hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
汚染物質動態と植物根の生長を考慮した環境配慮型地盤浄化シミュレーターの開発

クロム濃度が10 mg/kgの場合が最も浄化効率が高く、15日間で40%以上の六価クロム低減が見受けられた。上記の成果を基に、国際学会プロシーディングス1編、国内査読付きシンポジウム1編、邦文学術誌1編、国内研究発表会3編の論文発表を行った。さらに、平成29年度内に国際学会プロシーディングス1編、国際ワークショップ2編、国内研究発表会2編の論文投稿を行い、平成30年度に開催される学会での発表を控えている。汚染地盤浄化シミュレーターの高度化,及び二次元型育苗装置による植生実験に関して,当初計画していた申請書の計画通りに進行している.また,平成31年度には,下記の「研究の推進方策」に記す新たな条件の植生実験から得られた各種パラメーターを用いて,シミュレーターの適用範囲の検討及び精度の向上を図る.本年度は,前年度に構築した円筒座標系の「環境配慮型汚染地盤浄化シミュレーター」の高度化を目指し,差分解析プログラムの改良を行い,植生のバイオリズムを考慮した水分・化学物質の吸収解析が可能となった.地盤の初期水分・化学物質の分布に統計的にばらつきを持たせ,精度の高い物質吸収解析が可能となった.また,根の生長速度,分布密度,根の吸水能力および土壌の保水性が,汚染物質の濃度の分布および経時変化に及ぼす影響を計算した結果,根の伸長速度が汚染物質の早期軽減に最も寄与していることが明らかとなった.さらに,汚染物質の浄化は,保水性が低く,透水性の高い土で効率的に働くことも示唆された.六価クロム模擬汚染地盤内での植生実験は,前年度のコマツナに加え,ヒマワリを対象とした.本研究の初年度に開発した,奥行き方向の影響が無視できる「二次元型育苗装置」を用いて,数種の六価クロム濃度においてヒマワリを生育し,1個体が耐えうる限界の六価クロム濃度,及び生育の持続期間と浄化効果を測定した.コマツナ,ヒマワリともに,植生による浄化効果が確認できる最大の六価クロム濃度は25mg/kgdryであり,その浄化効果は2か月間でコマツナは27%,ヒマワリは34%であった.また,植物体内の六価クロム吸収量を算出した結果,0.5か月程度の短期的なサイクルで植え替えを行うことで,効率的なファイトレメディエーションを行うことができることが示唆された.最後に,植生実験の土壌パラメータを用いて解析を行い,精度の検証を行った.その結果,30日後の全体の平均濃度において,解析値は実験値の1.04 1.7倍を示し,過大評価となることが明らかとなった.今後もシミュレータの高精度化に向けた検討を行う予定である.上記の成果を基に,国際学会プロシーディングス3編,国内研究発表会6編の論文発表を行った.平成28年度に得られた実験結果を基に,汚染地盤浄化シミュレーターの入力定数の再検討・高精度化を図る.また,模型地盤の土質,汚染物質の濃度,植物根の本数を変えた植生実験を行い,根からの距離,深さ別に土壌の体積含水率,pH, ORP,六価クロム濃度,及び植物根の伸長量と根に含まれるクロム濃度を経時的・空間的に測定することにより,汚染物質濃度に応じて効率的に浄化を行うことができる植生条件を探求する.平成29年度に得られた実験結果及び、関連する植生実験に関する文献を基に,汚染地盤浄化シミュレーターの入力定数の再検討・高精度化を図る.また,模型地盤の土質,汚染物質の濃度,植生の種類、植物根の本数を変えた植生実験を行い,根からの距離,深さ別に土壌の体積含水率,pH, ORP,六価クロム濃度,及び植物根の伸長量と根に含まれるクロム濃度を経時的・空間的に測定することにより,汚染物質濃度に応じて効率的に浄化を行うことができる植生条件を探求する.
主回路故障時の運転継続を可能とする高信頼交流可変速駆動用電力変換器の開発

本研究では,インバータの1相が故障した場合において応急運転が可能な誘導電動機駆動用インバータの制御方式の確立を目的として検討を行ない,以下の成果を得た。1.試作装置を製作し,出力2相と直流側中性点の3端子を誘導機に接続し,二相3線式による応急運転を行ない,回転磁界の発生が可能で基本的に運転継続できることを確認した。2.二相3線式駆動では,直流中性点から故障相の電流を取り出しているため,直流中性点電位が変動し出力電流波形が大きく乱れる問題がある。この対策として,直流中性点電位の変動分をPWM指令値に足し込む制御方法と,この方法で問題となる中性点電位の不安定現象の対策をも提案し,それらの有効性を示した。3.二相3線式駆動法では,デッドタイムの影響により出力が不平衡となる特徴的な問題がある。この不平衡現象の発生機構を理論的に明らかにするとともに,直流中性点電圧の検出値から電流の方向を推定してデッドタイムの影響を補正する方法を提案し,電動機の脈動トルクが大幅に減少することを実験的に確認した。4.応急運転に移行する前の,故障状態におけるインバータ電流の増加について検証実験を行ない,通常のインバータの過電流耐量を考慮すると,故障が他相へ波及しないで収まり,提案する応急運転が可能である見通しを得た。5.故障素子の判定法として,出力の2相の電流の差分3組を演算し,これらを比較する方式を検討した。出力電流を直接比較する場合に比べ,故障状態の判定が確実になることを理論的に明らかにするとともに,実験装置の電流波形を用いて,実際に判定が可能であることを実証した。以上の成果により,本研究で提案するインバータ故障時の応急運転法の基本的な有効性を確認するとともに,提案方式の適用の前提条件の妥当性についても見通しが得られた。なお,本制御方式の基本部分について,特許を出願中である。平成14年度では,インバータの1相が故障した場合において応急運転が可能な誘導電動機駆動用インバータの制御方式の確立を目的として,以下のような検討を行ない,成果を得た。1.現有の実験用インバータの直流フィルタコンデンサを2直列構成として,応急時に二相3線式の結線ができるように改造した。このインバータの出力2相と直流側中性点の3端子を誘導機に接続し,二相3線式による応急運転を行ない,回転磁界の発生が可能で基本的に運転継続できることを確認した。この対策として,直流中性点電位の変動分をPWM指令値に足し込む制御方法を提案し,実験によりその有効性を示した。3.前項の提案した制御法では,中性点電圧検出器の直流オフセットによる中性点電位の不安定現象が生ずることを理論的に示し,その対策として,直流中性点電位にPI制御を施す方式を提案し,その有効性を実験的にしめした。4.二相3線式駆動法では,電圧形インバータで通常付加するデッドタイムの影響により,出力が不平衡となる特徴的な問題がある。以上の成果により,本研究で提案するインバータ故障時の応急運転法の基本的な有効性が確認できた。来年度は,これを踏まえて,故障相の判定と応急運転への自動切換えの実現に向けた検討を行う予定である。

