hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒルミミズとホストのエビとエビヤドリツノムシとの不思議な関係

研究目的:日本固有亜種ミナミヌマエビの絶滅が危惧される。2003年ヒルミミズの発見から室内観察を行なった。兵庫県菅生川のホストのカワリヌマエビ属エビ(ミナミヌマエビは中国の亜種か交雑種の可能性あり。)には生態的同位種のヒルミミズ(環形動物門環帯綱)とScutariella spp.(扁形動物門ウズムシ綱)が共生する。本水域は両種が同所的に生息し、同一ホストに両者が頻繁に観察される事が大きな特徴である。両者は普段全く無関心であるが、繁殖に関連するヒルミミズの環帯や卵胞にScutariella spp.が接触したり相互関係が判明してきた。ヒルミミズの薬理効果は全く未知数であるが、エビと共生生物の相互関係を知る事は、生態的特性を知るのみならずヒルミミズの薬理効果発見の糸口に繋がると考えた。研究方法:菅生川川西で採集した両種の共生するエビを室内飼育し、生きた共生生物の詳細な生態観察を行なった。研究成果:6月12日観察中偶然北京産Scutariella spp.を誤ってピンセットで傷つけた。すると、体表から綿状物質と多量の球体(直径0.05mm程度)が体外に出た。Scutariella spp.の卵、自己消化した細胞片、マクロファージや好中球?菅生川産Scutariella spp.を人為的に傷つける(6月18日)と球体は出た。同川産ヒルミミズ(7月5日)でも球体は出たが、Scutariella spp.が近寄って、ヒルミミズの傷口でなく、頭部に接近した。9月27日日本水産学会(北大)で『異なる生物から球体が出ることから体内のタンパク質、糖類か脂質でないか?』のご指摘を頂いた。10月14日日本甲殻類学会(東京海洋大)で北里大学上野・大石両博士から『脂質か否かは界面活性剤で、球体が溶解すれば脂質』、10月18日同川産のScutariella spp.の出てきた球体に界面活性剤をかけた所、溶解・消滅したが、2頭の傷ついたScutariella spp.同士は頭部同士が接近した。球体は体内の脂質が体外で表面を最小にする為球体になると考えられる。傷ついたヒルミミズやScutariella spp.に別のScutariella spp.が近寄ってくる。微量な化学物質の誘導の可能性が示唆される。
ウシにおける精子と初期胚に対する免疫寛容：受胎に向けた免疫細胞機能へのインパクト

本研究プロジェクトのゴール(大命題)は、「高泌乳牛の受胎性の向上」である。ウシの2大繁殖技術である「凍結精液による人工授精(AI)」、そして「子宮への受精卵移植(ET)」に関わる子宮・卵管の精子と受精卵の「受入れと排除」を制御する未知の母体免疫システムを解明することで、AIとET技術の改善に貢献する技術開発の展望を得ることを目的とする。平成30年度は、上述の2つの大命題のうち、第1の焦点である精子が子宮上皮細胞の炎症反応を誘導するメカニズムについて、確立していた子宮上皮細胞と精子の共培養系によって、特に炎症性反応の誘導メカニズムについて検討した。要点を列記すると、1) (精子の作用)体内観察モデルと体外培養モデル:ウシ生体モデルで、人工授精によって凍結精液を子宮内注入した直後からの子宮内の免疫応答を、灌流カテーテルを活用して、いわゆる生体応答のマップを世界で初めて構築した。驚くことに、人工授精後1hで多くの精子はすでに子宮角を卵管に向けて通過しており、その時点で白血球の出現は皆無だった。さらに重要なことは、1h後にはすでに、子宮の強力なバックフローによって、膣内に多量の精子が排出されていたことである。6h後には子宮体、子宮角全てが白血球だらけであり、その時にはすでに精子はほとんど観察されなかった。これらの知見を基盤に、最終年度に子宮内環境の代謝系の解析を予定している。2)、(初期胚の作用)体内観察モデル:受精卵移植モデルを活用し、受精卵回収の際のDay7の子宮還流によって採取された細胞群を、部分的に分離して、存在する免疫細胞の特徴を確定することを試みた。しかしながら、回収できる免疫細胞数が極めて少なく、それらの特性の検証はできなかった。平成30年度の計画の子宮上皮細胞と精子との免疫応答のメカニズムについて、生体モデルでの観察で初めて重要な部分が明らかになった。これは、外国人特別研究員本人が、以前に本研究室で博士課程留学生として研究していた経緯から、確立していた検査・実験系を活用して、道総研畜産試験場との共同研究で可能となったもので、予想以上の効果的な成果に繋がった。加えて、初年度の成果は国際専門誌に原著論文として発表した。これらの状況から、「おおむね順調に進展している」と判断した。上述のごとく成果は順調に上がっているが、一方で、細胞培養系に大きく依存した研究計画は、実際の生体内における現象と乖離するリスクが大きい。したがって、可能な限りウシ生体モデルで子宮内の精子、あるいは初期胚が誘導する免疫環境と免疫細胞群の詳細な情報を確立しながら、培養モデルでそれらの分子メカニズムを検証してゆく予定である。1. (精子の作用)体内観察モデルと体外培養モデル:ウシの子宮上皮細胞は、TLR2/4を活用して精子を認識していることを突き止めたので、ウシの繁殖現場で受胎率低下に大きく関わる「潜在性子宮内膜炎」の基本的なメカニズムにも焦点を当てる。すなわち、分娩後のウシ子宮内で主要菌であるグラム陰性菌とグラム陽性菌の内毒素であるLPS(TLR4リガンド)とPGN(TLR2リガンド)が、子宮上皮の精子認識をどのように撹乱するかについて、培養系で検証を始める。さらに、H 30年度に得た人工授精後の子宮灌流液を代謝物の網羅的解析であるメタボローム解析に供して、生体レベルでの包括的なマップ作成を行い、今後の人工授精技術改善の基盤情報としたい。2. (初期胚の作用)体内観察モデル:これまで、培養系を主体とした実験系を計画してきたが、ウシ生体レベルの子宮内環境の詳細な検証が最優先であることを再認識したので、受精卵移植モデルを活用し、受精卵回収の際のDay7に得た子宮還流液を詳細に解析する。まず、タンパクの網羅的解析(iTRAQ)、そしてmicroRNAの網羅的解析(miRNAseq)をおこない、Day 7の子宮内に分泌されているタンパクとmicroRNAを確定する。特に顕著な増加を示す分子について、実験的に培養した免疫細胞を用いて、直接的な影響を検証する。これらの局所環境が、子宮内免疫バランスを寛容型へ誘導しているかについても初めて検証する。ウシの2大繁殖技術である「凍結精液による人工授精(AI)」、そして「子宮への受精卵移植(ET)」、に関わる子宮・卵管の精子と受精卵の「受入れと排除」を制御する未知の母体免疫システムを解明することで、AIとET技術の改善に貢献する技術開発の展望を得ることを目的とする。平成29年度は、外国人特別研究員来日が平成29年12月中旬であり、実質3ヶ月半と極めて短期間であったので、上述の2つの大命題のうち、第1の焦点である1精子が子宮上皮細胞の炎症反応を誘導するメカニズムについて、確立していたが子宮上皮細胞と精子の共培養系によって、特に炎症性反応の誘導メカニズムについて検討した。要点を列記すると、1.ウシ子宮上皮細胞培養系において精子を共培養すると、精子の上皮細胞への結合は、急性のTh1型(炎症性)反応を誘導した。これは、これまで本研究室で明らかにした卵管上皮細胞の精子に対する免疫反応と真逆であった。

