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閉経後骨粗鬆症が腎性骨症に及ぼす影響

骨粗鬆症は骨強度が低下して,骨折のリスクが上昇する疾患で,閉経は代表的な原因である.一方で慢性腎不全は主に二次性副甲状腺機能亢進症を介して腎性骨症と呼ばれる骨病変を引き起こし,骨強度の低下と関連する.しかし閉経後骨粗鬆症が腎性骨症に与える影響は明らかでない.我々はラットの腎性骨症を誘発し,一方で両側卵巣摘出で閉経モデルを作成し,閉経が腎性骨症による骨代謝や骨強度に与える影響を検討する.また臨床研究として既に採取された複数の維持透析患者血清中の骨代謝に関連するマーカーを測定する.性別と年齢による骨代謝マーカーの違いを比較することで,閉経が腎性骨症に与える影響を検討し,基礎研究の結果を補強する.骨粗鬆症は骨強度が低下して,骨折のリスクが上昇する疾患で,閉経は代表的な原因である.一方で慢性腎不全は主に二次性副甲状腺機能亢進症を介して腎性骨症と呼ばれる骨病変を引き起こし,骨強度の低下と関連する.しかし閉経後骨粗鬆症が腎性骨症に与える影響は明らかでない.我々はラットの腎性骨症を誘発し,一方で両側卵巣摘出で閉経モデルを作成し,閉経が腎性骨症による骨代謝や骨強度に与える影響を検討する.また臨床研究として既に採取された複数の維持透析患者血清中の骨代謝に関連するマーカーを測定する.性別と年齢による骨代謝マーカーの違いを比較することで,閉経が腎性骨症に与える影響を検討し,基礎研究の結果を補強する.
脈管内を移動する癌細胞を標的とした転移制御研究

本研究で使用した口腔扁平上皮癌細胞株, SAS, SAS-T5, SAS-L1は同一の起源であり,親株SASが転移能を獲得するようにマウスで継代分離されたのがSAS-T5, SAS-L1である。転移巣形成に関わる細胞は,脈管内で浮遊した状態でも免疫監視によるアポトーシス刺激(アノイキス)に抵抗性を有する必要がある。そこで、超低接着性細胞培養プレート使用下での各培養細胞のTRAILに対する感受性について検討を行った。TRAILに感受性のあるSAS細胞では,アノイキスによる細胞死に加え, TRAILによるアポトーシスの誘導が確認された。一方で, SAS-T5, SAS-L1細胞ではアノイキスによる細胞死のみで, TRAILによるアポトーシスの上乗せ効果はみられなかった。今回の検討では,転移能の有無とアノイキス抵抗性に相関はなく,リンパ行性転移を好発するものの,血行性転移は稀であるという口腔癌転移のメカニズムを解明する一助になる可能性がある。また、口腔扁平上皮癌の転移巣形成ステップにおいて,アノイキスへの強い抵抗性を獲得することは必ずしも重要でない可能性も示された。転移能の獲得を可能にするような癌の悪性形質に関わるシグナルの上流に位置する分子の発現に変化があったのではないかと考え,細胞増殖や生存,細胞骨格や形態の調節,運動や遊走,細胞接着など多岐に影響を及ぼすSrcに着目した。活性型Srcの発現亢進と口腔扁平上皮癌の転移能の相関が明らかになったとともに,細胞増殖能にもSrcシグナルが強く影響していることがわかった。さらに, Srcの発現を抑制することによって,転移能を有するSAS-L1細胞のTRAIL抵抗性を解除することに成功した。SAS(親株)、SAS-T5(高転移株)、SAS-L1(高転移株)細胞におけるSrcの発現をウェスタンブロッティングにて検討した。3種の細胞間でSrcタンパクの発現量自体には明らかな差を認めなかったが、活性型Srcを意味するリン酸化されたp-Src(Tyr 416)の発現はSAS-T5、SAS-L1細胞において亢進していた。一方で、抑制型Srcを意味するp-Src(Tyr 527)の発現は3種の細胞間で有意な差を認めなかった。つまり、Srcキナーゼの活性上昇と口腔扁平上皮癌の転移能との関連が示唆された。そこで、Srcキナーゼの選択的阻害剤であるPP2を使用して、Srcの活性化を抑制した際の影響を検索した。PP2処理によって、3種の細胞すべてにおいて経時的、かつ濃度依存的に細胞増殖が有意に抑制された。特に、活性型Srcの発現亢進を認めているSAS-T5、SAS-L1細胞においてその効果が顕著であった。次に、合成siRNAを用いてSrcの発現を特異的にノックダウンした際の影響について検討した。設定した3種のsiRNAはいずれも、Srcの発現を抑制した。SAS、SAS-L1細胞において、Srcの発現抑制による細胞増殖抑制効果が認められ、その効果はSAS-L1細胞においてより強く認められた。さらに、Srcの発現抑制下でのTRAILの効果を検討したところ、SAS-L1細胞においてTRAILによる細胞死誘導が認められた。本研究の遂行に際して、当初予定のeffortが割けなかったため。癌細胞は、アポトーシス/アノイキスへの抵抗性を獲得することで、転移を可能とするという作業仮説に基づきSrcとA20に着目して研究を展開している。さらに、ヒトが本来有しており、強力なアポトーシス誘導能を有するTNF-related apoptosis inducing ligand (TRAIL)は、治療への応用を見据える上で注目されている。Srcの量的、質的変動とTRAILの感受性について検討を行った。これまでの研究から、口腔扁平上皮癌細胞株SAS(親株)、SAS-T5(高転移能株)、SAS-L1(高転移能株)において、Srcタンパク自体の発現量には明らかな差違が見られなかったが、リン酸化され活性型となったp-Src (Tyr 416)の発現が高転移能細胞株において亢進していることが明らかになった。一方、抑制型となったp-Src (Tyr 527)の発現は、3種の細胞株間で有意な発現差がないことを確認した。すなわち、Srcのキナーゼ活性の上昇が口腔扁平上皮癌細胞の転移能に関与している可能性が示唆された。続いて、Srcのキナーゼ活性を選択的に阻害することが知られるPP2という薬剤を使用して、Srcのキナーゼ活性を抑制した。あるいは、合成siRNAを使用してSrcの発現を特異的にノックダウンした。これらの処理によって、細胞株のTRAIL感受性の変化を検討した。PP2処理によって3種の細胞株すべてにおいて、経時的、濃度依存的に細胞増殖が有意に抑制された。この細胞増殖抑制効果は、活性型Srcを強発現している高転移能細胞において顕著であった。設計した3種のsiRNAはいずれも、Srcの発現を抑制した。Srcの発現抑制は細胞増殖抑制効果を示し、その効果は高転移能株でより顕著であった。また、Srcの発現抑制は高転移能株においてTRAILによるアポトーシス刺激への抵抗性を解除した。A20発現量とTRAIL感受性の関連について検討ができておらず、その後の動物実験に着手できていないため研究に遅れが生じた。

