hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フーリエ変換質量分析計を用いた糖タンパク質糖鎖自動解析手法の開発

(1)フーリエ変換質量分析計による糖鎖検出感度とフラグメントイオンの解析:フーリエ変換質量分析計による糖鎖解析について、まず検出感度に関する検討を加えた。2-aminobenzamide(2AB)標識糖鎖をマトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法(MALDI)で測定した。その結果、いずれの糖鎖も10ピコモルで良好なスペクトルができた。多段階マスフラグメント解析へ向けた準備が整った。(2)フラグメントパターンから糖鎖構造予測技術開発に関する研究:マトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法飛行時間型質量分析計(MALDI-TOF/MS)で、2AB標識糖鎖の各酵素分解物の分子量を測定してみると、10フェントモルで良好なスペクトルが得られ正確な分子量が決定できた。さらに、この方法は複数の検体を同時に測定でき、糖の結合位置の違いによる影響を受けなかった。また、それぞれの分析に要する時間は、10分以内と大幅に短縮することに成功した。いっぽう、3本鎖複合型糖鎖2AB誘導体についてPDS(Post Source Decay)modeでメタステーブルイオンを測定してみると、約2ピコモルのサンプル量で良好なスペクトルが得られた。得られたスペクトルを解析したみると、還元末端側からおよび非還元末端側から単糖が一個ずつ外れてゆく二通りの解析パターンがあることが明らかになった。さらに、糖結合位置の異なる様々な異性体について詳細にスペクトルを解析してみると、結合位置特異的な解裂パターンを示すことがわかった。今後様々な糖鎖についてのデータの蓄積を計れば糖鎖解析自動化への道が開けると意を強くするものである。(3)応用研究:これらの技術を利用し、正常型および病的プリオンタンパクの糖鎖構造の相違を明らかにできた。現在煩雑である糖鎖シークエンシングについて、糖鎖逐次分解法と質量分析計それぞれの利点を組み合わせた簡易解析技術の開発を目指した。酵素逐次分解法は、糖鎖シークエンシング技術で中心的な位置を占めているが、質量分析計と組み合わせることで、以下の様に分析の高精度化及び分析時間の短縮に成功した。マトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法での飛行時間型質量分析計(MALDI-TOF/MS)で、2-aminobenzamide(2AB)標識糖鎖の各段階での酵素分解物の分子量を測定してみると、ゲルろ過カラム法の千分の一位の感度、つまり10フェントモルで良好なスペクトルを得、正確な分子量が決定できた。さらに、この方法は複数の検体を同時に測定でき、単糖の結合位置の違いによる影響を受けなかった。一方、同様に調製したサンプルでPSD(Post Source Decay)-modeの測定を試みた。2本鎖複合型糖鎖の2AB誘導体についてPSDにより生じるメタステーブルイオンを測定してみると、約2ピコモルのサンプル量で良好なスペクトルが得られた。得られたスペクトルを解析してみると、還元末端側から単糖が一個ずつ外れてゆく解裂と、非還元末端側から単糖が一個ずつ外れてゆく解裂の二通りのパターンがあることが明らかになった。このように質量分析計で得られるフラグメントイオンの解析から、糖鎖シークエンシング推定の可能性を見い出し、質量分析計を主体にした糖鎖解析の基盤技術が開発できた。今後様々な糖鎖に関しPSD-modeのスペクトルデータの蓄積を進めて行けば、糖鎖構造の予測が可能になるものと期待される。フーリエ変換質量分析計で糖鎖の検出を試みたところ10

ピコモルでスペクトルが観察でき、多段階マスフラグメント解析へ向けた準備が整った。.マトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法飛行時間型質量分析計(MALDI.TOF/MS)で、2-aminobenzamide(2AB)標識糖鎖の各酵素分解物の分子量を測定してみると、従来使用していたゲルろ過カラム法の千分の一位の感度、つまり10フェントモルで良好なスペクトルが得られ正確な分子量が決定できた。さらに、この方法は複数の検体を同時に測定でき、糖の結合位置の違いによる影響を受けなかった。また、それぞれの分析に要する時間は、10分以内と大幅に短縮することに成功した。分子量52672.01と52394.74の蛋白質について測定誤差0.01%程度の高分解能での測定が可能であることが判明し、糖鎖を遊離させることなく糖蛋白質そのままで糖鎖構造情報が得られる可能性が高いことが示唆された。一方、2本鎖複合型糖鎖2AB誘導体についてPSD(Post Source Decay)-modeでメタステーブルイオンを測定してみると、約2ピコモルのサンプル量で良好なスペクトルが得られた。得られたスペクトルを解析してみると、還元末端側からおよび非還元末端側から単糖が一個ずつ外れてゆく二通りの解裂パターンがあることが明らかになった。さらに、糖結合位置の異なる様々な異性体について詳細にスペクトルを解析してみると、結合位置毎に特異的な解裂パターンを示すことが分かった。今後様々な糖鎖についてPSD.modeのスペクトルデ二タの解析およびデータの蓄積を進めれば、糖鎖構造の予測が可能になるものと期待される。フーリエ変換質量分析計で2-aminobenzamide(2AB)標識糖鎖の検出感度に関する検討を加えた。マトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法(MALDI)で測定したところ、いずれの糖鎖も10ピコモルで良好なスペクトルが観察できた。いずれの場合もナトリウム付加イオンとして観測されたが、高マンノース型糖鎖はそれに加えてカリウムおよびプロトン付加イオンが観測できた。この結果より、複合型糖鎖に比べて高マンノース型糖鎖の方がイオン化効率が良い可能性が考えられた。また、多段階マスフラグメント解析へ向けた準備が整った。マトリックス支援によるレーザー脱離イオン化法飛行時間型質量分析計(MALDI-TOF/MS)で、2AB標識糖鎖の各酵素分解物の分子量を測定してみると、従来使用していたゲルろ過カラム法の千分の一位の感度、つまり10フェントモルで良好なスペクトルが得られ正確な分子量が決定できた。一方、3本鎖複合型糖鎖2AB誘導体についてPSD(Post Source Decay)-modeでメタステーブルイオンを測定してみると、約2ピコモルのサンプル量で良好なスペクトルが得られた。
鉄硫黄クラスター形成に関与する蛋白質の構造生物学的研究

