hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノム編集によるバイシストロニックCreドライバーマウスの開発

本プロジェクトはCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集方法を利用し、興味ある内在性遺伝子を傷つけることなくCre遺伝子を同時に発現させるバイシストロニックCre発現システムによりCreドライバーマウスの開発を短期間で行うことを試みた。Ins1遺伝子終止配列直上に2A-Cre遺伝子をノックインしたマウスをCRISPR/Cas9とドナーDNAの前核期卵導入にて作製した。作製されたマウスは膵島β細胞でのみCre-loxP遺伝子組換えする能力があること、耐糖能異常は示さないことが確認され、本方法がCreドライバーマウス作製に有効な方法であることが明らかとなった。Cre-LoxPシステムを用いた条件付き遺伝子欠損(Conditional Knockout, cKO)マウスは生命現象や病気の分子機構を個体レベルで解明するため必要なツールであり、その成功はCreドライバーマウスのCre遺伝子プロモーターの正確な転写能力に大きく依存する。内在性遺伝子発現を模倣する最も信頼性のある正確なCre遺伝子発現制御方法はその内在性遺伝子プロモーター直下へのCre遺伝子ノックインであるが、そのアレルからの内在性遺伝子発現を欠損させることとなる。そこで申請者はゲノム編集方法を利用し、興味ある内在性遺伝子を傷つけることなくCre遺伝子を同時に発現させるバイシストロニックCre発現システムにより新たなCreドライバーマウス開発を短期間で実施させることを本研究の目的とした。CRISPR/Cas9システムでIns1遺伝子のストップ配列直上流部位を2A配列融合cre遺伝子挿入の標的とした。C57BL/6J-Ins1em1(cre)UtrマウスはgRNAとCas9をコードするpX330と及びDNAドナープラスミドの受精卵前核導入により作製された。(R26GRR x C57BL/6J-Ins1em1(cre)Utr)F1マウスは胎仔及び成体でcre-loxP遺伝子組換えが組織学的に解析され、全ての膵島においてインスリン陽性細胞の殆どは赤色蛍光を示し、β細胞特異的な遺伝子組換えが示唆された。さらにホモ及びヘテロC57BL/6J-Ins1em1(cre)Utrの耐糖能は野生型マウスと有意差が観察されなかった。これらの結果より、C57BL/6J-Ins1em1(cre)Utrはグルコース代謝研究に有用であり、CRISPR/Cas9システムを用いたバイシストロニックcreノックインマウスの作製戦略はcreドライバーマウス作製において有用な方法であると思われる。Cre-loxPシステムを用いた条件付き遺伝子欠損(Conditional Knockout, cKO)マウスは生命現象や病気の分子機構を個体レベルで解明するため必要なツールであり、その成功はCreドライバーマウスのCre遺伝子プロモーターの正確な転写能力に大きく依存する。内在性遺伝子の発現を模倣する最も信頼ある正確なCre遺伝子発現制御方法はその内在性遺伝子のプロモーター直下へのCre遺伝子ノックインであるが、そのアレルからの内在性遺伝子発現を欠損させることになる。そこで申請者はゲノム編集方法を利用し、興味ある内在性遺伝子を傷つけることなくCre遺伝子を同時に発現させるバイシストロニックCre発現システムによりCreドライバーマウスの開発を短期間で実施することに挑戦した。1)Ins1遺伝子終止配列直上に2A-Cre遺伝子をノックインしたマウスをCRISPR/Cas9とドナーDNAの前核期卵導入によって作製した。作製されたマウスはCreレポーターマウスとの交配によりF1マウスを作製し解析した結果、膵島β細胞でのみCre-loxP遺伝子組換え能力を持つこと、Creドライバーマウスは耐糖能異常がないことが確認された。2)Gdf9遺伝子終止配列直上に2A-Cre遺伝子をノックインしたマウスを上記同様の方法で作製した。作製されたマウスはCreレポーターマウスとの交配によりF1マウスを作製し解析した結果、卵巣の卵子においてのみCre-loxP遺伝子組換え能力を持つことが確認された。これらの結果より、ゲノム編集によるバイシストロニック2A-Cre遺伝子のノックインはCreドライバーマウス作製において有用な方法であることが明らかとなった。本計画はゲノム編集方法を利用し、バイシストロニックCre発現システムにより新たなCreドライバーマウス開発であり、既に1系統の開発が終了したが、もう一系統の実施により確実となるため、他の系統の開発を引き続き実施する。実験動物学
イリジウム系リン光材料の特異な温度依存性の解明

OLEDの外部量子効率はIr錯体を用いることによって大幅に向上した。現在,緑色発光のIr(ppy)_3をゲスト材料に用いることによって外部量子効率20%が実現されているが,赤色,青色発光においては,未だ多くの問題点が存在している。青色発光においてはη_<ext>20%の高効率発光が得られているが,色度座標(X=0.16,Y=0.26)が不十分な値であり,色純度の良好な色度座標(X=0.14,Y=0.06)が必要とされている。また,赤色リン光材料のbis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N, C^<3'>)iridium(acetylacetonate)(Btp_2Ir(acac))をゲスト材料として用いた場合,非放射失活過程の存在により100%のPL量子効率が実現されていない。そこで,本研究では新規青色リン光材料の探索及び赤色リン光材料の非放射失活過程の解明について検討を行った。6wt%-mer-Ir(dbfmb)_3:UGH5薄膜は室温において,η_<PL>=95%の高いPL量子効率に加え,λ_<max>=444nmに発光ピークを有する青色発光(色度座標X=0.14,Y=0.16)を示した。OLED特性においては,最大外部EL量子効率がη_<ext>=10%に達する高い効率を実現できた。次に赤色リン光材料の失活過程の検討結果について述べる。Btp_2Ir(acac)の溶液中における絶対量子収率はη_<PL>=34%の低い値に留まり,PAS測定よりη_<isc>は,ほぼ100%であることが確認され,T_1からS_1への非放射失活の存在によりPL効率低下が生じていることが明らかとなった。我々は,これまでに有機ELデバイスの高効率化について検討を進め,特に,リン光性の三重項材料(Ir(ppy)_3:Iridium(2-phenylpyridine))を発光中心に用いることにより,外部量子効率19%,内部量子効率が100%に達する究極の発光効率を実現した。このような高い発光効率実現は,電流励起下において生成される一重項励起子と三重項励起子をすべて100%の効率でEL発光に利用できることに起因する。しかしながら,高電流密度下では,三重項励起子同士の活発な失活が生じてしまい,EL発光効率の顕著な低下が観測される。本研究では,Ir(ppy)_3及びその誘導体のT-T annihilationの発現理由を,精密な絶対量子収率の測定,三重項励起状態のT-T励起吸収の測定から明らかにすることを目的とした。今年度は,有機薄膜の絶対量子収率の測定を積分球による精密に測定する系を立ち上げ,まず,Ir(ppy)_3誘導体の固体薄膜中における基底状態と励起状態の相互作用(濃度消光過程)について詳細に検討を行った。その結果,濃度消光過程はForster型の依存性を示し,リン光材料といえども,dipole-dipole相互作用に基づいた励起エネルギーの失活を示すことがわかった(Phys.Rev.Lett.)。現在,励起吸収スペクトルの測定系を立ち上げており,次年度は,励起状態吸収の測定に取りかかる。現在、緑色発光のIr(ppy)_3をゲスト材料に用いることによって外部量子効率20%が実現されているが、赤色、青色発光においては、未だ多くの問題点が存在している。青色発光においてはη_

