hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁場発生装置を使用した軟性尿管鏡位置計測システム及びナビゲーションシステムの開発

泌尿器科分野において、上部尿路病変に対し軟性尿管鏡を用いた検査、治療が広く普及してきているが、軟性尿管鏡の操作中、先端位置や視点方向の認識を失ってしまうことが、しばしば見受けられる。本研究では、軟性尿管鏡の先端位置計測システムの作成を行い、上部尿路の立体構築画像上に、リアルタイムに表示することが可能な軟性尿管鏡用ナビゲーションシステムを開発に取り組んだ。また異なる技術レベルの術者の技術を評価し、正確な軟性鏡操作を補助することが可能であることを示した。平成25年度は磁場発生装置および軟性尿管鏡を用いた内視鏡先端位置情報計測システムおよびナビゲーションシステムの開発を行った。CT DICOMデータから作成した立体構築画像の作成および、内部空洞型の軟性シリコンを使用した腎盂腎杯模型の作成を行った。内視鏡チャネル内にセンサコードを通す形で磁場領域内での位置情報が取得されることとなる。立体構築画像と腎盂腎杯模型の位置合わせを行った後に、立体構築画像上に内視鏡位置を表示するシステムを作成した。同画像は、内視鏡画像の横にリアルタイムに表示され、ナビゲーションとして使用することが可能である。また、ナビゲーション画面で表示される3D画像はフットペダルにて回転させることが可能であり、内視鏡位置に関して奥行き情報を容易に取得することができた。平成26年度には、異なる技術レベルの術者(初心者10名程度、熟練者10名程度)を被験者とし技術分析を行う予定である。腎盂腎杯模型に内視鏡を挿入し、画像上指定された三ヶ所の腎杯(上中下腎杯各1か所ずつ)を観察し、フットペダルを用い、観察記録を行うタスクを、ナビゲーション使用時、ナビゲーション非使用時に行う予定とする。内視鏡を挿入してから抜去するまでの操作時間、内視鏡の移動距離、観察腎杯の正確性(観察可能腎杯数/指定腎杯数)を評価項目とする。各種評価項目での差を検討しナビゲーションシステムの有用性の評価を行いたいと考えている。最終年度は、軟性尿管鏡用内部空洞モデルを用い、様々な技術レベルの泌尿器科医を被験者とした技能分析を引き続き行った。被験者には、全腎杯を確認するタスク(タスク1)と、指定した腎杯を確認するタスク(タスク2)を課した。観察時間、センサコード先端の移動距離、操作の正確性の評価を評価項目とすることとした。操作の正確性は、(正解腎杯数/指定腎杯数)×100の数式で算出し、%で評価を行った。ナビゲーションなし、ありの順での評価を行ったところ、観察時間はナビゲーションなしが355秒(タスク1)394秒(タスク2)で、ナビゲーションありが191秒(タスク1)333秒(タスク2)であった。移動距離に関しては、ナビゲーションなしが4627mm(タスク1)5966mm(タスク2)で、ナビゲーションありが2701mm(タスク1)5299mm(タスク2)であった。操作の正確性は、ナビゲーションなしが87.1 %(タスク1)88.2%(タスク2)で、ナビゲーションありが98.9%(タスク1)96.7%(タスク2)と改善する傾向にある結果となった。また、卒後10年以上、10年以下の群ともにナビゲーションの補助より操作の正確性が向上する結果となった。本検討結果から被験者の意図する部位へ、より早く正確に内視鏡先端を誘導させることを補助することが可能であることが示された。観察部位や腫瘍位置などの記録装置としての応用も可能であることから軟性尿管鏡ナビゲーションシステムは有用である。磁場センサー内蔵型の新規内視鏡の開発や磁場発生装置の購入といった問題点があるが、臨床応用可能となれば正確な手術手技の補助のみならず、放射線被爆の低減が期待できる。低侵襲手術ナビゲーションシステムの試作モデルが完成し、今年度には異なる技術レベルの医師を被験者としナビゲーションシステムの有用性を評価することが可能であるため。平成26年度からは異なる技術レベルの医師を被験者とし、軟性尿管鏡先端の移動距離、操作時間、操作の正確性(意図する腎杯を観察できているかどうか)評価項目とし技術分析を行いたい。被験者数を増やすことでナビゲーションシステムの有用性を評価する予定である。立体画像構築システムによる正確な腎盂形状モデルの作成が必要であるため、平成26年度にvolume rendering systemの購入を行う予定としたため
「ぴょんこ」リズムの生成と子どもによる変容過程―その歴史的，理論的、心理学的研究

