hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
労働者のストレス対処能力の向上に向けた介入方法の提案

最近は、企業が従業員の健康問題への支出を単なるコストではなく人的資本への投資と捉え、健康と生産性の両方をマネジメントする経営手法、いわゆる“健康経営"が注目されている。この健康経営の視点で今後の労働衛生を考える立場から、労働者のメンタルヘルスは新たな課題として挙げられている。仕事による悩み、ストレスを感じている労働者の割合は約6割を占め、働いている人の半数を上回っている。少子高齢化に伴う労働人口減少の問題に直面している日本では、労働者が健康で豊かな職生活を送るための新たな取り込みが求められている。そこで本研究では、環境変化等の精神的なストレスに耐える能力と定義される「首尾一貫感覚(Sense of Cherence, SOC)」に注目した。これまでにSOCが低い者は、運動習慣や食生活の乱れが多く、肥満の傾向があることが報告されているが、SOC向上に有効なアプローチ法やその効果に関しては研究の進展が必要である。本研究では、これまでの先行研究に基づき、労働者の健康な生活習慣(運動習慣、食生活の改善)はSOC向上に繋がるのではないかと仮説を立て、介入研究を行った。少子高齢化社会に伴う労働人口の減少の問題に加え、近年では労働者のメンタルヘルスに関わる問題が重要な社会課題として挙げられている。労働者のメンタルヘルス問題を考えるにあたっては、ざまざまな要因が考えられるが、本研究では精神的なストレスに対する労働者個人の抵抗力の一環である「首尾一貫感覚(Sense of Coherence, SOC)」に着目している。これまでに、SOCが低い者は、運動実践や食生活を含めた生活習慣の乱れが多い傾向があることが報告されている。しかしながら、SOCの向上のための有効なアプローチ法等に関しては、十分な検討が行われていない。そこで、本研究では労働者を対象に運動実践と食習慣改善を内容とする生活習慣介入プログラムが労働者のメンタルヘルスに及ぼす影響を検討することを目的としている。平成28年度は12週間の生活習慣介入プログラムを行い、その前後に、心理学的指標(質問紙等)、血液および唾液を用いた生理学的指標の測定を実施し、データ収集まで完了している。平成28年度のに計画していた生活習慣介入が計画通りに終了しており、予定していたデータ収集が完了している。少子高齢化に伴う労働人口減少の問題に直面している日本では、医療費抑制の観点などから、労働者一人ひとりの健康維持・疾病予防が益々重要となる。そのような中、労働衛生分野における最近の重要課題として、労働者のメンタルヘルスに関わる問題が挙げられている。仕事による悩みやストレスを感じる労働者は6割を超え、心理的負担により精神疾患を発症する労働者が増加している。労働者が健康で豊かな職生活を送るためには、環境変化等のストレスに耐える能力である防衛体力を向上させる必要性が高まっている。防衛体力に関係する概念として、近年、首尾一貫感覚(Sense of Coherence;以下、SOC)が注目されている。しかしながらSOCに関するこれまでの研究は実態把握に留まっており、SOC向上のための有効なアプローチ法等に関しては、今後の研究の進展が必要である。そこで本研究では、労働者が生活習慣を改善させることによるSOCの向上が、メンタルヘルスを高め、健康な生活習慣の確立へつながる一連の正の因果関係が説明できるという発想と、職場での介入研究により、労働者のSOCを高める効果的な方略の確立を目的としている。必要なデータ収集が終了しており、現在データ解析結果に基づいた成果発表の準備を進めている。本研究課題は今年度で終了を予定していることから、おおむね順調に進んでいる状況である。平成29年度は収集したデータ解析を主に進めていく。平成28年度に収集したデータは質問紙ベースの心理学的指標に加え、血液と唾液による生理学的指標のデータも収集した。今年度は、生理学的指標を用いて、ストレスと関連する血液マーカーの解析を行い、メンタルヘルスとの関連を検討する。労働者のメンタルヘルス改善に向けた心理学的指標と生理学的指標を両方検討することにより、今後労働衛生現場で活用可能な生理学的指標を明確、且つ確立することを目指す。これまでに必要なデータの収集が完了している。今後の研究に向けて、今年度は成果報告を主に本研究の活用を図る。概ね計画通りの支出であったが、出張旅費の見積額から多少の差額が発生したことなどから、最終的に少額(5000円未満)の残額が発生した。

必要な経費の精算後、若干の予算が余っておりますが、今年度の成果報告に必要な、英文校正、投稿費用、学会参加などに予算を使用する計画でいる。少額であるため、来年度の物品費予算に加算する形で使用する予定である。
温州ミカン価格低迷下における栽培地域の土地利用変化の地図データバース化と分析

本研究では、1972年の温州ミカン価格暴落以降における3つの栽培地域(山口県東和町・静岡県沼津市西浦地区・熊本県玉東町)の土地利用変化を、GISを用いて時系列的に地図データベース化した。また、土地利用変化をもたらした社会的・経済的要因の分析を試みた。本研究において得られた結果は以下のとおりである。1)山口県東和町では、栽培適地とされる丘陵斜面の園地で廃園が急速に進んだ。いっぽう、1960年に水田から転換した園地では、栽培条件が劣るにもかかわらず、宮内イヨカンへの品種更新が進んだ。同町では、生産者の大半が60歳代後半70歳代の高齢者であることから、しだいに傾斜地での耕作が困難になった。このため、自然的な栽培条件よりも高齢者の作業能率を優先したことが、栽培適地における温州ミカン栽培の衰退をもたらした要因といえる。2)沼津市西浦地区では、栽培不適地(標高の高い園地や河谷の園地)を中心に廃園や花卉園芸への転換が進んだ。いっぽ栽培適地では、1980年代後半以降、糖度が高く高価格で販売できる「寿太郎温州」への更新が進んだ。同地区の場合は、家族労働力が比較的豊富なうえ、伊豆・箱根といった観光地に隣接しており、建設・造園関係や観光施設における季節労働への就業機会が豊富であった。こうした就業機会の存在は、新たな農業形態への転換を促した大きな要因と考えられる。3)熊本県玉東町では、温州ミカン栽培の拡大途上で価格暴落に直面したが、その後も新規開園がみられるなど、温州ミカンに特化する動きがみられた。いっぽう、廃園や他作物への転換は、冷気湖となる谷沿いでわずかにみられるにすぎなかった。同町の場合は、【.encircled1.】当初から価格暴落の影響が少ない早生温州の比率が高かったこと、【.encircled2.】1農家あたりの栽培面積が比較的大きいこと、【.encircled3.】熊本市・植木町などの近隣地域が収穫期の雇用労働力を供給すると同時に、農閑期における家族労働力の季節労働への就業機会を供給してきたことが、温州ミカン栽培を維持し得た要因と考えられる。
液胞系オルガネラの多彩な機能と薬物の作用