<ext>20%の高効率発光が得られているが、色度座標(X=0.16,Y=0.26)が不十分な値であり、色純度の良好な色度座標(X=0.14,Y=0.06)が必要とされている。また、赤色リン光材料のbis(2-(2'-benzo[4,5-a]thieny1)pyridinato-N,C^<3'>)iridium(acetylacetonate)(Btp_2Ir(acac))をゲスト材料として用いた場合、非放射失活過程の存在により1OO%のPL量子効率が実現されていない。そこで、本研究では新規青色リン光材料の探索及び赤色リン光材料の非放射失活過程の解明について検討を行った。6wt%-mer-Ir(dbfmb)_3:UGH5薄膜は室温において、η_<PL>=95%の高いPL量子効率に加え、λ_<max>=444nmに発光ピークを有する青色発光(色度座標X=0.14,Y=0.16)を示した。OLED特性においては、最大外部EL量子効率がη_<ext>=10%に達する高い効率を実現できた。次に赤色リン光材料の失活過程の検討結果について述べる。Btp_2Ir(acac)の溶液中における絶対量子収率はη_<PL>=34%の低い値に留まり、PAS測定よりη_<isc>は、ほぼ100%であることが確認され、T_1からS_1への非放射失活の存在によりPL効率低下が生じていることが明らかとなった。
日本の障害者雇用施策の経済分析

本研究では、(1)障害者雇用と企業利潤との関係を検証し、企業によって障害者雇用が企業業績に与える影響が異なることを示した。これは、障害者の雇用にかかる費用が、企業属性によって異なることを示すため、すべての企業に一定比率の障害者雇用を義務付ける日本の障害者雇用施策は非効率なことが分かった。(2)障害福祉サービスに対する障害者の負担の在り方には、応能負担が正当化できることを確認した。(3)障害者の労働供給に関する調査研究を実施し、賃金決定や差別といった障害者の内部労働市場の基礎分析を行った。日本の障害者雇用施策は円滑に機能していない。この原因は障害者雇用に伴う企業負担にあると考えられる。しかし、障害者雇用と企業負担との関係を、財務データを使用したパネルデータで厳密に検証した研究は存在しない。本研究の目的は、障害者雇用に伴う企業負担の均等化がなされているか、障害者の雇用が促進されているかを、東京・大阪労働局管轄下にある企業の財務データを使用して、計量経済学的に厳密な形で明らかにし、日本の障害者雇用施策の政策評価を行うことである。本年度は、(1)2003年に障害者雇用状況が偶発的に開示された企業のデータを使用して基本データベースの収集・構築を行い、一次的分析としてマーケットテストを行った。その結果、障害者雇用が難しいような業種では障害者雇用が企業利潤にマイナスの影響があることを明らかにした。さらに、DD法を使用して、障害者雇用状況開示による障害者雇用への影響を検証して、施策の罰則措置とされている企業名の公表では障害者雇用は促進されないことを明らかにした。また、より良い施策考察のために(2)障害者雇用に有効と考えられるワークライフバランスには、コーポレートガバナンスが有効に機能していなくてはならないことを、女性雇用を例にして明らかにした。来年度は、障害者雇用が企業負担をもたらすメカニズムを理論的に定式化し、それをもとに実証分析を行う。さらに今回得られた結果を精緻化し、雇用調整速度の検証といった別の方法でも確認することで、機能不全の理由が制度にあることを厳密な形で明らかにする。日本の障害者雇用施策の主旨は二つある。第一に、障害者の雇用促進と安定を図ること、第二に、企業が障害者を雇用するために被る負担のアンバランスを調整することである。本研究の目的は、障害者雇用にかかる企業の負担が均一であるか否かを、2003年から2006年の東京・大阪労働局管轄下にある企業の財務データを使用して、計量経済学的に厳密な形で明らかにし、日本の障害者雇用施策の二つ目の主旨が達成されているかを確認する。その次に、障害者の雇用促進の有無を量的な分析で明らかにし、日本の障害者雇用施策が円滑に機能しているか否かを厳密に分析することである。本年度は、(1)これまでに行った、施策が株価に与える影響と、施策が企業の障害者に対する労働需要に及ぼす影響を分析した研究を精緻化させ、国際コンファレンスで報告した。これらの研究は、いただいたコメントを反映させ、英文の形でまとめ上げて査読付き雑誌に投稿中であるが、残念ながらまだ掲載には至っていない。また、(2)この研究と障害者の福祉的就労を分析した研究を、東京大学で行われた障害者に関するオムニバス講義で紹介し、研究成果全体の普及を試みた。また、この期間、文献調査過程の途中で、日本の障害者雇用施策には差別を禁止する機能が組み込まれていないことを発見した。そこで、(3)現在法制化の議論がなされている差別禁止法の追加的な導入が、経済効率性という点から正当化されるためには、日本の障害者の労働市場に統計的差別が存在していることが必要だが、その可能性が高いことを明らかにした。この成果はより精緻化させて、海外の査読付き雑誌に投稿する予定である。
生活習慣病予防を目的とした食事脂質の評価と機能性油の創出

我々は以前の研究で、食事脂質由来腸内細菌代謝物が長鎖脂肪酸受容体の一つであるGPR40を介して、腸管バリア保護作用に寄与することを明らかにした。その過程で、長鎖脂肪酸受容体に対して食事脂質などの内因性リガンドよりも高い親和性を示す腸内細菌代謝物を存在が明らかとなった(Miyamoto et al., J Biol Chem. 2015)。また、近年の腸内細菌研究の発展に伴い、食事脂質を基質とした腸内細菌代謝物群の同定が行われ、その機能解析・生理作用の解明が期待されている。我々は、これら腸内細菌代謝物群に関して、独自に有する長鎖脂肪酸受容体安定発現株とスクリーニング評価系を用いて、長鎖脂肪酸受容体に対する親和性を行い、高親和性代謝物の同定を試みた。また、長鎖脂肪酸受容体の腸管ホルモン分泌系へ寄与するメカニズムに着目し、腸内細菌代謝物による腸管ホルモン分泌系へ及ぼす影響をin vitro評価系およびin vivo評価系にて検討を行った。さらに、ある種の腸内細菌代謝物に関して、高脂肪食誘導性肥満モデルマウスを作出し、腸内細菌代謝物の抗肥満作用を腸管ホルモン分泌などに着目して検証した。長鎖脂肪酸受容体に対する高親和性リガンド(腸内細菌代謝物)の同定に成功した。さらに、長鎖脂肪酸受容体を介して、腸管ホルモン分泌を亢進することを明らかにした。昨年度、明らかとなった腸内細菌代謝物による宿主への影響を、当研究室が保有する遺伝子改変マウスを用いて、分子レベルでの腸管ホルモン分泌系へ及ぼすメカニズムを解明する。
グローバル化とイギリス政治の変容～ブリグジットの淵源としてのサッチャー政権期

