hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虚血性脳血管障害時の神経受容体機能・脳循環代謝に対するプロスタグランジン制御

病巣部の遠隔領域におけるCOX-2誘導には、脳虚血病態の1つと考えられているspreading depression(SD)が関連すると推測されているが、詳細は不明である。そこで、ラット全脳における、SD誘発下でのCOX-2誘導と遺伝子発現の変化を調べた。【方法】雄性SDラットを用いて、コントロール群(I群、n=7)、SD誘発群(II群、n=9)、選択的COX-2阻害薬JTE-522前投与下SD誘発群(III群、n=7)を作成した。脳皮質へのKCl滴下によるSD誘発を行い、I群にはNaClを滴下した。JTE-522前投与は、KCl滴下3時間前に行った。NaCl(KCl)滴下2時間後、脳組織を摘出した。【結論】SD誘発2時間後、SD誘発反対側ではCOX-2遺伝子はup-regulateされなかった。SD誘発により、両側性にup-regulationが見られた遺伝子にS100A9遺伝子があり、この両側性発現は、選択的COX-2阻害薬JTE-522投与によるCOX-2活性の抑制により、有意に抑制された。すなわち、SD関連遺伝子であるS100A9遺伝子の発現調節には、プロスタグランジン生成が関連していると考えられた。ラットを用いた局所脳虚血後のリハビリテーションによる脳機能再生に関する研究【背景】局所脳虚血ラットを用いて、環境の充実(リハビリテーション)が機能予後の改善をもたらすことが報告されている。脳における、虚血後の環境因子の違いによる遺伝子発現に関しては不明な点が多い。我々は、すでに脳虚血病態モデルであるspreading depression(SD)モデルを用いて、SD誘発側のみならず、対側にもプロスタグランジン生成が増加していることを明らかにした。プロスタグランジンは、虚血後の神経再生に関連している可能性がある。【目的】脳虚血後、異なる環境下で飼育したラット脳組織を用いて、プロスタグランジン及び神経再生に関連する遺伝子および蛋白質の発現を調べる。【方法】雄性SDラットを用いて、中大脳動脈1時間閉塞再灌流ラットモデルを作成した。対照群(非虚血ラットを運動器具のないケージで飼育,n=4)、標準環境群(虚血ラットを運動器具のないケージで飼育,n=8)、充実環境群(虚血ラットを運動器具が備えられたケージで飼育,n=6)の3群に分けた。虚血後、2,4週後に運動機能の評価を行い、4週の運動機能評価後に断頭し、脳組織を採取した。【結論】現時点の例数では、運動機能、測定した遺伝子、蛋白質発現には3群間に有意差はみられなかった。現在、例数追加の実験を行い、プロスタグランジンの生成及びその他の神経再生関連遺伝子をmicroarray解析にて検索する予定である。
split inteinを利用した細胞膜透過性ペプチドスクリーニング法の開発

本研究では、細胞膜透過ペプチド(Cell Penetrating Peptide: CPP)の効率的な選抜技術の開発を目的とした。目的タンパク質とCPPの連結体を簡便・並列に調製する手法として、split inteinを利用した試験管内ライゲーション反応を採用し、実験系開発に取り組んだ。目的タンパク質にはGFPおよび2種類のGFP点変異体を用い、CPPには細胞膜透過活性を有する代表的なペプチド配列であるTAT配列およびSAP配列を用いた。split inteinにはThermoplasma volcaniumを由来とするVMA inteinの断片体(N-intein、C-intein)を利用した。目的タンパク質とN-inteinの融合体は大腸菌を宿主とする発現系で調製し、CPPとC-inteinの融合体は化学合成により得た。これらの断片を混和し、ライゲーション反応の進行をSDS-PAGEによって評価した。反応条件(温度、時間、pH、塩濃度、還元剤濃度)の検討を重ねたものの反応効率は十分でなく、副反応分解物が観察された。目的タンパク質によって反応効率が大きく異なることから、split inteinと目的タンパク質との間に生じる相互作用が反応に影響していることが示唆された。また、これらの断片の相互作用を表面プラズモン共鳴を用いて分析したところ、CPPとN-intein、CPPと目的タンパク質のそれぞれにおいて、非特異的な相互作用が示唆された。中性付近において正に帯電したCPPと、負に帯電したN-inteinおよびGFPが静電相互作用で結合したものと考察できる。高効率に連結体が得られる反応系を構築するためには、適切なリンカー配列の導入、反応条件の更なる検討、ひいては反応条件に適したsplit inteinのデザインが必要であると考えられ、今後の研究の進展に重要な知見が得られた。本研究は、細胞膜透過ペプチド(CPP)の効率的な選抜技術の開発を目的として、タンパク質とCPPの連結体を簡便・並列に調製する手法の開発と、多様性の担保された代表的なCPP配列の選抜、培養細胞を用いた実証実験を行う。平成29年度は、以下の3項目を実施した。(1)タンパク質とCPPの連結体の調製法の開発においては、Thermoplasma volcaniumを由来とするVMA intein、およびそのC末改変体(N-intein)を設計し、大腸菌を宿主とする発現系を構築した。また、細胞内に導入する目的タンパク質として緑色蛍光タンパク質の点変異体を採用し、それらの大腸菌発現用ベクターの作製し、発現・精製系を構築した。その後、N-inteinのN末に緑色蛍光タンパク質点変異体を融合した発現ベクターを調製し、融合タンパク質の発現系を構築した。(2)多様性の担保された代表的なCPP配列の選抜においては、CPPsite2.0に登録されている配列のうち、非天然アミノ酸等を含むものを除いた配列セットを対象に、複数の物理化学的パラメータをもとに主成分分析を実施し、クラスター分けした。(3)培養細胞を用いた実証実験においては、4種類の細胞株(HEK293、CHO-K1、HCT116、Jurkat)の培養系を整備した。また、予備検討として、緑色蛍光タンパク質を市販のタンパク質導入試薬を用いて、CHO-K1に導入する実験を実施した。平成29年度に予定していた実験のうち、intein-目的タンパク質の発現系構築に遅滞が生じたために、タンパク質とCPPの連結体を試験管内で合成する段階が未完了である。一方で、CPP配列の選抜、培養細胞を用いた実証実験の実施環境整備に関しては、当初の予定通りに進めることができた。平成29年度の研究実施計画のうちの未達部分に関しては繰り延べるものの、全期としては当初計画の完遂を目指す。具体的には、物理化学的パラメータを基準に選抜した代表的なCPP配列群に対して、目的タンパク質との融合体をsplit inteinを利用して調製し、それらの培養細胞に対する細胞膜透過性を並列的に評価する。