本研究で使用した口腔扁平上皮癌細胞株, SAS, SAS-T5, SAS-L1は同一の起源であり,親株SASが転移能を獲得するようにマウスで継代分離されたのがSAS-T5, SAS-L1である。転移巣形成に関わる細胞は,脈管内で浮遊した状態でも免疫監視によるアポトーシス刺激(アノイキス)に抵抗性を有する必要がある。そこで、超低接着性細胞培養プレート使用下での各培養細胞のTRAILに対する感受性について検討を行った。TRAILに感受性のあるSAS細胞では,アノイキスによる細胞死に加え, TRAILによるアポトーシスの誘導が確認された。一方で, SAS-T5, SAS-L1細胞ではアノイキスによる細胞死のみで, TRAILによるアポトーシスの上乗せ効果はみられなかった。今回の検討では,転移能の有無とアノイキス抵抗性に相関はなく,リンパ行性転移を好発するものの,血行性転移は稀であるという口腔癌転移のメカニズムを解明する一助になる可能性がある。また、口腔扁平上皮癌の転移巣形成ステップにおいて,アノイキスへの強い抵抗性を獲得することは必ずしも重要でない可能性も示された。転移能の獲得を可能にするような癌の悪性形質に関わるシグナルの上流に位置する分子の発現に変化があったのではないかと考え,細胞増殖や生存,細胞骨格や形態の調節,運動や遊走,細胞接着など多岐に影響を及ぼすSrcに着目した。活性型Srcの発現亢進と口腔扁平上皮癌の転移能の相関が明らかになったとともに,細胞増殖能にもSrcシグナルが強く影響していることがわかった。さらに, Srcの発現を抑制することによって,転移能を有するSAS-L1細胞のTRAIL抵抗性を解除することに成功した。当初の研究計画通り、Srcの活性化を抑制することが知られているPP2Aと、その阻害因子CIAP2の発現解析を行う。また、A20の発現抑制がTRAIL抵抗性の解除におよぼす影響について検討を加える。当初計画の研究内容を遂行すべく、A20の発現抑制がTRAILによるアポトーシス抵抗性の解除に果たす役割について検討を行う。また、研究の標的分子としているPP2AやCIAP2についても解析を行う。研究の遂行が当初案よりやや遅れており、これに要するとして計上した金額が未使用となっているため。また、研究成果の発表を計画していた学会に参加できなかったために、旅費も未使用になっている。(理由)研究の遂行が当初案よりも遅れている。特に、動物実験用に計上した費用を中心に未使用となっている。また、研究成果を発表するための学会にも参加できておらす、旅費も未使用である。(使用計画)研究計画通り、動物実験結果を踏まえて臨床応用の可能性を検討する。また、学会発表も検討する。当初の計画通りに研究を進める。また、学会への参加も検討する。
ヒトがん細胞におけるthymidine異化代謝の役割

Thymidine phosphorylase(TP)は癌の悪性化に関与することが知られるが、その分子メカニズムは不明な点が多い。TP発現癌細胞におけるthymidine異化機構を調べた結果、thymidineから生じた2-deoxy-D-ribose-5-phosphateが解糖系の中間代謝物質に変換し、細胞内のATPおよびNADPHレベルを上昇させることが明らかになった。また、胃癌組織のメタボローム解析でthymidine異化がエネルギー代謝を亢進していることが示唆された。Thymidine phosphorylase (TP)は、広範な腫瘍で高発現しており、血管新生、増殖、浸潤、および抗がん剤耐性に重要な役割を担っている。しかしながら、TPがどのような分子メカニズムでがんの進展に貢献するのか、その詳細は明らかになっていない。今回の検討で、次のことが明らかになった。1.ヒト類表皮がん細胞(KB3-1)にTP遺伝子を導入したTP安定発現細胞(KB/TP)をラベル化thymidine(deoxyribose部位に炭素の同位体13Cを有するthymidine)で処理して、詳細なthymidineの異化代謝経路について調べた。継時的な代謝変化について調べた結果、thymidine由来のdeoxyribose類(DDRs)は解糖系およびペントースリン酸経路に短時間(10-30分)で移行していることが判明した。また、fructose-1,6-bisphosphatase 1(FBP1:糖新生の律速酵素)をsiRNAでノックダウンした結果、DDRsからのペントースリン酸経路への異化代謝が阻害された。DDRsは糖新生経路を介してペントースリン酸経路に移行することが明らかとなった。2.TPおよびthymidineがエネルギー代謝関連遺伝子(解糖系、ペントースリン酸経路およびTCA回路の代謝酵素)の発現に影響を与えるか、PCRアレイを用いて検討を行った。その結果、TPはpyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4)の発現を亢進し、さらにthymidineはその作用を増強させた。PDKはpyruvate dehydrogenaseを阻害することで、解糖系からクエン酸回路への代謝を抑制する。TPはPDK4の発現を亢進し、クエン酸回路の代謝を抑制することが示唆された。3.2-deoxy-L-ribose (DLR)がDDRsの代謝を阻害するのか、検討を行った。その結果、(thymidine由来の)DDRsの異化代謝経路に対して、DLRは影響を与えなかった。前年度に引き続き、thymidine phosphorylase (TP)がどのような分子メカニズムでがんの進展に貢献するか検討を行った。次の結果が得られた。1.胃癌組織を用いて、thymidineおよびリン酸化された2-deoxy-D-ribose (DDRs)レベルを調べた。Thymidineは、(隣接した非腫瘍組織と比較して)腫瘍組織で減少しており、DRsは逆に増加していた。また、DRsレベルが亢進している腫瘍組織において、エネルギー代謝が亢進していた。平成26年度計画分については、当初の予定通り遂行できている。がん代謝1.胃癌組織ではTPの発現が亢進しており、予後との相関が認められている。そこで、胃癌組織および隣接した非癌組織におけるthymidineおよびDDRsレベルについて調べる。次に、TPの発現およびDDRsレベルが、解糖系およびペントースリン酸経路の代謝物質レベルと相関するか検討する。また、このthymidine異化代謝が腫瘍の血管数、腫瘍の大きさ、転移および予後に関与するか明らかにする。2. TP発現がん細胞において、thymidineがglucoseの代替的エネルギー源として細胞の生存および増殖に貢献するのか検討する。低glucose培地でTP発現がん細胞を培養し、thymidineを添加することで生存および増殖が変化するか調べる。さらに、ATPおよびNADPHレベルの変化についても調べる。3.これまでの報告で、TP発現がん細胞からDDRが放出され、それが血管内皮細胞に作用することで遊走性が亢進し、血管新生を引き起こすことが示唆されている。しかしながら、その分子機構は不明な点が多い。我々は、DDRが(がん細胞と同様に)血管内皮細胞の代謝に影響を与えることで、生理活性を示しているのではないかと考えている。がん細胞から放出されたDDRが血管内皮細胞内に移行し、エネルギー代謝(解糖系、ペントースリン酸経路)に貢献することで、遊走能を亢進させる可能性がある。そこで、正常ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)をラベル化DDRで処理して、解糖系およびペントースリン酸経路の代謝物質レベルについてCE-MSで調べる。ATPおよびNADPHレベルの変化についても検討する。
大気有機エアロゾル粒子の表面張力測定