2.本現象が、典型的な炎症性反応であったことから、Toll-like receptor (TLR)、特にTLR2/4の関与を考え、それらのアゴニストとアンタゴニストを用いて、精子に対する子宮上皮細胞の炎症反応をシグナル経路と遺伝子発現について調べたところ、私たちの仮説どおり、本作用はTLR2/4がいわゆるセンサーとして関与していることを突き止めた。以上、初年度は、子宮上皮は病原体を認識する主要なサンサーであるTLR2/4を用いて、人工授精で子宮内に投与された精子を認識するシステムを持つことが初めて示された。平成29年度の計画の子宮上皮細胞と精子との免疫応答のメカニズムについて重要な部分が明らかになった。この開始後3ヶ月半の短期間での成果としては予想を超える進展であった。これは、外国人特別研究員本人が、以前に本研究室で博士課程留学生として研究していた経緯から、確立していた培養系をすぐに開始できたことによるもので、予想以上の効果的な成果に繋がった。この成果は国際専門誌に原著論文として投稿中であり、平成30年度の国際学会(SSR)でも報告予定である。これらの状況から、「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究プロジェクトのゴール(大命題)は、「高泌乳牛の受胎性の向上」である。ウシの2大繁殖技術である「凍結精液による人工授精(AI)」、そして「子宮への受精卵移植(ET)」に関わる子宮・卵管の精子と受精卵の「受入れと排除」を制御する未知の母体免疫システムを解明することで、AIとET技術の改善に貢献する技術開発の展望を得ることを目的とする。平成30年度は、上述の2つの大命題のうち、第1の焦点である精子が子宮上皮細胞の炎症反応を誘導するメカニズムについて、確立していた子宮上皮細胞と精子の共培養系によって、特に炎症性反応の誘導メカニズムについて検討した。要点を列記すると、1) (精子の作用)体内観察モデルと体外培養モデル:ウシ生体モデルで、人工授精によって凍結精液を子宮内注入した直後からの子宮内の免疫応答を、灌流カテーテルを活用して、いわゆる生体応答のマップを世界で初めて構築した。驚くことに、人工授精後1hで多くの精子はすでに子宮角を卵管に向けて通過しており、その時点で白血球の出現は皆無だった。さらに重要なことは、1h後にはすでに、子宮の強力なバックフローによって、膣内に多量の精子が排出されていたことである。6h後には子宮体、子宮角全てが白血球だらけであり、その時にはすでに精子はほとんど観察されなかった。これらの知見を基盤に、最終年度に子宮内環境の代謝系の解析を予定している。2)、(初期胚の作用)体内観察モデル:受精卵移植モデルを活用し、受精卵回収の際のDay7の子宮還流によって採取された細胞群を、部分的に分離して、存在する免疫細胞の特徴を確定することを試みた。しかしながら、回収できる免疫細胞数が極めて少なく、それらの特性の検証はできなかった。平成30年度の計画の子宮上皮細胞と精子との免疫応答のメカニズムについて、生体モデルでの観察で初めて重要な部分が明らかになった。これは、外国人特別研究員本人が、以前に本研究室で博士課程留学生として研究していた経緯から、確立していた検査・実験系を活用して、道総研畜産試験場との共同研究で可能となったもので、予想以上の効果的な成果に繋がった。加えて、初年度の成果は国際専門誌に原著論文として発表した。上述のごとく成果は順調に上がっているが、一方で、細胞培養系に大きく依存した研究計画は、実際の生体内における現象と乖離するリスクが大きい。
暫間インプラント／生体組織間の電子顕微鏡下での界面観察

インプラントの素材して用いられる純チタンは骨組織との間にosseointegrationと呼ばれている軟組織の介在のない接合界面を形成することが広く知られている。一方、暫間インプラントとの素材して用いられているチタン合金(Ti6Al4V)は、生体組織との界面観察に関する情報が少なく不明な点が多い。そこで、ラットを用いて、両者の界面観察を行った結果、良好な接合界面が得られているチタン合金の最表層には、アルミならびにバナジウムが検出限界未満であり、チタンを多く含む層となっていた。本研究から、このことが、チタン合金においても良好な臨床結果が得られている原因の一つであると推察された。近年,咬合崩壊した症例に対して,暫間インプラントによる早期の咬合回復を図ることが,重度歯周病に罹患した歯列の保存ならびに顎運動の異常習癖の改善に対して,有効であることが報告されてきている。これらのインプラントは,使用目的が暫間的であるためか,生体組織との界面観察についての報告は極めて少なく不明な点が多い。暫間インプラント/生体組織間を透過電子顕微鏡下で観察するためには,界面にダメージを与えずかつ目的箇所を明確にした試料を作製する必要がある。そこで本研究では,ラットの頸骨にチタン合金製の暫間インプラントを埋入して得られた標本を,イオン研磨法で断面試料を作製し,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)で観察した後,Focused Ion Beam法を用いて,目的箇所を薄膜加工し,電子顕微鏡下で観察することによって,接合界面での様相を明らかとすることを目的とする。平成23年度に得られた電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)下での試料観察の結果を基に,観察部位を特定し,ダイシング・ソーにて30μm程度の膜厚に切断,FIB/TEM兼用ホルダに固定し,FIB装置にてガリウム・イオンビーム・プローブにより目的箇所を薄膜加工して透過電子顕微鏡観察試料を作製した。現在、作製した試料をFE-SEMを用いて, TEM観察に近い倍率で高分解能観察を行っている。また、近年純チタンやチタン合金に変わって、陽極酸化処理を施したTi6Al4Vインプラントが用いられる様になってきている。そこで本研究においても、研究の今後の発展性を考え、陽極酸化処理膜の表面を、本研究の手法を用いて、薄膜加工し,電子顕微鏡下で観察する。ナノレベルでの界面様相の違いを知ることは,新たな使用用途に応じたインプラント開発につながると考えられる。そこで本研究では,ラットの頸骨にチタン合金製の暫間インプラントを埋入して得られた標本を,イオン研磨法で断面試料を作製し,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)で観察した後,Focused Ion Beam法を用いて,目的箇所を薄膜加工し,電子顕微鏡下で観察することによって,接合界面での様相を明らかとすることを目的とした。前年度において作製した試料を,FE-SEMを用いて高分解能観察を行った結果,チタニウム合金(Ti6Al4V)製のインプラントにおいてもインプラントと骨の間に直接界面を有し,純チタン製インプラントと同等のosseointegrationと称されている軟組織の介在のない接合界面を有していることが明らかとなった。そこでチタニウム合金製インプラントの表層構造をエネルギー分散型X線分析(EDS)およびX線光電子分光(XPS)を使用して分析した結果,陽極酸化を施したチタニウム合金製の暫間インプラントの酸化被膜層が,表層と中間層で均質な構造ではないことが明らかとなった。骨との接合界面である最表層は,アルミならびにバナジウムは検出限界未満である一方で,Tiを多く含む層となっており,アルミならびにバナジウムは最表層には存在せず,中間層に多く存在することが明らかとなった。このことが,本研究から得られた結果の原因であると推察された。