本研究では,インバータの1相が故障した場合の応急運転法として,直流平滑コンデンサを2直列構成として中性点を取り出し,故障した相を直流側中性点に接続することで,正常な2相を用いてモータを応急運転できる方式について検討を行った。平成14年度においては,基本的な駆動方式としての妥当性を検証するとともに,直流中性点電圧変動の補償法とこの補償法を適用した場合の不安定現象回避の方法,応急運転時におけるデッドタイムの影響の解析とその影響の補償法について検討を行い,実験装置により妥当性を検証した。平成15年度は,前年度における制御法の確立を受けて,提案する制御法を適用するための前提条件となる,故障素子の検出法,故障が複数の相に波及する可能性の検討を行い,以下のような成果を得た。1.昨年度に製作した実験装置において,正常運転状態で素子の開放故障が発生した場合を模擬できるように,運転状態のインバータの特定素子のゲート信号を一時的に遮断できるように改造した。2.前記の実験装置を用いて,種々の運転状態における故障時のインバータ電流の増加について検証実験を行った。その結果,一般的な傾向として,故障時の電流が正常時の約1.6倍程度に収まることが確認され,通常のインバータの過電流耐量を考慮すると,故障が他相へ波及しないで収まる可能性が期待できることを明らかにした。3.故障素子の判定法として,出力の2相の電流の差分3組を演算し,これらを比較する方式を検討した。出力の3相の電流をそのまま比較する場合に比べ,故障状態の判定が確実になることを理論的に明らかにするとともに,実験装置の電流波形を用いて,実際に判定が可能であることを実証した。以上の成果により,本研究で提案するインバータ故障時の応急運転法の基本的な有効性を確認するとともに,提案方式の適用の前提条件の妥当性についても見通しが得られた。なお,本制御方式の基本部分について,特許を出願中である。
易転倒方向の個人差分析機器開発とその有用性の実証

転倒の動的バランス評価としてFour Square Step Testが報告されているが、評価は4つの升目を2往復する時間測定のみである。我々は、移動動作を周囲8方向の動きに分解し、より時間のかかった方向を検出できる機器を開発した。更に、不得意な移動方向に特化したランダムな移動訓練も可能にした。25名の対象者に行った介入訓練の結果、転倒に繋がるよろめき頻度の減少、不得意な方向への移動時間の短縮、下肢筋力の向上が確認された。周囲8方向へのランダムな素早い荷重移動により下肢筋力や移動時間が向上したと推測された。下肢筋力は転倒リスクに最も影響しており、その向上がよろめきの減少に繋がった可能性がある。H25年度にFour Square Step Testを参考にした動的バランス評価機器を開発した。動的バランス評価機器は、感圧センサーが組み込まれた9マスに分割されるフットプレートとそれに接続される電光掲示板の役目をはたすモニター、テストバッテリーおよび運動訓練プログラムを作動させるパソコンから主に構成されている。開発した機器の9マスのフットプレート上において、Four Square Step Testと同様に、4マスを2往復するのに要するトータルの時間を測定し、かつ前後、左右個々の移動時間も測定できるように設定した。さらに、ランダムな前後左右の移動の反応時間を測定できるように、無作為に前後左右への移動を行わせるテストバッテリーを作成した。また、不得意な移動方向に特化して訓練を行えるように、中央部分に立ち、前方の電光板に指示が出た方向に素早く移動し、元に戻る運動を繰り返す。運動訓練に慣れが生じないように、掲示板の点灯は前後、左右とし、不得意な方向の点灯が多くなる(半数以上になる)ように設定した。不得意方向への訓練回数やパターンはいつでも任意に設定できるように開発し、個人ごとの運動機能に合わせた評価や訓練を可能にした。2065歳未満の被験者を15名募り、機器の性能・精度を評価した。テストでは百分の一秒単位まで正確に測定可能であり、評価の再現性も確認した。地域在住高齢者での年代別・方向別における移動能力のカット・オフ値の設定を行うために、開発機器を分解し、持ち運び可能な機器として開発した。144例(男29例・女115例)平均年齢75.8歳(6096歳)を対象に、開発した易転倒方向分析機器を用いて調査を行った。Four Square Step Testは、4マス(2×2マス)を2往復に要するトータルの時間を測定した。ランダムテストは、全面(9マス、3×3マス)を利用し、9升の中央部分に立ち、前方の電光板に無作為に8方向すべての指示を表示させ、その方向に素早く移動し戻るトータルの時間及び個々の移動時間を計測した。また運動機能評価項目として10m歩行時間、UP&GOテスト、単脚直立時間、腸腰筋筋力、大腿四頭筋筋力を計測した。得られたFour Square Step Test、ランダムテストの結果と運動機能評価項目に対してSpearmanの順位相関解析を行った。FSSと各々の方向への動きに要する時間は10m歩行、UP&GOテストと相関性がみられた。一方、単脚直立時間、筋力とは相関性が低い結果であった。すなわち転倒予防の指標となるFour Square Step Testは筋力よりも足を出す動きを伴った運動に相関することがわかった。これよりFSSや各々の方向への動きの向上させるためには筋力訓練よりも、実際の動きを伴った訓練が必要である可能性がうかがえた。易転倒方向評価訓練機器の性能評価を実施した。健常高齢者21名を対象とした。評価方法(介入前と介入後を比較)は、左右の移動時間、下肢筋力評価(大腿四頭筋、中殿筋)、単脚直立時間、訓練所要時間(最初の3回と最後の3回の平均)、ふらつきの回数(最初の3回と最後の3回の平均)とした。機器を用いた運動介入は、周囲の全8方向に合計100回移動する。その中で不得意な方向と設定した左右のどちらかを30回移動するように設定(その他の8方向は10回ずつ)し、より不得意な移動方向に特化した訓練を行った。訓練は、1回約5分、週2回、3ヶ月間とした。事前の機器評価で、右方向への移動が遅い右特化訓練群11名、左方向への移動が遅い左特化訓練群10名に分割した。運動介入の結果として、下肢筋力は約3050%の有意な向上を認めた。よろめきの頻度は、平均2.7回から1回へと有意に改善した。左右の移動時間は、両群において不得意な移動方向への有意な移動時間の短縮を認めた。大腿四頭筋、中殿筋の左右において、介入前後の評価に有意な差があることが示され、周囲8方向への荷重移動により下肢筋力が向上したと推測された。一方、単脚直立時間において、有意な差を検出することが出来なかったが、介入前の評価値が正常範囲内であることが原因と思われる。また、左右の特化した訓練により、右特化群は右方向のみ移動時間が向上し、左特化群は両方向とも向上したが、左方向の向上が大きかった。参加者21名全体の分析において、本機器の介入により下肢運動機能向上、左右に特化した移動訓練により、不得意な移動方向の時間は向上し、転倒につながるよろめき頻度も減少した。

