hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鼻副鼻腔における一酸化窒素のバイオモニタリングによる好酸球性炎症の解析

この測定には吸引嘴管と医療用シリコンチューブを接続し、流速50mL/secに設定した定量吸引ポンプをNO測定機器に接続して用いた。こうして得られた値が、従来のFeNO値を基にした各種ガイドラインの記載と矛盾しないものであり、新たな有用知見が得られた。引き続き、上気道における一酸化窒素(NO)の産生・代謝機構に注目して、アレルギー性鼻炎と副鼻腔炎病態においてNO濃度を基にした客観的検査法の臨床応用を目指す。そして本パラメータを用いた臨床的な薬物療法と手術療法の有効性の検証。自覚症状並びに他覚所見の改善度(鼻症状スコア、内視鏡所見スコアなど)との相関性について解析を試みる。また好酸球性中耳炎症例においても、中耳腔ならびに気道のNO濃度を測定する試みを準備する。基礎的研究として、鼻副鼻腔粘膜の培養細胞を用いたNO産生機構の分子生物学的解析も併せて行う予定である。また気道におけるNO産生機構を調節する新たな関連酵素として注目されているADMA、誘導型arginase、などの物質にも焦点をあててヒト鼻副鼻腔における局在と機能的役割について研究する予定である。H25年度に実施する予定であった培養細胞を用いた研究などとデータ解析の一部を、H26年度に行う予定としたため。培養細胞を用いたNO産生機構の分子生物学的解析、並びにNO産生機構を調節する新たな関連酵素として注目されているADMA、誘導型arginase、などの物質の局在と機能的役割について研究する計画である。
歯周病原細菌による免疫回避戦略の解明

P. gingivalisのマクロファージへの作用によりmiR-146a発現は上昇した.サイトカインカイン産生に及ぼす影響として,miR-146aをノックダウンしても変化はみられなかったが,強制発現によりサイトカイン産生は低下した.本研究により,歯周病原細菌がわずかながらもmiR-146aを介してサイトカイン産生を制御している可能性が示唆されたが,歯周炎病態形成における実際の関与については今後さらなる検討が必要である.P. gingivalisのマクロファージへの作用によりmiR-146a発現は上昇した.サイトカインカイン産生に及ぼす影響として,miR-146aをノックダウンしても変化はみられなかったが,強制発現によりサイトカイン産生は低下した.本研究により,歯周病原細菌がわずかながらもmiR-146aを介してサイトカイン産生を制御している可能性が示唆されたが,歯周炎病態形成における実際の関与については今後さらなる検討が必要である.歯周病原細菌P.gingivalisは,宿主の免疫応答を制御しその排除機構から逃れ,歯周炎という慢性病態の成立に関与すると考えられる.我々は以前,P.gingivalisがマクロファージに対してTLRシグナル伝達系における負の制御因子IRAK-Mを増強し,免疫応答を抑制することを報告した.現在不明のIRAK-M制御因子,新たなTLRシグナル制御因子に関してマイクロアレイにより網羅的に解析を行うことで,P.gingivalisのもつ免疫回避戦略を明確にするとともに,歯周炎の病態解明を図る.本年度は特に,新たな遺伝子発現制御因子として知られるmicroRNAに着目し,P.gingivalisの影響を検討した.ヒト単球系細胞株THP-1を用い,P.gingivalis LPS,およびTLR2,4のリガンドであるE.coliLPS,Pam_3CSK4にて刺激し,8時間後にtotal RNAを抽出した.その後,851種のヒトmicroRNAが検出可能なマイクロアレイ(Agilent Technologies社)を用いて各種刺激によるmicroRNAの発現変化を解析した.その結果,P.gingivalis LPS刺激により2倍以上の変動を認めたmicroRNAは10種あり,その中でmiR-146aのみ有意な発現上昇を認めた.他の刺激においても同様の結果が得られ,miR-146aについてリアルタイムPCR法によりその発現変動を確認した.miR-146aは,TLRシグナル伝達分子であるIRAK-1およびTRAF6に対して特異的にその遺伝子発現および翻訳過程を抑制し,この伝達系を抑制的に制御することが知られている.P.gingivalisによるmicroRNAを介した新たな免疫回避機構の存在を示唆するものであり,今後はmiR-146aの機能解析,すなわちサイトカイン産生に及ぼす影響について検討する.歯周病原細菌P.gingivalisは,宿主の免疫応答を制御しその排除機構から逃れ,歯周炎という慢性病態の成立に関与すると考えられる.我々は以前,P.gingivalisがマクロファージに対してTLRシグナル伝達系における負の制御因子IRAK-Mを増強し,免疫応答を抑制することを報告した.現在不明のIRAK-M制御因子,新たなTLRシグナル制御因子に関してマイクロアレイにより網羅的に解析を行うことで,P.gingivalisのもつ免疫回避戦略を明確にするとともに,歯周炎の病態解明を図る.昨年度に行ったマイクロアレイ解析結果から,P.gingivalis LPSにて刺激した単球において,miR-146aの発現が上昇していることが明らかになった.このmiR-146aは,TLRシグナル伝達系に対して,IRAK-1およびTRAF6の遺伝子発現および翻訳過程の抑制を介して負に制御していることが報告されており,P.gingivalisによる新たな免疫回避機構の存在が示唆された.本年度はさらにmiR-146aのTLRシグナル伝達系さらには炎症性サイトカイン産生に及ぼす影響について,P.gingivalis LPSにて刺激したマクロファージを用いて機能解析を行った.その結果,miR-146aに特異的な阻害剤を用いてノックダウンさせた場合には炎症性サイトカイン産生に変化がみられなかったが,miR-146a前駆体を導入し強制発現させた場合に炎症性サイトカイン産生の低下が認められた.しかしながら,この強制発現時において,miR-146aのターゲットとして報告のあるIRAK-1,TRAF6の転写,タンパク発現には変化がみられなかった.従って,別のターゲット分子の存在が示唆され,今後はこれを検索し,P.gingivalisによるmicroRNAを介した免疫回避戦略の解明を図る.
ナノワイヤーを介した微生物間シグナル伝達機構の解明

