hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体知解析に基づく複合現実型技能伝承システムの構築

本研究の目的は,熟練者の技能伝承のため,身体の姿勢や動き,筋電,視線,触知覚等の解析に基づく熟練者の身体知を自動モデリングする方法を確立し,複合現実感技術による視触力覚教示および能動的訓練により,時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.このために,1)熟練者の身体知を記述するモデルを観測データから自動生成し,2)身体知をリアルタイムに視触力覚提示可能なシミュレータを開発し,3)手技における身体知を提示可能な両手多指力覚提示装置を開発し,4)それらを用いて,熟練者の身体知を視触覚教示および能動訓練可能な複合現実環境を構築し,5)産業,人文,芸術等の分野における熟練者の技能の学習に応用することにより,いつでもどこでも熟練者の傍で教わっているような時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.本年度は,限られた実空間内で大規模なVR空間内を移動するためのロコモーションインタフェースの実現として,モーションプラットフォームにおいては慣性力の呈示精度向上を図り,2軸の伸縮可能なアクチュエータおよび回転継手を用いて可動ベースを制御することにより,ロール・ピッチともに揺動角度±25度を実現した。また,歩行プラットフォームにおいては,ユーザの歩行動作における力の検出精度を装置の剛性を上げることで向上させ,また,少ないセンサおよび制御器で実現可能な方法を開発した。また,ユーザの大腿部が拘束された状態において,VR空間内の全身の動作を力センサによって推定可能とした。また,ウェアラブルな力覚呈示装置と歩行プラットフォームを組み合わせることで,歩きながら物を触ることが可能となった。さらには,コントローラによる操作が複雑なドローンやショベルカーの制御を歩行プラットフォームやモーションプラットフォームを用いることで直感的に制御可能なシステムおよシミュレータを開発した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,熟練者の技能伝承のため,身体の姿勢や動き,筋電,視線,触知覚等の解析に基づく熟練者の身体知を自動モデリングする方法を確立し,複合現実感技術による視触力覚教示および能動的訓練により,時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.このために,1)熟練者の身体知を記述するモデルを観測データから自動生成し,2)身体知をリアルタイムに視触力覚提示可能なシミュレータを開発し,3)手技における身体知を提示可能な両手多指力覚提示装置を開発し,4)それらを用いて,熟練者の身体知を視触覚教示および能動訓練可能な複合現実環境を構築し,5)産業,人文,芸術等の分野における熟練者の技能の学習に応用することにより,いつでもどこでも熟練者の傍で教わっているような時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.本年度は,全身の身体動作をリアルタイムにセンシング・記録可能にし,3DCGでリアルタイムに可視化・任意の速度で再生可能にした.また,HMDにより等身大の没入環境でのリアルタイム立体視を可能にし,自分の身体動作を客観的に観測可能にした.さらに,熟練者と訓練者を重畳表示し,動作のズレとして,位置ズレ,角度ズレ,速度のズレをリアルタイムに判定・可視化できるようにした.また,舞踊の動作訓練に応用することで,熟練者の身体動作を従来の動作訓練システムに比べてより高精度に習得可能にした.このほか,身体動作として,定位置で歩行感覚を簡易に呈示可能な歩行システムを開発し,また,遠隔地の全周映像や前庭感をリアルタイムに伝送・呈示可能なシステムを構築した.本年度は全身の身体動作をリアルタイムにセンシングしながら,HMDにより等身大環境でリアルタイムに可視化可能にし、さらには熟練者と訓練者の動作の違いをリアルタイムに判定可能とすることで,舞踊などの全身の動作をリアルタイムに訓練可能なシステムを構築した.筋電,心拍,視線情報のセンシングについては試作は完了しており,可視化は次年度以降に行う予定である.このため,本研究課題はおおむね順調に進展している.本研究の目的は,熟練者の技能伝承のため,身体の姿勢や動き,筋電,視線,触知覚等の解析に基づく熟練者の身体知を自動モデリングする方法を確立し,複合現実感技術による視触力覚教示および能動的訓練により,時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.このために,1)熟練者の身体知を記述するモデルを観測データから自動生成し,2)身体知をリアルタイムに視

触力覚提示可能なシミュレータを開発し,3)手技における身体知を提示可能な両手多指力覚提示装置を開発し,4)それらを用いて,熟練者の身体知を視触覚教示および能動訓練可能な複合現実環境を構築し,5)産業,人文,芸術等の分野における熟練者の技能の学習に応用することにより,いつでもどこでも熟練者の傍で教わっているような時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.本年度は,空間を越えた知のリアルタイム伝達手段として,全周カメラおよび再帰性反射マーカを搭載した移動体を遠隔操作する際,全周映像を操作者側にリアルタイムに伝送するだけでなく,赤外線追跡による位置データから慣性力を計算し,操作側の座席を揺動させることで,高臨場に映像及び慣性力を伝達可能なテレイグジスタンスシステムを実装した.また,積載物を揺動可能なモーションベースのアクチュエータにかかる負担を軽減するため,積載物を支える支柱部分を球面体として積載物の重心を下げることにより,荷重の大半を地面へと逃がすだけでなく,揺動時に増大するモーメントを大幅に低減可能な手法を開発し,ロール・ピッチともに±15度に揺動可能なプロトタイプを完成させた.さらに,トラッキング範囲に制限のあるルームスケールのバーチャル空間を越えて移動する手段として,荷重センサを用いて全方位に歩行可能な手法を開発し,手の甲6自由度に力覚呈示可能なプロトタイプを完成させた.また,上腕の筋電をリアルタイムに可視化可能なシステムを構築した.本年度において,全身の身体動作および上腕筋電のリアルタイム可視化が可能となり,また,ルームスケールを越えた歩行および座位の移動手段に加え,手の甲6自由度での力触覚呈示が可能となった.視線についてはリアルタイムにとれる状況にあり,実装済みの実空間のリアルタイム両眼立体視と組み合わせることで,MR空間において熟練者の視線を重畳表示できる準備は整っている.また,産業分野における技能伝承として,モーションベースを用いて体性感覚を呈示可能なフォークリフト,ヘリコプター,タンカー,バックホー等の運転操作訓練システムや,力触覚呈示可能な鍛造訓練システムを産学連携で進めている.このため,おおむね順調に進展している.本研究の目的は,熟練者の技能伝承のため,身体の姿勢や動き,筋電,視線,触知覚等の解析に基づく熟練者の身体知を自動モデリングする方法を確立し,複合現実感技術による視触力覚教示および能動的訓練により,時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.このために,1)熟練者の身体知を記述するモデルを観測データから自動生成し,2)身体知をリアルタイムに視触力覚提示可能なシミュレータを開発し,3)手技における身体知を提示可能な両手多指力覚提示装置を開発し,4)それらを用いて,熟練者の身体知を視触覚教示および能動訓練可能な複合現実環境を構築し,5)産業,人文,芸術等の分野における熟練者の技能の学習に応用することにより,いつでもどこでも熟練者の傍で教わっているような時空の壁を超えた技能伝承の効率化を図ることである.本年度は,限られた実空間内で大規模なVR空間内を移動するためのロコモーションインタフェースの実現として,モーションプラットフォームにおいては慣性力の呈示精度向上を図り,2軸の伸縮可能なアクチュエータおよび回転継手を用いて可動ベースを制御することにより,ロール・ピッチともに揺動角度±25度を実現した。また,歩行プラットフォームにおいては,ユーザの歩行動作における力の検出精度を装置の剛性を上げることで向上させ,また,少ないセンサおよび制御器で実現可能な方法を開発した。また,ユーザの大腿部が拘束された状態において,VR空間内の全身の動作を力センサによって推定可能とした。また,ウェアラブルな力覚呈示装置と歩行プラットフォームを組み合わせることで,歩きながら物を触ることが可能となった。さらには,コントローラによる操作が複雑なドローンやショベルカーの制御を歩行プラットフォームやモーションプラットフォームを用いることで直感的に制御可能なシステムおよシミュレータを開発した。今後は,全身の身体動作に加え,筋電,心拍,視線情報をリアルタイムに可視化可能にし,あらかじめ記録した熟練者の身体情報を訓練者の身体情報と重畳し,リアルタイムに訓練可能にしていく.また,手指動作のセンシングと可視触化についても取り組んでいく.今後は本年度までに開発したモーションベースや歩行装置によるルームス
転写後修飾及び翻訳開始制御の破綻と発癌-RNAヘリカーゼrck/p54を中心に-

