hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フレネル非干渉光相関ホログラムに基づく化学発光超解像高速３Ｄイメージング法の確立

化学発光タンパク質と、フレネル非干渉光相関ホログラム顕微鏡法(FINCH)、波面収差補正系を応用することで、高速・3次元・超空間分解の像を得る“超解像発光ホログラム顕微鏡"構築に向けて研究を行った。発光タンパク質Nano-lanternを発現するHeLa細胞をFINCHで観察することで、蛍光と同等程度の化学発光の断層像を観察することができた。光の収差による像の歪みを補正するための、波面補正光学システム構築し、その有用性を評価した。高い時間分解能・多色で化学発光ホログラムを取得するために、Nano-lanternの10倍明るいeNano-lanternとその波長変異体の開発に成功した。化学発光による生物試料の観察は、蛍光観察に必須である励起光照射を要しないため光毒性や自家蛍光を排除できる上に、光遺伝学(オプトジェネティクス)との併用が可能な点など、様々な利点がある。その一方で、照明光学系が存在しないため、光学断層観察や超解像観察などを行うことができないという欠点を有していた。本研究では、発光試料から射出する光のみで、走査することなく3次元光学断層像を得ることが可能なフレネル非干渉光相関ホログラム(FINCH)法に波面収差補正光学系を組み合わせた光学系を構築し、研究代表者が開発した超高発光タンパク質を光プローブとして用いることで、高速(ミリ秒)・3次元・超分解(50 nm)・光学断層(<100 nm)像を得る"超解像発光ホログラム顕微鏡(SR-BLINCH)"を開発し、光学イメージング法を革新することを目指す。本年度は連携研究者のBrooker博士が開発したFINCH光学系(BrookerらOpt. Lett. 2013)において化学発光イメージングが可能かどうかについて検討を行った。蛍光タンパク質とウミシイタケルシフェラーゼのハイブリッドタンパク質である高光度化学発光タンパク質Nano-lanternをHeLa細胞に発現させ、蛍光によるホログラフィー観察を確認後、化学発光においても同等程度の画像取得が可能であることを確認した。さらに、FINCH光学系の空間分解能を向上させるための補償光学系の挿入場所の光学デザインを行った。連携研究者のBrooker博士が開発したFINCH光学系(BrookerらOpt. Lett. 2013)において化学発光イメージングが可能かどうかについて検討を行い、化学発光においても同等程度の画像取得が可能であることを確認できたことは最初のハードルをクリアしたに等しい。従っておおむね順調に進展しているといえる。本研究課題は、発光試料から射出する光のみで、操作することなく三次元画像を得ることが可能なデジタルホログラフィーを構築し、高光度化学発光タンパク質を光プローブとして用いることで、高速・三次元・高空間分解ライブイメージ画像を取得可能な新規顕微鏡システムを開発することを目的としている。これまでに連携研究者のBrooker博士が開発したFINCH光学系(BrookerらOpt. Lett.2013)において化学発光イメージングが可能かどうかについて検討を行い、高光度化学発光タンパク質Nano-lanternを発現するHeLa細胞を用いて化学発光によるデジタルホログラフィー観察が可能であることを実証した。さらにFINCH光学系の空間分解能を向上させるための補償光学系の挿入場所の光学デザインも行った。今年度は、そのデザインに基づいて顕微鏡結像系の試作機構築を行い、補償光学系による波面収差補正の評価を行った。無限補正の10倍の対物レンズを使った顕微鏡光学系に、ガイドスターとして635nmのダイオードレーザー、波面収差を検出するためのShack-Hartmann波面センサー、そして空間光変調器を組み込んだ。Shack-Hartmann波面センサーで計測した波面のずれを空間光変調器にフィードバック・収差補正することで、結像特性が改善した画像の取得に成功した。現在、FINCH法とその補償光学系を組みあわせた光学系を設計、構築中である。FINCH光学系に形状可変ミラーと波面センサーを組み合わせた光学系を挿入し、空間分解能を比較する。空間分解能は蛍光量子ドット一個のホログラムから得た再生像のPSF(点像分布)を算出することで評価する。また、異なる開口数、倍率の対物レンズや画素サイズの異なるカメラを用いた場合のホログラム形成およびPSFへの影響を検討する。生物物理学今年度、研究室既設の光学システムを活用して実験を進めることが出来たため、次年度使用額が生じた。FINCH光学系に形状可変ミラーと波面センサーを組み合わせた光学系を構築するためには、今年度購入予定としていた光学部品が必要となるため、その購入費に充てる。
イネQTL遺伝子単離の新手法の確立

