hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
資金循環と実物経済の連関に関する研究:90年代日本経済の一般均衡分析

主要な結果は、90年代から2000年代初頭にかけて金融機関の貸出態度が企業規模を考慮した産業間の取引に大きな影響を及ぼしていたことである。この実証結果は重要な含意を持っている。即ち、金融機関の貸出態度は、当該金融機関の不良債権等の財務状況によって大きな影響を受けるから、金融部門における不良債権比率の上昇は、金融機関の貸出態度の厳格化を通して産業間における財の配分プロセスに影響を及ぼすのである。さらに上記の計測結果に基づいてシミュレーション分析を行い以下の結果を得た。90年代後半の金融危機に観祭されたような金融機関の貸出態度の厳格化に中小企業が直面した場合(大企業に対しては同じオーダーの貸出態度の緩和を仮定)、中小企業部門への乗数は大きく低下するのに対して、大企業部門の乗数は大きく上昇する。財務状況の悪化が、異なった規模間における財の取引関係の変化を通じて経済全体への乗数効果に大きな影響をぼすというファインディングスは本研究が初めて明らかにしたものである。さらに、財務状況の悪化が企業規模間における格差の助長につながるという含意は、わが国の中小企業施策を考える上で、重要な示唆を与えている。
人工臓器への応用を指向した生体機能集積型素子(プロテオリポソーム)の設計・開発

本研究課題では,プロテオリポソームを,従来の研究用ツールだけでなく人工臓器などに対して工業的に利用してくための基盤的知見を獲得することを目的としている.しかしながら,従来のプロテオリポソームの調製法,安定性,操作性には克服しなければならない問題点があるのも事実である.そこで,平成16年度では,(プロテオ)リポソームの特性解析に基づき,操作条件下での(プロテオ)リポソームの機能評価と担体への固定化が原理的に可能であることを見出した.平成17年度は,(プロテオ)リポソーム膜上に種々の酵素(断片)を提示することで当該機能をリポソームに付与することを目的とした.さらに,固定化リポソームカラムの薬物排出能を検討し,人工臓器への応用の可能性について基礎的検討を行った.検出用分子素子を封入したリポソームを用いたセンサシステムにより,熱,pH,酸化ストレス条件下におけるタンパク質・リポソームの特性/相互作用解析を統一的に進めることが出来ることを示した.この知見に基づき,脂質膜・(モデル)生体膜のストレス応答ダイナミクス((脂質)膜界面ダイナミクス)に立脚したリポソーム材料調製・機能発現・ストレス有効利用型プロセスの設計を目指した新領域「メンブレン・ストレスバイオテクノロジー」を提案している.例えば,酸化ストレス消去系酵素であるスーパーオキシドジスムターゼ(断片)をリポソーム膜上に提示し,酸化ストレス消去能をリポソームに付与することに成功した.さらに,高周波誘電分散解析(周波数範囲1M-30GHz)などの手法を用いて,膜の水和状態の変化,ならびに,変性タンパク質や膜タンパク質の脂質膜への導入過程をモニタリングし,(プロテオ)リポソーム調製への指針を得ている.プロテオリポソームの固定化条件を最適化して得られる固定化リポソームクロマトグラフィーは,長期間安定に使用可能であり,人工臓器の操作条件(37°C)での安定した薬物排出能を発揮することが確認された.本研究課題では,プロテオリポソームを,従来の研究用ツールだけでなく人工臓器などに対して工業的に利用してくための基盤的知見を獲得することを目的としている.しかしながら,従来のプロテオリポソームの調製法,安定性,操作性には克服しなければならない問題点があるのも事実である.そこで,平成16年度では,(i)(プロテオ)リポソームの特性解析,(ii)操作条件下での(プロテオ)リポソームの機能評価と担体への固定化,について検討を行った.蛍光物質封入リポソームをセンサ素子として用いることで,熱,pH,酸化ストレス条件を負荷されたタンパク質と共存条件ではリポソーム膜が撹乱(劣化)することが示された.この現象の鍵になるのが,モルテン・グロビュール状態のタンパク質であることが種々の手法(固定化リポソームクロマトグラフィーなど)から確認された.リポソームに適切なリガンド(ポルフィリン誘導体)を配向させる事によって,酸化ストレス制御が可能であることが示唆された.この知見に基づき,脂質膜・(モデル)生体膜のストレス応答ダイナミクス((脂質)膜界面ダイナミクス)に立脚したリポソーム材料調製・機能発現・ストレス有効利用型プロセスの設計を目指した新領域「メンブレン・ストレスバイオテクノロジー」を提案した.この観点から誘電分散解析などの手法を用いて,変性タンパク質や膜タンパク質の脂質膜への導入過程をモニタリングし,(プロテオ)リポソーム調製への指針を得る事ができた.今回検討した固定化リポソームクロマトグラフィーは長期間安定に使用可能であり,人工臓器の操作条件(37°C)での安定性が示唆された.本研究課題では,プロテオリポソームを,従来の研究用ツールだけでなく人工臓器などに対して工業的に利用してくための基盤的知見を獲得することを目的としている.しかしながら,従来のプロテオリポソームの調製法,安定性,操作性には克服しなければならない問題点があるのも事実である.そこで,平成16年度では,(プロテオ)リポソームの特性解析に基づき,操作条件下での(プロテオ)リポソームの機能評価と担体への固定化が原理的に可能であることを見出した.平成17年度は,(プロテオ)リポソーム膜上に種々の酵素(断片)を提示することで当該機能をリポソームに付与することを目的とした.さらに,固定化リポソームカラムの薬物排出能を検討し,人工臓器への応用の可能性について基礎的検討を行った.検出用分子素子を封入したリポソームを用いたセンサシステムにより,熱,pH,酸化ストレス条件下におけるタンパク質・リポソームの特性/相互作用解析を統一的に進めることが出来ることを示した.この知見に基づき,脂質膜・(モデル)生体膜のストレス応答ダイナミクス((脂質)膜界面ダイナミクス)に立脚したリポソーム材料調製・機能発現・ストレス有効利用型プロセスの設計を目指した新領域「メンブレン・ストレスバイオテクノロジー」を提案している.例えば,酸化ストレス消去系酵素であるスーパーオキシドジスムターゼ(断片)をリポソーム膜上に提示し,酸化ストレス消去能をリポソームに付与することに成功した.さらに,高周波誘電分散解析(周波数範囲1M-30GHz)などの手法を用いて,膜の水和状態の変化,ならびに,変性タンパク質や膜タンパク質の脂質膜への導入過程をモニタリングし,(プロテオ)リポソーム調製への指針を得ている.