動植物の細胞にはエンドソーム、リソソーム、シナプス小胞、ゴルジ装置等の液胞系のオルガネラが存在している。これらは主にエンドサイトーシス、エキソサイトーシスとよばれる過程に関与している。各種のオルガネラを対象とし専門分野を異にする研究者が情報と技術を交換しつつ本研究を推進した。また有機化学者の参加を得て液胞型H^+ポンプATPaseの阻害薬物を探索した。主な成果は(1)松果体において新しいオルガネラ、マイクロベジクルを同定した。(2)新しい液胞型Na^+ポンプを発見した。(3)液胞型ポンプのプロトン輸送サブユニットが複数あり、細胞特異的に発現していることを示した。(4)オルガネラ間の脂質輸送機構を明らかにした。(5)各種の薬物を探索し細菌から動植物に至るオルガネラの液胞型ATPaseに対する阻害作用を明らかにした。これらの成果は液胞型オルガネラの理解を深めると同時に液胞型ATPaseが関わる疾患に対する薬物への足がかりを作った。動植物の細胞には、液胞(vacuoles)、エンドソーム、リソソーム、シナプス小胞、クロマフィン顆粒などのオルガネラが存在しており、多様な機能を担っている。いずれも内部は液胞型ATPaseが輸送するH^+によって酸性pHに保たれている。本研究では、異なる液胞系オルガネラを取り扱っている研究者が情報を交換し、技術を提供しあいながら共同研究を行ってきた。本年度に得られた主な成果を要約する。液胞に存在する新規なABC輸送蛋白のcDNAのクローニングに成功し、薬物輸送に果たす役割を明らかにしている。ベータ-ラクタム類の不斉触媒合成反応を開発し、新しいベータ-ラクタム抗生物質の液胞に対する効果を検討した。腸内連鎖球菌に見いだされたNa^+共役型の液胞ATPaseは、bafilomycin A1の阻害を受けないが、destruxin Bの作用を受けることを示した。膀胱表層細胞に存在する液胞型ATPaseが尿のHpを酸性に保っていることを示した。新規酸性オルガネラ(マイクロベジクル)の内分泌制御における意義を解明するため、マイクロベジクル上の神経伝達物質輸送系の性質を明らかにした。スカベンジャー受容体のひとつであるSRB-1が、肝臓、脂肪組織、副腎などに大量に発現していることを見出した。好熱菌のF_1-ATPaseのγサブユニットがATPの加水分解にともなって回転することを明らかにし、液胞型ATPaseにもあてはまることを推定した。さらにconcanamycinAによる阻害実験から、トランスゴルジネットワークの酸性化がglycosylphosphatidyl(GPI)-アンカーアルカリフォスファターゼのbasolateral側への輸送に重要であることが明らかになった。液胞膜輸送分子の解析を目的に、藻類シャジクモのH^+-PPiase、液胞型水チャネル2種、Ca^<2+>/H^+対抗輸送体のcDNA解析をし、液胞膜のCa^<2+>輸送機能を解析した。動物細胞の主要リン脂質の1つであるホスファチジルセリン(PS)の液胞系オルガネラの機能発現における役割を解析する目的で、PS合成酵素IIの欠損変異株を分離した。それらは主にエンドサイトーシス、エキソサイトーシスとよばれる過程に関与している。(2)新しい液胞型Ha^+ポンプを発見した。
金属酸化物カプセルに閉じ込められた分子の反応性と機能

単一、あるいは複数の分子を一つの閉鎖的な空間に閉じ込める、分子カプセルに関する研究は、不安定化学種の閉じ込め、特異的な反応場としての活用など、重要な知見が得られている。バナジウムを基盤としたポリオキソメタレートに着目し、無機化合物からなる分子カプセルを創製し、内部に閉じ込められた分子の反応性と機能について解明することで、新しい“場"の概念を提唱することを目的とした。VO5四角錘ユニットで形成されるポリオキソメタレートの内部に働く相互作用について議論するに当たり、半球状のポリオキソメタレートのホスト特性について詳細に検討した。半球状ポリオキソメタレートは、アニオンや、電子リッチな官能基を有する中性分子が包接可能である。ジクロロメタンを内部に包接した半球状ポリオキソメタレートを真空下、50度で処理すると、ジクロロメタンが除去された。単にゲストが除去されるのではなく、半球の底を成しているVO5ユニットの一つが反転していることが明らかとなった。反転した構造は、再びゲストを作用させるとゲストを包接し、元の構造に戻ることを確認した。この、ゲスト反転を利用することで、溶液中で、ゲスト包接の平衡定数を求めることで、ポリオキソメタレートとゲスト分子との間に働く相互作用について評価した。VO4四面体ユニットで構成されたポリオキソメタレートにイットリウムカチオンを反応させると、四つのV11の環で構成されたケージ状の構造が得られることが明らかとなった。イットリウムをユーロビウムやイッテルビウムに変更しても、同様の構造が得られるとが明らかとなった。ポリオキソメタレートでつくられる内部空間を評価する手段がこれまでなく、研究提案時には、相対的な議論が限界であると考えていたが、しかし、半球状のポリオキソメタレートにおいて、構造変換を伴うゲスト除去、再包接という現象を見出したことにより、ゲストフリー体とゲスト包接体とを明確に区別することが可能となった。真空下でin-situ IRを測定すると、加熱とともに850 cm-1のピーク強度のみが減少した。これは、半球の底のV-O-Vの伸縮振動に由来するピークであった。ゲスト除去後、単結晶X線構造解析により、ゲストフリー体の構造を明らかにした。これは、金属酸化物で多面体再配列を確認した始めての例であった。窒素、酸素、一酸化炭素、メタンなどの極性の小さい分子は包接されないが、二酸化炭素、臭化メタンなど極性のある分子は半球状内部に包接されることが明らかとなった。この、ゲスト反転を利用することで、溶液中で、ゲスト包接の平衡定数を求めることに成功した。以上のように、VO5四角錐構造で囲まれる空間に対して、厳密な評価が可能となった。さらに、四面体構造でも三次元的に閉じたケージ状構造を形成可能であることを世界で初めて見出しており、目的に合わせたバナジウムの配位形態による物性制御の可能性を見出した。また、申請書に記載した球状ポリオキソメタレートについても順調に合成できており、研究遂行に向けたデータが着々と集まっている。昨年度は、半球状のポリオキソメタレートのゲスト包接体とゲストフリー体の化学を関連付けて解明した。球状のポリオキソメタレートのゲストフリー体は、中空カプセルに相当する。昨年度までに合成に成功した球状ポリオキソメタレートに対して、各種条件下で刺激を与えることで、中空の球状ポリオキソメタレートを調製する。さらに、単結晶X線構造解析により中空構造を確認する。内包型と中空型のポリオキソバナデートの性質を比較することで、内包された分子のポリオキソメタレート骨格の物性に対する影響を議論することが可能となる。金属酸化物カプセルに内包されている化合物についても、キャラクタリゼーションを行い、バルクとの違いについて明らかにする。

