hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎虚血再還流傷害におけるオートファジーの役割について

オートファジーは細胞内分解システムのひとつであり、細胞構成成分の代謝回転を担うことにより細胞の生存に必須の役割を果たす。本研究では腎近位尿細管特異的オートファジー不全マウスを作成・解析し、まず基底レベルのオートファジーが尿細管のホメオスタシスの維持を担うことを証明した。さらに急性腎傷害(腎虚血再灌流モデルおよびシスプラチン腎症モデル)におけるオートファジーの役割を検討し、オートファジーがミトコンドリアにおける酸化ストレスの除去やタンパク凝集塊の除去などを介して急性腎障害ストレスに対抗し、細胞保護的に働くことを示したオートファジーは細胞内分解システムのひとつであり、細胞構成成分の代謝回転を担うことにより細胞の生存に必須の役割を果たす。本研究ではまずKAP-CreマウスとAtg5 floxマウスを交配することにより近位尿細管特異的オートファジー不全マウスを作成・解析し、尿細管におけるオートファジーの役割を検討した。ノックアウトマウスはメンデルの法則に基づき出生し、弱齢では目立った異常は認めなかったが、8週令以降軽度の腎腫大を、6か月令で軽度の尿糖とアミノ酸尿を認めた。9か月令までの観察では腎機能、生存率の差はなかった。組織学的検索では、ノックアウトマウスの近位尿細管細胞の細胞質においてPAS弱陽性の均質な沈着物およびユビキチン陽性・P62陽性の細胞内封入体を認め、また電子顕微鏡レベルで異常な形態のミトコンドリアの集積を認めた。以上より、基底レベルのオートファジーは尿細管のホメオスタシスの維持を担うことが判明した。次に急性腎傷害におけるオートファジーの役割を虚血・再灌流(I/R)障害をモデルに検討した。まず、LC3-GFPトランスジェニックマウスにI/R障害を与えたところ、LC3 dotが近位尿細管において多数形成された。このことから、I/R障害により近位尿細管においてオートファジーが亢進することが判明した。次に、近位尿細管特異的オートファジー不全マウスおよび野生型マウスにI/R障害を与え、尿細管細胞の障害の程度を組織学的に比較したところ、オートファジー不全マウスでは野生型マウスに比較して、I/R障害後の腎障害が増悪した。オートファジー不全マウスの尿細管細胞の細胞質にはユビキチンおよびp62陽性の封入体が蓄積した。このことから、オートファジーは、尿細管障害において、I/R障害に対抗して細胞保護的に働くことが判明した。研究成果オートファジーは、蛋白質やオルガネラの分解・処理により細胞内恒常性を維持するが、シスプラチン(以下、Cis)腎症でのオートファジーの役割に関する報告は少ない。研究代表者らは近位尿細管特異的オートファジー不全マウス(Atg5F/F;KAP-cre、以下、KOマウス)を用いて、Cis腎症でのオートファジーの役割を検討した。具体的には8週齢のKOおよび野生型マウスにCis(15mg/kg)を腹腔内投与し、3日後に腎機能・組織傷害などを評価した。また、KOおよび野生型マウス由来の近位尿細管細胞(Atg5(-)PTECおよびAtg5(+)PTEC)をCis(50μM)存在下で培養し、ミトコンドリアでのROS産生量をMitoSOXRedによって評価した。その結果KOマウスでは、Cis投与により腎機能および組織傷害が有意に増悪し、DNA損傷(γ-H2AXで評価)、p53活性化、アポトーシス、p62/ユビキチン陽性の蛋白凝集体が有意に増加した。また、Atg5(-)PTECではAtg5(+)PTECと比べて、Cis存在下でミトコンドリア由来ROS産生量が有意に増加し、生存率も低下した。これらのことからオートファジーはDNA損傷、異常蛋白の蓄積、ミトコンドリアにおけるROS産生などの抑制により、Cis腎症において防御的に機能すると考えられた。意義・重要性これらの成果はこれまで結論が一定していなかったオートファジーのシスプラチン腎症における保護効果の有無を厳密に検証した点で画期的であると考える。また将来薬剤によりオートファジーを亢進させ、腎障害を軽減するという臨床応用に道を開くものである。平成22年度にマウスに腎虚血再灌流負荷をかけると、オートファジー不全下でp62陽性・ユビキチン陽性のタンパク凝集体が形成されることを見出した。このタンパク凝集体には細胞が虚血ストレス下で隔離して無毒化している物質が含まれていると推測した。虚血再灌流負荷を施した腎尿細管細胞特異的オートファジー不全マウスの腎臓の切片を未固定化下でp62抗体にて染色し、陽性に染まる部分をレーザーマクロダイセクションにて切り出し質量分析を用いて解析する方針で、現在必要な機器を準備中である。

前年度においてオートファジーがシスプラチン腎症において腎尿細管内のミトコンドリア傷害を軽減することによって防御的に機能していることを見出し報告した。現在特に海外において悪性腫瘍の治療の際、抗がん剤(特に白金製剤)に加えてオートファジー阻害剤(クロロキンなど)を投与する試みがなされている。これはがん細胞がオートファジーを利用して生存をはかるメカニズムを遮断する狙いがある。我々は動物実験の結果からこの併用により腎障害をきたしうると考え、警鐘を鳴らす目的でCancer Research誌に報告した。本年度はシクロスポリン腎症におけるオートファジーの役割についても検討した。シクロスポリンを投与するとオートファジー不全下では、虚血再灌流負荷やシスプラチン投与下と同様に腎障害が悪化することが判明した。そのメカニズムを探索する過程で、シクロスポリン投与下ではアミノ酸の消費の亢進、細胞内エネルギー不足が生じており、オートファジーがにそれらに対して防御的に機能(つまり細胞適応)していることがわかってきた。現在われわれはシクロスポリン負荷を代謝ストレスととらえ、オートファジーがそれを軽減すべく機能しているという観点から解析しようと計画中である。当初の仮説通りの結果が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。オートファジーはシスプラチン腎症においていかなるメカニズムで尿細管細胞を守っているのかを解明したい。また腎臓の別の疾患モデルでもオートファジーが保護的に働いているのか検証したい。
海水中の尿素の高感度分析法の開発と貧栄養海域の物質循環における尿素の役割の解明