近年、RNAの構造を変える酵素群RNAヘリカーゼ(2本鎖高次構造を1本鎖mRNAに巻き戻す)がウィルスからヒトに至る多くの生物でDEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)ボックス蛋白として発見されてきた。各々のヘリカーゼはmRNAのスプライシング、翻訳、そしてリボソームの合成など多彩な機能を持っており、どのように作用すべきRNA分子を認識しているのか、どのようなRNAを基質としているのかは今後の課題である。最近の研究から外的刺激に対する即答遺伝子は転写後の翻訳レベルで制御されていることが明らかになり、この過程の脱制御と疾患との関連が注目されている。我々は、1992年、t(11;14)(q23;q32)転座(B細胞悪性リンパ腫の5%)を有するB細胞リンパ腫株より、11q23に局在する転座標的遺伝子RCKを世界に先駆け見い出した(Cancer Res. 1991,1992)。RCKcDNA塩基配列のホモロジー検索でDEADボックス蛋白(RNA helicase family)であることが示された。我々はRCK遺伝子がヒト癌細胞株の多くで高発現していることを報告してきた。免疫グロブリン重鎖遺伝子との転座によりRCK遺伝子発現が脱制御され、過剰発現することが腫瘍化に関連することが明らかになった。癌では高率にrck/p54蛋白の過剰発現を認めている。大腸腺腫ではrck/p54とc-myc蛋白が共高発現していることを見い出した。さらにヒト大腸癌細胞株にRCK遺伝子を導入し、rck/p54を高発現させるとc-myc mRNAの翻訳効率を上げ、c-myc蛋白の合成を促進させることが明らかになった。この蛋白(rck/p54)はATP依存的なRNA unwindase活性を有し、細胞周期に関わる遺伝子の発現効率を調節することにより細胞増殖に関与していることが示唆された。その機序としてRNA-decay、さらに最もよく知られている翻訳開始機構に関わるRNAヘリカーゼeIF4Aと非翻訳領域5'cap構造に特異的に結合するeIF4Eが遂行する同機構にrck/p54が何らかの修飾を与えることによるが明らかになった(Int.J Oncol, in press)。さらにRCK遺伝子の発現量を上げたり、RNA干渉により下げてもいずれの場合も細胞の増殖に対しては抑制的に働くことがわかり、RCK遺伝子の適当量な発現ががん細胞の増殖に重要であることが示された近年、RNAの構造を変える酵素群RNAヘリカーゼ(2本鎖高次構造を1本鎖mRNAに巻き戻す)がウィルスからヒトに至る多くの生物でDEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)ボックス蛋白として発見されてきた。各々のヘリカーゼはmRNAのスプライシング、翻訳、そしてリボソームの合成など多彩な機能を持っており、どのようにして作用すべきRNA分子を認識しているのか、どのようなRNAを基質としているのかは今後の課題である。

最近の研究から10遺伝子に1遺伝子は転写後の翻訳レベルで制御されていることが明らかになり、この過程の脱制御と疾患との関連が注目されている。我々は、1992年、t(11;14)(q23;q32)転座(B細胞悪性リンパ腫の5%)を有するB細胞リンパ腫株より、11q23に局在する転座標的遺伝子RCKを世界に先駆け見い出した(Cancer Res.1991,1992)。この遺伝子は悪性リンパ腫における11q23転座の責任遺伝子と考えられている。RCKcDNA塩基配列のホモロジー検索でDEADボックス蛋白(RNA helicase family)であることが示された。我々はRCK遺伝子がヒト癌細胞株の多くで高発現していることを報告してきた。免疫グロブリン重鎖遺伝子との転座によりRCK遺伝子発現が脱制御され、過剰発現することが腫瘍化に関連することが明らかになった。癌では高率にrck/p54蛋白の過剰発現を認めている。大腸腺腫ではrck/p54とc-myc蛋白が共高発現していることを見い出した。さらにヒト大腸癌細胞株にRCK遺伝子を導入し、rck/P54を高発現させるとc-myc mRNAの翻訳効率を上げ、c-myc蛋白の合成を促進させることが明らかになった。この蛋白(rck/p54)はATP依存的なRNA unwindase活性を有し、細胞周期に関わる遺伝子の発現効率を調節することにより細胞増殖に関与していることが示唆された。その機序としてRNA-decay、さらに最もよく知られている翻訳開始機構に関わるRNAヘリカーゼeIF4Aと非翻訳領域5'cap構造に特異的に結合するeIF4Eが遂行する同機構にrck/p54が何らかの修飾を与えることによるが明らかになった。近年、RNAの構造を変える酵素群RNAヘリカーゼ(2本鎖高次構造を1本鎖mRNAに巻き戻す)がウィルスからヒトに至る多くの生物でDEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)ボックス蛋白として発見されてきた。各々のヘリカーゼはmRNAのスプライシング、翻訳、そしてリボソームの合成など多彩な機能を持っており、どのようにして作用すべきRNA分子を認識しているのか、どのようなRNAを基質としているのかは今後の課題である。最近の研究から外的刺激に対する即答遺伝子は転写後の翻訳レベルで制御されていることが明らかになり、この過程の脱制御と疾患との関連が注目されている。
脈絡膜新生血管におけるチミジンホスホリラーゼの発現とその阻害剤による治療