イットリウムをユーロビウムやイッテルビウムに変更しても、同様の構造が得られるとが明らかとなった。ポリオキソメタレートでつくられる内部空間を評価する手段がこれまでなく、研究提案時には、相対的な議論が限界であると考えていたが、しかし、半球状のポリオキソメタレートにおいて、構造変換を伴うゲスト除去、再包接という現象を見出したことにより、ゲストフリー体とゲスト包接体とを明確に区別することが可能となった。真空下でin-situ IRを測定すると、加熱とともに850 cm-1のピーク強度のみが減少した。これは、半球の底のV-O-Vの伸縮振動に由来するピークであった。ゲスト除去後、単結晶X線構造解析により、ゲストフリー体の構造を明らかにした。単にゲストが除去されるのではなく、半球の底を成しているVO5ユニットの一つが反転していることが明らかとなった。これは、金属酸化物で多面体再配列を確認した始めての例であった。反転した構造は、再びゲストを作用させるとゲストを包接し、元の構造に戻ることを確認した。窒素、酸素、一酸化炭素、メタンなどの極性の小さい分子は包接されないが、二酸化炭素、臭化メタンなど極性のある分子は半球状内部に包接されることが明らかとなった。この、ゲスト反転を利用することで、溶液中で、ゲスト包接の平衡定数を求めることに成功した。以上のように、VO5四角錐構造で囲まれる空間に対して、厳密な評価が可能となった。さらに、四面体構造でも三次元的に閉じたケージ状構造を形成可能であることを世界で初めて見出しており、目的に合わせたバナジウムの配位形態による物性制御の可能性を見出した。また、申請書に記載した球状ポリオキソメタレートについても順調に合成できており、研究遂行に向けたデータが着々と集まっている。昨年度は、半球状のポリオキソメタレートのゲスト包接体とゲストフリー体の化学を関連付けて解明した。球状のポリオキソメタレートのゲストフリー体は、中空カプセルに相当する。昨年度までに合成に成功した球状ポリオキソメタレートに対して、各種条件下で刺激を与えることで、中空の球状ポリオキソメタレートを調製する。さらに、単結晶X線構造解析により中空構造を確認する。内包型と中空型のポリオキソバナデートの性質を比較することで、内包された分子のポリオキソメタレート骨格の物性に対する影響を議論することが可能となる。金属酸化物カプセルに内包されている化合物についても、キャラクタリゼーションを行い、バルクとの違いについて明らかにする。
対称対に付随したリー群の作用と部分多様体の幾何

リーマン対称空間は各点において測地線を反転させる点対称が存在するリーマン多様体として古くから研究が行われ,リーマン幾何学において重要な対象となっている.我々は,対称空間の点対称がなす代数的な構造を一般化することによって,各点xにおいて群Γと同型な対称変換群をもち,点xがxにおける対称変換群の孤立固定点となる多様体として一般化されたs多様体を定義した.我々の定義による一般化されたs多様体はLedger-ObataおよびKowalskiらにより研究された正則s多様体の拡張になり,特にΓ=Z_2のとき従来の対称空間であり,Γ=Z_kのときk対称空間になる.Chen-NaganoはコンパクトRiemann対称空間に対して,点対称の固定点集合を用いて極地と対蹠集合の概念を導入し,対蹠集合の濃度の上限として2-numberと呼ばれる幾何学的不変量を定義した.特に,対称R空間の2-numberがZ_2係数ホモロジー群の次元と一致することがTakeuchiにより示されている.一般化されたs多様体Mの各点xにおける対称変換群はその点xを孤立固定点にもつため,コンパクト対称空間の場合と同様にして極地と対蹠集合を定義することができる.定義から対蹠集合はMの離散部分集合になり,対蹠集合の濃度の上限として定まるMの幾何学的不変量を対蹠数と呼ぶ.ベクトル空間の部分空間のなす旗多様体はGrassmann多様体上のファイブレーションの構造からΓ=(Z_2)^rとしたときの一般化されたs多様体の構造が定まる.我々は,旗多様体の極大対蹠集合の合同類を決定し,対蹠数を求めた.これにより,旗多様体の対蹠数がZ_2係数ホモロジー群の次元と一致することが分かった.特に,複素ベクトル空間の部分空間のなす複素旗多様体は,特殊ユニタリ群SU(n)の随伴軌道として実現することができ,このとき極大対蹠集合はSU(n)のWeyl群の軌道と一致する.複素旗多様体内の2つの実形の交叉の対蹠性とFloerホモロジーに関する研究について,井川治氏(京都工芸繊維大学),入江博氏(茨城大学),奥田隆幸氏(広島大学),田崎博之氏(筑波大学)との共著論文の執筆を進めた.この研究内容に関して,2018年9月に東京理科大学森戸記念館にて開催された研究集会「部分多様体幾何とリー群作用2018」において講演を行い,記録集原稿を執筆した.対称空間の拡張として,一般化されたs多様体を定義した.さらに,コンパクト対称空間の極地と対蹠集合の概念を一般化されたs多様体に対して拡張し,その基本的な性質を調べた.具体例として,旗多様体上にΓ=(Z_2)^rとしたときの一般化されたs多様体の構造を考え,その極大対蹠集合の合同類を決定することができた.この研究成果については2018年9月に岡山大学で開催された日本数学会2018年度秋季総合分科会において研究発表を行い,2018年10月にソウルCOEXにて開催された2018Joint Meeting of the Korean MathematicalSociety and the German Mathematical Societyおよび2019年3月にハワイ大学マノアにて開催されたAMS Sectional Meetingの2回の国際会議でも講演を行った.本研究課題において,Hojoo Lee氏(Seoul National University)を2019年2月8日(金)2月13日(水)の期間に首都大学東京に招聘し,極小部分多様体に関する共同研究を行った.2018年11月29日(木)から12月1日(土)にかけて研究集会「部分多様体論・湯沢2018」を開催した.また,2019年2月23日(土)に首都大学秋葉原サテライトキャンパスにおいて第18回秋葉原微分幾何セミナーを開催した.これまでの研究において,対称空間の拡張概念として一般化されたs多様体の定義を与えた.今後の研究計画として,一般化されたs多様体の基礎理論の研究を進める.古典的な対称空間の理論および,正則s多様体の理論が一般化されたs多様体に対してどのように拡張されるか検討を行う.また,一般化されたs多様体の中でΓ対称空間を特徴付ける条件を調べる.Γ対称空間および一般化されたs多様体について,適切な設定の下での分類問題を検討する.また,コンパクト対称空間におけるChen-Nagano理論に関して,一般化されたs多様体の場合への拡張について検討を行う.一般化されたs多様体の極地と極大対蹠集合の構造に関して研究を行う計画である.可換なコンパクト対称三対から,Γ=Z_2×Z_2の一般化されたs多様体が得られる.これらZ_2×Z_2対称空間の対蹠集合について詳しい研究を行う.Z_2×Z_2対称空間はコンパクト対称空間上の2つのファイブレーションの構造をもつ.これらのファイブレーションの構造を利用して,底空間となるコンパクト対称空間の対蹠集合とZ_2×Z_2対称空間の対蹠集合の関係性について調べる.また,群Γが非可換群である場合の具体例の構成,およびそれらの極大対蹠集合を具体的に調べる.さらに,一般化されたs多様体の対蹠数の幾何学的意味について調べる.特に,トポロジーおよび組み合せ論との関係について検討する.2019年4月から9月までの6カ月間、アウグスブルク大学(ドイツ)に研究滞在する.

