hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNAコンピューティングにおける実験プロセスの評価

本年度は,以下の項目について検討を行い新しい知見を得た.(1)DGGEによる分離手法の確立・・・DGGEは,二本鎖DNAが一本鎖DNAに部分的に解離する性質を利用し,塩基配列の異なるDNAを分離する電気泳動法である.この手法は,主に数塩基が異なる変異DNAの検出のために用いられており,DNAコンピューティングにおいて用いられることはほとんどなかった.しかしながら,DNAコンピューティングで対象とする多種のDNAが混在する状況においてもGCクランプと呼ばれるDNA断片を付加し,その長さを調節することが塩基配列の異なる複数のDNAを分離可能となることを示した.(2)PCR増幅に関する信頼性向上・・・PCRによってDNAを増幅する過程において,多くのパラメタを制御する必要があるが,実験の信頼性(精度と再現性)を向上させるための実験パラメタの設定手法について検討した.実際には,実験計画法に基づく最適パラメタの設定,及び,MTSと呼ばれる多変量解析手法を利用した手法を用いることによって,信頼性の高い実験プロトコルの設定に成功した.今後は,PCR以外の実験においての応用も期待できる.(3)濃度制御型DNAコンピューティングの有効性検証・・・DNAの濃度を利用した新しい計算手法の有効性を示すために,構造が単純である最短経路問題と呼ばれる最適化問題を多数用意し,多くの実験を行った.シミュレーション結果と比較することによって,ハイブリダイゼーションやPCRといった反応が及ぼす影響について検討した.その結果,ハイブリダイゼーションに関しては,ある程度温度を高速に下げることによって望まない反応を防ぐことができること,また,PCRにおいては,反応系の中のあらゆるDNAがプライマーとして働き,望まない増幅が現れることがわかった.本年度は、DNAコンピューティングにおける実験プロセスにおいて,出力と考えられる解の同定プロセスに関する検証,評価を行った.まず,解の同定プロセスの経過を調べるために解同定を行えるようにGenerate and Test processを実装し,7頂点ハミルトン経路問題(HPP)と8頂点HPPを対照問題とした.その結果,7頂点のHPPにおいてハミルトン経路は検出されたが,8頂点問題ではハミルトン経路は検出されなかった.実験によって,以下の問題点が明らかになった.・電気泳動プロセスでの精度がわるくTarget DNA以外のDNAが混入する.・酵素連鎖反応(PCR)による特徴抽出過程でTarget DNA以外のDNAを増幅してしまう.・解の単離過程(クローニング)での単離効率の悪さにより,Target DNAを単離するのが困難となる.これらの問題点に対し,解決手法の提案を行い実験によって検証した.提案手法は,電気泳動を行うゲルの種類,PCRに用いる酵素の種類,クローニング手法のそれぞれに関していくつかの可能な手法を組み合わせ,それぞれの解同定プロセスの精度を検証した.具体的には,ゲルの種類に関して,Native gel,Denaturing gel,SSCP法の3種類,PCRに用いる酵素の種類に関しては,Taq polymerase,KOD DASHの2種類,クローニング手法に関してはノーマルクローニング,TAクローニング,クローニングなしの3種類を用いた.本年度は,DNAコンピューティングにおける実験プロセスにおいて,膨大な解候補を生成するプロセスであるハイブリダイゼーションプロセスに着目した.ハイブリダイゼーションプロセスは,高温で一本鎖になったDNAが温度の低下とともに徐々に二本鎖を形成していく過程であり,その反応は,一般にDNAの塩基配列や温度,反応時間,酵素の種類や量といった様々な要因によって変化することが知られている.本年度は,DNAコンピューティングにおいて重要な役割を果たしているハイブリダイゼーションプロセスに関してシミュレータを開発し,コンピューティングによって生成される解候補の予測を可能とした.初期DNA濃度と上述した反応系の要因パラメータを入力とすることで,ハイブリダイゼーションプロセス後のDNA種,及び,その濃度を出力することが可能である.開発したシミュレーションモデルの有効性を検証するため,4頂点ハミルトン経路問題に対して実際に化学実験を行って比較を行った.開発シミュレータと化学実験の結果の類似性より,シミュレータの有効性を示した.また,初期DNA濃度を変化させることで生成DNA濃度が変化することを利用した新しい濃度制御の手法を提案した.濃度制御に基づくDNAコンピューティングによって最適化問題の一つである最短経路問題を解くことに成功した.提案した濃度制御手法は,最短経路問題における辺のコストを初期DNA濃度としてコーディングすることでこれまで扱うことのできなかった数値データを扱うことを可能とした.シミュレータ,及び,化学実験によって濃度制御方式の有効性を検証した.本年度は,以下の項目について検討を行い新しい知見を得た.(1)DGGEによる分離手法の確立・・・DGGEは,二本鎖DNAが一本鎖DNAに部分的に解離する性質を利用し,塩基配列の異なるDNAを分離する電気泳動法である.この手法は,主に数塩基が異なる変異DNAの検出のために用いられており,DNAコンピューティングにおいて用いられることはほとんどなかった.しかしながら,DNAコンピューティングで対象とする多種のDNAが混在する状況においてもGCクランプと呼ばれるDNA断片を付加し,その長さを調節することが塩基配列の異なる複数のDNAを分離可能となることを示した.(2)PCR増幅に関する信頼性向上・・・PCRによってDNAを増幅する過程において,多くのパラメタを制御する必要があるが,実験の信頼性(精度と再現性)を向上させるための実験パラメタの設定手法について検討した.実際には,実験計画法に基づく最適パラメタの設定,及び,MTSと呼ばれる多変量解析手法を利用した手法を用いることによって,信頼性の高い実験プロトコルの設定に成功した.今後は,PCR以外の実験においての応用も期待できる.(3)濃度制御型DNAコンピューティングの有効性検証

・・・DNAの濃度を利用した新しい計算手法の有効性を示すために,構造が単純である最短経路問題と呼ばれる最適化問題を多数用意し,多くの実験を行った.シミュレーション結果と比較することによって,ハイブリダイゼーションやPCRといった反応が及ぼす影響について検討した.その結果,ハイブリダイゼーションに関しては,ある程度温度を高速に下げることによって望まない反応を防ぐことができること,また,PCRにおいては,反応系の中のあらゆるDNAがプライマーとして働き,望まない増幅が現れることがわかった.
リジン尿性蛋白不耐症における本邦での疫学調査および発症前診断にむけての研究

