hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然循環系に基づく悪臭性有機廃棄物の無臭化・コンポスト微生物による無公害化と利用

人口が増加し、人間活動が盛んになるに伴い、厨芥、余剰汚泥、家畜排泄物、産業廃棄物などの悪臭性天然有機廃棄物量が年々増加している。これらの廃棄物を自然の循環系で微生物を用いて処理し、無公害化すると共に、資源として再利用することを目的としている。本年度は、豚ふん、鶏ふん及び厨芥を試料として、我々の無臭化微生物群を用い処理を行い、その処理中に病原性の存在の指標となる大腸菌の死滅について検討した。各廃棄物毎に5kgの試料と各試料で馴養された種菌1.5kgをよく混合し、これに、空隙度が2.0になる様に約0.9kgのモミガラを添加した。底に金網を張った木箱に堆積して、約20°Cの外温に放置し、3時間毎に試料を採取し、悪臭度、水分、pH、温度、及び大腸菌群数を測定した。大腸菌群数は、公定法で測定した。その結果、豚ふんで、温度は約18時間で最高の70°Cとなり48時間続き、pHは7.5から48時間で8.9となった。水分は72時間で20%が減少し、12時間で完全に豚ふん臭はなくなった。鶏ふんでは、堆積15時間で65°Cとなり30時間続いた。pHは24時間で8.0から9.0となり、水分は48時間で20%が減少した。15時間で完全に鶏ふん臭は無くなった。酸敗臭がしており、カビが生えていた厨芥を用いた。堆積10時間から温度が上昇し始め、33時間で50°Cとなった。pHは堆積後から下り、4.8となった。水分は48時間で約10%が減少し、悪臭は48時間で消失した。大腸菌群は豚ふんでは10^8MPN/100gが、堆積18時間では完全に死滅した。鶏ふんでは、10^<10>MPN/100gが、堆積15時間で7.8×10^2MPN/100gに減少した。厨芥では、1.4×10^8MPN/100gが、48時間で1.6×10^3MPN/100gに減少した。各堆積時間毎に、大腸菌群を分離し、IMVIC系で鑑別した。堆積の直後は多種類いたが、品温及びpHが高くなるにつれ、E. coli Iのみが検出された。耐熱試験等の結果から60°C以上が数時間持続すれば大腸菌群は死滅することが分かった。
バイオマスとしてのマングローブ胎生種子の研究

未利用資源であるマングローブ胎生種子のエネルギーへの転換技術の確立を目的とした。特に種子中の澱粉質ばかりでなく、木質部をも含むので、エネルギー源としてのアルコールやメタンガス生産技術の基礎的研究を行った。1.種子中に含まれる澱粉質のアルコール発酵に関する研究:種子中の澱粉質を糖化、アルコール発酵させる場合、種子中に含まれるタンニンが発酵を阻害するので、タンニンの除去について昨年に引続き検討を行った。(【i】)PVP(ポリビニールピロリドン)の使用では、糖化液の糖濃度が低い場合には有効であった。蛋白質の使用では糖濃度に関係なく除去が可能であった。(【ii】)新たに膜利用による糖とタンニンの分離が可能になり、限外ロ過膜を使用することにより、一定条件下で糖回収率80%以上、タンニン阻止率90%以上と有効で、工場規模での分離が可能になった。(【iii】)八重山ヒルギのタンニン組成について調べた結果、フラバノール類(縮合タンニン)によって構成され、コーヒー酸が結合した型であった。2.糖化後の木質部の利用について:(【i】)マイクロ波処理後のものにセルラーゼを作用させ、約80%(ホロセルロースに対して、以下同じ)の糖化率が得られ、爆砕処理では約45%であった。(【ii】)糖化処理後の木質部をアルカリ処理し、脱リグニン後、セルラーゼ処理し約50%の糖化率が得られた。(【iii】)セルラーゼとアクセラーゼ併用によりセルラーゼ単独よりも約10%高い糖化率が、反応条件を変えると約20%高い糖化率が得られた。3.メタン発酵:購入した汚泥化装置を使用し、アルコール発酵残渣について連続メタン発酵を行った。その最適有機物負荷量は0.55g/l・day、ガス発生量は240ml/g-vssで、ガス組成はメタン約70%、炭酸ガス約30%であった。
節水と多収を高度に両立させるイネ畑栽培技術の開発と根系の役割に関する研究

本研究では、水資源を大幅に節約する新技術"エアロビック・ライス法"と呼ばれるイネの節水栽培法において、収量の更なる向上を目指した。その結果、エアロビック・ライス法においても慣行の灌漑水田作と同水準の収穫量が可能で、多収性品種を用いれば10t/ha超の収量をあげることを確認した。しかしエアロビック・ライス法では根系発達が著しく抑制されるため、植物体が脱水症を示しやすい栽培法であることも明らかとなった。水資源を大幅に節約する新しい技術として"エアロビックライス"法と呼ばれる、畑条件で行うイネの多収穫栽培法が今世紀に入って国際的に注目され始めている。そこで本研究では、有望な節水栽培技術として"エアロビックライス"法をターゲットとし、充分に施肥を行い適宜潅水する畑条件においてイネ収量の更なる向上を目指す。具体的には、水田条件の超多収レベルとされる10t/haの収量(日本の平均は6.6t/ha ; FAOSTAT 2007)'を畑条件において達成することを目指す(現在の畑条件のイネ多収事例の3割増に相当)。とくに本研究では、"エアロビックライス"法における葉面展開および水分ストレス程度の品種間差異を明らかにすること、さらにその差異の要因として考えられるイネ根系の生長と機能の動態を明らかにすること、を目的とした。この結果、少なくとも日本では、エアロビックライス法においても慣行の灌概水田作と同水準の収穫量が可能で、多収性水稲品種を用いることで最大9-10t/haの収量をあげることを確認した。しかしこうした品種は、エアロビックライス法において生育初期の根系発達が抑制されており、生育全般を通じて水田条件よりも著しく根量が少なかった。また、軽度の土壌乾燥に対する植物体の水分状態の応答は生育初期においてより敏感に生じていた。こうした知見により、エアロビックライス法におけるイネ苗立ち期の灌概の重要性が示唆された。このようなエアロビックライス法における生育の特徴は、直播等の栽培的要因よりも土壌水分環境の要因によることがポット試験によって示唆された。逼迫する水需要に対して、節水灌漑稲作技術の開発が世界中で進められている。特に、エアロビックライスと呼ばれる高生産性陸稲栽培システムでは、水資源の大幅な節約と多収穫の両立が期待できる。本研究では、国際稲研究所(フィリピン国)および東京大学でフィールド試験ならびにポット試験を行い、高生産性陸稲栽培システムに適した多収性品種・系統の探索とその生態生理的・遺伝的特性の解明を、特に根系発達に着目して行うことを目的とした。国際稲研究所では、ラインソーススプリンクラーシステムを用いて多段階の灌漑強度に対するイネ系統の生育を比較した。また、灌漑水田においても同じイネ系統を栽培し、収量ポテンシャルを評価した。これと並行して、温室においてイネ系統の根系生長量・根系分布の解析を行った。さらに、東京大学のフィールドにおいて一時的な土壌乾燥に対する、根系生長を含むイネ系統の生育応答を調査した。この結果、熱帯で広く栽培される灌漑水稲品種のIR64よりも収量ポテンシャルが高く、同時に、高生産性陸稲栽培システムへの適性の高い戻し交雑系統を選抜した。この系統は、供与親であるIR64よりも収量キャパシティと収穫指数が高いだけでなく、一時的な乾燥下でも旺盛に深根を発達させることによって高い脱水回避性を実現し、土壌乾燥下の収量維持に寄与していた。これらに関する原因遺伝子座は、第5染色体および第6染色体の別々のゲノム領域に座乗していることがグラフ遺伝子型から推察された。特に、高生産性陸稲栽培システムでは水資源の大幅な節約と多収穫の両立が期待できる。本研究(平成22年度)では、畑条件下の多収性品種の根系生長、水吸収能力および植物体水分状態を評価し、高生産性陸稲栽培システムにおいて収量安定性に寄与する生長特性を水分利用の面から明らかにすることを目的とした。この目的のため、フィールド試験ならびにポット試験を東京大学大学院農学生命科学研究科附属生態調和農学機構(東京都・西東京市)において平成22年夏季に行った。フィールド試験・ポット試験の両試験において、湿潤・弱乾燥畑条件のいずれでも根長密度は湛水条件よりも顕著に低下したが、これは冠根数減少および側根生長抑制によるものであった。この結果、湿潤畑条件においても多収性イネは植物体の水通導性の低下が示唆された。この水通導性の低下は、気孔コンダクタンスの低下ではなく葉身水ポテンシャルの低下を招いた。一方で弱乾燥畑条件では、深さ20cmの土壌水分が-20kPa以下になると気孔コンダクタンスの低下が顕著となった。以上の結果から、土壌乾燥以外に無代かき・不飽和土壌条件に対する発根や側根発育の抑制機構が存在することが示唆された。