本研究は、イギリスのEU離脱(ブレグジット)の政治内在的な説明を提供することを目的としている。具体的には、サッチャー政権期に起きた経済政策の刷新とイギリス政党制の再編成によって各政党の対EU政策が大きく変化したことが、ブレグジットの一因であったことを証明する。現在先進国の民主政治の中で、経済のグローバル化に対する不満の噴出が大きな問題となっているが、不満がどのような形をとり、どのような結果になるかは、歴史制度論者が主張するように各国の政治制度や過去の政治紛争によって左右されることを示す。研究方法としては事例研究のアプローチを採用し、EUの単一市場や通貨統合の進展に対して、サッチャー率いる保守党とその他の政党勢力がどのように反応し、欧州統合に対する態度を変化させていったか、その際イギリス政党政治の再編がどのような役割を果たしたのか、特定することを目指す。政府内や政党間・政党内での議論を分析するため、イギリスや大陸ヨーロッパの公文書館で利用可能な一次資料を幅広く活用する。イギリスに関する調査結果は、他のEU加盟国についての比較研究と照合することでベリファイする。平成30年度は、関連図書・論文の収集に努めると共に、ロンドンのナショナル・アーカイブにおいてサッチャー政権期の政府史料の収集を行い、その分析に着手した。加えて、6月にブリティッシュ・アカデミーではリチャード・トイ(エグゼター大学)と日英の新自由主義的経済改革を比較する発表を行い、有意義な反応を得た。また9月の英・国際関係史学会ではサッチャー政権による国際資本移動自由化に関する発表を、12月にストラスブールで行われた国際学会では金融規制をめぐる英・EU間の対立がブレグジットに与えた影響についての発表を、それぞれ行った。平成29年度に在外研究で一年間にわたってイギリスに滞在したというアドバンテージを生かし、想定以上に多くの史料を入手することができた。平成30年度も夏季休暇中に資料収集にあたった。具体的には、イギリスの公文書館・図書館で研究テーマに関連する様々な一時資料を入手した。二年間を合計して、ロンドン・キューにあるナショナル・アーカイブにおいて、首相個人文書・大蔵省文書・外務省文書など政府資料のコピー(写真)を約7万ページ分収集した。ケンブリッジ大学チャーチルカレッジ付属公文書館では、サッチャー首相個人の文書や、首相の経済アドバイザーであったアラン・ウォルタースの文書を収集した。ベルギーのブリュッセルにおいては、EUの公文書館で1986年に調印された単一欧州議定書に関連する史料を入手することができた。収集したこれらの史料の内容について順次分析を進め、その成果を三回の国際学会で発表し、有意義な反応を得ることができた。平成29年度・平成30年度にに引き続き英国とブリュッセルで史料の収集を行いつつ、入手した史料の分析に努める。英国の政府文書の公開はいわゆる「三十年ルール」から「二十年ルール」への移行期にあり、最近では一年間に二年分の史料が新しく公開されることも多い。それらを収集するためには、毎年度渡航することが不可欠となる。平成31年度まで3年間にわたって史料収集を行うことで、サッチャー政権期に作成された政府文書全てとメージャー政権初期の文書が入手できるため、主たる研究対象となる期間全てをカバーできる。研究計画の変更は現段階では必要ない。平成29年度は、関連図書・論文の収集に努めると共に、イギリス・大陸ヨーロッパの公文書館・図書館において一次史料の収集を行い、その分析に着手した。所属機関の在外研究の制度を利用し、年度をつうじてイギリス・ケンブリッジ大学に滞在することができたため、そのアドバンテージを生かして、ロンドンのナショナル・アーカイブ、ケンブリッジ大学チャーチル・カレッジ、ブリュッセルにあるEUのアーカイブなどで史料を収集した。一年間在外研究でイギリスに滞在できるというアドバンテージを生かし、当初の計画以上に多くの史料を入手することができた。ロンドン・キューにあるナショナル・アーカイブにおいて、首相個人文書・大蔵省文書・外務省文書など政府資料のコピー(写真)を約5万ページ分収集した。収集したこれらの史料の内容については、順次分析を進めているところである。

それに加えて、2017年2月にケンブリッジ大学財政史研究会で、3月にはエグゼター大学歴史研究会で暫定的な研究成果については、報告を行う機会があり、当該研究分野をリードする世界的な権威から有益なコメントを受けることができた。本研究は、イギリスのEU離脱(ブレグジット)の政治内在的な説明を提供することを目的としている。具体的には、サッチャー政権期に起きた経済政策の刷新とイギリス政党制の再編成によって各政党の対EU政策が大きく変化したことが、ブレグジットの一因であったことを証明する。現在先進国の民主政治の中で、経済のグローバル化に対する不満の噴出が大きな問題となっているが、不満がどのような形をとり、どのような結果になるかは、歴史制度論者が主張するように各国の政治制度や過去の政治紛争によって左右されることを示す。研究方法としては事例研究のアプローチを採用し、EUの単一市場や通貨統合の進展に対して、サッチャー率いる保守党とその他の政党勢力がどのように反応し、欧州統合に対する態度を変化させていったか、その際イギリス政党政治の再編がどのような役割を果たしたのか、特定することを目指す。政府内や政党間・政党内での議論を分析するため、イギリスや大陸ヨーロッパの公文書館で利用可能な一次資料を幅広く活用する。イギリスに関する調査結果は、他のEU加盟国についての比較研究と照合することでベリファイする。平成30年度は、関連図書・論文の収集に努めると共に、ロンドンのナショナル・アーカイブにおいてサッチャー政権期の政府史料の収集を行い、その分析に着手した。加えて、6月にブリティッシュ・アカデミーではリチャード・トイ(エグゼター大学)と日英の新自由主義的経済改革を比較する発表を行い、有意義な反応を得た。また9月の英・国際関係史学会ではサッチャー政権による国際資本移動自由化に関する発表を、12月にストラスブールで行われた国際学会では金融規制をめぐる英・EU間の対立がブレグジットに与えた影響についての発表を、それぞれ行った。平成29年度に在外研究で一年間にわたってイギリスに滞在したというアドバンテージを生かし、想定以上に多くの史料を入手することができた。平成30年度も夏季休暇中に資料収集にあたった。具体的には、イギリスの公文書館・図書館で研究テーマに関連する様々な一時資料を入手した。二年間を合計して、ロンドン・キューにあるナショナル・アーカイブにおいて、首相個人文書・大蔵省文書・外務省文書など政府資料のコピー(写真)を約7万ページ分収集した。ケンブリッジ大学チャーチルカレッジ付属公文書館では、サッチャー首相個人の文書や、首相の経済アドバイザーであったアラン・ウォルタースの文書を収集した。ベルギーのブリュッセルにおいては、EUの公文書館で1986年に調印された単一欧州議定書に関連する史料を入手することができた。収集したこれらの史料の内容について順次分析を進め、その成果を三回の国際学会で発表し、有意義な反応を得ることができた。
化学反応下での両親媒性分子集合体の形態変化　マルチスケールにわたる理解

