hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規リン脂質分解酵素ホスホリパーゼA1のノックアウトマウスを用いた生理機能の解明

リゾホスファチジン酸(LPA)はリゾリン脂質骨格を有する生理活性脂質であり、Gタンパク質共役型受容体を介して様々な細胞応答を引き起こす。これまでに7種類のLPA特異的受容体が報告されており、これらの遺伝子欠損(KO)マウスの解析から、LPAが個体レベルで脳神経系の発達や受精卵の着床過程を制御することが明らかになってきている。最近、LPA受容体のP2Y5およびLPA産生酵素のPA-PLA_1α/LIPHの遺伝子欠損患者が報告され、ともに先天性の貧毛症となることが明らかになった。しかし、どのようなメカニズムで貧毛になるかはまったくわかってない。そこで私は、PA-PLA_1αのKOマウスを用いて、体毛形成におけるLPAの機能の解明を目指して研究を行っている。採用初年度は、KOマウスを作製し全身の体毛が縮れるという形態異常を発見した。2年度は、毛包内のPA-PLA_1αの機能を詳細に検討し毛包組織の内根鞘と呼ばれる層の形成に関与することを見出した。当該年度の3年度は、LPAの下流でEGF受容体シグナルが活性化されることに着目して研究をおこなった。毛包角化細胞の初代培養系を用いてLPAがEGF受容体の活性化を引き起こすこと、P2Y5がEGFリガンドの切断に関与すること、さらにKOマウスの皮膚ではEGF受容体のリン酸化レベルが減少していることを見出した。二の研究を通じて、毛包内の内根鞘でPA-PLA_1αが産生したLPAがP2Y5を介して、EGF受容体シグナルを活性化して体毛の形成に関与するという、新規のメカニズムを明らかにした。リゾホスファチジン酸(LPA)はリゾリン脂質骨格を有する生理活性脂質であり、Gタンパク質共役型受容体を介して作用する。これまでに、LPA_<1,2,3,4,5>の5種類のLPA特異的受容体が同定されており、遺伝子欠損(KO)マウスの解析からLPAの個体レベルでの機能が明らかになりつつある。LPA_1およびLPA_2は脳神経系の発達に関与することが報告され、さらに当研究室ではLPA_3が着床過程を制御することを明らかにしている。着床部位近傍におけるLPA産生酵素の候補として、私はこれまでにmPA-PLA_1αを同定している。博士課程では、KOマウスおよび過剰発現(TG)マウスを用いて、本LPA産生酵素の生理機能の解明を目指して研究を行っている。採用初年度は、mPA-PLA_1αの高発現が受精卵の着床に与える影響について、TGマウスを用いて検討した。CMVプロモーターの制御下で全身性に高発現するTGオスマウスを、5週齢から10週齢までの野生型メスマウスと交配させて着床痕を観察したところ、5週齢のメスマウスにおいてのみTG受精卵はWT受精卵に比べて有意に着床率を増加させることが観察された。この5週齢のメスマウスの子宮でのLPA_3発現量は8週齢に比べて顕著に低下していた。さらに、受精卵は内在性にmPA-PLA_1αを発現していることを免疫蛍光染色法で確認している。以上の結果は、受精卵に発現しているmPA-PLA_1αがLPAを産生し、LPA_3を介して受精卵の着床に関与することを示唆している。また、mPA-PLA_1αKOマウスを最近作製したが、LPA_3 KOマウスで生じる着床異常は観察されなかった。意外なことに、mPA-PLA_1αKOマウスは体毛に異常が生じることを見出しており、次年度以降は発毛過程における新たなLPAの機能について、より詳細な解析を進めていく予定である。リゾホスファチジン酸(LPA)はリゾリン脂質骨格を有する生理活性脂質あり、Gタンパク質共役受容体を介して作用する。これまでに7種類のLPA特異的受容体が報告されており、これらの遺伝子欠損(KO)マウスの解析から、LPAが固体レベルで脳神経系の発達や受精卵の着床過程を制御することが明らかになってきている。最近、LPA産生酵素のmPA-PLA1α/LIPHおよびLPA受容体のP2Y5の欠損患者が先天性の貧毛症となることが報告された。しかし、LPAシグナルの欠損がどのような機構で貧毛になるかは不明である。当研究室では、本産生酵素mPA-PLA1αのKOマウスおよび全身性の過剰発現(TG)マウスを用いて、体毛形成時におけるLPAの機能の解明を目指して研究を行っている。採用初年度は、KOマウス及びTGマウスを作製し、ともに生後10日目頃から全身の体毛が縮毛となる形態異常を発見した。本年度は、mPA-PLA1aの機能を検討した。毛包組織におけるmPA-PLA1a発現をin situハイブリダイゼーション法調べたところ、毛の表皮に分化する毛小皮とこれに接する内根鞘に限局して発現することがわかった。生後10日目のKOマウスと野生型マウスの皮膚について、種々の毛包層マーカー遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで定量したところ、内根鞘マーカーであるK6irs1の発現がKOマウスおよびTGマウスで有意に低下していた。これらの結果は、mPR-PLA1aは内根鞘において体毛形成に関与することを強く示唆している。

現在、KOマウスにおいてEGF受容体からのシグナルが減弱していることを見出しており、今後この機構について初代培養系を用いて詳細に検討する予定である。リゾホスファチジン酸(LPA)はリゾリン脂質骨格を有する生理活性脂質であり、Gタンパク質共役型受容体を介して様々な細胞応答を引き起こす。これまでに7種類のLPA特異的受容体が報告されており、これらの遺伝子欠損(KO)マウスの解析から、LPAが個体レベルで脳神経系の発達や受精卵の着床過程を制御することが明らかになってきている。最近、LPA受容体のP2Y5およびLPA産生酵素のPA-PLA_1α/LIPHの遺伝子欠損患者が報告され、ともに先天性の貧毛症となることが明らかになった。しかし、どのようなメカニズムで貧毛になるかはまったくわかってない。そこで私は、PA-PLA_1αのKOマウスを用いて、体毛形成におけるLPAの機能の解明を目指して研究を行っている。採用初年度は、KOマウスを作製し全身の体毛が縮れるという形態異常を発見した。2年度は、毛包内のPA-PLA_1αの機能を詳細に検討し毛包組織の内根鞘と呼ばれる層の形成に関与することを見出した。当該年度の3年度は、LPAの下流でEGF受容体シグナルが活性化されることに着目して研究をおこなった。毛包角化細胞の初代培養系を用いてLPAがEGF受容体の活性化を引き起こすこと、P2Y5がEGFリガンドの切断に関与すること、さらにKOマウスの皮膚ではEGF受容体のリン酸化レベルが減少していることを見出した。二の研究を通じて、毛包内の内根鞘でPA-PLA_1αが産生したLPAがP2Y5を介して、EGF受容体シグナルを活性化して体毛の形成に関与するという、新規のメカニズムを明らかにした。
親魚内来免疫関連諸因子による卵稚仔の生体防禦