このような応答は、総根長密度、植物の水通導性と植物水分状態の低下を招くため、高生産性陸稲栽培システムにおいて多収性イネの生育が不安定となる要因の1つである可能性が推察された。
重み付き安定曲線のモジュライ空間のコホモロジーとモジュラー形式の研究

安定な点付き有理曲線のモジュライ空間を考える。この空間のコホモロジーは自然に対称群の線形表現となる。重み付き安定曲線を用いてこの表現の性質を研究し、表現の指標を求めるアルゴリズムを得た。その応用として、コホモロジーの対称群の表現としての指標の長さに関する、ファーバーとパンドハリパンデによる評価式の最良性を証明した。代数曲線のモジュライ空間は、幾何学、代数学、数理物理学が交差する重要な研究対象であると同時に、それ自身が興味深い数学的構造を持つ空間である。本研究の考察対象は、このモジュライ空間のコホモロジーの構造である。それを調べるために、代数曲線のモジュライ空間を一般化した、重み付きの点付き安定曲線のモジュライ空間というものを考える。この空間には標点の置換として対称群が作用し、コホモロジーはその表現空間となる。この表現の構造およびコホモロジーのホッジ構造に着目してコホモロジーの性質を調べている。平成22年度は、代数曲線の種数がゼロの場合に、コホモロジーの表現としての指標を決定する問題を研究した。研究成果として、指標を点の数と重みに関して帰納的に決定するアルゴリズムを得た。その方法は、重みという曲線の安定性を定めるパラメータを動かすことによって得られるブローアップ列を用いることにより、重みと点の数に関して帰納的にコホモロジーを計算するというものである。この方法は仮想指標を含まないことから、計算効率が良く、コンピュータによる計算に適していると考えられる。また、得られたアルゴリズムの応用として、コホモロジーの対称群の表現としての長さに関するファーバーとパンドハリパンデによる評価式の最良性が証明できた。以上の内容は、連携研究者であるベルグストローム(スウェーデン王立工科大学)との共同研究であり、現在論文を準備中である。また、重み付きの点付き安定曲線の特別な場合である、ロゼフ・マニンのモジュライ空間のコホモロジーについても研究し、指標を与える組合せ論的な明示公式を与えた。与えられた図形の起こり得る全ての変化をパラメトライズする空間をモジュライ空間と言う。幾何学的に重要な対象のジュライ空間は、それ自身が重要な数学的構造を持つ場合が多い。代数曲線のモジュライ空間はその典型例である。代数曲線上にn個の点が指定された、n点付き代数曲線というものを考える。そのモジュライ空間は、通常の代数曲線のモジュライ空間に、n個の点の位置の自由度を付け加えたものになる。このn点付き代数曲線のモジュライ空間には、n点の置換としてn次対称群が自然に作用する。この作用によってモジュライ空間のコホモロジーは対称群の線形表現となる。この表現の性質の解明を目標として研究を行った。主結果は、代数曲線の種数がゼロの場合のモジュライ空間のコホモロジーの表現の指標公式である。この指標の表示式はゲツラーによって得られていたが、本研究で得られた公式は指標を求めるアルゴリズムである。計算は点の数nについて帰納的に行われ、これによって計算効率が向上した。また技術的な面では、重み付きの点付き代数曲線を用いた点が新しい。得られたアルゴリズムの応用として、コホモロジーの対称群の表現としての長さに関するファーバーとパンドハリパンデによる評価式の最良性が証明できた。以上の結果は、連携研究者であるベルグストローム(スウェーデン王立工科大学)との共同研究で得られた成果である。上で述べた研究成果を論文にまとめ、プレプリントサーバarXiv.orgにおいて公開した(arXiv:1111.6438)。また、重み付きの点付き代数曲線のモジュライ空間の一種であるロゼフ・マンン空間のコホモロジーに関する同様の結果についても、論文を公開した(arXiv:1108.0338)。これらの論文は現在論文雑誌に投稿中である。
アルツハイマー病発症の引き金となるPAD及びシトルリン化蛋白質の人体病理学的解析

