hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HBV変異の臨床的意義についての研究

1.劇症肝炎患者より採取した変異型B型肝炎ウイルスの生物学的特性B型劇症肝炎患者より採取したDNAをPCR法で増幅したのちligationしてウイルスの全長を含むDNAを再構成したプラスミドを作成した。またこのプラスミド作成の際、HBVのDR部分を含む断片を重複させて有するようなデザインにして、in vitroで複製可能な性質を持たせた。このプラスミドをリポフェクチンとともにマウスの肝臓に局注したところ、マウスの肝細胞中で、HBs抗原、HBc抗原などを発現することがわかった。さらに、血中にHBs抗原を分泌した。さらにマウスの血液を経時的に調べるとHBs抗原からHBs抗体にセロコンバージョンすることがわかった。HBs抗体の産生は、マウスのstrainによって異なり、Balb/c(H-2K),C57/B6(H-2B)では高力価の抗体を産生したが、C3H(H-2D)では野生株のプラスミドを導入してもHBs抗体をほとんど産生しなかった。ところが、劇症肝炎患者由来の変異株から作成したコンストラクトをC3Hに局注すると、HBs抗体を産生した。このことから、劇症肝炎患者のHBVは、HBs抗原に関して、免疫原性が野生株と異なることがわかった。2.HBVのgenotypeと急性肝炎の臨床像との関連B型急性肝炎25例のHBV genotypeを調べたところ14例がgenotype A,5例がgenotype B,6例がgenotype Cであった。対照として行ったB型慢性肝炎症例での解析では、90%以上がgenotype Cであり、急性と慢性でgenotypeの分布が大きく異なった。判明した限りでは、本検討の急性肝炎の感染源は、ほとんどがsexual contactであった。Genotype Aの急性肝炎は、肝障害は激烈ではないものの、回復までに時間が長いという特徴があった。劇症肝炎(FH)6例、重症急性肝炎(SAH)4例、急性肝炎(AH)5例を対象とし、血清50μlよりproteinase KによりDANを抽出し、Core Promoter,Precore/Coreを含む領域をPCR法にて増幅したのち、増幅産物をpGEM-5Zヘサブクローニングし、最低5クローンの塩基配列を調べた。また、すべての症例のcore promoterを含む領域のPCR産物をCAT enhancer vector(Promega)に挿入し、リポフェクチン法にて培養肝細胞(Huh-7)にトランスフェクションした後、QUAN-T CAT(Amarsham)を用いてPromoter活性を測定した。その結果、core promoter領域の変異はFHで平均4.7個、SAHで3.8個、AHで1.0個と、重症化に伴い頻度が増加した。nt.1762とnt.1764のA→T,G→Aのいわゆるdouble mutation(MT62,MT64)は、FH6例中2例、SAH4例中2例に認めた。またFH4例、SAH2例にnt.1773のC→T(MT73)の変異を認めたが、FHあるいはSAHの全例に「共通する変異はなかった。次に、core promoterの変異株のpromoter活性をCAT assayで調べたところ、野生株(WT)で3202±122cpm、MT62,64,73:3625±746cpm、MT62、64:3699±122cpm、MT73:3027±570cpmであり、そのほかの変異のパターンを持つ症例でも、WTと比較しpromoter活性の低下、あるいは亢進のいずれも認められなかった。以上のことから、core promoter領域の変異は、重症度と相関することから、肝炎の重症化との関連が示唆された。

しかし、我々の用いたアッセイ系ではpromoter活性に差がみられず、重症化の要因は転写活性の変化とは別の機序によると考えられた。次年度は、プロモーター領域の変異の、核蛋白とプロモーター遺伝子との結合に及ぼす影響につき、おもに解析を加える。劇症肝炎(FH)6例、重症急性肝炎(SAH)4例、急性肝炎(AH)5例を対象とし、血清50μlよりproteinaseKによりDNAを抽出し、Core Promoter,Precore/Coreを含む領域をPCR法にて増幅したのち、増幅産物をpGEM-5Zヘサブクローニングし、最低5クローンの塩基配列を調べた。また、すべての症例のcore promoterを含む領域のPCR産物をCAT enhancer vector(Promega)に挿入し、リポフェクチン法にて培養肝細胞(Huh-7)にトランスフェクションした後、QUAN-T CAT(Amarsham)を用いてPromoter活性を測定した。その結果、core promoter領域の変異はFHで平均4.7個、SAHで3.8個、AHで1.0個と、重症化に伴い頻度が増加した。nt.1762とnt.1764のA→T,G→Aのいわゆるdouble mutation(MT62,MT64)は、FH6例中2例、SAH4例中2例に認めた。またFH4例、SAH2例にnt.1773のC→T(MT73)の変異を認めたが、FHあるいはSAHの全例に共通する変異はなかった。次に、core promoterの変異株のpromoter活性をCAT assayで調べたところ、野生株(WT)で3202±122cpm、MT62,64,73:3625±746cpm、MT62,64:3699±122cpm、MT73:3027±570cpmであり、そのほかの変異のパターンを持つ症例でも、WTと比較しpromoter活性の低下、あるいは亢進のいずれも認められなかった。以上のことから、core promoter領域の変異は、重症度と相関することから、肝炎の重症化との関連が示唆された。。1 B型慢性肝炎の急性増悪の前後で生じるHBVのpreC/C領域のアミノ酸変異とHLA class Iの相関30例を対象として、血清中HBVDNAのコア領域のdirect sequenceとHLA class Iのtypingを行った。そして急性増悪前後でみられた、あるアミノ酸変化が生じる患者について、HLA class I typeを持つ患者と、そのHLAを持たない患者に分けて各々割合を算出し比較した。急性増悪前から増悪期にかけてのアミノ酸変化では、A26とaa49、Cw3とaa174に有意差が認められた。また増悪期から鎮静化の時期では、A2とaa27、A2とaa174、A11とaa97、A11とaa130、A26とaa59、A26とaa77、B61とaa27、B61とaa121、Cw1とaa26に有意な相関が認められた。上記の結果のうち、A2とaa27だけがこれまでの報告にあるclass Iモチーフのみで、その他のアミノ酸もCTLのエピトープである可能性がある。
完全長cDNAライブラリを利用したダニアレルギーワクチンの開発

