したほうが、有望である。つまり、有向グラフの頂点をヒルベルト空間に辺をその間の作用素として表すヒルペルト表現を研究することである。今年度は有向グラフ(quiver)のヒルベルト表現の中で、直和分解できないという意味での直既約で具体的なモデルを構成しようと試みた。有限次元空間では、直既約な表現が有限個しかないのはディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限るというGabrierの研究は有名である。これに対応して、無限次元の直既約なヒルベルト表現の非存在を仮定して,quiverがディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限られることが示せるかを考察した。そのためにこの対偶をとり、今回は拡大ディンキン図形のE6^^,E7^^,E8^^の場合に、特定の向きづけではあるが、無限次元の直既約なヒルベルト表現のモデルを構成することに成功した。構成法は片側シフトのグラフを頂点にうまくはめこむのだが、その組み込む位置関係を見つけるのに大変な苦労をした。この研究の目的は大きなヒルベルト空間Mに含まれるn個の部分空間N1、...、Nnの配置を解明することであった。特に直和に分解できない直既約なものを研究した。今回の研究では、さらに、有向グラフに沿ったヒルベルト空間の部分空間の配置の研究を試みた。有向グラフ(quiver)の直既約表現のGabrielの定理を想いだすと、もっと大きな視点から研究したほうが有望である。つまり、有効有向グラフの頂点をヒルベルト空間に、辺をその間の作用素として表すヒルベルト表現を研究することである。有限次元空間では直既約な表現が有限個しかないのはディンキン図形のAh、Dn、E6、E7、E8に限るいうGabrierの研究は有名である。これに対応して、無限次元の直既約なヒルベルト表現の非存在を仮定して、quiverがディンキン図形のAn、Dn、E6、E7、E8に限られることが示せるかを考察した。そのためにこの対偶をとり、今回は拡大ディディンキン図形のAn、Dn、E6、E7、E8の場合に無限次元の直既約なヒルベルト表現のモデルを構成する事に成功した。向き付けに拠らずに構成できることを示すのに、鏡映関手を効果的に使った。そのときに直既約性が保存されるような設定を整備するのに難航したが、必要な例を含む形で解決できた。さら副産物として鏡映関手の双対性も証明することに成功した。

全体空間が無限次元のヒルベルト空間の場合は榎本氏と代表者の共同研究で4つの部分空間の既約な配置の非自明な具体例を無限個構成することができた。今回の研究では、さらに、有向グラフ(quiver)に沿ったヒルベルト空間の部分空闇の配置の研究を試みた。有向グラフ(quiver)の頂点と辺をヒルベルト空間とその間の作用素として表すヒルベルト表現を研究する。特に包含写像を考えれば、部分空間を有向グラフに沿って配置する問題を含んでいる。有限次元空間では、直既約な表現が有限個しかないのはディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限るというGabrierの定理がある。この定理を関数解析の手法で無限次元化するのが、大きな目的である。鏡映関手とその双対性を無限次元のヒルベルト空間の枠組みで構成したい。無限次元の直既約なヒルベルト表現の非存在を仮定して,quiverがディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8に限られることは、去年度に示すことができた。しかしその逆である、quiverがディンキン図形のAn,Dn,E6,E7,E8であれば、無限次元の直既約なヒルベルト表現が存在しないということは、ようやくAnの時に示せたのが本年の成果である。さらにBrennerによる3つの部分空間の配置の標準分解を無限次元で特別なときに示せた。拡大ディンキン図形の無限次元の直既約なヒルベルト表現にたいしては、不足数という数値的不変量をFredholm作用素の指数を使ってE6,E7の時に導入することができた。
高悪性胃癌の病態解明を目指す病理学的研究