アルツハイマー病患者の脳(海馬とその周辺)では、シトルリン化蛋白質の異常な蓄積が確認された。また、プロテオーム解析によりグリア繊維酸性蛋白質(GFAP)、ビメンチンがシトルリン化されていることを同定した。さらに、アルツハイマー病の早期診断を行う臨床検査診断薬となるシトルリン化GFAPを高感度に検出するELISAシステム(酵素免疫測定法)を構築した。アルツハイマー病患者の脳におけるシトルリン化蛋白質の生成、蓄積を免疫組織染色により調べた。その結果、アルツハイマー病患者の脳(海馬とその周辺)では、シトルリン化蛋白質の異常な蓄積が確認された。一方、正常脳では、シトルリン化蛋白質は、ほとんど検出されなかった。また、シトルリン化蛋白質を産生する酵素PAD2もアルツハイマー病患者の脳で増加していることが確認された。染色像を強拡大した結果、シトルリン化蛋白質、PAD2陽性細胞は、グリア細胞のひとつであるアストロサイト様の形態を示した。検証するため、アストロサイトのマーカー蛋白質であるグリア線維性酸性蛋白質(GFAP)との蛍光二重染色を行った。その結果、GFAP陽性細胞とシトルリン化蛋白質、PAD2陽性細胞が良く一致した。これらの結果は、アルツハイマー病患者の脳ではアストロサイトにPAD2が多く発現し、同細胞にシトルリン化蛋白質が多く蓄積していると考えられる。同時に、アミロイドベータ蛋白質(Aβ)やリン酸化タウに対する抗体を用いた連続切片による免疫組織染色を行った。その結果、Aβ陽性の老人斑やリン酸化タウ陽性の神経原線維変化とシトルリン化蛋白質陽性の染色部位がよく一致した。Aβやリン酸化タウがシトルリン化されているかは未だ明らかではない。アルツハイマー病では、海馬以外にもPAD2の発現が亢進しているかを調べるため、他の部位(小脳、頭頂葉、扁桃核、橋)についてもPAD2の免疫染色を行った。その結果、調べた全ての部位で正常脳に比べてアルツハイマー病ではPAD2の発現亢進が確認された。1.アルツハイマー病患者の脳におけるシトルリン化蛋白質の分子病理学的解析アルツハイマー病の患者脳におけるシトルリン化蛋白質の生成、蓄積を免疫組織染色により調べた。その結果、アルツハイマー病患者の脳(海馬とその周辺)では、病状の進行程度に応じシトルリン化蛋白質の異常な蓄積が確認された。強染された細胞は、主に反応性アストロサイトであった。それ以外にもオリゴデンドロサイト、ミクログリアなどのグリア細胞が染色された。また、神経細胞の一部も染色された。その結果、Aβ陽性の老人斑やリン酸化タウ陽性の神経原繊維変化とシトルリン化蛋白質陽性部位が一致した。Aβやリン酸化タウがシトルリン化されているかは明らかではない。これらの結果は、アルツハイマー病患者の脳では、PADの異常な活性化が起きていることを強く示唆している。今後、さらに患者検体数を増やし、結果の信頼性を高めて行く必要がある。2.シトルリン化蛋白質のプロテオーム解析アルツハイマー病脳におけるシトルリン化蛋白質分子の同定のために二次元電気泳動法、質量分析計を用いたプロテオーム解析を行った。その結果、ミエリン塩基性蛋白質(MBP)、グリア繊維酸性蛋白質(GFAP)、ビメンチンがシトルリン化されていることを同定した。これら以外にも多数のシトルリン化蛋白質が存在した。特に、Aβやリン酸化タウがシトルリン化を受けているかは非常に興味深い。そのため、今後もプロテオーム解析を進める必要がある。1.シトルリン化蛋白質のプロテオーム解析アルツハイマー病脳におけるシトルリン化蛋白質分子の同定のために二次元電気泳動法、質量分析計を用いたプロテオーム解析を行った。次にヒトGFAP及びシトルリン化蛋白質を産生する酵素PAD2の組換え蛋白質を作製し、in vitroでGFAPをPAD2によりシトルリン化した。GFAPのシトルリン化部位は質量分析計を用いたプロテオーム解析、即ちMS/MSスペクトルの比較によりシトルリン化部位を同定した。その結果、3つのシトルリン化部位を決定することができた。2.アルツハイマー病の早期臨床検査診断薬の開発アルツハイマー病早期診断を行う臨床検査診断薬を作製させるため、シトルリン化GFAPを高感度に検出するELISAシステム(酵素免疫測定法)を富士レビオ(株)と共同で構築した。即ち、シトルリン化GFAPに特異的なモノクローナル抗体を8種類、作製した。そして、これらシトルリン化GFAP

特異的モノクローナル抗体を組み合わせ、アルツハイマー病患者脳に存在するシトルリン化GFAPに対して最も高感度なELISAシステムを構築した。また、アルツハイマー病の早期診断を行う臨床検査診断薬は特許審査請求を行った(『抗シトルリン化GFAPモノクローナル抗体及びその用途』特許出願番号2007-332344)。
メタ戦略に基づく3次元物体の最適配置を求めるフレームワークの構築

2次元と3次元の任意の形状の物体を容器の中に物体同士の重複がないように配置する問題に対する汎用的なフレームワークとして、Multi-sphere schemeを平成19年度に提案していた。Multi-sphereschemeは、与えられた図形をまず球の集合で近似した後に、球集合の配置を求めるものである。平成20年度の研究では、まずこのフレームワークの高速化に関する研究を行った。ボトルネックとなる部分は、球同士の衝突を判定する部分であった。これに対してスラブ分割や平面走査法を組合せたアルゴリズムを提案し、次元と球の半径比が定数となる条件の下で、理論的に最適な時間量と領域量を達成することを示した。そして計算実験を通じて実際にそのアルゴリズムがMulti-sphereschemeを高速化するのに有効であることを示しか。これによりMulti-sphere schemeがより大規模な問題に適用できるようなった点て意義がある。また、この高速化された手法を用いて、平成19年度で行っていたラベル配置問題への応用について詳細な計算実験を行い、200程度ラベルのある問題に対して数秒で解くことができることを示した。また関連問題の研究として、長方形を幅固定の容器に配置する際に、必要となる高さを最小化するというストリップパッキング問題の厳密解法の研究も行った。新しい下界値を考案するとともに、実行可能解の標準型を定めて標準型を満たす解のみを探索するような分枝規則と限定規則を構築した。これにより探索木のサイズを効果的に縮小することに成功した。2次元と3次元の物体を容器の中に物体同士の重複がないように配置する問題に対する汎用的なフレームウークとして、Multi-sphere schemeを提案した。このフレームワークは、容器内に物体を、物体同士が互いに衝突せず、また、物体が容器から突出しないように配置するためのものである。なお、容器内に配置する物体については任意の形状をとることを許す。Multi-sphereschemeでは、与えられた図形をまず球の集合で近似した後に、球集合の配置を求める。これは、図形を球で近似することで、図形の衝突判定や貫通深度といった基本的な計算が容易になり、また計算誤差にも強くなる性質を利用している。昨年は主にMulti-sphere schemeの球集合の配置を求める部分の研究を行った。物体同士め衝突と図形の容器からの突出にペナルティを与え、ペナルティの総和を最小化する制約なし非線形計画問題を定式化し、それに準ニュートン法を適用することで、球集合を徐々に動かして配置を改善する局所探索アルゴリズムを提案した。この局所探索アルゴリズムでは、図形の移動方法を柔軟に設定ができ、例えば、平行移動、移動方向の指定の平行移動、平行移動と自由回転を実現することができた。そして、それら3種類の移動方法をそれぞれ、駅名ラベル配置、道路名ラベル配置、突起付き球配置という可視化の問題へ適用した。また、平行移動と自由回転を許す詰め込み問題のための手法として、物体をランダムに交換する摂動と組合せた反復局所探索法のアルゴリズムも提案し、2次元の非凸多角形と3次元のタンパク質を、それぞれ長方形と立方体に配置する問題へ適用し計算実験を行い、ある程度密な配置を求めることができた。
アデノウィルスベクターをもちいた鼻粘膜へのサイトカイン遺伝子導入に関する研究

