hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超伝導臨界磁場と転移温度を予測する電流密度汎関数理論の開発

超伝導転移温度と臨界磁場を予言するために、磁場下超伝導体に対する「超伝導の電流密度汎関数理論」を構築した。磁場下超伝導体の熱平衡状態を特徴づける基本変数として、超伝導秩序変数、常磁性電流密度の横成分、電子密度が本理論では選ばれている。本理論に基づいて具体的に数値計算を実行するために必要不可欠な交換相関エネルギー汎関数の開発も行った。交換相関エネルギー汎関数の結合定数積分表示を与えた。さらに、オリジナルの密度汎関数理論における局所密度近似の考え方を参考に、BCS理論が良い近似になっている極限において正しくBCS理論におけるギャップが再現されるような交換相関エネルギー汎関数の近似形を開発した。平成26年度はまず当初の計画通り,磁場下超伝導体のクーパー対の多様性を考えて(例えばFFLO超伝導や渦糸状態),厳密な形の超伝導秩序変数を基本変数とする理論の構築を行った。具体的には,スピン一重項およびスピン三重項に対応する4種類の非局所的な異常密度の一次結合の形で与えられる一般的な異常密度を基本変数に選び,既に開発済の「有限温度ECS理論」を適用することで「超伝導電流密度汎関数理論」を構築した。この超伝導電流密度汎関数理論は,スピン一重項およびスピン三重項超伝導体のみならず,空間反転対称性のない超伝導体にも適用可能である。また,超伝導電流密度汎関数理論による具体的な数値計算に必要不可欠な交換相関エネルギー汎関数の近似形についても開発を進めた。平成26年度は,交換相関エネルギー汎関数の結合定数積分表示を与えた。この結合定数積分表示は,常伝導の電流密度汎関数理論の場合の近似形開発と同様に,様々な近似形の良い出発点を与えると期待される。本研究では,常伝導状態を利用して「超伝導の電流密度汎関数理論」の有効方程式を解くという戦略(ドジャンの近似法の応用)で理論の検証を目指している。平成26年度には,当初平成27年度以降に予定されていた磁場下金属の常伝導状態における電子状態計算手法(磁場を含んだ相対論的強束縛近似法)の開発も行った。本手法により常伝導状態の金属で観測されるドハース・ファンアルフェン効果が再現できることを数値計算により実証し,本手法の有効性を確認した。さらに,当初の計画にはなかったが,「粒子数ゆらぎ」を上述の超伝導の秩序変数の代わりに使用する超伝導理論の検討も開始した。「粒子数ゆらぎ」は,既に開発済の「有限温度の対密度汎関数理論」で扱うことが可能と考えられるため,これまでに対密度汎関数理論で開発した様々な計算方法や近似形が利用できるメリットがある。昨年度は,超伝導臨界磁場および転移温度を予測できる「超伝導電流密度汎関数理論」の定式化(基本定理の証明と有効方程式の導出)を行いました。今年度は,当初の計画に従い,この超伝導電流密度汎関数理論による具体的な数値計算に必要不可欠な交換相関エネルギー汎関数(Exc)の近似形の開発を進めました。昨年度はExcの厳密な表式である結合定数積分表示を与えましたが,今年度は一重項あるいは三重項を誘起するExcの具体的な近似形を考案しました。これにより,新しい理論開発の両輪である定式化とExcの近似形開発の両方が完成したことになります。現在,これらの成果を論文にまとめ上げている段階です。本研究では,常伝導状態を利用して「超伝導電流密度汎関数理論」の有効方程式を解くという戦略(ドジャンの近似法の応用)で理論の検証を目指しています。昨年度は磁場下金属の常伝導状態における電子状態計算手法(MFRTB法)の開発を行いましたが,今年度は,このMFRTBの有効性の実証を進めました。具体的には,MFRTB法を常伝導状態の金属に適用し,通常のdHvA振動に加え,新しい付加的な磁化振動が現れることを数値計算により明らかにしました。さらに,当初の計画にはありませんでしたが,本研究では,「粒子数ゆらぎ」を超伝導の秩序変数の代わりに使用する超伝導理論の検討を昨年度より行っています。本年度は,この新しい理論の根幹となる「超伝導の秩序変数が発現すると,「粒子数ゆらぎ」がオーダーNになる」という定理の証明を与えました。「粒子数ゆらぎ」は,電子密度と対密度を用いて記述できます。そこで本年度は,これらを基本変数に選んだ「超伝導のための有限温度対密度汎関数理論」の定式化を行いました。これらの成果は、論文の形でまとめられ現在投稿中です。また国際会議でこれらの成果を発表(招待講演)することが決まっています。超伝導電流密度汎関数理論の開発では,難所であった交換相関エネルギー汎関数の近似形開発が当初の予定通り終了しました。また,磁場下常伝導物質の電子状態計算手法の開発はその有効性の確認まで完了し,当初の予定より早く進行しています。さらに,当初の計画にはなかった「粒子数ゆらぎ」を超伝導の秩序変数の代わりに使用する「超伝導のための有限温度対密度汎関数理論」についても成果が得られています。したがって、当初の計画以上に進展していると言えます。これまでに本研究では、超伝導転移温度と臨界磁場を予言する第一原理理論の開発を目指し、磁場下超伝導体に対する「超伝導の電流密度汎関数理論」を構築してきた。磁場下超伝導体の熱平衡状態を特徴づける基本変数としては、超伝導秩序変数、常磁性電流密度の横成分、そして電子密度を選んでいる。

本理論における超伝導秩序変数は、超伝導状態をフェルミ粒子系のBECと見なしたときの凝縮した二粒子状態をその中に含んでいる。ゆえに本理論では超伝導転移温度や臨界磁場のみならず、ペアのスピン対称性や空間的な広がり・対称性も予言できる。昨年度までに構築したこの「超伝導の電流密度汎関数理論」を用いて具体的に数値計算を実行するために、本年度はまず交換相関エネルギー汎関数の近似形の開発を進めた。本研究で開発した交換相関エネルギー汎関数は、オリジナルの密度汎関数理論における局所密度近似の考え方に沿って開発を行った。局所密度近似の考え方とは、一様な極限で正しく一様電子液体の交換相関エネルギーを再現するような交換相関エネルギー汎関数の近似形というものである。この考え方に沿って、本研究で開発した近似形は、BCS理論が良い近似になっている極限において、正しくBCS理論におけるギャップが再現されるような交換相関エネルギー汎関数の近似形を開発した。このような近似形はこれまでに例がなく、本研究が初めてである。本研究では、常伝導状態を利用して「超伝導の電流密度汎関数理論」の有効方程式を解くという近似法(ドジャンの近似法の応用)で理論の検証を目指している。そのために、常伝導状態の電子状態を計算する手法も開発した。今年度は、本手法により常伝導状態の金属で観測されるドハース・ファンアルフェン効果に加え、新しい付加的な振動や磁場破壊現象をも記述できることを数値計算により実証した。これにより、本手法の有効性を確認した。超伝導転移温度と臨界磁場を予言するために、磁場下超伝導体に対する「超伝導の電流密度汎関数理論」を構築した。