本機器は、不得意な方向への移動時間を向上し、転倒予防につながる下肢運動機能を向上し得る可能性がある。我々は、移動動作を左右・前後の動きに分解して評価できる機器を製作し、移動動作で時間のかかった方向を検出できる機器(不得意移動方向検出機器)を開発した。シルバー人材センターを通じて被験者を募集し、不得意移動方向等を評価した上で、個々の不得意な移動方向に特化した訓練を行わせ、個々の不得意な移動方向への移動時間の短縮、訓練中のよろめき頻度、下肢運動機能変化等に関して検討した。開発した機器を使い、不得意方向に特化したステップ訓練を実施した。対象は、平均年齢71歳、男性2名、女性3名の計5名である。訓練前後には、個々の不得意な移動方向への移動時間の短縮、訓練中のよろめき頻度、HHDを用いた下肢筋力評価(大腿四頭筋、中殿筋:N)、単脚直立時間の下肢運動機能評価を行い、その介入前後の変化を検証した。運動介入する不得意な方向の設定には、健康寿命を悪化させる大腿骨近位部骨折につながる左右の転倒に注目し、左右の移動方向の時間差を用いた。運動介入は、全8方向に合計100回移動させることとした。その中で不得意な方向と設定した左右のどちらかを30回移動するように運動介入(その他の8方向は10回ずつ)し、より不得意な移動方向に特化した訓練とした。訓練は、1回約5分、週2回、3ヶ月間とした。介入訓練の結果、左右の不得意な移動方向への移動時間、訓練中のよろめき頻度、下肢運動機能において、いずれの平均値も向上を認めた。そのメカニズムとして、1ランダムな指示に従い素早く移動を繰り返す運動負荷2全8方向への荷重移動(前方移動時の大腿四頭筋遠心性収縮)3左右移動に特化した股関節への運動負荷(股関節の外転運動)4運動への慣れにより反応性向上および下肢筋力向上がえられ、転倒につながるよろめき回数の改善が得られたと考える。転倒の動的バランス評価としてFour Square Step Testが報告されているが、評価は4つの升目を2往復する時間測定のみである。我々は、移動動作を周囲8方向の動きに分解し、より時間のかかった方向を検出できる機器を開発した。更に、不得意な移動方向に特化したランダムな移動訓練も可能にした。25名の対象者に行った介入訓練の結果、転倒に繋がるよろめき頻度の減少、不得意な方向への移動時間の短縮、下肢筋力の向上が確認された。周囲8方向へのランダムな素早い荷重移動により下肢筋力や移動時間が向上したと推測された。下肢筋力は転倒リスクに最も影響しており、その向上がよろめきの減少に繋がった可能性がある。144例(男29例・女115例)平均年齢75.8歳(6096歳)を対象に、開発した易転倒方向分析機器を用いて調査を実施した。調査対象の運動機能健診参加人数が、予想よりやや少なく、上記達成度とした。研究参加者が予定より少なく、追加の介入研究を計画する。人間医工学足を出すような複合的な運動とFour Square Step Testの相関性が確認されたが、どの方向の動きが最もその成績に相関、寄与するかは分かっていない。そこで今後は、さらに多くの被験者に対して試験を行い、それぞれの方向にかかった時間を解析する。それに基づき、不得意な移動方向を評価し、その方向に特化して行った訓練により、改善がみられたかを評価し、改善の有無による転倒率の違いを調査することにより本機器の有用性を検証したい。
脊椎形成を統御する転写活性化因子Pax-1遺伝子の発現調節機構

本研究は、転写因子であるPax-1の脊椎形成過程における役割を明らかにしていくことを目標とする。マウスPax-1 Paired box部分をブローブとし、ウズラ4日胚cDNAライブラリーより、ウズラPax-1を単離した。単離した1500塩基対よりなるクロンQP1は、353アミノ酸からなるオープンリーディングフレームを有し、Paired box内のアミノ酸配列は、マウス、またはヒトと100%同一であった。全長cDNAを用いたin situハイブリダイゼーションは、QPax-1が、まず傍軸中胚葉が、上皮性体節に分化したとき、その内腹側2/3で発現することを示した。その後、その細胞はスクレロトームへと分化し、Pax-1を発現する細胞は、脊索周辺にperichorolal tubeといわれる構造を形成することが明らかとなった。Pax-1の発現の必要条件を解析するために、未分化の傍軸中胚葉のin vitroでの培養を行った。単独での培養では、分化は上皮性体節の段階で止まり、Pax-1の発現も見られなかったが、脊索との共培養により、Pax-1を発現するスクレロトーム細胞を誘導しえた。このことにより、Pax-1の発現が脊索からのシグナルに依存していることを直接証明した。Pax-1に対するモノクローナル抗体を作製した。Pax-1ペアドボックスを含まない600塩基対からなる断片を、GST(グルタチオン-トランスフェレース)の発現ベクターに導入し、GSTとの融合タンパクを大腸菌より大量に精製した。この融合タンパクをマウスに免疫し、マウスミエローマ細胞P3U1と細胞融合し、3種類のハイブリドーマを得た。これらは、ウェスタンブロッティングと免疫沈降法を用いてウズラPax-1タンパクを特異的に認識することを明らかにした。現在、この抗体を用いて、Pax-1下流遺伝子の単離を試みている。
唾液腺腫瘍に関連した変異遺伝子の分子病理学的および臨床病理学的解析

