hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
文脈的判断を可能にする前頭前野の神経メカニズムの解明

霊長類を始めとする高等哺乳類は、環境内の特定の刺激に対し文脈に応じて反応を変えることが出来る。このような柔軟な判断機能は、前頭連合野の発達に伴い進化してきたと考えられている。本研究では文脈を2つ以上の情報の統合と捉え、サルに判断によって行動選択を要する課題をトレーニングした。前頭前野から神経活動記録を行った結果、情報の統合・統合した情報を利用した行動選択には前頭前野、特に背外側部が重要な役割を担っていることが示唆された。霊長類を始めとする高等哺乳類は,環境内の特定の刺激に対し文脈に応じて反応を変えることが出来る.この柔軟な判断機能は,前頭連合野の発達に伴い進化してきたと考えられており,前頭連合野の研究が盛んであるにも関わらずそのメカニズムは解明されていない.そこで本研究の目的は,刺激と刺激の関係を反応へと結びつけることを必要とする課題下における前頭前野の働きを調べ,柔軟な文脈的判断を可能にするメカニズムを明らかにすることである.具体的には,呈示した2つの視覚要素(動き・色)刺激を統合し,それらの要素とは異なる次元の反応(go・nogo反応)へと結びつけることを要求する課題をサルに学習させた.同時にその二つの刺激を呈示する条件(課題(1))に加え,刺激の出現する空間位置・タイミング・順序を操作した課題(課題(2)・(3))遂行中のサル前頭前野の神経活動を測定し,どのように2つの視覚情報が統合し意志決定や行動となるかを追うことにより,柔軟な文脈的判断を可能にするメカニズムの解明に迫ることが可能となる.H19年度は,ニホンザルに課題(1)を学習させ,その行動解析を行うと共に,課題遂行中のサル前頭前野の神経細胞からの単一細胞活動記録を行った.結果,前頭前野の背側と腹側における処理レベルの違いを見いだした.動き・色どちらの次元においても背・腹側と同様の処理を行っておりその処理速度はほぼ同じであったが,それらの情報を統合しgo・nogo反応という行動・意志決定を示している神経活動は背側で多く認められた.腹側よりもその表象は早い段階で形成されていた.このことは,刺激と刺激の関係を反応へと結びつける状況における前頭前野背側の重要性を示唆するものであり,文脈的判断を可能とする基礎的な神経メカニズムの一端となりうる.これらの結果をまとめ,日本神経学会および米国神経科学大会など国内外で報告した.霊長類を始めとする高等哺乳類は,環境内の特定の刺激に対し文脈に応じて反応を変えることが出来る.この柔軟な判断機能は,前頭連合野の発達に伴い進化してきたと考えられており.前頭連合野の研究が盛んであるにも関わらずそのメカニズムは解明されていない.そこで本研究の目的は,刺激と刺激の関係を反応へと結びつけることを必要とする課題下における前頭前野の働きを調べ柔軟な文脈的判断を可能にするメカニズムを明らかにすることである.具体的には,呈示した2つの視覚要素(動き・色)刺激を統合し,それらの要素とは異なる次元の反応(go・nogo反応へとびつけることを要求する課題題をサルに学習させた.同時にその二つの刺激を呈示する条件(課題(1))に加え,刺激の出現する空間位置・タイミング・順序を操作した課題(課題(2)・(3))遂行中のサル前頭前野の神経活動を測定し,どのように2つの視覚情報が統合し意志決定や行動となるかを追うことにより,柔軟な文脈的判断を可能にするメカニズムの解明に迫ることが可能となる.H20年度は,ニホンザル2頭目に課題(1)を学習させ,その行動解析を行うと共に,課題遂行中のサル前頭前野の神経細胞からの単一細胞活動記録,複数チャンネルによる細胞外活動記録システムのセットアップを行い記録を試みた.また, H19年度に日本神経学会および米国神経科学大会など国内外で報告した結果(刺激と刺激の関係を反応へと結びつける状況における前頭前野背側の重要性,文脈的判断を可能とする基礎的な神経メカニズムの一端)を現在,論文にまとめている.
障害乳幼児の一貫性・継続性のある包括的支援体制モデル構築に関する研究

特別なニーズのある乳幼児に対して作成される「個別の保育(指導)計画」は、米国の「個別家族支援計画(IFSP)」と性格が異なるが、保育所等での支援内容や対象児のニーズ、配慮事項等が記載されており、小学校への移行後の支援にも極めて重要な情報を提供してくれる。本研究の目的は、地域における障害乳幼児のライフステージに応じた切れ目のない包括的支援体制モデルを構築することにある。この目的を達成するために、行政や地域の草の根的な団体と相互連携を図りながら、児童発達支援センター等への社会調査、国内外のヒアリング調査、「個別の保育(指導)計画」を活用した移行支援の事例分析を推進していく予定である。
時計遺伝子BMAL1の脂肪細胞特異的な機能ならびに発現制御機構の解析