鉄硫黄(Fe-S)クラスターは数個の非ヘム鉄と無機硫黄からなる蛋白質コファクターで、さまざまな生命活動において主要な働きをしている。細胞内でのFe-Sクラスター形成を担うISC蛋白質群のうち、IscUはin vitroで酸素に対して不安定なFe-Sクラスターを結合することが知られており、Fe-Sクラスター形成の足場として機能すると考えられている。本研究では、Fe-Sクラスターが結合した状態でのIscUの結晶構造解析を行い、Fe-Sクラスターがこの蛋白質の内部でどのように組み立てられ、どのように標的蛋白質に受け渡されるのか理解することを目的としている。超好熱菌Aquifex aeolicus由来のIscUを大腸菌で発現させ、Fe-Sクラスターが結合した状態で精製することに成功した。また、このIscUにFe-Sクラスター安定化変異(D38A)を導入し、同様に発現、精製を行った。ところが、これらの試料のFe-Sクラスターは酸素存在下では数日間のうちに壊れてしまい、このまま結晶化に用いるのは不適当であった。そこで、酸素が存在しない条件下で実験を行うことができる嫌気性チャンバーを使用し、Fe-Sクラスターを安定に保ちながらD38A変異型IscUの精製、結晶化スクリーニングを行った。その結果、Fe-Sクラスター特有の色を呈した結晶を得ることに成功した。SPring-8の放射光を用いて、分解能2.7ÅまでのIscU結晶のX線回折強度を、鉄原子の異常分散を考慮した波長で測定した。鉄硫黄クラスターは数個の非ヘム鉄と無機硫黄からなる蛋白質補因子で、さまざまな生命活動において主要な働きをしている。細胞内での鉄硫黄クラスター形成を担うISC蛋白質群のうち、IscUはin vitroで不安定な鉄硫黄クラスターを結合することが知られており、鉄硫黄クラスター形成の足場として機能すると考えられている。本研究では、鉄硫黄クラスターが結合した状態でのIscUの結晶構造解析を行い、鉄硫黄クラスターがこの蛋白質の内部でどのように組み立てられ、どのように標的蛋白質に受け渡されるのか理解することを目的としている。結晶化に先立ち、IscUの鉄硫黄ク・ラスターの安定化を試みた。超好熱菌Aquifex aeolicus由来のIscUを大腸菌で発現、精製したところ、鉄硫黄クラスター特有の色を呈した試料が得られた。大腸菌由来のIscUは同様の実験でほぼ無色の状態で得られるため、A.aeolicus由来のIscUはより安定な鉄硫黄クラスターを持つと考えられる。さらに、A.aeolicus由来IscU「に既知の鉄硫黄クラスター安定化変異(D38A)を導入し、同様に発現、精製を行った。この変異型IscUも、鉄硫黄クラスター特有の色を持った状態で得られたが、野生型のものとは精製時の挙動や吸収スペクトルが異なっていた。このことから、変異型IscUは野生型とは会合状態や鉄硫黄クラスターの種類が異なっていると考えられる。現在、IscUにランダムに突然変異を導入し、大腸菌のコロニーの色をもとに、さらに安定な鉄硫黄クラスターを結合する変異蛋白質の選別を試みている。
21世紀におけるアジア太平洋の安全保障と日米安保体制の総合的研究

本研究は日米安保体制の役割、課題、問題点を総合的・学際的に研究するなかで、(1)21世紀システムにおける新たな安全保障概念と安全保障の枠組みを考察し、(2)周辺事態関連法、テロ特別対策措置法などが地方自治体や地域住民に及ぼす影響の解明を目指し、アジア太平洋の平和と安定に日本がいかなる役割をはたしうるのかを探求した。研究会は初年度8回、二年度7回、最終年度5回の計20回開催し、テーマの修正や追加を行うとともに、議論を深めるよう努めた。くわえて最終年度は全員参加のワークショップを沖縄で開催し、提出された論文について徹底的に討論し、これらの議論をもとにさらに原稿を書き直してもらった。また、研究成果の公開を心がけ、研究会用のホームページを作成し、研究会の報告状況や収集した大型文献資料を掲載してきた。また、最終年度は沖縄で、沖縄タイムズと琉球新報の後援の下にシンポジウムを開催し、研究成果の一般市民への公開も心がけた(両新聞にその内容が紹介された)。以上の点にくわえて、研究会やシンポジウムの開催を通して、科研のメンバーと知見提供者として招いた日本および海外の研究者との知的交流を拡大するように努め、人的ネットワークの確立という面でも成果を挙げた。この点は、今後の研究活動の地平を拡大するうえで貴重な財産となった。また、大型のマイクロフィルム資料や資料集も購入し、資料面でも充実させることができたことは、将来の研究のさらなる発展にとって大きな意味を持っている、と信じる。代表者および研究分担者の3年間の研究業績としては、単著(英文)1、著書(和文)4、編著(和文)3、共著(英文)掲載論文4、共著(和文)掲載論文7、共編著(和文)1、学会誌(英文、韓国語)掲載論文3、学会誌(和文)掲載論文11、査読学術誌(和文)掲載論文8、その他(大学紀要、論壇誌、専門誌など)8である。なお、現在、科研報告書用に提出された論文をもとに、研究書として本年度中に出版することを目標に編集作業を行っている。このため、本全体の構成や統一性の観点から、執筆者加筆修正中である。本研究は、日米安保体制の役割、課題、問題点を総合的、学際的に検討するなかで、(1)21世紀システムのなかでの新たな安全保障概念と安全保障の枠組の可能性を検討し、さらに(2)周辺事態関連法が地方自治体や地域住民に及ぼす影響の解明を目指し、以上の考察をもとに、アジア太平洋の平和と安定に日本がいかなる役割をはたすことができるかを探求するものである。本研究は3年プロジェクトであるが、初年度(平成12年度)は以下の活動をおこなった。(1)研究会の開催:第一回「沖縄の選択」(諸見里道浩)、第二回「クリントン政権の東アジア政策と日米安保」(菅英輝)、第三回「朝鮮半島における平和と安全保障の現状と展望-南北首脳会談の結果をふまえて」、第四回「沖縄から見たサミット」(長元朝浩)、第五回