チミジンホスホリラーゼ(TP)は、核酸代謝酵素の1つで、その活性は正常組織に比べて癌組織中で亢進し、また血小板由来血管内皮増殖因子と同一蛋白である事が報告されている。本研究では脈絡膜新生血管(CNV)内の、TPの発現について検討した。対象は、加齢黄斑変性(AMD)3眼、網膜色素線条(AS)3眼、特発性脈絡膜新生血管(ICNV)3眼、強度近視(mCNV)2眼の計11例11眼を対象とし、年齢は16歳から79歳までで平均54.9歳であった。黄斑下手術時に脈絡膜新生血管膜を摘出し、抗TP抗体、抗CD68抗体、抗CD34抗体、抗CD3抗体、抗CD20抗体での免疫組織化学染色とヘマトキシリンエオジン染色を行い、光学顕微鏡にて観察し、抗TP抗体染色細胞の同定と染色強度の評価を行った。染色強度はポジティブコントロールとして用いた大腸がんを3とし、0から3まで分類し評価した(染色なしは0)。結果は、11例全例にて抗TP抗体による染色が確認された。染色強度スコアーの全例での平均は、(マクロファージ:1.91、血管内皮細胞:1.73、網膜色素上皮細胞:1.36)であった。疾患別にみると、AMD(2.33、1.33、2.0)、ICNV(2.33、2.0、2.0)、AS(1.0、2.0、0.66)、mCNV(2.0、1.0、0.50)であった。まとめると、TPは全ての検体にて存在が確認され、マクロファージと血管内皮細胞から強く発現していた。またAMD及びICNVにおけるCNV形成に強く関与している可能性が示された。動物モデルを用いたTP阻害薬によるCNV抑制効果の検討は、今後引き続き検討予定である。摘出脈絡膜新生血管膜での解析については、加齢黄斑変性3検体、特発性脈絡膜新生血管3検体、網膜色素線条3検体、特発性脈絡膜新生血管3検体、強度近視2検体の計11症例11眼において、黄斑下手術により摘出した脈絡膜新生血管膜標本を免疫組織学的に検討した。症例は16歳から79歳までで平均54.9歳であった。摘出した検体はホルマリン固定後、パラフィンブロックを作製し、厚さ3μMにて標本にして、免疫組織化学染色およびヘマトキシリンチミジン染色に利用した。チミジンホスホリラーゼは全ての検体で染色が確認された。マクロファージは6検体にて染色が認められた。T細胞、B細胞には、明らかな染色が認められなかった。今後は網膜色素上皮など他の細胞についても検討を追加し、チミジンホスホリラーゼがどのような細胞と関連を持って発現しているかを検討していく。また脈絡膜新生血管動物モデルにてその阻害剤の有効性について検討する予定である。動物実験での解析の準備については、過去の報告の通り、有色ラット眼に半導体レーザー網膜光凝固による脈絡膜新生血管モデルを作製した。それから凍結標本を作製し組織学的検討を行うこと、フルオレセイン蛍光眼底造影撮影やフラットマウントを作製しレーザー蛍光顕微鏡にて観察するなど他覚的に検討する手技を獲得した。次年度はチミジンホスホリラーゼの阻害剤を用いて、脈絡膜新生血管の形成過程における有効性を検討する予定である。摘出脈絡膜新生血管膜での解析については、加齢黄斑変性3検体、網膜色素線条3検体、

特発性脈絡膜新生血管3検体、強度近視2検体の計11症例11眼において、黄斑下手術により摘出した脈絡膜新生血管膜標本を免疫組織学的に検討した。症例は16歳から79歳までで平均54.9歳であった。摘出した検体はホルマリン固定後、パラフィンブロックを作製し、厚さ3μMにて標本にして、免疫組織化学染色およびヘマトキシリンエオジン染色に利用した。抗チミジンホスホリラーゼ抗体にて全ての検体で染色が確認された。抗チミジンホスホリラーゼ抗体と抗CD68抗体を用いた二重染色により6検体にてマクロファージからチミジンホスホリラーゼの発現が認められた。過去の報告で述べられているTリンパ球、Bリンパ球からは、発現が認められなかった。動物実験での解析の準備については、既に報告した通り、有色ラット眼に半導体レーザー網膜光凝固を用いて脈絡膜新生血管モデルを作製し、それらを用いてフルオレセイン蛍光眼底造影撮影による透過性の程度や、フラットマウントを作製しレーザー蛍光顕微鏡に脈絡膜新生血管の体積の測定方法までは、予備実験にて行ったが、チミジンホスホリラーゼの阻害剤を用いて、脈絡膜新生血管の形成過程における有効性の検討までは終了できなかった。今後引き続き検討予定である。
B型肝炎ウイルス・ポリメラーゼ遺伝子解析による慢性肝炎の病態解明

Lamivudine治療におけるHBVDNAが持続的に陰性例におけるポリメラーゼ遺伝子変異のパターンと臨床経過を検討したところ、28%にbreakthroughを伴わない潜在的rt204変異が検出された。その後の追跡により、潜在的変異例の54%が平均292日後にbreakthroughを発症した。Breakthrough発症率は、変異検出時期が治療開始後2年以内では80%、2-3年では50%、3-5年では33%、5年以上では0%であり、HBVDNA持続陰性例における耐性変異では、治療開始後長期間経過してから検出される症例からはbreakthrough hepatitisの発症が少なかった。一方で、rt204変異パターンとbreakthrough発症率には関連を認めなかったが、domianB rt180変異を有する症例ではbreakthrough発症率が高く、同変異がウイルス増殖に対して促進的に作用することが示唆された。Domain Aのrt80にも高頻度に変異が見られたが、臨床像との関連は明らかではなかった。一方、lamivudine耐性例に対するentecavir治療においては、ETVを4年以上投与した5例のうち、投与24週時点でHBVDNAが陰性化しなかった3例中2例から、各々161週、231週後にrt184変異とbreakthroughを認め、lamivudine耐性例に対するentecavir治療においても、早期にウイルスが陰性化することが耐性阻止において重要であり、治療反応性を規定する因子の解明が重要である。rt204V変異とETV耐性には関連がある可能性があり、今後さらに症例数を増やしての解析が必要である。B型慢性肝炎治療におけるLamivudine耐性ウイルスによる肝炎発症機構を検討するために、Lamivudine治療中にB型肝炎ウイルス(HBV)DNAが再上昇し、肝炎再燃(breakthrough hepatitis)を発症した症例から経時的に血清を採取し、HBV polymerase遺伝子領域のアミノ酸変異を解析した。Polymerase全領域のなかでも変異集積部位は限定されており、reverse transcriptase活性domain Cのrt204変異に加えてdomain Bのrt180に逐次的に変異(LeuからMet)が生じることによりHBVDNAの急激な上昇および肝炎発症が見られ、rt180変異と肝炎発症との関連が確認された。Domain Aのrt80にも高頻度に変異が見られたが(LeuからValあるいはIle)、臨床像との関連は明らかではなかった。この他に、polymerase遺伝子と同一遺伝子により異なるframeでコードされるSurface遺伝子に変異を伴う症例が見られ、特異な臨床像との関連が示唆されたため、臨床的解析を進めている。一方、adefovir治療効果とpolymerase遺伝子変異との関連性については、上記の変異集積部位の遺伝子構造と治療反応性には明らかな相関が見られなかったが、活性中心領域以外のinterdomainの変異と治療後のHBVDNA減少が関連する可能性が示唆され、現在解析をすすめている。今後更に新規核酸アナログ製剤であるentecavirについても、同様の解析を行う。Lamivudine耐性ウイルスによる肝炎発症機構を検討するために、lamivudine投与によりHBVDNAが持続的に陰性(2.61og/ml未満)を維持している症例で、ポリメラーゼ遺伝子変異を検出し、臨床経過を検討した。その結果、HBVDNAが持続陰性である症例の28%にrt204変異が検出され、その54%が平均292日後にbreakthroughを発症した。1年以上breakthroughを発症しないrt204変異を潜在耐性変異と定義すると、2年以内は6%、2-3年は14%、3年以上では20%に検出され、長期治療例ではrt204変異が高頻度に存在するがbreakthrough発症率は低かった。rt204変異に加えてdomain Bのrt180、Domain Aのrt

