hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯原性嚢胞における上皮細胞の分化,増殖及び免疫機構への関与に関する組織学的研究

歯原性嚢胞の組織発生をあきらかにする目的で、嚢胞上皮の細胞分化、増殖、免疫機構への関与、に関して免疫組織化学および、in situ hybridizationを用いて検討した。各種のサイトケラチン(Nos.1,2,3,4,7,8,10,11,12,13,18,19)、Filaggrin、Involucrin(Inv.)、EGF、EGFレセプタ(EGF-r)、TGF-α、c-erbB-2、IL-1α、IL6の発現につき検討した。未固定凍結切片およびホルマリン固定パラフィン切片を作成し、上記各種抗体につきABC法にて染色を行った。分化に関して、含歯性嚢胞と非角化性原始性嚢胞は、口腔粘膜では基底層にのみ発現するNo.19が全層に発現し、更に口腔粘膜には発現しないNos.8,18も強く発現しておりsimple epitheliaに近い性格を示した。また、Inv.が陰性であるにも関わらず、口腔粘膜の角化層に発現するNos.1,3,10,12が上層に発現しており、含歯性嚢胞と非角化性原始性嚢胞の嚢胞上皮は独特の終末分化過程をとっていることが示唆された。歯原性角化嚢胞では、Inv.,Nos.1,3,10,12陽性であり、口腔粘膜の角化と同様のパターンを示すが、含歯性嚢胞と同様にsimple epitheliaのマーカーにも同時に発現しており、これは由来が歯原性である上皮に共通の性格であるのかもしれない。歯根嚢胞は炎症の修飾が大きいためか、一定の発現パターンが得られなかった。次に、増殖因子では、各嚢胞ともEGFの発現を認めない一方、主に基底細胞にTGF-αとEGF-rの発現を認め、TGF-αによる上皮増殖機構が考えられた。IL-1αについては、正常上皮では角化層を除く全てのケラチノサイトにその存在が認められたが、IL-6は正常上皮では陰性であった。顎骨嚢胞では基本的には嚢胞の種類を問わず正常上皮と同じパターンであった。IL-1α、IL-6、EGF-r、TGF-αに関してin situ hybridizationによるmRNAの発現を検索したが全て陰性であった。歯原性嚢胞の組織発生を明らかにする目的で、嚢胞上皮の細胞分化、増殖、免疫機構への関与、及びそれら相互の関連につき、初年度は免疫組織化学的手法を用いて検討した。分化マ-カ-としては、各種のサイトケラチン(Nos.1,2,3,4,7,8,10,11,12,13,18,19)、Filaggrin、Involucrin(Inv.)に対する抗体、増殖マ-カ-としては、EGF、EGFレセプタ(EGFーR)、TGFーα、cーerbBー2に対する抗体を用いた。新鮮外科材料より未固定凍結切片を作成し、上記各種抗体につきABC法にて染色を行った。材料として用いた嚢胞は、歯根嚢胞(RC)、濾胞性歯嚢胞(FDC)、歯原性角化嚢胞(OKC)、また対比として正常口腔粘膜、皮膚、術後性上顎嚢胞、エナメル上皮腫についても検索した。

分化マ-カ-による検索では、FDCでは、口腔粘膜では基底層にのみ発現するNo.19が全層に発現し、更に口腔粘膜には発現しないNos.8,18も強く発現しておりSIMPLE EPITHELIAに近い性格を示した。また、Inv.が陰性であるにも関わらず、口腔粘膜の角化層に発現するNos.1,3,10,12が上層に発現しており、FDCの嚢胞上皮は独特の終末分化過程をとっていることが示唆された。OKCでは、Inv.、Nos.1,3,10,12陽性であり、口腔粘膜の角化と同様のパタ-ンを示すが、FDCと同様にSIMPLE EPITHELIAのマ-カ-も同時に発現しており、これは由来が歯原性である上皮に共通の性格であるのかもしれない。RCは炎症の修飾が大きいためか、一定の発現パタ-ンが得られず、次年度も症例を追加し更に検討したい。次に、増殖マ-カ-については、各嚢胞ともEGFの発現を認めない一方、主に基底細胞にTGFーαとEGFーRの発現を認め、TGFーαによる上皮増殖機構が考えられたが、この点に関しては次年度にILー1,6の発現をみる予定であるのでその結果も併せて検討したい。一方、cーerbBー2の発現は何れの嚢胞にも認められなかった。歯原性嚢胞の組織発生を明らかにする目的で、嚢胞上皮の細胞分化、増殖、免疫機構への関与、及びそれら相互の関連につき、免疫組織化学的手法を用いて検討した。前年は、各種のサイトケラチン(Nos.1,2,3,4,7,8,10,11,12,13,18,19)、Filaggrin、Involucrin、EGF、EGFレセプタ、TGFーα、cーerbBー2の局在、発現を検索したが、今年度は症例を追加するとともに、上記のほか、インタ-ロイキンの存在につき検討した。新鮮外科材料より通法に従って未固定凍結切片を作成し、上記各種抗体につきABC法にて染色を行った。インタ-ロイキンに関してはILー1αおよびILー6につき検討した。材料として各種顎細嚢胞のほか、正常口腔粘膜、皮膚、エナメル上皮腫を用いた。ILー1dについては、正常上皮では角化層を除く全てのケラチノサイトにその存在が認められたが、ILー6は正常上皮では陰性であった。顎骨嚢胞では基本的には嚢胞の種類を問わず正常上皮と同じパタ-ンであった。しかし、エナメル上皮種ではILー1αのみならずILー6についても陽性像がみられた。今回の結果から、顎骨嚢胞では、嚢胞上皮の分化については、嚢胞の種類により特有の分化過程をとるが、上皮増殖機構に関しては正常粘膜上皮と同様の基底細胞におけるTGFーαとEGFレセプタによるオ-トクリン増殖が考えられ、嚢胞上皮における特有の上皮増殖機構の存在を示唆する所見は得られなかった。しかし、エナメル上皮腫についてはILー6を介した増殖機構の存在が示唆された。
酸素濃度調節による無農薬害虫防除への挑戦