そこで本研究では,ラットの頸骨にチタン合金製の暫間インプラントを埋入して得られた標本を,イオン研磨法で断面試料を作製し,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)で観察した後,Focused Ion Beam法を用いて,目的箇所を薄膜加工し,透過電子顕微鏡(TEM)下で観察することによって,接合界面での様相を明らかとすることを目的とする。14週齢のWistar系雄性ラット7匹×2群を用い,1週間の馴化後,ペントバルビタールナトリウム(25.6mg/kg)腹腔内投与による全身麻酔下にて,ラットの右側脛骨に対して,1群(7匹)には,チタニウム合金製のインプラント(プロシード製デュアル・トップオートスクリューII)を埋入,残る1群(7匹)には表面に特殊な表面処理を施した純チタン製の自家製インプラントを埋入する。インプラント埋入5週後,ペントバルビタールナトリウム(56.0mg/kg)腹腔内投与にて安楽死させ,脛骨を採取し,試料作製に供しした。採取した試料を,固定,脱水,エポキシ樹脂包埋後,トリミングし,イオンスライサを用いて研磨,走査電子顕微鏡観察試料を作製した。その後,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)下での試料観察を行っている。平成23年度に採取した試料は,固定,脱水,エポキシ樹脂包埋後,トリミングし,イオンスライサを用いて研磨,走査電子顕微鏡観察試料を作製。その後,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)下での試料観察を行った。得られた電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)下での試料観察の結果を基に,観察部位が特定し,ダイシング・ソーにて30μm程度の膜厚に切断,FIB/TEM兼用ホルダに固定し,FIB装置にてガリウム・イオンビーム・プローブにより目的箇所を薄膜加工して透過電子顕微鏡観察試料を作製している。現在、作製した試料をFE-SEMを用いて, TEM観察に近い倍率で高分解能観察が可能を行っている。これは当初の計画通りである。また、陽極酸化処理を施したインプラント界面についても同手法を用いてFE-SEM下で観察している。その後,電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)下での試料観察を行っている最中であり、当初の計画通りである。インプラント合金と純チタンインプラントのインプラント/生体組織界面の違いを透過電子顕微鏡下で観察する。透過電子顕微鏡下で観察することが困難な場合は, FE-SEMを用いて, TEM観察に近い倍率で高分解能観察が可能を行う。
高血圧持続の動脈硬化性心疾患の発生時期, 進行及び降圧による心形態変化

本研究は,急激な血圧上昇,及び数年にわたる高血圧状態が心大血管形態に及ぼす影響について,本態性高血圧症例を用いて検討した,急性高血圧状態については,自転車エルゴメータ負荷直前後の胸部単純X線像による心形態変化を,心電図,心筋シンチ像を参考に計測した,こに結果,負荷により,中等症高血圧例までは,全心容積が縮小を,重症例又は虚血性心疾患合併例では拡大傾向を示した.次に,市民健診13,000例中, 2年間以上経過を観察できた本態性高血圧症106例の胸部単純X線像,心電図,理学所見の経年変化について検討した.本症を3年の経過で全心容積増大,不変,縮小の3群に別けると,各群の心大血管形態,心電図,血圧変化の差を生じた.即ち,全心容積は,正常値と比較して,増大群では,初年度平均50%増大が, 3年目80%増大となり,逆に,縮小群では, 80%増大から50%増大へと,心拡大が改善した.血圧値は全群で上昇したが,縮小群で上昇率が低かった.大動脈径は増大群で増加,縮小群で減少傾向を示した.縮小群の心電図変化は,肥大所見からほぼ正常所見への移行例も見られた.このように,長期の圧負荷により,一部症例で虚血性心疾患を含む高血圧性心疾患の非代償期への進行が予想され,その心形態上の境界は,全心容積80%拡大時点であった.それ以上の心拡大は,肥大心筋の伸展不良により収縮力が低下し,非代償性心拡張即ち高血圧性心不全に進行する.このような症例では,一過性の急激な血圧上昇でも心拡大を生じ,長期予後を負荷試験で再現可能であった.一方,大動脈拡張は,血圧とほぼ平行状態にあり,降圧により,縮小することが判明した.心電図も心筋肥大,虚血所見をほぼ忠実に表現した.以上,代償期にある本態性高血圧症例の心形態,検査所見の変化を検討して,本症の長期予後の予測を可能にした.本研究は、本能性高血圧の持続から心筋の圧負荷による肥大を心筋細胞の形態的変化と、冠動脈血管の変化から、心筋障害が固定される以前、即ち、可逆的変化の測定範囲を解明することにある。その為に61年度10月末に、当研究室に小焦点X線撮影装置(softex)が設置され、本装置でまず、ratを用いた冠動脈の血管造影(microangiography)の基礎的実験を行った。ratのmicroangiographyの手技は、造影剤、撮影装置等、手技の確立に困難な点が多く、61年度に、正常rat群と高血圧rat群で、経時的変化(圧負荷の大きさ、期間)で、rasucular volumeでの変化という研究成果は得られなかった。もう1つは、正常ratと高血圧ratでの圧負荷に伴なう心筋細胞の変化を組織切片を作成し、その形態変化を調べることである。高血圧ratの加令に伴う血圧値の変化を尾血圧計にて測定し、4週令より高血圧になることを確認している。高血圧を示した時点から、1週間おきに心大血管を摘出し、重量変化と形態、特に心筋肥厚を計測した。同時に固定標本を作成した。高血圧に伴う心拡大は、重量増大、心筋肥厚が比例することが判った。又、この正常rat、高血圧ratの心筋の組織切片を作成し、HE染色を行ない比較検討した。61年10月末に当研究室に設置された画像解析装置(PIAS【II】)で解析すると、高血圧持続に伴う心筋肥大、重量増大は細胞数の増加でなく、1個の心筋細胞の肥大によるものが判明した。今後、この心筋細胞の肥大が血圧降下剤に肥大縮小の可逆的範囲を決定したい。それには血管系との関係で解明する心要があり、61年度は、ratによる実験手技(尾血圧測定法、冠動脈microangiography,心電図の解析等)の確立で終った。本研究は,急激な血圧上昇,及び数年にわたる高血圧状態が心大血管形態に及ぼす影響について,本態性高血圧症例を用いて検討した,急性高血圧状態については,自転車エルゴメータ負荷直前後の胸部単純X線像による心形態変化を,心電図,心筋シンチ像を参考に計測した,こに結果,負荷により,中等症高血圧例までは,全心容積が縮小を,重症例又は虚血性心疾患合併例では拡大傾向を示した.次に,市民健診13,000例中, 2年間以上経過を観察できた本態性高血圧症106例の胸部単純X線像,心電図,理学所見の経年変化について検討した.本症を3年の経過で全心容積増大,不変,縮小の3群に別けると,各群の心大血管形態,心電図,血圧変化の差を生じた.即ち,全心容積は,正常値と比較して,増大群では,初年度平均50%増大が, 3年目80%増大となり,逆に,縮小群では, 80%増大から50%増大へと,心拡大が改善した.血圧値は全群で上昇したが,縮小群で上昇率が低かった.大動脈径は増大群で増加,縮小群で減少傾向を示した.縮小群の心電図変化は,肥大所見からほぼ正常所見への移行例も見られた.このように,長期の圧負荷により,一部症例で虚血性心疾患を含む高血圧性心疾患の非代償期への進行が予想され,その心形態上の境界は,全心容積80%拡大時点であった.