「主権国家システムの変容と人間の安全保障」(栗栖薫子)、「東アジアの安全保障に関する中国の考え方」(藩国華)、「NATO拡大とコソボ紛争」(定形衛)、第六回「国際政治とパワー」(大河原伸夫)、第七回「南北首脳会談後の北東アジアにおける安全保障のダイナミクス」(鄭鐘旭)、第八回「沖縄の基地とブッシュ新政権の東アジア戦略」(我部政明)(2)一次資料を含めた文献の収集。菅、リー、栗栖、石田、諸見里はそれぞれ、米国、中国・韓国、コソボ、沖縄を訪問し、一次資料の収集とインタビューなどをおこなった。(3)パワー概念、安全保障概念の洗い直し、日米安保の歴史的再検討など、冷戦後の安全保障を考える基本的視点の確認はできたので、初年度の活動はほぼ予定通りである。二年目は、以上の点を踏まえて、21世紀システムにおける日米安保の位置づけ、地方自治体レベルの安保にかかわる諸問題の検討をおこなう。(4)研究会の活動については、インターネット上に公開しているが、今後この点はさらに充実させていきたい。2001年度科研実績報告本研究は、日米安保体制の役割、課題、問題点を総合的、学際的に検討するなかで、(1)21世紀システムにおける新たな安全保障概念と安全保障の枠組みを考察し、(2)周辺事態関連法、テロ特別対策措置法などが地方自治体や地域住民に及ぼす影響の解明を目指し、アジア太平洋の平和と安定に日本がいかなる役割をはたすことができるかを探求するものである。本年は3年計画の2年次にあたるが、主な活動は以下の通りである。(1)研究会の開催:第1回「沖縄の現状」(前泊博盛)、第2回「日常性/非日常性と安全/不安全」(初瀬龍平)、「人道介入のいわゆる権利について」(アダム・ロバーツ)、第3回「現実主義者の軌跡と日本外交」(豊下楢彦)、「コソボ紛争と予防外交」(定形衛)第4回「国家が与える物語」(石田正治)、「特攻隊の遺書にみる祖国のために死ぬこと」(安達義弘)、「身捨つるほどの祖国はありや」(長元朝浩)、第5回「同時多発テロ事件と朝鮮半島への影響」(任〓淳)、"APitiful, Helpless Giant"(Lloyd C.Gardner)、第6回「地域から問う安全保障」(木村朗)、「自治体・市民と安全保障」(石井捷治)、第7回「普通の国イデオロギーと日本の国益」(豊永郁子)、「QDRと前方展開戦略」(我部政明)、「人道介入をめぐる諸問題について」(定形衛)など。(2)本年度で全ての分担者の報告は終了した。その過程で、人道的介入をテーマとする研究が必要だと判断したので、定形氏に報告をお願いし、3年次からは正式に分担者として参加してもらうことにした。(3)「21世紀における安全保障の課題と展望およびそのなかでの各分担者の論文テーマの位置付け」について各自に原稿の提出を求めた。これをベースに代表者は、3年次の第1回研究会で枠組みの包括的、最終的合意に向けた報告と討論をおこなうことを予定している。(4)研究会活動については、で公開しているがインターネット上で公開しているが、本年度は、別途、報告原稿やレジュメをメンバーが読むことのできるホームページを新たに開設し、研究会に出席できなかった人も読むことが出来るようにした。平成14年度は最終年度なので、諭文執筆に力点をおく活動をおこなった。分担者の報告は昨年度で一巡したこともあり、研究会は外部から日本で活躍中の研究者を招き、報告してもらい、執筆中の論文の肉付けに資するように配慮した。5月18日(第1回)
パプアニューギニア低地住民の遺伝人口データベース構築とAI技術活用による人口推定

家系図データは100年単位での人口の変動を推定するために用いられてきたが,人類20万年の歴史の中での人口の変動を推定することはできなかった。一方遺伝子データは長期間における人の拡散や移動の歴史を推定することは可能であったが,人口変動に関する情報は与えなかった。本研究はこの遺伝情報と家系図データとを組み合わせ,AI技術の一つである深層学習の技術を用いてこれらデータから数100世代にわたる家系図を推定し,人類の人口増加がその拡散に与えた影響に対する示唆を得ることを目的とする。
体系的な高度先端医療等の在り方に関する調査研究

研究背景および目的:わが国の高度先端医療の中核的機関である大学および大学附属病院は、先端生命科学技術等の急速な発展に対応して、より迅速に実験的臨床研究成果を臨床の場に還元し、国民の医療の高度化および発展に貢献することが強く求められている。本研究班の目的は、わが国の高度先端医療の体系的な研究開発の在り方を調査研究することにある。調査経過:わが国におけるこれまでの先端的医療開発の問題点を探り、臨床と基礎的研究を橋渡しする開発研究段階の実験的医療研究(トランスレーショナルリサーチ)に焦点を絞り、定義、わが国の実熊、および今後の在り方について討議を重ねた。これに伴い、トランスレーショナルリサーチおよびIRB(施設内審査委員会)について全国42国立大学医学部にアンケート調査を実施した。また海外との比較検討のためには、米国Bringham & Womens' Hospital、John Hopkins大学、NIH、FDA、米国Geron社、米国GE中央研究所等を視察した。さらに今後世界をリードすべき分野としての、再生医学、EBM、耐性感染症の対処法、メディア活用型医療、遺伝子治療、医療工学、さらに安全管理審査体制の各テーマに沿ったワーキンググループを結成し、現在の問題点および今後の対策について検討した。現状の問題点:わが国の問題点として1)研究者の意識、2)大学附属病院での研究体制、3)臨床系、基礎系、理工系研究者間の不完全な情報ネットワーク4)医学研究活動に対する社会の理解不足、5)研究体制における人的流動性の欠如、6)公的資金配分の非効率性、7)臨床試験実施上の基盤整備の不足、8)研究推進・振興機能と安全管理審査機能との不分離システム、9)人体実験規制関連法の不在などが指摘された。具体的促進策:高度先端医療開発の推進策として、1)大学附属病院高度先端医療開発拠点の整備、2)実験的医療開発推進助成制度の充実、3)安全性・科学的審査体制の整備、4)基礎系研究者と臨床系研究者のブリッジの構築、5)バイオロジーやロボット工学などの他分野の研究者と医学系研究者の共同研究の推進、6)産官学連携体制の構築などが挙げられた。このような役割を効果的に果たす場として、高度先端医療開発センターを全国に拠点整備し、わが国から世界に発信できる最先端医療技術開発の重点的推進を図ることを提案した。同センターでは、流動的な幅広い人材の確保と、機動性を持った組織とするために、研究者は任期制とし、他大学や他分野、企業の研究者など多様な人材の構成によるオープンセンターとする。また、臨床試験の安全性や審査体制の充実のために、各医学部倫理委員会の再定義、ガイドラインの策定および生命倫理諮問委員会の設置などを行うものとする。(研究の目的、方法)21世紀のわが国の医学、医療の分野は、社会環境、科学技術の発展に伴い、その在り方が変化することが見込まれるなかで、急速に進展する生命科学研究等を臨床の場へ効率的かつ迅速に応用する必要がある。しかしながら、新しい治療薬の開発といった、実地臨床につながる独創的な研究は、欧米に比べると極めて立ち後れている。それ故に当研究においては体系的な高度先進医療等の在り方について国内外の研究開発動向、技術動向を調査するとともに、21世紀における先進的医療の在り方についてのイメージを策定し、臨床応用の可能性について調査する。さらには、調査結果に基づいて21世紀の先進的医療の技術課題を明確化するとともに研究開発促進策、普及促進策、研究開発体制および普及条件整備等のための指針を策定する。(本年度の研究の結果)各班員による調査の結果、我が国では、基礎研究分野では、欧米と同等の成果をあげているが、それを臨床応用させるという点で、欧米に極めて立ち後れている現状が明らかになり、その原因として1.大学医学部研究者の意識2.大学医学部での研究体制、3.マッチング機構の欠如、4.情報公開の欠如、5.企業化精神や独創性の欠如、6.研究体制における人的流動性の欠如、7.公的資金の効率的配分における問題8.国際的学術ネットワークの欠如、等が問題点として指摘された。また、これらを解決するためには、我が国が真の発見を生む研究環境とその発見を速やかに産業化に結びつける場を作るという2つの課題を速やかに成し遂げなくてはならず、研究と医療の現場を結びつけるトランスレーショナル・リサーチの場を整備する必要性が示された。さらに、我が国における高度先進医療を進める具体的方策として1.国立大学医学部における診療・研究体制の在り方、2.高度先端医療開発センターの設置、3.治験体制の整備・充実、4.特許申請の迅速化などの法制面のシステム整備、5.マッチング機構の整備、6.研究開発ネットワークの整備、7.EBMの考え方の普及と社会基盤の充実、8.教官の意識の改革、9.医学研究を進める上での倫理的問題の取り扱いについて、等が早急に見直されるべき事項として提案された。