亜熱帯海域の炭素循環研究における最大の課題は、光合成による冬から夏にかけての正味の二酸化炭素吸収(純群集生産)を駆動する窒素の供給・同化過程が未確認で、二酸化炭素吸収の変動の仕組みが解明されていないことである。本研究は、これまで研究例の少ない尿素に着目し、高感度吸光光度分析技術を駆使して亜熱帯海域における尿素のダイナミクスを観測することにより、尿素が純群集生産を支える窒素源であるか否かを検証するものである。平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて、北太平洋亜熱帯域を東西に広くカバーするトランゼクトにおいて尿素の空間分布を明らかにした。大部分の測点において尿素濃度は混合層内で顕著に高く、深くなるにつれて低下する鉛直プロファイルを示した。亜熱帯海域における主要な一次生産者であるProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子(ureC)を解析したところ、混合層内においてureC発現量が顕著に高かった。ureC発現量は、尿素濃度、尿素/アンモニウム塩濃度比、溶存有機態窒素に占める尿素の割合と有意な正の相関を示した。Prochlorococcusの尿素利用能は、高尿素環境下や、アンモニウム塩および尿素以外の溶存有機態窒素が相対的に低濃度の環境下において高まることが明らかとなった。また、気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸による東部インド洋の航海に参加し、尿素動態に関する観測および試料採取を実施した。平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて亜熱帯海域における尿素の濃度分布を把握することが主目的であった。現場観測で得られた試料を分析することにより、北太平洋亜熱帯域における尿素の空間分布を明らかにすることができた。また、尿素の鉛直プロファイルに関連したProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子発現も明らかにすることができ、尿素利用の一端を捉えることに成功した。西部北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において尿素動態に関する観測および試料採取も実施できたことから、当初の計画通り、本研究は順調に進展しているといえる。平成29-30年度に気象庁観測船および海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸の航海で北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において採取した試料を分析し、尿素濃度の時空間分布を明らかにする。白鳳丸による東部インド洋の航海では、尿素取り込み速度および尿素代謝遺伝子に関する試料も採取しており、それらの分析およびデータ解析を行う。平成31年度には気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、白鳳丸による東部南太平洋亜熱帯域の航海が予定されており、これらの航海においても尿素動態に関する観測および試料採取を実施する。平成32年度以降も観測航海、試料採取および分析、データ解析を実施し、尿素が亜熱帯海域の純群集生産を支える窒素源であるか否かを明らかにする。平成29年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムの開発に取り組んだ。先行研究を参考にして、100 cmの長光路セルを組み込んだ分析システムを構築し、反応時間および温度、試薬の組成と濃度を決定した。全自動分析には必須となる界面活性剤について詳細な検討を行い、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドが最も適していることを明らかにした。3%NaCl、西部北太平洋亜熱帯域表層水、相模湾深層水を用いてブランクを選定したところ、相模湾深層水の吸光度が最も低くブランクに適していることがわかった。本システムは1時間あたり10試料測定可能であり、検量線は0-1000 nMの尿素態窒素濃度の範囲で直線性および強い相関を示し、先行研究に比べて十分に低い検出限界(5 nM)が得られた。気象庁航海において西部北太平洋亜熱帯域の200 m以浅から採取した試料を測定したところ、25-134 nMの尿素態窒素濃度であり、鉛直的にダイナミックな変動が観測された。現場試料を用いて繰り返し測定を行い、変動係数を求めたところ5%以下であり、高感度高精度で分析可能であることが実証された。平成29年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムの開発が主目的であった。実際にシステムを構築し、界面活性剤およびブランクの詳細な検討を行い、亜熱帯海域の試料でも高感度高精度で分析できる手法を確立することができた。さらに、気象庁観測船および海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸に乗船し、北太平洋亜熱帯域において尿素動態に関する観測および試料採取を実施した。尿素濃度に関する一部の試料については既に分析を開始しており、データが得られている。以上より、当初の計画通り、本研究は順調に進展しているといえる。

本研究は、これまで研究例の少ない尿素に着目し、高感度吸光光度分析技術を駆使して亜熱帯海域における尿素のダイナミクスを観測することにより、尿素が純群集生産を支える窒素源であるか否かを検証するものである。平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて、北太平洋亜熱帯域を東西に広くカバーするトランゼクトにおいて尿素の空間分布を明らかにした。大部分の測点において尿素濃度は混合層内で顕著に高く、深くなるにつれて低下する鉛直プロファイルを示した。亜熱帯海域における主要な一次生産者であるProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子(ureC)を解析したところ、混合層内においてureC発現量が顕著に高かった。ureC発現量は、尿素濃度、尿素/アンモニウム塩濃度比、溶存有機態窒素に占める尿素の割合と有意な正の相関を示した。Prochlorococcusの尿素利用能は、高尿素環境下や、アンモニウム塩および尿素以外の溶存有機態窒素が相対的に低濃度の環境下において高まることが明らかとなった。また、気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸による東部インド洋の航海に参加し、尿素動態に関する観測および試料採取を実施した。平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて亜熱帯海域における尿素の濃度分布を把握することが主目的であった。現場観測で得られた試料を分析することにより、北太平洋亜熱帯域における尿素の空間分布を明らかにすることができた。また、尿素の鉛直プロファイルに関連したProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子発現も明らかにすることができ、尿素利用の一端を捉えることに成功した。西部北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において尿素動態に関する観測および試料採取も実施できたことから、当初の計画通り、本研究は順調に進展しているといえる。確立した尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて、平成29年度に気象庁観測船および海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸の航海で北太平洋亜熱帯域において採取した試料を分析し、尿素濃度の時空間分布を明らかにする。平成29年度の白鳳丸航海では、尿素取り込み速度および尿素代謝遺伝子に関する試料も採取しており、それらの分析およびデータ解析を行う。平成30年度には気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、白鳳丸による東部インド洋亜熱帯域の航海が予定されており、これらの航海においても尿素動態に関する観測および試料採取を実施する。平成31年度以降も観測航海、試料採取および分析、データ解析を実施し、尿素が亜熱帯海域の純群集生産を支える窒素源であるか否かを明らかにする。平成29-30年度に気象庁観測船および海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸の航海で北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において採取した試料を分析し、尿素濃度の時空間分布を明らかにする。白鳳丸による東部インド洋の航海では、尿素取り込み速度および尿素代謝遺伝子に関する試料も採取しており、それらの分析およびデータ解析を行う。平成31年度には気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、白鳳丸による東部南太平洋亜熱帯域の航海が予定されており、これらの航海においても尿素動態に関する観測および試料採取を実施する。平成32年度以降も観測航海、試料採取および分析、データ解析を実施し、尿素が亜熱帯海域の純群集生産を支える窒素源であるか否かを明らかにする。
社会的企業が担うまちづくり事業のスキームモデル類型の開発と運用実験に関する研究