滞在中にアウグスブルク大学の研究者たちとこれらの研究課題について国際共同研究を行う計画である.秋葉原微分幾何セミナーおよび研究集会「部分多様体論・湯沢2019」を開催する計画である.これらのセミナー・研究集会において関連する研究者たちと議論と情報交換を行い,研究課題を推進する.Kahler多様体において対合的反正則等長変換の不動点集合の一つの連結成分として与えられる部分多様体を実形と呼ぶ.定義から実形は全測地的Lagrange部分多様体になる.連結コンパクトLie群Gの随伴軌道はG不変なKahler構造を持ち,複素旗多様体と呼ばれる.我々は,複素旗多様体に対して,あるトーラス作用を用いて対蹠集合の概念を定義した.一般に,複素旗多様体にはk対称空間の構造が入る.我々が与えた複素旗多様体の対蹠集合の定義はk対称空間の点対称を用いて定めた対蹠集合と一致し,特に,コンパクト型Hermite対称空間の場合はChen-Naganoによって与えられたコンパクト対称空間の対蹠集合の概念と一致する.複素旗多様体の極大対蹠集合はあるWeyl群の軌道として表され,したがって任意の極大対蹠集合はGの随伴作用により互いに合同になる.Riemann対称対の線形イソトロピー表現の軌道は複素旗多様体に実形として埋め込まれ,実旗多様体と呼ばれる.我々は,複素旗多様体において,二つの実旗多様体を考え,それらのLagrange交叉を調べた.実旗多様体を定める二つの対合が可換な場合に,二つの実旗多様体が横断的に交わるための必要十分条件を対称三対を用いて与えた.また,二つの実旗多様体が横断的に交わるとき,その交叉は対称三対のWeyl群の軌道として与えられることを示した.これにより離散的な交叉は複素旗多様体の対蹠集合になることが分かる.さらに,実形の交叉の対蹠性を応用することにより,Kahler-Einstein計量をもつ複素旗多様体において,必ずしも合同とは限らない二つの実形に対するZ_2係数Floerホモロジーを求めた.これらの結果は井川治氏(京都工芸繊維大学),入江博氏(茨城大学),奥田隆幸氏(広島大学),田崎博之氏(筑波大学)との共同研究による.複素旗多様体内の二つの実形が横断的に交わるとき,その交叉は対蹠集合になる.特に,コンパクト型Hermite対称空間の場合は,点対称によりholomorphic stripのモジュライ空間に自由なZ_2作用が自然に誘導され,実形の交叉がZ_2係数Floerホモロジーの生成系を与えることが分かる.一般の複素旗多様体の場合は,対蹠集合の元を固定する対称変換は位数2とは限らないが,コンパクトLie群Gのある特別な対合を構成することにより,holomorphic stripのモジュライ空間に帰納的にZ_2作用を誘導することができる.この事実により,必ずしも合同とは限らない二つの実形に対するZ_2係数Floerホモロジーを求めることができた.この結果について,2017年3月に東京大学にて開催された日本数学会2018年度年会において研究発表を行った.また,大阪市大で開催された国際研究集会"Geometry of Submanifolds and IntegrableSystems"において講演を行った.2017年11月30日(木)から12月2日(土)にかけて研究集会「部分多様体論・湯沢2017」を開催した.また,2018年2月10日(土)に首都大学秋葉原サテライトキャンパスにおいて第17回秋葉原微分幾何セミナーを開催した.
口腔粘膜の角化の成立機構と,その微細構造の解析

口腔粘膜疾患は、水疱、びらん、潰瘍、白斑のさまざまな病態を示し、その病因も多岐にわたっているが、その臨床病態を直接反映する口腔粘膜表面の変化は走査型電子顕微鏡(SEM)で観察されているのみである。しかし通常のSEMでは試科への複雑な操作が必要であるため、試料の変化が問題である。本研究では口腔粘膜疾患の立体的組織変化を観察するために試料への諸操作を施さずnative stateで観察できるWet-SEMを用いて、口腔粘膜疾患の表面組織変化を立体的に観察し、角化異常による角化細胞の形態変化と剥離状態を観察した。更に組織化学的に、角化により細胞蛋白質のSH基がSS結合へと変換することに着目して、角化異常によるSH基とSS結合の挙動分布の変化を観察した。結果は、表面組織変化は口腔扁平苔癬では、表面細胞の不規則な剥離・配列・形態および核の隆起などが観察された。白板症では扁平苔癬よりは規則的な表面細胞の配列・剥離・形態が観察され、核は認められなかった。SH基の分布は口腔扁平苔癬では、基底細胞層にはあまり認められず有棘層ではその分布は不均一であり、その挙動は角化異常の程度と相関性があった。白板症では、SH基の分布は基底細胞層から有棘層へと徐々に増加し、角質層直下で最大となり、正常皮膚の分布に類似して規則的であったが分布量は少なかった。SS結合の分布は、口腔扁平苔癬では最表層に多く不均一に分布した。白板症では、最表層にやや多く均一に分布した。以上より、口腔扁平苔癬の角化細胞は、その角化過程においてそれぞれ成熟度が異なり、最表層では過角化した細胞や未角化な細胞が混在し、様々な臨床病態を示すものと思われた。
有害物質の溶出抑制効果を持つ混合地盤材料の開発と廃棄物の再資源化効率の評価