既存設備を利用することで、予定していた細胞培養用の実験設備の購入を見送ったため、物品費に未使用分が生じた。平成30年度の物品費(主に合成ペプチドの購入)としての使用を予定している。
大環状分子を基盤とした非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成

フラーレンやカーボンナノチューブの発見以降,非平面構造ナノカーボンはその造形美のみならず,特異な構造に由来する機能や物性を有することから大きな注目を集めている.しかしながら,一義的な構造を有する分子として,非平面構造ナノカーボンを合理的にボトムアップ合成することは未だに難しい.本研究では,ベンゼン環をメタ位で連結した大環状分子に着目することで,非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成を行うことを目的としている.主題となる研究項目としては,1.合成と構造解析,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着となっている.平成30年度は,様々な非平面構造を有するナノカーボン分子群の合成を行い,大環状分子を用いた本合成戦略の適用範囲の広さを実証した.具体的な成果としては,1.サドル状構造という異なる非平面構造ナノカーボン分子を合理的に設計・合成できることを実証(Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告),2.フープ状構造を有するナノカーボン分子を合成し,フープサイズに応じた構造の柔軟性を有することを明らかにし(J. Org. Chem.誌に報告),3.フープ構造の長さを伸長することで剛直なシリンダー構造を有するナノチューブ(フェナインナノチューブ)を生み出した(Science誌に報告),などが挙げられる.特にフェナインナノチューブは,バンドル構造を形成して集積すること,半導体性を有する興味深い物性を有することが分かった.以上のように,非平面構造を有するナノカーボン分子群を創生することで,構造に由来する性質や機能を明らかにするに至っている.当初の計画においては,主題となる研究項目として,1.合成と構造解析,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着を挙げていたが,いずれの項目においても既に論文として成果を報告するに至っている.現在は,当初の計画にはなかった新しい非平面構造ナノカーボン分子群の設計・合成にも既に着手しており,当初の計画以上に研究が進展している.今後は,本研究で提案している「大環状分子を基盤とした非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成」が,様々な非平面構造ナノカーボン分子合成に適用可能であることを実証していく.また,研究を通し,巨大湾曲ナノカーボン分子が作り出すπ空間が,エントロピー駆動でゲスト分子を包接する性質を有するということが分かってきた.今後は,分子のみならず,このような特異的なπ空間を積極的に設計していく.このπ空間に機能性ゲスト分子の包接を行うことで,π空間によって摂動がもたらされた特異的な機能・物性の発現を目指す.フラーレンやカーボンナノチューブの発見以降,非平面構造ナノカーボンはその造形美のみならず,特異な構造に由来する機能や物性を有することから大きな注目を集めている.しかしながら,一義的な構造を有する分子として,非平面構造ナノカーボンを合理的にボトムアップ合成することは未だに難しい.本研究では,ベンゼン環をメタ位で連結した大環状分子に着目することで,非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成を行うことを目的としている.主題となる研究項目としては,1.合成と構造解析,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着となっている.平成29年度は,ボウル状構造を有するナノカーボン分子,サドル状構造を有するナノカーボン分子の合成および構造解析に成功した.具体的な成果としては,1.同一の合成戦略で,ボウル状構造及びサドル状構造という異なる非平面構造ナノカーボン分子を合理的に設計・合成できることを実証(論文投稿中),2.合成したナノメートルサイズのナノカーボン分子がエントロピー駆動で自己集積することを解明,3.ボウル状構造ナノカーボン分子内へフラーレンがエントロピー駆動により包接されることを明らかにした(Org. Lett.誌に報告),ことが挙げられる.また当初計画にはなかったが,得られた興味深い特性として,4.これらの分子の中心骨格となる大環状分子が磁場に応答して有機EL発光の色調を変化させるという性質を明らかにするにも至っている(APL Mater.誌に報告).以上のように,非平面構造を有するナノカーボン分子の設計・合成に止まらず,合成した分子が有するナノメートルサイズの非平面構造に由来した性質や機能を明らかにするまでに至っている.当初の計画では,研究初年度となる平成29年度は主題となる研究項目のうち,1.合成と構造解析を達成するところまでを目標としていた.しかしながら,当初の計画以上に研究が進展しており,ボウル状及びサドル状という異なる非平面構造ナノカーボン分子の1.合成と構造解析を達成したのみならず,次年度以降に予定していた,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着の面でも成果を挙げ,論文として発表するに至っている.また,当初の計画にはなかった新しい非平面構造ナノカーボン分子群の設計・合成にも既に着手しており,当初の計画以上に研究が進展している.フラーレンやカーボンナノチューブの発見以降,非平面構造ナノカーボンはその造形美のみならず,特異な構造に由来する機能や物性を有することから大きな注目を集めている.しかしながら,一義的な構造を有する分子として,非平面構造ナノカーボンを合理的にボトムアップ合成することは未だに難しい.本研究では,ベンゼン環をメタ位で連結した大環状分子に着目することで,非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成を行うことを目的としている.主題となる研究項目としては,1.合成と構造解析,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着となっている.

平成30年度は,様々な非平面構造を有するナノカーボン分子群の合成を行い,大環状分子を用いた本合成戦略の適用範囲の広さを実証した.具体的な成果としては,1.サドル状構造という異なる非平面構造ナノカーボン分子を合理的に設計・合成できることを実証(Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告),2.フープ状構造を有するナノカーボン分子を合成し,フープサイズに応じた構造の柔軟性を有することを明らかにし(J. Org. Chem.誌に報告),3.フープ構造の長さを伸長することで剛直なシリンダー構造を有するナノチューブ(フェナインナノチューブ)を生み出した(Science誌に報告),などが挙げられる.特にフェナインナノチューブは,バンドル構造を形成して集積すること,半導体性を有する興味深い物性を有することが分かった.以上のように,非平面構造を有するナノカーボン分子群を創生することで,構造に由来する性質や機能を明らかにするに至っている.当初の計画においては,主題となる研究項目として,1.合成と構造解析,2.集積構造の解明,3.分子包接と表面吸着を挙げていたが,いずれの項目においても既に論文として成果を報告するに至っている.現在は,当初の計画にはなかった新しい非平面構造ナノカーボン分子群の設計・合成にも既に着手しており,当初の計画以上に研究が進展している.今後は,本研究で提案している「大環状分子を基盤とした非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成」が,ボウル状やサドル状構造に止まらず,様々な非平面構造ナノカーボン分子合成に適用可能であることを実証していく.同時に,本年度に得られた,ナノメートルサイズの湾曲構造がエントロピー駆動でゲスト分子を包接するという知見を活かして,機能性ゲスト分子の包接による特異的な物性の発現を目指す.今後は,本研究で提案している「大環状分子を基盤とした非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成」が,様々な非平面構造ナノカーボン分子合成に適用可能であることを実証していく.また,研究を通し,巨大湾曲ナノカーボン分子が作り出すπ空間が,エントロピー駆動でゲスト分子を包接する性質を有するということが分かってきた.今後は,分子のみならず,このような特異的なπ空間を積極的に設計していく.このπ空間に機能性ゲスト分子の包接を行うことで,π空間によって摂動がもたらされた特異的な機能・物性の発現を目指す.当初は量子化学計算用のパソコンの購入を予定していたが,計画を変更し,当該年度はターゲット分子の合成ルート開拓に注力した.合成も小スケールで行なったため,試薬・物品費の購入額が当初予定よりも低く済むこととなったことも次年度使用額が生じた理由である.既に当該分子群に関しては合成ルートの開拓も完了したため,今後は応用に向けた大量合成や,さらなる新分子の設計・合成を行なっていく予定である.これらを行なっていくためには,大スケールで試薬・物品購入が必要となるため,次年度使用額をそれらに充てる予定である.当該年度は,本研究の標的である「湾曲ナノカーボン分子」の合成ルート開拓に注力し,そのバリエーションを拡大することに注力した.小スケールの合成で検討を行なったため,試薬・物品費の購入額が当初予定よりも低く済むこととなったことが次年度使用額が生じた理由である.今後は応用に向けた大量合成や,さらなる巨大ナノカーボン分子の設計・合成を行なっていく予定である.これらを行なっていくためには,大スケールで試薬・物品購入が必要となるため,次年度使用額をそれらに充てる予定である.
コロナウイルスプロテアーゼペプチドミメティック阻害剤の構造活性相関研究