本研究は、第1に、研究代表者が実際に関わっている、鶴岡、花巻、柏崎、鳥取におけるまちづくり市民事業において、広い意味での社会的企業を核にした多様はフォーメーションを実現する参与研究、第2に、実務家も含めた「市民事業研究会」における我が国の多様な事例の分析と評価、第3に、これらの成果を踏まえた6月の「まちづくり市民事業が拓く世界」と題したシンポジウムでの討論、第4に、イタリアにおける社会的企業(社会的協同組合)を核にした「住宅・地域まちづくり事業」の展開実態に関する現地調査、によって遂行した。第1に関しては、すべての関与している事業が、完成されたものから構想段階のものまで、様々であるがすべてにおいて、本研究が仮定している社会的企業を核にしたまちづくり市民事業というスキームで前進しており、多様な類型の評価が可能になっている。第2の研究会における検討の結果、まちづくり市民事業を核としたスキームモデルを5つに類型化することができ、地域特性との関係を分析した。第3のシンポジウムでは、より広く市民事業に取り組んでいる専門家のプレゼンテーションと意見交換により、まちづくり市民事業を核とした施策統合の可能性が明らかになった。第4のイタリアにおける現地調査においては、2つの住宅都市開発協同組合グループと、環境に関わる社会的協同組合の調査により、具体的な社会的企業の事業展開、相互の連携とそれから生み出される先進的総合的課題解決のスキーム、およびその大きな可能性を解明することができた。これらの成果により、本研究が仮定しているビジョンが、現実の施策と事業として展開する可能性を明らかにできた。本研究は様々な条件に適応可能なまちづくり事業運営方法(以下「スキームモデル」)類型を開発し、地域住民と協働でスキームモデル運用実験を行い、この運用の過程で創出する地域住民政策連携体(以下「ローカルレジーム」)形成プロセス分析を目的としている。平成20年度において国内外の基礎的なデータ分析とその応用を住民や専門家らと検討し、住民組織の立ち上げ準備とモデル類型開発の基礎を構築した。社会的企業のまちづくりにおける事業を「市民事業」と定義し、市民事業がどのようなスキームモデルを構築し、地域において運用されていくのか調査を行った。1.日本・欧州における社会的企業のまちづくり事業分析(1)研究会にて実践者による情報提供とその蓄積:2ヶ月に1回定期的な研究会を実施し、セミナーを1月に実施した。(2)他国事例のデータベース構築と分析:イタリア(伝統的な協働組合等日本に類似する)、イギリス(政府による法的誘導による)、及びイスラエル(先進国とは異なる方法による)の社会的企業とまちづくりに事例調査を実施。2.社会的企業が担うまちづくり事業のスキームモデル類型開発(1)運用実験として、山形県鶴岡市におけるスキームモデルを構築の継続調査を実施した。【実施したセミナー】早稲田都市計画フォーラム主催第73回連続セミナー「まちづくり市民事業の実践」2009年1月16日(金)午後18:3020:30「まちづくり市民事業」の可能性と展開に関わる問題提起を行い、それに対する具体的論点ついて議論を行い、また、これらを支える政策のありかたについて討論をおこなった。平成21で年度は上記現地調査の継続とそれらからローカルレジーム形成プロセスの分析と早稲田大学都市フォーラムの実施を予定している本研究は、第1に、研究代表者が実際に関わっている、鶴岡、花巻、柏崎、鳥取におけるまちづくり市民事業において、広い意味での社会的企業を核にした多様はフォーメーションを実現する参与研究、第2に、実務家も含めた「市民事業研究会」における我が国の多様な事例の分析と評価、第3に、これらの成果を踏まえた6月の「まちづくり市民事業が拓く世界」と題したシンポジウムでの討論、第4に、イタリアにおける社会的企業(社会的協同組合)を核にした「住宅・地域まちづくり事業」の展開実態に関する現地調査、によって遂行した。
組込みソフトウェア非正常系仕様化のための要求分析とプロマネの実践的モデリング研究

