hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
雄性生殖細胞に卵子発生プログラムを書き込むことは可能か?

C57BL/6マウスの遺伝的背景に、ある亜種マウスのY染色体が導入されたコンソミックマウスでは雌への性転換や卵精巣が形成される。この性転換マウスのXY卵子はXX卵子と遜色ない表現型を示すにもかかわらず妊性がない。そこで、精子に分化すべきXYの生殖細胞で卵子発生プログラムが機能しているか否かを検討するために、XY卵子の減数分裂および発生特性を明らかにした。その結果、多くのXX卵子では分裂装置の各極に一点に集中したγ-チューブリン局在が認められたのに対し、XY卵子では、複数のγ-チューブリン局在が観察された。また、XY卵子では、XX卵子同様に第一減数分裂が進行するのに対し、第二減数分裂では90%程度が異常を来し、多数の前核が形成され2細胞期へ進行する胚は10%未満と著しく低下した。これらのことから、XY卵子の第二減数分裂は胚発生に対して致命的な異常であり、これは中心体形成の異常に起因しているものと考えられた。一方、XY卵子の核をXX卵子の細胞質に第一減数分裂前後で核移植した結果、その時期にかかわらず、XY卵子のγ-チューブリン局在は正常に修復され、第二減数分裂を完了させることが示された。また、γ-チューブリン局在の異常は、XX卵子の核をXY卵子の細胞質に移植した場合にも観察されることから、XY卵細胞質に特異的な表現型であることが示された。XY卵子の核より再構築された卵は、受精後、産仔へと発生することから、XY卵子の核そのものには十分な個体発生支持能があり、Y染色体上の転写産物が卵細胞質の細胞骨格系に悪影響を及ぼしている可能性が示唆された。得られた仔の核型解析とZfy遺伝子の多型解析を行ったところ、性染色体の不分離によりトリソミーマウスが高頻度で誕生したが、母親(卵子)からY染色体を受け継いだマウスが誕生したことが示された。ほ乳類の生殖細胞形成過程では、卵子および精子に特異的なDNAメチル化が生じるため(ゲノミックインプリンティング;GI)、受精後の胚発生過程において、母親に由来した場合と父親に由来した場合とで発現を異にするインプリント遺伝子が存在する。これまでの申請者らの研究で、GIを確立する前の非成長期卵母細胞から核移植により受精卵を構築すると、こうした胚はインプリント遺伝子の発現異常により着床直後に致死となることが明らかにされている。すなわち、GIは、生殖細胞形成過程で行われるべき必須のプログラムであることがわかる。そこで申請者らは卵子特異的なDNAメチル化が卵子形成過程でいつどのように確立するのかを明らかにし、メチル化が完全に確立する以前の卵母細胞より構築した受精卵の発生能を解析した。種々の成長ステージの卵母細胞(4075μm)を生後1020日齢のマウスより採取し、Snrpn、Igf2r、Lit1、Zac1およびPeg1遺伝子のDNAメチル化解析を実施した。その結果、Igf2r、Lit1およびZac1遺伝子は60μm以上で、SnrpnおよびPeg1遺伝子は65μm以上で卵子特異的な高メチル化を確立していることが明らかとなり、遺伝子ごとにメチル化確立時期が異なることが示された。また、卵子特異的なDNAメチル化はドナーマウスの加齢に依存せず、卵子のサイズに依存して完了することが判明した。ついで、10日齢マウスより採取した5059μmの成長期卵母細胞核を十分成長した卵子の細胞質に核移植し、減数分裂・体外受精後の発生能を解析した。その結果、成長期卵母細胞より構築された受精卵は産仔への発生能(8%)を有することが明らかとなった。産仔のDNAメチル化型を解析したところ、Peg1遺伝子以外は母方(成長期卵母細胞由来)アリル特異的な高メチル化を示したことから、卵母細胞の部分的なメチル化は、受精後アリル全体に高メチルをもたらし、インプリント遺伝子の発現を制御しうることが示唆された(投稿準備中)。ほ乳類の生殖細胞形成過程で生じる卵子あるいは精子特異的なDNAのメチル化(インプリント)は,インプリント遺伝子の発現を制御し,受精後の正常な胚発生に重要な役割を果たしている。近年,卵子および精子特異的なインプリントは,ともにDnmt3aとよばれるDNAメチル基転移酵素やDNAメチル化活性は持たないもののDnmt3aと共同して働くと考えられているDnmt3Lによって触媒されることが示されてきたが,性特異的なインプリントが生じる機構についてはいまだに明らかにされてきていない。本研究ではインプリントの確立機構の解明を目的に,Dnmt3aが豊富に存在する成熟卵母細胞(fg卵子)にインプリントが全く確立していない非成長期卵母細胞(ng卵子)を融合させることで,ng卵子にどのようなインプリントが生じるのかを明らかにしようとした。その結果、再構築卵においては,Igf2r遺伝子が,fg卵子のような高メチル化ではないものの,成長期卵母細胞で確認されるような部分的なメチル化修飾(097%;メチル化CpGサイト/解析CpGサイト)を受けていることが明らかとなった。また,本来,卵子ではメチル化されず、精子形成過程でのみメチル化されるH19遺伝子についてもIgf2rと同様のメチル化修飾を受けていることが明らかとなった(0100%)。