コロナウイルスのひきおこす重症急性呼吸器症候群(SARS)は数年前に世界的に流行して恐怖をもたらし、病原体ウイルスの構造情報はすぐに明らかにされたが、治療薬の創製はあまりなされておらず、プロテアーゼを標的とした物質は、単純で活性の低い化合物の報告があるのみである。SARSコロナウイルスだけでなく、多くのコロナウイルスが風邪様症候群の原因であることが知られており、今後重篤な疾患を引き起こす新種のコロナウイルスがパンデミックに出現しうることからも、抗コロナウイルス薬の研究は重要である。コロナウイルスプロテアーゼ阻害剤は病原体ウイルスの酵素を標的としており、選択性の点から医薬として有望である。本研究は、難病に対する治療薬を、病原体の活性部位構造と基質特異性をもとに創製するものであり、今後新しい病原体が出現した場合もその酵素の構造を基に、迅速に対処できるような治療薬創製の方法の確立をめざした。1.SARS治療薬をめざした、SARSコロナウイルスプロテアーゼ阻害剤研究においては、ジペプチドおよびトリペプチド型阻害剤を合成し、そのうちKi=2.2μMという強いSARSコロナウイルスプロテアーゼ阻害作用を持つ化合物を見出した。2.医薬品開発及び疾病診断の強力なツールとして注目されている分子イメージングの手法を本研究に応用するため、PETイメージング用の分子プローブの作成を試みた。BACE阻害剤KMI-1023が強いBACE阻害活性を示したのでこれにメチル基を導入したKMI-1320がプローブ作成用のコールド化合物として有用であることを示した。1.SARS治療薬をめざした、SARSプロテアーゼ阻害剤研究においては、ジペプチドおよびトリペプチド型阻害剤を合成し、SARSウイルスに対して有効であることを見出した。2.医薬品開発及び疾病診断の強力なツールとして注目されている分子イメージングの手法を本研究に応用するため、分子プローブの作成を試みた。予備試験として、我々のグループで合成したBACE1阻害剤の分子プローブの合成に着手した。1.SARS治療薬をめざした、SARSコロナウイルスプロテアーゼ阻害剤研究においては、ジペプチドおよびトリペプチド型阻害剤を合成し、そのうちトリペプチドKNI-30023が強いSARSコロナウイルスプロテアーゼ阻害作用を持つことを見出した。BACE阻害剤KMI-1340がIC50=23nMという強いBACE阻害活性を示し、プローブ作成用のコールド化合物として有用であることを示しか。

2.医薬品開発及び疾病診断の強力なツールとして注目されている分子イメージングの手法を本研究に応用するため、PETイメージング用の分子プローブの作成を試みた。BACE阻害剤KMI-1023が強いBACE阻害活性を示したのでこれにメチル基を導入したKMI-1320がプローブ作成用のコールド化合物として有用であることを示した。
ＴＳＣシグナル伝達経路がゲノム維持に果たす役割の解明

