hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌病態特異的microRNAの統合的スクリーニングと核酸医薬への応用

本研究では、機能性低分子RNAとしてゲノム情報発現系内在性制御機序を担うmicroRNA(miRNA)による癌個別化医療の実現を目指して、様々な癌病態において特異的にgain-of-functionあるいは、loss-of-functionをきたす癌病態特異的miRNAを同定すべく、独自のin vitro/in vivo癌病態モデル系等における統合的スクリーニングを行ってきた。発癌から悪性形質獲得に至る連続的な癌病態の変化や発現異常の時空間的変化に着目したオミックス統合解析、さらに、癌病態特異的miRNAと標的遺伝子の分子機序の詳細な解明から核酸医薬としての可能性の検討までを一貫して実施する本研究の成果は、癌miRNA創薬による癌治療体系の確立等に貢献しうると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、機能性低分子RNAとしてゲノム情報発現系の内在性制御機序を担うmicroRNA (miRNA)による癌個別化医療の実現を目指して、様々な癌病態において特異的にgain-of-functionあるいはloss-of-functionをきたす癌病態特異的miRNAを同定すべく、これまでの研究成果に基づいて、独自のin vitro/in vivo癌病態モデル系等における統合的スクリーニングを行う。さらに、発癌から悪性形質獲得に至る連続的な癌病態の変化とDNAメチル化異常や発現異常の時空間的変化に着目したオミックス統合解析を推進し、癌病態特異的miRNAと標的遺伝子の分子機序の解明から核酸医薬としての可能性の検討までを一貫して実施する。本研究の成果は、癌miRNA創薬による癌治療体系の確立等に貢献しうると考えられる。本研究では、機能性低分子RNAとしてゲノム情報発現系内在性制御機序を担うmicroRNA (miRNA)による癌個別化医療の実現を目指して、様々な癌病態において特異的にgain-of-functionあるいはloss-of-functionをきたす癌病態特異的miRNAを同定すべく、独自のin vitro/in vivo癌病態モデル系等における統合的スクリーニングを行ってきた。各マーカー遺伝子のプロモーター領域の単離、及び単離した各プロモーター配列を組み込んだ蛍光レポーター・コンストラクトの作成に関して、当初の予想より多くの時間が必要となったため。最終年度である平成28年度は、既報の癌浸潤・転移関連マーカー遺伝子の中でも細胞外マトリックス分解酵素であるMMP-9による独自のin vitro/in vivo癌病態イメージング・モデル系の確立を完了させる。具体的には、既報のマウス大腸癌細胞株colon26を用いたin vitro浸潤/in vivo転移モデル系へ、既に構築済みのMMP-9/gPADシステムを遺伝子導入し、MMP-9遺伝子活性を指標とした独自のin vitro/in vivo癌病態イメージング・モデル系の確立を完了させる。平成27年度は、構築した各レポーター・コンストラクトを既報のin vitro浸潤/in vivo転移モデル系へ個別に遺伝子導入する等によって、独自のin vitro/in vivo癌病態モデル系の確立を完了させる。さらに、同モデル系を用いた合成二本鎖miRNAライブラリー(ライフテクノロジーズ社)のin vitro網羅的機能性スクリーニングを進め、初年度には実施に至らなかった癌病態特異的miRNA候補遺伝子の選出を行う。選出した各miRNA候補遺伝子については、各候補miRNA配列を搭載した合成二本鎖miRNAを用いたin vitro/in vivo癌病態モデル系における機能的な検証を行うとともに、臨床検体等も含めたDNAメチル化探索、網羅的発現探索、網羅的機能性探索によるオミックス統合解析を実施する。一方で、各癌病態モデル間での細胞特性(形質)、臨床検体における病期(癌病態)や癌組織内での物理的な部位等に関する時空間的相関性をも考慮した検討を加味する事によって、臨床的に意義有る癌病態特異的miRNA群とその標的遺伝子群の同定、ならびに各癌病態における詳細な分子機序の解明を試みる。本研究課題の最終年度である平成28年度は、平成27年度までのオミックス統合解析等により同定された各癌病態特異的miRNAについて、抗miRNA療法(anti-miRNA therapy)あるいはmiRNA補充療法を想定した核酸医薬としての有効性を検討すべく、in vivo治療実験による詳細な解析を行う。

なお、本研究課題では抗miRNA療法やmiRNA補充療法の臨床応用を視野に入れ、ウイルス・ベクターやその安定発現細胞株等は用いず、合成二本鎖miRNA等の人工核酸を用いた解析を実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
頭部外傷後痴呆の機序の解明-前頭葉ドーパミン・レセプターの重要性

本実験において、まず脳挫傷モデルの作成であるが、200300gの雄性Wistar系ratに対して、右頭頂葉にわれわれが独自で開発したfluid percussion装置を用いて2.53.5atmの圧力を加えて作成した。このようにして作成されたラットの脳挫傷モデルにおいて受傷後のドーパミン放出量を両側前頭葉皮質においてin vivo microdialysis法を用いて測定した。ドーパミン放出量の測定は、無麻酔、無拘束下に脳挫傷ラットの前頭葉皮質に人工髄液を潅流しその潅流液を拘束液体クロマトグラフィーを用いておこなった。またそれと同時に学習記憶障害をモ-リスの水迷路試験により検討した。その結果であるが、ドーパミン放出量は、慢性期、特に受傷後1ヵ月目において、両側前頭葉皮質で、sham ratに比較して、有意に低下を認めた。また高カリウム溶液による刺激性放出量も有意に低下を認めた。またモ-リス水迷路試験においても慢性期においてsham ratと比較して有意に学習獲得障害を認めており、この両者の結果に相関があることが、示唆された。次にドーパミンD1, D2レセプターmRNAの発現量をノーザンブロット法を用いて、現在検索中であり、またドーパミンレセプターの組織学的検索を抗レセプター抗体を用いた免疫組織化学的検索にておこなっている。ドーパミンレセプターのアゴニスト、アンタゴニストの投与による改善効果の実験は、現在投与薬剤や投与方法、投与量等を検討中である。
幼児における心の理解と自我発達：性格特性推論との関連