本研究は、イネの穂構造QTLに関係する遺伝子単離の新手法確立と遺伝子間ネットワーク構築を目的とした。穂構造は収量に直接関係する重要形質であり、近年本形質に関連するQTL(遺伝子)も単離・解析され始めたが、現状、QTL遺伝子解析は多大な労力を要し穂構造構築の包括的理解は困難である。本研究においては、従来の形質ベースによる解析に加えて、穂形成時全遺伝子の発現QTL情報を加え、穂形成の遺伝子ネットワークを構築するとともに、ゲノムワイド関連解析(GWAS)の有効性についても検討した。その結果、GWA解析は短期間に非常に大きい成果を生むことが確認され、これまで見出されなかった新規QTLが複数発見された。本研究の目的は、イネの穂におけるタネの付き方(穂構造)の分子機構を明らかにすべく、穂構造決定に関与するQTL遺伝子単離の新手法確立と遺伝子間ネットワーク構築にある。穂構造は収量の多寡に関与する重要形質であり、従前様々な研究が行われており、最近はQTL遺伝子も単離・解析され始めた。しかしQTL遺伝子の単離・解明は多大な労力を要する一方、1遺伝子の解析だけでは、穂構造構築に対する包括的理解にはほど遠い。本研究では、多収インド型品種ハバタキとコシヒカリの交雑自殖系統群(BILs)を用いて、穂構造を規定する形質による形質QTL解析と、穂形成時の全遺伝子の発現QTL遺伝子を統合し穂構造に関与する遺伝子群を網羅的に抽出する。さらにこの解析により、穂形成の遺伝子ネットワークを構築する。上記目的を達成するための最初の事例として、7番染色体長腕に座乗する1次枝梗長伸長に関わるQTL・qPBL7の単離を目指した。QTL qPBL7は7番染色体長腕に座乗し、ハバタキ型アリルが1次枝梗長伸長を助長することが穂構造の詳細な解析により確認された。そこで、同領域内に存在する発現QTLを行い当該領域に座乗するコシヒカリ・ハバタキ間で発現が異なる遺伝子を候補とすることで迅速なQTL原因遺伝子の単離を試みた。これまでに当該領域に穂構造決定に関与する可能性が考えられたMADS18が座乗し、その遺伝子発現がコシヒカリアリルにおいてハバタキよりも高いことが確認された。そこで、MADS18がqPBL7であることを実証するために「現在までの達成度」で述べたような実験を行った。さらに、それ以外のQTLについても同様な実験を進めており、これらより、形質QTLの原因遺伝子の単離の際に、発現QTL情報を加味することで、原因遺伝子の迅速な特定・単離が可能となることの事例紹介を行う。本研究は、イネの穂構造の分子機構を明らかにすべく、穂構造決定に関与するQTL遺伝子単離の新手法確立と遺伝子間ネットワーク構築にある。しかしQTL遺伝子の単離・解明は多大な労力を要し穂構造構築に対する包括的理解にはほど遠い。本研究では、ハバタキとコシヒカリの交雑自殖系統群(BILs)を用いて、穂構造を規定する形質による形質QTL解析と、穂形成時の全遺伝子の発現QTL遺伝子を統合し、簡便に穂構造に関与するQTL関連遺伝子を抽出することを目的としている。さらに、平成27年度には、従前のQTL解析に加えて日本品種178系統を用いたゲノムワイド関連解析(GWAS)に付いても実験を開始した。発現QTL解析については、既に7番染色体長腕に座乗する1次枝梗長伸長に関わるqPBL7の単離を試み、当該遺伝子がMADS18であることを確認した。さらに、qPBL7以外の事例として、1番染色体に座乗し上位枝梗長・2次枝梗数を制御するqUPL1・qLWN1、7番に座乗し下位枝梗の着粒数を制御するqLPA7、8番染色体に座乗し上位枝梗の密度を制御するqUPB8を標的にした解析を進めた。qLPA7・qUPB8は候補領域を狭め発現QTLから類推される有力候補について形質転換体で確認したが穂構造決定に関与すると言う信頼に足る結果は得られなかった。一方、qLWN1とqUPL1については、候補領域内に1つまたは2つの穂構造決定に関連すると予想された遺伝子が確認されこれら候補遺伝子について形質転換を用いて原因遺伝子であるかについて確認を進めている。さらに、昨年度から実験を進めたGWAS解析を用いた日本イネの穂構造決定に関わるQTL遺伝子の単離と解析を進めて、新規穂構造決定遺伝子の単離に成功した。ハバタキの7番染色体長腕に座乗するアリルが1次枝梗長伸長助長するQTL qPBL7について、同領域内に存在する発現QTLを探索しそれを候補遺伝子とすることで迅速にQTL原因遺伝子の単離に成功し、qPBL7の原因遺伝子がMADS18であると結論した。さらに、qPBL7以外の穂構造関連QTLについても、「今後の研究の推進方針」に述べるような取り組みを3つの異なる領域のQTLについて解析を進め、候補遺伝子を迅速に絞り込むことに成功したが、それら候補は形質転換実験では穂構造関連遺伝子であることを決定づけることはできなかった。現在、染色体1番に座乗し下位1次枝梗に形成される

2次枝梗数の増加させるqLWN1と1次枝梗長を増加させるqUPL1について実験を進めており、これらについては平成27年シーズンの実験では、候補遺伝子がQTLの原因であることを指示する結果が得られている。さらに、27年度から開始したGWAS解析を用いたイネの穂構造決定因子の探索については非常に順調に展開し、11番染色体に座乗し日本のイネ集団に於いて穂長決定に最も大きく貢献するQTLが転写因子OsGATA28であることを突きとめた。さらに興味深いことに、本遺伝子は穂長だけでなく同時に出穂期や草丈の決定にも関与することが確認され、日本のイネ品種の草型決定に非常に大きな影響を与えている遺伝子である可能性が示唆された。この結果は、従前からのQTL解析に加えてGWASを用いたアプローチがQTLに関与する遺伝子の単離・同定に非常に貢献できることを示している。本研究は、イネの穂における穂構造の分子機構を明らかにすべく、穂構造決定QTLに関わる遺伝子単離の新手法確立と遺伝子間ネットワーク構築を目的とした。穂構造は収量に直接関係する重要形質であり、近年では本形質に関わるQTL(遺伝子)も単離・解析され始めている。しかし現状でのQTL遺伝子の単離・解明は多大な労力を要する一方、単独の遺伝子の解析だけでは、穂構造構築に対する包括的理解にはほど遠い。この状況に鑑み、本研究においては多収インド型品種ハバタキとコシヒカリのBILsを用いて、穂構造を規定するQTLについて、従前からの形質ベースによる解析に加えて、穂形成時の全遺伝子の発現QTL遺伝子情報を加えることにより、穂構造に関与する遺伝子群を網羅的に抽出し、穂形成の遺伝子ネットワークを構築することを目的とした。さらに平成27年度以降は、最近急速に進歩したQTL解析の新手法であるゲノムワイド関連解析(GWAS)についても、日本品種178系統を用いて上記目的に対してどの程度有効かを評価した。平成28年度は、コシヒカリとハバタキBIL集団を用いたeQTLと穂構造の形質調査により、イネ穂の構造を制御する複数のQTLについて詳細に解析を行い、そのいくつかについては責任遺伝子を特定した。またこれらハバタキの穂構造関連QTLの効果について、その効果が特に大きかった1番、6番、8番の座乗する各QTLの機能的相互関係を検討するために、各QTLを単独・2個・3個導入したNILを作製し、各NIL個体についてその穂構造を計測した。これらのデータに基づき統計学的手法を用いた解析を行い各QTLの特徴を明らかにした。さらに27年度より開始したGWAを用いた解析については短期間に非常に大きい成果を生むことが確認され、これまで見出されなかった新規QTLが複数発見された。本研究は、イネの穂構造QTLに関係する遺伝子単離の新手法確立と遺伝子間ネットワーク構築を目的とした。穂構造は収量に直接関係する重要形質であり、近年本形質に関連するQTL(遺伝子)も単離・解析され始めたが、現状、QTL遺伝子解析は多大な労力を要し穂構造構築の包括的理解は困難である。本研究においては、従来の形質ベースによる解析に加えて、穂形成時全遺伝子の発現QTL情報を加え、穂形成の遺伝子ネットワークを構築するとともに、ゲノムワイド関連解析(GWAS)の有効性についても検討した。その結果、GWA解析は短期間に非常に大きい成果を生むことが確認され、これまで見出されなかった新規QTLが複数発見された。ハバタキの7番染色体長腕に座乗するアリルが1次枝梗長伸長助長するQTL qPBL7について、同領域内に存在する発現QTLを探索しそれを候補遺伝子とすることで迅速にQTL原因遺伝子の単離の事例証明を試みた。これまでに以下に述べる実験を行った。
手指屈筋腱再建の使用に耐え得る人工腱の開発

