hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高強度ガラス繊維と現場重合型熱可塑性樹脂複合材による自動車衝撃吸収部材の開発

さらに項目4と5については、数値解析精度の向上を図るため、各種材料定数の詳細な測定(各種材料試験)を実施すると共に試験体の物理モデルに関して層間剥離のモデル化や破壊条件の見直しを進め、FS線図や荷重時刻歴応答の定量的な一致を目指す計画である。従来の自動車構造部材では軽量高強度なCFRP(炭素繊維強化プラスチック)を衝撃吸収部材として用いるための検討が重ねられてきた。本研究では,強化繊維のコスト低減のために汎用ガラス繊維を用いたE/EPOXY製クラッシュボックス(以下E-GERPと記す)を大量生産可能なフィラメントワインディング(FW)法で成形し,落錘衝撃試験を行った。そして,汎用ガラス繊維を用いたE-GFRP円筒殻の繊度(Tex)を変更し4種類の試験体のエネルギー吸収特性を比較した。また,有限要素法数値解析(汎用コード;LS-DYNAを使用)を用いてE-GFRP数値解析モデルの動的応答解析を行い,初期破壊荷重の立ち上りの適性化について検討した。本年度はFW(フィラメントワインディング)成形法を用いたE-GFRPクラッシュボックスの衝撃試験と2種類の数値解析モデルから算定された荷重変位線図について比較検討を行い、次の主要な結論を得た。(1)FW法で製作したE-GFRPクラッシュボックスの衝撃吸収特性と破壊過程、破壊様相について検証し、適切な強化繊維配向角と繊度を有する試験体を確認することができた。(2)衝撃試験結果から、適切な破壊用治具を用いればGFRP試験体でもCFRPに匹敵する衝撃吸収特性を引き出すことが確認された。(3)強化繊維の積層構成では、45/88の二層構造から成るFW試験体の衝撃吸収特性が高いことが判明した。(4)繊度ではD-Type(2220Tex)の繊度の試験体がクラッシュボックスの設計要件に近いエネルギー吸収特性を有する可能性を示した。(4)繊度の違いは初期破壊ならびにその後の破壊の起点となるため、破断伸びを活かした破壊を誘発させることに繋げられる可能性がある。(5)E-GFRP試験体の動的応答解析により、試験体端部にテーパ加工を施すことによる優位性を確認することができた。本研究は自動車車体に適用可能なFRP衝撃吸収部材を設計開発するために下記の5項目について検討をすすめる計画であった。1高強度衝撃吸収複合材に用いる現場重合型熱可塑性樹脂の選定[材料設計技術]、2高強度衝撃吸収複合材に用いる高強度ガラス繊維基材と積層構成の最適化[材料設計技術]、3GFRTP高強度衝撃吸収部材の成形方法および最適成形条件の確立[成形技術]、4GFRTP高強度衝撃吸収部材の動的特性評価方法の確立[動的特性評価技術]、5GFRTP高強度衝撃吸収部材の動的応答解析モデルの確立と破壊パラメーターの決定[解析手法確立技術]2018年度は、項目1について現場重合型熱可塑性エポキシ樹脂を用いたGFRTP部材をFW法によって成形し、強度試験によって最適硬化条件を検討した。ボイド率などでまだ改善の余地はあるが、適切な硬化条件について一定の成果が得られた。また、項目2について繊度の異なる高強度ガラス繊維基材を用いて積層構成を変えたFRTPを成形し、圧縮試験と落錘衝撃試験を通じて引張強度、衝撃吸収特性や試験片の破壊過程・様相について検討した。
骨代謝と血球分化における転写因子NF-kB RelAの役割

骨代謝と造血とは相互作用している。転写因子NF-κBのRelAを欠損したマウスの胎児肝臓細胞を移植したRelA欠損キメラマウスは、重度の骨粗鬆症を発症すると同時にリンパ球の分化が低下する。このマウスの骨粗鬆症は、骨芽細胞による骨形成が低下により起こる。RelA欠損型造血幹細胞そのものの機能は正常であるが、骨粗鬆症の造血環境に置かれた事で、造血幹細胞の機能が低下する。RelA欠損キメラマウスに野生型骨髄マクロファージを移植すると、骨形成のみならず、血球分化の異常も回復した。このことから、正常マクロファージには骨形成を促進し、骨髄内環境を整える作用があり、マクロファージのこれらの機能にはRelAが不可欠であることが明らかした。転写因子NF-κBのRelAの血球分化や骨代謝役割を明らかにするために、RelA欠損型の胎児肝臓細胞を致死量のX線を照射したマウスに移植した。RelA欠損キメラマウスでは、骨量が減少し、リンパ球が減少するが、今年度は、以下を明らかにした。1、骨代謝の解析(1)キメラマウスの骨のμCT解析を行った。RelA欠損キメラマウスでは海綿骨、皮質骨が減少していた。またDAX法により骨密度を比較すると、RelA欠損キメラマウスは骨密度が減少していた。(2)キメラマウスの骨形成と破骨細胞の頻度を調べた。RelA欠損キメラマウスでは、骨形成は野生型のものとほぼ変わりなかったが、破骨細胞数が増加していた。これらの結果から、RelA欠損キメラマウスでは、破骨細胞の亢進により骨量・骨密度が減少していることが明らかになった。2、RelA欠損型造血幹細胞の分化能力の検定(1)RelA欠損型の胎児肝臓細胞を移植する際に、野生型の骨髄細胞を1/10量混ぜて移植すると、胎児肝臓細胞由来のリンパ球の分化が正常になった。(2)キメラマウスの骨髄細胞を別のマウスに2次移植し、2次移植のマウスの骨髄細胞を3次移植した。2次移植まではマウスの生存率はRelA欠損型も野生型もほぼ同じであったが、3次移植の1ヶ月以内にRelA欠損型は全個体死亡した。(3)胎児肝臓細胞、1次移植の骨髄細胞、2次移植の骨髄細胞のミエロイド系幹細胞の頻度をCFC-GMアッセイによって調べた。胎児肝臓細胞、1次移植の骨髄細胞では、野生型とRelA欠損型とに違いはなかったが、2次移植の骨髄細胞では、RelA欠損型のCFC-GMの頻度が有意に低下した。これらの結果から、RelA欠損型造血幹細胞の分化能は正常であるが、移植を繰り返すことによってRelA欠損型は幹細胞の分化能が低下する事が明らかになった。転写因子NF-kBのRe1Aを欠損したマウスは胎生期に死亡する。Re1A欠損胎児の肝臓細胞をX線照射した別のマウスに移植し、血球細胞をRe1A欠損型に置き換えたマウス(以下Re1A欠損キメラマウス)は、骨量が減少し、リンパ球分化が低下する。前年度はRe1A欠損キメラマウスでは破骨細胞が過剰分化していること、また、造血幹細胞そのものの機能には異常がない事を明らかにした。今年度は骨量の減少の原因をより詳細に調べるために骨形態計測を行った。また、造血幹細胞分化のための環境の悪化が、リンパ球分化を低下させている可能性を検証した。1.骨形態計測野生型あるいはRe1A欠損型キメラマウスに、骨に取り込まれる蛍光色素カルセインを投与し、骨形成を測定した。その結果、Re1A欠損キメラマウスは、野生型キメラマウスと比べ著しく骨形成が低下していた。骨形成を行う骨芽細胞は、宿主由来であるので、Re1A欠損キメラマウスでも野生型である。そのため、Re1A欠損キメラマウスでは、造血細胞から産生され骨芽細胞の骨形成を誘導する何らかの因子に異常がある事が示めされた。2.造血幹細胞の環境の悪化の検証Re1A欠損型の胎児肝臓細胞を移植する際、1/10量の野生型の骨髄細胞を共に移植すると、Re1A欠損型のリンパ球の分化は正常になる。しかし、胎児肝臓細胞のみを移植したRe1A欠損キメラマウスの骨髄細胞を野生型の骨髄細胞と共に移植しても、リンパ球の分化は低下したままであった。これらの実験は、一度骨粗鬆症の状態の骨髄内環境にいた造血幹細胞は、その機能が低下することを示している。