本研究では、無酸素処理による苗の無農薬害虫防除法に資するために、無酸素処理時間が害虫および苗の生存率におよぼす影響を把握し、苗の生育を阻害することなく害虫を死に至らしめる(防除する)方法の開発を目指した。その結果、無酸素処理を12時間以上とした場合、Tetranychus属2種のハダニ雌成虫の生存率および卵の孵化率はいずれも0%となった。他方、インゲン苗およびイチゴ苗に無酸素処理を実施したところ、両者ともに葉に生理障害が認められた。ただし、新たに展開する葉には、それは認められなかった。本研究では、無酸素処理による苗の無農薬害虫防除法に資するために、無酸素処理時間が害虫および苗の生存率におよぼす影響を把握し、苗の生育を阻害することなく害虫を死に至らしめる(防除する)方法を明らかにすることを目指している。なお、ここでは、2種のハダニ(ナミハダニおよびカンザワハダニ)の非休眠および休眠個体を用いて実験し、生存率を求めた。さらに、卵についても無酸素処理をして、孵化率を求めた。平成25年度では、ナミハダニ雌成虫の生存率および卵の孵化率におよぼす無酸素処理の影響を調べた、無酸素処理時間を12時間以上とした場合、ナミハダニ雌成虫の生存率は0%となり、また、卵の孵化率も0%となった。ただし、雌成虫は休眠する(越冬状態に入る)と、無酸素処理時間を24時間の場合でも、生存率は0%とはならなかった。これらを総合的に判断すると、ナミハダニの無酸素処理による防除のためには、12時間以上の無酸素処理時間を与えるか、休眠状態の雌成虫が苗に付着している場合は、一旦それを打破した上で12時間以上の無酸素処理時間を与えることが必要であると判断された。なお、カンザワハダニを用いた試験においても同様の結果が得られた。他方、インゲン苗を無酸素処理した場合、与えた条件すべてにおいて葉にダメージが認められた。この原因および回避方法については、現在調査中である。平成26年には、上述のハダニ類の防除に有効であった無酸素処理時間がインゲンおよびイチゴ苗の生存率におよぼす影響を詳細に把握し、両者の結果を組み合わせて無農薬害虫防除法を確立したいと考えている。本研究では、無酸素処理による苗の無農薬害虫防除法に資するために、無酸素処理時間が害虫および苗の生存率におよぼす影響を把握し、苗の生育を阻害することなく害虫を死に至らしめる(防除する)方法を明らかにすることを目指した。ここでは、2種類のハダニ(波ハダニおよびカンザワハダニ)の休眠および非休眠雌成虫を用いて実験し、生存率を求めた。平成25年度では、ナミハダニ雌成虫の生存率および卵の孵化率におよぼす無酸素処理の影響を調べた。無酸素処理を12時間以上とした場合、ナミハダニ雌成虫の生存率は0%となり、また、卵の孵化率も0%であった。ただし、雌成虫は休眠する(越冬状態に入る)と、無酸素処理時間を24時間とした場合でも、生存率は0%とはならなかった。これらを総合的に判断すると、ナミハダニの無酸素処理による防除のためには、12時間以上の無酸素処理時間を与えるか、休眠状態の雌成虫が苗に付着している場合には、一旦それを打破した上で12時間以上の無酸素処理時間を与える必要があると判断された。なお、カンザワハダニにおいても同様の結果が得られている。平成26年度では、インゲン苗およびイチゴ苗に無酸素処理を実施して、悪影響が見られないかを確認した。その結果、両者ともに与えた条件下すべてで葉にダメージが認められた。ただし、新たに展開する葉には、悪影響は認められなかった。今後、葉にダメージを与えることなく、または、それを軽減するような手法を開発すれば、無酸素処理による苗の無農薬害虫防除法が確立できるのではないかと考えた。環境調節工学ナミハダニおよびカンザワハダニを致死させるために必要な無酸素処理時間を明らかにできた。植物苗の生存可能な無酸素処理時間または処理方法は現段階では調査中であるが、平成26年度には明らかにできると予想される。植物苗の生存可能な無酸素処理時間または処理方法を明確にし、ハダニ類の無酸素処理の結果とあわせて無農薬害虫防除法を確立する。平成25年度において経費節減に努めた。その差額分を繰り越して平成26年度に有効利用することとした。平成26年度では、研究をより効率的に推進するために、技術補佐員を採用する。
少数細胞の分裂異常が個体機能を喪失させる原理の解明

生体では少数細胞の分裂異常が引き金となりガンや発生障害などの疾病が惹起されるが、その原理は明らかでない。これは、生体の随意の細胞集団に分裂異常を起こし、その影響を細胞・個体レベルで追跡できる手法の欠如による。本研究では、光照射によって随意の細胞集団に局所的分裂障害を誘導できる新奇化合物と、ゼブラフィッシュ胚の個々の細胞挙動と形態形成を同時追跡できる顕微鏡システムを駆使し、分裂異常の規模に応じた子孫細胞の形質変化や組織形態・機能への影響を実験・理論の両面から解析する。この知見に基づき、分裂障害に起因する個体機能障害を回避、軽減し、病態制御に有効性をもつ介入法を予測・実証することを目指す。
表面プラズモン共鳴現象を用いたエレクトロニックノーズシステムの機能設計と構築

センサ技術は、情報処理や情報伝達技術の発展に比べて著しく遅れており、技術の差は広がる一方である。特に、人間の五感に相当するセンサの中で、嗅覚に相当する匂いセンサ(申請者らは、エレクトロニックノーズと呼んでいる)の研究が著しく遅れており、種々の化学物質の集まりである「匂い」分子を客観的に認識・検知でき、かつ情報システムに直結できるようなインテリジェントで多機能な「エレクトロニックノーズシステム」の構築が急務である。本研究は、このような背景のもと、センサに分子認識機能を持たせるための分子認識薄膜の機能設計ならびに作製技術およびセンサを情報システムに直結する技術の確立を目的に行われた。本年度、以下の成果を挙げることが出来た。(1)異なる分子認識膜を堆積させた表面プラズモン共鳴型匂いセンサを作成し,マルチチャネル型センサの動作が可能かの評価を行った結果,ひとつのチィップ(1枚の金膜上)に4種類の選択性の異なるセンサを作成できることおよびそれらがワンチィップ上で,同時に動作可能であることを明らかにできた。(2)センサの応答パターンの解析法の検討を行い,ニューラルネットワーク,主成分分析などのパターン認識法が有効であることおよびそれらの多変量解析を行うことで,匂い分子の識別判定が可能であることを明らかにできた。(3)また,分子認識膜を有する表面プラズモン共鳴式化学センサが味センサと賭しても利用可能であることを明らかにできた。本年度は、(1)表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:略してSPR)現象を利用した匂いセンサの機能設計、(2)作製したSPR匂いセンサシステムの基本特性の評価および(3)センサ出力の解析法の確立を目指し研究を推進した。その結果、以下のような成果を上げることが出来た。(1)表面プラズモン現象の生じる金薄膜上に、分子認識機能を付与するための有機薄膜(分子認識膜)を堆積したセンサを作製し、評価した結果、表面プラズモン共鳴現象を用いることで高感度の匂いセンサが実現できることを明らかにした。(2)また、分子認識膜の作製法の確立を目指し、プラズマCVD法により作製条件を変化させ分子認識膜を作製し、作製したセンサの特性を評価した。その結果、分子認識膜としてアクリル酸膜を持つセンサについて、膜の最適作成条件を決定することが出来た。また、本匂いセンサが、アンモニアおよびアミン系ガスに優れた選択性と高い感度を有することから、魚介類の鮮度センサに利用が可能であることを明らかに出来た。(3)また、本センサの出力を多変量解析することで、ガスの識別が可能であるセンサシステムを実現できた。センサ技術は、情報処理や情報伝達技術の発展に比べで著しく遅れており、技術の差は広がる一方である。(1)センサアレイ集積化の検討...前年度得られた成果をもとに、2種類の異なる分子認識膜を作製した2つの異なるタイプの匂いセンサのアレイ化の検討を行った。その結果、アレイ化に成功し、2チャンネルのセンサをアレイ化した表面プラズモン共鳴においセンサが実現できた。(2)センサの応答パターン認識方の確立...センサ出力の解析方法、具体的には多変量解析によるパターン認識方によるセンサ出力の解析方法の検討を行った。その結果、主成分分析法により、センサの応答が分離できることを明らかに出来た。(3)センサシステムの機能設計...センサ、濃縮管およびコンピューターを一体化したエレクトロニックノーズシステムの検討を行った。その結果、濃縮管を用いることで、低濃度のにおい物質が検知できることおよび濃縮管をうまく使うことで「においの分離」も可能になることが明らかにできた。
イギリス帝国における時間意識の改革と科学技術