本研究は明治後半期の「唱歌」を特徴づけている「ぴょんこ」(曖昧な比率による長短2音の反復)のリズムの特質と生成、子どもによる変容について、歴史的、音楽理論的、心理学的な研究領域から解明しようとしたものである。研究は主に日本語歌詞の特質との関連性に焦点をあてた実験研究により推進され、初年次には記憶再生実験、2年次には旋律創作実験、3年次には旋律、歌詞のモーラ処理、および歌詞のイメージの3要因を組み合わせた旋律を用いた記憶再生実験が行われた。これらの実験研究の結果、等拍リズムから「ぴょんこ」リズムへの変容は日本語歌詞が持つ促音、撥音、拗音などの特性との関連性が強いことが明らかとなった。平成23年度の研究成果から日本語歌詞がリズム変容に強い関連性を持っていることが確認された。即ち、促音、撥音、拗音という日本語歌詞が持つ特性が、「ぴょんこ」リズムの生成に大きく寄与していると考えられるのである。この研究成果を受けて平成24年度はこれら日本語の歌詞の特性である促音などを含んだ歌詞と含まない歌詞に自由に旋律を付けて歌わせるという旋律創作実験を行い、被験者がどのようなリズムでこの歌詞を歌うかを分析することによって、日本語歌詞と「ぴょんこ」リズムの関係性を明らかにすることを焦点化して研究を推進した。さらに、先行研究からは一定のテンポ以上では「ぴょんこ」リズムになりやすい傾向があることが示唆されているので、このテンポという側面も、リズム変容の一つの要因と考える必要性が生じていた。そこで、上記の旋律創作実験に際して、二種類の異なるテンポを指示することを加味する実験を構想した。これらの実験の結果、全体的には「ぴょんこ」リズムの出現が多い中でも、特に、促音などを含まない歌詞による旋律創作実験を行った被験者グループに比して、これらを多く含む歌詞に基づいて旋律創作を行った被験者グループの方に、より「ぴょんこ」リズムになる傾向が認められた。一方、テンポに関しては一定の関係性があることは認められたが、今後、異なる手法での実験による精査の必要性が明確となった。さらにこれらの実験を経て、歌詞とテンポ以外の要因として、唱歌調の歌詞内容が持つイメージが「ぴょんこ」リズムの生成を促しやすいのではないか、また、「きちんとした歌」から「語り調」の歌にまで及んだ被験者の再生時の歌から、歌唱時の音高の有無もまた「ぴょんこ」リズムの生成に関わっているのではないかという点が示唆され、次年度の研究推進の課題として提起された。本研究課題の初年次には歴史的調査研究の結果から、等拍で作曲された日本語歌詞の曲の中にさまざまな長短パターンによる「ぴょんこ」リズムで歌われるものがあり、作曲家や音楽指導者もその傾向に気づいていたことが明らかにされた。同時に、実験的調査研究班が行った記憶・再生実験からは等拍リズムで聴取したにもかかわらず再生実験時に「ぴょんこ」リズムで歌唱される傾向が認められた。そしてこの実験を経て、リズム変容には日本語歌詞との関連性が強いことが確認された。2年次にはこの研究成果を踏まえ、促音、撥音、拗音といった日本語の特質が「ぴょんこ」リズムへの変容の要因の一つであるという仮説をたて、促音、撥音、拗音を含む歌詞を用いた旋律創作による実験研究を行い、促音などを多く含む歌詞による旋律創作を行った被験者グループの方が、それらを含まない歌詞による旋律を創作したグループよりも創作した旋律が「ぴょんこ」リズムになる傾向があるという結果を得た。しかし、これらの実験の過程で、新たに歌詞のイメージという要因も仮説に加える必要性が指摘された。そこで最終年度にあたる平成25年度の研究では、旋律、歌詞のモーラ処理、および歌詞のイメージという3要因が、記憶した旋律の変容にどのように作用するのかという実験を行った。即ち、促音、濁音、撥音、拗音を含む、或いは含まない歌詞を、等拍と「ぴょんこ」リズムにより、合計6種類作成し、その中から3種類の旋律の組み合わせを3パターン作り、3グループの被験者に記憶再生実験を行った。その結果、促音を含む等拍の旋律が「ぴょんこ」リズムに、反対にこれらの特質を含まない歌詞の場合には等拍になりやすいという結果が得られた。3年間の研究推進を経て、日本語歌詞の特質が「ぴょんこ」リズムの生成の大きな要因であることが立証されたと考える。平成23年度当初は、「ぴょんこ」リズムをめぐる仮説萌芽期として捉え、歴史的調査研究、実験的実証研究のそれぞれの分野ごとに研究を開始した。歴史的調査研究班では、「ぴょんこ」リズムへの変容が見られる唱歌が録音されたSPレコードを収集し、その中から「ぴょんこ」リズムへの変容箇所を抽出し、実験的調査研究班へ音源を提供した。

またリズム変容が見られる唱歌の歌詞の分析から、日本語の歌詞が持つ特性そのものがリズム変容に大きく影響しているという点に着目した実験研究の必要性を提起した。一方、実験的実証研究班は、SPレコード音源を用いた印象評価実験と記憶・再生実験を行い、等拍リズムから「ぴょんこ」リズムへの変容の様相の一端を明らかにしようとした。その結果、出版された楽譜が等拍リズムで書かれているにも関わらず、当該時期に録音されたSP音源では、様々な長短パターンによる「ぴょんこ」リズムで歌われた曲を同定することができた。また等拍リズムで聴取したにも関わらず、再生実験時に「ぴょんこ」リズムとして歌唱される傾向があることも確認された。これらの研究成果は、この課題での研究に入る前年度から予備的に行われていた研究成果と共に第8回アジア環太平洋国際音楽教育学会(台北)で口頭発表され、また小川容子によって「等拍リズムからぴょんこリズムへの変容ー印象評価実験と記憶・再生実験をもとにー」(『地域学論集(鳥取大学地域学部紀要)』(第8巻第2号)にもまとめられた。さらに平成23年度の後半期にはリズム変容に関する両班の課題意識が日本語歌詞との関連性に焦点化されたことを踏まえ、共同的な研究の推進を図り、日本語の促音、撥音、拗音、長音を含む歌詞を被験者に与えて自由に旋律を作らせる実験を考案し、約50名の被験者に予備実験を行い、平成24年度に本格的に実施する旋律創作実験に向けた歌詞課題や実験方法の検証を行うことができた。研究に着手した段階でまず、日本語の促音や撥音などによって「ぴょんこ」リズムが生成されるという仮説をたてた。平成23、24年度の2年間の研究ではこの仮説の検証が行われたが、とりわけ促音や撥音がリズム変容に大きく寄与することが明確にされた。またもう一つの仮説である、歌詞内容のイメージによって「ぴょんこ」リズムに変形、或いは変容が生じるという点に関しても、平成24年度の旋律創作実践の結果、検証に値する仮説との確証が得られ、平成25年度に向けて新しい手法の実験が展開されることとなった。このような点で、当初の研究計画が順調に進展されていると判断する。当初の研究計画では実験的実証研究班の領域で数項目の研究計画をたてていたが、歴史的調査研究班の研究成果に基づき、平成23年度は年度の「研究計画・方法」に掲げた諸項目のうち、「等拍」と「ぴょんこ」リズム間の変容に関する仮説を立てて数種類の予備実験を繰り返すという項目を特に重点的に扱い、次年度の本実験のための実験課題と手法の吟味を目指して研究を推進した。この仮説とは即ち、「研究目的」にも記したように、「ぴょんこ」リズムの生成は日本語の促音、撥音、長音などと密接に関連づけられるというものである。予備実験の結果、この仮説がある程度まで検証されている。前年度の促音や撥音を含む、或いは含まない歌詞による自由な旋律創作歌唱実験により、「ぴょんこ」リズムの生成に歌詞とテンポの影響がみられたという研究成果と、その際に明らかとなった課題を踏まえ、平成25年度は特に、等拍リズムとして記憶しても「ぴょんこ」リズムになりやすい傾向が見られることに関して以下の3つの仮説を設定して研究を進める。即ち、(1)「促音・撥音・拗音」が含まれる歌詞は「ぴょんこ」リズムになりやすい、(2)歌詞が持つイメージが「ぴょんこ」リズムを促す、(3)拍頭のアクセントと旋律輪郭のアクセントが一致していると「ぴょんこ」リズムになりやすい、という仮説である。
脳低温による脳保護機構:マイクログリアとニューロンの相互作用及びIL-10の役割