以上のことから,Dnmt3aを豊富に持つfg卵子にng卵子が暴露されることで,Igf2rおよびH19遺伝子のDNAメチル化が誘導される可能性が示唆された。また、ng卵子には、精子形成過程でインプリントされるH19遺伝子のような遺伝子群のメチル化ブロック機構が欠如しているのではないかと考えられた。哺乳類の生殖細胞形成過程では卵子あるいは精子特異的なDNAのメチル化が生じること(ゲノミックインプリンティング)により、受精後の胚発生過程において父母のゲノムが等しく機能しない。そのため、卵子(母親)あるいは精子(父親)由来のゲノムのみからなる単為発生胚や、ゲノミックインプリンティングを欠損した胚は妊娠初期で致死となり、ゲノミックインプリンティングが哺乳類の個体発生に必須の事象であることがわかる。しかし、卵子あるいは精子特異的なDNAのメチル化が生じるメカニズムについてはこれまで明らかにされてきていない。申請者は、前年度までに、卵子特異的なDNAのメチル化を完了していない非成長期卵母細胞をDNAのメチル化を完了したフルサイズの卵母細胞に核移植することにより、非成長期卵母細胞ゲノムにおいて、卵子特異的なDNAのメチル化のみならず、精子特異的なメチル化をも誘導しうることを見出した。このことから、卵母細胞の成長過程では、精子特異的なDNAメチル化を阻止する機構が存在するものと考えられた。そこで、本年度は既に精子特異的なDNAメチル化を完了した新生仔の精原細胞をフルサイズの卵母細胞に核移植することで、性特異的なDNAメチル化が生じる機構を考察した。解析の結果、移植した精原細胞核のDNAメチル化型に変化は認められなかった。この結果から、精子に分化する以前の未分化な雄性生殖細胞であっても、精子型のゲノミックインプリンティングが書き込まれた精原細胞には、卵子特異的なDNAメチル化を阻止する機構が存在するものと考えられた。今後は、精子型ゲノミックインプリンティングが書き込まれる前の雄性生殖細胞をフルサイズの卵母細胞に核移植することで、雌雄の生殖細胞が、いつどのようにDNAメチル化の性決定をするのか、その機構を明らかにしたい。一般に哺乳類では、XX個体は雌としてXY個体は雄として誕生し、それぞれの生殖細胞は卵子および精子へと分化する。雌雄の生殖細胞は減数分裂やゲノミックインプリンティング(GI)を経験するが、これら2つの事象は卵子と精子で全く異なる様式で行われており不明な点は未だに多く残されている。昨年までに我々は、卵子形成過程においてGIはドナーマウスの日齢に依存することなく、卵子のサイズに依存して、遺伝子ごとに完了していくことを明らかにした。そこで本年度は、精子形成過程においてインプリントされるDlk1/Gtl2遺伝子のDNAメチル化がいつどのように確立するのかその詳細を明らかにした。胎生期では、精細管内の全ての雄性生殖細胞が体細胞分裂期で同一の性質を持つと考えられることから、Oct4遺伝子の下流にGFP遺伝子が挿入されたTGマウスの胎仔を利用し、GFP陽性の雄性生殖細胞のみをマイクロマニピュレーターで採取した。また出生10日目以降の精細管内では減数分裂期に移行する細胞と体細胞分裂をしている幹細胞とが混在するために、レーザーマイクロダイセクションにより種々のステージの雄性生殖細胞を回収した。その後、Dlk1/Gtl遺伝子のDMRを特定しGI機構を考察するためにGtl2遺伝子上流2.6kb (IG-DMR)の全てのCGサイトについてDNAメチル化解析を行った。解析の結果、IG-DMRの全てのCGサイトは精子特異的にメチル化され卵子ではメチル化されていないことが明らかとなった。
医療における物語論の新たな展開に哲学的基礎づけを与えるための研究

本研究では、医療における物語論の新たな展開に哲学的基礎づけを与える理論を体系的に構築することを目的に、計画1(医療分野での物語的実践の収集)、計画2(哲学・倫理学領域における文献の収集)、計画3(医療分野での物語的実践における「構成概念」の明確化)、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)、計画5(シンポジウムの開催による成果開示と批判的回顧)を行うものである。平成30年度には、計画1、2、5を実施した。計画1、2により、多数の実践例と文献を収集することができ、実践分析として、1わが国における死を前にした人へのナラティヴ・アプローチ、2ハイリスク妊婦の主観的な「生活の質」評価、3祖母となった女性による孫育児への関与という、多様なテーマについて論文を刊行し、哲学的論考として、5オープンダイアローグと対話の文化についての論考、6医療現場における倫理(臨床倫理の方法論)についての論考を論文として刊行した。計画5として、「オランダの安楽死・最新の展開」をテーマとするシンポジウムを開催し、この問題についての議論を喚起し続けてきたオランダから研究者を招いて、本研究の観点からこの問題を考える機会を設けた。特に、オープンダイアローグと呼ばれる新しい対話のあり方について検討したことで、今後の研究への展開の有力な視点を得ることができた。これは、専門家の対話に患者らが「共在」(発言せずに傾聴する)し、次に患者たちの対話に専門家が「共在」するという過程を繰り返す「リフレクティング」と呼ばれるプロセスを繰り返す対話形式を基盤としている。対話のテーマは「自分たちの抱えている問題」であり、専門家同士の対話でも「専門家として抱えている問題」が話し合われる。従来の対話のあり方を変革する可能性を持つものであり、本研究の中でさらに検討する価値のあるものと思われた。(1)現象学的実践、(2)ケア的実践、(3)調停的実践の各々について、研究室所属の大学院生と共同で国内外の医療分野で行われている物語的実践の事例を収集した。対話の実践例の分析と、哲学的論考についての論文を刊行することができ、シンポジウムも開催した。これらを通して、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)の一部にも手を付けることができた。令和元年度は、計画2を継続的に実施するとともに、計画3(医療分野での物語的実践における「構成概念」の明確化)、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)に着手する。医療における物語論の基礎づけに貢献しうる哲学・倫理学領域の文献は、(1)物語論と(2)関係性の諸理論の2系譜に大別できるため、これらを幅広く収集する。仏語と独語の言語の文献検討については、それぞれの言語で医療倫理に関連した文献収集に習熟した連携研究者(仏語文献:小出泰士、独語文献:浅見昇吾)の助力を得て収集と解読を行う。また、データベースによる資料収集を補うために、学術集会に参加して、国内外の研究者や実践者からの情報収集を行う。本研究では、医療における物語論の新たな展開に哲学的基礎づけを与える理論を体系的に構築することを目的に、4年間をかけて以下の4つの計画を実施するものである。計画1:医療分野での物語的実践の収集を(1)現象学的実践、(2)ケア的実践、(3)調停的実践について行う。計画2:哲学・倫理学領域における文献の収集を(1)「物語論」、(2)「関係性についての諸理論」の2系譜について行う。計画3:医療分野での物語的実践における「構成概念」の明確化を(1)ナラティヴ概念の定義、(2)語り手と聞き手の関係性の2つについて行う。計画4:医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化を、(1)「自己物語」と「自己」の異同性とケアの成立要件の分析、(2)「物語の不調和」の扱い方についての規範倫理学的分析によって行う。計画5:シンポジウムの開催によって成果を開示して批判を仰ぐ。平成29年度には、このうちの計画1を実施した。(1)現象学的実践、(2)ケア的実践、(3)調停的実践について、多数の実例を収集することができた。このうち、(1)については、わが国における臓器移植レシピエントの実体験の理解、ハンセン病元患者の人生史の記述、(2)については、フィンランドで展開されているオープンダイアローグおよび未来語りのダイアローグ、(3)については、欧州で展開されている臨床における倫理的調整としてのmoral case deliberation(MCD)について、詳細に分析を行い、そのいくつかは論文・図書として刊行することができた。今年度も研究成果を随時刊行する予定である。臓器移植、ハンセン病、脳神経倫理、臨床倫理、看護実践の倫理等の各論についての論文・図書を刊行することができた。