以前の研究で,発酵共生細菌とメタン生成古細菌の間でナノワイヤーを介し,シグナル伝達が行われている現象を発見した.この現象は今まで全く知られていないシグナル伝達機構と考えられ,また異種微生物間,特にバクテリアとアーキアという進化系統上非常に離れた種間での現象であることから,生物学上非常に興味深い研究になると考える.本研究ではこのシグナル伝達機構の解明を目的に,メタン菌のシグナル受容体タンパクの同定,また,微生物燃料電池を用いた異種微生物間における電子移動の検出を試みた.以前の研究で,発酵共生細菌とメタン生成古細菌の間でナノワイヤーを介し,シグナル伝達が行われている現象を発見した.この現象は今まで全く知られていないシグナル伝達機構と考えられ,また異種微生物間,特にバクテリアとアーキアという進化系統上非常に離れた種間での現象であることから,生物学上非常に興味深い研究になると考える.本研究ではこのシグナル伝達機構の解明を目的に,メタン菌のシグナル受容体タンパクの同定,また,微生物燃料電池を用いた異種微生物間における電子移動の検出を試みた.本研究では,メタン菌におけるシグナル伝達部位および伝達機構について詳細を明らかにすることを目的とする.さらに共生細菌からメタン菌へのシグナル伝達の起因と考えられるナノワイヤーを介した電子の移動を確認するため,微生物燃料電池システムを用いて2種微生物間の電子移動を確認するとともに,ナノワイヤーの導電性材料としての興味から特異な電子伝達機構の分子構造解明を目指す.昨年度の実験の結果,メタン菌の細胞壁にあると予想されるレセプタータンパクの検出を試みたが,予想に反しレセプター絶対量が少なく検出は困難であった.そこで今年度はメタン菌の大量培養を試み,膜タンパクの精製を行いレセプターの特定を目指す.またメタン菌が生きたままの状態で,レセプタータンパクを特異的に染色させる方法を開発し,タンパク量をリアルタイムで追い,共生関係構築との関係を考察することを目標とした.22年度は,共生関係を築き,シグナル伝達の存在が証明されているメタン菌と共生細菌の間で,シグナル物質受容体があると考えられるメタン菌細胞壁を分画し,そこに存在するタンパク質の精製を試みた.シグナル伝達物質である共生細菌の鞭毛を標識し,メタン菌の細胞膜と混合し,相互作用した膜タンパクの検出を行ったところ,バックグラウンドと有意に差がある相互作用タンパク質を検出した.この結果によって,メタン菌細胞表面にシグナル受容体が存在することがある程度推測され,これらのタンパク質とメタン菌内の他の遺伝子の発現変動の追跡を行うことによって,シグナル伝達機能の解明が期待される.このタンパク質は粗精製タンパクであるため,今後はタンパク質の精製を行い,受容体タンパクの特定と力学的性質の決定を試みる.本研究は,発酵共生細菌とメタン生成古細菌との間で,共生培養時に観察されるナノワイヤーが微生物間のシグナル伝達機能を担っていると考え,この発酵共生細菌が生産するナノワイヤーの機能を明らかにすることを目的とした.特に本年度はシグナルのレセプタータンパク質として予想されるメタン菌の膜タンパク質についての電子伝達機構の検討を行った.ナノワイヤーの存在を感知するのはメタン生成古細菌の表面タンパク質であると考え,メタン生成古細菌を大量培養し,ナノワイヤーと相互作用するタンパク質の生成を行った.この結果,シグナル伝達に関与すると予想される複数の関連し合ったタンパク質が同定された.本研究課題のように,異種微生物間で直接電子伝達をしている現象は観察されていないため,この電子伝達に関与する膜タンパク質の機能解明は大変意義深い,この結果を国際会議(FEMS Congress)にて発表した.またナノワイヤーを介した電子伝達機構において,電子受容体が微生物ではなく導電性物質であった場合,電子移動を電流としてとらえることができる.この電流は次世代エネルギー生産プロセスである微生物燃料電池のメカニズム解明に大きく寄与する.本年度は微生物燃料電池における電流産生メカニズムに関連し,電流生産微生物の新たな提案に関する論文を1報発表した.このナノワイヤーを介した電子移動は,1対1の微生物間の電子移動のみならず,集団としての電子移動の現象をとらえ,エネルギー生産に利用する先駆けとなる研究結果であると考える.またこの電流産生の現象から,微生物の生産するナノワイヤーは生体由来の導電性材料として応用できる可能性が示唆された.
分子デバイス設計を目的とした有機金属化合物の安定性と反応性に関する理論的研究-スピン軌道相互作用効果の理論的見積もり-

有機金属化合物を用いて分子デバイス設計をするために,その基礎的な分子である遷移金属水素化物の電子状態に対するスピン軌道相互作用効果について研究を行った.この効果は相対論的効果の中でも重要であり無視できない.我々は開発中であるプログラムを改訂し,手始めに第4・5族の遷移元素がつくる水素化物の解離ポテンシャルエネルギー曲線を求めた.平均化MCSCF関数とそれに基づいて求めたSOCI関数(SOCI=second-order configuration interaction)を用い,遷移元素にf関数を1セット,水素原子にp関数を1セット含めたSBKJC型基底関数と,遷移元素と水素原子の両方にp関数を3セット含めたMIDI型基底関数を用いた.また,スピン軌道相互作用効果の見積もりのために,後者ではBreit-Pauli型のハミルトニアン,前者ではBreit-Pauli型の一電子部分に経験パラメータを導入した有効ハミルトニアンを用いて見積もった.第4族元素(Ti,Zr,Hf)が形成する水素化物の最安定状態は四重項(Ti-H,Zr-H)または二重項状態(Hf-H)である.解離極限において遷移元素の^3F状態と相関する四重項状態または二重項状態(7つの状態成分)についてMCSCF軌道を求め,SOCI波動関数を作成し,スピン軌道相互作用を考慮した.Ti-HとHf-Hにおける基底状態はそれぞれ^4Φ_<3/2>状態と^2Δ_<3/2>状態であるが,Zr-Hにおいては^4Φ_<3/2>状態と^2△_<3/2>状態がエネルギー的に接近している.SBKJC(f,p)基底関数を用いた場合は,約1300cm^<-1>だけ^2△_<3/2>状態の方が安定であり,MIDI(3p)基底関数を用いた場合は,逆に^4Φ_<3/2>状態が約1000cm^<-1>安定になった.第5族(V,Nb,Ta)が形成する水素化物の解離エネルギー曲線も同様な計算方法にて求めた.これらのエネルギー曲線から数種の分光学データを予測し,実験結果および過去の計算結果と比較検討し,論文を執筆中である.有機金属化合物を用いて分子デバイス設計をするために,その基礎的な分子である遷移金属水素化物の電子状態に対するスピン軌道相互作用効果について研究を行った.この効果は相対論的効果の中でも重要であり無視できない.我々は開発中であるプログラムを改訂し,手始めに第4・5族の遷移元素がつくる水素化物の解離ポテンシャルエネルギー曲線を求めた.平均化MCSCF関数とそれに基づいて求めたSOCI関数(SOCI=second-order configuration interaction)を用い,遷移元素にf関数を1セット,水素原子にp関数を1セット含めたSBKJC型基底関数と,遷移元素と水素原子の両方にp関数を3セット含めたMIDI型基底関数を用いた.また,スピン軌道相互作用効果の見積もりのために,後者ではBreit-Pauli型のハミルトニアン,前者ではBreit-Pauli型の一電子部分に経験パラメータを導入した有効ハミルトニアンを用いて見積もった.第4族元素(Ti,Zr,Hf)が形成する水素化物の最安定状態は四重項(Ti-H,Zr-H)または二重項状態(Hf-H)である.解離極限において遷移元素の^3F状態と相関する四重項状態または二重項状態(7つの状態成分)についてMCSCF軌道を求め,SOCI波動関数を作成し,スピン軌道相互作用を考慮した.Ti-HとHf-Hにおける基底状態はそれぞれ^4Φ_<3/2>状態と^2Δ_<3/2>状態であるが,Zr-Hにおいては^4Φ_<3/2>状態と^2△_<3/2>状態がエネルギー的に接近している.SBKJC(f,p)基底関数を用いた場合は,約1300cm^<-1>だけ^2△_<3/2>状態の方が安定であり,MIDI(3p)基底関数を用いた場合は,逆に^4Φ_<3/2>状態が約1000cm^<-1>安定になった.第5族(V,Nb,Ta)が形成する水素化物の解離エネルギー曲線も同様な計算方法にて求めた.これらのエネルギー曲線から数種の分光学データを予測し,実験結果および過去の計算結果と比較検討し,論文を執筆中である.
脳神経細胞とグリア細胞を基盤とした脳蘇生におけるクロストークの解明