これに伴い、トランスレーショナルリサーチおよびIRB(施設内審査委員会)について全国42国立大学医学部にアンケート調査を実施した。また海外との比較検討のためには、米国Bringham & Womens'Hospital、John Hopkins大学、NIH、FDA、米国Geron社、米国GE中央研究所等を視察した。さらに今後世界をリードすべき分野としての、再生医学、EBM、耐性感染症の対処法、メディア活用型医療、遺伝子治療、医療工学、さらに安全管理審査体制の各テーマに沿ったワーキンググループを結成し、現在の問題点および今後の対策について検討した。現状の問題点:わが国の問題点として1)研究者の意識、2)大学附属病院での研究体制、3)臨床系、基礎系、理工系研究者間の不完全な情報ネットワーク4)医学研究活動に対する社会の理解不足、5)研究体制における人的流動性の欠如、6)公的資金配分の非効率性、7)臨床試験実施上の基盤整備の不足、8)研究推進・振興機能と安全管理審査機能との不分離システム、9)人体実験規制関連法の不在などが指摘された。具体的促進策:高度先端医療開発の推進策として、1)大学附属病院高度先端医療開発拠点の整備、2)実験的医療開発推進助成制度の充実、3)安全性・科学的審査体制の整備、4)基礎系研究者と臨床系研究者のブリッジの構築、5)バイオロジーやロボット工学などの他分野の研究者と医学系研究者の共同研究の推進、6)産官学連携体制の構築などが挙げられた。このような役割を効果的に果たす場として、高度先端医療開発センターを全国に拠点整備し、わが国から世界に発信できる最先端医療技術開発の重点的推進を図ることを提案した。同センターでは、流動的な幅広い人材の確保と、機動性を持った組織とするために、研究者は任期制とし、他大学や他分野、企業の研究者など多様な人材の構成によるオープンセンターとする。また、臨床試験の安全性や審査体制の充実のために、各医学部倫理委員会の再定義、ガイドラインの策定および生命倫理諮問委員会の設置などを行うものとする。研究背景および目的:わが国の高度先端医療の中核的機関である大学および大学附属病院は、先端生命科学技術等の急速な発展に対応して、より迅速に実験的臨床研究成果を臨床の場に還元し、国民の医療の高度化および発展に貢献することが強く求められている。本研究班の目的は、わが国の高度先端医療の体系的な研究開発の在り方を調査研究することにある。調査経過:わが国におけるこれまでの先端的医療開発の問題点を探り、臨床と基礎的研究を橋渡しする開発研究段階の実験的医療研究(トランスレーショナルリサーチ)に焦点を絞り、定義、わが国の実熊、および今後の在り方について討議を重ねた。また海外との比較検討のためには、米国Bringham & Womens' Hospital、John Hopkins大学、NIH、FDA、米国Geron社、米国GE中央研究所等を視察した。
CO⊆増加環境下での対流雲の特性に関する研究

大気中の二酸化炭素の増加に起因する放射収支の変化に対応して、対流雲の構造や降雨特性がどのように変化する可能性があるのかを数値モデルによる実験で推定するのがこの研究の目的である。3年計画の2年目に当たり、昨年度開発したモデルを用いて現在の条件下での実験を行い、現状の対流雲の特性がモデルで再現され得るかどうかを調べた。水平512km、鉛直20kmの領域に、水平方向に1km、鉛直方向に250m間隔の格子を置いて数値実験を行った。外的条件として、大気は熱放射のため一定の率で冷却するとし、他方下端には温度29°Cの海面があって熱・水蒸気を補給し対流を維持する、という状況を設定した。初期にランダムな温度分布を与えて長時間(5日間)積分を行い"自然に"おこる対流雲の構造と振舞いを調べた。その結果、次のことがわかった。(1)対流雲は、孤立した形では現れず、水平サイズが数10km程度の集団に組織される。これは、実際大気中のクラウドクラスターに対応すると考えられる。(2)クラウドクラスターの中では、雨滴が大気最下層を落下する際に蒸発によって低温気塊が作られる。それが周囲の空気を押し上げることによって潜在不安定気層中で対流雲を次々と作る引き金作用をしている。(3)対流の組織化の原因をさぐるため、雲と降水に関する微物理過程を意図的に変えて比較実験を行った。その結果雨滴の蒸発が最も重要であることが示された。以上のように、今年度の実験によって、現状の大気条件下では、対流雲は必然的に組織され集団をなすことが示された。人工衛星からの観測によると、熱帯海域では、積雲対流は、水平スケール1001000kmのクラウドクラスターとして出現している。今回の実験は、モデルがこの特性を再現し得ることを証明している。
朝鮮出兵に関する豊臣秀吉文書の年代比定：豊臣秀吉文書の集成にむけた基礎的分析