本研究は近代世界における時間の標準化の歴史を、イギリス帝国に焦点を当てながら検討する。英領の各入植地における時間意識の変革に着目し、それを推進した多様な主体と科学技術の移転を中心に分析する。イギリスとオーストラリアのアーカイブズにおいて綿密な史料調査を行い、帝国各地を舞台に行われた時間の正確化を目指す諸活動が、植民地社会の社会経済や文化的規範にいかなる影響を与え、さらに世界規模の時間の標準化・均質化をどのように促進したかを明らかにする。
ユウロピウム原子のレーザー冷却

大きな磁気モーメントをもつ原子のボース凝縮体は、短距離等方的なs波散乱相互作用に加え、長距離異方的な磁気双極子相互作用を有する。磁気双極子相互作用はスピンと軌道角運動量を結合させるため、スピンテクスチャーや超流動渦を伴う基底状態量子相など、興味深い現象の観測につながると期待されている。スピン自由度を維持したまま散乱長を抑圧するうえで、基底状態の超微細構造を利用したマイクロ波Feshbach共鳴の活用が考えられる。我々は、大きな質量と磁気モーメントをもち、かつ基底状態に超微細構造を有するユウロピウム(Eu)に対し、準安定状態を利用して磁気光学トラップを生成することに世界で初めて成功した。大きな磁気モーメントをもつ原子のボース凝縮体は、短距離等方的なs波散乱相互作用に加え、長距離異方的な磁気双極子相互作用を有しており、後者を通して量子渦とspin textureを伴った新奇な量子相が発現すると期待されている。こうした研究をすすめるには、質量数・磁気モーメントが大きいだけでなく、s波散乱長が制御できることが肝要となるが、静磁場を用いたFeshbach共鳴を用いると、スピンの方向が固定されてしまうという問題が発生する。そこで我々は、基底状態に超微細構造を有するユウロピウム(Eu)原子に対して、超微細分裂幅に対応するマイクロ波を照射することでFeshbach共鳴を誘起し、この問題を解決することを考えた。本研究はランタノイド系の原子種であるEuを、世界で初めてレーザー冷却するとともに、光トラップ中でボース凝縮を生成し、Euを用いた磁性量子気体研究の礎を構築することを目的としている。Eu原子の飽和蒸気圧は極めて低く、オーブンから出射した高速の原子ビームに対してゼーマン減速を施した後、磁気光学トラップを行う必要がある。ところがゼーマン減速を行う際、唯一の候補となる波長459nmの光学遷移は、基底状態以外の準安定状態に高い確率で緩和してしまうという問題を有する。この問題を解決するため、我々は波長459nm、513nmのレーザー光を照射することで、原子を積極的に特定の準安定状態に光ポンピングすることを考えた。この準安定状態が有する波長583nmの閉じた光学遷移を利用することで、準安定状態のEu原子に対し、ゼーマン減速、さらに磁気光学トラップを世界で初めて実現することに成功した。Euの磁気光学トラップを実現するためには、オーブンから出射した原子ビームに対して、ゼーマン減速を施す必要がある。原子ビームを減速するには光子を10万回程度、吸収・放出させる必要があり、全角運動量がJ →J+1の光学遷移の中から適切なものを選定しなければならない。Euの場合、J→J+1遷移は合計3つ存在するが、1m程度の現実的な距離で減速を達成するにはMHz台の自然幅が必要で、この条件を満たすのは波長459nmの光学遷移のみとなる。本研究を開始した当初、我々は原子ビームを対象とした分光測定をとおし、この光学遷移が10^-3もの分枝比を有することを明らかにした。減速に10万回以上の光子吸収・放出が必要なことを考えると、測定された分枝比は、期待する値よりも二桁も大きいことになる。さらに悪いことに、分枝は6つの準安定状態に同程度のオーダーで生じており、原子にレーザーを照射して基底状態に戻すにしても、6つの異なる波長のレーザーを用意し、しかも合計12個の超微細準位に緩和した原子をリパンプしなければならない。この時点でEuのレーザー冷却を諦めたとしてもおかしくはない状況だったといえる。この問題に対し我々は、「大きな分枝比を逆に利用して、閉じた光学遷移が存在する別の準安定状態に原子を光ポンピングする」という逆転の発想をした。僅か1年間で必要な光源を全て揃え、ゼーマン減速、磁気光学トラップを世界で初めて実現したことは、快挙といっても過言ではないだろう。後者は、スピン-軌道角運動量間の結合を生み出すため、量子渦やspin textureを伴った新奇な量子相の発現が期待される。こうした磁性量子気体にまつわる新奇な物性現象を探索するには、質量数・磁気モーメントが大きいだけでなく、s波散乱長が制御できることが肝要となる。しかし静磁場を用いたFeshbach共鳴を用いてしまうと、s波散乱長が制御できるかわりに、スピンの方向が固定されてしまう。基底状態に超微細構造を有するユウロピウム(Eu)原子の場合、超微細分裂幅に対応するマイクロ波を照射してFeshbach共鳴を誘起することで、この問題を回避することが原理的に可能である。そこで本研究では、Euのレーザー冷却、およびボース凝縮を世界で初めて実現することを目的とした。基底状態のEu原子ビームに対してゼーマン減速を行う場合に唯一の候補となる光学遷移はa8S7/2-y8P9/2(波長波長459nm)であるが、基底状態以外の準安定状態に高い確率で緩和してしまう問題をもつ。そこで平成28年度、我々は原子を特定の準安定状態に光ポンピングし、波長583nmの閉じた光学遷移(a10D13/2-z10F15/2)を利用することで、ゼーマン減速、磁気光学トラップを世界で初めて実現した。平成29年度は、得られた磁気光学トラップについて、原子数、密度、温度、1体ロス、2体ロスといった詳細を明らかにした。