リジン尿性蛋白不耐症(以下、LPI)の本邦における臨床像の詳細な実態を把握する目的で、本邦での疑い症例に対し遺伝子解析を施行し、かつ遺伝学的に確定診断された症例については臨床所見の追跡調査を行った。さらに遺伝子系と臨床型との関連の有無について検討を重ね、遺伝子型が将来の予後予測因子となるかどうか、治療法選択に有用な情報となりうるかどうかについて検討した。現時点で34例の解析を施行、31例で変異を確認した。2例は解析困難症例で、現在も解析を続行中である。一方臨床症状の調査においては、重度の精神発達遅滞や神経症状を有する新規罹患者がみられず、本疾患の早期診断、早期治療が広まりつつあることを示すものと思われた。本研究期間に同定した新規変異はなく、全てが当教室既報の変異と同一であり、本邦LPIの遺伝子変異が日本人特有である(海外の変異とは種類の重なりがない)ことを更に裏付ける結果であったリジン尿性蛋白不耐症(以下、LPI)の本邦における臨床像の詳細な実態を把握する目的で、本邦での疑い症例に対し遺伝子解析を施行し、かつ遺伝学的に確定診断された症例については臨床所見の追跡調査を行った。本研究期間に同定した新規変異はなく、全てが当教室既報の変異と同一であり、本邦LPIの遺伝子変異が日本人特有である(海外の変異とは種類の重なりがない)ことを更に裏付ける結果であった1)リジン尿性蛋白不耐症の遺伝子解析本邦において、リジン尿性蛋白不耐症(以下、LPI)が疑われ、主治医が希望された症例に関し、主治医を経由してご本人または保護者に同意を得た上で、責任遺伝子の解析を行い、変異の有無を確認した。その結果、本年度に解析を行った症例で同定された変異はすべて既報の変異と同一であり、地域集積性および、日本人特有の遺伝的異質性が再確認された。一方、LPIに合致する臨床経過と検査所見を呈するにも関わらず、全エクソンおよびエクソン・イントロン境界部の塩基配列、加えてmRNAレベルでの遺伝子構造に異常のない症例が2例確認された。2)臨床アンケート調査:当初、臨床上LPIと診断された症例をもとにアンケート調査を行う予定であったが、上述のように必ずしも本遺伝子に変異があるとは限らないことから、本年度は変異の同定された症例に限って臨床調査を行った。具体的には、患者の性別、生年月日、発症年齢、臨床症状(小児期の高アンモニア血症発作、成長・栄養状態、成人期の腎症状、肺症状、免疫異常、骨症状など)、診断内容、治療内容などにっき、主治医にご回答を頂いた。希少疾患であり症例数が少ないことから現時点で統計学的に評価するには困難があるが、今後も症例の蓄積を重ねて行く。当初は文書回答依頼によって罹患者の有無を調査する予定であったが、同年度に先駆けて行った当教室での他疾患における調査回答率が低く、かつ疑診例の発見につながらなかったことを踏まえ、現在まだ認知度の低い本疾患においてこの方法は最適ではないと判断し、ハガキによる調査を見合わせた。代替として、学会や研究会での情報交換時や論文雑誌を通じて問い合わせを頂いた症例について解析を進め、臨床所見をまとめた。解析は末梢血ゲノムDNA、培養リンパ芽球から抽出したSLC7A7mRNAを用い、本遺伝子のダイレクトシークエンスを行った。1例はその後の諸データから本症を否定した。その結果、過去に見いだされた北東北地区の高頻度変(RT410X)はやはり東北から関東地域にて確認され、東日本に地域集積性がみられた。本研究期間に同定した新規変異はなく、全てが当教室既報の変異と同一であり、本邦LPIの遺伝子変異が日本人特有である(海外の変異とは種類の重なりがない)ことを更に裏付ける結果であった。一方、遺伝子型と臨床型との関連の検討においては、現時点では両者に相関はないと結論づけられた。
嗅上皮における新規化学受容細胞の機能解明