本研究では、朝鮮出兵(文禄・慶長の役)に関する68通の豊臣秀吉文書の年代比定を全体構想としている。最終年にあたる本年度は年代比定にかかわる秀吉文書などの補完的な収集と年代比定の総括を進めた。1.史料収集:(1)9月、東京大学史料編纂所において藤堂文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。(2)11月、高桐院住職松長剛山氏より5月18日付総見院宛豊臣秀吉朱印状の写真コピーを入手した。2.年代比定の総括:本研究では68通を年代比定の対象としたが、うち8通は豊臣秀次文書を豊臣秀吉文書と誤認したものであり、また朝鮮出兵とは無関係の豊臣秀吉文書は1通であった。したがって、本来対象とすべきであったのは59通であり、この点は計画立案の段階での調べのあまさを反省しているが、少なからぬ秀次文書が秀吉文書と誤認されていた状況を指摘したのは秀吉文書研究において一定の意義を有していよう。本研究において本来対象とすべきであった59通に関しては推定の域をでないものも含めると、50通の年代を特定の年に比定できた。ただ、残りの9通については年代を複数年に限定するにとどまった。また、補遺として4通の秀吉文書も検討し、2通を特定の年に比定し、残り2通は年代を複数年に限定した。その詳細は次項の(2)を参照されたい。3.研究発表:主要な発表は次のとおりであった。(1)「木下吉隆と文禄の役に関する豊臣秀吉朱印状の年代」(『人文科学研究』第23号)を発表した。(2)『朝鮮出兵に関する豊臣秀吉文書の年代比定:豊臣秀吉文書の集成にむけた基礎的分析研究成果報告書』を発表した。(3)「朝鮮出兵時期的日本造船ー以長宗我部領国的大規模造船計劃為中心(朝鮮出兵期日本の造船ー長宗我部領国における大規模造船計画を事例に)」(「第三届壬辰戦争研究(国際)工作坊壬辰戦争与日本、朝鮮、明朝三国経済」)を学会発表した。初年度にあたる本年度は、文禄の役に関すると推測される35通の年代比定にかかわる秀吉文書および関連する副状・諸大名間の書状などを収集と分析を進めた。また、デジタルカメラ・秀吉文書収録図書・朝鮮出兵関連図書を購入し、次年度以降も収集と分析を実行しうる態勢を整えた。1.史料収集:(1)7月、東京大学史料編纂所において保阪潤治氏所蔵文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。(2)12月、五島美術館大東急記念文庫において高橋家伝来武家書状集の史料調査(閲覧・筆写)を実施した。(3)1月、東京大学史料編纂所において古市文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。(4)2月、宮崎県文書センターにおいて都城島津家文書の史料調査(閲覧・撮影)を実施した。(5)東京大学史料編纂所所蔵謄写本「伊東系譜」の複製を原本所蔵者の許可を得て入手した。(6)佐賀県立名護屋城博物館所蔵の2通の豊臣秀吉朱印状の写真データを入手した。2.史料分析:(1)1の作業により33通を収集し、年代比定を進めている。(2)色を用いた呼称(例えば、「白国」は慶尚道)が秀吉文書に登場するのは文禄2(1593)年2月16日以降との知見を得た。(1)「日本文献の壬辰倭乱(文禄・慶長の役)の記録とその限界」を学会発表(国際学会、招待講演)することができ、研究論文としても発表する予定である。(2)「文禄・慶長の役における日本の戦意」を学会発表(国際学会、招待講演)することができた。朝鮮出兵に関する68通の豊臣秀吉文書の年代比定をすべく、交付申請書の「研究実施計画」に記載した史料調査(おもに東京大学史料編纂所)をほぼ計画どおり実施している。こうした計画の着実な実施により、これを前提とする史料分析も進んでいるので、本研究はおおむね順調に進展していると評価してよいと判断する。2年目にあたる本年度は、慶長の役に関すると推測される5通・現時点では推測が不可能な28通の年代比定にかかわる秀吉文書および関連する副状・諸大名間の書状などの収集と分析を進めた。1.史料収集:(1)9月、東京大学史料編纂所において承天寺文書・帆足コウ文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。また、徴古雑抄(国文学研究資料館所蔵)の複製を東京大学史料編纂所の採訪マイクロのデジタルデータにより入手した。(2)11月、東京大学史料編纂所において栃木県庁採集文書・神屋文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。2.史料分析:(1)昨年度の史料調査と1の作業により、上記68通のうち65通を収集し終えて、年代比定を進めている。(2)年代比定に要する刊本と原文書・影写本などとの字句の異同に関する知見を得た。

(1)「丁酉再乱時の日本の目的と日本側の軍事行動」を学会発表(国際学会、招待講演、韓日関係史学会、ソウル市(大韓民国))することができ、研究論文(「丁酉再乱時の日本の目的と日本側の軍事行動」『韓日関係史研究』第57輯)としても発表した。(2)「文禄・慶長之役諸大名的目的」を学会発表(国際学会、招待講演、ワークショップ「第二届壬辰戦争研究(国際)工作坊壬辰戦争与日本、朝鮮、明朝三国政治生態」、済南市(中華人民共和国))することができた。朝鮮出兵に関する68通の豊臣秀吉文書の年代比定をすべく、交付申請書の「研究実施計画」に記載した史料調査(おもに東京大学史料編纂所)をほぼ計画どおり実施している。こうした計画の着実な実施により、これを前提とする史料分析も進んでいるので、本研究はおおむね順調に進展していると評価してよいと判断する。本研究では、朝鮮出兵(文禄・慶長の役)に関する68通の豊臣秀吉文書の年代比定を全体構想としている。最終年にあたる本年度は年代比定にかかわる秀吉文書などの補完的な収集と年代比定の総括を進めた。1.史料収集:(1)9月、東京大学史料編纂所において藤堂文書などの史料調査(閲覧・筆写)を実施した。(2)11月、高桐院住職松長剛山氏より5月18日付総見院宛豊臣秀吉朱印状の写真コピーを入手した。2.年代比定の総括:本研究では68通を年代比定の対象としたが、うち8通は豊臣秀次文書を豊臣秀吉文書と誤認したものであり、また朝鮮出兵とは無関係の豊臣秀吉文書は1通であった。したがって、本来対象とすべきであったのは59通であり、この点は計画立案の段階での調べのあまさを反省しているが、少なからぬ秀次文書が秀吉文書と誤認されていた状況を指摘したのは秀吉文書研究において一定の意義を有していよう。本研究において本来対象とすべきであった59通に関しては推定の域をでないものも含めると、50通の年代を特定の年に比定できた。ただ、残りの9通については年代を複数年に限定するにとどまった。また、補遺として4通の秀吉文書も検討し、2通を特定の年に比定し、残り2通は年代を複数年に限定した。その詳細は次項の(2)を参照されたい。3.研究発表:主要な発表は次のとおりであった。(1)「木下吉隆と文禄の役に関する豊臣秀吉朱印状の年代」(『人文科学研究』第23号)を発表した。(2)『朝鮮出兵に関する豊臣秀吉文書の年代比定:豊臣秀吉文書の集成にむけた基礎的分析研究成果報告書』を発表した。(3)「朝鮮出兵時期的日本造船ー以長宗我部領国的大規模造船計劃為中心(朝鮮出兵期日本の造船ー長宗我部領国における大規模造船計画を事例に)」(「第三届壬辰戦争研究(国際)工作坊壬辰戦争与日本、朝鮮、明朝三国経済」)を学会発表した。初年度の研究実施計画のうち史料調査はおおむね順調に実施されてきたといえる。一部は2年目の調査対象を先取りさえしている。このような進捗状況をふまえるならば、2年目にあたる平成29年度も「研究計画調書」の研究計画を堅実に実施してゆくとともに、史料分析にやや比重を移すことが最善の方策であると判断する。史料調査はおおむね順調に実施されてきたといえる。年代比定の対象とする68通のうち65通は調査等により把握した。このような進捗状況をふまえるならば、3年目にあたる平成30年度も「研究計画調書」の研究計画を堅実に実施してゆき、補完的な史料調査を早期に終え、68通の年代比定という所期の目的を達成すべく分析に尽力することが最善の方策であると判断している。本研究の遂行に不可欠の豊臣秀吉朝鮮侵略関係史料集成(予定額約50,000円)の刊行、販売が遅れたことが理由である。
蛍光性ATPアナログを用いた筋収縮中のATP加水分解反応の顕微解析