複数の胎児形質マーカー遺伝子発現を基に、386例の胃癌臨床検体を対象にクラスター解析を行った。胃癌の約20%が胎児形質マーカー高発現群であり、この群にはAFP産生胃癌が含まれ、分化型優位、高頻度の脈管侵襲、高いリンパ節転移率、患者予後不良を示す高悪性度胃癌であった。遺伝子異常ではTP53異常が高頻度だが、マイクロサテライト不安定性やEBウイルス感染との関連は乏しく、TCGA分類では染色体不安定型に分類された。早期癌の解析でも悪性度が高い傾向があり、内視鏡的治療などの縮小治療の適応は慎重にすべき群である。悪性度の高いびまん型胃癌においてはRHOA変異陽性例の臨床病理学的特徴を明らかにした。1.胃癌症例の病理学的解析を目的とし、2007年2010年の外科切除がなされた胃癌の連続症例のデータベース、および全症例を含むTissue microarray (TMA)の作成を完了した。2. AFP産生胃癌をはじめとする胎児型形質を有する胃癌では、SALL4, CLDN6などの胚性幹細胞マーカーを高発現することを明らかにしてきたが、今回これらの遺伝子発現と臨床病理因子との関連についてTMAを用いた大規模解析を実施した。結果を解析中である。3.本研究のもう1つの解析対象であるびまん型胃癌では、i)RHOA変異と臨床病理像との相関、ii)CLDN18-ARHGAP26転座陽性胃癌の検出法、および臨床病理学像の解析を進め、さらにiii)びまん型胃癌における新規遺伝子異常を有する症例の報告を予定している。4年分の胃癌手術症例のデータベースとTMA作成が完了した。1,000例余りの大規模症例が対象となるため、多くの労力と時間を要する作業であるが、本研究の基盤となるデータ・試料である。これを用いて検討予定の遺伝子発現解析をある程度進めることができたため、概ね順調に進展していると考えている。AFP産生胃癌をはじめとする胃癌の一群は胎児型の遺伝子発現形質を示し、肝転移を来たしやすい高悪性度胃癌である可能性が指摘されてきた。これらの高悪性度胃癌を同定するマーカーを明らかにし、その臨床病理学意的特徴並びに遺伝子異常を解析した。胃癌手術検体386例を対象として多数の胎児形質マーカーの発現を免疫染色を用いて調べ、その結果を基にクラスター解析を実施したところ、93例(24%)が胎児形質マーカー高発現群として同定された。この群は他の群に比して、分化型優位、高頻度の脈管侵襲、高いリンパ節転率が特徴で、生存解析では単変量および多変量解析で有意に予後不良であった。遺伝子異常ではTP53異常が高頻度である一方、マイクロサテライト不安定性やEBウイルス感染との関連は乏しいことが判明した。さらに、The Cancer Genome Atlas (TCGA)で公開されている胃癌の解析データを用いたin silico解析を実施した。この結果、mRNA発現レベルで同様のクラスター解析を行った所、我々の免疫染色での解析結果と同様に胎児形質マーカー高発現群が同定され、ほぼ同様の臨床病理学的特徴を有することが再現された。さらにこの群は、TCGAによる分子分類では、“chromosomal instability" (CIN)型に分類され、"EBV"型, "MSI"型, "genomically stable"型では胎児形質マーカー発現は乏しいことが明らかになった。また特異的な治療標的分子としてCLDN-6やGPC3が候補となり得ることを示した。以上の通り、今年度の研究成果によって、胎児型形質胃癌の臨床病理学的特徴と遺伝子異常の特徴を明らかとなり、この高悪性度胃癌の治療戦略に向けて基盤となる知見を示すことが出来たと考えられる。AFP産生胃癌を含む胎児形質型胃癌の解析は予定よりやや進んでいる一方、びまん型胃癌の解析が技術的な問題等で遅れているため、全体としては上記の判断とした。AFP産生胃癌をはじめとする胃癌の一群は胎児型の遺伝子発現形質を示し、予後不良な高悪性度胃癌であることを明らかにした。胃癌を対象に多数の胎児形質マーカー遺伝子発現を免疫染色(386症例)およびThe Cancer Genome Atlas (TCGA)胃癌データベース(210症例)を用いて調べ、その結果を基にクラスター解析を実施した。胃癌の約20%が胎児形質マーカー高発現群であり、この群は他群に比して、分化型優位、高頻度の脈管侵襲、高いリンパ節転率が特徴で、生存解析では単変量および多変量解析で有意に予後不良を示す高悪性度胃癌であった。