近年、体内時計の制御を司るBrain and Muscle Arnt like protein 1(BMAL1)が脂肪細胞機能の調節に深く関与していることが明らかとなった(Shimba, et al PNAS 2005)。我々は、肥満に伴いマウス脂肪組織において、BMAL1発現量が顕著に増加すること、またその一方で肝臓ではこの増加が認められないことを明らかにした。これらの結果は、肥満に伴う血中脂質濃度の変化が脂肪細胞においてBMAL1発現量に影響を与えることを示唆している。そこで本研究では、培養脂肪細胞及び肝細胞を用いてBMAL1発現への脂肪酸の影響について検討した。3T3-L1脂肪細胞を種々の脂肪酸により処理し、BMAL1発現量を検討したところ、アラキドン酸処理により顕著な発現量の増加が示された。しかしながら、このアラキドン酸によるBMAL1発現量の増加はラット初代培養肝細胞においては認められなかった。次いで種々の阻害剤を用いてアラキドン酸代謝物ならびに細胞内シグナル伝達因子のBMAL1発現への影響を検討したところ、PG類および細胞内Ca^<2+>がアラキドン酸によるBMAL1の発現誘導に関わることが示された。事実、アラキドン酸処理により培養液中におけるPGE_2は著しく増加し、その濃度はBMAL1の発現誘導に充分に高いものであった。以上の結果より、食事由来のアラキドン酸がPGE_2に代謝され細胞内Ca^<2+>を介して脂肪細胞におけるBMAL1の発現を誘導していることが示唆された。サーカディアンリズムを制御するbHLH/PAS型転写因子であるBmal1は、マウス成熟脂肪細胞において高く発現しており、脂肪細胞分化ならびに脂肪細胞機能の制御に関与している。我々は、高脂肪食給餌によって作製した肥満マウスの脂肪組織において、肥満に伴うBmal1の顕著な発現量の増加を見いだした。それに対して、肝臓ではこれらの増加が認められなかったことから、血中脂質濃度の変化により脂肪細胞特異的に遺伝子発現が影響を受ける可能性が考えられる。そこで本研究では、培養脂肪細胞及び肝細胞を用いて時計遺伝子発現への各種脂肪酸の影響について検討した。その結果、アラキドン酸処理により3T3-L1成熟脂肪細胞におけるBmal1の発現量の顕著な増加が示された。しかしながら、このアラキドン酸によるBmal1発現量の増加はラット初代培養肝細胞においては観られなかった。また、血清刺激によって同調した培養脂肪細胞において、アラキドン酸処理によりBmal1の発現振幅は増大した。次に種々の阻害剤を用いてアラキドン酸代謝物のBmal1発現への影響を検討したところ、プロスタグランジン類がBmal1の発現誘導に関わることが示唆された。以上の結果より、食事由来のアラキドン酸がプロスタグランジン類を介して脂肪細胞における時計遺伝子発現機構を制御していることが推察される。現在、Bmal1プロモーター領域におけるアラキドン酸反応領域ならびに、その活性を制御する転写因子について解析している。近年、体内時計の制御を司るBrain and Muscle Arnt like protein 1(BMAL1)が脂肪細胞機能の調節に深く関与していることが明らかとなった(Shimba, et. al. PNAS 2005)。しかしながら、このアラキドン酸によるBMAL1発現量の増加はラット初代培養肝細飽においては認められなかった。

次いで種々の阻害剤を用いてアラキドン酸代謝物ならびに細胞内シグナル伝達因子のBMAL1発現への影響を検討したところ、PG類および細胞内Ca^<2+>がアラキドン酸によるBMAL1の発現誘導に関わることが示された。事実、アラキドン酸処理により培養液中におけるPGE_2は著しく増加し、その濃度はBMAL1の発現誘導に充分に高いものであった。以上の結果より、食事由来のアラキドン酸がPGE_2に代謝され細胞内Ca^<2+>を介して脂肪細胞におけるBMAL1の発現を誘導していることが示唆された。
速いタイム・レスポンスを持つ真空紫外光用メッシュ障壁型ホト・ダイ-ドの開発

我々の研究室でMITから送られて来た90μm間隔10μm幅のメッシュ・マスクを用いてAlメッシュ電極をp型シリコン上にホト・エッチング法で取り付けてその特性を調べてみた所、一応の成果を得たので、その製作方針に基いて20枚分の真空紫外光用メッシュ表面障壁型ホト・ダイオ-ドの製作を、昨年11月にレイチック社に依頼した。3月始めに試作品第一号が出来たので現在それをテスト中である。もしも、良いものができておればこの方針に従って20枚分製作することになっている。完成は4月下旬の予定である。
テレワーク社会の信頼形成を意識したオンライン協働作業教育モデルの構築

本年は最終年度であることから,前年までに検討した教育モデルと照らし合わせながら,どのような人材を養成することがテレワーク社会に必要なメンバー間の信頼形成を容易にするかについて検討を行った.テレワークを用いて協働作業を行うためには,流通させる情報の品質をいかに保証するかが重要である.しかし現在,流通する情報の品質は様々であり,その品質を見極めるためには情報を利用する人の情報リテラシーが重要である.そこで本年は,オンライン協働作業を行いながら情報を発信する専門家として「情報品質プロフェッショナル」を位置づけ,そのために必要な能力について議論した.情報品質プロフェッショナルには情報解釈能力が必要とされ,その能力は,「解釈のための手段・技術」ど「文脈を読み取って解釈を組み立てる能力」の二つで構成される.さらに後者は,「認識力」「選別力」「文章構成力」に細分化されることを示した.また,従来の情報リテラシーと比較し,情報解釈能力が情報リテラシーと部分的に相互包含関係にあることを指摘した.さらに,情報解釈能力の養成には熟達化のプロセスが重要で,その能力の測定には困難な部分があることを示唆した.以上の通り,具体的な人材像を位置づけた上でそのために必要な能力を明確にしたことで,テレワーク社会に対応可能な人材の養成の具体的な道筋の一部を構築することに貢献した.本年度は研究の初年度として調査を中心に以下のような研究を行った。電子的空間を利用した業務活動における信頼形成と協働作業に関する現状に関するアンケート調査を行った。経費にて購入した統計解析ソフトを用いて分析を行っている最中である。また,テレワーク先進地であるサンフランシスコ郊外のテレワーカおよび潜在的テレワーク可能層に対してヒアリング調査を行った。さらに,普及が進んでいる自営型のテレワーカ(SOHO)が電子的空間においてどのように信頼形成と協働作業を行っているかについて,SOHOエージェント(高知)に互いの信頼形成と維持についてどのような対策を行っているかについて,ヒアリング調査を行った。またテレワークに有効なツールとしてPDAを候補にあげ,PDAのテレワークにおける有効性についても考察中である。並行して,今後はテレワークを行う際に,単独での業務ではなく協働作業の一部としてのテレワークが増加傾向にあることを考慮した上でのテレワーク推進方法として,休暇制度の抜本的な見直しによって現在の協調社会に対応できるような導入方策について検討し,「テレワーク休暇」について提案した。本年度は昨年度の調査分析および新たなヒアリング調査を中心に以下のような研究を行った。昨年度行った電子的空間を利用した業務活動とその訓練の現状に関するアンケート調査の結果から,テレワーク社会への移行には企業人の情報リテラシー能力,特に情報倫理,情報セキュリティ能力の面で多くの問題を抱えていることが明らかになった。さらにそれらの教育内容や問題の検証を、大学の授業でe-Learningシステムを利用した疑似テレワーク環境を構築することで、おこなった。また,実際にテレワークを行っている企業2社にヒアリング調査を行った。その結果、ソフトウエアおよびトップとの事前の信頼関係構築がテレワーク遂行に重要な要素となることがわかった。長期的な休暇は介護休業、育児休業等で対応し、短期的な休暇は看護休暇、有給休暇があるが、テレワーク休暇を導入することによって、その狭間を埋める形で他者との協働作業への影響を最小限にしながら、業務と家庭生活の両立を図れる制度となることを示した。本年は最終年度であることから,前年までに検討した教育モデルと照らし合わせながら,どのような人材を養成することがテレワーク社会に必要なメンバー間の信頼形成を容易にするかについて検討を行った.テレワークを用いて協働作業を行うためには,流通させる情報の品質をいかに保証するかが重要である.しかし現在,流通する情報の品質は様々であり,その品質を見極めるためには情報を利用する人の情報リテラシーが重要である.そこで本年は,オンライン協働作業を行いながら情報を発信する専門家として「情報品質プロフェッショナル」を位置づけ,そのために必要な能力について議論した.情報品質プロフェッショナルには情報解釈能力が必要とされ,その能力は,「解釈のための手段・技術」ど「文脈を読み取って解釈を組み立てる能力」の二つで構成される.さらに後者は,「認識力」「選別力」「文章構成力」に細分化されることを示した.また,従来の情報リテラシーと比較し,情報解釈能力が情報リテラシーと部分的に相互包含関係にあることを指摘した.さらに,情報解釈能力の養成には熟達化のプロセスが重要で,その能力の測定には困難な部分があることを示唆した.以上の通り,具体的な人材像を位置づけた上でそのために必要な能力を明確にしたことで,テレワーク社会に対応可能な人材の養成の具体的な道筋の一部を構築することに貢献した.
地域の教育福祉諸機関の連携に関する総合的研究-新しい専門性の形成をめざして-