本研究は、ダニアレルギーに対するワクチンの開発基盤の確立を目的とした。コナヒョウヒダニ由来完全長cDNAライブラリのうち、約1万クローンの塩基配列情報を基に既知および未知抗原をそれぞれ20クローンずつ選定した。それら抗原を発現するベクターDNAを投与したマウスにダニアレルギーを誘導し、空ベクターを投与したマウスと比較してダニアレルギーの予防効果を検討した。その結果、これら合計40抗原にはダニアレルギーに対する予防効果は見られなかった。新規ダニアレルギーワクチンの開発を目的として、Vector-capping法で作成したコナヒョウヒダニ(D.farinae)の完全長cDNAライブラリのうち、既に塩基配列決定済みの11,520クローンを基に、新規ダニ抗原候補分子のスクリーニングを行った。11,520クローンの5'-,および3'-塩基配列から、クオリティーバリューの低い部分、およびベクター配列を除いてアセンブルした後、重複を除くことで、コンティグが1,717、シングルトンが3,368得られた。これをデータベースThe Gene Ontology (http://www.geneontology.org/)を用いてクラスタリングし、既知のダニ抗原22種とアミノ酸配列で80%以上の相同性を持つものを探索した。その結果、既知抗原そのものも含めて50クローンが選択された。一方で、抗原感作によるマウス気管支喘息を惹起する実験手技および解析技術を習得し、宿主の糖鎖修飾がアレルギー応答に与える影響を解析した(Allergol. Int. 2011,掲載確定)。また、ヒト血液検体を用いたアレルギーの研究に参加した(J. Immunol. 2011,186(9)5254-5260)。以上の22年度の研究成果により、23年度において、ダニアレルギーモデルマウスおよびヒト検体を用い、遺伝子解析により選択された50クローンのワクチン効果の評価を開始する準備が整った。新規ダニアレルギーワクチンの開発を目的として、コナヒョウヒダニ(D.farinae)の完全長cDNAライブラリのうち、既に塩基配列決定済みの11,520クローンを基に、新規ダニ抗原候補分子のスクリーニングを行った。平成22年度の研究成果により選択された20の既知抗原クローン群(Group D)および20の新規抗原候補クローン群(Group HA)を個々に、真核細胞用発現プロモーターCEを有するベクター(pCE-FL4)に組換えた。一方で、抗原感作によるマウス気管支喘息を惹起する実験手技および解析技術を習得し、宿主の糖鎖修飾がアレルギー応答に与える影響を解析した(Allergol.Int.2011,60 345-354)。同時に、宿主の糖鎖修飾がアレルギーとは対照的な免疫系を惹起するマラリア感染症に与える影響も解析した(Exp.Parasitol. 129(3)318-321)。また、近年アレルギーにおける役割が注目されてきているTh17細胞が産生するIL-17が、B細胞クラススイッチに与える影響を解析した(Cytokine 2012,掲載決定)。これらの解析結果を踏まえ、チャレンジ感作用ダニ粗抗原の調製をおこない、それを用いてダニ抗原によるマウス喘息誘導モデルを独自に確立した。以上の研究成果により、ダニアレルギーモデルマウスの系で、Group D,Group HAのワクチン効果の評価を、DNAワクチンの手法で開始する準備が整った。現在、Group D,Group HA,およびコントロールの空ベクター(pCE-FL4)を、GeneGunを用いてマウスに免疫し、ダニ粗抗原によるチャレンジ感作を開始したところである。感作終了後、ワクチンによるアレルギー制御効果を解析する予定である(5月中旬下旬の予定)。
空間的表現による社会的認知の測定法および分析法の開発と臨床社会心理学への応用

本研究は、描画等による空間的表現による社会的認知の測定法及びその分析法の開発を行い、さらにそれらの方法論を臨床社会心理学に応用するものである。我々は、信頼性を高めるために空間的表現に対して画像解析的手法を適用した(Takemura, et al.,2017)。本研究では、我々は、フーリエ解析、特異値分解、離散ウェーブレット変換を用いた多重解像度分析を通じて、空間的表現を解釈する方法を提案し、その心理過程の解釈を試みた。我々は、医療関係等の専門家や非専門家に面接を行い、その方法の評価と臨床状況における応用研究を行った。本研究の基本的アイデアは、人々が社会事象や対人関係についての社会的認知の内容を捉えるうえで、調査協力者にも比較的容易な空間表現による社会的認知の開発を行うことであり、また推理解析の方法論も同時に行うというものである、本研究では、一般成人50名と精神疾患患者50名程度を対象にして、描画法でのデータを収取した。描画は、スキャナーを用いて計算機画像として取り込み、画像をいくつかに分割して、画像情報に特異値分解などの統計解析を実施する方法を開発した。特異値分析では,描画の集合を画像の各ピクセルの濃度値(0:白から255:黒)を要素とする行列と見なして特異値分解の手法を適用することを試みる。行が「画像データにおけるピクセルの位置(以下描画座標と記述する)」に対応し、列が「対象者の描いた描画」に対応する行列を作成し、特異値分解を行う。本分析において、分解された左特異行列Uは描画座標のインデックスをもつ。また、各地での面接調査を行い、描画や空間表現を空間統計の手法でも解析した。描画は紙による表現のほかタブレットなどの計算機端末を用いてできるようにした。なお、臨床心理士でもある研究分担者の岩満は、主に精神障害患者を中心に、研究代表者の竹村は主に一般成人を対象にとりまとめている。研究協力者として敦賀病院轟慶子、小平明子、東京大学医学部玉利祐樹、早稲田大学大学院竹内潤子、舘松詩織がおり、病院や公共施設でのデータ収集、および解を行った。本研究の結果は関連学会でも発表された。一般成人、精神疾患患者のデータについてはおおむね順調に収集を進めているが、やや時間がかかっている。分析法の開発についておおむね順調に進展している。本研究は、イメージや価値の空間的表現や描画を統一的に分析することが可能な社会的認知測定法を開発することによって、評定尺度法や描画法や言語プロトコル法を補完するような形で、対人関係や社会的事象に関する社会的認知測定の方法論を確立することを目的とした。また、本研究では、空間的に表現された定性的データを、統計的画像解析手法であるテクスチャー解析、特異値分解、ウェーブレット解析、フーリエ解析などのさまざま手法を適用し、さらに、空間統計学のいくつかの手法をもとに、解析法を検討して、従来の描画法、質問紙法、面接法との対応関係も明らかにして、臨床への応用や社会問題の社会認知に関する知見を得ることを目指した。本研究では、一般成人、精神疾患患者を対象にして、空間表現法と描画法でのデータを、スキャナーを用いて計算機画像として取り込み、画像をいくつかに分割して、画像情報に特異値分解などの統計解析を実施する方法を開発した。分析法の開発は主として竹村が行った。行が「画像データにおけるピクセルの位置(以下描画座標と記述する)」に対応し、列が「対象者の描いた描画」に対応する行列を作成し、特異値分解を行った。開発した空間的表現による測定法、描画や言語プロトコルの統合的取り扱い行い、画像や言語プロトコルの計量的特徴(玉利・竹村,2012)との関係から数理的解析を行い対応付けの分析を行い、最後に総合評価を行った。具体的には、研究分担者の岩満や同僚の臨床心理学者、精神医学者との共同の研究を行い、総合討論を行った。研究の成果は、学会、学術誌に発表している。方法論の研究は、順調に行われている。また、調査は国内のほうでは順調に進んでいるが、海外の調査については、海外の共同研究者の退職や転出などに伴ってやや遅れている。本研究では、イメージや価値の空間的表現や描画を統一的に分析することが可能な社会的認知測定法を開発することによって、評定尺度法や描画法や言語プロトコル法を補完するような形で、対人関係や社会的事象に関する社会的認知測定の方法論を開発し、さらに、空間的に表現された定性的データを、統計的画像解析手法であるテクスチャー解析、特異値分解、ウェーブレット解析、フーリエ解析や空間統計学のいくつかの手法をもとに、解析法を検討して、従来の描画法、質問紙法、面接法との対応関係も明らかにして、臨床への応用や社会問題の社会認知に関する知見を得ることを目指している。方法論の開発を進めるだけでなく、国内および国外における医療施設、公共施設での調査をし、人々の社会認知の内容を数理的分析を通じて解釈して、その知見を臨床や合意形成に役立てることを目指した。本研究では、バウムテスト等の描画解析に加えて3次元物体などによる空間的表現による測定法、言語プロトコルの統合的取り扱いを探索した。