本研究では、医療における物語論の新たな展開に哲学的基礎づけを与える理論を体系的に構築することを目的に、計画1(医療分野での物語的実践の収集)、計画2(哲学・倫理学領域における文献の収集)、計画3(医療分野での物語的実践における「構成概念」の明確化)、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)、計画5(シンポジウムの開催による成果開示と批判的回顧)を行うものである。平成30年度には、計画1、2、5を実施した。計画1、2により、多数の実践例と文献を収集することができ、実践分析として、1わが国における死を前にした人へのナラティヴ・アプローチ、2ハイリスク妊婦の主観的な「生活の質」評価、3祖母となった女性による孫育児への関与という、多様なテーマについて論文を刊行し、哲学的論考として、5オープンダイアローグと対話の文化についての論考、6医療現場における倫理(臨床倫理の方法論)についての論考を論文として刊行した。計画5として、「オランダの安楽死・最新の展開」をテーマとするシンポジウムを開催し、この問題についての議論を喚起し続けてきたオランダから研究者を招いて、本研究の観点からこの問題を考える機会を設けた。特に、オープンダイアローグと呼ばれる新しい対話のあり方について検討したことで、今後の研究への展開の有力な視点を得ることができた。これは、専門家の対話に患者らが「共在」(発言せずに傾聴する)し、次に患者たちの対話に専門家が「共在」するという過程を繰り返す「リフレクティング」と呼ばれるプロセスを繰り返す対話形式を基盤としている。対話のテーマは「自分たちの抱えている問題」であり、専門家同士の対話でも「専門家として抱えている問題」が話し合われる。従来の対話のあり方を変革する可能性を持つものであり、本研究の中でさらに検討する価値のあるものと思われた。(1)現象学的実践、(2)ケア的実践、(3)調停的実践の各々について、研究室所属の大学院生と共同で国内外の医療分野で行われている物語的実践の事例を収集した。対話の実践例の分析と、哲学的論考についての論文を刊行することができ、シンポジウムも開催した。これらを通して、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)の一部にも手を付けることができた。平成30年度は、計画1を継続的に実施するとともに、計画2(哲学・倫理学領域における文献の収集)に着手する。医療における物語論の基礎づけに貢献しうる哲学・倫理学領域の文献は、(1)物語論と(2)関係性の諸理論の2系譜に大別できるため、これらを幅広く収集する。仏語と独語の言語の文献については、それぞれの言語で医療倫理に関連した文献収集に習熟した連携研究者(仏語文献:小出泰士、独語文献:浅見昇吾)の助力を得て収集と解読を行う。また、データベースによる資料収集を補うために、学術集会に参加して、国内外の研究者や実践者からの情報収集を行う。なお、今年度は成果を公開し様々な領域の専門家からの意見を聴くためのシンポジウムを開催する予定である。令和元年度は、計画2を継続的に実施するとともに、計画3(医療分野での物語的実践における「構成概念」の明確化)、計画4(医療分野での物語的実践における「他者への関与」の明確化)に着手する。仏語と独語の言語の文献検討については、それぞれの言語で医療倫理に関連した文献収集に習熟した連携研究者(仏語文献:小出泰士、独語文献:浅見昇吾)の助力を得て収集と解読を行う。
LHC軽原子核衝突超前方測定にむけたシリコンピクセルカロリーメータの開発

高エネルギー宇宙線は空気シャワー現象を通して観測される。空気シャワー発達の素過程を理解するために加速器陽子陽子衝突データが利用されているが、本研究は将来の軽原子核衝突のための検出器の基礎開発である。既存のシリコンピクセル検出器とタングステン板を利用したカロリーメータを製作し、シャワー中の複数粒子の測定に成功した。またシミュレーション計算によって、LHC酸素酸素衝突を実現した場合、ピクセルサイズ2mm程度が最適であることを明らかにした。新しい検出器の必要性は、LHC forward physics working groupが編纂したレポートにまとめ公表された。シリコンピクセル検出器の読み出し回路の設計を行い、試験用基板を製作した。シリコンピクセル検出器の読み出し試験には、Astro-H SGD検出器で実績のあるVATAチップ(IDEAS社)を採用した。VATAチップの制御にはFPGA回路を用い、FPGA回路の制御と計算機とのデータ送受信にはKEKが開発したSiTCPを利用することにした。これらの基本構成要素に加えて、各チップへの電源供給ラインとシリコンピクセル検出器への高圧供給ラインを含めた専用基板をGND社とともに開発した。基板は年度後半に納品され、電源系から基本的な動作試験を開始した。基板とシリコンピクセル検出器、およびVATAチップ間を配線するために、名古屋大学太陽地球環境研究所が所有するボンディングマシンの調整も行った。シリコンピクセル検出器は、基礎試験時にはAstro-H用3.2mmピッチのものを利用する。一方で、ガンマ線可視化カメラ用の2mmピッチの検出器の生産が始まっており、将来の理想的な検出器を見越して、試験用に2枚の検出器を購入した。イタリア・カターニア大学で開催されたLHCfグループのミーティングに参加し、シリコン検出器を用いたLHCf実験の将来計画について広く議論を行った。また、LHC forward physics working groupに参加し、将来の酸素原子核衝突の実現にむけてCERN Yellow Reportの作成に参加している。25年度に製作したシリコンピクセル検出器読み出し回路の動作試験を行った。本年度はシリコンセンサーは使用せず、ASIC操作用のFPGAコード等を作成し基本動作試験を行った。回路設計の間違いを修正し操作性を改善するため、連携研究者の田島との共同で新たなチップ読み出し回路を開発した。多層読み出しによるミューオン望遠鏡と簡易カロリーメータのデザインを開始した。タングステンを出し入れすることで一粒子測定望遠鏡かカロリーメータとして利用できるようなフレームを検討し、これに利用するためのタングステン板を準備した。モンテカルロシミュレーションによってシリコンピクセルカロリーメータのデザインを行うため、研究協力者のAdriani (フィレンツェ大教授)とともに、シリコンストリップ検出器を用いたカロリーメータの試験を行った。シリコンストリップ検出器とタングステンからなるカロリーメータを、CERN SPS加速器固定標的実験施設に持ち込み、100-200GeVの電子線と150-350GeVの陽子線に照射し電磁シャワーとハドロンシャワーの基礎データを取得した。また、GEANT4をもちいて同試験機のシミュレーションを行い、電磁シャワーの測定結果を正しく再現できることを確認した。また、この研究が派生研究RHICfにも有効であることを示した。他グループとの議論では、LHC Forward Physics Working GroupのメンバーとしてCERN Yellow Reportを完成し、その中に将来のLHC軽原子核衝突の必要性を盛り込むことができた。また、ATLAS実験メンバーとの議論を重ね、今後のLHCfとATLASの共同研究の議論が大きく前進した。昨年度までに完成した信号読み出し回路によるシリコンピクセル検出器の試験を継続した。その過程で連携研究者の田島らとさらに汎用性の高い読み出し回路の製作に成功した。新読み出し回路を用いたミュー粒子の測定に成功し、多層読み出しに向けた準備を進めた。この点で旧回路を用いた研究の繰り返しとなり若干の遅れを生じたが、新回路を用いることで、同時複数読み出しの自由度が高まり、信号対雑音比の改善も見込まれる。モンテカルロ計算による将来のLHC酸素原子核衝突実験の可能性を詳細に検討した。宇宙線研究に使用されている最新のモデルQGSJET II-04, EPOS-LHCとSIBYLL 2.1によりLHC酸素原子核衝突を再現し、陽子衝突の計算と比較することで各モデルの原子核効果の違いを求めた。その結果、軽い原子核にもかかわらず、モデルによる違いが2倍もあることが明らかになった。これらの違いを明らかにするために検出器に要求される性能は、5mm以上離れた粒子を確実に弁別することである。ピクセル検出器のピクセルサイズを変えた検出器シミュレーションとデータ解析を行ったところ、2mm角が最適なピクセルサイズであることが明らかになった。イタリアの研究協力者が準備したシリコンストリップ検出器を用いて、タングステンを用いたサンプリングカロリーメータの加速器ビーム試験を行った。CERN SPS加速器で100-250GeVの電子ビームを照射し、電磁シャワーの横広がりを測定しMC計算を比較したとことろ、シャワーの構造がMC計算でよく再現されていることを確認できた。昨年度までに開発した信号読み出し回路で試験を続けてきたが、今後の発展性を考慮した新読み出し回路の開発を進めたため。開発は連携研究者によって進められ成功し、年度途中から本研究にも使用した。当初は基本性能確認のための基礎測定に終始したため、若干の遅れとなった。ただし、本読みだし回路を利用することで、28年度の研究を効率よく進め遅れを取り戻すことができる。