第一に、エアロゾル粒子の吸湿成長因子(エアロゾルの加湿に伴う粒径の変化の度合い)の乾燥粒径依存性について解析を進めた。その中で、微小粒子の表面張力の大きさと吸湿成長因子の関係を結びつける際に重要となる、タンデムDMAで測定される物理量の精度・確度について検討事項が浮かび上がった。例えば、直径が極めて小さい粒子の吸湿成長因子を測定する場合、粒径標準として用いられるポリスチレンラテックス粒子を用いたDMAの校正が困難であり、粒径の計測に系統的な誤差が生じていてもそれを確認することが難しい。これらの誤差要因を、粒子の表面張力の推定においてどのように取り扱うか、今後、検討を進める必要がある。第二に、吸湿特性測定用タンデムDMAのハードウェアおよびソフトウェアに関して、いくつかの検討および改良を行った。まず、タンデムDMA内のサンプルエア・シースエアの相対湿度条件を計測・制御するためのデータ集録器(アナログ信号入出力用)を新規に購入し、対応する制御プログラムを、既存のものから新たに用意したデータ集録器に対応するものに変更を行った。また、可変ブロワを用いて、DMAカラムのシースエアを一定の流量で安定的に循環させる方法について検討を行った。これらの装置の改良・検討により、吸湿特性測定用タンデムDMAを利用した微小エアロゾル粒子の表面張力推定の試みを、今後さらに展開するための準備を進めることができた。本研究では、大気エアロゾルに含まれる有機物水溶液の表面張力を、バルクおよび微粒子の状態で計測する手法を確立し、エアロゾル粒子が雲過程を通して気候におよぼす影響を理解する上で重要な、その表面張力の特徴を明らかにすることを目指している。本年度は第一に、石英フィルタ上に捕集されたエアロゾル試料から水溶性成分を抽出し、そのバルク水溶液の表面張力を測定する手法について検討を行った。まず、ハイボリュームエアサンプラーを用いて採取された大気エアロゾル試料の一部を超音波抽出により水抽出し、メンブレンフィルタによるろ過後、その水溶液中に含まれる有機炭素の濃度を全有機態炭素計を用いて測定した。次に、表面張力計を用いて、水抽出試料の原液および希釈水溶液の表面張力を測定した。得られた有機態炭素濃度、表面張力および希釈倍率から、水溶液の表面張力を有機炭素濃度の関数として求めた。測定された表面張力は、先行研究により報告されている他のエアロゾル試料の値の範囲内であり、本手法を用いることで、大気有機エアロゾル粒子の表面張力を間接的に測定できる展望が開けた。第二に、吸湿特性測定用タンデムDMA(HTDMA)を用いてエアロゾル粒子の吸湿成長因子の粒径依存性を測定し、ケルビン効果の程度から微粒子の表面張力を推定する方法を検討した。人工的に発生させた硫酸アンモニウム粒子をHTDMAに導入して吸湿成長因子を測定したところ、ケルビン効果により微小な粒子ほど成長因子が低くなる傾向が観察された。また、同様の手法を用いて、フィルタ試料から抽出された水溶性成分から粒子を発生させ、その吸湿成長因子の粒径依存性を得ることができた。今後、得られたデータを用いて表面張力の導出に関する検討を進める予定である。
新理論に基づく大気大循環の3次元描像の解明

非断熱加熱とバランスする3次元物質輸送を新たに導出した。この理論式、過去の3次元残差流に加え、停滞性擾乱に伴う温位面、渦位面の揺らぎに着目することで導くことができた。この理論式で表現される流れは、従来の理論が持つ擾乱の砕波に伴う流れを含み、非断熱加熱や摩擦ともつりあう流れである。全大気モデルGAIAの再解析データをナジングした長期積分データを用いて、中層大気全体の運動量収支解析を行った。その結果、中間圏においては、それまで考えられていた対流圏からの重力波強制に加えて、中間圏でのロスビー波発生や重力波発生がありその効果も大きいことを見出した。また、中間圏でのこれらの波の発生は、対流圏からやってくる波強制が作り出した平均場の不安定によるものであることも示すことができた。東西方向の波強制による子午面循環の形成過程に関し、グリーン関数を用いた理論考察も行った。これによれば、波強制が与えられた直後は、まず惑星規模の重力波が発生することによって調節される。その後、東西風が波強制の方向に加速され、残りは子午面循環を形成する。さらに放射緩和時間に到達すると、ほぼすべてが子午面循環とバランスするようになる。全球高解像度大気モデルJAGUARおよび全球非静力学大気モデルNICAMを用いて2017年1-2月の国際大気レーダー共同観測期間を対象に現実的な初期値を用いたマルチモデル再現実験を実施し、世界各地で行われたレーダー観測による対流圏から下部成層圏にかけての風速3成分データを用いてモデルの再現性と予測可能性の評価を行った。バランスした渦と重力波を表現する最も簡略化した系であるf平面浅水系を用いた自発的放射の研究を行った。楕円渦から放射される重力波の遠方場を解析的に導出し、数値実験によって、解析解の検証と解析解の適用できない状況下での重力波放射を調べ、高低気圧渦の非対称性を明らかにした。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。まず、本研究課題の中心となる3次元残差循環と波活動度フラックスに関するロスビー波・重力波統一理論を論文にまとめた。また、時間平均からのずれとして取り出すことが出来ない定在波の残差循環への寄与については、ヒルベルト変換を拡張し、これを用いることで解析できることを示した。これは、擾乱を平均風からのずれと考えるのではなく、擾乱が感じる平均場という逆転の発想により可能となる手法である。これを例として重力波解像気候モデルデータへ適用し、成層圏と中間圏の残差循環の3次元解析を行った。次に、国際重力波研究プロジェクトに参加し、重力波の運動量フラックスの全球分布に関する論文を出版した。本研究グループの重力波解像気候モデルによる重力波分布は、最新の高解像衛星観測データの結果と整合的であり、通常の気候予測モデルに用いられている重力波パラメタリゼーションにはいくつかの問題があることが示された。たとえば、夏の極域でのパラメータ化された重力波は強すぎること、冬季高緯度域においては、地形性重力波といえど水平伝播が無視できず、極夜ジェットに向かう傾向があることが明らかとなった。また、重力波の起源に関する研究としては、日変化する境界層から慣性重力波が放射されること、それが慣性周期が1日となる緯度30度では、共鳴がおきて放射される重力波の振幅が大きくなることなどを示すことができた。これらの成果は5編の論文として米国気象学会の学術誌等に出版した。・重力波解像気候モデルデータを用いて太陽非同期1日周期潮汐波を物理空間で抽出し、これが、アフリカ大陸・南アメリカ大陸上の非断熱加熱により励起された内部重力波であることを明らかにした。加熱域の分布がほぼ東西波数4の構造を持つこと、加熱の位相が太陽同期することから、励起された波は東向き波数3及び西向き波数5となる。太陽同期衛星観測により知られる電離圏の「波数4構造」はこのうちの波数3の波であることが明らかとなった。・衛星観測データおよび再解析気候データを用いて、北半球成層圏突然昇温時に、波によって駆動された残差循環の下降流が強化されるに伴い、高緯度対流圏界面高度が下がり上部対流圏の雲量が減ることを明らかにした。3次元の残差循環を計算することで、これが東西平均だけでなく、経度的な対応も整合的であることがわかった。・ジェットから重力波が自発的に放射され、重力波放射がジェットに反作用を与える様子を記述する理論モデルを、くりこみ群の方法を用いて構築した。数値モデルによるシミュレーションを行って、この理論モデルの予想が定量的にも正しい記述を与えることを確認した。・PANSYレーダー(南極昭和基地大型大気レーダー)で観測された多重圏界面に着目し、これを非静力雲解像全球モデルで再現するのに成功した。再現実験データの詳細な解析のより、この多重圏界面は非線形性の強い高気圧や南極大陸の急峻な地形の効果によって発生し昭和基地付近に到達した慣性重力波によるものと断定できた。・昭和基地のMFレーダーによる中間圏の15年観測データを用いて重力波の季節変化および年々変化に関する研究を行った。冬季だけでなく夏季にも重力波活動度のピークが見られること、その年々変化は亜熱帯対流活動と関連があることを突き止めた。