主に以下の3点を検討した。第1に,幼児期の性格特性理解を原因帰属推論として捉え直した検討を行った。第2に,特性推論における行為者の違いの影響を検討した。第3に特性推論と自称詞の発達と関連について検討した。その結果,次の事柄が明らかとなった。第1に事象の原因として内的要因(意図)と外的要因(物理的事象)が共存する時,成人と幼児の場合とで提示順序が原因帰属推論や行為者の特性推論に与える影響が異なった。第2に,特性推論すべき対象者との関係性が成人も幼児も特性推論に影響を与えた。第3に,特性推論すべき対象者が用いる自分の呼称を操作すると,成人も幼児も敏感に区別して反応していることが示された。【研究2】第1年度(平成24年度)に引き続き,原因帰属推論としての性格特性理解第1年度は心の理解の一側面として性格特性の理解に焦点を当て,結果の原因の帰属先や行為者の違いによって幼児の性格特性推論が影響を受ける可能性について検討することを目的とした。その際,提示刺激中の主人公である幼児が「一般的な幼児」であるか「自分・又は自分の子ども」であるかを要因に加えた。*被験者:3・4・5歳児各30名,成人517名*実験計画年齢(4)×主人公の動機(ポジティブ;P,ネガティブ;N)×結果(P,N)×提示順序(動機先,外的要因先)×主人公との関係(他者・自分の子)の5要因配置。動機,結果は被験者内要因,年齢と提示順序,主人公との関係は被験者間要因。*手続き:動機(P,N)×結果(P,N)×提示順序(動機先,外的要因先)の3条件を操作したストーリーを作成し,被験者に対し主人公の動機と結果の組み合わせ(PP,PN,NP,NN)を操作した8つのストーリーを静止画と共に提示し,1どうして「結果」は生じたか,2主人公は良い子か悪い子か,32の判断理由を質問。*結果現時点で成人の分析が終了している。その結果,以下の点が明らかになった。1.原因帰属主人公が他者条件では動機と外的要因の提示順序の効果が明らかとなったが,特に動機と結果がともにネガティブな条件では,内的な要因が先に提示されると主人公が自分の子どもの場合に「悪い子」判断が多かった。2.特性推論とその根拠主人公が他者の子どもか自分の子どもかによって,各要因の主効果や交互作用の有無や方向性が異なった。以上の結果から,原因帰属推論を成人がする場合には,動機や結果だけでなく,行為者との関係性が判断に影響することが示された。幼児データは現在分析中である。【研究1】原因帰属推論としての性格特性理解第1年度は心の理解の一側面として性格特性の理解に焦点を当て,原因帰属推論として幼児期の特性理解を捉え直し,結果の原因の帰属先や行為者の違いによって幼児の性格特性推論が影響を受ける可能性について検討することを目的とした。*被験者:3・4・5歳児各30名,成人252名*実験計画年齢(4)×主人公の動機(ポジティブ;P,ネガティブ;N)×結果(P,N)×提示順序(動機先,外的要因先)の4要因配置。動機,結果は被験者内要因,年齢と提示順序は被験者間要因。その結果,以下の3点が明らかになった。1.原因帰属全条件で動機と外的要因の提示順序の効果が明らかであり,先に動機を提示された場合には結果の原因を動機に,先に外的要因を提示された場合には原因を外的要因に帰属した。2.特性推論PP条件(動機P,結果P)とPN条件(動機P,結果N)では提示順序にかかわらず主人公は「良い子」に。NP条件(動機N,結果P)とNN条件(動機N,結果N)では提示順序に拘わらず主人公は「悪い子」と判断された。3.特性推論の根拠全条件で特性推論の根拠として主人公の動機が挙げられた。以上の結果から,成人は出来事の結果の原因は時間的配列に基づいて判断するのに対し,主人公の特性は主人公の動機(内的要因)に基づいて判断することが示された。最終年度は2つの研究を行った。

I幼児における原因帰属と性格特性推論【問題】ある事象の原因の帰属先を内的要因と外的要因の2種類設定したうえで,行為者を幼児自身又は他者のいずれかに設定することで,幼児の特性推論の結果が異なるか否かを検討。【方法】*被験者:保育園年中クラス児15名,年長クラス13名。*刺激:事象の原因・行為者の意図・事象を組み合わせて4通りのストーリーを2種類ずつ,合計8つのストーリーを用意。*手続き:パソコン画面上にストーリーを提示し,実験者がストーリーを読み聞かせた。その上で,事象の原因は何か,行為者は良い子か悪い子か,性格特性の判断理由について回答を求めた。【結果と考察】1.事象の原因帰属先行為者が他者の場合には原因を内的要因に帰属した。2.行為者の性格特性推論いずれの要因も有意差なし。3.性格特性の判断理由4歳児の方が行為者の意図に理由づけした。II行為者が幼児の場合の成人における性格特性推論ー行為者の呼称の違いが原因帰属推論に与える影響ー【問題】成人を対象に,行為者が「一般的な他者」の場合と「自称詞を使う他者」の場合とで,原因帰属や特性推論に違いが生じるかについては明らかではない。【方法】*被験者30代の子育て中の男女合計529名。*手続き研究Iと同様の8種類のストーリーを使用。静止画と共にストーリーを提示。1「結果」の原因,2主人公は良い子か悪い子か,3特性判断の理由をそれぞれ選択肢で質問。【結果と考察】1.結果の原因の帰属先一人称条件と一般名条件とで原因を外的に帰属しやすいストーリーが異なった。2.特性推論と判断理由「良い子」判断が多かったされやすいストーリーとされにくいストーリーがあった。さらに,一人称条件の方が結果重視されやすく,外的先行条件の方が外的帰属されやすかった。発達心理学成人に関してはデータ収集及び分析も終了している。一方,幼児に関してはデータ収集は終了したものの,個別面接による聞き取り調査だったため,データの分析に時間がかかり,当初予定していた3月末までにすべての分析を終えることができなかった。しかし,データは揃っており,分析も順調に進んでいるため,研究全体としてはおおむね順調に進んでいると考える。第1年度は研究1として,原因帰属推論として幼児期の特性理解を捉え直し,結果の原因の帰属先を内的要因と外的要因の2種類設定することによって,幼児の特性推論の結果が異なるか否かを実験によって検討することを目的としていた。その結果,年度終了時点において,当初の予定通り実験を実施した。したがって,研究計画そのものはおおむね順調に進展しているといえる。さらに,成人についての分析から,成人は出来事の結果の原因は時間的配列に基づいて判断するのに対し,主人公の特性は主人公の動機(内的要因)に基づいて判断することが示された。しかし,幼児データは収集に予定していたよりも時間を要し,またプロトコルデータの文字化にも時間を要したため,いまだ分析が途中の段階である。そのため,交付申請書に記載した「研究の目的」の中の仮説1「原因帰属判断において内的要因と外的要因のいずれを重視するかの判断には発達差があるだろう。」,2「内的要因に原因を帰属する子どもは,それに応じた特性推論判断をするだろう。」,3「外的要因に原因を帰属する子どもは,特性推論判断への反応が不安定だろう。」の3点についての検討が終了していない。
転写因子による造血制御機構と白血病発症機構の解析