28年度に新たに導入した低ノイズ信号読み出し回路によって、シリコンピクセル検出器とタングステンによるシャワーカロリーメータを組み上げ、大気宇宙線によるシャワー現象の測定に成功した。シリコンピクセル検出器で測定した信号が電気ノイズではなく、本当に多粒子信号であることを実証するために、カロリーメータには別途プラスチックシンチレータと光電子増倍管を設置した。光電子増倍管とシリコンピクセル検出器で観測した大出力信号はどれも時間的に同期しており、シリコンピクセル検出器でシャワーを観測したことが確認できた。各シリコンピクセルは事前に57Co放射線源によってエネルギー絶対値を較正してあり、シャワー中粒子数がピクセルあたり1-3粒子の事象を観測したことがわかった。新回路によるカロリーメータは一層のシリコンピクセル検出器だけを使用したが、今後、FPGAの書き換えによって多層カロリーメータへの拡張が可能であることがわかった。本研究で読み出しに利用したASICはダイナミックレンジが3粒子相当と狭いものであった。LHCfグループ内で今後の改良方法を議論し、1600粒子相当のダイナミックレンジを持つASIC HDR14による研究継続が検討されている。LHC forward physics working groupの編纂したレポートLHC Forward Physicsにおいて、将来の前方測定の必要性として、LHC軽原子核衝突について言及した。理論的側面からはLHC陽子陽子衝突で改定された相互作用モデルを用いても、陽子酸素衝突における差異が大きいことが紹介された。実験的側面では、多重度の高い原子核衝突ではシリコンピクセル型カロリーメータが必要で、本研究による研究着手の様子が紹介された。高エネルギー宇宙線は空気シャワー現象を通して観測される。空気シャワー発達の素過程を理解するために加速器陽子陽子衝突データが利用されているが、本研究は将来の軽原子核衝突のための検出器の基礎開発である。既存のシリコンピクセル検出器とタングステン板を利用したカロリーメータを製作し、シャワー中の複数粒子の測定に成功した。またシミュレーション計算によって、LHC酸素酸素衝突を実現した場合、ピクセルサイズ2mm程度が最適であることを明らかにした。新しい検出器の必要性は、LHC forward physics working groupが編纂したレポートにまとめ公表された。初期開発基板のテストと改良型の開発は予定通りすすんだ。粒子増幅部用タングステンを購入しカロリーメータ用ホルダを製作する計画はホルダの製作には至っていない。これは改良型基板のテスト結果に応じて最終形を決定するためである。改良型基板に問題がない場合は、すぐに製作に入ることができる。試験用カロリーメータによるSPS加速器でのデータ取得は予定通り成功した。
成体新生ニューロンによる神経活動依存的な回路再編機構とその生理的意義の解明

