hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知行動障害を誘発するドパミン神経修飾の経時的解析

上皮成長因子(EGF)や脳由来神経栄養因子(BDNF)はドパミン作動性神経系の分化発達ならびにその機能維持に作用することが示唆されている神経栄養因子であり、、細胞間の相互作用を担う拡散性のタンパク質因子である。なかでも、EGFによる炎症シグナルは、プロスタグタンジンの初期合成酵素であるシクロオキシゲナーゼ2(COX2)を活性化し、同時にその基質となるアラキドン酸の産生も促進させることが報告されている。これまでに、上皮成長因子による動物の社会性行動の障害は、発達段階における前頭皮質でのシクロオキシゲナーゼの誘導の増加が関わっていることを見いだした。この栄養因子の作用で現れる社会性行動の障害が、ドパミン神経系の発達段階の過程において、妊娠14日目前後に影響を受けることが判明したことから、出生前の前頭皮質における炎症誘発が前頭皮質でのドパミン神経に作用し社会性行動異常を誘導することが示唆された。そこで、妊娠マウスの発達段階(妊娠7日、妊娠14日)において、上皮成長因子を投与した時に、社会性障害を有するマウスが現れたので、成熟後においての影響を調べるために、免疫組織学的にドパミン関連たんぱく質の発現を解析した。成熟後において、ドパミン受容体とドパミントランスポーターは、大脳皮質内における発現は、社会性障害を有するマウスは対照群のマウスと比べ大きな変化は認められなかった。このことから、発達段階では一過性にドパミン作動性神経系に作用し障害を誘発していることが示唆された。上皮成長因子は、ドパミン作動性神経系の分化発達ならびにその機能維持に働くことが示唆されている栄養因子である。これまで上皮成長因子によるドパミン系神経機能修飾作用と動物の行動異常は、シクロオキシゲナーゼの誘導と、それにより合成されたプロスタグランジンが担っていることを見いだした。この神経栄養因子の作用で生じる社会性行動の障害が、ドパミン神経系の発達段階の中で、どの時期に影響を受けた結果なのかを特定し、そのメカニズムを解明する。(方法)妊娠マウスの発生段階(妊娠1日、妊娠7日、妊娠14日、生後1日)において上皮成長因子を投与し、その後のシクロオキシゲナーゼの誘導を経時的に測定する。その後、シクロオキシゲナーゼの発現が増加している時期に、シクロオキシゲナーゼ阻害剤を投与する。(結果)各脳部位で、シクロオキシゲナーゼの発現を解析したところ、妊娠14日目投与の群で前頭皮質において発現の増加が認められた。他に投与した群では、発現の変化が見られなかった。認知機能障害が誘発される栄養因子を、発達段階ごとにマウスに投与し、シクロオキシゲナーゼの発現を解析した。上皮成長因子はドパミン作動性神経系の分化発達ならびにその機能維持に働くことが示唆されている神経栄養因子である。この神経栄養因子の作用で、現れる社会性行動の障害が、ドパミン神経系の発達段階の中でどの時期に影響を受けた結果なのかを特定し、そのメカニズムを解明する。(方法)妊娠マウスの発達段階(妊娠1日、妊娠7日、妊娠14日、生後1日)において、上皮成長因子を投与し、その後の脳各部位におけるシクロオキシゲナーゼの誘導の発現したところ、妊娠14日目の投与群の前頭皮質において発現の増加が認められたので、引き続き、それらのマウスを用いて行動解析を行う。(結果)妊娠マウスを発達段階(妊娠1日、妊娠7日、妊娠14日、生後1日)において上皮成長因子を投与し、それぞれ誕生する仔が成熟した後で、自発運動量、社会性行動および記憶学習試験の解析を行った。妊娠1日と生後1日に投与したマウスは自発運動量、社会性行動、学習や記憶試験に対して変化が見られなかった。一方で、妊娠7日と妊娠14日に投与したマウスで自発運動量と学習記憶には変化が認められなかったが、社会性行動に低下が認められた。認知機能障害が誘発される栄養因子を、発達段階ごとにマウスに投与し、その後の行動解析を行ったから。上皮成長因子は、ドパミン作動性神経系の分化発達ならびにその機能維持に作用することが示唆されている神経栄養因子である。これまで上皮成長因子によるドパミン神経系の機能修飾作用と動物の行動異常は、シクロオキシゲナーゼの誘導と、それにより合成されたプロスタグランジンが関わっていることを見いだした。この神経栄養因子の作用で現れる社会性行動の障害が、ドパミン神経系の発達段階の過程において、どの時期に影響を受けたためなのかを特定し、そのメカニズムを解明する。(方法)妊娠マウスの発達段階(妊娠1日、妊娠7日、妊娠14日、生後1日)において、上皮成長因子を投与したところ、妊娠7日および14日目の投与群のマウスでは成熟後に社会性行動の障害が認められたので、シクロオキシゲナーゼ阻害剤を投与することで社会性行動が回復するのか解析した。また、14日目の投与群のマウスにおいて、前頭皮質におけるシクロオキシゲナーゼの発現誘導が増加したので、その時期に、シクロオキシゲナーゼ阻害剤を投与し、行動を解析した。(結果)妊娠マウスの発達段階である妊娠7日および14日に上皮成長因子を投与したマウスに、成熟後においてシクロオキシゲナーゼ阻害剤を経口投与したところ、社会性行動の回復は認められなかった。