本研究では、唾液腺に発生する粘表皮癌、腺様嚢胞癌、乳腺類似分泌癌に焦点を当てた。[粘表皮癌]本腫瘍においては、新規亜型であるワルチン腫瘍類似粘表皮癌を提唱し、amphiregukin高発現の意義を明らかにし、CRTC1-MAML2融合遺伝子陽性症例を示す非進行例では術後放射線治療が不要であることを指摘した。[腺様嚢胞癌]MYB、MYBL1、NFIB遺伝子異常、EGFR経路遺伝子異常の意義を明らかにした。また免疫治療と関連が深い癌精巣抗原が多く発現していることを明らかにした。[乳腺類似分泌癌]定型的なETV6-NTRK3融合遺伝子以外に新規遺伝子異常が本腫瘍に関与していることを明らかにした。本年度は唾液腺腫瘍の中で、乳腺類似分泌癌、粘表皮癌、ワルチン腫瘍に焦点を当て、研究を行い、発表することができた。1.乳腺類似分泌癌にはETV6-NTRK3融合遺伝子が特徴的遺伝子異常と考えられていたが、我々はETV6がNTRK3遺伝子以外の遺伝子と融合遺伝子を形成すること(ETV6-X)を明らかにし、またETV6-Xを有する症例が臨床病理学的に悪性度が高い可能性があることを指摘した。2.粘表皮癌の一部に、良性腫瘍であるワルチン腫瘍に類似する症例があり、その腫瘍起源が不明であった。我々はFISHシグナルをWSI(Whole slide imaging)の技術により解析し、これらの症例がワルチン腫瘍由来の粘表皮癌ではなく、ワルチン腫瘍に類似した粘表皮癌であることを明らかにした。3.アンドロゲン受容体発現は唾液腺導管癌に特徴的とされるが、高悪性度粘表皮癌にもアンドロゲン受容体を発現する症例があり、これを報告した。これまで本課題に即した研究発表が行われており、また現在進めている研究も満足のいく進捗を見せている。本年度は唾液腺腫瘍の中で、粘表皮癌、腺様嚢胞癌、線条部導管腺腫に焦点を当て研究を行い、多くの新しい知見を明らかにすることができた。1.粘表皮癌においてamphiregukinの高発現がCRTC1-MAML2融合遺伝子陽性と関連することを明らかにし、この分子高発現が融合遺伝子有無の推定および良好な患者予後に関連することを明らかにした。2.T1/2N0M0の粘表皮癌においてCRTC1-MAML2融合遺伝子陽性症例は外科的手術のみで良好な予後を示すことを明らかにし、術後放射線治療が不要である可能性を指摘した。3.種々の癌精巣抗原が多くの悪性度高唾液腺癌で発現していることを示し、特にMAGE-A発現は腺様嚢胞癌においては不良予後と関連することを明らかにした。4.唾液腺線条部導管腺腫は稀な腫瘍であるが、血腫を示した症例を報告した。この腫瘍の診断では甲状腺乳頭癌との鑑別が問題となることを指摘した。近年、頭頸部腫瘍WHO分類が刊行されたが、この中に含まれる唾液腺腫瘍において、粘表皮癌、腺様嚢胞癌、明細胞癌、分泌癌の項を担当し、執筆した。その他、唾液腺腫瘍への理解が深まるよう、一般病理医、臨床医を対象に唾液腺腫瘍における遺伝子異常について解説書を執筆した。これまで本課題に即した研究発表が行われており、また予定された研究も満足のいく進捗を見せている。2017年には研究課題に関連して以下の研究を行い、発表した。2.唾液腺腺様嚢胞癌では、EGFR経路遺伝子(特にRAS)の異常が見られ、予後不良因子であることを明らかにしたが、この知見は抗EGFR抗体治療を行う際には重要と考えられる(Oncotarget. 2018;9:17043)。3.唾液腺癌では、免疫治療の標的となりうる癌精巣抗原が高悪性度腫瘍に高発現し、特に腺様嚢胞癌では頻度が高く、予後因子になることを明らかにした(Histopathology. 2017 ;71:305)。今後は唾液腺癌の中でも最も頻度が高く、悪性度の高い腺様嚢胞癌を中心に研究を進める。この腫瘍は特に近年、新たな融合遺伝子が次世代シークエンスなどの技術により、いくつか報告されつつあるが、これらの遺伝子異常の持つ意義は明らかではない。1.当研究グループの蒐集した多数の症例を用いて、日本人におけるこれらの遺伝子異常を検索し、頻度を明らかにする。2.遺伝子異常と腫瘍病理形態学との関連を明らかにする。3.遺伝子異常の持つ臨床的意義を明らかにする。4.遺伝子異常に関連したシグナル経路の異常について明らかにする。

今後も唾液腺癌の中で最も頻度が高い腺様嚢胞癌および粘表皮癌について研究を継続していく。腺様嚢胞癌では近年、新たな融合遺伝子が次世代シークエンスなどの技術により、いくつか報告されつつあるが、これらの遺伝子異常の持つ意義は明らかではない。1.当研究グループが蒐集した多数の症例を用いて、日本人におけるこれらの融合遺伝子を検索し、頻度を明らかにする。2.融合遺伝子と臨床病理学との関連を明らかにする。3.分子標的薬に関連したシグナル経路遺伝子異常について明らかにする。4.次世代シークエンスによる解析により新規遺伝子異常の同定に着手する。粘表皮癌においてはT1/2N0M0以外の粘表皮癌におけるCRTC1-MAML2融合遺伝子陽性の意義を多数例を用いて解析することを予定している。分子病理学唾液腺腫瘍悪性リンパ腫
口腔機能を介して日常生活の環境適応をはかる日内リズム中枢制御機構の解明

時計遺伝子欠損(ノックアウト)マウスについて、毎日の給餌時間を一定時間に制限した状態で給餌時間を予知するような自発行動の活発化、「給餌予知行動」の行動リズム出現について検討した。行動概日リズムの周期が異なるマウスでは、固有周期依存的に給餌予知行動の出現が制限されるのに対して、分子時計機能不全マウスでは予知行動の出現制限が機能しなかった。このことから概日リズム振動体は予知行動を駆動するのでなく、制限するということが明らかになった。平成21年度は時計遺伝子変異マウスを用い、制限給餌条件下における予知行動の解析を行った。我々はこれまでに従来体内時計機構が駆動すると考えられてきた制限給餌条件下予知行動について、体内時計機構が体のどの細胞でも働かない「時計遺伝子変異マウス」が予知行動を示すか否かを検証してきた。予想に反し、「時計遺伝子変異マウス」は給餌時間を予知するかのような予知行動を示すことが明らかになった。そこで、「時計遺伝子変異マウスで」観察された予知行動について、その概日リズム特性について検討した。行った実験は以下の通りである。1)明暗・時間制限給餌・24時間周期環境下での予知行動解析。2)恒常暗・時間制限給餌・24時間周期環境下での予知行動解析。3)予知行動の概日リズム継続性の検証。4)恒常暗・時間制限給餌・非24時間周期環境下での予知行動解析。5)視交叉上核破壊マウスの給餌予知行動解析。以上の行動解析により、従来視交叉上核に依存しない食事性体内時計が駆動すると考えられてきた給餌予知行動は、これまでに確立された生物時計分子機構に依存しないことが明らかとなった。更に生物時計分子機構の役割について考察することにより、食事性体内時計の機能について新しい概念が提唱できる可能性を見出しており、現在更なる検証を進めている。哺乳類では視床下部・視交叉上核が体内時計の機能を担っており、社会環境の24時間サイクルに「同調」することで、生理機能を効率よく発揮する。視交叉上核は主に環境の明暗周期を用いて体内時計の時間調節を行っており、そのリズムを作り出す分子機構が近年明らかにされている。その一方で、周期的な食事のタイミングが、生体の行動リズムを調節することが知られている。本研究では時計遺伝子改変マウスを用い、周期的時間制限給餌条件下における、食事タイミング予知行動を解析することにより、食事関連時計機能の神経回路構造を明らかにすることを目的とする。平成22年度に行った実験は以下の通りである。1.時計遺伝子改変マウスの非24時間周期環境下での予知行動解析。2.視交叉上核破壊時計遺伝子改変マウスの非24時間周期環境下での予知行動解析。以上の行動解析により、時間制限給餌条件下における予知行動の発現およびその周期性の制御は視交叉上核を必要としないことを明らかにした。さらに、概日リズム周期に作用する時計遺伝子改変マウスを用いた解析より、食事性概日リズム機構はこれまでに明らかにされた概日リズムの分子機構に依存することが示唆された。今後、数理シミュレーションを用い時計遺伝子改変マウスの給餌予知行動発現制御機構を解析すると共に、行動制御のキーとなる神経回路機構を探索する。
豪州Moreton湾における毒素生産シアノバクテリアの増殖メカニズムの解明