マイクログリアはサイトカインや一酸化窒素(NO)等の産生を介し、脳損傷時のニューロン傷害と密接に関与する。脳(ニューロン)保護作用を目的とした脳低温療法はこれらの産生を軽減させる可能性があるが、その機序には不明な点が多い。報告者は今までに、LPS活性化マイクロクリアからのサイトカインやNO産生が培養温度変化により受ける影響を明らかにしてきたが、臨床により近い状態で活性化させたマイクログリアを用いた同様な研究が望まれてきた。そこで本年度は、脳損傷時に傷害を受けたニューロンやグリア細胞から遊離あるいは放出される内因性のマイクログリア活性化物質、アデノシン三リン酸(ATP)に着目し、ATP活性化マイクログリアから産生されるサイトカインやNOが低温および高温培養下でどのような影響を受けるのか調べた。新生仔ラット(Wistar:1-3日齢)の大脳よりマイクログリアを単離し、ATP(1mM)添加の下、33°C、37°C、39°C下で6時間培養した。培養上清中のサイトカイン(炎症性:IL-6、抗炎症性:IL-10)産生量はELISAで、NO(N0^2-:NOの安定な代謝産物)産生量は比色法で、それぞれ測定した。その結果、IL-6およびNO産生は37°Cに比べ、33°Cでは有意に低値となり、39°Cでは差がなかった。IL-10産生は全ての温度間で差は見られなかった。以上より、ATP活性化マイクログリアにおいて、低温培養は炎症性因子(IL-6およびNO)の産生を抑制するが、抗炎症性因子(IL-10)の産生には影響を及ぼさないこと、一方、高温培養は炎症性・抗炎症性因子の産生ともに影響を及ぼさないこと、が判明した。これらの結果は、脳低温療法による脳保護作用の一機序に早期での炎症性因子抑制が密接に関与することを更に強調した。本研究は、細胞間の生理的ネットワークの観点よりATP活性化マイクロクリアを用い、その機序解明の一端を明らかにしようとした初めての研究である。マイクログリアは一酸化窒素(NO)やサイトカイン等の産生を介し、脳損傷時のニューロン傷害と密接に関与する。脳保護作用を目的とした脳低温療法はこれらの産生を軽減させる可能性があるが、その機序には不明な点が多い。報告者は、今までにリポポリサッカライド(LPS)活性化マイクログリアからのNOやサイトカイン産生が低温や高温下で受ける影響について明らかにしてきたが、本物質は非生理的因子であり議論が多かった。そこで本年度の研究では、脳損傷時のニューロンやグリア細胞から遊離あるいは放出される内因性のマイクログリア活性化物質、アデノシン三リン酸(ATP)あるいはHigh Mobility Group Box(HMGB)-1を用い、マイクログリアの産生するNOやサイトカインが低温および高温培養下でどのように影響を受けるのか調べた。新生仔ラット(Wistar:1-3日齢)の大脳よりマイクログリアを単離し、ATPあるいはHMGB-1添加の下、33°C、37°C、39°C下で各々48時間培養した。培養上清中の炎症性因子(NO^<2->:NOの代謝産物)および抗炎症性因子(IL-10)産生量をそれぞれGriess法およびELISAで測定した。その結果、ATP(1mM)はマイクログリアからのNOとIL-10産生を時間依存的に増加させたが、HMGB-1(1-10μg/ml)は影響しなかった。このATP刺激によるマイクログリアからのNO^<2->産生は、37°Cに比べ、33°Cでは高値を示し、39°Cでは低値を示した。IL-10産生は、37°Cに比べ、33°Cでは低値を示し、39°Cでは高値を示した。以上より、ATP活性化マイクログリアにおいて、1)低温(33°C)下ではNO産生は促進され、IL-10産生は抑制されること、また、2)高温(39°C)下ではNO産生は抑制され、IL-10産生は増加すること、が判明した。これらの結果は、脳低温療法による脳保護作用の一機序にATP活性化マイクログリアからのNO増加とIL-10抑制が関与すること、また、高温下でのニューロン傷害増悪にはNO抑制とIL-10増加が関与することを示唆する。

培養上清中のサイトカイン(炎症性:IL-6、抗炎症性:IL-10)産生量はELISAで、NO(N0^2-:NOの安定な代謝産物)産生量は比色法で、それぞれ測定した。その結果、IL-6およびNO産生は37°Cに比べ、33°Cでは有意に低値となり、39°Cでは差がなかった。IL-10産生は全ての温度間で差は見られなかった。以上より、ATP活性化マイクログリアにおいて、低温培養は炎症性因子(IL-6およびNO)の産生を抑制するが、抗炎症性因子(IL-10)の産生には影響を及ぼさないこと、一方、高温培養は炎症性・抗炎症性因子の産生ともに影響を及ぼさないこと、が判明した。これらの結果は、脳低温療法による脳保護作用の一機序に早期での炎症性因子抑制が密接に関与することを更に強調した。本研究は、細胞間の生理的ネットワークの観点よりATP活性化マイクロクリアを用い、その機序解明の一端を明らかにしようとした初めての研究である。
計算-実験統合型アプローチによる含窒素ヘテロ環式化合物の酵素的合成法の確立

生物に広く存在し、香料や医薬品でもあるピラジン化合物は、非酵素的に産生されると考えられていた。しかし、いくつかの細菌において、ピラジン生合成経路の存在が示唆されている。その生合成経路に関わる酵素を同定・応用利用することができれば、酵素法によりピラジンなどの含窒素ヘテロ環式化合物を合成することが可能になる。申請者は、短鎖型L-スレオニン脱水素酵素(TDH)に加え、新たにピラジン合成酵素(PyrS)を複数の細菌のゲノム上に見出し、PyrSがTDHの代謝物からピラジンを合成することを発見した。そこで本研究では、これら酵素を組み合わせて含窒素ヘテロ環式化合物の酵素的合成法の確立を目指す。
哺乳類の脳機能老化メカニズムの解明を通じた記憶ダイナミズムの理解