妊娠マウスの発達段階(妊娠1日、妊娠7日、妊娠14日、生後1日)の内、妊娠14日目に投与したマウスの前頭皮質においてシクロオキシゲナーゼの発現が増加していたため、同時にシクロオキシゲナーゼ阻害剤を投与し、その成熟後での行動解析を行ったところ、社会性行動の障害が改善したが、対照動物のレベルまでは回復しなかった。動物に阻害剤を投与しその効果を解析できたが、その動物におけるドパミン関連たんぱく質の発現量とモノアミン量の解析まで進まなかった。上皮成長因子(EGF)や脳由来神経栄養因子(BDNF)はドパミン作動性神経系の分化発達ならびにその機能維持に作用することが示唆されている神経栄養因子であり、、細胞間の相互作用を担う拡散性のタンパク質因子である。なかでも、EGFによる炎症シグナルは、プロスタグタンジンの初期合成酵素であるシクロオキシゲナーゼ2(COX2)を活性化し、同時にその基質となるアラキドン酸の産生も促進させることが報告されている。これまでに、上皮成長因子による動物の社会性行動の障害は、発達段階における前頭皮質でのシクロオキシゲナーゼの誘導の増加が関わっていることを見いだした。この栄養因子の作用で現れる社会性行動の障害が、ドパミン神経系の発達段階の過程において、妊娠14日目前後に影響を受けることが判明したことから、出生前の前頭皮質における炎症誘発が前頭皮質でのドパミン神経に作用し社会性行動異常を誘導することが示唆された。そこで、妊娠マウスの発達段階(妊娠7日、妊娠14日)において、上皮成長因子を投与した時に、社会性障害を有するマウスが現れたので、成熟後においての影響を調べるために、免疫組織学的にドパミン関連たんぱく質の発現を解析した。成熟後において、ドパミン受容体とドパミントランスポーターは、大脳皮質内における発現は、社会性障害を有するマウスは対照群のマウスと比べ大きな変化は認められなかった。このことから、発達段階では一過性にドパミン作動性神経系に作用し障害を誘発していることが示唆された。シクロオキシゲナーゼの発現が増加している時期に、シクロオキシゲナーゼ阻害剤、さらにシクロオキシゲナーゼによって誘導され合成されるプロスタグランジン受容体阻害剤を投与する。その阻害剤の効果を行動解析で評価する。また、免疫組織学的にドパミン関連たんぱく質の発現を解析する。行動に影響が認められたことから、シクロオキシゲナーゼの発現が増加している時期に阻害剤を投与し、その効果を解析する。免疫組織学的にドパミン関連タンパク質の発現を解析する。妊娠14日目に上皮成長因子の投与と同時にシクロオキシゲナーゼ阻害剤を投与し、その成熟後での行動解析を行ったところ、社会性行動の障害が改善したことから、妊娠14日目に投与するマウスを用いてドパミン関連たんぱく質の発現量とモノアミン量の解析を進める。前年度からの繰り越しの助成金があり、それを使用していたため、使用予定額が少なくなった。また、発現の解析に時間を要していたために、使用を予定していた薬剤と実験機器の購入を止めたため。前年度からの繰り越しの助成金があり、それを使用していため、使用予定額が少なくなった。また、主として行動解析を行っていたため、使用を予定していた薬剤や必要物品の購入を止めたため。(理由)前年度からの繰り越しの助成金があり、それを使用していたために、使用予定額が少なくなった。
プログラム変換を用いたソフトウェアセキュリティの改善手法についての研究

平成29年度においては、研究の遂行のためのエフォートが確保できなかったため、理論的な研究内容そのものについては、平成28年度終了時からの進展はない。よって研究期間全体を通しての成果については、以下のようなものである。まず理論面での成果は28年度終了時に報告した通り、すなわち本研究ではソフトウェアセキュリティの向上手法の検討のため、現存する攻撃手法についての調査研究を実施した。マルウェアのダウンロードを誘導するための偽装手法、マルウェア感染後の通信手段などについて、技術的な知見を得た。具体的には、申請者が先に提案したモデルよって定式化が可能なものであることが判明した。すなわち標的型攻撃に使われるマルウェアについて、申請者が提案した高階のストリーム通信によって定式化が可能なものであることが判明した。また組織外から侵入したマルウェアが、感染の拡大によって機密情報を持つサーバへのアクセスが可能なプロセスに変化する過程は、チャネル名の共有状況を非循環二部グラフで表現し、その書き換えによって動作を定式化できるものであるとの見通しを得た。また29年度において、調査によって上記定式化が可能であるような手口を想定した標的型攻撃に対して、インシデント発生時の対応についての訓練手順を考案し、実際に訓練の実施の際の参考とすることができた。訓練の実施の結果については、大学情報系センター関係の学会において報告した。ソフトウェアセキュリティの向上手法の検討のため、現存する攻撃手法についての調査研究を実施した。すなわち標的型攻撃に使われるマルウェアについて、組織への侵入段階においてはメールの添付ファイルへの偽装している。この際添付ファイルに含まれているのは、マルウェア本体ではなく、本体を読み込むためのダウンローダであるこような手口が多く用いられることが多いことが判明した。したがって、組織への侵入を開始したマルウェアは、マルウェアの転送が完了する前にプログラムとして能動的に作動することになる。このような通信は、従来のアトミックな高階通信ではなく、申請者が提案した高階のストリーム通信によって定式化が可能なものである。また、組織への侵入後のマルウェアの感染拡大経路において、多くの例ではWindowsにおけるpsexecもしくはPowershell等の機能を用いて周辺の端末との通信を行い、これによって感染を拡大することが判明した。組織外から侵入したマルウェアが、感染の拡大によって機密情報を持つサーバへのアクセスが可能なプロセスに変化する過程は、機密情報へのアクセス権を、その情報を読み書きできるチャネルの有効範囲内へ参加によって定式化できる。このことは、チャネル名の共有状況を非循環二部グラフで表現し、その書き換えによって動作を定式化できるものであるとの見通しを得た。採択の通知が年度後期に近い時期であったため、通知直前までは当年度の当研究課題の研究遂行を断念し他の優先度の高い業務にエフォートを多くさくよう既にスケジュール済みであった。また代表者は学内で情報セキュリティ事案対応部署の責任者を務めているが、採択時期直後から年度末にかけて緊急な事案が頻発し、また学外においても情報セキュリティ事情が悪化し、監督官庁から対応を要請される事項が増大する等の事情もあり、研究課題に対して申請時に予定したエフォートを費やすことが大変困難な儒教であったことによる。WannaCrypt等報道されているように昨今の情報セキュリティ事情から、今年度以降も研究課題に対して予定したエフォートを確保できる見通しは薄い。やむなく申請時の研究目標を大幅に縮小し、可能な範囲での遂行に留める予定である。予算の執行に関しても、大幅に縮小して残りは返納の予定である。採択決定時期が後期であったこと等より、申請時に予定していたエフォートを確保することができず、研究の遂行が予定通り進まず、予算の執行が遅れたことによる。本年度以降、申請時に見込まれたエフォートを確保することは困難との見通しであるため、可能な範囲での研究遂行に必要な額の執行にとどめ、残りは返納の予定である。
巨大な量子群上の調和解析と分岐グラフ上の確率論の融合的研究

表現論の一つの重要な役割は、群の対称性を用いて他の対象(例えば可積分系)を理解することである。対象に何らかの無限性が内在しているとき、群にも何らかの無限性が内在していた方が適切であると考えるのは自然である。こうした観点から群の帰納極限の表現論と可積分系の関係を研究しているのが漸近的表現論や可積分確率論と呼ばれる分野である。本研究では、量子群の帰納系の表現論と可積分系の関係をテーマにしている。特に表現論の立場から、量子群(特に量子ユニタリ群)の帰納系の具体的な表現の構成やその分解の記述を目的としている。
ドキソルビシン心筋症発症におけるユビキチン転移酵素Itchの機能の検討