磁場下超伝導体の熱平衡状態を特徴づける基本変数として、超伝導秩序変数、常磁性電流密度の横成分、電子密度が本理論では選ばれている。本理論に基づいて具体的に数値計算を実行するために必要不可欠な交換相関エネルギー汎関数の開発も行った。交換相関エネルギー汎関数の結合定数積分表示を与えた。さらに、オリジナルの密度汎関数理論における局所密度近似の考え方を参考に、BCS理論が良い近似になっている極限において正しくBCS理論におけるギャップが再現されるような交換相関エネルギー汎関数の近似形を開発した。当初の計画では,平成27年度以降に計画されていた磁場下での常伝導物質の電子状態計算に着手したこと,および当初の計画にはなかった「粒子数ゆらぎを超伝導の秩序変数の代わりに使用する理論」についても着手している。したがって、当初の計画以上に進展していると言える。[磁場下での常伝導物質の電子状態計算]昨年度までに開発したMFRTB法の適用は結晶構造として単純立方格子の金属に限られていましたが,最終年度は磁場下での超伝導物質の電子状態計算を行う予定であるため,具体的な磁場下金属(スズや鉛)の常伝導状態における電子構造の計算を行います。dHvA振動の実験結果などと比較することで,本計算手法で得られた磁場下の常伝導状態の妥当性を検証する予定です。[磁場下での超伝導物質の電子状態計算]最終年度は,ドジャンの近似法による超伝導状態の計算を計画しています。具体的には,上述のMFRTB法で得られる常伝導状態に乗じる滑らかな関数を,「超伝導の電流密度汎関数理論」の有効方程式を解くことで決めます。有効方程式に含まれるExcには,今年度考案した近似形を用います。
既存住宅市場の評価構造が住宅の耐用性・居住空間の質に及ぼす効果の日韓比較研究

目的と方法:国の固有住文化を考慮した循環型既存住宅の需給構造の検討に資するために、日本の郊外戸建住宅居住者、日韓のマンション居住者と、韓国住宅学会会員を対象にした調査を実施して、両国の住意識の固有性を抽出して、循環型既存住宅の維持を阻害する要因を解明した。結果:1.日韓両国の伝統的な住居の固有性をもたらす要因は(1)住居の発達を促す社会的自由度、(2)生活空間計画と地域社会への広がり、連携の強さの関係、(3)生活に占める階層観の形成のされ方、(4)生活主体者の成熟・自立性である。韓国は儒教の支配力が強固で、社会の自由度が低く、自立的な生活観が育ちにくかった。その結果韓国では現在でも個々の居住性の評価が弱く、市場価値に誘導される傾向を生じている。2.開発と商品化は何よりも強力な住居の変革要因である。韓国では住宅の投機化が、建替えを煽り、中古住宅市場には循環機能がなく、日本よりも明らかに予測耐用年数が短い。韓国ではバブルの破綻が危惧されており、既存住宅のフロー化を促進しても耐用年数の伸長に寄与せず、居住者の住意識の自立性が求められることを検証した。現住宅に愛着が強い人は既存住宅のフロー化に関心が高い。かつ良質住宅は愛着を形成する大きなファクターである。したがって今後住宅の質を向上させることが既存住宅のフロー化を促す上で重要である。3.住宅は「新築期」が過ぎると建替えがイメージされ始め、築後5年を経過下住宅の予測耐用年数が急速に短くなる。予測耐用年数は住宅の種類と強い相関を示し中古住宅の居住者は極端に短い。本調査で算出した平均耐用年数は45.87年であるが、建替えを表明した住宅の耐用年数は平均31.87年で両者の間に大きな隔たりがある。韓国の居住者は27年、専門家は41年である。4.開発当初から優れた町並みを計画した住宅地は、居住環境の成熟過程への関与を検証した。本研究は、サスティナブル社会の実現のために既存住宅の需給構造と市場の仕組みに焦点を当て、日本における住宅の循環型管理を阻害する要因を解明する継続研究である。これまで日米比較調査研究から日本の特徴が得られているが、その結論をさらに都市化や所得水準が近似する隣国韓国との比較やマクロ統計データなどから検証し、我が国の住宅市場の位置づけを明らかにする。1.韓国の居住者ヒアリング調査韓国は住宅の寿命が短く、住宅の投機的売買が活発であることに着目し、経済効率優先の短期寿命型需給構造が住宅の居住性、近隣関係に及ぼす歪み及び、伝統的居住空間の変貌・居住環境の成熟・崩壊過程への関与に関する項目を、韓国の研究者の協力によって居住者のヒアリング調査実施した。(2)韓国の研究者2名を講師に招聘しレクチャーを受けた後、韓国における調査の準備を検討した。2.日本の郊外住宅地調査建築経過年数は住宅の寿命観におけう代表的なマイナス要因であるが、同時に景観の成熟要素でもある。このことから本調査は居住者が居住地景観へ寄せる関心の度合いを把握し、景観のドラステックな変化をもたらすと言う視点から建て替えを再評価することを目的にした。調査の概要:大阪府、滋賀県で過去30年間に開発された郊外住宅地を対象に居住者調査を実施した。

調査時期と方法:調査票の配布をポスティングし、郵送で回収。調査期間は2005年8月11月。配布数2026票、回収数1095票、回収率54.0%。本年度に得られた結果:居住者のまちなみ対する関心は高い。まちなみ評価に強い影響を与えているのは「緑」「自然」の状態と、全体の統一感である。したがって、経過年数が重要な期ワードになる。また、まちなみの受容感とまちなみの愛着には高い相関が見られ、保存活動へのインセンティブとなることが確認された。本研究は、既存住宅の需給構造と市場の仕組みに焦点を当て、隣国韓国との比較調査を通レて我が国の住宅市場の位置づけを明らかにし、住宅の循環型管理を阻害する要因を解明する。本年度の研究を以下に報告する。1.2005年の戸建て調査研究を町並みの評価に潜在する既存住宅のストック化の可能性他論文2本にまとめて発表した。2.韓国忠北大学主催のシンポジウムにおいて、発表した。3.分譲集合住宅居住者(韓国の住宅フローを配慮して、分譲集合住宅のみ)のヒアリング・及びアンケート調査。調査は日韓同一内容の調査票を使用して、韓国ソウル大都市圏東西南北と中央の5団地、日本大阪都市圏東西南北と中央の5地域14物件を対象に2006年8月下旬10月下旬に実施した。配票数及び回収数は日本; 1649件/回収数409件(回収率24.8%)、韓国;配票数1000件/回収数283件(回収率28.3%)であった。ソウルヒアリング調査; 11月58日。アンケート調査結果の概要回答者の年齢は韓国の方が低く、家族人数が多い。日本の家族型は夫妻のみと単身が過半数に対して、韓国では核家族が70%を占め、両国の居住者に違いが見られた。韓国は日本に比べて分譲集合住宅の住戸面積が広いことは周知されている。しかし、居住者の家族型が日本に比べて大きく、人数当たりの面積の差は少ない。現住宅の広さに対する満足度は、両国とも延床面積との間に正の相関があるが、満足を感じる延床面積の平均値が日本の方が狭く、満足度は韓国の方が低い。住宅の取得形態は日本では圧倒的に新築の購入が多いが、韓国では建築年数にかかわらず中古の購入が多く、両国の違いが明確である。