「目的」近年、友田等が見出したヘモグロビン反応で生成される水溶性フェノキサジンの誘導体が抗腫瘍作用や抗ウィルス作用を有することが明らかとなった。さらに、これらの誘導体は腫瘍細胞には攻撃的であるが正常細胞にはむしろ保護効果を有することが示唆されている。本研究は新規誘導体(Phx-1,Phx-2,Phx-3)の脳細胞に及ぼす影響を初代培養脳細胞の細胞障害モデルを用いて検索することを目的とした。「方法」1)初代培養細胞は小脳顆粒細胞を生後8日令ラットから定法の如く分取し、神経細胞が豊富な群、神経細胞とグリア細胞が混在した群の二群とした。2)細胞障害は細胞外液からCaイオンを除去し、さらにpH6.3のアシドーシス状態とし誘発させ、生細胞の定量はCalcein AMを加えた後、蛍光マルチウェルプレートリーダーで測定を行った。「結果」神経細胞とグリア細胞共存群で、新規誘導体三種はいずれも10^<-9>10^<-6>Mの範囲で統計学的に有意な神経保護効果が認められた。一方、グリア細胞が共存しない群では10^<-7>10^<-6>Mの範囲で神経保護効果が認められた。さらに、細胞障害を誘発30分後の適用においても、新規誘導体は10^<-7>10^<-6>Mの範囲で神経保護効果を発揮した。「考察」新規水溶性フェノキサジン誘導体は、初代培養脳細胞の細胞死を著明に抑制した。これらの結果は、新規誘導体がグリア細胞共存下の神経細胞をより低濃度で保護し、さらに、細胞障害誘発後も脳保護が可能であることを示唆するものである。これらの成績は、我々が本研究テーマに挙げている脳神経細胞とグリア細胞のクロストークによる脳蘇生効果を発展させるに適した新規物質を見出したと考えることができる。現在、脳虚血モデル動物での脳保護効果を検索している。

これらの成績は、我々が本研究テーマに挙げている脳神経細胞とグリア細胞のクロストークによる脳蘇生効果を発展させるに適した新規物質を見出したと考えることができる。
流動ダイナミクスの環境・エネルギー・医療福祉問題への展開に関する国際会議の企画

本研究課題は申請者らが提唱する流動ダイナミクスを21世紀における環境、エネルギー、医療福祉問題に展開するための学理再構築への試みの一環であり、これまでに築き上げてきた国内外の流動ダイナミクス研究ネットワークを活用し、流動ダイナミクスの新しい展開のあり方を議論し、その方針に基づいて国際会議の開催へと発展させることを目的として平成16年度に実施された。このような試みを効率よく実行するために、国内の当該分野の専門家を集め、流動ダイナミクスの環境、エネルギー、医療福祉問題への適用のための学理再構築について、打合せと研究会を開催し、現存の学問、技術の可能性や新しい学問体系の構築などを議論した。その成果は流動ダイナミクスの環境・エネルギー・医療福祉問題への展開に関する国際会議1^<st> International Symposium"Perspective on Flow Dynamics for 21st Century Critical Issues"(平成16年11月10日に仙台)の講演者及びプログラムの企画に反映された。本研究課題では21世紀の重要課題として、以下の3テーマをとりあげ、それぞれについて、「現象解明」、「流動機能創成」、「実用展開」の各フェーズに流動ダイナミクスがどのように展開していくかの戦略を中心に議論を行った。1.流動ダイナミクスの環境問題への展開2.流動ダイナミクスのエネルギー問題への展開3.流動ダイナミクスの医療・福祉分野への展開これらに関する議論に基づき、国際シンポジウムやワークショップなどで議論することが今後とも必要であり、上記3テーマについて、従来から行われているような2国間協力の形態ではなく、国際的なマルチネットワークを通じた国際共同研究プログラムを立ち上げて実施していくことが重要であるとの結論に達した。
秋田県内における鉱山史料の時代及び地域を考慮した分類と活用

「研究の目的」秋田県には古くから数多くの鉱山が存在し、重要な産業として長く地域の経済を支えてきた。しかし、近年、資源の枯渇と円高の影響のため、平成6年に県内すべての鉱山がついに閉山した。それから20年以上経過した今、当時の繁栄を知る人たちは高齢化し、現在地元住人にもかつてそこに鉱山が存在したことが忘れ去られようとしている。今、地域を活力あるものにするためには、地元を再認識することが必要である。かつて、ここに鉱山があったことを知り、伝えていく手段として鉱山史料が存在する。この史料を活用して、地域の歴史・文化を次世代へと保存・伝承していくことが重要であると考える。「研究実施計画」秋田県内各地の鉱山跡地周辺には、鉱山史料を保管している資料館が存在する。しかし、これらの史料はまとめられていないのが現状であり、このままでは無くなってしまう可能性もある。これらは秋田県の鉱山を学ぶ上で極めて重要であり、早急に整理しておく必要がある。現在、秋田大学鉱業博物館では、各鉱山資料館の中心となり、相互の連携をはかっている。こうした資料館の協力を得て、史料調査を行う。「研究の成果」本研究において、秋田県内各地にある鉱山資料館12館における鉱山史料1,300点をまとめることができた。これらの鉱山史料は、古文書・絵巻物・掛け軸・道具・機械・製品・中間物等に分類し、大きさを計測し、写真映像を記録した。また、時代については江戸・明治・大正・昭和・平成に分類し、地域ごとに比較できるようにまとめた。今後、秋田大学鉱業博物館が県内鉱山資料館の拠点的役割を担っていく上で、各資料館及び各方面からの鉱山関係に関する問い合わせに対して、この史料データを用いて答えていくことが可能となった。各資料館においてもこの情報を知ることが可能となった。今回の鉱山史料調査結果は、これまで分かっている秋田県に存在する選鉱場・製錬場・坑道・露天掘り跡などの鉱山産業遺産とともに、秋田県における鉱山の歴史・文化を知り、伝えていくための教育用資料として活用できると考えている。
院外心停止患者の予後改善のためのバイオマーカーと高度集中治療の効果に関する研究