TCGAによる分子分類では“chromosomal instability" (CIN)型に分類され、"EBV"型, "MSI"型, "genomically stable"型では胎児形質マーカー発現は乏しいことが明らかになった。特異的な治療標的分子としてCLDN6やGPC3が候補となり得ることを示した。最終年度では早期胃癌(n=282)を対象に同様の解析を実施し、早期胃癌の18%が胎児型形質を有し、他の群と比較して脈管侵襲が高度、TP53異常頻度が高く、早期より悪性度が高い群であり、内視鏡的治療などの縮小治療の適応は慎重にすべき群と考えられた。

また、スキルス胃癌に特徴的なRHOA変異やCLDN18-ARHGAPs融合遺伝子と臨床病理像の関係を明らかにした。本研究成果によって、胎児型形質胃癌やびまん型胃癌の臨床病理学的特徴やゲノム異常が明らかとなり、これらの高悪性度胃癌の治療戦略に向けて基盤となる知見を示すことが出来たと考えられる。複数の胎児形質マーカー遺伝子発現を基に、386例の胃癌臨床検体を対象にクラスター解析を行った。胃癌の約20%が胎児形質マーカー高発現群であり、この群にはAFP産生胃癌が含まれ、分化型優位、高頻度の脈管侵襲、高いリンパ節転移率、患者予後不良を示す高悪性度胃癌であった。遺伝子異常ではTP53異常が高頻度だが、マイクロサテライト不安定性やEBウイルス感染との関連は乏しく、TCGA分類では染色体不安定型に分類された。早期癌の解析でも悪性度が高い傾向があり、内視鏡的治療などの縮小治療の適応は慎重にすべき群である。悪性度の高いびまん型胃癌においてはRHOA変異陽性例の臨床病理学的特徴を明らかにした。引き続き作成したTMAを用いて検討予定の遺伝子発現解析を行い、胎児形質胃癌およびびまん型胃癌の特徴、ならびに臨床病理因子との関連を明らかにする。さらに、これらの高悪性度胃癌を特徴付ける遺伝子の一部は、エピジェネティックな発現制御を受けていることが示唆されているため、臨床検体を用いてそれを検討し、あわせて胃癌細胞株を用いた機能解析を予定している。胎児型形質胃癌の高悪性度に関連するメカニズムを明らかにするため、機能解析、癌幹細胞マーカーの解析、およびいくつかの増殖関連マーカー遺伝子の解析を予定している。びまん型胃癌については、このタイプの胃癌に特徴的とされるCLDN18-ARHGAPs融合遺伝子を検出し、この融合遺伝子と臨床病理学的因子との関係、予後解析を実施する。消化管病理学
常温溶融塩溶媒システムと電子移動触媒を用いる環状化合物合成法の開発

3価鉄塩触媒により,スチレン誘導体の[2+2]環化付加反応が進行し対応するシクロブタン誘導体が得られることを見出した。このtrans-アネトールの環化2量化反応は,電子豊富な基質を1電子酸化して発生するラジカルカチオン種を他の電子豊富な分子が補足することによって進行していると考えられる。そこで,電子不足な基質と電子豊富な基質の間の1電子移動を,鉄イオンが橋渡しするような触媒反応が構築できれば,ドナー分子の電子をアクセプター分子へ鉄イオンが橋渡しすることで生じるラジカルイオンペアにより環化体が得られることが期待し,trans-アネトールと電子不足オレフィンとの反応を種々検討したところ,メチルビニルケトンをアクセプターとした時に,[2+2]型の環化体が不満足な収率ながら得られることがわかり,さらに1,4-ベンゾキノンをアクセプターとすると,[2+2]型環化体は全く梅られず2,3-ジヒドロベンゾフランが生成した。反応を最適化したところ,3mol%のアルミナ担持過塩素酸鉄触媒でほぼ定量的にを得ることができた。この反応は,3価鉄イオンでアネトールが酸化されカチオンラジカルが生じ,生じた2価鉄イオンがキノンで酸化されアニオンラジカルを生じると共に3価鉄イオンを再生し触媒サイクルが形成されたと考えられる。もし,この作業仮説通りカチオンラジカルとアニオンラジカルの[2+3]環化から反応が進むのであれば,極性の高い常温溶融塩を反応媒体として利用することでさらに反応効率を向上できるものと,期待した。常温溶融塩を種々検討したところ,[bmim]PF_6を反応媒体に用いると,アセトニトリル中では完結に数時間要した反応がわずか数分で完結し,劇的な反応加速が実現した。