嗅球介在ニューロンは神経細胞としては例外的に、胎生期のみならず成体期でも常時新生され、既存の神経回路に編入されている。また、嗅球の神経回路は匂い経験に依存して再編されるという可塑性を有するが、その機構は不明である。申請者らはこれ迄に、膜蛋白質5T4や転写因子Npas4は神経活動依存的に発現して、嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分れやシナプス形成を正に制御していることを解明した(J Neurosci 32, 2217, 2012; Cell Rep 8, 843, 2014)。そこで本研究では、5T4・Npas4欠損マウスにおける新生ニューロンの発達異常が、匂いの感知や識別学習にどの様な影響を及ぼすのかを行動学的・電気生理学的に解析すると共に、光遺伝学や薬理遺伝学の手法を駆使することで、新生ニューロンによる神経回路再編の機構とその生理的な意義を解明する。これまでに本研究において、匂い情報を処理している嗅球介在ニューロン(傍糸球細胞と顆粒細胞)の中でも、顆粒細胞のサブタイプが発達する際に、膜蛋白質5T4を匂い刺激に応じて産生することにより、樹状突起の枝分れを促進して、匂いを感じる度合いを高めていることを明らかにした(J Neurosci 36, 8210, 2016)。また興味深いことに、5T4遺伝子を欠損した顆粒細胞のサブタイプでは、他の神経細胞と間のシナプス結合が減少しており、その結果、匂いの検出感度が100倍も低下し、2種類の全く異なる匂いを識別できなくなっていた(J Neurosci 36, 8210, 2016)。これらの成果は、The Journal of Neuroscience誌(2016年8月3日号)に掲載され、その表紙を飾った。申請者はこれ迄に、膜蛋白質5T4や転写因子Npas4は神経活動依存的に発現して、嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分れやシナプス形成を正に制御していることを解明した(J Neurosci 32, 2217, 2012; Cell Rep 8, 843, 2014)。そこで本研究では、5T4・Npas4欠損マウスにおける新生ニューロンの発達異常が、匂いの感知や識別学習にどの様な影響を及ぼすのかを行動的・電気生理学的に解析すると共に、光遺伝学や薬理遺伝学の手法を駆使することで、新生ニューロンによる神経回路再編の機構とその生理的な意義を明らかにする。申請者らはこれまでに、匂い情報を処理している顆粒細胞のサブタイプが発達する際に、膜蛋白質5T4を匂い刺激に応じて産生することにより、樹状突起の枝分れを促進して、匂いを感じる度合いを高めていることを明らかにした(J Neurosci 36, 8210, 2016)。これらの成果は、The Journal of Neuroscience誌(2016年8月3日号)に掲載され、その表紙を飾り、9月15日付の朝日新聞(全国版)の科学欄などでも取り上げられた。A)5T4欠損マウスの行動学的・電気生理学的な解析:前年度に続き、5T4顆粒細胞特異的にチャネルロドプシンを発現するマウスを、行動学的・電気生理学に解析することで、特定の嗅球介在ニューロンによる神経回路での情報処理と、特定の嗅覚行動の発現に関連性があるかどうかを明らかにする。B)Npas4欠損マウスの行動学的・電気生理学的な解析:嗅球介在ニューロンの樹状突起におけるスパイン形成も、匂い刺激により生じる神経活動に応じて制御されている。本研究では、胎生期と成体期で生まれ、顆粒細胞の樹状突起のスパイン密度が減少しているNpas4欠損マウスを解析する。そして、顆粒細胞層の表層と深層に存在するNpas4ニューロンが、神経回路での情報処理や嗅覚行動の発現に、どのような役割を果たしているのかを明らかにする。C)新生ニューロンに関するDREADDを用いた薬理遺伝学的な解析:5T4・Npas4欠損マウスを用いる場合、介在ニューロン自体の形態変化による機能不全(直接的)と、介在ニューロンの形態変化に伴う周囲のニューロンの変化による機能不全(間接的)が考えられ、どちらが嗅覚行動の異常に関与しているのかが分からない可能性が懸念される。そこで、DREADDを用いた薬理遺伝学的な解析を行い、特定の嗅球介在ニューロンの神経活動を一時的に活性化または抑制することにより、嗅覚行動への影響を検討する。リガンドCNOに特異的に反応し、神経活動を活性化する(hM3Dq)または抑制する(hM4Di)受容体遺伝子を、CMVや5T4プロモーターを用いて、多くの顆粒細胞や特定の顆粒細胞のみでそれぞれ発現させて、行動学的・電気生理学的に解析する。

その際、レンチウイルスを感染させる時期を胎生・幼若・成体期と変えて、ニューロンの生まれる時期に応じて、それを活性化・抑制することで、神経回路での情報処理と嗅覚行動の発現にどのような影響を及ぼすかを検討する。嗅細胞で受容された匂いの情報は、嗅覚の一次中枢である嗅球に伝達され、その後、嗅皮質に伝えられ処理されることで、匂いとして認識される。嗅球の神経回路においては、抑制性の介在ニューロン(顆粒細胞や傍糸球細胞)が、興奮性の投射ニューロンの活動を調節することにより、匂い情報が処理されている。嗅球介在ニューロンは、哺乳類では例外的に成体期でも常に新生されているが、その大多数をしめる顆粒細胞は、樹状突起の形態や産生される蛋白質の相違により、複数のサブタイプに分類される。しかしながら、嗅球で匂い情報を処理する際に、顆粒細胞の個々のサブタイプがどのような役割を果たしているのかは、これまでに殆ど明らかにされていなかった。そこで、本研究において、嗅球介在ニューロン、特に、顆粒細胞の特定のサブタイプが発達する際に、1回膜貫通型糖蛋白質である5T4を匂い刺激に応じて産生することにより、樹状突起の枝分れを促進して、匂いを感じる度合いを高めていることを、申請者らはマウスを使った実験で、明らかにした(J Neurosci 36, 8210, 2016)。また興味深いことに、5T4遺伝子を欠損した顆粒細胞のサブタイプでは、他の神経細胞と間のシナプス結合が減少しておりその結果、匂いの検出感度が100倍も低下し、2種類の全く異なる匂いを識別できなくなっていた(J Neurosci 36, 8210, 2016)。これらの成果は、米国科学誌『The Journal of Neuroscience』(2016年8月3日号)に掲載され、その表紙を飾り、8月5日のNHKテレビ(関西NEWS WEB)や、9月15日付の朝日新聞(全国版)の科学欄などでも取り上げられた。嗅細胞で受容された匂いの情報は、嗅覚の一次中枢である嗅球に伝達され、その後、嗅皮質に伝えられ処理されることで、匂いとして認識・識別される。嗅球介在ニューロンは、哺乳類では例外的に成体期でも常時新生されているが、その大多数をしめる顆粒細胞は、樹状突起の形態や産生される蛋白質の相違により、複数のサブタイプに分類される。しかしながら、嗅球で匂い情報を処理する際に、顆粒細胞の個々のサブタイプがどのような役割を果たしているのかは、ほとんど明らかにされていなかった。そこで申請者らは、本研究において、匂い情報を処理している顆粒細胞のサブタイプが発達する際に、膜蛋白質5T4を匂い刺激に応じて産生することにより、樹状突起の枝分れを促進して、匂いを感じる度合いを高めていることを明らかにした(J Neurosci 36, 8210, 2016)。これらの成果は、The Journal of Neuroscience誌(2016年8月3日号)に掲載され、その表紙を飾り、9月15日付の朝日新聞(全国版)の科学欄などでも取り上げられた。嗅球介在ニューロンは神経細胞としては例外的に、胎生期のみならず成体期でも常時新生され、既存の神経回路に編入されている。また、嗅球の神経回路は匂い経験に依存して再編されるという可塑性を有するが、その機構は不明である。
中胚葉由来の骨髄間葉系細胞は神経堤由来間葉による歯と歯周組織の修復に働くか？