80にも高頻度に変異が見られたが、臨床像との関連は明らかではなかった。このような変異パターンのみではbreakthrough発症機構を解明することは困難であり、宿主側要因も含めた解析が今後は必要と考えられる。一方、lamivudine耐性例に対するentecavir治療においては、HBVDNAが4週-2.2log/ml、8週-2.7log/ml、24週-3.4log/ml減少し、24週HBVDNA陰性化率は50%であった。ETVを4年以上投与した5例のうち、投与24週時点でHBVDNAが陰性化しなかった3例中2例から、各々161週、231週後にrt184変異とbreakthroughを認めた。lamivudine耐性例に対するentecavir治療においても、早期にウイルスが陰性化することが耐性阻止において重要であり、治療反応性を規定する因子について、今後更に検討する必要がある。
初等教育において教員が実施可能な教科横断的医学教育プログラムの開発と評価

本研究は、児童に科学を学ぶ意義を実感させるため、科学と実生活との関連を重視した理科の指導案の1つとして、身近な医療機器を利用して教員が実施できる医学教育プログラムの開発を行うものである。初年度にあたる2018年度は、これまで代表研究者が中心となって実施してきた「こども医学教室」の授業内容のうち1医学を学ぶ導入教育、2循環器(心臓・血管)、3血液の3分野の授業を、東京都中野区の私立N小学校のクラブ活動(サイエンスクラブ)で実践し、児童の理解度及び関心の程度をVAS(Visual Analogue Scale)法により調査すると共に、授業に関する教員の意見を聴取した。これに基づき、本研究の医学教育プログラムの制作は今回実施した3分野から開始することとした。現在、全身の器官・器官系を理解するためのイラスト教材、血液の成分を理解するための動画教材、顕微鏡の使用法について理解するための教材の制作が進行中である。同時にこれらを用いたスライドプレゼンテーションによる指導案の制作が進んでいる。なお、今回使用したVAS法による理解度と関心の程度の調査は、小学3年生から6年生まで問題なく実施可能であった事から、今後は開発した教材の教育効果の測定に活用していく予定である。また現在の医学教育プログラムは、小学6年生を対象として教材や指導案の制作にあたっているが、N小学校での調査では、主観的な理解度や関心の程度については学年間の相違は認められなかったことから、本研究の成果は今後小学3年生から6年生まで幅広い学年を対象として活用できる可能性が示唆された。教材については、1医学を学ぶ導入教育、3血液の2分野での案が決定し、制作が進んでいる。しかしイラスト教材などの制作にあたっては、学術的な正確性と、児童の理解を助けるための簡略化・模式化との間の調整に相当の時間を要したため、2循環器(心臓・血管)の分野は教材の制作を開始出来なかった。教材については、1医学を学ぶ導入教育、2循環器(心臓・血管)、3血液の分野の教材を2019年度に完成させる予定である。さらに、完成した1医学を学ぶ導入の教材を用いて、2019年度に教員向けの研修会の実施を計画している。次の段階として4呼吸器(肺・気管・気管支)、5消化器(消化管とその他の消化器系器官)、6がんの分野の教材制作を行う予定である。2018年度の研究実績のうち、イラスト教材・動画教材の制作についてはまだ未完成の部分もあるため、その外注費の支払いは2019年度になる予定である。そのため本年度の支出は当初の予定より少なくなっている。
近現代アルペン―アドリア・ボーダーランドにおける国境編成と住民論理のポリティクス

