hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
災害と開発の環境社会学的研究

具体的には、2000年以降、中央政府が推進している一大国家プロジェクトである西部大開発戦略の住民参加型開発を事例に取り上げて、国家と地域社会との相克過程を描きだすとともに、グローバル/ナショナル/ローカルな力のせめぎ合いを捉えることを目指した。本年度は、中国西北部に位置する甘粛省と新疆ウイグル自治区および北京にて実施してきた農山村でのフィールドワークの調査内容と統計データや行政文書を整理し、日中社会学会や日本社会学会等で研究報告を行った。また、これまでの調査成果をまとめて、学術雑誌にレフェリー論文を投稿し掲載された。本研究では、都市と農村を往復しながら移動生活を営む人びとが形成するコミュニティに注目することで、民族間の包摂/排除の関係および文化混淆の実態を明らかにし、転換期における社会変動のダイナミズムを明らかにした。これらを明らかにすることを通じて、中国の開発/環境(災害)政策のもと、民主的なしくみを目指すローカルな人びとの主体性を捉え直し、地域を超えていくコミュニティのダイナミズムを理解することが可能になった。最後に、中国社会における新たなガバナンスのあり方を提示した。社会学本年度より、申請者が所属する大学を含めた3キャンパスが統合するに伴い、統合申請のための各種申請手続きや準備作業に追われて、予想以上の時間と労力を割かねばならず、当初、夏季休暇中に予定していたフィールドワークを行うことができなくなってしまった。申請計画時には想定していなかった不測の事態により、調査の進捗状況は、当初計画よりも遅れてしまった。また、当該年度より、申請者が研究分担者となった研究事業が新たに始まったため、共同研究者との準備作業にも多くの時間を割かねばならず、当該事業が予想よりも遅れざるを得なかった。しかしながら、現地での短期間のフィールドワークにおいては、予想していたよりも効率よく資料を収集することができ、本研究を遂行する上で不可欠な文献やデータの収集も行うことができたため、それまでの本研究の大幅な遅れを取り戻すことが可能になった。そのため、現在の研究の進捗状況は、やや遅れている状況にある。日中関係の不安定化や中国西北地域における政治的不安定の問題があり、当初、想定していたように長期滞在の調査や国家開発の内実に関わる調査を展開することが困難な状況となっていたため、これまでに収集したデータの整理を中心に進めることで、調査の遅れを取り戻すことができた。統計データや関連資料、文献データ等は、想定していたよりも効率的に収集することができ、貴重な資料を入手することができているため、今後、それらのデータや資料を整理して、学会報告を行うとともに、学術誌に論文投稿することにより、これまでの調査の遅れを取り戻すことが可能である。また、最終年度に、補足調査を予定していることから、おおむね順調に進展しているといえる。本年度は、本研究を本格的に実施してゆくための準備に力を注いだ。まず、中国西部大開発および中国村落研究の文献・資料の収集を精力的に行い、先行研究の読み込みと研究史の整理を中心に行った。また、国内の学会や研究会に参加し、中国研究者や災害研究者との学術的交流を深め、協力関係を築くことができたので、今後の研究計画をより綿密に練り直すことにより、当初の計画の不足を補うことができた。
生活スタイルへの不適応と随伴精神身体症状及びその背景にある末梢時間同調不全

,睡眠覚醒,体温,ホルモン分泌など行動や生理活動に見られる約24時間周期の概日リズムを制御する.ヒトにおける概日機能特性を評価するため,照度や室温,姿勢や摂取カロリーなどをコントロールした環境下で,健常若年者8名(平均年齢21歳)の深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌,さらに,ヒト末梢循環単核球における10種類の時計遺伝子Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Clock, Bmal1, Dec1, Dec2, Tim転写発現量を測定した.その結果,深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌はいずれも顕著な概日リズムを,末梢循環単核球では時計遺伝子Per1, Per2, Per3が有意な転写日周リズムを示すことが明らかとなった.有用な生理指標である深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌と同様に,時計遺伝子Per1, Per2, Per3は,個人個人の概日リズム特性を調べる有用な分子指標になることを明らかにした.つづいて,健常高齢者6名(平均年齢62歳)に対して,同様の条件下で,メラトニン分泌リズムならびに末梢循環単核球におけるPer1, Per2, Per3転写リズムを計測した.その結果,対象とした6名の60代被験者は若年群と同様に生理機能リズムならびにPer転写発現リズムを保持することが明らかとなり,初老期まではPer遺伝子群リズムが顕著な日周リズムを示すこと,位相前進等の生物時計機能の加齢特性をよく反映することを明らかにした.今後,Per遺伝子群が末梢組織を用いた生物時計の機能評価の有効なsurrogateになる可能性を示した.,睡眠覚醒,体温,ホルモン分泌など行動や生理活動に見られる約24時間周期の概日リズムを制御する.ヒトにおける概日機能特性を評価するため,照度や室温,姿勢や摂取カロリーなどをコントロールした環境下で,健常若年者8名(平均年齢21歳)の深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌,さらに,ヒト末梢循環単核球における10種類の時計遺伝子Per1, Per2, Per3, Cry1, Cry2, Clock, Bmal1, Dec1, Dec2, Tim転写発現量を測定した.その結果,深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌はいずれも顕著な概日リズムを,末梢循環単核球では時計遺伝子Per1, Per2, Per3が有意な転写日周リズムを示すことが明らかとなった.有用な生理指標である深部体温,メラトニン分泌,コルチゾール分泌と同様に,時計遺伝子Per1, Per2, Per3は,個人個人の概日リズム特性を調べる有用な分子指標になることを明らかにした.つづいて,健常高齢者6名(平均年齢62歳)に対して,同様の条件下で,メラトニン分泌リズムならびに末梢循環単核球におけるPer1, Per2, Per3転写リズムを計測した.その結果,対象とした6名の60代被験者は若年群と同様に生理機能リズムならびにPer転写発現リズムを保持することが明らかとなり,初老期まではPer遺伝子群リズムが顕著な日周リズムを示すこと,位相前進等の生物時計機能の加齢特性をよく反映することを明らかにした.今後,Per遺伝子群が末梢組織を用いた生物時計の機能評価の有効なsurrogateになる可能性を示した.朝型夜型指向性に及ぼす遺伝的要因および環境的要因の関与を検討する目的で,交代勤務者を含む第一次調査対象である健常成人1030人(平均年齢36.0歳,18-77歳)及びその同居家族784名(平均年齢43.4歳,10-97歳),計1814名(平均年齢39.2歳,M/F=732/1082,有効回答回収率:85.7%)を対象として,Horne-Ostobergスコア表,Pittsburg Sleep Quality Index, CES-Dスケール(Center for Epidemiological Studies Depression Scale)を用いて朝型夜型指向性,睡眠状態,気分に関する質問紙調査を行った.その結果,入眠及び覚醒時刻に共通して強い影響を及ぼす要因として本人の日周指向性が抽出された.また,入眠時刻には本人の不眠傾向(強)と配偶者の入眠時刻(弱)が,覚醒時刻には本人の性別(弱)と配偶者の覚醒時刻(弱)が影響していた.年齢,交代勤務の有無,同居年数,寝室の共有,食事共有回数,配偶者の日周指向性は影響因子として抽出されなかった.夜型指向性の強いものは,総睡眠時間が短く,入眠困難があり,高い睡眠障害スコアを示した.同時に日中の眠気が強く,抑うつ傾向を示した.また,第一次調査対象となり解析が進んでいる920名を抽出して,Katzenbergら(1998)により報告された朝型夜型指向性とhClock(Homo sapiens clock homolog)の3'-flanking regionに存在する3111T/C多型との関連について追試検討した.その結果,日本人集団においては3111C homozygotesがその他の遺伝子型保有者に比較してHorne-Ostobergの朝型夜型スコアが有意に低値であり,夜型指向性の感受性を増大させる可能性が示唆された.現在、hPer1,2,3,hBMAL1等の時計遺伝子群の機能的多型のスクリーニングとともに、日周指向性の表現型との機能相関についての検索を進めている。