本研究は、遺伝子治療の基礎的実験として、マウスをもちいて種々のサイトカイン遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクターを経鼻的に感染させ、生体内とくに鼻腔にこれら外来遺伝子を導入・発現させることを目的とした。平成11年度は、β-galをコードしているLacZ遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクター(AdexlCAlacZ)をもちいて、種々の条件下に6週令のBALB/cマウスに点鼻投与し、遺伝子の導入・発現のための至適条件をもたらす投与方法を求める感染実験をおこなった。力価1X10^9PFUのAdexlCAlacZを10μl右鼻腔内に滴下し、鼻中隔粘膜をβ-galの基質であるX-galで染色したところ散在性に青色の発色をみとめ、鼻粘膜におけるLacZ遺伝子の導入および発現が確認できた。組織学的には、嗅部および呼吸部の上皮細胞および嗅神経に発現の分布が認められたが、嗅上皮の方が呼吸上皮よりも優位に発現していた。ベクターの量を5倍まで増加させたが、遺伝子の発現に有意の差は認められなかったため、より効率の高い投与方法を検討・評価中である。一方、サイトカイン遺伝子については、平成10年度に確立した遺伝子の組換え技術を基礎として、インターロイキン(IL)-6、IL-4、IL-12、IL-13、ガンマ・インターフェロンの各遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクターの準備を完了した。したがって、ベクターの投与方法の至適条件が決定され次第、すぐにこれらのサイトカイン遺伝子の生体への遺伝子導入実験を開始できる状態に到達した。本研究は、マウスをもちいて種々のサイトカイン遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクターを経鼻的に感染させ、その体内で発現させることを目的に計画した。平成10年度は、感染実験を行うための準備として、まずマウスのサイトカイン遺伝子をアデノウィルスベクター(Adex)に組み込む作業を行った。マウスのサイト力イン遺伝子のうちインターロイキン6(IL-6)を選び、マウスの末梢血単核球より作製したcDNAをもとにポリメラーゼ・チェイン・リアクション(PCR)法をもちいて増幅した遺伝子をプラスミドにサブクローニングし、遺伝子配列を確認した。次に、アデノウィルスゲノムのほぼ全長を含むコスミドカセット(pAdex1CA wt)にIL-6遺伝子をライゲーションし、これをウィルスDNA複合体とパッケージングした。ついで、ウィルス増殖に必要なE1A,E1Bを恒常的に発現している293細胞へトランスフェクションし、ウイルスDNAとカセットDNAの相同組換えにより目的とするアデノウイルスベクターを作製した。現時点では、すぐに生体への遺伝子導入実験を開始できる状態にある。また、このIL-6の一連の遺伝子組換え作業によってアデノウィルスベクターへの遺伝子組換え技術を確立できたので、現在他のサイトカイン遺伝子についてベクターに組み込む作業を行っているところである。したがって、現在のところ、対照のアデノウイルスベクターおよびサイト力イン遺伝子を組み込んだベクターをもちいてマウスに感染実験をおこない、その気道および各種臓器におけるウィルスベクターの分布と発現を明らかにする実験を行う準備が整いつつある段階である。
ニホンジカの分布拡大過程と空間構造の解明

北海道におけるエゾシカ(Cervus nippon)の分布域は,19902000年代に東部から西部に拡大した.約15年の問に,ミトコンドリアDNAを基に推定した分集団は4から3に、マイクロサテライトDNAを基にした分集団は5から3に減少した.ミトコンドリアDNAを基にした変化は,高密度(北東部)地域から低密度(北西部)地域へのメスジカの分散と関連していることが示唆された.一方,マイクロサテライトDNAを基にした変化は,オスの分集団問の双方向の分散と関連していると考えられた.努力量当りの目撃数データを用いた分布拡大シミュレーションモデルにより,シカの移動分散の環境障壁として積雪深,大規模な河川,都市域,少ない植生被覆及び高標高域などが重要であることが示唆された.北海道におけるエゾシカ(Cervus nippon)の分布域は,19902000年代に東部から西部に拡大した.約15年の問に,ミトコンドリアDNAを基に推定した分集団は4から3に、マイクロサテライトDNAを基にした分集団は5から3に減少した.ミトコンドリアDNAを基にした変化は,高密度(北東部)地域から低密度(北西部)地域へのメスジカの分散と関連していることが示唆された.一方,マイクロサテライトDNAを基にした変化は,オスの分集団問の双方向の分散と関連していると考えられた.努力量当りの目撃数データを用いた分布拡大シミュレーションモデルにより,シカの移動分散の環境障壁として積雪深,大規模な河川,都市域,少ない植生被覆及び高標高域などが重要であることが示唆された.エゾシカ個体群の個体数の動向解析を行うため、2008年度の狩猟カレンダー(63,529件)を用いて5kmメッシュごとの狩猟努力量当りの目撃数(SPUE)データを整備した。過去のデータと比較すると、2000年代に日本海沿岸地域で分布拡大が顕著にみられること、西部(日高・宗谷)地域ではSPUE値が上昇している一方、東部(阿寒)地域ではSPUE値が低下していること等が明らかとなった。また加入率の年変動とその要因について一般化線形モデルを用いて解析を行った結果、積雪が加入率を決定する主要因であることが示唆された。遺伝的空間構造については、研究室に保存されていた1990年代に捕獲された204サンプルと新たに収集した211サンプルを分析した。1990年代ではマイクロサテライトDNAによって2つの分集団、ミトコンドリアDNAによって4つの分集団が検出され、本課題によって収集したサンプルではそれぞれ4集団が検出された。母系集団を反映するミトコンドリアDNAでは比較的安定した構造が保たれていると考えられが、オスの動きも反映するマイクロサテライトDNAの分析では集団構造に大きな違いが見られ、オスの分散行動が不活発になっていると考えられた。生息環境の解析においては、衛星画像(MODIS)の20022009年の雪プロダクトを処理し、積雪期間マップを作成した。また、積雪水量の変動を予測することを目的として、積雪融雪モデル構築のためのデータベース化及びプログラムの作成を行った。広域的な環境因子として、土地被覆、植生、気象、地形及び狩猟圧情報(猟区など)を対象に5kmメッシュGIS属性データを整備し、SPUE等との関係を明らかにするための基礎統計分析(二変量関係及び多変量関係)を行った。さらに、エゾシカ密度に影響する環境要因を明らかにするため生息地モデルによる予備解析を行った結果、シカの個体群圧を示す内的要因が最も強く分布を規定する要因となり、積雪の相対的な影響度は低下傾向にあることが示唆された。H22年度(2008年分63,529件)及びH23年度(2009年分60,832件)の狩猟カレンダーを用いて5kmメッシュ及び市町村ごとの努力量当りの目撃数(SPUE)データを整備した。過去のデータと比較すると、2000年代に日本海沿岸地域で分布拡大が顕著にみられること、西部(日高・宗谷など)ではSPUE値が上昇している一方、東部(阿寒)ではSPUE値の低下が認められた。また、東部個体群の加入率の年変動とその要因について一般化線形モデルを用いて解析を行った結果、積雪が加入率を決定する主要因であることが示唆された。1990年代に捕獲されたエゾシカ204サンプルと、20082009年に収集した211サンプルのDNA分析を行った。ミトコンドリアDNAからは5つのハプロタイプが検出され、地域的に3つの分集団に区分されることが判った。また、マイクロサテライト分析によっても3つの分集団が確認され、東北部及び西南部地域間でオスの分散行動が不活発になっていることが示唆された。エゾシカの生息環境に関わる基盤情報として、既存情報に加えて新たにMODISを用いた積雪期間推定のアルゴリズムを開発し検証し地図化した。また、MAXENT(Maximum Entropy)Modelを用いて、1978年、1984年、1991年、1998年の各時期の制限要因を推定し、モデルへの影響度を分布確率との関係で検証した結果、積雪要因の制限が年々低下するとともに、1998年以降エゾシカの内的要因(前回分布からの距離)が相対的に高まる傾向を示した。エゾシカの分布拡大のプロセスと要因を明かにするために、パーコレーションモデルを用いて分布拡大シミュレーションを行った。このモデルでは、周囲からの移入確率は対象セルにおける地理的要因に影響されると仮定し、狩猟者からの目撃情報をもとにパラメータ推定を試みた。