哺乳類は舌の味蕾に存在する苦味細胞が食物中に含まれる苦味物質(毒)を検出し、口の外に吐き出すことで、体内への侵入を防いでいる。近年、味蕾の苦味細胞と類似した特徴を有する細胞が味蕾だけではなく、気道上皮、消化器官上皮、尿道上皮などにも存在することが報告されている。これらの細胞はイオンチャネルであるTrpm5を発現することから、Trpm5陽性化学感覚細胞と呼ばれているが、詳しい機能や分化メカニズムは明らかになっていない。本研究では、マウスの様々な組織に存在するTrpm5陽性化学感覚細胞の機能や分化メカニズムの詳細な解明を目的として、以下の二つの研究課題をおこなった。1.前年度の成果から、in situ hybridizationや免疫組織化学、RT-PCRを用いた解析によりSkn-1a機能欠損型マウスの解析した全ての器官においてTrpm5陽性化学感覚細胞のマーカー遺伝子の発現が認められないことを定性的に明らかにした。今年度は、野生型とSkn-1a機能欠損型マウスでTrpm5陽性細胞数を定量した。その結果、すべてのSkn-1a機能欠損型マウス器官でTrpm5陽性化学感覚細胞が消失していることを定量的にも示すことができ、Skn-1aがTrpm5陽性化学感覚細胞の産生に必須な転写因子であることを裏付けることができた。2.前年度の結果から、小腸tuft cellsにおいて味覚受容体の発現は確認できなかった。一方で、先行研究では味覚受容体の下流のシグナル伝達因子であるGnat3の発現が報告されている。Gnat3の発現を小腸において解析した結果、小腸上皮ではGnat3発現tuft cellsとGnat3陰性tuft cellsが認められた。小腸の微絨毛上皮のtuft cellsはGnat3の発現によって2種類に分類できることが予想される。29年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類は味蕾にある苦味受容体によって体外から侵入してきた有害物質を検出し、体内への侵入を防いでいる。近年、味蕾だけではなく鼻腔上皮、気管上皮などにも苦味受容体発現細胞が存在することが報告されている。しかしながら、詳しい機能や分化メカニズムは明らかになっていない。本研究では、マウス苦味受容体発現細胞の機能や分化メカニズムの詳細な解明を目的として、以下の二つの研究課題をおこなっている。課題1:Trpm5陽性化学感覚細胞における転写因子Pou2f3/Skn-1aの機能解明申請者らはSkn-1a機能欠損マウスの解析から、嗅上皮、呼吸上皮におけるTrpm5陽性化学感覚細胞の産生において転写因子Skn-1aが必須であることを明らかにしている。Trpm5陽性化学感覚細胞は気管、尿道、胸腺にも局在する。これらのTrpm5陽性化学感覚細胞の産生が、呼吸上皮や嗅上皮と同様にSkn-1aによって制御されているかどうかを明らかにすることを目的として、本研究では各組織におけるSkn-1a遺伝子の発現解析及びSkn-1a機能欠損マウスを用いた機能解析をおこなった。免疫組織化学やin situ hybridizationによる解析から、転写因子Pou2f3/Skn-1aが気管上皮、尿道上皮、胸腺髄質のTrpm5陽性化学感覚細胞の分化・産生に必須な遺伝子として機能していることがわかった。課題2:鼻腔Trpm5陽性化学感覚細胞に発現する苦味受容体遺伝子の解明鼻腔の苦味受容体が細菌の分泌物などの有害物質を受容し、炎症反応の誘発や呼吸回数の制御をすることが明らかになっている。しかしながら、齧歯類では約40種ある苦味受容体遺伝子のうち、どの遺伝子が鼻腔に発現しているかは明らかになっていない。発現遺伝子プロファイルを明らかにすることを目的として、苦味受容体遺伝子特異的なRNAプローブを合成し、in situ hybridizationによる発現解析をおこなった。課題1:「Trpm5陽性化学感覚細胞における転写因子Pou2f3/Skn-1aの機能解明」では、Trpm5陽性化学感覚細胞における転写因子Pou2f3/Skn-1aの機能解析をおこなった。気管上皮、尿道上皮、胸腺髄質に局在するTrpm5陽性化学感覚細胞において転写因子Pou2f3/Skn-1aの発現及び機能を明らかにし、転写因子Pou2f3/Skn-1aのTrpm5陽性細胞におけるマスター遺伝子としての機能が示唆された。この研究成果は国内学会、国際シンポジウムにおいて発表している。課題2:「鼻腔Trpm5陽性化学感覚細胞に発現する苦味受容体遺伝子の解明」では、苦味受容体遺伝子特異的なRNAプローブを合成し、in situ hybridizationによる発現解析をおこなったが、Tas2r105, 108以外の遺伝子についてはシグナルを検出することができなかった。今後は、RNAviewやチラミドシグナル増幅といった高感度なmRNA検出手法を用いた発現解析を試みる予定である。哺乳類は味蕾にあるTrpm5陽性細胞に発現する苦味受容体によって体外から侵入してきた有害物質を検出し、体内への侵入を防いでいる。近年、味蕾だけではなく鼻腔上皮、気管上皮など幅広い組織においてもTrpm5陽性の味覚受容体発現細胞が存在することが報告されている。

本研究では、マウスTrpm5陽性の味覚受容体発現細胞の機能や分化メカニズムの詳細な解明を目的として、以下の研究課題をおこなっている。課題:Trpm5陽性化学感覚細胞における転写因子Pou2f3/Skn-1aの機能解明申請者らはSkn-1a機能欠損マウスの解析から、呼吸上皮や嗅上皮、気管、尿道、胸腺も局在するTrpm5陽性化学感覚細胞にSkn-1aが発現していること、Pou2f3/Skn-1aが各組織のTrpm5陽性化学感覚細胞の分化・産生に必須な遺伝子として機能していることを明らかにした。以上の結果から、転写因子Pou2f3/Skn-1aがTrpm5陽性化学感覚細胞のマスター制御因子であることが示唆された。Trpm5陽性化学感覚細胞はマウスの耳管や消化器官にも存在することが報告されている。免疫組織化学やin situ hybridizationによって耳管や消化器官におけるPou2f3/Skn-1aの発現解析の結果、Trpm5陽性化学感覚細胞にPou2f3/Skn-1aが発現することが明らかになった。また、Pou2f3/Skn-1a機能欠損マウスを用いたPou2f3/Skn-1aの機能解析をおこなった結果、Pou2f3/Skn-1a欠損マウスではTrpm5陽性細胞が消失していた。以上の結果から、転写因子Pou2f3/Skn-1aがTrpm5陽性化学感覚細胞のマスター制御因子であることが明らかになった。哺乳類は舌の味蕾に存在する苦味細胞が食物中に含まれる苦味物質(毒)を検出し、口の外に吐き出すことで、体内への侵入を防いでいる。近年、味蕾の苦味細胞と類似した特徴を有する細胞が味蕾だけではなく、気道上皮、消化器官上皮、尿道上皮などにも存在することが報告されている。これらの細胞はイオンチャネルであるTrpm5を発現することから、Trpm5陽性化学感覚細胞と呼ばれているが、詳しい機能や分化メカニズムは明らかになっていない。本研究では、マウスの様々な組織に存在するTrpm5陽性化学感覚細胞の機能や分化メカニズムの詳細な解明を目的として、以下の二つの研究課題をおこなった。1.前年度の成果から、in situ hybridizationや免疫組織化学、RT-PCRを用いた解析によりSkn-1a機能欠損型マウスの解析した全ての器官においてTrpm5陽性化学感覚細胞のマーカー遺伝子の発現が認められないことを定性的に明らかにした。今年度は、野生型とSkn-1a機能欠損型マウスでTrpm5陽性細胞数を定量した。その結果、すべてのSkn-1a機能欠損型マウス器官でTrpm5陽性化学感覚細胞が消失していることを定量的にも示すことができ、Skn-1aがTrpm5陽性化学感覚細胞の産生に必須な転写因子であることを裏付けることができた。2.前年度の結果から、小腸tuft cellsにおいて味覚受容体の発現は確認できなかった。一方で、先行研究では味覚受容体の下流のシグナル伝達因子であるGnat3の発現が報告されている。Gnat3の発現を小腸において解析した結果、小腸上皮ではGnat3発現tuft cellsとGnat
地方教育会の組織・機能・活動実態に関する歴史的研究