本研究は,地域における教育・福祉支援主体相互(機関)の連携とネットワークづくりの現状と課題,および連携に関わる専門性とその形成方途を明らかにすることを目的とするものである。本研究では,第1に教育福祉連携についての歴史的および理論的な総括を行い,第2に種々の教育福祉機関における連携実態に関する諸調査について総合的に検討し,第3に教育福祉連携の支援主体養成の実態をふまえて大学における養成カリキュラム改善の提案を行った。第1の点では,教育学,教育史,社会教育学,教育福祉論,教育社会学,保育学の視点から,現代における教育福祉連携の特徴と課題について総合的に明らかにした。第2の点では,全国の児童養護施設,定時制高校,知的障害者の就労支援体制,幼稚園と保育所との連携,保育者と関係機関との連携,保健活動における養護教諭の連携,次世代育成支援鼓動計画における連携等について,それぞれの調査によって連携の実態を明らかにするとともに,教育福祉関連諸領域における連携の課題について検討した。第3の点では,教員養成における教育研修センターとの連携,情報モラル教育における支援策,地域づくりと教育,家庭における意識形成等の調査に基づき,教員養成カリキュラムおよびLD等専門教員養成研修カリキュラム,保育士養成カリキュラムなど地域の学習支援主体形成のための養成カリキュラムについて検討し,さらに,大学におけるキーパーソンの養成として地域教育学のカリキュラム改善の提案を行った。以上を通じて,地域の教育福祉諸機関における多様な連携ニーズの存在と連携を実現する主体形成の可能性について明らかにした。本年度は3年計画の1年目として,来年度の全国調査に向けて,第1に「連携」についての理論的検討と概念的整理を行い,第2に山陰の特定地域を対象とした予備的調査を実施した。第1の点では,関係資料を収集し,教育と福祉の「連携」について,社会教育,特別支援教育,児童養護,保育,教育史の視点から研究の現状および理論的到達点について明らかにした。第2の点では,山陰諸地域について,各自治体の教育委員会および子育て支援課に関する聞き取り調査を実施し(南部町,米子市等),また生涯学習活動に関してボランティア活動調査(日野町),音楽活動調査(鳥取市),ものづくり活動調査(鳥取市)を実施するとともに,学習を支援する主体形成についても基礎的な調査を行った。以上を通じて,第1に,教育的支援・発達的支援のための機関連携ニーズは高いが,地域や支援領域による違いも大きい可能性があること第2に,連携に関わって,関係支援諸機関の構成員に新しい専門性が求められていること第3に,地域に生活する人々の具体的なニーズに即して連携システムとネットワークが構築されるべきこと等が示唆された。その成果は,中間報告「地域の教育福祉諸機関の連携に関する総合的研究」(田丸ほか,2006)に詳しい。しかし以上の事柄に関する実証と提言については,今後の研究によって明らかにする。本年度は3年計画の2年目として,第1に昨年度に引き続き「連携」についての歴史的および理論的検討を行い,第2に種々の教育福祉機関における連携実態に関する全国的な実態調査を実施し,第3に来年度の支援主体養成カリキュラム開発に向けて資料収集と実態調査を行った。第1の点では,関係資料に基づき,教育と福祉の「連携」について,社会教育学,教育福祉論,教育社会学,教育史,保育学の視点から理論的到達点および課題について明らかにした。第2の点では,全国の児童家庭支援センター,児童養護施設,定時制高校,自治体の教育委員会,保育施設,職親等に関する実施し,教育福祉関連諸領域における連携の実態について明らかにした。第3の点では,学習を支援する主体形成に関して,教員や保育士,生涯学習活動と大学や保育者養成校ついても調査を行った。

以上を通じて,第1に,教育福祉連携を必要とする根拠として,貧困や差別,生涯に関わる古典的教育福祉問題と,不登校や高校中退,特別支援,学力問題に関わる現代的教育福祉問題と,が存在し,それぞれに特徴的な機関連携ニーズがあること第2に,わが国の現実が,教育福祉連携の必要と同時に,連携の障害をも生み出していること第3に,それゆえ教育福祉機関連携を進める教育支援・発達支援の担い手には,豊かな教養に裏付けられた高度な専門性が求められていること等が示唆された。それらの成果は,中間報告(2)「地域の教育福祉諸機関の連携に関する総合的研究」(田丸ほか,2007)にまとめた。ただし,支援者養成の課題の整理とカリキュラム開発とについては,今後の研究によって明らかにするものである。本研究は,地域における教育・福祉支援主体相互(機関)の連携とネットワークづくりの現状と課題,および連携に関わる専門性とその形成方途を明らかにすることを目的とするものである。本年度は3年計画の最終年として,第1に教育福祉連携についての歴史的および理論的な総括を行い,第2に種々の教育福祉機関における連携実態に関する諸調査について総合的に検討し,第3に教育福祉連携の支援主体養成の実態をふまえて大学における養成カリキュラム改善の提案を行った。第1の点では,教育学,教育史,社会教育学,教育福祉論,教育社会学,保育学の視点から,現代における教育福祉連携の特徴と課題について総合的に明らかにした。第2の点では,全国の児童養護施設,定時制高校,知的障害者の就労支援体制,幼稚園と保育所との連携,保育者と関係機関との連携,保健活動における養護教諭の連携,次世代育成支援鼓動計画における連携等について,それぞれの調査によって連携の実態を明らかにするとともに,教育福祉関連諸領域における連携の課題について検討した。第3の点では,教員養成における教育研修センターとの連携,情報モラル教育における支援策,地域づくりと教育,家庭における意識形成等の調査に基づき,教員養成カリキュラムおよびLD等専門教員養成研修カリキュラム,保育士養成カリキュラムなど地域の学習支援主体形成のための養成カリキュラムについて検討し,さらに,大学におけるキーパーソンの養成として地域教育学のカリキュラム改善の提案を行った。以上を通じて,地域の教育福祉諸機関における多様な連携ニーズの存在と連携を実現する主体形成の可能性について明らかにした。それらの成果は,「地域の教育福祉諸機関の連携に関する総合的研究-新しい専門性の形成をめざして-」(田丸ほか,2008)にまとめた。
流域単位における統合的流域診断手法の開発とクラウド化による情報共有