親魚に外部から投与した牛アルブミンが血液を介して卵へ移行すること,卵中に免疫グロブリン(IgM)が存在することを明らかにしたのち以下の各研究を行なった。1.コイおよびニジマスIgMの測定法を開発した。精製IgMでウサギに免疫して得た抗体(IgG)を精製しビオチン化した。これを用いて,アビジン・ビオチン法により免疫グロブリンのEIAを行なった。感度は極めて高く(ng/mlのオ-ダ-),血清だと100万倍程度の希釈で測定が可能であった。2.コイIgMのEIAにより,キンギョの成熟と血中IgM量の関係を調べた。IgMは春季,水温が上昇すると共に増加し,産卵期(5月頃)には比較的高い値を示した。その後,冬季水温低下と共に低下し,明瞭な年周変化が認められた。一方,冬季産卵のニジマス親魚では,産卵期にむしろ低下することが明らかとなった。3.コイ卵のIgMの存在を生化学的に確認した。未受精卵リン酸緩衝液中でホモゲナイズし,その上清を得た。EIAによるIgM測定を試みたが,用量反応曲線は標準IgMと平行にならず,性状の違いが示唆された。そこでHPLCゲル濾過(G4000HW,TOSHO)により分析した。各フランクションをSDSポリアクリルアミド電気泳動により分離,ニトロセルロ-ス膜へ転写後,ビオチン化抗コイIgMウサギIgGを用いて,免疫染色を施したところ,卵中IgMは血漿中IgMに比べいくらか保持時間が長い位置に認められた。さらにIgMのH鎖の電気泳動における易動度が大きいことが認められた。これらのことから卵中IgMは血中のものに比べH鎖の分子量が小さいことにより全体の分子量が小さいことが明らかとなった。このIgM分子の変化がどのように生じたのか,卵中,稚仔中でどのような役割をおっているのかについては今後の課題として残された。1.キンギョ親魚に牛アルブミンを腹腔注射し,血液,卵巣卵,産出卵におけるアルブミンの存在をペルオキシダ-ゼ標識抗牛アルブミンウサギIgGを用いたEIAおよび免疫組織化学により確認した。結果は非特異的交差反応が多くクリアでなかったが,外部から投与した牛アルブミンが血液を介して卵へ移行することが明らかとなった。2.コイ免疫グロブリン(IgM)の測定法を開発した。IgMをゲル濾過,イオン交換クロマトグラフィ-により精製し,ウサギに注射することにより抗血清を得た。その抗血清から抗体(IgG)をプロテインAアフィニティ-クロマトグラフィ-により精製,ビオチン化した。3.親魚からコイ卵稚仔へのIgMの移行を調べた。コイにHCGを投入し人為的に産卵させ,卵稚仔を飼育し,成長と共に経時的に一部を凍結保存した。

受精卵,および孵化後各時期の稚仔魚をリン酸緩衝液中でホモゲナイズし,抽出液をポリアクリルアミド電気泳動により分離,ニトロセルロ-ス膜へ転写後,ビオチン化抗コイIgMウサギIgGを用いて,免疫染色を施したところ,いずれの検体にもIgMが存在することが明らかとなったが,量的には圧倒的に多い卵黄蛋白などに比べ微量であった。酵素抗体法による測定は現在この標本について免疫グロブリンの測定を試みたが,IgMの含量が相対的に少なく,他の蛋白による反応の阻害が有るため標準曲線がスタンダ-ドと平行にならず,現在測定法の改善に取組んでいるところである。1.酵素免疫測定法(EIA)によるコイ免疫グロブリン(lgM)測定法により,キンギョ血中lgM量の年周変化を調べ,性成熟との関連を調べた。lgMは春季,水温が上昇すると共に増加し,産卵期(5月頃)には比較的高い値を示した。その後,冬季水温低下と共に低下し,明暸な年周変化が認められた。2.ニジマスlgMの測定法をコイの場合と同様の手法により開発した。3.冷水性の魚で,冬季産卵するニジマス親魚における血中lgM量の年周変化を調べた。キンギョ同様,水温変化と同調した変化を示し,産卵期にはむしろ低下することが明らかとなった。3.コイ卵のlgMの存在を生化学的に確認した。未受精卵リン酸緩衝液中でホモゲナイズし,その上清を得た。EIAによるlgM測定を試みたが,用量反応曲線は標準lgMと平行にならず,性状の違いが示唆された。そこでHPLCゲル濾過(G4000HW,TOSOH)により分析した。各フラクションをSDSポリアクリルアミド電気泳動により分離ニトロセルロ-ス膜へ転写後,ビオチン化抗コイlgMウサギlgGを用いて,免疫染色を施したところ,卵中lgMは血漿中lgMに比べていくらか保持時間が長い位置に認められた。さらにlgMのH鎖の電気泳動における易動度が大きいことが認められた。これらのことから卵中lgMは血中のものに比べてH鎖の分子量が小さいことにより全体の分子量が小さいことが明らかとなった。このlgM分子の変化がどのように生じたのか,卵中,稚仔中でどのような役割をおっているのかについては今後の課題として残された。
慢性移植片対宿主病における単球・マクロファージの役割の解明

慢性GVHDマウスモデルにはマイナー抗原不一致のドナーBalb/c →レシピエントB10.D2の系を用いた。移植後経時的に脾臓、リンパ節、組織中のLy6C+ CD11c-単球とLy6C-CD11c+単球の増減をFACSにて解析し、B10.D2 →B10.D2のsyngeneic移植をコントロールとして比較した。C/EBPbをノックアウトしたCebpbn-/-マウスは血液細胞のSatMが欠損しているが、胎生期に死亡する。この問題を回避するためにあらかじめ胎児肝をsyngeneicのマウスに移植したキメラマウスを作成した。このキメラマウスは血液細胞のみCebpbn-/-マウス由来であり、長期に生存するが、血液細胞を調べたところ、Ceacam1+, MSR1+をマーカーにSatMが欠損していることを確認した。今後はCebpbn-/-キメラマウスの細胞をドナーに使用し、慢性GVHDモデルにおいて何らかの役割を検討する予定である。マウス慢性GVHDモデルで得られた結果、気管支肺胞洗浄液BALF中ではLy6C- CD11c+単球および、Satが同種移植群で明らかにその割合が増加していること、さらに、以上からLy6C- CD11c+単球およびSatMが慢性GVHDモデルにおいて何らかの役割をしていることが示唆されたことは当初の仮説通りである。おおむね順調に進展していると考えられる。今後の研究は、血液系細胞のC/EBPbをノックアウトしたCebpbn-/-キメラマウスは、血液細胞のSatMが欠損しているが、このCebpbn-/-キメラマウスをドナーに使用することにより、慢性GVHDの線維化が抑制されるかを検討し、SatMの慢性GVHDにおける役割を明らかにする。さらに、合成レチノイドAM80が慢性GVHDを軽減する効果に単球・マクロファージの表現型・機能にどのように影響するかを検討する予定である。予定した実験の回数が少なくて本年度の結果が得られたため、次年度の研究の準備を行ったが、それでも使用予定より少ない結果となった。繰り越し分は、キメラマウスの細胞を使い、SatMが慢性GVHDモデルにおいて何らかの役割をしているかを検討する実験に使用をする計画である。
シロイヌナズナ初期胚発生において放射軸を規定する分子基盤の解明