また合わせて、臨床心理学者や精神医学者についてのヒアリングを通じて、投影法的観点から描画を解釈し、この方法を利用して、描画や空間的表現の解釈を行い、あわせて画像や言語プロトコルの計量的特徴(玉利・竹村,2012)との関係から数理的解析を行い対応付けの分析を行った。研究分担者の岩満や同僚の臨床心理学者、精神医学者によって得られた評価データと画像の特徴との対応関係構造を検討した。空間的表現と描画は、画像解析の手法で統一的に表すことができるので、対応付けは、通常の正準相関分析などの統計手法に加えて、曖昧な集合を考えたファジィ理論をもとにした相関分析の手法で分析した。また言語表現についても、頻度表を対象に特異値分解を実施できるため、同様の対応付けが可能となった。これらの研究の成果は国内外の学会等で研究発表された。本研究は、描画等による空間的表現による社会的認知の測定法及びその分析法の開発を行い、さらにそれらの方法論を臨床社会心理学に応用するものである。我々は、信頼性を高めるために空間的表現に対して画像解析的手法を適用した(Takemura, et al.,2017)。本研究では、我々は、フーリエ解析、特異値分解、離散ウェーブレット変換を用いた多重解像度分析を通じて、空間的表現を解釈する方法を提案し、その心理過程の解釈を試みた。我々は、医療関係等の専門家や非専門家に面接を行い、その方法の評価と臨床状況における応用研究を行った。今後は、データを引き続き収集するとともに、空間的表現の方法をさらに開発して、調査等を行う予定である。まずは各地でのヒアリングや面接調査をもとに、具体的な問題の設定と、解析法の展開をはかる。また、この研究の成果は、本年度の国際心理学会ICP2016でも発表する予定である。空間的表現についてのさらなる統計的方法を開発し、国内での面接調査を実施し、海外での面接調査をすすめるようにする。社会心理学、臨床心理学調査の実施が計画どおり進まずにその分の旅費や資料作成、論文校閲などがなくそのために次年度使用額が生じた。本年度は、追加的調査を実施し、そのための費用を使用し、またその成果を海外の学術誌に投稿し、そのための論文校閲料や資料作成費を用いる。
アクセラレータを活用する暗号開発支援環境