ドキソルビシン心筋症の発症メカニズムを、ユビキチン転移酵素Itchとthioredoxin-interacting protein (TXNIP)に着目して検討した。Itchのknockdownにより、ドキソルビシンによる心筋細胞のアポトーシスがさらに悪化し、Itchのoverexpressionによってドキソルビシンによる心筋細胞のアポトーシスは抑制された。これらの結果から、Itchはドキソルビシン心筋症の発症予防や治療における重要な標的タンパクとなりうることが示唆された。ドキソルビシン(Dox)心筋症の発症メカニズムを、細胞内タンパク発現調節システムであるユビキチン・プロテアソームシステムωPS)に着目して検討した。着目した分子はユビキチン転移酵素Itchであるが、このItchは標的タンパクにユビキチンを付加する最終段階(Ubiquitination)の酵素で、UPSの中で重要な役割を担っている。しかし、これまで心筋細胞内でItchの発現を検討した研究すらない。我々は、新生仔ラット培養心筋細胞にてmRNAレベル、およびタンパクレベルで心筋細胞にItchが発現していることを確認した。また、Dox刺激により心筋細胞中のItchの発現が軽度増加することも確認した。心筋細胞中のItchの発現やDox刺激による発現の変化を検討した報告はなく、意義深いものと思われる。また、ItchがUbiquitinationを行う標的タンパクで、かつアポトーシスにかかわる分子としてFLICE inhibitory protein (FLIP)とThioredoxin-intercting protein (TXNIP)に着目して検討を行った。Dox刺激により、FLIPは軽度発現が低下するものの、有意な発現の低下は見られなかった。一方、TXNIPはDox刺激により有意に発現の低下がみられ、その際、アポトーシスが亢進することが判明した(TUNEL染色陽性細胞の増加、cleaved caspase-3の増加)。またDox刺激の際に、siRNAにてItchをknock downしたところ、さらにアポトーシスが亢進した。このことから、Itchはドキソルビシン心筋症の発症に対してprotectiveに機能していることが示唆された。今後は心筋特異的にItchを過剰発現させた遺伝子改変マウスを作製し、in vivoでの検討を進めながら、in vitroでもさらに詳細なItchの機能の検討を進める。ドキソルビシン(Dox)心筋症の発症メカニズムを、細胞内タンパク発現調節システムであるユビキチン・プロテアソームシステム(UPS)に着目して検討した。しかし、これまで心筋細胞内でItchの発現を検討した研究はない。まず我々は、新生仔ラット培養心筋細胞にてmRNAレベル、およびタンパクレベルで心筋細胞にItchが発現していることを確認した。また、ItchがUbiquitinationを行う標的タンパクで、かつアポトーシスにかかわるタンパクとして、F:LIC Einhibitory protein(FLIP)とThioredoxin-intercting protein(TXNIP)に着目して検討を行った。Dox刺激により、FLIPには有意な発現の低下は見られなかった。一方、TXMPはDox刺激により有意に発現の低下がみられただけでなく、それに伴い心筋細胞のアポトーシスも亢進することが判明した(TUNEL染色陽性細胞の増加、cleaved caspase-3の増加)。DoxによるTXMPの発現低下には、Itchを介したTXMPに対するユビキチンの付加が関係しており、プロテアソーム阻害薬によってDoxによるTXMPの発現低下は抑制された。さらに、Dox刺激の際、siRNAにてItchをknock downしたところ、アポトーシスがさらに亢進した。これらのin vitroでの実験結果をもとに、Itchの機能をin vivoで解析するために、Itchを心筋特異的に発現させたマウス(ItchTGマウス)の作成にとりかかった。αMHCpromoterの下流にItchを組み込んだTransgeneの作成にやや手間取ったものの、constructの完成を経てItchTGマウスの作成に成功したが、まだ週齢が若くin vivo実験には移行できていない。
生体膜微小環境の構造・機能解析のための化学遺伝学研究

微生物や植物、動物からは50万を超える天然有機化合物(以下、天然物)が報告されている。それらの一部は、特異性の高い生物活性を活かして医薬や農薬、研究試薬の貴重なリソースとなり、その複雑な化学構造は有機合成化学や生合成研究の発展を牽引してきた。本研究ではこのような天然物から、生体膜の構成成分である脂質に作用するものを探索し、その作用機序解析を通して膜脂質の機能解析研究を推進してきた。また、新しい天然物の探索方法の開発と、抗真菌剤の効果的な利用につながる膜脂質の局在制御に関する知見を取得した。セントラルドグマに登場しない役者は古典遺伝学だけで解析するには限界があり、それぞれの分子種に適した解析手法を用意する必要がある。本研究では、こういった分子種のひとつである脂質分子に化学遺伝学を適用し、生体膜微小環境の構造と機能についての理解の深化を目指す。申請者らは海産抗真菌物質theonellamide (TNM)が細胞膜ステロールを認識し、分裂酵母では細胞壁合成の亢進というユニークな表現型を発揮することを報告したが、その詳細なメカニズムは未解明である。そこでTNMの作用機序を分子レベルで解析するとともに、新たに取得する脂質結合物質と、新しい生体膜解析技術を導入することで多面的に生体膜における脂質分子の機能解析研究を推進している。本年度は主に、スクリーニングにより取得した新しい20員環ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide Cを含むheronamide類について、構造解析とその作用解明を行った。その結果、heronamide類はリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することで分裂酵母の生育を抑制することを見出した。また、同化合物群は特徴的な細胞壁異常を引き起こすことから、それらをツールとして用いることで生体膜中での飽和炭化水素鎖の機能の解析が可能になると期待できる。昨年度は主に、スクリーニングにより取得した新しい20員環ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide Cを含むheronamide類が、リン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することで分裂酵母の生育を抑制することを見出した。本年度は同化合物群の分子レベルでの作用解析を目標に、構造活性相関研究やゲノムワイドなスクリーニングを行ってきた。また、スクリーニングの継続により、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを生体膜を標的にする新しい抗真菌物質として見出した。申請者らは海産抗真菌物質theonellamide (TNM)が細胞膜ステロールを認識すること、20員環ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide Cを含むheronamide類がリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することを見出し、両化合物が分裂酵母の細胞壁異常を誘導することを報告してきた。このとき、共通の膜タンパク質の活性が制御されていることから、当該膜タンパク質の機能がいわゆる脂質ラフトにより制御されている可能性を見出している。昨年度はこれら2つのクラスの化合物の表現型解析に加えて、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを生体膜を標的にする新しい抗真菌物質として報告し、真菌からは別に新しい抗真菌化合物を見出すことに成功している。本研究は生体膜脂質を特異的に認識することでユニークな表現型を有する天然化合物を見つけ、それを用いて膜脂質の機能解析に挑もうとするものである。一昨年度までにすでに8-deoxyheronamide Cおよび5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを新規の生体膜標的型天然物として取得し、生体膜脂質を調べるためのツール化合物の取得は極めて順調である。前者はリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することから、ステロールを認識するTNMと合わせて、いわゆる脂質ラフトの機能解析が可能になっており、出芽酵母の遺伝子変異株コレクションを用いた網羅的な感受性スクリーニングも済ませている。形態観察と合わせて、来年度以降のより詳細な機能解析に期待がかかる。一方で、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineは極めて単純な分子であり、構造活性相関とプローブ作製を開始しており、人工膜との相互作用解析も開始している。さらに真菌より見出した新しい化合物については、構造解析の途中であるが、顕著な抗真菌活性と膜親和性を示すことから、今後の作用機序解析にも期待がかかる。