プロテオリポソームの固定化条件を最適化して得られる固定化リポソームクロマトグラフィーは,長期間安定に使用可能であり,人工臓器の操作条件(37°C)での安定した薬物排出能を発揮することが確認された.
活性汚泥の利用に関する基礎的研究

本年度の研究実施計画に従い以下の知見を得た。1. Zoogloea ramigeraにおけるPHB生産条件の検討:この菌を用いて種々の培養条件を検討した結果、酵母エキス0.1%、アルコール発酵蒸留廃液0.20.4%、廃糖蜜5%を含む培地により、従来のグルコースを大量に用いる培地に比べはるかに安価にほぼ同収率でPHBを得た。2. PHBの生分解機作の検討: Alcaligenes faecalis【T_1】の分泌するPHBデポリメラーゼの酵素化学的性質を、種々の阻害剤を用いて検討したところ、本酵素の活性中心にはセリン残基が存在し、また活性なコンフォメーションを維持するために、一本のジスルフィド結合が重要な役割を持っていることが明らかとなった。また本酵素は水溶性のオリゴマーも、不溶性のPHBも共に分解するが、PHBのような疎水性基質の分解には、上述の活性中心の他に、基質と疎水的相互作用を示す部位が必要であることも示唆された。さらにこのような疎水性部位は、トリプシン処理により除かれる。分子量約5千のドメイン構造を持っており、PHBと固く結合してその分解に寄与する部位と考えられた。3. PHBデポリメラーゼ遺伝子のクローニング:(2)の知見をもとに、本酵素の構造をさらに詳しく検討するために酵素遺伝子のクローニングを行った。A.faecalis【T_1】の染色体DNAを部分消化後、発現ベクターpUC8に組み込み、抗体によるスクリーニングの結果、29個の腸性大腸菌クローンを得た。クローニングされたDNA断片はベクターのlacプロモーター側約1キロベースペアを欠いても酵素蛋白の産生が見られたことから、それ自身のプロモーターで転写されていることがわかった。また大腸菌中で発現されたPHBデポリメラーゼがペリプラズム空間に輸送され、その一部は細胞外に分泌されたことから、このクローニングされたDNA断片は構造遺伝子のみならず、分泌蛋白の輸送に関する情報も含んでいることが示唆された。
オステオポンチン機能のin vivo解析

1)抗OPN単クローン抗体(OPNmAb)の抗原と機能特性の検索:PAP法による各mAbの反応特性を検討した。また、各mAbの抗原エピトープを合成ペプチドを用いて検討した。OPNの機能ドメインについてリコンビナントOPN(rOPN)および各mAbを用いて検討し、RGD部にP388D1やB16細胞との主要な細胞接着部が存在することを確認した。また、ヒドロキシアパタイトとの結合を検討し候補ドメインがRGD部のN末端側の連続した親水性アミノ酸の連続部に存在することを決定した。2)諸病態におけるOPN:OPN濃度測定法をLPS投与マウスおよびArthus反応で経時的に検討し、血中OPNおよび局所濃度が上昇することを観察した。粥状硬化(AS)におけるOPN:ASの動物モデルの入手に時間がかかりなお未検討である。1.肺2型上皮にTNF-aを発現するTGマウスの肺組織でOPNの発現を追求し、OPN発現が肉芽形成に関与する可能性を明らかにした。P.acnesを用いた肝臓の実験的肉芽炎におけるOPNの関与についても同様の成績を得た。2.TNF-aをβ細胞に発現するTGマウスのOPNの発現を検討したが島におけるOPN発現は観察されなかった。3.ウシ2型コラゲンによるマウス関節炎におけるOPNの発現をPAPおよびISHで経時的に検討し、浸潤MφにOPNが強く発現することを観察した。4.胎生期および出生後におけるOPN:各機能阻害効果を示すmAbを母体や新生児マウスに投与し、発生初期における投与はいずれも発生阻止につながることを観察した。現在諸器官の異常を検討中である。5.がんにおけるOPN:マウスの可移植性腫瘍の移植局所および転移部のOPNの発現をPAPおよびISH法で経時的に検討し、高転移および浸潤性腫瘍細胞周囲でOPNの高発現傾向があることを観察した。現在、移植後種々の時期に機能阻害効果の異なるmAbを投与し、がん細胞の増殖、浸潤、転移に及ぼす効果を検討中である。3)OPN TMの解析:alATTMにおけるOPNの血中濃度を測定し、有意に高値を示すことを確認した。F1で非免疫性および免疫性(I-IVの各型)炎症の検討を行ったが、反応にばらつきが多く、バッククロスをすすめ10Nのホモザイゴ-ト化を行い、抗体産性、細胞性免疫、化学発がん、がん細胞増生、転移などを検討する。1)抗オステオポンチン(OPN)単クローン抗体(mAb)のエピトープマッピングと機能特性の検索:組織染色性を異にするmAbを明らかにした。mAbAは腎と骨の両者の細胞に強く反応する。一方、mAbBは腎はよく染めるが、骨には反応しない。腎、骨、胎盤、MφなどについてPAP法による各mAbの反応特性を検討中である。

OPNの機能ドメインについてrOPNおよび各mAbを用いて検討中である。種々のOPN領域のrOPNを作成し、P388D1やB16細胞、ヒドロキシアパタイト、ヘパリン、FNとの結合を検討中である。また、各mAbによる各機能の阻害を調べ、エピトープマッピングの結果を考慮して検討中である。2)諸病態におけるOPN:体液中のOPN濃度測定:エピトープの異なる2種のmAbを用いて検討している。正常、LPS、ザイモザン、免疫複合物投与マウスの血中、尿中OPN濃度を経時に検討中である。同時に病勢、血中サイトカイン濃度などを調べOPNの意義を検討中である。また、粥状硬化、諸炎症およびがんにおけるなどの諸病態におけるけOPNの血中濃度も測定中である。諸炎症におけるOPN:1.サーファクタント蛋白Cプロモーター(P)/腫瘍壊死因子(TNF-α)連結遺伝子によるTGマウスの肺組織で著明な間質性肺炎が起こり、局所のMφに強いOPNの発現が見られることを観察した。2.インシュリン遺伝子P/TNF-α連結DNAによるTGマウスのβ細胞の膵島炎局所のOPNを検索中である。がんにおけるOPN:マウスの可移植性腫瘍の移植局所および転移部のOPNの発現をPAPおよびISH法で経時的に検討中である。また、移植後種々の時期に機能阻害効果の異なるmAbを投与し、がん細胞の増殖、浸潤、転移に及ぼす効果を検討中である。3)胎生期および出生後におけるOPN:胎盤、脊索、骨、軟骨、乳汁におけるOPNの発現や存在から胎生期ならびに発育期におけるOPNの重要な意義が示唆される。mAbによるこれらの種々の時期におけるPAPやISH法により検討中である。4)OPNTMの解析:α1アンチトリプシンP/OPN TMにおけるOPNの血中濃度、非免疫性、免疫性(I-IVの各型)炎症、抗体産生、細胞性免疫、化学発がん、がん細胞増生、転移などを検討中である。1)抗OPN単クローン抗体(OPNmAb)の抗原と機能特性の検索:PAP法による各Abの反応特性を検討した。また、各mAbの抗原エピトープを合成ペプチドを用いて検討した。OPNの機能ドメインについてリコンビナイトOPN(rOPN)および各mAbを用いて検討し、RGD部にP388D1やB16細胞との主要な細胞接着部が存在することを確認した。また、ヒドロキシアパタイトとの結合を検討し候補ドメインがRGD部のN末端側の連続した親水性アミノ酸の連続部に存在することを決定した。2)諸病態におけるOPN:OPN濃度測定法をLPS投与マウスおよびArthus反応で経時的に検討し、血中OPNおよび局所濃度が上昇することを観察した。粥状硬化(AS)におけるOPN:ASの動物モデルの入手に時間がかかりなお未検討である。1.肺2型上皮にTNF-αを発現するTGマウスの肺組織でOPNの発現を追及し、OPN発現が肉芽形成に関与する可能性を明かにした。P.acnesを用いた肝臓の実験的肉芽肺炎におけるOPNの関与についても同様の成績を得た。2.TNF-αをβ細胞に発現するTGマウスのOPNの発現を検討したが島におけるOPN発現は観察されなかった。3.ウシ2型コラゲンによるマウス関節炎におけるOPNの発現をPAPおよびISHで経時的に検討し、浸潤MφにOPNが強く発現することを観察した。4.胎生期および出生後におけるOPN:各機能阻害効果を示すmAbを母体や新生児マウスに投与し、発生初期における投与はいずれも発生阻止につながることを観察した。現在諸器官の異常を検討中である。
液晶産業におけるメタナショナル経営によるグローバル競争と日本の競争力の研究