朝型夜型指向性に及ぼす遺伝的要因および環境的要因の関与を検討する目的で、交代勤務者を含む第一次調査対象である健常成人1030人(平均年齢36.0歳、18-77歳)及びその同居家族784名(平均年齢43.4歳、10-97歳)、計1814名(平均年齢39。2歳、M/F=732/1082、有効回答回収率:85.7%)を対象として、Horne-Ostobergスコア表、Pittsburg Sleep Quality Index、CES-Dスケール(Center for Epidemiological Studies Depression Scale)を用いて朝型夜型指向性、睡眠状態、気分に関する質問紙調査を行った。第一次調査対象となり解析が進んでいる920名を抽出して、hPer1、2、3、Timeless等の時計遺伝子群の機能的多型のスクリーニングとともに、日周指向性や睡眠障害度等の表現型との機能相関についての検索を進めている。現時点で、候補遺伝子多型約20種類のタイピングと機能相関分析を終了した。液性シグナル指標として視交叉上核からの直接的な神経投射を受けていないヒト単核球および多核球内におけるhPer1、hPer2、hPer3、Cloek、Bmall、Timeless、Cry1、Cry2、Dec1、Dec2の10種類の時計遺伝子群、及び、内部標準補正用のβ-actinの発現定量法を確立した。また、摂食、加齢による遺伝子発現パターンの変化を検討した。ヒト末梢循環白血球においても上記の時計遺伝子ループを構成する主要遺伝子群すべての転写発現が認められた。hPer1、hPer2、hPer3では暗期から明期への移行期に転写リズム頂点位相が集中していた。その他の時計遺伝子群では末梢単核球における発現には有意な慨日変動は認められなかった。60代健常被験者管での比較により、生理機能リズム及びSCNからの直接的な神経投射を受けない末梢循環単核球におけるhPerl、hPer2、hPer3転写リズムの同調位相に有意な年齢群間差が生じていなかった。生物時計は、睡眠・覚醒、体温、ホルモン分泌など行動や生理活動に見られる約24時間周期の生体リズムを制御することから、日周指向性や睡眠習慣の決定にも影響を及ぼすと考えられている。事実、いくつかの時計遺伝子多型は日周指向性や睡眠障害と関係しており、PER2遺伝子上のSNP多型が家族性睡眠相前進症候群の原因であること、PER3遺伝子のハプロタイプが睡眠相後退症候群と、また、PER3反復配列多型が日周指向性や睡眠のホメオスタシスや睡眠・覚醒のタイミングと関係することが報告されている。生体リズム同調能に関与が推定される時計遺伝子多型を同定するため、日本人925例(男性274人、女性651人、1873歳、平均年齢36.5歳)を対象として、自記式質問表を用いて日周指向性、睡眠、気分に関する調査を行った。日周指向性の評価にはMEQ、睡眠とその質にはPSQI、気分にはCES-Dを用いた。さらに、被験者から採取したゲノムサンプルを用いて、時計遺伝子PER2、PER3、TIM、NPAS2などの多型タイピングを行い、日周指向性、睡眠、気分指標ならびに睡眠特性との相関関係を調べた。PER2の一つの多型は気分と有意な相関性を示した。PER3ハプロタイプは日周指向性だけでなく睡眠とも非常に強く相関しており、PER3多型の一つは入眠時刻とも関係していた。また、TIMの二つの多型は気分と、NPAS2の一つは総睡眠時間とそれぞれ関係していた。
不確実性を有する離散型生産システムの統合的な意思決定支援環境の開発