それ以上の心拡大は,肥大心筋の伸展不良により収縮力が低下し,非代償性心拡張即ち高血圧性心不全に進行する.このような症例では,一過性の急激な血圧上昇でも心拡大を生じ,長期予後を負荷試験で再現可能であった.一方,大動脈拡張は,血圧とほぼ平行状態にあり,降圧により,縮小することが判明した.心電図も心筋肥大,虚血所見をほぼ忠実に表現した.以上,代償期にある本態性高血圧症例の心形態,検査所見の変化を検討して,本症の長期予後の予測を可能にした.
メキシコにおける多文化主義の綻びに関する教育社会学的研究

本研究の課題は、メキシコの多文化主義的教育を教条的になぞることではなく、その実践のなかに見え隠れする「綻び」の原因を明らかにすることであった。そこで、研究代表者らは初年度には、教育現場で使われる教科書の分析を多文化主義、多文化共生に注目して行い、2年目には先住民文化と国民文化とがどのように関係づけられ、それがインディヘニスモに裏づけられたメキシコ版多文化主義を基盤とする国民国家の形成にどのような形でかかわるかを公立小中学校の教員からの聞き取り調査をもとに見てきた。その結果、生徒と最も接触の多い教員に注目すると、彼らの語る多文化教育の理念と実践との問に大きな乖離があり、それは教育環境を整えるための財政支援不足ゆえのことであるという認識があることが分かった。研究期間のうちの2年を教育現場を中心に調査研究を進めてきたが、最終年度の今年は、その問題を国がどのように認識しているかを教育行政に直接携わり、自ら政策を立案し実践していく国民教育省(SEP)の官僚からの聞き取りにより調査した。そこで明らかになったのは、これまでに幾度となく多文化教育の理念を練り直され、それが啓蒙活動に利用できるような形で冊子、著作として纏められ教員や保護者に無料配布されてきたこと、またその理念に合わせたさまざまな副教材が作成され、教育現場で使用されていること、しかし、そうした実践のための膨大な人的・財政負担(近年、減少傾向にはあるが)にもかかわらず、期待されるような結果が出ていないという厳しい現状があること、その原因は、然るべき教授法を身につけた教員がほとんどいないという点を教育省の官僚らが認めていることなどであった。要するに、「綻び」は教育現場でも官庁でも共通に認識されているが、前者では予算不足を原因とし、後者では現場の教員に責任を転嫁しているように見える。もちろん「綻び」の責任の所在がどこにあるかが問題ではなく、それにどのように対処すべきかが重要である。そのためには、立場を超え、多文化教育の「綻び」に真摯に向き合う必要と思われる。本研究を実施する中で研究代表者らにとって驚きであったのは、多文化教育の理念に関する研究は膨大にあるのに、その「綻び」に関してはほとんどなかった、という点である。この問題の分析は、まだ始まったばかりということである。なお本研究では、家庭教育にも注目し、家庭学習用として安価で売り出されているモノグラフィアにも注目した。本年度の研究は基礎データを収集に主眼がおかれた。それをふまえ、当面の主な作業を4つに分けて遂行した。1)メキシコ国文部省、インターカルチュラル2重言語教育調整機構、国立先住民研究所、国立教科書無料配布委員会に赴き、2重言語教育政策に携わる担当者およびその統括者、また各機関に協力している研究者と意見を交換し、本研究と関わる報告書・研究論文を入手した。また、基礎教育において現に使用されている教科書も参考資料として持ち帰ることができた。2)メキシコにおける2重言語、異文化教育に関する多種多様なプログラムについて概略を知るため、保育・幼稚園、小学校、中学校、高等学校、大学でその問題に詳しい教員から聞き取り調査を実施し、また現場で施行されているプログラムについて個別にさまざまな意見を聴取した。3)上記の調査および収集された資料は、主に政府・教育者の側、つまり「上から」のものであるので、現実に教育を受ける側である生徒、その親がそうした教育行政をどのように見ているか、また実際はどのようになっているかを、「内側から」の視点で調査を開始した。ただし、この点は、インフォーマントとの良好な人間関係が調査の質を決定するカギとなっているので、今年度は性急な調査は避け、主に彼らの生活環境や教育と関わる文化要素を観察した。また、3)のテーマは地域差、民族差が大であるので、今年度は地域を2カ所(ベラクルス州・ヒコ村、プエブラ州サンタ・ウルスラ村)に限定した。4)先住民教育を多文化主義に基づいて行っているカナダの資料を採集・検討し、メキシコの例を相対化できるような準備に着手した。昨年から手がけてきた、教育現場で使用されている教科書(国語・歴史を中心に)の分析をすすめた。今年度は、先住民文化に関する記述とは別に、それと国家との関係さらには国民文化、グローバリゼーションがどのように関わったかにも注目した。近代化のテーマが地理の分野で広く扱われていることが判明した。昨年同様、2重言語教育の実態および、そうした教育政策に関する意識を生徒、教員、保護者にそれぞれ個別に調査した。2重言語教育になじみのない都市部とそれが身近にある地方の農村部とでは意識にばらつきが見られた。これは、2重言語教育という政策そのものが、国家レべルの施策としっかりと認識されていないことによると思われる。また、2重言語教育と多文化教育との区別が現場の教員にも認識されておらず、2重言語教育をもって多文化教育に代えられる傾向にあることが分かった。先住民政策に変革がおこった1970年以前に教育を受けた親の世代と、それ以後の世代との間に、異民族・異文化についていかなる認識の相違があるかに関して予備的な調査を行った。その際、インフォーマントに対し調査中は「異民族」「異文化」を具体的に示さなかったが、最終的に得られたデータは、都市部では、「アメリカ合衆国」「ヨーロッパ」といった回答が多かったが、地方では近隣の民族名(たとえば、オトミ、ナワなど)がしばしば出てきた。