また、PANSYレーダーとNICAMを組み合わることにより、極域でしばしば出現する多重圏界面が重力波によると示した研究を論文出版した。・重力波解像GCMのシミュレーションデータを用いて南半球中緯度の重力波の起源と間欠性の研究を行った。主要起源が前線や中緯度ジェットであること、間欠性は下層大気では領域依存性が高いが中間圏では緩和されることなどがわかった。また、同データを用いて、成層圏・中間圏における順圧・傾圧不安定を詳しく調べていたところ、ロスビー波と重力波の協働という新しい知見を得た。重力波はロスビー波に対しパッシブに振舞うと考えられていたが、重力波強制は中緯度中間圏に渦位極大を作り、その結果、極大を解消するように、東向きと西向きのロスビー波対が発生している様子が明らかとなった。・全球高解像度大気モデルJAGUARを用いて再現される大気内部重力波のモデル鉛直解像度依存性に関する論文が出版された。・理論研究として、重力波放射が総観規模の流れにもたらす影響についても調べた。また、簡略化モデルを用いて、自発的な重力波放射が高低気圧渦で非対称性を持つことを理論と数値実験の両方で示し、渦の併合過程においても確認した。9で述べたように、着実に成果を上げることができた。特に、成層圏・中間圏における順圧・傾圧不安定に関し、重力波とロスビー波の協働という新しい知見と理解が得られた。これは重力波強制がどのように不安定な場を作り出すかという視点において、詳細な力学メカニズムを明確化し、中間圏におけるロスビー波の発生が必然であることを示した画期的な成果である。米国気象学会の学術誌に掲載され高い評価を得た。このほか、モデルの鉛直グリッド間隔がシミュレートされる重力波の運動量フラックスに大きく影響することなど、重力波の全球モデルによる再現に関するインパクトの高い結果を得た。また、発表まで至っていないが、全大気モデルを用いた中間圏重力波強制とその役割に関する定量的な解析も進め、ロスビー波との協働に関する更なる知見も得られつつある。さらに、2015年10月よりPANSYレーダーのフルシステムによる全群観測を開始し、2016年9月までのノンストップ1年連続観測をいう前代未聞のハイパワー大型大気レーダー観測を達成した。論文投稿準備中であるがPANSYレーダー観測データと高解像度モデルを組み合わせた研究により半日周期波動に関する新たな解釈も得られつつある。また、各国に呼びかけ、2016年12月には、PANSYレーダーフルシステム観測を含む大型大気レーダー観測網による南北両半球結合に関する国際共同観測を計画し、実施した。重力波の水平伝播を考慮したパラメタリゼーションスキームを開発した。特に重力波の屈折に伴う運動量フラックス収束を考慮した点が新しい。大気大循環モデルに組み込んでその効果を調べたところ、南北方向の運動量収束に大きな違いがみられることが分かった。高水平解像衛星観測データを用い、熱帯域のマッデン・ジュリアン振動や、南方振動に伴う成層圏重力波活動の変動を明らかにした。さらに、南半球最終昇温の時期が春のプラネタリー波のもたらす熱輸送の積分値でほぼ決まること、またそれに伴う下降流に経度依存性があることなどを示すことができた。対流圏下層の擾乱活動に伴う物質輸送をより正確に記述可能な等温位座標における質量重み付き平均系において重力波活動を3次元に記述する波活動度fluxを新たに導出し、論文化した。
記憶を担うニューロン集団の選択機構解明

本研究は、記憶の想起後に発現する最初期遺伝子であるArcに着目し、その発現パターンと役割を解明することを目的として行った。申請者はこれまでに、以下の2点を明らかにしていた。1扁桃体と呼ばれる脳領域において、恐怖記憶の想起2時間後と12時間後をピークとして二相性のArc発現が生じる。2想起2時間後の迅速なArc発現は記憶の安定化に、12時間後の遅発的なArc発現は記憶の長期的な維持にそれぞれ寄与する。そこで、Arc発現を制御する機構の解明を目的とし、研究を行った。記憶は、想起後にNR2Bサブユニット含有NMDA受容体を介して不安定化する。その後、迅速なArc発現が生じることで、記憶は再び安定な状態となる。そこで、NR2Bサブユニット含有NMDA受容体が迅速・遅発的なArc発現に与える影響を検討した。NR2Bサブユニット含有NMDA受容体阻害薬を扁桃体内に投与し、ウェスタンブロット法により迅速または遅発的なArc発現量を測定した。その結果、NR2Bサブユニット含有NMDA受容体阻害薬の投与により、迅速、遅発的なArc発現両方が阻害された。これは、迅速・遅発的なArc発現にはNR2Bサブユニット含有NMDA受容体の活性化が必要であることを示唆している。従来、記憶の不安定化のみに関与すると考えられていたNR2Bサブユニット含有NMDA受容体が、記憶の安定化のプロセスにも関与していることを示唆している点でも重要な知見となる。本研究成果により、想起後のArc発現パターンと役割が初めて明らかとなった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
次世代シーケンサー導入による植物相調査の迅速化～ベトナム中部高原地帯を事例として