現在,我々の生活の周辺では,家電機器や医療機器などに,コンピューターが組込まれている.そのコンピューターを制御するための組込みソフトウェアは,次世代の我が国経済の牽引役として大きく期待される一方,我々の生活に密接するため,その品質が大きく問題視されている.そこで,組込みソフトウェアの要求分析や設計の際に,家電機器や医療機器などに起き得る障害を見つけ出すための分析手法を,技術とプロマネの両面から明らかにした.現在,我々の生活の周辺では,家電機器や医療機器などに,コンピューターが組込まれている.そのコンピューターを制御するための組込みソフトウェアは,次世代の我が国経済の牽引役として大きく期待される一方,我々の生活に密接するため,その品質が大きく問題視されている.そこで,組込みソフトウェアの要求分析や設計の際に,家電機器や医療機器などに起き得る障害を見つけ出すための分析手法を,技術とプロマネの両面から明らかにした.仕様化手法の中の個別手法として,下記の(1)と(2)を研究した.また,仕様化を統御するための技術として,下記の(3)も研究した.(1)組込みソフトウェア非正常系仕様化のための静的モデリング技術研究組込みソフトウェアに,組込みシステムのデバイスや,組込みシステムの動作環境も加えた対象世界を情報過程として捉え,その中の情報フローの構造を静的に分析することによって,非正常系の仕様を解明するためのモデリング技術を研究した.具体的には,情報フロー・ダイアグラムの表現モデルを規定し,更に分析手法も整理した.(2)組込みソフトウェア非正常系仕様化のための動的モデリング技術研究前述の対象世界の中で起きる障害の原因現象と結果現象の動的な連鎖を障害シナリオとして捉え,その障害シナリオを発見し分析することによって,非正常系の仕様を解明するためのモデリング技術を研究した.具体的には,分析マトリクスと障害シナリオ構成方法を中心にして,障害の原因現象や結果現象やその中間現象の発見方法を整理した.(3)組込みソフトウェア開発上流工程のプロジェクト・マネジメントのモデル研究組込みソフトウェア開発の上流工程においては,ユーザ要求分析とシステム要求分析とアーキテクチャ設計を,混然一体として進めている事例が多い.その主因として,アーキテクチャ設計によって組込みシステムの要素デバイスが決まらなければ,そのデバイスに起因する障害種別が分からず,その障害種別が分からなければ,その障害対策に対するユーザ要求も出せないことがあげられる.そこで,(a)非正常系を考慮した組込みシステムのプロダクト・モデル,(b)組込みソフトウェア開発上流工程のプロセス・モデル,(c)組込みソフトウェア開発上流工程のヒューマン・リソース・モデルを研究した.組込みソフトウェア非正常系仕様化のための手法について、以下に述べるように、手法の統合と統御方法について研究した。(1)仕様化の手法統合研究データフロー・ダイアグラムに類似した、研究代表者らの提案による情報フロー・ダイアグラムを適用した静的な要求分析技術と、状態遷移表に類似した、研究代表者らの提案による分析マトリクスを適用した動的な分析技術を研究している。後者は熟練技術者向きであり、前者は熟練技術者のもとで未熟練者も使用できる。そこで、本年度は、この2つの手法の統合を図り、少数の熟練技術者と未熟練技術者を組み合わせたチームによる分析の可能性について研究した。なお、非正常系の知識ベースについては、障害分析や失敗学などにおける知識の特徴について研究し、知識の抽象化がキーであることを明らかにした。手法統合に関する理論化と、知識抽象化の具体化については、今後の研究が望まれる。(2)仕様化の統御方法研究非正常系の要求分析全体の統御方法を明らかにするため、プロジェクト・マネジメントの面から、チーム・ビルディングについて研究した。チーム・ビルディングにおいては、チーム・メンバーのスキルの種別とレベルが特に重要である。非正常系の分析においては、機械や電気、人間系、使用環境などの多様な専門分野のスキルが必要なので、マトリクス組織型のプロジェクト有効である。スキルのレベルについては、組込みソフトウェア・スキル標準を適用できる。3年計画の最終年度として研究をまとめ上げるため、以下の仕様化手法と仕様化統御の統合と、検証実験を行った。(1)仕様化手法と仕様化統御の統合研究仕様化手法については、従来から情報フローダイアグラムを用いる静的な分析手法と分析マトリクスを用いる動的な分析手法を研究してきた。本年度は、その静的な分析手法と動的な分析手法を包含した概念モデルを完成させ、その上で両分析手法の定式化を行った。特に、分析の動的な過程は、分析者に理解し易いように、定性推論の視点から定式化した。仕様化統御については、前述の分析手法をベースにして、組込み製品の制御の視点から観測可能性と制御可能性の概念を、プロブレム・フレームの基本フレームと関係付けて研究した。この方法によって、仕様化手法を、もう一段高い視点から統御できるようになった。(2)検証実験組込みソフトウェアの非正常系を分析するには、非正常系に関する知識が必要である。その非正常系の知識については、具象性と抽象性のレベルが特に重要である。具象性が高いと適用範囲が狭く、具体的な問題へ適用できる知識を選択するのが困難である。そのため、エキスパート知識を抽象化したガイドワードが有用である。そこで、既存の抽象的なガイドワードに、家電製品の構成要素種別に特有なガイドワードも加えた。その際、ガイドワード相互の抽象的な階層に着目した。また、ガイドワードと前述の基本フレームの関係も考慮した。実験の結果、ガイドワードの有用性は判明している。
試験管内遺伝的プログラミング

鞭打ちPCR(WPCR)反応では、ヘアピン構造をとるDNA分子を鋳型としたポリメラーゼ伸長を繰り返すことで、自律的な分子計算を試験管内で実装する。原理上、多くのNP完全問題を解くことができ、試験管内での進化計算(EWPCR)や、RNA-タンパク質融合法と組み合わせたプログラム可能なタンパク質進化(XWPCR)への応用も可能である。しかし、バックハイブリダイゼーション(BH)とよばれる自己阻害が、実用化に向けた大規模化への深刻な障害となる。BHはWPCRの過程自体による阻害であるため、反応条件の最適化や配列設計によって克服することは不可能である。本プロジェクトでは、WPCRやその改良法におけるBHの影響を実験的に解析し、基礎となる計算過程の再設計を行い、特にXWPCRによる試験管内タンパク質進化に向けて最適化を行った。主な業績は、(1)処理効率の熱力学的モデル化の実験による検証、(2)高信頼度の「タグ-アンチタグシステム」配列設計のための結合平衡モデルの開発、(3)高信頼度の分子計算と固定化のための配列を進化させるソフトウェア「NucleicPark」の実装、(4)本質的な改良法である「Displacement WPCR(DWPCR)」の開発と実験による検証である。DWPCRは、ポリメラーゼによる鎖置換と部位の保護によってBHを克服し、100%近い計算効率が達成できる。さらに、温度サイクルが不要であるため、生体内での応用が可能になる。プライマー配列が計算と分離されており、組換えタンパク質を不安定化する配列の翻訳が全くないため、XWPCRによってエキソン・シャッフリングを行うことが可能であり、より厳密に自然の進化システムを模倣できる。DWPCRや開発したモデルおよびソフトウェアは、特に進化プログラミング向けに最適化された、高効率な分子計算のための標準手法となることが期待される。研究計画の第1年目は、リンカーにより固定したWhiplash PCR反応系で入出力および演算を実行する際に起こるハイブリダイゼーションのエラーを予測するため、平衡モデルを組み合わせたモデル化の開発・実行に重点を置いて研究を行った。明瞭な解析のため、個々のDNAストランドがヘアピン構造もしくは入力一本鎖DNA分子とのハイブリダイゼーションを形成する単純な反応系(Tag-Antitag (TAT))を採用した。従来のモデルでは、単独状態でのエラー型二本鎖構造の融解温度(Tm)のみを考慮したより単純なモデルを用いて予測していたため、DNA分子のエラー時のふるまいが非現実的な予測と一致しないという深刻な欠点があった。この不一致を解決するため、任意の濃度での一種の入力に対する応答としてTAT系のエラーをモデル化した(従来は低濃度の入力に対してのみモデル化)。得られたモデルは、二本鎖形成に関する2状態モデルと統計的なジッパリングモデルの両者を用いて、それぞれソフトウェアMathematicaおよびRose研で開発したNucleicParkにより実行した。モデルの正当性の検証は、予測した単純な(単独状態の)解離時におけるDNA分子のふるまいと、文献から得た実験的に観測された分子のふるまいを比較して行った。モデルによる総合的な予測の結果、ハイブリダイゼーション時のエラーに関する既存の2つの描像のあいだをよく統合することが示された。低濃度の入力については既存の組み合わせモデルとよく一致し、過剰量の入力については正しいもしくはエラー分子種の間でのTmの最小エラーを予測し、ほぼ等量の入力についてはこの2つの異なるふるまいの間で鮮明な遷移が起こることを予測した。逆問題への応用(WPCR系およびDNAチップでのエラーを低減するDNA符号化のデザイン)は、モデル予測を遺伝的アルゴリズムと組み合わせてNucleicParkにより実行して達成した。(1)実験的なモデルの検証、