モデルに用いる環境障壁として、GISデータを用いて、大規模河川の存在(川幅)、幹線国道の存在、人口密集程度、及び地形要因(尾根等)に係る5kmメッシュデータの構築を進めた。2008年度(63,529件)、2009年度(60,832件)及び2010年度(58,114件)の狩猟カレンダー情報を用いて5kmメッシュ及び市町村ごとの努力量当りの目撃数(SPUE)データを整備した。過去と比較すると、2000年代に日本海沿岸地域で分布拡が顕著にみられること、西部地域(日高・宗谷振興局など)ではSPUE値が上昇している一方、東部地域(釧路振興局など)ではSPUE値の低下が認められた。1990年代に捕獲されたエゾシカ168サンプルと、20082010年に収集した648サンプルのうち169サンプルのDNA分析を行った。ミトコンドリアDNAを用いた解析によると、約15年間で地域的な分集団が4つから3つに減少したこと、マイクロサテライトDNAによると分集団が5つから3つに減少したことが明らかとなった。密度依存的なメスジカの分散及び双方向的なオスジカの分散が、遺伝的空間構造の変化に寄与していることが示唆された。エゾシカの生息環境に関わる基盤情報として、既存情報に加えて地理情報システムを用いて、河川の流域面積等から求めた河川幅、幹線国道の有無、人口密集程度及び地形要因(尾根等)に係る5kmメッシュデータの構築を進めた。エゾシカの分布拡大の過程と要因を明かにするために、パーコレーションモデルを用いた分布拡大シミュレーションによる解析に加えて、拡散方程式をベースとしたモデルを開発し、分布拡大の地理的障壁について検討した。その結果、人口密集地(都市域)、河川幅、標高などの組合せが分布拡大の障壁となる景観要素として重要であることが示唆された。さらに、SPUEデータと状態空間モデルを用いた個体数推定手法の検討を行った。狩猟カレンダーによる努力量当りの目撃数データ、MODISを用いた積雪期間データ、大規模河川や幹線国道、人口密集程度に関するGISデータ等の整備を終え、パーコレーションモデルの構築と分布拡大シミュレーションを実施することができた。また、DNAを用いてエゾシカの3つの分集団を明らかにした。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、エゾシカの移動及び遺伝子流動の障壁となる景観要素及び越冬適地環境を抽出し、個体群構造に関わる地理的要因について明らかにする。また、平成22年度23年度に整備したGIS情報をもとに分布(生息地)モデルの評価を行った上で、個体数変動に及ぼす要因解明のために空間明示型個体群動態モデルを開発し、多雪地域への分布拡大と個体数増加の要因を明らかにする。
表面構造の異なるシード粒子を用いたメルカプト基を固定した高分子微粒子の合成

スチレンとメタクリルアミドをソープフリー乳化重合して作製したシード粒子存在下でプロパンジチオールとヘキサンジブロマイドの重縮合を行い、メルカプト基が固定された高分子微粒子を合成した。またポリスルフィド鎖を網目状にして粒子からの脱着を起きにくくするため、ハロゲン成分としてヘキサンジブロマイドとともに3官能性の塩化物である塩化シアヌルを用いた粒子も合成した。得られた粒子のメルカプト基の反応性を検討するため、ヨウ素による酸化反応と金表面への粒子の吸着を行った。ヨウ素による酸化は、溶媒が反応に大きな影響を与えた。ヨウ素が溶けにくい水溶液で酸化を行った場合、メルカプト基の酸化は粒子内部で優先して起こった。一方ヨウ素の良溶媒であるメタノール中では、酸化反応はほとんど表面で進行することがわかった。メルカプト基の金表面との親和性を利用した吸着挙動は、水晶振動子を用いて検討した。金基板への粒子の吸着量は分散媒の電解質の種類と量に大きく依存した。粒子の分散媒として水酸化カリウム水溶液を用いた場合、KOH濃度を1,10,100mMと増やすにつれて吸着量も335,620,2400ngと増大した。電解質としてNaClを用いると100mMの溶液でも吸着量はわずか550ngであった。比較のためメルカプト基のついていないシード粒子の吸着を試みたところ、100mM KOH水溶液中でも210ngしか吸着せず、メルカプト基との金基板との相互作用で吸着が起こっていることが示唆された。スチレン(St)とアクリルアミドモノマー(ヒドロキシメチルアクリルアミド(HMA)、アクリルアミド(AA),ジメチルアクリルアミド(DMA)イソプロピルアクリルアミド(IA))をソープフリー乳化重合して4種類のシード粒子を作製した。アミドモノマーの構造によって、表面の親水性が異なるシード粒子が得られた(HMA、AA、DMA、IAの順で親水性は高い)。これらを重合場としてヘキサンジブロマイドとプロパンジチオールの重縮合を行い、メルカプト基が固定された高分子微粒子を合成した。表面の親水性が高いHMA、AAをシード粒子にして重縮合を行うと、メルカプト基が固定された高分子微粒子を収率よく得ることができた。モノマーのジブロマイドに対するジチオールの量を多くするとメルカプト基の固定量は増加した。一方、親水性の低いジメチルアクリルアミドを用いた場合、条件によっては粒子が凝集しやすくなり、特にジチオールの添加量が多いと重縮合中に粒子はすべて凝集してしまった。さらに疎水性の高いイソプロピルアクリルアミドを用いた場合、重合条件を詳細に検討したが分散した粒子を得ることはできなかった。粒子表面の親水性が低いと、重縮合中に凝集しやすいことが分かった。表面構造によるメルカプト基の空気酸化のされやすさは粒子により異なった。親水性な表面を持つHMA、AAでは数カ月保存してもほとんど酸化は起こらなかったが、疎水性表面を持つDMAでは、1カ月半でメルカプト基の半分は酸化されており、粒子表面の構造が固定されたメルカプト基の反応性に影響を与えるという興味深い結果が得られた。
自由水面乱流の気液界面輸送現象の解明と計算科学的手法による界面ダイナミクスの評価