日本の液晶産業は、シェアを急激に低下させ韓国、台湾に追い抜かれた。このため日本の競争力の源泉を研究した。その結果、産業クラスター等で、企業等の組織間でお互いに依存し合い、その程度を削減しながら、組織間で知識創造することが源泉であると見出した。この分析結果を基に「インテグラル・コアナレッジ経営」を提案した。これは世界から知識を収束し、ローカルな地域で知識相互創造し、この知識をグローバルに発散させるものである。本研究の目的は、液晶産業において、世界中からナレッジ等を入手・活用しながらグローバルな規模での競争力を築き上げる「メタナショナル経営」によるグローバル競争の分析と日本の競争力強化の研究を行うことである。液晶産業を牽引する製品は、近年パソコンから液晶テレビに代わった。ソニーは、自前のディスプレイを持たないが、韓国サムスン電子と合弁会社を設立し、「メタナショナル経営」を実践している。一方、シャープは、シェアが日本では非常に高いが世界では低かった。このため、日本での液晶パネルの生産をコアに、世界5拠点で液晶テレビの組み立てを行うと共に、液晶パネルのOEMも行って、事業価値の最大化を図ろうとしている。この分析から、日本の競争力の強化のため、「暗黙知の擦り合わせ」による「コアナレッジ」を国内に形成し、これを基に事業価値を最大化すべく、世界を見据えた最適配置を行う「コアナショナル経営」を提案し、経済産業研究所ディスカション・ペーパー等の5件の発表を行った。また、シャープが液晶工場と薄膜太陽電池工場を併設する「21世紀型コンビナート」を2007年7月に発表した。このため、液晶産業、半導体産業と太陽電池産業をアーキテクチャの観点から比較研究し、グローバル戦略を分析して1件の発表を行った。また、液晶産業の事例から、グローバルな知識の移転・獲得のプロセスを分析し、「技術学習」の観点から整理し、マレーシアの学会で発表した。このように、液晶産業の事例から、日本の製造業の強みを、「暗黙知の擦り合わせ」から生み出される「コアナレッジ」という新しいコンセプトを創生すると共に、「コアナショナル経営」という新しい概念にまとめて提案した意義は大きい。今後、更なる理論の発展とデータによる検証を行っていく。本研究の目的は、世界中からナレッジ等を入手・活用しながらグローバルな規模での競争力を築き上げる「メタナショナル経営」の視点から、液晶産業のグローバル競争を分析することにより、日本の競争力強化の研究を行うことである。シャープは、堺に液晶と太陽電池の工場を併設し、液晶技術の太陽電池への水平展開を行っている。このため液晶、半導体、太陽電池産業の類似性と相違性の比較研究を、ビジネス・アーキテクチャの視点から行った。そして、これらの産業クラスターを、ビジネス・アーキテクチャにより分類することを提案した。また、ビジネス・アーキテクチャからみた、産業クラスターへの地場企業の参入条件を明らかにした。また、ビジネス・アーキテクチャの概念を用い、電子の移動度のアナロジーから、知識の移動のし易さを「知識移動度」という新しい概念を提案し、その決定要因を明らかにした。そして設計構造マトリクス(DSM)という手法をもちい、組織間の相互依存を定量的に評価し、その大きさによりビジネス・アーキテクチャが決まることを示した。なお、ビジネス・アーキテクチャは、マクロな視点からは、プロセス日数で示される複雑性と戦略により、その方向が決まることを示した。そして、「メタナショナル経営」よりも、強みをもつ製造業に適した「インテグラル・コアナレッジ経営」を提案した。この中心となる概念は、組織間または組織内で行われる「擦り合わせ行為から創造されるコアナレッジ」を核に、グローバル・ナレッジ・アネジメントを行うものである。液晶の産業クラスターである三重クリスタルバレーを事例として、日本が適していると言われているインテグラル型産業における組織間の相互依存を、設計構造マトリクス(DSM)により定量的に評価した。この結果、組織間相互依存は、工場の企画段階から生産になるに従い減少することを見出した。同時に組織間で知識創造が行われ、競争力のある製品・知的財産が創造される。このようにインテグラル型産業の組織間知識創造のプロセスは、組織間の相互依存関係を減少・維持しながら、組織間で知識創造と蓄積を行うことを明らかにした。このプロセスは相互依存からの知識創造であり、「知識相互創造(knowledge interactive creation)」名付けた。また、組織および組織間で創造・蓄積される知識を「コアナレッジ」と名付けた。また、液晶技術は、シャーフの堺工場では太陽電池へ水平展開されている。このため、液晶技術の水平展開がおよぼすグローバル競争への影響を分析した。また、液晶の脅威となる新ディスフレイ技術および液晶技術の水平展開の可能性について、米国スタンフォード大学にて調査した。これらの分析の結果を踏まえ、日本に適するグローバル経営として「インテグラル・コアナレッジ経営」を提案した。

この「インテグラル・コアナレッジ経営」は、3つのステップから成り立っている。世界から見込みのある知識をローカルな場所に収束する知識収束、そして高い価値が期待されるナレッジを基にローカルな地域で知識相互創造によりコアナレッジを創造する知識相互創造、コアナレッジをグローバルに発散させ価値と利益を最大にする知識発散である。
高効率増幅・整流デバイス開発のための高調波インピーダンス自動最適化システム開発