本研究では、アクセラレータを活用するための暗号開発環境Schematic to Program Transrator 2 (SPT2)を作成した。これは、ハッシュなどの暗号の仕様を作図すると、通常のC言語プログラムの他に、GPUなどのアクセラレータ用にチューニングされたCプログラムを生成するツールである。同時に、その暗号の強度を検証するための、線形確率、差分確率の計算を行うプログラムも生成できる。その成果は、学術論文1編(査読あり)、国際会議プロシーディング2編(査読あり)として出版された。また、口頭発表として、国際会議で3件、国内で6件の発表を行った。27年度は、研究計画に従い、2つの課題に取り組んだ。1つ目は、暗号の仕様の記述から、FPGAアクセラレータ用の暗号プログラムの自動生成である。これについては、ブロック暗号用の自動生成は完成している。ブロック暗号アルゴリズムの仕様の図を入力すると、FPGAアクセラレータの実装に最適化された高位合成ツール用のC言語を生成するツールを完成した。実際に3つのブロック暗号のプログラムを生成させ、本ツールが生成したプログラムによる回路シミュレーションの結果と、通常のFPGA用の回路の性能の比較を行った結果、本ツールが生成するプログラムから合成される回路の速度は十分な速度を持つことがわかった。現在、この成果を論文誌に投稿中である。また、ブロック暗号以外にも対応するため、現在はハッシュ関数について、自動生成を行えるように実装中である。現在は自動生成には成功していないが、ハッシュ関数の高速処理については、実験しており、研究会でその成果を発表している。2つ目は線形、差分解析プログラムの自動生成である。暗号アルゴリズム全体、または一部に対して、暗号アルゴリズムの仕様の図に対してツールから指示した部分の線形、差分解析プログラムを自動で生成するものを実装中である。こちらについては自動生成の完成には至っていないが、攻撃プログラムの基本的な実装を行っている。上記進捗状況にある、2つ目の項目、暗号の攻撃アルゴリズムの自動生成について、研究計画では、完成しているところ、実際には完成していない。27年度に完成しなかった主な理由はマンパワー不足で、暗号プログラムの自動生成に注力したためである。攻撃アルゴリズムの自動生成の手法の実装自体は目処がたっているため、28年度の計画を修正してこれの実装に臨む。28年度は、研究計画に基づき、提案する暗号開発支援環境について、(1)暗号学的ハッシュ関数への対応、(2)認証付き暗号への対応、(3)線形・差分特性評価プログラムの自動生成、(4)高階差分特性評価プログラムの自動生成、への取り組みを行った。このうち、(1)、(3)の実装は完了し、MD-5やSHA-1などの複数の種類のハッシュ関数を、本研究で提案する開発支援環境を用いてプログラムの生成を行うことが可能であることを確認した。そして、生成されるプログラムの性能は、公開されている高速なプログラムの性能には及ばないものの、実用的な処理速度であることが確認できた。また、(3)についても、AESのS-Boxや、MISTYのF関数など、作図で入力した暗号アルゴリズムのユーザが指定した部分に対して、差分・線形特性を評価するプログラムを自動で生成する機能を実装し、実際にプログラムを生成させた。そして、そのプログラムを用いてこれらの特性を評価したところ、先行研究により、人手を用いて解析した結果と一致することも確認できた。これらの成果は国内の学会で発表している。これらの成果により、本研究で提案する開発支援環境では、ブロック暗号、ハッシュ関数共に、アルゴリズムの作図から、プログラムを生成することが可能になった。それと同時に、その安全性を評価するプログラムも生成することが可能となり、暗号の実装と評価を同時に行える環境が作成された。また、(2)の認証付き暗号への対応については、現在実装中である。(4)の高階差分特性評価については、(3)の攻撃の実装に時間がかかってしまったこともあり、現在のところ実装は進んでいない。研究実績の概要で示した、(2)認証付き暗号への対応、(4)高階差分特性評価プログラムの自動生成の2項目について、研究計画では完了しているところ、まだ完了していない。(2)については、実装の見通しができているものの、(4)の高階差分特性評価プログラムの自動生成については、予定より遅れている。本年度は、当該研究のテーマである暗号開発環境に対して、ハッシュ関数の作図機能と、その作図からのコード生成手法の確立、そして実用性の評価に注力し、これらを完成させた。ハッシュ関数の作図機能については、マークルダンガード構造とスポンジ構造に対応し、広く用いられているMD-5などのハッシュのほか、新しいSHA-3にも対応可能とした。新たな作図要素を導入し、ハッシュプログラムの生成に必要なパッド情報や、ワードサイズを明記することとした。そして、作図からの繰り返し構造のプログラムの自動生成機能を強化した。このうち、マークルダンガード構造の記述と実装については、国際会議で採択されて、発表を行った。ここでは本研究で実装した開発環境が自動生成したMD-5のプログラムを、SSLで公開されているプログラムと速度比較した。その結果、自動生成したプログラムは、SSLで高速化を行ったプログラムに対して約30%の性能低下に抑えられていることを発表した。スポンジ構造を用いた新しいSHA-3のプログラム生成、性能評価についても行った。アクセラレータとしてGPUとFPGAを用いた結果と合わせて、論文として発表する予定である。また、ハッシュの高速なプログラムの生成生成手法を探るため、アクセラレータとしてGPUをもちいたKeccak(SHA-3と同様の構造)の高速化を行い、こちらも国際会議で発表した。

さらに、本研究で実装してきた、プログラム開発環境について、ブロック暗号生成部の内容をまとめ、本年度に論文として出版した。本研究では、アクセラレータを活用するための暗号開発環境Schematic to Program Transrator 2 (SPT2)を作成した。これは、ハッシュなどの暗号の仕様を作図すると、通常のC言語プログラムの他に、GPUなどのアクセラレータ用にチューニングされたCプログラムを生成するツールである。同時に、その暗号の強度を検証するための、線形確率、差分確率の計算を行うプログラムも生成できる。その成果は、学術論文1編(査読あり)、国際会議プロシーディング2編(査読あり)として出版された。また、口頭発表として、国際会議で3件、国内で6件の発表を行った。今後は、研究計画通りハッシュ関数プログラムの自動生成、差分攻撃の他、高階差分攻撃のプログラムの自動生成に取り組んで行く。また、ここまでの成果の発表が不足しているため、今年度は成果の積極的な発表に取り組む予定である。最終年度となる本年度は、研究計画では公開鍵暗号への対応と、不能差分攻撃への対応となっている。すでに公開鍵暗号について予備的に評価、検討を行っているが、アクセラレータの可能性を引き出すという点では、FPGAの実装に期待が持てるものの、GPUでの実装については応用範囲が狭く、現状では効果が低いと考えている。また、アルゴリズムの記述の一般化も当初見通しよりも厳しくなっている。そのため、今年度は、前年度の実装が遅れた高階差分特性評価プログラムと、本年度の課題である不能差分攻撃プログラムの生成について注力して研究を進めていく計画である。並列処理計画では、FPGAアクセラレータを新規に導入する予定であったが、本年度は、FPGA実装の評価をシミュレーションで行ったため、導入を見送った。代わりにハッシュ関数の高速処理の研究のため、Xeon Phiを導入したが、これはFPGAアクセラレータより安価であったため、次年度使用額が発生した。アクセラレータとして、新しいFPGAボードと開発環境を導入する計画であったが、現在のところ、FPGAを用いた速度評価はシミュレーションで行っており、実機の導入を見送っている。次年度は、Xeon Phiを導入する予定であったが、前倒しで導入を行った。代わりに、今年度導入を考えていたFPGAアクセラレータの導入または、別の新しいアクセラレータの購入に資金を使用したい。特にOpenCLを用いた開発環境一式については、計画段階から、現在に到るまで導入をしたいとの考えは変わっていない。今年度、特に良いハードウェアと開発環境があれば導入したい。ただし、最新のGPUアクセラレータの方が有望であれば、そちらとの比較で決定する予定である。
スポ-ツの現代化に伴う地域社会変動