この情報を元に適切な波長のレーザーを照射することでロスを低減し、最終的に10^7個の原子を捕捉することに成功した。原子を基底状態に戻す上で適切な光学遷移の選定が終了し、基底状態の原子を磁気光学トラップするための狭線幅光源の準備も完了した。大きな磁気モーメントをもつ原子のボース凝縮体は、短距離等方的なs波散乱相互作用に加え、長距離異方的な磁気双極子相互作用を有する。磁気双極子相互作用はスピンと軌道角運動量を結合させるため、スピンテクスチャーや超流動渦を伴う基底状態量子相など、興味深い現象の観測につながると期待されている。スピン自由度を維持したまま散乱長を抑圧するうえで、基底状態の超微細構造を利用したマイクロ波Feshbach共鳴の活用が考えられる。我々は、大きな質量と磁気モーメントをもち、かつ基底状態に超微細構造を有するユウロピウム(Eu)に対し、準安定状態を利用して磁気光学トラップを生成することに世界で初めて成功した。最終目的であるEu原子のボース凝縮を実現するためには、1.冷却された原子集団を基底状態に戻す、2.蒸発冷却を行う上で十分な数の原子数を確保する、の2点を達成することが肝要となる。磁気光学トラップに用いている準安定状態は、基底状態からΔJ=3も異なる全角運動量をもっており、単純に考えると、少なくとも2波長のレーザーを照射しない限り、基底状態に戻すことはできないことになる。ところが最近の研究を通し我々は、磁気光学トラップを行っている最中に、原子が基底状態からΔJ=2だけ離れた別の準安定状態に僅かずつ緩和していることをつきとめた。緩和した原子に波長1204nmのレーザーを照射すれば、原子を基底状態に戻すことができる。2については、光トラップ中で蒸発冷却を行う場合、10^8個程度の原子をあらかじめ冷却しておくことが望ましいといえる。現状、準安定状態のEu原子を対象とした磁気光学トラップでは、最大で10^6個程度の原子しか集まっていない。これは先に述べた別の準安定状態への緩和や非弾性衝突によるもので、原子数を桁で増やすのは容易とはいえない。一方、基底状態に戻された原子についてはこうした緩和を考える必要がないため、自然幅97kHzの狭線幅光学遷移を使って基底状態でも磁気光学トラップを行うことで、所望する原子数が獲得できると期待している。実際には、真空装置全般をみなおし、ゼーマン減速や磁気光学トラップの効率を上昇させる努力も同時に行うことで目標となる原子数を確保する予定である。その後、波長1.5μmのレーザーで基底状態の原子を捕捉し蒸発冷却を施すことで、Eu原子を世界で初めてボース凝縮させることを目指す。量子エレクトロニクス
インスリンの代謝作用シグナルおよびその障害におけるmTORの役割

1 IRS-1の細胞内局在におけるmTORの役割。インスリン刺激によるIRS-1のlow density microsomes(LDM)よりcytosolへの局在変化が生ずることが知られているが、3T3-L1脂肪細胞においてこの現象はmTORの特異的阻害薬であるrapamycin及びPI 3-kinase阻害薬により抑制されることを見い出した。またPI 3-kinaseの触媒サブユニットの膜結合型変異体をアデノウイルスを用いて過剰発現させることによってもIRS-1の細胞内局在変化が生じ、それはrapamycinにより抑制された。これらの結果からIRS-1の細胞内局在変化においてmTORが重要な役割を果たしていることが示唆された。2アミノ酸によるmTORを介したインスリンシグナル伝達の調節。3T3-L1脂肪細胞においてアミノ酸の除去あるいは過剰はインスリン刺激によるp70S6kinase及び4E-BP1のリン酸化をそれぞれ抑制あるいは増強した。この時、インスリン刺激によるIRS-1のセリン/スレオニンリン酸化、細胞内局在変化及びプロテアソームによる分解は抑制あるいは増強した。また、インスリン刺激によるAktの活性化およびブドウ糖の取込みはアミノ酸除去により増強し、アミノ酸過剰により抑制された。このことより、アミノ酸はmTORを介するIRS-1の分解あるいは局在変化を通じてインスリンシグナル伝達を調節すると考えられた。
血管内皮、平滑筋および支配神経機能に及ぼす各種カルシウム拮抗薬の影響

摘出イヌ動脈標本を用いて、血管平滑筋を直接収縮する物質(プロスタグランジンF2α)、EDRF遊離薬(サブスタンスP)、支配神経刺激による張力変化などを測定し、それらに対する種々のカルシウム拮抗薬の影響を検討した。プロスタグランジンF2αによる収縮はL型カルシウムチャネル拮抗薬であるニカルジビン、フルナリジン、AE0047により抑制されたが、N型チャネル拮抗薬であるω-コノトキシンでは抑制されなかった。サブスタンスPによる弛緩はニカルジビン、ω-コノトキン、T型チャネル拮抗薬であるテトラメスリンでは抑制されなかった。神経刺激により脳動脈は弛緩し、腸間膜動脈は収縮した。各々、一酸化窒素(NO)合成酵素阻害薬およびα受容体拮抗薬で消失することから、脳動脈ではNOを、腸間膜動脈ではノルアドレナリンを神経伝達物質とする神経が主としてはたらいている。ニカルジビンおよびテトラメスリンは脳動脈における神経性弛緩には影響を与えないが、ω-コノトキン、フルナリジン、AE0047は同弛緩を抑制した。また、AE0047およびニカルジビンは共に腸間膜動脈における神経性収縮反応を抑制したが、ノルアドレナリン遊離に対してはAE0047は抑制したのに対し、ニカルジビンは抑制しなかった。非選択的カルシウム拮抗薬であるカドミウムは血管内皮、平滑筋ならびに支配神経を介するこれらの反応を全て抑制した。したがって、平滑筋細胞には主としてL型が、神経終末にはN型チャネルが分布し、各々のカルシウム流入を調節していると考えられるのに対し、内皮細胞におけるカルシウム流入機序はL型、N型、T型に選択的な既知の拮抗薬では抑制されないことから特定できなかった。他方、フルナリジンが血管拡張神経機能を抑制したことから、その偏頭痛予防作用に神経由来NOの産生抑制が関与する可能性が示唆された。また、新規のジヒドロピリジン系化合物のなかには、平滑筋に対する直接拡張作用に加えて、交換神経抑制作用をもつものがあった。さらに、神経細胞におけるNO産生に、カルシウム・カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIが関与することが示唆された。血管平滑筋の緊張性は内膜側からは内皮細胞により、外膜側からは支配神経により調節されている。近年、内皮由来血管弛緩因子(EDRF)の本体が一酸化窒素(NO)であることが明らかにされた。一方、我々は血管拡張神経の存在を薬理学的に実証し、その伝達物質がNOである可能性を見いだした。内皮細胞および神経に存在する構成型NO合成酵素活性がカルシウム依存性であり、それらの細胞へのカルシウム流入はEDRFおよび神経伝達物質の遊離を促す。そこで、摘出イヌ脳動脈標本を用い、これら内因性NOを介する血管弛緩反応および平滑筋直接収縮作用に対する種々のカルシウム拮抗薬の作用を検討し、以下の成績を得た。(1)セロトニンおよびプロスタグランジンによる平滑筋直接収縮作用は、カドミウム(非選択的カルシウム拮抗薬)およびニカルジピン(選択的L型カルシウムチャネル拮抗薬)で抑制されるのに対し、ω-コノトキシンGVIA