歯根膜ポリープについて古くから実験病理学的な研究は為されており、その病理組織学的な消長や処置に関する研究は数多くある。しかし、その細胞供給がどこから行われているかは明確にされていない。そこで、GFPマウスの骨髄移植の実験系を用いてこの部の細胞が骨髄の間葉細胞に由来するとの仮説のもと、歯根膜ポリープを形成する肉芽組織の構成細胞の動態を追究した。GFPの免疫染色では、当該部の肉芽組織内にGFP陽性細胞が多数みられた。その細胞種の同定を行うための、免疫蛍光二重染色では、GFP、Runx2、S-100A4の組み合わせにおいて、紡錘形の細胞にGFPとRunx2が両陽性であった。GFPとCD31では、形態学的に明瞭な血管において、両者に陽性を示すと考えられる血管内皮細胞が認められた。Notch1の免疫染色については髄床底穿孔部の歯根膜ポリープの構成細胞に強く陽性を示した。対照として侵襲を加えていない第二臼歯の歯髄では陰性であった。また、第二臼歯の歯根膜組織は弱陽性であった。今回行った実験から、髄床底穿孔部にできた歯根膜ポリープは、毛細血管内皮細胞や、線維芽細胞、歯根膜線維芽細胞が増殖本態であり、いずれも移植骨髄由来の細胞であることが強く推察された。また、Notch1の結果から、髄床底穿孔部の歯根膜ポリープで陽性を示したことから、歯根膜ポリープの増殖において、未分化間葉細胞が歯根膜線維芽細胞に分化する際に関与していることが分かった。発生学的に歯根膜線維芽細胞は、神経堤由来の神経外胚葉性間葉である。一方、骨髄細胞は中胚葉の間葉であることから、一旦分化が完了した後に引き起こる細胞の分化増殖に、初期発生時と異なる事象が起こっており、この細胞分化の際にNotchシグナルが強く関与し、発生学的に神経外胚葉に由来する組織に分化し。その際にNotchシグナルが関与している事が示された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
意思決定に関わる神経回路のコネクトーム的解析

本研究では、意思決定に関わる神経回路の網羅的解析とそのための技術基盤の確立を目的とした。具体的には大脳皮質ー視床ー大脳基底核ループにおける直接路と間接路を構成する神経細胞への大脳皮質からの投射様式を標的とし、そのための技術的基盤として光学顕微鏡技術と電子顕微鏡技術の融合による高解像度かつ広範囲に亘るイメージング技術の確立を目指して研究を遂行した。本年度は昨年度に導入された電子顕微鏡用超薄連続切片自動回収機ATUM(Automated Ultrathin sectioning microtome)を用いて連続切片の自動回収システムを構築した。さらに回収された連続超薄切片の光学顕微鏡での自動画像取得システムの構築を行い、広範囲からの画像取得に成功した。さらに得られた画像を重ね合わせて広範囲の高解像度イメージ像を生成する手法の開発も行った。これら一連の技術的基盤の確立により、広範囲に亘る大脳皮質ー視床ー大脳基底核ループの全体像を高解像度で撮影することが可能となった。直接路および間接路への大脳皮質からの投射解析についての全体像の解明には多くの時間を要するため本研究期間中に完了することはできなかったが、本研究によりその技術的基盤が確立したことにより、その全貌の解明に近づいたと言える。今後は、本研究で確立した技術をさらに展開させると共に、電子顕微鏡も併用し、シナプスから回路までを範疇としたメゾスコーピックな画像取得およびその解析を目指す。25年度が最終年度であるため、記入しない。脳は膨大な数の神経細胞がシナプスを介して神経回路を形成することで、さまざまな機能を実現する。本課題では意思決定に関わる神経回路の動作基盤の理解のために、広範囲に亘る神経回路の網羅的解析(コネクトーム)の技術的基盤の確立を目指している。具体的にはArray Tomography法と呼ばれる手法を改良することにより、広範囲に亘る神経回路の三次元再構築を実現する。次に、確立された技術を用いて、意思決定に関わると考えられている大脳皮質ー線条体ループの神経回路の解析を行う。特に、線条体における中型有棘ニューロンは直接路と間接路を構成しており、これらのニューロンは大脳皮質からの投射を受けているが、直接路および間接路を形成する線条体ニューロンにそれぞれ投射する大脳皮質ニューロンが大脳皮質内においてどのように分布しているのかについての大規模解析は未だなされていない。そこで本研究では、これらの大脳皮質ニューロンの分布について明らかにすることを最終的な目標とする。本年度は主としてArray Tomography法の改良による技術的基盤の確立に従事した。Array Tomography法では超薄連続切片化した試料をスライドガラス上に回収し、それらの切片の光学顕微鏡像を取得し、重ねあわせることにより三次元再構築するが、連続切片の回収の過程は人力に依るため限度があった。そこで本年度は自動切片回収機ATUMを導入し、連続切片作成の自動化を推進した。本年度は神経回路の網羅的三次元再構築のための技術的基盤を中心に行った。その結果、まずATUMによる自動切片回収システムを導入することができた。さらに、これまでは複数視野にまたがる広範囲の画像をつなぎ合わせるには技術的困難が伴い、ズレが生じることにより三次元再構築の妨げとなっていた。本年度の研究により、ズレを生じることなく広範囲に亘る顕微鏡像の重ね合わせが可能となり、今後の神経回路の三次元再構築にとって大きな障害を取り除くことができた。今後は、これまでに導入した技術的基盤を用いて、直接路および間接路を構成する線条体神経細胞への大脳皮質の投射関係を明らかにしたい。このためには直接路と間接路を構成する神経細胞を可視化・同定することが必要であるが、福島県立医大・小林教授が確立された、ドーパミン受容体D1受容体とD2受容体のプロモーターを用いたトランスジェニックマウスでは、両者の神経細胞を特異的に光らせることが可能であり、既に購入・繁殖を始めている。これらのマウスに逆行性の蛍光色素を注入することで、大脳皮質からの投射を可視化し、その分布について明らかにする。
過剰な運動ストレスによる心筋障害発生に関する研究