本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適設計手法,運用方策の最適化手法,異常診断法,制御系設計手法を開発し,離散型生産システムの設計・制御・運用に係る意思決定を支援するための統合的な意思決定支援環境の開発を目指すものである.平成30年度は,平成29年度までに開発した方法の妥当性検討および拡張・改良につとめた.その概略は以下のようである.システム構成の最適化では,生産システムの処理順序を表すグラフに処理時間の不確実性を表す確率分布がつけられたプロセスが与えられたとき,そのもとでプロセス全体の完了時間を改善するための処理装置の構成を求める問題を扱う.平成30年度は,確率分布として操業データから作成された相対度数分布を用いることにより理論分布では扱えない任意の分布を対象にするように変更するとともに,この問題を混合整数計画問題(MILP)として定式化して汎用ソルバーで解けるようにした方法をいくつかの問題例に適用し,提案方法の特徴を明らかにした.運用方策の最適化に利用するためにシステム内の因果関係を表すモデルとしてベイジアンネットワーク(BN)を用い,操業データからのBNの構造学習についてこれまで検討を行ってきた.しかしながら,異なるシステム環境ではシステム内の因果関係が必ずしも同じであるとは限らない.そこで,そのような場合にも対応できるようにモデルを複数のBNをもつ混合BNに拡張し,アントコロニー最適化法を利用した構造学習方法を考案した.異常状態への遷移を回避する制御では,一般に異常状態以外の遷移はなるべく妨げないような設計が行われるが,必ずしもそのようなコントローラが望ましいとは限らない(例えば,安全をとって遷移を制限する状態を広くとるなど).本研究では,ペトリネットをモデルとしてそのようなコントローラを導出する方法を見出した.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適設計手法,運用方策の最適化手法,異常診断法,制御系設計手法を開発し,離散型生産システムの設計・制御・運用に係る意思決定を支援するための統合的な意思決定支援環境の開発を行うことである.このなかで平成28年度は,システム構成の最適化手法の開発を行った.具体的には,生産システムのモデルとして,離散事象システムの定性モデルであるペトリネットに処理時間の不確実性を表す確率分布を導入したモデルを考え,そのもとでプロセス全体の完了時刻(平均とばらつき)を改善するための処理装置の構成を求める問題を定め,この問題に対する解法を開発した.処理工程が固定の場合(ペトリネットモデルの上で非決定性がない場合に対応)の解法についてはこれまでにいくつかの解法を提案したが,今年度は処理工程が変動する場合に拡張した問題について検討した.開発した解法は,クリティカルパスに含まれる確率の高いいくつかの処理装置を着目して改善し,それを繰り返すというヒューリスティックな近似解法であり,これにより精度良く解を求められるることを数値シミュレーションにより示した.また,平成28年度は,制御系設計手法についても少し検討を始めており,ペトリネットモデルをもとにコントローラの最小実現に関する検討を行い,あるクラスにおいて最適コントローラ構成のための方法を開発した.平成28年度の計画は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適設計手法の開発を行うことであった.これに対する評価は,以下のようである.・生産システムの処理順序と処理時間および処理順序の不確実性を表すために,確率分布付きのペトリネットモデルを考え,そのもとでプロセス全体の完了時刻(平均とばらつき)を改善するための処理装置の構成を求める問題を定めた.ペトリネットモデルを用いることにより,処理順序の不確実性(処理工程が変動する場合;非決定性に対応する)を組み込むことができた.・上で定めた問題はNP困難な組合せ最適化問題であり,生産システムが大規模・複雑化すると急速に解くことが困難になる.開発した解法は,クリティカルパスに含まれる確率の高い処理装置を着目して改善するという近似解法であり,現実的な時間内で精度良く解を求められることを数値シミュレーションにより示せた.以上より,達成度は「おおむね順調に進展している」と評価した.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適設計手法,運用方策の最適化手法,異常診断法,制御系設計手法を開発し,離散型生産システムの設計・制御・運用に係る意思決定を支援するための統合的な意思決定支援環境の開発を行うことである.このなかで平成29年度は,システム構成の最適化手法の開発を行うとともに,運用方策の最適化に利用するためにシステム内の因果関係を表すモデルとしてベイジアンネットワークを用い,操業データからのベイジアンネットワークの構造学習について検討を行った.システム構成の最適化は平成28年度から続くものであり,生産システムの処理順序を表すグラフに処理時間の不確実性を表す確率分布がつけられたモデルが与えられたとき,そのもとでプロセス全体の完了時間(平均とばらつき)を改善するための処理装置の構成を求める問題である.この問題に対して平成28年度はヒューリスティックな近似解法を考案したが,平成29年度は混合整数計画問題(MILP)として定式化して汎用ソルバーで解けるようにするとともに,この問題のあるサブクラスに対して計算負荷を下げるための工夫を行った.一方,ベイジアンネットワークの構造を学習する問題はNP困難であることが知られており,この問題を効率かつ精度よく解くために,メタヒューリスティック解法の1つであるアントコロニー最適化法を利用した方法を提案し,数値計算によるその有効性および特徴を示した.

平成29年度の計画は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適化手法の開発,運用方策の最適化手法の開発,異常回避制御器設計手法の開発であった.これに対する評価は,以下のようである.・システム構成の最適化手法の開発:生産システムの処理順序を表すグラフに処理時間の不確実性を表す確率分布がつけられたモデルが与えられたとき,そのもとでプロセス全体の完了時間(平均とばらつき)を改善するための処理装置の構成を求める問題をMILPとして定式化した.これにより,汎用ソルバーを利用して問題を解くことができる.また,あるサブクラスの問題に対しては計算負荷を下げるための工夫を示すことができた.・運用方策の最適化手法の開発:運用方策の最適化をシステマチックに行うためには,システムに含まれる不確実性を何らかのモデルで表現しなければならない.そこで,操業データからベイジアンネットワークの構造を学習する方法を示した.この構造学習問題はNP困難な問題であり,アントコロニー最適化手法を用いることにより,実用時間内で精度良い構造を学習することができた.・異常回避制御器設計手法の開発:異常回避を行うコントローラとして,与えられた異常のみを回避すればよい場合から,生産効率が多少落ちても構わないから単純なものでよい場合など,状況やユーザの考え方によってどのようなものを設計するかが変わってくる.そこで,いくつかの実現例を提示できるような設計法について検討を行った.ただし,その方法の妥当性,計算効率についての考察はこれからである.以上より,達成度は「おおむね順調に進展している」と評価した.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成の最適設計手法,運用方策の最適化手法,異常診断法,制御系設計手法を開発し,離散型生産システムの設計・制御・運用に係る意思決定を支援するための統合的な意思決定支援環境の開発を目指すものである.平成30年度は,平成29年度までに開発した方法の妥当性検討および拡張・改良につとめた.その概略は以下のようである.システム構成の最適化では,生産システムの処理順序を表すグラフに処理時間の不確実性を表す確率分布がつけられたプロセスが与えられたとき,そのもとでプロセス全体の完了時間を改善するための処理装置の構成を求める問題を扱う.平成30年度は,確率分布として操業データから作成された相対度数分布を用いることにより理論分布では扱えない任意の分布を対象にするように変更するとともに,この問題を混合整数計画問題(MILP)として定式化して汎用ソルバーで解けるようにした方法をいくつかの問題例に適用し,提案方法の特徴を明らかにした.運用方策の最適化に利用するためにシステム内の因果関係を表すモデルとしてベイジアンネットワーク(BN)を用い,操業データからのBNの構造学習についてこれまで検討を行ってきた.しかしながら,異なるシステム環境ではシステム内の因果関係が必ずしも同じであるとは限らない.
加齢性記憶障害の分子メカニズムの解析

加齢による学習・記憶力の低下(Age-related Memory Impairment : AMI)はアルツハイマー病などの病変を示さない健常老人でも起こる脳老化の重要な表現型である。我々は寿命の短いショウジョウバエを新たなモデル動物としたAMIの遺伝学的解析を行い1)AMIは神経ペプチドをコードするamnesiac(amn)遺伝子依存性の記憶過程の特異的な障害を反映していること、2)従ってamn変異体ではもはや加齢による記憶低下が起こらないことなどを見出した。Amnペプチドは記憶に重要な脳部位であるキノコ体でcAMP経路を活性化し、情報伝達を調節することが示唆されている。しかし、amnの発現は加齢による低下を示さず、amnを野生型で過剰発現させてもAMIは抑制されない。こうした結果からamnより下流(キノコ体)の記憶情報伝達系にAMIの原因があると仮説を立て、本研究ではキノコ体に発現が予想される遺伝子のランダムな変異体系統でAMI変異体の検索を行った。その結果、驚くべきことにPKA触媒部位をコードする遺伝子DC0のヘテロ変異体(DC0/+)では若い野生型と同じ記憶力を加齢体となっても保持していることを見出した。DC0-PKAはキノコ体で高い発現を示し、DC0/+のPKA活性は野生型の約60%だった。さらにDC0-PKAをキノコ体で発現させるとDC0/+でもAMIが起こること、またキノコ体で強い発現を示すcAMP分解酵素の変異体dncではPKAの活性が亢進し、AMIが促進していることなどから、キノコ体でのPKA活性がAMIを引き起こすことが示された。一方DC0-PKAの活性はAMIの発現に伴う変化を示さなかったことから、加齢によるPKA活性上昇ではなく、リン酸化されたPKA基質の長期に亘る蓄積などによりAMIが起こることが示唆された。
ポリリン酸を用いたインプラント周囲炎治療法の確立を目指した研究