近年の高度無線通信システムあるいは無線電力伝送システムに使用されるマイクロ波電力増幅器(DC-RF変換)および整流器(RF-DC変換)の実用的な超高効率設計技術実現のため、提案するトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンス導出システムの高性能化・高出力デバイス対応化を実施し、また、トランジスタ寄生素子の非線形特性を考慮した回路設計手順を考案し、マイクロ波高効率増幅器・整流器の設計手法を確立した。実証結果として、GaAs pHEMTおよび高出力GaN HEMT素子を用いて種々の帯域のマイクロ波増幅器・整流器を試作・評価し、各々7080%程度の高い効率が達成された。本研究は、応用が広がり続けているマイクロ波無線通信技術、および次世代のエネルギー有効利用を目指すマイクロ波無線電力伝送技術、等々に対し、これらの応用に欠かせない超高効率動作を実現するマイクロ波電力増幅器および整流器の実用的な設計技術を提供するものであり、そのための、新たに考案するトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンス導出システムの確立・高性能化、および、それに基づく高効率のDC-RF変換(増幅器)およびRF-DC変換(整流器)の設計理論の確立を目指すものである。研究開始の前年度に基本的な原理を提案し、その第1実施例として、提案設計理論に基づき、化合物半導体のGaAs HEMT素子を用いて増幅器を設計・試作し、1.9 GHz帯で77%の高効率を実現した結果を報告しているが、今回の研究初年度では、提案設計手法の汎用性を示すために、同じ素子を用いて、2.45 GHz帯および5.8 GHz帯で増幅器および整流器を設計・試作し、各々、2.45 GHz帯では78%(DC-RF変換)、77%(RF-DC変換)、5.8 GHz帯では71%(DC-RF変換)、68%(RF-DC変換)と、各々高効率動作が得られることを実証し、報告を行っている。また、考案するトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンス導出システムの高性能化として、トランジスタの電圧・電流波形を精度良く測定し、インピーダンスの測定精度を向上させるための高分解能オシロスコープを導入し、測定精度を一桁向上させた計測システムを構築した。また、高出力前置増幅器を組み込むことにより、それまでは、動作電圧5 V程度までの低電圧動作トランジスタにしか使用できなかったのを、近年利用が盛んなGaN HEMT素子にも対応可能な30 V程度までの高電圧動作を可能とした。上記の新たに構築したシステムの評価を行うために、GaN HEMT素子を用い、同様に提案設計理論に基づき増幅器の設計・試作を行い、5.5 GHzで80%の高効率動作を確認している。本研究は、爆発的な増加の一途を辿る情報量を扱う無線通信技術、および次世代の多様なエネルギー需要に向けた無線電力伝送技術に対し、これらの実用化に欠かせない超高効率動作を実現する電力増幅器および整流器の実用的な設計技術を提供するものであり、そのための、新たに考案したトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンス導出システムの確立・高性能化、および、それに基づく高効率のDC-RF変換(増幅器)およびRF-DC変換(整流器)の設計理論の確立を目指すものである。研究開始の前年度に基本的な原理を提案し、研究初年度では、提案設計手法の汎用性を示すために、化合物半導体のGaAs HEMT素子を用いて、2.45 GHz帯および5.8 GHz帯で増幅器および整流器を設計・試作し、各々高効率動作が得られることを実証し、また、機器導入によるシステムの精度向上および高電力化を図ったが、今回の2年目の年度では、課題であったトランジスタ寄生容量の非線形特性の影響への対策に関して、その非線形特性をより実用的に設計に組み込んで最適インピーダンス値を導出する手法を新たに考案し、その手法の手順および基礎検討に関して、5.5 GHzで80%の高効率動作を実証したGaN HEMT増幅器の設計・試作結果を用いて検証を行い、実現可能であることを確認した。また、実際に使用するトランジスタの寄生容量の非線形のモデリングを行い、それを本手法に組み込んで最適インピーダンス値を導出し、線形近似で得たインピーダンス最適値との間に差が生じることを確認している。さらに、種々の高調波処理回路を用いた高効率増幅器の設計・試作を通し、電磁界シミュレーションによる設計結果と実測結果との比較を行うためのサンプルデータの収集を行った。研究開始の前年度に基本的な原理を提案し、研究初年度では、提案設計手法の汎用性を示すために、化合物半導体のGaAs HEMT素子を用いて、2.45 GHz帯および5.8 GHz帯で増幅器および整流器を設計・試作し、各々高効率動作が得られることを実証し、また、機器導入によるシステムの精度向上および高電力化を図った。

2年目の年度では、課題であったトランジスタ寄生容量の非線形特性の影響への対策に関して、その非線形特性をより実用的に設計に組み込んで最適インピーダンス値を導出する手法を新たに考案し、その手法の手順および基礎検討に関して、5.5 GHzで80%の高効率動作を実証したGaN HEMT増幅器の設計・試作結果を用いて検証を行い、実現可能であることを確認した。今回の最終年度では、実際に使用するトランジスタの寄生容量の非線形のモデリングを行い、それを本手法に組み込んで最適インピーダンス値を導出して増幅器の試作・評価を行い、線形近似で設計した場合と比べて高い効率が得られることを実験的に確認した。更に、非線形容量考慮の提案手法の改善版として、シミュレータの最適化機能を用いずに直接的に最適インピーダンス値を導出する新たな手法を考案し、任意高周波での最適インピーダンス値の導出に成功した。近年の高度無線通信システムあるいは無線電力伝送システムに使用されるマイクロ波電力増幅器(DC-RF変換)および整流器(RF-DC変換)の実用的な超高効率設計技術実現のため、提案するトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンス導出システムの高性能化・高出力デバイス対応化を実施し、また、トランジスタ寄生素子の非線形特性を考慮した回路設計手順を考案し、マイクロ波高効率増幅器・整流器の設計手法を確立した。実証結果として、GaAs pHEMTおよび高出力GaN HEMT素子を用いて種々の帯域のマイクロ波増幅器・整流器を試作・評価し、各々7080%程度の高い効率が達成された。本年度は、主に寄生非線形容量の考慮に関する解析に関して検討を進めた。回路内に非線形要素が含まれると解析的に解を得るのは格段に難しくなる。そこで、非線形素子を含めた回路シミュレーションは容易であること、さらにトランジスタ素子真性部最適負荷インピーダンスの導出時の最適動作時での大信号電圧・電流波形が利用可能であることに着目し、真性部での電圧・電流波形が最適動作時と同形になるように基本波および高調波に対する信号源および負荷インピーダンスを調整することで、トランジスタ寄生成分に非線形素子が含まれていたとしても、外部に接続する回路の最適インピーダンス値を得ることが可能となる。先ず一連の手順を確認するために、従来手法で設計・試作した高効率GaN HEMT増幅器の結果を用いて検証を行い、トランジスタの寄生成分の抽出を経て、シミュレータの最適化機能による目標値の導出が可能であることが確認された。また、実際のGaN HEMT素子について非線形容量の回路モデル作成を行い、提案手法により外部回路の最適インピーダンスを導出し、線形近似である従来手法での結果と差が生じること、さらにはシミュレーションにおいて提案手法の方が高効率となるとの推測結果を得た。もう一つの課題であった高調波処理回路の設計に関しては、設計精度向上が課題であったが、とりあえず問題点洗い出しのため、種々の高調波処理高効率増幅器を試作・評価し、検証のためのサンプルデータを集めた。傾向としては、基本波2.6 GHz程度では2倍波まで考慮した回路の設計値と測定値は比較的良く一致しているが、基本波5.8 GHzの場合は特に3倍波以上で差が大きくなることが確認された。以上より、本年度は、一番の難関であった非線形を考慮した設計に関する見通しが立った、という点で本提案手法の実証に関して大きく前進したと考えている。マイクロ波工学今後の課題としては、残されている以下の課題を行う予定である。トランジスタ寄生容量の非線形特性の考慮に際し、実際に増幅器・整流器を試作し、その有用性を確認する。
選択的注意事態における覚醒水準と事象関連電位に関する研究