本研究では、19世紀半ばから20世紀前半において、ヨーロッパでもっとも頻繁に、軍事力をともなう稀な強度で国境編成と再編、国民化の運動を経験したアルペンーアドリア地域において、近代化・資本主義化の経験や、戦争・外交による国境の再編成に際する住民の生活実態の変化を、それに対する住民の主体的戦略に注目し、「ネイション(国民)帰属に対する無関心」テーゼ(P.ジャドソン、T.ザーラ)を参照しながら分析を行った。ディシプリンとしての歴史学が自明の前提とする集合的かつ静態的なネイション(国民)記述を再検討する可能性をもつ同テーゼでは、ボーダーランドの住民たちは、ネイション(国民)化政策として提示された福利をみずからの利益を最大化するために利用したのであって、ネイション(国民)への文化的・心理的同一化を基準としたのではないとされる。本研究を通じて、19世紀末から20世紀前半にかけての当該地域において、同テーゼが一定程度打倒していたことが明らかになった。本研究の成果としては、第一に、国内では研究蓄積が厚いとはいえない同地域について、知見を蓄積できたことがある。また、ローカルなレベルで住民の戦略的実践に着目すると、住民の選択に対して、武力紛争や人種主義、ジェンダー、階級といった要素が交差するとき、特定の国民への帰属が倫理的な力として作用し、行為主体の選択の幅を著しく狭める様相を見いだすことができた。このことは、「ネイション(国民)帰属に対する無関心」が十分に説明できない歴史的局面であり、それが明らかになったことは、本研究の第二の成果といえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、1920世紀ヨーロッパでの国境設定・再編にともなって創出された境界地域(ボーダーランド)であるイタリア・オーストリア・スロヴェニア等が国境を接するアルペンーアドリア地域における地域住民の経験と、アイデンティティをめぐる論理、記憶の継承を明らかにすることを目的としている。初年度である27年度は、4回の研究会と1回の国際ワークショップを開催した。第1ー3回研究会では、先行研究の検討を中心に、研究課題のあぶり出しを図った。この結果、(1)言語の多様性が文化の多様性を現さない=複数の言語を使用しつつ比較的均質的な文化に住民が暮らすという境界地域の特質、(2)ナショナリズムという思想的運動が、言語に依拠することによって、地域社会に分断線を引こうとする歴史、(3)現状の国民国家的な枠組みで境界地域を分析することの困難、(4)境界地域をネイションの辺境ではなく各種の交流・移動の現れる地域として位置づけることの重要性、などを共有した。計画では第3年度に実施する予定であった国外での国際研究集会を、初年度に開催した。本科研の最重要概念である「ネイション帰属への無関心さ」を指摘したピーター・ジャドソン氏が現在所属する欧州大学院大学(イタリア・フィレンツェ)に、代表者小田原が派遣されたため、ジャドソン氏と協力して、ワークショップを開催することができた。同大学に所属する、関連する研究分野の研究者たちとの意見交換のなかでは、比較史的視座の必要が繰り返し指摘された。また、ドイツ、イタリア、スロヴェニアでの史料調査・フィールドワークを実施した。各研究会および国際ワークショップの概要は、ウェブサイトに掲載した。予定していた研究会・国外史料調査は計画通り実施することができた。上記の国際研究集会を初年度に開催することができたことによって、課題の発見・再確認ができた。また国際的な連携をプロジェクト初期から始めることができたことは、研究の進展上得るところが多く、極めて有意義であった。今後のネットワークの構築・拡大にも資するところが大きいと考えられる。上記国際研究集会を開催するための出張で、各分担者が追加の史料調査・フィールドワークを行うことができたことも、次年度以降の研究の準備として意義が大きかった。分担者各自の研究課題も一層明確になった。(1)小田原(代表者)は、イタリア・スロヴェニア・クロアチアの境界地域での歴史認識の構築と、イタリアというネイションの記憶における同境界地域の歴史的経験の影響、(2)鈴木(分担者)は、南ティロールの国籍選択に際しての住民のミクロな戦略、(3)藤井(分担者)は、ハプスブルク君主国という多民族国家における国民化運動の多面的な性格の分析、(4)秦泉寺(分担者)は、南ティロールの歴史認識における地域固有のイニシアティブの問題、(5)古川(分担者)は東アルプス境界領域研究を通じての、オーストリア史叙述の再検討である。各自の課題に加え、共同研究としての課題の共有も十分に図られている。予想以上の進捗状況であると考えられる。第二年度である28年度は、メンバー各自の研究課題を進める他、3回の研究会と、研究分担者1名による海外調査を実施した。第一回研究会では、「国境地域における歴史認識をめぐる戦略」と題し、帰属の不安定性と住民構成のエスニックな多様性から対立の可能性をはらむボーダーランドにおいて、対立から和解へと移行しつつあるプロセスを検討した。

和解への否定的作用をもつ支配的なナショナル・アイデンティティを積極的に「読み換える」という戦略は、国境のみならず広く〈境界性〉と呼びうる特質を内包するさまざまな境界領域における住民集団の生存実践として評価しうると考えられる。第二回・第三回研究会では、科研メンバー外の研究者を提題者として招き、問題意識の共有と議論を行った。第二回研究会では鈴木鉄忠氏(中央大学)によるロジャー・ブルーベイカーの「三者関係モデル」とイタリア東部国境の事例との比較検討の報告を受け、ボーダーランドを現出される契機の重要な一つである帝国意識を議論した。第三回研究会では20世紀初頭スロヴァキア研究者の井出匠氏から、印刷メディアによるスロヴァキアにおける「国民化」プロセスをめぐる報告を受け、「国民」という観念の「フレーム化」と「国民への無関心」の位相について議論した。この他、昨年度末に実施した国際ワークショップの成果の公表、その際に構築された海外研究者とのネットワークのメンテナンス、研究成果の概要のウェブサイトへの公開した。英語ウェブサイトの構築に着手した。初年度末に実施した国際ワークショップの成果に、今年度の研究を加えてブラッシュアップして公開することができた。国際的な研究ネットワークの維持も順調である。くわえて今年度は関心の重なる国内研究者との交流・研究会等での研究成果の発表・招待講演による研究成果の社会への還元など、ボーダーランド研究や歴史叙述の課題を広く共有する活動を行うことができたことは大きな前進であった。分担者各自の研究課題も深められている。(1)小田原(代表者)は第一次世界大戦という巨大な紛争を経験したイタリア北東部国境地域のナショナル・アイデンティティをめぐる言説に対するジェンダー観念のもつきわめて大きな影響力、(2)鈴木(分担者)は1960年代の南ティロールにおける暴力をともなう衝突の歴史的・経済的背景、(3)藤井(分担者)と古川(分担者)はハプスブルク帝国の境界地域におけるナショナリズムとリベラリズムの関係、(4)秦泉寺(分担者)は境界地域における「和解」のための地域住民の実践などである。各自の課題に加え、共同研究としての課題の共有も十分に図られており、おおむね順調な進展であると考えられる。本研究は、1920世紀ヨーロッパでの国境設定・再編にともなって創出された境界地域(ボーダーランド)であるイタリア・オーストリア・スロヴェニア等が国境を接するアルペンーアドリア地域における地域住民の経験と、アイデンティティをめぐる論理、記憶の継承を明らかにすることを目的としている。第三年度である29年度は、メンバー各自の研究課題を進める他、3回の研究会と、2名による海外調査、1回の国際ワークショップを開催した。第一回研究会(2017年5月)では、前年度の成果を共有するとともに、メンバー各自の研究の進捗状況を報告した。第二回研究会(2017年8月)では、研究分担者の鈴木が、第二次世界大戦前後の南ティロールにおける国籍選択と移住に関する報告を行った。これに対し、ファシズム、ナチズム体制下の人口配置との関連などについて議論が行われた。第三回研究会(2017年11月)では、Tara Zahra "Imagined Noncommunities
室温での安定動作を目指した脳深部温度無侵襲計測用マイクロ波ラジオメータシステム