本研究では、こういった分子種のひとつである脂質分子に化学遺伝学を適用し、生体膜微小環境の構造と機能についての理解の深化を目指してきた。脂質と相互作用する化学ツールとしては、前年度までに海産抗真菌物質theonellamide (TNM)、20員環ポリエンマクロラクタム8-deoxyheronamide C、二種の菌の複合培養により得られる5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline(5aTHQ)を取得しており、前二者については標的分子を同定し、5aTHQはその膜親和性の可能性を見出していた。本年度は新たな放線菌代謝物としてstreptoaminalを取得した。それぞれの化合物について、合成化合物や天然物を用いた構造活性相関研究、プローブ作製、および作用機序の解析を行った。TNMは分裂酵母において細胞内の膜構造を劇的に変化させることを見出し、創薬への応用が期待されるheronamide類は環構造だけでなく環に置換している炭化水素鎖の構造の重要性を示し、5aTHQは蛍光プローブの作製により細胞内での局在部位を明らかにした。5aTHQとstreptoaminalの生体膜との相互作用については未解明な点が多いが、これらは生合成的にも興味深い化合物群であり、今後に解明するべき課題である。微生物や植物、動物からは50万を超える天然有機化合物(以下、天然物)が報告されている。それらの一部は、特異性の高い生物活性を活かして医薬や農薬、研究試薬の貴重なリソースとなり、その複雑な化学構造は有機合成化学や生合成研究の発展を牽引してきた。本研究ではこのような天然物から、生体膜の構成成分である脂質に作用するものを探索し、その作用機序解析を通して膜脂質の機能解析研究を推進してきた。また、新しい天然物の探索方法の開発と、抗真菌剤の効果的な利用につながる膜脂質の局在制御に関する知見を取得した。本研究は生体膜脂質を特異的に認識することでユニークな表現型を有する天然化合物を見つけ、それを用いて膜脂質の機能解析に挑もうとするものである。初年度の昨年度にすでに8-deoxyheronamide Cという新しい化合物を取得し、本年度には新たに5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineを取得し、生体膜脂質を調べるためのツール化合物の取得は極めて順調である。また、前者はリン脂質の飽和炭化水素鎖を認識することから、ステロールを認識するTNMと合わせて、いわゆる脂質ラフトの機能解析が可能になった点も、大きな成果であり、来年度以降のより詳細な機能解析に期待がかかる。一方で、5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolineは極めて単純な分子であり、構造活性相関と生化学的な検証によるその標的分子の同定による作用機序解析の新たな展開が望まれる。TNM類、heronamide類、5aTHQ類を用い、それらの作用機序解析を通して膜脂質の機能解析を行う。また、新しい化合物の探索と、構造解析も継続する。以下にH28年度の方針をまとめる。1生体膜に作用する化合物の探索研究を進めるとともに、結合する脂質分子の同定と構造活性相関研究を行い、プローブ分子の作製を試みる。
新規な心血管病治療標的としてのストア作動性Caチャネルとその制御機構の解明

血管平滑筋の増殖、肥大は、動脈硬化や血管形成術後再狭窄に深く関与する。血管平滑筋細胞において細胞内Ca濃度上昇は、増殖、肥大シグナル活性化に必須の現象であるが、そのCa増加のactual sourceは不明であった。我々は、CaチャネルTRPC1がSTIM1とともにCa流入機構として働き、血管平滑筋の増殖、肥大反応を制御していることを明らかにした。血管平滑筋細胞内Ca濃度の上昇は興奮-収縮連関のみならず、増殖、肥大反応にも重要な役割をはたすことが知られている。臨床的には、Ca依存性細胞内シグナルをかいした血管平滑筋細胞の増殖、肥大は、動脈硬化進展や血管形成術後再狭窄などの病態発現をもたらしている。しかし、そのCaの流入経路は不明であった。我々は、本研究においてそのCa流入経路を明らかにし、さらにCa流入性イオンメカニズムからの細胞成長制御という新しい研究分野を開拓した。具体的には、ヒト冠動脈平滑筋細胞を用いた実験で、アンギオテンシンIIにより発現増加したTRPC1分子がCa流入チャネルを構成し、ストア作動性Ca流入(容量性Ca流入)の増大を引き起こすこと、そのストア作動性Ca流入が平滑筋細胞の成長に寄与することを初めて報告した。さらに、ストア枯渇を感知するセンサーとされているSTIM1分子の血管平滑筋増殖での役割について検証した。これらの結果から、血管平滑筋においてTRPCチャネルは電位依存性Caチャネルと並存し、生理的、病態生理的に重要な役割を果たしていることが示された。現在の臨床の分野では、電位依存性Caチャネルブロッカーは動脈硬化や血管形成術後再狭窄に対し充分な抑制効果を示していない。しかし、我々の研究結果からTRPCチャネル特異的阻害剤は今後それらの病態の有効な治療薬として登場する可能性を秘めており、今後さらなる発展が期待できるものと思われる。よって、それら増殖・肥大反応をいかに抑えるかが、心血管イベントの発症抑制や生命予後改善に重要となる。血管平滑筋細胞において細胞内Ca濃度上昇は、増殖、肥大シグナル活性化に必須の現象であるが、そのCa増加のactual sourceは未だ不明である。近年、細胞増殖・分化に関連したイオン制御機構としてCa流入性TRPCチャネルが注目されている。そこで私達は、アンギオテンシンII(AngII)を培養ヒト冠動脈平滑筋細胞に投与した動脈硬化細胞モデルを用い、それら平滑筋肥大・増殖反応におけるTRPCチャネルの役割を検討した。肥大平滑筋細胞では、AngII下流シグナルの転写因子NF-kappaBを介してTRPC1チャネル蛋白の発現増加が起こっていた。(Takahashi Y et.al. Atherosclerosis 2007)また、TRPC1を介したストア作動性Ca^<2+>流入(SOCE)は増大しており、SOCEブロッカーやTRPC1siRNAを処置するとSOCEの減弱とともに、肥大成長反応も抑制された。また、SOCE増加の機序には、TRPC1だけでなく筋小胞体内Caセンサーとして働くSTIM1蛋白が重要な役割を果たしていることを証明した。(Takahashi Y et.al. BBRC 2007)以上の研究から、TRPC1はSTIM1とともにCa流入機構として働き、平滑筋の増殖、肥大反応を制御していることを明らかにした。
「冷え性」とは？～微小血管造影による血管反応の検討～