韓国の居住者は売却を視野に入れて、将来の不動産評価の見通しで購入する傾向が強い。転居回数や売却回数が日本に比べて多く入居年差は韓国が日本の2倍大きく、韓国は短期居住である。4.韓国住宅学会会員を対象に、日韓比較調査の単純集計の一部を提示し、専門家の意見を求める郵送調査を実施した。回答率は17%強である。現在の韓国の住宅市場に対する専門家の意見を補強することができた。19年度の目的:前年度に実施した日韓のマンション居住者の比較調査と、韓国の住宅学会会員のアンケート調査を、以下の内容で分析考察し、固有の住文化の成り立ちを考慮した循環型既存住宅のあり方を検討した。分析内容:(1)住意識の風土的、文化的固有性、(2)近代化過程、(3)バブル経済の3要因を説明変数にして、住宅寿命観の性質、経済成長期の市場と住宅の経年性減価意識との関係、生活様式の西欧化に伴う民族住宅に対する価値形成、結果:1.日韓両国の伝統的な住居の固有性を比較考察したところ4っの要因を抽出した。第1の要因は住居の発達を促す社会的自由度である。第2の要因は生活空間計画と地域社会への広がり、連携の強さの関係である。第3の要因は生活に占める階層観の形成のされ方である。第4の要因は生活主体者の成熟・自立性である。
ヒノキ科樹木における環境適応プロセスの遺伝的解明

本研究では,多様な環境を有するオーストラリア大陸に分布するヒノキ科針葉樹(Callitris columellaris species complex)を対象とし,その環境適応プロセスを遺伝解析手法によって解明することを目的としている.平成24年度は,(1)これら複合種の適応進化に関連する遺伝子座の探索,(2)複合種の集団デモグラフィに影響を及ぼしたと考えられる最終氷期の環境変動の推定を行った.(1)では,C. columellaris複合種における適応の遺伝的基盤を探索するため,京都大学で種子から育成した実生サンプルからmRNAを抽出し,次世代シークエンサーを用いてそれらの塩基配列を網羅的に解読した.今回の解析で対象にしたmRNAは,本種の巨大なゲノム(約11Gbp)のうちの一部分を代表するものであるが,そこに蓄積される突然変異はタンパク質を構成するアミノ酸配列の変化を引き起こす可能性がある.今回は,自生地での年間降水量が330-1739mm,年平均気温が13-29度と多様な環境下に由来する7個体の実生からmRNAを抽出し,全体で2億2370万配列を取得することができた.その後,BlastXデータベースを参照することで,種子植物タンパク質と高い相同性が認められた2.9万本のcontig配列については単一のアミノ酸配列を予測することができ,さらにそれらcontigについて7サンプルに共通して配列がマップされた9500contig配列を対象として,現在,アミノ酸配列の特定とTajima's DやdN/dSなど統計量の算出を行っている.これらの計算が完了すれば,異なる環境下にある個体間で大きく遺伝的に分化を遂げた遺伝子座を特定することができると予想している.(2)オーストラリア大陸は最終氷期に複雑な環境変化を経験した.一つは全球規模での気温低下と乾燥化であり,もう一つは人類到来に伴う火災レジームの変化である.こうした環境変化は植生改変や大型哺乳類の絶滅をもたらしたと考えられているが,大陸スケールでどのような景観変化が起こったのかは十分に理解されていない.本複合種は大陸全域に分布する針葉樹であり,集団の維持に一定の降水量を必要とし,また野火に対して脆弱であることから,環境変化の指標種として利用されている.本研究では,大陸全域から収集した集団サンプルを遺伝解析することで,最終氷期における豪州ヒノキ複合種の集団デモグラフィを推定するとともに,生態ニッチモデリング(ENM)を用いて最終氷期における古分布を再現した.遺伝解析の結果,大陸の各山地域には遺伝的に分化した系統が多数分布しており,最終氷期を通じて地域集団がその場で分布を維持してきたことが明らかになった.しかしEMの予測から,大陸内陸部では最終氷期最盛期に分布域が大きく縮小したことが示され,実際にそうした地域集団の大半で著しい集団サイズの減少が推定された.一方,人類による土地利用の歴史が最も長く,高い火災頻度に特徴付けられる熱帯サバンナでは,集団サイズは安定していたことが示された.これらの結果から,豪州ヒノキの集団デモグラフィと分布パターンには人類による火災レジームの改変よりも,最終氷期における乾燥化がより強く影響したことが推察された.本研究では、多様な環境を有するオーストラリア大陸全土に分布するヒノキ科針葉樹(Callitris columllaris)を対象とし、その環境適応プロセスを遺伝解析、生態ニッチモデリング等の手法を用いて解明することを目的としている。本年度は、1)ESTライブラリの構築と核SSRマーカーの開発、2)開発された核EST-SSR及び葉緑体マーカーを用いた遺伝構造の形成過程の解明、そして3)生態ニッチモデリングによる局所適応の可能性を検証した。1)では、実生組織から抽出したRNAに基づくESTライブラリを構築することに成功し、36,999個のcontig配列を得ることができた。このライブラリを利用することで、多型を示す52領域のEST-SSRマーカーを開発した。2)得られた核EST-SSRマーカーに加えて、葉緑体マーカーを用いて、大陸全体から収集した集団サンプルの遺伝子型を決定した。核EST-SSRにおける集団の遺伝的多様性には大きな地理的異変が存在し、大陸南部の集団に比べると北部集団はおよそ半分の数のアリルしか有していなかった。遺伝構造は核と葉緑体で類似しており、大陸南部に祖先的な系統が分布していた。また、過去の遺伝子流動のパターンから、本種は南部地域に起源した後に、東部の山脈を伝って北部地域に分布を拡大したことが示唆された。3)種内分類群ごとに構築した生態ニッチモデルを用いて、北部集団と南部集団のニッチ分化を検定したところ、集団間で有意な分化が検出され、南北集団間の直線的な分布境界が急激な環境勾配に一致した。以上の結果から、本種は低温乾燥気候の南部地域から熱帯モンスーン気候の北部地域に分布を拡大する際に、生態ニッチの進化と集団ボトルネックを経験していたことが明らかになった。本研究では,多様な環境を有するオーストラリアに分布するヒノキ科針葉樹(Callitris columellaris)を対象とし,その環境適応プロセスを遺伝解析,生態ニッチモデリング等の手法を用いて解明することを目的としている.1)前年度までの研究成果により,Callitris columellarisはオーストラリア大陸に含まれる3つのバイオームに進出していることが示された.本年度はまず,本種の祖先集団がどのバイオームを占めていたのかを検証するため,allitris属全種をサンプリングして系統関係を構築した.化石記録で補正して得られた系統樹は,形態学から推定されていたCallitris属の分類体系と矛盾した.