シロイヌナズナ胚発生期における放射パターン形成の基礎となる「放射軸」の決定の分子機構を明らかにするために、放射パターン形成に重要な機能をもつMicroRNA165およびMicorRNA166遺伝子の胚発生期での発現を制御するシスおよびトランス因子の同定を試みた。その結果、胚におけるMIR165/166遺伝子の発現パターンを規定する2つの独立したシス領域を決定し、また、網羅的な胚発生変異体の解析から、これら2つのシス領域にそれぞれ作用する可能性のある2種類の転写因子群を同定した。維管束組織の形態形成の基本モジュールである放射パターンは、「中心ー周縁」を規定する放射軸に沿って形成される。シロイヌナズナ胚は、受精後から16-cell期まで球状の形態だが、初期胞胚期lt領域において、内側から前維管束(provascular:Pv)、基本組織(ground tissue: Gt)及び前表皮(protodererm: Ptd)の組織系が作り出され、円柱状の形態へと移行する。つまり、16-cell期から初期胞胚期にかけてlt領域で行われるパターン形成が、維管束植物に共通して見られる構造モジュールの発生的起源である。シロイヌナズナの根では、維管束組織でHD-ZIP III遺伝子群が、またこれを抑制するMicorRNA165/166(MIR165/6)が基本組織で発現し、放射パターンを制御する。これまでに、この構造変換とともにMIR165/6遺伝子が発現を変化させていくことを見出している。本計画では、第一に胚発生においてMIR165/6の発現を規定するシスおよびトランス因子を同定することから、放射軸の形成過程を上流で制御する鍵因子する事を目的にする。さらに、これまでの植物形態形成過程においては、symplastic経路を介した細胞間相互作用の重要性がしられている。そこで、第二にsymplastic経路を阻害する系を用いて、この胚発生での放射軸の形成過程においてどのような細胞間相互作用が存在を確認する。本計画では、胚発生においてMIR165/6の発現を規定するシスおよびトランス因子を同定することから、放射軸の形成過程を上流で制御する鍵因子する事を目的にする。MIR165Aプロモーターのシス及びトランス因子の同定に関しては、MIR165Aプロモーターのdeletion解析から、胚におけるMIR165Aの発現開始に十分な約700bpの領域に、前表皮においてMIR165Aの発現を正に制御する領域(領域Aとする)、および、ut領域において発現を抑制しMIR165Aの発現をlt領域に限定化するための領域(領域Bとする)、2つの独立したシス制御領域を同定した。また、これらの領域Aおよび領域Bは、MIR165A遺伝子のみでなく、発現様式を同様にする他のMIR165/6遺伝子においても、保存されていた。さらに、これらの領域をbaitとして、Yeast-one hybrid(Y1H)アッセイを試みたが、これらシス領域に結合するトランス因子は検出されなかった。そこで、同定されたシス制御領域の配列情報から、既存の転写因子の結合配列を探索したところ、前表皮での発現を正に制御するのに必要な領域Aにおいて、前表皮の細胞分化を誘導するHD-ZIP IV遺伝子群に属するATML1およびPDF2の結合配列が、また、ut領域での発現利抑制に機能する領域Bにおいて、MIR165/6の標的遺伝子であるREVOLUTAの結合配列が見出された。実際にatml1 pdf2の二重機能欠損体では、前表皮でのMIR165Aの発現が著しく減衰し、REVOLUTAの属するHD-ZIP III遺伝子の多重変異体では、ut領域の前表皮においてMIR165Aの発現が検出された。これらの結果から、初期胞胚期でのMIR165A遺伝子の発現様式の決定に、異なるクラスに属するHD-ZIP型転写因子が、独立して機能することを明らかにした。研究計画1に記載した、MIR165Aプロモーターのシス及びトランス因子の同定に関しては、MIR165Aプロモーターのdeletion解析から、シス因子を含む領域の絞込みを行った。具体的には約3kbのMIR165Aプロモーターのdeletionシリーズを作成し、胚におけるMIR165Aの発現開始に十分な約700bpの領域を特定した。さらに、MIR165Aの標的であるHD-ZIP III転写因子群についても、その転写およびタンパク質の発現パターンを確認した。その結果0、シロイヌナズナに5つ存在するHD-ZIP III遺伝子群は、それぞれ胚発生においてダイナミックに発現領域を変化させていることが明らかになった。また研究計画2に記載したPDを介した細胞間情報伝達経路を阻害する系を用いた解析に関しては、初期胞胚期lt領域Pvに特異的なicals3m系統(pWOL::icals3m)を導入したpMIR165Aレポータラインの作成を完了した。今後は、この構築した実験植物体をもちいて、胚発生におけるsymplasticな細胞間相互作用の機能を確認する。

植物発生学研究計画1に記載した、MIR165Aプロモーターのシス及びトランス因子の同定に関しては、MIR165Aプロモーターのdeletion解析から、シス因子を含む領域の絞込みを行った。今後Y1Hアッセイによるトランス因子の同定を行う。今後Y1Hアッセイを開始する予定であるが、今回、Y1Hアッセイに関しては、通常のライブラリーでなく、転写因子のみを含むライブラリーの利用予定しており、効率よくトランス因子の同定を目指す。Y1Hアッセイによるトランス因子の同定後は、それられ転写因子に対して分子遺伝学的解析を行う。また、これまですでに知られている胚発生に異常をもつ変異体背景におけるMIR165Aの発現を確認することも追加で予定している。同時に、初期胞胚期lt領域Pvに特異的なsymplastic経路を阻害するicals3m系統(pWOL::icals3m)を導入したpMIR165Aレポータラインの作成を完了した。今後は、この構築した実験植物体をもちいて、胚発生におけるsymplasticな細胞間相互作用の機能を確認する。さらに、MIR165A以外にも放射パターン形成にかかわる因子に対してもこのpWOL::icals3mを導入することから、さらにsymplastic経路の必要性を解明する。研究計画1に記載した、MIR165Aプロモーターのシス及びトランス因子の同定に関しては、MIR165Aプロモーターのdeletion解析に予測異常の時間がかかった。そのため、予定していたY1Hアッセイが次年度にずれ込むことになった。そのために平成26年度の予算執行額が当初の予定に満たなかった。また、研究計画の遂行のために、本年度は参加を予定していた海外での学会参加を見合わせたこともあり、旅費として計上していた予算の執行を見合わせることになった。昨年度に執行できなかった予算に関しては、申請書に記載した実験計画の遂行することで、的確に執行する。それに加えて、論文発表および海外学会での発表も行う予定である。
地方都市郊外部における定住性評価手法と市街地集約モデルの提案