(選択的N型カルシウムチャネル拮抗薬)やテトラメスリン(選択的T型カルシウムチャネル拮抗薬)では抑制されなった。(2)EDRF遊離物質であるサブスタンスPによる弛緩および組織中サイクリックGMP増加作用は、カドミウムでは抑制されたが、他のカルシウム拮抗薬では抑制されなかった。(3)経壁電気刺激による弛緩作用は、テトロドトキシンおよびNO合成酵素阻害薬により消失するが、カドミウムおよびω-コノトキシン処置でも有意に抑制された。他方、ニカルジピンでは抑制されなかった。したがって、血管内皮細胞、平滑筋細胞および神経終末に主として存在するカルシウムチャネルがそれぞれ異なり、細胞内カルシウム流入により生じる多様な細胞応答が、細胞膜レベルで制御されていると考えられる。さらにNOは、平滑筋の両側から自発的に遊離され、血管を拡張性に調節していると考えられるが、異なったカルシウム流入機序による独自の産生調節機構の存在が示唆される。血管平滑筋の緊張性は内膜側からは内皮細胞により、外膜側からは支配神経により調節されている。近年、内皮由来血管弛緩因子(EDRF)の本体が一酸化窒素(NO)であることが明らかにされた。一方、我々は血管拡張神経の存在を薬理学的に実証し、その伝達物資がNOであることを見いだした。内皮細胞および神経に存在する構成型NO合成酵素活性がカルシウム依存性であり、それらの細胞へのカルシウム流入はEDRFおよび神経伝達物質の産生・遊離を促す。今回、摘出イヌ脳動脈における神経性弛緩反応を指標にして、神経細胞におけるNO産生に他のプロテインキナーゼよりもカルシウム・カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIが関与していることを明らかにした。また、同動脈においてフルナリジンが、平滑筋に直接作用する収縮薬の作用を抑制するだけでなく、経壁電気刺激による神経性弛緩反応を抑制することを見いだした。一方、L型チャネル選択的カルシウム拮抗薬のニカルジピンには神経機能抑制作用がなかった。この違いが、ニカルジピンにはないフルナリジンの偏頭痛予防作用を説明できるかもしれない。一方、新規ジヒドロピリジン化合物の中にも、AE0047のように従来の血管平滑筋に対する収縮抑制作用に加えて、交感神経機能抑制作用をもつものが見られた。ニカルジピンはノルアドレナリンの作用を抑制するが、その遊離には影響を与えないのに対し、AE0047はノルアドレナリン作用だけでなくその遊離をも抑制した。これらのことは、カルシウム拮抗薬のなかには、L型チャネルに加えてN型チャネルを抑制する薬物も存在し、従来の作用に加えて、新たな適用が期待できる可能性が示唆される。
分裂酵母テロメアクラスタリング機構の解析

減数分裂期に観察されるテロメア領域同士の対合(テロメアクラスタリング)は、この時期における相同染色体の対合促進等に重要であり、酵母からヒトまで高度に保存されている。分裂酵母では、減数分裂期のみならず体細胞分裂間期にもテロメアクラスタリングが観察され、このテロメアクラスタリングにはRNAiが重要であることが報告されている。本研究では、テロメアクラスタリングの意義およびその機構の更なる理解を目指し、分裂酵母を用いた遺伝学的スクリーニングを実施し、複数の候補クローンを単離した。染色体は、複製、分配、遺伝子発現など多くの現象のなかで、その高次構造をダイナミックに変化させている。これまでに、染色体高次構造が遺伝子発現を制御していることや、染色体高次構造形成にRNAが関与していることを示唆する報告はあるものの、詳細な分子機構については明らかにされていない。本研究では、分裂酵母を用いて、染色体高次構造の1つであるテロメア領域同士の対合(テロメアクラスタリング)に着目し、体細胞分裂間期におけるテロメアクラスタリングの分子機構の解析を通して、染色体高次構造形成のメカニズムおよび染色体機能における高次構造形成の生理的な重要性を解明することを目的とする。我々は、テロメアクラスタリングに関与する因子を単離するための遺伝学スクリーニング系を確立し、テロメアクラスタリングに関与すると思われる候補因子をいくつか単離した。本研究で実施したスクリーニング系は、破壊された遺伝子を容易に同定できるよう工夫されたストラテジーを用いているため、これまでのスクリーニング系よりも比較的短期間で、単離したテロメアクラスタリング関連候補因子を効率良く同定できると思われる。本研究で単離された遺伝子が高等動物まで高度に保存されていた場合、高等動物においてこれまで不明であった、高次構造形成による遺伝子発現制御のメカニズム解明につながることが期待される。また、遺伝子発現制御の破綻は癌などの重篤な疾患の発症原因にもなるため、本研究のスクリーニングで単離された因子が高度に保存されていた場合は、新たな疾患治療の夕ーゲットになりうることが期待される。染色体高次構造の1つであるテロメアクラスタリングは、1)減数分裂期において染色体の組換えや分配等に重要である、2)酵母からヒトまで高度に保存されている、と考えられている。近年、分裂酵母を用いた研究により、テロメアクラスタリングが減数分裂期のみならず体細胞分裂間期にも観察されることや、テロメアクラスタリングにRNAiが関与することが報告されてきた。しかしながら、体細胞分裂間期テロメアクラスタリングの形成メカニズムおよび生理的な重要性については不明な点が多い。本研究では、分裂酵母RNAi機構による体細胞分裂間期テロメアクラスタリングを中心に、(1)体細胞分裂間期テロメアクラスタリング機構におけるRNAiの機能解析、(2)新規テロメアクラスタリング関与因子の遺伝学的スクリーニング、を行なった。(1)では、RNAiがクラスタリング因子をテロメア領域ヘリクルートすることによりテロメアクラスタリングが起こるのではないかと仮説を立てた。本研究ではクラスタリング因子の有力候補として染色体対合に必須の複合体コヒーシンに着目し、細胞分裂期コヒーシンサブユニットの1つであるRad21を対象に実験を遂行した。Rad21のテロメア領域への局在化がRNAi依存的か否かをクロマチン免疫沈降法を用いて検討したところ、Rad21のテロメアへの局在化に関して、野生株とRNAi変異株との間に有意な差は観察されなかった。以上より、コヒーシンはRNAiがリクルートするクラスタリング因子ではないことが示唆される。(2)について、昨年度に引き続きスクリーニングを行い、新たにテロメアクラスタリングに関与すると予想される候補因子を単離した。
臓器抗原性の低減による移植腎生着向上の検討

ECDI処理の脾細胞に対する影響はTrypan-blue染色による生細胞率の検討で、75mM/l以下の濃度で、処理後48時間まで非処理群と比べ差はなかった。さらに細胞学的観察でも、各濃度ともに脾細胞の白血球分画に差はなく、ECDIがある種の細胞群を特異的に傷害することはないと思われた。またECDI処理後の脾細胞のclass Iおよびclass II MHC抗原の発現率には非処理の脾細胞と差を認めなかった。移植片のECDI処理による生着延長効果の検討では、非処理のBN皮膚移植片をLEレシピエントに移植したcontrol群では8.2±0.8日で拒絶された。これに対し移植片をECDI処理した群では13.0±1.5日と有意に生着延長効果を認めた。さらにin vitroの検討でcontrol群はドナーのアロ刺激に対し感作を受け有意な反応増強を認めるのに対し、移植片をECDI処理した群ではほぼnaive LE同程度の反応しか示さなかった。次にラット心移植のモデルで検討を行なったが、75mM/lECDI溶液で両心系を灌流し、さらに同溶液中で1時間incubationした群は血流を再開しても全く拍動を示さず、ECDIの細胞毒性により惹起されたものと思われた。
オンチップ・スーパーコンピューティングを可能にするメニーコア・プロセッサの研究