出産時の低酸不足に伴う死亡や脳後遺症を軽減するための脳低体温療法が試みられているが、脳深部温度を無侵襲で計測する装置はない。本研究では室温で動作する新生児用脳深部温度無侵襲計測用5周波マイクロ波ラジオメータシステムを開発し、ファントムを用いた温度測定実験を行った。その結果、表面から5cmの位置において約0.5°Cの温度安定性(精密度)を実現できたが、約2°Cの測定誤差(正確さ)があった。測定の安定度(分解能)は充分であるので、今後はこの誤差を1°C未満にすること目標である。本研究で目的とする五周波マイクロ波ラジオメータ装置は電波暗室でない通常の室内且つ室温で安定して動作することを目指すため,熱雑音及び電磁雑音等の背景雑音対策が極めて重要となる。今年度は五周波の中で雑音の影響を最も受け易い低周波帯(1.2GHZ)の受信機を使用し,測定の精度に影響を与える背景雑音としての熱雑音及び電磁雑音を減少させる可能性を検討した.その方法として,受信機への入力部に180度方向性結合器を取り付け,結合器の二つの入力部の一つに測定用のアンテナケーブルを,もう一つの入力部に50Ωで終端したアンテナケーブルをそれぞれ取り付けた.前者の測定用アンテナに導波管アンテナを取り付けて水槽水中に入れ,後者の終端抵抗は前者に近い空中に設置した.一方の入力は他方に対して180度位相差がつけられて結合されて出力されるため二つのケーブルに共通する雑音が相殺される可能性を確認した.実験は水槽水の温度を徐々に上昇させたときの受信機出力(温度換算)と水槽水温度を計測してグラフにプロットし,水温の測定範囲に亘って一次回帰直線と平均値からの標準偏差をもとめて本研究の方法と従来の方法で比較・検討した.その結果,従来法と本方法での標準偏差はそれぞれ0.28°C, 0.13°C程度であった.本装置は対象物体の熱雑音電力を計測するため測定精度は測定値のバラツキ(標準偏差)が小さいほど良くなり且つ安定度も向上する,したがって本方法によって雑音減弱に50%程度の改善効果がみられたと考えられる.しかしながら通常の室内であるため隣室あるいは上下階の装置からの常時あるいは突発的な電磁雑音の影響下にあり,それらの雑音の混入状況次第では本方法の効果は低減してしまうことも明らかになった.今後の課題としては不定期,非対称の雑音電力の混入を避けるためにラジオメータ装置本体側での一層の工夫が必要である.本装置の最終目標は脳深部(5cm)の温度を約1°Cの精度で無侵襲測定することである。その方法は脳内組織から自然発生する極微弱熱雑音電磁波を頭皮上に置いたアンテナで受信・増幅し、適切な温度分布回復アルゴリズムを用いて体表からの温度分布を描くものであるが、測定対象が脳の熱雑音であり極めて小さいため背景電磁雑音、熱雑音を可能な限り抑制することが必須となる。今年度の計画は、(1)電源ラインと信号ラインの徹底的な分離による雑音軽減、(2)5周波システム制御プログラムの改良、(3)受信機切り替えスイッチの改良であった。(1)に関しては、装置本体(マイクロ波受信機、ロックインアンプ、同軸切り替え回路など)へのラインと制御・計測用コンピュータへのラインを完全に分離するとともに接地ラインを別系統にまとめた。その上でラジオメータ5台の出力ライン上にある分離トランス、ロックインアンプなどの接地ポイントを絶縁トランス寄りに移動した。(2)に関しては5台の受信機を低周波帯(1.2、1.65GHz)と高周波帯(2.3、3.0、3.6GHz)に分けて制御する方式は変更せず、それぞれの受信機を切り替える際に一度スイッチの位置を基準位置(50オーム終端)に戻すように変更した。これにより従来に比較してより安定した制御が可能となった。(3)に関しては切り替えスイッチ回路の出力段にあるコンデンサ部品を新しくするとともに回路の接地機能を再確認した。以上の対策により従来は1.6°C前後であった装置の性能の一つの指標である温度推定信頼区間(装置の安定度を反映)を約0.7°Cにまで改善することに成功した。しかしながら実測値との誤差が約2°C残った。これは使用した温度分布ファントムの安定性、測定中のアンテナ直下に付着する微細な泡等が原因と考えられる。今後は装置自体の改良ともに測定実験を行うための温度分布ファントムの改良を考える必要がある。本年度の目標は、(1)新生児の脳内温度分布を模擬した安定な温度分布を有する温度分布ファントムを作製する、(2)温度分布ファントムを用いた温度測定実験をする、ことであった。

(1)に関しては、温度分布ファントムの中核をなす水槽の温度安定性を向上するために、水槽周囲に発泡スチロール等を使って熱絶縁対策を施し、実験室内の空調設備の風が水槽、アンテナ及び装置本体に直接当たらないようにした。さらに水槽水を加熱するヒーターの制御をより頻繁に調節することとした。同時に装置全体の配線の位置を再考し、電源ライン、信号ラインの分離をより明確にした。これらの改良を加えながら寒天、アクリル、水(水槽)から成る新生児脳内温度分布ファントムを作製した。(2)に関しては、上記(1)で製作した温度分布ファントムを用いた温度測定実験をおこなった。参照用に10本の熱電対を縦に配置したものを製作してファントム内に挿入した。ただし、アンテナ直下はファントムから自然発生する極微弱熱雑音電磁波を散乱させてしまうので、アンテナ中心から約5cm横に離れた位置の深さ方向の温度を実測した。以上の対策及び実験より、測定のprecision(精密度、安定度)は寒天表面(頭部表面を想定)から5cmの位置(新生児脳中心部)で約0.5°Cとなり昨年度(0.7°C)より向上することができた。しかしながら測定誤差は依然として約2°C(5cmの深さ)であった。この原因の一つの可能性として測定中にアンテナ表面に微小気泡が付着することが考えられるが、この対策にはファントムの構造が関係してくる為、今年度はこの気泡除去対策を施すまではできなかった。今後の課題である。
絨毛癌化の分子機構

絨毛癌抑制遺伝子の存在する染色体を同定するために、絨毛癌CCI細胞へ微小核融合に基づく正常ヒト染色体の単一移入を行い、融合細胞における形質発現の変化を解析した。ヒト正常染色体を単一で保有するマウスA9細胞とのCCI細胞間で微小核融合を行った結果、1,2,6,7,9,11番染色体単一移入微小核融合クロ-ンを計27クロ-ン得ることができた。1,2,6,9,11番染色体移入クロ-ンの腫瘍形質は、親細胞との間に顕著な差異を認めなかった。しかし7番染色体単一移入絨毛癌細胞では(1)ヌ-ドマウスでの造腫瘍能の抑制、(2)腫瘍形成速度の著明な延長、(3)足場非依存性増殖の抑制、(4)細胞倍加時間の延長、が観察された。しかし血清要求性及び細胞飽和密度は、7番染色体の移入により変化しなかった。このため7番染色体上には、絨毛癌の造腫瘍性さらには細胞増殖の抑制に関与する優性形質をもつ遺伝子が存在することが推測された。マウスF9EC細胞は通常の培養条件下では分化が凍結された(Nullipotent)状態にあり、強力な分化誘導剤の存在下でのみ内胚葉系細胞へ分化する。F9細胞の分化に関与する分子機構を研究するため、ヒト正常線維芽細胞由来単一染色体をマウスF9細胞へ単一移入し、表現形質の変化について解析した。ヒト1,6,9,11,18番染色体の単一移入された微小核融合細胞は、親F9細胞と同様の細胞形態、増殖特性及び足場非依存性増殖を示した。しかし7番染色体単一移入F9細胞は、増殖特性及び足場非依存性増殖の抑制とともに顕著な細胞形態の変化を示した。多核で胞体の大きな合胞体細胞類似の細胞は多数出現し、絨毛細胞への分化が誘導されたことが示唆された。これらの結果から、ヒト7番染色体上には、絨毛癌細胞の増殖特性及び造腫瘍性を抑制する遺伝子とともに、絨毛細胞への発生・分化を誘導する遺伝子が存在することが推測された。
超精密切削時の加工面性状の解析的予測に関する研究