また、Re1A欠損キメラマウスでは、造血幹細胞ニッチに必要なCXCL12やIL-7などが低下していることを明らかにした。今後、骨芽細胞に作用して骨形成を誘導する因子の同定し、その因子が造血幹細胞ニッチにどの様な影響を与えているかを明らかにする。本研究において、転写因子NF-kBのRelAを骨髄細胞で欠損したRelA欠損型キメラマウスは重度の骨粗鬆症を発症することを発見した。このマウスは、同時にリンパ球の数が減少する一方、ミエロイド系の細胞の分化が亢進していた。22、23年度においては、RelA欠損型キメラマウスでは、骨芽細胞による骨形成が低下していること、RelA欠損型の造血幹細胞そのものの機能は低下していないが、骨粗鬆症の骨髄内では、造血幹細胞ニッチがが悪化している事を明らかにした。24年度は、RelA欠損型キメラマウスの骨形成異常や造血幹細胞ニッチの悪化は、骨髄に存在する成熟マクロファージに起因している事を、以下の実験結果から明らかにした。1.RelA欠損型キメラマウスでの骨髄内成熟マクロファージの減少。RelA欠損型キメラマウスの骨髄ではF4/80を発現する成熟マクロファージの数が減少していた。また、骨形成を支持するオステオマックと呼ばれるマクロファージが減少していた。2.RelA欠損型キメラマウスの骨形成の回復実験。RelA欠損型キメラマウスに野生型F4/80陽性骨髄マクロファージを移植した。その結果、RelA欠損型キメラマウスでの骨形成の低下が回復した。3.RelA欠損型骨髄マクロファージの特徴付け。RelA欠損型キメラマウス、野生型キメラマウスのそれぞれからF4/80陽性骨髄マクロファージを回収し、遺伝子発現解析によりマクロファージの特性を明らかにした。野生型マクロファージは、プロスタグランジンE2を発現する治癒型のマクロファージであるのに対し、RelA欠損型マクロファージは一酸化窒素合成酵素を発現する炎症性のマクロファージであった。このマクロファージの性質の違いが、RelA欠損型キメラマウスで、骨形成や造血幹細胞ニッチを支持できない要因であることを明らかにした。交付申請書で計画していた(1)Re1A欠損キメラマウスの骨芽細胞と破骨細胞の機能と(2)造血幹細胞の分化能について、本年度に既に解析が終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究期間の最終年度である来年度は、Re1A欠損キメラマウスで機能に異常がある骨形成誘導因子の同定を行う。そのために先ず、in vitroで骨形成を誘導する実験系を立ち上げ、これに様々な種類の細胞を加えた時に骨形成に与える影響を調べる。骨形成誘導能力の高い細胞の機能を、野生型とRe1A欠損型と比較する。また、その細胞の遺伝子発現パターンを野生型とRe1A欠損型とで比較し、どの様な遺伝子が関わっているかを明らかにする。可能性のある遺伝子をリストアップし、それらの発現ベクターを作製する。これをin vitroでの骨形成の実験系で発現させ、どの遺伝子が骨形成誘導因子として働いているかを同定する。また、これまでの結果を論文として執筆し、発表する。
新規アミノペプチダーゼファミリーの構造とその生物学的意義

胎盤性ロイシンアミノペプチダーゼ(P-LAP)/オキシトシナーゼは妊娠後期に急激に血清中に増加してくることを特徴とする酵素であり、妊娠の維持に重要な役割をはたしているものと考えられている。我々はP-LAPを世界に先駆けてクローニングしたことから、本研究においてP-LAPの構造と機能をより詳細に検討することとした。我々はまずP-LAPの組換え体を大量に調製するシステムをCHO細胞を用いて構築しそれを用いて本酵素を酵素学的性状を解析した。その結果本酵素は従来より知られていたオキシトシン、バソプレシンのみでなくダイノルフィン等の神経ペプチドを良い基質とすることが明らかになった。さらに本酵素は脳において神経細胞特異的に発現しており、神経細胞の分化に伴ってその発現が増加することが明らかになった。したがって本酵素は脳内の神経ペプチドの代謝調節に何らかの役割を果たしているものと考えられた。また本酵素は腎臓の尿細管に大量に発現していることから本酵素の基質であるバソプレシンとの関連を検討した。その結果本酵素はバソプレシン刺激により細胞表層にトランスロケートしてくることが明らかになった。したがって本酵素は腎臓においてはバソプレシンの作用をネガティブに調節することで尿の再吸収の調節に寄与している可能性が考えられた。一方P-LAPの類縁酵素をデータバンクから検索した結果新たに脂肪細胞由来ロイシンアミノペプチダーゼ(A-LAP)をクローニングした。遺伝子解析等の結果A-LAPはP-LAPとオキシトシナーゼサブファミリーとを形成している類縁酵素であることが示された。さらにA-LAPの酵素学的解析の結果、本酵素はアンジオテンシンIIの分解およびブラジキニンの生成に関与しうることが示され、血圧調節において役割を果たしている可能性が示された。最近我々が単離・同定に成功した胎盤性ロイシンアミノペプチダーゼ/オキシトシナーゼ(P-LAP)の種々の生理活性ペプチドに対する分解能を、CHO細胞大量発現系を用いで調製した遺伝子組換え型PーLAPを用いて検討した。その結果、P-LAPは、これまでP-LAPによる分解の可能性が示唆されていたオキシトシン、バソプレシンを分解することが明らかとなり、妊婦血清中に分泌されたP-LAPは上記ペプチドホルモンの分解作用を介してその血中濃度を調節することで、正営な妊娠の維持に重要な役割を果たしているととが明らかとなった。また、P-LAPと高い相同性を有する新規アミノペプチダーゼの単離を試みた結果、脂肪細胞由来ロイシンアミノペプチダーゼ(A-LAP)の遺伝子クローニングに成功した。A-LAPはP-LAPと同様にM1含亜鉛ペプチダーゼファミリーに属し、なかでもA-LAPとP-LAPとの一次構造上の相同性が43%と極めて高いことから、A-LAPはP-LAPと共に「オキシトシナーゼサブファミリー」と称する新規ファミリーとして分類すべきであると考えられた。A-LAPの細胞内局在を検討し結果、それには細胞質型と細胞外分泌型が存在するという極めて特異な性質が認められ、また膜画分に存在しているP-LAPとも大きく異なっていることが明らかとなった。次にA-LAPについてもP-LAPと同様にCHO細胞を用いて組換え型酵素を調製し、その性状解析を行なった。その結果、A-LAPは人工基質であるLeu-MCAに対して最も高い水解活性を示すこと、その人工基質に対する特異性はP-LAPのそれに比べて狭いこと、A-LAP活性はアミノペプチダーゼ阻害剤であるアマスタチンおよびベスタチン、キレート剤である1,10-フェナンスロリン、Zn^<2+>などによって阻害されることが明らかとなった。さらに生理活性ペプチド分解能も検討した結果、A-LAPはP-LAPが分解したオキシトシン、バソプレシンに対しては分解能を示さなかった。一方、アンジオテンシンIIに対する分解能が認められたことから、A-LAPの生理機能として血圧調節に関与している可能性が考えられた。遺伝子解析等の結果