近年注目されている多核型都市構造(中心市街地以外に郊外にも拠点となる地域を設定した都市構造)に着目すると、地方都市の都市計画マスタープラン等に示された郊外拠点は、公共交通の結節点、既存市街地、旧集落等に設定されていた。しかし、現状ではそれらの地域に人口集約や住宅開発は見られない。そのため、本論では地方都市の特性を踏まえ、自動車利用も考慮した二極型・沿道型・分散型等の郊外拠点モデルを提示した。(1)郊外住宅地の「定住性」に関する指標の整理研究代表者らによる先行研究、既往研究および報告書等から、郊外住宅地の「定住性」に関する物理的指標(交通環境、住環境、居住性等)と、いわゆる暮らしやすさに関連する社会的指標(コミュニティ活動の活発さ、近親者との距離等)を整理し、定量評価する手法を検討した。特に既往研究の少ない社会的指標に関して、効果項目の選定と構造方程式モデリングを用いた数量化手法を検討した。(2)近畿圏の人口動態の分析と調査対象地域の絞り込み平成22年国勢調査のGISデータ(地域メッシュ統計・500mメッシュ等)を利用し、近畿圏の既成都市区域や近郊整備区域(大都市:大阪市と周辺市)、および都市開発区域(地方都市:和歌山市等)の人口増加地域と減少地域の分布の特徴を把握した。また土地利用データと重ね合わせることで住宅地を選定し、立地環境が似通っているが人口動態の特徴が異なる住宅地を選定し、調査対象住宅地を絞り込んだ。(3)調査対象住宅地の概要把握都市計画基礎調査等の自治体の持つ統計データから、調査対象住宅地の概要(造成年、開発面積、計画戸数、分譲計画等)を把握した。具体には、近畿圏外縁部(50km圏)に位置する和歌山県和歌山市北部地域を対象に、計画戸数200戸以上(計画人口が概ね1,000人程度)の12団地(加太サニータウン、磯ノ浦サニータウン、つつじヶ丘、木ノ本ニュータウン、大谷台、東洋台、鳴滝団地、緑ケ丘、有功ケ丘、西ニュータウン、東ニュータウン、サンシャイン紀の川台)の調査を実施した。(1)調査対象住宅地の概要把握(継続調査)昨年度の和歌山市につづき、大阪都市圏の外縁部(50km圏)に位置する和歌山県橋本市において、都市計画基礎調査等の自治体の持つ統計データから、調査対象住宅地の概要(造成年、開発面積、計画戸数、分譲計画等)を把握した。具体には、城山台、三石台、紀見ヶ丘、柿の木坂、小峰台、光陽台、あやの台、紀ノ光台、さつき台、みゆき台の計10団地のデータを収集した。さらに国勢調査の町丁字別統計から、調査対象住宅地毎の人口動態を把握し、人口推計を行った。次いで住宅地造成時現在近い将来の人口推計から、住宅地毎の将来的な人口維持の可能性を検討した。(2)郊外住宅地住民の定住意識調査の実施調査対象住宅地の住民を対象に、個々の住宅の住環境や居住性といった物理的指標、地域コミュニティとの係わりや活動といった社会的指標をアンケート調査等により把握した。また、実際の住民の定住意向(今後も同じ住宅地に住み続ける意思があるか否か)についても調査し、人口推計結果との差違について把握した。昨年の和歌山市同様、橋本市のデータにおいても定住意向と人口動態に差異が確認された。(1)郊外住宅地の「定住性」に関する指標と人口動態との構造分析郊外住宅地の「定住性」に関する物理的指標や社会的指標と将来の人口推計の結果との間に関係があるか(どのような指標が定住性につながるか)を把握するため、これらの指標と人口推計結果や住民の定住意向との関係について共分散分析等を用いて分析した。その結果、物理的指標の評価が高い住宅地の方がより優位に定住性が高まることが明らかとなった。しかし物理的指標に加え社会的指標の評価の高い住宅地についても、「定住性」が高まる、すなわち人口の安定につながることを明らかにした。(2)郊外住宅地の「定住性」の向上に向けた集約モデルの検討と課題の提示以上の結果から得られた知見を整理し、郊外住宅地の「定住性」を高め、継続的な維持に向けた方策や課題を提示した。具体的には、大都市圏と地方都市圏の違いを考慮し、郊外住宅地の単なる集約ではない地域の実情に応じた、郊外住宅地の集約モデルを考察した。その結果、地方都市の郊外では郊外戸建住宅団地や道路ネットワークも活用した多核型の集約型都市構造が有効であるという仮説のもと、既存都市マス等が示す郊外地域の市街地集約拠点と、都市機能や人口動態等の実態を加味した市街地集約拠点について比較を行い、立地の分布や範囲に差異があることを明らかにした。既存都市マスの示す集約拠点が鉄道駅や既存集落を核としていることから、すでに都市機能や人口が拡散した地域では明確な核を持った「一極型」の集約拠点が、1新規開発により集約拠点が複数個存在する「多極型」、2幹線道路沿いに集約拠点が分布する「沿道型」、3集約拠点が分散あるいは面的に分布する「分散型」へと変化していた。