とくに本研究で対象としているC.columellaris種は単系統をなさず,大陸南部に分布するC.gracilis, C.verruosa, C.preisisiiなどの種群と大きな複合種を形成することが明らかになった。また,外群となった系統は硬葉樹林に分布する種であったことから,本複合種の祖先バイオームは硬葉樹林であり,そこからサバンナと乾燥地に生態ニッチがシフトしたことが示唆された.2)オーストラリア南部に生育している12集団を追加でサンプリングした.これらのサンプルについて,複合種内の遺伝構造を推定した.その結果,複合種全体では大陸南部の集団グループから大陸東部や内陸の集団が派生し,さらに大陸東部の集団から北部の集団が派生していることが明らかになった.つまり,本複合種は大陸内部の砂漠地域を迂回するように分布を北部地域に拡大した結果,輪状種ともいえる遺伝構造を形成したと考えられる.3)オーストラリア大陸での分布情報と生物気候要因の関係に基づいて,生態ニッチをモデル化した.その結果,C.columellarisの種内分類群間では明確な生態ニッチの分化が検出された.加えて,集団間の遺伝的距離に対して,集団間の生態ニッチ分化度は正の相関を示した.以上から,C.columellaris複合種では地理的に隔離されることで遺伝的分化が促進されたこと,そして異なる気候区に進出する際に大きな環境変化を経験したことが推察された.本研究では,多様な環境を有するオーストラリア大陸に分布するヒノキ科針葉樹(Callitris columellaris species complex)を対象とし,その環境適応プロセスを遺伝解析手法によって解明することを目的としている.平成24年度は,(1)これら複合種の適応進化に関連する遺伝子座の探索,(2)複合種の集団デモグラフィに影響を及ぼしたと考えられる最終氷期の環境変動の推定を行った.(1)では,C. columellaris複合種における適応の遺伝的基盤を探索するため,京都大学で種子から育成した実生サンプルからmRNAを抽出し,次世代シークエンサーを用いてそれらの塩基配列を網羅的に解読した.今回の解析で対象にしたmRNAは,本種の巨大なゲノム(約11Gbp)のうちの一部分を代表するものであるが,そこに蓄積される突然変異はタンパク質を構成するアミノ酸配列の変化を引き起こす可能性がある.今回は,自生地での年間降水量が330-1739mm,年平均気温が13-29度と多様な環境下に由来する7個体の実生からmRNAを抽出し,全体で2億2370万配列を取得することができた.その後,BlastXデータベースを参照することで,種子植物タンパク質と高い相同性が認められた2.9万本のcontig配列については単一のアミノ酸配列を予測することができ,さらにそれらcontigについて7サンプルに共通して配列がマップされた9500contig配列を対象として,現在,アミノ酸配列の特定とTajima's DやdN/dSなど統計量の算出を行っている.これらの計算が完了すれば,異なる環境下にある個体間で大きく遺伝的に分化を遂げた遺伝子座を特定することができると予想している.
生活習慣病予防を目指したホモシステイン代謝調節機構の解明

葉酸欠乏ラットでは、ホモシステイン代謝に関与する5,10メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR),シスタチオニン合成酵素(CB),メチオニン合成酵素(MS)の各遺伝子発現が有意に減少した。葉酸欠乏群では、血漿および肝臓のホモシステイン濃度が有意に上昇していたことから、葉酸欠乏によるホモシステイン濃度の上昇はMTHFR,CBS,MS各遺伝子の発現によって調節されていると考えられた。葉酸が欠乏すると、細胞増殖の障害や、動脈硬化症のリスクファクターである血漿ホモシステインの上昇などがおこり、生体に様々な影響を与えることから、生体内での葉酸の機能が注目されている。しかしながら、葉酸の遺伝子発現に対する関与については明らかにされていない。そこで今年度は、葉酸欠乏モデルラットを用いて、ホモシステイン代謝に関与する酵素がどのように変化するのかを、遺伝子発現のレベルで検討した。Wistar系雄性ラット(3週齢)を、欠乏食群(葉酸フリー)と対照食群(葉酸8mg/kg diet)の2群に分け、各実験食を自由摂取させた。一定期間飼育後、血液と肝臓を採取し、血漿と肝臓の葉酸量およびホモシステイン濃度を測定した。さらに、肝臓の各種遺伝子の発現量を、定量RT-PCRにより解析した。血漿および肝臓の葉酸量は、欠乏4週目より有意に減少した。葉酸欠乏ラットでは、ホモシステイン代謝に関与する5,10メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR),シスタチオニンーβ-合成酵素(CBS),メチオニン合成酵素(MS)の各遺伝子発現が、対照群に対して有意に減少していた。欠乏群では、血漿および肝臓のホモシステイン濃度が4週目から有意に上昇していることから、葉酸欠乏によるホモシステイン濃度の上昇は、MTHFR,CBS,MS各遺伝子の発現によって調節されていると考えられた。さらに、葉酸欠乏ラットにおいては、ホモシステイン代謝以外に、脂質代謝に関与する酵素の遺伝子の発現が変動することも合わせて見出した。本研究では、葉酸欠乏モデルラットを用いて、ホモシステイン代謝に関与する酵素がどのように変化するのかを、遺伝子発現のレベルで検討している。近年、脂肪肝発症時にホモシステインを含む含硫アミノ酸代謝が変化することが報告されている。そこで今年度は、葉酸欠乏時に高脂肪食を摂取した場合、どのような影響を与えるのかを検討した。SD系雄性ラットを4群に分け、葉酸欠乏(F)食とその対照(C)食(葉酸8mg/kg diet)、20%ラードを添加した高脂肪(HF)食,高脂肪食を葉酸欠乏にした食餌(HF-F)のいずれかを8週間摂取させた。HF-Fでは、HF群に比べて有意な肝重量の増大とトリグリセリドの蓄積がおこることが分かった。また、F群よりHF-F群のほうが、肝臓中の葉酸量の減少が大きく、それに相応してHF-F群の肝臓および血漿のホモシステイン濃度は、F群に対して有意に上昇していた。さらに、HF-F群では肝臓中の過酸化物であるTBARS量の増加と、抗酸化系で作用するビタミンC量が減少していた。これは、肝臓のホモシステイン濃度の大きな増加によって、酸化ストレスが亢進したためではないかと考えられた。葉酸欠乏によって、ホモシステイン代謝に関わる遺伝子発現が減少することをすでに明らかにしているが、この発現変動に対する高脂肪摂取の影響を現在解析しているところである。