手の屈筋腱として耐えうる人工腱の開発1)準備として腱の生理・成長、臨床治療成績を調べ、それらは裏ペ-ジのごとく論文にした。2)人工腱の開発a)動物実験猿(13匹)の手指に開発した人工腱を入れ、3週間固定して、その後は自動屈伸をさせた。3ケ月後に取り出し、人工腱の周囲組織を観察した。人工腱の周辺には、偽性腱鞘が出来ていた。人工腱の末梢のネジ固定は脱転したのはないが、よく動き滑走していた例では、緩みが見られた。中枢側の筋腱移行部では引き延ばされている例もあったが、連結部位はそのまま癒合している例もあった。緩やかな長さに入れた例が良かった。3ケ月ですでに表面仕上げに用いたシリコンは磨耗してしまった例もあった。しかし、当初予定していた3ケ月だけ、自動屈伸に耐えうる人工腱であれば十分目的は達せられると判断した。近く論文発表の予定である。3ケ月後の偽性腱鞘は、次の自家腱移植に十分使用出来るものと判断して、臨床に使用した。b)臨床実験:本学教官で母指の屈筋腱挫滅損傷(他院で屈筋腱再建に失敗した症例)の陳旧例(すでに筋拘縮の成立している患者)に、この人工腱使用の適応があると判断し、十分説明し話し合ったうえで、臨床応用に踏み切った。結果は極めて良好でそれを入れている3ケ月間、わずかながら、自動屈伸が得られており、筋拘縮も改善され、4ケ月後には無事自家腱と交換し、臨床経過は良好であった。近く学会発表予定。c)問題点:3ケ月ですでに表面のシリコンが磨耗して中のポリエステルが露出した例が動物実験では見られ、指の自動屈伸は、控えめにする必要がある。連結の操作がやや煩雑で工夫を要する。感染し易い。今後これらを解決すべく研究を重ねたい。近く学会発表予定。感染し易い。
βB1-クリスタリン単独欠損ハムスターの創出とその心臓病研究への応用

心臓の難病である心筋症は心筋の変性や肥大を肉眼的特徴とするが、病態の本質は細胞内の遊離Ca2+の調節異常にある。心筋細胞内に存在する筋小胞体から放出されるCa2+が筋原線維を収縮させるが、Ca2+の調節異常はCa2+自体の代謝にとどまらず、Ca2+の濃度上昇を阻止するような防御機構の破綻でも起きうる。本研究は、こうした独自の視点から心臓病の進展・増悪の機序を解明するために、研究シーズとして突然変異で心筋症を発症するハムスターを用いる。心筋症ハムスターには、心筋拡張の著明なTO-2と心筋肥大の著明なBIO14.6など、様々な亜系統が存在する。我々は、先にその共通の遺伝的原因がδ-サルコグリカン(δSG)の欠損であることを明らかにしており、本研究ではTO-2やBIO14.6におけるその他の遺伝子異常の解明を通じて心臓病の増悪メカニズムの理解を深めることを目的とする。我々はBIO14.6ハムスターはβB1-クリスタリン(βB1)も欠損することを見出し、βB1が単独で欠損するハムスターの創出を目指した。BIO14.6と正常ハムスターはδ-サルコグリカン(δSG)とβB1遺伝子に関して異常ホモ(-/-, -/-)と正常ホモ(+/+, +/+)であり、第1世代で全例がヘテロ(+/-,+/-)の個体を得た。第2世代では、δSGが(+/+)になる確率は1/4、かつβB1が(-/-)になる確率は1/4 x 1/4 = 1/16、それが♂あるいは♀である確率は1/16 x 1/2 = 1/32であると予想したが、ほぼそのような結果であった。そして、この♂と♀を交配させた第3世代で、予想通り全例で(+/+, -/-)の個体を得た。今後は、今回創出したβB1-クリスタリン欠損ハムスターを用い、βB1-クリスタリンによる心筋内Ca2+の濃度調節と心臓病の進展における役割を解明していきたい。心筋症などの心臓病は心筋の形態や機能の異常で発症するが、その背後にある分子病態は複雑である。心筋細胞には細胞膜が陥入して筋原線維のZ線に達するT管という特殊な膜構造が存在し、それによって細胞表面の電気的興奮は全ての筋原線維に均等に伝搬される。その結果、T管に近接する筋小胞体からCa2+が放出され、筋原線維が収縮する。それゆえ、心臓病で見られる細胞内遊離Ca2+濃度調節の破綻は、Ca2+の異常な濃度上昇に対する防御機構やT管や筋小胞体の支持分子機構の崩壊でも起きうると考えられる。本研究では、こうした独自の視点から心臓病の分子病態をさらに解明すべく、研究シーズとして心筋症を突然変異で発症するハムスターを用いる。心筋症ハムスターには、心筋拡張の著明なTO-2と心筋肥大の著明なBIO14.6など様々な亜系統が存在する。我々は、先にその共通の遺伝的原因がδ-サルコグリカン(δSG)の欠損であることを明らかにしている。本研究ではこれら心筋症ハムスターにおける様々な遺伝子異常の解明を通じ、所期の目的を達成する。当該年度は、新たな心筋機能調節分子としての可能性があるβB1-クリスタリン(βB1)を単独で欠損するハムスターの系統確立を目指し、ハムスターの交配を数世代に及び行った。BIO14.6と正常ハムスターはδSGとβB1遺伝子に関して異常ホモ(-/-, -/-)と正常ホモ(+/+, +/+)である。これらを交配させると、第1世代は全例がヘテロ(+/-, +/-)であった。第2世代ではδSGが(+/+)になる比率はおよそ1/4でβB1も(-/-)になる比率はおよそ1/16、それが♂あるいは♀である比率はおよそ1/32であった。さらに、これらの♂と♀を交配させ、第3世代において全例が(+/+, -/-)の個体が生まれた。今後はさらに交配を重ね、新たな疾患モデル動物系統として確立させる。本研究は、これまでのところおおむね順調に進んでいると考えられる。その理由は、「βB1-クリスタリン単独欠損ハムスターの創出」という当該年度の研究計画をほぼ遂行したからである。その上、ハムスターの交配に要する待ち時間を有効活用し、本研究に深く関連する重症心筋症ハムスターTO-2の詳細な分子病態の解明も進めることが出来た。すなわち、TO-2では心室筋のT管とZ線の微細構造が崩壊することを我々は見出した。Z線を構成するタンパク質の発現をウエスタンブロットによって検討することで、TO-2では加齢と共にデスミンが特異的に減少していることを見出した。さらに、デスミンのcDNAを単離し、その塩基配列を調べたところ、TO-2のデスミンは191番目のアミノ酸がアラニンからスレオニンに変異していることが分かった。このアミノ酸の変異により、特定のキナーゼによるリン酸化配列が生ずるが、実際のリン酸化は検出できなかった。また、当該変異アミノ酸が存在するコイル-1ドメイン同士の結合親和性は、in vitroのタンパク質結合実験では明瞭な差異は検出できなかった。しかし、中間系フィラメントの欠損株であるSW13細胞に正常と変異デスミンを発現させることで、TO-2のデスミンは線維形成能が正常に比べて若干劣ることが分かった。