本年度行った研究実績を二つに分けて説明する。1)加水分解反応と脱水縮合反応によって引き起こされる二重膜の形態変化に関する研究加水分解反応と脱水縮合反応は生体内で広くみられる基本的な化学反応である。これら二つの化学反応によって引き起こされる二重膜の形状変化を粗視化シミュレーション手法を用いて調べた。シミュレーションの結果、二種類の形状変化が見られることがわかった。一つは円盤形状の二重膜の突起が成長する、bilayer protrusionと呼ばれる形状変化、もう一つはbuddingと呼ばれる形状変化である。さらに解析を進め、これら二つの形状変化が熱力学的性質だけでなく、膜とバルク溶液の粘性係数の違いによって支配されることを明らかにした。この結果は膜とバルク溶液の粘性に違いをつけることで、二重膜の形状変化を制御できることを示唆している。さらにこの結果は、実験において二重膜の形状を制御する新しい手段をも示唆するものである。2)多価不飽和脂肪酸が二重膜の力学的物性に及ぼす影響に関する研究脂質の化学反応によって生じる疎水性分子の中には、二重膜に埋め込まれて存在するものがある。こうした反応生成物により二重膜はヘテロな組成となる。このようなヘテロな組成は二重膜の力学的性質を大きく変化させることが先行研究により知られているが、その分子論的起源は明らかではなかった。こうした、組成の変化に伴う二重膜の力学的性質の変化を定量的に調べるため、全原子シミュレーションを用いた研究を行った。具体的には、脂質の疎水基に二重結合を導入した場合の力学的性質の変化を調べ、二重結合の導入により曲げ弾性率が減少することを定量的に示した。さらに、こうした二重結合の導入に伴う曲げ弾性率の減少と、網膜や神経細胞など高い曲率を持つ生体膜の形成との関係性を、ノックアウトマウスを用いた実験結果と照らし合わせ明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。化学反応によって引き起こされる両親媒性分子集合体の形態変化の中には、反応生成物の混合に伴う物性変化により引き起こされるものがある。今年度は、こうした化学反応過程において見られるヘテロな二重膜の物性を数値シミュレーションによって調べるための手法開発に取り組んだ。具体的には分子動力学(MD)シミュレーションから応力分布を計算する手法開発を行った。申請者は上記の手法に関する先行研究を調べ、その中で既存の手法の問題点に気づき、その問題点の解決に向けて取り組んだ。具体的な問題点としては1.多体力相互作用が含まれる系において運動量と角運動量保存則を満たす応力テンソルを計算するには、多体力を二体力の和に分解する必要がある。しかし、この多体力を二体力へ分解するやり方は一通りではなく無数にある。さらに、分解のやり方に応じて得られる応力分布は変化する。2.表面張力の二次モーメントとして計算できるガウス弾性率は分解の方式に伴って変化する。の二点である。これらの問題点の解決を行うために、Stress Distribution Magnitude(SDM)と言われる量を導入し、運動量、角運動量保存則以外に「SDMの値が最小である」というもう一つの要請を課すことで応力分布を一意に決定することを試みた。本年度の研究では上記二点の問題を解決するには至っていない。しかしながら、二重膜のMDシミュレーションが始まって以来30年もの間二重膜の応力分布は計算され続けてきたが、未だに正しい応力分布を一意に得る手段が開発されていない事実を指摘できたその意義は大きい。当初の計画目的は化学反応過程で見られるヘテロな二重膜の物性(曲げ弾性率やガウス弾性率など)を、全原子モデルによる分子動力学シミュレーションから計算し、その結果から化学反応下で見られる脂質二重膜の形態変化を調べることにあった。しかしながら、その物性を調べるために用いられていた既存の計算手法に誤りがあることを申請者が指摘し、本年度はその解決に尽力したため当初の研究計画から遅れてしまっている。

具体的には、脂質の疎水基に二重結合を導入した場合の力学的性質の変化を調べ、二重結合の導入により曲げ弾性率が減少することを定量的に示した。さらに、こうした二重結合の導入に伴う曲げ弾性率の減少と、網膜や神経細胞など高い曲率を持つ生体膜の形成との関係性を、ノックアウトマウスを用いた実験結果と照らし合わせ明らかにした。マルチスケールに渡って化学反応下での両親媒性分子集合体の形態変化を理解するために、全原子モデルから連続体としての脂質二重膜の物性を計算することは必要不可欠である。そのため、今後も分子動力学シミュレーションから応力分布を計算する手法開発を継続する。現在の手法の問題点は多体力の中心力への分解方法が無数に存在することにあるが、これを克服するためにはSDM以外の任意性を取り除くための判断基準を導入する必要がある。まずこの判断基準として適切なものを考案し、計算される応力の非一意性を取り除くことを目標とする。その後、その手法を用いヘテロな二重膜の物性を計算し、化学反応下の形態変化の解析に移ることとする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝性体側性色素異常症の病因となる遺伝子異常の解明

遺伝性対側色素異常症(遠山)は手足の背側に点状ないし網状の色素斑、脱色素班が混在する優性遺伝性疾患、1923年日本において初めて報告された。最初に報告されて70年経たが、本症の病因は依然として不明である。最近秋田大学皮膚科外来で、明らかな優性遺伝を示す本症の大家系を得た。本研究の目的は、遺伝性対側性色素異常症(遠山)の遺伝子レベルの病態、病因の解明である。(1)患者家系のできるだけ多くのヒトから、それぞれのリンパ球を採取し、それにEBウィルスを感染させて継代培養の可能な細胞株を樹立した。
キャピラリー電気泳動を利用したDMSO還元酵素の新規な酵素活性測定法の開発

脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroidesf.s.denitroficansを嫌気的・光条件下でDMSOを添加して培養し、DMSO還元酵素を誘導合成させた。培養した菌体のペリプラズム画分より硫安沈殿、ゲル濾過、イオン交換、ヒドロキシアパタイトカラムを用いてDMSO還元酵素を抽出、精製した。精製した酵素をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により検定し、ほぼシングルバンドになっていることを確認した。次にキャピラリー電気泳動装置(現有)を利用した新規の本酵素の酵素活性測定法を開発を行った。その結果ミセル導電クロマトグラフィーの分離モードを用い、pH7の100mMほう酸バッファーと50mMのリン酸バッファーを混合しSDSを50mMになるように加えた泳動バッファーが分離には最適であり、印加電圧は15KV、試料の注入法は5cmで10秒の落差法、検出は200nmで行うことと結論した。DMSOとDMSのキャピラリー電気泳動法での定量性が、本酵素の活性測定には十分なことを確認した。酵素活性は50mMPIPESバッファー中のDMSOのDMSへの変換を追跡することによって行った。本法は従来のベンジルビオローゲンを用いた方法と良い相関を示すことを確認した。今回確立した方法を用いてDMSO還元酵素膜タンパク画分と水溶性画分に分けたところ、水溶性画分にDMSO dependent oxidation活性が認められた。これは菌体のペリプラズム空間に由来することを確認した。硫酸アンモニウム分画、疎水クロマト、ゲル濾過にを経て最終的にSDS-PAGEでシングルバンドになるまで精製した。今後このタンパク質の性質を調べる予定である。1.DMSO還元酵素の精製現有の諸設備を利用して脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroidesf.s.denitroficansを嫌気的・光条件下でDMSOを添加して培養し、DMSO還元酵素を誘導合成させた。培養した菌体のペリプラズム画分より硫安沈澱、ゲルろ過、イオン交換、ヒドロキシアパタイトカラムを用いてDMSO還元酵素を抽出、精製した。2.キャピラリー電気泳動装置によるDMSO還元酵素の酵素活性の検出キャピラリー電気泳動装置(現有)を用いDMSO、DMSをミセル導電クロマトグラフィー法で分離分析する最適分析条件を検討した。その結果、pH7の100mMほう酸バッファーと50mMのリン酸バッファーを混合しSDSを50mMになるように加えた泳動バッファーが分離には最適であり、印加電圧は15KV、試料の注入方法は5cmで10秒の落差法、検出は200nmで行うことと結論した。さらにDMSOとDMSのキャピラリー電気泳動法での分析定量性をの検討をおこない、活性測定には充分の定量性を有することを確認した。実際の酵素反応は4mlのスクリュウキャップ付きバイアル中を行い、酵素活性は50mMPIPESバッファー中のDMSOのDMSへの変換を追跡することによって行った。確立したキャピラリー電気泳動法によって、様々の条件でDMSO還元酵素の酵素活性を測定した。今回測定した値を従来のベンジルビオローゲンを用いた方法と比較し、よい相関を示すことを確認した。この方法を用いてDMSO還元酵素への電子供与体の検索をすすめている。現有の諸設備を利用して、平成5年度と同様に脱窒光合成細菌Rhodobacter sphaeroides f.s.denitroficansを嫌気的・光条件下でDMSOを添加して培養し、DMSO還元酵素を誘導合成させた。

培養した菌体のペリプラズム画分より硫安沈殿、ゲル濾過、イオン交換、ヒドロキシアパタイトカラムを用いてDMSO還元酵素を抽出、精製した。精製した酵素を用い、キャピラリー電気泳動装置(現有)を利用した新規の本酵素の酵素活性測定法を開発を行った。その結果ミセル導電クロマトグラフィーの分離モードを用い、pH7の100mMほう酸バッファーと50mMのリン酸バッファーを混合しSDSを50mMになるように加えた泳動バッファー分離には最適であり、印加電圧は15KV、試料の注入方法は5cmで10秒の落差法、検出は200nmで行うことと結論した。DMSOとDMSのキャピラリー電気泳動法での定量性が、本酵素の活性測定には十分なことを確認した。酵素活性は50mMPIPESバッッファー中のDMSOのDMSへの変換を追跡することによって行った。本法は従来のベンジルビオローゲンを用いた方法と良い相関を示すことを確認した。今回確立した方法を用いてDMSO還元酵素への電子供与体の検索を試みた。French pressで細胞を破砕し、超遠心によって膜タンパク画分と水溶性画分に分けたところ、水溶性画分にDMSO dependent oxidation活性が認められた。これは菌体のペリプラズム空間に由来することを確認した。硫酸アンモニウム分画、疎水クロマト、ゲル濾過にを経て最終的にSDS-PAGEでシングルバンドになるまで精製した。得られたタンパク質は50kDaの分子量を示し、ICP発光分析によりFeを含有していること、可視部の吸収波長にcytochrome型のピークが見られないこと、EDTAによりFeを除くと活性が減少することから、Fe-Sクラスターを有するferredoxin typeのタンパクである可能性が示唆された。
RNAを標的とした新規ALS/FTLD治療法の検討

Prpプロモーターにより神経細胞特異的にTDP-43-RNase融合タンパク質(T-RNase)を発現するトランスジェニックマウスを数ライン作製し、その表現型を確認する。それと並行して、Prpプロモーターにより神経細胞特異的にM337V変異型TDP-43(ALS/FTLD患者で同定された変異型)を過剰発現させた遺伝子改変マウスをALS/FTLDモデルマウスとして購入し、その表現型を確認する。最後にこれらのマウスを掛け合わせ、T-RNaseトランスジェニックマウスがALS/FTLDモデルマウスの表現型を改善できるか検証する。
動体追尾放射線治療における腫瘍線量不確定性予測システムの開発