(2)高信頼度でのWPCR反応の実行の両者に有効な符号語セットの開発を進めている。モデルに関する予備的な報告を[2][3]に発表した。一部の結果は[4]に掲載予定である。総合的な報告はDNAチップのエラー解析としてBioinformatics誌へ投稿準備中である。研究計画の第二年次は、Whiplash PCR(WPCR)反応を高効率で実行する上でのより実際的な問題の検証と改善に重点を置いた。「バックハイブリダイゼーション」に起因する反応効率の低下を予測した関係式、およびPWPCR法やDWPCR法による反応効率の改善を実証するための実験をデザインし、現在も実験を進めている。一連の実験では、蛍光基の間で起こる蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用して、バックハイブリダイゼーションによるヘアピン構造と目的のヘアピン構造を直接観測して見分けることができる。高効率で固定化できるDNA配列をWPCR反応向けに設計するために第一年次に開発した、タグ-アンチタグ系およびヘアピン形成時のエラーに関する平衡モデルの詳細を、WPCR/PWPCR反応系の概要と併せてNatural Computing誌[2]、国際会議KESO4での招待公演(Keynote Lecture)[5]において発表した。エラーに関するモデルを固定化と入力を行う際の最適温度の評価が可能になるように拡張し、Java言語で実装した。このモデルはKESO4で「a Best Paper Award」を受賞し、KES Journal誌の招待論文として発表した[1]。さらに大きな系でのシミュレーションに向けて、ソフトウェアの並列化を進めている。PWPCR法の実行には困難が予想されたため、高効率でWPCR反応を行うためのよりすぐれた改善法を考案した。このDWPCR法では、PNAを結合させる代わりにDNAポリメラーゼを用いた伸長反応によりDNA鎖を交換し、バックハイブリダイゼーションが起こるサイトを保護する。PWPCR法よりも大幅に高い反応効率が予測され、WPCR反応による遺伝的プログラムの実装を困難にするPNA結合のための配列が不要となる。3年目の取り組みは、1、2年目に開発した理論モデルおよびシミュレーションツールと、2年目に開発したモデル測定系および改良型WPCR反応とを組み合わせた、2つの段階に分けられる。第1段階では、WPCR反応効率についての統計熱力学的な予測の実験検証が完了した。非目的構造存在下における目的構造形成効率の予測能力を評価するため、競合するDNAヘアピン構造形成をモデル測定系とした。反応のシステムレベルでの挙動を、FRETを用いた測定により解析した。理論モデルによる予測と実験結果を、2つのヘアピン構造それぞれ単独での融解過程、および競合させた反応において比較した。予測と実験結果がよく一致し、モデル予測にもとづいた反応のシステムレベルでの制御やプログラミングの実現可能性が示された。
障害者への合理的配慮を実現するための動作と所作の自己調整・学習メソッドの開発

本研究では,特別な支援を必要とする子供達(視覚障がい,聴覚障がい,知的/発達障がい,運動障がい)の自立と社会参加を促進するための自己調整とモニタリング・アシストを,市販のスマートフォンのみで実現することをゴールとしている。研究期間内での成果としては,まず各障がいのある児童・生徒が日常生活や授業・作業学習における克服困難箇所の抽出・構造化を行った。これにより具体的にどのような支援が必要であるか把握できる。次に,生活や作業場面における具体的なフィードバック及びアシスト方法について検討・開発した。汎用性を高めるため特殊な装置を使用せず一般消費者向けの機器を対象として,知的障害のある児童生徒向けには,作業学習における自己調整とフィードバック(木工作業,職業体験でのコーヒーミル作業)では,スマートフォンとスマートウォッチを利用して実現した。またタブレット端末を使用する際に筆圧検知とそのフィードバック機能を開発し,筆記時の自己調整を支援する手立てとした。また,視覚障害のある児童生徒向けには,自分の表情を評価するシステムを開発し,表情筋の感覚と客観的に判断される表情の印象語との関係を認知できるシステムを開発し,視覚支援学校で試行した。そして肢体不自由児に対しては,対象児童が操作可能なスイッチを用いてICT機器等をコントロールすることにより目的の活動を実現する装置を開発し,どうしても受け身になりがちな重度肢体不自由児の活動を,「自分の意思で装置を動作させる」ことにより主体的・能動的な活動に変えることを可能にした。研究初年度は,研究計画通り特別支援の現場で生じている状況を調査研究した。具体的には,様々な障害種について,日常・学校生活において生じている課題を授業観察・教諭へのヒアリングから見取り,1.課題の状況,2.課題が生じている原因,3.可能だと考えられる対応の3点について検討した。調査対象校は,宮城県立光明支援学校,宮城教育大学附属特別支援学校での2度の継続的な授業参観・教諭へのヒアリング,宮城県立視覚支援学校での授業参観・教諭へのヒアリング,宮城県立聴覚支援学校での授業参観・教諭へのヒアリングであり,延べ約47時間実施した。これらの調査より,抽出した必要性の高いと考えられた課題の3.考えられる対応の51件を基にICTを用いた支援を検討した。例えば,コミュニケーションに関する障害については,SSTの成果の定量化が求められていた。知的・発達障害におけるICTを用いた支援としては,答えやすいような工夫をするために,イラストを用いて感情を伝えるアプリを使用する。物事を客観的に見るようにさせるために,紙芝居を作成するアプリを使用し,自分の行動を客観視させる。物事を関連付けて考えさせるために,事前・事後指導で動画や写真を示し,学習につながりをつくる。周囲の人たちからの支援を受けやすくするために,サポートブックを電子化することが挙げられた。視覚障害におけるICTを用いた支援としては,現在位置を視覚以外の情報で知ることができるようにするために,読み上げ機能,センサを利用し現在位置を推定するなどが挙げられた。聴覚障害におけるICTを用いた支援としては,情報のやり取りが遅延しないようにするために,音声認識等や描画アプリでの筆談機能が挙げられた。なお,初年度の成果は,日本産業技術教育学会東北支部にて発表した。研究計画として予定していた,各障害における現場の状況を視察・ヒアリングし,状況(Situation)と原因(Reason) ,そして対応(Correspondence)をSRCマップとして構造化することで,次年度の方向性を確立することはできた。その一方で,調査可能な生徒が居た場合に実施予定としていたデータの取得を行うことは出来なかった。しかしその原因は,現場との時期的な問題であるため,次年度に向けて調整済みであるため,実質的には研究遅延に相当しないため,概ね順調と判断した。研究2年目では,前年度に調査した様々な障害種について合理的配慮の可能性を整理し,生徒の自己調整および学習メソッドの開発を具体化し,特に視覚支援学校で実際に利用し,効果の検証へと研究フェーズを移しつつある。視覚支援が必要な生徒達の自己調整および学習メソッドとして対象としたのは,SST(social Skill Training)における非言語コミュニケーションである表情の表出と,身体の状態,特に腕の位置状態を自分自身で把握するかという点に焦点を当てた。表情認識については,視覚障害の子供たちが自分の表情を意識化するために,表情の分類を5種類(嬉しさ,怒り,悲しさ,驚き,無表情)に判別し,特に笑顔についてはその程度について数量化して示した。これを用いて,特定の表情を表現する自己調整プログラムと,シナリオ型の問題設定教材を作成し,条件分岐として表情を判別するプログラムを試作した。これにより,表情によって結果が変わる仕組みとなっている。腕の位置の判別は,目標とする位置の情報をセットすることで,そこからのズレを計測する機能を開発した。表情認識装置のセンシングデータをAndroidデバイスで読み取り,評価とフィードバックするアプリケーションの試作を,宮城県視覚支援学校および山形県立盲学校にて試行し,協力生徒の観察および教員からヒアリングを行った。また腕の位置状態を把握する方法として,スマートウォッチを利用し,腕の動き,傾きなどを振動や音で協力生徒へフォードバックするアプリケーションの試作を行い試行し,腕の空間的位置の習得を行う方法の検討を開始した。昨年度,試行実践できなかった事項についても,今年度順調に実施することができ,当初計画していた今年度の目標である,センシング方法とフィードバック方法を検討することが出来たため。3年目の目標としては,当事者である子供たちの状況をフィードバックする方法の妥当性の検証と状況の把握を遠隔で行えることを設定していた。今年度は概ねその目標に到達できた。