直鎖状のリン酸ポリマーであるポリリン酸[poly(P)]は、口腔細菌であるPorphyromonas gingivalisに対して抗菌作用を示す他、組織再生や骨形成を促進する。インプラント周囲炎治療への応用を目指して、poly(P)の作用をさらに探索した結果、マクロファージにおいて、poly(P)はグラム陰性菌細胞壁構成成分リポポリサッカライドによる誘導型一酸化窒素合成酵素の発現を抑制し、一酸化窒素の放出量を減少させることを見出した。インプラント治療の長期的成功を阻害する原因であるインプラント周囲炎では、細菌感染によるインプラント周囲粘膜の炎症に続いて、顎骨の吸収が引き起こされる。インプラント周囲炎の治療法としては、現在のところ、プラークコントロールの徹底しかないが、プラーク除去のみでは損傷を受けた組織の自然治癒に時間がかかり、再感染により病態が慢性化することが多い。一方、数個から数百個のリン酸が結合した分子であるポリリン酸は、骨を含めて組織の再生を促進する作用をもつことから、インプラント周囲炎治療への応用が期待できる。しかし、炎症の病態形成において重要な役割を果たすマクロファージに対して、ポリリン酸がどのような影響を与えるのか全く不明である。グラム陰性菌の細胞壁構成成分であるリポポリサッカライド(LPS)により活性化されたマクロファージは、多量の炎症メディエーター、骨吸収促進因子(TNF、一酸化窒素(NO)など)を放出する。本年度の研究では、ポリリン酸が、LPSで刺激したマクロファージにおける誘導型NO合成酵素(iNOS)の発現を顕著に抑制することを見出した。このiNOS発現抑制作用はポリリン酸の鎖長が長いほど強く、平均鎖長130リン酸以上のポリリン酸で最大となった。さらに、iNOS発現抑制に伴い、ポリリン酸はマクロファージからのiNOSの放出を抑制した。一方、iNOS/NO実験と同条件で検討した限りでは、ポリリン酸はLPS刺激マクロファージからのTNF放出に影響を与えなかった。これらの結果から、ポリリン酸は組織再生促進作用に加えて、少なくとも一部、抗炎症作用も示すことが明らかとなり、インプラント周囲炎治療に有効である可能性が高められた。また、iNOS発現抑制作用が最大となるポリリン酸の鎖長を明らかにできたことは、ポリリン酸を用いたインプラント周囲炎新規治療法の確立に向けて、有用な知見であると考えられる。インプラント周囲炎の治療では、まずインプラント表面のデブライドメントと抗菌薬の投与が行われるが、損傷組織の治癒に時間がかかるため、再感染により病態が慢性化することが多い。そこで、インプラント周囲組織の再生を同時にかなえる治療法が望まれる。直鎖状のリン酸ポリマーであるポリリン酸は、口腔細菌であるPorphyromonas gingivalisに対して抗菌作用を示す他、組織再生や骨形成を促進するため、インプラント周囲炎治療への応用が期待できる。そこでさらに、炎症病態の形成に関与するマクロファージに対してポリリン酸がどのような影響を与えるのか検討した。これまでに、細菌に由来するリポポリサッカライド(LPS)により活性化されたマクロファージにおいて、ポリリン酸は誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現を抑制し、一酸化窒素(NO)放出量を減少させることを明らかにしてきた。強いiNOS発現抑制作用を示した長鎖長(平均リン酸数130)のポリリン酸を用いて濃度依存性を検討したところ、100μMの濃度(リン酸換算濃度)でポリリン酸の作用を最大に達した。また、ポリリン酸はiNOS mRNA発現を抑制することにより、iNOS発現量を減少させることが示された。マクロファージの生存に与えるポリリン酸の影響を検討したところ、ポリリン酸は単独では無影響であった。さらに、LPS処置マクロファージの生存に対しても、ポリリン酸は影響を与えなかった。したがって、ポリリン酸はマクロファージの生存に影響を与えることなく、iNOS発現を抑制することが示された。一方、ポリリン酸はLps誘発性のTNF放出に影響を与えず、ポリリン酸はLPSに対するマクロファージの反応をすべて抑制するわけではないことが示された。iNOSにより産生される多量のNOは歯周組織の破壊に関与することが示唆されている。ポリリン酸は、抗菌作用、組織再生促進作用、骨形成促進作用に加えて、NO産生を抑制することにより、インプラント周囲炎に対して有効性を示す可能性が示唆された。ポリリン酸の新規作用として、マクロファージにおけるLPS誘発iNOS発現を抑制する作用を見出した。さらに、iNOS発現抑制に最も適したポリリン酸の鎖長を決定することができ、インプラント周囲炎の新規治療法確立に向けて知見が蓄積されつつあるため。本年度の検討により、ポリリン酸は、マクロファージにおける炎症メディエーターの産生に対して、少なくとも一部、抑制作用を示すことが明らかとなった。今後は、抗炎症メディエーター、骨吸収抑制因子(IL-10など)に焦点をあて、マクロファージによるこれらの物質の産生に対して、ポリリン酸がどのような影響を及ぼすのか明らかにする。

また、マクロファージの生存に与えるポリリン酸の影響を検討し、ポリリン酸がマクロファージの細胞数調節を介して炎症を制御する可能性を探る。これらの検討により、マクロファージに対するポリリン酸の作用を多角的に解明し、インプラント周囲炎新規治療法の確立に向けての知見を集積する。
有明海湾奥部の冬季赤潮発生機構の解明に関する研究