健康な人であっても高齢になれば、年とともに記憶機能や認知機能が低下する。我々は、脳の機能老化メカニズムを解明するために、高齢動物やアルツハイマー病モデルマウスを用いた研究を行った。加えて、健康高齢者を被験者としたヒト試験研究を実施した。そして、加齢による脳機能低下に脳組織内の炎症反応が深く寄与することを見出した。脳内に炎症反応が生じると、グリア細胞(アストロサイトやミクログリア)では炎症性サイトカインの産生が亢進し、脳血管においては脳血管関門の機能が低下する。このような変化により、各ニューロンにおいてはシナプス機能が低下し、神経回路ネットワークが変調し、記憶機能や認知機能が低下する。神経炎症を、薬剤などで制御し抑制することによって、低下した脳機能を回復させることが可能であることも判った。また、脳老化に伴う学習・記憶機能の低下メカニズムを調べるために、学習中のマウスの脳回路活動を可視化するオペラント学習タスクfMRI研究法の開発を行った。通常のマウスに比べて、アルツハイマー病モデルマウスでは、海馬や報酬系の脳活動が変化していることが示唆された。海馬の新生ニューロンの機能を阻害したマウスや報酬系に関わるドーパミンニューロンの機能を阻害したマウスを用いて、オペラント学習試験を実施した。逆転学習など、より複雑な認知機能に対する、海馬や報酬系の寄与を明らかにした。オペラントタスクfMRI研究は、脳機能の低下メカニズムを調べ、記憶ダイナミズムを明らかにすることに加えて、意識や情動の面を含めた脳の全体的な認知機能を調べる上でも、非常に重要な研究ツールになると期待された。本研究では最終的に、学習記憶に代表される脳高次機能(認知機能)のダイナミズムやアルゴリズムを知ることを目的とした。そして、海馬や報酬系回路の逆転学習における新たな機能を見出すことにつながった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。記憶機能は加齢とともに低下する。本研究では、記憶機能が低下した脳機能老化モデルマウスを用いて、その記憶機能を通常マウスと比較することにより、記憶機能低下の原因をつきとめる。我々はこれまでに、脳梗塞モデル動物やアルツハイマー病モデルマウスを用いた研究から、記憶機能が低下するメカニズムの一つに脳血管障害を伴う脳組織内炎症があることを見出してきた。そこで本研究では、当該モデルマウスを用いて、機能機能が低下した状態のマウスの海馬からmRNAを抽出し、マイクロアレイ用のアンプルを調整し、通常マウスの遺伝子発現様式と違いを調査した。その結果、炎症に関わる複数の分子群において、その遺伝子発現が変動していること、さらにはGABAやアセチルコリン神経系の遺伝子においても発現変動があることを認めた。また、本研究においては、脳機能老化モデルマウスとして、加齢に伴い海馬新生ニューロンの数が減じることに基づいて、新生ニューロンのシナプス機能を特異的に制御できるマウスを遺伝子組み換えを用いて作成した。そして、この特異的機能阻害マウスを利用し、申請者が新たに導入した高分解能マウス用14.1T-MRI装置を用いて、これらモデルマウスと通常マウスの脳神経回路の構造と機能の違いを明らかにすべく、今年度は、まずはその研究手法の開発を進めた。そのために、マウスより機能MRI画像を取得する方法を確立するとともに、その画像データを解析する方法を整えた。記憶機能は加齢により低下する。哺乳類の記憶機能に関する脳老化メカニズムを解明するためには、遺伝子組み換え技術が完備されたマウスモデルの利用が不可欠であり、マウスの記憶課題遂行中の脳領域の神経活動を俯瞰することができれば、従来にはない新しい知見が得られる。これまでの動物用MRI装置では、空間分解能に加え時間分解能が悪いため課題遂行中のfMRI画像を解析はできなかった。そこで本研究では14.1Tの超伝導磁石を導入することで空間分解能を100 μmレベルに上げると共に、時間分解能を上げる(1.5 s/flame)ことを目指した。国内最高の高磁場性能を持つ14.1T超電導磁石の設置し、並行して傾斜磁場コイル・室温シムコイル・RFコイルを開発・設置して、上述した空間分解能ならびに時間分解能でマウスのfMRI画像を取得することに成功した。今後、本研究の目標である課題遂行中の脳活動の網羅的な可視化を達成するため、オペラント学習中脳活動を観測する非磁性装置の開発並びに最適化を進め、記憶課題遂行中のマウスfMRI解析を展開する。マウスfMRIに関して、平成26年度に設置した14.1T-MRI装置を用いてResting state-fMRI画像を取得し、100μmレベルの空間分解能でfMRI解析画像を得た。そして、記憶の中枢である海馬部位と周辺脳回路との機能的な結びつきを評価する画像解析法を確立した。本画像解析において、1細胞レベルには達しないが、100 μmレベルでの空間分解能があり、海馬の歯状回(DG)とCA3の違いを描出することができていることから、学習記憶形成時の海馬回路のダイナミズムを解析することが可能なレベルとなっている。本研究で取り組む『覚醒状態で学習中のマウスより脳活動をfMRIで記録する研究』は、世界的に見ても例はない。