1.各都道府県の教育史編纂事業において蓄積された教育会関係資料を調査、収集するとともに、新史料の発掘につとめ、地方教育会、教育団体の基本資料の整理、分析作業をすすめた。明治14年(1881)6月、文部省達第21、22号を契機として1880年前後に、地方教育会が全国的に設立あるいは再編され、以後、府県、郡区町村それぞれのレベルにおいて固有の成立経緯、組織形態をもって種々の教育会が登場するに至った。事例研究を推進し、その歴史的具体像を明らかにした。2.岐阜県において、地方教育会設立が、内務省の推進した中央衛生会、地方衛生会の組織・機能の現実的展開に類比して提起されていたことが判明した。地方教育会形成の歴史的要因として、新たな視点を提示した。3.明治17年(1884)2月に設立された岐阜県安八郡教育会は、地方三新法による地方自治制の流れの中で、郡の教育議会としての内実、機能を持っていたことが判明した。第二次教育令期、地方における教育事業振興の具体的プロセスを解明する上で、教育会組織を媒介とする教育要求の集約方式、教育施策形成の注目すべぎ実態が明らかとなった。4.地方教育会の諸事業、大会、常議員会、教育談話会等を担った人物群像の分析をおこない、師範学校スタッフ、学務課スタッフ、教員層の経歴と具体的活動内容の解明をおこなった。地方教育会に関わる師範学校スタッフの存在と機能の大きさを明らかにした。師範学校史研究を今後この視点から掘り下げ、研究を深めたい。5.地方における教育政策と教育要求の最も現実的、具体的調整を担った特異な組織としての地方教育会研究は今後、全国レベルでの比較総合研究として共同研究体制を組む必要がある。1.岐阜県下地方教育会の設立経緯について、明治15年(1882)の岐阜教育社、同年の恵那郡教育会、明治16年(1883)の飛騨教育会の設立事情の分析を深め、さらに明治17年(1884)の安八郡教育会設立事情の詳細を明らかにした。岐阜県において、明治14年(1881)段階、地方教育会設立が、内務省の推進した中央衛生会、地方衛生会の組織・機能の現実的展開に類比して提起されていたことが判明し、地方教育会形成の歴史的要因を考察していく上で、新たな視点をえた。また新史料の発掘により、明治17年(1884)2月に開催された安八郡教育会は、地方三新法による地方自治制の流れの中で、郡の教育議会としての内実を持っていたことが判明した。第二次教育令期に現出していた安八郡における教育要求、教育世論の集約方式はきわめて注目すべきものであったことを明らかにした。この研究成果を、第19回全国地方教育史学会で発表し、さらに学会の紀要『地方教育史研究』第18号に掲載論文としてとりまとめた。2.京都府教育会に関して、明治14年(1881)の創設事情、明治17年(1884)の規則改定による師範学校中心時代から、明治21年(1888)規則再改定により、府庁学務課主導へと転換する経緯について、京都府教員会雑誌ならびに徳重浅吉文書を中心に基本資料の収集と分析をすすめた。3.長野県下地方教育会について、長野県立歴史館所蔵の教育会関係史料ならびに松本市中央図書館所蔵の「旧開智学校所蔵資料」を調査し、信濃教育会、長野市教育会、松本市教育会、南安曇郡教育会、北安曇郡教育会、下伊那教育会、下高井教育会、東筑摩・塩尻教育会関係資料を収集した。

1.岐阜県下地方教育会について(1)明治10年代の地方教育会創立期の貴重資料である岐阜教育社設立広告、岐阜教育社規約、羽栗郡中島郡教育社規約・議事規則・議事傍聴人取扱規則・議事傍聴人心得、海西下石津郡学事講究会規則等の原史料を発見し、それぞれの資料的特質について考察を加え、『岐阜大学教育学研究報告=人文科学=』に資料紹介した。(2)日露戦争期に於ける山県郡教育会の活動内容として、幻灯会、活動写真会、戦時講和会・通俗演説会等による戦意高揚施策、日露戦役記念史編纂事業また補習学校・夜学会・青年会・実業補習学校への関与の様相があきらかとなった。(3)明治後半大正前半期の郡上郡教育会の活動内容として、実業教育研究部設置、実業補習学校設立への働きかけ等、実業教育推進事業の詳細、また幻灯会、戦時記念展覧会開催、出征軍人家庭の児童・家族への支援、慰問品の戦地への発送等、日露戦争への戦時協力の詳細、町村教育会ならびに教員会・女教員会の動向、青年会、青年団への関与、さらに郡教育会図書部から郡教育会附属図書館設立への経緯等があきらかとなった。2.府県教育会としては他府県に先んじて創立された福岡県教育会について、その前段の福岡県私立教育会の設立から消滅に至る過程、さらに県書記官の発起によって福岡県教育会が設立され官僚的色彩が濃厚となった経緯、会の特質、また10市19郡におよぶ支会の沿革概要があきらかとなった。3.長野県下地方教育会について、信濃教育会の母体でもあった上水内教育会関係資料を収集した。1.岐阜県下地方教育会について、揖斐郡久瀬村日坂区有文書の中に、これまで不明であった『岐阜教育会雑誌』第21冊第25冊を発見し、これら貴重資料の分析によって、明治18年段階の岐阜県下教育会の組織形態と活動内容が明らかとなった。(1)岐阜教育会の常議員会、随意談会、教育談話会の具体的内容ならびにそれを担った師範学校と中等教育機関スタッフ、学務課スタッフならびに小学校長・首座教員の経歴と諸活動。(2)岐阜教育会による英語夜学校設立の背景。(3)岐阜教育会大会における、建議、討議題、諮問事項をめぐる論議、演説の詳細、さらに各郡部からの参加者の分布表から判明する岐阜教育会の県内組織状況。(4)武儀郡、山県郡、加茂郡等、郡部の教育会・研究会・学事会の様相。これらの成果を『岐阜大学教育学部研究報告=人文科学=』に論文としてとりまとめた。2.『文部省日誌』(明治5、6年、1115年)、『文部省雑誌』(明治6年16年)を通読調査し、熊本、福岡、茨城、栃木、千葉、広島、三重、山口、山梨、山形、鹿児島、静岡、和歌山、群馬、愛媛、大分、埼玉等、各県の教育会や学事会規則類の比較検討作業ならびに教育会議に関する海外情報の抽出作業をおこなった。3.都道府県が編纂刊行した各都府県『教育史』を調査し、京都、滋賀、愛知、三重、静岡、長野、富山、福井、石川、山梨、群馬、東京、神奈川、埼玉、千葉、栃木、秋田、山形、佐賀、福岡、熊本、愛媛等の各都府県教育会史にかかわる記述の複写作業を推進し、基本資料を集積整理した。
高速3次元CT用エキスパートシステムの開発