有明海湾奥部の干潟-浅海域の冬季赤潮形成種に対する潮流の影響について、調査した結果、珪藻と渦鞭毛藻類が潮流に対して対照的な時空間分布を示し、鞭毛藻類は潮流による水塊の移流に伴う水平的な移動が卓越し、一方、珪藻は鉛直的な巻き上げの影響を強く受けていることが明らかとなった.また赤潮形成種に対する動物プランクトンの捕食圧の違いについて、現場培養実験を行った結果、渦鞭毛藻類Prorocentrum triestinum、珪藻Thalassiosiraは選択的に捕食され、近年、増加が懸念されている渦鞭毛藻類のAkashiwo sanguineaは捕食されにくいことが判明した.有明海湾奥部の干潟-浅海域の冬季赤潮形成種に対する潮流の影響について、調査した結果、珪藻と渦鞭毛藻類が潮流に対して対照的な時空間分布を示し、鞭毛藻類は潮流による水塊の移流に伴う水平的な移動が卓越し、一方、珪藻は鉛直的な巻き上げの影響を強く受けていることが明らかとなった.また赤潮形成種に対する動物プランクトンの捕食圧の違いについて、現場培養実験を行った結果、渦鞭毛藻類Prorocentrum triestinum、珪藻Thalassiosiraは選択的に捕食され、近年、増加が懸念されている渦鞭毛藻類のAkashiwo sanguineaは捕食されにくいことが判明した.18年度は,有明海湾奥部の冬季赤潮形成種の動態に対する潮汐の影響および動物プランクトンの捕食圧効果を明らかにするために,主として以下の3点を実施した.1)有明海湾奥部の干潟-浅海域での一潮汐10時間連続観測調査の色素分析および物理水質項目のデータ解析と整理,2)海苔養殖時期の赤潮形成種に対する動物プランクトンの捕食圧を評価するための,添加する動物プランクトン量に濃度勾配をつけた現場希釈培養実験,3)水中の基礎生産に対する底生珪藻類の寄与を明らかにするために,基礎情報として干潟域の底生珪藻類の群集構造に関する調査を毎月1回実施した.1)の一潮汐調査データを整理した結果,冬季の有明海湾奥部において,赤潮を形成する珪藻と渦鞭毛藻類が,潮流に対して対照的な時空間分布変動を示すことが判明した.鞭毛藻類の分布変動には,潮流による水塊の移流に伴う水平的な移動が卓越すること,同時に流速が弱くなる満潮時には表層へ能動的に鉛直移動を行っていること,一方,珪藻は渦鞭毛藻類と比べ鉛直的な巻き上げの影響を強く受けていることを明らかにした.この成果は2007年日本海洋学会春季大会で発表し,近日中に論文として投稿する予定である.2)の現場培養実験に関しては,データ解析を行った結果,栄養塩を添加しない系では,動物プランクトンの濃度が増加するにつれ,1.渦鞭毛藻類のAkashiwo sanguineaは増加,2,Prorocentrum micansも増加,3.逆にProrocentrum triestinumは減少,4.珪藻のThalassiosira属は減少,さらに栄養塩添加区では,5.クリプト藻類が減少することが判明し,有明海湾奥部の冬季赤潮形成種に対するカイアシ類の摂餌選択性が明らかになりつつある.この成果は,来年度中に取りまとめ,学会発表すると同時に論文として投稿し公表する予定である.本研究は、我が国の良質なノリ生産に深刻な影響を与える有明海湾奥部の冬季赤潮を形成する、植物プランクトン優占種の変化を駆動する要因を、野外観測や現場培養実験を用いて検証し、ノリ生産の持続的管理に不可欠な有明海の冬季赤潮発生機構を解明することを目的とする。湾奥部の干潟-浅海域では、干潟の底生珪藻類が潮汐によって巻き上がり、水中の基礎生産に寄与している可能性が高い。しかしこれまで、干潟底泥上の珪藻類に関する調査はほとんど行われていない。このため、本研究では、引き続き干潟の底生珪藻類に関する調査を実施した。本年度は有明海の干潟域で基礎生産を担う底生珪藻種の現存量と優占種の季節変化を明らかにするために、干潟底泥サンプルのHPLC(高速液体クロマトグラフィ)による色素分析と顕微鏡観察、底生藻サンプルの同位体分析を行った。その結果、1)干潟域に生息する底生藻類の安定同位体比は、冬春に^<13>C値が増加し、夏に^<13>C値が低下すること、2)珪藻類(Fucoxanthin)の現存量は、冬季初春に相対的に高く、春初夏に低いこと、3)但し、死細胞を指標するPheophytinaも冬季初春に高く、冬季の現存量の高さは活発な生産によるものではないことが示唆された。さらに、4)藻類を摂食する底生動物の現存量は、4月から著しく増加し夏季まで高密度が維持され、秋冬季に顕著に減少していること、また、5)干潟の地形は1年を通じて高さ7cm程度変化し、秋冬季は堆積傾向、逆に春夏季は浸食傾向にあることも判明した。これらの結果から、干潟域の底生藻類の現存量が、光合成活性が高いと予想される夏季に低いのは、底生動物による捕食圧(Top-down効果)の増加と地形浸食に起因している可能性が高いと考えられた。本年度はこれまで調査してきた、干潟-浅海域の赤潮形成種(珪藻・渦鞭毛藻類)に対する潮流の影響について、共同研究者と打ち合わせを重ね、調査結果を基に有明海の干潟-浅海域での珪藻類の再懸濁、沈降量を定量的に評価するモデルの開発を行った。

さらに、有明海湾奥部に広がる干潟域の基礎生産を担う底生珪藻類の季節変化について、優占種の季節変化を明らかにした。また底生藻類の安定同位体比は現場で藻類を分離採取することが困難であったため、ほとんど明らかにされてこなかったが、本研究では現場で藻類と同程度の微小なガラスビーズなどを用いて採取する装置を作成し、藻類を分離採取することに成功した。この方法で採取した藻類の炭素・窒素の安定同位体比を分析し得られた結果について、同位体値の季節変化を駆動する要因について解析を進めた。分析の結果、干潟域の底泥サンプルの顕微鏡観察から、有明海の干潟域に出現する羽状目珪藻の優占種の多くが新種であることが判明した。これらの成果については、一部日本珪藻学会で発表した。さらに、干潟域に生息する底生珪藻類の安定同位体比は、底生藻類の現存量が高い冬春に^<13>C値が増加し、現存量の低い夏に^<13>C値が低下するといった一般の傾向と異なる結果が得られた。底生藻類の^<13>C値の季節変化を駆動する要因について解析を進めた結果、干潟域では1)夏季は底生藻類の生産は活発であるが、ベントスによる捕食圧が高く、藻類の現存量は低く維持され、結果的に炭素律速にならず^<13>C値が低くなること、2)春季は逆にベントスの捕食圧が大変低く、底生藻類の現存量が高く維持され、藻類が炭素律速となり底生藻類の^<13>C値が高くなると推測された。
四肢悪性腫瘍に対する新しい殺腫瘍ウイルス・デリバリー・システムの開発