「冷え性」の原因はいまだに不明である。これまで我々の研究では、寒冷刺激に対して血管は拡張し、その血管反応に性差があることを、放射光血管造影を用いて報告した。この血管反応の性差が「冷え性」に関与している可能性が高いと考えている。本研究では、寒冷刺激に対する血管反応の性差の原因を検討することを目的とした。1年目の研究計画では、血管反応の機序解明に主眼をおいており、寒冷刺激の対する血管拡張反応の機序に係わると推測した各因子の拮抗剤を投与し、放射光血管造影検査で血管反応を描出することにより血管径を測定した。各薬剤をラットに投与し、放射光血管造影を用いて寒冷刺激前と寒冷刺激60秒後の下肢を撮像し血管径を計測比較した。平成27年度には、NO合成阻害剤であるL-NAMEと非選択的β遮断薬であるpropranololの投与を行ったが両者ともに血管の拡張を抑制(拡張率107.3%、81.4%)することができなかった。最も有力であると判断していた拮抗剤に抑制効果を認めなかったため、本年度は、最も強力な血管拡張因子として血管平滑筋細胞を弛緩させるNOは濃度依存性に影響を与える可能性を考慮しL-NAMを10mgから50mgへ増量し同様に撮像した。50mgに増量しても血管拡張率は86.2%であり、拡張を抑制することはできなかった。次に副交感神経拮抗剤であるHexamethonium(1mg/kg)を用いた。観察した血管によりばらつきがあったが、拡張(96%)を認めており抑制効果はないと判断した。これまで用いた、NO合成阻害剤、非選択性β遮断薬、副交感神経拮抗薬では寒冷刺激による血管拡張反応を抑制することができず、機序に関与していない可能性が高いと判断する。さらなる検討が必要と考える。我々の研究では、寒冷刺激に対して血管は拡張し、その血管反応に性差があることを、従来の血管造影検査と比較して10分の1程度の血管径(20μm程度)まで評価が可能な放射光血管造影を用いて、血管反応を可視化し報告した。この血管反応の性差が、「冷え性」に関与している可能性が高いと考えている。血管拡張反応の機序を検討する目的で、要因として推測した因子の各拮抗剤を使用し、寒冷刺激前後に放射光血管造影を行うことにより血管径を測定した。最も強力な血管拡張因子として、血管平滑筋細胞を弛緩させる、一酸化窒素(NO)がある。その合成酵素阻害剤であるL-NAMEを投与した。また、自律神経系では、血管は交感神経により支配されており、β2受容体刺激が血管の弛緩をもたらす。β2受容体の増強が血管拡張に働くため、非選択的β遮断薬であるpropranololの投与を行った。各薬剤をラットに投与し、放射光血管造影を用いて寒冷刺激前と寒冷刺激60秒後の下肢を撮像し下肢末梢の血管径を計測比較した。L-NAME投与群の寒冷刺激前血管径218.2μm、寒冷刺激後血管径451μmであり拡張率は107.2%であった。propranolol投与群の寒冷刺激前血管径244.2μm、寒冷刺激後血管径441μmであり拡張率は81.4%であった。L-NAME、propranololの投与を行っても、寒冷刺激により血管は拡張した。この結果より、寒冷刺激に対する血管拡張反応に対して、NOや交感神経が関与している可能性は低いことが示唆された。機序解明の為には他の因子を検討する必要があり、拮抗薬の投与として、血管は交感神経優位で収縮し、副交感神経優位で弛緩するため、副交感神経の関与を検討する必要があると考えている。1年目の研計画では、拮抗剤による血管拡張反応の検討を、一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害剤(L-NAME)、非選択性β遮断薬(propranolol)、副交感神経拮抗剤(Hexamethonium)の投与で予定していた。L-NAME、propranololの投与(特に、強力な血管拡張を有するNOの阻害剤であるL-NAMEの投与)で血管拡張が抑制されると期待していたが、拡張は抑制されなかった。よって、関与している可能性があるとして考えている、副交感神経拮抗剤の投与実験が必要である。また、当初の予測と実験結果が異なる結果となった場合には、さらなる原因検索が必要となる。また、抑制を認める拮抗薬が判明し機序が推測されれば、次の研究としては、拮抗薬を雄性・雌性のラット(さらに研究2年目に予定している卵巣摘出ラット)に投与し比較検討する必要があると考えている。

1年目の研究計画では、血管反応の機序解明に主眼をおいており、寒冷刺激の対する血管拡張反応の機序に係わると推測した各因子の拮抗剤を投与し、放射光血管造影検査で血管反応を描出することにより血管径を測定した。各薬剤をラットに投与し、放射光血管造影を用いて寒冷刺激前と寒冷刺激60秒後の下肢を撮像し血管径を計測比較した。平成27年度には、NO合成阻害剤であるL-NAMEと非選択的β遮断薬であるpropranololの投与を行ったが両者ともに血管の拡張を抑制(拡張率107.3%、81.4%)することができなかった。最も有力であると判断していた拮抗剤に抑制効果を認めなかったため、本年度は、最も強力な血管拡張因子として血管平滑筋細胞を弛緩させるNOは濃度依存性に影響を与える可能性を考慮しL-NAMを10mgから50mgへ増量し同様に撮像した。50mgに増量しても血管拡張率は86.2%であり、拡張を抑制することはできなかった。次に副交感神経拮抗剤であるHexamethonium(1mg/kg)を用いた。観察した血管によりばらつきがあったが、拡張(96%)を認めており抑制効果はないと判断した。これまで用いた、NO合成阻害剤、非選択性β遮断薬、副交感神経拮抗薬では寒冷刺激による血管拡張反応を抑制することができず、機序に関与していない可能性が高いと判断する。さらなる検討が必要と考える。寒冷刺激に対する血管拡張反応の拮抗剤の判明による機序の推測を行う事を早急に進めていく必要がある。また、血管反応にホルモンにも関与している可能性があると考えているため、寒冷刺激血管拡張反応の機序の解明を進めるとともに、性差の原因について、研究2年目に計画している、雄性群・雌性群・卵巣摘出群のラットについて、評価を行っていく方針とする。故障により使用不能と判断していたレーザードップラー・積極型レーザー血流計(OMEGAWAVE)を購入する予定であったが、時間と費用を要したが修理可能で有り、購入よりも安価で済むと判断し購入を見送った。また、購入予定であるサーモグラフィーを購入していないため次年度使用額が生じた。レーザードップラー装置を使用継続するが故障が連続するようならば新規購入を検討する。また、その使用状況に応じてサーモグラフィーを購入する予定である。
極大地震動を受ける都市臨海部地盤上の地震動の評価