多くの白血病は染色体転座によって形成されるキメラ型転写因子を原因として発症する。本研究においては、t(3;21)の結果形成されるRUNX1/EVI1の機能を発生工学的に解析するとともに、その標的遺伝子の探索を行った。また、12p13転座の標的がん抑制遺伝子TELの機能を分子生物学的・細胞生物学的に解析するとともに、骨髄異形成症候群における発現の変化を観察した。さらに、inv(12)の結果形成されるTEL/PTPRRの機能を解析した。AML1/Evi1は造血幹細胞腫瘍の急性転化で観察されるt(3;21)の結果形成されるキメラ型転写因子遺伝子である。当研究室で作製されたAML1/Evi1ノックインマウスは、AML1ノックアウトマウスと同様に中枢神経系の出血により胎生致死となり、胎仔肝造血が廃絶している。しかしながら、コロニー・アッセイにより、AML1ノックアウトマウスの胎仔肝には造血前駆細胞が全く検出されないのに対して、AML1/Evi1ノックインマウスの胎仔肝には分化異常があり(赤芽球には分化せず、異形成のある骨髄球および巨核球にのみ分化する)、自己複製能の亢進した造血前駆細胞が残存していることが明らかになった。本年度は胎存肝造血におけるAML1/Evi1の標的遺伝子を同定する目的で、造血制御に関与している転写因子遺伝子群の発現をAML1ノックアウトマウスとAML1/Evi1ノックインマウスで半定量PCR法によって比較した。AML1ノックアウトマウスではPU.1の発現がほぼ消失していたが、AML1/Evi1ノックインマウスでは残存していた。PU.1の発現維持がAML1/Evi1ノックインマウスの胎仔肝造血における造血前駆細胞の残存に関与している可能性がある。PU.1の標的遺伝子CD11bの発現もAML1/Evl1ノックインマウスにのみ認められた。一方、AML1ノックアウトマウスとAML1/Evi1ノックインマウスの両者で赤芽球分化に重要なLMO2及びSCLの発現が著減していた。いずれのマウスにおいてもGATA-1の発現は維持されていたが、AML1/Evi1ノックインマウスではGATA-1の標的遺伝子ALAS-E及びβ-globinの発現がより強く抑制されていた。これはAML1/Evi1陽性細胞で発現しているPU.1がGATA-1の機能を負に制御している結果であると考えられた。AML1/Evi1ノックインマウスの造血前駆細胞が赤芽球分化能を失っているのは、赤芽球分化に必須の転写因子群が機能的に失活しているためと推測された。RUNX1/EVI1によるC/EBPαの機能制御の解析RUNX1/EVI1は慢性骨髄性白血病および骨髄異形成症候群が白血病化する際に作用する原因遺伝子である。RUNX1/EVI1による転写制御異常を介した分化抑制効果がその分子基盤であると考えられる。顆粒球分化に必須の役割を担うC/EBPαがRUNX1/EVI1の分化抑制効果の標的遺伝子である可能性について検討した。RUNX1/EVI1をマウスLG-3細胞に遺伝子導入した所、好中球コロニー刺激因子存在下での好中球への終末分化が阻害された。COS7細胞に過剰発現させたRUNX1/EVI1とC/EBPαの結合が免疫沈降法で証明されたことから、両者は機能的に相互作用する可能性が示唆された。C/EBPαは標的遺伝子の転写を活性化することにより顆粒球分化を促進するが、自らの遺伝子プロモーターの転写も活性化することが知られている。そこで、CEBPAプロモーターを用いたレポーター・アッセイにより、RUNX1/EVI1がC/EBPαの転写活性化能に及ぼす影響を検討した。RUNX1/EVI1はC/EBPαの転写活性化能を抑制したが、EVI1部分のCtBP結合部位の変異体はその抑制能を失っていた。従って、RUNX1/EVI1はピストン脱アセチル化酵素のリクルートを介してC/EBPαの転写活性化能を抑制すると考えられた。さらに、ゲルシフト・アッセイにより、RUNX1/EVI1はC/EBPαのDNA結合能を抑制することも明らかになった。最後に、RUNX1/EVI1発現LG-3細胞にC/EBPαを過剰発現させた所、分化能の回復が観察された。RUNX1/EVI1はC/EBPαを標的として分化抑制効果を発揮し、造血幹細胞腫瘍を白血病化させる可能性が示唆された。1.TELのアセチル化による機能制御機構の解析TELは抗アセチル化リジン抗体で免疫沈降されることから、アセチル化蛋白であることが明らかになった。TEL分子中の17個のリジン(K)残基の1つのみを残し、残りすべてをアルギニン(R)に置換した変異体を作製して検討した所、TELのアセチル化部位は唯一Lys99であった。

アセチル化変異体R99Rは、抗アセチル化リジン抗体で免疫沈降されず、放射性同位元素^<14>Cを有するメチル基で標識されなかった。様々なアセチル化誘導酵素を検討した所、MOZが最も強くTELをアセチル化した。野生型TELの転写抑制能はMOZの共発現により減弱したが、K99R変異体では減弱しなかった。我々はすでにTELがERKにより誘導性にリン酸化を受けて失活することを証明しているが、K99R変異体はリン酸化されないことから、Lys99のアセチル化はリン酸化の必要条件であると考えられた。RUNX1/EVI1は慢性骨髄性白血病・骨髄異形成症候群の白血病化及び急性巨核芽球性白血病発症の原因遺伝子である。発生工学的検討により、RUNX1/EVI1は胎生造血に異形成を誘導すること、マウス個体に急性巨核芽球性白血病を発症させることを証明している。本年度は、RUNX1/EVI1レトロウイルスをlineage depletionしたマウス骨髄細胞に感染させて、分化・増殖に対する影響を検討した。モック感染細胞はIL-3、IL-6、SCF存在下で7日間培養すると好中球に分化するが、RUNX1/EVI1ウイルス感染細胞は分化能を失っていた。造血コロニー・アッセイでは、RUNX1/EVI1ウイルス感染細胞はより大きなコロニーを形成し、モック・コロニーと異なりreplatingが可能であった。RUNX1/EVI1は一次培養細胞においても、分化抑制能と増殖促進能を示した。
多層壁体の材料境界面における水分移動に関する研究