また,[bmim]PF_6溶媒中では2価鉄塩も触媒として作用し,Fe(BE_4)_2が最も優れた触媒になることがわかった。2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格は多くの植物由来天然物に共通に含まれ不斉合成法の開発が望まれる。本反応は1電子移動を契機として開始する反応であり,不斉触媒反応化は困難と考えられた。そこで,鉄塩触媒反応に酵素反応を組み合わせたハイブリッドプロセスによる2,3-ジヒドロベンゾフランの不斉合成を検討した。3位にヒドロキシメチル基を有するペンゾフラン誘導体を合成し,リパーゼ不斉アシル化反応により光学分割を検討したところ,5位のフェノール性水酸基を適切に保護する必要があったが,完壁に光学分割することに成功した。鉄は地球上で4番目に存在度の多い元素であり,低毒性で環境に対する負荷が小さく,環境に優しい「グリーンケミストリー」の実現のために好ましい元素と考えられるが,触媒反応への応用例はさほど多くない。我々は,鉄イオンの性質に注目した触媒反応を開発したいと考え,3価鉄塩触媒により,スチレン誘導体の[2+2]環化付加,およびスチレン誘導体とキノンの[3+2]型環化付加反応が進行することを見いだした。この反応は1電子移動から始まると考えられ,極性の高いイオン液体(常温溶融塩)を反応媒体として利用できれば,さらに反応効率を向上できるものと期待し,スチレン誘導体とキノンとの反応について検討を行った。イオン液体(常温溶融塩)は室温で液体状態をとり,非プロトン性極性溶媒として比類のない高い極性を有し,難燃性で低毒性というユニークで優れた特性を持つ反応媒体である。その結果,アセトニトリル中では反応完結に数時間要する反応が,イオン液体[bmim[PF_6を反応媒体に用いるとわずか数分で完結し,劇的な反応加速が実現し,この反応媒体中ではFe(BF_4)_2が最も優れた触媒になることがわかった。こうして合成できた2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格は多くの植物由来天然物に共通に含まれ,不斉合成法の開発が望まれる。本反応は1電子移動を契機として開始すると考えられ,直接的な不斉触媒反応化は困難と考えられた。そこで,次に,鉄塩触媒反応に酵素反応を組み合わせたハイブリッドプロセスによる2,3-ジヒドロベンゾフランの不斉合成を検討した。3位にヒドロキシメチル基を有するベンゾフラン誘導体を合成し,リパーゼ不斉アシル化反応により光学分割を検討したところ,5位のフェノール性水酸基がフリーではエナンチオ選択性が低く,Novozym435でE値10が最高であった。一方,メトキシ体とすると飛躍的に選択性が向上し,さらにMOM基,ベンジル基では同じ酵素でE値100以上まで向上し,完璧に光学分割することに成功した。アシル化を受ける水酸基と遠く離れた位置の官能基でエナンチオ選択性が大きく影響を受けることは非常に興味深い結果であり,金属触媒反応と生体触媒反応を組み合わせる方法論の有用性を示すことができた。そこで,電子不足な基質と電子豊富な基質の間の1電子移動を,鉄イオンが橋渡しするような触媒反応が構築できれば,ドナー分子の電子をアクセプター分子へ鉄イオンが橋渡しすることで生じるラジカルイオンペアにより環化体が得られることが期待し,trans-アネトールと電子不足

オレフィンとの反応を種々検討したところ,メチルビニルケトンをアクセプターとした時に,[2+2]型の環化体が不満足な収率ながら得られることがわかり,さらに1,4-ベンゾキノンをアクセプターとすると,[2+2]型環化体は全く梅られず2,3-ジヒドロベンゾフランが生成した。反応を最適化したところ,3mol%のアルミナ担持過塩素酸鉄触媒でほぼ定量的にを得ることができた。この反応は,3価鉄イオンでアネトールが酸化されカチオンラジカルが生じ,生じた2価鉄イオンがキノンで酸化されアニオンラジカルを生じると共に3価鉄イオンを再生し触媒サイクルが形成されたと考えられる。もし,この作業仮説通りカチオンラジカルとアニオンラジカルの[2+3]環化から反応が進むのであれば,極性の高い常温溶融塩を反応媒体として利用することでさらに反応効率を向上できるものと,期待した。