昨年度に調査を行った和歌山市においては、収集した資料やデータを活用し、中心市街地の都市構造と活性化施策の評価や郊外部の拠点(いわゆる地域核)に関する集約モデルについて検討した。それらの結果、中心市街地に関しては既存の総合計画、都市計画マスタープラン、中心市街地活性化基本計画の間の齟齬(例えば、中心市街地の範囲の定義や居住を誘導すべき区域の範囲等)が見られたことが指摘された。さらに郊外の地域核についても、従来の一極型モデルでは現況の人口や都市機能の集積状況と一致しない等の課題が指摘された。さらに本年度調査を行った和歌山県橋本市においても、特に建築協定等による住環境整備に着目した定住性評価を実施しており、周辺研究も含め概ね順調に進展している。都市計画・建築計画平成26年8月に施行した改正都市再生特別措置法では、地方自治体が立地適正化計画を策定し「都市機能誘導区域」と「居住誘導区域」を指定し、それらを公共交通ネットワークでつなぐコンパクトシティ・プラス・ネットワークの概念が提唱された。本研究の対象として着目している定住性の高い郊外戸建住宅団地は、立地適正化計画において居住誘導区域となりうるエリアであることから、本研究成果から得られた知見を計画策定のための政策提言に繋げられるような展開も検討する。本研究は、地方都市の郊外住宅地の「定住性」に関する指標を、1)物理的指標:交通環境、住環境、居住性等と、2)社会的指標:近親者との距離、コミュニティ活動の活発さ等の二つに大別し、これらの指標と人口動態との関係について評価することを目的としている。そして、研究の前半では特に、すでに人口減少下にある地域であっても人口増加・維持している郊外住宅地と、人口減少している住宅団地の特徴を整理することに主眼を置いている。平成25年度の研究における和歌山市の郊外戸建住宅団地の調査において、団地の定住性(人口維持)がかならずしも、団地の新しさや交通環境等の物的環境のみでは説明できないといったことが明らかになってきた。そのため、後半ではどういった特徴(物的・社会的環境の複合的要素)を持つ団地が定住性が高いのかを明らかにしていく。(1)調査対象住宅地の人口推計国勢調査の町丁字別統計から、調査対象住宅地毎の人口動態を把握し、人口推計を行う。これにより、住宅地造成時現在近い将来の人口推計から、住宅地毎の将来的な人口維持の可能性を検討する。(2)郊外住宅地住民の定住意識調査の実施調査対象住宅地の住民を対象に、個々の住宅の住環境や居住性といった物理的指標、地域コミュニティとの係わりや活動といった社会的指標をアンケート調査等により把握する。また、実際の住民の定住意向(今後も同じ住宅地に住み続ける意思があるか否か)についても調査し、人口推計結果との差違についても把握する。なお、この研究素材の変更に関する研究の進捗状況に関する遅れ等はない。平成26年度は引き続き、和歌山市北部の郊外戸建住宅団地の調査を実施するため、その対象範囲を広げることで(例えば平成25年度は調査対象としなかった新しい郊外戸建住宅団地や、隣接する岩出市の郊外住宅団地等)研究データの充実を図ることを目的にアンケート調査等に使用する。
超分子ヒドロゲルを用いた生体高分子の電気泳動

タンパク質や核酸類などの生体高分子の分離分析手法として、ゲル電気泳動は広く利用される分析技術である。電気泳動の支持体には、ポリアクリルアミドまたはアガロースが広く用いられており、それ以外の支持体を用いた電気泳動の報告例は皆無であった。我々は、生体高分子の電気泳動に適用可能な新規な支持体として、超分子ヒドロゲルに着目した。低分子ヒドロゲル化剤の水中での自己集合により形成する超分子ヒドロゲルは、分子設計に応じ様々に機能化することができる。そのため、超分子ヒドロゲルを支持体とした電気泳動法の確立は、生体高分子の分離分析手法の新機軸となり得る。我々はこれまでに、独自の分子設計に基づく低分子ヒドロゲル化剤の開発に加え、超分子ヒドロゲルを支持体とした、変性タンパク質および酸性未変性タンパク質の電気泳動法の開発を達成している。こうした超分子ヒドロゲルを支持体とした生体高分子の電気泳動技術を、より汎用な技術として確立するためには、様々な課題が存在するが、最も解決すべき課題の一つは、簡便に大量合成できる低分子ヒドロゲル化剤の開発が挙げられる。そこで2018年度は、短工程で合成可能な低分子ヒドロゲル化剤の開発を中心に研究を実施した。安価に市販される化合物より三工程以内で合成できることを、分子設計の際の条件とした。20種類以上の両親媒性分子を合成し、そのゲル化能をスクリーニングした結果、親水基として二糖であるラクトースを有する両親媒性ウレアが低分子ヒドロゲル化剤として機能することを明らかにした。さらには、両親媒性ウレアより形成する超分子ヒドロゲルが、酵素に応答して相変化することも明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。電気泳動における支持体であるゲルに着目したとき、ポリアクリルアミドまたはアガロースが用いられることが多く、それ以外の支持体を用いた電気泳動の報告例は皆無に等しかった。我々は、生体高分子の電気泳動における新規な支持体として、超分子ヒドロゲルに着目した。低分子ヒドロゲル化剤の水中での自己集合により形成する、超分子ヒドロゲルは、分子設計に応じ様々に機能化することができる。我々はこれまでに、超分子ヒドロゲルを支持体とした、変性タンパク質および酸性未変性タンパク質の電気泳動法の開発を達成している。これらを基盤とし、本研究では、変性タンパク質の超分子ヒドロゲル電気泳動における界面活性剤の濃度効果、超分子ヒドロゲルを支持体とした塩基性未変性タンパク質の電気泳動法の開発、超分子ヒドロゲルを支持体とした核酸類の電気泳動法の開発を実施する。また、これらの検討と並行し、電気泳動の支持体としてより適切な素材開発を目的に、既存のポリアクリルアミドやアガロースと比較し、同等の強度を有する超分子ヒドロゲルの開発を行う。平成27年度は、超分子ヒドロゲルを支持体とした変性タンパク質の電気泳動における界面活性剤の濃度効果に関する研究を達成し、超分子ヒドロゲルを支持体とした塩基性未変性タンパク質の電気泳動、および超分子ヒドロゲルを支持体とした核酸類の電気泳動に関する端緒となる成果を得た。親水基として糖を有する両親媒性トリスウレア分子は、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などのイオン性界面活性剤を含む水溶液をゲル化する。この超分子ヒドロゲルを支持体とした変性タンパク質の電気泳動では、45 kDaを境界に、大きな分子量のタンパク質では小さなタンパク質が大きな移動度を示し、小さな分子量のタンパク質では大きなタンパク質が大きな移動度を示すという特異的な分離様式を見出している。また、界面活性剤濃度がゲルを構成する繊維状集合体形成に影響するという知見より、電気泳動における界面活性剤濃度が、分離様式が変化する境界となるタンパク質の分子サイズに影響を及ぼすと考え、種々のSDS濃度における変性タンパク質の電気泳動を検討した。その結果、SDS濃度が1.0 mMのとき分離様式が変化する境界は66 kDa、SDS濃度が3.5 mMのとき分離様式が変化する境界は45 kDa、SDS濃度が7.0 mMのとき分離様式が変化する境界は14 kDaに変化することが明らかとなった。超分子ヒドロゲルを支持体とした塩基性未変性タンパク質の電気泳動では、電気泳動に用いる緩衝液のpHを調整することで、電気泳動が効率的に進行することを見出した。超分子ヒドロゲルを支持体とした核酸類の電気泳動では、種々のサイズのDNA試料の電気泳動を検討し、20 k塩基対を超える大きな分子サイズのDNA試料の電気泳動が可能であることを明らかにした。電気泳動における支持体であるゲルに着目したとき、ポリアクリルアミドまたはアガロースが用いられることが多く、それ以外の支持体を用いた電気泳動の報告例は皆無であった。