本研究課題では,沿岸域での鉄の動態及び毒性シアノバクテリア(L.majuscula)による鉄摂取経路を解明し,沿岸域における生物利用可能な鉄の生成を予測する数値モデルを確立することを目的とした。以下に,その研究成果を示す。沿岸域での鉄の形態及びフミン鉄の錯平衡・凝集の実態を把握するための現地調査及び室内実験を行った。その結果,河川水中においてフミン第二鉄が存在することが示され,また,フミン鉄のうち90%程度は,沿岸域でカチオンの競合により解離することが分かった。クロマトグラフィー分析を併用することで,分子量及び疎水性物質含有量が低いフミン物質ほど凝集特性は低く,沿岸域への溶存鉄輸送に大きく貢献することが明らかとなった。沿岸域におけるフミン鉄の錯平衡モデルを,分子量やイオン強度,pH等の物理化学的要因を考慮することが可能なデバイ-ヒュッケル理論に基づき構築した。凝集モデルは,従来のDLVO理論に新たに疎水性相互作用を組み込むことで構築された。上述の錯平衡及び凝集モデルと潮流拡散モデルを融合させることで,沿岸域におけるフミン鉄濃度の空間的及び時間的分布を評価することが可能となった。スーパーオキシドを介してL.majusculaが鉄を摂取する経路を解明し,鉄摂取機構のモデル化を行った。スーパーオキシドによるフミン鉄の生物利用性(Fe(II)の生成速度)はその起源により異なるが,酸性官能基を多く含むフミン物質に結合した鉄ほど生物利用性が低いことが明らかとなった。また,Fe(II)生成に関わる各種反応速度を測定し,L.majusclaの鉄摂取に関する新たな反応スキーム(鉄摂取モデル)が構築された。以上の研究成果より,各モデルを融合させることにより,鉄の供給形態から沿岸域での生物摂取までの一連の過程を総合的に予測・評価することが可能となった。平成16年度では,まず始めに,塩濃度が顕著に変化する河口・沿岸域におけるフミン鉄の錯平衡と凝集特性を,標準フミン物質を用いた実験により明らかにした。続いて,疎水性相互作用をフミン物質の分子量及び疎水性の度合いと関連付けて定量化することで,従来のDLVO理論のみでは表現するこができなかったワミン物質間の疎水性相互作用を組み込んだ,新たなフミン物質凝集モデルを構築した。豪州Moreton湾流域では,植生の異なる土壌及び水サンプルを採取し,フミン物質の分離・精製作業を行った。その後,炭素安定同位体比及び元素分析によりフミン物質のキャラクタリゼーションを行い,土地利用とフミン物質の性質の関連性や沿岸域に存在するフミン物質の起源の推定を行った。一方,フミン物質の起源や性質の違いが,河口・沿岸域でのフミン鉄の挙動及び鉄を利用する生物に与える影響を把握するため,河口・沿岸域条件下において,フミン第二鉄(HS-Fe^<III>)の錯形成(解離)速度と生物に最も利用されやすい形態である第一鉄(Fe^<II>)の生成速度を調べた。ここで,HS-Fe^<III>をFe^<II>に還元するため生物(Lyngbya)が活性酸素を生成する実験系をXithantine/Xithantine Oxidaseシステムを用いて再現した。その結果,DFB(細菌由来シデロフォア)などのようにFe^<III>と高い親和性を示す有機リガンドからのFe^<II>生成速度は非常に低く,反対にクエン酸のように第二鉄と弱い結合を示すリガンドはFe^<II>生成速度が高かった。