福島県南会津郡舘岩村・田島町・南郷村の3ヵ町村での調査を終え、今年度はそれらの補充調査と新たに耶麻郡磐梯町、猪苗代町、北塩原村の調査を実施した。しかし、磐梯町のスポ-ツ・リゾ-ト計画の許認可関係が計画より遥かに遅滞し、計画実施前後の住民の対応を追う調査が実施できず、本研究期間においてこの事例を放棄せざるを得なくなった。平成2年度における研究成果は平成3年5月に『「スポ-ツの現代化」と地域振興』(松村和則・佐藤大介編/筑波大学「スポ-ツの現代化」研究会発行P.1ー29、53ー74)において発表した。福島県耶麻郡の3ヵ町村の事例については、産業基盤の実証に欠かせない統計資料、開発関係集落の聞き取り調査を終えている。しかし、これらはいずれも村落社会の変動を実証する為の悉皆調査を実施するまでには至らず、町村レベルの変動要因の予備的調査を完了したに留まる。しかし、磐梯町は源橋、北塩原村は早稲沢にそれぞれの対象地域を絞り込み、集落レベルでの聞き取りを継続中である。平成3年度の研究成果は、南会津郡の3ヵ町村の事例に限って取りまとめる。それぞれの地域に個性を見ることができるが、スポ-ツ・リゾ-トの建設による村落社会の変容に限定すれば、(1)雇用増大、(2)コミュニティ形成、(3)余暇資源開発、(4)家族機能開発(定住化促進)と昨年度の調査で帰納的に導出した機能に関する仮説の中でも(1)、(4)を中心として実証しえた。しかし、その機能には限界があり、スキ-場開発に偏ったスポ-ツリゾ-トの問題点も指摘できる。しかし、南郷村では高齢者の新たなコミュニティ形成の兆しが見え、田島町では都市からの来住者を交えたこミュニティ、開発主体の村落と他の地域とのネットワ-ク形成がみられる。開発の歴史的要因を探ると木地師を中心とした「漂白者」の集落である。こうした開発主体の歴史的分析が今後もっと深められる必要がある。福島県南会津郡舘岩村・田島町・南郷村に加えて、新潟県黒川村での現地予備調査を実施した。その上で、本年度の本調査実施地区を舘岩村と定め、次年度を福島県磐梯町に決定した。それぞれの地域の統計資料の収集を完了し、その年次毎に資料を整理する作業を進めた。さらに、具体的に村落社会の変動を実証する為に悉皆調査の集落をいくつか選定して、舘岩村では、高杖原・八総の2村落に決定し、集落レベルでの予備調査まで実施した。スポ-ツ・リゾ-トの建設及びスキ-実践の量的な増大が村落社会にいかなる影響をもたらしたかを実証的に研究するという目的に沿って作業仮設を立てた。それは、理論的に導き出したものでなく、予備調査の結果帰納的に取り出していった要因を整理しつつ立てた。その機能分析を(1)雇用増大(2)コミュニティ形成(3)余暇資源開発(4)家族機能開発(定住化)の4側面に定め、実証した。特に本年度の対象地である舘岩村高杖原では(1)(4)の機能が実証しえた。特に、高杖原部落では、酪農、稲作農業共に衰退し、離村寸前であった家の定住化にスキ-場開発は大きく機能した。さらに、第3セクタ-方式に依って開発されたホテルは、後継者の雇用のみならず、配偶者選択の「場」を提供したといえ、その結果家族機能を回復したのみならず、「家」存続の機能をもはたすこととなった。また、この村落のサ-ビス産業化(民宿化)を進め、就労形態の大きな変化が起こりつつある。

しかし、南郷村では高齢者の新たなコミュニティ形成の兆しが見え、田島町では都市からの来住者を交えたこミュニティ、開発主体の村落と他の地域とのネットワ-ク形成がみられる。開発の歴史的要因を探ると木地師を中心とした「漂白者」の集落である。こうした開発主体の歴史的分析が今後もっと深められる必要がある。
表面凹凸と物質・熱移動特性のばらつきが裸地表面－大気間の水分・熱交換に与える影響

本研究は,地表面凹凸構造や,土の物質移動特性の空間的なばらつきが,裸地において地表面ー大気間の水および熱の交換過程に与える影響を実験的研究より明らかにし,地表面付近の空気流れモデルと土中物質移動モデルを結合し,地表面凹凸や物質移動特性のばらつきを考慮可能な裸地表面からの水分蒸発を予測する数値解析モデルを構築することを目的として,室内実験ならびに数値解析により研究を進めた.本年度は,昨年度(H29年度)に引き続き,室内実験として1)土カラムからの水分蒸発実験の基礎となる土壌の物性値を求めるための蒸発法を用い,土試料の種類を変えながら,異なるデータ解析方法(簡易法および数値解法)について比較検討し,2)昨年度開発した二次元熱プローブを用い,地中熱蒸発量の二次元的な定量化について検討し,さらには3)畝間のような地表面凹凸を再現した土槽を用いて,地表面凹凸が蒸発過程に与える影響を明らかにする蒸発実験を実施した.実験の結果,1)蒸発法を用いたときに,砂のような粒径の大きな土の場合数値解析に基づく逆解析が必要であるが,シルトのような比較的細粒に土については簡易法でも土の水分移動パラメータを精度よく推定できること,2)地表面凹凸がある場合,風のあたり方で蒸発速度に影響があること,3)顕熱収支法によって土中蒸発量を二次元的に定量化できること,などが示された.一方で,開発したヒートパルスプローブの蒸発量推定に関する精度については今後さらなる検証が必要とされた.また,ほ場でのモニタリング実験に関連した,実験場所の整備並びにセンサー類のキャリブレーションや設置を進めた.数値解析については,プログラムの開発を進める一方で,上記様々な実験結果の再現等に向けてデータの解析に関しても適宜進めた.室内実験を中心に当初計画していた様々な実験を進め,地表面凹凸があるなかでの蒸発実験や,開発した二次元蒸発量推定のためのヒートパルスプローブを用いた実証実験などで,貴重なデータを得ることができ,国際会議等で発表する機会を得た.土中液状水・水蒸気・熱移動解析に関しては,実験データの解析を中心に進めており,研究の取りまとめに向けてさらに実験・解析を進めていく.今後はこれまでの室内実験と解析に加えて,フィールドでのモニタリング研究をより一層進めていく.東京農工大学フィールドサイエンスの研究ほ場内一区画を利用して,モニタリングに向けたセンサー等を設置しており,畝間等を模した形で地表面での凹凸を再現し,裸地を維持したまま,地表面からの蒸発ならびに土中温度・水分量を同時にモニタリングし,凹凸があることによる日射の当たり方や風の当たり方が,土中の水・熱移動に与える影響を実証的に明らかにする.そして,モニタリングデータを用いて,土中液状水・水蒸気・熱移動解析を進め,境界条件(地表面凹凸や不均一性)が与える影響について定量的に明らかにしていく.また,室内実験においては,風洞を用いた蒸発実験を進め,風量・風速や地表面凹凸など境界での条件が,地表面からの水分蒸発,ひいては土中の水・熱動態に与える影響を明らかにしていく.今年度は最終年度でもあるので,これまでの研究成果を積極的に国際会議や論文として発表していく.本研究は,地表面凹凸構造や,土の物質移動特性の空間的なばらつきが,裸地において地表面ー大気間の水および熱の交換過程に与える影響を実験的研究より明らかにし,地表面付近の空気流れモデルと土中物質移動モデルを結合し,地表面凹凸や物質移動特性のばらつきを考慮可能な裸地表面からの水分蒸発を予測する数値解析モデルを構築することを目的として,室内実験ならびに数値解析により研究を進めた.本年度は,昨年度(H29年度)に引き続き,室内実験として1)土カラムからの水分蒸発実験の基礎となる土壌の物性値を求めるための蒸発法を用い,土試料の種類を変えながら,異なるデータ解析方法(簡易法および数値解法)について比較検討し,2)昨年度開発した二次元熱プローブを用い,地中熱蒸発量の二次元的な定量化について検討し,さらには3)畝間のような地表面凹凸を再現した土槽を用いて,地表面凹凸が蒸発過程に与える影響を明らかにする蒸発実験を実施した.実験の結果,1)蒸発法を用いたときに,砂のような粒径の大きな土の場合数値解析に基づく逆解析が必要であるが,シルトのような比較的細粒に土については簡易法でも土の水分移動パラメータを精度よく推定できること,2)地表面凹凸がある場合,風のあたり方で蒸発速度に影響があること,3)顕熱収支法によって土中蒸発量を二次元的に定量化できること,などが示された.一方で,開発したヒートパルスプローブの蒸発量推定に関する精度については今後さらなる検証が必要とされた.また,ほ場でのモニタリング実験に関連した,実験場所の整備並びにセンサー類のキャリブレーションや設置を進めた.数値解析については,プログラムの開発を進める一方で,上記様々な実験結果の再現等に向けてデータの解析に関しても適宜進めた.室内実験を中心に当初計画していた様々な実験を進め,地表面凹凸があるなかでの蒸発実験や,開発した二次元蒸発量推定のためのヒートパルスプローブを用いた実証実験などで,貴重なデータを得ることができ,国際会議等で発表する機会を得た.土中液状水・水蒸気・熱移動解析に関しては,実験データの解析を中心に進めており,研究の取りまとめに向けてさらに実験・解析を進めていく.空気流れの乱れに寄与する地表面凹凸構造や,土の物質移動特性の空間的なばらつきが,裸地において地表面ー