本研究では、高性能かつ低消費電力な3次元積層メニーコア・プロセッサを見据えたアーキテクチャ技術を開発した。主な成果として、(1)3次元積層LSIにおいて大きな問題となる発熱に着目した性能評価、(2)複数のコアが強調して動作することで性能を改善する新しいメニーコア向け実行方式の確立、(3)メモリ性能を大幅に改善するキャッシュメモリ構成法の確立、ならびに、(4)将来のスーパーコンピュータの実現を見据えたインターコネクト・シミュレータの開発、などの成果を挙げることができた。本年度は、複数コアを搭載したマイクロプロセッサを対象とし、コアでのプログラム実行状況を監視するためのハードウェア・サポート技術を考案した。また、2次元実装を全体とした際のチップ温度解析、ならびに、性能評価環境を構築するための大規模FPGAを用いた基本実験を実施した。具体的な内容は以下の通りである。【研究テーマ1:コア・オブザベーション技術の開発】同一チップに搭載したプロセッサ・コアのメモリ参照に着目し、周辺コアのキャッシュミス情報を効率良く収集するハードウェア・サポート技術を考案した。また、収集したキャッシュミス情報を全てのコアで共有するメカニズムを確立し、これに基づく動的最適化の実現法を示した。【研究テーマ2:コア・オーケストレーション技術の開発】上記研究テーマ1で開発したハードウェアサボートを用いたメモリ性能向上法を検討した。また、複数の演算器や大容量メモリ、プロセッサコアの積層などを想定し、消費電力プロファイルに基づく3次元積層LSIの温度解析を実施した。その結果、チップ温度状況に応じてメニーコア活用法を動的に最適化する新しいアプローチへのヒントを得る事ができた。【研究テーマ3:評価環境の構築】公開されているOpenSPARCを対象とし、現在の商用FPGAにて実装可能なプロセッサコア数の調査を行った。この結果より、FPGAによるエミュレーション環境とホスト計算機によるシミュレーションの連携(協調シミュレーション)が必要である事があきらかになった。また、上記の研究成果に関して国内外にて研究発表を実施した。本年度は、複数コアを搭載したマイクロプロセッサを対象とし、3次元積層を前提としたコア・オブザベーション技術の確立、ならびに、3次元積層マルチコアに関する特性解析を実施した。また、高性能計算のための性能評価環境の構築や、スーパーコンピュータ応用を意識した通信最適化技術に関する研究も行った。【研究テーマ1:コア・オブザベーション技術の開発】プログラム実行において必要となるメモリ容量をランタイムに検出する方式を考案した。また、それを効率良く実行するためのアーキテクチャサポートを開発し、定量的評価に基づき有効性を明らかにした。【研究テーマ2:コア・オーケストレーション技術の開発】これまでに開発した、複数コア間でオンチップ・メモリを協調利用する方式を改善し、より高い性能向上を実現した。また、性能のみならず、消費エネルギー削減効果も期待できることを明らかにし、様々な条件下における提案技術の有効性を評価した。3次元積層に基づくマルチコア・プロセッサに関しては、温度制約を考慮した上での詳細な性能解析を実施した。具体的には、3次元積層すべきダイのフロアプランの違いがホットスポットに与える影響の調査、温度制約下における最大動作周波数の解析、これらを総合した3次元積層マルチコア・プロセッサの性能評価、を実施した。その結果、協調実行方式の確立が重要である事を明らかにした。本年度は、複数コアを搭載したマイクロプロセッサを対象とし、前年度に引き続き3次元積層を前提としたコア・オブザベーション技術の確立、ならびに、3次元積層マルチコアに関する特性解析等を実施した。また、3次元積層向けメモリアーキテクチャの拡張と詳細評価を実施した。さらに、メニーコア向け電源電圧制御技術の開発や、多数の計算ノードから構成されるスーパーコンピュータを前提とした集団通信高効率化技術の開発を行った。【研究テーマ1:コア・オブザベーション技術の開発】3次元積層メモリシステムにおいて、プログラム実行において必要となるメモリ容量をランタイムに検出する方式を改良し、その精度を高めることができた。また、それを効率良く実行するためのアーキテクチャサポートの評価を行い、有効性を明らかにした。【研究テーマ2:コア・オーケストレーション技術の開発】これまでに開発した、複数コア間でメモリ性能を向上するための協調実行方式に関し、より高い性能向上を実現するためのソフトウェア・チューニングを行った。また、よりメモリ性能の影響が深刻となるベンチマークプログラムを用いた評価を実施し、提案方式の有効性を確認した。これに加え、スーパーコンピュータにおいて重要となる集団通信の高速化を可能とするためのパケット送信制御技術を開発しその有効性を示した。さらに、実行に使用するコアの数と動作周波数を動的に制御することで実効効率を高める方式を検討し、その評価を行った。本年度は、主に、以下の研究成果を得た。■メニーコア・プロセッサにおいては、極めて高い演算性能とメモリ性能の間の差(いわゆるメモリウォール問題)を解決するかが重要となる。

そこで本年度は、メモリに格納されるデータの値にはある種の局所生が存在するという事実に基づき、今までにない全く新しいキャッシュ・メモリ・アーキテクチャを提案し、その有効性を明らかにした。本提案方式では、同一のデータ値を持つ異なるキャッシュラインを同一メモリ領域に格納する。すなわち、複数キャッシュラインが単一のメモリ領域を共有することで、実質的により多くのデータを格納することが可能となる。定量的評価を行った結果、従来方式と比較して35%の性能向上を実現できることが明らかになった。また、メニーコアにおいて複数コアをメモリ性能向上用途に使用することでトータル性能を改善するヘルパースレッド実行法を確立し、その有効性を明らかにした。■本研究で提案しているコア間の連携により、高性能化を実現するヘルパースレッド実行方式を確立した。具体的には、メニーコアにおいて、いくつかのコアはプログラムを実行するのではなく、メモリ性能向上のためのプリフェッチ・スレッドを実行する。これにより、メモリプレッシャの高いアプリケーションを実行した場合でもメニーコア性能を引き上げることができる。定量的評価を行った結果、最大で42%もの性能向上を達成できることを示した。■上記以外には、大規模スーパーコンピュータにおいて問題となる集団通信の効率化を目的とし、ネットワークの負荷バランスに関する解析や、メニーコアの1種として捉えることができるGPUを対象とした性能電力解析を実施した。■以上の成果に加え、これらの結果を国内外の会議にて発表した。複数コアが協調して動作する方式に関しては順調に開発が進んでおり、その評価結果も良好である。一方、テストチップ試作を実施することができておらず、この部分に関してはやや遅れている。これらを総合して、おおむね順調に進んでいると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本研究の最終年度であり、最終的な総合評価の実施に向け研究を進める予定である。当初、2次元実装のテストチップ試作を行い、その結果を総合評価にフィードバックする予定であった。しかしながら、3次元積層チップの特性は製造プロセスに大きく依存し、かつ、現状では標準的なプロセス技術が確立されていないことが分かったため、評価のための基礎データは実設計事例となる参考文献から参照することで対応する。
代数群上の保型形式とL関数