一方で,無機態の水酸化第二鉄コロイドからも低い値であるが活性酸素によりFe^<II>が生成されることが分かった。次年度は,土地利用毎のフミン物質の性質(特に酸性官能基)をさらに詳細に分析することで,Lyngbyaが利用可能な鉄であるFe^<II>の生成メカニズムとフミン物質の性質の関連性を詳細に調べる。平成17年度では,現地調査及び室内実験モデルを通して,沿岸域におけるフミン鉄の錯平衡挙動及び鉄の生物利用性を評価した。年間調査では,沿岸域における溶存有機物質の性質(フミン物質含有量,分子量,安定同位体比)と溶存鉄の季節及び空間的分布変化が観測された。塩濃度増加に伴い,鉄はフミン物質から解離して,水酸化鉄を形成するため,河川から沿岸域にかけて鉄濃度は急激に減少することが示された。しかしながら,沿岸域ではフミン物質が外洋より高濃度で存在するため,溶存鉄(フミン鉄)濃度(0.11.0μM)が外洋(数nM)よりも高いことが分かった。沿岸域におけるフミン鉄の錯平衡モデルは,デバイ-ヒュッケル理論に基づき電気化学的視点から構築された。理論式は,フミン物質官能基種の量,分子量,溶液のイオン強度,pH等の物理化学的なパラメータを考慮することができる。一般に,デバイ-ヒュッケル理論は高塩濃度域に適用できないが,このモデル式では,Davies近似を導入することで,イオン強度と自由エネルギーの関係について補正を行い,高塩濃度においても適用可能にした。構築されたモデルは,フルボ酸及びフミン酸と鉄の錯平衡実験結果と非常によく適合した。スーパーオキシドにより第二鉄を還元し藍藻類独自のタンパク質により鉄を摂取する過程を,キサンチン,キサンチン酸化酵素及びフェロジンを用いることで再現した。この研究では,鉄の形態として水酸化鉄及び起源を異にする様々なフミン鉄を用いた。スーパーオキシドによるフミン鉄の還元速度(すなわち生物利用性)は,その起源及び性質(酸性官能含有量)により異なることが分かった。また,これまで水酸化鉄は植物プランクトンに使用されにくい形態とされてきたが,形成時間(酸化程度)が比較的短い場合においては,水酸化鉄はフミン鉄と同程度の還元速度を示すことが明らかとなった。毒素生産シアノバクテリアであるL.majusculaは,自らスーパーオキシドを生成し,熱力学的に安定な第二鉄(Fe(III))をより溶解度の高い第一鉄(Fe(II))に還元することで鉄を摂取すると考えられている。しかし,この鉄摂取戦略を議論する上で必要不可欠である,沿岸域で優位なフミン鉄や水酸化鉄とのスーパーオキシドの反応性は未だ把握されていない。平成18年度では,スーパーオキシドを介したL.Majusculaによる鉄摂取経路解明を行った。まず,キサンチンの酸化によりスーパーオキシドを生成し,還元反応により生じたFe(II)をフェロジンによりトラップすることで,鉄を摂取する過程を室内実験で再現した。生物利用可能なFe(II)の生成実験から,スーパーオキシドによるフミン鉄の生物利用性はその起源により異なるが,酸性官能基を多く含むフミン物質に結合した鉄ほど生物利用性(還元速度)が低いことが明らかとなった。また,Fe(II)生成に関わる各種反応速度を測定した結果,フミン鉄の中でも特に強く結合している錯体は,錯体が還元された後解離し,摂取される経路が優位であった。以上の結果は,フミン物質の起源,すなわち土地利用や植生等の流域環境の違いが,沿岸域での鉄の生物利用性に大きな影響を与えることを示す。
ヒューマノイドの高安定移動を可能にする摺足動作の実現と実環境での適応的摺足制御

ヒューマノイドの摺足移動は高安定で狭領域・劣姿勢移動に向いている.我々の従来の摺足移動は経験的で根拠が薄く,定点方向転換や短距離並進移動のみであった.そこで,ヒトの摺足定点方向転換時の脚主要筋の活動を計測し,回転初期の臀部筋活動と全期間の脛・脹脛の筋活動の活性を確認した.本結果を動力学シミュレータで検証し,実際と同様の回転・最終姿勢が得られ,摺足方向転換のヒップピッチ軸回転の重要性を確認した.また摺足移動中の胴体角調節による移動方向変更の可能性を発見した.これを応用し,現在位置・姿勢に応じた胴体角へのフィードバック制御により,目標位置・姿勢への自由な方向転換と移動を摺足動作のみで実現した.現在のヒューマノイドロボットの大半は足踏みを繰り返して移動しているが,短距離移動では安定性やエネルギー効率に難があり,狭領域や劣姿勢移動は困難である.このような状況での移動方法の一つとして,摺足運動による移動が提案されている.摺足移動は脚の上下動なく両足が常に地面に接地しているため安定した移動が可能である.我々はこれまでに摺足による様々な移動を実現してきたが,これらの動作は実験的に得られたもので根拠が薄かった.また定点での方向転換や短距離の並進移動で,長距離移動は実現できていなかった.そこで平成24年度は,ヒトの脚の主要な筋に筋電位計を取り付け,摺足による定点方向転換時の筋活動を計測した.その結果,回転初期の臀部筋活動と全期間の脛・脹脛で活発な筋活動が認められた.この結果を基にヒューマノイド動力学シミュレータを用いて検証した結果,実際にヒトが行った摺足と同様の回転,最終姿勢が得られ,摺足方向転換のヒップのピッチ軸回転の重要性が確認された.またこの制御方法の有効性が示唆された.平成25年度は,摺足による長距離移動の実現を目標とした.これまでの我々の摺足研究では,足底角度を制御することで足裏の荷重分布と滑り領域を調節して摺足移動する方策であった.足裏荷重分布を適切に連続的に切り替えることで,真横方向への短距離移動が可能であることを確認していたが,目標位置・姿勢への移動は考慮されておらず,制御方策も未定であった.シミュレータ上で様々な条件を試行錯誤して実験した結果,摺足中の移動方向制御には胴体の前傾・後傾が有効であることが判明した.胴体角±5[deg]で20ステップ摺足移動させたところ,1[m]程度の並進移動と±90[deg]程度の方向転換が発生した.これを応用して,与えた目標位置・姿勢と現在位置・姿勢を比較して胴体角にフィードバック制御することで,目標位置・姿勢に到達できた.ヒューマノイドの摺足移動は高安定で狭領域・劣姿勢移動に向いている.我々の従来の摺足移動は経験的で根拠が薄く,定点方向転換や短距離並進移動のみであった.そこで,ヒトの摺足定点方向転換時の脚主要筋の活動を計測し,回転初期の臀部筋活動と全期間の脛・脹脛の筋活動の活性を確認した.本結果を動力学シミュレータで検証し,実際と同様の回転・最終姿勢が得られ,摺足方向転換のヒップピッチ軸回転の重要性を確認した.また摺足移動中の胴体角調節による移動方向変更の可能性を発見した.これを応用し,現在位置・姿勢に応じた胴体角へのフィードバック制御により,目標位置・姿勢への自由な方向転換と移動を摺足動作のみで実現した.現在のヒューマノイドロボットの大半は足踏みを繰り返して移動しているが,短距離移動には不向きで安定性に難があり,狭領域・劣姿勢移動は困難である.このような状況での移動方法の一つとして,摺足運動による移動が提案されている.摺足移動は脚の上下動が不要で,かつ両足が常に地面に接地しているため安定した状態で移動することが可能である.我々はこれまでにヒューマノイドロボットによる摺足移動を実現してきたが,この動作は実験的に得られたもので根拠が薄かった.そこで平成24年度は,まずヒトが摺足をする際に活発に活動すると思われる筋付近の筋活動を調査した.筋電計測にはP-EMG plusを使用した.左脚の8箇所(大腿筋膜張筋,大腿四頭筋外側広筋,大腿二頭筋,半腱様筋,大腿四頭筋内側広筋,下腿三頭筋腓腹筋外側頭,下腿三頭筋腓腹筋内側頭,前脛骨筋)にセンサを取り付け,直立状態と屈脚状態で左周り45,90度程度,摺足方向転換を行った.方向転換の際は踵・つま先に重心を置く「回れ右」的な動作とした.計測結果から,回転初期時に臀部の筋活動が活発で,これが回転力を与えていると見られる.また脛・脹脛の筋活動は回転中つねに活発であるが,これはバランスをとるために使っていたと考えられる.この結果を検証するために,シミュレータを用いて実際と同様の摺足動作が実現されるかを確かめた.ODEを用いた等身大のヒト型シミュレータを構築した.関節は下半身のみで各脚6自由度,全体で12自由度とし,リンク長や重量配分は日本の成人男性24から29歳をモデルとした.ヒップ関節の各軸にトルクを与えて動作を観察したところ,ピッチ軸回転時に実際にヒトが行った摺足と同様の回転,最終姿勢となった.