大気間の水および熱の交換過程に与える影響を実験的研究より明らかにし,地表面付近の空気流れモデルと土中物質移動モデルを結合し,地表面凹凸や物質移動特性のばらつきを考慮可能な裸地表面からの水分蒸発を予測する数値解析モデルを構築することを目的として,室内実験ならびに数値解析により研究を進めた.本年度は,室内実験として1)土カラムからの水分蒸発実験の基礎となる土壌の物性値を求めるための蒸発法について,簡易的な手法で物性値を推定する方法と数値モデルを用いて逆解析に基づいて推定する方法についての比較検討を始め,2)顕熱収支法に基づいて二次元的な蒸発量を定量化するための熱パルスプローブの開発に取り掛かった.本熱パルスプローブは複数の12本のヒーターと32本の温度センサーから構成されるもので,二次元的な温度分布の測定から,二次元の蒸発量を推定する考えに基づくものである.そのほか,本格的な風洞を用いた蒸発実験に向けて,室内での送風機を用いて,砂やシルトを用いた蒸発実験を開始した.数値解析については,土中の液状水・水蒸気・熱の移動解析における境界条件の設定について,地表面凹凸がある場合の日射や風速の取扱いについての検討を進めた.特に日射やそれに伴う地表面熱フラックスの推定については,土中水分・熱移動解析とのカップリングは十分達せされた.畝間を模した解析では,畝間の向きが南北なのか東西なのかによって,日中日射が当たる場合や影となる場合とがあり,特に土中温度への影響が大きく,その結果として土中水分移動が影響を受けることが示された.初年度のとしては,実験および数値解析それぞれにおいて,様々な蒸発実験の実施や今後の実験に向けた準備並びに,土中液状水・水蒸気・熱移動解析に関しておおむね順調に進展していると判断した.地表面凹凸が空気流れに与える影響を考慮した境界条件の設定について,今後一層の進捗が不可欠である.今後はこれまでの室内実験と解析に加えて,フィールドでのモニタリング研究をより一層進めていく.東京農工大学フィールドサイエンスの研究ほ場内一区画を利用して,モニタリングに向けたセンサー等を設置しており,畝間等を模した形で地表面での凹凸を再現し,裸地を維持したまま,地表面からの蒸発ならびに土中温度・水分量を同時にモニタリングし,凹凸があることによる日射の当たり方や風の当たり方が,土中の水・熱移動に与える影響を実証的に明らかにする.そして,モニタリングデータを用いて,土中液状水・水蒸気・熱移動解析を進め,境界条件(地表面凹凸や不均一性)が与える影響について定量的に明らかにしていく.また,室内実験においては,風洞を用いた蒸発実験を進め,風量・風速や地表面凹凸など境界での条件が,地表面からの水分蒸発,ひいては土中の水・熱動態に与える影響を明らかにしていく.今年度は最終年度でもあるので,これまでの研究成果を積極的に国際会議や論文として発表していく.今後は,本研究の目的達成のために,様々な条件下での蒸発実験を室内で実施するとともに,風洞実験に向けた準備を進めること,さらにはほ場でのモニタリング実験の実施を進めていく.また,数値解析に必要な土の水分移動パラメータ推定のための方法についてさらに検討を進める.数値解析においては,これまで開発したプログラムによる計算事例の蓄積とさらなるプログラムの開発をより一層進捗させる.
ナノテクノロジーの応用によるブタ胚の代謝機能の解明と効率的体外生産