建設発生土や廃棄物をリサイクルする場合には,実際の建設にかかる費用だけでなく環境負荷に関する影響も考慮することが望ましい。また,各種リサイクル材に対して,材料作製に伴う環境負荷および廃棄物削減に伴うメリットを何らかの数値として算出し,環境負荷低減効果を表すための評価手法を構築する必要がある。本研究では,有害物質の溶出抑制効果を持つ混合地盤材料の開発を行うとともに,リサイクル材を用いる場合の環境負荷の低減効果を定量的に表す手法を提示した。廃棄物の有効利用法として,バイオマスの炭化物としての活用および都市ごみ焼却灰の地盤材料としての有効利用を例に,再資源化の効率について考察を行った。得られた結論は以下のとおりである。1)都市ゴミ焼却灰に炭化物を混合することでの重金属溶出が抑制される。また、木炭を混合しても,都市ゴミ焼却灰と同様の透水性および圧縮性を有し,力学的にも地盤材料として活用できると考えられる。2)炭化物の吸水性によってセメント安定処理土中の水セメント比を低下させ,強度が増加する。また,セメント安定処理土からの溶出が懸念されている六価クロムの溶出量を木炭混合によってある程度抑制することができる。3)刈草炭化物を混合することで、いずれの火山灰質粘性土についても強度改善効果が認められた。生石灰と刈草炭化物を質量比1:1で混合すると,生石灰添加量を軽減できるなど効果が大きい。4)都市ごみ炭化物を最終処分場における覆土材として利用した場合,廃棄物層から溶出される重金属や無機塩類等陽イオンに対する吸着効果が発揮されるため,浸出水質の早期安定化が期待される。5)リサイクル材の製造工程におけるCO_2排出量と廃棄物の活用に伴うCO2削減量を算定し,再資源化効率の評価法を示した。その結果,製造時のCO_2排出量が小さく,多くの廃棄物を使用している材料ほど再資源化効率が高いことが示された。建設発生土や廃棄物をリサイクルする際の経済性を評価する場合,実際の建設にかかる費用と環境負荷に関する費用の両方を考慮することが必要である.そのため,建設材料コストに関するリサイクル経済評価モデルを提示し,このモデルを用いて材料コストについての将来予測を行うとともに,リサイクルの有無によって直接コストがどのような条件のもとで変化するのかを比較・検討した。さらに,各種リサイクル材に対して,材料作製に伴う二酸化炭素発生による環境負荷および廃棄物削減に伴うメリットをそれぞれコストとして算出し,環境負荷低減効果を表すための評価法について考察した。このような評価法に基づき,リサイクル材を用いる場合の環境負荷の低減効果を定量的に示した。一方,木くずや間伐材等の廃木材はそのまま廃棄処分されることが多く,資源循環の観点から有効利用が望まれている材料である。これらの廃棄物の有効利用法の一つとして,炭化物としての活用が考えられる。また,軟弱な土にセメントなどの固化材を添加したセメント安定処理土については,環境基準を上回る量の六価クロムの溶出が懸念されている。炭化物については,このような有害物質の溶出を抑えるためにも有効であると考えられる。本研究では,木材の炭化物の吸水効果と有害物質の吸着効果に着目し,炭化物を混合したセメント安定処理土の一軸圧縮試験と溶出試験を行い,炭化物の混合量の違いによる強度特性と溶出特性の変化を明らかにするとともに,廃木材の炭化物の地盤材料として利用法について考察した。

また,各種リサイクル材に対して,材料作製に伴う環境負荷および廃棄物削減に伴うメリットを何らかの数値として算出し,環境負荷低減効果を表すための評価手法を構築する必要がある。本研究では,有害物質の溶出抑制効果を持つ混合地盤材料の開発を行うとともに,リサイクル材を用いる場合の環境負荷の低減効果を定量的に表す手法を提示した。廃棄物の有効利用法として,バイオマスの炭化物としての活用および都市ごみ焼却灰の地盤材料としての有効利用を例に,再資源化の効率について考察を行った。得られた結論は以下のとおりである。1)都市ゴミ焼却灰に炭化物を混合することでの重金属溶出が抑制される。また,木炭を混合しても,都市ゴミ焼却灰と同様の透水性および圧縮性を有し,力学的にも地盤材料として活用できると考えられる。2)炭化物の吸水性によってセメント安定処理土中の水セメント比を低下させ,強度が増加する。また,セメント安定処理土からの溶出が懸念されている六価クロムの溶出量を木炭混合によってある程度抑制することができる。3)刈草炭化物を混合することで,いずれの火山灰質粘性土についても強度改善効果が認められた。生石灰と刈草炭化物を質量比1:1で混合すると,生石灰添加量を軽減できるなど効果が大きい。4)都市ごみ炭化物を最終処分場における覆土材として利用した場合,廃棄物層から溶出される重金属や無機塩類等陽イオンに対する吸着効果が発揮されるため,浸出水質の早期安定化が期待される。5)リサイクル材の製造工程におけるCO2排出量と廃棄物の活用に伴うCO2削減量を算定し,再資源化効率の評価法を示した。その結果,製造時のCO2排出量が小さく,多くの廃棄物を使用している材料ほど再資源化効率が高いことが示された。
デグロンシステムを利用した全能性幹細胞樹立の試み