筋収縮はATPの加水分解により放出される化学エネルギーを非常に高い効率で力学エネルギーに変換する過程である。メカノケミカルカップリングの機構はその中心課題であるが、ATPの加水分解反応の直接測定が困難なため力学反応と直接比較することが困難であった。本研究では、蛍光ATPアナログを用いて筋原線維の収縮中のATPの加水分解反応を顕微鏡下に可視化し、ATPase rateを筋収縮と同時に直接的に測定した。1.試料および試薬:ウサギ腸腰筋のグリセリン筋をrigor溶液中でポリトロンにより破砕して筋原線維を得た。蛍光ATPアナログは、ATPのリボースにCy3を導入したCy3-EDA-ATPを用いた。2.ATP加水分解反応及び力学的反応の記録と解析:ガラス微小針を水圧マニピュレーターで操作して1本の筋原線維の両端を保持した。Cy3-EDA-ATPはミオシンに特異的に結合して筋原線維のA帯に蛍光が観察される。蛍光像はSITカメラと画像処理装置をかいしてパソコンに記録した。Caged-ATPをキセノンランプのパルス光により光分解することでATPを急速投与した。Cy3-EDA-ATPに対して過剰のATPが存在することになるので、蛍光ATPが加水分解されて解離した後には無蛍光のATPが結合して、筋原線維の蛍光はATP turnover rateを反映して減衰していく。蛍光強度の減衰を回帰解析して置換速度を得た。等尺性収縮時のATP turnover rateは8度で0.3/sであった。一方のガラス微小針の基部の圧電素子にCaged-ATPの光分解と同時に変位を与えて、筋原線維を様々な速度で等速度短縮させた。置換速度は50%Vmaxで0.7/sまで増加し、それ以上に短縮速度を増すと減少した。上記の実験によりATP加水分解の律速段階の速度が力学的負荷に応じて変化することが直接確認できた。
Diminished agencyに関する研究

本研究では,映像記録を用いた運動学習(自己観察)時に,映像内の自己に対する運動主体感(Sense of agency; SA)の排除によって自己を他者として認識させ,自己の運動の問題を発見しやすくできるかを検証した.そのために,取得したユーザの動作データを基に3Dモデルの外見的特徴(肌テクスチャ,体型,性差)変形手法と,ユーザと他者の動作データの混合による運動的特徴加工手法を構築した.本手法を用いた検証の結果,見かけの運動的特徴がSAの評価に強く作用した.一方で,動作データを混合する相手が異性同士の場合に外見的特徴もSA喪失に影響すること,体型の見た目が問題指摘数に影響することが示された.本研究の目的は,多感覚統合によって「自分自身がある行動を行っている」という感覚が生じるメカニズム(自己主体感,Sense of Agency,SA)に関する知見を逆用し,実写ベースCGあるいは記録映像中の自己の行動運動からSAを喪失させ,あたかも他者を観察するように自己の運動を観察させることで,自己の運動を意識的に改善するための発見を促す手法の構築である.本研究は,(A)外見的特徴の変形による映像内の自己の第三者化手法およびSA喪失手法の構築,(B)SA喪失手法を利用した自己観察における問題点発見能力向上手法の検討,(C)SA喪失システムの構築・評価という計画からなる.初年度は(A)の手法構築に取り組んだ.具体的には,映像内の自己の身体の外見的特徴や動きの見た目を現実とは異なって見せるシステムを構築し,それらの見た目がSAに与える影響を検証した.本システムは,実際の手の動きと同期したCGハンドを用いてバーチャルなピアノを弾く際に,CGハンドの見た目について,肌テクスチャの変調(実際の手と異なる色への変調)・形状の変形(CGハンドの指が伸長)・視覚運動間の対応不一致(左右の手の運動の対応が逆転),形状変形+視覚運動間の対応不一致(左右の手を重畳したCGハンドの提示+指の運動の対応が不整合)を生じさせる.展示を通じて400人以上からフィードバックを得た結果,ある程度CGハンドの形状やテクスチャを操作しても視覚運動間の同期が担保されている場合はSAは損なわれない一方で,視覚運動間同期に不整合が生じる場合はSAがに生じにくいことが示された.実際の身体運動とCGの運動の乖離が大きくなりすぎると,SAの生起・喪失以前に,本来の目的である身体運動の分析や運動改善のための指標の抽出自体がうまく行えなくなる恐れがあることから,運動(動き)の特徴はそのままに,外的特徴を変形して映像内の自己を第三者として見せられるかを検討を続けている.本研究では,初年度の目標として,自己の身体の外見的特徴や動きの見た目(視覚的特徴)に変形を加えることで,映像内の自己の運動からSAを喪失する手法の構築および評価を初年度の目標として掲げている.これについて,実写ベースCGに反映された自己の身体の視覚的特徴に変形を加えることが可能なシステムを構築し,評価実験の結果,実際の身体の動きと,実際の身体の動きを反映したCGの動きの間に視覚運動間同期の不一致が起こる場合はSAが喪失される傾向にあることが示された.今年度に構築した手法は,実写ベースCGに反映された自己の身体運動を主観視点で観察する際に適用可能な手法である.今後は,身体の一部の動きだけでなく,全身運動を観察する際に,第三者視点(ビデオ映像等に記録された自己の運動を観察するような状況)に加えて,主観視点(HMD等を用いてリアルタイムに自己の運動を観察するような状況)における自己の運動観察を可能にする手法を構築する計画である.この際,身体運動の習得にあたっては,第三者視点よりも主観視点の方が習得効果が高いという知見がある.そのため,今年度に得られた知見は,今後の計画を進めるにあたって,重要な指針となり得る知見であると考えられる.本研究の目的は,多感覚統合によって「自分自身がある行動を行っている」という感覚が生じるメカニズム(自己主体感,Sense of Agency (SA))に関する知見を逆用し,実写ベースCGあるいは記録映像中の自己の運動からSAを喪失させ,あたかも他者を観察するように自己の運動を観察させることで自己の運動を意識的に改善するための発見を促す手法の構築である.本研究は,(A)外見的特徴の変形による映像内の自己の第三者化手法およびSA喪失手法の構築,(B)SA喪失手法を利用した自己観察における問題点発見能力向上手法の検討,(C)SA喪失システムの構築・評価という計画で行った.当該年度は,(B)および(C)に取り組んだ.具体的には,被験者がラジオ体操を行う際のモーションをモーションキャプチャを用いて取得し,CGモデルにそのモーションを適用するシステムを構築した.その上で,1体のモデルにつき本人自身のモーションを含む6種類の動作を行なわせた.6種類の動作については,被験者と実験者のモーションを,割合を変えて混合するシステムを構築した.また,CGモデルの見た目として,男性モデル,女性モデル,ボーンという3種類を用意するとともに,2種類の肌の色(肌色・緑色)と3種類の体型(一般的・非常に細い・非常に太い)に変化させた.このように外見や動作が異なるCGモデルを観察した場合,4種類のモデルについてそれぞれ自身のモーションが適用された動作を判別できるかを検証した.結果,本研究の仮説と異なり,モデルの外見よりも見た目の動作を通じて自身を判別する効果が有意に高いという結果が得られた.一方で,観察対象の外見が被験者に近い場合や,モーションを混合する相手の性別が異なる場合は,モデルの外見が自身の動作判別に影響する可能性が示された.