A-LAPはP-LAPとオキシトシナーゼサブファミリーとを形成している類縁酵素であることが示された。さらにA-LAPの酵素学的解析の結果、本酵素はアンジオテンシンIIの分解およびブラジキニンの生成に関与しうることが示され、血圧調節において役割を果たしている可能性が示された。本年度は脳内に存在する胎盤性ロイシンアミノペプチダーゼ(P-LAP)に関する解析を行なった。その結果、P-LAPは脳内の神経細胞に多く存在すること、神経細胞への分化に伴って発現が上昇すること、細胞内の調節性小胞に存在して分泌刺激によって細胞表面へと速やかに移行すること、ダイノルフィンやMet-エンケファリンなどの神経ペプチドを分解しうることなどを見いだした。脂肪細胞由来ロイシンアミノペプチダーゼ(A-LAP)をCHO大量発現系を用いて遺伝子組換え型酵素を大量に調製し、これを用いて各種生理活性ペプチドに対する作用の検討を行なった。その結果、A-LAPはP-LAPが基質とするオキシトシンおよびバソプレシンに対しては全く作用を示さなかった。一方、昇圧ホルモンであるアンジオテンシンに対しては非常に効率良く加水分解活性を示し、アンジオテンシンIIからIVへと変換作用を担っていることが明らかとなった。また、A-LAPは降圧ホルモンであるカリジンのN末端からLys残基を遊離してブラジキニンへと変換する活性を有していることも明らかとなった。さらにA-LAPがアンジオテンシン生成酵素である組織カリクレインと同じく腎臓の遠位尿細管に局在していることを免疫組織学的手法にて明らかにした。これら結果から、A-LAPはペプチドホルモン生成あるいは分解作用を介して血圧調節に深く関与している可能性が考えられた。オキシトシナーゼサブファミリーの立体構造を明らかにする目的で、X線結晶解析に向けてのA-LAPの結晶化の条件検討を行なった。その結果、菱面体のA-LAPの結晶を得ることができたが、回折実験では高分解能の反射が得られなかった。そのため次年度は、結晶化条件の更なる検討あるいは糖を除いたタンパク質の調製などを行なうことで、高分解能の反射が得られるような結晶の作製さらには立体構造の解明を行なう予定である。妊娠の維持に重要な役割をはたしているものと考えられている、胎盤性ロイシンアミノペプチダーゼ(P-LAP)/オキシトシナーゼおよびその類縁酵素である脂肪細胞由来ロイシンアミノペプチダーゼ(A-LAP)についてその構造と機能を引き続き検討した。P-LAPは脳において神経細胞特異的に発現しており、神経細胞の分化に伴ってその発現が増加することが明らかになった。したがって本酵素は脳内の神経ペプチドの代謝調節に何らかの役割を果たしているものと考えられた。また本酵素は腎臓の尿細管に大量に発現していることから本酵素の基質であるバソプレシンとの関連を検討した。その結果本酵素はバソプレシン刺激により細胞表層にトランスロケートしてくることが明らかになった。したがって本酵素は腎臓においてはバソプレシンの作用をネガティブに調節することで尿の再吸収の調節に寄与している可能性が考えられた。さらにP-LAP遺伝子のプロモーター領域を解析した結果、P-LAP遺伝子の発現にはAP-2とIkarosの2種類の転写因子が重要であることがわかった。
ビルマ地誌フォーラム-企画・調査・試験的公開-

・まず「ビルマ地誌データベース」の細かい性格づけ,データベースに盛り込むべき内容,用いる資料,データベースの形式についての議論を行った。・議論に基づき,国内外での資料収集を行なった。英領期に作成されたBritish Burma Gazetteer(1880)およびその翻訳である東亜研究所『ビルマ地名要覧』(1943),ビルマ社会主義共和国連邦宗教内務省(1974)『州・管区に存する郡ごとの市・地区・村落群および村落』(14冊),ミャンマー連邦内務省(2003)『州・管区に存する県・郡・小郡・市・地区・村落群および村落(国土の様相)』(14冊)ビルマ社会主義計画党中央総局(1985)『州・管区の記録』(19冊)の他,英国(大英図書館・国立公文書館・ロンドン大学東洋アフリカ研究所(SOAS)など)およびオーストラリア(シドニー大学・オーストラリア国立大学・国立図書館など)などでも資料収集を行った。・収集した資料は,順次入力を行なった。ミャンマー(ビルマ)連邦の全14行政区画(管区および州)のうち,ビルマ族の居住する地域の中で特に重要な地域と考えられるヤンゴン管区・バゴー管区およびマンダレー管区のデータについては,政府内務省の編纂した上記地名データを,旧版(1974)・新版(2004)とも入力し,校正を行い,新旧版を照合して統廃合・名称変更の実体を把握した。それ以外の管区・州についても,データの入力はひととおり完成している。また全国の都市・村落の経緯度データ約2万件と,ヤンゴン・マンダレー両管区の『記録』(1985)の入力も行なった。・またデータベース内で用いるビルマ語の表記のしかたを定め,ビルマ語資料中のビルマ文字表記地名と英語資料中のローマ字表記地名の照合をプログラムによって行なう技法について研究し,試験的な照合を行った。これについては更に改良の余地があり,引き続き研究を行うことにしている。少数民族言語,特にモン語,ジンポー語の表記のしかたについても検討を行なった。研究実績の概要は以下のとおり.(1)「ビルマ地誌データベース」の細かい性格づけ,データベースに盛り込むべき内容,データベースの形式についての議論を行った.(2)「地誌データベース」内で用いるビルマ語の表記のしかたを定め,また少数民族言語(モン語,ジンポー語)の表記のしかたについて検討した.(3)英領期に作成されたBritish Burma Gazetteer(1880)およびその翻訳である東亜研究所『ビルマ地名要覧』(1943)などを始めとする国内外の資料の中から,データベース作成の目的にかなうものをピックアップし,各資料の作成時期や含まれる情報の種類を吟味した.(4)ミャンマー連邦のヤンゴン大学歴史学研究センターと資料閲覧要求の交渉を行うとともに,ミャンマー国内で政府の編纂による省・管区別行政区分名称一覧および省・管区概要などの資料収集を行った.(5)上記の調査・収集によって得られた資料から地誌項目の抽出・選定を行い,謝金を用いて各項目に関する情報の入力を行った.研究実績の概要は以下のとおり.●ミャンマー(ビルマ)連邦の14行政区画(管区および州)のうち、ビルマ族の居住する地域の中で特に重要な地域と考えられるヤンゴン管区・バゴー管区およびマンダレー管区のデータベースから試作・試験公開を行うことに決定した。●前年度に引き続き、資料収集を行った。ミャンマーでは、ヤンゴン管区地誌は刊行が遅れているため入手できなかったが、管区・州別行政単位リストについては2004年度編纂の最新版を入手することができた。