前年度までにC57BL/6Jの初期胚を用いて,候補遺伝子の発現量変化を解析した結果,現在のところ5遺伝子が8細胞期から桑実胚期にかけて強く発現することがわかったので,本年度はこれらの遺伝子を1細胞期から発現させるための遺伝子導入系の開発を行った。前年度までに開発した発現マーカーを効率的に導入するための方法として,当初プラスミドDNAをマイクロインジェクションにより導入を試みたが,多くの遺伝子を導入するには多くの時間と労力を費やすこととなったため,エレクトロポレーションによって1細胞期胚に導入する方法の開発を試みた。エレクトロポレーションに耐性が高いと思われたICR胚を用いて実験を行なった。2本鎖DNAをエレクトロポレーションによって導入できたという報告はこれまでに1報のみがあるが,追試された例がなく,電圧,通電時間,通電回数などの条件検討を独自に行い,安定的に10-20%程度の胚でマーカー遺伝子の発現が確認できる条件を決定した。次に,gRNAを発現するプラスミドを導入してゲノム編集ができるかどうか調べたが,現在のところ,確実にゲノム編集できる条件の確定には至っていない。今後,さらに効率よくプラスミドDNAを導入するための条件検討が必要であると考えられた。また,8細胞期胚の培養を行い,浮遊培養によって増殖させられる条件を見出した。これらを用いて,接着培養よりもより初期胚の状態に近い条件が作り出せることが期待された。マウス初期胚の状態を維持できるような遺伝子を検索することを目的として,マウス初期胚において,外来遺伝子を時期特異的に強制発現させるシステムの構築を行った。受精後1日目までは発現せず,2日目より速やかに外来遺伝子を強制発現させるためにデグロンシステムを用いた系の構築を試みた。当初,オーキシンデグロンシステムを用いる予定であったが,ヒトおよびマウス培養細胞で発現させたところ期待通りの発現制御が困難であった。そこで,別のデグロンシステムの検討を行った結果,マウスES細胞,マウス胚繊維芽細胞,293T細胞,HeLa細胞においてデグロンシステムAを用いた場合に期待どおりの制御が可能であった。現在,マウス初期胚においてデグロンシステムAを用いた遺伝子発現制御が可能かどうかを確認しているところである。さらに,マウス初期胚において8細胞期に特異的に発現している遺伝子を導入しようと考え,公的データベースの検索および解析を行い,4-8細胞期に発現が上昇し,桑実胚期に発現が減少する19遺伝子を抽出した。また,この時期の転写に関連すると考えられる18遺伝子を抽出した。これらをマーカーとしてマウス初期胚の状態が維持できているかをモニタリングすると共に,これらの遺伝子を強制発現することで初期胚の状態が維持できるのではないかと考えた。現在,マウスC57BL/6J系統胚において上記37遺伝子の発現変化を確認しているところである。当初使用予定だったオーキシンデグロンシステムは期待どおりに使用することが困難であったが,代替システムを導入することで目的とする制御が可能になる目処がついた。また,候補となる遺伝子の抽出もでき,実際に使用するマウス系統での確認作業に入っている。(1)マウス初期胚において、外来遺伝子の発現が制御可能なデグロンシステムをマウス受精卵に導入する条件の検討を行なった。マウス初期胚に一過性にデグロンシステムベクターを導入したところ,AIDシステムを用いた場合には、細胞毒性が強く胚が死んでしまいうまくいかなかった。そこで、新たに検討を行ったARDデグロンシステムを使用した場合には20 μg/mlの濃度でインジェクションを行っても細胞が死滅することはなかった。ただし,発生率が悪かったので至適濃度を探索するために、さらに低濃度でのインジェクションを行うこととした。また,初期胚の内在性ゲノムに発現マーカーを効率的に導入するためのベクターを構築した。ES細胞やマウス胎仔繊維芽細胞,骨髄細胞などへの導入が可能であったことから,様々な細胞に簡便に発現マーカーを導入する系の立ち上げに成功した。この方法で受精卵に導入することで、8細胞期胚に強発現している遺伝子をモニターすることにより、8細胞期とそれ以外の細胞の区別がつけられると考えられた。(2)昨年度までに公的データベースより見出した, 8細胞期前後に発現量が大きく変化すると考えられる遺伝子の,マウス初期胚における発現変化を定量的RT-PCRを用いて解析した。発現量補正遺伝子についても検討し,リボソーム関連遺伝子で補正をすることにした。C57BL/6Jの初期胚を用いて,候補遺伝子の発現量変化を解析した結果,現在のところ5遺伝子が8細胞期から桑実胚期にかけて強く発現することがわかった。デグロンシステムが各種細胞で機能することを確認し,簡便にノックインを行うことができる系を立ち上げた。

2本鎖DNAをエレクトロポレーションによって導入できたという報告はこれまでに1報のみがあるが,追試された例がなく,電圧,通電時間,通電回数などの条件検討を独自に行い,安定的に10-20%程度の胚でマーカー遺伝子の発現が確認できる条件を決定した。次に,gRNAを発現するプラスミドを導入してゲノム編集ができるかどうか調べたが,現在のところ,確実にゲノム編集できる条件の確定には至っていない。今後,さらに効率よくプラスミドDNAを導入するための条件検討が必要であると考えられた。また,8細胞期胚の培養を行い,浮遊培養によって増殖させられる条件を見出した。これらを用いて,接着培養よりもより初期胚の状態に近い条件が作り出せることが期待された。マウス胚においてデグロンシステムAを用いた遺伝子発現制御が可能であるかどうか,まず,蛍光タンパク質マーカーを用いて確認する。マウスC57BL/6J系統胚において,マウス初期胚状態を維持する候補遺伝子の発現変化を確認したら,8細胞期特異的に発現が上昇する遺伝子をマーカーとして実験系を構築する。マウス初期胚状態を維持する候補遺伝子を導入した時にマーカー遺伝子の発現が上昇するかどうかを解析する。受精卵及びES細胞を用いて,8細胞期から桑実胚期にかけて強く発現することがわかった遺伝子にマーカー遺伝子をノックインして,8細胞期の状態を保持する培養条件および遺伝子発現などを調べる予定である。遺伝子組換えに使用する酵素やキットはキャンペーン期間に購入するなどして安価に入手することができた。さらに,ゲノム編集やギブソンアセンブリなど,新しい技術を取り入れたことで,実験の成功率が上昇し,費用を抑えることができた。しかしながらマウス胚を用いた実験が計画通りに進まなかったため次年度使用額が生じた。主にデグロンベクターのマウス初期胚での細胞毒性の検討に時間が取られたことが原因である。さまざまな遺伝子についてのベクターをマウス初期胚に導入する実験をこのあと実施予定であり、マウス初期胚を得るためにマウスを必要数購入する費用や、発生した胚を移植する偽妊娠メスを購入する費用、飼料などの飼育経費などが必要となる。本年度はこれらの費用に使用される予定である。ベクターの作成は順調に進んでおり、次年度はマウス胚を用いた実験を多く行うため,動物購入費用に充てる。また,デグロンを使用して動物個体で遺伝子発現を行う系について学会発表を行う予定である。
交流史としての先匈奴期初期遊牧民社会の研究：腰帯及びその諸属性を中心に

匈奴が勃興する以前の草原地帯東部の歴史を復原するために、各地域の遊牧民集団間の交流や文化的な影響関係について考察する。そのために、各集団の腰帯や、腰帯からぶら下げられる武器などの器物に注目する。これらの遺物の各地域における変遷を明らかにした上で、その成果を地域間で比較し、地域同士の共通性や差異を通時的に明らかにしていくことで、地域間の影響関係やその具体的な様相、社会的背景を明らかにする。
自律分散システムにおける制御機能

自律分散システムの優れた制御機能(柔軟性、多様性、拡縮性、高信頼性など)を工学的に実現することを目的に、多面的な研究を行い、下記のような成果を得た。1.画素の局所的な相互作用のみで、画面全体にわたるパターンを形成することにより、画像認識が可能であることを明らかにした。具体的にそれは、反応・拡散方程式系で定式化される。このシステムは、記銘画像の一部分のみや、ノイズを加えた画像に対しても最も近い記銘画像を想起できる。2.サブシステムがバネとダンパによって結合している大型宇宙構造物では、センサーとアクチュエータを同位置、同方向に配置し、サブシステムごとに変位と速度の直接フィードバックを行なうことが、自律分散的、かつ分散協調的であることを明らかにした。この分散制御法のもとでは、安定性を保存したままサブシステムの分離、結合ができ、結合状態でいくつかのサブシステムの制御器が故障しても、全体システムの安定性は乱されない。3.マニピュレータで対象物を操作・移動させるとき、近くに障害物があれば、手先の運動だけでなく、途中のリンクの動きも障害物を避けるように動かさなければならない。本年度は、このような作業空間上で複数の目標軌道が与えられたとき、それらをある評価のもとで最適に満たすような間接運動トルクを並列・分散的に求めるアルゴリズムを導出した。4.自律可制御性・自律可協調性の概念に基づき、大規模計算機制御システムのサブシステムをデータフィールドで結合するアーキテクチャを提案した。さらに、これをオフィスプロセッサシステムの構築に適用した。5.大規模計算機制御システムを離散事象システムとしてモデル化し、状態とイベント間に干渉がある場合の分散安定化制御則を導出した。
トランスクリプトーム解析とエクソーム解析を融合した遺伝性心疾患の新規原因変異探索