本年度はVSVウイルス作製とそのin vitroにおける効果を観察した。【方法】ウイルスはVSVとレポーター遺伝子を組み込んだVSV-LacZを使用し、培養骨肉腫細胞(Saos-2,MSK)と正常ヒト骨髄細胞を対象とした。【結果】VSV感染により骨肉腫細胞では高率なLacZ遺伝子の発現と細胞変性効果が観察されたが、正常ヒト骨髄細胞では見られなかった。同様にReal time RT-PCRでも骨肉腫細胞では正常ヒト骨髄細胞に比べ、VSV遺伝子の活発な増殖が確認された。VSVは腫瘍細胞選択性のある殺細胞効果がみられた。また、その効果は時間、MOI依存性であった。研究計画では本年度中に、さらに一部in vivo実験とその研究発表まで行う予定でしたが、文部科学省からP3レベル実験としての大臣確認再申請とウイルス輸入のため農林水産大臣の許可を要請され、実験開始を禁止されました。すべての許可を頂いたのが平成18年9月20日で、そのため当初の研究計画予定からは遅れ、研究発表も投稿中です。本年度はIsolated limb perfusionsystemの作成とラット骨肉腫に対するvesicular stomatitis virus (VSV)の治療効果を検討した。【方法】イソフルレン全身麻酔下に腫瘍移植1週間後、手術用顕微鏡を使用し、患側大腿動静脈に24ゲージカテーテルを挿入し、人工心肺装置を接続、その中枢部で駆血を行い、患側下肢血流を体外循環させる。動脈へのポンプ流量は2ml/mimとし、静脈からのフローはポンプをラットより低い位置に置き、重力により行った。回路中のリザーバーにて1L/minの酸素化を行った。5単位/mlヘパリン生食にて5分回路を流した後、VSV1.3x10^7plaque-forming unitsをリザーバーより加え15分間循環させた。さらに1分間ヘパリン入り生食で洗い流した。対照群として生食投与群を作成した。経時的に腫瘍体積、ラット体重を計測した。【結果】Isolated limb perfusionsystemによるVSV治療4週後の腫瘍体積はコントロール群に比べ、有意に治療効果を認めた(P<0.01)。また、体重減少などの副作用もみとめなかった。【考察】臨床応用に向けたoncolytic virotherapyの課題として、ウイルスデリバリー、感染効率、生体免疫反応、ウイルス毒性の問題がある。本研究により骨肉腫細胞に対するVSVの選択的ウイルス増幅、殺腫瘍効果が証明され、Isolated limb perfusionsystemによるウイルスデリバリーシステムも構築された。Regional therapyが適しているウイルス治療において四肢悪性腫瘍は理想的な標的病変であり、VSVは四肢腫瘍治療の新たなるストラテジーとなる可能性が示唆された。
植物群集の組立規則の解明-侵入生態学の基礎として-

地域の生物相の種の生態特性から野外の生物群集を予測できれば,外来生物の導入前リスク評価や地球温暖化に伴う生物群集の変化の予測が可能になる.種の生態特性からデータマイニングによって予測する,群集の組み立て規則(assembly rule)の研究がすすめば,これが可能になるのであるが,世界の研究者の間では必ずしも広く認知されていない.研究代表者もこの分野を1990年代前半に立ち上げたひとりであるが,世界的にこの分野の研究を活性化してゆく必要がある.この研究の目的は統計的なアプローチの開発と検証,および複数の気候帯の群集における組み立て規則の確立と予測可能性の評価である.その結果,種のプールの設定と侵入のターゲットの設定については,既存の有害外来植物リスク・アセスメント(Weed Risk Assessment)の検討の結果,侵入ターゲットを広域ではなく個々の群集に設定する必要のあることが確認された.また植物群集はただひとつのニッチからなっており,このため単純なロジスティック回帰を適用することができることが明らかになった.植物の種特性を暖温帯下部と冷温帯上部で測定し,既存の暖温帯上部のデータとあわせて,組み立て規則をもとめた.その結果,フロラの異なる様々な気候帯で,群集タイプ(極相林,植林地,刈り取り草地,耕地雑草群集)ごとに大まかにはほぼ同じ組み立て規則が適用できることが明らかになった.今後,この研究結果が外来種のリスク評価や地球温暖化後の植物群集予測などに応用されてゆくには,植物の生態特性のデータベースの公開が不可欠となる,研究代表者が立ち上げた「Plant trait database in east and south-east Asia(東アジア・東南アジア植物種特性データベース)」に,今回の研究プロジェクトで測定したデータを登録して公開した.地域の生物相の種の生態特性から野外の生物群集を予測できれば,外来生物の導入前リスク評価や地球温暖化に伴う生物群集の変化の予測が可能になる.種の生態特性からデータマイニングによって予測する,群集の組み立て規則(assembly rule)の研究がすすめば,これが可能になるのであるが,世界の研究者の間では必ずしも広く認知されていない.研究代表者もこの分野を1990年代前半に立ち上げたひとりであるが,世界的にこの分野の研究を活性化してゆく必要がある.この研究の目的は統計的なアプローチの開発と検証,および複数の気候帯の群集における組み立て規則の確立と予測可能性の評価である.その結果,種のプールの設定と侵入のターゲットの設定については,既存の有害外来植物リスク・アセスメント(Weed Risk Assessment)の検討の結果,侵入ターゲットを広域ではなく個々の群集に設定する必要のあることが確認された.また植物群集はただひとつのニッチからなっており,このため単純なロジスティック回帰を適用することができることが明らかになった.植物の種特性を暖温帯下部と冷温帯上部で測定し,既存の暖温帯上部のデータとあわせて,組み立て規則をもとめた.その結果,フロラの異なる様々な気候帯で,群集タイプ(極相林,植林地,刈り取り草地,耕地雑草群集)ごとに大まかにはほぼ同じ組み立て規則が適用できることが明らかになった.今後,この研究結果が外来種のリスク評価や地球温暖化後の植物群集予測などに応用されてゆくには,植物の生態特性のデータベースの公開が不可欠となる,研究代表者が立ち上げた「Plant trait database in east and south-east Asia(東アジア・東南アジア植物種特性データベース)」に,今回の研究プロジェクトで測定したデータを登録して公開した.交付内定が秋だったため,本年度はデータ入力や既存のデータの解析手法の再検討を中心に行った.本研究のデータでは,初めに決めたサンプル対象種について,さまざまな群集への出現の有無を繰り返し調べている.これは独立変数のデータがサンプル対象種の数だけに限定されていることになる.群集サンプルを増やした場合は,当該種の出現確率の推定は正確になるが,出現確率を予測するロジスティック回帰などによる尤度比検定でのモデル選択ではオーバーフィッティングが起きる.そのため,種レベルでランダムな再サンプリングを行うことによりモデルを構築する方法を考え,再現性の高い結果を得ることができた.野外調査に関しては,近隣の千葉県・清澄山において繁殖特性のひとつである木本種の開花開始サイズ調査を行った.この調査では調査対象個体の位置を地図上にマッピングし,集水面積や日照など立地環境との関係も検定した.分類群により,ブナ科のスダジイ,アカガシ,ウラジロガシなどでは林冠木に達してから開花し始めるが,クスノキ科のシロダモやヤブニッケイでは林床の幼樹と見なされるほどのごく小個体から開花している.ツバキ科のヤブツバキ,サカキ,ヒサカキは亜高木として林冠下で開花するが,開花開始サイズは明瞭であった.ツツジ科のアセビは開花開始サイズが不明瞭であった.屋久島における耕作地,スギ植林地,照葉樹極相林などの植生を含む1km×1kmの調査地において植生調査データから調査対象種(雑草から高木種まで)を選定し,魚眼レンズを用いて多数の個体(樹木では幼樹)の光環境を調べることで耐陰性の推定を開始した.植物群集は地形によっても異なるため地形の影響の評価を行った.そのために屋久島の地形データを購入し,地理情報システムを用いて地形解析を行った.また昨年清澄山で開花開始サイズを測定した木本植物について,開花個体と非開花個体の分布を地形(DEMからもとめた日射,集水面積,傾斜,など)から予測するモデルを作成した.