合理的配慮への対応において,自己による調整とのバランスについて焦点を絞って研究を進め,新学習指導要領など言及される「対話的な学びの過程」や協働,コミュニケーションという点においても,表情によるノンバーバル情報の重要性に注目し,視覚障害をもつ子供たちの表情の自己調整を支援するための研究を推進した。表情の状況を確認する場面を新たに設定することは困難であると判断し,主に新たなテクノロジとして,子供たちが楽しみながら・遊びながら自分自身の表情を意識し,コミュニケーションを促進できるよう,表情じゃんけんというゲームアプリケーションおよび教材を開発した。学習メソッドとしては,絵本式の表情表出教材をもとに自己調整のトレーニングを進められるようなもの開発に着手した。絵本の中で様々なシチュエーションや文脈が示され,その時にどのような表情ができるか,表情認識アプリとともに絵本を進めていくことで表情表出が行いやすくなることを期待している。遠隔で状況を把握するために,システム化を行い,いわゆるLMS(Learning Management System)を応用する形で過去のトレーニング履歴を把握でき,どの表情表出gあ得意か苦手かということを指導者または本人が把握できるものの開発にも着手している。また,国内で1件,海外で1件の研究成果発表を行った。当初予定している計画どおり進捗している。しかし,時代とともに新たなテクノロジが生まれてきていることと,表情の自己調整の,いわゆる学習履歴をもとに子供たちに自分自身のことをメタ認知するようなシステムの必要性も示唆された。本研究では,特別な支援を必要とする子供達(視覚障がい,聴覚障がい,知的/発達障がい,運動障がい)の自立と社会参加を促進するための自己調整とモニタリング・アシストを,市販のスマートフォンのみで実現することをゴールとしている。研究期間内での成果としては,まず各障がいのある児童・生徒が日常生活や授業・作業学習における克服困難箇所の抽出・構造化を行った。これにより具体的にどのような支援が必要であるか把握できる。次に,生活や作業場面における具体的なフィードバック及びアシスト方法について検討・開発した。汎用性を高めるため特殊な装置を使用せず一般消費者向けの機器を対象として,知的障害のある児童生徒向けには,作業学習における自己調整とフィードバック(木工作業,職業体験でのコーヒーミル作業)では,スマートフォンとスマートウォッチを利用して実現した。またタブレット端末を使用する際に筆圧検知とそのフィードバック機能を開発し,筆記時の自己調整を支援する手立てとした。また,視覚障害のある児童生徒向けには,自分の表情を評価するシステムを開発し,表情筋の感覚と客観的に判断される表情の印象語との関係を認知できるシステムを開発し,視覚支援学校で試行した。
聴覚関連遺伝子Fkbp5の機能解析と急性感音難聴の病態解明