このことから,摺足方向転換にはヒップのピッチ軸が大きな役割を果たしていること,またここで用いた制御方法が摺足方向転換に有効であることが示唆された.当初の計画では,1.摺足移動に必要なモデルの改良と安定性検証,2.人の摺足モーションの計測と回転メカニズムの解析,3.環境を考慮した摺足による適応的摺足制御を予定していた.1に関しては,今回の筋活動計測実験とシミュレーションによる検証により,新たなモデル構築へ一定の目処がついた.安定性については,以前の研究で用いたZMPもしくは重心位置の安定余裕を使って評価する予定である.2に関しては,今回の筋電計測と実験で得られた実験と結果により,方向性が定まった.3については,まだ実験的には手を付けていないが,制御方策の案はできている.具体的には,以前提案した摺足方向転換を組み合わせた摺足移動法を連続的に使って,指定した軌跡上の代表点と現在位置とを比較し,その差分に応じて次の方向転換のに角度にフィードバックすることで追従させることで,環境に適応した摺足移動が実現できると考えている.まずは,シミュレータで実験を行い,問題点の洗い出しとパラメータチューニングを完了させた後に,実機のヒューマノイドロボットで実験を行う予定である.今年に達成できなかった,適応的摺足制御の実装にかかる.今年度に構築した等身大ヒト型シミュレータ上で実装を行って実験をする予定である.ここで問題点の洗い出しとパラメータチューニングを完了させた後に,以前購入した実機ヒューマノイドロボット(Robovie-PC)で実験を行う.実機ロボットでの自己位置の計測には,本学の大型モーションキャプチャを用いる方法,以前購入した床面分布圧センサ(LLセンサー)を用いる方法,3次元画像センサ(例えばKinectなど)を用いる方法などが考えられるが,精度やリアルタイム性などを考慮して使い分ける.適応的摺足制御を実機ロボットで行うために,フィードバック制御ループを組み込む必要があるが,Robovie-PCでのリアルタイム動作生成はまだ完成していない.今年度の調査で,単体サーボモータの直接制御の方法が分かったため,これを使ってまずはすべての脚関節のをプログラム的に操作可能な状態にする.その上で各種外部センサ群により環境計測し,これらの情報と組み合わせて環境に適応した摺足移動を実現する.2013年7月に開催される国内会議(ROBOMEC2013)と国際会議(CLAWAR2013)での発表が決定しており,今年度の研究内容について報告して多方面から意見を聞いて,必要があれば今後の方針を修正する.現有の床面分布圧センサでは,計測可能面が狭く,ヒトの摺足移動時に足裏に掛かる圧力は計測できなかった.そこで,靴底に敷くタイプの足圧分布計測装置を購入し,様々な状況・環境での摺足移動時に掛かる圧力を計測し,実験精度を向上させる.またこの実験では,被験者が移動しつつ計測するする必要があるため,実験に支障をきたさない極力小型で軽量なコンピュータも同時に購入する予定である.実機ロボットでの適応的摺足制御の,実環境での有効性,実用性を示すためには,適当な形状の床面を準備する必要があるため,予算の一部をこの製作に用いる予定である.またロボットの位置を計測するための外界センサなども購入する予定である.その他,研究成果を国内学会および国際学会での発表のための旅費や,投稿論文の出版費として使用する予定である.
脳・硬膜動静脈奇形に対する血管内光凝固療法の基礎的研究

脳および硬膜動静脈奇形においては、小さなものでは手術、血管内手術あるいは定位的放射線照射による治療が有効である。しかしながら大型の病変や治療困難な部位に生じたものでは、現在も治療に難渋し新たな治療法の開発が期待される。本研究では近年急速に進歩しているカテーテル技術を応用して、血管内より紫外線を照射することにより、異常血管を閉塞させる治療法の基礎的研究を試みた。ラット総頸動脈を切開し、内皮面を露出、Vilber Loumat15W紫外線ランプ(波長は365nm,312nm,254nmの3種類のものを使用)を用いて、約10cmの距離から様々な時間間隔で紫外線照射を行った。照射後10-0ナイロン糸により総頸動脈切開部を縫合し、血流を再開させ数週間後に照射部を再開創したが、照射部分の血流状態は良好で、血栓形成や閉塞の所見は残念ながら認めなかった。照射部位の総頸動脈を摘出し、切片を病理組織学的に検討したが、Hematoxylin-eosine染色およびその他の染色でも縫合部位の修復性変化以外には内皮細胞、弾性板なども含め変化を認めなかった。そこで紫外線ランプのフィルターを除去しさらに近距離で紫外線を照射し、観察期間も3カ月としたが、血管閉塞の所見は得られず、今回行った方法では血管閉塞性の効果を得ることは出来なかった。この方法で血管閉塞性の変化を得るためには、さらに強い紫外線照射、あるいは光増感剤の併用が必要と推測される。また臨床例として非常に興味のある硬膜動静脈奇形の小脳出血例を集積・報告した。本年度の研究実施計画の1,ラット総頸動脈内皮紫外線直接照射実験を行った。全身麻酔下にラット総頸動脈を露出し、血流遮断を行いつつ、23cmの縦切開を行った。血管内面を石英ガラス板をもちいて、平坦にした状態で紫外線を照射した。紫外線照射はVilber Loumat 15W紫外線ランプ(波長は365nm,312nm,254nmの3種類のものを使用)を用いて、約10cmの距離から20分、40分、60分間行った。紫外線照射中は内皮面の乾燥させないように注意し、照射後10-0ナイロン糸により総頸動脈切開部を縫合し、血流を再開させた。総頸動脈血流の十分な再開と、良好な拍動を確認したのち皮膚を縫合し、麻酔から覚醒した。2あるいは3週間後に照射部を再開創したが、血流状態は良好であり、手技上の問題点はなく、また血栓形成や閉塞の所見もなかった。照射部位の総頸動脈を摘出し、ホルマリン固定し、切片を病理組織学的に検討した。紫外線照射から2-3週間の時点では、Hematoxylin-eosine染色およびその他の染色でも縫合部位の修復性変化以外には内皮細胞、弾性板なども含め変化を認めていない。血栓性閉塞や血栓の付着、増殖性の狭窄などの変化も見られないため、この照射量のままで3週間の期間では閉塞性の変化は出現しないと考えられる。今後は以下の2点を検討する予定である。1,さらに紫外線強度を上げるため、照射力の強い光源あるいは紫外線レーザーの使用を試みる。紫外線の効果が出現するまでに、3週間以上の期間が必要である可能性が高いので、23カ月あるいはさらに長期の経過観察行う。前年度の研究でラット総頸動脈内皮紫外線直接照射実験を行ったが、総頸動脈に明らかな閉塞性変化を認めなかったので以下の実験を行った。