本研究は、エレクトロニクス、レ-ザ-工学、極短波長光学機器の分野で要求されている超高精度機器を切削加工により安定して得る、いわゆる超精密切削に関するものである。超精密切削は同時に微細切削であり、切削厚さは工作物の結晶粒サイズ以下となり、したがって各瞬間で、面、方位の異なる単結晶の切削が基本となる。1)微細切削装置の試作と切削状況の観察:理論解析のための切削モデルを確立するために、微細切削時の切り屑生成機構を安定して連続的にSEM内で観察可能な切削装置を試作した。切削厚さ数ミクロンでの切削過程の観察と計測を行い、切り屑生成が連続的であり連続体力学としての取扱いが可能なこと、変形が単純剪断面モデルに近いことを確認した。2)単純剪断面モデルによる検討:切削方位により剪断角、すくい面摩擦角が変動すること、結晶のすべり理論にシュミット因子を導入することによりすくい面上の摩擦角が既知ならば剪断角が予測可能なこと、さらに単結晶を異方性体と見做いても摩擦角を基礎デ-タとして剪断角の予測が可能なことを示した。3)単結晶の流動応力特性と摩擦特性の検討:単結晶の剪断試験とすべり理論を基にその流動応力特性を導き、これを基礎とし、摩擦特性式を提案して、その妥当性を確認した。4)単結晶切削過程のシミュレ-ション:切り屑生成過程を剪断面前後で異なる異方性体の結合と見做し、異方性塑性理論に流動応力特性、摩擦特性を導入した切削過程のシミュレ-ション法を確立し、その妥当性を示した。これにより、切削時の変形場、応力場が理論的に予測可能となり、切削面の定量的評価が期待できる。本研究はエレクトロニクス、レーザー工学、極短波長光学の分野で要求されるnm、〓オーダーの超高精度機器を切削加工により安定して得る、いわゆる超精密切削に関するものである。超精密切削は同時に微細切削であり、工作物の微視的な特性が加工機構に顕著に現れるため従来の巨視的特性を基礎とした理論の妥当性は疑問である。本年度は微細切削時の現象の把握と切削モデルの確立を目指して以下について検討した。1)微細切削装置の試作:まず理論解析のための切削モデルを確立する必要があり、このために切削厚さ5μm以下の微細切削にて切り屑生成過程を安定して連続的に観察できる装置を試作した。切削過程の観察には高倍率大焦点深度を有する走査型顕微鏡(SEM)を用いねばならず、また連続観察のためにはSEM内で切削を行うのが有利であるため、SEM内で切削厚さ設定・切削力測定が容易な切削試験機とした。本年度はSEMを購入し、装置の組み込みと予備試験を行った。この結果、試験機に部分的な改良は必要と思われるもののほぼ要求を満たす性能であることが判明し、現在この改良を実行中である。2)予備試験と2・3の結果:微細切削では既述のように切削厚さが数μm以下となり、工作物を構成する結晶粒子サイズ以下となる。従って切り屑生成は種々の方位を有する結晶粒を連続的に切削することによりなされる。ここでまず問題となるのは結晶方位・粒界等異方性の著しい工作物を切削するときの現象である。本年度は脆性ではあるが異方性を示さない非昌質の切削を行い、切り屑生成機構を検討した。その結果切り屑生成機構は切削厚さにより大きな影響を受け、たとえ脆性材料であっても切削厚さが1μm以下ではほぼ連続的な流れ型切り屑が生成し、加工面が良好となることを見出した。

また510μmの切削厚さでは不均一な辷りの集積として切り屑が生成されることがわかった。超精密切削加工は同時に微細切削加工であり、切削厚さが結晶粒サイズ以下となるため、種々の方位を有する単結晶の切削加工と見なせる。本研究は任意の方位を有する単結晶の切削状況を理論的に予測する手法を確立し、理想的な加工面を得るための方針について検討する事を目的とする。まず、単結晶の微細切削過程の観察を通じて、適用可能な理論の検討と切削モデルの確立を行った。このために微細切削装置を試作しSEM内での切削実験を行ったところ、切削状況は連続的な変形過程であり連続体力学の適用が可能であること、剪断面近傍で集中的な変形が生じ単純剪断面模型に近いことなどを確認した。ついで切削実験による諸量を用い単純剪断面模型による切削状況の特徴を検討した。これより切削方位により剪断角、すくい面摩擦角が大きく変化すること、また結晶のすべり理論に基づきシュミット因子を導入することによりすくい面摩擦角が既知ならば剪断角の予測が可能なこと、さらに単結晶を直交異方性体と見なしHillの異方性理論を用いてもすくい面摩擦角が既知ならば剪断角の予測が可能なことを示した。つぎに変形中に方向を変化させた単結晶の剪断試験をもとに単結晶の加工硬化特性を導き、これよりすくい面の摩擦特性式を提案した。最後に単結晶を異方性体と見なしその流動応力特性とすくい面摩擦特性を用い、異方性塑性理論を基礎に単結晶の任意面、任意方向の切削過程をFEMを用いたシミュレ-ションにより予測する方法を確立し、その妥当性を示した。
Atg9を含む新規膜構造体のプロテオーム解析とオートファゴソーム膜形成機構の研究