マウスの学習記憶時の脳回路活動を調べるためには従来の20 s/flameに対して時間分解能をあげたfMRI解析が必要であり、超高磁場14.1T-MRIの利用が不可欠となり、本研究では1.5 s/flameでの画像取得を達成した。また覚醒状態でマウスをMRI装置内に留め置き、オペラント学習を実施させ、その最中のfMRI信号を取得するために最適化した『オペラント学習fMRI信号取得装置』については本研究で世界に先駆けて独自に開発した。fMRI解析のセットアップならびに条件設定については既に完了をした。オペラント学習fMRI装置の調整が完了した。今後は、この装置を活用して学習記憶に関わる脳回路のあぶり出しを進める。アルツハイマー病モデルマウスの記憶機能の低下を確認し、その後組織評価を行った結果、ミクログリアの活性化を伴う脳内炎症反応が生じていることを認めた。これらの変化に呼応するシグナル伝達機構を明らかにするために、記憶機能低下に直接的に関与する遺伝子の同定を進めた。加齢や疾病により記憶機能が低下する原因として、ミクログリアの活性化を伴う脳内炎症反応により、神経回路の活動にバランスの乱れが生じ、この回路の変調により記憶機能が低下することが推定された。記憶低下に関わる候補遺伝子として、炎症関連遺伝子(P2Y1)、炎症性ケモカイン遺伝子群、そしてアルツハイマー病リスク遺伝子(ApoE4)があげられた。これらの遺伝子のはたらきを調べるために、前述したアルツハイマー病モデルマウスとの交配実験を行い、記憶行動試験の実施に必要な充分数のマウスを確保した。また、本研究ではマウスのfMRI解析を広く進めて行くために、新生ニューロンやドーパミンニューロンに限ってシナプス伝達を特異的に制御できる遺伝子改変マウスを準備し、これらのモデルマウスの記憶試験と脳fMRI画像研究を並行的に研究する準備を整えた。本研究領域においてドーパミンが学習記憶を担う最重要分子であることをショウジョウバエで見出しているが、その影響をマウスでかつ全脳レベルで解析することは行われていない。ドーパミンニューロンの機能不全はレビー小体型認知症においても指摘されており、脳機能老化メカニズムの一つにドーパミンニューロンの機能不全があると予測される。さらに本研究では、モデルマウス研究に加えて、ヒト高齢者が参加するヒト試験を実施し各種の記憶検査を行い、加齢による記憶機能低下の原因に脳内炎症反応があることをヒト試験においても見出すことができた。本研究においては、アルツハイマー病原因遺伝子であるAPP/PSENダブルトランスジェニックマウスに高脂肪食を給餌する糖尿病併発型アルツハイマー病モデルマウスを用いた。このアルツハイマー病モデルマウスの記憶機能の低下を海馬依存的な記憶課題である水迷路学習と文脈恐怖条件付け学習の二つで確認した。その後、記憶の中枢である海馬の組織染色評価を行った結果、アストロサイトならびにミクログリア細胞の活性化を伴う脳内炎症反応が生じていることを認めた。また、アミロイドβペプチドの蓄積が亢進していることを認めた。その候補遺伝子として、炎症関連遺伝子であるプリン受容体P2Y1があげられた。この遺伝子のはたらきを調べるために、前述したアルツハイマー病モデルマウスとP2Y1受容体欠損マウスの交配を行い、記憶行動試験を実施した。
日本金石学・金石学史の基礎的研究

本年度は物品に関しては、前年度と同じく日本・中国の金石学関係の基本図書、日本史関係の基本図書の収集に務めた。一方、これまで収集した諸史料・文献は継続して研究中である。出張に関しては(1)三重県教育委員会(但し、公費)、(2)水戸方面、(3)日光東照宮、(4)蓬左文庫・神宮文庫、(5)大阪天満宮文庫、和歌山県長保寺の5回であり、(1)は後掲『梵鐘』誌論文のため、(2)は水戸に関わる墓誌などの調査で、院生を助手役で同行、(3)は東照宮朝鮮鐘の調査で、近年中に論文にまとめる予定であり、(4)は後掲群馬大学紀要論文のためで、(5)は後掲群馬大学紀要ならびに紀伊徳川家の墓誌の調査のためであった。本年度発表論文の後掲『梵鐘』誌のものは年来手がけてきた群馬県下の梵鐘研究の一環で「群馬県梵鐘年表稿」(『群馬大学教育学部紀要』人文・社会科学編47巻、1998)をふまえたものである。『群馬大学研究紀要』論文は、今回の科研費の課題である日本金石学史上、従来、取りあげられることのなかった米谷金城とその『墓碑考』を紹介分析したもので、研究継続中の西田直養などとともに今後発展させる課題である。この外、『梵鐘』誌に全錦雲「日中梵鐘の比較研究上」を翻訳し、また昨年度、国士館大学で講演した内容が「中国の墓誌」(『国士館大学東洋史学』2号)として掲載された。また本年3月に明治大学博物館でおこなわれた「顔真卿と近年発見の石刻シンポジウム」ではコメンテーター・司会をつとめ日本の墓誌についても発言した。4年間の研究期間中の成果はさしたるものではないが、今後、収集した諸史料・文献をふまえ、研究を継続深化し、日本金石学史を体系化するとともに個別の金石についても研究成果を発表する予定である。本年度はパソコン一式、スキャナー、デジタルカメラなどを購入できたので、研究室の機能が格段に進歩した.また基本的な金石学関係図書や工具書もある程度は購入できた外国旅費で北京大鐘寺古鐘博物館を調査し、同館蔵支那鐘のかなりの部分を銘文を中心に撮影した。鐘銘を釈文することが目的であるが、拓本ではないので、細かな文字については再度の調査が必要である。現在、重要な鐘銘の釈文作業を継続中である。本年度は国内旅費で東京の、都立中央図書館加賀文庫、無窮会専門図書館、早稲田大学中央図書館特別資料室などの金石関係図書や資料の調査を重点的に行い、ある程度は写真やコピーをとり、江戸時代の金石学研究の一端を理解し得た。本年度は金石の実物を調査する機会はなかったが、私費で島根県津和野亀井家墓地の石碑に関わる資料を購入できた。この石碑は中国風の形制の石碑であり、中国風のものが日本で造立された背景を知る上で貴重であり、現在、分析中であるが、実物の調査の必要がある。また日光東照宮から同宮の朝鮮鐘調査の依頼があり、これに関わる朝鮮通信使関係の資料調査を進めている。これもまた実物の調査の必要がある。本年度の研究発表としては後掲の『駒沢史学』掲載の「貴州省の日本人教習と陽明祠の三島中洲詩碑」がある。