世界的にも生物多様性が豊かなベトナムにおいて自然保護地域を適切に管理することは、生物多様性を保全する上で不可欠である。本研究では、ベトナム中部高原地帯のKon Chu Rang自然保護区及びKon Ka Kinh国立公園で維管束植物相調査を行い、次世代シーケンサーを用いた分子同定法と形態比較により、種を識別・同定し、種分類体系を更新する。さらに、限られた人員、予算、時間の中で、迅速かつ正確に維管束植物相を解明するためのワークフローを提案する。
両大戦間期ドイツにおける中小経営の展開と危機ーーナチズムとの関連でーー

第一次大戦後のワイマ-ル期および第二次大戦にいたるナチス期のドイツにおいて中小規模の資本主義的企業と小経営・小営業がいかなる状況にあり、またいかなる展開を示したかを明らかにするために、第一年度は金属加工・木材加工・皮革加工・衣料品製造・食品加工および建築業など加工・組立業における中小資本の発展の具体的状況を解明した。その結果、第一次大戦前後を含め、1929年の大恐慌にいたる時期においては、これらの中小規模の資本制的経営がむしろ顕著に発達することが明らかとなり、これまで考えられてきたような金融資本的蓄積様式の単純な貫徹とはいえないことがわかった。しかし、同時に1920年代末になると中小資本は過当競争に直面し、第一次大戦後とくに強化された巨大企業とその独占化の過程に対して反発を強めるにいたり、それが政治的にはワイマ-ル共和制への批判として現われた。以上の考察は、これまでの研究史が「手工業」とか「中間層」(Handwerk/Mittelstand)の同時代の用語にこだわり、そのために経済学的分析が困難となっていたことへの批判をも含んでいる。続いて第二度には、中小経営とナチズムの関連およびナチスによる対応について分析し、ナチスの経済政策の原則を「フェ-ダ-綱領」に関して明らかにした。その結果、それが単純に「前近代」・「前工業」とはいえない面を有し、むしろそこには労働や勤労とそれに基づく経営活動を重視する古典的な資本主義の理念に共通する要素が多く存在したことが明らかになった。このことは、A・シュヴァイツァ-やH・ヴィンクラ-が理解しえなかった点であり、ナチズムが決して前近代的なものとしてでなく、古典的形態の資本主義経済の危機への対応であったことを示している。「ドイツ経済調査委員会」(アンケート委員会)の「手工事」に関する調査およびドイツ帝国統計に基づきながら、1920年代から大恐慌期にかけてのドイツの中小経営の実態とその変化、中小経営者自身の同時代的な問題認識を分析した。(1)まず1920年代においても第一次大戦前と同様中小規模の企業は、金属加工、木材加工、皮革加工、衣料品製造、食品加工および建築業などの加工業や組立業において多く、それらが吸収した労働力は重化学工業のそれをはるかに上廻っていた。戦前と同様この時期には労働力200人以下の中小の資本制的企業は増大しており、この時代が単純に独占資本や金融資本による経済支配といえないことがわかる。これらの中小経営は、しかし、独占を形成しえないから全体として過当競争の状況にあり、次第に利潤率を低下させつつあった。(2)そのような難かしい状況は大恐慌のなかで決定的となり、とりわけ労働力50人以下の資本家的企業をはじめとして、この間、中小規模の資本制企業は大幅に解体する。1929年恐慌は、その意味で、中小資本を基礎に構成されていた19世紀的古典的な資本主義の危機ということができる。(3)「ドイツ経済調査委員会」(アンケート委員会)は、中小経営者を委員会において喚問し、その証言を調査したが、それを通じて当時の中小経営者が実際に何を問題とし、それにいかに対応しようとしていたかを知ることができる。彼らにとって最大の問題は競争条件の悪化、とくに過剰競争の状況であり、、それをつくり出した諸要因が問題となる。なかでも、公的半公的諸機関の「直営」ないし「兼営」の諸事業との競合,同業者仲間の相互的競争、とくに公的な委託をめぐる競争入札制度でのそれ、もぐり営業者との競争が問題となる。カルテル問題が認識されるのはとくにそのようななかにおいてである。その成果はとくに社会経済史学会大会で報告される予定であるが、関連して別記の雑誌に発表した。

第一次大戦後における加工業・組立業を中心とする中小規模の資本主義的企業および小経営の発展は、1920年代の終わり、とくに1929年恐慌によって重大な転換点に直面する。中小資本の経営的展開は、重化学工業を中心とする独占体の発展の下で次第に停滞し、やがて過当競争の状況に突入する。そのような中で中小資本は一方では原料・半製品生産における重工業中心の独占形成に反撥しつつ、他方では自身の過当競爭状況の除去と経営的改善のために同業者組合(イヌンク)による「適正価格」の設定に期待をかけるが成功しなかった。ナチズムはこのような状況にある中小資本の利害に積極的に対応した。「フェ-ダ-網領」の分析によって明らかになったことは、ナチズムが決して資本主義的企業やその所有原則を否定するのではなく、むしろ、個人の労働や勤勉と、そのような活動の結果としての所得、さらに所有を決定的に重視し、そのような活動の所産としての個人ないし家族形態の資本主義的経営を積極的に評価したことであった。これは決してA・シュヴァイツァ-がBig Business in the ThirdReichの中で強調したような「手工業社会主義」に結びつくものではなかったし、H.A.ヴィンクラ-がMittel stand,Demokratie und Nationalsozial:smusで展開したような「前工業的」な性格をもったものではなかった。それはむしろすぐれて古典的資本主義において重視されたホモ・エコノミクスの観念に重さなるものであり、反資本主義というよりまさに資本主義的であった。ナチス体制の下で、中小資本の過当競争は強制カルテル立法によって対応がはかられ、重化学工業も含めた産業構造全体の組織化が進むことになった。
脊椎動物の分節化を制御するシグナル分子群