今後さらに、この変異デスミン分子の特性と心筋症の重症化への影響を詳細に検討したい。心筋症などの心臓病は心筋の形態や機能の異常で発症するが、その背後にある分子病態は複雑である。心筋細胞には細胞膜が陥入して筋原線維のZ線に達するT管という特殊な膜構造が存在し、それによって細胞表面の電気的興奮は全ての筋原線維に均等に伝搬される。その結果、T管に近接する筋小胞体からCa2+が放出され、筋原線維が収縮する。それゆえ、心臓病で見られる細胞内遊離Ca2+濃度調節の破綻は、Ca2+の異常な濃度上昇に対する防御機構やT管や筋小胞体の支持分子機構の崩壊でも起きうると考えられる。本研究では、こうした独自の視点から心臓病の分子病態をさらに解明すべく、研究シーズとして心筋症を突然変異で発症するハムスターを用いる。心筋症ハムスターには、心筋拡張の著明なTO-2と心筋肥大の著明なBIO14.6など様々な亜系統が存在する。我々は先に、その共通の遺伝的原因がδ-サルコグリカン(δSG)の欠損であることを明らかにしている。当該年度は、心筋機能を調節する新たな分子としての可能性があるβB1-クリスタリン(βB1)を単独で欠損するハムスターの系統を確立することに努めた。BIO14.6と正常ハムスターはδSGとβB1遺伝子に関して異常ホモ(-/-, -/-)と正常ホモ(+/+, +/+)である。昨年度までに、これらハムスターの♂♀交配を、第1世代、第2世代、第3世代まで進めることで、全例が(+/+, -/-)の個体を得ることができた。しかし、ハムスターはマウスやラットとは異なり、キャニバリズムがひどく、一定数の個体を安定的に得ることが難しかった。そこで、当該年度は交配と飼育の条件を多角的に検討した。その結果、交配と飼育の最適な条件を見出した。今後は当初の予定通り、新たな疾患モデル動物としての系統の確立を目指す。本研究は、心不全に対する分子病態の理解と新たな治療法の開発に資するために、βB1-クリスタリン(βB1)単独欠損ハムスターという新たな疾患モデル動物を創出することを目指すものである。そのために、心筋症ハムスターBIO14.6と正常ハムスターの交配を何世代にも及んで行っている。BIO14.6と正常ハムスターは、δサルコグリカン遺伝子(δSG)とβB1-クリスタリン遺伝子に関して、異常ホモ(-/-, -/-)と正常ホモ(+/+, +/+)である。これらを交配させると、第1世代は全例がヘテロ(+/-, +/-)であった。第2世代ではδSGが(+/+)になる比率はおよそ1/4でβB1も(-/-)になる比率はおよそ1/16、それが♂あるいは♀である比率はおよそ1/32であった。さらに、これらの♂と♀を交配させ、第3世代において全例が(+/+, -/-)の個体が生まれた。しかし、ハムスターはキャニバリズムがひどく、一定数の個体を安定的に得ることが難しかった。そこで、当該年度は交配と飼育の条件を多角的に検討し、交配と飼育に関する最適な条件を見出すことに成功した。例えば、飼育ケージに巣箱を入れ、外界からの刺激を軽減させることは有効であった。その結果、当初の予定通り、新たな疾患モデル動物を確立する見通しを立てることができた。一方、上記のハムスターを交配させる間の時間を活用し、本研究に深く関連する重症心筋症ハムスターTO-2の分子病態を詳細に解析した。すなわち、TO-2では心室筋のT管とZ線の微細構造が崩壊することを我々は見出した。そして、その原因となる分子機構を詳細に解析した。以上から、本研究は当初の予定よりやや遅れているが、関連する研究成果も挙げていると言える。
本土諸方言・時代語の動詞・形容詞の活用・アクセント活用体系の実証的・理論的研究

1現代語の動詞・形容詞の活用・アクセント活用の実態を知るための方言臨地調査を、石川県白山市白峰方言、三重県南牟婁郡御浜町阿田和方言についておこなった。2地点はともに、アクセントについて顕著な特徴を有し、日本語のアクセント・アクセント活用の系譜ー特に京阪式・東京式二大アクセント体系の成立過程を考える際の鍵を握るともいえる重要地点である。いずれも、昨年行った予備的調査の結果を検討した上での本調査であったが、今回の調査によって、動詞の活用の結果できあがった語形の長さも動詞のアクセントの決定要因となっているというタイプの方言が存在することがほぼ確実になった。これはこれまでのアクセント活用の系譜論に再考を迫る事実である。2活用やアクセント活用が、それと知られぬ間接的なかたちで文献資料に析出している例を探索し、活用・アクセント活用の歴史的研究のためのあたらしいタイプのデータを得るとともに、日本語表記の研究に新視点を導入した。いわゆる表音文字をもちいていても、文字列を言語の有意味単位に引き当てられなければ、文字を言語として正確に読むことはできない。なんらかの形でアクセント単位が表記面にあらわされていれば、文字列と言語との引き当ては大変容易になる。その観点から、各時代の日本語史料に当たり、動詞のアクセント単位に対応する表記形態を検出する作業を行って、奈良時代の宣命における漢字の逆順表記や、幕末から明治初期の外国人著作日本語学習書のローマ字表記の分かち書き、戦前の国定国語読本の低学年向け仮名専用表記の分かち書きが、それぞれその当時のアクセント単位を反映していることをはじめて明らかにした。また、動詞活用の仕組みと照らし合わせることで、従来無秩序と考えられてきた、いわゆる「送り仮名法」提唱以前の、近世・近代の送り仮名も、実は活用を精密に反映した合理的な表記法であったことを明らかにした。本年度末の春休みの時期には、校務などの関係で、当初予定していた方言調査が行えなかったが、その間、文献調査は進捗したので、研究はおおむね予定通り順調に進捗している。1現代諸方言について、以下の地点について臨地調査を行う。1ー1アクセント活用に関して、京阪式アクセント体系・東京式アクセント体系という二大体系の接触地域で、特異なアクセント体系を有していることで知られる岐阜県垂井町、愛媛県八幡浜市などの方言を調査し、京阪式・東京式二大体系の歴史的関係を考えるための基礎データを集積する。1-2活用に関しては、「二段活用」の残存地域、「ラ行五段化」の起きている地域、不規則動詞が他地域と異なる特異なあり方を示している地域など、特異な性格を有する地域のうち、従来調査が及んでいない地点について方言を精査し、それぞれの異同からそれら変異の生じるメカニズムを明らかにしうるデータを集積する。2諸時代語については、従来調査が手薄であった中世史料を中心に、アクセント活用、活用が「逆順表記」「送り仮名」などの形での文献の表記面へ析出している例を探索する。