阪神大震災では、都市臨海部地盤上の構造物に多大の経済被害が発生したが。個の原因は、内陸活断層から射出された予想を上回る地震動にある。このクラスの地震動に対しては都市臨海部表層地盤は容易に液状化やせん断破壊に至る。しかしながら、今まで地盤が破壊領域に入った後の地震動予測の問題は、要素試験とそれに基づく有効応力解析/断塑性解析によって研究されてきたが、破壊後の土地の変形挙動に関する実験データはほとんどないのが現状である。本研究では、このような観点から、極大地震動によって強い非線形領域に入った表層地盤上の地震動の強さを評価するため、破壊後の変形性能を実験的解析的に検討し、その特性を反映した強震動予測手法を開発することを目的としている。平成11年度には,阪神大震災レベルの荷重を受ける表層地盤のオンライン要素試験装置の開発と遠心力震動実験を行い、実際の地震荷重に相当する外力を受ける土の破壊後の挙動を実験的に検討した.具体的には神戸ポートアイランドの-28m以浅の地盤を対象として、オンライン実験を行うためのシステムを作成した.また,同地盤を対象として,実際の原位置の地盤材料,アレー記録を用いて遠心力震動実験を実施した.さらに,近年取得された強震記録から,地中せん断応力時刻歴を推定し,衝撃型地震波形の方が振動型地震波形よりも,液状化に対しては厳しくなることがわかった.すなわち,応力比の大きな波が数波作用する方が,それより小さな応力比の波形が十数波作用するよりも,ひずみが大きく発達することが示された.これら実験結果は,境界値問題へ適用するためのモデル化の検証のために利用される.阪神大震災では、都市臨海部地盤上の構造物に多大の経済被害が発生したが。平成11年度には,阪神大震災レベルの荷重を受ける表層地盤のオンライン要素試験装置の開発と遠心力震動実験を行い、実際の地震荷重に相当する外力を受ける土の破壊後の挙動を実験的に検討した.具体的には神戸ポートアイランドの-28m以浅の地盤を対象として、オンライン実験を行うためのシステムを作成した.また,同地盤を対象として,実際の原位置の地盤材料,アレー記録を用いて遠心力震動実験を実施した.さらに,近年取得された強震記録から,地中せん断応力時刻歴を推定し,衝撃型地震波形の方が振動型地震波形よりも,液状化に対しては厳しくなることがわかった.すなわち,応力比の大きな波が数波作用する方が,それより小さな応力比の波形が十数波作用するよりも,ひずみが大きく発達することが示された.これら実験結果は,境界値問題へ適用するためのモデル化の検証のために利用される.
トキソプラズマ原虫と宿主間での脂質代謝ネットワークの解明

本研究計画は、人獣共通感染症を引き起こすトキソプラズマにおける、原虫.宿主間での脂質代謝ネットワークの解明を目指したものである。本研究で、トキソプラズマは利己的に宿主脂質代謝を制御し、増殖ステージに応じてコレステロール資源を使い分けていることが明らかとなった。さらに、非感染細胞での過剰な脂質の蓄積は宿主細胞死を誘導することを見出した。本結果は、トキソプラズマの生存戦略の一つとして宿主脂質代謝の制御が関与していることを示している。本研究の目的は、トキソプラズマ原虫の脂質代謝機構の持つ生物学的および生理学的意義と宿主への相互作用を解明することにある。本年度は、トキソプラズマ感染による宿主細胞の脂質代謝の変化を明らかにし、原虫の新規宿主代謝関連因子の候補分子の同定を行った。1.トキソプラズマの感染により、マクロファージ内に過剰な脂質の取込みが確認され、細胞内コレステロールの増加が認められた。細胞内コレステロール量は、HMG-CoAレダクターゼの発現上昇、LDL受容体とスカベンジャー受容体の発現量が増加に関係していた。これら受容体のノックアウトマウス由来マクロファージにおける原虫の増殖は抑制された。さらに、コレステロール吸収阻害剤は、in vitroおよびin vivoで抗原虫作用を示した。2.トキソプラズマ感染による宿主細胞内の過剰な脂質の取込みは、アポトーシスを誘導する可能性が示唆された。原虫感染は非感染宿主細胞にアポトーシスを誘導することが明らかとなった。トキソプラズマ完全長cDNAデータベースの解析によりアポトーシス促進因子(TgPDCD5)を新規に同定し、生化学的解析によりその機能を明らかにした。3.プロテーム解析により、カルシウム依存的に分泌される新規分子(TgSPATRとROP9)を同定した。これら分子は、原虫の宿主細胞への侵入と宿主細胞内での増殖に関与している可能性が示唆された。また、電子顕微鏡を用いた免疫染色により、TgPDCD5とROP9は原虫の脂肪滴に局在する可能性が示された。今後、これらの原虫由来分子と宿主脂質代謝の相互作用について研究を進める予定である。また、今年度の研究により、脂質代謝を制御する薬剤が抗トキソプラズマ作用を示すことが明らかとなったため、抗原虫薬との可能性とその作用機序についての研究も進める。本研究計画では、人獣共通感染症を引き起こすトキソプラズマ(Toxoplasma gondii)に注目し、原虫-宿主間での脂質代謝ネットワークの解明を目指している。トキソプラズマの感染により、感染初期では宿主細胞(マクロファージ)のコレステロール合成に関与するメバロン酸経路が活性化され、感染後期では宿主細胞のコレステロールの取り込みが促進されていた。この結果は、トキソプラズマが増殖時期に対応して宿主のコレステロール代謝を調節し原虫の増殖に利用していることを示唆している。上記の代謝制御に関与するトキソプラズマ由来のタンパク質に注目し、トキソプラズマの可溶性タンパク質ライブラリーによるスクリーニングおよび比較プロテオーム解析を実施することで、原虫の分泌小器官から生産される3種類の候補分子を同定した。これら候補分子は、LDL受容体の発現を上昇させる、原虫の脂肪滴に局在する等の特徴を有していた。さらに、コレステロール代謝阻害剤は抗原虫作用を有していたことから、宿主の脂質代謝は新しい抗原虫の薬剤ターゲットになる可能性が示された。また、トキソプラズマ感染による宿主脂質代謝の変化は、宿主細胞死に関与していた。感染初期での細胞死はIFN-γにより誘導される一酸化窒素の作用が関与していたが、感染後期での現象はトリアシルグリセロールの過剰な蓄積が起因していた。しかし、この細胞死の現象は上記の因子単独によるものではなく、原虫由来因子が補助的な作用をしている可能性が示唆された。そこで、トキソプラズマの完全長cDNAを作製し、in silico解析を行ったところ、アポトーシス促進活性を有する分泌タンパク質を見出した。このタンパク質の活性は、組換えタンパク質および過剰発現原虫株を用いた解析により確認することができた。以上の研究成果により、トキソプラズマは自身の増殖に有利なように宿主の脂質代謝を制御し、非感染細胞には細胞死を誘導することが明らかとなった。
リンパ浮腫に対する治療効果と生理学的機序に関する研究