すべての脊椎動物には、脊椎骨や肋骨といったからだの前後軸に沿った繰り返し構造がある。この繰り返しパターンはすべて、発生初期に形成される体節中胚葉の分節化に由来する。分節化とは、細長い板状の体節中胚葉が、その前方より順次周期的に等間隔に切断されていく現象をいう。本研究は、未分節中胚葉の細胞群が、お互いに密接にコミュニケーションをとりつつ分節化を遂げるという可能性に注目し、細胞外で重要な役割をもつシグナル分子を網羅的に同定することを目的としている。そこでまず、体節中胚葉特異的なcDNAライブラリーを作成し、その中からさらにシグナル配列を有する遺伝子をシグナルシークエンストラップ法を用いて探索することを試み、これまでに以下の成果を得た。27948万クローンのスクリーニングを完了し、152個のシグナル分子候補遺伝子を得た。既知分子の中にはTGF-βファミリーやフォリスタチンといった発生現象に関与することが既に知られているシグナル分子、また受容体型タンパクやチャネルタンパクなどが存在した。これらのシグナル分子候補遺伝子の中から、トリ胚において分節現象に関わると予想される分子を選出するために、ホールマウントインサイチィウハイブリダイゼーション法を用いて、これらの遺伝子のmRNAの発現部位を検討した。その結果、16クローンが分節時期の体節領域に特異的に発現することが明らかとなった。また、さらに後期の体節形成期におけるこれらの遺伝子の発現も合わせて解析したところ、体節中に様々なパターンで発現が認められた。これらの結果から、分節過程およびより後期の体節形成過程にもこれらの候補遺伝子が機能していることが示唆された。これらの成果を論文にまとめ、現在、国際誌に投稿中である。さらに、これらの遺伝子の中から特に興味深い遺伝子に関して、トリ胚を用いた機能解析を行っており、興味深い結果を得ている。
霊長類の視知覚に関する比較認知科学的研究

アカゲザルとチンパンジーのポンゾ錯視の知覚を分析した。試行開始とともにタッチパネル付きのコンピュータディスプレイの画面中央に種々の長さの横棒(標的図形)が1本、種々の文脈刺激(誘導図形)を伴って提示される。被験体がこれに数回触れると、画面下方両端に2つの選択反応キ-が現れた。文脈刺激とは関係なく、長い3本の棒に対しては一方のキ-、短い3本に対しては他方のキ-を押すことが訓練された。訓練完成後、文脈刺激と標的線分の上下の位置関係を操作して選択反応の割合のバイアスを調べた。その結果、(1)逆V字型の上方収斂線分(基本文脈)、基本文脈の外側に上方1点に収斂する3本ずつの線分を付加し奥行き感を強調したもの、付加線分がそれぞれ平行で1点に収斂しないもの、が文脈刺激である場合には、いずれも標的図形が収斂する線分の頂点に近づくに従い「長い」と答える割合が相対的に多くなり、ポンゾ錯視が生じたが、これらの文脈刺激間には反応のバイアスに差はなかった。ヒトでも同じであった。図形による奥行き感の強弱はポンゾ錯視に大きな影響を与えないことがわかった。(2)基本文脈を奥行き感のある風景写真に重ね焼きしたもの、およびそれを倒立した同じ写真に重ね焼きしたものを比較すると、前者でわずかに錯視量が大きい傾向があった。また(3)風景写真だけを正立で提示したものと風景写真だけを倒立で提示したものを比較すると、前者では少量の錯視が見られたが、後者では見られなかった。従って、実体的な奥行き感はポンゾ錯視を増強するように思われる。(4)標的図形の位置で基本文脈刺激と同じ間隔を持つ短い縦平行線分を用い、文脈を構成する2本の線分の間隔を上記の操作に対応した分だけ操作したところ、ヒトでは大きな錯視が見られたが、アカゲザルではほとんどバイアスが生じなかった。ヒトとサルの間には、基本的な情報処理過程にも差があることが示唆された。
数学知識構造の可視化による学習効果の検証

数学のウェブ教材「KIT数学ナビゲーション」の知識を記述しているウェブページのリンク構造が数学の知識構造と類似していることに着目しネットワークグラフを用いて数学の知識構造を可視化した。応用的な知識から基礎的な知識へ向かうハイパーリンクの特性から知識の難易度の計算にも成功した。ネットワークグラフのノードの大きさから知識の重要度を色から難易度を俯瞰することができるようになり、数学学習の効率および効果を高めることが可能となった。本研究は、1.インターネットで公開している「KIT数学ナビゲーション」というオンライン数学参考書のハイパーリンクの構造をネットワーク解析することにより、数学の知識構造のグラフ図を作成し数学知識構造を可視化すること、2.アクセスログエータと数学知識構造とを関連させ学習動向分析手法を確立すること、3.数学知識構造の認知が学習者に及ぼす影響を評価し考察すること、以上の3ステップから成る。平成25年度は1を実現することができた。以下に、具体的に述べる。PHPとMySQLを用いて、リンク構造を解析するクローラを開発した。グラフ図の作成にはオープンソースのGephを活用した。ノードをウェブページ、エッジをハイパーリンクとし、ノードのラベルにはウェブページのタイトルを使った。他のページから参照されている回数が多いほど、ノードを表す円の半径を大きく表示するようにした。ノードの数、すなわち、数学の要素知識の数が約800の数学知識構造の可視化が実現できた。可視化した数学の知識構造を公開するために、MITライセンスのJavaScript GEXF Viewer for Gephiを用いることにした。このソフトはノードを選択すると、リンク元とリンク先を表示することができるなど研究目的に合致した機能も多く含まれいる。数学の知識構造を確認しながら「KIT数学ナビゲーション」のページを用い学習できるように、数学知識構造から選択した「KIT数学ナビゲーション」のページにハイパーリンクを張る機能をVewerソフトに付け加えた。さらに、学習しているKIT数学ナビゲーションのページから、そのページが選択された状態で数学知識構造が表示されるよる機能もKIT数学ナビゲーションのシステムと連携して実現させた。本研究は、1.インターネットで公開している「KIT数学ナビゲーション」というオンライン数学参考書のハイパーリンクの構造をネットワーク解析することにより、数学の知識構造のグラフ図を作成しその構造を可視化すること、2.アクセスログデータと数学知識構造とを関連させた学習動向分析手法を確立すること、3.数学知識構造の認知が学習者に及ぼす影響を評価し考察すること、以上の3ステップから成る。平成26年度は、2の研究に取り組んだ。数学の知識構造は基本的な知識を組み合わせながら応用的な難易度の高い知識が構築されている階層構造を持っている。学習動向を分析するためには、この階層構造(難易度)を分析して指標化する必要がある。KIT数学ナビゲーションでは、ある数学知識の解説に必要な基礎的な知識はハイパーリンクによってその内容が参照できる。すなわち、ハイパーリンクの方向は応用的な難易度の高い知識を記述しているページから基礎的な難易度の低いページに向かっている。このハイパーリンクの特徴を利用して、約800に及ぶ数学知識の階層構造を隣接行列を用いて解析し、各ページに記載されている数学知識の難易度を指標化した。解析では、難易度の高い知識ほど難易度の高い知識を参照しているという仮定を用いた。得られた難易度を指標化したデータは概ね受け入れられるものであった。重積分の知識や偏微分などの難易度の高い知識が一部下位にランクされていた。その原因は、それらの知識からのハイパーリンクが少なく、正しく評価するためのデータが不足していたためであることが分かった。そのため、平成27年度に実施しる予定であった数学の知識構造のグラフの最適化を並行して実施した。指標化データの作成に手間取ったため、アクセスログデータと難易度を指標化したデータとを関連させた学習動向分析手法の確立については継続取り組み中である。本研究では、KIT数学ナビゲーションのコンテンツから数学の知識を記述しているページのみを抽出し、それらのページ間に張られているハイパーリンクが数学の知識間の繋がり、すなわち知識の構造を示していると考え、我々が初めて数学の知識構造をネットワークグラフを用いて可視化した。ハイパーリンクは、知識の解説で他の知識を参照するために張られるので、ハイパーリンク先のページはハイパーリンク元のページより基礎的な内容である。この性質を基に本研究で開発したアルゴリズムによりハイパーリンク構造を分析し各ページに記載された知識の難易度を序列化することに成功した。また、他のページから多く参照されるページは重要な知識が記載されていると解釈できる。ネットワークグラフの1つの知識を表すノードの色で数学知識の難易度を、大きさで重要度を示すことにより、直観で数学の知識構造を理解できるようにした。このネットワークグラフと各ページとの連携もハイパーリンクで実現し、KIT数学ナビゲーションを用いた数学の学習効率を高めることが可能となった。平成28年度に、本学学生20名に対してインタビュー調査をした結果、数学の学習で分からないことがあるとほぼ全員がまずネット検索をすることが判明した。実際に数学ナビゲーションをよく利用している学生も数名いた。ただ、ネットワークグラフを初めてみる学生がほとんどで、知識構造の可視化を使って効率よくするためには使い方を指導する必要があることが分かった。そこで、使い方のページを作成した。また、ネット検索による学習の問題点は、適切はキーワードが入力できないと知りたい知識が掲載されているページを抽出できないことであるが、開発した数学知識構造の可視化のシステムを使うと、関連した知識を容易に抽出できるので学習に役立つとの意見が多くあった。数学知識構造の可視化の有効性を確認することができた。