1-2活用に関しては、「二段活用」の残存地域、「ラ行五段化」の起きている地域、不規則動詞が他地域と異なる特異なあり方を示している地域など、特異な性格を有する地域のうち、従来調査が及んでいない地点について方言を精査し、それぞれの異同からそれら変異の生じるメカニズムを明らかにしうるデータを集積する。2諸時代語については、従来調査が手薄であった中世史料を中心に、アクセント活用、活用が「逆順表記」「送り仮名」などの形での文献の表記面へ析出している例を探索する。年度末の春休み中に方言調査を予定していたが、校務などで日程を確保できず、次年度に回すことになったため。
極低エネルギー光電子分光による多数f電子系重い準粒子状態の直接観測と形成起源解明

微小試料に対する測定のため,本学に設置されている光電子分光装置にトロイダル鏡とアパーチャを設計・導入することで,hv=8.5eVから40.8eV,温度10Kから室温,ビームスポットサイズφ0.5mmからφ2mmでエネルギー分解能が(最高)5meV程度の実験が可能になった.上記の装置と放射光利用によるバルク敏感光電子分光実験から,これまでの報告より大きな擬ギャップの形成を観測し,複数のf電子系化合物の電子構造が不純物アンダーソンモデルの枠組みの中で理解できることを示した.微小試料に対する測定のため,本学に設置されている光電子分光装置にトロイダル鏡とアパーチャを設計・導入することで,hv=8.5eVから40.8eV,温度10Kから室温,ビームスポットサイズφ0.5mmからφ2mmでエネルギー分解能が(最高)5meV程度の実験が可能になった.上記の装置と放射光利用によるバルク敏感光電子分光実験から,これまでの報告より大きな擬ギャップの形成を観測し,複数のf電子系化合物の電子構造が不純物アンダーソンモデルの枠組みの中で理解できることを示した.本研究では,f電子系強相関物質を中心とする物質群に対して,極低工ネルギー光電子分光(ELEPES)及び,軟X線,硬X線を用いた高エネルギー光電子分光によるバルク電子状態の解明及び重い準粒子の形成メカニズムについての包括的な理解を目指している.平成21年度には,従来のHe励起光よりもエネルギー分解能,バルク感度の向上が期待できるXe光を使用してエネルギー分解能の性能確認を行うとともに,微小純良単結晶に対するELEPES実験を実施可能にするために単色化,集光機構を導入した.集光にはトロイダル鏡を用い,複数の励起光源による実験を可能にするため,KrおよびArの単色化用にCaF_2およびLiF単色化フィルターを取り付けた.また,試料形状に依存せずにつねに高い光電子放出強度を観測することを可能とするために,ビームスポット位置の調整を可能にするような設計変更を行った.これにより,PrFe_4P_<12>, SmOs_4Sb_<12>などの微小試料に対してELEPES実験が実施可能となった.また,ELEPESと相補的にバルク電子状態に関する知見を得ることが可能な高エネルギー光電子分光実験を行った.具体的には,バルクにおける伝導電子-希土類4f電子間の混成強度などに関する知見を得ることを目的として,8keVの硬X線を使ってPrFe_4P_<12>およびNdOs_4Sb_<12>の希土類3d内殻光電子分光を行った.また,SmOs_4Sb_<12>に対しては軟X線を用いたSm3d-4f共鳴光電子分光を行い,価電子帯の比較的広いエネルギー領域におけるスペクトルの温度変化を調べた.これらの結果については,現在解析中である.本研究では,f電子系強相関物質を中心とする物質群に対して,極低エネルギー光電子分光(ELEPES)及び,軟X線,硬X線を用いた高エネルギー光電子分光によるバルク電子状態の解明及び重い準粒子の形成メカニズムについての包括的な理解を目指している.H21年度に整備したトロイダル鏡による集光では,実際の測定用微小試料に対して十分ではないことから,新たにψ0.2mmまで集光可能なアパーチャを設計し,光学系に取り付けた.これにより実用上でψ0.5mm程度まで光を集光し,大きな試料に対してはψ2mmの光を入射して強度を稼ぐことが可能な光学系を構築した.これまでに極低エネルギー光電子分光装置の整備を行ったことで,hv=8.5eVから40.8eV,温度10Kから室温,ビームスポットサイズψ0.5mmからψ2mmでエネルギー分解能が(最高)1meV程度の実験が可能になった.上記の装置により,0から6個までのf電子を持つ希土類化合物LaMnSbO, CeRu_4Sb_<12>, PrFe_4P_<12>,NdFe_4P_<12>, SmFe_4P_<12>の他に鉄系超伝導体FeSe, TIFe_2Se_2などの測定を行った.これらの化合物では,f電子(鉄系超伝導体ではd電子)はいずれも強い電子間相互作用により電子有効質量が増大した準粒子として存在しており,フェルミ液体論に沿った自己エネルギーを考慮することで価電子帯構造が再現されることがわかってきた.今後は,光電子スペクトルの温度依存性などを測定し,準粒子のより群細な振る舞いを明らかにしていく予定である.
グローバル金融危機に関する国際マクロ経済分析