本研究では,気体と液体の界面現象を把握し,現象解明と予測評価を行うための数値解析手法を開発することを一つの目的としている.この検討では,気液界面に生ずる微細な波動現象や運動量輸送を再現するため,気液二流体に対する新しい数学モデルを導き,これを高次精度の解法とアルゴリズムを用いて,従来より膨大な数の3次元計算格子上で数値解を求める.この数値演算を高速に行うことが数値解法の開発のキーポイントとなることから,特に平成17年度は,その計算機環境(並列演算システム)を整備して気液界面現象の数値シミュレーションを行った.並列演算システムは,16台のPCをギガビットネットワークで結合したPCクラスタであり,分散メモリシステムを構成する.本年度はこのPCクラスタのハードウエアの組立を行い,OSと並列計算ライブラリを提供するLAMのインストールなどのソフトウエア環境の整備を行った.この並列演算システムの基本特性に関する検証を非圧縮性流体計算法を用いて行った.その結果,以下のような成果を得た.1)領域分割に基づく並列演算を行い,非圧縮性流体計算を行った結果,ノード数の増加とともに計算速度が短縮化されるという,スピードアップの向上が確認された.2)領域を多次元領域分割することにより,スピードアップがさらに増加する特性が確認された.3)非構造格子を用いる場合の非圧縮性流体計算を同様に行い,スピードアップに関する同様の結果を得た.4)構築した数値モデルと並列計算システムを用いて風波開水路流れの数値シミュレーションを実行し,計算結果と実験結果を比較した.それによって本研究で構築した数値計算法は気液相が複雑に混在する風波開水路流を十分再現できることを明らかにした.本研究では,気体と液体の界面現象を把握し,現象解明と予測評価を行うための数値解析手法を開発することを一つの目的としている.この検討では,気液界面に生ずる微細な波動現象や運動量輸送を再現するため,気液二流体に対する新しい数学モデルを導き,これを高次精度の解法とアルゴリズムを用いて,従来より膨大な数の3次元計算格子上で数値解を求める.この数値演算を高速に行うことが数値解法の開発のキーポイントとなることから,特に平成17年度は,その計算機環境(並列演算システム)を整備して気液界面現象の数値シミュレーションを行った.並列演算システムは,16台のPCをギガビットネットワークで結合したPCクラスタであり,分散メモリシステムを構成する.本年度はこのPCクラスタのハードウエアの組立を行い,OSと並列計算ライブラリを提供するLAMのインストールなどのソフトウエア環境の整備を行った.この並列演算システムの基本特性に関する検証を非圧縮性流体計算法を用いて行った.その結果,以下のような成果を得た.1)領域分割に基づく並列演算を行い,非圧縮性流体計算を行った結果,ノード数の増加とともに計算速度が短縮化されるという,スピードアップの向上が確認された.2)領域を多次元領域分割することにより,スピードアップがさらに増加する特性が確認された.3)非構造格子を用いる場合の非圧縮性流体計算を同様に行い,スピードアップに関する同様の結果を得た.4)構築した数値モデルと並列計算システムを用いて風波開水路流れの数値シミュレーションを実行し,計算結果と実験結果を比較した.それによって本研究で構築した数値計算法は気液相が複雑に混在する風波開水路流を十分再現できることを明らかにした.本研究では,気体と液体の界面現象を把握し,現象解明と予測評価を行うための数値解析手法を開発することを一つの目的としている.この検討では,気液界面に生ずる微細な波動現象や運動量輸送を再現するため,気液二流体に対する新しい数学モデルを導き,これを高次精度の解法とアルゴリズムを用いて,従来より膨大な数の3次元計算格子上で数値解を求める.この数値演算を高速に行うことが数値解法の開発のキーポイントとなることから,平成15年度は,その計算機環境(並列演算システム)を整備するとともに,システムの基本特性の検証を行った.並列演算システムは,16台のPCをギガビットネットワークで結合したPCクラスタであり,分散メモリシステムを構成する.本年度はこのPCクラスタのハードウエアの組立を行い,OSと並列計算ライブラリを提供するLAMのイントールなどのソフトウエア環境の整備を行った.この並列演算システムの基本特性に関する検証を非圧縮性流体計算法を用いて行った.その結果,以下のような成果を得た.1.領域分割に基づく並列演算を行い,非圧縮性流体計算を行った結果,ノード数の増加とともに計算速度が短縮化されるという,スピードアップの向上が確認された.2.領域を多次元領域分割することにより,スピードアップがさらに増加する特性が確認された.3.非構造格子を用いる場合の非圧縮性流体計算を同様に行い,スピードアップに関する同様の結果を得た.以上のように,本年度作成された並列演算システムは気液界面現象の高速演算を行うための基本的な条件を概ね満足していることが確認できた.来年度以降は,現有の2次元気液二流体計算法を3次元化するとともに,これを高次精度の保存系スキームで解析する手法を構築し,本年度作成した並列演算システム上で動作させるための検討を進める.本研究では,気体と液体の流動を制御できる開水路・風洞実験装置において,新たに開発する可視化計測法を適用して,界面付近に生ずる組織乱流とガス交換などの3次元時空間構造の解明を行うとともに,大規模超並列計算に基づく計算科学的手法により,界面輸送現象のダイナミックスを再現し,これを評価することを目的とする.本年度は主に界面乱流の高精度可視化システムを鋭意開発した.

界面現象は風波によるガス交換が促進される複雑な乱流ダイナミクスであるから,この解明には3次元場における流速3成分を高精度に計測できる可視化システムを構築する必要がある.本研究ではレーザーライトシート(LLS)を高速でスキャニングする3-D PIV(Particle Image Velocimetry)を開発し,その精度検証を行った.具体的にはコンピュータ制御されるパルスモータ駆動の軽量アルミシャフトに16本のミラー付アーム部材を異なる高さにセットしたレーザー分光装置を開発した.シャフト軸は最大3000回転/分で高速回転し,瞬時に計測領域を高速スキャニングすることができる.さらにこの分光装置とタイミング制御されるハイスピードCCDカメラによって高速撮影することで,3次元空間の同時画像計測を可能にした.また流体力学の基礎方程式を駆使してレーザーシート面に垂直方向の面外速度成分も評価することで流速3成分の時系列同時計測にも成功した.さらに本システムの精度検証のために既往の計測データが十分整備されている水平せん断流れの計測を行い,レーザー流速計による計測結果と良好に一致することを確認して,本スキャニング3D-PIVシステムによる3次元領域における流速3成分同時計測の有用性を示した.本研究では,気体と液体の界面現象を把握し,現象解明と予測評価を行うための数値解析手法を開発することを一つの目的としている.この検討では,気液界面に生ずる微細な波動現象や運動量輸送を再現するため,気液二流体に対する新しい数学モデルを導き,これを高次精度の解法とアルゴリズムを用いて,従来より膨大な数の3次元計算格子上で数値解を求める.この数値演算を高速に行うことが数値解法の開発のキーポイントとなることから,特に平成17年度は,その計算機環境(並列演算システム)を整備して気液界面現象の数値シミュレーションを行った.並列演算システムは,16台のPCをギガビットネットワークで結合したPCクラスタであり,分散メモリシステムを構成する.本年度はこのPCクラスタのハードウエアの組立を行い,OSと並列計算ライブラリを提供するLAMのインストールなどのソフトウエア環境の整備を行った.この並列演算システムの基本特性に関する検証を非圧縮性流体計算法を用いて行った.その結果,以下のような成果を得た.1)領域分割に基づく並列演算を行い,非圧縮性流体計算を行った結果,ノード数の増加とともに計算速度が短縮化されるという,スピードアップの向上が確認された.2)領域を多次元領域分割することにより,スピードアップがさらに増加する特性が確認された.3)非構造格子を用いる場合の非圧縮性流体計算を同様に行い,スピードアップに関する同様の結果を得た.4)構築した数値モデルと並列計算システムを用いて風波開水路流れの数値シミュレーションを実行し,計算結果と実験結果を比較した.それによって本研究で構築した数値計算法は気液相が複雑に混在する風波開水路流を十分再現できることを明らかにした.
近代日本と朝鮮における「他者の創造」とそのプロパガンダ的機能