こうした現象は、学校教育の普及によって顕現するものなのか、それともマスコミの影響であるのか調べる必要がある。本研究で扱うべき問題は、メキシコの多文化教育の「綻び」であるので、現行の取り組みについての意見を求めた。都市部と地方とでは、これまた反応が異なった。概して、都市部では、スペイン語の話者がほとんどであるので、多文化教育が行われていなくても、その実施そのものに関しては不満は少ない。しかし、現実に、それを実施している現場では、経済的支援の不足等を指摘するインフォーマントが多かった。今年度に実行できなかった部分は来年度に回し、最終年となる来年度には報告書を提出予定である。本研究の課題は、メキシコの多文化主義的教育を教条的になぞることではなく、その実践のなかに見え隠れする「綻び」の原因を明らかにすることであった。そこで、研究代表者らは初年度には、教育現場で使われる教科書の分析を多文化主義、多文化共生に注目して行い、2年目には先住民文化と国民文化とがどのように関係づけられ、それがインディヘニスモに裏づけられたメキシコ版多文化主義を基盤とする国民国家の形成にどのような形でかかわるかを公立小中学校の教員からの聞き取り調査をもとに見てきた。その結果、生徒と最も接触の多い教員に注目すると、彼らの語る多文化教育の理念と実践との問に大きな乖離があり、それは教育環境を整えるための財政支援不足ゆえのことであるという認識があることが分かった。研究期間のうちの2年を教育現場を中心に調査研究を進めてきたが、最終年度の今年は、その問題を国がどのように認識しているかを教育行政に直接携わり、自ら政策を立案し実践していく国民教育省(SEP)の官僚からの聞き取りにより調査した。そこで明らかになったのは、これまでに幾度となく多文化教育の理念を練り直され、それが啓蒙活動に利用できるような形で冊子、著作として纏められ教員や保護者に無料配布されてきたこと、またその理念に合わせたさまざまな副教材が作成され、教育現場で使用されていること、しかし、そうした実践のための膨大な人的・財政負担(近年、減少傾向にはあるが)にもかかわらず、期待されるような結果が出ていないという厳しい現状があること、その原因は、然るべき教授法を身につけた教員がほとんどいないという点を教育省の官僚らが認めていることなどであった。要するに、「綻び」は教育現場でも官庁でも共通に認識されているが、前者では予算不足を原因とし、後者では現場の教員に責任を転嫁しているように見える。もちろん「綻び」の責任の所在がどこにあるかが問題ではなく、それにどのように対処すべきかが重要である。そのためには、立場を超え、多文化教育の「綻び」に真摯に向き合う必要と思われる。本研究を実施する中で研究代表者らにとって驚きであったのは、多文化教育の理念に関する研究は膨大にあるのに、その「綻び」に関してはほとんどなかった、という点である。この問題の分析は、まだ始まったばかりということである。なお本研究では、家庭教育にも注目し、家庭学習用として安価で売り出されているモノグラフィアにも注目した。
高等教育システム・ガバナンスと大学のパフォ-マンスに関する日英比較研究

日英とも進行する高等教育改革に対して、大学や学部・学科がどのように対応するのかについて研究を行った。その結果現在の高等教育システムを制度的環境として、大学や学部・学科はその置かれた立場に応じて、さまざまな反応を戦略的に選択する可能性があり、決してその反応は受動的なものに限らないことを示した。またそうした反応をパブリック・ガバナンス論の観点を用いて、政府やそれを取り巻くステークホルダーとの関係から理論的に分析できる可能性を示唆した。高等教育システム・ガバナンスの変化に対する各高等教育機関の受容とその対応に関する基礎的文献などの分析、およびガバナンスの違いがもたらす大学のパフォーマンスの測定に関する基礎的作業に従事することが22年度の研究目的であり、具体的には以下のような成果が上がっている。1.日本における高等教育システム・機関レベルのガバナンスの変化に関する調査本研究ではシステムレベルでのガバナンスがいかに大学のパフォーマンスに影響を与えたかに注目しているため、その基礎的作業としてガバナンス改革の現状を正確に把握する必要があった。そのため22年度はそうした事例研究のための準備としてガバナンス改革に関する一次資料および文献の収集および分析を開始した。具体的には各大学の中期目標・中期計画・年度計画などを収集し、分析を始めている。また23年度の調査に向けて、調査対象の選定にむけたスクリーニング作業を開始している。2.専門家との打ち合わせ23年度に予定している訪問調査の準備として専門家との打ち合わせを予定していたが、22年度には12月に京都大学教育学部および高等教育教授システム開発センター、立命館大学、京都女子大学短期大学部、3月に長崎大学教育学部にて専門家と打ち合わせを行った。それぞれの専門とする国/領域(アメリカ・中国・マレーシア・トルコなど)における高等教育改革の方向性、現状などについて確認し、23年度の調査に向けて助言をもらった。3.基礎的文献の収集・分析大学パフォーマンスに関する論文などを収集/分析し、次年度以降の調査に使用する指標などを選定する作業を開始している。本研究の目的は日英比較を通して高等教育システムにおけるガバナンス改革と大学の生産性との関係を明らかにし、我が国の高等教育ガバナンス改革に寄与することである。23年度は、理論・分析枠組みの構築と英国における事例研究について成果が得られた。前年度に引き続き、高等教育ガバナンスを理論的に把握するための分析枠組みの構築を行った。特に組織論の成果を吸収し、高等教育組織への分析に応用したのが、9月の日英教育学会での発表である。進行する高等教育改革に対して、大学や学部・学科がどのように対応するのかについて、組織論の戦略的反応に関する仮説を手がかりにして考察し、現在の高等教育システムを制度的環境として、大学や学部・学科はその置かれた立場に応じて、さまざまな反応を戦略的に選択する可能性があり、決してその反応は受動的なものに限らないことを示した。本発表は24年度に日英教育学会誌に掲載予定である。実証的研究として英国の大学での聞き取り調査も行った。年度当初の予定では日本と英国で調査を行う予定であったが、年度半ばまで予算が未定だったこともあり英国での聞き取り調査に絞って行った。オックスフォード大学およびロンドン大学教育研究所を訪問し、シニアレベルの研究者に対して、高等教育改革および大学のガバナンスの変更が研究にいかに影響を及ぼしたのか、それに対してどのような対策を行っているのかなどを質問した。置かれた状況により研究者あるいは研究ユニットは異なる対応を迫られているが、研究費を多元化し自前で調達することにより高等教育改革からある程度距離を置くことができることが改めて明らかになった.本年度は国内の大学への聞き取り調査などを行う予定にしており、インタビューを中心とした小規模な調査を行った。また3年間の研究の総括を行った。対象は、地方中堅大学における研究費獲得戦略および研究活動についてであった。この件については近畿地方にある大学の教育系学部の学部長および若手研究者にインタビューを行った。学部長として教育重視の大学においていかに研究の重要性を事務組織に浸透させるか、それによっていかに研究時間、資金などを確保するのかについて中心的にインタビューをした。地方の中堅私大では特に大学という文化がどういうものであるかを理解してもらうこと、研究をすることが長期的には教育にもよい影響を与えることを理解してもらうことが肝要であるとの答えがあった。若手研究者からは若手故に授業を多く持ちながらも研究をするためのさまざまな戦略、方策について調査した。そこでは教育の重要性を認めながらも研究がそれに与える影響の大きさについて、いかに大学組織が共有するのか、また研究と教育のバランスを個人だけでとるのではなく、大学内で機能分化させることの重要性について強調していた。3年間の総括としては、大学の機関レベル、システムレベルのガバナンスと研究の関係について、組織論やガバナンス論の成果を利用しまとめた。特に政治学や行政学で取り入れられているパブリック・ガバナンス論の観点を取り入れることによって、政府やそれを取り巻くステークホルダーとの関係を理論的に構築できる可能性があり、大学も組織である以上、組織の持つ一般性、普遍性の観点から検討して得られるべきであると論じた。