平成29年度にはFkbp5ホモノックアウトマウスの系統を確立し、その聴力を検討した。6-8週齢ホモノックアウトマウスの聴性脳幹反応閾値には(42.1±12.5dB SPL、n=12、クリックABR)、6週齢野生型マウスの聴力閾値(37.1±7.5dB SPL、n=9)と有意差を認めなかった(p=0.146, t-test)。平成30年4月現在、Fkbp5ホモノックアウトマウスの系統を維持し、引き続き強大音響暴露により難聴を惹起させた条件等での聴力を検討している。当研究の目的は、急性感音難聴における、Fkbp5を含む、グルココルチコイドシグナリングの機能を解明することである。従って平成29年度には雌6週齢野生型マウスを120dBオクターブバンドノイズに暴露して急性感音難聴を発症させ、蝸牛でのグルココルチコイドシグナリング関連遺伝子の発現を検討した。RT-PCRアレイを用いて、グルココルチコイドレセプターおよび、その下流の転写因子11種類と、その他、グルココルチコイドシグナリングによる制御を受けると報告されている遺伝子の発現を、合計84種類検討した。難聴発症後12時間後には、そのうち92.9% (84遺伝子中78遺伝子)では、難聴発症群と、コントロール群の間で有意な変動はみとめなかった。2倍以上または1/2以下の、有意な変動を認めた遺伝子(p<0.05, n=3)として、Aqp1 (Aquaporin 1), Diras2 (DIRAS family, GTP-binding RAS-like 2),Has2 (Hyaluronan synthase 2), Il1rn (Interleukin 1 receptor antagonist), Il6ra (Interleukin 6 receptor, alpha), Pou2f2 (POU domain, class 2, transcription factor 2)を同定した。以上の結果より、騒音暴露による難聴発症時の蝸牛では、内因性のグルココルチコイドによる、グルココルチコイドシグナリング遺伝子の大幅な変動はみとめなかった。今後の研究に関して、グルココルチコイドの全身投与、鼓室内投与によって、免疫関連遺伝子等の発現は変動すると予想される。当研究は、聴覚関連遺伝子Fkbp5の内耳、蝸牛における機能の解明を目的とする。Fkbp5は内耳、蝸牛へのステロイド投与(急性感音難聴治療モデル)によって、発現量が増加する遺伝子である。平成28年度はFkbp5ノックアウトマウスの系統の立ち上げを行った。マウスFkbp5はクロモソーム17番に存在し、456アミノ酸をコードする遺伝子である。3.7kBのmRNA (cDNA配列)をコードしており、内耳、蝸牛を含む神経感覚器系、免疫系等の細胞に発現している。当研究で用いているFkbp5(Fkbp51)ノックアウトマウスではFkbp5遺伝子のエクソン2が欠失している。当研究で用いられるノックアウトマウスの樹立では、まず129SvJマウスのES細胞にエレクトロポレーションによりFkbp5遺伝子ターゲッテイングベクターが導入され、C57BL/6マウスバックグラウンドで、Fkbp5ノックアウトマウスの系統が樹立されたものである。当Fkbp5ノックアウトマウスはホモ接合体で発生、成熟し、雄、雌ともに成体での生殖能も維持されている。平成28年度に当研究を開始した時点では、当ノックアウトマウスの系統は凍結胚の状態で保存されており、凍結胚を融解し、偽妊娠マウスの卵管に胚を移植した。すでにヘテロ結合体のbreeding pairを得たので、C57BL/6バックグラウンドで、ホモ接合体成体マウスを作成中である。個体選別の際のgenotyping primersの配列も確定し、PCRを問題なく開始し、岡山大学耳鼻咽喉科実験室および、岡山大学鹿田地区動物資源部門でホモノックアウトマウスを維持する準備を整えた。平成28年度末までに以上の計画・作業を、実行中である。交付申請書に記した計画では、平成28年度にはまず、Fkbp5ノックアウトマウスの系統樹立を行い、平成28年度、29年度、30年度に順次、ノックアウトマウスでの聴性脳幹反応による聴力確認、音響外傷による難聴の惹起、電子顕微鏡による観察、DNAマイクロアレイや定量RT-PCRによる遺伝子発現解析、免疫染色法による蛋白発現解析といった実験を行う予定であった。当研究の動物実験は、岡山大学動物実験委員会およびDNA組み換え実験の承認を得ておこなっているが、これらの審査承認に予想以上の準備期間を要した。しかしながら平成28年度にこれらの審査承認は完了することができたので、Fkbp5ノックアウトマウスの発注を行った。平成28年度末に、交配に必要なヘテロマウスはすでに岡山大学鹿田地区動物資源部門に搬入されたので、ホモノックアウトマウスの樹立にむけた作業を開始した状態である。当研究計画で最も基本になるのは、Fkbp5ノックアウトマウスの確立である。また、予算配分の面で、平成28年度に最も高額になるのはFkbp5ノックアウトマウスの購入費用であるが、これについては上述の様に、すでにヘテロマウスが納入されたので、支払いをおえた。また個体選別のためのPCRについても、予想通りのプロトコールを確立した。したがって、ホモノックアウトマウスを維持する準備は整った。

しかしながら、前述の様に、聴力検査、難聴の惹起、電子顕微鏡による観察、遺伝子・蛋白発現の検討といった実験を開始するには至っていないので、当初の研究計画よりやや遅れていると評価した。平成29年度にはFkbp5ホモノックアウトマウスの系統を確立し、その聴力を検討した。6-8週齢ホモノックアウトマウスの聴性脳幹反応閾値には(42.1±12.5dB SPL、n=12、クリックABR)、6週齢野生型マウスの聴力閾値(37.1±7.5dB SPL、n=9)と有意差を認めなかった(p=0.146, t-test)。平成30年4月現在、Fkbp5ホモノックアウトマウスの系統を維持し、引き続き強大音響暴露により難聴を惹起させた条件等での聴力を検討している。当研究の目的は、急性感音難聴における、Fkbp5を含む、グルココルチコイドシグナリングの機能を解明することである。従って平成29年度には雌6週齢野生型マウスを120dBオクターブバンドノイズに暴露して急性感音難聴を発症させ、蝸牛でのグルココルチコイドシグナリング関連遺伝子の発現を検討した。RT-PCRアレイを用いて、グルココルチコイドレセプターおよび、その下流の転写因子11種類と、その他、グルココルチコイドシグナリングによる制御を受けると報告されている遺伝子の発現を、合計84種類検討した。難聴発症後12時間後には、そのうち92.9% (84遺伝子中78遺伝子)では、難聴発症群と、コントロール群の間で有意な変動はみとめなかった。2倍以上または1/2以下の、有意な変動を認めた遺伝子(p<0.05, n=3)として、Aqp1 (Aquaporin 1), Diras2 (DIRAS family, GTP-binding RAS-like 2),Has2 (Hyaluronan synthase 2), Il1rn (Interleukin 1 receptor antagonist), Il6ra (Interleukin 6 receptor, alpha), Pou2f2 (POU domain, class 2, transcription factor 2)を同定した。以上の結果より、騒音暴露による難聴発症時の蝸牛では、内因性のグルココルチコイドによる、グルココルチコイドシグナリング遺伝子の大幅な変動はみとめなかった。今後の研究に関して、グルココルチコイドの全身投与、鼓室内投与によって、免疫関連遺伝子等の発現は変動すると予想される。当研究の目的は、ステロイドシグナリング関連遺伝子である、Fkbp5の、聴覚における機能や急性感音難聴発症時のステロイド薬理作用との関連を明らかにすることである。この目的のためFkbp5ノックアウトマウスを用いる。何らかの原因で、ノックアウトマウスの維持に支障が起きた場合には、野生型マウスにおいて、音響外傷で難聴を発症させて、蝸牛でのFkbp5発現を検討する等して、当初の研究目的に沿ったデータを提出する必要がある。平成28年度末の状況としては、Fkbp5ホモノックアウトマウスの系統樹立、維持には特に支障は起こっていないので、引き続きノックアウトマウスの維持を行う。Fkbp5ホモノックアウトマウスが得られたら、聴性脳幹反応による聴力確認、音響外傷による難聴の惹起、電子顕微鏡による観察、DNAマイクロアレイや定量RT-PCRによる遺伝子発現解析、免疫染色法による蛋白発現解析などを行う計画である。
提供配偶子の利用を巡る生殖補助医療の法制度化の課題