初年度は呼吸波形を解析するソフトウェアを解析し、患者の治療時に作成されるログファイルを用いて動体ファントムを動かすことが可能になった。これにより、患者の腫瘍の動きを再現した仮想ターゲットを追尾して放射線治療を再現し、追尾精度を検証することが可能になった。この結果は本年度、国際論文に掲載された。2年目はさらに患者の腫瘍の動きと胸壁の位相のずれに注目して研究を行った。腫瘍と胸壁の位相が一致しない患者がいることが報告されており、この動きを再現して追尾精度を検証した結果、胸壁の位相が遅れている患者については大きな追尾誤差が生じることが明らかになった。しかし呼吸周期を長くすることにより追尾誤差は大幅に改善することが示された。この研究成果も国際論文に掲載された。定位放射線治療では小照射野のビームを多用するため、その線量測定の精度が重要である。初年度には多施設から収集したNovalis Tx (ブレインラボ社)のビームデータを解析し、国内施設のばらつきを評価した。この成果を2年目では国際学会で報告し、国際論文に採択された。また定位放射線治療では、小さいターゲットを正確に同定する必要がある。この際、MRI画像が有用であるが、放射線治療の線量計算は一般的にCT画像上でしか行えず、重ね合わせの不確かさが影響してしまう。この問題を解決すべく、MRI画像から仮想CT画像を作成する技術の開発に着手した。その成果を国内学会で発表し、現在論文を国際雑誌に投稿中である。計測システムについては、当初予定していたものと仕様の変更はあるが、レーザーを検出することにより長時間の追尾精度評価が可能なシステムを開発した。これまでに蓄積した追尾誤差解析のノウハウを活かし、現在多数症例について実際に患者を治療したときの腫瘍の動きをさせた仮想ターゲットにレーザービームを照射し、長時間の追尾誤差を解析すべくデータを収集している。データ収集が終わり次第、患者体内の線量分布に追尾誤差が及ぼす影響を評価する。データ収集は順調に進んでいる。また2年目ではTrueBeam (Varian社)の小照射野データを新たに多数施設から収集し、FFFビームについても施設間のばらつきを評価した。この内容も論文にまとめ、現在国際論文に投稿中である。データ収集後の解析方法についてもめどが立っており、順調に進行していると思われる。現在、多数症例について実際に患者を治療したときの腫瘍の動きをさせた仮想ターゲットにレーザービームを照射し、長時間の追尾誤差を解析すべくデータを収集している。すでに病院の倫理委員会の承認のもとにデータを収集しており、患者のCT画像、治療計画データも利用可能な状況である。データ収集完了後には、すでに開発済みのソフトウェアを用いて追尾誤差を解析する予定である。またその誤差を患者の線量分布に反映させる作業はShioRIS 2.0というソフトウェアを利用する事により、研究に要する時間を大幅に短縮することができる。そのため年内には論文を完成させられる予定である。仮想CTについても研究を進めており、定位放射線治療における不確かさの解析とその対策について、包括的な研究が順調に進んでいると考えている。本課題では、患者の生理的運動に追従して放射線ビームを動かす動体追尾照射において、照射技術不確かさを考慮した線量計算技術を開発することを目的としている。肺がんや肝臓がんは呼吸性移動するため、通常の照射法ではその分のマージンを加味して照射する必要があり、正常組織の被曝も増える。本研究ではまず、呼吸性移動に追従して放射線を照射できるサイバーナイフ(アキュレイ社)の追尾精度を三次元的に計測するシステムを開発する必要がある。次に、その追尾誤差を考慮して線量計算を行うシステムを構築する必要がある。定位放射線治療では小照射野のビームを多用するため、小照射野ビームデータの測定における不確かさも重要な要素である。初年度は計測システムの開発と計算システムの構築を並行して行った。まず患者の呼吸波形を解析するためのソフトウェアを開発した。サイバーナイフのLEDマーカーのログファイルから患者の胸壁の動きを抽出し、更に追尾照射を行った際に出力される治療ログファイルから患者内のターゲット位置の時間変化情報を抽出することが可能になった。更にその動き情報を用いて動体ファントムを駆動できるようにソフトウェアを開発した。動体ファントムに設置するレーザー光検出器は試作品が完成し、現在研究を進めている。線量計算システムについても開発を進めており、システムのベースとなるDICOMビューアーの開発が終了した。また肺がんや肝臓がんの定位放射線治療で非常に重要になる小照射野のビームデータについて、多施設からデータ提供を受けて解析を行った。使用する検出器が測定データに及ぼす影響を明らかにし、国内施設における定位照射における線量計算精度の不確定性を解析した。計測システムの開発については、患者の呼吸波形解析ソフトウェアが完成し、またそのデータを用いて動体ファントムを駆動できるようになった。更に患者に実際に追尾照射を用いて治療したときに出力されるログファイルも解析できる機能を実装した。治療機が予測した腫瘍の3次元位置をデータとして抽出し、その動きを動体ファントムに転送して再現することが可能となった。この機能を用いて腫瘍の呼吸性移動と胸壁のLEDマーカーの運動の間に位相シフトがある場合に追尾照射に及ぼす影響を解析したところ、呼吸波形の予測モデルが乱れ、追尾精度が大きく悪化することが明らかになった。この成果を論文化し、現在投稿中である。ファントムのレーザー検出部については試作機が完成した。

メッシュファントムにレーザーを照射すると入射側と射出側に光のスポットが出現することが確認できた。これらをカメラで検出し解析することにより、放射線ビームの3次元的なパスを解析することが可能となる。線量計算システムはそのベースとなるDICOMビューアーの開発が終了した。治療計画用のCTや、輪郭データ、線量分布データを読み込み、DVHなどの通常のデータ解析は可能となった。追加の解析機能を現在開発中である。また肺がん、肝臓がんの定位放射線治療で非常に重要となる小照射野のビームデータ測定について、多施設から測定データの提供を受けて解析を行った。使用する検出器の種類によって測定データに明らかな違いが生じ、患者の治療で用いられるビーム量(MU)に直接影響する出力係数にも影響していることが明らかになった。初年度と次年度の予定を同時に進行しているため当初の予定と進捗は異なるが、投稿中、執筆中の論文もあり、概ね順調に進行していると思われる。初年度は呼吸波形を解析するソフトウェアを解析し、患者の治療時に作成されるログファイルを用いて動体ファントムを動かすことが可能になった。これにより、患者の腫瘍の動きを再現した仮想ターゲットを追尾して放射線治療を再現し、追尾精度を検証することが可能になった。この結果は本年度、国際論文に掲載された。2年目はさらに患者の腫瘍の動きと胸壁の位相のずれに注目して研究を行った。腫瘍と胸壁の位相が一致しない患者がいることが報告されており、この動きを再現して追尾精度を検証した結果、胸壁の位相が遅れている患者については大きな追尾誤差が生じることが明らかになった。しかし呼吸周期を長くすることにより追尾誤差は大幅に改善することが示された。この研究成果も国際論文に掲載された。定位放射線治療では小照射野のビームを多用するため、その線量測定の精度が重要である。初年度には多施設から収集したNovalis Tx (ブレインラボ社)のビームデータを解析し、国内施設のばらつきを評価した。この成果を2年目では国際学会で報告し、国際論文に採択された。また定位放射線治療では、小さいターゲットを正確に同定する必要がある。この際、MRI画像が有用であるが、放射線治療の線量計算は一般的にCT画像上でしか行えず、重ね合わせの不確かさが影響してしまう。この問題を解決すべく、MRI画像から仮想CT画像を作成する技術の開発に着手した。その成果を国内学会で発表し、現在論文を国際雑誌に投稿中である。計測システムについては、当初予定していたものと仕様の変更はあるが、レーザーを検出することにより長時間の追尾精度評価が可能なシステムを開発した。これまでに蓄積した追尾誤差解析のノウハウを活かし、現在多数症例について実際に患者を治療したときの腫瘍の動きをさせた仮想ターゲットにレーザービームを照射し、長時間の追尾誤差を解析すべくデータを収集している。データ収集が終わり次第、患者体内の線量分布に追尾誤差が及ぼす影響を評価する。データ収集は順調に進んでいる。
コンピテンシーに基づくスーパーバイザー養成プログラムのモデル構築