またガバナンス論の適用から得られた結果が他分野のガバナンス論を深めたり、向上させたりすることにつながる可能性もあることを指摘した。平成23年度に予定していた、国内での中規模な調査票を用いた調査については、去年度の予算が年度半ばまで未定だったため延期したが、理論/枠組み構築に関する研究については順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。国内の大学への聞き取り調査などを行う予定にしている。元々予定していた調査票などを用いた大がかりな調査ではなく、インタビューを中心とした小規模な調査を行う。対象は自然科学分野および人文科学分野であり、研究費獲得に対してどのような戦略をとっているのかを、特に当該分野におけるトップの大学と平均的な大学、および大学の規模・歴史などを考慮した上で、対照的な対応を取っていると思われる大学を選び、調査する。訪問時期は未定だが、10月以降になる予定。またそれと並行して3年間の研究の総括に入る。
自己免疫性内分泌疾患における自己抗体の標的抗原の検索

犬の内分泌組織に対する自己抗体を検出する検査系を確立した。副腎蛋白に対する自己抗体が副腎皮質機能低下症の犬の1133%で検出され、犬の副腎皮質機能低下症が自己免疫性である可能性が考えられた。また卵巣蛋白に対する抗体も検出され、複数の内分泌組織に対する抗体の存在が示唆された。また副腎および甲状腺に対する自己抗体を調べたところ、副腎皮質機能低下症および甲状腺副腎皮質機能において複数の自己抗体が検出された。これらの結果は犬の副腎皮質機能低下症および甲状腺機能低下症の早期診断および病態解明に役立つ。原発性副腎皮質機能低下症および原発性甲状腺機能低下症は、副腎や甲状腺の萎縮や破壊により機能障害が起こり、ホルモンの分泌が低下する疾患である。人では自己免疫性の機序が知られており、犬でも同様の病態が存在すると考えられているが、犬における病態に関する情報は多くない。本研究は、犬の副腎皮質機能低下症および甲状腺機能低下症における末梢血液中の自己抗体や標的抗原に関する情報を得ることを目的とした。犬の副腎およびその他の内分泌組織からの抽出物と、ヒトの副腎特異的蛋白(P450c21、P450c17、P450c11)を用いて自己抗体を検出するELISA測定系を確立した。抗体測定の結果、副腎抽出物に対する自己抗体が副腎皮質機能低下症の犬の9頭中3頭、P450c21およびP450c17に対する自己抗体が9頭中それぞれ3頭および1頭で検出された。これらの犬の副腎皮質機能低下症には自己免疫性の病態が関与している可能性が考えられた。また9頭中1頭では卵巣抽出物に対する抗体が検出され、抗ステロイド産生細胞全般に対する抗体の存在も示唆された。副腎抽出物に対する自己抗体をウエスタンブロッティングで検出したところ、分子量約153kDaおよび125kDaの蛋白に対する抗体が検出された。これらの蛋白に対しては、今後2次元電気泳動および構成アミノ酸の決定を行い、標的となっている抗原蛋白を同定していく予定である。副腎皮質機能低下症と同様に甲状腺機能低下症の犬でも甲状腺抽出物を用いてELISAおよびウエスタンブロッティングを実施した。正常犬で観察されなかった自己抗体が甲状腺機能低下症の犬において検出されたため、副腎皮質機能低下症の犬と同様、標的蛋白の同定を進めている。開業獣医師の協力を得て、甲状腺機能低下症10例、副腎皮質機能低下症5例、糖尿病10例の犬の血液サンプルを入手した。また研究室で飼育中の健康犬より採血し、正常対照とした。健康な犬1頭を安楽殺し、甲状腺、副腎、膵臓の組織を採取し、組織ホモジネートを作成した。ドットプロッティング法を用い、血液中の組織抗体の検索を行ったところ、甲状腺機能低下症の犬で明らかな組織抗体を検出した。現在のところ副腎皮質機能低下症および糖尿病の犬の血液サンプルでは明らかな組織抗体は検出されていない。次に甲状腺組織ホモジネートでSDS-PAGEを行い、メンブレンにブロッティングし、ウエスタンブロットを行った。1次抗体として甲状腺機能低下症の犬の血液サンプルを用い、甲状腺組織に対する抗体について解析を行った。正常対照の血液においても甲状腺組織に反応する抗体(IgG)が検出されたが、甲状腺機能低下症の犬において、正常対照では検出されないバンドがみられた。現在、このバンドについて詳細を解析中である。現在のSDS-PAGEの手法では、分子量の問題からサイログロブリンや甲状腺ホルモンに対する抗体を検出することができないため、ゲル濃度などを再検討中である。また1次抗体として血清を使用しているためウエスタンブロットの結果にバックグラウンドが高く、正確な定量が困難であるため、血清より総IgGを抽出して1次抗体とするなど、手法を改良するべく検討中である。甲状腺機能低下症の犬で確認された特異的バンドはこれまで標的抗原として報告されていない分子量の蛋白であり、今後の解析によって犬の甲状腺機能低下症における新たな標的抗原が明らかとなる可能性がある。予想に反して正常対照でも組織に対する自己抗体が明瞭に検出されたことから、疾患を持つ犬との比較が簡単でなかった。また集めた血液サンプルにおいて自己抗体が検出されない個体が多かった。正常対照および疾患を持つ犬のサンプル数を増やし、詳細な比較を行うことで、副腎皮質機能低下症および糖尿病においても自己抗体が検出できないか解析を進める。また甲状腺機能低下症の犬においては検出された特異的抗体の標的抗原について蛋白質の同定を行うとともに、新規の診断法確立を目指す。ウエスタンブロット、ELISAおよび蛋白質同定のための試薬および消耗品購入を予定している。
放線菌代謝物の網羅的分析と統計的手法による新規薬用資源の開拓　ー干潟からの創薬ー