1.ユニタリ群の保型L関数について(村瀬駕氏との共同研究)一般符号のユニタリ群上の正則尖点形式に付随する標準的L関数について、その解析接続・関数等式を証明した。証明の鍵は、新谷関数とその積分の研究である。技術的条件下では既に我々自身によって得られていたが、局所・大域の両面に渡る議論の精密化により、この条件を取り除くことに成功した。2.3次ユニタリ群上の保型形式とテータ関数について(村瀬篤氏との共同研究)3次ユニタリ群上の正則保型形式の数論的研究においては、新谷卓郎氏により導入された「原始的テータ関数」が重要な役割を果たす。テータ関数の空間を純局所的に定式化し、Weil表現のlattice model及びtrace formulaを用いて詳しく考察した。原始的テータ関数の空間に現れる、二次拡大の乗法群の指標を完全に決定し、epsilon factorを用いて記述した。また、大域的保型形式への応用として、正則Eisenstein級数の、原始的テータ関数での展開係数を決定した(L関数の特殊値により記述される)。楕円保型形式から3次ユニタリ群上の保型形式Kudla liftは、直交群0(2,4)へのOda liftの制限と完全に一致し、従ってJacobi形式からのliftと見なされる。この立場から、具体的なJacobi形式の像を考察。また、前項で述べた正則Eisenstein級数の展開を、Jacobi型群上の新谷関数の言葉を用いた解釈を与えた。(I)ユニタリ群の保型形式について(村瀬篤氏との共同研究)一般符号のユニタリ群上の正則尖点形式に付随する標準的L関数について、その解析接続・関数等式を証明した。定値直交群の場合と同様に、群のサイズに関して帰納的による。inductive stepにおいては、新谷関数とその積分が主要な役割を果たす。この結果は、既に技術的条件下では得られていたものであるが、本年度は局所の大域の両面に渡って議論を精密化・単純化することにより、無条件での成立を示すことに成功した。(II)3次ユニタリ群上の保型形式とテ-タ関数について(村瀬篤氏との共同研究)符号(1,2)のユニタリ群上の正則保型形式を部分Fourier展開すると、各係数はテ-タ関数で与えられる。新谷卓郎氏により導入された数論的に良い基底“local primitive theta function"をWeil表現のlattice modelを用いて研究した。Glauberman-Rogawskiにより局所二次拡大の乗法群の指標が重複度高々1で現れることが知られているが、我々は全く異なる手法により指標公式をも得て、どの表現が現れるかまで決定することに成功した。また、上記局所理論を大域的保型形式の部分Fourier展開に応用する研究を開始した。今年度は最初の段階として正則Eisenstein級数を取り上げ、そのprimitive thetaによる展開係数を決定した(L関数の特殊値により記述される)。1.原始的テータ関数(村瀬篤氏との共同研究)3次ユニタリ群上の正則保型形式の数論的研究においては、新谷卓郎氏により導入された「原始的テータ関数」が重要な役割を果たす。テータ関数の空間を純局所的に定式化し、Weil表現のlattice model及びtrace gormulaを用いて詳しく考察した。前年度までに、原始的テータ関数の空間に、二次拡大の乗法群の指標が高々重複度1で現れるというGlauberman-Rogawskiの結果の別証を得ていた。今年度は、より本質的なepsilon factorを用いた記述を行い、その符号が(テータ関数の空間における)二次体の指標の現れ方を決定するというepsilon dichotomyを得た。結果そのものは既知(Moen,Rogawski)であるが、純局所的な新しい証明であり,今後の一般化が期待できる。

2.ユニタリ群上の保型形式(村瀬篤氏との共同研究)楕円保型形式から3次ユニタリ群上の保型形式へのKudla liftは、直交群0(2,4)へのOda liftの制限と完全に一致し、従ってJacobi形式からのliftと見なされる。この立場により、具体的なJacobi形式の像について考察した(Kudla本来の定式化では像が消えるか否かすらわかっていなかった)。今後は、Jacobi形式の空間に新たな作用素を導入してL関数を記述するとともに、原始的テータ関数による展開の研究を行う。
卵核胞期卵母細胞を用いた新しい異種間体細胞核移植法の開発

体細胞を成熟卵子へ移植して個体を作製する体細胞クローン技術は、絶滅危惧種の増殖や絶滅種の個体再生へのダイレクトな方法として期待できる。しかし、絶滅危惧種や絶滅種の成熟卵子を獲得することは困難あるいは不可能であるという問題がある。この問題を解決する最も現実的な方法のひとつが異種間核移植である。本研究課題においては、1)他種の細胞核を移植された卵母細胞は体外成熟可能か、2)体外成熟が可能な場合、その卵母細胞は細胞核が由来する種の体細胞核移植のレシピエントとして使用できるのか、3)他種の卵核胞期卵母細胞に移植された細胞核は、卵母細胞が由来する種の成熟卵子への核移植に適した細胞核へ変化するのか、の3点を明らかにする。平成30年度は、分担研究者を加え、細胞周期を同調させたマウス胎子由来線維芽細胞(MEF)およびモルモット成体由来線維芽細胞(GPF)をマウスおよびブタ卵核胞期卵母細胞に移植して体外成熟を試みた。そして、成熟した(第一極体を放出した)卵母細胞について、1)単為発生能、2)染色体の核移植ドナーとしての可能性の2点を調べた。1)成熟した異種間核移植卵母細胞の単位発生を試みたところ、卵割が起こらないもの、不等卵割や変性を起こすものが大多数であり、胚盤胞期へ発生したものはなかった。2)成熟した異種間核移植卵母細胞の染色体を除核卵子へ移植し、その再構築卵の体外発生を調べたところ、上記の単位発生と同様、卵割が起こらないもの、不等卵割や変性を起こすものが大多数であり、胚盤胞期へ発生したものはなかった。以上のことから、本研究で試みた体細胞を卵核胞期卵母細胞へ移植するというアプローチでは、異種間核移植の発生能を向上させることは困難であった。平成28年度においては、1を明らかにするため、マウスとブタの卵核胞期卵母細胞を用いて異種間核置換を行い、成熟能を検討した。マウス卵母細胞とブタ卵母細胞ではサイズが大きく異なり、ブタ卵核胞をマウス卵母細胞に移植することは困難であるため、除核したブタ卵母細胞にマウス卵核胞を移植することとした。この顕微操作は当初予想していたよりも難しいものであったため、熟練に時間を要したが、現在では安定して卵核胞置換卵母細胞を作製できるようになった。続いて卵核胞置換卵母細胞の成熟条件の検討を行なった。作製した卵核胞置換卵母細胞は、通常のブタ卵子の成熟条件下で染色体凝集・第一極体放出といった成熟卵子にみられる現象を示した。今後は、この卵核胞置換卵母細胞を用いて、ブタ細胞質がマウス様になったのか、マウス核がブタ様になったのかの解析を行なっていく予定である。本研究課題においては、卵核胞期卵母細胞の顕微操作が必須である。卵核胞期卵母細胞は、マイクロニードルやマイクロピペットを挿入することができる囲卵腔(細胞膜と透明帯の間の空間)が小さいこと、細胞膜が非常に壊れやすいことなどから、卵母細胞から卵核胞を取り出す操作が非常に困難であり、熟練するまでに数ヶ月を要した。また、卵核胞は直接注入するにはサイズが大きすぎることから、卵核胞を含む細胞質の状態で取り出し、卵核胞期卵母細胞と融合させる必要があり、融合胞の検討を行う必要があった。以上の2点は現在では解決し、卵母細胞の顕微操作は順調に進むようになった。当初、異種間卵核胞置換を行なった卵母細胞の成熟条件の検討に時間を要すると予想していたが、ブタ卵子の成熟条件において、染色体の凝集と第一極体の放出が確認できたので、成熟条件の検討が非常にスムーズであった。現在は次のステップである卵母細胞の転写解析のためのサンプル収集を進めている。以上より、平成28年度においては、当初若干の遅れが見られたが、予定に追いついてきている。