1.目的・方法注意チャンネルに対する探索負荷量や注意配分量が、非注意チャンネルの事象関連電位(ERP)にどの様に影響するかを調べるために、音源定位を手掛かりとする一次元選択課題遂行中の被験者から、ERPおよび反応時間を記録した。刺激は、800Hz純音を用い、条件毎に音源定位が異なる標的刺激、および、条件間共通で左右耳にそれぞれ呈示される非標的刺激からなる。被験者には、標的刺激を検出した際にマウスボタンの解放による反応を求めた。2.結果標的刺激と同側に呈示された非標的刺激に対するERPでは、注意チャンネルと同様な初期陰性成分が観察され、反対側に呈示された非標的刺激に対してはそれが生じないことが明らかとなった。また、標的刺激に対しては、標的検出を反映するP3bが生じ、非標的刺激に対してはP3aが生じたので、各条件において、被験者の注意は標的刺激(注意チャンネル)に限局して向けられていたことが示された。3.考察前注意的な刺激処理が、ERP初期陰性成分の振幅に反映される可能性が示唆され、選択的注意事態での前注意段階での刺激処理には、注意入力に対する意識的処理と同様な比較照合処理と、初期段階での処理打ち切りもしくは入力抑制の二つの段階が存在することが仮定された。すなわち、前注意的な刺激処理には焦点範囲が存在し、ここでの二つの段階はそれぞれ、焦点範囲の内・外での刺激処理様式の相違として対応づけられる可能性が示唆された。今後、さらに標的選択負荷との関連や、多次元選択課題との関連等の要因について検討を行うことによって、覚醒水準と注意の焦点範囲との関連を明らかにできるものと考えられる。
大脳皮質における非カラム的局所回路の作動原理の究明

皮質メゾ回路究明を目的とし、平成26年度は以下の研究を進めた。1)先行研究にて開発した新規レポータータンパクを発現するアデノ随伴ウイルスベクターの開発に成功した。組換え酵素であるCreを発現する遺伝子改変動物と組み合わせることで、目的とする神経細胞を効率的に標識・可視化することが実現した。先行研究で開発した遺伝子改変マウスを用い、intracellular recording/labeling法を行い、各層の錐体細胞から、パルブアルブミン(PV)発現皮質抑制性神経細胞に対する結合特性を解析し、特異的結合様式を見出した。PV発現皮質抑制性細胞やvasoactive intestinal polypeptide(VIP)発現皮質抑制性細胞に対する、各種興奮性・抑制性シナプス入力様式を検討した。いずれの細胞種に対するシナプス入力には部位特異性があり、ランダム結合ではないことを明らかにした。2-3)視床皮質投射・皮質視床投射様式の形態学的解析視床皮質投射については、Sindbisvirus vectorによるsingle neuron tracing法を進めた。ラット視床後外側核は3つの亜核に分類できることを明らかにし、またそれぞれ皮質への投射様式が大きく異なることを見出した。皮質視床投射についてはjuxtacellular labeling法を用い、生理学的解析との対応を図った。3)多ニューロンCa2+画像法(fMCI)による皮質ニューロン群の動的反応特性を解析した。また、膜電位画像法の確立を目指し技術開発を進めた。大脳皮質を中心とする中枢神経系の神経メゾ回路網が認知・思考・感情・意識などの高次脳機能を実現していることに疑問の余地はないが、それらの高次機能を実現しているネットワーク動態と、その基本にある作動原理は未だに明らかにされていない。2011年度には皮質メゾ回路を解明するために以下の実験を行った。(1)大脳皮質のメゾ回路を解析するための解析ツールとして情報入力部位が可視化された遺伝子改変動物などを開発する研究:すでにER81/myrGFP-LDLRct BAC transgenicmouseを作製し、5層錐体細胞の樹状突起が可視化されたマウスを得たが、これを用いた皮質局所回路の解析の所見を取りまとめつつある。また、Gensat/NIHより精子を購入したVIP/Cre, Somatostatin/Cre IRES knock-in mouseを繁殖中である。これらのニューロンに感染させて、樹状突起細胞体あるいは軸索を標識出来るウィルスベクターを開発しつつある。さらに、Cre mouseと掛け合わせて、樹状突起を選択的に可視化するノックインレポーターマウスの作製を計画している。(2)従来の細胞内染色の手法を用いて「From one to group」に皮質の局所回路網を形態学的に解析する研究:すなわち、まず一方で、細胞内記録法・ホールセルパッチ法などにより電気的・化学的性質が調べられた1個のニューロンを細胞内染色し、特にその情報出力部位である軸索を染色する。他方で、遺伝子発現などの機能により分類された1群のニューロンの細胞体・樹状突起(情報入力部位)をゴルジ染色様た標識し、細胞内染色された軸索(From one)がI群の細胞体・樹状突起に(to group)どのように入力するか定量的に解析する。2011年度には、大脳皮質の3大抑制性インターニューロンのうちparvalbumin産生ニューロンの樹状突起細胞体が標識された遺伝子改変マウスを用いて、皮質スライスを作製して錐体ニューロンの細胞内標識をする実験を始めた。(3)多ニューロンCa2+画像法(fMCI)を用いる、あるいは遺伝子改変動物を用いて多ニューロン膜電位画像法を確立する、などして自発および刺激状況下で特定の皮質機能ニューロン群の動的反応特性を検討する研究:この部分については東京大・野村洋助教が主として分担して実行した。高次機能を実現する構造基盤・動態を明らかにする目的で、以下の実験を行った。(1)皮質メゾ回路を解析するためのツールとして遺伝子改変動物・ウイルスベクター等の開発:特定の神経細胞を効率よく可視化する目的で、新規ウイルスベクターの開発を行い成功した(AAV2/1)。この新規ウイルスベクターを、VIP-Cre, SOM-Cre IRES knock-in mice(Jackson)の大脳新皮質に注入したところ、情報入力部位である樹状突起・細胞体が完全に可視化された。また別のウイルスベクターを用い、軸索の末端まで効率的に標識することにも成功している。VIP発現細胞への入力解析は進み、基礎データの大半は取り終えた。SOM発現細胞への入力解析については、解析法を含めた予備実験を進めているところである。PV発現細胞については、以前に作出したBAC Tgを用い、第一次運動野における入力特性の解析が進展している。(2)「From one to group」の戦略のもと、細胞内染色法を用いて皮質回路網を形態学的に解析する研究:まず一方で、細胞内記録法により単一神経細胞の電気生理学的特性を解析すると同時に、細胞内染色を行う。その後、免疫蛍光染色により化学的性質を検討する。他方で、遺伝子発現などの特性により分類された神経細胞集団の細胞体・樹状突起(情報入力部位)をゴルジ染色様に標識し、細胞内染色された軸索(From one)が特定の神経細胞集団の細胞体・樹状突起に(to group)にどのように入力するかを定量的に解析する。2013年度は、各層錐体細胞からPV発現細胞への結合特性を解析し、基礎データの取得は終わった。