本研究においては,グローバル金融危機に対して各国の中央銀行がいかに立ち向かったのかを定量的に検証するとともに,外国為替市場への介入について通貨安及び通貨高への非対称性を検証することができた。とりわけ、新興市場では外国為替介入の効果がグローバル金融危機時よりも危機収束後に強く確認されており、通貨政策が危機後の経済回復においてサプリメントとしての役割を担っていることを主張した。2008年に発生したグローバル金融危機は国際金融における新たな論争を生み出した。とりわけ,外貨準備と為替レートもしくは国際流動性との関係は国際ジャーナルでも議論が続いたテーマの一つである。アジア諸国は先のアジア通貨危機を教訓にグローバル金融危機以前に大量の外貨準備を計上していたが,実際に今回の自国通貨の暴落に十分な対応がなされたかどうかについて未だ明確な答えは出ていない。本研究では、近年マクロ経済理論ではスタンダードになりつつある「新しい開放マクロ経済学(NOEM)」に基づいた実証研究を試みた。より具体的には、本年度前半は,分析対象国のデータ整備を完了させるとともに,分析にベンチマークとして利用する小国開放経済型動学的確率的一般均衡モデルの理論的枠組みについて確定させた。本年度後半は,ベイズ推定を用いたモデルの推定および推定パラメーターの検証,その後シミュレーション実験を逐次実施していき,グローバル通貨危機時の中央銀行による対応について当該モデルによる分析を完了させた。結果を取りまとめ、2つの国際学会で報告を行い、海外査読雑誌への投稿準備に入った。また,本研究の一部は,科学研究費助成事業・若手研究(B):アジアの中央銀行における国際的マクロ経済ショックへの対応と為替介入(平成23年度平成25年度)による研究成果の一つを拡張するものであったが、本年度の研究成果による貢献を加え、論文の改定を行った。とりわけ、外貨準備と為替レートもしくは国際流動性との関係は国際ジャーナルでも議論が続いたがテーマの一つである。アジア諸国は先のアジア通貨危機を教訓にグローバル金融危機以前に大量の外貨準備を計上していたが、実際に今回の自国通過の暴落に十分な対応がなされたのかどうかについて未だ明確な答えはでていない。本研究では、近年マクロ経済理論ではスタンダードになりつつある「新しい解放マクロ経済学(NOEM)」に基づいた実証研究を試みた。より具体的には、本年度前半は、前年度の分析結果を取りまとめ、本研究の実証分析として主要な位置づけとなるシミュレーション結果の検証を中心とした論文を執筆し、幾度の修正を経て、海外査読雑誌へ投稿し、現在審査中である。さらに、グローバル金融危機以前・中・以後の三つの期間を比較検討した。結果を論文にまとめ、国内の研究会や国際学会で報告を行い、海外査読雑誌への投稿準備に入った。また、本研究の一部は科学研究費助成事業・若手研究(B):アジアの中央銀行における国際的マクロ経済ショックへの対応と為替介入(平成23年度25年度)による研究成果の一部を拡張するものであったため、今回の研究成果による貢献を加え加筆修正した論文を海外査読雑誌へ投稿した。さらに、近年、国際金融の分野において議論される金利平価説の不成立について拡張研究を実施し始めた。研究計画において、本年度前半はまず、前年度の中心的結果を検証した論文執筆を行うことであったが、十分に達成されている。なお、本年度後半は当該金融危機からの影響と回復についての分析を行う予定であったため、新たなシミュレーションの結果を危機以前・中・以後の三つの期間を比較検討することで、政策運営の変化を明らかにした。この分析を取りまとめた論文も執筆し、国際学会で報告していることから、計画目標は概ね達成されている。一方、当初予定していた政策運営者からのヒアリングは未だ十分でないが、分析対象国を専門とする研究者との意見交換から政策インプリケーションを導くことができている。より具体的には、本年度前半は、昨年度の国際学会(American Economic Association)でのディスカッションから得られたインプリケーションを研究に反映させ、論文を改定した。昨年度に投稿したものを含めて3本の論文を海外査読雑誌へ投稿、審査を経た。結果として、そのうちの一つ(本研究代表者の科学研究費助成事業・若手研究(B):アジアの中央銀行における国際的マクロ経済ショックへの対応と為替介入(平成23年度25年度)による研究成果の一部を今回の研究で拡張・加筆したもの)はアクセプトされ、掲載が確定したが、二つは掲載に至らなかったので査読コメントを元に改定を行った。なお、改定した論文の一つを本年度も国際学会(Econometric Society)で報告を行い、報告セッションの同分野を専門とする参加者との有益なディスカッションを経て、本研究の主要な位置付けとなるシミュレーション実験を大幅に修正し、改めて海外査読雑誌への投稿準備に入った。

とりわけ、新興市場では外国為替介入の効果がグローバル金融危機時よりも危機収束後に強く確認されており、通貨政策が危機後の経済回復においてサプリメントとしての役割を担っていることを主張した。研究計画において、本年度前半は,分析対象国のデータ整備を完了させるとともに,利用するモデルに適用する理論的枠組みについて確定させること、本年度後半は,ベイズ推定を用いたモデルの推定および推定パラメーターの検証,その後シミュレーション実験を逐次実施していき,グローバル通貨危機時の中央銀行による対応について分析を完了させることであったが、概ね達成されている。分析対象国のグローバル金融危機時における政策スタンスについての文献調査および政策担当者へのヒアリングや現地研究者との意見交換が十分でないため、これらを推進することで研究成果の検証からさらなる政策的含意の抽出が見込まれる。当初の計画通り、次年度の国際学会での報告機会を見つけ、論文の改定を続けながら、海外査読雑誌へ投稿していく。社会科学当初の研究計画通り、いくつかのマクロ実証分析手法を用いて、政策シミュレーションによる追加的検証を実施していく。英文校閲費用に大幅なディスカウントが発生したため、当初予定していた金額を下回った。データの整理およびシミュレーション実験補助のアルバイトを雇用する予定が次年度へ延期し、同時に実験用パソコンの購入も延期したため、人権費ならびに物品の購入に糖が年度は不足が生じている。最終年度であるが、分析が継続しているため、シミュレーション実験に必要となる物品の購入に使用予定である。次年度に実験用のパソコンを購入し、次年度使用額は予定通り使用される。
非可換岩澤理論とその周辺

Henrik Russell氏と共同で,高次元代数多様体の「一般アルバネーゼ多様体」とモジュラスに関する研究を行った.代数曲線とその上の因子に対して,モジュラス付き一般ヤコビ多様体が定義され,Rosenlicht-Serreにより深く研究されており,様々な応用がある.私たちの研究はその高次元化にあたる.私たちは,複素数体上の高次元代数多様体のモジュラス付き一般アルバネーゼ多様体について,そのホッジ理論的な構造を明らかにした.また,正規代数多様体から可換群多様体への有理写像に対して,そのモジュラスを定義し,性質を調べた.私たちの研究では,モジュラスを定める因子は重複度を持っていてもよく,一般アルバネーゼ多様体が加法部分を持つ可能性がある点に特徴がある.また,中山能力氏,臼井三平氏と共同で,中間ヤコビ多様体の退化や,混合Hodge構造のモジュライ空間のコンパクト化の研究を行った.代数多様体の研究において,代数多様体の族から定まるホッジ構造の変動の研究が大切である.私たちは,対数的幾何学の考え方を用いることで,穴あき単位円盤上のホッジ構造の変動から定まる中間ヤコビ多様体の族を,穴のあいていない円盤上の「対数的中間ヤコビ多様体」ととらえることで,その構造を研究した.証明では,中山氏,臼井氏との以前の研究で得られていた,多変数版のSL(2)-orbit定理が重要な役割を果たす.また,応用として,ホッジ理論的に定義されたある種の関数の零点集合が解析的であるという結果を得ることができた.私たち結果を特別な場合に適用することで,Brosnan-Pearlsteinによるadmissible normal functionの零点集合に関する定理の別証明も得られる.私たちの結果は,応用上も興味深いものであり,今後の研究の進展に役立つものであると期待している.岩澤理論の新しい発展の方向として,代数多様体が退化するときの漸近挙動にゼータ関数の値があらわれることをSpencen Bloch氏と研究し,Bloch-Gillet-SouleのP進アラケロフ理論を改善して,それを理解する方法を得た.これに関係して,退化を許す混合Hodge構造の分類空間や退化を許すP進混合Hodge構造の分類空間を構築した.(前者は臼井三平氏,中山能力氏との共同研究)ことに,前者のBorel-Sevre空間やSL(2)-ovb氏の空間に実解析構造を得,後者のnilpotent ovbotの空間にP進解析構造を得た.SL(2)-orbitの空間には対数構造も得た.岩澤加群の構造をあらわすFitting idealとゼータ関数の関係をあらわす栗原氏の理論を,非可換岩澤理論へと拡張するひとつの方法を得た.岩澤理論や類体論の発展について,書物を書き始めたし類体論の発展については第1巻を岩波書店から出版した.これはその方面の研究の進展に役立つと考える.また,モチーフの退化について対数モチーフについての論文を伊藤哲史と書いている.Henrik Russell氏と共同で,高次元代数多様体の「一般アルバネーゼ多様体」とモジュラスに関する研究を行った.代数曲線とその上の因子に対して,モジュラス付き一般ヤコビ多様体が定義され,Rosenlicht-Serreにより深く研究されており,様々な応用がある.私たちの研究はその高次元化にあたる.私たちは,複素数体上の高次元代数多様体のモジュラス付き一般アルバネーゼ多様体について,そのホッジ理論的な構造を明らかにした.また,正規代数多様体から可換群多様体への有理写像に対して,そのモジュラスを定義し,性質を調べた.私たちの研究では,モジュラスを定める因子は重複度を持っていてもよく,一般アルバネーゼ多様体が加法部分を持つ可能性がある点に特徴がある.また,中山能力氏,臼井三平氏と共同で,中間ヤコビ多様体の退化や,混合Hodge構造のモジュライ空間のコンパクト化の研究を行った.代数多様体の研究において,代数多様体の族から定まるホッジ構造の変動の研究が大切である.私たちは,対数的幾何学の考え方を用いることで,穴あき単位円盤上のホッジ構造の変動から定まる中間ヤコビ多様体の族を,穴のあいていない円盤上の「対数的中間ヤコビ多様体」ととらえることで,その構造を研究した.証明では,中山氏,臼井氏との以前の研究で得られていた,多変数版のSL(2)-orbit定理が重要な役割を果たす.また,応用として,ホッジ理論的に定義されたある種の関数の零点集合が解析的であるという結果を得ることができた.私たち結果を特別な場合に適用することで,Brosnan-Pearlsteinによるadmissible normal functionの零点集合に関する定理の別証明も得られる.私たちの結果は,応用上も興味深いものであり,今後の研究の進展に役立つものであると期待している.
等方相-ネマティック相転移点近傍での液晶分子のダイナミクス