心筋症を主とする難治性循環器疾患には若年発症例や心移植適応となる重症例が含まれ、遺伝的な影響が強く示唆されるが、数々の大規模遺伝子解析においては高くても40%程度の原因変異同定率にとどまっている。家族歴のある症例においても同定されない例があり、現在の解析手法では見いだされない遺伝子異常が隠れている可能性が指摘されている。通常、遺伝性疾患の原因変異を探索する場合、特定領域のみを対象とするサンガーシーケンス、候補遺伝子を集中的に解析するパネルシーケンス、全遺伝子のエクソン領域を対象とする全エクソームシーケンス(WES)、ゲノム全体を網羅的に解析する全ゲノムシーケンス(WGS)のいずれかの手法が用いられる。心筋症は原因とされている遺伝子数が100を超える多様性の高い疾患で、パネルシーケンスで完全にカバーすることが難しいため、申請者はこれまでWESによる遺伝子解析を試みてきており、やはり2030%の原因変異同定率にとどまっている。そこで本課題では、原因変異同定率の改善を目的として、RNAseqによるスプライシング異常の検出を組み合わせた遺伝子解析を試みた。まずは組織からのRNAseqを行うこととし、検体の得られる心臓移植例を中心にRNAseqを実施した。心臓移植例は、循環器疾患の中でも最重症例であり、大きな構造異常を起こしやすいスプライシング異常が含まれる確率も高いことが予測されたため、この症例選択とした。得られたデータから、いくつかの計算手法により、全遺伝子を対象としたスプライシング異常の検出を行い、対象症例においてそれぞれ複数の異常スプライシングを検出した。この中には、既知の原因遺伝子上の異常も含まれた。さらに、スプライシング異常の原因変異を正確に同定するために、それらの症例のエクソーム解析を行った。現在検出されたスプライシング異常に関連する変異の特定を試みている。申請者は2018年7月まで産前産後休暇および育児休業を取得しており、その期間研究を進めることが難しく、本課題への着手が遅延した。しかしながら、申請者の所属組織内の別課題において同一症例のRNAseqを実施する必要があり、一部シーケンスデータについては事前に取得できたことから、シーケンスに関してはおおむね順調な進捗となっている。一方解析環境に関して、これまで使用していたシステムに不具合が相次ぎ、その対応が必要となったことなどから、解析環境の整備に予想していたより時間を要した。解析手法に関してはソフトウェアを使用する環境を予定通り構築でき、初年度内に解析を始めることができた。以上の経過から、総合的には、研究はおおむね順調に進展していると判断した。検出されたスプライシング異常の病原性の評価は困難であるが、まずは、候補遺伝子上の異常を中心に、スプライシング異常を引き起こした原因変異の同定を進めていく。現在、心筋症はエクソーム解析のデータからスプライシング異常を検出するプログラムの開発が進められている。申請者の研究では心臓移植が実施された重症心不全患者とその待機者を中心とした検体の解析を行っているが、通常心筋細胞の生検組織を研究用に取得することは難しく、将来的にはより低侵襲な方法で得られる検体で同様の解析を実施することが求められる。そのため、末梢血由来の解析を目指し、エクソーム解析からスプライシング異常を推定するソフトウェアは数多く開発されている。本課題で得うる情報はこれらのソフトウェアの精度の確認や、制度向上のために用いられる可能性がある。あるいは、末梢血の発現解析が組織のRNAseqの代替手法としてどれだけ利用可能かという検証も必要であり、こちらも現在検討中である。さらに、ショートリードのシーケンスでは一部症例においてマッピング不良による、間違ったスプライシングの検出が起こる可能性があるため、ロングリードシーケンスを用いたより正確なスプライシング検出が可能になるかどうかの検討を行う予定である。

現在検出されたスプライシング異常に関連する変異の特定を試みている。申請者は2018年7月まで産前産後休暇および育児休業を取得しており、その期間研究を進めることが難しく、本課題への着手が遅延した。しかしながら、申請者の所属組織内の別課題において同一症例のRNAseqを実施する必要があり、一部シーケンスデータについては事前に取得できたことから、シーケンスに関してはおおむね順調な進捗となっている。一方解析環境に関して、これまで使用していたシステムに不具合が相次ぎ、その対応が必要となったことなどから、解析環境の整備に予想していたより時間を要した。解析手法に関してはソフトウェアを使用する環境を予定通り構築でき、初年度内に解析を始めることができた。以上の経過から、総合的には、研究はおおむね順調に進展していると判断した。検出されたスプライシング異常の病原性の評価は困難であるが、まずは、候補遺伝子上の異常を中心に、スプライシング異常を引き起こした原因変異の同定を進めていく。現在、心筋症はエクソーム解析のデータからスプライシング異常を検出するプログラムの開発が進められている。申請者の研究では心臓移植が実施された重症心不全患者とその待機者を中心とした検体の解析を行っているが、通常心筋細胞の生検組織を研究用に取得することは難しく、将来的にはより低侵襲な方法で得られる検体で同様の解析を実施することが求められる。そのため、末梢血由来の解析を目指し、エクソーム解析からスプライシング異常を推定するソフトウェアは数多く開発されている。本課題で得うる情報はこれらのソフトウェアの精度の確認や、制度向上のために用いられる可能性がある。あるいは、末梢血の発現解析が組織のRNAseqの代替手法としてどれだけ利用可能かという検証も必要であり、こちらも現在検討中である。さらに、ショートリードのシーケンスでは一部症例においてマッピング不良による、間違ったスプライシングの検出が起こる可能性があるため、ロングリードシーケンスを用いたより正確なスプライシング検出が可能になるかどうかの検討を行う予定である。シーケンスに必要な試薬の購入費を物品費に計上していたが、今年度シーケンス分に関しては他課題との共同実施となったため、本課題からの支出は生じず、一部費用が次年度使用額となった。そのため、計画時は検討していなかった末梢血のRNAseqの検討や、対象症例の拡大のために使用予定である。
分化相において細胞周期関連分子が正常脳形成および病態脳への変換に果たす役割の解明