紫外線照射はVilber Loumat15W紫外線ランプ(波長は365nm,312nm,254nmの3種類のものを使用)のフィルターを除去して、約10cmの距離から20分、40分、60分間行った。紫外線照射中は内皮面の乾燥させないように注意し、照射後10-0ナイロン糸により総頸動脈切開部を縫合し、血流を再開させた。総頸動脈血流の十分な再開と、良好な拍動を確認したのち皮膚を縫合し、麻酔から覚醒した。4あるいは8週間後に照射部を再開創したが、血流状態は良好であり、手技上の問題点はなく、また血栓形成や閉塞の所見もなかった。照射部位の総頸動脈を摘出し、ホルマリン固定し、切片を病理組織学的に検討した。Hematoxylin-eosine染色およびその他の染色でも縫合部位の修復性変化以外には内皮細胞、弾性板なども含め変化を認めていない。血栓性閉塞や血栓の付着、増殖性の狭窄などの変化も見られないため、今回行った方法では血管閉塞性の効果を得ることは出来なかった。この方法で血管閉塞性の変化を得るためには、さらに強い紫外線照射、あるいは光増感剤の併用が必要と推測される。また臨床例では硬膜動静脈奇形の小脳出血例を集積、報告した。
カンジダ酵母反復配列のin situ hybridizationによる細胞内動態

われわれは、病原性酵母Candida albicansにおいて、染色体サイズの多様性の解析から,ゲノムの中に約2kbの種特異的反復配列RPSを見出した(Iwaguchi et al.1992)。それがほとんどの染色体に分布し、しかも限定された領域に局在している(Chindamporn et al.1995)、また、その配列がmammalianalphoid DNAに類似していることから、centromere DNAの可能性があるのではないかと推測された(Chibana et al.1994)。本研究では、RPSの細胞内局在について、特にcentromereの可能性を検証する目的でRPSのFISH(Fluorescent in situ hybidization)による研究を行った。同時に抗r-tubulin抗体によるSPBの蛍光抗体染色、DAPIによる核領域の染色を行って、RPSの細胞周期における挙動を明らかにした。また、対照実験として、rDNAとテロメアについても、それぞれ特異的プローブによるFISHをおこない、細胞周期における挙動を明らかにした。rDNA領域は、間期核では、クロマチン領域に隣接する核小体領域にあり、分裂とともに、伸長する紡錘体に沿って棒状に伸び、やがて、2個のループになって、娘核にはいる。テロメアのシグナルは、核の周辺に点状に現れ、分裂のおわりには2核に均等に分布する。RPSは、間期核では、ばらばらに分布しているが、紡錘体の出現とともに、その近傍に集合してみられる。紡錘体が伸長する移行期の核では、紡錘体に沿って並び、やがて、2つのグループにわかれ、それぞれ紡錘体極に集合して観察された。これらの観察によって、C.albicansの核分裂では、中期に染色体が赤道板に整列しないこと、分裂周期のなかで、後期の占める時間が長いのが特徴であることを明らかにした。
グルタミン酸機能障害仮説に基く1H-MRSによる治療抵抗性統合失調症の病態の解明

まず、1H-MRSによる脳代謝物質の測定のquality controlを多様なパラメーターを用いて安定化させた。次に、ボクセル内の構造を脳脊髄と灰白質、白質に分割化し、関心領域の脳脊髄比を算出することを可能にした。この脳脊髄液比で代謝物質の濃度を調整することで脳実質内の代謝物質を測定することが可能となった。これらにより安定的な撮影環境が強固となり、撮影から解析までのパイプラインを整えた。これまでに治療抵抗性統合失調症と寛解統合失調症を計50名組み入れた。有害事象は認めていない。これらのデータのクオリティチェックを行い、中間解析として抵抗例と寛解例における線条体グルタミン酸濃度の比較を行った。その結果に基づき、2018年3月に第13回日本統合失調症学会にて発表を行った。論文としては、未治療統合失調症の脳内では有意なグルタミン酸濃度の異常を認めないこと(Iwata, Nakajima, et al. 2018)、慢性例における脳内グルタミン酸濃度に異常を認めないことを発表した(Plitman, Nakajima, et al. 2018)。2018年度内に対象の組入れ、データ収集、画像解析を終了する。そして、一般線形モデル解析を用いて、年齢、喫煙歴を共変量とし、3群間における線条体グルタミン酸濃度を比較する。その後、結果の考察を経て、国内・国際学会での発表を行う。学会での議論の結果を反映させた原稿を作成し、英文学術誌に投稿の予定である。2018年度より、日本学術振興会科学研究費基盤研究(B)の支援を受け、「治療抵抗性統合失調症における興奮抑制バランスの破綻:TMS-EEG/MRS研究」に挑戦する予定である。本研究に1H-MRSによるGABA測定とTMS-EEG法というモダリティを追加することにより、この研究の円滑な遂行が期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。まず、1H-MRSによる脳代謝物質の測定のquality controlを多様なパラメーター(CRLB、FWHM、SN比)を用いて安定化させた。次に、ボクセル内の構造を脳脊髄と灰白質、白質に分割化し、関心領域の脳脊髄比を算出することを多様な解析ソフトウェアを組み合わせて可能にした。順調に治療抵抗性統合失調症と寛解統合失調症の対象の組入を進めている。現時点で有害事象は認めていない。これらのデータのクオリティチェックを行った結果、撮像のクオリティも保たれていることはわかった。また、現在、未治療統合失調症の脳内グルタミン酸濃度に関するメタアナリシスを行っている。今後、対象の組入れ、データ収集、画像解析を進める。一般線形モデル解析を用いて、年齢、喫煙歴を共変量とし、3群間における線条体グルタミン酸濃度を比較する。被験者の組入が円滑に進んでいる。撮像のクオリティは安定し、解析パイプラインも整っている。同時に統合失調症のグルタミン酸仮説についてのメタアナリシスにも着手している。

一般線形モデル解析を用いて、年齢、喫煙歴を共変量とし、3群間における線条体グルタミン酸濃度を比較する。その後、結果の考察を経て、国内・国際学会での発表を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。