昨年末の首相解任と、それに続く官公庁業務の混乱のあおりを受けて、分担者の1人がビザの発給を受けることができず、調査計画の変更を余儀なくされたことを付け加えておく。イギリスでは英国図書館内の東洋インド省コレクションおよび国立公文書館において、軍部による地誌報告書をはじめとする英領植民地期の地誌に関する資料の閲覧・収集・分析を行った。また、英国図書館内の地図図書館で、ビルマの地図データの照会および閲覧も行った。●上記の調査・収集によって得られた資料の中から、試作を行う3管区のものを中心に、地誌データの入力を行った。入力は、昨年度入手済みの資料と、今年度入手した新しい資料の内容を突き合わせながら行っている。・昨年度に引き続き、英国(大英図書館・国立公文書館・ロンドン大学東洋アフリカ研究所(SOAS)など)およびオーストラリア(シドニー大学・オーストラリア国立大学・国立図書館など)で資料収集を行った。ただし、当初英国・インド出張を予定していた分担者1名(ミャンマー生まれ・米国籍)は、在日英国大使館スタッフの不適切な対応により出発予定日までに英国の入国ビザ発給を受けられなかったため、出張そのものを断念した。上記の事情により、他の分担者による英国とオーストラリアでの資料収集に切り替えた。改めてこの国に関する調査研究の難しさを痛感した次第である。・上記の調査・収集によって得られた資料の中から、前年度の研究打ち合わせの中で選定された地誌項目に関する情報の入力を引き続き行った。最終的に、全国の村落レベルまでの地名データの入力が一通り完了した。また、全国の都市・村落の経緯度データ約2万件と、ヤンゴン・マンダレー両管区の沿革についての資料も入力した。・ヤンゴン・マンダレー・バゴー3管区の地名データの修正と、資料に現れた統廃合・名称変更の把握を行った。また、ビルマ語資料中のビルマ文字表記地名と英語資料中のローマ字表記地名の照合を支援するプログラムについて研究し、試験的な照合を行った。これについては更に改良の余地があり、引き続き研究を行うことにしている。・分担者がビルマの地誌・地理あるいは地名に関して行った研究をまとめた冊子体研究成果報告書は、現在作成中である。
家禽生殖工学の次世代技術開発

ニワトリの遺伝子改変には、始原生殖細胞(PGC)の培養技術が不可欠となっているが、これまで雄PGCの長期培養は可能であるものの雌PGCの培養は困難であった。このため遺伝子改変ニワトリの作出には、雄の遺伝子改変キメラニワトリを作出し、そこから最低2世代を経る必要がある。そこで目標達成までの期間を短縮するため、29年度は雌雄のニワトリPGCの安定的な培養法を確立した。30年度は、この培養した雌雄のPGCを同性のニワトリに移植し、キメラニワトリを作出した(雄:4羽、雌:5羽)。これらのキメラニワトリについて性成熟後に交配試験を行った結果、雄4羽中3羽、雌5羽中1羽においてドナー細胞である培養PGCからの産子が得られた。従って、29年度に開発した方法によって作出した雌雄の培養PGCは、配偶子形成能を維持しており、その配偶子は受精能も有していることが明らかとなった。これにより、雌雄の効率的な培養PGCの作出技術が開発された。PGC形成能を有しない遺伝子改変ニワトリを作出するために必要な2種類のベクターの作出に遅れが生じた。問題は既に解決し、ベクター候補は既に作出しているが、このベクターの配列の正確性・機能性についてはまだ未確定のため今年度の研究実績の概要には記述しなかった。遺伝子導入用ベクター作りに遅れは生じているが、始原生殖細胞の培養技術の改良により雌雄の始原生殖細胞が配偶子形成機能を持ったまま培養できることが確実となった。これにより、当初の予定では2世代を経なければつくることが出来ない目的の遺伝子改変ニワトリが1世代の交配で作ることが出来る可能性が出てきた。このため、今後は目的のニワトリを作出するまでのスピードアップが図れると考えている。そこで目標達成までの期間を短縮するため、28年度は雌雄のニワトリPGCの安定的な培養法を確立した。様々な因子の加除を検討した結果、オボアルブミン等の血清代替成分を培地に加える事により、雌雄のニワトリPGCを無血清下で培養することに成功した。また、PGC培養株が確立する効率は、雄が100% (n=11)、雌では75%(n=8)であった。さらに、開発した無培養液は、従来の培養系に匹敵するPGC増殖効率を示すことも明らかとなった。本研究ではジフテリアトキシンAサブユニット遺伝子を細胞に導入するための遺伝子導入用のベクターの作製に遅れが出ているため。遺伝子導入用ベクター作りに遅れは生じているが、始原生殖細胞の培養技術の改良により雌雄の始原生殖細胞の培養が可能になったため、当初の予定では2世代を経なければつくることが出来ない目的の遺伝子改変ニワトリが1世代の交配で作ることが出来る可能性が出てきた。遺伝子導入用のベクターの作製に遅れが生じていることから、そのための物品費の支出ができなかったため。遺伝子導入用ベクターの開発に遅れが生じたため、始原生殖細胞へのベクター導入工程以降を進めることが困難となった。ベクター開発が遅れた理由は、生殖細胞特異的遺伝子(CVH)遺伝子制御領域についてPCRを用いたサブクローニングができなかったことにある。