日本全国を一級水系、二級水系、その他の水系に区分し、それぞれの流域界を地理情報システム(GIS)を用いて作成した。これらのデータをクラウド(インターネット上の仮想空間)に格納し、PC、タブレット、スマートフォンで誰もが閲覧できる仕組みを構築した。現場では現在位置が分かることから、流域のどこに自分がいるか、即座にGPS機能により判断できる。流域を単位とし、流域の中にどのよう地物、事象が存在するのか、人口や産業などはどういう現状であるか、過去にどのようなことが起こったか、などの流域単位での諸情報に関するこれまでの成果を活用し、室内および現場の双方にて総合的な流域診断を実施することが可能である。平成25年度は、全国の流域診断を行うための流域区分と流域診断に必要な諸データのGIS化を実施した。流域区分は全国の一級水系、二級水系、複合水系を基本構造とし、太平洋側と日本海側を分ける中央分水嶺に関しては、流域区分の幹に相当するため現地確認なども含めて詳細な位置確認を行った。平成25年度の成果の一部は、平成25年度の第22回地理情報システム学会学術研究発表大会にて論文発表及びパネル発表(題目:日本列島の流域区分と中央分水嶺の抽出、著者:原雄一、片山篤)を行った。諸データのGIS化に関しては、国土交通省及び国土地理院などから出されているダウンロード可能な公的データである国土数値情報、基盤地図情報、総務省の統計データ、環境省からの生物多様性情報、水質観測データなどについて整理を行った。公的なデータ以外として、日本の100選として設定されている、百名山、百名峠、百名橋、公共建築百選、ダム湖百選、百名城、歴史公園100選、ヘリテージング100選、ため池百選、史跡100選、歴史の道百選、遊歩百選、むら景観百選、音風景100選、かおり風景百選、夜景100選、人と自然が織りなす日本の風景百選、夕陽百選、車窓絶景百選、里100選、島の宝百選、名水百選、水の郷百選、百名湯、疏水百選、平成の名水百選、ふるさといきものの里100選、滝百選、棚田百選、地質百選、白砂青松百選、渚百選、海水浴場百選、紅葉百選、森林浴百選、さくら名所百選、街路樹百景、などの流域内での特徴的な地物や現象に関する諸データの整備を進めた。2年度目の平成26年度の成果として、一般社団法人地理情報システム(GIS)学会において、「琵琶湖淀川流域を対象とした流域診断手法の開発とクラウドGISによる情報共有ー日本版Surf Your Watershedを目指してー」という題目で発表し(2014.11、中部大学)、同時にポスター展示を行い、5名までの優秀賞を受賞できた。科研の3年間の研究全体では、全国の流域を対象とするが、全国展開する前に、情報量が豊富な琵琶湖淀川流域を対象として実施した。題目にあるSurf Your Watershedとは全米を2,300の小流域に区分し、各流域の健康を総合的に診断・共有する仕組みである。これまでの河川の治水・利水・環境という視点から、流域全体の多様な価値を利用者自身が診断する仕組みである。流域に関する情報を琵琶湖淀川流域クラウドGISに格納し、携帯端末などを活用して、ワークショップなどの実践を交えた流域診断手法を提示した。琵琶湖淀川流域での環境問題は複雑化してきており、従来のポイントソース、ノンポイントソースによる富栄養化の検討のみならず、上流での人と水との関わりの希薄化、中下流での水害被害、都市域を中心した熱汚染、身近な地域資源への気づき、歴史と文化の再認識など、さまざまな課題が顕在化しており,流域での水を中心とした総合的な取り組みが求められている。そこでsurf your watershedの日本版の構築として、水害リスク、水利用、環境負荷などに加えて、歴史・文化、流域保全活動、社会の変化など、流域の多様な価値を、流域に関わる個人やグループが主体的に診断できる仕組みづくりを構築した。平成27年度の研究成果として、日本全国を一級水系、二級水系、その他の水系に区分し、それぞれの流域界を地理情報システム(GIS)を用いて作成した。PCは室内で、タブレットとスマートフォンは主に現地で利用する。これにより現場にて目の前の河川の名称なども把握可能となる。流域を単位とし、流域の中にどのよう地物、事象が存在するのか、人口や産業などはどういう現状であるか、過去にどのようなことが起こったか、などの流域単位での諸情報に関する平成26年度までの成果を流域上で表現し、室内および現場の双方にて総合的な流域診断を実施することが可能である。流域診断の結果を行政などからトップダウン形式で付与されるのではなく、その流域に関わる主体自らがこれら諸情報を活用し、流域での検討に際しての優先順位、特徴認識、時間変動などをグループミーティング形式で形成していくプラットフォームとなる。今後の展開としては、GISに関する構築されたデータの更新、特に人口や産業など時系列的に変動する要素に関しては、最新データに変更していくことが必要となる。また、これらの時系列データの充実により、長期に渡っての変動パターンを新しく流域の情報として加えることができるメリットがある。