オートファジーは、細胞内に扁平な膜構造が現れ、それが細胞成分を包み込みリソソームに運びこむことで分解を行う現象である。このオートファジーの障害は様々な疾患に繋がることが知られている。本研究課題はこの膜形成の機構解明を目的として行った。オートファジーに関わる重要なタンパク質の一つがAtg9であり、細胞の膜上に存在している。我々はこのAtg9の局在を解析し、直径50nm程度の小胞構造「Atg9小胞」上にあることを明らかにした。さらに同じ膜上にあるタンパク質を調べていくことで、Rab1と呼ばれる小胞輸送に関わるタンパク質がAtg9小胞上に共局在し、膜形成に関与することを明らかにした。オートファジー関連タンパク質Atg9のオートファゴソーム膜形成機構における役割を明らかにするために、まずAtg9を含む膜構造の細胞内における局在解析と単離精製を行った。HEK293細胞にAtg9-GFP遺伝子を導入し、さらに安定発現株を樹立した。Atg9-GFP安定発現株の蛍光観察行い、過去に報告のあったオルガネラ(ゴルジーエンドソーム系)への局在に加えて、細胞質中を動き回る輝点として観察出来た。これは過去に出芽酵母で明らかにしたAtg9を含む小胞の局在と類似しており、動物細胞においても同様の小胞上にAtg9が存在することを示唆する。目的とするこの小胞のみを解析するために、細胞破砕液を超遠心を行いゴルジ・エンドソームと小胞を分離することが出来た。この小胞画分を用いて抗GFP抗体による免疫沈降法を行った。その結果ゴルジ体、エンドソーム、小胞体、ミトコンドリアを含まないAtg9膜構造を精製することが出来た。精製膜構造を電子顕微鏡により観察したところ直径50100nmの小胞が確認出来た。超微形態的にも出芽酵母のAtg9小胞と同様の構造であることが示された。これらの結果を順次学術集会において報告した。またオートファゴソーム膜上に存在する脂質「ホスファチジルイノシトール3リン酸(PI3P)」この電子顕微鏡による局在解析「急速凍結・凍結割断レプリカ標識法」を行い、出芽酵母と動物細胞のオートファゴソームにおいて相違点があることを明らかにし、その結果を学術論文として発表した。これらの成果によりオートファゴソーム形成における膜動態ついて理解を深めることが出来たと考えている。前年度に同定したオートファジー関連タンパク質Atg9Aを含む膜構造のさらなる解析を行った。Atg9はリサイクリングエンドソームやトランスゴルジネットワークへの局在が報告されているが、我々は内在性のAtg9Aが主にリサイクリングエンドソームに近接するものの、必ずしも共局在しないこと、オートファジー誘導時にはAtg9A陽性リサイクリングエンドソームマーカー陰性の膜構造としてオートファゴソーム形成部位に移行することを見いだした。この結果はAtg9特異的な膜構造がオートファゴソーム形成時に働いていることを示している。さらに前年度単離した膜構造の精製度を高めて、電気泳動/タンパク質染色後のゲル抽出法による質量分析と、iTRAQ標識を用いた定量的質量分析を行った。複数のタンパク質が2種類の分析で共通して同定することが出来た。そのうち既にオートファジーとの関連が示唆されている2つのタンパク質、Rab1と14-3-3についてさらに解析を行った。内在性のAtg9Aからの免疫共沈降実験を行いAtg9AとRab1Bが同一の膜構造に存在することを確認し、また内在性のRab1Bがオートファジー誘導時にオートファジー関連タンパク質Ulk1およびp62と共局在することを見いだした。これらの結果はRab1BがAtg9との相互作用を介して、直接的にオートファゴソーム形成に関与していることを示唆している。またRab1BのsiRNAノックダウンによりオートファジーが抑制されることを明らかにした。以上の結果を学術集会において発表している。主としてオートファジー関連タンパク質Atg9Aとその相互作用因子の研究を引き続き行った。前年度同定したAtg9小胞上に局在するタンパク質Rab1について、そのオートファジーにおける機能を明らかにするために複数の手法を用いて解析を行った。Rab1には二種類のホモログ(Rab1AおよびRab1B)が存在する。それぞれについて培養細胞でsiRNAによるノックダウン実験を行いオートファジーへの影響を調べた。いずれにおいてもオートファジー関連タンパク質のp62とAtg9Aがオートファゴソーム形成部位で共局在し、集積した。一方でオートファゴソーム膜上に局在するLC3は、siRab1Bでは他の分子同様集積するもののsiRab1Aでは局在の度合いが弱かった。ウェスタンブロッティングによる脂質結合型(膜局在型)LC3-II量の解析でも同様の結果が得られた。これらのことからRab1AとRab1Bはオートファジーに異なる機構で関与していることが示唆された。このうちRab1Bについてさらに解析を行った。まず蛍光染色像では、集積したp62の周囲にAtg9Aの複数の輝点が局在していた。同処理の細胞を電子顕微鏡により観察したところ、p62の凝集体の周囲を伸長途中の隔離膜様の構造が複数取り巻いているのが観察出来た。以上の結果からRab1はオートファジーの形成に関与し、特にRab1Bは隔離膜形成の制御に関わることが明らかになった。

以上の結果について学術会議で発表を行い、現在は原著論文を作成中である。オートファジーは、細胞内に扁平な膜構造が現れ、それが細胞成分を包み込みリソソームに運びこむことで分解を行う現象である。このオートファジーの障害は様々な疾患に繋がることが知られている。本研究課題はこの膜形成の機構解明を目的として行った。オートファジーに関わる重要なタンパク質の一つがAtg9であり、細胞の膜上に存在している。我々はこのAtg9の局在を解析し、直径50nm程度の小胞構造「Atg9小胞」上にあることを明らかにした。さらに同じ膜上にあるタンパク質を調べていくことで、Rab1と呼ばれる小胞輸送に関わるタンパク質がAtg9小胞上に共局在し、膜形成に関与することを明らかにした。前年度単離同定したAtg9Aを含む膜構造のプロテオーム解析を行い、複数の候補タンパク質を同定することに成功した。ここで得られたデータは今後Atg9とオートファゴソーム形成との関連性を明らかにしていく上で重要な知見となる。また同定タンパク質のうちRab1Bについては、より詳細な解析を行うことで、内在性のAtg9Aと確かに同じ膜構造上に存在することを確認し、Rab1Bが直接的にオートファゴソーム形成に関与することを示唆する結果を得ることが出来た。具体的な機能についての解析はまだ終了していないが、ノックダウン実験と蛍光顕微鏡観察、電子顕微鏡解析を組み合わせた解析を現在進めている。オートファジー基本的に当初の計画通りに研究を推進する。同定したタンパク質のうち有望なものについての機能解析を行いAtg9と関連タンパク質のオートファゴソーム形成における具体的な機能を明らかにして行く予定である。また条件を変えることでAtg9を含むオートファゴソーム前駆体(隔離膜等)の単離も試みて、より後半のステップでオートファゴソーム形成に関わる因子の同定も並行して進めて行く。本研究の目的はAtg9を含む膜構造の解析によりオートファゴソーム膜形成機構の理解を深めることである。申請書で計画した通り動物細胞においてAtg9-GFPを発現する株を樹立することに成功しており、細胞内局在解析も順調に進んでいる。またAtg9を含む膜構造の単離精製に関しても、イムノブロッティングおよび電子顕微鏡による解析で精製が成功していることを確認している。それに続いてのプロテオーム解析までは至らなかったものの、現在その準備を進めており次年度の初旬には解析を行える予定である。また共同研究によりオートファゴソーム膜脂質に関する成果を報告しており、多角的に膜形成機構の解析を進めることが出来ている。年度末(2015年3月21日から23日)に学会に参加したため。支出予定額(多少の余裕を持ったもの)に対する実際の支出との誤差が未使用分として残った。基本的には申請書の計画通りに進んでおり、今後も計画に沿って研究を行紆余低である。所属研究機関の施設を利用して精製した膜構造のプロテオーム解析を行う。質量分析により同定したタンパク質をさらに詳細な解析を行い、小胞への局在とオートファジーへの影響について明らかにして行く。次年度の一般試薬購入にあてる。年度末(3/27-29)に学会発表のための出張があり、交通費の予定額と実費に差が出たため。研究に必要な試薬類の購入に当てる。