トランスポゾンの転移はゲノムにとって多くの場合有害である。本研究では、TSCシグナル伝達経路に関わる因子が栄養源枯渇という外部刺激によってどのようにトランスポゾンの発現、転移の制御に関与しているのかを明らかにすることを目的に研究を行ってきた。TSCシグナル伝達経路の下流にはオートファジーが存在することは知られている。本研究から、分裂酵母においても、オートファジーによってトランスポゾン発現の抑制(分解?)が行われていることが示唆された。Δtsc2破壊株でみられる栄養源枯渇によって引き起こされるトランスポゾン発現上昇は、おそらくオートファジー欠損から引き起こされている可能性が考えられる。また、Δtsc2破壊株ではAbp1のトランスポゾン領域への結合能が低下していることがわかった。Abp1のトランスポゾン領域への結合は、TSCシグナル伝達経路の直接的な制御下ではないものの、間接的に関与しているのではないかと考えている。通常の状態(WT)では、栄養源枯渇によって、TSCシグナル伝達経路によってそれまで抑制されていたオートファジーが活性化し、トランスポゾン発現を抑制していると考えられる。もう一方で、未知の経路も、栄養源枯渇によって活性化し、Apb1のトランスポゾン領域への結合を強化することによって、その発現を抑制していると考えられる。以上の結果により、現在投稿準備中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、TSCシグナル伝達経路に関わる因子が栄養源枯渇という外部刺激によってどのようにトランスポゾンの発現、転移の制御に関与しているのかを明らかにすることを目的に研究を行った。平成24年度は、これまでの知見をふまえ、大きく3つの可能性を検証した。1トランスポゾンの転移がモニターできる細胞の作成2tsc欠損株のDNA損傷を引き起こす薬剤に対する感受性の確認(結果)DNA損傷を引き起こす薬剤ヒドロキシウレア、ブレオマイシン、カンプトテシン、紫外線処理した細胞の生育を観察した。トランスポゾンの発現を抑制することが知られている因子CENP-Bの変異株(abp1, cbh1, cbh2)に関しても、同様に観察した。結果的に、tsc欠損株ではどの薬剤に対しても特に強い感受性を示すことはなかった。3トランスポゾン発現の可視化(結果)より簡便にトランスポゾン発現を観察するために、GFPで可視化できる細胞を作製した。その結果、トランスポゾン発現はGFPの蛍光でモニターすることに成功し、興味深いことに、細胞質に23個のフォーカスを形成することがわかつた。4分裂酵母TORC1 (Tor2)のトランスポゾン発現の観察(結果)tsc2欠損株で見られる窒素源枯渇に伴うトランスポゾン発現は、tor2欠損株で抑圧された。このことから、TSC-Rhb1-TORC1経路によつてトランスポゾン発現の制御がなされている可能性が示唆された。平成25年度は、これまでの知見をふまえ、大きく3つの可能性を検証した。1低酸素条件下で活性化される転写因子Sre1がTSCシグナル伝達経路の下流で働いている可能性。結果、Δsre1Δtsc2二重変異株でもAtsc2変異株と同様に栄養源枯渇条件下ではトランスポゾン発現誘導が見られた。このことから、転写因子Sre1がTSCシグナル伝達経路の下流で機能している可能性は否定された。2TSCシグナル伝達経路の因子Tor2キナーゼによるオートファジー制御からくるトランスポゾン発現制御の可能性。結果、おそらく分裂酵母でもオートファジーがトランスポゾン発現抑制に関与しているという可能性が考えられる。また、TSC-Rhb1-TORC1経路によってもトランスポゾン発現が制御されることがわかった。しかし、TSC-Rhb1-TORC1経路がオートファジー経路のみを経由してトランスポゾン発現を抑制しているのかについては、今のところ2-5の結果をふまえると、単純には説明がつかない。出芽酵母での報告例とは、別の経路が存在する可能性が示唆される。3トランスポゾン発現抑制に働くと知られている因子CENP-B/HDACがTSCシグナル伝達経路の下流で働いている可能性。結果、Acbh1とAcbh2変異株では、栄養源枯渇前に比べて、枯渇後のトランスポゾン発現量の減少が見られた。しかし、Aabp1変異株では、わずかに上昇していることがわかった。Acbh1とAcbh2変異株での発現量の減少はオートファジーによる分解抑制の可能性をにおわせるが、Aabp1変異株では逆な結果になっていることから、さらに検証が必要と思われる。

Δtsc2破壊株でみられる栄養源枯渇によって引き起こされるトランスポゾン発現上昇は、おそらくオートファジー欠損から引き起こされている可能性が考えられる。また、Δtsc2破壊株ではAbp1のトランスポゾン領域への結合能が低下していることがわかった。Abp1のトランスポゾン領域への結合は、TSCシグナル伝達経路の直接的な制御下ではないものの、間接的に関与しているのではないかと考えている。通常の状態(WT)では、栄養源枯渇によって、TSCシグナル伝達経路によってそれまで抑制されていたオートファジーが活性化し、トランスポゾン発現を抑制していると考えられる。もう一方で、未知の経路も、栄養源枯渇によって活性化し、Apb1のトランスポゾン領域への結合を強化することによって、その発現を抑制していると考えられる。以上の結果により、現在投稿準備中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。国際学術誌への論文投稿準備を平行しつつ、本テーマの土台となる研究を地道に且つ着実に遂行している。また、アウトリーチ活動として、平成24年12月2628日研修会「放射線生物学へのイザナイ」の講師として参加。H25年度は産休/育休期間での中断期間こそあったが、国際学術誌に論文が掲戟されるなどの成果があった。引き続き、TSCシグナル伝達経路とトランスポゾンとの関連を調べる。また、この研究を進める中で、オートファジーとの関係が浮上してきた。tsc欠損株で見られるトランスポゾンの発現誘導が、トランスポゾン発現抑制因子CENP-Bの機構の破綻によるものなのか、はたまた、オートファジー機構の破綻によるものなのかの検証を今後行う予定である。(1) TSCシグナル云達経路の因子Tor2キナーゼによるオートファジー制御からくるトランスポゾン発現制御の可能性。(2)トランスポゾン発現抑制に働くと知られている因子CENP-B/HDACがTSCシグナル伝達経路の下流で働いている可能性。上記(1)(2)の可能性について、さらに追求していきたいと考えている。
情報化社会における＂集合知＂の発生メカニズムに関する社会生態学的検討

これまでの集合知研究では見逃されてきた新しい視点からの実験を行い、結果を2本の論文としてまとめ、それそぞれ学術雑誌上で発表した。集団意思決定には「集約型意思決定」と呼ばれる状況がある。それは各個体が個別に意思決定しながらも、互いに情報をやり取りしあう事で結果として集団レベルでのパターンが生じる状況である。情報化に伴い、ネットショッピングなど各消費者が影響を及ぼしながら個々の意思決定を下すという集約型意思決定の場面は日常に多く見られるようになった。しかし、こうした集約型意思決定場面で集合知が生じる条件は自明ではなく、経験的にテストする意義があった。集約型意思決定状況としてMulti-ArmedBandit問題という不確実性の伴う環境での最適選択課題を用い、実験室で実験を行った。参加者らは5人一組となり、互いに他のメンバーの行動を観察する事で社会的学習をすることができた。実験には2つの条件を設けた。1つは社会情報として他のメンバーの選択行動(選択頻度)のみが観察できる条件で、2つ目は選択頻度情報に加え、近年様々なインターネットサイトで利用されているような、各メンバーが自由に付けた5点満点の「口コミ」評価点をも参照することができた。実験の結果、個人あたりの意思決定のパフォーマンスは、「口コミ」を利用できる条件の方がむしろ低くなっていた。「口コミ」は、選択肢の質を表す情報量のあるシグナルとなっていたにも関わらず、もう1つの社会情報であった頻度情報にくらべノイズが大きく、参加者はかえって混乱してしまった。このことから、集約型意思決定における情報伝達のメディアはシンプルな方が、意思決定のパフォーマンスを向上させるということが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、動物行動学の観点から「ヒト」の集団を捉え、集合知発生のメカニズムを解明する事である。社会性昆虫のコロニーでみられるような情報伝達のシステムと、インターネット上で見られるようなヒトの社会における情報伝達システムとの間には、「人気がさらに人気を呼ぶ」という共通の正のフィードバック・パターンがみられる。報告者は、大学生を対象としたネットワーク実験を北海道大学社会科学実験研究センターにて実施し、ヒトにおいても、社会的相互作用がもたらす正のフィードバックによってミツバチ等の社会性昆虫のコロニーが生み出すような集合知(swarm intelligence)を創発することを確かめた。しかし同時に、ヒトの場合は社会的な情報が過多になると平均的に意思決定の成績が下がってしまうという現象もみられた。集合知が生み出される1つの条件として、伝達する情報がシンプルであることが示唆された。この研究成果は、日本社会心理学会、日本動物行動学会、日本人間行動進化学会、European Human Behavior & Evolution Associationという広い分野の学会大会に置いて発表された。「人間の集団行動・群衆行動」という社会科学上の問題を、動物行動学・進化生態学の視点で議論するという場は非常に有意義であった。またこの研究に関する発表は、日本動物行動学会ポスター賞および日本人間行動進化学会発表賞という、2つの異分野の学会からの賞をいただいた。このことは、本研究の意義深さを示唆している。【動物心理学研究へ論文の掲載】『ヒトと動物の「集団意思決定」をつなぐ』という題の総説論文が、動物心理学研究に掲載された。社会心理学を中心にこれまでなされてきた人間の集団意思決定の研究と、動物行動学にて行われてきた動物の集団意思決定の研究との間には、依然として隔たりがある。しかし、前述のように「動物の群れが作る現象」という広い枠組みの中で集団意思決定を捉えると、これまでには浮かばなかった新しい問いが生じ、双方の学問分野へ新たな研究文脈をもたらすだろう。集団意思決定に対するこのような視点は、それ自体、概念的に新しく、整理された総説として世に問う価値のあるものである。【国内誌北海道心理学研究および国際誌PLoS ONEへの論文掲載】集約型意思決定状況としてMulti-Armed Bandit問題という不確実性の伴う環境での最適選択課題を用い、実験室で実験を行った。参加者らは5人一組となり、互いに他のメンバーの行動を観察する事が可能であり、社会的学習をすることができた。実験には2つの条件があり、1つは社会情報として他のメンバーの選択行動(選択頻度)のみが観察できる条件。2つ目の条件では、選択頻度情報に加えて、近年様々なインターネットサイトで利用されているような、各メンバーが自由に付けた5点満点の「口コミ」評価点をも参照することができた。