また、いくつかの流域において、実際に構築された室内と現場での情報を活用した事例を積み重ねることで、さらに必要な流域情報などが付加されてくることが期待できる。日本全国を一級水系、二級水系、その他の水系に区分し、それぞれの流域界を地理情報システム(GIS)を用いて作成した。これらのデータをクラウド(インターネット上の仮想空間)に格納し、PC、タブレット、スマートフォンで誰もが閲覧できる仕組みを構築した。現場では現在位置が分かることから、流域のどこに自分がいるか、即座にGPS機能により判断できる。流域を単位とし、流域の中にどのよう地物、事象が存在するのか、人口や産業などはどういう現状であるか、過去にどのようなことが起こったか、などの流域単位での諸情報に関するこれまでの成果を活用し、室内および現場の双方にて総合的な流域診断を実施することが可能である。2年度目は、全国の流域に展開する前のプロトタイプとしての情報量が豊富な琵琶湖淀川流域を対象とした。研究結果を地理情報システム学会において、中間発表を行い、一定の評価を受けることができた。地理情報システム最終年度は、対象を全国の流域に展開し、流域診断手法の構築と日本版SurfYour Watershedを目指す方策である。ただし、2年度目に実施した琵琶湖淀川流域は、これまでの研究成果が豊富で情報量も十分であったが、全国の他の流域では、情報量に温度差があり、同じレベルの情報整理は困難と考えられる。従って、流域診断項目の簡素化を進めながら、全体が俯瞰できて実用性のあるものに仕上げることが重点課題となる。初年度の目標は流域区分と流域診断のための諸データのGIS化である。流域区分に関してはおおむね予定通りの進行状況であるが、諸データに関しては、日本100選のデータが想定よりも増えており、また位置情報が未整備のものがあることから、GIS化に時間を要しているのが原因である。琵琶湖流域において、共同研究者が新規にデータ入手と整理をする予定であったが、既存資料を活用することで、対応が可能となったため。今後の研究の方向性としては、その流域に何があるか、という観点から、GIS化されたデータを適宜見える化などの処置を行い、クラウドに格納する。クラウドに格納されたデータは、PC、タブレット、スマートフォンなどの端末を通じて、確認できるシステムの基本を構築する。特に、個々の流域の現場に立ったときに、必要な情報を提供できることに主眼を置く。河川の名称に関しては、現在流通しているデジタル地図にはほとんど記載がないことから、可能な限り詳細な河川名を現場で理解できることに配慮する。どの流域内に自分がいるかで、目の前の河川が最終的にどの河川に合流するかがわかる。琵琶湖淀川流域でのデータ収集の負担が軽減されたので、ぞの分を全国の流域データの収集・整備に充てる予定である。GIS化する諸データの購入に関して、最新年度のデータを待つなど、次年度に繰り越したものが発生した。また、流域区分の確認のための分水嶺の位置確認の旅費が次年度に繰り越された。平成26年度の前半期にGIS化する諸データの整備を終える計画である。購入する諸データは、具体的には、全国の25000分の1のデジタルデータ、衛星写真データ、人口データである。流域区分の位置確認は秋ごろをめどに終える予定である。
多要素からなる人工代謝経路の構築

一連の代謝遺伝子群を連結した人工オペロンをどのようにデザインすればよいかを、特に遺伝子の人工オペロン内の連結順序に着目して、大腸菌が本来生産しないカロテノイド・アントシアニンといった色素性物質の代謝経路を具体例に取り上げて検証した。その結果、グルコースからカロテノイドまでの一連の代謝経路を連結した人工オペロンプラスミドによりカロテノイドを生産する大腸菌の創出に成功した。また、in vitroの酵素反応で最適な酵素比率を求め、これに基づいたアントシアニンの人工オペロンを構築し、大腸菌に導入したところ、アントシアニンの生産に成功した。これらの結果より、人工オペロンの設計指針を示すことに成功した。細胞中の代謝経路のような多因子の遺伝子が関与する複雑系において、各遺伝子の協調的な発現調節により定常的な代謝経路を機能させるための手法の確立を目標として、本年度は、カロテノイド遺伝子群とアントシアニン遺伝子群について以下の実験を行った。・酵母遺伝子による解糖系オペロンの構築、グルコースからカロテノイド生合成に必要な遺伝子群のうち、途中のピルビン酸に至る11種類の酵母解糖系遺伝子(GLK、PGI、PFK1、PFK2、FBA、TPI、TDH、PGK、GPM、ENO、PYF)をクローニングし、これらの材料となる遺伝子断片をOGAB法により集積することで全長16kbの酵母解糖系オペロンの構築に成功した。その後、このオペロンを予め解糖系を欠損した大腸菌に導入することにより、酵母遺伝子による解糖系により大腸菌が生育可能かどうかを検証したところ、速度が遅いながらも増殖を確認され、構築した酵母遺伝子による解糖系オペロンが大腸菌内で機能していることを確認した。・アントシアニン合成系オペロンの構築植物シロイヌナズナのcDNAライブラリーより、フェニルアラニンからアントシアニンの合成に必要な9遺伝子(PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、F3'H、DFR、LDOX、F2K)を大腸菌プラスミド中にクローニングし、OGAB法により集積することで全長10kbのアントシアニンオペロンの構築に成功した。その後、本オペロンを枯草菌と大腸菌で導入して観察したが、特にアントシアニンの生産は確認されなかった。そこで、本オペロンを保持する枯草菌にアントシアニン合成経路の中間代謝産物ナリンゲニンを培地中に添加することによりアントシアニンの合成が可能かどうか検証したが、アントシアニンの生産は認められなかった。多要素が関与する代謝経路として、色素性物質の「カロテノイド」、「アントシアニン」の2つの代謝経路を具体例に取り上げ、以下の研究を行った。「カロテノイド」グルコースからカロテノイドまでの生合成に関わる一連の遺伝子群について、遺伝子のソースの如何を問わず大腸菌で働く人工オペロンの構築を行っている。グルコースから中間代謝物質のイソペンテニル二リン酸までの経路については、大腸菌自身の遺伝子による「人工解糖系オペロン(大腸菌)」+「人工非メバロン酸経路オペロン(大腸菌)」以外に、「人工解糖系オペロン(酵母)」+「人工メバロン酸経路オペロン(酵母)」を構築し、2つの経路によるカロテノイド生産を行うことを目標にしている。昨年までに、「人工解糖系オペロン(大腸菌)」と「人工解糖系オペロン(酵母)」を構築したが、「人工非メバロン酸経路オペロン(大腸菌)」については、一部遺伝子が期待通りの発現制御が行われていないことが判明した。そこでこの原因となる遺伝子(dxr)について人工オペロン内の遺伝子配置を見直すことにより、期待したパフォーマンスを示す新たなオペロンの構築に成功した。また、「人工解糖系オペロン(酵母)」については、最初に構築したオペロンプラスミドはほとんど機能しなかったが、この大腸菌株の継代培養を繰り返したところ、大腸菌の本来持つ非メバロン酸経路の遺伝子をすべて取り除いても生育する株の取得に成功した。「アントシアニン」植物で生産されるアントシアニンについて、本年度は、アントシアニン合成の中間代謝産物であるナリンゲニン以降の反応に集中して、実験を行った。ナリンゲニン以降のF3F、DFR、LDOX、3-GTの4つの酵素をそれぞれ精製し、これを様々な比率で混合してin vitroで反応させた。その結果、各酵素の量比によって、アントシアニンの合成量が大幅に変化することを見いたした。平成26年度も引き続き、多要素が関与する代謝経路として色素性物質の「カロテノイド」、「アントシアニン」の2つの代謝経路を取り上げ、以下の研究を行った。「カロテノイド」グルコースからカロテノイドの一連の代謝経路に関わる遺伝子は約30個程度存在するが、これらのうち「カロテノイド合成経路」遺伝子5個を除く、一次代謝経路遺伝子群を「解糖系」、「メバロン酸・非メバロン酸経路」、「アセチルCoA生産経路」と、代謝経路ごとに分割し、それぞれ大腸菌遺伝子を集積した人工オペロンについては平成25年度までに構築している。平成26年度は、これらのオペロンを、代謝経路ごとに真核生物である出芽酵母遺伝子を用いた人工オペロンに交換することを行った。その結果、「カロテノイド代謝経路」を除くすべての人工オペロンについて、酵母遺伝子に交換したオペロンの構築に成功した。これらを全て連結することで、グルコースからカロテノイドまでの一連の代謝経路の全てが大腸菌以外の外来の遺伝子からなる人工カロテノイドゲノムを構築し、これをゲノム中の「解糖系」、「非メバロン酸経路」、「アセチルCoA生産経路」の遺伝子を全て欠損した大腸菌に導入することに成功した。「アントシアニン」