しかし現在は、PCR方法等の改善により問題が解決し、既に遺伝子導入に必要なベクターの作出はできている。次年度は、始原生殖細胞の培養技術を利用して作出した遺伝子導入用ベクターを始原生殖細胞へ導入する。2018年9月までに遺伝子が導入された始原生殖細胞をニワトリレシピエント胚へ移植し雌雄のキメラニワトリを得る。2019年2月を目途に目的の遺伝子が導入された精子を多く含む雄キメラニワトリと雌キメラニワトリを交配することにより、その後代において目的となる生殖細胞を形成しないニワトリが得られるかどうかを確認する。ベクター作製および細胞への遺伝子導入のための機関承認が得られたため、今年度ベクター作製に利用出来なかった物品を購入する。また、新規に開発した培養技術に用いる試薬の購入に充当する。
多軸応力影響と繰り返し載荷影響を考慮した船体桁の縦曲げ最終強度評価に関する研究

船体の二重底に内外荷重差が存在すると、二重底に曲げ変形が生じて、船体の長さおよび幅方向に付加的な曲げ応力が発生し、縦曲げ最終強度に影響を与える。また繰り返し荷重下では、船底の高応力部に座屈変形が累積して、縦曲げ最終強度の低下や亀裂の発生につながる危険がある。平成30年度は、繰り返し荷重下の防撓パネルの座屈塑性崩壊挙動を明らかにするため、平成2829年度に実施した2軸繰り返し座屈崩壊試験ケースを含めてFEM解析を、より系統的に実施し、繰り返し荷重下のひずみおよびたわみの累積挙動を明らかにした。解析対象とする船体構造用鋼板に関して繰り返し硬化特性を調べて、FEM解析に反映させた。次に、船底の二軸圧縮の影響を考慮できる船体の縦曲げ逐次崩壊解析法の開発として、平成29年度までに開発した拡張スミス法を、これまでの解析対象船と寸法諸元の異なる8000TEUおよび14000TEUクラスのコンテナ船に適用して静的最終強度を解析した。その結果をFEMシェル解析の結果と比較して、提案法の適用性を明らかにした。さらに、船体桁の波浪中運動・構造崩壊一体解析法の開発として、梁・スミス法結合モデルによるホイッピングを伴う船体桁の縦曲げ崩壊挙動解析の精度を、陽解法によるFEM解析との比較より検証した。さらに、一発大破による瞬時崩壊と、繰り返し荷重による漸増座屈・塑性崩壊挙動を梁・スミス法結合モデルで解析可能かどうかの検証を行った。以上の結果を総合して、大波高不規則波中の縦曲げ崩壊挙動とこれに対する二軸応力場と繰り返し載荷の影響を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。船体の二重底に内外荷重差が存在すると、二重底に曲げ変形が生じて船底パネルに二軸応力場が発生し、縦曲げ最終強度に影響を与える。本年度は、二軸圧縮を受ける連続防撓パネルの座屈・塑性崩壊挙動を、単位防撓パネルを取り出して周期境界条件で解析し、最終強度相関関係を明らかにした。次に、コンテナ船の3ホールドモデルに船底局部荷重と縦曲げモーメントが作用する場合の逐次崩壊挙動を解析し、3次元構造体内の単位パネルの崩壊挙動と、部分的に取り出した場合の崩壊挙動の差異を明らかにした。これは、次に述べる拡張スミス法における防撓パネル強度モデルの構築に必須の結果である。次に、純曲げを受ける船体桁の実用的な縦曲げ逐次崩壊解析法であるスミス法を、船底局部荷重の影響を考慮できるよう拡張するための基本コンセプトを開発し、有効性を確認した。具体的には、二重底を縦強度部材と横強度部材からなる平面格子にモデル化し、縦強度部材には従来のスミス法の考え方を導入する。いくつかの構造寸法について解析し、FEM解析の結果と良好に一致することを確認した。より多種の構造寸法・様式については、次年度以降に検討する。繰り返し荷重下の連続防撓パネルの座屈・塑性崩壊挙動の解明の基礎研究として、繰り返し一軸荷重を受ける薄鋼板の座屈試験を行った。その結果、繰り返し荷重下では、単調圧縮時の最終強度より小さな荷重振幅で塑性変形が累積し、最終強度が低下する現象を確認した。次年度は、この現象の数値解析による再現に必要な材料の繰り返し硬化特性を同定する。さらに、繰り返し二軸圧縮荷重下の防撓パネルの座屈崩壊試験のための試験装置を設計・製作する。そのほか、流力弾性解析コードの整備など、予定した年度成果を達成した。本研究は、船底局部荷重による二軸圧縮荷重下の船底防撓パネルの最終強度および最終強度後挙動の解明、繰り返し荷重下の座屈変形累積挙動、およびこれらを考慮した船体桁の実用的な縦曲げ最終強度解析法の開発を目的とする。いずれの項目も、当初予定通り進捗している。平成28年度からは、繰り返し二軸圧縮荷重下の防撓パネルの座屈崩壊試験を行うが、その試験装置の設計および海上技術安全研究所の試験装置の手配、準備も予定通り進捗している。大阪大学接合科学研究所での材料試験、および同工学研究科での水槽試験の準備も同様である。船体の二重底に内外荷重差が存在すると、二重底に曲げ変形が生じて縦曲げ最終強度に影響を与える。本年度は、まず単調あるいは繰り返し圧縮下の薄肉構造要素の座屈・塑性崩壊挙動を解析した。ガルソンモデルを用いた大変形FEMにより、座屈を伴う極低サイクル疲労挙動を解析し、既存の実験結果とよく一致する挙動を得た。つぎに、本研究で実施する二軸繰り返し荷重下の連続防撓パネルの座屈崩壊試験に供する板厚23mm程度の薄鋼板の応力ひずみ関係を明らかにするため、(1)座屈防止治具を用いたダンベル型試験片の圧縮・引張繰り返し材料試験、および(2)板厚程度の幅に加工した超小型試験片の圧縮・引張繰り返し材料試験をそれぞれ実施した。(2)では、画像計測による表面ひずみ分布計測を行い、(1)に比べて妥当な応力ひずみ関係を取得できることを示した。この結果は、今後の防撓パネルの実験結果の解析に使用する。