【目的】リンパ浮腫の治療法として、保存的治療と手術治療の効果を比較検討すること。【方法】対象は子宮体癌・子宮頚癌・卵巣癌術後(骨盤内リンパ節郭清施行)に続発性リンパ浮腫を下肢に発症し、複合的治療もしくはリンパ管静脈吻合術を施行された患者。複合的治療は外来にて日常生活指導、スキンケア、圧迫療法、圧迫下での運動、リンパドレナージを実施するものとし、圧迫療法としてを終日実施した群(包帯群)とと圧迫衣類を併用した群(併用群)に分類した。治療効果は後方視的に膝蓋骨上縁から10cm近位(AK10)、膝蓋骨下縁から10cm遠位【結果】包帯群13例、併用群15例、手術群17例であった。包帯群および手術群では、治療前と比べて治療開始1か月後の下肢周径はすべての部位で有意な改善を認めた(対応のある2群の検定)。一方、併用群ではANKLEのみ有意な改善を認めた。3群間の比較ではAK10、BK20、ANKLEでは手術群よりも包帯群の方が、BK20、ANKLEでは併用群よりも手術群の方が有意な減少を認めた(2元配置分散分析、FisherのPLSD)。【考察】複合的治療、リンパ管静脈吻合術のいずれの治療方法ともに、リンパ浮腫の改善効果が得られることがわかった。リンパ管静脈吻合術の実施の際には、その適応と手技の選択が慎重になされなければならないが、保存的な複合的治療と同等、もしくはそれ以上の改善効果が得られるため、適応を選べば、保存的治療と並んで治療の選択肢として位置づけられることが示唆された。【目的】わが国における術後に発症するリンパ浮腫の発症率は、乳がん術後約10%、子宮がん術後約25%と推測され年間1万人前後が罹患する。浮腫治療としてはスキンケア、リンパドレナージ、圧迫療法を組み合わせた複合的理学療法が効果的である。顕微鏡下手術によるリンパ管細静脈吻合術もトライアルされているがその効果については不明確である。本研究の目的は1)上肢および下肢リンパ浮腫の浮腫治療として、リンパ管静脈吻合術と保存的治療(CDP)の有効性を比較検討し、さらには2)リンパ浮腫の進行度や特徴など様々な関連する要因と浮腫改善の関係を分析し、圧迫療法の効果の生理学的機序を解明することである。【方法】2007年7月から2009年12月までに子宮癌・子宮頚癌・卵巣癌術後(子宮全摘で骨盤内リンパ節郭清を施行)に続発性リンパ浮腫を発症した患者に対して、保存的治療(CDP:複合的理学療法に準じた治療)もしくは下肢リンパ管静脈吻合術を施行され、半年間以上の評価が可能であった患者を対象に後方視的に調べ、手術治療および徒手リンパドレナージおよび圧迫療法(多層包帯法・圧迫衣類)・圧迫下での運動の治療効果を分析すること。【本年度の成果】対象患者に対して、患者イニシャル、性別、年齢、併存症、発症日、入院日、発症後期間、原発巣と手術内容、急性炎症性変化の既往、リンパ浮腫の治療歴、下肢周径(大腿・下腿・足関節)、国際リンパ学会グレード、浮腫による自覚症状、圧迫痕・皮膚の硬度などの他覚所見、超音波診断装置(エコー)によるリンパ浮腫の評価を継続中である。【目的】乳癌および婦人科癌(子宮癌・卵巣癌等)の術後(リンパ節郭清後)のリンパ浮腫は、医療者側の認識不足のために、適切な治療がなされず放置されることで徐々に進行することが多く、浮腫の悪化により仕事や家事に支障をきたしたり、醜い手足を隠して生活しなければならないといった苦痛が生じ、QOLを低下させる切実な問題である。

浮腫治療としてはスキンケア、リンパドレナージ、圧迫療法を組み合わせた複合的理学療法が効果的であるが、近年、顕微鏡下手術によるリンパ管細静脈吻合術が注目されてきている。本研究の目的は、1)上肢および下肢リンパ浮腫の浮腫治療として、リンパ管静脈吻合術と保存的治療(CDP)の有効性を比較検討し、2)リンパ浮腫の進行度や特徴など様々な関連する要因と浮腫改善の関係を分析し、圧迫療法の効果の生理学的機序を解明することである。【方法】対象は、2007年7月から2009年12月までに子宮癌・子宮頚癌・卵巣癌術後(子宮全摘で骨盤内リンパ節郭清を施行)に続発性リンパ浮腫を発症した患者とする。保存的治療(CDP:複合的理学療法に準じた治療)もしくは下肢リンパ管静脈吻合術を施行され、半年間以上の評価が可能であった患者を対象に後方視的に調べ、手術治療および徒手リンパドレナージおよび圧迫療法(多層包帯法・圧迫衣類)・圧迫下での運動の治療効果を分析する。【本年度の成果】対象患者に対して、患者イニシャル、性別、年齢、併存症、発症日、入院日、発症後期間、原発巣と手術内容、急性炎症性変化の既往、リンパ浮腫の治療歴、下肢周径(大腿・下腿・足関節)、国際リンパ学会グレード、浮腫による自覚症状、圧迫痕・皮膚の硬度などの他覚所見、超音波診断装置(エコー)によるリンパ浮腫の評価を終了した。今後はデータを収集・分析し、報告書の作成を実施予定である。【目的】リンパ浮腫の治療法として、保存的治療と手術治療の効果を比較検討すること。【方法】対象は子宮癌・子宮頚癌・卵巣癌術後(骨盤内リンパ節郭清施行)に続発性リンパ浮腫(国際リンパ学会臨床分類グレードII以上)を下肢に発症し、複合的治療もしくはリンパ管静脈吻合術を施行された患者とした。複合的治療は外来にて日常生活指導、スキンケア、圧迫療法、圧迫下での運動、リンパドレナージを実施するものとし、圧迫療法として多層包帯法を終日実施した群(包帯群)と多層包帯法と圧迫衣類を併用した群(併用群)に分類した。また、リンパ管静脈吻合術(手術群)は手術前日に入院大腿・下腿の35箇所で実施され、術後は多層包帯法を施行、術後は多層包帯法による圧迫を継続した。治療効果は後方視的に膝蓋骨上縁から20cm近位(AK20)・10cm近位(AK10)、膝蓋骨下縁から10cm遠位(BK10)・20cm遠位(BK20)、足関節(Ankle)の周径(cm)で評価した。【結果】包帯群13例、併用群15例、手術群17例であった。各々、平均年齢は61.1±11.4才、57.6±13.7才、64.0±14.8才、術後浮腫発症までの期間は中央値66か月(1396)、12か月(1168)、85か月(2475)であった。3群とも、治療前と比べて治療開始1か月後の下肢周径は減少傾向であり部位により有意な改善を認めた。3群間の比較ではAK20、AK10ではBK20、Ankleでは手術群よりも包帯群の方が、BK20、ANKLEでは併用群よりも手術群の方が有意な減少を認めた(2元配置分散分析、FisherのPLSD)。【考察】複合的治療、リンパ管静脈吻合術のいずれの治療方法ともに、リンパ浮腫の改善効果が得られることがわかった。手術治療は入院が必要であるが、下腿については保存的治療と同等以上の改善効果が得られるため適応を選べば、保存的治療と並んで治療の選択肢として位置づけられることが示唆された。
がん発生・抑止機構の計算機モデル化によるシステム的理解と新分子標的推定手法の開発