屠場由来の未成熟卵子を用いたブタ胚体外生産は、汎用性の高い技術として一般に認知されているものの、その効率は未だ低率に留まっている。その原因の一つとして体外での卵子成熟の不備が指摘されており、卵子成熟培養法の新たなる展開が強く求められている。マイクロチップを利用してブタ卵子の体外成熟を行う場合、微小培養環境に適合した卵成熟機構を制御することが重要である。卵丘細胞卵子複合体(COC)は、ゴナドトロピン(GTH)刺激を受けることで2nd messengerであるcAMPが上昇し、分化・成熟が誘導される。また、COCの主要な物質輸送チャンネルであるGap junctional communication(GJC)の消長にもGTHの関与が報告されている。そこで、本年度はマイクロチップ内での効率的なブタ胚体外生産技術開発のモデル実験の一環として、cAMP分解酵素であるphosphodiesterase(PDE)の抑制が成熟培養時のブタCOCに及ぼす影響についてまずマクロ環境において解析した。FSHまたはPDE阻害剤(IBMX)を添加した10%ウシ胎仔血清を含むM199中でCOCを20時間培養し、培養期間のCOCにおけるGJC、cAMP濃度およびLH受容体発現を検証した。【結果】FSH区のCOCにおけるGJCは培養に伴い速やかに低下したが、IBMX区ではFSH区と比較してGJCの低下は緩やかであり、その差は有意だった。また、FSH、IBMX区共に無添加区と比較してCOC中のcAMP濃度は有意に増加し、その上昇はFSH区においてより顕著であった。さらに、FSH、IBMX両区において、無添加区と比較してLH受容体発現が有意に増加した。以上より、ブタCOCのPDEを抑制することで成熟培養中のGJCが持続し、さらにFSHによる刺激無しにLH受容体発現が誘導されることが明らかになり、従来法に変わる新たなブタ卵子の体外成熟方法の可能性を示した(Molecular Reproduction and Developmentに掲載決定)。本研究成果は、マイクロチップを利用してブタ卵子の体外成熟培養を行う場合の基盤的な知見になる。体外培養胚は体内発生胚と比較して発生能が低く、その原因の一つとして高い酸化ストレスの負荷が示唆される。そこで、本年度はナノテクノロジーを応用したマイクロチップ内での効率的なブタ胚体外生産技術開発のモデル実験として、通常(マクロ)の体外培養下において高抗酸化環境が胚の体外発生能に及ぼす効果を明らかにするために、まずグルタチオン(GSH)およびチオレドキシンを添加した培地でブタ体外生産胚を培養し、胚の発生能および胚中GSH量を検証した。卵子の回収、成熟培養および体外受精はKikuchi et al.(2002)に従った(受精日=D0)。受精後、GSH(0.055μM)およびチオレドキシン(0.12mg/ml)を添加した培地中でD6まで胚を培養し、胚盤胞までの発生率および胚盤胞中細胞数を計測した。また、4細胞期胚(D2)および胚盤胞(D6)の胚1個あたりのGSH量を比較した。その結果、胚盤胞までの発生率は、GSH0.5μMあるいは1μM添加区、およびチオレドキシン1mg/ml添加区において、無添加区と比較して有意(P<0.05)に高く、胚盤胞中細胞数もGSH1μM添加区において有意(P<0.01)に増加した。胚中GSH量は、GSH1μM添加区で培養期間を通して無添加区よりも有意(P<0.05)に高く、チオレドキシン1mg/ml添加区においても4細胞期で無添加区よりも有意(P<0.01)に高かった。以上の結果より、GSHおよびチオレドキシンを培地に添加することで、ブタ胚への酸化ストレスが軽減され高率での胚盤胞の作出が可能であることが示された。酸化ストレスは胚の割球にアポトーシスを誘発することが知られている。そこで、前述のGSH/TRX添加培地を用いて、ブタ胚盤胞におけるアポトーシス誘発動態を検証した。定法に従い卵子成熟培養および体外受精を行い、受精後、GSH(0.5および1μM)あるいはTRX(1mg/ml)添加培地中で6日間胚を培養した後、Propidium Iodideで核を染色して胚盤胞中の細胞数を測定した。またTUNEL法によりアポトーシス細胞を検出し、総細胞に占めるアポトーシス細胞の割合を算出した。その結果、胚盤胞までの発生率は、GSHおよびTRX添加区において、無添加区と比較して有意に高かった。アポトーシス細胞数は、各区間で有意差は検出されなかったが、胚盤胞中細胞数はGSHおよびTRX添加区において有意に増加し、総細胞数に占めるアポトーシス細胞の割合も両添加区において有意に低下した。以上より、GSHあるいはTRXを培地に添加することで、ブタ胚のアポトーシス細胞の割合が低下し、高品質の胚盤胞の作出が可能となることが示された。本年度は、ナノテクノロジーを応用したマイクロチップ内での効率的なブタ胚体外生産技術開発のモデル実験として、高抗酸化環境が胚の体外発生能に及ぼす効果を明らかにした。まず、グルタチオン(GSH)およびチオレドキシンを添加した培地でブタ体外生産胚を培養し、胚の発生能および胚中GSH量を検証した。

その結果,両抗酸化物質の添加により胚細胞質中のH_2O_2濃度の有意な低下および胚盤胞発生率の有意な向上を確認した。さらに,胚を構成する細胞のアポトーシス死が抑制され,胚盤胞を構成する細胞数の有意な上昇が認められた。この結果から,高い還元状態での胚培養により,高効率かつ高品質のブタ胚の生産が可能であることが示された(Molecular Reproduction and Development,2006;73:998-1007)。また、卵丘細胞卵子複合体(COC)は、ゴナドトロピン(GTH)刺激を受けることで2nd messengerであるCAMPが上昇し、分化・成熟が誘導される。さらに、COCの主要な物質輸送チャンネルであるGap junctional communication (GJC)の消長にもGTHの関与が報告されている。そこで、cAMP分解酵素であるphosphodiesterase(PDE)の抑制が成熟培養時のブタCOCに及ぼす影響について解析した。FSHまたはPDE阻害剤(IBMX)を添加した10%ウシ胎仔血清を含むM199中でCOCを20時間培養し、培養期間のCOCにおけるGJC、cAMP度およびLH受容体発現を検証した。その結果、FSH区のCOCにおけるGJCは培養に伴い速やかに低下したが、IBMX区ではFSH区および対照区と比較してGJCの低下は緩やかであり、その差は両区に対して有意だった。また、FSH、IBMX区共に無添加区と比較してCOC中のcAMP度は有意に増加し、その上昇はFSH区においてより顕著であった。さらに、FSH、IBMX両区において、無添加区と比較してLH受容体発現が有意に増加した。以上より、ブタCOCのPDEを抑制することで成熟培養中のGJCが持続し、さらにFSHによる刺激無しにLH受容体発現が誘導されることが明らかになった(Biology of Reproductionに投稿、現在査読中)。屠場由来の未成熟卵子を用いたブタ胚体外生産は、汎用性の高い技術として一般に認知されているものの、その効率は未だ低率に留まっている。その原因の一つとして体外での卵子成熟の不備が指摘されており、卵子成熟培養法の新たなる展開が強く求められている。マイクロチップを利用してブタ卵子の体外成熟を行う場合、微小培養環境に適合した卵成熟機構を制御することが重要である。卵丘細胞卵子複合体(COC)は、ゴナドトロピン(GTH)刺激を受けることで2nd messengerであるcAMPが上昇し、分化・成熟が誘導される。また、COCの主要な物質輸送チャンネルであるGap junctional communication(GJC)の消長にもGTHの関与が報告されている。そこで、本年度はマイクロチップ内での効率的なブタ胚体外生産技術開発のモデル実験の一環として、cAMP分解酵素であるphosphodiesterase(PDE)の抑制が成熟培養時のブタCOCに及ぼす影響についてまずマクロ環境において解析した。FSHまたはPDE阻害剤(IBMX)を添加した10%ウシ胎仔血清を含むM199中でCOCを20時間培養し、培養期間のCOCにおけるGJC、cAMP濃度およびLH受容体発現を検証した。【結果】FSH区のCOCにおけるGJCは培養に伴い速やかに低下したが、IBMX区ではFSH区と比較してGJCの低下は緩やかであり、その差は有意だった。
微小管結合蛋白質Spag5の機能解析と精巣形成不全症の遺伝子導入による救済実験