運動中の突然死の機序の一つとして古くより冠動脈スパズムによる急性心筋梗塞発症や不整脈が考えられている。その誘因としては消耗性運動による発汗やカテコラミンに誘導された遊離脂肪酸のキレート作用による血清マグネシウムの低下が指摘されている。しかし、冠動脈スパズムによる狭心症患者においては血清マグネシウム低下より細胞内マグネシウムの低下がその主因であるとの説が現在では一般的である。本研究は、健常人が消耗性運動において(1)冠動脈スパズムを誘発しうるマグネシウム低下をきたすか否かを血清および赤血球において検討し、また、(2)心筋障害とカテコラミンの関係を検討した。100kmマラソンという非常に消耗する運動においても血清マグネシウムは軽度低下するものの、赤血球マグネシウムは増加を認め、細胞内マグネシウムは保持され健常人においては運動のみによりマグネシウム低下が誘因となる冠動脈スパズムは生じないと考えられる。また、血清マグネシウムの軽度低下は、増加したアドレナリンと相関することから、遊離脂肪酸を介して生じる一過性の減少であり、細胞レベルには影響しないものと推定された。心筋障害の指標であるトロポニンTと血清カテコラミン値との関連はなく、血清アドレナリンにおいては負の相関傾向にあり、健常なスポーツ選手の心臓ではたとえ100kmマラソンであったとしても、心筋障害を生じることは少ないと考えられる。健常者においては消耗性運動においても細胞内マグネシウムは維持され、運動のみにより冠動脈スパズムの誘因となる低マグネシウムは生じないことが明らかとなった。また、100kmにおいても心筋障害を反映するトロポニンと血清カテコラミンの間に相関を認めないことから、過剰な運動ストレスによる心筋障害発生の直接的因子ではないと考えられた。その誘因としては消耗性運動による発汗やカテコラミンに誘導された遊離脂肪酸のキレート作用による血清マグネシウム(Mg)の低下が指摘されている。しかし、冠動脈スパズムによる狭心症患者においては血清Mg低下より細胞内Mgの低下がその主因であるとの説が現在では一般的である。本研究は、健常人が消耗性運動において冠動脈スパズムを誘発しうるMg低下をきたすか否かを血清および赤血球において検討した。方法:サロマ湖100kmマラソン参加の健常ランナー8名を対象とし、マラソン前、直後および翌日に血清および赤血球内Mg、アドレナリン、ノルアドレナリンを測定した。結果:血清Mgの推移は、マラソン前1.95±0.18mg/dl、直後1.85±0.13mg/dl、翌日1.95±0.08mg/dlと直後で軽度低下を認めたが、有意の減少ではなかった。赤血球細胞内Mgは、前4.76±0.28mg/dl、直後5.16±0.23mg/dl、翌日5.36±0.25mg/dlとマラソン後に有意の増加を認めた。血清アドレナリンおよびノルアドレナリンは、マラソン直後に有意の増加を認め、アドレナリンは翌日には前と有意差を認めなかったが、ノルアドレナリンは翌日も前に比べ有意に高値であった。マラソン直後の血清Mgと血清アドレナリンはr=0.842(P=0.0088)と高い相関関係を認めたが、赤血球細胞内Mgとカテコラミンとの相関は認められなかった。考案:過激な運動においても血清Mgは軽度低下するものの、細胞内Mgは保持され健常人では運動のみによりMg低下が誘因となる冠動脈スパズムは生じないと考えられる。

また、血清Mgの軽度低下は、増加したアドレナリンと相関することから、遊離脂肪酸を介して生じる一過性の減少であり、細胞レベルには影響しないものと推定され、運動により発生する冠動脈スパズムは、運動前に細胞内低Mg状態であったと考えられた。長時間におよぶ過激なスポーツが心臓の障害となることを我々は報告してきた(Musha H, et al.:Curr Ther Res 1997;58;587-593.、Nagashima J, et al.:Int J Sports Cardiol 1999;8;77-82.)。その要因としての冠動脈spasmの関与を昨年度の研究で明らかにした。本来、100km走行可能な運動選手は、それなりのトレーニングを積んでいることから、100kmの負荷が直接的に心筋を傷害することはないとの考えもある。トレーニング量と心臓形態の検討では、トレーニング量に依存するとの報告(Nagashima J, et al.:JACC 2003;42:1617-1623)がある。しかし、心形態の拡大は、スポーツ心臓の特徴ではあるが、拡大している状態からだけでは障害による可能性も否定は出来ず、長期間の観察と強度の運動トレーニング中止後の心拡大縮小が、障害かスポーツ心臓かの判定となる。本年度の研究においては、スポーツ心臓と障害心臓の鑑別を各種逸脱酵素を用いて検討したが、スポーツ選手における明らかな差異は認められなかった。次年度、これら3年間のデータの再評価を行い、研究のまとめとする予定である。基礎疾患を持たない者のスポーツ中の突然死については、マグネシウム代謝、カテコラミンの増加によるFFAによる心筋障害が仮説として提唱されている。本研究は、過剰なスポーツストレスとして100kmマラソンを研究対象としたが、日頃からスポーツトレーニングを行っている者にとっては、必ずしも過剰なスポーツストレスとなったかは明確ではない。過去のマラソンなどの報告に比べると、100kmマラソンにおいては心筋や骨格筋からの逸脱酵素やカテコラミンは高度異常値となったものの、それが生体の限界に達したことにはならず、最近では数日間にわたり200300kmを走る競技も生まれ、より人間の限界への挑戦がエスカレートしている。その中で、事故が発生していないことは競技者自身の運動強度のコントロールが作用はしているものの、健常者が行うスポーツにおいてはスポーツストレスによるカテラミンによる事故にむすびつく心筋障害の可能性は少ないと推察される。超長距離マラソンで事故として報告されたのは南アフリカからの2例の急性心不全の報告のみであり、我々の報告を含むスポーツによる心臓疲労や心筋障害の報告は多いが、事故には至っていない。このことは、スポーツにおける事故の要因としては、既に知られている基礎疾患以外には健常者で一般的に生じる要因はなく、個別の誘因やスポーツ行う外的要因が存在することが推定される。本研究では、単回の100kmマラソンをスポーツストレスとして検討したものであり、長期間の予後については未知の状態である。慢性的に過剰と考えられスポーツストレスの被爆が長期予後に及ぼす影響については今後の検討課題である。
金属ポルフィリンおよび遺伝子操作を利用した新生児黄疸治療法の開発的研究