我々はこれまでに、超分子ヒドロゲルを支持体とした、変性タンパク質および酸性未変性タンパク質の電気泳動法の開発を達成している。これらを基盤とし、本研究では、変性タンパク質の超分子ヒドロゲル電気泳動における界面活性剤の濃度効果、超分子ヒドロゲルを支持体とした塩基性未変性タンパク質の電気泳動法の開発、超分子ヒドロゲルを支持体とした核酸類の電気泳動法の開発を計画した。本年度は特に、大きなDNA断片の電気泳動を検討し、10万塩基対を超える大きなDNA断片であっても、通常のサブマリン型電気泳動装置を用いた電気泳動法にて分離可能であることを明らかにした。また、これらの検討と並行し、電気泳動の支持体としてより適切な素材開発を目的に、既存のポリアクリルアミドやアガロースと比較し、同等の強度を有する超分子ヒドロゲルの開発を行う。本年度は、超分子ヒドロゲルの化学架橋点として機能し、超分子ヒドロゲルの高強度化が期待できる低分子ヒドロゲル化剤を共有結合で連結した二量体を合成した。平成28年度は、超分子ヒドロゲルを支持体とした、大きなDNA断片の電気泳動を検討した。その結果として、10万塩基対を超える大きなDNA断片であっても、通常のサブマリン型電気泳動装置を用いた電気泳動法にて分離可能であることを明らかにした。まず、2.0、2.3、4.4、6.6、9.4、23.1千塩基対のDNA断片を含むマーカーの超分子ゲル電気泳動による分離を検討した。2.0 wt%の超分子ヒドロゲルを支持体とし、150 V-90分の条件にて電気泳動を行った。その結果、それぞれのDNA断片の十分な分離が達成できた。より大きなDNA断片を含むマーカー(10.1、15.0、17.1、24.0、24.5、30.0、33.5、38.4、48.5千塩基対)の分離を検討した。このマーカーは含まれるDNA断片の数が多いため、より薄い濃度の超分子ヒドロゲル(1.0 wt%)を支持体とすることが効果的であった。分離能はそれほど高くはないものの、一般的にはパルスフィールド電気泳動法を用いなければ分離が困難なサイズのDNA断片が、サブマリン型電気泳動装置を用いても分離できた。さらに大きなDNA断片を含むマーカー(10.1、17.7、21.1、23.5、41.8、50.3、165.7千塩基対)の分離を検討した。特筆すべき結果として、41.8、50.3、165.7千塩基対のDNA断片は、支持体である2.0 wt%の超分子ヒドロゲル中で異なる移動度を有していた。電気泳動により適した支持体となる、高強度超分子ヒドロゲルの開発を検討した。超分子ヒドロゲルへの化学架橋点の導入により、超分子ヒドロゲルの高強度化が実現できる考え、低分子ヒドロゲル化剤を適切なリンカーで結合させた二量体を合成した。タンパク質や核酸類などの生体高分子の分離分析手法として、ゲル電気泳動は広く利用される分析技術である。電気泳動の支持体には、ポリアクリルアミドまたはアガロースが広く用いられおり、それ以外の支持体を用いた電気泳動の報告例は皆無であった。我々は、生体高分子の電気泳動に適用可能な新規な支持体として、超分子ヒドロゲルに着目した。低分子ヒドロゲル化剤の水中での自己集合により形成する超分子ヒドロゲルは、分子設計に応じ様々に機能化することができる。
台風による住宅の強風災害の予測と低減に関する研究

本研究では、台風による住宅外装材の強風被害を予測する確率モデルを開発し、それを用いたシミュレーションを行うことによって被害低減に有効な対策を検討することを目的としている。そのため、先ず以下の基本的事項を検討した。(1)住宅の強風被害の実態把握1991年台風19号による住家の強風被害調査結果の収集と分析、並びに、1998年台風5号に関連して宮城県名取市に発生した竜巻による住宅の強風被害調査を行い、住宅の強風被害の実態を把握した。(2)低層建物の風荷重に関する文献調査低層建物の風荷重に関して、1970年代半ばより1999年までの約25年間に発表された論文約250編を収集・整理してデータベースを作成した。このデータベースを用いて、屋根に作用する局部風圧の性状を把握し、「局部風圧モデル」を作成した。(3)台風モデル及び地上風モデルの作成19541996年の43年間に東北地方に影響を及ぼした台風68個について、気圧場を解析することによって、台風を特性づけるパラメータとその時間的変化のモデル(台風モデル)を作成した。また、局所地形が地上付近の風速に及ぼす影響を重回帰分析によって検討し、台風モデルを用いて計算される傾度風速から地上風速を予測する方法(地上風モデル)を提案した。次に、上記の「台風モデル」、「地上風モデル」、「局部風圧モデル」、および,屋根葺き材の「耐風圧強度モデル」(被害実態より推定)に基づく新しい強風被害予測手法を提案し、それを用いた一連の被害予測シミュレーションによって、被害率に及ぼす各パラメータの影響を把握した。なお、本研究では東北地方を対象としているが、手法そのものには一般性があるため、他の地域への適用は可能である。本研究では,台風による住宅外装材の強風被害を予測する確率モデルを開発することを目的とし,そのために必要な基本的問題を検討した。なお,本年度は東北地方を対象としている。1住宅の強風被害の実態把握1991年台風19号による住家の強風被害調査結果の収集と分析,並びに,1998年台風5号に関連して宮城県名取市に発生した竜巻による住宅の強風被害調査を行い,住宅の強風被害の実態を把握した。2低層建物の風荷重に関する文献調査低層建物の風荷重に関して,1970年代半ばより1999年までの約25年間に発表された論文約250編を収集・整理してデータベースを作成した。このデータベースを用いて,屋根に作用する局部風圧の性状を把握した。3台風モデル及び地上風モデルの作成19541996年の43年間に東北地方に影響を及ぼした台風68個について,気圧場を解析することによって,台風を特性づけるパラメータとその時間変化のモデル(台風モデル)を作成した。また,局所地形が地上付近の風速に及ぼす影響を重回帰分析によって検討し,台風モデルを用いて計算される傾度風速から地上風速を予測する方法(地上風モデル)を提案した。4被害予測手法の提案「台風モデル」,「地上風モデル」,「局部風圧モデル」,および,屋根葺き材の「耐風圧強度モデル」に基づく新しい強風被害予測手法を提案した。(2)低層建物の風荷重に関する文献調査