外務省外交資料館蔵の資料をふまえたものであり、平成10年度12年度の科研基盤研究(C)(2)「明治十年代の日中文人の交流」とも関わる内容である。本年度は物品に関しては金石学関係の基本的図書や目本史関係の基本図書の蒐集につとめた。近年、特に日本の古代の金石への関心が強まりつつあり、関係図書の出版も多く、それらをある程度、購求できたのは幸いであった。昨年度にコピー、複写をした諸史料は継続して読解中である。本年度は公費と科研費により、6月に島根県津和野の津和野神社の亀趺碑、仙台の魯迅の碑、9月に島根県益田市の柿本神社の亀趺碑、10月に奈良の柿本人麻呂関係の石碑、11月に島根県立博物館寄託の西善寺支那鐘、本年2月に兵庫県明石市の柿本神社の亀趺碑などの調査をし、それらのうち、魯迅の碑については後掲の論文となり、津和野の亀趺碑は群馬大学の紀要に掲載予定である。柿本人麻呂関係の亀趺碑を三碑調査したことになり、いづれ論支(仮題「柿本人麻呂に関わる亀趺碑」)にまとめる予定であり、また来年度の調査をふまえて日本現存支那鐘の報告(仮題「日本現存支那鐘鐘銘集成稿補遺」)を発表する予定である。口答発表としては津和野の亀趺碑について7月の社会文化史学会第41回大会(於筑波大学東京キャンパス)で、同9月の無窮会東洋文化談話会第48回研究例会(於無窮会)で発表した。一方、昨年度の科研費で調査した北京・大鐘寺古鐘博物館が承弁単位で、9月に北京で開催された首届北京国際古鐘文化交流検討会(主弁単位:中国人民対外友好協会・北京市文物局於北京・和敬府賓館)に、諸経費はすべて主催者側負担で招請され、「在日本的各種型式的古鐘」を発表し、中・日・韓・仏などの研究者と学術交流をした。この学会参加については科研費を使用しなかったが、検討会の内容は本研究課題にそうものである。この発表は後掲の論文集に掲載され、その内容には科研費が用いられている。本年度は物品に関しては、前年度と同じく日本・中国の金石学関係の基本図書、日本史関係の基本図書の蒐集につとめた。一方、これまでに蒐集した諸史料・文献は継続して解読中である。本年度は多忙なため科研費による出張は二回のみであった。12月に北九州市立中央図書館、本年1月に福岡県立図書館を訪ね、江戸末の小倉藩士で、日本最初の『金石年表』の作者である西田直養に関わる図書を閲覧・撮影して史料収集をし、また西田に関わる遺趾を訪ねることができた。『金石年表』に関しては既に「西田直養の『金石年表』と「古物金石相撲」-『金石年表』関係事項一覧-」(『群馬大学教育学部紀要』人文・社会科学編53巻2004年)を発表しており、これをふまえ本研究の最終目的である日本金石学史研究の基礎作業として既存金石関係年表の集成を意図しているが、この出張はそのためのものである。本年度の発表論文は後掲の「徽宗の御碑」と「江戸時代の墓誌」の2本で、後者は拙稿「明治時代の墓誌」(『澄懐堂美術館研究紀要澄懐』第1号2000年)の続編であり、今後、時代を遡って中世・古代へと日本の墓誌研究を意図している。後者の課題に関しては、11月14日に国士館大学東洋史講演会での「中国の墓誌」という講演でもふれ、11月26日には澄懐堂美術館秋期展講演で「日本近世の墓誌」と題して講演し、本年1月28日には財団法人無窮会の東洋文化談話会例会で「江戸時代の墓誌」と題して研究発表をおこなった。また3月28日には明治大学博物館の特別展示「新収中国石刻貴重拓本展II」に際しての大学院生へのセミナーで「王琳墓誌の問題点」と題して話し、日本の墓誌にもふれるところがあった。本年度は物品に関しては,前年度と同じく日本、中国の金石学関係の基本図書,日本史関係の基本図書の蒐集につとめた。一方,これまでに蒐集した諸史料、文献は継続して研究中である。
骨髄幹細胞を用いた組織修復およびリモデリングの促進とその分子調節機構の解明

本研究課題で以下の結果を得た。1.骨髄幹細胞が歯根膜構成細胞および歯髄細胞に分化することを確認した。2.骨髄由来幹細胞はリモデリングの盛んな部位に生着することを示した。3.傷害性刺激を加えた歯根膜組織ではRunx2、Msx2、ALPの発現に加え、HSPや神経内分泌関連因子の発現増強があった。4.歯科矯正治療法の改良や新手法の開発、外傷の効果的な治療法につながる結果を得た。歯科矯正学的牽引モデル動物および歯周組織損傷モデル動物の作製を行い、歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を前年度に引き続き行った。歯科矯正学的牽引時における歯周組織の変化において、歯根膜組織への力学的刺激が引き起こす骨芽細胞の分化を免疫組織化学的に詳細に検討した。また、歯周組織損傷モデル動物では、歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化にHSPsや神経内分泌関連因子が密接に関与していることを示した。骨髄幹細胞の歯牙および歯周組織細胞への分化能に関する研究では、骨髄幹細胞が骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認しているが、これらの前駆細胞となる骨髄幹細胞は、組織により生着の度合いが異なり、主にリモデリングが盛んな組織に生着しやすい事を示した。この結果は、歯科矯正学的牽引モデル動物を用いた実験において示された、メカニカルストレスを受け、リモデリングが盛んな歯根膜組織に骨髄幹細胞由来の細胞が多数存在していることとも一致する。これら一連の研究結果により、人為的に骨髄由来幹細胞を所定の場所へ供給することが可能であることが示された。適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を歯周組織に加えることにより、効率的な幹細胞の局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復の促進、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えられる。得られた結果は歯周組織の修復、再生を効果的に行う治療法や新規矯正学的治療法の開発につながると考えている。申請者らは引き続き効果的な幹細胞誘導法を検索中である。これらの結果より適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を歯周組織に加えることにより、効率的な幹細胞の局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復の促進、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えられ、実際にこれら幹細胞の局所誘導という実際的なアプローチを行うことができた。これらの結果は骨髄幹細胞を用いた組織再生や修復を効果的に行う治療法開発の具体的な一歩となった。現在までに、歯科矯正学的牽引モデル動物および歯周組織損傷モデル動物の作製を行い、歯周組織を構成する細胞ならびに骨髄幹細胞の生体内における動態と分化に関する研究を行ってきた。歯科矯正学的牽引時における歯周組織の変化では、メカニカルストレス付与後の牽引則において歯根膜線維芽細胞および骨芽細胞にRunx2、Msx2、ALPの局在と陽性反応増強を確認し、歯周組織への力学的刺激が骨芽細胞の分化促進に働くことを明らかにした。また、歯周組織損傷モデル動物では、歯周組織の恒常性維持や組織修復、細胞分化にHSPsが密接に関与していることを示した。骨髄幹細胞の歯牙および歯周組織細胞への分化能に関する研究では、骨髄幹細胞が骨芽細胞、破骨細胞、歯根膜線維芽細胞、および歯髄細胞に分化することを確認し、これらの前駆細胞となる骨髄幹細胞は、歯周組織では主にリモデリングの盛んな部位に生着することを示した。この事は骨髄幹細胞を用いた歯周組織再生への可能性を示している。