しかし、こうした集約型意思決定場面で集合知が生じる条件は自明ではなく、経験的にテストする意義があった。集約型意思決定状況としてMulti-ArmedBandit問題という不確実性の伴う環境での最適選択課題を用い、実験室で実験を行った。参加者らは5人一組となり、互いに他のメンバーの行動を観察する事で社会的学習をすることができた。実験には2つの条件を設けた。1つは社会情報として他のメンバーの選択行動(選択頻度)のみが観察できる条件で、2つ目は選択頻度情報に加え、近年様々なインターネットサイトで利用されているような、各メンバーが自由に付けた5点満点の「口コミ」評価点をも参照することができた。実験の結果、個人あたりの意思決定のパフォーマンスは、「口コミ」を利用できる条件の方がむしろ低くなっていた。「口コミ」は、選択肢の質を表す情報量のあるシグナルとなっていたにも関わらず、もう1つの社会情報であった頻度情報にくらべノイズが大きく、参加者はかえって混乱してしまった。このことから、集約型意思決定における情報伝達のメディアはシンプルな方が、意思決定のパフォーマンスを向上させるということが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の研究成果は現在論文として投稿準備中である。情報化社会における集合知発生のメカニズムに関して、2本の原著論文へまとめられ発表させるとともに、集合知という現象を含む幅広い「動物の集団意思決定」についての理論を統合する総脱論文を発表した。予定通りの順調な進展であると言える。計画通り、今年度は研究成果を順次論文として投稿する。今年度は、実験室での小規模実験だけでなく、インターネット上での比較的大規模な集団実験を予定している。これまでの研究は、個人間のリアルタイムな相互作用を含む集団ダイナミクスに重きをおいた実験が主であった。今後は、より個人レベルのプロセスに焦点を当てた実験を行う予定である。具体的には、アイトラッカーや生理指標を用いて、個人レベルの社会的学習戦略を測定する。
血中micro-RNAを用いたNAFLDのスクリーニングマーカーの開発

非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は肝炎や肝硬変へ発展することから、簡易的な検査法の開発が望まれている。miRNAは血液中に安定して存在し、疾患に対して高い感度・特異度を示すため、新たなバイオマーカーとして注目されている。我々はこれまでにNAFLDによって血清miR-122が高値となることに加えて、血清miR-27aが低値となることも明らかにした。そこで本研究では、この2つの血清miRNAの比(miR-122/ miR27a)によるNAFLDの新規バイオマーカーとしての有用性について検討した。対象者は一般住民健診の受診者469名(男性186名、女性283名)とし、脂肪肝の有無は腹部超音波検査、アルコール消費量は質問紙法により調査した。脂肪肝を有し、アルコール消費量が男性≧30 g/day、女性≧20 g/dayの受診者をNAFLD群とし、脂肪肝を認めなかった受診者をNormal群とした。血清miRNA値はリアルタイム定量PCRにてコピー数を算出し、Normal群とNAFLD群で比較した。またROC曲線により病態識別能を評価した。受診者469名のうち、NAFLD群は51名であった。Control群と比較しNAFLD群では、血清miR-122値が1.50倍に上昇し(p<0.05)、血清miR-27a値は0.58倍に減少した(p<0.01)。この2つの血清miRNA値の比(miR-122/miR-27a)はNAFLD群において2.14倍を示した(p<0.01)。血清miR-122値やmiR-27a値に比べて、miR-122/miR-27a比はROC曲線におけるAUC(曲線下面積)についても高くなった。以上の結果から、血清miR-122/miR-27a比はNAFLDにおける新規バイオマーカーとなりうることが示唆された。今後は病態識別能の精度を上げるため詳細な検討が必要である。非アルコール性脂肪肝(NAFLD)の早期発見が強く望まれている。しかし、NAFLDを早期に検出できる簡易的なマーカーは無いのが現状で、検診で容易にできる新規検査法の開発が強く望まれている。申請者らは、これまで血清中のマイクロRNA(miRNA)の探索研究により、NAFLDにより血清miR-122が上昇し、血清miR-27aが減少することを同定している。本研究ではこの2つ血清miRNAの比をとること(miR122/miR27a比)により、NAFLDの新規スクリーニング検査法を確立し、実際の健康診断受診者を対象にしてその有用性を評価することを目的にしている。我々は既に血清miRNAの抽出から定量までの技術は確立しており、血清miRNAの測定自体の問題はない。そこで、本測定を臨床検査への応用として確立されるために、平成28年度は検体の安定性、検体の種類(血清、血漿)の影響などの詳細を明らかにすることを行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1.検体の保存温度の影響については、4°C、室温ともに24時間まで測定値は安定であった。2.検体の凍結保存の影響については、-20°C、-80°Cにて02週間の凍結保存で安定であった。3.検体の凍結融解の影響については、05回の凍結融解において安定であった。4.検体のRNAaseに対する影響については、RNAase A(0-100 U/mL)、15分処理に対して安定であった。5.検体が血清、血漿ともに測定値に差はなかった。以上のように、本測定を臨床検査へ応用するための検体の安定性については確保されており、検体は血清、血漿ともに使用可能であることが明らかとなった。我々の測定法が臨床検査に応用できるか否かについて、本年度は検体の安定性、検体の種類(血清、血漿)の影響について検討することを計画しており、この点については概ね明らかとなった。ただ、検体の溶血の影響についても追加検討したいと考え現在検討中であることから、本研究の本年度の進捗状況はおおむね順調に進展しているものと考えている。非アルコール性脂肪肝(NAFLD)の早期発見が望まれている。申請者らは、これまで血清中のマイクロRNA(miRNA)の探索研究によりNAFLDにより血清miR-122が上昇し、血清miR-27aが減少することを同定している。本研究はこの2つの血清miRNAの比をとること(miR122/miR27a比)によりNAFLDの新規スクリーニング検査法を確立し、実際の健康診断受診者を対象にその有用性を評価することを目的にしている。そこで、本測定を臨床検査への応用として確立するために、平成28年度は検体の安定性、検体の種類(血清、血漿)の影響について検討し、検体の安定性は確保されており、検体は血清、血漿とも使用可能であることが明らかとなった。そして平成29年度は、本測定法による血清mR122/miR27a比の測定が、新規バイオマーカーとして有用であるか否かについて検討を深めるために、一般住民を対象とした地域住民健康診断の血清を活用してmR122/miR27