本研究では、救命救急センター等に搬送された院外心停止患者の多施設共同前向きレジストリを用いて、『院外心停止患者の救命率改善のための治療戦略として、心停止患者のバイオマーカーの測定評価ならび高度集中治療の有効性の検証』することを目的とする。研究3年目となる平成30年度には、研究代表者ならびに研究協力者は、平成24年(2012年)7月平成28年(2016年)12月までの4年半で解析可能な8,721件のデータセットを構築した。このデータを用いて、病院搬送後に院内で蘇生行為が実施かつ自己心拍再開が得られた成人心原性1,516症例を対象に病院到着時のカリウム測定値と院外心停止発生1か月後の社会復帰割合との関係を評価した。カリウム値が高ければ高いほど社会復帰割合は低くなり、カリウム値を4群に分けて最も低い群と比較し、カリウム値が最も高い群の院外心停止発生1か月後の社会復帰は0.3倍低いことを明らかにした。また、病院搬送後に院内で蘇生行為が実施かつ自己心拍再開が得られた非外傷性2,894症例を対象に病院到着後のIABP(intra-aortic balloon pumping:大動脈内バルーンポンピング)使用有無と社会復帰割合との関係も評価した。IABPは対象症例の約10%に施行されており、IABP使用有無と社会復帰との関係を評価する統計手法として傾向スコアを用いて群間のバランスを調整することができる解析を実施し、IABP使用群と非IABP使用群との間において、院外心停止発生1か月後の社会復帰に違いは認められなかった。研究はおおむね順調に進んでおり、上述の2つの解析結果は欧米の学術雑誌に現在投稿中である。本研究では、毎年約2000件の症例集積を継続しており、その他のバイオマーカーや病院搬送後の院外心停止患者に対する高度集中治療の有効性についての詳細な解析を引き続き実施する予定である。本研究では、研究代表者が中心となって構築している救命センター等に搬送された院外心停止患者の多施設共同前向きレジストリを用いて、『院外心停止患者の救命率改善のための治療戦略として、心停止患者のバイオマーカーの測定評価ならび高度集中治療の有効性の検証』することを目的とする。研究初年度となる平成28年度には、研究代表者ならびに研究協力者は、平成24年(2012年)7月平成25年(2013年)12月までの期間で2749件のデータセットを構築した。これらのデータを用いて、病院搬送後に院内で蘇生行為が実施され、病院到着時採血にてアルブミン値が測定された1460症例を対象に、病院到着時のアルブミン測定値と院外心停止後の社会復帰割合との関係を評価し、アルブミン値が最も低い群に対する院外心停止発生30日後の社会復帰割合の社会復帰割合1.1%(4/365)に対して、アルブミン値が最も高い群の社会復帰は18.7%(74/396:調整オッズ比6.6、95%信頼区間5.4-7.8)と有意に高いことを明らかにした。また病院到着後の心肺蘇生実施中に血液ガスデータが測定された710症例において、自己心拍再開前の60mmHg以下の低酸素分圧グループにおける院外心停止発生1か月後生存割合3.0%(3/528)に対して、高酸素分圧300mmHgのグループの1か月生存は31.2%(5/16)と有意に高いことが示された(調整オッズ比8.0、95%信頼区間2.2-29.8)。研究はおおむね順調に進んでおり、上述の研究の論文化を進める。平成29年度(2017年)中に、2012年7月2014年12月までの約5000件のデータセットの構築が可能である。これらのデータを用いて、その他のバイオマーカーや、もう一つの課題である病院搬送後の院外心停止患者に対する高度集中治療の有効性についてのデータ解析を実施する予定である。研究初年度となる平成28年度において、2749件のデータセットを用いて、心停止患者のバイオマーカーの測定評価の検証を実施した。病院搬送後に院内で蘇生行為が実施され、病院到着時採血にてアルブミン値が測定された1460症例を対象に、病院到着時のアルブミン測定値と院外心停止後の社会復帰割合との関係を評価した。アルブミン値(mg/dL)は4分位として(1Q:<=2.6、2Q:2.7-3.1、3Q:3.2-3.5、4Q:>=3.6)の4群に分け、最も低い群に対する院外心停止発生30日後の社会復帰割合の調整オッズ比を算出した。その結果、もっと低い群(Q1)の社会復帰割合1.1%(4/365)に対して、Q3は10.9%(36/330:調整オッズ比4.7、95%信頼区間3.5-5.9)、Q4は18.7%(74/396:調整オッズ比6.6、95%信頼区間5.4-7.8)と有意に高いことが明らかになった。また病院到着後の心肺蘇生実施中に血液ガスデータが測定された710症例において、自己心拍再開(ROSC)前の動脈血ガス酸素分圧(PaO2)と院外心停止後の予後との関係も評価した。