また、歯科矯正学的牽引モデル動物を用いた実験において、矯正学的牽引時の歯根膜組織では、骨芽細胞や破骨細胞に積極的に分化誘導され、当該領域の骨髄幹細胞の機能解明を行ったところ,メカニカルストレスを受け積極的に歯周組織のリモデリングが行われている部位に骨髄幹細胞由来の細胞が多数存在していることが確認された。この結果により人為的に幹細胞を所定の場所に供給できる可能性が強く示唆された。適切な強度のメカニカルストレスもしくは傷害性刺激を歯周組織に加えることにより、効率的な幹細胞の局所への誘導、歯周組織リモデリングや修復の促進、および効率的な矯正学的歯の移動が可能になると考えられる。今回得られた結果は歯周組織の修復、再生を効果的に行う治療法や新規矯正学的治療法の開発につながると考えている。申請者らはさらに効果的な幹細胞誘導法を検索中である。GFPトランスジェニックマウス由来骨髄移植マウスの作製、歯周組織損傷モデルおよび歯科矯正学的牽引モデルマウス(歯科矯正実験モデルマウス)の作製ともに成功し、これらの実験動物を用いて順調に実験を行っている。また、歯周組織のリモデリングと外傷性ストレス時の組織修復や再生に関わる因子の検討、矯正学的治療によって生じる歯周組織の変化と骨髄由来幹細胞の動態の詳細な検討を行った。こられの研究から骨髄幹細胞を用いた組織修復・再生法の基礎になる重要な結果を得る事ができた。現在は効率的な骨髄幹細胞の末梢組織への誘導法の研究にも着手している。また、これらの研究成果は学術雑誌と国内外の学会発表で出版公表しており、実施計画の点からも公費研究としての観点からも順調に進展している。平成23年度は、歯周組織のリモデリングと外傷性ストレス時の組織修復や再生に関わる因子の検討と矯正学的治療によって生じる歯周組織の変化と骨髄由来幹細胞の動態の詳細な検討を行った。これらの研究成果は学術雑誌と国内外の学会発表で出版公表しており、実施計画の点からも公費研究としての観点からも順調に進展している。研究の進展が順調であるので、骨髄移植マウスを用いた組織修復、リモデリング、再生における骨髄幹細胞動態の解析を引き続き行うことに加え、特に骨髄幹細胞の局所誘導と分化誘導に関する知見を得るため、組織学的な観点から詳細な検討を加えていく。これまでの研究で、神経系の細胞と骨髄幹細胞誘導に密接な関係があることが明らかになってきたので、この点も追加で詳細な検討を加えていきた。また、これをふまえ、歯科矯正治療法の開発に必要な知見や、外傷による組織傷害の修復に関する新規治療法の可能性についても検討したい。当初の計画どおり、組織修復、リモデリング、再生における骨髄幹細胞に動態をさらに詳細に分析する。特に骨髄幹細胞の局所誘導と分化誘導に関する知見を得るため、組織学的な観点から詳細な検討を加えていく。これにより効果的な歯周組織再生治療法や新規矯正治療法の開発に必要な知見を得る。また、これらの技術の発展応用となる外傷による組織傷害の修復に関する新規治療法の可能性についても検討したい。研究費は問題なく使用している。次年度使用額が生じた大きな原因は、当該年度の旅費の支出が予想以上であったため、その他およ物品費の支出を意図的に抑え込んだ事による。今年度は研究成果の公表等に次年度使用額を充てていく予定である。
内殻角度分解光電子線二色性による多極子活性局在4f電子構造の温度依存性解明

強相関希土類化合物において、結晶場分裂によって生じ局在多極子の起源となりうる異方的4f電荷分布=軌道対称性の直接的な決定は実験的に従来困難だったところ、我々は内殻"角度分解"光電子線二色性から直接的な決定が可能であることを発見した。本研究ではこれまでの研究を加速させ、当該年度には四極子秩序を示すDyB2C2の光電子線二色性の温度変化測定に成功した。ここで、磁場などを印加しない状態においては四極子秩序転移による光電子線二色性の変化は観測できなかった一方で、より高温側では50 K以上の100 Kで初めて温度変化を観測した。これは第一励起状態が100 K程度のオーダーにあることを示している。また、実験が先行していたところ、内殻光電子線二色性を定式化し、さらに群論的考察およびスペクトル理論計算を通じて、より対称性の高い立方対称下においてはd内殻励起光電子の観測が必須でありp内殻励起光電子では線二色性が生じないことを明らかにした。圧力誘起超伝導体でありこれまで多くの研究が進められているCeCu2Ge2についても光電子線二色性の測定に成功し、解析の結果Jz = ±3/2とJz = ±5/2がほぼ同程度寄与しGeサイトに電荷分布の伸びたΣ-type Γ7対称性にあることを明らかにし論文発表した。さらにはこれと同じ結晶構造を取るも常圧では量子臨界的な振る舞いをみせず混成の強い価数揺動状態にあると考えられるYbNi2Ge2については、上記とは異なり遷移金属サイトに電荷分布の伸びたΠ-type Γ7対称性にあることを発見した。Pr化合物については、計画研究班との共同研究によってPrBe13がΓ1対称性をもつことを実証した。これで、立方晶Pr化合物では昨年度までに得られたPrIr2Zn20、PrB6の成果と合わせて実際に取りうるすべての対称性に対応した線二色性の観測に成功した。Ce, Pr, Yb化合物で光電子線二色性による軌道対称性決定がかなり進んできたこと、およびDyB2C2の温度変化測定に成功し申請時の大きな目的である温度変化測定を実現しつつある状況は予想どおり順調に進んだと言える。また、まだ再現性の点で若干不安はあるもののPrB6の磁場中光電子分光による反強磁性転移前後の温度変化測定にも着手しつつある。さらには光電子線二色性を定式化できたことで、原理的にはこの現象が一部元素によらず観測しうることを明らかにした。以上の点から本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。Pr化合物については本命ともいえるPrスクッテイルダイトの温度変化による相転移前後の線二色性変化観測準備が整ったといえるので今後積極的に測定を進めていく。またSm化合物においてはSmCu2Si2について測定が完了し論文化を進めていくが、合わせてSmPt2Si2の測定に着手し、これも相転移前後の線二色性変化を捉える。これらについては今後の若手研究者育成も見据え、研究協力者である博士後期課程大学院生(学振DC2採択)の浜本の協力も得ながら進めていく。さらには測定効率向上をはかるため、ダイヤモンド位相子を真空中で行えるよう実験環境の改善も進め、データのスループット向上にむけても尽力する。