一方、短軸の繰り返し圧縮荷重を受ける連続防撓パネルの座屈崩壊試験を行い、巨視的には弾性範囲であっても局所的に塑性曲げ変形が累積する現象を確認した。H29年度は、二軸圧縮を含めた試験をより系統的に実施する。純曲げを受ける船体の縦曲げ逐次崩壊解析法であるスミス法を、船底荷重による二重底の曲げ影響を考慮できるよう拡張した。3次元シェルFEMによる詳細解析との比較により、提案法の精度の良い適用性を明らかにした。また縦曲げ最終強度の簡易算式を開発した。今後は、より多様なサイズのコンテナ船について適用性を検証する。また、ホイッピング影響を含む過渡的曲げモーメント作用下での縦曲げ崩壊挙動に関する水槽試験装置および模型を設計・製作した。平成29年度は、水槽試験の実施と流力弾塑性解析を行う。いずれの研究項目も、当初予定通り進捗している。平成28年度だけで、学術論文発表3件と学会発表14件(採択確定分5件を含む)の成果を得ている。平成29年度は、防撓パネル座屈試験とこれに関連する解析、縦曲げ最終強度の実用的計算法の開発とその検証、水槽試験による流力弾塑性挙動の把握と解析法の検証のそれぞれについて、系統的成果を得ることを目的としている。船体の縦曲げ最終強度に対する多軸および繰り返し荷重影響を明らかにするため、H29年度は、二軸繰り返し荷重下の防撓パネルの座屈崩壊試験を実施した。一定の横圧縮応力を負荷した状態で、繰り返し縦圧縮応力を、振幅条件を変えて漸増的に負荷し、座屈変形の累積挙動を調べた。また使用鋼材の圧縮応力域に亘る繰り返し応力ひずみ挙動を、H28年度に開発した超小型ダンベル型試験片と画像解析による変形計測法を用いて取得すると共に、非線形繰り返し硬化モデルを同定した。実験および非線形有限要素解析の結果より、単調荷重下の最終強度以下の振幅でも、荷重繰り返しにより変形累積が起きること、ただし低サイクルでの累積は、最終強度を超えて始めて顕著になる事が判明した。さらに、幅方向に支配的な2軸面内圧縮を受ける連続防撓パネルの最終強度簡易推定法を開発した。純曲げを受ける船体の縦曲げ最終強度解析法であるスミス法を、船底荷重による二重底の曲げ影響を考慮できるよう昨年度拡張し(拡張スミス法)、8000TEUクラスのコンテナ船について、シェルFEM解析との比較よりその適用性を示した。H29年度は、14000TEUクラスのコンテナ船にも適用し、この場合もFEM結果と良好に一致する最終強度が得られた。またこれまでスミス法は準静的解析のみに使用されたが、平均応力平均ひずみ関係を弾性と塑性成分に分離することにより、弾性除荷を含む動的振動応答としての縦曲げ崩壊挙動を効率よく解析できる方法を考案した。H30年度は、その検証を行う予定である。また、船体中央部に弾塑性ヒンジ機構を有する1/100スケールのコンテナ船模型を製作し、これを水槽に船首部から落下させることにより、ホイッピングに類する荷重条件を再現した。H30年度は、この実験結果と動的・拡張スミス法、さらにFEM解析と比較して、提案解析法の精度を明らかにする。平成29年度だけで、学術論文発表3件と学会発表8件の成果を得ている。最終年度である平成30年度は、これまでの成果を総合して、多軸応力影響と繰り返し載荷影響が船体の縦曲げ最終強度に及ぼす影響を明らかにすると共に、設計における評価指針を提示する。
後期遷移金属と5族元素相乗作用によるπ共役分子の創製

本研究では、共鳴効果の期待できるチオカルバモイル基を新たに導入したアルキン基質を前駆体としてこれまで達成されていない二つのカルベン錯体の発生とそれらの反応を利用した新しい触媒反応を検討した。まず、ビニルカルベン錯体が鍵中間体となり進行するカルベン移動反応を利用して複素環の開環反応を検討した。その結果、対応するアセタートでは全く反応が進行しないのに対して、2級チオカルバミン酸O-プロパルギルでは効率的にフラン開環反応が進行した。一方、対応するカーバマートではその収率は中程度にとどまった。チオカルバミン酸O-プロパルギルで効率良く反応が進行する理由として、チオカルバモイル基の共鳴効果が硫黄の求核性を向上させ、ビニルカルベン錯体の発生に効果的に働いたと考えられる。次に、種々の触媒を用いて2級チオカルバミン酸O-プロパルギルの反応を検討した。ルテニウム錯体の他、ロジウム、金、および白金錯体もフラン開環反応に活性があった。特に塩化白金触媒を使うと、種々の2級チオカルバミン酸O-プロパルギルが収率良くフラン開環生成物を与えた。一方、ピロール類との反応では2種類のピロール2位での置換反応生成物をそれぞれ与えた。この結果は、ビニルカルベン錯体がアリルカチオンの性質を持つことを示している。次に、チエニルカルベン錯体の発生を検討した結果、ロジウムや金錯体を触媒に用いるとチオカルバモイル基を持つエンインから効率良くチエニルカルベン錯体が発生することを見出した。このチエニルカルベン錯体の発生法は、既に見出しているフリルカルベン移動反応のほとんどの反応形式に応用できる。特筆すべきことに、カルボニル基とチオカルバモイル基を持つジエンインからフリルチオフェンが良好な収率で得られた。これをカップリング反応へと応用するとソルバトクロミズムを示す化合物群を容易に合成できた。
イラン国立博物館所蔵粘土板文書の調査・研究