平成25年度までに構築したF3H、DFR、LDOXの3酵素遺伝子を連結した「3遺伝子ペラルゴニジンオペロン」をプラスミドの形で有する大腸菌を、本オペロンに対して出発材料となるナリンゲニンを添加した培地での培養において、その培養の種類を検討した結果、培地の変更により元のLB培地に比較して60倍のペラルゴニジンの高生産を実現し、菌体ペレットをペラルゴニジンの蓄積により赤く着色することに成功した。一連の遺伝子群を連結した人工オペロンをどのようにデザインすればよいかを、大腸菌が本来生産しないカロテノイド・アントシアニンといった色素性物質の代謝経路を具体例に取り上げて、検証した。(1)カロテノイドグルコースからカロテノイドまでの一連の代謝経路を連結した人工オペロンプラスミドを、対応する遺伝子の欠損した大腸菌に導入すると、選択圧をかけることなく培養しても、高いカロテノイド生産性を示すが、増殖速度が遅いという問題があった。そこで、オペロン内の問題があると考えられる遺伝子について、発現量の最適化を目標に、遺伝子の連結順序の再配置を行った。その結果、生産性を落とすことなく、増殖速度を1.5倍以上に改善することに成功し、オペロンデザインの有用性を示した。(1)アントシアニン平成26年度までに作成した、アントシアニン生合成経路の中間代謝産物であるナリンゲニン以降の反応に必要な4酵素遺伝子を連結した人工アントシアニンオペロンプラスミドと、チロシンもしくはフェニルアラニンからナリンゲニンまでの生合成までに関わる2つのナリンゲニンプラスミドの計3プラスミドの遺伝子を一つにまとめた、計9遺伝子を連結したプラスミドを構築した。これを大腸菌株に導入し培養したが、ほとんどアントシアニン生産量を示さなかった。デザインが不完全であったことが考えられた。一連の代謝遺伝子群を連結した人工オペロンをどのようにデザインすればよいかを、特に遺伝子の人工オペロン内の連結順序に着目して、大腸菌が本来生産しないカロテノイド・アントシアニンといった色素性物質の代謝経路を具体例に取り上げて検証した。その結果、グルコースからカロテノイドまでの一連の代謝経路を連結した人工オペロンプラスミドによりカロテノイドを生産する大腸菌の創出に成功した。また、in vitroの酵素反応で最適な酵素比率を求め、これに基づいたアントシアニンの人工オペロンを構築し、大腸菌に導入したところ、アントシアニンの生産に成功した。これらの結果より、人工オペロンの設計指針を示すことに成功した。多因子が関与する代謝経路として、色素性物質の「カロテノイド」、「アントシアニン」の2つ代謝経路を具体例に取り上げ、以下の研究を行った。「カロテノイド」大腸菌におけるグルコースからカロテノイドまでの合成経路のうち、中間の解糖系からイソペンテニル二リン酸(IPP)の供給代謝経路について、大腸菌が有する「解糖系(大腸菌)」+「非メバロン酸経路(大腸菌)」以外に、酵母遺伝子による「解糖系(酵母)」+「メバロン酸経路(酵母)」の経路を大腸菌に導入することを目標に、昨年度までに作製した「解糖系(大腸菌)」オペロン、「解糖系(酵母)」オペロンに続いて、本年度は、「非メバロン酸経路(大腸菌)」オペロン、「酵母メバロン酸経路」オペロンをOGAB法により構築した。
ゴリラのオスの「移出」における意思決定プロセス：社会的および生理的要因