本研究は平成12年度および13年度の2年間で行われた。最終年度においては、前年度に行われた2層壁体(多層壁体の基本的なケース)の実験モデルによる、屋根スラブを想定した結露・再蒸発実験の測定データの整理および分析を行い、解析計算モデルの検討を行った。パーソナルコンピュータとDVDに蓄積された多層壁体内の温度分布および含水率分布の測定値の時間的変化を、グラフおよびアニメーションで視覚化し、その特徴やモデル化に必要な情報を抽出した。その結果、試料内の含水率分布に関して、二層壁体では、水分流入側に位置する材料内部の含水率がきわめて高くなり、上部・下部材料の平均含水率に大きな隔たりが生じること(含水率の二極化)が分かった。また、試料全体の平均含水率に関しては、結露過程において、単層壁体と比較して二層壁体の方が含水率の上昇率が高い傾向があり、結露定常状態および再蒸発過程においては、ほとんど差が生じないことが分かった。これら結果から、二層壁体内水分移動モデルには、層境界面における水分移動に対する抵抗の考慮と、再蒸発時における含水履歴の影響を考慮する必要があることが明らかになった。次に、上記の結果を総合して熱水分同時移動方程式を基礎とした二層壁体内部水分挙動の数値計算モデル(一次元)を作成し、実測条件に合わせた計算を行った。層境界面には中空層を想定した水分の伝達抵抗を仮想し、さらに境界層付近の含水率の上昇とともに抵抗値が低下するモデルを採用した。実測結果と計算結果を比較すると、平均含水率の挙動に対しては、かなり良いシミュレートが可能であることが分かった。しかし、含水率分布に関しては、二極化の傾向を表現できているものの、各層の含水率の絶対値は実測値と隔たりのあるものとなった。この計算モデルの将来性が検証され、今後の発展に役立つ情報が多く得られた。さらに本研究の今後の発展的課題として、計算モデルの改良の他、材料同士の接合方法の検討が挙げられる。本研究は平成12年度および13年年度の2年間で行われる予定であり、今年度における中間報告とそれまでに得られた研究成果を次に述べる。はじめに2層壁体(多層壁体の基本的なケース)の実験モデルとして、種々の材料板を組み合わせ圧着して2層の壁体試料を作成した。材料の同種および異種、さらに材料厚さの異なるものを組み合わせた数種の試料を多数用意した。これらを用いて屋根スラブを想定した壁体の結露・再蒸発実験を行った。予め実験試料を多数作製し、それらの側面および底面を断湿した。銅板上にこれら実験モデル試料を多数配置し試料の側面を発泡スチレンにより断熱した。試料の載った銅板全体は恒温恒湿室に設置され、銅板下面を水で冷却した。室内空気の温湿度をある一定の条件に設定した後、測定を開始した。試料は室内側表面から吸湿し、内部の含水率が徐々上昇した。材料含水率が定常状態になった後、室内空気の湿度を下げて試料内の水分を放湿した。これら過程中の材料内含水率分布および温度分布、室内温湿度の連続測定を行い、測定データをパソコンに取り込んだ。またそれと並行して予め測定されている材料物性値と温湿度条件を、新たに提案した多層壁体水分移動モデルに組み込み、その現象過程について数値シミュレーションを試みた。実験結果および数値シミュレーション結果は大型液晶ディスプレイにて表示され、この実験における2層壁体中の含水率分布の変動特性が把握されると同時に、今回新たに考案した計算モデルの有効性の検討が行われた。実測される含水率分布の範囲は完全な中空層モデルと単純伝達モデルのほぼ中間的な状態になっており、残念ながら今回提案された計算モデルもまた適度な含水率分布の幅をシミュレートできないことが分かった。また学内LANにパソコン接続されたDVカメラを用いることにより実験の監視を遠隔で行うことができ、また同時にDVテープに記録を取ることが可能になった。来年度においてはさらに改良された計算モデルを多数考案し、同様のシミュレーションを多数行い、より精度の高い水分移動予測モデルを模索する予定である。

層境界面には中空層を想定した水分の伝達抵抗を仮想し、さらに境界層付近の含水率の上昇とともに抵抗値が低下するモデルを採用した。実測結果と計算結果を比較すると、平均含水率の挙動に対しては、かなり良いシミュレートが可能であることが分かった。しかし、含水率分布に関しては、二極化の傾向を表現できているものの、各層の含水率の絶対値は実測値と隔たりのあるものとなった。この計算モデルの将来性が検証され、今後の発展に役立つ情報が多く得られた。さらに本研究の今後の発展的課題として、計算モデルの改良の他、材料同士の接合方法の検討が挙げられる。
越境資源管理における情報提供の働き

河川流域環境の上流と下流住民の行動の依存関係と、流域に起こる環境・健康被害や被災の不確実性を顕示した行動理論モデルを構築しどのような情報制度が流域住民の「社会を省みる性向(social mind)」を活性化し、流域環境管理への自律的貢献意欲や行動を促すか、経済実験の手法で精査する。多様なステークホルダーの自主管理への協力行動を促す為の情報提供の仕組みを考察する。
分子イオン移動度の分布に基づく分子の定量的コンホメーション多様性分析法の開発