本研究を進める際には以下のリサーチ・クエスチョンを中心に議論を進めたい。1)他者のイメージ創出が相互にその自己理解と自己主張にどのように機能するのか?このことに答えるには、近代日本と植民地朝鮮の新聞・雑誌などの分析をはじめ、必要に応じて当時の研究成果なども検討し、西欧諸国の経験と比較し、日韓両国間の多様な歴史的経験(植民地化、同化、抵抗、戦争、解放など)を通じた相互理解の断絶と持続性を明らかにする必要がある。2)他者化の過程で創出されたイメージが複数の議論の中でいかに変化し、そのイメージがどのように一人歩きしていくのかを明らする必要がある。
摂食障害における抗神経ペプチド自己抗体の役割の研究

抗神経ペプチド自己抗体の摂食障害の病態のおける役割を調べるため、まず、末梢性・中枢性の摂食促進性ペプチド、摂食抑制性ペプチド、ストレスホルモンに対する自己抗体価と、摂食障害に関係の強い心理・行動特性、身体計測値、および血清脂質、耐糖能等との間の関連を、摂食障害の好発年齢にある健常若年女性を対象に検討した。抗ペプチド自己抗体はELISAで測定した。その結果、抗ghrelin抗体価が体脂肪率、皮脂厚、血清遊離脂肪酸と負の相関を、抗desacyl ghrelin抗体価が血清コレステロール値と負の相関を示した。視床下部ペプチドの中では抗NPY抗体が体脂肪率、血糖、インスリン抵抗性と負の相関を示し、抗orexin抗体はBMI、体脂肪率、血清遊離脂肪酸と負の相関を示すのみならず、やせ願望や抑うつ、不安とも負の相関を示した。すなわち、摂食促進性ペプチドに対する自己抗体が体脂肪や血清脂質、インスリン抵抗性を減少させ、摂食障害に特徴的な心理特性にも関連していることが示唆された。一方、摂食障害患者11名と健常者との比較では上記抗ペプチド自己抗体価に明らかな差は認められなかったが、結論を得るためには、摂食障害のサンプル数のさらなる増加と、摂食障害のタイプ別の検討が必要である。一方、マウスの脳タンパクに対する抗体が一部の摂食障害患者血清に認められ、さらに確認と抗原タンパクの同定を進めている。摂食調節やストレス反応に関与するペプチドに対する抗体価と摂食障害に関係の強い心理・行動特性、身体計測値、および血清脂質、耐糖能等との間の関連を、摂食障害の好発年齢にある健常若年女性を対象に検討した。摂食障害への罹患や重篤な精神・身体疾患の既往のない女子大学生290名で採血および身体計測、心理測定を施行した。先行研究で摂食障害患者で検出頻度が高いことや、健常者の摂食障害傾向と関連することが報告されていた、α-melanocortin stimulating hormone (αMSH)に対する自己抗体価と今回調べた若年女性におけるこれらの指標との間には関連は認められなかった。しかし、視床下部で作用する別の摂食調節ペプチドAに対する自己抗体価は体格指数や体脂肪率、耐糖能の指標との間で有意な相関を示した。さらに別の摂食調節ペプチドBに対する自己抗体価はペプチドBの血液中の濃度と正の相関を示し、血糖値とは負の相関を示した。これらの結果は摂食調節関連ペプチドに対する自己抗体が、体重、体型の違いに寄与していることを示唆する。一方、心理・行動特性に関する指標と関連する自己抗体は今のところ認められていない。現在、他のペプチドの自己抗体についても検討を進めている。また、ELISAによる測定系に加えて脳免疫組織切片での抗体検出系を確立する予定である。現在、国立精神・神経センター国府台病院および武蔵病院で倫理委員会の承認を得て、摂食障害患者のサンプルの収集を行っており、健常対象者と自己抗体検出頻度、抗体価との比較を行う。さらに、マウスを用いて自己抗体投与による摂食・体重、ストレス反応等の変化も検討する予定である。
レムナント様リポ蛋白コレステロール(RLP-C)と動脈硬化に関する疫学的検討

レムナント様リポ蛋白コレステロール(RLP-C)は、動脈硬化性疾患の新しい危険因子として注目され、冠動脈疾患、脳梗塞、末梢動脈硬化において有意に高値であるとの報告がみられる。また、糖尿病患者では、非糖尿病者に比較し、動脈硬化性疾患の頻度は23倍であるといわれているが、その背景として、高血圧、高脂血症、糖代謝異常、肥満などの危険因子の集積、即ちインスリン抵抗性症候群が存在していることが考えられる。なかでも、糖代謝異常は動脈硬化症の重要な因子であるが、近年、糖代謝異常者ではRLP-Cも有意に高値であることが報告されている。しかし、糖尿病とRLP-Cを関連づける代謝異常は充分解明されていない。我々は本研究に於いて、「RLP-Cと糖尿病を関連づける代謝異常はインスリン抵抗性か」を目的として研究を行った。結果を以下に示す。対象は、1999年に行った福岡県田主丸町における住民検診受診者のうち、早朝空腹時に採血し、データが完全であった1465名(男性591名、女性874名:平均年齢:62.7歳)である。検診項目は、RLP-Cの他、BMI、Waist-hip ratio、収縮期・拡張期血圧、総コレステロール、HDL-コレステロール、中性脂肪、尿酸、血糖、インスリン、インスリン抵抗性の指標としてのHOMA指数、ヘモグロビンA_<lc>、降圧薬、高脂血症治療薬、血糖降下薬内服の有無である。性、年齢、降圧薬内服の有無で補正した重回帰分析の結果、RLP-Cは、BMI、Waist-hip ratio、尿酸、血糖インスリン、HOMA指数、ヘモグロビンA_<lc>と有意に正の関連を、HDL-コレステロールと負の関連を認めた。以上の結果、RLP-Cはインスリン抵抗性と有意に関連していた。レムナント様リポ蛋白コレステロール(RLP-C)は、動脈硬化性疾患として知られる冠疾患、脳梗塞などにおいて有意に高値であるとの報告が見られる。また、糖尿病患者では、非糖尿病者に比較し、動脈硬化性疾患の頻度は23倍であると言われているが、その背景として、高血圧、高脂血症、肥満などのいわゆるMultiple risk factorが集積していることが挙げられている。そこで、今回、一般住民検診においてRLP-Cと冠危険因子との関連および新たな概念として定着しつつあるインスリン抵抗性との関連を検討した。検診項目は、RLP-Cの他、BMI、Waist-hip ratio、収縮期・拡張期血圧、総コレステロール、HDL-コレステロール、中性脂肪、尿酸、血糖、インスリン、インスリン抵抗性の指標としてのHOMA指数、ヘモグロビンA1c、降圧薬、高脂質血症治療薬、血糖降下薬内服の有無である。結果を以下に示す。しかし、糖尿病とRLP-Cを関連づける