数学のウェブ教材「KIT数学ナビゲーション」の知識を記述しているウェブページのリンク構造が数学の知識構造と類似していることに着目しネットワークグラフを用いて数学の知識構造を可視化した。応用的な知識から基礎的な知識へ向かうハイパーリンクの特性から知識の難易度の計算にも成功した。ネットワークグラフのノードの大きさから知識の重要度を色から難易度を俯瞰することができるようになり、数学学習の効率および効果を高めることが可能となった。1.数学の知識の難易度を指標化するためのプログラムの開発:指標化するプログラムをPHPとMySQLを組み合わせて作成した。また、難易度を指標化したものを11段階に分けて色分けしたグラフ図も作成した。青色から緑色を経由して赤色になるに従って基礎的な内容から応用的な内容になっている。このグラフ図は、http://w3e.kanazawa-it.ac.jp/math/gexf-js/index.cgiで公開している。これらの成果を国際会議で2件、論文に1件、発表をした。2.ネットワークデータと難易度の指標化データを組み合わせて、各ページの上部にインバウンドリンク、すなわち、そのページを参照している応用的数学知識へのハイパーリンクを動的に表示するようにウェブページに機能を付け加え、既に公開している(firefoxには未対応)。この機能は、学習効率を向上さなど学習行動に大きく影響を与えると考えている。(計画外の取り組み)3.数学の知識構造グラフの最適化:数学知識構造のグラフ図や数学知識の難易度の指標化データから、ハイパーリンク構造(数学の知識構造)の最適化を図った。その成果を国内で1件発表をした。(計画の前倒し)4.学習行動分析プログラムの開発:膨大なアクセスログデータから各学習者の行動履歴のデータを抽出し分析可能なデータにするPHPとMySQLを組み合わせたプログラムは7割程度出来上がっている。しかし、指標化したデータとアクセスログデータを組み合わせた学習動向分析プログラムの開発はできていない。本研究で開発した数学知識構造の可視化の機能ははKIT数学ナビゲーションのウェブサイトに導入し、どなたでも利用できるように一般に公開している。1.学習行動分析プログラムの開発:KIT数学ナビゲーションの各ページの数学の知識の難易度を指標化したデータと各学習者のアクセスログデータからを得られるページ滞在時間、リンクをクリックして参照したページ等のデータを組み合わせて、学習者がどのように知識構造の可視化を利用しているのか、学習者が学習目標に対して基礎的な内容を学習する傾向にあるのか、高度な内容を学習する傾向にあるのか等を分析し、学習者の学力および学習意欲を数値化するプログラムを作成する。
クロマチンの動的変化を伴う遺伝子発現制御機構の解明