低層建物の風荷重に関して、1970年代半ばより1999年までの約25年間に発表された論文約250編を収集・整狸してデータベースを作成した。このデータベースを用いて、屋根に作用する局部風圧の性状を把握し、「局部風圧モデル」を作成した。(3)台風モデル及び地上風モデルの作成19541996年の43年間に東北地方に影響を及ぼした台風68個について、気圧場を解析することによって、台風を特性づけるパラメータとその時間的変化のモデル(台風モデル)を作成した。また、局所地形が地上付近の風速に及ぼす影響を重回帰分析によって検討し、台風モデルを用いて計算される傾度風速から地上風速を予測する方法(地上風モデル)を提案した。次に、上記の「台風モデル」、「地上風モデル」、「局部風圧モデル」、および,屋根葺き材の「耐風圧強度モデル」(被害実態より推定)に基づく新しい強風被害予測手法を提案し、それを用いた一連の被害予測シミュレーションによって、被害率に及ぼす各パラメータの影響を把握した。なお,本年度は東北地方を対象としたが,手法そのものには一般性があるため,他の地域への適用は可能である。
課題を有する生徒の多い高等学校における地理歴史統合科目の開発

当該助成の恩恵により、東京都設定科目「江戸から東京へ」(以下、「江戸東京」)の先行実施に伴うすべての授業内容の開発を完了させることができた。この実践研究は、東京都多摩地域の地域史および地域の地誌を、高等学校地理歴史科の枠内において教材化することにより、高等学校生徒の《日常知》を媒介項にした新たな地理歴史統合科目を創出することに寄与するものであった。当該研究は、学界のみならず広く教育界で注目を受けることになり、高等学校地理歴史科教育における新たな枠組みを提示するに資するものとなった。本年度、日本学術会議が将来の教科として「歴史基礎」の創出を提言したが、「江戸東京」は、東京都の日本史必修化施策の遂行に寄与するものである以上に、はからずも学術会議の提言の先駆としての位置付けを得ることになった。また、当該研究により、高等学校生徒にとってより身近な《日常知》の形成に努めることは、学習上の課題を有する生徒にとっても、その課題を乗り越え、生徒の《科学知》さらには《市民知》の形成に有効であることが実証されつつある。このことも、当該研究の成果であった。今後は、東京都多摩地域のピンポイント的に開発してきた地理歴史統合的教材をより普遍化して広く学界および教育界に提供していくことが必要である。すなわち、地域史および地域の地誌を高等学校地理歴史科の教材として取り込むことの有用性を、さらに学界および教育界に発信すると同時に、東京近郊において普遍的な地理歴史統合的教材の開発にあたり、地域史教材の有用性をさらに確実なものにしていくことが課題である。また、開発した教材を共有するため、デジタル・コンテンツの開発およびその公開にも努めていく。当該研究は地域史の教材化に向けた端緒であることを確認する。
生物機能を応用した海水中のレアメタルの高選択的分取に関する展開研究

海水中にはバナジウムやコバルト等わが国ではほとんど産出しない希少金属(レアメタル)が溶解している。これまでに化学的に合成された吸着剤を用いて、これらのレアメタルを海水から捕集する試みは数多くなされてきた。しかし、海水には多くの金属イオンが溶解しているため、目的のレアメタルだけを選択的に分取するのは必ずしも容易ではない。研究代表者のグループはホヤが海水のバナジウム濃度の1,000万倍(10^7)ものバナジウムを高選択的に濃縮することに着目し、その濃縮機構の解明で得られた成果をレアメタルの分取に展開することを計画した。本研究では、ホヤのバナジウム濃縮細胞(バナドサイト)の細胞質から抽出した濃縮のカギを握る12.5kDa、15kDaと16kDaの3種類のバナジウム結合タンパク質(Vanabin)の解析を進めた。その結果、それらをコードするcDNAの全長のクローニングとその解析によってVanabinは{C}-{x(2-4)}-{C}という特徴的なモチーフの繰り返し配列を持ち、金属イオンと結合し易いシステインを約20%も含むタンパク質であること、NMRによって主にαヘリックスから成る新規のタンパク質であること、Vanabin 1モルに約20原子のバナジウムが結合し、その結合定数は10^7Mであることを見出した。さらに本年度の研究により、12.5kDaのVanabinは約10原子の四価バナジウムと結合することが判明した他、15kDaのVanabinは鉄イオンや銅イオンとは選択的に結合しないこと、銅イオンは競争的にバナジウムの結合を阻害することが判明した。一方、この研究期間内では特異的金属結合部位の特定には至らなかったが、現在理化学研究所と共同でVanabinの立体構造の解明を進めつつあり、その結果によっては早晩特異なホヤのバナジウム濃縮機構の解明と応用が期待される。一方、研究代表者のグループはホヤが海水のバナジウム濃度の1,000万倍(107)ものバナジウムを高選択的に濃縮することに着目し、その濃縮機構を解明する研究を行ってきた結果、最近バナジウムと高選択的に結合する12.5kDaおよび15kDaのバナジウム結合タンパク質(VAPs)をコードする遺伝子をクローニングすることに成功した。そこで本研究では、1.このバナジウムと高選択的に結合するホヤ由来のVAPs遺伝子のクローニングをさらに進め、その機能を具有する人工タンパク質の合成を行う、2.また、このタンパク質の特異的金属結合部位の配位状態を化学的に調べ、これを応用した新たな高性能金属吸着剤の開発をめざす、3.本研究で新たに開発した吸着剤の性能を、既存のアミドキシム基を有する吸着剤などと比較し、新たな高選択的・効率的分離プロセスの構築をめざす。本年度は1.人工タンパク質の合成に成功した。15kDaと16kDaのVAPについては、cDNAのコード領域をPCRによって増幅し、マルトース結合タンパク質(MBP)を発現するpMAL-cベクターに挿入して発現プラスミドを構築した。この発現プラスミドを大腸菌TB1株に導入し、VAPとMBPとの組み換えタンパク質を合成した。さらに、MBPと親和性を持つアミロースレジンによって組み換えタンパク質を精製し、バナジウムとの親和性を調べる実験系を構築することができた。