本研究では、葉酸欠乏ラットを用いて、細胞増殖の障害や動脈硬化症のリスクファクターであるホモシステイン(Hcys)の代謝調節機とHcysが上昇することで起こる生体内での変化を、関与する酵素の遺伝子発現レベルも含めて検討している。近年、脂肪肝発症時にHcysを含む含硫アミノ酸代謝が変化することが報告されている。そこで、今年度は高脂肪摂取時に葉酸が欠乏した場合、生体にどのような影響を与えるのかを検討した。SD系雄性ラットを2群に分け、20%ラードを添加した高脂肪食(HF)または高脂肪食を葉酸欠乏にした食餌(HF-F)を8週間摂取させた。HF-F群では、肝臓中の葉酸量が減少し、それに相応して血漿および肝臓のHcys濃度が有意に上昇した。さらに、HF-F群の肝臓では、過酸化物であるTBARS量の増加し、抗酸化系で作用するビタミンC量が減少していた。HF-F群では白色脂肪重量は減少したが、肝重量は増加した。また、HF-F群の血漿トリグリセリド(TG)濃度は減少するが、肝臓のTG量は増加していた。肝臓における脂肪酸の分解、合成、輸送に関連する遺伝子発現の変動を検討した。肝臓では、脂肪酸のβ酸化に関与するカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ1、脂肪酸合成の律速酵素であるアセチルCoAカルボキシラーゼ、輸送に関与する脂肪酸輸送タンパク質、脂肪酸結合タンパク質は、いずれも発現が減少していた。

以上より、葉酸欠乏では脂肪酸の分解、合成および輸送が障害をうけ、高脂肪負荷時には脂肪肝が誘導されるとともに、Hcysの上昇によって肝臓に酸化ストレスを与えている可能性が考えられた。また、本研究を遂行に付随して、肝臓中の葉酸の定量に必須であるγ-グルタミルヒドロラーゼを大量に得るため、大腸菌を宿主とした組換え体の発現系を構築し、酵素活性をもつ組換えγ-グルタミルヒドロラーゼを得ることに成功した。
薬物の代謝に関与するP450各分子種の寄与率の定量的評価

抗不整脈薬であるアミオダロンはヒトにおいて主にN-脱エチル化を受けてデスエチルアミオダロンへと代謝される。本研究では、この反応を触媒するヒトP450分子種の寄与率を検討した。バキュロウイルス発現系ミクロソームを用いたアミオダロンN-脱エチル化酵素活性のクリアランスはCYP3A4が最も高く、ついでCYP2C8、CYP1A2、CYP2D6、CYP2C19の順であった。ヒト肝ミクロソームにおけるアミオダロンN-脱エチル化酵素活性はCYP3A抗体およびCYP3A4の阻害剤であるケトコナゾールによって強く阻害され、また、CYP2C8の阻害剤であるクエルセチンおよびCYP1A2の阻害剤であるフラボキサミンによっても阻害された。6検体のヒト肝ミクロソームにおけるアミオダロンN-脱エチル化酵素活性は低基質濃度ではCYP2C8の特異的酵素活性であるパクリタキセル6α-水酸化酵素活性と有意に相関し、高基質濃度ではCYP3A4の特異的酵素活性であるテストステロン6β-水酸化酵素活性と有意に相関した。発現系ミクロソームとヒト肝ミクロソームにおけるP450各分子種の特異的酵素活性の比(Relative Activity Factor,RAF)を用いてアミオダロンN-脱エチル化に関与する分子種の寄与率を算出したところ、低濃度域ではCYP2C8の寄与率が大きく、CYP3A4と同等またはそれ以上にもなる検体も認められた。高濃度域ではCYP3A4の寄与がほとんどであり、CYP1A2、CYP2D6、CYP2C19の寄与は小さいことを明らかにした。抗アレルギー薬であるアゼラスチンはヒトにおいて主にN-脱メチル化を受けてデスメチルアゼラスチンへと代謝される。これまでに、このN-脱メチル化反応にはCYP3A4,CYP2D6,CYP1A2が関与することを明らかにしている。本研究では、発現系ミクロソームとヒト肝ミクロソームにおけるP450各分子種の特異的酵素活性の比(Relative Activity Factor,RAF)を用いてアゼラスチンN-脱メチル化に関与する分子種の寄与率を算出した。バキュロウイルス感染昆虫細胞発現系ミクロソームは各ロットによってNADPH-P450還元酵素活性やチトクロムb_5含量が異なるため、その発現量が寄与率の定量的予測に影響を及ぼすか検討するため、各3つのロットで比較した。また、指標とする特異的酵素活性の違いが定量的寄与率算出に影響しないか検討するため、CYP1A2はエトキシレゾルフィンO-脱エチル化酵素活性とフェナセチンO-脱エチル化酵素活性、CYP2D6はブフラロール1'-水酸化酵素活性とデブリソキン4-水酸化酵素活性、CYP3A4はテストステロン6β-水酸化酵素活性とミダゾラム1'-水酸化酵素活性を指標とした。その結果、発現系ミクロソームのロットおよび指標活性を変更しても定量的予測結果は一致したため、RAFによりP450各分子種の寄与率を定量的に予測できることが明らかになった。ヒト肝ミクロソームにおけるアゼラスチンN-脱メチル化反応に対し、CYP3A4の寄与率が最も大きく、ついでCYP2D6、CYP1A2が触媒することを明らかにした。
海洋産抗腫瘍性物質アンフィジノリドLの立体化学の解明

本研究では、渦鞭毛藻Amphidniumspより単離した殺細胞活性を示す新規27員環マクロリド・アンフィジノリドLについて、酸化開裂フラグメントの立体異性体を合成するとともに、関連化合物であるアンフィジノリドBの全合成研究の一環として、C-1C-13セグメントの合成研究を行った。1)これまでの研究において、アンフィジノリドLの4個の不斉炭素の絶対立体配置(21R、22S、23R、25R)を決定しているが、残る6個の不斉炭素の絶対立体配置は未決定であった。アンフィジノリドLの全立体配置を解明する目的で、(R)および(S)-3-ヒドロキシイソ酪酸メチルを出発原料として、t-BuLiを用いたクロスカップリング反応を鍵反応として、16位、18位、20位の不斉炭素を含むC-15C-26フラグメントの可能な8個の異性体のうちひとつのジアステレオマーを合成した。2) 8位、9位、11位の不斉炭素を含むアンフィジノリドLのC-1C-147ラグメントに関しては、C-1C-6フラグメントとC-7C-14フラグメントとのWittig反応によるカップリングを鍵反応として、可能な2つの異性体を合成した。アンフィジノリドLとNMRデータを比較することにより、8位、9位、11位の相対立体配置は、8R^*、9R^*、11R^*であると推定した。3)アンフィジノリドBのC-1C-13セグメントの合成研究において、1,4-ブタンジオールを出発物質として、4工程でC-3C-7セグメントを合成した。