本研究では、コーンビーム投影を用いた3次元CTに関して実験的に検討し、また3次元ボリュームデータを高速に表示するシステムの試作を行った。従来の順次断層像を撮影する2次元CTに対し、コーンビームCTは一回転のスキャンでデータ収集が可能な本格的な3次元CTである。ここでは実用化に向けた諸問題を検討し、ファントムおよび生体を用いた実験を行うことでその能力を明らかにした。その結果、拡大撮影を用いることで従来のCTでは不可能であった構造の非常に細かい骨の構造の画像化に成功した。またコーンビームCTを用いた心臓血管の3次元イメージング法に関して検討し、シミュレーテッド・アニーリングのアルゴリズムを用いることで、少ない投影方向数のデータから血管像を再構成できることを実験により確認した。本手法を用いれば静脈造影により心臓血管のイメージングが可能であり、その意義は大きいと思われる。そして上記のシステムにより収集した3次元ボリュームデータを視覚化するシステムの開発を行った。これは、3次元空間の各点が値を持つボリュームデータを画像化するための新しい方法である光学モデル法を用いて、3次元データを高速に回転や拡大・縮小しながら観察するシステムである。光学的な処理をを用いたハイブリッド処理系を活用することで小規模なシステムで高速処理が可能となる。本システムは、従来のCTの断層像を表示する際と似たような利用者が自由に調整できるパラメータとして、CT値-光学常数の変換テーブルを持つ。試作したシステムにおいて、実際のX線CTのデータから骨、脳、腫瘍等を表示するための変換テーブルを求め、様々な視点の画像を作成した。これにより、腫瘍や脳等の従来X線CT画像から3次元的に表示することが困難であった境界のあいまいな部位の構造を、変換テーブルを調整することで表示できることを示した。近年、X線CTやMRI等により人体内部の3次元情報を収集することが可能になり、その診断における重要性が増大してきている。このような3次元情報はボクセルデ-タと呼ばれ、3次元空間内の各点が値を持っているため、その効果的な表示手段が必要である。本研究では、ボクセルデ-タを分かりやすく、そして高速に表示することを目的として、光学モデルと名づけた新しい表示法を開発した。この手法の原理は、各ボクセルが持つ値を何らかの光学常数(屈折率、透過率等)に変換し、その光学常数を持った物体に光を当てたときに見える像を計算機により合成することである。こうして、一般的な3次元物体をその内部構造も含めて可視化することができる。本年度はこの光学モデルを実際の医療デ-タに適用し、ワ-クステ-ションを用いてその効果を確認するための実験を行った。対象とした物体はX線CTにより得られた頭部3次元画像で、変換テ-ブルを適切に選ぶことにより、骨、筋肉、脳及び腫瘍等を表示できることを確認した。さらに処理を高速化するために、電子-光学ハイブリッド処理系を卓上除振台の上に構築した。このハイブリッド系は可動ステ-ジの上に取り付けたCCDカメラ及びCRTからなる。そしてCCDカメラを回転させることにより像を回転して表示できることを確認するため、様々な方向からみた画像を光学モデルを用いて作成し、本手法の基本原理を確認した。また、エキスパ-トシステムのデ-タベ-スとして用いる記憶媒体である光磁気ディスクのドライブをワ-クステ-ションに接続し、その基本ソフトウェアを作成した。今後は、これらのシステムと3次元CTの再構成システムを統合し、ト-タルなエキスパ-トシステムを構築する。本研究は、3次元X線CTとその3次元データを高速に表示するシステムを開発することを目的としており、前年度はコーンビーム投影を用いた3次元CTの開発及び3次元ボリュームデータを表示するための手法に関する検討を行った。

本年度の主な検討課題は、1)コーンビームCTシステムの応用として心臓血管の3次元イメージング手法の検討及び実験、2)3次元ボリュームデータを高速に表示するための光-電子的なハイブリッドプロセッサを用いたシステムの試作、である。1)では、心臓の拍動等により投影方向数が限られるため、通常の再構成手法では十分な画質の像を得ることはできない。そこで、血管は空間的に連続している等、画像に関して予めわかっている知識を再構成に導入することにより投影方向の不足を補う手法を用いた。再構成アルゴリズムとしては知識の導入が容易なシミュレーテッドアニーリング法を用い、血管の連続性等を拘束条件として定式化する際の方法に関して検討を行った。またファントムを用いた実験により、15方向の投影像から64×64×64ボクセルの3次元血管像を再構成することができた。2)では、前年度検討した光学モデルに基づく手法を用いて、3次元のボクセルデータを高速に回転や拡大・縮小しながら表示するための光学処理系を用いたハードウェアを試作した。このシステムは、従来のCTの断層像を表示する際に用いるウィンドウ幅やレベル値と同様に、オペレータが自由に調整できるパラメータとしてCT値-光学常数の変換テーブルを持つ。試作したシステムにおいて、実際のX線CTのデータ等を用い、骨、脳、腫瘍部等を表示するための変換テーブルを求め、様々な角度の画像を作成した。その結果、従来X線CT画像から3次元的に表示するのは困難であった腫瘍等を含む軟部組織を、変換テーブルを変化させることで表示できることを示した。
不安やけいれん発症の分子基盤の解明に関する研究