ソーシャルワーク・スーパービジョンは、福祉専門職の職務遂行に関して管理・教育・支持を行うもので、福祉サービスの質向上・専門職の資質向上・人材確保のために重要である。わが国ではスーパービジョンを行うスーパーバイザーの不足などによりスーパービジョンが普及していないため、本研究ではスーパーバイザー養成のためのモデル構築をめざす。職務での優れたパフォーマンスにつながるような個人の特性をコンピテンシーと呼ぶ。本研究ではスーパーバイザーのコンピテンシーを明らかにし、そのコンピテンシーを習得するための研修モデルを作成して試行・評価することでスーパーバイザー養成モデルを構築する。
動的なニューラルネットワークの理論構築とその運動制御への適用

本研究は動的なニューラルネットワークの理論構築およびその運動制御への適用を目指している。理論の満たすべき性質について、同期、パルスによる学習、カオス性の3つに着目しており、ネットワークトポロジーと同期の関係、および注意によるアセチルコリン量に応じた記憶の安定性変化について明らかにした。同時に、運動制御への応用として人間の手の動きの応じたロボットアームの動的な制御を実現した。本研究では動的に状態が変化するようなニューラルネットワークの理論を構築すること目指す。動的なニューラルネットワークとは、系のダイナミクスが安定平衡点や安定リミットサイクルのような単純なアトラクターへ収束することを必ずしも前提としない、ということである。理論の満たすべき性質として、「同期」、「パルスによる学習」、「カオス性」の3つに着目している。このような理論研究はともすれば机上の理論やコンピュータ上のシミュレーションのみで話が完結してしまいがちであるため、本研究では理論研究だけではなく、応用例としてロボットの運動制御の実現も目指して研究を進める。本研究は、動的に状態か変化するニューラルネットワークの理論を構築し、その理論をロボットなどの運動制御へ応用することを目指している。動的なニューラルネットワークとは、系のダイナミクスが安定平衡点や安定リミットサイクルのような単純なアトラクターヘ収束することを必ずしも前提としない、ということであり、また、ロボットの運動としては二足歩行のようなリズム運動を考えている。二足歩行は一見単純なリズム運動で実現できるように思われるが、環境への適応や学習による運動の獲得などを考えるためには単純なリズムだけでは不十分であり、本研究が目指しているような動的な性質、すなわち運動状態を動的に変化させるネットワークが必要となる。今年度はリズムを生む能力があるネットワークにおける、結合トポロジーの効果について調べた。一般に、リズムを生むためには「遠くの素子同士が結合する」ランダム結合が有利であるが、今年度の研究により、抑制性素子め活動度が高いときは「近くの素子同士の結合に少数の遠距離結合がある」スモールワールド結合においてもリズムが生成されうることがわかった。これにより、結合結線を減らして脳の体積の爆発を防ぐという生物の戦略の理解への道が開けたと言える。今後はこのネットワークへの学習の導入や、生成されたリズムの二足歩行モデルの制御などに取り組む予定である。本研究は、動的に状態か変化するニューフルネットワークの理論を構築し、その理論をロボットなどめ運動制御へ応用することを目指している。動的なニューラルネットワークとは、系のダイナミクスが安定平衡点や安定リミットサイクルのような単純なアトラクターへ収束することを必ずしも前提としない、ということであり、また、ロボットの運動としては二足歩行のようなリズム運動を考えている。今年度は生体において生成されたリズムと我々のモデルとの比較を行うため、実験家との共同研究を開始した。扁桃体という生体の感情を司る部位であり、運動とは直接めつながりはないと考えられるが、我々のモデルが工学的応用可能性が高いだけでなく、生体との対応も非常に良いことを確認することができた。出版のタイミングにより、今年度の成果は学会発表1本のみとなっているが、次年度春にこれらをまとめた論文が査読付き国際論文誌に掲載される予定である。本研究は、動的に状態が変化するニューラルネットワークの理論を構築し、その理論をロボットなどの運動制御へ応用することを目指している。これまでは実験家との共同研究により扁桃体におけるリズム運動を探ること、そしてそれを我々の力学モデルと比較することを行ってきた。今年度は、大脳皮質のデフォルト状熊がダイナミックに変化するという知見のモデル化を試みた。実験は完了しており、次年度の論文発表の準備を行っている。さらに、ロボットへの応用を見すえ、視覚情報処理用と運動制御用の組み込みシステムの構築も行った。前者は東芝製回路であるViscontiを用いており、後者はオープンOSであるAndroidを用いている。今後はこれらについての学会発表も行う。本研究は、動的に状態が変化するニューラルネットワークの理論を構築し、それを運動制御などに応用することを目指した研究である。「動的」とはネットワークの状態が安定平衡点やリミットサイクルのような定常状態に落ち込まず、状況に応じて変化することを表している。理論面においては、大脳皮質における記憶の動的な理論モデルとして、生理学的知見を踏まえつつ記憶の動的な変化を表現できるミニマルなモデルを構築することができた。

このネットワークは皮質2/3層のモデルとなっており、投射されるアセチルコリン量に応じてネットワークによる記憶の想起が動的・静的に切り替わるというモデルになっている。力学系理論の言葉を用いれば、これは準アトラクタとアトラクタとの間の転移が起こることを示している。さらに、皮質1層へ入力される上位層からのトップダウンスパイク投射の役割についても検討し、これがネットワークの状態を他のアトラクタへ「ジャンプ」させることを明らかにした。この成果を英語論文にまとめ、投稿することができた(査読中)。応用面では運動制御についても研究を進めた。当初の予定では二足歩行のモデル化を考えていたが、歩行の安定化だけで一つの大きな研究テーマになってしまうため、ロボットアームの制御を対象とした。人間の手にスマートフォンを持たせ、その腕の動きを模倣するようロボットアームを制御する課題を通り扱った。様々な手の動きを適切なアームの動きを動的に生成するネットワークの構築に成功した。また、本年度は最終年度であるので、学会における成果発表を積極的に行った。
シロヘム生合成と無機窒素・無機硫黄同化系の機能発現機構の研究