a比を測定した。昨年度は我々の測定法が臨床検査に応用できることを明らかにした。そこで本年度は、本測定法による血清mR122/miR27a比の測定が、新規バイオマーカーとして有用であるか否かについて検討を深めるために、一般住民を対象とした地域住民健康診断の血清を活用してmR122/miR27a比を測定することを予定し、ほぼその測定を終了することができた。よって、本研究の本年度の進捗状況はおおむね順調に進展しているものと考えている。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は肝炎や肝硬変へ発展することから、簡易的な検査法の開発が望まれている。miRNAは血液中に安定して存在し、疾患に対して高い感度・特異度を示すため、新たなバイオマーカーとして注目されている。我々はこれまでにNAFLDによって血清miR-122が高値となることに加えて、血清miR-27aが低値となることも明らかにした。そこで本研究では、この2つの血清miRNAの比(miR-122/ miR27a)によるNAFLDの新規バイオマーカーとしての有用性について検討した。対象者は一般住民健診の受診者469名(男性186名、女性283名)とし、脂肪肝の有無は腹部超音波検査、アルコール消費量は質問紙法により調査した。脂肪肝を有し、アルコール消費量が男性≧30 g/day、女性≧20 g/dayの受診者をNAFLD群とし、脂肪肝を認めなかった受診者をNormal群とした。血清miRNA値はリアルタイム定量PCRにてコピー数を算出し、Normal群とNAFLD群で比較した。またROC曲線により病態識別能を評価した。受診者469名のうち、NAFLD群は51名であった。Control群と比較しNAFLD群では、血清miR-122値が1.50倍に上昇し(p<0.05)、血清miR-27a値は0.58倍に減少した(p<0.01)。この2つの血清miRNA値の比(miR-122/miR-27a)はNAFLD群において2.14倍を示した(p<0.01)。血清miR-122値やmiR-27a値に比べて、miR-122/miR-27a比はROC曲線におけるAUC(曲線下面積)についても高くなった。以上の結果から、血清miR-122/miR-27a比はNAFLDにおける新規バイオマーカーとなりうることが示唆された。今後は病態識別能の精度を上げるため詳細な検討が必要である。今後は、本測定法による血清miR122/miR27a比の測定が、NAFLDの新規バイオマーカーとして有用であるか否かについて検討を深めるために、一般住民を対象とした地域住民健康診断受診者の健診データ及び血清を活用して、その評価・検討を進めていく計画である。今後は既に測定した血清mR122/miR27a比の結果と、その対象者の健診データをリンクさせたデータベースを構築し、NAFLDの病態(脂肪蓄積量、線維化など)とmR122/miR27a比の結果の関連を明らかにしたいと考えている。研究対象者数が当初の計画より減少したため、測定すべき対象者の検体(血清)数が減った。これに伴い、当該年度の測定のために要した薬品、実験用具に要する使用額が減少したため次年度使用額が生じた。次年度は今年度測定できなかった対象者検体を追加測定することから、今年度生じた次年度使用額をその研究に使用する予定である。
ColE2およびColE3プラスミドDNA複製開始の分子機構

本研究は、ColE2およびColE3プラスミドを材料として、プラスミドに特異的な複製開始蛋白による複製開始機構を、遺伝学的・生化学的手法を利用して分子レベルで解明することを目指して行なわれたものである。以下にこの三年間の研究成果の概要を記すが、これらのうち最も特筆すべきことは、これらのプラスミドの複製開始蛋白がプラスミド特異的プライマ-合成酸素(プライマ-ゼ)であると判明したことである。1.複製開始蛋白と複製開始部位との相互作用のプラスミド特異性は、複製開始部位(ColE2では32塩基対、ColE3では33塩基対)中の一塩基対の欠失・挿入および複製開始蛋白(ColE2では296アミノ酸、ColE3では303アミノ酸)のC末端に近い約20アミノ酸を含む領域内のアミノ酸配列によって決定されている。2.部分精製された複製開始蛋白(純度約80%)を用いて、これが複製開始部位に特異的に結合することをフィルタ-結合法で示した。3.大腸菌の粗抽出液を用いるin vitroのColE2とColE3複製系を確立した。DNA合成は複製開始蛋白および大腸菌のDNA合成酸素Iなどを必要とする。複製はクロ-ン化した複製開始部位付近から始まり、一定方向に進む。4.最初に合成されるleading鎖のプライマ-RNAからDNAへの切り換え点を決定した。プライマ-RNAの構造はppApGpAと判明した。5.最初に合成されるlagging鎖の3'末端は複製開始部位付近の一点であり、これが一方向複製の基本的機構であると考えられる。6.複製開始蛋白、DNA合成酸素Iおよび一本鎖DNA結合蛋白のみにより最初のleading鎖合成反応を再構成する事に成功した。複製開始蛋白がこれまでに例を見ない新しいタイプのプライマ-合成酸素であることが判った。この蛋白の酸素化学的な諸性質を解析中である。ColE2およびColE3DNA複製系を用いて、プラスミド特異的複製開始蛋白(Rep蛋白)によるDNA複製開始の分子機構の解明を試みた。分離用小型超遠心機(日立CS120)の購入・設置により、多種類のプラスミドDNAを極めて迅速に精製し得るようになった。以下に本年度の研究成果およびこれに関連した今後の研究の展開についての計画を記す。1.相同組換えを利用して極めて効率良く多数のColE2とColE3のrep遺伝子のキメラを得た。Rep蛋白のプラスミド特異性は約50アミノ酸残基を含む領域内の残基により決定されていることが示唆された。さらにこの領域を限定し、特異性決定残基を固定することを試みている。2.複製開始部位(Ori濃33塩基対)中の一ケ所の残基によりRep蛋白のOriにおける複製開始反応の特異性が決定されている。3.試験管内コリシンE2DNA複製系における複製中間体を制限酵素で処理したものの解析から、複製が一定起点より一定方向に進行することを確認した。欠失変異および部位指定変異を利用して、複製の一方向性を決定している塩基対の決定を試みることを計画している。4.試験管内複製系において、最初にOri付近から合成されるDNA断片を検出した。このDNA断片は複製方向に合成されるleading鎖成分であり、Ori内にその5′端が存在する。この5′端の位置を塩基配列上に決定することを試みている。また、このleading鎖成分に続いて合成されるlagging鎖成分と考えられるDNA断片もOri付近から合成されており、その3′端がOriの複製方向側の末端付近にあることを示唆する結果も得られている。