PRIP1[新規Ins(1,4,5)P_3結合蛋白質]は、我々が発見し、精製・遺伝子クローニングを行ったホスホリパーゼC(PLC)-delta1類似タンパク質であるが、この分子はPLC酵素活性を持たない。そこでこの分子の機能を明らかにするために、PRIP1に結合する分子を検索し、GABARAP(GABA_A receptor gamma-2 subunit associated protein)とPP1(タンパク質脱リン酸化酵素、protein phosphatase 1)を見いだした。引き続いてPRIP1のノックアウト(KO)マウスを作製しGABA_A、受容体情報伝達経路に及ぼす影響を調べた。PRIP1 KOマウスの海馬細胞では、Zn^<2+>によるCl^-電流の抑制効果が減弱化していた。次いで、gammaサブユニットに作用点をもつベンゾジアゼピン系薬剤に対する影響を調べた。KOマウスの海馬細胞ではGABA誘発性Cl^-電流の増強効果が抑えられた。さらに、抗不安効果を評価するプラス迷路を用いた行動解析実験においてもジバゼパム作用効果が減弱していた。これらの結果は、PRIP1 KOマウスではGABA_A受容体のgammaサブユニットを介した情報伝達経路が正常に機能しない事を示唆するものである、また、本分子がPP1と結合することからKOマウスを用いて、GABA_A受容体のリン酸化調節に関して解析を行い、PP1を受容体近傍にリクルートして、受容体のリン酸化程度を厳密に調節する重要な分子であること解明した。さらにはサブタイプとして2型(PRIP2)も存在することが分かったので、PRIP1とPRIP2のダブルノックアウト(DKO)マウスを作製し、改めて同様の解析を行っている。PRIP1[新規Ins(1,4,5)P_3結合蛋白質]は、我々が精製・遺伝子クローニングしたホスホリパーゼC(PLC)-delta1類似蛋白質であるが、この分子はPLC酵素活性を持たない。そこでこの分子の機能を明らかにするために、酵母ツーハイブリッド系を構築してPRIP1に相互作用する分子を検索し、GABARAP(GABA_A receptor gamma-2 subunit associated protein)を見い出した。GABARAPはPRIP1のEF-hand領域に結合し、その結合はGABARAPのGABA_A受容体gamma-2サブユニットへの結合を抑制した。引き続きPRIP1のノックアウト(KO)マウスを作製しGABA_A受容体情報伝達経路に及ぼす影響を調べた。PRIP1 KOマウスの海馬細胞を用いwhole-cell patch記録法でGABA誘発性Cl電流のZn^<2+>イオンによる効果を調べた結果、KOマウスでは、Zn^<2+>によるCl^-電流の抑制効果が減弱化していた。そこで、gammaサブユニットに作用点をもつベンゾジアゼピン系薬剤に対する影響を調べた。KOマウスの海馬細胞にジバゼパムを作用させたところGABA誘発性Cl^-電流の増強効果が抑えられた。これらの結果は、PRIP1 KOマウスではGABA_A受容体のgammaサブユニットを介した情報伝達経路が正常に機能しない事を示唆するものである。新しいIns(1,4,5)P_3結合性蛋白質(PRIP1)は、GABA_A受容体情報伝達経路においてGABAシグナルを調節する新しい分子である可能性があり、現在その詳しい分子メカニズムの解析を進めている。PRIP1[新規Ins(1,4,5)P_3結合蛋白質]は、我々が発見し、精製・遺伝子クローニングを行ったホスホリパーゼC(PLC)-delta1類似蛋白質であるが、この分子はPLC酵素活性を持たない。

本分子は機能的なGABA_A受容体を構築するために必須の分子であることを昨年度の研究で解明した。サブタイプとして2型(PRIP2)も存在することが分かったので、本年度はPRIP1とPRIP2のダブルノックアウト(DKO)マウスを作製し、GABA_A受容体情報伝達経路に及ぼす影響を調べた。PRIP1 KOマウスの海馬細胞を用いwhole-cell patch記録法でGABA誘発性Cl電流のベンゾジアゼピン系薬剤(gammaサブユニットに作用点をもつ)による影響を調べた。DKOマウスの海馬細胞にジバゼパムを作用させたところGABA誘発性Cl^-電流の増強効果が抑えられた。さらに、抗不安効果を評価するプラス迷路を用いた行動解析実験においてもジバゼパム作用効果が減弱していた。これらの結果は、DKOマウスではGABA_A、受容体のgammaサブユニットを介した情報伝達経路が正常に機能しないことを示唆するものであり、PRIPがGABA_A受容体情報伝達経路においてGABAシグナルを調節する新しい分子であることを解明したことを意味する。また、本分子はタンパク質脱リン酸化酵素(PP1,protein phosphatase)を結合することから、GABA_A、受容体のリン酸化調節にも関わっている可能性について詳細に検討し、PP1を受容体近傍にリクルートするために作用する重要な分子であることも解明した。
変形原子核の磁気双極状態の理論的研究

粒子一回転模型に基づいて、集団回転運動に2準粒子が結合する系を計算機プログラムを作り上げた。反跳力及び有効相互作用は精確に取り扱えるようになっている。スプ-リアス状態は穀模型的に適正に除くことができる。これを用いて変形核の磁気双極状態の研究を行った。2体力として表面デルタ相互作用、Schiffer-True型相互作用を用いた。3MeV近傍に現れる1^+状態群はこの理論の枠組みの中で非常によく説明できる。励起エネルギーは正しく記述できるしM1強度についても良い結果が得られた。これらの状態が集団的か否かについて激しい論争が行われてきたが、本研究はこれに答えを出すことが出来たと考える。それは変形ポテンシャルによって分岐したユニークパリティ軌道をしめるいくつかのK=1^+2準粒子配位によって作られる集団的状態であり、この集団性を作る相互作用は集団回転に伴う反跳力である。これらは軌道運動に伴うM1状態である。ここまでについては現在本論文を準備中である。6MeV以上の励起エネルギー領域に現れるM1状態については決定的なstatementに至っていない。それらはスピンM1状態であり、理論計算の結果は有効相互作用のスピン依存性に強く左右される。ここの難しさは球形核におけるGamow-Teller状態及びM1状態の問題と共通している。研究は尚進行中である。一つの成果は変形核では密度依存性を通じて有効相互作用が回転不変性を破るという認識に至ったことである。これは軌道運動に影響するからM1の行列要素に影響する。10余年来の懸案である変形した二重奇核回転バンドのシグネチャー逆転現象にこの新しい考え方を適用して良い結果を得た。この新たな認識を磁気双極状態の記述の枠組みに統合した更に研究を進展させたい。
食品成分由来ヒストン脱アセチル化酵素活性調節分子の探索と新規神経再生治療法の開発

ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)を阻害してアセチル化を亢進する食品由来成分としてシアニジンおよびペオニジンを見出した。マウス胎児脳由来の初代培養系神経細胞およびSH-SY5Y細胞株を用いて神経細胞保護効果と神経突起伸長に対する効果を検討し、これらの成分により、細胞保護効果においてCHOPの発現が有意に減少し、神経突起伸長効果においてGAP43の発現が有意に増加すること、また核におけるアセチル化p53の局在が増加していることが確認された。このことからシアニジンおよびペオニジンによる神経保護効果と神経突起伸長にはヒストンとp53のアセチル化の2つの機構が関係している可能性が示唆された。本研究の目的は、ヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)活性調節作用を指標として、中枢神経機能の回復や神経再生作用を有する食品由来天然成分を見つけ出すことである。はじめに、各種植物・キノコ類等の凍結乾燥粉末をメタノールやアセトン、酢酸エチル等で抽出した後、人工合成蛍光基質を利用してHdac活性調節作用を有する分子の探索を行った。その結果、供試した数種の植物由来天然化合物中から阻害活性を有する分子としてアントシアニジン類、フラボン類、イソフラボン類の数種を見出した。中でも、アントシアニジン類に属するシアニジン及びデルフィニジン類に強い阻害活性のあることが明らかとなった。また、これらの天然化合物について、マウス胎児脳由来の初代培養系神経細胞およびヒト脳由来の神経芽細胞種(SH-SY5Y細胞株)を用いて神経突起伸長に対する効果を検討したところ、シアニジンやペオニジンなどのアントシアニジン類およびクエルシトリンに有意な神経突起伸長作用のあることが確認された。更に、SH-SY5Y細胞株を用いて神経保護作用の検討を行ったところ、小胞体ストレスによる神経細胞死に対する保護効果物質として、ペオニジン、ペラルゴニジン、マルビジン、ゲニステイン、クエルシトリン、クロロゲン酸、また、酸化ストレス付加時の神経細胞死に対する保護効果物質として、アントシアニン類数種を見出した。今後は、HDAC阻害活性を有する候補物質の中から最も神経突起伸長促進効果および神経保護効果を有する活性調節分子を選定し、その詳細なメカニズムの解明を行う予定である。これまでに、Hdac活性調節作用を有し、神経突起伸長または神経保護作用を有する分子として、シアニジン、ペオニジン、ペラルゴニジン、マルビジンを見出した。そこで、これら候補物質の中から顕著なHDAC活性阻害を有したアントシアニジンに注目し、神経突起伸長および神経保護作用に対する作用機序に関する検討を行った。各種遺伝子の発現解析には、Real time-PCR及び免疫染色法を用い、HDAC阻害活性の測定には蛍光基質ペプチド法、細胞内ヒストンのアセチル化定量はELISA法を用いた。小胞体ストレスに対する神経保護効果および神経突起伸長作用を示したシアニジンとペオニジンについて、ヒストンのアセチル化を確認したところ、有意に増加していることが確認された。また、このヒストンアセチル化の増加は、Hdac活性化因子であるテオフィリンの添加によりみとめられなくなった。次に、シアニジンとペオニジンの遺伝子発現への影響を検討した。その結果、シアニジンとペオニジンはいずれも細胞死マーカーであるCHOPの発現が減少し、細胞骨格の形成に重要なGAP43の発現が上昇することが明らかとなった。一方、Hdac阻害剤の一部は非ヒストンタンパクである転写因子のアセチル化にも関係していることが知られていたため、各種遺伝子の発現を制御することで知られるp21やp53、p300の発現変化について検討を行ったところ、p53の発現上昇とアセチル化p53の増加がみとめられた。本結果は、シアニジンとペオニジンによる神経保護効果や神経突起伸長作用がHDAC活性を介したエピジェネティック調節に加えて非ヒストンタンパクの就職による影響を受けている可能性を示唆していた。ヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)活性阻害作用を有する食品由来天然成分として見出したシアニジンおよびペオニジンの神経芽細胞種(SH-SY5Y細胞株)ヒストンアセチル化に対する効果を検討したところ有意に亢進していることが明らかとなった。そこで、マウス胎児脳由来の初代培養系神経細胞およびSH-SY5Y細胞株を用いて神経突起伸長に対する効果を検討したところ有意な神経突起伸長作用のあることが明らかとなった。各効果の作用機序を確認するため遺伝子解析を行った。細胞保護効果の検討においては、細胞死誘導マーカーであるCHOPの発現が有意に減少し、神経突起の伸長の検討においてはGAP43の発現が有意に増加していることが明らかとなった。また、免疫染色によりアセチル化p53の局在を確認したところシアニジンおよびペオニジン群において核の局在が増加していることが確認された。転写因子の一つであるp53は突起伸長や神経細胞保護に関係する種々の遺伝子の発現に関与する重要な分子であるが、p53の脱アセチル化にはHdacが関与していることが知られている。このことから、シアニジンおよびペオニジンによる神経保護効果と神経突起伸長にはヒストンとp53のアセチル化亢進の2つが関係している可能性が示唆された。なお、活性調節分子の神経再生調節の分子メカニズムを明らかにした後に検討予定であったマウス脊髄損傷モデルを用いた治療効果の検討は諸条件の検討にとどまり、天然活性成分を用いた検討までにはいたらなかった。

ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)を阻害してアセチル化を亢進する食品由来成分としてシアニジンおよびペオニジンを見出した。マウス胎児脳由来の初代培養系神経細胞およびSH-SY5Y細胞株を用いて神経細胞保護効果と神経突起伸長に対する効果を検討し、これらの成分により、細胞保護効果においてCHOPの発現が有意に減少し、神経突起伸長効果においてGAP43の発現が有意に増加すること、また核におけるアセチル化p53の局在が増加していることが確認された。このことからシアニジンおよびペオニジンによる神経保護効果と神経突起伸長にはヒストンとp53のアセチル化の2つの機構が関係している可能性が示唆された。本年度は、Hdac活性調節作用を有する食品由来の天然成分の中から神経再生(神経突起伸長および神経保護)効果を有する分子を同定することを目的としていた。本年度は、前年度に見出した食品由来のHDAC活性阻害分子であるアントシアニジンの神経保護効果および神経突起伸長作用の分子メカニズムについて検討を行い、そのターゲットとなる遺伝子を明らかとした。今後、本計画を推し進めてマウス脊髄損傷モデルを用いた治療効果の検討と詳細な作用機序の解析を進めていく予定である。神経科学、食品科学、生化学次年度は、神経保護効果および神経突起伸長作用を発揮する候補分子の詳細な作用機序とマウス脊髄損傷モデルを用いての治療効果の確認を予定している。初代神経細胞培養系を用いて活性調節分子の神経再生調節の分子メカニズムを明らかにするとともに野生型マウスの胸椎レベルの脊髄損傷モデルを作成し、活性分子を髄膜下投与した際の運動機能と感覚機能(BBBスコア、把握テスト、接触テスト)を非投与群と比較モニターすること、また、組織学的解析(5HT染色、BDA染色による皮質脊髄路のトレーシング)を行う計画である。本研究は、Hdac活性調節作用を有する食品由来の天然成分を探索し、その候補成分の中から神経再生(神経突起伸長)効果を有する機能性成分を同定することを目的としている。本年度は、蛍光ペプチドアッセイ系を用いて食品成分からHDAC活性調節作用を有する活性物質を探索することを計画・目的とした。供試した数種の植物由来天然化合物中から阻害活性を有する分子として数多くの活性成分を見出すことに成功し、また次年度以降の計画である神経突起伸長保護効果の検討も一部進めることができた。今後、本計画を推し進めて有力な活性分子を同定できれば、より多くの新規有用物質の取得も期待できる。今後、いくつかの候補分子について詳細な検討を進め、マウス脊髄損傷モデルを用いた治療効果の検討を視野に進めていく。試薬消耗品の購入において必要金額を下回ったため次年度へ使用予定を繰り下げたため。本研究では、Hdac活性調節作用を有する食品由来の天然成分を探索し、その有効成分の中から神経再生(神経突起伸長)効果をもつ機能性成分を同定し、次いで、その機能性分子による神経再生効果の詳細を明らかにする予定である。
肝細胞癌におけるTGFβシグナル伝達機構の解析および治療への応用