発生過程において、「増殖相」から「分化相」への移行に伴い細胞周期関連分子の活性や発現は抑制されなければならないと信じられてきた。しかし、特殊なサイクリン依存性キナーゼであるCdk5は発生期および神経変性疾患の脳で強く活性化していることから、分化相においても細胞周期関連分子が機能していることが示唆されるが、このような視点からの研究はまだ緒についたばかりであり、細胞周期関連分子が大脳皮質形成や脳疾患に果たす役割についてもほとんど解析されていない。本研究では、Cdk5を中心とした細胞周期関連分子の機能を、生理的状態と神経変性疾患の両面から解析を行い、正常状態の何がどのように変化することにより病的状態へと移行するのかを調べ、大脳皮質形成およびその異常による脳疾患のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を行ってきた。昨年度までの研究より、哺乳類の大脳皮質6層構造の形成に必須である多段階の神経細胞移動のうち、その大半を占める「ロコモーション様式の移動」にCdk5が必要であることを明らかにした。そこで今年度は、正常脳から病態脳への移行にCdk5がどのような役割を果たしているのかに焦点を当てて解析を行った。我々は、発生期の大脳皮質において、Cdk5が細胞周期からの脱出に必要であるp27(kip1)をリン酸化することを報告しているが、病態脳型のCdk5/p25は、p27(kip1)に対して異なるリン酸化特性を持つことを明らかにした。これらの結果より、Cdk5が正常脳型から病態脳型へと変換することによりp27(kip1)へのリン酸化部位特異性が変わることが、神経変性疾患の進行に何らかの役割を果たす可能性が示唆された。しかし、特殊なサイクリン依存性キナーゼであるCdk5およびCDK阻害タンパク質として知られているp27(kipl)は、細胞周期関連分子であるにも関わらず、GO期にある神経細胞で強く活性化していることから、分化相においても細胞周期関連分子が機能していることが示唆されるが、このような視点からの研究はまだ緒についたばかりであり、細胞周期関連分子が大脳皮質形成や脳疾患に果たす役割についてもほとんど解析されていない。これまでに我々は、大脳皮質形成に必須であるにもかかわらず、解析が困難であった「ロコモーション様式」の神経細胞移動の分子機構を直接解析することができる新規の阻害剤スクリーニング法を確立し、「ロコモーション移動」における核の移動にCdk5が関与することを明らかにした(J Biol Chem,2010)。そこで、さらに詳細なタイムラプス解析を用いてロコモーション細胞の形態変化を調べたところ、ロコモーション移動細胞は、まず先導突起の基部に特徴的な膨らみを形成し、次に核が細長く形態変化して、swellingの中に入り込む、という、他の細胞では見られない特殊な移動様式を示すことが観察された。次に、この実験系において、Cdk5の機能阻害剤を添加する実験を行ったところ、Cdk5がロコモーション移動細胞の複雑な形態変化に関与する可能性が示唆された。今後は、阻害剤実験に加えて、RNA干渉法を用いたin vivo実験やスライス培養実験などを併用することにより、さらに詳細な解析を続けていく予定である。
加齢モデルマウスにおけるレドックス制御と骨吸収のシグナル分子伝達機構の解析

本研究では、加齢による酸化-抗酸化バランスの変化が骨代謝に与える影響を、自然加齢マウス由来細胞を用いてその分子機構について解析を行った。破骨細胞形成能の解析から、加齢に伴う破骨細胞形成能の低下が見られ、その過程にredox関連分子が関与し細胞機能の調節を行っている可能性が示唆された。加齢による骨代謝機能の低下には、酸化-抗酸化バランスの崩壊がみられ、その制御にredox関連分子txnipの発現上昇が破骨細胞の分化能を抑制することで骨代謝に対し負の影響を及ぼしていることが明らかとなった。本研究は加齢に伴う骨代謝能の低下に対する酸化還元バランス、すなわちレドックス機構の関与について、分子生物学的解析を行うことで詳細な分子メカニズムを解明することを目的とする。本年度は加齢モデルマウスの破骨細胞形成能および、破骨細胞分化に対するredox関連分子の関与について、そのシグナル伝達機構について解析をおこなった。マウス骨髄細胞を用いた破骨細胞形成能に対するredox関連分子の影響の遺伝子およびタンパクレベルの解析では、Thioredoxin関連遺伝子が破骨細胞形成を制御している可能性が示唆された。加齢による骨代謝機能の低下には、酸化ー抗酸化バランスの崩壊がみられ、その制御にredox関連分子の発現が関与することが明らかとなった。今年度は主に加齢モデルマウスの酸化度および抗酸化力の変動様態について解析を実施した。24週齢ICR雄性マウスを30・48・72週まで飼育し、自然加齢マウスとした。加齢マウスより採取した血清をサンプルとし、1)細胞のDNA酸化ダメージの定量8-hydroxy-deoxyguanosine (8-OHdG)2)酸化ストレス(過酸化物質濃度)d-ROMs (diacron-Reactive Oxygen Metabolities) Test 3)抗酸化度(鉄イオン還元量)BAP (Biological Antioxidative Potential) Testについて測定した。72週齢マウスでは、血清8-OHdGおよびd-ROMs Testにおいて、コントロール群に比べて有意な上昇を認めた。またBAP Testでは、コントロール群に比べて有意な減少を認めた。加齢マウスの大腿骨近位端および下顎骨の海綿骨量をマイクロCTにて解析を行ったところ、加齢マウスにおいて骨密度および骨塩量の低下が認められた。これらの結果より加齢による酸化度および抗酸化力の変動様態が明らかとなった。23年度研究計画のうち、2項目について遅れが生じている。当初計画した加齢モデルマウス作成にて手技的な問題により安定せず個体差が出てしまった。手技の安定を確認した後、30・48・72週までの飼育を行ったため、予想以上の時間を要し計画全体のうち1項目について遅れが生じている。また、加齢マウス由来細胞による破骨細胞形成能の評価について、現在までに実施しているが、有効なデータを得ていない。実施に関する方法としては計画通りに行っているが、実験結果の再現性の面において更に検討をする必要があるため、引き続き検討していく予定である。初年度に確立した研究体制を引き続き継続し実施していく。初年度に遅れが生じた項目を当初の計画に加え実施していく。当該項目については現在実施中であるが、解析に関する費用について次年度への繰越が生じた。次年度へ繰越す研究費については、主に破骨細胞形成能の評価での使用を計画していたため、実験の遅れに伴い研究費の繰越しが生じた。現在実施している実験の進展に伴い当初の計画通り解析費として使用していく予定である。24年度の研究計画は、現在実施している破骨細胞形成能の検討に加え、当初計画した、破骨細胞分化に対するredox関連分子の関与について、そのシグナル伝達機構について解析を実施していく。更に、加齢に伴うredox関連分子が骨代謝に与える影響についてin vivoで検討していく。