微小管結合蛋白質Spag5は細胞分裂中期の進行において必要であると信じられているが、そのノックアウトマウスは正常であったと報告されている。Spag5の生体内での機能を明らかにするために、精巣のセルトリ細胞の増殖が障害され不妊となるSpag5突然変異ラット(hgn/hgn)に、Spag5 cDNA-トランスジェニックラットを交配することで、Spag5 cDNAを導入した。これにより生殖能は改善し、Spag5が精巣の発達に必須であることが示された。本研究はSpag5/astrinの機能喪失型突然変異を有する精巣形成不全症ラットを用いて生体でのSpag5/astrinの生理機能を明らかにすることを目的としている。このことは精巣形成不全症ラットで生殖腺と腎臓の低形成および全身の成長遅延が生じるメカニズムを明らかにすることで達成できる。具体的には、胎生期から生後初期の発症ラットの生殖腺と腎臓を含む臓器の病態を、特に細胞分裂と細胞死の観点から精査し、正常ラットの臓器および組織を用いてSpag5の時空間的発現パターンを明らかにする。Spag5のトランスジェニックラットを作成してHGN系統と交配し、hgn/hgnラットでSpag5を過剰発現させることで表現型が救済されるか否かを調査する。これらの実験によりSpag5が真に精巣形成不全症ラットの責任遺伝子であることを立証でき、精巣形成不全症ラットの多面的な表現型のどの部分がSpag5の異常により直接引き起こされているのかを明らかにすることができる。本年度は胎生期から生後初期の発症ラットの精巣および腎臓で細胞分裂活性とアポトーシスの状況を調査した。発症の臓器ではアポトーシスの亢進と細胞増殖活性の低下を認めた。Spag5に射するペプチド抗体を作製し、免疫染色によるSpag5の局在化を試みたが、特異的な免疫反応が得られなかったので、相補的なRNAプローブによるin situ hybridizationを試行した。しかし、シグナル強度が弱いため、TSAなどの増感処理を検討する必要がある。精巣由来のcDNAから全長のSpag5をクローニングすることに成功したため、次年度はトランスジェニックラットを作成し、救済実験を行う予定である。本研究は、Spag5/astrinの機能喪失型突然変異を有する精巣形成不全症ラットを用いて、生体でのSpag5/astrinの生理機能を明らかにすることを目的としている。このことは、精巣形成不全症ラットで生殖腺と腎臓の低形成および全身の成長遅延が生じるメカニズムを明らかにすることで達成できる。具体的には、胎生期から生後初期の発症ラットの生殖腺と腎臓を含む臓器の病態を、特に細胞分裂と細胞死の観点から精査する。さらに、Spag5のトランスジェニック(Tg)ラットを作成し、HGN系統と交配し、hgn/hgnラットでSpag5を過剩発現させることで表現型が救済されるか否かを調査する。昨年度胎生期に遡って細胞分裂とアポトーシスの関与を解析したため、本年度はSpag5-Tgラットを作成した。正常ラットのSpag5遺伝子をCAGベクターにクローニングし、マウスの肝臓へ導入し、ラットSpag5の発現が誘導されることを確認した。次いでWistarラットの受精卵に遺伝子導入し、出生後PCRにて導入遺伝子の有無を確認した。結果的に、6匹で導入遺伝子が陽性であった。これらのラットをhgn/hgnの雌あるいは+/hgnの雄と交配し、+/hgnで導入遺伝子陽性個体を複数得た。これらを+/hgnの雄またはhgn/hgnの雌と交配し、PCRによる判定で、hgn/hgnで導入遺伝子を有する個体を複数得ている。精巣病態の救済に関して確実な判断を行うために、精子形成力開始する時期まで個体を維持する方針であり、次年度にこれらの動物の病理学的検索を行う予定である。本研究は、Spag5/Astrinの機能喪失型突然変異を有する精巣形成不全症(hgn/hgn)ラットが、生殖腺と腎臓の低形成および全身の成長遅延を生じるメカニズムを調査し、in vivoでのSpag5/Astrinの生理機能を明らかにすることを目的としている。具体的には、胎生期から生後初期のhgn/hgnラットの臓器の病理発生を、特に細胞分裂と細胞死の観点から精査する。さらに、Spag5のトランスジェニック(Tg)ラットを作製し、HGN系統と交配することで、hgn/hgnラットでSpag5を発現する動物(hgn/hgn-Tg(Spag5+))を作出し、表現型が救済されるか否かを調査する。これらの実験により、Spag5が真に精巣形成不全症の責任遺伝子であることを確認でき、hgn/hgnラットの多面的表現型がSpag5の異常により直接引き起こされていることを立証できると考えられる。

昨年度、全身性に発現する様にCAGベクターにつないだSpag5 cDNAを正常ラットに導入し、Spag5-Tgラットを作出した。本年度は、それをHGN系統に導入することで、hgn/hgn-Tg(Spag5+)ラットを得て、その表現型を解析した。hgn/hgn-Tg(Spag5+)ラットは、正常に生育し、腎臓の重量は正常と同様で、ネフロン数も正常であった。精巣はhgn/hgn-Tg(-)において正常の約1%の重量であったのに対して、hgn/hgn-Tg(Spag5+)では正常の約30%であった。副生殖器の重量は正常と同等であった。hgn/hgn-Tg(Spag5+)の精巣組織では精子形成が確認され、発情前期の雌と同居させたところ、正常な交尾行動を示し、雌は妊娠し、産子数も正常であった。これらのことから、hgn/hgnで見られる腎低形成症と不妊はSpag5の導入により救済されることが立証された。