集水面積が分布を決める上で重要な環境変数であり,7種は尾根のみで再生産を行っていて,4種は谷で再生産を行っており,3種では地形との対応がなかった.このモデルを用いてより広域の地形で分布を予測したところ,再生産を行わない非開花個体のみ分布する地域の面積は,再生産を行う本来の分布域の1.7倍(全種の平均)の広さであった.ひとつの地点で見ると,群集の種数の平均で41%は再生産を行わない種であった.この結果から,群集の組み立て規則を求める場合には,再生産を行わない種を区別して取り扱うことが必要であることがわかった.群集予測の基本は再生産を行う種のみによる群集の組み立て規則である.一方で外来種の侵入予測では再生産を行わない種(sporadic species)も含めた幅の広い予測モデルも必要である.屋久島の暖温帯下部における耕作地,スギ植林地,照葉樹極相林などの植生を含む1km×1kmの調査地において植生調査データから調査対象種(雑草から高木種まで)を選定し,魚眼レンズを用いて多数の個体(樹木では幼樹)の光環境を調べる方法での耐陰性の推定を終了した.北海道の令温帯域北部における耕作地,スギ植林地,照葉樹極相林などの植生を含む1km×1kmの調査地において耐陰性の推定をほぼ終了した.また最大高の測定も草本種についてはほぼ完了した.解析手法の開発に関して,東京都日野市(暖温帯上部)における調査データをもとに,地域の種プールから群集に参加する種が選択される組み立て規則を調べたところ,極相林から耕地雑草群集に至るいずれの群集(community)であっても単一のfunctional typeで群集が構成されていることが明らかになり,2006年3月に新潟市にて開催される極東アジア生態学会で発表する.群集の組み立て規則は外来生物の侵入リスク評価に利用できるが,簡単な種特性データを用いた侵入リスク評価法はオーストラリアで開発されてWeed Risk Assessment(WRA)と呼ばれており,ニュージーランドやハワイでも有効性が調べられている.牧野標本館の加藤氏と共同で小笠原のWRAデータを解析し,(1)生態学的種特性もWRAに組み込まれているが実際には機能していず,過去の他地域の侵入実績で評価しているのみであることを明らかにし,(2)新しいリスク評価方法の構築方法を提案した.この研究結果は2006年6月にIUCNから出版予定の本である「Assessment and control of biological invasion risks」に掲載予定である.屋久島の暖温帯下部における耕作地,刈り取り草地,スギ植林地,照葉樹極相林などの植生を含む1km×1kmの調査地において,最大樹高や根萌芽などの種特性の測定を終え,群集の種組成調査を終えた.
遺伝子ネットワーク摂動による人工的な転移性大腸癌の作製

当研究室では,ヒト正常大腸上皮から作成した遺伝子改変オルガノイドを浸潤・転移をきたす悪性度の高い大腸癌の形成には至っていない.その再現に当たり,本研究ではその原因をエピジェネティクスな変化の関与と想定し,その転写因子群を同定することで大腸発癌機構の解明,創薬に結びつけることを目的とした.具体的なアプローチとして,まず転写因子群同定のために当研究室が保有する大腸癌と正常大腸上皮のデータベースを用いて想定される転写因子の抽出を行った.その遺伝子の過剰発現ベクターを作成し,次に悪性化の指標の一つと考えられるエピレギュリン(EREG)に着目し,内在性のEREG転写に応じて蛍光タンパクが発現するアッセイ系を作製した.これにより,悪性化指標のEREGが発現する遺伝子群の同定が可能となった.本年度はこのアッセイシステムと複数の転写因子の過剰発現系を組み合わせることで大腸癌の悪性化因子に関する検討を行った.これらのアッセイ系を用いてランダムな転写因子の組み合わせを再現し,遺伝子改変ヒトオルガノイドで転写因子の過剰発現を行った.しかし,結果的にはいずれの組み合わせにおいてもそれらの因子をもってマウスで肝転移をきたすような悪性度の高い大腸癌の形成には至らなかった.その原因として,選択した転写因子が正しくなかった可能性,悪性化の指標とした用いたEREGが妥当な代替マーカーではなかった可能性,過剰発現ではなく機能欠失を行うべきであった可能性等複数の原因が推察された.今後はこれらの可能性を今回のデータと検討した上で更なる対策を立て,引き続き大腸上皮の悪性化因子を幅広く検索したいと考える.本研究は,遺伝子ネットワーク摂動による人工的な転移性大腸癌の作製を目的とする.近年は化学療法の進歩にもかかわらず,転移性大腸癌の生命予後は依然として悪い.ヒトオルガノイドへの基地のドライバー遺伝子変異の導入により人工大腸癌の作製が試みられてきたが,浸潤・転移をきたす大腸癌の形成には至っていない.本研究は大腸発癌におけるエピジェネティクスな変化の関与を想定し,その転移因子群を同定することで大腸発癌機構の解明,創薬に結びつけることを目的とする.具体的には,当研究室が保有する大腸癌と正常大腸上皮のデータベースを用いて想定される転写因子を抽出し,正常大腸上皮からの遺伝子ネットワーク摂動による悪性転化を試みる.当研究室が保有する大腸癌と正常大腸上皮オルガノイドのマイクロアレイデータ及びTCGA等既存のデータベースを総合的に比較・検討し,悪性化に寄与すると考えられる転写因子を抽出した.各々の因子に対してPiggy-bac発現ベクターを作製し,オルガノイドに導入した.本研究は,遺伝子ネットワーク摂動による人工的な転移性大腸癌の作製を目的とする.近年は化学療法の進歩にもかかわらず,転移性大腸癌の生命予後は依然として悪い.ヒトオルガノイドへの既知のドライバー遺伝子変異の導入により人工大腸癌の作製が試みられてきたが,浸潤・転移をきたす大腸癌の形成には至っていない.本研究は大腸発癌におけるエピジェネティクスな変化の関与を想定し,その転移因子群を同定することで大腸発癌機構の解明,創薬に結びつけることを目的とする.具体的には,当研究室が保有する大腸癌と正常大腸上皮のデータベースを用いて想定される転写因子を抽出し,正常大腸上皮からの遺伝子ネットワーク摂動による悪性転化を試みる.昨年度,人工的遺伝子変異を導入した大腸正常上皮の悪性化機序の解明にあたり,私たちは当研究室が保有する55ラインの大腸癌オルガノイドの遺伝子変異データ,マイクロアレイデータより複数の転写因子を抽出した.本年度はその作成した因子を人工遺伝子変異導入オルガノイドに導入し,その悪性化への寄与につき前方視的に検討を行った.転写因子を導入したオルガノイドをマウスの肝転移アッセイに用いたが,結果的に転移は認められず,現行の転写因子では不十分と結論付けた.当研究室では,ヒト正常大腸上皮から作成した遺伝子改変オルガノイドを浸潤・転移をきたす悪性度の高い大腸癌の形成には至っていない.その再現に当たり,本研究ではその原因をエピジェネティクスな変化の関与と想定し,その転写因子群を同定することで大腸発癌機構の解明,創薬に結びつけることを目的とした.具体的なアプローチとして,まず転写因子群同定のために当研究室が保有する大腸癌と正常大腸上皮のデータベースを用いて想定される転写因子の抽出を行った.その遺伝子の過剰発現ベクターを作成し,次に悪性化の指標の一つと考えられるエピレギュリン(EREG)に着目し,内在性のEREG転写に応じて蛍光タンパクが発現するアッセイ系を作製した.これにより,悪性化指標のEREGが発現する遺伝子群の同定が可能となった.本年度はこのアッセイシステムと複数の転写因子の過剰発現系を組み合わせることで大腸癌の悪性化因子に関する検討を行った.これらのアッセイ系を用いてランダムな転写因子の組み合わせを再現し,遺伝子改変ヒトオルガノイドで転写因子の過剰発現を行った.しかし,結果的にはいずれの組み合わせにおいてもそれらの因子をもってマウスで肝転移をきたすような悪性度の高い大腸癌の形成には至らなかった.その原因として,選択した転写因子が正しくなかった可能性,悪性化の指標とした用いたEREGが妥当な代替マーカーではなかった可能性,過剰発現ではなく機能欠失を行うべきであった可能性等複数の原因が推察された.今後はこれらの可能性を今回のデータと検討した上で更なる対策を立て,引き続き大腸上皮の悪性化因子を幅広く検索したいと考える.今後は,転写因子を導入した遺伝子変異導入ヒト大腸オルガノイドが悪性化するかをin vivoモデルにおいて検討する.