leading鎖末端に残存している可能性のあるプライマーRNAの検出を試みている。5.Rep蛋白の複製開始反応における役割の解明のため、この蛋白を完全に精製・純化することを試みている。ColE2およびColE3DNA複製系を用いて、プラスミド特異的複製開始蛋白(Rep)によるDNA複製開始反応の分子機構の解明を試みた。以下に本年の研究経過および今後の研究の展開についての計画を記す。1.分離用小型超遠心機を用い、多種類のプラスミドDNAを極めて迅速に精製し得るので、種々の変異プラスミドの純化されたDNAを用いる精度の高い実験を遂行できた。2.Rep蛋白のプラスミド特異性決定に関与している領域をさらに縮め、約20アミノ残基を含む領域内に限定した。3.試験管内DNA複製を用いて、最初に複製開始点付近から合成されるleading鎖成分のDNA断片を同定し、その5'末端の位置を塩基配列上に正確に決定した。また、lagging鎖成分のDNA断片を同定し、その3'末端の位置を決定した。4.leading鎖成分のDNA断片の5'末端にRNAが付着していることを見出した。プライマ-RNAの残存物と考えられる。このRNAの構造を解析中である。5.このプライマ-RNAの形成には、宿主大腸菌のRNA合成酵素(転写酵素およびプライマ-合成酵素)が関与していないことを示唆する結果を得た。Rep蛋白がRNAを合成している可能性を検討している。6.Rep蛋白の機能の詳細を解明するため、この蛋白の精製を試みた。少なくともKClなどの高塩濃度下(1M以上)では可溶化出来るので、ある程度純度を上げることに成功した。蛋白の精製には紫外吸収モニタ-を繁用している。さらに、グルタミン酸カリウム溶液を用いると低塩濃度下(50mM以下)でも可溶化できることを見出したので、種々のイオン交換樹脂を利用する可能性が開けた。7.15種の近縁プラスミドの中からRep蛋白のプラスミド特異性の異なる2グル-プのプラスミドを見出した。Rep蛋白のプラスミド特異性決定機構の解明に利用できると期待される。ColE2およびColE3 DNA複製系を用いて、プラスミド特異的複製開始蛋白(Rep)によるDNA複製開始反応の分子機構の解明を試みた。以下に本年の研究経過について記す。1.分離用小型超遠心機を用いて、多種類のプラスミドDNAを極めて迅速に精製し得るので、種々の欠失複製開始部位を持つ変異型プラスミドの純化されたDNAを用いる精度の高い実験を行なうことができた。2.Rep蛋白の機能の詳細を解明する目的で、この蛋白の精製を試み、純度80%程度のものを得ることができた。さらに高純度のものを再現性良く調製する方法の確立を検討している。精製は高塩濃度下または界面活性剤存在で行なうことを考えている。3.部分精製されたRep蛋白を用いて、この蛋白が複製開始部位に特異的に結合することをフィルタ-結合法で示すことができた。ColE2とColE3の間の厳密なプラスミド特異性を試験管内の系で検出できることが判った。4.大腸菌の粗抽出液を用いる試験管内DNA複製系において複製開始部位から最初に合成されるleading鎖DNA断片の5'末端に残存しているRNAの構造を決定した。
Ni_3Alの高温延性および高温強度特性の改善

最近微量のZr添加がNi_3Alの延性を改善をすることが明らかになった。これよりさきに、筆者らはZrのようにNi_3Alの規則化エネルギーを上昇させる第三元素の添加は、Ni_3Alを脆化させることを指摘しており、このようなZrの微量添加の効果は筆者らが得た知見と異っており興味深い。そこで、本重点領域研究の取り掛かりとして、この微量のZr添加によるNi_3Alの延性化機構を明かにすることを当面の検討課題とした。得られた知見は、Zr添加の場合だけに当てはまる特殊事情ではなく、本質的なNi_3Alの延性評価に関係した普遍性を有していると考えられる。結果をまとめると以下のようになる。(1)凝固組織が残された試料では再結晶試料に比較して伸びの値がばらつく。したがって延性を評価する場合は再結晶試料によって行う必要がある。(2)再結晶化熱処理の前に行う加工は、たとえ僅かな加工度でも冷間で行ってはならない。なぜなら、光顕あるいはSEMでの表面観察程度では認識できない微細な亀裂が試料内部に導入されるからである。本質的な延性の評価は内部亀裂があっては行えない。また、そのためには、既に指摘されているように水分による脆化(環境効果)を排除して延性を評価することも忘れてはならない。(3)このような内部亀裂がない再結晶試料を作成する方法として、高温(1373K)で、遅いひずみ速度で行う恒温鍛造が効果的である。(4)恒温鍛造によって作成したNi-23Al-0.4Zr再結晶合金は30%以上の伸び延性を示すが、同様に作成したNi-23Al-2Zr再結晶合金はほとんど伸びを示さない。このような実験事実から、少なくとも、Ni_3Alの粒界が極端に脆い原因として以前指摘されたように数10p.p.m.オーダーで存在するSの粒界偏析が関係していることが改めて指摘できる。また、ZrはNi_3Alの規則化エネルギーを高める効果を有するので、添加量を増して行くと逆にNi_3Alの延性を低下させると考えられるが、本実験結果はこのような規則化エネルギーと延性との関連性から説明される。
電波分光観測による星間分子の総合探査