本プロジェクトはイラン国立博物館所有の未刊楔形文字資料(主としてレンガ碑文およびテル・マルヤン(古代アンシャン)出土粘土板)の調査、解析を目的とした。そのさい博物館における資料分類、収蔵、展示、啓蒙活動、部外研究者の研究に利するため、全資料の3Dモデル化をも目指した。班員は2011年より博物館においてこの作業を進め、ほぼ全作業を終えた。レンガ碑文の大部分は、すでに英文にて2012年、科研成果として公表し、さらに2016年3月には科研報告書として、これらの問題をめぐって2014年に我々が開催した国際シンポジウム「古代イラン」が科研報告報告書として公表されている。5月2日10日および、8月5日9月4日の期間に、前川、松島、川瀬、春田、森、寺村が調査を行い、300点のスサ出土資料についてカタログのためのデータ収集および写真撮影を行った。マルヤン遺跡(古代アンシャン)出土粘土板については、全粘土板の完全な照合・整理を終了した。3Dモデリングについては、マルヤン出土資料の中の原エラム語粘土板を中心に行った。文化財保護に有効な3Dモデリングについては、寺村氏がセミナーを行い、博物館研究職員に技術指導を行った。スサ出土全レンガ資料のデータ収集および写真撮影を終了した。これらの資料には、エラム語・アッカド語・シュメール語の楔形文字資料が含まれていることがわかった。現在、ルーブル博物館の専門家(マルブラン・ラバット氏)の協力もあおぎ、資料のカタログ化にむけて内容の確認作業を松島を中心に行い、現在200点の資料について、翻字が終了し、出版に向けての準備が着実に進んでいる。2011年5月および8月にマルヤン出土粘土板の全資料の照合・計測・整理作業を終了した。サイズ、簡単な内容、状態等を付した目録を作成し、イラン国立博物館に提供することができた。2011年5月および8月に寺村が中心となり、マルヤン資料中の原エラム語資料中心とする資料について3Dモデル作成のためのスキャニング作業を行った。本研究はイラン国立博物館が所蔵する楔形文字史料(レンガ碑文おより粘土板)群を調査研究のうえ、それらを写真撮影、かつ3Dモデル化し、カタログ出版をおこなうものである。本年度12月、前川、松島、川瀬、春田、森がイラン国立博物館において今後の研究体制についてイラン国立博物館館長らと討議をおこなった。3月には井谷がイランの博物館および遺跡調査を実施した。3Dモデリングについては、マルヤン出土資料の中の原エラム文字粘土板を中心に3Dモデルを作成した。マルヤン出土資料については分析を進め、国士舘大学古代イラク文化研究所および京都の前川研究室において数度の研究会を開催した。出版に向けて写真資料のデータ処理をあわせておこなった。2014年度開催予定の国際シンポジウムの企画・立案をおこなった。成果発表にかんしては、5月に京都大学ユーラシア文化研究所において開催された第55回シュメール研究会、および11月に筑波大学においておこなわれた第56回シュメール研究会で報告をおこなった。本研究はイラン国立博物館が所蔵する楔形文字史料(レンガ碑文おより粘土板)群を調査研究のうえ、それらを写真撮影、かつ3Dモデル化し、カタログ出版を行うものである。本年度7月下旬より8月にかけて、前川、松島、川瀬、春田、森、寺村がイラン国立博物館において調査を行い、レンガ碑文カタログのためのデータ収集および写真撮影を行った。マルヤン遺跡(古代アンシャン)出土粘土板については、全粘土板の照合・整理を継続した。3Dモデリングについては、マルヤン出土資料の中の原エラム語粘土板を中心に3Dモデリングを継続した。3Dモデリングについては、寺村がセミナーを行い、博物館研究職員に技術指導を行った。また滞在期間中に松島・寺村が博物館において本研究の概要を報告する招待講演を行った。12月には、森、春田、松島がイラン南部フジスタン地方の遺跡調査を実施した。NPO法人人文社会調査支援機構に委託・実施した他、渡辺俊祐氏(同志社大院)に3Dモデル作成を依頼して、イラン国立博物館所蔵資料のうちマルヤン出土粘土板・レンガ碑文にかんするデータを整理した。2014年12月6、7日には、京都大学ユーラシア文化研究センターにおいてシンポジウムAncient Iran: New Perspectives from Archaeology and Cuneiform Studiesを開催した。本シンポジウムでは、ユーラシア文化研究センター長でもある井谷の開会スピーチののち、前川が本プロジェクトの歴史、経過についての報告を行った。ついで前川、松島、森、川瀬、春田、寺村(ー渡辺)が本プロジェクトでの成果の英語報告を行った。また、海外から、ハーバード大(米国)、CNRS Paris(フランス)、ゲント大(ベルギー)、イラン国立博物館、イラン文化観光庁の研究者、さらに国内から国士舘大イラク古代文化研究所、中央大学、京都大学(ーライデン大)の研究者が参加、報告を行い、シンポジウムは成功に終わった。なおこのための研究者招聘の諸費用が支出されている。今年度は以下の会合のために出張費を支出した。京都・前川研究室における定期的研究会および打ち合わせ会。8月中旬山梨県北杜市において分担者全員が参加して開催した研究会。前川によるイラク古代文化研究所長岡田保良教授との研究体制打ち合わせ(於国士舘大学梅ヶ丘キャンパス)。本研究はイラン国立博物館(テヘラン)の許可のもと博物館が所有する楔形文字資料とりわけ前2千年紀のレンガ碑文およびテル・マルヤン(古代名アンシャン)

出土エラム語、アッカド語、シュメール語行政文書を調査、解析し、その成果を公表することを目的としている。本年度は、2011年度に開始されたプロジェクト最終年度にあたっているため、各人の成果の総括を行い、またイラン国立博物館との強力体制の継続に意を用いた。京都市前川研究室にて2015年4月、9月、12月および2016年1月研究打ち合わせ会を開催するとともに、各人による成果の個別発表の他、本年度は2014年に京都大学にて我々が開催した国際シンポジウム報告書Ancient Iran: New Perspectives from Archaeology and Cuneiform Studiesを公表することに力を注いだ。2016年3月にこの作業を無事完了し、関係者に発送を終えている。また協力関係にあるベルギー、ゲント大学、ルーバンカトリック大学チーム主催の国際シンポジウムSusa and Elam II (ルーバン・ラ・ヌーブ、2015年7月)に前川が出席し、前3千年紀スサ(フジスタン)とバビロニアの関係について報告するとともに、今後の研究体制について討議を行った。また2015年9月、2016年2月に研究代表者、分担者、協力者がテヘラン国立博物館を訪問して、今後の研究体制を討議している。本プロジェクトはイラン国立博物館所有の未刊楔形文字資料(主としてレンガ碑文およびテル・マルヤン(古代アンシャン)出土粘土板)の調査、解析を目的とした。そのさい博物館における資料分類、収蔵、展示、啓蒙活動、部外研究者の研究に利するため、全資料の3Dモデル化をも目指した。班員は2011年より博物館においてこの作業を進め、ほぼ全作業を終えた。レンガ碑文の大部分は、すでに英文にて2012年、科研成果として公表し、さらに2016年3月には科研報告書として、これらの問題をめぐって2014年に我々が開催した国際シンポジウム「古代イラン」が科研報告報告書として公表されている。イランにおける近年の政権交代にともなってイラン国立博物館の体制に大きな変動があり、それに対処するために、研究成果の公開、公刊がやや遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。古代メソポタミア・イラン研究本年度はプロジェクトの最終年度にあたっているため、研究成果のとりまとめ、公開、公刊に全力をあげる。そのために、テヘラン、イラン国立博物館セディゲ・ピラン氏(研究協力者)と緊密に連絡をとりつつ、京都・前川研究室において研究連絡会を定期的に開催する。とりわけ前2千年紀マルヤン出土レンガ碑文、粘土板テキストの3Dデジタル化およびテキストの解析の完成を目指す。またすでに公表したMatsushima and Teramura (eds.), Brick Inscriptions in the National Museum Museum of Iran (2012)にかんして、さらなる改良を加えて、将来の海外での公刊に備える。
β-Klotho/FGF15システムの新規標的分子の同定と胎児発育への寄与の解明