マウンテンゴリラやヒガシローランドゴリラはしばしば複雄群を形成することが報告されているが、ニシローランドゴリラでは非常に稀である。本研究は、とくにオスの生活史に着目し、ゴリラにおける社会構造の変異をもたらす要因およびそのプロセスについて明らかにすることを目的とする。平成28年度および29年度に、ガボン共和国ムカラバ国立公園に生息するニシローランドゴリラを対象に現地調査を行い、行動データおよびホルモン分析のための糞便試料を収集した。平成30年度は、これまでに収集した行動データおよび内分泌データの解析を行った。その結果、オスはサブアダルト期にストレスホルモンが有意に上昇することが分かった。したがって、オスは成長に伴い、核オスとの繁殖競合および、群れ内の採食競合が増加するし、これが引き金となって移出することが示唆された。また、対象群は、平成29年10月に核オスの消失により群れが崩壊し、その後1年以上をかけて群れの再編成が観察された。この一連の社会変動の過程において、サブアダルト期後期のオスは出自群から移出したのに対し、サブアダルト期前期のオスは遊動域内に留まり、隣接群に移籍した。すなわち、オスの出自群から移出年齢は臨界期が存在すること、さらに、臨界期以前では、サブアダルトオスであっても、将来、繁殖競合相手となり得る血縁関係のない核オスが率いる群れへの移籍が許容されることがはじめて明らかとなった。以上の研究成果について、平成30年7月に開催された日本霊長類学会、および8月にナイロビで開催された国際霊長類学会において研究発表を行った。平成29年度までに収集したデータを分析し、その成果について国内学会および国際学会で発表した。また、観察対象の群れが崩壊するといった、予期していなかった事象が生じたものの、これにより、ゴリラの社会構造に関する重要な観察を行うことができた。平成30年度は、当初予定していた現地調査を実施できなかったため、平成31年度に調査を延期した。平成30年度に予定していた現地調査が実施できなかったため、現地調査を行って追加データを収集する予定である。また、最終年度にあたって、論文作成のためのデータのとりまとめと論文の執筆を行う。ゴリラは基本的には単雄複雌群(ハーレム)を形成する。しかし、近年、集団内の成体オスの数は必ずしも単独ではないことが各地の長期研究の結果から明らかになってきた。ゴリラのオスにおける成長に伴う集団からの「移出」はゴリラの社会構造を決定する重要な要素であることから、本研究は、行動学的および生理学的視点をあらたに導入することによって、ゴリラのオスの「移出」のプロセスについて明らかにすることを目的とする。平成28年度は、ガボン共和国ムカラバードゥドゥ国立公園で約1ヶ月間の現地調査を行い、行動観察とホルモン(コルチゾル)濃度測定のための糞便試料の収集を行った。現地調査では、対象集団においてシルバーバック(アダルトオス)の消失が起こり、これに伴っていくつかの社会変動が観察できた。具体的には、サブアダルトオスの移出、アダルトメスおよびそのコドモの隣接集団への移籍が起こった。そこで、これまでに採集した糞便試料も含めて各個体のコルチゾル濃度を測定し、集団からの移出と生理状態との関連について検討した。その結果、まず、サブアダルト個体が集団から移出する年齢は、オスでは14.5歳、メスでは9歳であったことから、出自集団からの移出の決定要因はオスとメスでは異なることが推察された。すなわち、オスでは繁殖を巡る雄間競合がはたらき、生理的な性成熟よりやや遅れて移出すると考えられた。次に、コルチゾル濃度の変化と移出のタイミングとの関連について調べたところ、オスメスともにコドモ期に比べてサブアダルト期はコルチゾル濃度が上昇する傾向がみとめられた。ストレスの上昇が集団から移出にどのように影響するかについては、例数を増やしてさらに検討が必要である。平成28年度は予定どおり現地調査を実施し、試料およびデータを収集することができた。また、想定していなかったものの、研究対象のゴリラ集団において重要な社会変動が生じたため、これに関連する試料やデータについても集めることができた。対象集団の社会変動は現在なお進行中であり、来年度も引き続き現地調査を行い、観察を続ける予定である。平成29年度は、昨年度までに収集した糞便試料からコルチゾル濃度を測定し、オスの生活史段階におけるストレスレベルの変化を調べた。その結果、オスのコルチゾル濃度は年齢区分および社会的属性(コドモ、ワカモノ、サブアダルト、核オスおよび単独オス)によって有意に異なることが分かった。とくに、オスのコルチゾル濃度はサブアダルト期で高い傾向がみとめられた。一方、メスにおいても、サブアダルト期にコルチゾル濃度の上昇はみとめられたものの、オスほど顕著ではなかった。これらの結果より、オスは性成熟に伴い、核オスや集団内の他のオスメンバーとの間で雄間競合が強まり、これがストレスの上昇につながることが示唆された。しかし、これまでの観察記録より、出自集団からの移出年齢はメスよりオスの方が約4年も高いことが分かっていることから、オスは性成熟に達してもすぐには出自集団から移出せず、他集団のオスおよび単独オスとの間の社会関係がオスの出自集団からの移出のタイミングに影響を及ぼすことが示唆された。また、平成29年度は、昨年度に引き続き、ガボン共和国ムカラバードゥドゥ国立公園において約1ヶ月間(平成30年2月3月)の現地調査を行った。

対象集団では、平成28年10月にの核オス(シルバーバック)が老衰と推察される理由で消失し、残された集団メンバーの追跡観察が続けられている。対象集団では、新しい核オスの定常的移籍は見られず、集団メンバーは段階的に複数の隣接集団に移籍した。平成29年度の現地調査では、核オス消失後の対象集団における社会変動の記録を行うとともに、離散した集団メンバーのストレス評価のため、新鮮便を収集した。今後、平成29年度の現地調査であらたに得られた試料の分析結果を追加して、核オス消失後のとくにオス個体のストレスレベルの変化について調べ、雄間競合と社会変動との関係について解析する予定である。平成29年度は予定どおりに現地調査を実施し、試料およびデータを収集することができた。核オスの消失という対象集団の社会変動は当初想定されていなかったが、寿命の長いゴリラでは稀な現象の観察機会が得られ、貴重なデータを得ることができた。約1ヶ月の短い現地調査では急速な社会変動を記録することは困難であるが、現地スタッフおよび連携研究者の協力も得られており、順調に研究が進展している。マウンテンゴリラやヒガシローランドゴリラはしばしば複雄群を形成することが報告されているが、ニシローランドゴリラでは非常に稀である。本研究は、とくにオスの生活史に着目し、ゴリラにおける社会構造の変異をもたらす要因およびそのプロセスについて明らかにすることを目的とする。平成28年度および29年度に、ガボン共和国ムカラバ国立公園に生息するニシローランドゴリラを対象に現地調査を行い、行動データおよびホルモン分析のための糞便試料を収集した。平成30年度は、これまでに収集した行動データおよび内分泌データの解析を行った。その結果、オスはサブアダルト期にストレスホルモンが有意に上昇することが分かった。したがって、オスは成長に伴い、核オスとの繁殖競合および、群れ内の採食競合が増加するし、これが引き金となって移出することが示唆された。また、対象群は、平成29年10月に核オスの消失により群れが崩壊し、その後1年以上をかけて群れの再編成が観察された。この一連の社会変動の過程において、サブアダルト期後期のオスは出自群から移出したのに対し、サブアダルト期前期のオスは遊動域内に留まり、隣接群に移籍した。すなわち、オスの出自群から移出年齢は臨界期が存在すること、さらに、臨界期以前では、サブアダルトオスであっても、将来、繁殖競合相手となり得る血縁関係のない核オスが率いる群れへの移籍が許容されることがはじめて明らかとなった。以上の研究成果について、平成30年7月に開催された日本霊長類学会、および8月にナイロビで開催された国際霊長類学会において研究発表を行った。平成29年度までに収集したデータを分析し、その成果について国内学会および国際学会で発表した。また、観察対象の群れが崩壊するといった、予期していなかった事象が生じたものの、これにより、ゴリラの社会構造に関する重要な観察を行うことができた。平成30年度は、当初予定していた現地調査を実施できなかったため、平成31年度に調査を延期した。平成29年度は現地調査で収集した試料の分析を進める。さらに、平成30年度も継続して試料およびデータを収集するため現地調査を実施する。
感染トリガープロテアーゼとプロテアーゼ受容体を軸にしたインフルエンザの新治療法