日本においては、生殖補助医療の技術の進歩とともに、生殖補助医療を利用する家族が増加しているが、生殖補助医療を規制する法律はまだ制定されていない。日本では1949年に提供精子による人工授精によって最初の子が誕生して以来、ドナーの匿名性のもとに多くの子が生まれていることから、特に子の出自を知る権利を巡る問題がクローズアップされている。また、海外での卵子提供や代理懐胎の利用、シングル女性・レズビアン女性による提供精子を用いた自己授精などに伴う問題が生じている。本研究では、生殖補助医療に関する法制度の進んだオーストラリア・ビクトリア州の事例をもとに、これらの問題を分析し、日本における「提供配偶子の利用を巡る生殖補助医療の法制度化の課題」を明らかにすることを目的としている。オーストラリア・ビクトリア州では、生殖補助医療によって生まれたすべての子に、生まれた時に関係なく出自を知る権利を認めるAssisted Reproductive Treatment Further Amendment Act 2016(2016年改正法)が2017年3月から施行された。法律の施行後におけるドナーや子の情報について、当事者からのアクセスなど、ドナー、子、親を巡る状況の変化について検討した。また、2010年1月より施行されたAssisted Reproductive Treatment Act 2008 (2008年法)により利他的代理懐胎やシングル女性・レズビアン女性による生殖補助医療の利用が認められている。その後の代理懐胎やシングル女性・レズビアン女性による生殖補助医療の利用に伴う状況の変化や、それらの変化に伴う課題について検討した。さらに、ビクトリア州の事例と日本における事例との比較検討を行った。ビクトリア州では、Infertility (Medical Procedures) Act 1984(1984年法)の施行以降、提供配偶子によって生まれた子(18歳以上)の同意のもとで、ドナーから子の情報へのアクセスを認めている。この法制度は、子とドナーの双方向からの接触を認めるものであり、子とドナーの関係性の発展について調査することのできる貴重な先行事例となっている。すなわち、ドナーの存在が子のみならず、家族全体にとっても無視できないものとなっており、配偶子提供による生殖補助医療の法制度化に伴う重要な課題である。この状況についての調査研究を進めていく予定である。本研究では、生殖補助医療に関する法制度の進んだ海外、特にオーストラリア・ビクトリア州の事例などの分析をもとに、日本における提供配偶子の利用を巡る生殖補助医療の法制度化の課題を明らかにすることを目的としている。オーストラリア・ビクトリア州では、Infertility (Medical Procedures) Act 1984 (1984年法)の施行以降ドナーの匿名性が廃止され、子の出自を知る権利が認められることとなった。しかし、これまで、1984年法の施行前にドナーの匿名性の保障のもとに生まれた子には出自を知る権利が保障されていなかった。「ドナーの匿名性のもとに生まれた子の出自を知る権利を遡及的に認めることは可能なのだろうか」。この課題は日本も含め、生殖補助医療を利用する国にとって避けては通れない課題でもある。Assisted Reproductive Treatment Further Amendment Act 2016(2016年改正法)が2016年2月にビクトリア州議会を通過し、2017年3月1日から施行された。2016年改正法は、「生殖補助医療によって生まれたすべての子に、生まれた時に関係なく出自を知る権利を認める」ものであり、世界に先駆けてこの課題に取組んだ法律である。本年度は、2016年改正法による生殖補助医療制度の取り組みについて調査・分析を行い、次年度の研究に向けての基礎付けとした。また、近年生殖補助医療の一つである代理懐胎(代理出産)を巡って、提供配偶子の利用を伴う問題も生じている。日本では、代理懐胎の実施は認められていないが、海外での利用が報じられている。オーストラリアでは利他的代理懐胎が認められていることから、日本における代理懐胎を巡る議論とオーストラリアの法制度とを比較検討することにより分析した。

さらに、ビクトリア州の事例と日本における事例との比較検討を行った。オーストラリア・ビクトリア州政府の2016年改正法にみられる革新的な改革が、ビクトリア州の社会にどのように評価されているのかを、引き続き調査する。また、オーストラリアの利他的代理懐胎を認める法制度のもとで生じる課題について、さらに深く追究する。ビクトリア州では、Infertility (Medical Procedures) Act 1984(1984年法)の施行以降、提供配偶子によって生まれた子(18歳以上)の同意のもとで、ドナーから子の情報へのアクセスを認めている。この法制度は、子とドナーの双方向からの接触を認めるものであり、子とドナーの関係性の発展について調査することのできる貴重な先行事例となっている。すなわち、ドナーの存在が子のみならず、家族全体にとっても無視できないものとなっており、配偶子提供による生殖補助医療の法制度化に伴う重要な課題である。この状況についての調査研究を進めていく予定である。残額が生じたので次年度使用する。
インスリン非依存型糖尿病における膵b細胞グルコースセンサーの障害機構の解明

我々が樹立したマウスインスリノーマ由来のMIN6細胞は、そのグルコース濃度依存性、グルコース輸送能、発現している糖輸送担体の種類、グルコキナーゼの発現、グルコース利用、などすべての点で正常の膵臓beta細胞ときわめて類似していることを明らかにした。引き続いて、MIN6細胞に、糖輸送担体、ヘキソキナーゼの遺伝子を導入し発現させて、グルコース刺激によるインスリン分泌を検討した。ヘキソナーゼの大量発現により、インスリン分泌のグルコース濃度による容量反応曲線は左にシフトし、グルコースリン酸化のステップがグルコースセンサーとして重要であることが示された。さらに我々はミトコンドリア遺伝子異常による糖尿病を検討した。ミトコンドリアでのATP産生はグルコース刺激によるインスリン分泌に重要であり、この遺伝子異常によりインスリン分泌障害をきたすことは容易に理解できる。我々は母親も糖尿病である300人の糖尿病患者をスクリーニングし、このミトコンドリア遺伝子異常による4家系を見いだした。すなわちその頻度は母系遺伝の糖尿病患者の1%強と考えられ、従来知られている糖尿病の遺伝子異常のなかではもっとも頻度が高い。家系の解析では発症年齢は多岐にわたり、NIDDMからIDDMまでさまざまな病型を呈するが、進行性のインスリン分泌低下に基ずく病状の増悪傾向を認めるという特徴が認められ、次第に経口血糖降下剤が無効となりインスリン治療が必要となるいわゆる経口剤の二次無効例となる症例も多く認められた。これは、我々がすでに見いだした、グルコキナーゼ遺伝子異常の患者では糖尿病状態の進行がきわめて遅いこと、きわめて好対照であった。