代謝異常は充分解明されていない。我々は本研究に於いて、「RLP-Cと糖尿病を関連づける代謝異常はインスリン抵抗性か」を目的として研究を行った。結果を以下に示す。対象は、1999年に行った福岡県田主丸町における住民検診受診者のうち、早朝空腹時に採血し、データが完全であった1465名(男性591名、女性874名:平均年齢:62.7歳)である。検診項目は、RLP-Cの他、BMI、Waist-hip ratio、収縮期・拡張期血圧、総コレステロール、HDL-コレステロール、中性脂肪、尿酸、血糖、インスリン、インスリン抵抗性の指標としてのHOMA指数、ヘモグロビンA_<1c>、降圧薬、高脂血症治療薬、血糖降下薬内服の有無である。性、年齢、降圧薬内服の有無で補正した重回帰分析の結果、RLP-Cは、BMI、Waist-hip ratio、尿酸、血糖、インスリン、HOMA指数、ヘモグロビンA_<1c>と有意に正の関連を、HDL-コレステロ-ルと負の関連を認めた。以上の結果、RLP-Cはインスリン抵抗性と有意に関連していた。
神経発生過程における遺伝子発現動態の解明と神経分化の誘導

神経発生は、発達中の胎児脳だけではなく成体脳でも行われているが、その活性は老化とともに低下し、成体脳に存在する神経幹細胞の多くは静止状態にある。海馬に存在する静止状態の神経幹細胞の活性化に成功すれば、記憶形成に関わる神経新生を誘導できる可能性が高い。そこで我々は、海馬における静止状態の神経幹細胞を活性化させ、神経新生を誘導することを目的に研究を行っている。その結果、静止状態の神経幹細胞を活性化できる遺伝子発現の組み合わせが培養細胞レベルで見つかった。現在、マウス成体脳を用いてそれらの結果が再現できるか検証を行っている。プロニューラル遺伝子Mash1は、細胞周期を活性化して細胞増殖を亢進させるとともに、細胞周期を止めてニューロン分化を促進するが、このような同一因子が相反する機能を発揮する分子機構に関して未だ不明の点が多い。現在、我々の研究室ではオプトジェネティクス(光遺伝学)の技術を応用して遺伝子の振動発現を光刺激により自在にコントロールする系を樹立した。これは外部から光刺激を与えることによって目的遺伝子のプロモーター活性のON/OFFをコントロールするという新規の方法である。この技術を用いて培養神経幹細胞や脳スライスサンプルにMash1遺伝子の振動発現を誘導させたところ神経幹細胞が増殖し、持続発現を誘導させたところ神経分化が亢進した。以上の実験から、Mash1の発現が振動するか、非振動状態になるかという発現動態の違いでその機能も異なることが明らかになった。今年度は、Mash1タンパク質の発現量を正確に反映するレポーターを持つトランスジェニックマウスを用い、胎児脳および成体脳から脳スライスサンプルを培養し、Mash1タンパク質の発現パターンの可視化を行った。また、神経幹細胞の特定の周期を蛍光タンパク質で標識できるFucciマウスの胎児脳および成体脳から神経幹細胞を採取し、FACSにより選択的分取を行い、それぞれのRNA抽出を行った。そして、それぞれ抽出したRNAを次世代シークエンサーにて、網羅的に遺伝子下流発現状態の解析を行った。その結果、胎児脳の神経幹細胞では成体脳の神経幹細胞に比べ、発現量が異なる遺伝子が1000個以上存在することが明らかになった。プロニューラル遺伝子Mash1は、細胞周期を活性化して細胞増殖を亢進させるとともに、細胞周期を止めてニューロン分化を促進するが、このように同一因子が相反する機能を持つ分子機構に関して未だ不明の点が多い。以前、我々の研究室では、オプトジェネティクス(光遺伝学)の技術を応用して遺伝子の発現パターンを光刺激により自在にコントロールできる光誘導システムを樹立した。これは、外部から光刺激を与えることにより目的遺伝子のプロモーター活性のON/OFFをコントロールするという新規の方法である。今年度は、オプトジェネティクスの技術を応用し、休眠状態の神経幹細胞の活性化を目的として実験を行った。具体的には、休眠状態の神経幹細胞が多く存在するマウス成体脳の海馬領域に、光誘導システムを搭載したレンチウイルスを感染させ、光刺激によるMash1遺伝子の発現誘導を数日間行った。Mash1を光刺激によって胎児脳と同じような発現パターンに誘導し、休眠状態の神経幹細胞を活性化できるかどうかの検証を行ったが、Mash1単独では神経幹細胞の活性化には不十分であることが分かった。今後、Mash1と他の候補因子を組み合わせ、更なる解析を行う予定である。平成27年度の研究計画に記載した内容を順調に遂行することができたため。海馬に存在する静止状態の神経幹細胞の活性化に成功したら、記憶形成に関わる神経新生を誘導できる可能性が高い。そこで我々は、海馬における静止状態の神経幹細胞を活性化させ、神経新生を誘導することを目的に研究を行った。具体的には、神経幹細胞の増殖に必要とされるHes1とMash1の発現パターンを静止状態と活性状態の神経幹細胞で観察し、オプトジェネティクス(光遺伝学)の技術を用いて活性状態の遺伝子発現パターンを静止状態の神経幹細胞で再現し、活性化が可能かどうか検証を行った。まずはin vitroの実験として、静止状態に誘導した培養神経幹細胞に、Mash1タンパク質の発現パターンをオプトジェネティクスの手法により再現したが、静止状態の神経幹細胞は活性化されなかった。つまり、静止状態の神経幹細胞の活性化には、Mash1単独の発現誘導では不十分であることが分かった。最終年度では、他のある遺伝子を特定し、その遺伝子とMash1遺伝子を同時にオプトジェネティクスの手法により誘導することにより、静止状態の神経幹細胞の活性化に成功した。現在は、in vitroの実験と同様の光誘導システムを搭載したレンチウイルスを老齢マウスの海馬領域に感染させ、光照射により神経幹細胞の活性化や増殖が起こるか検証を行っている。