今後は当研究室の大腸癌オルガノイドライブラリーの更なる解析を進め,正常大腸上皮と大腸癌オルガノイドの差を更に明確にする.以前と比較して大腸オルガノイドラインの数も増加しているため,よりrobustな転写因子の抽出を行い,大腸癌の再現を試みる.
味覚障害に関与する組織レベルでの亜鉛欠乏の機能的評価法の開発

組織レベルでの亜鉛欠乏の機能的評価法として、亜鉛要求性酵素であるアンギオテンシン変換酵素(ACE)を用いたACE活性比を開発した。すなわち、ACEは活性中心に亜鉛を必要とする酵素であり、血中には亜鉛と結合した活性の高いholl-ACEと、亜鉛と結合していない活性の低いapo-ACEの2種類が存在している。最初に血液のACE酵素活性を測定すると、holl-ACEの活性を測定することになる。次に、in vitroで血液に十分量の無機亜鉛を添加してからACE酵素活性を測定すると、apo-ACEにも亜鉛が結合してholl-ACEとなり、より高い酵素活性が測定される。亜鉛添加後の酵素活性から亜鉛添加前の酵素活性を引くと、はじめに存在していたapo-ACEの活性を知ることができる。holl-ACEに対するapo-ACEの比がACE活性比である。ACE活性比が高いほど、亜鉛が欠乏していると考えられ、亜鉛栄養状態の評価に用いることができる。次に、味覚障害患者の組織レベルでの亜鉛欠乏状態を、ACE活性比を用いて評価した。ACE活性比は、「いわゆる亜鉛欠乏性味覚障害」患者のみならず、「いわゆる特発性味覚障害」患者もACE活性比の異常高値を示した。この結果から、血清亜鉛値で評価した特発性味覚障害患者も、亜鉛欠乏が原因の味覚障害であることが明らかになった。そこで、「いわゆる亜鉛欠乏性味覚障害」患者と「いわゆる特発性味覚障害」患者を特発性亜鉛欠乏性味覚障害患者とし、年齢をマッチさせた健常成人に対して、管理栄養士による食物摂取頻度調査を行い、特発性亜鉛欠乏性味覚障害患者の亜鉛の摂取量の調査を行った。その結果、特発性亜鉛欠乏性味覚障害患者の亜鉛の摂取量は健常成人との間に差を認めず、亜鉛摂取不足による亜鉛欠乏である可能性は否定的であった。以上の結果から、特発性亜鉛欠乏性味覚障害患者では、摂取した何らかの栄養素が亜鉛の吸収を阻害している可能性が考えられた。我々の開発したACE活性比を用いた組織レベルでの亜鉛の欠乏状態の評価法を再現性のある臨床検査法とするため、ACE活性比の至適測定条件につき、検討した。血中のACE活性は、基質であるHGHLを反応させ、産生される安息香酸をメタ過ヨウ酸で発色させ、505nmで吸光度を測定する。これにより、血中の活性型holo-ACE活性を測定する。次に、血漿に過剰量の亜鉛を添加し、活性中心に亜鉛のないACEに亜鉛を結合させて活性型に変換させ、ACE活性を測定する。両者の差から、非活性型apo-ACE活性を測定する。活性型ACE活性と非活性型ACE活性の比によりACE活性比を求める。添加する亜鉛の濃度を150μmol/lまで検討した結果、45μmol/l至適濃度であることを明らかとした。また、pHは1mMリン酸バッファーをpH8.3に調整して用いた。反応温度を厳密に37°Cに保つことも、再現性のある測定のために必要であることがわかった。健常成人30名のACE活性比を測定した。健常人の血中亜鉛濃度は77.4±8.4μg/dl(mean±S.D.)、ACE活性は14.7±7.6IU/lであり、ACE活性比は1.10±0.6%であった。健常人の非活性型apo-ACE活性は十分に低いことがわかった。また、mean+2SDからACE活性の正常範囲は2.3%以下に設定した。