TGF-βシグナル伝達の研究は、最近伝達物質であるSmadが同定され急速に進歩してきた。我々は、分化型肝細胞癌では、癌細胞の産生するTGF-βが、Smad2/3を介して肝癌の細胞増殖を抑制しているが、かかる癌細胞において抑制型Smad7がTGF-βによる細胞増殖の抑制作用を阻害していることを報告した(Hepatology2000;32:218-227)。更に一部の未分化癌では、癌細胞の産生するTGF-βが、むしろ自身の癌細胞増殖を促進していることを見出した。またSmad2の活性化を指標にして、このような癌細胞におけるTGF-βシグナル伝達機構について報告してきた(Cancer Res.2000;60:1394-1402)。また急性・慢性肝障害モデルにおける、TGF-βスーパーファミリー受容体およびリガンドの発現変化を、星(筋線維芽)細胞・肝細胞に分離し調べた。更に、障害肝から星細胞ならびに肝細胞を培養し、これら状態の各種細胞におけるTGF-βに対する生物活性の変化を調べることで、星(筋線維芽)・肝細胞におけるTGF-βシグナル伝達およびその制御機構について考察してきた(Gut2000;46:719-724,J of Hepatology2000;32:251-260,J of Hepatology1998;28:572-581)。本計画における申請者等が行った予備的実験の結果、TGF-βはHuh-7,HepG2等の肝癌細胞に対して増殖抑制効果を示したが、HCC-T,M等の肝癌細胞では全く増殖抑制効果を認めなかった。TGF-β受容体やSmadにはいずれの細胞にも遺伝子の変異を認めなかったことから、これら生物活性の違いは、Smad2/3の活性化の状態、ならびに標的遺伝子上に存在するSmad2/3/4の結合相手となる転写因子の違いで生じているものと思われる。本研究の目的は、肝癌細胞並びにヒト肝癌組織においてTGFβ(Transforming Growth Factor-beta)が、どのような生物活性を有し、どのような伝達物質を介してそのシグナルを伝達し、更にそれらがどのような機序によって調節されているか明らかにすることにある。また伝達物質のミュータントを作成し、それらをアデノウイルスに組み込むことで将来の肝癌に対する治療への可能性を探る。TGFβは、肝細胞に対して強い増殖抑制効果を有する。しかし多くの肝癌細胞で、その細胞増殖抑制効果が減弱しており、TGFβに対する肝癌細胞の不応性は、肝癌の自律的増殖性にとって必須のことと考えられている。一方TGFβの研究は、最近その受容体やシグナル伝達物質であるSmadがクローニングされて急速に進歩してきた。また肝臓癌の病因として、B型やC型肝炎ウイルスの関与が考えられることから、肝臓における発癌過程は、他の発癌機構と比較してユニークであると考えられている。平成11年度の研究計画・方法1.肝癌細胞におけるSmad遺伝子の質的,量的異常の検討2.肝癌細胞におけるSmad2,3蛋白のTGFβ依存性リン酸化能の検索3.肝癌細胞におけるSmad2,3,4の核移行の検索4.肝癌細胞におけるp15及びPAI-1転写のルシフェラーゼ活性を用いた解析II.肝癌組織におけるTGFβシグナル伝達分子の臨床統計学的検討TGF-βシグナル伝達の研究は、最近伝達物質であるSmadが同定され急速に進歩してきた。

我々は、分化型肝細胞癌では、癌細胞の産生するTGF-βが、Smad2/3を介して肝癌の細胞増殖を抑制しているが、かかる癌細胞において抑制型Smad7がTGF-βによる細胞増殖の抑制作用を阻害していることを報告した(Hepatology 2000;32:218-227)。更に一部の未分化癌では、癌細胞の産生するTGF-βが、むしろ自身の癌細胞増殖を促進していることを見出した。またSmad 2の活性化を指標にして、このような癌細胞におけるTGF-βシグナル伝達機構について報告してきた(Cancer Res.2000;60:1394-1402)。また急性・慢性肝障害モデルにおける、TGF-βスーパーファミリー受容体およびリガンドの発現変化を、星(筋線維芽)細胞・肝細胞に分離し調べた。更に、障害肝から星細胞ならびに肝細胞を培養し、これら状態の各種細胞におけるTGF-βに対する生物活性の変化を調べることで、星(筋線維芽)・肝細胞におけるTGF-βシグナル伝達およびその制御機構について考察してきた(Gut 2000;46:719-724,J of Hepatology 2000;32:251-260,J of Hepatology 1998;28:572-581)。本計画における申請者等が行った予備的実験の結果、TGF-βはHuh-7,HepG2等の肝癌細胞に対して増殖抑制効果を示したが、HCC-T,M等の肝癌細胞では全く増殖抑制効果を認めなかった。TGF-β受容体やSmadにはいずれの細胞にも遺伝子の変異を認めなかったことから、これら生物活性の違いは、Smad 2/3の活性化の状態、ならびに標的遺伝子上に存在するSmad 2/3/4の結合相手となる転写因子の違いで生じているものと思われる。