食品や医薬品、または体内や環境中の微量成分を迅速かつ的確に分析する方法の確立は、食や環境のリスクの評価や病気の診断、あるいはそれらの予防に大きく貢献するための重要な課題です。本研究は、近年急激に進歩しているイオン移動度分析法による定性的な微量分子の識別法を改良し、分子の柔らかさや形の多様性がどのように分析結果に反映されるかを理論的に導き出して実際の分析結果と比べることにより、今までは識別や定量が困難だった生体分子の異性体(構造がほぼ同じだが生理活性が異なるもの)の識別を可能にしました。非常に似通った分子でも、互いに紛れることなく、確実に一つの生理活性物質にまで識別できる新手法を開発しました。平成27年度には、フレキシビリティが制限された比較的低分子量の分子イオン(M.W.<400 Da)を選択して、計算で得られたCCS分布が実験的に得られたCCS分布の実測値を予測できるかどうかによってモデルの信頼性を評価した。研究分担者は現有のWaters社製Synapt G2を用いて、主に薬剤分解産物などの低分子モデルの実測CCS分布の決定を担当した。CCS分布の計算に関しては、本研究課題の主要な分析対象物質の水溶液中の構造異性体・コンホメーション多様性を再現する分子構造ライブラリを自動生成する汎用ソフトウェアを開発した。また、マススペクトル法の衝突断面積分析に供するためのプロトン付加体分子モデルの自動生成、溶媒付加体分子モデルの自動生成プログラムを開発し、その半経験的分子軌道法に基づく分子の生成エネルギー分布から、実環境中で発生し得る分子種の種類と生成割合を推定できる体制が確立した。この成果に基づき、エレクトロスプレイイオン化(ESI)法におけるイオンの生成割合を定量的に予測する新たな速度論的モデルを構築し、未知化合物でかつ標準品のないような物質のマススペクトルシグナルの感度を推定する体制が整った。また、分子の衝突断面積に基づく精密な識別分析に供するため、分子力場に基づいて計算した分子構造ライブラリ全体にわたる熱力学的平均衝突断面積を決定することにも成功し、予備測定の結果との比較が可能となった。実測CCS分布の決定に関しては、水田等の主要な農薬として知られるイミダクロプリド、ジノテフラン、エトフェンプロックス等の環境変化体の骨格構造を持つ低分子化合物のCCS分布測定を、またコントロール実験としてコンフォメーション揺らぎのほとんどない剛直な縮合炭化水素系化合物のCCS分布測定を行い、分布の幅や形状を比較検討した。両者の一致度からモデルの修正のための重要な知見を得た。コンフォメーション分布の生成アルゴリズムについて、ディスタンスジオメトリ法、結合周りの回転自由度に基づく統計的生成法、遺伝的アルゴリズムの3通りの方法をプログラムし、それぞれについて実際に分布を形成してすべてのコンフォーマーについてTM法(トラジェクトリー法・衝突軌跡解析法)計算をして衝突断面積のコンフォーマー集団にわたる分布平均を計算することに成功した。得られた分布に関しては、およそ2万通りのコンフォーマーのすべてに渡って半経験的分子軌道法とDFT法(B3LYP/6-311++G(2d,p))によるエネルギー計算を行い、物性推定値のアンサンブル平均を得た結果、グローバルミニマムを得る方法では物性推定は不完全であることと同時に、アンサンブル平均が必ずしも時間平均(これは実測物性値に対応する)にも一致しないことを見いだしたことが重要である。現在は時間平均像を計算すべく、計画通りのアルゴリズムにより分子動力学的にコンホメーションの変化を追跡する研究に着手している。平成28年度には、すでに前年度に確立したCCS(衝突断面積)推定プログラムを用いて、一般的な低分子化合物のCCS分布の推定を試み、研究分担者が測定した実際のCCS分布との比較検討を行った。奇妙なことに、典型的なターゲットとして選んだ一連の農薬環境変化体において、シミュレーションと実測が必ずしも一致しない例に遭遇することが珍しくなく、これが近年使用例が増加している新世代のCCS決定実験法(T-Wave IMS法、Trapped Ion Mobility法)の挙動によるものであること、またその非平衡熱力学上の換算衝突見かけ温度が平行温度からかなりかけ離れているため、モーメント輸送量が単純なIMSチャンバを仮定した場合よりも大きく異なっていることなどが明らかとなった。そこで本研究では、後者の換算衝突見かけ温度(Teff)を自由に再設定できるようにプログラムを改善し、実験的に求められたTeffを採用することでCCS分布のシフトに関する実験との差異を大幅に低減することに成功した。また、前者に関しては古典的ながら新世代のCCS決定実験法におけるイオンの飛行挙動をモデル化することにより、単純なMason-Schamp方程式では解釈できないような複雑な挙動を再現することに成功した。これらの改善点を反映させ、新たにCCS分布解析を行ったところ、実験値との一致は非常に改善された。これらの成果を国内外の関連学会で発表し、応用分野の中でも特に農薬の環境変化体についての分析を可能とする実践的な改善策について新たな着想を得た。前年度の実績から、適切なコンフォーマー分布を生成すれば、グローバルミニマムな構造を持つ分子イオンのコンフォーマーが必ずしもイオン移動度実験でのイオンの挙動を代表しないことを見出したが、CCS分布という観点からも無視できない実験からのズレが観測され、それが系の準平衡挙動を代表するパラメーターである換算衝突見かけ温度(Teff)として反映されることに気づいた点がやはり大きな進捗であった。

研究分担者の示す実測値との一致を目指すうえで、まずこのTeffを調整することが重要であり、実測した中ではほぼすべての分子イオンについてある特定のTeffを仮定することで実測値を精度よく推定できることがわかった。この結果、課題は再びCCS分布の形状を再現することに立ち戻り、むしろ分布の時間平均像がアンサンブル平均像と一致することを示すことで、分子動力学法によるCCS分布計算を目指すことに一定の勝算が得られるものとの確信が深まった。食品や医薬品、または体内や環境中の微量成分を迅速かつ的確に分析する方法の確立は、食や環境のリスクの評価や病気の診断、あるいはそれらの予防に大きく貢献するための重要な課題です。本研究は、近年急激に進歩しているイオン移動度分析法による定性的な微量分子の識別法を改良し、分子の柔らかさや形の多様性がどのように分析結果に反映されるかを理論的に導き出して実際の分析結果と比べることにより、今までは識別や定量が困難だった生体分子の異性体(構造がほぼ同じだが生理活性が異なるもの)の識別を可能にしました。非常に似通った分子でも、互いに紛れることなく、確実に一つの生理活性物質にまで識別できる新手法を開発しました。電場で加速された分子イオンが希薄ガスと衝突する際の衝突断面積(CCS)を推定するために、分子動力学法により生成した多数のコンフォーマーからなるアンサンブルについて組織的に運動量移動断面積を算出し、CCSの分布とその時間・アンサンブル平均から実際のイオン移動度を推定するアルゴリズムを構築した。これは、RDKit、Confab、Balloon、またはConflexなどのコンフォーマー生成アルゴリズムを用いたアンサンブルのひとつひとつに対してエネルギー極小化を経て多数の局所平衡構造を作成し、得られた個々の局所平衡コンフォーマーに対する気体分子衝突トラジェクトリーの追跡を1,000,000回繰り返すことにより達成した。エネルギー極小化は予備的にAmberまたはMMFF94力場により平衡化した後に、半経験的分子軌道法(PM7ハミルトニアン)により生成エンタルピー最小化構造を導くことで達成した。衝突のトラジェクトリーは、分子間相互作用として原子間のレナードジョーンズポテンシャルの総和に加えて部分電荷を用いた分極相互作用、および多原子気体との間の四重極相互作用を採用して古典論的運動方程式を仮定して計算した。ボルツマン方程式のChapman-Enskog解から運動量移行断面積のエネルギー積分を経てCCSを導出し、Mason-Schamp型の移動度に換算して実験値との比較を行った。実測値としては、進行波型駆動力を用いるイオン移動度測定による微量な未知環境汚染物質の実験CCSを測定し、移動度の推算結果が一致することを確認した。しかし類似した異性体間で平均CCSの差が統計的有意になるほどには実験的にも推算アルゴリズムとしても精度を十分に上げることができなかった。それに対して、CCS分布の形状が2つの異性体間で差があり、それを利用すれば本成果から新しい異性体識別法を導出できることがわかった。今後、分子動力学的にコンホメーションの変化を追跡しながら、衝突断面積の時間平均値を計算するプログラムを開発し、レナードジョーンズポテンシャルおよびドリフトガスとの四重極相互作用のパラメーターと実測値との相関から各パラメーターを最適化する研究へと移行する予定である。
明治初期の自然災害・天変地異カタログの作成