亜硫酸還元酵素(SiR)は補酵素としてシロヘムをもつ。この遺伝子を構成的に発現させた形質転換タバコは転写産物の蓄積に比べ、SiR活性の増加が少ないことがすでに明らかになっている。この外来SiR活性へのシロヘム合成の関与を調べた。ZmSUMT1をCaMV35Sプロモーターにセンス方向に融合させた遺伝子を作製し、タバコに導入した。形質転換タバコはZmSUMT1遺伝子由来の転写産物は多く蓄積していたものの、その翻訳産物は抗体により検出できないほど小さいものだった。両形質転換体をかけ合わせ、SiRおよびZmSUMT1双方が導入された二重形質転換体を得た。この植物体のSiR非活性を測定したが、単独のSiR形質転換体に比べ優位な違いは見られなかった。ZmSUMT1がタバコ体内で効率的に発現しない原因について様々な検討を行ったが、原因の解明には到らなかった。酵母のmet8変異を相補する植物の遺伝子をスクリーニングしたが、シロヘム合成に関与すると予想される構造を持つ遺伝子の単離には到らなかった。SUMTの構造からは、植物はラン藻と類似のシロヘム合成系遺伝子のセットを備えていると予想されるので、今後は他の生物種を用いた研究も展開していく必要があると思われる。ZmSUMT1に対する特異抗体を調製し、この遺伝子産物の消長を調べたところ、ZmSUMT1タンパク質の蓄積は硝酸添加後2時間以内にすみやかに蓄積されたものの、その後2時間程度で検出限界以下にまで減少した。つまり、SUMTはターンオーバーが極めて速いタンパク質の1つであることが明らかとなった。ZmSUMT1の硝酸誘導に対する種々の生化学的阻害剤の効果をNiR遺伝子とともに調べたところ、この遺伝子の誘導は調べた限りにおいて、NiR遺伝子と同様の阻害パターンを示した。このことは両遺伝子が硝酸誘導機構において同じ制御機構下にあることを示している。一方SiR遺伝子発現に対する窒素源の効果を調べたところ、窒素補填によりSiRの転写産物の蓄積量は有意に上昇したことから、亜硫酸還元系の少なくとも一部は窒素情報の制御を受けていることが示された。ゲノムデータベースなどの検索からはシロヘム合成系のSUMT以外の酵素遺伝子に有意な相同性をもつ遺伝子は、高等植物およびラン藻には見い出されなかった。現在酵母のmet8変異株の機能的相補によるスクリーニングの系を構築中である。
ラット小腸におけるコレチストキニン遺伝子発現の制御とその放出の機序

RT-PCR法により増幅して作製したコレシトキニン(CCK)cDNA fragmentをプローブとして、slot-blot analysisをおこなうことにより、小腸内CCKmRNAの測定が可能となり、β-actinのmRNAとの比率により、増減の算出が可能となった。そこで覚醒ラットを用い、膵液胆汁を小腸内から除去した場合の膵外分泌変化、血中CCK濃度変化、CCKmRNAレベルの変化を調べたところ、血中CCK濃度は、1-2時間目に最大となり、4時間目以降は軽度に減少した。CCKmRNAは、4時間目に有意の増加がみられ、24時間目にはふたたび減少した。同時にセクレチンmRNAレベルも測定したが、CCKmRNAの変化とほぼ平行して変動がみられた。CCK-A-receptor antagonistの一つであるCR-1505を経腸的に持続投与すると、血中CCK濃度は軽度上昇し、小腸内CCKmRNAレベルが、有意に上昇した。しかしセクレチンmRNAは全く変動しなかった。膵管を結紮してしまうと、血中CCKは上昇するが、膵実質は萎縮する。血中CCK値は28日間にわたって、軽度上昇をしめし、おおきな変動はみられないが、小腸内CCKは、7日目に最低となり、14日目にovershootし、28日目に前値に復する。CCKmRNAレベルは、7日目に軽度上昇し、10-14日目に最大となり、以後減少した。しかしセクレチンmRNA値は全く変動しなかった。PSTI-mRNAは、3日目に最大となり、以後減少した。CCKにかぎらず、生理活性ペプチドは生体内で重要な役割を担っているにもかかわらず、その合成と分泌に関する制御機構はあきらかでない部分が多い。覚醒ラットでは腸管内から膵液と胆汁をのぞくと、小腸壁からCCKが血中の分泌されて膵外分泌が亢進するという特徴がある(luminal feedback regulation)。我々はその特徴を用いてCCK分泌や合成の制御機構を検討してきた。その結果、これまでに2種類のCCK放出因子の存在があきらかになっている。小腸由来のCCK放出因子はまだその本体があきらかになっていないが、膵液由来のCCK放出因子はmonitor peptideとしてすでにアミノ酸構造もあきらかにされ、膵臓の腺房細胞で合成されることが証明された。Monitor peptideはラットの持つ2種の膵分泌性トリプシンインヒビター(PSTI)-56と-61のうち-61とおなじものである。そこで膵液と胆汁を上部小腸から遠位回腸へバイパスし、小腸内CCKmRNAの変動を検討するとともに、PSTI-56,61のmRNAを定量し比較した。結果はCCKmRNAはバイパス1日目より増加し、28日目まで持続した。そして小腸内CCK濃度は漸増し、28日目で最大となった。しかし血中CCK濃度は7日目で最大となり、14日から28日目にかけて減少した。PSTIのmRNAも同様に増加したが、興味深いことに(通常ではPSTI-56mRNAのほうが多いのであるが)、7日目まではPSTI-61mRNAの増加が著しく、PSTI-56mRNAよりも高値を呈した。しかし14日目以降はPSTI-56mRNAのほうが高値となった。本年度は膵管結紮による膵実質萎縮状態での十二指腸内CCKmRNAの変動を検討するとともに、PSTI-61の膵臓内での遺伝子発現とその制御機構を明らかにし、CCKの合成、分泌の制御機構との相互関係をあきらかにしたいとかんがえている。1。CCKmRNAの定量法の確立RT-PCR法により増幅して作製したCCKcDNAfragmcntをブローブとして、ラット小腸、脳、および心臓にCCKmRNAの存在を確認することができた。

slot-blot analysisとbeta-actinmRN Aとの比率により、小腸CCKmRNAの増減の算出が可能となった。2。血中CCK濃度とCCKmRNAとの関係覚醒ラットを用い、〓液胆汁を小腸内から除去した場合、血中CCK濃度は1-2時間目に最大となり、4時間目以降は軽度に減少した。CCKmRNAは、4時間目に有意の増加がみられ、24時間目にはふたたび減少した。セクレチンmRANレベルもCCKmRNAの変化とほぼ平行して変動がみられた。〓液胆汁を上部小腸から下部小腸にバイパスすると、1日目には血中CCK値が著名に上昇し、3、7日目まで上昇が持続した。PSTI-61mRNAレベルは、1回目に上昇し、3日目に最大となったが、小腸内CCKmRNAは1日目から上昇はするが、7日目に最大となった。〓管を結〓してしまうと、血中CCKは上昇するが〓実質は萎縮する。血中CCK値は,28日間にわたって、軽度上昇をしめし、大きな変動はみよれないが、小腸内CCKは、7日目に最低となり、14日目にovershootし、28日目に前値に復する。CCKmRNAレベルは、組織濃度に先行して変動した。しかし、セクレチンmRNA値は全く変動しなかった。PSTI-mRNAは、3日目に最大となり、以後減少した。以上のことから、CCKの合成〓進(mRNAレベルの増加)は、CCK分泌〓進に伴っておこること、またCCK分泌〓進刺激はすなわち合成〓進刺激になりうると結論される。〓由来CCK放出因子(PSTI-61)の遺伝子発見は、血中CCKにより制御され、またCCKそのものの遺伝子発見も部分的にCCKにより制御されていると推測される。