ヒト11p15.5領域の刷り込みクラスター内に存在するLIT1遺伝子の発現動態解析、周辺遺伝子の発現制御機構および制御に関与する分子の同定を目指した。当研究室において単離されたLIT1は、約80kbの長さで父方由来染色体特異的に転写され、non-coding RNAとして機能を持つ事が示唆されている。また、ヒト11番染色体を保持するハムスター由来細胞を用いた解析より、LIT1はクラスター内の遺伝子発現をシスに制御する刷り込みセンターとして重要な機能を持つことが示されている。近年、周辺遺伝子の発現制御にはLit1 RNAが必須であること、制御に伴い周辺領域のDNA methylation状態、Histone修飾状態が変化することが示されているが、Lit1 RNAが周辺遺伝子の発現をシスに制御する機構、制御に関わる因子の解明には到っていない。まず、我々はRNAFISH法を用いてヒト正常細胞株におけるLIT1 RNAの詳細な核内発現動態の解析を行った。その結果、LIT1 RNAは90%以上の高頻度で核内に確認された。また、RNAIDNA FISH法を用いて種々のがん細胞株、BWS患者由来細胞株でLIT1 7RNAの発現異常が高頻度で生じている事を明らかにした。これらの結果により、LIT1 RNAが細胞周期を通して安定に核内に集積することで周辺遺伝子の制御を行う可能性が示唆された。次に、LIT1 RNAが集積している詳細な領域を解析するためにChromatin fiberに対してRNA FISHを行い、クロマチン上に集積するLIT1 RNA分子の検出に成功した。また、ISH法とChIP法を組み合わせた新たな方法を確立し、LIT1転写領域外のLIT1 RNAにより発現制御を受ける遺伝子領域(KCNQ1DN、CDKN1C)にLIT1 RNAが集積する事を確認した。これらの結果により、LIT1 RNAが制御遺伝子領域のクロマチン上に集積することで、遺伝子の発現をシスに制御することが示された。これまでにLIT1 RNA同様の制御機構を持つRNAとしてXisfがよく知られており、Aist RNAの発現制御に伴いDNAmethylation状態、Histone修飾状態、polycomb、BRCA1等の因子が関与することが明らかとなっている。我々が得た結果より、LIT1 RNAによる周辺遺伝子の制御に関しても同様な因子の関与が推測された。これまでに我々は、LIT1が(1)RNAとして機能する。(2)周辺遺伝子に影響を及ぼすインプリントセンターとして働く。(3)細胞周期を通して安定にLIT1遺伝子周辺に蓄積することなどを明らかにした。そこで我々は、Fiber-FISHによるLIT1 RNAシグナルにDNA-FISHを重ねることで、LIT1 RNAと周辺領域のゲノムDNAを同時に描画し、RNA分子がクロマチン上のどの部位をカバーしているかの解析を行った。しかし、残念ながらこれまでに部位の同定には至っていない。2)核マトリックスとゲノムDNAの特異的結合機構の解析本研究では、刷り込み遺伝子クラスター内のMARターゲティングによりクロマチンループ構造の変化がおよぼす遺伝子発現動態を解析している。現在は、刷り込み遺伝子LIT1およびIGF2内のMARを排除するため、薬剤遺伝子で置換したターベティングベクターを構築中である。構築でき次第、MARを欠失した改変染色体を作製する。我々は分子生物学的手法および免疫組織学的手法を用いて、ヒト11p15.5領域に位置する刷り込み遺伝子LIT1が(1)RNAとして機能する。(non-coding RNAである。)(2)周辺遺伝子の発現状態に影響を及ぼすインプリントセンターとして働く。(3)細胞周期を通して安定にLIT遺伝子周辺に蓄積することなどを明らかにした。また、Fiber RNA-FISH法を考案し、LIT1 RNAのクロマチン上への集積を観察した。さらに、クロマチン上のLIT1 RNAシグナルに周辺領域のDNA-FISHを重ねることで、LIT1 RNA分子が集積しているクロマチン部位の同定を試みた。そこで、我々はin situ hybridization法とChIP法を組み合わせた新しい手法を考案し、LIT1およびnon-coding RNAであるXistについてRNA分子が集積するクロマチン領域の解析を試みている。2.核マトリックスとゲノムDNAの特異的結合機構の解析本研究では、刷り込み遺伝子クラスター内のMARターゲティングによりクロマチンループ構造の変化がおよぼす遺伝子発現動態の解析を行っている。我々は、刷り込み遺伝子LIT1周辺に存在する2つのMAR候補領域を排除するため、薬剤遺伝子で置換した2種類のターゲティングベクターを構築した。現在は、ヒト11番父方染色体を保持するDT40細胞へ遺伝子導入を行い、改変染色体を作成中である。

近年、周辺遺伝子の発現制御にはLit1 RNAが必須であること、制御に伴い周辺領域のDNA methylation状態、Histone修飾状態が変化することが示されているが、Lit1 RNAが周辺遺伝子の発現をシスに制御する機構、制御に関わる因子の解明には到っていない。まず、我々はRNAFISH法を用いてヒト正常細胞株におけるLIT1 RNAの詳細な核内発現動態の解析を行った。その結果、LIT1 RNAは90%以上の高頻度で核内に確認された。また、RNAIDNA FISH法を用いて種々のがん細胞株、BWS患者由来細胞株でLIT1 7RNAの発現異常が高頻度で生じている事を明らかにした。これらの結果により、LIT1 RNAが細胞周期を通して安定に核内に集積することで周辺遺伝子の制御を行う可能性が示唆された。次に、LIT1 RNAが集積している詳細な領域を解析するためにChromatin fiberに対してRNA FISHを行い、クロマチン上に集積するLIT1 RNA分子の検出に成功した。また、ISH法とChIP法を組み合わせた新たな方法を確立し、LIT1転写領域外のLIT1 RNAにより発現制御を受ける遺伝子領域(KCNQ1DN、CDKN1C)にLIT1 RNAが集積する事を確認した。これらの結果により、LIT1 RNAが制御遺伝子領域のクロマチン上に集積することで、遺伝子の発現をシスに制御することが示された。これまでにLIT1 RNA同様の制御機構を持つRNAとしてXisfがよく知られており、Aist RNAの発現制御に伴いDNAmethylation状態、Histone修飾状態、polycomb、BRCA1等の因子が関与することが明らかとなっている。我々が得た結果より、LIT1 RNAによる周辺遺伝子の制御に関しても同様な因子の関与が推測された。
脊髄運動ニュ-ロン上のアミノ酸レセプタ-の分布と機序

幼弱ラット脊髄スライス標本の脊髄前角細胞に細胞内微小電極からルシファ-・イエロウを注入し、アミノ酸投与用の二連の微小電極にも、アミノ酸と一緒にルシファ-・イエロウを詰めておく。蛍光顕微鏡下では、神経細胞の形状とアミノ酸電極の先端を同一視野で観察出来るので、直視下でアミノ酸電極の先端を神経細胞の任意の場所に持ってゆくことが出来る。アミノ酸を電気泳動的に細胞体や樹状突起部に投与して、グルタミン酸と他のアミノ酸の反応を比較した。グルタミン酸は細胞体でも樹状突起でもほぼ同じ様な感度で反応するが、NMDAやカイニン酸は細胞体での感度に比して、樹状突起での感度はかなり低下する。一方、キスカル酸は細胞体、樹状突起、何れでもよく反応し、感度の差がみられなかった。2ー5msecの非常に短いパルスでキスカル酸を与えるとキスカル酸電位は二つのphase,すなわち、速い経過の反応と、遅い経過の反応を示す。速い経過の反応は同じ場所に与えられたグルタミン酸による電位の時間経過より速く、更に、この速い反応は、キスカル酸の連続投与またはグルタミン酸の前投与で脱感作されるが、遅い反応は脱感作されない。遅い反応は、短いパルス(2ー5msec)による投与で、2ー3秒続く非常に長い反応を示す。この様な遅い反応は程度は小さいがグルタミン酸でもみられ、細胞内部にEGTAを注入すると、速い反応は残るが、遅い反応は消失する。キスカル酸の速い反応は、直接イオンチャンネルを介した反応であり、遅い反応はイオンチャンネルとは直接関係のない、おそらくはセカンドメッセンジャ-の様な機序を介して出現する反応であろう。