(3)多ニューロンCa2+画像法(fMCI)を用いる、あるいは遺伝子改変動物を用いて多ニューロン膜電位画像法を確立/自発および刺激下で特定の皮質機能ニューロン群の動的反応特性を検討する研究:この部分については研究分担者である野村洋助教(東京大)が主として行った。皮質メゾ回路究明を目的とし、平成26年度は以下の研究を進めた。1)先行研究にて開発した新規レポータータンパクを発現するアデノ随伴ウイルスベクターの開発に成功した。組換え酵素であるCreを発現する遺伝子改変動物と組み合わせることで、目的とする神経細胞を効率的に標識・可視化することが実現した。先行研究で開発した遺伝子改変マウスを用い、intracellular recording/labeling法を行い、各層の錐体細胞から、パルブアルブミン(PV)発現皮質抑制性神経細胞に対する結合特性を解析し、特異的結合様式を見出した。PV発現皮質抑制性細胞やvasoactive intestinal polypeptide(VIP)発現皮質抑制性細胞に対する、各種興奮性・抑制性シナプス入力様式を検討した。いずれの細胞種に対するシナプス入力には部位特異性があり、ランダム結合ではないことを明らかにした。2-3)視床皮質投射・皮質視床投射様式の形態学的解析視床皮質投射については、Sindbisvirus vectorによるsingle neuron tracing法を進めた。ラット視床後外側核は3つの亜核に分類できることを明らかにし、またそれぞれ皮質への投射様式が大きく異なることを見出した。皮質視床投射についてはjuxtacellular labeling法を用い、生理学的解析との対応を図った。3)多ニューロンCa2+画像法(fMCI)による皮質ニューロン群の動的反応特性を解析した。また、膜電位画像法の確立を目指し技術開発を進めた。2012年度には皮質メゾ回路を解明するために以下の実験を行った。(1)運動系皮質の神経回路を解析するための解析ツールとして情報入力部位が可視化された遺伝子改変動物などを開発する研究:Gensat/NIHより購入したVIP/Cre, Somatostatin/Cre IRES knock-in mouseに樹状突起・細胞体を選択的に可視化するウィルスベクターを感染させて、情報入力部位の完全可視化に成功している。この介在ニューロンへの興奮性・抑制性入力を定量的な解析を始めた。(2)従来の細胞内染色の手法を用いて「From one to group」に皮質の局所回路網を形態学的に解析する研究:すなわち、まず一方で、細胞内記録法・ホールセルパッチ法などにより電気的・化学的性質が調べられた1個のニューロンを細胞内染色し、特にその情報出力部位である軸索を染色する。他方で、遺伝子発現などの機能により分類された1群のニューロンの細胞体・樹状突起(情報入力部位)をゴルジ染色様に標識し、細胞内染色された軸索(From one)が1群の細胞体・樹状突起に(to group)どのように入力するか定量的に解析する。
社会的生産基盤を支える地域コミュニティの役割

円高・バブル期以降における生産拠点の海外移転やバブル崩壊後の不況長期化によって,産業空洞化への懸念が高まっているが,政府や財界の構造調整論やアジア・ネットワーク論は,日本の経済発展を支えた産業地域の役割を不当に軽視し,アジアの成長を過大評価することによって,今日の危機の本質を見誤っている。そこで,世界有数の自動車生産基地である西三河産業地域と,高度の加工技術を持つ専門零細企業の高密度集積によって,日本の機械工業のイノベーションに寄与してきた大田区産業地域を採りあげ,不況長期化の影響を分析した。1)西三河では,国内生産の縮小によって系列の見直しと「脱自動車化」が進展している。しかし,二次下請け以下では,資本蓄積の条件を奪われて対応できない。2)大田区では,製造集積の長期的縮小の加速と企業淘汰が進み,特に新規創業の困難性と中規模企業の不安定性が深刻である。その結果,零細専門企業ネットワークが解体され,技術基盤が崩壊する危険に直面している。従って,基盤的技術を担う中小企業に再生産可能な単価を保障するシステムの確立を前提にして,地域的関連集積と基本的生活手段の充実とによって,今日の新しい技術条件に柔軟に対応し,地域全体としてコストを削減し,品質の向上と技術革新をすすめる地域メカニズム=社会的生産基盤の再建が重要である。とりわけ,クローバル化によって中央政府の役割が後退した今,自治体の役割が重視されるのは当然であるが,不特定多数に対し平等の原則で展開される自治体の産業振興策は,重大な岐路に立たされている。3M運動など先進的な地域産業政策を展開してきた墨田区も例外ではない。社会的生産基盤の中核となるライフエリアの整備など「まちづくり」と地域産業の連携をはかる需要創造型の支援体系の確立が必要となろう。調査対象地域として選定した東京都墨田区,東京都大田区,長野県諏訪市・茅野市・坂城町,愛知県西三河地域について,バブル崩壊後の長期不況と円高による地域産業への影響と対応について,自治体及び業界団体のヒアリングや関連文献の収集を行うとともに,地域産業と地域コミュニティとが最も緊密な関係を持つ東京都墨田区について,地域産業の活性化に関わる地域的生産基盤と地域コミュニティの役割を検討した。(1)調査を行った今年度(平成8年度)上半期までの状況で言えば,いずれの地域,業種においても,バブル崩壊後のリストラと円高による海外移転やアウトソーシングの影響を受け,90年代に入って生産規模の著しい縮小と事業所数の減少を経験した。(2)しかし,とりわけ,ニットやアパレルで受注量が急増しているなど,業績が回復する兆しが見られている。ただし,機械金属関連の業績は依然として思わしくなく,回復基調は業種,地域によって様々であり,バブル期以前の状況に復帰できる見通しがあるわけではない。(3)以上の動向を分析する上で,いずれの地域,業種においても中小零細企業内部で階層分解が激化していることが重要である。バブル崩壊以後の厳しい経営環境の中で,少数の企業が独自の技術の発展や流通の革新によって新たな需要を掘り起こし,発展の可能性を示している一方で,多くの企業は従来型の経営から脱却できず,また,後継者難などから将来展望を見失っている場合も多い。(4)この結果,不特定多数に対し平等の原則で展開される自治体の産業振興策は,重大な岐路に立たされている。円高・バブル期以降における製造業の海外進出の急進展とバブル崩壊後の不況の長期化によって,産業空洞化への懸念がかつてなく高まっている。