また,モデルの見た目が運動の問題指摘数に作用する可能性も示された.本研究では,映像記録を用いた運動学習(自己観察)時に,映像内の自己に対する運動主体感(Sense of agency; SA)の排除によって自己を他者として認識させ,自己の運動の問題を発見しやすくできるかを検証した.そのために,取得したユーザの動作データを基に3Dモデルの外見的特徴(肌テクスチャ,体型,性差)変形手法と,ユーザと他者の動作データの混合による運動的特徴加工手法を構築した.本手法を用いた検証の結果,見かけの運動的特徴がSAの評価に強く作用した.一方で,動作データを混合する相手が異性同士の場合に外見的特徴もSA喪失に影響すること,体型の見た目が問題指摘数に影響することが示された.本研究は,自己の運動の問題発見を促すためのSA喪失手法として,(A)外見的特徴の変形による映像内の自己の第三者化手法およびSA喪失手法の構築,(B)SA喪失手法を利用した自己観察における問題点発見能力向上手法の検討,(C)SA喪失システムの構築・評価という計画を行っている.初年度は(A)の手法構築を行ない,実際の身体の動きと,実際の身体の動きを反映したCGの動きの間に視覚運動間同期の不一致が起こる場合はSAが喪失される傾向にあることが示された.今後は,(B)SA喪失手法を利用した自己観察における問題点発見能力向上手法の検討,(C)SA喪失システムの構築・評価を行なう予定である.具体的には,(B)では,(A)の手法を元に,身体的運動を行なう際に単なる自己観察を比べてどの程度問題点を発見しやすくなるかを検証する.ここでは,自身の同じ動作におけるSA喪失処理を行った映像と処理を行わない映像を提示し,課題点・問題点の発見件数がどのように変化するかを検証する.また,(C)では,(A)(B)にて構築・検証したSA喪失手法を用いて,全身運動を伴うような運動を行なう際のSA喪失効果および条件を明らかにする.手法の統合にあたっては,対象とする運動技能によって変化させることが必要な動作や操作してはいけない視覚的特徴が存在する可能性があること,また実際の身体と提示する複数の感覚間の齟齬が生じる可能性も考えられる.そのため,視覚的な身体変化の時間的・量的パラメータについても検証を行なう.そして,実際にスポーツ等を行なう場面に本手法を導入し,構築した手法の評価やユーザの評価を元に,SA喪失のための統合的システムを構築する.拡張認知インタフェース次年度使用額が生じた理由は以下の3点である.(1)初年度に構築したSA喪失手法の被験者実験の謝金について,構築した手法を学会で発表した際に予想以上の体験者が得られたために被験者実験による謝金の支出が必要なくなったこと.(2)SA喪失システムを構築するにあたってヘッドマウントディスプレイ(HMD)を購入する予定であったが,自己の運動の視覚的特徴を変形・提示する際に,HMDのようなウェアラブルシステムが必要のないシステムの構築を行なったため,物品費の支出がなかったこと,
リハビリテーションコーピングスケールの確立

本研究の目的は、スポーツリハビリテーションコーピング予測スケール(Sport Rehabilitation Coping Expectation Scale : SRCES)の作成を行うことであった。SRCESを用いて受傷選手のコーピング行動を評価することによって、リハビリテーションに対する受傷選手の対処行動を初期段階で予測することが可能となる。今回作成したSRCESでは、65項目に及ぶ質問項目を10のカテゴリーに分類した。また、SRCESのデータをスポーツクリニックで収集するために、調査手法やそれに関わる手続きなどについて、スポーツ医学の専門家と検討し、調査実施方法の確立を行った。本研究の目的は、スポーツ選手のリハビリテーション時のコーピングスキルを把握するために必要となる“リハビリテーションコーピングスケール"を作成することである。最終的な目的は、リハビリテーション時の受傷選手のコーピング能力を理解することにより、スポーツ医学の専門家が受傷選手の回復を効果的にサポートできるようになることである。これらの目的を達成するため、現在までに、8名のアスレチックトレーナーを対象として、受傷選手の回復に関係する要因を明らかにするためのインタビューを行っている。本研究ではそのインタビューに関する分析を行い、受傷選手の心理面と回復についての知見を得た。順調に回復をしている受傷選手の特徴としては、医療従事者(ドクター、アスレチックトレーナー等)の意見を素直に聞くこと、自らの受傷について理解を深めるために医療従事者から積極的に情報を得ることなどが挙げられた。逆に順調に回復していない受傷選手の特徴としては、不安や焦りのため与えられた以上のリハビリテーションをすること、自己管理ができていないこと(勝手に練習やトレーニングをする、飲酒など)が挙げられた。本研究では、インタビューの分析の他に、これまでに収集してある前十字靭帯再建術前のコーピングに関するデータの再分析を行った。その結果、チームスポーツの受傷選手は、個人スポーツの受傷選手に比べて責任転嫁のコーピングを利用する傾向がみられ、スポーツの形態によりコーピングの利用に違いがあることが示唆された。これらの2つの研究成果は、本研究の目的であるリハビリテーションコーピングスケールの開発に大きく寄与し、開発進度を向上させることができると考えている。本研究では、アスレチックトレーナーに対してインタビューを実施したデータを基に、スポーツリハビリテーションコーピング予測スケール(SRCES)の作成を行った。本研究で作成されたSRCESをアスリートに初期段階で記入してもらい、スポーツ医学のスタッフが、受傷選手のコーピングスキルを把握し、適切にサポートを提供できるようになることを目的としている。本研究の対象者は4週間以上のリハビリテーションを必要としている高校生以上の受傷選手である。そのため、高校生でも理解できるような質問内容であるか確認し、質問紙の信頼性と妥当性を高めるために、スポーツリハビリテーションの経験をもつ理学療法士と社会心理学を専門としている研究者に内容を確認していただいた。今回作成をしたスケールでは、65項目の質問項目を10分野に分類した。リハビリテーションや試合、練習における「積極性」、「回避」、「継続力」、「調整力」、「理解志向性」、「他者思考」、「依存性」、「自己開示」、「楽観性」、「責任転嫁」である。理解志向性では、「自分の技術が向上するように、本や雑誌を読んでいる」や「自分の怪我やリハビリテーションに関してわからないことがあれば、本や雑誌を読んで理解しようと思う」などがの質問項目である。また、積極性では「自分から進んで練習を行う」、「自分から進んでリハビリテーションをしていくと思う」などの項目内容から構成されている。SRCESのデータをスポーツクリニックで収集するために、調査の手続きなどを、現場で働いているリハビリのスタッフと話しあい、データの収集の準備の体制を整えた。現在までに、リハビリテーションコーピングスケールを開発する予定であった。しかしながら、インタビューデータの書き起こし、および、データ分析に時間を要したため、スケールの完成には至らなかった。なお、さらなるデータ収集に関しては、スポーツクリニックなどにおいて協力者を確保しており、計画通りに進む予定である。また、リハビリテーションコーピングスケールの開発にあたり、インタビューデータの分析に関しては予定通りの進度で進捗している。今後、質的研究を専門とされているスポーツ心理学の専門家の協力を得ながら、分析を進めていく予定である。また、前十字靭帯再建術前に収集を行ったコーピングデータに関する再分析については予定通りに進んでおり、平成25年度にはこれらの結果を学会で発表する予定である。現時点では、当初の計画よりやや遅れているが、リハビリテーションコーピングスケールの開発に必要となる充分な知見が得られている。25年度が最終年度であるため、記入しない。今までの研究において得られたリハビリテーション時におけるコーピング内容を参考にし、リハビリテーションコーピングスケールの質問紙を作成する。また、スポーツ選手の治療を行っている理学療法士やアスレチックトレーナー数名にも質問紙の内容確認を依頼し、内容に関する助言もいただく。さらに、スポーツ傷害の心理学を専門とされているスポーツ心理学の専門家にも助言をいただく。