我々はハイブリッド関数ペトリネットを基本アーキテクチャとする生命パスウェイシミュレーションシステム構築を目的とするGenomic Object Netプロジェクトを進めており、がんに関連する細胞内分子相互作用ネットワークである細胞周期機構やアポトーシスシグナル伝達経路などをこれまでの研究で作成している。本特定領域研究では新たに、がん関係遺伝子であるp53,MDM2,p19ARFの相互制御関係について8件の生物学文献を基にモデル化し、シミュレーションを実行した。得られた成果は、これらのタンパク質が3量体を形成したときの転写活性について新しい仮説を導出したことで、同様な仮説導出は現存する他のパスウエイモデル化手法ではなしえないことも指摘した。がん制御機構を破綻させる生命パスウェイ中の反応を特定する手法をリカレントニューラルネットワークを用いて開発した。この手法により、生命パスウェイを構成する分子を逐次的にノックアウトしてシミュレーションを繰り返す必要がなくなり、計算時間を大幅に短縮することができた。実際にこの手法をアポトーシスシグナル伝達経路について適用し、その有効性を確認した。生命パスウェイは分子の連鎖反応を絵的に記述した図としてまとめられるが、この図には分子の反応順序などのタイミング情報は組み込まれていない。そこで、このタイミング情報をペトリネットで表現したパスウェイ図を作成し、ホームページを作成して公開した。これによって、単なる分子の相互作用と反応順序だけでなく、パスウェイ中の反応の質的なダイナミクスの把握が可能になる。現在は、TPO,IL-1,G-proteinの3つのシグナル伝達経路だけであるが、順次追加していく予定である。
市場の動態的変化と効率性に関する研究

動態的変化が著しい放送市場を中心とするメディア市場に焦点を当て、地上波デジタル化に伴う視聴者の新機器導入に関する選好や、有料放送市場の二面性に伴う消費者効用関数型の適正性を理論的・実証的に検証した。また大幅な放送法の改正の機をとらえ、諸外国の規制制度も参考にしつつ、日本における今後の競争政策を重視したメディア市場の規制制度の在り方について検討を行った。(1)動態的変化が著しい市場としてメディア市場に焦点を当て、市場のライフサイクルの相違や市場の多面性といった特徴が市場に与える効果に関する理論的・実証的示唆を得ることを目的とする。(2)現時点での主要なメディア産業として地上放送のデジタル化問題を、衰退産業として新聞市場を、多面性を考慮する素材として有料放送市場をとりあげた分析を行う。同市場は2011年のデジタル化完了により、大きな変化がもたらされる市場として政策的・産業的観点から高い関心が寄せられている。(3)同時に、初期の政府関与が後の成果に大きな影響を与えると言われる情報通信市場に関する政策の在り方に関する示唆を得る。研究の全体構想は、動態的変化が著しい市場において、衰退・融合・新規各市場の効率性が担保されるか、効率性が歪曲されるとすればどのような形で現れるのか等について検討し、移行過程の市場特性に関する理論的・実証的示唆を得ることである。初年度である平成20年度は、「衰退・融合が進む市場の効率性に与える影響の検証」の一環として、デジタル化の進展が進行中(=放送)の産業に与える影響について検討を行った。研究では、デジタルテレビ(DTV)の属性に対する消費者選好を表明選好法により分析し、新機器(ハード面)やコンテンツ(ソフト面)に高い価値を置く消費者がどのような選択行動をとるかについて検討した。得られた結果は以下とおりである。(1)消費者は、DTV購入に当たってハード面の要因だけでなく、ソフト面の要因にも影響されるという間接ネットワーク外部性が確認される。(2)DTVの購入に当等たってハード・ソフト両面で、放送サービスや通信サービスに対して高い価値を有している消費者の方が有意に高い傾向がある。(3)デジタル放送サービスの直接的なメリットである画質やサービス開始の有無は、一般消費者と通信放送サービスに高い関心を持つ消費者との間で有意な差は観察されない。米国では2007年に終了予定だった移行期間を2度も延長した経緯がある。日本においても2011年に移行がスムーズに進むかどうかは受信機の普及動向にかかっているが、もし普及が進まないとすると、本稿で述べてきた消費者便益のみならず社会全体の便益をも低下させることにもなりかねない。その意味でも、デジタル化への転換過程を今後とも注視していく必要がある。本課題では、研究期間内全般にわたり動態的変化が著しく消費者に対する主要な市場の変遷が激しいメディア市場を対象に、衰退・融合・新規各市場において競争状況の特徴と差異を捉え、市場が移行する過程で伝統的市場の存在が新規市場に与える影響について考察することを主目的としている。研究2年目に当たる本年は、日本における新聞産業をとりあげ、伝統的市場において競争がどのように行われてきており、どう変化しつつあるかに関する示唆を得ることに焦点を当てた。前年に行った地上波放送市場と比較し、視聴者および広告という2つ収入源(=市場の二面性)を有すること、Umbrella Modelと呼ばれる地域・刊行周期等の別による「階層」ごとに異なる競争が展開されていると想定されること、が特徴となっている。先行研究と比較した本稿の貢献は、近年特に構造的と考えられる販売部数の落ち込みが観察される時期を選定し期間による変化をみること、パネル・データ利用によりデータ数を増加させ安定的な推計結果を得られること、その結果都市部と地域との相違を統計的に分析できること、Hausman検定により固定効果モデルを採用しより計量経済学の観点からより適切な推計を行えること、競合的な新興メディアとの関係を考慮できること、等である。なお本年度中に主要経済誌の中間決算が赤字を記録する等急激な変化が見られたことから、データの延長とSurvival分析など別角度からの分析を補完的に利用するなどして結果の頑健性を確認してから、最終年度に向けた結論をとりまとめることとしている。埋没費用が存在する独占競争モデルにおいては、想定する効用関数の相違(Salop-Lerner型か、Dixit-Stigliz型か)によって、差別化の程度およびプラットフォームの運営方法に対して、影異なる結論が導かれる。まず、Salop-Lerner型効用関数は自由参入の結果過剰な多様性をもたらすのに対し、Dixit-Stigliz型効用関数を想定した場合には参入は過小となり、結果的に多様性も過小となる。また放送事業者のような2面性をもつプラットフォームの運営方法については、Salop-Lerner型効用関数ではプラットフォーム側が管理運営の主導権を握った場合の方が過剰多様性による非効率を改善できる一方、Dixit-Stigliz型効用関数では、オープン化を行う方が過小多様性の非効率を解消し相対的に望ましい事が、理論モデルから導かれることを本研究では順を追って示した。