海水中にはバナジウムやコバルト等わが国ではほとんど産出しない希少金属(レアメタル)が溶解している。これまでに化学的に合成された吸着剤を用いて、これらのレアメタルを海水から捕集する試みは数多くなされてきた。しかし、海水には多くの金属イオンが溶解しているため、目的のレアメタルだけを選択的に分取するのは必ずしも容易ではない。研究代表者のグループはホヤが海水のバナジウム濃度の1,000万倍(10^7)ものバナジウムを高選択的に濃縮することに着目し、その濃縮機構の解明で得られた成果をレアメタルの分取に展開することを計画した。本研究では、ホヤのバナジウム濃縮細胞(バナドサイト)の細胞質から抽出した濃縮のカギを握る12.5kDa、15kDaと16kDaの3種類のバナジウム結合タンパク質(Vanabin)の解析を進めた。その結果、それらをコードするcDNAの全長のクローニングとその解析によってVanabinは{C}-{x(2-4)}-{C}という特徴的なモチーフの繰り返し配列を持ち、金属イオンと結合し易いシステインを約20%も含むタンパク質であること、NMRによって主にαヘリックスから成る新規のタンパク質であること、Vanabin 1モルに約20原子のバナジウムが結合し、その結合定数は10^<-7>Mであることを見出した。現在、部位特異的変異法によってバナジウム結合部位の特定を進めている。一方、研究代表者のグループはホヤが海水のバナジウム濃度の1,000万倍(107)ものバナジウムを高選択的に濃縮することに着目し、その濃縮機構を解明する研究を行ってきた結果、最近バナジウムと高選択的に結合する12.5kDaおよび15kDaのバナジウム結合タンパク質(Vanabin)をコードする遺伝子をクローニングし、それらの遺伝子を元に人工タンパク質の合成を行うことに成功した。そこで本研究では、組み換えVanabinタンパク質を作製し、バナジウムイオンとの結合能を検討した。その結果、15kDaVanabinは1モル当たり約20原子の四価バナジウムと、12.5kDaVanabinは同じく約10原子の四価バナジウムと結合することが判明した。また、これらバナジウムとの結合は、銅イオンの存在下では阻害されるが、マグネシウムイオン、モリブデンイオンそしてタングステンイオンの存在下では阻害されないことから、銅イオンとの競合的結合をする可能性があることが判明した。
ミトコンドリア代謝制御を介したストレス応答ネットワークの解明

本研究では、ストレス負荷がエネルギー代謝や自然免疫システムに及ぼす影響についてマウスを用いて解析した。その結果、(1)生体へのストレス負荷はミトコンドリアの代謝動態を著明に変化させ、脂肪肝や肝機能障害を誘発すること。(2)ストレスによるグルココルチコイドの分泌が、ミトコンドリア代謝を変動させて自然免疫を制御していること。等が明らかとなった。等が明らかとなった。本研究では生体のストレス応答を末梢の糖・脂質エネルギー代謝とミトコンドリア機能に焦点を当てて解析し、ストレスにより誘起される病態の分子メカニズムを解明することを目的としている。マウスに拘束ストレスを負荷すると、肝ミトコンドリアの呼吸活性が低下しATPレベルが著明に低下することが明らかとなった。これらストレス負荷マウスでは糖・脂質のエネルギー動員が著明に変動しており、肝臓の脂肪蓄積とグリコーゲンの低下が認められた。これらのことより、ストレスによるミトコンドリアの機能変化が抹消の糖・脂質代謝を変化させ脂肪肝を誘発する可能性が示唆された。また、これらストレス負荷によるミトコンドリア機能変化やATPレベルの低下はコルチコステロン分泌欠損マウスでは起こらないことより、ストレス負荷によるミトコンドリア代謝や糖・脂質代謝の変動にはグルココルチコイドが関与している可能性が示唆された。一方で、これら拘束ストレス負荷マウスにおいては夜間の自発行動量(ストレス・疲労度の指標)が著明に低下しており、現在ミトコンドリアの機能変化と自発行動量低下の関連性について検討している。また、ストレス負荷マウスにショ糖を摂取させるとストレスによる自発行動量の低下が早期に回復されるが、生体内で代謝されない(ミトコンドリアで利用されない)甘味料であるサッカリンを摂取させた場合はこのような疲労回復効果は見られなかった。現在、これら生体内での代謝が異なる甘味料の摂取とストレス負荷時の肝ミトコンドリア代謝への影響を検討中である。以上の所見より、ストレス負荷により上昇するグルココルチコイドが末梢のミトコンドリア機能や糖・脂質代謝を著明に変化させることが明らかとなった。ストレス負荷におけるミトコンドリアの役割を明らかにすることにより、ストレスにより引き起こされる様々な疾患の病態解明および治療戦略への確立が期待できる。平成21年および22年度の研究成果より(1)生体へのストレス負荷は糖・脂質エネルギー代謝を著明に変動させると同時に、肝臓のミトコンドリア機能を障害して脂肪肝を誘発すること(2)この様なストレスによるミトコンドリアの機能変化が、マウスの自発行動量を低下させたり、免疫機能の破綻を引き起こすこと(3)マクロファージのミトコンドリア密度やミトコンドリア呼吸活性はLPS刺激によるサイトカインの分泌能を決定する重要な因子であることを明らかにした。マウスを用いた解析の結果、ストレスによるグルココルチコイドの分泌上昇がミトコンドリア機能の障害に関与していることが示唆された。グルココルチコイドはストレスにより上昇し免疫、炎症、癌、精神疾患などの病態に関与することは臨床においてもよく知られているが、ストレスがミトコンドリア機能を介して様々な疾患を誘起するメカニズムの詳細は未だ明らかではない。現在、(1)ストレスによるグルココルチコイド分泌の上昇が、マクロファージのミトコンドリアの機能を変化させてサイトカイン分泌を制御するメカニズムの解明、および(2)ミトコンドリアの正常な機能制御の維持による病態回避の可能性を検討中である。生体へのストレス負荷におけるミトコンドリア機能への影響を明らかにすることにより、様々なストレス関連疾患の病態解明及び治療戦略への確立が期待できる。本研究では、生体のストレス応答を末梢の糖・脂質エネルギー代謝とミトコンドリア機能に焦点を当てて解析し、ストレスにより誘起される病態の分子メカニズムを解明することを目的としている。平成2123年度の研究成果より、1、生体へのストレス負荷はミトコンドリアの代謝動態を著明に変化させ、脂肪肝や肝機能障害を誘発すること。2、ストレスによるミトコンドリアの機能変化が、マウスの自発行動量を低下させたり、免疫応答の破綻を引き起こすこと。3、ストレスにより分泌されるグルココルチコイドがミトコンドリアの機能を制御する重要な因子になりうること。4、免疫担当細胞のミトコンドリアの働きが自然免疫応答を決定する重要な因子であること。等を明らかにした。我々の研究成果から得られた知見は、生体へのストレス負荷がミトコンドリア機能を介して様々な疾患を誘起する可能性を示唆するものである。更に我々は、ミトコンドリアでのエネルギー産生において重要な因子のひとつであるカルニチンが、マウスにおいてストレス病態を改善するという結果を得た。これまでに、このような視点からストレス病態の背景を明らかにした研究は殆どない。これらの研究結果は、ストレスにより引き起こされる様々な疾患の病態機構の解明のための分子基盤となりうる。ストレス病態の背景を分子生物学的に明らかにする研究は、ストレス病態の治療およびストレスの少ない健康的な社会作りに貢献するために非常に重要であると思われる。