申請者は熊本大学に赴任して、日本最大の干潟が発達した大型閉鎖性内湾である九州西岸に着目した。干潟はかつて無用の地とされてきたが、独自の生態系が知られるようになり、近年では多様な微生物叢についても調査が進んでいる。本研究では、これまでに蓄積したノウハウを駆使して構築可能となった、培養ーエキス作製ー成分分析のライン高速化システムを用いて、干潟微生物が創薬研究の新しい探索源となりうるのかを評価する。
みさと8m電波望遠鏡サーベイ観測とその活用

本研究は、宇宙電波の観測を通して、宇宙や電波を身近なものに感じ、理解を深められるような機会を提供することを目指している。具体的には、直接的に宇宙電波の観測実験ができる電波望遠鏡を素材とした天文教育及び天文普及を行った。我々の対象は、大学生だけではなく中学・高校の生徒をも含み、それ以外にも一般の方々を対象とした活動も行っており、それらを用いたコンテンツ開発を行った。本研究の目的は、宇宙電波の観測を通して、宇宙や電波を身近なものに感じ、理解を深められるような機会を提供することを目指している。具体的には、みさと天文台の8m電波望遠鏡を素材とした天文教育を行っている。我々が対象とするのは、主として大学生であるが、それ以外の一般の方々を対象としたコンテンツ開発も目指している。平成22年度の研究実施計画は、観測データの取得とシステムの開発である。みさと8m電波望遠鏡は、波長21cmの中性水素原子輝線の観測可能な望遠鏡であり、天の川に沿ったHI輝線サーベイ観測を行った。引き続き、平成23年度においてフォローアップ観測を行い、全天サーベイデータの取得を目指す。また、観測システムの開発においては、器差ファイルの更新より、ポインティング精度の改良がなされ、±0.6度の位置決定精度を実現している。大学生教育では、人工衛星からの宇宙通信も行った。これは、平成22年5月に打ち上げられたH-IIロケットへの相乗り超小型衛星UNITEC-1からの信号を、8m望遠鏡にて受信しようという試みである。UNITEC-1は、初めての大学開発の深宇宙衛星である。結果は、打上初日の受信に成功したが、それ以降は受信できず、原因は衛星側のトラブルとみられている。この受信実験では、大学生が地上局運用だけでなく、システムの構築・運用マニュアルの作成なども行った。また、同じく電波天文教材の開発をテーマとした大学4年生の学部卒業研究の素材として、8m望遠鏡の観測結果の活用を行っている。本研究の目的は、宇宙電波の観測を通して、宇宙や電波を身近なものに感じ、理解を深められるような機会を提供することである。具体的には、直接的に宇宙電波の観測実験ができる電波望遠鏡を素材とし、天文教育を行ってきた。我々の対象は、大学生だけではなく小学・中学・高校の生徒をも含むが、それ以外にも一般の方々を対象とした活動も行っており、これらを用いたコンテンツ開発を目指す。前年度の研究においては、みさと天文台の8m電波望遠鏡のシステム開発および研究教育活動を進めていた。本年度の研究では、引き続き研究教育活動および教材開発を行う。本年度では、これまでの8m電波望遠鏡での研究実績の蓄積により、8mでの研究活動を受け継ぎ発展させるべく、新たに口径12mのパラボラアンテナが和歌山大学構内に設置された。このアンテナは、車でしかアクセス出来ないみさと天文台に比べ、小学校や住宅地に隣接し、また、バスでアクセスできる大学構内に設置されている。そのため、電波観測実習などが、気軽に、より大人数での実施が可能である。また、大学の授業の枠を用いた宇宙教育や、大学のイベントを利用した一般への天文普及など、今までとは違う新たな客層へのアプローチが可能となった。具体的な活動としては、小学生を対象としたパラボラ体験教室や、中高生を募って行った宇宙電波観測体験会の開催をはじめとし、大学案内の一部としての気軽なアンテナ紹介も含め、数多くの天文教育の機会を得た。また、大学生を対象とした活動では、半期の授業「宇宙プロジェクトマネジメント入門」の機会を用いて、パラボラアンテナを用いた宇宙教育を行った。大学生の自主プロジェクト活動では、成層圏バルーンサットからの伝送信号の受信実験の試みも行っている。上記の新たな活動に加えて、8mで行っていたHI輝線観測、SETI観測や、超小型衛星の受信観測なども引き続き計画及び実施した。
質量分析ケムインフォマティクスによるエピメタボライトの同定と代謝制御機構の解明