明治初期(おおむね明治20年まで)に発生した地震・火山噴火・その他自然災害(天変地異)について,カタログを作成した.この時期は,国の機関などによる体系的な観測および情報集約がおこなわれておらず,未知の事件が学問的には記録されないままになっている可能性がある.抽出した情報をデータベース化し,時系列や地域による並べかえ,検索などが容易にできるように工夫した.このデータベースはWeb上で公開した.京都大学附属図書館,京都府内の図書館および資料館において,データベースによる調査と新聞の所蔵状況の整理をすすめ,調査方法の開発および検証をおこなった.また,全国各地での予備調査を実施した.京都大学附属図書館が提供している新聞データベースを活用し,キーワード等による検索を実施した.各地の所蔵館での調査を効率よくすすめるためにも,抽出可能な情報の整理,キーワードの検討,既知のイベントと照合した.この段階では正誤は判断せず,一覧表を作成した.現時点でのキーワードは以下のとおりである.複数のキーワード組み合わせた検索もおこなった.地震,鳴動,火山,噴火,噴出,降灰,泥雨,砂降,砂,火山灰,灰,地鳴り,土砂崩,大雨,洪水,大風,暴風,風雨,黄砂,霞,霰,天変地異.浅間山,阿蘇山など活動的であったとわかっている火山や,水害の予想される河川等の固有名詞についても検索した.インターネット上の情報を参照し,おおよその所蔵状況をおおよそ把握した上で,図書館等の訪問や電話等によって担当者に問い合わせをおこなった.調査対象の期間は明治15年までに限定した.次年度の調査の準備として,各地の図書館および資料館の新聞の所蔵状況の調査をおこなった.まずは,インターネット上の情報を参照し,その後,それぞれの担当者に問い合わせた.明治初期に発行された新聞の数はそれほど多くなく,また所蔵されている場所も限られているため,全国的に調査した.1882年(明治15年)の泥雨記事についてまとめ,京都大学防災研究所年報に掲載された(加納,2016).京都大学附属図書館,京都府内の図書館(特に京都府立図書館)および資料館において,データベースによる調査と新聞の所蔵状況の整理をすすめることができた.また,この調査を通して,調査方法の開発することができた.また,全国各地での予備調査を予定どおり実施することができた.新聞記事を閲覧し,全文を確認しながら,上記のキーワードにより,記事を抽出した.抽出した記事は,以下のような項目を記録する用紙に記入した.該当記事の本文は書き写し,また,可能な場合はコピーをとった.記録用紙の項目(A)調査に関すること:日時,場所(所蔵館),調査者,館の担当者・連絡先,形態(原本/マイクロフィルム/縮刷),コピー添付の有無.(B)内容に関すること:新聞名,記事の日時,事件の発生日時,ページ,段,見出し,本文,内容の概要(長文の場合)前年度に京都大学附属図書館,京都府内の図書館および資料館において,データベースによる調査と新聞の所蔵状況の整理をすすめ,調査方法の開発および検証をおこなった.また,全国各地での予備調査を実施した.これらを踏まえて手法を改良し,全国の図書館および資料館での調査を実施した.(1)東京都(国立国会図書館),(2)熊本市(熊本市立図書館,熊本新聞,明治9年5月明治10年12月および明治12年6月明治23年12月),(3)岡山市(岡山県立図書館,山陽新聞,明治12年1月;岡山大学附属図書館,山陽新聞,明治1215年)加納(2016)で,泥雨記事の時空間分布に着目したように,現象によっては詳細な推移を把握できた.このような研究のためにも,抽出した情報をデータベース化し,時系列や地域による並べかえ,検索などが容易にできるように工夫した.このデータベースはWeb上で公開した.情報の抽出においては,図書館の利用者などのボランティアの協力を得ることを検討し,公立図書館等の担当者と具体的に相談をしたが,実現には至らなかった.ここでの検討は,京都大学での少人数セミナーの企画に活用した.明治初期(おおむね明治20年まで)に発生した地震・火山噴火・その他自然災害(天変地異)について,カタログを作成した.この時期は,国の機関などによる体系的な観測および情報集約がおこなわれておらず,未知の事件が学問的には記録されないままになっている可能性がある.抽出した情報をデータベース化し,時系列や地域による並べかえ,検索などが容易にできるように工夫した.このデータベースはWeb上で公開した.前年度に京都府において実施し,それを踏まえて改良した手法により,全国の図書館および資料館での調査を実施する.想定する地域として,以下を考えている.(1)東京都(国立国会図書館),(2)熊本市(熊本市立図書館,熊本新聞,明治9年5月明治10年12月および明治12年6月明治23年12月),(3)岡山市(岡山県立図書館,山陽新聞,明治12年1月;岡山大学附属図書館,山陽新聞,明治1215年)加納(2016)で,泥雨記事の時空間分布に着目したように,現象によっては詳細な推移を把握できる可能性がある.これらのためにも,抽出した情報をデータベース化し,時系列や地域による並べかえ,検索などが容易にできるように工夫する.情報の抽出においては,図書館の利用者などのボランティアの協力を得ることを検討しており,公立図書館等の担当者と具体的な相談をはじめている.ボランティアについては,それぞれの館での掲示やインターネット,自治体広報などにより募集する.地震学端数を来り越すこととした.翌年度分として請求した助成金と合わせて適正に使用する.
非RTPの学生／選手におけるドーピング防止教育