一方、(2S,4S)-2,4-ペンタンジオールを出発物質として、Sharplessの不斉エポキシ化反応を用い、13工程でC-8C-13セグメントを合成した。C-3C-7セグメントとC-8C-13セグメントをカップリングし、5工程でC-1C-13セグメントを合成した。海洋生物からは、多くの不斉炭素を含む多官能性分子や巨大分子が種々単離されているが、高分解NMRやMSなどの最先端の分光学的手法を駆使しても、これらの高次立体構造の決定は難しい場合が多い。本研究では、渦鞭毛藻Amphidinium sp.より単離した殺細胞活性を示す新規27員環マクロリド・アンフィジノリドLについて、酸化開裂フラグメントの立体異性体を合成することにより、高次立体構造を解明することを目的として以下の研究を行った。1)これまでの研究において、4個の不斉炭素の絶対立体配置(21R、22S、23R、25R)を決定しているが、残る6個の不斉炭素の絶対立体配置は未決定であった。アンフィジノリドLの全立体配置を解明する目的で、(R)-3-ヒドロキシイソ酪酸メチルと(S)-3-ヒドロキシイソ酪酸メチルを出発原料として、t-BuLiを用いたクロスカップリング反応を鍵反応として、16位、18位、20位の不斉炭素を含むC-15C-26フラグメントの可能な8個の異性体のうちひとつのジアステレオマ-を合成した。2)8位、9位、11位の不斉炭素を含むC-1C-14フラグメントに関しては、C-1C-6フラグメントとC-7C-14フラグメントとのWittig反応によるカップリングを鍵反応として、可能な2つの異性体を合成した。C-3C-7セグメントとC-8C-13
虚弱高齢者を対象に転倒防止を目的とした動的平衡機能改善プログラムの開発

転倒は要介護認定となる理由の第3位と医療費,介護保険料の上で重要であると同時に高齢者のQuality of Life(QOL)にとっても重要な問題である.本研究課題では,虚弱高齢者を対象に動的平衡性の向上を目的とした運動プログラムの実施による自立機能,身体的生活機能,実行可能性,QOL指標への効果を合わせて検討した.研究対象者は地域在宅高齢者を対象に研究の趣旨を説明したうえで体力測定会を開催し,参加者の中から開眼片足立ち時間が30秒未満の者を対象とした.教室参加者と非参加者群に分けた後,教室参加群に対してバランスボードを用いた運動プログラムの指導,および自宅での実践を支援する映像情報の提供,家族からの支援を促すプログラムの提供を行った.本研究により得られた結果は以下の通りである.1.身体機能教室参加群の形態および筋力測定結果は非参加群と比較して有意な変化は認められなかった.それに対して平衡性の評価項目である開眼片足立ち,閉眼片足立ち,Functional Reachテストに有意な変化が認められた.2.アンケート調査身体機能の変化と同居者・家族からみた参加者の行動様式の変化に関連性が伺われた.また,抑うつ度およびQOL指標に有意な向上が認められた.3.プログラムの実行可能性運動実施記録の記載状況により2群に分けて比較したところ,記載状況の良好な群の身体機能,QOL指標に良好な結果が得られていた.4.効果の持続性教室参加群の身体状況は追跡6ヶ月の時点で継続実施者と非実施者で差が認められているが,さらなる検討を必要するものと考えられる.以上の結果から本プログラムの有効性が認められるがさらなる検討の必要性が示唆された.転倒は要介護認定となる理由の第3位と医療費,介護保険料の上で重要であると同時に高齢者のQuahty of Life(QOL)にとっても重要な問題である.動的平衡性筋力の低下もまた歩行能力や起居能力をはじめとする日常生活の基本動作能力の低下と関連し,転倒にも繋がってゆくものと考えられ対策が望まれるものの有効な手段は開発されていない.そこで本研究課題では、虚弱高齢者を対象に動的平衡性の向上を目的とした運動プログラムの実施による自立機能,身体的生活機能,実行可能性,QOL指標への効果を合わせて検討する.本研究における介入参加者に対して運動プログラムとしてバランスボードを用いた運動プログラムの指導,および自宅での実践を支援する映像情報の提供,家族からの支援を促すプログラムの提供を行う.現在,自宅での実践を支援する運動プログラムを試作し,高齢者の意見をもとに修正作業を行っている.また,家族からの支援を促す支援プログラムについて行動科学をもとに作成している.トレーニング開始に先立って、アンケート調査(ADL、転倒経験、生活習慣、運動習慣とその取り組み状況,抑うつ度,主観的幸福感,QOL指標による健康感・心理的状況,同居者・家族から判断される参加者の行動様式),形態(身長,体重,体脂肪率),体力測定(筋力(握力,膝伸展筋力,足底屈筋力,足背屈筋力),平衡性(開眼両足立ち,閉眼両足立ち,Functional Reachテスト)、柔軟性(長座体前屈))の調査・測定を実施した。今後トレーニング終了後に開始前と同様の調査・測定を行い、対照群のデータと比較し有効性について検討していく予定である。転倒は要介護認定となる理由の第3位と医療費,介護保険料の上で重要であると同時に高齢者のQuality of Life(QOL)にとっても重要な問題である.本研究課題では,虚弱高齢者を対象に動的平衡性の向上を目的とした運動プログラムの実施による自立機能,身体的生活機能,実行可能性,QOL指標への効果を合わせて検討した.研究対象者は地域在宅高齢者を対象に研究の趣旨を説明したうえで体力測定会を開催し,参加者の中から開眼片足立ち時間が30秒未満の者を対象とした.教室参加者と非参加者群に分けた後,教室参加群に対してバランスボードを用いた運動プログラムの指導,および自宅での実践を支援する映像情報の提供,家族からの支援を促すプログラムの提供を行った.本研究により得られた結果は以下の通りである.1.身体機能教室参加群の形態および筋力測定結果は非参加群と比較して有意な変化は認められなかった.それに対して平衡性の評価項目である開眼片足立ち,閉眼片足立ち,Functional Reachテストに有意な変化が認められた.2.アンケート調査身体機能の変化と同居者・家族からみた参加者の行動様式の変化に関連性が伺われた.また,抑うつ度およびQOL指標に有意な向上が認められた.3.プログラムの実行可能性運動実施記録の記載状況により2群に分けて比較したところ,記載状況の良好な群の身体機能,QOL指標に良好な結果が得られていた.4.効果の持続性教室参加群の身体状況は追跡6ヶ月の時点で継続実施者と非実施者で差が認められているが,さらなる検討を必要するものと考えられる.以上の結果から本プログラムの有効性が認められるがさらなる検討の必要性が示唆された.