このような中で,平成8年度,9年度にわたり,東京都墨田区,東京都大田区,愛知県西三河地域を中心に,バブル崩壊後の長期不況と円高による地域産業への影響と,地域産業の活性化に関わる地域的生産基盤と地域コミュニティの役割を検討した。1.製造業における海外進出の急進展と長期の不況は,これまで日本経済の発展を担ってきた主要産業地域における共同生産ネットワークを解体しようとしている。とりわけ,大田区や西三河地域における中小企業への影響は深刻で,製品開発とプロセス・イノベーションを生み出すシステムの根幹を揺るがしている。すなわち,空洞化懸念には十分な根拠がある。2.しかしその半面,グローバル化によって,税制あるいは金融インセンティブを主たる手段とする国家の産業政策の役割が低下しており,大企業の海外進出をくい止める規制手段がとれない以上,中小企業自身が従属的下請関係から脱皮し,より積極的な経営姿勢を確立するとともに,解体されようとしている共同生産ネットワークを主体的に再構築することが急務である。3.この課題を達成する上で,自治体の役割が重視されるのは当然であるが,不特定多数に対し平等の原則で展開される自治体の産業振興策は,重大な岐路に立たされている。3M運動など先進的な地域産業政策を展開してきた墨田区も例外ではない。社会的生産基盤の中核となるライフエリアの整備など「まちづくり」と地域産業の連携をはかる需要創造型の支援体系の確立が必要となろう。
リピート伸長疾患における異常なRNAの発現とその細胞毒性

ハンチントン病(HD)などのCAGリピート伸長疾患では、伸長した異常タンパク質が毒性をもたらす。一方、伸長した非コード領域のリピートRNAが毒性をもたらす例もある。これらの発症機構を考える上で、Huntington's disease-like 2(HDL2)は興味深い。HDL2は非コード領域にもコード領域にもなるCTGリピート伸長を原因としてHD様の症状を示す神経変性疾患である。本研究では、HDL2原因遺伝子のJPH3の解析を行い、その遺伝子産物の特性や制御因子を明らかにした。本研究では、CTGリピート配列伸長による神経変性疾患であるHuntington's disease-like 2 (HDL2)をモデルとして、RNAリピート配列の発現がもたらす細胞毒性の有無を検討する。CTGリピート伸長による疾患としては筋強直性ジストロフィーが知られるが、HDL2は臨床上、CAGリピート伸長疾患であるハンチントン病と酷似した症状を呈する。HDL2原因遺伝子であるJPH3からは、CUGリピートを持つRNAが生じ、さらにポリアラニンやポリロイシンを持つタンパク質が生じる。これらのうち、どの産物が神経毒性に寄与するかを明らかにし、ハンチントン病や筋強直性ジストロフィーの発症機構との比較解析を行うことにより、神経変性に関わる特異的な要因を見出すことが期待できる。これまでに、異なったCTGリピート長を持つJPH3ミニ遺伝子を作製し、培養細胞における発現実験を行った。作製した発現コンストラクトからは、選択的スプライシングによる複数のJPH3遺伝子産物の発現を確認することができた。各種のJPH3タンパク質は特徴的な細胞内局在を示し、また、リピート長依存的に性質や毒性が変化することが示唆された。現在、ハンチントン病の発症機構に深く関わるとされる転写障害やタンパク質分解の異常、あるいは筋強直性ジストロフィーで見られるスプライシング異常が変異型JPH3によっても引き起こされるかを検討中である。さらに、JPH3遺伝子自体の発現を変化させるタンパク質を見出した。このタンパク質はHDL2の病態修飾因子として機能する可能性があるので、JPH3の毒性への影響を検討する予定である。本研究では、CTGリピート配列伸長による神経変性疾患であるHuntington's disease-like 2(HDL2)をモデルとして、RNAリピート配列の発現がもたらす細胞毒性の有無を検討する。CTGリピート伸長による疾患としては筋強直性ジストロフィーが知られるが、HDL2は臨床上、CAGリピー卜伸長疾患であるハンチントン病と酷似した症状を呈する。HDL2原因遺伝子であるJPH3からは、CUGリピー卜を持つRNAが生じ、さらにポリアラニンやポリロイシンを持つタンパク質が生じる。これらの遺伝子産物の発現や特性を理解し、ハンチントン病や筋強直性ジストロフィーの発症機構との比較解析を行うことにより、神経変性に関わる特異的な要因を見出すことが期待できる。各種のJPH3タンパク質は特徴的な細胞内局在や凝集性を示し、また、リピート長依存的に性質や毒性が変化することが示唆された。興味深いことに、RNA結合タンパク質であるMBNL1がJPH3遺伝子の選択的スプライシングを変化させることを見出した。MBNL1はCUGリピート結合タンパク質として筋強直性ジストロフィーの発症機構に関わるが、CAGリピート伸長疾患の一つである脊髄小脳失調症3型の病態修飾因子である可能性も最近報告されている。これらから、MBNL1がHDL2やその他複数のリピート伸長疾患に共通した病態修飾因子である可能性が考えられる。
低酸素環境が神経障害性疼痛に与える影響についての実験的アプローチ