当該研究では,新たなバイオロジーを直接開拓できる可能性を秘めた新規代謝物の発見を飛躍的に促進させるための質量分析インフォマティクス技術を構築する.3年間の具体的目標として,(A)既知構造とリファレンススペクトルの情報を必要としない新MS/MS解釈論(FSEA)の確立,及び(B)理論マススペクトル構築による包括的な化合物同定手法の開発を掲げている.また(C)新たに同定された代謝物がどのような生物学的意義があるのかを多層オミクスを照らし合わせることで解き明かすことも目標にしている.これにおいて研究代表者は,FSEAの概念、理論、およびその応用例をNature Methods誌に報告した.また本誌において,植物のモデル生物であるシロイヌナズナ自然変異体のSNPとメタボロームデータを用いた統合解析により,環境ストレスや形質に関連する植物化合物を新たに見出した.また,新たに構築した理論マススペクトルの有用性を示すために,2015年に掲載された論文のデータを再解析することにより, 400種の代謝物構造を新たに捉えることに成功し現在投稿中である.現在研究者は,「100脂質クラス同定プロジェクト」を推進しており,これまでマウスの生体組織から101脂質クラスからなるおよそ5000種の脂質分子種構造を捉えることに成功しており,論文化を進めている.今後は,研究代表者が構築した「質量分析インフォマティクス」プラットホームを,様々な代謝関連研究に適用することで,新規代謝物の探索だけでなく,多層オミクスデータも利用した統合的な解析を行うことで,生体内の新たな代謝制御メカニズムの解明に取り組んでいく予定である.1年目の研究目標であった「FSEAの理論構築」および「理論マススペクトルの拡張」は,順調に達成していると考えられる.FSEAとは,(1)マススペクトルと代謝物構造の関係性を機械学習により見出し,(2)未知のマススペクトルから代謝物クラス情報を予測するための枠組みである.この方法論とマススペクトルの類似度に基づくネットワーク解析を駆使することで,12植物種から合計で1,133種の代謝物構造を捉えることに成功した(ただし,本手法では光学異性体や詳細な官能基の位置などは捉えることはできない).一方,FSEAの精度は未だ不十分であると言わざるを得ない.具体的には,マススペクトルから正しく代謝物クラス(フラボノイドやアミノ酸類など)を推定する精度は,およそ60%であり,新規代謝物をより幅広く捉えていくためには予測精度を更に向上させなければならない(対応策は今後の研究方針に記載).理論マススペクトルのプロジェクトとして,研究代表者は現在,「100脂質クラス」を包括的に捉える仕組みを構築中である(たとえば,細胞膜の主要リン脂質であるフォスファチヂルコリンを1脂質クラスとして数える).研究代表者が2015年,生体内脂質分子種を包括的に捉えるための方法論をNature Methods誌に発表したが,そこで捉えることができた脂質クラスの数は24種類である.それが現在,100脂質クラス以上ものマススペクトルを統一的に捉えることができるまでになってきており,幅広い生物種においてこれまで全く知られていなかった脂質代謝物の挙動が捉えられるようになってきている.まず,「100脂質クラスプロジェクト」の成果を論文にまとめる.まとめていく中で,特にマウスの各臓器の脂質プロファイリング結果をデータベース化し,「データ駆動型」の作業仮説構築が可能なプラットホームの構築を目指す.また,未知のマススペクトルについてはID番号を振り「未知のマススペクトルライブラリー」を構築する.これにより,「どのような生物種で」「どのような遺伝子型で」「どのような組織で」それら未知代謝物が存在しうるかを横断的に捉えることが可能となり,マススペクトル以外の(遺伝情報や生物情報などを用いた)多様なアプローチにより,代謝物構造に迫ることが可能となる.一方,FSEAの精度向上も目指す.具体的には,現状の方法論に加えて,「代謝物クラス特異的なフラグメントが検出されているかどうか」という情報に基づく代謝物クラスの絞り込みを行う.たとえば,硫酸基を含有する化合物からは主に,硫酸基特異的なフラグメントイオンが検出されるが,このフラグメントイオンが検出されていなければ,そもそも「硫酸基含有代謝物クラス」とは推定されないような仕組みを作る.ある程度情報が整理された後は,精度テストなどのプログラムの評価を行い,FSEA法の有用性を高めていく予定である.最後に,研究代表者が構築した「質量分析インフォマティクス」プラットホームを,様々な代謝関連研究に適用することで,新規代謝物の探索だけでなく,多層オミクスデータも利用した統合的な解析を行うことで,生体内の新たな代謝制御メカニズムの解明に取り組んでいく予定である.当該研究では,新たなバイオロジーを直接開拓できる可能性を秘めた新規代謝物の発見を飛躍的に促進させるための質量分析インフォマティクス技術を構築する.3年間の具体的目標として,(A)既知構造とリファレンススペクトルの情報を必要としない新MS/MS解釈論(FSEA)の確立,及び(B)理論マススペクトル構築による包括的な化合物同定手法の開発を掲げている.また(C)新たに同定された代謝物がどのような生物学的意義があるのかを多層オミクスを照らし合わせることで解き明かすことも目標にしている.

これにおいて研究代表者は,FSEAの概念、理論、およびその応用例をNature Methods誌に報告した.また本誌において,植物のモデル生物であるシロイヌナズナ自然変異体のSNPとメタボロームデータを用いた統合解析により,環境ストレスや形質に関連する植物化合物を新たに見出した.また,新たに構築した理論マススペクトルの有用性を示すために,2015年に掲載された論文のデータを再解析することにより, 400種の代謝物構造を新たに捉えることに成功し現在投稿中である.現在研究者は,「100脂質クラス同定プロジェクト」を推進しており,これまでマウスの生体組織から101脂質クラスからなるおよそ5000種の脂質分子種構造を捉えることに成功しており,論文化を進めている.今後は,研究代表者が構築した「質量分析インフォマティクス」プラットホームを,様々な代謝関連研究に適用することで,新規代謝物の探索だけでなく,多層オミクスデータも利用した統合的な解析を行うことで,生体内の新たな代謝制御メカニズムの解明に取り組んでいく予定である.1年目の研究目標であった「FSEAの理論構築」および「理論マススペクトルの拡張」は,順調に達成していると考えられる.FSEAとは,(1)マススペクトルと代謝物構造の関係性を機械学習により見出し,(2)未知のマススペクトルから代謝物クラス情報を予測するための枠組みである.この方法論とマススペクトルの類似度に基づくネットワーク解析を駆使することで,12植物種から合計で1,133種の代謝物構造を捉えることに成功した(ただし,本手法では光学異性体や詳細な官能基の位置などは捉えることはできない).一方,FSEAの精度は未だ不十分であると言わざるを得ない.具体的には,マススペクトルから正しく代謝物クラス(フラボノイドやアミノ酸類など)を推定する精度は,およそ60%であり,新規代謝物をより幅広く捉えていくためには予測精度を更に向上させなければならない(対応策は今後の研究方針に記載).理論マススペクトルのプロジェクトとして,研究代表者は現在,「100脂質クラス」を包括的に捉える仕組みを構築中である(たとえば,細胞膜の主要リン脂質であるフォスファチヂルコリンを1脂質クラスとして数える).研究代表者が2015年,生体内脂質分子種を包括的に捉えるための方法論をNature Methods誌に発表したが,そこで捉えることができた脂質クラスの数は24種類である.それが現在,100脂質クラス以上ものマススペクトルを統一的に捉えることができるまでになってきており,幅広い生物種においてこれまで全く知られていなかった脂質代謝物の挙動が捉えられるようになってきている.まず,「100脂質クラスプロジェクト」の成果を論文にまとめる.まとめていく中で,特にマウスの各臓器の脂質プロファイリング結果をデータベース化し,「データ駆動型」の作業仮説構築が可能なプラットホームの構築を目指す.また,未知のマススペクトルについてはID番号を振り「未知のマススペクトルライブラリー」を構築する.これにより,「どのような生物種で」「どのような遺伝子型で」「どのような組織で」それら未知代謝物が存在しうるかを横断的に捉えることが可能となり,マススペクトル以外の(遺伝情報や生物情報などを用いた)多様なアプローチにより,代謝物構造に迫ることが可能となる.一方,FSEAの精度向上も目指す.具体的には,現状の方法論に加えて,「代謝物クラス特異的なフラグメントが検出されているかどうか」という情報に基づく代謝物クラスの絞り込みを行う.