近年トリ型インフルエンザを含め、インフルエンザ感染が国際的に問題となっている。インフルエンザ感染の治療には、これまでウイルスの出芽を阻止するウイルス膜上のノイラミニダーゼに対する阻害剤が開発されているが、ウイルスの細胞内侵入を阻止する感染トリガープロテアーゼ阻害剤が注目されている。3年間に渡る研究により、ウイルスの細胞内侵入時に必須な、宿主側の感染トリガープロテアーゼとして、これまでに明らかにされたTryptase Clara以外にMini-Plasmin, Ectopic anionic trypsin, TC30, TMPRSS7が明らかにされた。これらのプロテアーゼはそれぞれのウイルス株に対する親和性を異にして、ウイルスの増殖を規定している。さらにこれらのプロテアーゼは、生理的条件下でプロテアーゼ受容体に結合し気道分泌制御に関与していると推定された。これらのプロテアーゼの中には、ウイルス感染を発端として発現が著明に増加するEctopic anionic trypsinや肺での炎症の結果生じるMini-Plasminが存在する。Trypsinは、同じく感染に伴って発現増加するMatrix Metalloprotease-9と共に肺炎の増悪,組織リモデリングに関与した。また炎症局所で多量に産生されたMini-Plasminは、血液を介して脳の血管内皮に運ばれて蓄積し脳浮腫を引き起こす事が明らかにされた。このように宿主の気道に分布するプロテアーゼは、ウイルス感染トリガープロテアーゼとして働くだけでなく肺炎増悪、インフルエンザ脳炎・脳症にも関与していることが明らかとなった。さらにインフルエンザ脳症の疾患感受性遺伝子として、ミトコンドリアマトリックス内の脂肪酸代謝酵素のSNPが同定された。これらの患者ではエネルギークライシスの結果、細胞膜上でMini-Plasmin結合蛋白質として作用するVoltage-dependent Anion Channelの脳血管内皮細胞での発現増加が誘導され、その結果Mini-Plasminの蓄積と血液脳関門の破壊が生じる機序が明らかとなった。以上を背景として、それぞれの感染トリガープロテアーゼ阻害剤のスクリーニングを行い、ノイラミニダーゼ阻害剤に続く抗インフルエンザ薬を検討している。インフルエンザの出芽を抑制する薬剤として、昨年インフルエンザウイルス外膜糖蛋白質のノイラミダーゼの阻害剤が臨床の現場で使用されるに至ったが、必ずしも著明な効果を示していない。本研究は、これまでの我々の研究を背景として、インフルエンザウイルスの細胞への侵入の律速酵素となっている感染トリガープロテアーゼを標的に、これを抑制する生体内インヒビター(生体防御物質)と、薬剤としてのプロテアーゼインヒビターをスクリーニングし、治療への応用のための基礎研究を行った。さらに感染トリガープロテアーゼの分泌を制御するPARのアンタゴンスを用いて感染増悪サイクルを停止させるための方法論の確立を試みる目的で、研究が遂行された。本年度の研究においてPAR-2を活性化する異所性のアニオニックトリプシンが、肺胞上皮下層の細胞と、脳に局在することが明かとなった。特に肺のアニオニックトリプシンは、センダイウイルスやインフルエンザウイルス感染によってそのmRNAと蛋白質が著明に増加した。また脳のアニオニックトリプシンでも、ウイルス感染と副腎摘出によってmRNAと蛋白質が増加し、ウイルスの増殖を促進する以外にPARを介する様々なメディテーターの分泌が促進されると推定された。脳ではインフルエンザウイルスの感染と共に激しい浮腫が起きることが知られており、浮腫発症の原因の1つとして知られている血液-脳血管関門の破壊に、異所性トリプシンとトリプシンによって活性化されるPARの関与を、今後明らかにしたい。

このように様々なインフルエンザウイルスの亜型に対応する複数のトリプシン型プロテアーゼが生体内に存在し、それぞれのウイルスの感染特異性と病原性を決定していると推定された。インフルエンザウイルスの出芽を抑制する薬剤として、ウイルスのノイラミニダーゼに対する阻害剤が使用されるようになったが、薬剤耐性株の出現が問題になってきつつある。これに対して、ウイルスの膜融合活性と細胞内への侵入を決定する宿主の感染トリガープロテアーゼを標的にする薬剤の場合、耐性株出現の可能性が無く、次世代型の治療薬として注目されている。このような背景の中で新たな感染トリガープロテアーゼとして、膜結合型トリプシン型プロテアーゼがヒトの鼻粘膜から見いだされた。このように複数存在する感染トリガープロテアーゼ群とウイルス株との親和性の違いが、ウイルス株それぞれの病原性を決めていることが明らかとなって来た。一方感染に伴い気道でしか増殖できなかったインフルエンザウイルスが、他の臓器でも増殖する例として、インフルエンザ脳炎・脳症が注目されている。その原因として、ミトコンドリアの脂肪酸代謝障害を発症感受性因子として、脳の血管内皮細胞のミニプラスミンレセプターの発現が増加する。その結果、肺の炎症部位で産生された感染トリガープロテアーゼの一つであるミニプラスミンが脳血管内皮細胞で蓄積し、脳でのウイルス増殖と血液-脳関門の破壊、急速な脳浮腫を導く仕組みが明らかになった。これらのことから気道での感染機序だけでなく、脳においてもウイルス増殖と発症に感染トリガープロテアーゼが決定的役割を果たしていることが明らかとなった。以上を基盤に、今後インフルエンザ感染とインフルエンザ脳炎・脳症の治療薬開発のための研究を進める。インフルエンザの治療薬として、ウイルスが感染細胞から出芽する際に働くウイルス膜上のノイラミニダーゼに対する阻害剤が開発され、近年良く使用されるに至っている。しかしウイルスに由来するノイラミニダーゼは変異し易く、薬剤耐性株の出現がすでに問題となっている。これに対して本研究で遂行する研究は、ウイルスの細胞内侵入時に必須な、宿主側の感染トリガープロテアーゼを標的にした治療法の開発研究が行われた。この場合、プロテアーゼ側は変異することなくウイルスは感染トリガープロテアーゼによって認識される株のみが感染、増殖可能となる。さらに感染トリガープロテアーゼの本来の作用部位と推定されるプロテアーゼ受容体、さらにプロテアーゼ受容体を介する気道分泌の制御が検討された。