ネマティック-等方相転移点近傍における分子の回転運動に関する特性をモデルポテンシャルによる分子動力学シミュレーションを用いて調べた。分子形状、圧力依存性、および、ポテンシャル依存性を調べ、自由体積と2次の回転緩和時間との相関について議論した。初年度である平成20年度は、定温定圧での分子動力学法によるGay-Berne(GB)モデルを用いた分子形状が回転運動緩和に与える影響について検討した。幾つかの分子形状(L/Dが異なる)モデル分子を用いて、特に、2次の配向時間相関関数から、ネマティックー相等方相(N-I)転移点の等方相側での液晶分子の短時間に起こる回転運動挙動を検討した。調べた系は一定圧力下(P*=5.0)で、分子形状がL/D=2.55.0で、いずれも等方相-ネマティック相転移を起こすことが確認された。2次の分子の回転自己相関関数から見積もった緩和時間は、L/Dが小さい分子の系、つまり分子形状異方性が小さいものほど長くなり、周囲の分子からの相互作用を受けやすい。通常、ネマティック相では2次の配向秩序度(P_2)が多くの物理量を特徴付けているが、ローカルな配向秩序が成長し始めているN-I転移点の等方相側では、このP_2との顕著な相関は見られなかった。また、この分子形状(L/D)と1分子が占める体積である自由体積との関係を調べた結果、N-I転移点を基準とした換算温度で見ると、L/Dの大きい分子の系ほど、その自由体積は大きくなる。この自由体積のL/D依存性は、等方相では2次曲線的な変化をするが、転移点を過ぎネマティック相の領域では次第に直線的な変化へと変わる。さらに、分子回転運動と自由体積変化との相関について、より詳細に検討するため、圧力による影響について検討も開始した。ここでは、種々の条件下でのシミュレーションを行い、その解析のための基礎データを計算した。2年目の平成21年度は、Gay-Berne(GB)モデルを用いた分子動力学法により、圧力変化によってネマティック相での分子1個あたりの体積、つまり、自由体積の変化が分子の回転緩和現象にどのように影響を与えるかについて検討した。特にここでは、圧力変化による議論をより正確にするため、ほぼ一定の配向秩序度(0.7)を有するネマティック相に注目してデータを集積し解析を行った。まず、このモデルの場合、系の圧力と自由体積(剛体の回転楕円体を仮定)の関係は、圧力が増すほど自由体積は減少し、それは2次関数的である。しかし、密度変化と自由体積の変化は線形的な関係を持っている。2次の回転緩和時間(τ2)は自由体積に比例し、回転粘性係数(指数表示)は自由体積に反比例することが分かった。また回転の拡散係数については、自由体積の変化によらず、ほぼ一定値を持つ。分子形状の変化による回転緩和現象の比較によって、このポテンシャルモデルの分子回転運動緩和の特性を知るため、自由体積に注目した場合の詳細な比較を現在行っている。特にここでは、等方相も含めたいくつかの配向秩序度での解析を行っている。これらの結果については、まとまり次第、学会および論文発表にて公表する予定である。また、もう一つのモデルポテンシャルであるsimple cylindrical modelでのシミュレーションによって、ネマティックー等方相転移点近傍での分子形状と圧力変化の双方を考慮して、分子動力学へ与える影響について議論をするため、基礎データの集積を開始した。最終年(3年目)の平成22年度は、Simple cylindrical (Luckhurst-Romano)モデルでの分子動力学シミュレーションを行い、ネマティック-等方相転移点近傍での分子のダイナミクスに与える斥力ポテンシャルの影響について検討した。これまでと同様に2次の相関関数をもとに緩和時間を算出し回転運動を中心に解析を行った。その結果、この系においても実験およびGBモデルと同様に転移点近傍でシャープな不連続な緩和時間の変化が見られた。ここでは圧力変化による自由体積と回転緩和時間の相関、緩和時間と斥力ポテンシャル強度の相関、およびGBモデルとの結果比較と共通性の有無の検討を行った。また分子のダイナミクスと相転移挙動の圧力依存性を調べることによって、同族の化合物ごとに一定値をとるパラメータとして知られている熱力学パラメータΓへの影響についても議論した。このΓに与える斥力の効果は明確に現れたものの、このポテンシャル依存性等の詳細を検討するにはさらなる計算が必要であることが明らかとなった。さらに、光カー効果の実験研究において観測されている2種の緩和時間について、本研究で用いたモデルポテンシャルで検証するため、自己相関関数だけでなく相互相関関数も算出した。本研究課題の中心であり、かつ、多くの実験データも存在するLandau-de Gennes (LdG)緩和時間、および、より高速な緩和時間について温度と密度による特性について議論を行った。その結果、ほとんど温度依存性のないLdG緩和時間よりも高速な緩和過程がいずれの系においても観測され、モデルポテンシャルによるシミュレーションにおいても普遍的現象であることが検証された。
有限代数系の組合せ論的考察