その結果、60mmHg以下の低酸素分圧グループにおける院外心停止発生1か月後生存割合3.0%(3/528)に対して、高酸素分圧300mmHgのグループの1か月生存は31.2%(5/16)と有意に高かった(調整オッズ比8.0、95%信頼区間2.2-29.8)。ROSC前の動脈血ガスPaO2と院外心停止後の1か月生存との関係の研究については、共同研究者が2016年11月の米国心臓学会にて発表を行った。病院到着時のアルブミン測定値もしくはROSC前のPaO2と院外心停止後の予後との関係の研究は論文投稿準備中であり、それゆえ研究はおおむね順調に推移していると考える。本研究では、研究代表者が中心となって構築している救命センター等に搬送された院外心停止患者の多施設共同前向きレジストリを用いて、『院外心停止患者の救命率改善のための治療戦略として、心停止患者のバイオマーカーの測定評価ならび高度集中治療の有効性の検証』することを目的とする。研究2年目となる平成29年度には、研究代表者ならびに研究協力者は、平成24年(2012年)7月平成25年(2014年)12月までの2年半の期間の5,071件のデータセットを構築・解析をした。このデータを用いて、病院搬送後に院内で蘇生行為が実施され、自己心拍再開が得られた1269症例ならびに体温管理療法を施行された327症例を対象に、病院到着時のアルブミン測定値と院外心停止後の社会復帰割合との関係を評価した。アルブミン値が最も低い群と比較し、アルブミン値が最も高い群の院外心停止発生30日後の社会復帰割合は、自己心拍再開症例において5.3倍、体温管理療法症例において10.4倍高いことを明らかにした。また自己心拍再開を得てかつ血液ガスデータが測定された844症例において、300mmHg以下の低酸素分圧グループにおける心停止発生1か月後生存割合31%に対して、高酸素分圧300mmHgのグループのそれは45%と有意に高い(調整オッズ比1.7)一方で、300mmHg以上の暴露時間が長いほど、その1か月生存割合は低下した。研究はおおむね順調に進んでおり、上述のアルブミンに関する研究は2報を論文化した。さらに平成30年度(2018年)中に、2012年7月2015年12月までの約7000件超のデータセットが使用可能となる。上記の解析について論文化を進めるとともに、その他のバイオマーカーや、もう一つの課題である病院搬送後の院外心停止患者に対する高度集中治療の有効性についての詳細な解析を実施する。研究2年目となる平成29年度において、研究代表者ならびに研究協力者は、平成24年(2012年)7月平成26年(2014年)12月までの2年半の期間の、大阪府下の救命センターを中心に集積された院外心停止症例の病院搬送後データクリーニングを実施し、消防庁から提供された病院前救護記録と結合させた5,071件のデータセットを構築した。さらに体温管理療法を施行され目標温度が明らかな363症例を34°C以下の低体温群と35°C以上の高体温群に分け、その社会復帰割合に違いがあるかを評価したところ、統計学的に有意な差は認めなかった。
ミリ波帯導波管給電ラジアルラインスロットアンテナの研究

ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)はオーバーサイズ導波管を利用した初めての実用化アレーであり、スロット結合の解析、設計には内部界の軸対称も含めた評価、設計が必要であり、課題となっていた。著者らは同心同配列RLSA(CA-RLSA)の給電回路と円周配列の放射スロットを全配列解析し、給電回路とハの字放射スロット配列の開口分布への影響を正確に表現できた。螺旋配列RLSA(SA-RLSA)の解析については、過去にスペクトル領域法を用いたモーメント法による解析について検討したが、計算機の問題で波数領域積分に膨大な解析時間を必要としスロット配列一周程度の計算しかできなかった。本報告ではSA-RLSAにおいてイメージ波源を用いた全配列解析し、開口分布の周方向特性について測定結果と比較をした。22GHz帯において周波数が高くなったときに振幅分布が周方向に回転する傾向が一致しており、周波数変化時の周方向分布の変化を表現できた。2層誘電体構造を用いたRLSAの設計、測定を行った。RLSAのミリ波における高効率化には損失の小さい材料を用いる必要があり、またグレーティングによる極端な利得低下を抑える観点から導波路内の比誘電率は1.31.4程度が望ましい。ミリ波帯で使用できる誘電体は限られており、損失の低い基板は入手困難である。等価的に比誘電率を制御するため比誘電率と厚さの異なる2種類の誘電体を重ねるRLSAが提案されている。前回までに著者らは本構造において固有関数展開法を用いた放射スロットペア付導波管の解析法を提案した。本解析法を用いて比誘電率1.08と2.08の材料を用いて2層誘電体構造を用いたRLSAを設計し、測定結果の比較を行った。等価誘電率が等しくてもスロット直下の誘電率の値が1.08と2.08のときで比較すると、開口効率60%を超える帯域が解析結果としてそれぞれ4%と3%、測定結果として3%と1.5%と特性が異なることが確認できた。同心円素子配列ラジアルラインスロットアンテナ(CA-RLSA)において給電回路も含んだ全素子配列構造を解析した。給電回路単体の振幅偏差は3.0dBと比べ開口面での振幅偏差は放射スロットにより測定結果で5.7dB程度と大きくなっている。ラジアル導波路上の全放射スロットも含めて計算し、5.8GHzで周方向分布の傾向がほぼ一致した。また本解析法を用いて、従来の直線配列モデルでは精密に設計できないパラメータである周方向スロットペア間隔S_φ、周方向スロット間隔p、円配列第1周目の半径ρ_bの値を変化させたときの開口効率を解析した。22GHz帯、5周配列の導波管給電RLSAにおいてこれらのパラメータを変化させた。開口効率は従来の設計法では81%となっていたがS_φ=0.6λ、p=0.26λ、ρ_b=1.0λの場合に87%まで向上した。2層誘電体構造を用いたRLSAの解析法を提案した。本論文では固有関数展開法を用いた放射スロットペア付導波管の解析法を提案した。単体スロットの解析結果として、スロット直下の誘電率の変化が共振周波数に対して大きな影響を与えることが確認できた。本解析法を用いて比誘電率1.08と2.08の材料を用いて2層誘電体構造を用いたRLSAを設計した。等価誘電率が等しくてもスロット直下の誘電率の値が1.08と2.08のときで比較すると、開口効率60%を超える帯域がそれぞれ4%と3%と特性が異なることが確認できた。

等価的に比誘電率を制御するため比誘電率と厚さの異なる2種類の誘電体を重ねるRLSAが提案されている。前回までに著者らは本構造において固有関数展開法を用いた放射スロットペア付導波管の解析法を提案した。本解析法を用いて比誘電率1.08と2.08の材料を用いて2層誘電体構造を用いたRLSAを設計し、測定結果の比較を行った。等価誘電率が等しくてもスロット直下の誘電率の値が1.08と2.08のときで比較すると、開口効率60%を超える帯域が解析結果としてそれぞれ4%と3%、測定結果として3%と1.5%と特性が異なることが確認できた。
モデル動物を用いた神経細胞・神経軸索機能維持因子の同定

逆行性神経軸索変性モデルマウスであるgracile axonal dystrophy(GAD)マウスを用い神経軸索の機能維持に必須の分子の単離を目的に研究を行なった。GADマウスは劣性遺伝形式を取りその責任遺伝子は第5番染色体上に存在することがこれまでの研究から知られている。しかしその遺伝子の本体については全く不明である。そこで私はポジショナルクローニング法で目的のgad遺伝子の単離に迫り軸索機能維持因子の実体を明らかにすることにした。本目的遂行のため今年度はバッククロスパネルの作成、マイクロサテライトDNAマーカーを用いた連鎖解析に基づくgad遺伝子座のファインマッピングを行なった。GADマウスとC57BL/6Jマウスを交配し、得られたF1をさらにGADマウスと交配する「戻し交配法」により462匹のprogeny(N2)を得た。市販のマイクロサテライトDNAマーカーの中から、GADマウスとC57BL/6Jマウスの間で多様性があり、かつgad遺伝子座近傍に存在すると考えられた8個を選別し、PCR法により得られてすべてのprogenyにおいて各マーカーの解析を行なった。その結果、マーカーならびにgad遺伝子はセントロメア側からD5Mit81D5Mit233D5Mit184/D5Mit254D5Mit256D5Mit197gadD5Mit113D5Mit7の順に並び、gad遺伝子はD5Mit197から0.4±0.3cM、D5Mit113から5.0±1.0cMの距離にあることが判明した。今後はgad遺伝子座に最も近いD5Mit197を用いて酵母人工染色体ライブラリーをスクリーニングし、得られたクローンの解析からgad遺伝子の同定を目指す予定である。
公設試験研究機関による知識創造と知識波及：特許データによる定量分析