本研究課題においては、1)他種の細胞核を移植された卵母細胞は体外成熟可能か、2)体外成熟が可能な場合、その卵母細胞は細胞核が由来する種の体細胞核移植のレシピエントとして使用できるのか、3)他種の卵核胞期卵母細胞に移植された細胞核は、卵母細胞が由来する種の成熟卵子への核移植に適した細胞核へ変化するのか、の3点を明らかにする。平成28年度においては、マウスとブタの卵核胞期卵母細胞を用いて異種間核置換を行い、成熟能を検討した。マウス卵母細胞とブタ卵母細胞ではサイズが大きく異なり、ブタ卵核胞をマウス卵母細胞に移植することは困難であるため、除核したブタ卵母細胞にマウス卵核胞を移植した異種間卵核胞置換卵母細胞を作製し、体外成熟実験に供した。作製した異種間卵核胞置換卵母細胞は、通常のブタ卵母細胞の成熟条件下で染色体凝集・第一極体放出といった成熟卵子にみられる現象を示した。平成29年度においては、ブタ卵核胞期卵母細胞にマウス体細胞核を移植した異種間体細胞核移植卵母細胞の作製および成熟を試みた。異種間体細胞核移植卵母細胞は効率よく作製が可能であり、通常のブタ卵母細胞の成熟条件下で染色体凝集・第一極体放出といった成熟卵子にみられる現象を示した。現在、体外成熟中における移植核由来の転写産物の検出を試みるとともに、異種間体細胞核移植卵母細胞の卵細胞質にマウス体細胞核を移植した異種間核移植胚、および異種間体細胞核移植卵母細胞の染色体をブタ除核成熟卵子に移植した異種間核移植胚の発生能を調べている。本研究課題においては、卵核胞期卵母細胞の顕微操作が必須であるが、これは順調である。異種間卵核胞置換卵母細胞および異種間体細胞核移植卵母細胞の体外成熟においては、通常のブタ卵母細胞の体外成熟条件において、染色体の凝集と第一極体の放出が確認できた。これらのことから、本研究における解析に技術的障害はないといえる。体外成熟培養中の卵母細胞においては転写活性が検出できなかった。このことは、ドナー卵核胞由来の転写産物がレシピエント卵核胞期卵細胞質に影響を与え、異種間卵核胞置換卵母細胞がドナー核の動物種の核移植に適したレシピエント細胞質になるという仮説が誤りであることを示唆している。現在は、異種間体細胞核移植卵母細胞を作製し、その体外成熟培養中の転写活性を調べるとともに、その成熟後の細胞質および染色体がそれぞれ異種間核移植のレシピエント細胞質およびドナー核として適しているかどうかの検討を行っている。以上から、新生児の仮説のひとつが誤りではあったが、本研究課題に必要な解析はほぼ順調に行っており、進捗状況はおおむね順調といえる。体細胞を成熟卵子へ移植して個体を作製する体細胞クローン技術は、絶滅危惧種の増殖や絶滅種の個体再生へのダイレクトな方法として期待できる。しかし、絶滅危惧種や絶滅種の成熟卵子を獲得することは困難あるいは不可能であるという問題がある。この問題を解決する最も現実的な方法のひとつが異種間核移植である。平成30年度は、分担研究者を加え、細胞周期を同調させたマウス胎子由来線維芽細胞(MEF)およびモルモット成体由来線維芽細胞(GPF)をマウスおよびブタ卵核胞期卵母細胞に移植して体外成熟を試みた。そして、成熟した(第一極体を放出した)卵母細胞について、1)単為発生能、2)染色体の核移植ドナーとしての可能性の2点を調べた。1)成熟した異種間核移植卵母細胞の単位発生を試みたところ、卵割が起こらないもの、不等卵割や変性を起こすものが大多数であり、胚盤胞期へ発生したものはなかった。
T1ρによる海馬てんかん原性病変検出法の開発

側頭葉てんかんにおける海馬切除術の適応には、術後の記憶機能の観点から、海馬にてんかん焦点が存在するか、左右どちらの海馬がてんかんの焦点となっているか、について術前に慎重な検討が必要である。しかし、病理学的に軽微な変化しか呈さないてんかん焦点の検出に有用な画像検査は確立されておらず、切除の最終決定は侵襲的な頭蓋内脳波によりされている。そのため、海馬の軽微な病理学的な変化も捉えられる有用なバイオマーカーが求められている。T1ρ値は生理学的な組織の環境や微細な構造の変化を反映していると考えられ、臨床的には、T1ρ値の測定により、関節軟骨のプロテオグリカンの構造の変化をT2緩和時間よりも早期に検出するとの報告がされている。従来の画像検査では捉えられなかった細胞配列の乱れや軽微な細胞脱落などをT1ρ値で捉えられる可能性がある。本研究では、健常者での正常T1ρ値のデータベースの構築、てんかん原性病変検出のためのT1ρ値の確立、T1ρ値の閾値を用いた前向きなてんかん焦点の検出能確認、を行うことでT1ρ値のてんかん原性の検出能を検証していく。海馬のT1ρ値の正常値の報告がない。そのため、初年度では健常者におけるMRIでの海馬のT1ρ値のデータベースを構築するために、健常者20例を対象としたMRIの撮像を行い、正常値の測定、解析のためのデータを揃えることができた。また、側頭葉てんかん患者における、T1ρmapを含めた撮像プロトコルを定めることができた。健常者20例を対象とした撮像を行い、正常値の解析のためのデータを揃えることができた。解析が途中であり、今後進めていきデータベースを構築していく予定である。健常者の海馬のT1ρ値を測定し、データベースを構築する。側頭葉てんかん患者における海馬のT1ρ値を測定し、データベースを元に異常の検出率を確認する。解析に必要なパソコンやソフトなどが未購入のためだが、次年度に購入し、解析を進めていく予定である。