β-Klothoは、成体マウスの肝臓において小腸から分泌されるFGF15/19のシグナルを媒介し、標的分子である胆汁酸合成経路の律速酵素CYP7A1の遺伝子発現を抑制することで胆汁酸代謝を負に制御する(β-Klotho/FGF15システム)。胎生期では、β-klothoは卵黄嚢、Fgf15は胚において高い発現を認める。両者の機能連関の有無や役割はこれまで明らかになっていないが、β-klotho欠損胚とFgf15欠損胚がともに発育抑制を呈することから、β-Klotho/FGF15システムが胎生期において胚の発育制御に関わる可能性が考えられる。本研究では、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの標的分子の同定と、標的分子の機能が胚の発育に与える影響についての解析を行った。まず、網羅的遺伝子発現解析を行い、卵黄嚢においてβ-klotho依存的に発現が変動する遺伝子のリストを作成した。次に、Fgf15欠損卵黄嚢におけるこれらの遺伝子の発現の挙動を確認し、β-Klotho/FGF15システムの制御下にある遺伝子群を同定した。これらの中には、胚の発育に重要であることが知られる2つの栄養素の取込みや代謝に関わる遺伝子が含まれていた。昨年度は、栄養素1とその制御に関わる候補分子1について検討したが、胚に対する影響は観察されなかった。そこで、今年度は候補分子2と栄養素2を中心に解析した。β-klotho欠損胚では栄養素2の代謝に関わる遺伝子の発現が複数変化していたが、卵黄嚢においてもβ-klothoの欠損により栄養素2の蓄積が見られた。これらの結果から、β-Klotho/FGF15システムの破綻によって卵黄嚢に遺伝子発現のみならず代謝物レベルの異常が引き起こされることが示された。低体重出生児は、成人後に糖尿病や脂質異常症などの代謝疾患を発症するリスクが高いことが知られているが、胎児の発育を制御するメカニズムには不明な点が多い。成体マウスにおいて、肝臓に発現するβ-Klothoは、小腸から分泌されるFGF15と協調して標的分子の遺伝子発現を抑制し、胆汁酸合成と脂質代謝を制御する(β-Klotho/FGF15システム)。胎生期においては、β-Klothoは卵黄嚢、FGF15は胎仔(胚)に高発現を認める。胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの役割は明らかになっていないが、β-klotho欠損マウスとFgf15欠損マウスの胚がいずれも発育抑制を呈することから、胚の発育に寄与している可能性が示唆される。本研究では、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの役割を明らかにすることを目的として、標的分子の同定を行う。さらに、標的分子の機能を起点として、胚の発育制御に関わる分子メカニズムの解明を目指す。今年度は、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの標的分子の同定を行った。これまでの研究から、1標的分子はβ-Klothoと同じ臓器に発現する、2標的分子の遺伝子発現はβ-klotho欠損マウスとFgf15欠損マウスで同じ挙動を示す、という特徴が明らかになっている。そこで、まずRNAシーケンスを行い、β-klotho欠損マウスの卵黄嚢において、有意な発現変動を示す遺伝子を標的分子候補として抽出した。次に、Fgf15欠損マウスの卵黄嚢における候補分子の遺伝子発現を定量PCRで検討し、ある栄養素に関わる分子の発現の挙動がβ-klotho欠損マウスと一致することを確認した。計画通り、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの標的分子を同定することができたため。肝臓に発現するβ-Klothoは小腸から分泌されるFGF15のシグナルを媒介することで、胆汁酸合成経路の律速酵素であるCYP7A1の遺伝子発現を抑制し、胆汁酸合成を負に制御する(β-Klotho/FGF15システム)。胎生期では、β-klothoは卵黄嚢、Fgf15は胚に発現を認める。両者の連関や役割は不明であるが、卵黄嚢は胎盤が完成するまで胚への栄養供給を担う器官であり、β-klotho欠損マウスとFgf15欠損マウスの胚がいずれも発育抑制を呈することから、β-Klotho/FGF15システムが胚の発育制御に関わる可能性が示唆される。本研究では、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの標的分子の同定と、標的分子を起点に胚(胎児)の発育制御に関わる新たなメカニズムの解明を目指す。前年度は、RNAシーケンスでβ-klotho欠損マウスの卵黄嚢で有意な変動を示す遺伝子のリストを作成した。この中から、定量PCR法でFgf15欠損マウスの卵黄嚢においてもβ-klotho欠損マウスと同じ挙動を示すことが確認できた遺伝子を標的分子候補として抽出した。今年度は、標的分子候補1と2について解析を行った。まず、候補1の制御下にある栄養素1の過剰餌を妊娠マウスに与え、β-klotho欠損マウスの卵黄嚢における候補1の遺伝子発現をコントロールと比較したが、有意な差は見られなかった。高濃度の栄養素1を妊娠マウスに経口投与し、急性応答についても検討したが、結果は同様であった。以上より、候補1はβ-Klotho/FGF15システムの直接のターゲットではない可能性が示唆された。

一方、標的分子候補2については、β-klotho欠損マウスの胚で、この分子が取込みに関わる栄養素2の代謝経路に属する複数の分子の遺伝子発現が有意に変動していることが分かった。β-Klothoは、成体マウスの肝臓において小腸から分泌されるFGF15/19のシグナルを媒介し、標的分子である胆汁酸合成経路の律速酵素CYP7A1の遺伝子発現を抑制することで胆汁酸代謝を負に制御する(β-Klotho/FGF15システム)。胎生期では、β-klothoは卵黄嚢、Fgf15は胚において高い発現を認める。両者の機能連関の有無や役割はこれまで明らかになっていないが、β-klotho欠損胚とFgf15欠損胚がともに発育抑制を呈することから、β-Klotho/FGF15システムが胎生期において胚の発育制御に関わる可能性が考えられる。本研究では、胎生期におけるβ-Klotho/FGF15システムの標的分子の同定と、標的分子の機能が胚の発育に与える影響についての解析を行った。まず、網羅的遺伝子発現解析を行い、卵黄嚢においてβ-klotho依存的に発現が変動する遺伝子のリストを作成した。次に、Fgf15欠損卵黄嚢におけるこれらの遺伝子の発現の挙動を確認し、β-Klotho/FGF15システムの制御下にある遺伝子群を同定した。これらの中には、胚の発育に重要であることが知られる2つの栄養素の取込みや代謝に関わる遺伝子が含まれていた。昨年度は、栄養素1とその制御に関わる候補分子1について検討したが、胚に対する影響は観察されなかった。そこで、今年度は候補分子2と栄養素2を中心に解析した。β-klotho欠損胚では栄養素2の代謝に関わる遺伝子の発現が複数変化していたが、卵黄嚢においてもβ-klothoの欠損により栄養素2の蓄積が見られた。これらの結果から、β-Klotho/FGF15システムの破綻によって卵黄嚢に遺伝子発現のみならず代謝物レベルの異常が引き起こされることが示された。胎盤が完成するまでは、母体から胚への栄養供給は卵黄嚢を介して行われる。したがって、β-Klotho/FGF15システムによる標的分子の発現制御が破綻すると、胚に代謝レベルで影響が現れる可能性が考えられる。次年度は、標的分子が関わる栄養素を中心に、β-klotho欠損胚およびFgf15欠損胚の代謝物プロファイルを解析する。引き続き、標的分子候補2を中心に解析を進める。