最終年度の課題として、国内の8年間、延べ4,519名の調査と国際調査を比較検討した。国際調査はドイツのD大学学生70名に国内調査と同じ項目で実施した。ドイツD大学の主な結果は以下の通りであった。男女比は男子が56%女子が44%であった。学部学生と大学院生との比は学部生63%大学院生37%であった。競技レベルは国際・全国レベルが15%であった。ドーピング問題への関心は「非常に関心がある」「かなり関心がある」を合計すると48%であった。ドーピング関与の可能性は「非常に高い」「高い」を合計すると50%であった。ドーピング観は「状況、条件次第で判断すべき」「ドーピングは構わない」を合計すると33%であった。ドーピング検査の方針や手順の情報は「まったくなし」「少しある」を合わせると48%であった。サプリメントの陽性可能性は「可能性は小さい」「まったくない」「わからない」を合わせると64%であった。過去2年間に延べ15名がドーピング検査を受けていた。ドーピングの情報源はメディア(43%)が最多だった。以上の結果を踏まえドイツと国内の調査結果の特徴をまとめると、ドイツの調査では、国際・全国大会レベルの選手はほぼドーピング検査を受けていたこと、ドーピング問題への関心が高いこと、ドーピング関連の情報はかなり得ていた。一方、国内調査からは、全国大会レベルであってもドーピング検査率が低く、連動してドーピング問題への関心が低調であったこと、保健体育の授業から多くの情報を得ていたことである。ドーピング防止のためには、簡易検査であっても国内ドーピング検査数を増やすことがドーピング防止につなげられよう。しかし、ドーピング防止に効果的検査は容易に導入できないことから、国内の非RTP選手には、ドーピング問題に限定せずに、スポーツ・インテグリティの遵守を保健体育の授業で行うことが有効と結論づけられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今日の日本では一流競技選手(RTPA)だけがドーピング検査の対象であるが、ドーピング検査を受けないレベルの学生/選手に対してドーピングの正しい知識や価値観を教育しないと数々の事件を引き起こす可能性がある。毎年、国内外においてドーピング違反関連の事件が起こっているが、本年度はカナダの一流大学の元学生/選手事件に焦点をあてた。事例としたカナダ・ウォータールー大学のドーピング事件は、アメリカンフットボール部の部員が薬のバイヤーとなって禁止薬物を部員らに供給した事件である。この事件を受けて大学側とカナダ・ドーピング防止機構がそれぞれ調査を実施し報告書を出した。2つの調査委員会の提言をまとめると以下のようである。1ドーピング防止教育と倫理的意思決定の教育は、すべてのスポーツに参加する選手らに焦点をあて、州や地域の教育機関のカリキュラムに組み込まれ、また、身体イメージやドーピングに特化した健康教育は、すべての学生に実施されるべきである。2ドーピング防止教育は、コーチ、トレーナー、スタッフらの必須にすべきである。3フットボール選手へのドーピング検査対象を年間2,3%から30%に増やし、特定選手への検査を強化すべきである。4ドーピングの情報を入手するために専用窓口とウエブ上の報告ツールを創設すべきである。5選手個人の資格停止処分に留まらず、チームや所属機関も処分を行うべきである。6ドーピング防止関連団体間の経費負担について合意形成をすべきである。カナダのドーピング事件への大学側、国内ドーピング防止機構の対応は、個人の権利に配慮しながらも厳格、厳罰化の方向が明確である。だが、大学というのは、本来、学びの場であり、それを疑いと監視の場にすべきではない。よって、第一義的にドーピング防止のための教育的手段について検討し、学生/選手を真のスポーツパーソンとして涵養すべきであると結論づけられる。本年度は、世界各国の学生/選手に係るドーピング不祥事、事件の収集と当該国のドーピング防止教育の現状把握を行うことであった。そのために3つの課題を設定した。最初は、カナダのウォータールー大学のドーピング事件に着目し、その事件の概要と対応について詳しく分析を行った。この事件からはあらゆる機会を利用して、ドーピング防止教育、啓蒙活動を実施することが必要なだけではなく、単なる形式的、ルーティン化した対策では効果はないことが判明した。特に、毎年学生が入れ替わる(卒業・入学する)大学体育会では、定期的、繰り返しのドーピング防止教育プログラムが求められる。2番目の課題は、平成22年度から平成27年度までの6年間、毎年実施しているC大学のアンチ・ドーピング意識調査を経年的にまとめ、その特徴をとりまとめる課題であった。この課題については、現在、調査済の用紙が委託業者によって入力作業中である。それが終了してから経年的な特徴、特に高等学校の保健体育教科書に「ドーピング」項目が登場したが、その学習成果がどのように現れているかに注目して考察する。3番目の課題については、諸外国のドーピング防止教育・啓発活動の情報収集のために研究者ネットワークを構築中であり、その構築が終えれば、日本で行っているアンチ・ドーピング意識調査を英語版に翻訳して、国際比較を行う予定である。しかし、現在は、諸外国における調査内容の検討と予備調査としての調査用紙の翻訳を行っている段階である。

以上のように、本年度に計画した3つの課題、すなわち、1外国のドーピング事件を取りあげて分析すること、2我が国の大学生が抱く「アンチ・ドーピング意識」の調査の特徴分析、3諸外国との調査比較の準備を行うなど、本研究は、ほぼ予定通りに進捗していると判断できる。本研究は学生/選手のドーピング防止教育の基礎研究を行うことである。現状では登録検査対象(RTP)選手だけがドーピング検査の対象であるが、検査を受けないレベルの学生/選手であっても、無意図・確信を問わず、ドーピング検査の実施によって、ドーピングとなる可能性はある。世界のドーピング防止を主導するWADAの施策が明確ではなく、スポーツ界全体の薬物根絶か、特定スポーツ、特定レベル選手をターゲットにするかが明確ではないため、RTP選手だけを対象にしている。このような問題背景に、本研究はドーピング検査を受けるレベルにない学生/選手を対象にしたドーピング防止教育の構築を目的とした。本年度は、C大学における「ドーピングに関する意識調査」の3年間の結果を踏まえて現状を把握した。具体的には、平成26-28年の3年間調査の平均で、たとえば「ドーピング行為の認否について」は、「一定条件が整えばドーピングは問題ない」と回答する学生が14.8%である。「ドーピングに関する情報について」は、「十分に得られている」「相当に得ている」と回答した学生を合わせてもわずか1%に留まる。さらに「サプリメント使用のドーピング可能性について」も、「可能性は小さい」、「可能性はまったくない」との回答は12.8%であり、それに「わからない」は20%もあり、正しく理解しているとは言えない。3年間で延べ人数1,629名の学生への調査結果から、ドーピングに関する知識・情報源が、高等学校の保健体育授業と回答した学生は、平成26年の40.8%から平成28年の48.6%へと増加している。これらのことから、少なくとも非RTP選手へのドーピング防止教育が十分とは言えない状況が確認でき、今後、他の関連領域との連携を取りながら対策を講じる必要が示唆された。本研究は学生/選手のドーピング防止教育の基礎研究、特にドーピング検査を受けるレベルにない学生/選手を対象にしたドーピング防止教育の構築を目的としている。研究期間の2年目にあたる平成28年度は、前年度に収集した学生/選手のドーピングに係る問題事例の分析を進めた。特に、2010年に発生したウォータールー大学事件は、詳細な調査報告書(CCES Task Force (2011)を翻訳分析して、その調査報告書からドーピングに学生/選手が関与する諸条件がいくつか抽出できた。2番目の課題である諸外国の主に非RTPの学生/選手へのドーピング防止のための教育・啓発活動に関する情報・資料収集を行った。3番目の課題は、国際比較調査の準備をすすめ、学生/選手のドーピング意識調査の内容項目を決定し、その具体的な調査手順を計画した。具体的には調査用紙の英語版も作成し、現在、研究対象者の募集を他国の研究者に依頼している段階である。この調査が実施されれば、過去数年間に蓄積された日本の学生/選手との比較検討が進められ、日本独自のドーピング問題とその防止教育への貴重な基礎資料となる。
実環境ロボット学習における背景知識供与戦略および学習環境の制御戦略に関する研究