包括的な特許データを用いて、公設試験研究機関(公設試)による知識の創造と波及を以下のように定量的に分析した。第一に、知的財産研究所特許データベース(IIPPD)、文部科学省科学技術政策研究所企業属性データベース、国際特許分類-国際標準産業分類コンコーダンスをマッチさせた。これにより出願企業の規模、地域、技術分野を時系列で識別することが可能となる。第二に、IIPPDの発明者情報から所属機関の属性(大学、国立研究所、公設試、民間企業)を識別した。第三に、データをIIPPDの引用・被引用ファイルと接続し、共有特許の引用状況を把握した。企業との共有特許を通じた公的知識の波及効果を以下のように分析した。まず、知的財産研究所特許データベース(IIPPD)と文部科学省科学技術政策研究所企業属性データベースをマッチさせた。これにより出願企業の企業規模(零細企業、中小企業、大企業)を識別することが可能となる。次に、IIPPDの発明者情報から大学、国立研究所、公設試験研究機関所属研究者による発明を識別した。更に、発明者住所情報から発明の行われた地域を、出願年情報から発明の行われた時期を、特許分類情報から技術分野をそれぞれ識別した。このデータから研究機関ごとに共同発明ネットワークの特性を分析することが可能となる。分析結果から大学研究者の共同研究ネットワークは公設試験研究機関のそれと比較して、中小企業との連携比率、地域内企業との連携比率がともに低いことが明らかとなった。次に、同データから大学等による共同発明が共同出願される比率と共同発明が(当該大学を除く)企業によって出願される比率を研究機関ごとに分析した。分析結果から大学と企業の共同発明と公設試験研究機関と企業との共同発明を比較すると、大学の共同発明は企業によって出願される傾向が強いことが明らかとなった。最後に、同データをIIPPDの引用・被引用ファイルと接続し、共有特許の自己引用について分析した。この分析では共有特許が事業化に向けて継続的な開発のために利用されていれば、共同研究相手は共有特許を自己引用する可能性が高い、また審査請求を行う可能性が高いと仮定し、それぞれの比率を研究機関ごとに比較した。分析結果から大学と企業の共有特許は公設試験研究機関の共有特許と比較して、共同研究相手企業による自己引用比率が低いことが明らかとなった。また、大学の共有特許と公設試験研究機関の共有特許を比較すると、大学共有特許の審査請求比率が低いことが判明した。先行研究のレビューに基づく仮説構築、実証分析に用いるデータセットの作成、定量的分析とその結果の解釈、論文執筆と成果普及の諸点で計画に沿った結果が出ているため。これにより出願企業の規模(小規模企業、中小企業、大企業)、地域(発明者住所の都道府県)、技術分野(バイオテクノロジー、バイオテクノロジーを除く化学、機械工学、電子工学、精密機器、その他)を時系列(出願年)で識別することが可能となる。このようにして構築されたデータから、公設試の属性別(工業、農業、医療、環境系)に単独発明の件数と質(国際出願等)、共同発明の件数と質、共同発明相手の属性(大企業、中小企業)と地理的分布(地元企業、非地元企業)、共同発明の利活用を定量的に評価することが可能となる。データの分析から以下の点が明らかとなった。第一に、工業系公設試は各技術分野でほぼ均等に発明を生み出しているのに対して、農業系公設試はバイオテクノロジーと機械工学、医療系公設試はバイオテクノロジーと精密機器に発明が集中している。第二に、地域中小企業の技術ポートフォリオとの相関は工業系公設試で最も高い。共同発明に占める地域中小企業との共同発明は工業系公設試で最も高い。第三に、特許件数に占める国際出願比率と特許あたり請求項数は医療系公設試で最も高い。第四に、共有特許における審査請求確率は工業系公設試で最も高い。第五に、特許あたり審査官前方引用件数は医療系公設試で最も高い。データの分析、論文の執筆、成果の公開と普及の点でおおむね計画に沿った成果が出ているため。

このようにして構築されたデータから、公設試の属性別(工業、農業、医療、環境系)に単独発明の件数と質(国際出願等)、共同発明の件数と質、共同発明相手の属性(大企業、中小企業)と地理的分布(地元企業、非地元企業)、共同発明の利活用を定量的に評価することが可能となる。データの分析から以下の点が明らかとなった。第一に、工業系公設試は各技術分野でほぼ均等に発明を生み出しているのに対して、農業系公設試はバイオテクノロジーと機械工学、医療系公設試はバイオテクノロジーと精密機器に発明が集中している。第二に、地域中小企業の技術ポートフォリオとの相関は工業系公設試で最も高い。共同発明に占める地域中小企業との共同発明は工業系公設試で最も高い。第三に、特許件数に占める国際出願比率と特許あたり請求項数は医療系公設試で最も高い。第四に、共有特許における審査請求確率は工業系公設試で最も高い。第五に、特許あたり審査官前方引用件数は医療系公設試で最も高い。包括的な特許データを用いて、公設試験研究機関(公設試)による知識の創造と波及を以下のように定量的に分析した。第一に、知的財産研究所特許データベース(IIPPD)、文部科学省科学技術政策研究所企業属性データベース、国際特許分類-国際標準産業分類コンコーダンスをマッチさせた。これにより出願企業の規模、地域、技術分野を時系列で識別することが可能となる。第二に、IIPPDの発明者情報から所属機関の属性(大学、国立研究所、公設試、民間企業)を識別した。第三に、データをIIPPDの引用・被引用ファイルと接続し、共有特許の引用状況を把握した。さらに公設試験研究機関への聞き取り調査を行い、定量的分析の結果の解釈に役立てる。また、利用企業への聞き取り調査を行い、技術移転の生産性効果について理解を深める。農業系公設試と工業系公設試の技術移転パターンの違いについて、ヒアリングを拡充し、これまでの定量的分析を補完する。イノベーションの経済学成果普及のための国際学会渡航費、英文論文校閲費が少なかったため。計画より効率的に予算執行できたため。成果普及のための国際学会報告と英文論文執筆を行い、当該費目を充足する。最終年度では農業系公設試験研究機関へのヒアリングに重点的に予算を割く。
キャピラリー電気泳動法によるマイナーアクチノイドと希土類元素の分離とその自動化