常温溶融塩を種々検討したところ,[bmim]PF_6を反応媒体に用いると,アセトニトリル中では完結に数時間要した反応がわずか数分で完結し,劇的な反応加速が実現した。また,[bmim]PF_6溶媒中では2価鉄塩も触媒として作用し,Fe(BE_4)_2が最も優れた触媒になることがわかった。2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格は多くの植物由来天然物に共通に含まれ不斉合成法の開発が望まれる。本反応は1電子移動を契機として開始する反応であり,不斉触媒反応化は困難と考えられた。そこで,鉄塩触媒反応に酵素反応を組み合わせたハイブリッドプロセスによる2,3-ジヒドロベンゾフランの不斉合成を検討した。3位にヒドロキシメチル基を有するペンゾフラン誘導体を合成し,リパーゼ不斉アシル化反応により光学分割を検討したところ,5位のフェノール性水酸基を適切に保護する必要があったが,完壁に光学分割することに成功した。
新規硬組織モデルを用いた微小重力・過重力下での骨吸収及び骨形成の機構解析

重力に対する骨吸収及び骨形成機構は良いモデル系が無いため、不明な点が多い。そこで、骨芽細胞と破骨細胞が共存する魚のウロコを骨モデルとして用いてアッセイ系を開発し、骨代謝に対する作用を解析した。その結果、ウロコは、感度よく重力に応答して、遺伝子レベルのみならず形態学的な変化も伴って応答することが判明し、重力応答の機構解明に貢献できる成果が得られた。本年度は、3次元クリノスタットを用いて擬似微小重力に対する応答を解析して、昨年度行った過重力による応答と比較した。再生14日目のウロコを採取し、洗浄・滅菌した後、培地に入れ、遠心機および3次元クリノスタットで4日間培養した。培養後、遺伝子発現解析及び形態学的解析を行った。遺伝子発現解析では、骨芽細胞のマーカー(I型コラーゲン及びオステオカルシン)と破骨細胞マーカー(カルシトニン受容体)の発現の解析を行った。形態学的解析では、酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRAP)及びアクチン染色を行い、形態学的な変化を調べた。骨芽細胞のマーカーであるオステオカルシン及びI型コラーゲンの発現は、過重力下で増加したが、擬似微小重力下においては低下した。また、破骨細胞のマーカーであるカルシトニン受容体は過重力下において減少傾向にあり、擬似微小重力下では有意に増加した。さらに、骨芽細胞で発現して破骨細胞を活性化する遺伝子であるRANKLとRANKLのデゴイレセプターであるOPGの比は過重力下において減少傾向にあり、擬似微小重力下においては有意に増加して、擬似微小重力では破骨細胞を活性化していることが判明した。また、擬似微小重力下のウロコの破骨細胞は、無処理のコントロールと比較して、多核化し、TRAP陽性でアクチンリングの保有数も有意に上昇して、活性化していた。以上の結果から、過重力下において骨芽細胞は活性化、破骨細胞は抑制され、擬似微小重力下で骨芽細胞は抑制、破骨細胞は活性化され、骨量変化につながる可能性が示された。平成24年度は、1静的な加重力実験を宇宙実験と同じタイムコースで実施し、2遠心機による静的な加重力とバイブレーションによる動的な加重力応答を比較した。以下に成果を示す。1宇宙実験では、低温(4°C)で約1週間保管して、その後宇宙空間において、22°Cで4日培養した。そこで同じタイムコースでキンギョのウロコを低温保管して、その後22°Cで4日間、遠心機による加重力(3G)下で培養した。その結果、骨芽細胞のマーカー(オステオカルシン)の発現量は上昇し、破骨細胞のマーカー(酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ)の発現量は低下した。宇宙(微小重力)下では、骨吸収が進行したのに対して、加重力下では骨形成が促進する方向で変化していることが判明した。2遠心機による静的な加重力とバイブレーションによる動的な加重力の比較は、ゲノム解析が終了しているゼブラフィッシュを用いて行った。本研究では、骨芽細胞と破骨細胞の相互作用に関与する遺伝子(RANK,OPG及びSemaphorin 4D)の発現を解析した。