本研究の最終年度である本年度は、主に2つの具体的なタスクを対象として取り上げ、ロボットの学習戦略に関する本研究の提案手法を適用した。その2つのタスクとは、・環境報酬に基づく反射的ルール獲得・定性的な観測情報に基づく環境地図の学習である。まず、前者については、従来ロボット学習の分野では別個に扱われてきた帰納的概念学習法と強化学習法とを統合する方法を情報理論的な立場から提案した。この成果は別掲のように雑誌論文で発表済みである。また、後者については、従来ロボット設計者が暗黙のうちにプログラムに埋め込んでいた環境に関する定性的知識をロボット自身が処理し、環境地図を学習する新しい手法を提案した。この成果も国際学会等で発表され、また雑誌論文に投稿中である。以上のように、本研究で得られた成果はロボット学習分野において非常に新規性・意義に富んだものであり、本課題が終了した後もさらに発展的なテーマに取り組んで行く予定である。本研究全体の目的は,自律ロボットが実環境において効率的かつ柔軟な行動学習を実現できるようになるための,「背景知識の供与戦略」および「学習環境のコントロール戦略」に関する一般的方法論を明らかにすることであり,初年度の主な目標は以下の2つであった.・ロボット学習実験システムの構築・異種の学習手法を統合するための背景知識の供与戦略に関する理論の構築まず,前者については,当研究費補助金によって購入したロボット台車をベースとした自律移動ロボットを作成した.これは,カラーカメラによる画像処理能力,高速CPUによる高度な情報処理能力,無線LANによる外部システムとの通信機能などを持ち,次年度に予定されている様々な実験を遂行するための環境がほぼ整った.次に,後者については,従来個々に研究・提案されてきた自律ロボットのための学習手法を効果的に統合する一つのアプローチとして、「帰納的概念学習に基づく自律的状態空間構成」と,「強化学習に基づく行動ルール獲得」との一般的な統合法を、情報理論的観点から提案した。この提案手法は既に、シミュレーションベースで検証を行っており、前述の実ロボットへの適用を待つ段階となっている。また、これまでの研究成果の発表についても後記の通り積極的に行っている.本研究の最終年度である本年度は、主に2つの具体的なタスクを対象として取り上げ、ロボットの学習戦略に関する本研究の提案手法を適用した。
新規難聴モデルマウスを用いた、環境ストレスに対する内耳の防御機構の解析

加齢性難聴の患者数は2015年には世界中でおよそ7億人と推計されているが、聴力などを司る神経生理機能の低下に対する抜本的な予防・治療法は、人工内耳等を埋め込む外科的手術以外には、まだ確立されていない。一方、神経成長因子の受容体であるc-Retチロシンキナーゼの重度の活性低下は先天性難聴を発症するが、加齢性難聴との関連は未だ検討されていない。そこで本研究は、c-Retのリン酸化部位に点変異を導入したヘテロノックインマウスc-Ret-KIY1062F/+マウスを用いて、加齢に伴う聴力レベルの推移と内耳の形態変化を解析した。c-Ret-KIY1062F/+マウスは内耳のラセン神経節が変性し加齢性難聴を発症する事、逆にその機能を増強すると難聴を軽減できる事が分かった。今後はc-RET等の分子を標的とした加齢性難聴の予知・予防法の開発を進めたい。【研究目的】研究代表者は、環境ストレスが聴力レベルに深刻な影響を与える研究成果、及びヒト・マウスレベルで神経成長因子の受容体であるRetキナーゼが新規の先天性難聴遺伝子である事を示してきた。一方、Ret分子機能が“軽度に"低下したc-Ret-ヘテロノックインマウス[c-Ret-KI(YF/+)マウス]は、先天性巨大結腸症(ヒルシュスプラング病)の表現型を示さない事が報告されているが(Jijiwa et al., MCB 2006)、内耳のc-Ret活性は部分的に低下している可能性がある為、c-Ret-KI(YF/+)マウスも何らかの聴力異常を伴うのではないか、との仮説を立てた。そこで本研究では、c-Ret-KI(YF/+)マウスの聴力レベルを経時的に測定し、c-Retの活性レベルと加齢に伴う聴力の推移を解析した。【研究成果】c-Ret-KI(YF/+)マウスの聴力レベルの推移を測定した所、生後1ヶ月齢時には4-40 kHzの音域にわたって野生型マウスと同程度のレベルを示したが、その後4ヶ月齢、10ヶ月齢になると、野生型マウスの聴力低下よりも症状が早く進行し、加齢性難聴の表現型を呈することがわかった。また、内耳の形態解析を実施した所、聴神経の変性を伴うことがわかった。以上の結果より、c-Ret分子機能の部分的低下が加齢性の感音性難聴を誘発する事が示唆された。更に、Retの機能を遺伝子改変技術により増強すると加齢性難聴の症状を軽減できる事が分かった。【意義】c-Retが聴力制御遺伝子である事を示す本研究成果は、加齢性難聴の予知・予防法の開発、およびc-RETを標的とした分子治療法に道を開くものであると期待される。今後は騒音などの環境ストレスとの関連を解析する予定である。【研究目的】神経成長因子の受容体であるc-RETチロシンキナーゼは神経の成長や維持を制御する事、ヒルシュスプラング病を最も高頻度に発症する原因遺伝子として報告されている。我々はc-RETの点変異は先天性の感音性難聴が誘発される事をヒトレベルの解析で突き止め、更に、c-Ret-ホモ型ノックイン(Y1062F/Y1062F)マウス[c-Ret-KI (YF/YF)マウス]を用いた解析により、c-Ret分子機能(リン酸化レベル)が重度に低下すると先天性の感音性難聴を誘発することを明らかにしてきた(Ohgami et al., PNAS 2010)。一方、Ret分子機能が"軽度に"低下したc-Ret-ヘテロ型ノックイン(Y1062F/+)マウス[c-Ret-KI (YF/+)マウス]は、先天性のHSCR病の表現型を示さない事が報告されているが、内耳のc-Ret活性は部分的に低下している可能性がある為、c-Ret-KI (YF/+)マウスも何らかの聴力異常を伴うのではないか、との仮説を立てた。そこで本研究では、c-Ret-KI (YF/+)マウスの聴力レベルの推移を測定し、c-Retの活性レベルと加齢性難聴の関連を解析した。【研究成果】c-Ret-KI (YF/+)

マウスを用い、c-Ret分子機能の部分的低下が加齢性の感音性難聴を誘発すること、逆にその機能を遺伝子改変技術により増強すると加齢性の難聴を軽減できる事が分かった(Ohgami et al., Neurobiol Aging 2011)。【意義】c-Retが聴力制御遺伝子である事を示す本研究成果は、環境ストレスと関連する難聴の予知・予防法の開発、およびc-RETを標的とした分子治療法に道を開くものであると期待される。内耳の聴神経系の維持および防御的に働くチロシンキナーゼの役割を個体レベルで明らかにし、その成果を3報の主著論文と3報の共著論文に発表出来た為。内耳の聴神経系の維持に関わる分子群の発現・活性を制御出来る化合物の選定をマウスレベルで進める。次年度および今年度の研究費の繰り越し分を併せた研究費は、マウスに投与した化合物の作用機序の解析に必要な一般試薬、マウスの維持管理費、及び、聴覚系の病理解析に必要な形態解析試薬等に使用する予定である。