使用済み核燃料の再処理によってUとPuを分離・回収した後の,様々な放射性核種を含んだ高レベル放射性廃液(HLW)中から,Am,Cm等ように三価安定なマイナーアクチノイド(MA(III))を分離する事は高レベル廃棄物処分およびアクチノイドのリサイクルの観点から重要な社会的な要請が強く大きい.このMA(III)の分離に立ちはだかる問題は,多量に存在する三価希土類元素(RE(III))との化学挙動の酷似性である.本課題の研究は、昨年度で(1-1)陽極槽と陰極槽に高低差を設け,(1-2)用いる溶液にチオシアン酸イオンを含ませてキャピラリー電気泳動することにより,(2-1)Am(III)は陽極槽にEu(III)は陰極槽に完全に別れて泳動すること,および(2-2)両者の連続分離が可能である事を実証でき(特許出願)、研究の目的がほぼ達成できた。前年度には接触イオン対の形成能力の差異に着目した研究であった。本年度はさらに弱い相互作用の溶液化学的な基礎研究を行った。すなわち、MA(III)とRE(III)の溶媒共有型イオン対形成能力の両者(Am^<3+>とEu^<3+>)の差異をメタノール/水混合溶媒溶液系でヨウ化物イオンを用いて調べた。メタノールモル分率が低い条件ではI^-とAm^<3+>の相互作用はEu^<3+>に比べ弱い。わずかながら共有結合性を持つAm^<3+>では、溶媒和した水分子からのわずかな電荷移動がおこり、溶媒和したAm^<3+>の表面電荷密度をEu^<3+>のそれより小さく、そのためI^-との静電的相互作用が小さい。しかし、I^-を用いる落差式キャピラリー電気泳動法では、MA(III)とRE(III)の両者を分離できなかった。RE(III)とI^-のイオン対の生成定数は原子番号の増加とともに減少の傾向を示した。RE^<3+>では原子番号増加とともにイオン半径は減少し、溶媒和の構造性は強くなる。そのためI^-が近づきにくくなり,生成定数は小さくなったと推定できた。さらに自己集積膜をからめたMA(III)とRE(III)の分離法の開発も試みた。これらの得た知見はMA(III)とRE(III)の化学的挙動の理解に役立ち、且つ新しい分離法に繋がる可能性もある。使用済み核燃料の再処理によってUとPuを分離、回収した後の,様々な放射性核種を含んだ高レベル放射性廃液(HLW)中から,Am,Cm等ように三価安定なマイナーアクチノイド(MA(III))を分離する事は高レベル廃棄物処分およびアクチノイドのリサイクルの観点から重要な社会的な要請が強く大きい。このMA(III)の分離に立ちはだかる問題は,多量に存在する三価希土類元素(RE(III))との化学挙動の酷似性である。MA(III)とRE(III)の化学的挙動の相違環境創生の研究が全世界で,多数の研究者により,長年に渡り,幾っかの手法により試みられてきた。その中で,MA(III)とRE(III)の分離にこれまでに特に良い結果を得たのは筆者(菅沼)らのジチオカルカルバメート塩を用いるin situ抽出剤生成抽出法によるものである。この方法は抽出法であるので,二次的に生ずる放射性廃棄物を生ずる。これをさらに減らす方法を模索した結果,キャピラリー電気泳動法を選択する事に到達した。これまでの本課題研究により,(1-1)陽極槽と陰極槽に高低差を設けること,(1-2)用いる溶液にチオシアン酸イオンを含ませてキャピラリー電気泳動することにより,以下の事が判った。(2-1)Am(III)は陽極槽にEu(III)は陰極槽に完全に別れて泳動すること,及び(2-2)両者の連続分離が可能である事が判った(この方法を平成19年11月に特許出願をした。)。

わずかながら共有結合性を持つAm^<3+>では、溶媒和した水分子からのわずかな電荷移動がおこり、溶媒和したAm^<3+>の表面電荷密度をEu^<3+>のそれより小さく、そのためI^-との静電的相互作用が小さい。しかし、I^-を用いる落差式キャピラリー電気泳動法では、MA(III)とRE(III)の両者を分離できなかった。RE(III)とI^-のイオン対の生成定数は原子番号の増加とともに減少の傾向を示した。RE^<3+>では原子番号増加とともにイオン半径は減少し、溶媒和の構造性は強くなる。そのためI^-が近づきにくくなり,生成定数は小さくなったと推定できた。さらに自己集積膜をからめたMA(III)とRE(III)の分離法の開発も試みた。これらの得た知見はMA(III)とRE(III)の化学的挙動の理解に役立ち、且つ新しい分離法に繋がる可能性もある。
卵巣粘液性腺癌に対する新しい培養法の確立と抗癌剤感受性試験への応用