新生児高ビリルビン血疾患者についてビリルビン排泄の律速酵素であるbilirubin:UDP glucuronocyl transferase(UGT)に着目し遺伝子解析をおこなった。Crigler-NajjarI型(CN1)、Grigler-NajjarII型(CNII)、Gilbert′s(GS)患者はすべてUGTに突然変異が認められた。CN1患者はストップコドンが現れる突然変異をホモに持っていた。患者の両親はその突然変異をヘテロに持っていたが血中ビリルビン値は正常であった。CN2やGS患者のUGT遺伝子にはアミノ酸置換の起こる突然変異があった。CN2患者は3つの突然変異をホモに持っていた。CN2患者の両親・兄弟はそれらの突然変異をヘテロに持っており、血中ビリルビン値はGSの範疇に含まれた。9名のGS患者からは6種類の突然変異がみっかった。患者はこれら変異をヘテロに持っていた。UGT遺伝子を押入したCOS7細胞はUGTを発現した。Gunnラット肝細胞へUGTを押入したが、活性発現は確かめられなかった。UGT遺伝子をGunnラット肝臓へ注入したところ、血中ビリルビン値は下がる傾向を示した。良好なベクターを選ぶことで遺伝子治療が可能となるであろう。錫プロトポルフィリン(SnPP)をGunnラットに投与し、暗室で飼育すると血中ビリルビン値は低下する。しかし、光照射すると、ラットは激しい異常行動、血圧の低下、急激な血中ブドウ糖低の減少などを起こし、高率に死亡する。SnPP投与と光照射を併用されたラット肝細胞では、リソソーム酵素が細胞質へ漏出していることがinvivo,in vitroで確かめられた。SnPPの光増感性による作用はアスコルビン酸の投与で異常発症時間を遅らせることはできたが、発症防止することはできなかった。コバルトメソポルフィリンは光増感性はほとんど無かったが、ビリルビン合成阻害作用がやや弱かった。ポルフィリンを利用した高ビリルビン血症治療の可能性はまだ低い。Tin-protoporphyrin(Snpp)による光誘導性生体障害機構の解明を続けた。長江はSnPP-光照射ラットについて血液成分の経時的な変化を検索し、急激な血糖値の低下が起こる(正常範囲の1/10以下に達する)ことを見いだした。これはSnPP-光照射ラットが高率に死亡する原因の一つであろう。慶野と坂野はSnPPの光増感性の軽減を目的としてスカベージ効果を持つ薬物を検索し、L-ascorbic acidがin vitro,in vivoともに有効であることを見いだした。また、SnPPの持つ最大の欠点である光増感性を持たない金属ポルフィリンの合成を計画した。中心金属のイオン化傾向がSnより低く、ポリフィリンの側鎖が自由電子を受け取りやすいことを念頭に合成した金属ポリフィリンの内で、cobalt-mesoporphyrinはhemeoxygenase活性阻害効果を持ち光増感性は全く示さないかった。青野を中心にCrigler-Najjar症患者の持つbilirubin:UDP-glucuronosyltransferase(BRUGT)遺伝子の解析を進めた。I型患者はBRUGT遺伝子の第1エクソン部分に1塩基欠失が起こりストップコドンが現れ、BRUGTタンパクが作られないことが原因であった。II型患者はBRUGT遺伝子の塩基置換が起こっていた。置換の位置、種類は患者によってそれぞれ異なっていた。

塩基置換が起こることでその位置のアミノ酸が変わり、BRUGT酵素タンパクの立体構造が変わりビリルビンにグルクロン酸を抱合する機能が低下したものと推測された。患者はそれぞれの遺伝子変異に関してホモであった。本年度は高ビリルビン血症患者の遺伝子解析に主力を注いだ。高ビリルビン血症が続き、胆汁中にグルクロン酸抱合ビリルビンがまったく検出されず、phenobarubital投与が無効であることにより、Crigler Najjar I型と診断された患者の遺伝子解析を行った。患者のbilirubin Uridine 5'-diphoshate-glucuronosyltransferase (UGT)遺伝子について塩基配列を検索した結果、840番の塩基に1塩基置換(C→A)が起こっていた。患者はこの塩基置換に関してホモであり両親はヘテロであった。C→Aの置換により当該部分のコドンはstopとなった。置換の起こっている840番はUGTの活性中心と推定されている領域よりもはるかに前方である。したがって、患者ではUGTタンパクの一部が合成されたとしてもUGT活性はまったく無い、著しく高ビリルビン血症が発症したのであると結論づけられた(pediatr.Res.に報告)。次に血中ビリルビン値がやや高値であり、肝臓のUGT活性が低いことからGilbert's syndromeと診断された6名の患者のUGT遺伝子の解析を行った。すべての患者でUGT遺伝子に1塩基置換が認められた。塩基置換のあったコドンはstopとはならず、アミノ酸置換が起こる変異であった。塩基置換の位置は2人に患者で一致した以外それぞれと異なっていた。さらに、全患者において正常遺伝子とのヘテロであった(Lancetに印刷中)。タンパクの立体構造解析により、立体構造が大きく変化している結果を得た。タンパクの立体構造が大きく変化することによりUGT活性が低下すると推定された。UGTの立体構造が大きく変わる遺伝子をホモに持つとUGT活性は著しく低くなりCrigler Najjarsyndrometype IIの症状を現わすことを昨年発表しており、代表的な遺伝性高ビリルビン血症患者の遺伝子解析をすべて発表したこととなった。新生児高ビリルビン血症患者についてビリルビン排泄の律速酵素であるbilirubin: UDP glucuronocyl transferase(UGT)に着目し遺伝子解析をおこなった。Crigler-Najjar I型(CN1)、Crigler-Najjar II型(CN2)、Gilbert's症(GS)患者はすべてUGT遺伝子に突然変異が認められた。CN1患者はストップコドンが現われる突然変異をホモに持っていた。患者の両親はその突然変異をヘテロの持っていたが血中ビリルビン値は正常であった。CN2やGS患者のUGT遺伝子にはアミノ酸置換の起こる突然変異があった。CN2患者は3つの突然変異をホモに持っていた。CN2患者の両親・兄弟はそれら突然変異をヘテロに持ち血中ビリルビン値はGSの範疇に含まれた。
遺伝性脊髄小脳変性症における三塩基反復配列の探索

遺伝性脊髄小脳変性症(spinocerebellar degeneration:SCD)とは、おもに小脳系の変性を中心とする複数の疾患群の総称で、各疾患(病型)には特異的な遺伝子異常が想定されている。我々は日本人におけるSCDで最も頻度に高い遺伝性OPCA、MJDの遺伝子解析を行なった。先ずこれらの遺伝子のfine mappingを目的に、SCA1(12家系)、SCA2(7家系)およびMJD(22家系)各疾患遺伝子と密に連鎖する遺伝標識を検索し、その遺伝子型(haplotype)を決定した。その結果、SCA1、MJDではhaplotypeに家系を越えて統計学的に有意な類似性が見られ、かつSCA1は宮城・山形県、MJDは富山・新潟県出身者に多いという強い地域的な偏りがあることを見出した。これは日本人のSCA1、MJDが各々独立した共通の祖先を起源とする可能性を示唆している。特にSCA1では患者全員が同一遺伝子型を有し、約17世代前に塑る共通の祖先から由来すると計算された。SCA2でも患者間に遺伝子型の類似性が見られたが、出身地にばらつきがあり、SCA1同様に共通の祖先から由来するとしてもその成立年代はより古いと推定された。SCA1、MJDについては研究の最中、予想された如く(CAG)反復配列の異常増幅が原因であることが明らかにされ、我々もこれを確認した。更に収集した多数の症例につきCAG反復回数を算定し、発症年齢との逆相関現象、また臨床像との密接なる関連を見出した。この成績を基に現在SCD各病型の神経病理学的、臨床症候学的診断基準を提唱している。ここにきて、日本人におけるSCDについては、Holmes型失調症遺伝子が依然未知のまま残されているが、ほぼその概念が固まったと言える。今後これらの成果を、臨床の現場に役立てることが必要となってきた。