質問紙が完成次第、スポーツ選手を対象に治療を行っているスポーツクリニックやスポーツ整形外科などで、受傷選手に質問紙を配布し、その場で回収する。被験者の予定数は約100名であり、データが収集でき次第、質問紙の妥当性、信頼性に関する検討を実施する。平成25年9月から平成26年2月までの間に100名のデータを収集する予定であるが、予定通りの実施が困難になる場合には、次年度も引き続きデータの収集を継続していく。なお、リハビリテーションコーピングスケールのデータ収集が予定通りに進まない場合でも、アスレチックトレーナーへのインタビューを実施し、分析した質的研究を学会で発表したり、論文にまとめていく予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
包括的アプローチによる慢性皮膚粘膜カンジダ症の分子病態の解明と治療標的の探索

慢性皮膚粘膜カンジダ症(CMCD)は、皮膚・爪・外陰部・口腔粘膜を主病変とし、慢性・反復性にカンジダ感染症を呈するPIDで、IL-17シグナル伝達障害が主要な原因となる。本症患者の約半数でSTAT1遺伝子の機能獲得型(GOF)変異を認める。近年STAT1-GOF変異を持つ患者が、CMCD以外にウイルス、細菌などの多彩な病原体に対して易感染を示すことが明らかとなった。さらに、一部の重篤例に対して造血幹細胞移植が試みられるが、移植後3年の全生存率は40%と予後が必ずしも良好で無いことが示されている。そのため、重症例に対する治療法の確立が喫緊の課題であり、病態解明とそれに基づく治療法の開発が求められている。本年度は、STAT1-GOF変異を持つ患者の病態解明とそれに基づく治療法の開発を目的に、STAT1-GOF変異の一つであるR274Q変異を導入したノックインマウス(STAT1-KIマウス)を作製し、その解明に取り組んだ。STAT1-KIマウス由来のリンパ球は、IFN-γ刺激に対するSTAT1のリン酸化過剰を示した。さらに、カンジダを経口投与したところ、小腸におけるTh17細胞の減少、糞便中のカンジダ排泄の増加を認め、STAT1-GOFマウスがカンジダに対する易感染性を示すことが明らかとなった。一連の研究結果から、STAT1-KIマウスはSTAT1-GOF変異を持つ患者の病態を反映した疾患モデルマウスになり得ると考えた(Tamaura M, et al.論文投稿中:本研究資金についての謝辞あり)。今後、STAT1-KIマウスを用いた本症の病態解明、治療法の開発への展開を予定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。STAT1のcoiled-coilドメイン(CCD)、DNA結合ドメイン(DBD)に存在する342のアミノ酸に対して網羅的にアラニン置換体を作製し、個々のアラニン置換体に対してIFN-γ刺激に伴うIRF-1転写活性化能を測定することで、STAT1変異の機能変化を高精度に予測するデータベースの作成に成功した(Kagawa R, et al. JACI, 2016)。作成したデータベースを用いて既知のSTAT1変異を検討したところ、LOF変異との一致率は100%、GOF変異との一致率は78.1%であった。この結果は、変異のタンパクへの影響を推測する従来のコンピューターアルゴリズムと比較しても格段に良好な結果と考えられた。STAT1はその活性状態により2つの二量体(antiparallel dimer:不活性型, parallel dimer:活性型)を呈することが知られている。本研究により、機能獲得型のアラニン置換体がantiparallel dimerの二量体接合面に集中して存在していることが判明し、antiparallel dimerの形成を障害する変異は機能獲得型変異になることを明らかとした。さらに、MSMD家系例の解析により、CCDに存在する新規ヘテロ接合性変異(E157K)を同定し、詳細な機能解析によりE157K変異がantiparalleldimerを安定化することで機能喪失型変異になることを証明した。以上のことより、antiparallel dimerを安定化する変異が機能喪失型変異に、不安定化させる変異が機能獲得型変異になることを提唱した。本研究では、以下に示す4つの課題を提示し、研究に取り組んだ。i) iPS細胞を用いた, STAT1-GOF変異を持つCMCD患者の治療標的分子の探索, ii)STAT1-GOF変異によりTh17細胞が減少するメカニズムの解明, iii)変異によるSTAT1機能亢進の背景にある脱リン酸化障害の分子基盤の解明iv)CMCD患者における新規疾患責任遺伝子の同定これらのうち、iii)は網羅的アラニン変異体を使った解析を行い、脱リン酸化障害の原因としてantipalrallel dimerの形成障害を提唱し論文化に至った。iv)としてCMCDの原因遺伝子としてIL17RA異常症(過去に1家系のみが報告されていた)の同定に成功し、海外の研究施設との共同研究で、本症の病態解析を行い論文報告に至った。ii)についても研究が進んでおり、現在論文作成中である。iPS細胞の作製に難航している点はあるものの、研究計画は当初の計画以上に進展していると考えている。STAT1機能獲得型(GOF)変異を持つ患者は、慢性皮膚粘膜カンジダ症(CMCD)を発症するのみならず多彩な症状を呈することが知られている。近年、STAT1-GOF変異を持つ患者の一部が重篤な感染症や自己免疫疾患により致死的経過を辿ることが明らかとなり、これらの症例の治療法の確立が求められている。重篤かつ難治性の原発性免疫不全症の根治療法として造血幹細胞移植(HSCT)が広く行われていることから、STAT1-GOF変異を持ち、重篤な臨床経過に対してHSCTを行われた患者の実態調査を行った。その結果、HSCTがSTAT1-GOF変異を持つ患者の根治療法になりうることを明らかとした(Leiding JW & Okada S, et al., J Allergy Clin Immunol., 2018:本研究資金についての謝辞あり)。しかしながら、HSCTを受けた患者の3年全生存率は40%と低く、二次性生着不全、移植関連合併症の頻度が高いことが判明した。