上皮性卵巣悪性腫瘍は、化学療法に対する奏効率が高い腫瘍として考えられている。しかしその中でも卵巣粘液性腺癌においては化学療法の奏効率が他の組織型に比べて明らかに低いことが報告されている。近年他の癌腫において報告されている新しい三次元培養法を用いて、粘液性腺癌の初代培養細胞塊を作成し、研究を進めた。書面にてインフォームドコンセントの得られた患者の腫瘍組織をもとに初代培養細胞塊を作成し、無血清培地内で長期培養、保存することに成功した。研究計画とその成果の概要1腸管上皮細胞と卵巣粘液性腫瘍(腸上皮型)の類似性について検討について:これまで当院にて保存されている卵巣粘液性腫瘍(腸上皮型)標本を用いてEPHB2(ephrin type-B receptor2)抗体での免疫染色にて腸管上皮幹細胞表面マーカーの存在を証明することを試みた。これまで報告されている条件では染色されず、腸管細胞上皮細胞表面マーカーの存在は証明できていない。今後条件設定を試み、マーカーの存在の確認を検討する。2三次元培養の確立:本年度卵巣粘液腫瘍(境界悪性腫瘍:腸上皮型)が数例しかなく、摘出標本より作成した初代培養細胞中に目的とする境界悪性病変をふくむ初代培養を作成ができていない。そのため、Wnt・ニコチンアミド・アクチビン様キナーゼ阻害剤・p38阻害剤を培養液に加えるという試みには進めていない。本研究では、卵巣癌の標準治療として用いられるパクリタキセル、カルボプラチンによる化学療法が奏功しにくい卵巣粘液性腺癌に焦点を置き、その初代培養系を確立することを目的とした。これまで、報告されているCTOS培養の手技を用いて初代培養細胞塊の作成を試みたが、増殖させることが困難であった。粘液性卵巣境界悪性腫瘍では腸上皮型の存在が知られており、腸管上皮と類似した性格を有する可能性を考えた。腸管上皮幹細胞の培養では4因子(Wnt,ニコチンアミド、アクチビン様キナーゼ阻害剤、p38阻害剤)を培養液に加える報告がある。粘液性腺癌の培養に際しても上記4因子を加えることを計画し、進めようとした。Wntについては、報告されているものについては海外の研究室に権利があり、使用についての話し合いを進めようとしたが、うまくいかず、手に入れることはできなかった。残りの因子を用いて様々な条件下で培養を試みている。現在のところ培養による増殖、マウスに移植可能な条件は得られていない。粘液性腺癌、粘液性境界悪性腫瘍のCTOSの作成についてはこれまでの報告による方法により可能であり、作成、保存を繰り返した。症例の蓄積中である。粘液性腺癌、および粘液性境界悪性腫瘍の症例については発生頻度がまれなため、2年間での症例蓄積が思うように進んでいない。本研究期間中に十分に進めることはできなかったが、粘液性腺癌、粘液性境界悪性腫瘍に対する治療法の確立について新しい手技の確立は必須であり今後も蓄積を重ね、分析に用いることができるように進めていきたいと考えている。症例が予想以上に少なく、研究の進行の妨げとなっている。婦人科腫瘍本年度の進行状況より、卵巣粘液性腫瘍の症例の発生が予想以上に少なかった。次年度以降できる限り症例の集積に努め研究を推進することに努める。一症例についても、採取できる検体の量を可能な限り増やし、目的とする境界悪性病変が採取できるようにすすめる。境界悪性病変の初代培養細胞が採取できればWnt、ニコチンアミド、アクチビン様キナーゼ阻害剤、p38阻害剤を培養液に加えて培養する研究を速やかに進めるために四因子の確保をすすめる。wntに関しては海外の研究室が権利を持っており、現在交渉中。3次元培養の確立が進めば以後感受性試験を速やかに進めるよう、薬剤の確保を進める。卵巣粘液性腫瘍の症例の発生が予想以上に少なかったため研究の進行が遅れたため、物品の購入を控えた。研究を速やかに進めるために、必要物品を購入する予定である。
内因性ウアバイン様物質の睡眠時無呼吸誘発作用に関する実験的研究

ラットに脳波・呼吸曲線記録用電極および脳室内カニューレの植え込み手術を行い、一定の回復期間をおいて自由行動下記録を行っている。生理的食塩水注入群、高張食塩水注入群、生理的食塩水およびカンレノン酸注入群、高張食塩水およびカンレノン酸注入群の4群で睡眠時無呼吸出現回数および無呼吸の持続時間、脳波の特徴について検討している。呼吸曲線や脳波の解析にあたっては、補助金により購入した設備備品MacLab/4システムを用いてコンピュータによる信号処理を行っている。現在信号処理のためのソフトウェアを開発中である。
神経細胞が形成されるメカニズムを明らかにする新たなモデルの提唱

脳には様々な種類の多くの神経細胞がある。それらは神経前駆細胞から形成されるが、その数を調節するメカニズムは良く理解されていない。その理由の一つは前駆細胞の形成がランダムに起こるように見えるからであり規則性を見出すことに困難がある。ショウジョウバエの視覚を司る脳神経が規則正しく形成されることを発見した。本研究では、この系を用いて、神経前駆細胞が形成される機構の一端を明らかにした。視覚中枢であるメダラ神経の形成は神経上皮細胞が増殖することに始まる。次に,最外側に位置する神経上皮細胞がProneural遺伝子群に属する遺伝子を発現し,その細胞は直ぐに神経芽細胞となる。これを時系列で追ってみると,最内側から始まるProneural遺伝子の発現は1細胞ずつ外側へ向かって神経上皮細胞列を上っていく。それは神経芽細胞を形成する波が規則正しく一方向に動いていくようであり,proneural waveと名付けた。今まで知られている神経芽細胞,神経幹細胞の形成は神経上皮細胞からproneural遺伝子を誘導する一群のポテンシャルを持った細胞が形成され,その後に「確率論的」に神経幹細胞が誘導される,というものであった。しかしながら,本実験系では「決定論的」に規則正しく進むために今まで詳細が不明であった形成機構を明らかにできる。本年度はProneuralwaveの進行を制御するメカニズムを解明することを目的とした。JAK/STAT信号系のリガンドであるUpdは最外側の神経上皮細胞で発現する。また,同信号系の活性は外側から内側に向かい〓していく。同信号系の機能喪失変異クローンを作成するとproneural waveの進行が速くなり,逆に構成的活性型変異のクローンでは進行がた,なった。このことからJAK/STAT信号系がproneural変異の進行を負に制御していることが明らかとなった。Unpairedが最外側の神経上皮細胞でのみ発現していることから,神経上皮細胞の増殖に従って最内側の細胞はJAK/STATの抑制から逃れproneural waveの進行が始まるのかもしれない。また,発生の後期ではUpdの伝播様式が変わるのか,JAK/STAT活性がLamina神経領域に限局され,神経上皮の活性が低くなることもproneural waveの進行を助けていると考えられる。ショウジョウバエの視神経は視覚中枢のラミナ神経節およびメダラ神経節に投射する。メダラ神経は視覚葉の表面に存在する神経表皮に由来する。最内側に位置する神経表皮細胞がProneural遺伝子を発現し、その細胞は直ぐに神経芽細胞となる。これを時系列で追ってみると、最内側から始まるProneural遺伝子の発現は1細胞ずつ外側へ向かって神経表皮細胞列を上っていく。それは神経芽細胞を形成する波が規則正しく一方向に動いていく波のようあり、proneural waveと名付けた。さらにJAK/STAT信号系がproneural waveの進行を負に制御していることを見出した。本年度はProneural waveの分子実体がEGFシグナルであることを明らかにした。すなわちEGFシグナルが活性化されるとproneural遺伝子が活性化され、神経芽細胞に分化する。同時にRhomboid(不活性型Spitzリガンドを活性型する因子)が発現し、Spitzを活性型に変える。それにより次の神経表皮細胞が活性型Spitzを受け取り、proneural waveが進行していく。中枢の神経芽細胞が規則正しく形成されるメカニズムを明らかにした。EGFシグナルが活性化している領域でNotchシグナルのリガンドDlが発現し、Notchシグナルが活性化していることも見出した。さらに、EGFシグナルを核に伝えるPointed転写因子の発現はこのNotchシグナルにより維持されていることがわかった。NotchシグナルはEGFシグナルに必要であることを示している。ところが、EGFシグナルの変異クローンでは神経母細胞の形成がおきないにもかかわらず、Notchシグナルの変異クローンでは神経母細胞の過形成が起こり、全く矛盾する結果が得られた。この点はメダラ神経芽細胞の形成機構を明らかにする重要なポイントであると考え、さらなる解析を続けている。