オーストラリア多文化主義下の先住民とスーダン難民の緊張関係をめぐる人類学的研究

(1)オーストラリア主流社会では、先住民とスーダン難民を白人の権威を脅かす存在として一括する黒人性(ブラックネス)という認識上のカテゴリーが形成されていた。両集団は黒人性をある程度内面化していたが、スーダン難民の間では、黒人性から距離を置き、膚の色以外での白人性を積極的に獲得しようとする動きが見られた。(2)その結果、多文化主義下での両集団に対する白人の評判において、主流社会への適応の努力という点で、先住民よりもスーダン人の方が勝っていたことが両集団間の緊張関係の一因となりつつあること、そのことが白人性のさらなる強化をもたらしていることが一定度明らかになった。今年度は、1990年代以降のオーストラリア多文化主義政策における先住民とスーダン難民の位置付け、および主流社会における両集団の受け止められ方を明らかにすることを目的に、日本とオーストラリアで主に文献研究を行った。まず、オーストラリアのスーダン難民に関する文献を収集し、その歴史的背景、社会経済的状況、教育や差別などの問題に関する情報の整理を行った。同時に、オーストラリアの難民政策や難民に対する社会福祉サービスの実態を調査し、既に研究の蓄積がある先住民の状況と比較した。また、主流社会が両集団に対して抱くイメージに関しては、南オーストラリア州立図書館にて情報収集を行った。スーダン難民の受け入れが本格化した2000年以降の全国紙および地方紙における両集団に関する記事や読者投稿欄を参照する中で、スーダン難民と先住民の若者が頻繁に組織化した犯罪集団と結び付けられ、社会の逸脱者として描写される傾向があることがわかった。さらに、アデレード郊外での予備的な現地調査では、難民支援組織や先住民組織の職員、および両集団との関わりのある白人住民に対して聞き取り調査を実施し、人々の両集団との経験とマスメディアによる両集団の描写の隔たりが明らかになった。今年度の研究の意義は、1、研究の蓄積が少ないオーストラリアのスーダン難民が置かれた社会経済的状況を確認したこと、2、両集団の社会経済的状況を比較することで多文化主義政策における両集団間の位置付けを明確にしたこと、3、両集団に対する主流社会の眼差しの比較・分析を通して、多文化主義をめぐる政策や言説と一般市民による多文化主義の受け止め方の違いを浮き彫りにしたこと、である。今年度は、1990年代以降の先住民とスーダン難民の社会経済的状況に加え、両集団に対する社会福祉サービスの内実、および両集団間の社会的相互作用の実態の把握を目的に、日本での文献研究およびアデレード北西部郊外での現地調査を実施した。文献研究では、政府統計を基に、両集団の雇用状況、住宅事情、社会福祉サービスの利用状況を中心に調査し、比較・分析を行った。現地調査では、先住民およびアフリカ系難民の人口比率が高い地区のコミュニティセンターおよび両集団への支援を提供する教会を訪問し、関係者に対し支援内容に関する聞き取り調査を行った。また、これらの組織のサービスを利用する両集団のメンバーの相互作用の様子を参与観察するとともに、日常生活における集団間および白人住民との社会関係に関する補足的な聞き取りを行った。今年度の研究の意義は、1.難民の場合とは異なり、先住民に対しては独自の社会福祉支援制度が確立されているなど、両集団に対する社会福祉サービス内容の相違を確認したこと、2.両集団の社会福祉サービスに対する態度の違いが、両集団への主流社会からの評価、ひいては多文化社会における両集団の位置付けに影響を及ぼしている点を明らかにしたこと、である。今年度は当初、合計約3ヵ月間の現地調査を予定していたが、所属機関から長期にわたる海外渡航の許可を得られず、調査期間が2週間に短縮されたためである。短期間に本研究の遂行に必要な最小限のデータは収集できたが、理論構築にはさらなるデータの拡充が必要であり、今年度の遅れは来年度の現地調査で取り戻す予定である。今年度は、昨年度までに明らかになった多文化主義下の両集団の社会的位置づけおよび両集団の社会経済的状況を踏まえた上で、引き続きアデレードでの現地調査を実施し、先住民およびアフリカ系難民の間に緊張関係或いは友好関係が生まれる諸要因について分析・考察を行った。とりわけ、アデレード北部・北西郊外の貧困地区に居住する先住民およびアフリカ系難民を対象にライフヒストリーの聞き取り調査を実施し、主に日常実践における白人との経験、両集団間の社会関係、「ブラック」としての自己認識という観点から分析し、多文化主義に内在する白人性との関連で考察を行った。現地調査では、補足的に、両集団に対し様々な福祉支援を提供してきたコミュニティセンターの職員や教会関係者への聞き取り調査も実施し、当該地域における両集団の社会関係の変遷について、ローカルな視点からの情報を得ることができた。また今年度は、現地調査に加え、これまでに得られた研究成果の一部を国際会議等で発表することで、本研究の理論化の基礎となる視点を得ることができた。今年度の研究の意義は、1.オーストラリア主流社会が両集団に対して付与したブラックネス(黒人性)の意味合いにズレが生じていること、2.ブラックネスにおける矛盾を反映し、両集団の「ブラック」としての自己意識にも差異が存在すること、3.そのような認識の違いが、両集団が保持する白人性の度合いに起因すること、を明らかにしたことである。今年度は、現地調査を通して本研究の遂行に必要なデータは獲得できたものの、学内の業務等により、データの整理・分析および理論構築までには至っていない。但し、データの分析に必要な理論的枠組みに関する文献研究は着実に進んでいるため、今後はデータを理論へと接合し、研究の総括に向けてさらなる理論化を進めていくつもりである。

最終年度である本年度は、アデレード北西部および北部郊外の教会およびコミュニティ・センターにて先住民、アフリカ系難民、白人を対象に互いの集団との経験やライフストーリーに関するフォローアップ調査を実施した。それと並行して、これまで収集してきた資料を基に、先住民およびアフリカ難民の民族間関係の諸相について、オーストラリア主流社会で構築されつつある「ブラックネス(黒人性)」と多文化主義に内在する白人性と関連づけながら理論的考察を行った。本年度の研究で主に明らかにした点は、1オーストラリアで反多文化主義の動きが高まる中で、「黒人性」の主張による人種的差異を強調する先住民に対し、アフリカ系難民は「黒人性」から距離を置く姿勢を示していること、2多文化主義の下でエスニック・マイノリティに対し、英語力や倹約・勤勉さをはじめとする西洋的価値観を含む白人性の獲得が期待される一方で、膚の色は消去不可能な差異であり、社会的排除の原因であり続けていること、3それにもかかわらず、オーストラリア主流社会への謝意を示し、社会貢献を目指すアフリカ系難民の方が、自集団に対する歴史的不正や主流社会におけるレイシズムの存在を暴き出す先住民よりも主流社会における「評判」が高いことにより、白人性が一層強化されていること、である。