その結果、動的及び静的な加重力では、骨芽細胞で発現して破骨細胞を活性化する遺伝子(RANKL)の発現は、それを抑制する遺伝子(OPG)よりも有意に低いことがわかった。しかし、破骨細胞で発現して骨芽細胞の活性を低下させる遺伝子(Semaphorin 4D)の発現は、動的な加重力では変化しなかったのに対し、静的な加重力では有意に上昇していた。したがって、加重力でも骨形成を促進につながるのは、動的な加重力である可能性が示された。3次元クリノスタットによる擬似微小重力に対する骨芽細胞及び破骨細胞に対する影響を詳細に調べる為に、シグナル伝達等に関連する遺伝子を解析した。即ち骨芽細胞では、Wnt/β-カテニン経路を負に制御する因子としてWnt inhibitory factor 1 (WIF1)とdickkopf 1(Dkk1)及びスクレロスチンのmRNA発現を調べた。これらは全てWnt経路を阻害する因子であるが、その作用機序は異なる。そこで、これらの因子を解析した結果、WIF1のmRNA発現が1, 2, 4日間の擬似微小重力刺激によって有意に増加した。またDkk1も1日間の刺激において増加したが、Dkk1の発現は2日間の刺激では変化せず、4日間の刺激では顕著に減少を示した。スクレロスチンのmRNA発現は2日間の刺激では変化しなかったが、1日間及び4日間の刺激においては有意に減少した。したがって、擬似微小重力は主にWIF1mRNAの発現を増加させることで骨形成活性を抑制していることが示唆された。次に破骨細胞形成に対する擬似微小重力刺激の影響を調べた。骨芽細胞で発現しているRANKL刺激を受け取るRANKの発現(破骨細胞で特異的に発現する因子)は1, 2日間の擬似微小重力刺激では変化が見られなかったが、4日間の刺激においては顕著に増加が見られた。

続いてRANKに誘導されるNFATc1の発現は、1, 2, 4日間の擬似微小重力刺激において増加し、その後の刺激時間に比例してその傾向は強く見られた。NFATc1の標的遺伝子であるDC-STAMP(破骨細胞の活性化因子)のmRNA発現は、1日間の刺激では有意に増加した。したがって、RANKLにより誘導される経路で破骨細胞は活性化されることが判明した。宇宙生物科学交付申請の時に、平成25年度は、過重力と3次元クリノスタットによる擬似微小重力に対する応答を比較すると記載した。交付申請の内容に従って、実験を進めることができ、研究実績の概要に示すように、成果を上げることができた。交付申請において、平成24年度は、静的な遠心機を用いた加重力と動的な加速度重力の応答をin vitro培養システムで調べ、加重力と宇宙実験(微小重力)の結果と比較するという計画を立てた。その実施計画通りに実験が進行して、研究実績の概要に示すように、成果を上げることができた。平成24年度の成果として、加重力でも遠心機による静的な加重力とバイブレーションによる動的な加重力とを比較すると、骨芽細胞と破骨細胞の相互作用に関与する遺伝子の発現は、一部異なっており、そのため異なる結果がえられた。平成25年度は、これらのことも考慮して、加重力と微小重力の応答を解析していく予定である。本年度の成果により、過重力下において骨芽細胞は活性化、破骨細胞は抑制され、擬似微小重力下で骨芽細胞は抑制、破骨細胞は活性化され、骨量変化につながる可能性が示された。そこで最終年度は、機能解析を行うため、骨芽細胞の分化に関与するスクレオスチンというタンパク質に対する特異的な抗体を作成中である。この抗体を用いて、再生ウロコ(骨再生モデル)における発現部位、重力応答による発現量の変化を調べる予定。さらにウロコで得られた実験結果を一般化するために、哺乳類の骨芽細胞を用いて、擬似微小重力に対する応答を調べる予定。以上のことから、平成26年度は、重力応答の機能的な解析に重点を置き、骨の重力応答の機構解明を目指す。我々が2010年に実施した宇宙実験では、宇宙空間で遠心機を回して1G環境を作り、微小重力と軌道上1Gを比較することができた。そこでリアルタイムPCRを用いた遺伝子発現解析を行った結果、骨芽細胞で作られて破骨細胞の活性を上昇させる遺伝子(RANKL)の発現が微小重力(宇宙空間)で有意に上昇していた。しかし、2010年に実施した宇宙実験では、細かいタイムコースをとることはできなかった。