ジアシルグリセロール(DG)のリン酸化酵素であるジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)ファミリーのうちゼータ型DGK(DGKζ)の発現減少による影響を、培養細胞を用いて検討した。野生型およびDGKζ-KO由来のマウス胎児由来繊維芽細胞(MEF)を低酸素条件下において培養した。それぞれ0時間、6時間、24時間培養後に細胞を回収し、AMP活性化型タンパク質キナーゼ(AMPK)α抗体とAMPKα-Thr172リン酸化抗体を用いてウェスタンブロット解析を行った。AMPKαの蛋白発現は、野生型においては低酸素負荷により時間依存的に増加した。一方DGKζ-KO MEFにおけるAMPKα蛋白は、正常酸素圧で既に高い発現レベルを示していたが、逆に低酸素負荷により次第に減少することが明らかとなった。AMPKαmRNA発現は、正常酸素圧においては、野生型およびDGKζ-KO MEFには著しい差を認めなかった。しかし低酸素環境下においては、野生型とDGKζ-KO MEFの両者とも減少するが、DGKζ-KO MEFでは著しく減少することが判明したまた、野生型およびDGKζ-KO由来のMEFを正常酸素ないし低酸素条件下で24時間培養し、RT-PCRでmRNA発現を解析した。しかし低酸素環境下においては、野生型とDGKζ-KO MEFの両者とも減少するが、DGKζ-KO MEFでは著しく減少することが判明した。平成28年度は、ジアシルグリセロール(DG)のリン酸化酵素であるジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)ファミリーのうちゼータ型DGK(DGKζ)の発現減少による影響を、培養細胞を用いて検討した。DGKζ発現減少細胞を樹立し、低酸素刺激によるヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)アイソザイム、及び脱アセチル化活性を持つNAD+依存性の脱アセチル化酵素(SIRT)の発現変化を調べた。DGKζ発現減少細胞において、HDAC16のアイソザイムの内HDAC3の発現が減少していた。また低酸素刺激によりHDAC3は減少するが、DGKζ発現減少細胞ではHDAC3の減少の程度が著しいことを見出した。また、SIRT1およびSIRT7でも同様の傾向を認めた。これらの変化は統計学的にも有意であった。一方DGKζ発現減少細胞におけるAMPKα蛋白は、正常酸素圧で既に高い発現レベルを示していたが、逆に低酸素負荷により次第に減少することが明らかとなった次にリン酸化抗体を用いて活性化型AMPKαの発現を解析すると、野生型およびDGKζ発現減少細胞で共に低酸素刺激で増加するが、DGKζ発現減少細胞においては、野生型と比較してより有意に高い活性化が生じていることが判明した以上より、DGKζはタンパクの脱アセチル化やエネルギー関連タンパクおいて何らかの影響を与えている可能性があり、また低酸素刺激によりその影響に変化が認められる可能性が示唆された。平成28年度の研究計画では、AMPKの活性化と、それに伴うHDACの発現の検討であった。これまでにDGKζの発現量とAMPK活性の変化に伴って、HDACおよび脱アセチル化活性をもつSIRTにおける発現量変化も明らかにすることが出来た。以上より、当該課題の「研究の目的」に対する達成度は、おおむね順調に進展していると考えられる。培養細胞にはマウス胎児線維芽細胞(MEF)を使用した。DGKζ発現減少細胞に低酸素刺激を行い、SIRTファミリーのうち、SIRT1の発現を調べた。SIRT1は、NAD+依存性に活性化されるエネルギーセンサーとして働き、代謝を抑えることによりATPの消費を抑制し低エネルギー状態への適応を促すと考えられている。野生型およびDGKζ-KO由来のMEFを、正常酸素ないし低酸素環境下で24時間培養を行い、SIRT1のタンパク発現およびmRNAをウェスタンブロットとRT-PCRにて解析をした。正常酸素条件下、すなわち低酸素曝露の無い状態において、DGKζ-KO MEFのSIRT1タンパク発現は、野生型MEFと比較して65%に低下していた。低酸素負荷によって、野生型およびDGKζ-KO MEFの両者ともに、SIRT1のタンパク発現は減少するが、DGKζ-KO MEFの方が大きく減少した。RT-PCRによるmRNAの発現を検討すると、正常酸素下ではDGKζ-KO MEFにおけるSIRT1 mRNAは、コントロールMEFの85%に、低酸素負荷条件下ではDGKζ-KO MEFはコントロールMEFのおよそ50%に減少することが明らかとなった。この結果より、DGKζ-KO MEFにおけるSIRT1発現は、転写レベルにおいて抑制されており、さらに低酸素曝露によって顕著に低下することが示唆された。一方、DGKζ-KO MEFで低酸素曝露によって種々のアポトーシスマーカーが野生型MEFと比較して増加する傾向は見られたが、今回の実験系では統計的に有意な所見は得られず、今後、条件の検討が必要と考えられた。

エネルギー関連タンパクは様々ある中で、SIRT1とDGKζの関連性が明らかとなったことは大きな前進であると考える。またSIRT1はDGKζ-KO MEFにおいてmRNAレベルで減少を認めており、DGKファミリーの中でDGKζが低酸素刺激と関連し、DGKζのノックアウトによって細胞が脆弱となる可能性がある。今回の実験により、これまでの報告を支持する結果を得ることができた。ジアシルグリセロール(DG)のリン酸化酵素であるジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)ファミリーのうちゼータ型DGK(DGKζ)の発現減少による影響を、培養細胞を用いて検討した。野生型およびDGKζ-KO由来のマウス胎児由来繊維芽細胞(MEF)を低酸素条件下において培養した。それぞれ0時間、6時間、24時間培養後に細胞を回収し、AMP活性化型タンパク質キナーゼ(AMPK)α抗体とAMPKα-Thr172リン酸化抗体を用いてウェスタンブロット解析を行った。AMPKαの蛋白発現は、野生型においては低酸素負荷により時間依存的に増加した。一方DGKζ-KO MEFにおけるAMPKα蛋白は、正常酸素圧で既に高い発現レベルを示していたが、逆に低酸素負荷により次第に減少することが明らかとなった。AMPKαmRNA発現は、正常酸素圧においては、野生型およびDGKζ-KO MEFには著しい差を認めなかった。しかし低酸素環境下においては、野生型とDGKζ-KO MEFの両者とも減少するが、DGKζ-KO MEFでは著しく減少することが判明したまた、野生型およびDGKζ-KO由来のMEFを正常酸素ないし低酸素条件下で24時間培養し、RT-PCRでmRNA発現を解析した。しかし低酸素環境下においては、野生型とDGKζ-KO MEFの両者とも減少するが、DGKζ-KO MEFでは著しく減少することが判明した。低酸素刺激によってAMPK、SIRT1といったエネルギー関連タンパクは変化するが、その変化がDGKζの有無により調節される可能性がある。そこでDGKζの有無により生じる、低酸素刺激が神経細胞にあたえる影響の違いを、培養細胞およびマウスを用いて検討する。低酸素刺激によるAMPK、SIRT1のタンパク量の調節や活性化とDGKζの関連を更に解析する。また、細胞のエネルギー状態や炎症関連タンパクを、培養細胞を用いて検討する。これまでの知見を踏まえ、個体レベルでの条件を検討したいと考えている。使用予定であった試薬を購入せずとも、手持ちのストックおよび分担者購入分で実験可能であったこ。また、DGKζ過剰発現の実験が28年までに行えなず、それに必要な物品を購入しなかったため。購入予定であった抗体および実験材料が一部手持ちのもので賄えたこと、個体レベルでの実験の前に細胞レベルでの十分な検討を行うため、実験動物を想定よりも使用せずに済んだこと、また旅費を計上していないため。28年度に予定としていたDAGζ過剰発現の実験がやや遅れたため、29年度に施行する予定である。28年度に購入予定であったが未購入の物品も必要となるため、29年度に購入する。