1984年には「組合せ論的代数系入門」(雑誌「BASIC数学」)を発表したし、1988年には「グラフ論入門」(現代数学社)を刊行した。これらの著書において、リレ-ショナル・システムや代数系およびグラフ論における数え上げ問題を考察した。本研究においては、これらの考察を継続すると同時に、新しい成果もあげることができた。これらのうちの研究成果の一つはとして発表する予定である。n個の元よりなる諸種の代数系について,同値でないそれぞれの代数系の個数を数え上げる問題については,田村・田中共著「代数系入門(1)ー(12)」(1984.4ー1985.5)において取り扱ってきた.また,さまざまな様相論理体系の数え上げについても,田村著「The number of ways introduce modalities into finite Boolean algebras」(1984)の中で取り扱ってきた.グラフ論における数え上げ問題についても,白倉・田沢・田村共著による「グラフ論入門」(1985.11ー1987.9)の中で取り扱っている.今年度,田沢の協力を得て,奇点個数を与えた場合の有向グラフの個数の数え上げについて,一つの成果をえたので, 1988年4月の日本数学会で成果を発表すると同時に,論文として発表する予定である.また,コンピュータを利用して,諸種の代数系の個数の決定についても,着実に成果を得つゝある.次年度以降,それらの成果を論文として発表する予定である.代数系の最も一般的なものは、リレ-ショナル・システムと考えられる。リレ-ショナル・システムの数え上げは、無条件な2項関係の体系反射律をみたす体系、対称律をみたす体系などについては、すでに解決されているし、同値関係をみたす体系についても解決されている。しかし、これらの体系の中間のもの、たとえば、推移関係をみたす体系、擬順序体系、順序体系、さらに束や分配束などについては未解決である。本論文では、これらの場合をコンピュ-タを用いて調査した。一方、グラフ論に関しても未解決な部分が多くある。本年度は近畿大学の田澤新成氏の協力を得て、奇点個数を与えた場合の有向グラフの数え上げについて、一つの成果を得たので、Discrete Mathematics誌に論文
メタボリックシンドロームによる身体活動低下へのマクロファージ走化と分化の関与

メタボリックシンドロームによる身体活動低下要因をマクロファージ分化によるものと仮説し、本研究では、in vitroモデルを用いて、筋損傷局所に侵入するマクロファージの走化性におよぼす分化の影響を調べた。その結果、メタボリックシンドロームで増加するM1マクロファージの細胞走化性は消失し、逆にM2マクロファージでは高い走化性を示した。M1マクロファージのケモカインレセプター発現は弱く、接着性とともにF-アクチン発現が高かった。以上の結果から、メタボリックシンドロームによるマクロファージのM1型への分化は、損傷を受けた筋細胞に向かう走化性の低下を伴っている可能性が示唆された。骨格筋損傷後、損傷局所へ向かって単球/マクロファージの移動(走化)が開始されるが、そのメカニズムは十分明らかではない。我々はそのメカニズムを解明することで、メタボリックシンドロームによって引き起こされる慢性炎症性疾患が、骨格修復を遅延させ、その結果「運動不足」に陥ってしまうのではないか、との仮説が提示できると考え検討を行っている。本年度は、損傷骨格筋細胞へのマクロファージ走化性メカニズムを解明するため、フォスファチジルイノシトール3リン酸キナーゼ(PI3K)の関与について検討した。骨格筋細胞C2C12は、生・死細胞を調整し、骨格筋損傷モデルとした。マクロファージ細胞J774は、デキサメタゾン(DEX)、およびリポポリサッカライド(LPS)で処理し、PI3K阻害剤にはLy294002(Ly)を使用した。細胞走化性機能は、運動性の指標としてF-actin、方向性の指標としてCCR2発現を評価し、走化性は骨格筋損傷モデルへの移動軌跡から評価した。その結果、F-actin発現にDEXおよびDEX+Ly処理の影響は観察されなかった。一方、ケモカインレセプターであるCCR2発現は、DEX処理で有意に増強し、Ly前処理で抑制された。また、DEX処理でマクロファージの高い走化性が観察され、Ly前処理で抑制された。一方、LPS処理で低下した走化性は、Ly処理することで回復し、その走化性は、運動性の変化ではなく、方向性の回復によるものであった。興味深いことに、LPSによるF-actin発現は亢進し、Ly処理によって有意に抑制されていた。すなわち、F-actin発現は、方向性にも関係していることが示された。いずれにしても、マクロファージ走化性へのPI3Kの関与が示された。本年度の成果は、慢性炎症性疾患が、骨格修復を遅延させてしまうのではないかとの仮説を、一部支持する結果なのかもしれないと考えている。運動後、マクロファージの損傷筋局所へのすみやかな移動(走化)は、再構築を急ぐ骨格筋にとって必要不可欠と考えられる。しかし、近年、肥満患者は運動後の骨格筋修復の遅延とともに、浸潤マクロファージ数の減少が報告されている。本年度我々は、マクロファージの走化性の可視化を試み、この手法を用いて損傷筋への走化性におよぼすマクロファージ分化の影響を検討にすることとした。実験には、マウス骨格筋細胞株C2C12細胞、およびマウスマクロファージ細胞株J774細胞を使用した。J774細胞のM1(炎症型)マクロファージへの分化誘導には、リポポリサッカライド(LPS) 100 ng/mlを用いた。マクロファージマーカーはF4/80とし、M1マーカーにはToll-like receptor (TLR)4とCD11cを用いた。マクロファージの走化性は、細胞走化性測定装置TAXIScanで評価した。測定条件は、HEPESを含むDMEM培地(10% FCS添加)を使用し、温度37°Cであった。LPS刺激は、F4/80発現には影響せず、TLR4およびCD11cの強発現が誘導され、M1型マクロファージへの分化誘導が成立した。ネクローシス細胞化した骨格筋損傷モデルを正常C2C12細胞に加えた結果、無刺激J774細胞の損傷細胞への顕著な走化性が観察された。しかし、M1マクロファージの走化性はほぼ完全に消失していた。本研究の結果は、肥満患者では運動後の骨格筋修復が遅延し、同時に浸潤マクロファージ数の減少が生じるとのこれまでの研究報告を支持する結果が得られたものと考える。異なる表現型に分化したマクロファージが筋損傷後の回復過程におよぼす影響について、肥満症に伴う慢性炎症性疾患をイメージし、骨格筋再構築に対する炎症型マクロファージ(M1)の筋再生遅延作用について検討を行った。M1型マクロファージ細胞はPI3Kの活性化が生じていたため、PI3K阻害剤(Ly)処理によってその活性化抑制を行った。