本研究は、広い周波数帯域を一度にカバ-でき、かつ高い周波数分解能を持つ音響光学型電波分光器システムを整備し、暗黒星雲の電波スペクトルを全波長について探査して、恒星と惑星の材料となる暗黒星雲の化学組成を総合的に明らかにすることを目的としている。今年度得られた成果は、以下の通りである。(1)本年度は、野辺山宇宙電波観測所の音響光学型高分散分光計の周波数帯域幅を320MHzから640MHz幅に、チャネル数を8000から16000に拡張することを主な目標とした。そのために45m望遠鏡受信機の中間周波部を改造し、新しい分光器の光学系の組立て、デ-タ取り込みソフトの改造などを行ない、8000チャネルの新しい分光器を組み上げて一部テスト観測を行なった。(2)同時に、新しく導入した25GHz帯冷却HEMT受信機及び性能を多幅に改善したSIS受信機を用いて暗黒星雲の分子探査を進めた。その結果、暗黒星雲TMC1で地上には存在しない新しい分子HNCCCおよびHCCNCを発見した。また、TMC1のサ-ベイ観測が新しい周波数帯域まで拡張された。(3)野辺山のワ-クステ-ションによる新しい観測・解析システム(新COSMOS)の分子探査デ-タへの拡張・整備を進めつつ、国立天文台三鷹に、膨大な分子探査デ-タを解析できる端末とワ-クステ-ションのシステムを整備して、デ-タの整理を進める体制を格段に強化した。(4)銀河系中心のSGRB2、赤色超巨星IRC+10216等新しい天体におけるサ-ベイが進んだ。銀河系中心部における暗黒星雲の物理状態は他の領域と大きく異なっていて、興味ある課題となろう。これからは、新しい高分散分光計を用いての本格的な観測に入り、TMC1や他の暗黒星雲の分子探査を助けて早く・感度よく進め、新しい観測にも備える。
ＡＩＲＥ遺伝子導入ＮＯＤマウスにおける糖尿病抑制機構の解析

AIRE欠損によって臓器特異的自己免疫疾患を発症することから、AIREの過剰発現が自己免疫疾患の病態修復に働く可能性を検討した。すなわち、I型糖尿病のモデルマウスであるNODマウス受精卵にヒトAIRE遺伝子を導入し、AIREの過剰発現によって糖尿病発症の阻止を試みた。マイクロインジェクションによって樹立したした4ラインのAIRE-Tg/NODのうち、導入ヒトAIRE遺伝子の発現レベルがもっとも高かった1ラインにおいて、糖尿病の発症が阻止された。AIRE過剰発現による糖尿病抵抗性獲得機構の解明によって、自己寛容の成立機構におけるAIREの役割が明らかになる可能性がある。AIRE欠損が自己免疫疾患の発症をもたらすならば、逆にAIREの過剰発現が自己免疫疾患の病態修復に働く可能性を検討したいと考えている。すなわち、I型糖尿病のモデルマウスであるNODマウス受精卵にヒトAIRE遺伝子を導入し、AIREの過剰発現によって糖尿病の発症が阻止できるか否かを検討中である。AIRE遺伝子本来の発現組織である胸腺髄質上皮細胞(mTEC)で十分な発現が得られることを期待してプロモーターを選択した。現在までに複数ラインのAIRE-Tg/NODを樹立し、糖尿病の発症状況について観察を継続している。残念ながら、これまでに解析したラインの中では、mTEC依存的に糖尿病の発症が阻止できたラインは存在しない。それに先立ち、導入したAIRE遺伝子の発現レベルが十分であるか否かを検討する目的で、AIRE欠損NODマウスとの交配を行った。すなわち、AIRE欠損NODマウスでは臓器特異性の変化から膵ラ氏島病変にかわり膵腺房細胞の完全破壊を認めるが、AIRE-Tg/AIRE欠損NODマウスでは膵腺房炎が消退することを確認した。すなわち、まだ解析した個体の数は少数であるが、AIRE欠損NODマウスでは激しい自己免疫病態によって生後20週齢を超えて生存する個体は存在しないが、AIRE-Tg/NODとの交配によって、いわゆるAIREをtransgenic backさせたAIRE-Tg/AIRE欠損NODマウスの生存期間は通常のNODマウスと同等であり、病理組織学的にも元のAIRE欠損NODマウスの病変は改善されていた。糖尿病の発症病態とAIRE機能との関連性について解析を継続中である。AIRE欠損が自己免疫疾患の発症をもたらすことから、AIREの過剰発現が自己免疫疾患の病態修復に働く可能性が考えられる。そこで申請者らはI型糖尿病のモデルマウスであるNODマウス受精卵にヒトAIRE遺伝子を導入し、AIREの過剰発現によって糖尿病の発症が阻止できるか否かを検討している。AIRE遺伝子導入にあたっては、AIRE本来の発現組織である胸腺髄質上皮細胞(mTEC)で十分な発現が得られることを企図してMHC class IIプロモーターを選択した。こうしてヒトAIRE cDNAをNODマウス受精卵に導入することによって合計4ラインのAIRE-Tg/NODを樹立したが、大変興味深いことに、導入ヒトAIRE遺伝子の発現レベルがもっとも高かった1ラインにおいて、糖尿病の発症が阻止された。この糖尿病阻止作用が、導入遺伝子による内在ゲノム遺伝子の破壊(insertional mutagenesis)によるものでないことを確かめるために、本年度は本ラインにおける導入遺伝子のゲノム挿入点を決定した。その結果、bHLH型転写因子の上流に遺伝子が挿入されていることを突き止めた。他方、他のラインにおいては、導入遺伝子の挿入箇所は、糖尿病抵抗性の本ラインとは異なっていた。NODマウスにおける糖尿病発症には複数の遺伝子座が関与し、その発症メカニズムは複雑で未だに明らかではないが、自己寛容成立機構に働くAIRE遺伝子の導入によって糖尿病の発症が完全に阻止されたことは大変注目に値し、そのメカニズムを明らかにすべく、本年度は骨髄移植の実験を行った。その結果、糖尿病抵抗性には、主に骨髄細胞で発現するAIREが重要な役割を担っていることが判明した。AIREがどのような分子メカニズムによって自己寛容の成立機構に働いているかを解明すべく、本トランスジェニックの解析は重要な意義をもつと思われる。そこで申請者らはI型糖尿病のモデルマウスであるNODマウス受精卵にヒトAIRE遺伝子を導入し、AIREの過剰発現によって糖尿病の発症が阻止できるか否かを検討した。こうしてヒトAIRE cDNAをNODマウス受精卵に導入することによって4ラインのAIRE-Tg/NODを樹立した。大変興味深いことに、導入ヒトAIRE