今年度の研究成果の一部は、人種、白人性、先住民性に関する国際会議、および学会誌『文化人類学』にて発表した。また、先住民に関するこれまでの研究を総括し、単著として出版した。(1)オーストラリア主流社会では、先住民とスーダン難民を白人の権威を脅かす存在として一括する黒人性(ブラックネス)という認識上のカテゴリーが形成されていた。両集団は黒人性をある程度内面化していたが、スーダン難民の間では、黒人性から距離を置き、膚の色以外での白人性を積極的に獲得しようとする動きが見られた。(2)その結果、多文化主義下での両集団に対する白人の評判において、主流社会への適応の努力という点で、先住民よりもスーダン人の方が勝っていたことが両集団間の緊張関係の一因となりつつあること、そのことが白人性のさらなる強化をもたらしていることが一定度明らかになった。オーストラリアにおける先住民とスーダン難民の歴史的背景や現在の社会経済的状況、主流社会の両集団に対する眼差しに関する文献調査は予定通り進んだ。一方で、現地調査では、難民支援組織や警察がプライバシーや人権保護などの観点から、聞き取り調査に対して極めて慎重な態度を示し、両集団の対立に関し十分な情報を得ることができなかった。ただし、こうした情報の不足は、地元紙による情報収集等により十分に補足可能であるため、本研究の遂行にあたって大きな支障はないと考える。最終年度である次年度は、これまでに得られた研究成果を基に、先住民およびアフリカ系難民の間に緊張関係および場合によっては友好関係が生まれる諸要因について、主に社会経済的状況、白人との経験、「ブラック」としてのアイデンティティという観点から考察し、多文化主義に内在する問題との関連について考察する。
ｉＰＳ細胞による舌筋再生におけるエピジェネティクスの調節機序の解明

本研究は、舌筋の形成に関わるエピジェネティクス制御による調節機序の解明を目指した基盤研究である。解析対象としてin vitroにてiPS細胞由来舌筋細胞の作製を試みたが、効率的な分化誘導条件の探索に至らなかった。そこでin vivoの胎生期舌形成に関わるエピジェネティック修飾を調べたところ、ヒストンH3K9のメチル化とその修飾酵素G9aが舌形成を調節する可能性が示唆された。本研究の目的は多能性細胞から舌筋細胞への分化の際のエピジェネティクスによる分化調節機序を明らかにすることである。我々のこれまでの検討でマウス胎仔より摘出した舌の一部を切除し、その切除部位にiPS細胞を移植し、培養したところ、舌の切除部位は再生され、舌筋の分化マーカーの一つであるミオシンが発現したことを確認した。この結果はin vitroで多能性細胞から舌筋細胞への分化が可能であることを示唆している。本研究では、in vivoでiPS細胞が舌筋細胞へ分化する条件を確立し、多能性細胞から舌筋細胞への分化の際のエピジェネティクス変化を解析し、エピジェネティクスレベルでの分化調節機構を明らかにすることを目指している。in vivoにおいてiPS細胞が舌筋細胞へと分化する実験条件を調べるために、生後マウスの舌にiPS細胞を直接移植することを試みた。細胞数を変えてみたり、移植方法を変えて検討するなど、様々な角度から試行したが、現在までは分化誘導できたという直接的な結果は得られていない。従って現在までのところin vivoで舌筋細胞へ分化する実験条件は確立できていない。そこで、in vivoでの胎生期における舌筋細胞への分化過程におけるエピジェネティクスレベルでの変化を調べた。蛍光免疫組織化学法により、ヒストンH3のリジン残基のメチル化酵素の一つであるG9aが、舌筋細胞に発現局在することが認められた。この結果は、舌筋分化におけるエピジェネティクな調節機序の一つとしてヒストンH3のメチル化レベルが関与する可能性を示唆するものである。これまで、in vivoでiPS細胞からの舌筋細胞へ分化する実験条件の確立を目指したが、様々な角度での検討にも関わらず、現在までのところ舌筋細胞への再現性の高い分化誘導系は見つかっていない。そこで、エピジェネティクスによる分化調節機序の解明という本来の目的に基づき、胎生期において多能性幹細胞から舌筋細胞へin vivoでの分化過程におけるエピジェネティクス調節の機構を調べることとした。発生中の舌を用いタンパクレベルならびに遺伝子発現レベルでの変化を調べたところ、ヒストンリジン残基のメチル化酵素であるG9aの発現局在とH3K9me2の特異的局在が認められた。さらにその局在は発生の進行に伴い変化した。次にG9aの発現が発生期での舌形成に及ぼす影響を直接的に調べるために、conditional KO miceを計画した。Neural crest由来細胞での機能欠損を調べるためにSox9-creとの交配を行った。舌の発生はNeural crest由来細胞と頭部体節由来からの細胞から形成されている。そこでまずSox9-creとROSA26-lacZとの交配により、Sox9-cre発現細胞が、舌の形成に参加していることを確認した。Sox9-creによるconditional KO miceでは舌が矮小していることがわかった。予備的検討でマウス胎仔より摘出した舌の一部を切除し、その切除部にiPS細胞を移植したところ、舌の切除部は再生され、舌筋の分化マーカーであるミオシンが発現したことから、in vitroではiPS細胞が舌筋の分化マーカーを発現する状態まで分化する可能性が示された。しかしながら、in vivoでの舌筋細胞への再生分化を示唆するデータを得ることには成功していない。そもそも本研究は多能性細胞から舌筋細胞への分化の際のエピジェネティクスによる分化調節機序が目的であるため、再生分化を再度トライする上でも、多能性幹細胞から舌筋細胞へin vivoでの分化過程を詳細に観察、解析する必要がある。そこで、本研究では多能性幹細胞から舌筋細胞へin vivoでの分化過程におけるエピジェネティクス調節の機構を調べることとした。舌は上縦舌筋、横舌筋、垂直舌筋など様々な形質、配列方向をもつ多様な筋管細胞で構成されている。これまでに多能性幹細胞から筋芽細胞への分化誘導系は幾つか報告されているものの、現時点でも舌筋のような多様な筋管細胞への分化誘導には至っていない。そこで、エピジェネティクスによる分化調節機序の解明という本来の目的に基づき、昨年度までに引き続き胎生期において多能性幹細胞から舌筋細胞へin vivoでの分化過程におけるエピジェネティクス調節の機構を調べた。平成27年度までに、舌でのヒストンH3の9番目のリジン残基のメチル化酵素G9aの発現局在と、その修飾産物であるH3K9me2の特異的局在を明らかにした。さらに、Rosa26-lacZ;Sox9-Creマウスの解析から、Sox9発現細胞が舌筋を構成する多くの筋管形成に参加している事、G9a flox/flox;Sox9-Cre(G9acKO)マウスでの舌の矮小化を認めた。