したがって平成25年度は、宇宙実験では取ることができなかった細かいタイムコースを3次元クリノスタットを用いた実験で実施する。予備的な実験では、ウロコは3次元クリノスタットによる擬似微小重力に応答して骨芽細胞の細胞活性が低下して、破骨細胞の細胞活性が上昇するという結果を得ている。そこで3次元クリノスタットによる擬似微小重力下でウロコを培養後、骨芽細胞及び破骨細胞のマーカーの解析を行い、昨年度得られた加重力のデータと比較する。さらにマウスの骨芽細胞の培養株においても3次元クリノスタットによる擬似微小重力下で培養して、ウロコで得られたデータの再現性を確認する。以上のことから、平成25年度は擬似微小重力の応答を遺伝子レベルで解析して、昨年度の加重力応答と比較して、骨の重力応答の機構解明を目指す。見込み額より契約額が下がったため、差額が生じた。
熱帯アジアにおける野生および栽培稲遺伝資源の調査-種の起源の総合的理解のために-

インドシナ半島には、野生イネ,栽培イネともに実に多様なイネが存在する。野生イネについて言えばこの地域で記載される野生イネは、数え方にもよるが6種に達する。また種内の変異も大きく、同種とは思えないほどに違った形質を持つ系統が多数存在する。栽培イネについて言えば、まずこの地域がいわゆる「モチイネ栽培圏」のセンターであり、実に多様な品種の「坩堝」であることを忘れるわけにはいかない。このようにインドシナが大きなイネ遺伝資源のセンターであるにもかかわらず濱田秀夫博士(当時兵庫農科大学)らがベトナムのサイゴン(現在のホーチミン)からカンボジア、ラオス、北部タイを経てバンコクに及ぶ調査旅行を行った以外まとまった調査はない。本調査は濱田博士が調査された地域は除きつつ、かつ安全で効率よく調査ができること、遺伝資源収集上重要な地域から順に調査を行うこと、などの原則をおいて以下の7地点の調査を行った。(1)ベトナム。南部の中心地ホーチミンからメコン川をわたったメコンデルタ一帯。この地域は前調査でも調査対象地域としたが、今回はカンボジアに近いデルタ上流地帯の低湿地帯を目標に置いた。(2)ラオス北部。主にモチイネを対象とし、最北部中国国境からルアンナムタ、ムアンゴイをへてルアンパバンに達する北東部山岳地帯。なお調査の一部は武田和義教授(岡山大学)を研究代表者とするチームとの共同で行った。(3)ラオス中央部。上述武田教授の国際学術研究班と共同で、ベトナム中部のダナンからクアンチ、ラオバオをへてサバナケットに至る地域の調査を行った。(4)タイ北部ナン地域。(5)カンボジアのプノムペン周辺とトンレサップ湖北岸のシェムレアプ(アンコール)一帯。(6)ミャンマー南部、ヤンゴンからパセインにかけてのイラワジデルタ一帯。(7)ミャンマー北部、カチン州のミッチーナからマンダレーまでの中北部山岳地帯。(1)ベトナム。(2)ラオス北部。(3)ラオス中央部。今年度は調査初年度であり、以下のような調査を行った。1イギリス、キュー植物園における野生イネ標本の調査。キュー植物園にはインド原産の野生イネ標本が多数収蔵されている。これらの遺伝情報を得るため、中村郁郎がキュー植物園に赴き、情報収集にあたった。本研究の継続期間中に一部サンプルの恵贈を受ける予定である(8月)。2メコン中流域の未知の野生種の調査。タイ東北部から北部にかけての山中で、未知の野生イネ系統の調査を行ったが、当該の種は発見できなかった。なお、同時に行った栽培稲の調査では、今までには知られていなかった遺伝子配列をもつモチ系統が4系統発見できた。佐藤雅志、福田善通、山中慎介(研究協力者)があたった(10月)。3メコン最下流および中流における野生イネの調査。(1)メコン最下流のいわゆるメコンデルター帯で、花を咲かせない野生イネ系統の調査および収集を行った。本調査では、20地点からのべ80余の系統を収集した。なお花を咲かせない系統は日本での維持管理が困難なため、タイ国バトムタニイネ研究所で株として保存中である。佐藤洋一郎、中村郁郎、上埜喜八、石井尊生があたった(11月)。(2)メコン中流域のビエンチャン郊外でも同様の調査を行った。採集系統はバンコクおよびビエンチャンの分割して保存中である。(3)来年度の本調査を控え、ミャンマーにおける予備調査を行った。