Ce, Pr, Yb化合物で光電子線二色性による軌道対称性決定がかなり進んできたこと、およびDyB2C2の温度変化測定に成功し申請時の大きな目的である温度変化測定を実現しつつある状況は予想どおり順調に進んだと言える。また、まだ再現性の点で若干不安はあるもののPrB6の磁場中光電子分光による反強磁性転移前後の温度変化測定にも着手しつつある。さらには光電子線二色性を定式化できたことで、原理的にはこの現象が一部元素によらず観測しうることを明らかにした。以上の点から本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。Pr化合物については本命ともいえるPrスクッテイルダイトの温度変化による相転移前後の線二色性変化観測準備が整ったといえるので今後積極的に測定を進めていく。またSm化合物においてはSmCu2Si2について測定が完了し論文化を進めていくが、合わせてSmPt2Si2の測定に着手し、これも相転移前後の線二色性変化を捉える。これらについては今後の若手研究者育成も見据え、研究協力者である博士後期課程大学院生(学振DC2採択)の浜本の協力も得ながら進めていく。さらには測定効率向上をはかるため、ダイヤモンド位相子を真空中で行えるよう実験環境の改善も進め、データのスループット向上にむけても尽力する。研究協力者である博士後期課程大学院生が学振DC2に採択内定
粘土鉱物クロライトの沈降特性とゼータ電位に関する基礎的研究

クロライトは、スメクタイトやイライトと同様に、海底堆積物中に一般的に存在する代表的な粘土鉱物である。著者らは、従来より諌早湾粘土と有明干拓粘土の沈降特性を実験的に明らかにしてきた。これら2種類の有明粘土においても、クロライトは、スメクタイト、イライト、カオリナイトに次いで比較的多く存在する粘土鉱物である。粘土の沈降特性に関する既往の研究においては、1:1型粘土鉱物としてカオリナイト、2:1型粘土鉱物としてモンモリロナイト、非晶質粘土鉱物としてアロフェンを使用した研究がほとんどである。本研究では、クロライトを試料土として基礎的な沈降特性とゼータ電位に関する実験を行い、著者らの既往の成果との比較検討を行うことを目的とする。今年度は、クロライトの分散・凝集特性を把握するために、試験管に試料土とNaOH溶液、NaCl溶液、HCl溶液を適宜加えて初期含水比6000%の泥水を調製し、分散と凝集の判別実験を行った。この場合、比較の対象としてカオリナイトとモンモリロナイトを使用し、同様の実験を行った。その結果、カオリナイトは、pHが10以上であれば凝集状態から遷移領域に移行するが、完全な分散状態は得られなかった。一方、モンモリロナイトは、pHが3以下であれば分散状態から遷移領域に移行するが、完全な凝集状態は得られなかった。これに対して、クロライトは、実験を行った塩濃度およびpHの範囲内においては明らかな凝集状態を示し、遷移領域も示さなかった。また、これら3種類の試料土についてpHを一定の7とした場合についてゼータ電位の測定を行い、カオリナイトでは-20mV-25mV、モンモリロナイトでは-30mV-35mV、クロライトでは-5mV-15mVの値を得た。この結果、実験を行った3種類の粘土鉱物においては、クロライトが最も凝集性が強く、これが有明粘土中に存在する場合は、凝集速度や沈降速度を早める要因となることが示唆された。
低次元量子反強磁性系の磁気的低エネルギー励起とその光学的性質に関する理論計算

磁気励起による光学的性質の研究は実験面・理論面の両面において、反強磁性スピン系の本質を理解する上で、極めて重要な知見を与えてきた。本研究では特に強い量子効率を持つ低次元系を対象として、磁気的な低エネルギー励起をスピン波描像で表現し、その光学的性質を理論計算によって調べた。着目した系は、相互作用の競合によってスピン配行が、従来よく知られているような反平行にならず、多副格子構造をなす場合(Non-collinear構造)である。このような系では磁気異方性の効果が量子効果と深く関係しているので、それを精密に取り込んで調べた。また、このような系における磁場中での磁気的低エネルギー励起についても弱磁場から磁化の飽和する強磁場までを統一的に調べた。以下具体的に示す。□1.多副格子反強磁性体における光散乱の理論を、結晶の対称性との関連を明らかにしつつ、Holstein-Primakoff変換に基づいたスピン波表現に基づいて理論的に検討して整理した。□2.マグノン分散を求め、交換散乱メカニズムに基づいてラマン散乱スペクトルをNon-collinear系の特異性という観点から検討し、具体的に光学スペクトルを再構成する方法を整理し、実行した。□3.さらに、強磁場中の場合は以上のマグノン励起の描像がどのように変わるかという問題にさかのぼって、実験的研究との比較を行いつつ調べた。ここまでの結果は文献1(Y.Watabe他)に公表した。さらにいくつかの論文を投稿中及び準備中である。□4.また、ここで述べた低次元量子スピン系は銅酸化物超伝導における電子状態と密接な関係にあるが、2次元スピン系の自由度にを反映した相互作用による強結合超伝導現像についても具体的な計算で調べ、文献2(N.Sue他)で公表した。□5.さらに強磁場中での2次元強結合超伝導についても具体的に調べ、文献3(H.Goto他)に公表した。以下具体的に示す。
咀嚼運動による唾液腺由来ＢＤＮＦの抗うつ効果についての解明

唾液腺由来BDNF強発現マウスを用いて、open fieldtestおよび高架式十字迷路により行動生理学的変化を検討を行い、openfield testにおけるcenter侵入回数・滞在時間が、高架式十字迷路においてはopen arm侵入回数がTgマウスで有意に高かった。以上より、唾液腺産生BDNFが中枢へ移行することで抗不安効果を発揮することが示唆された。Tgマウスの唾液腺BDNFは、中枢神経に移行し抗不安作用を示す可能性が示されたが、ヒト咀嚼運動では唾液BDNFの増加について必ずしも現時点で、増加する証明は得られていない。今後、ヒト唾液腺BDNFの抗うつ作用について検討が必要である。咀嚼運動における唾液腺BDNF発現調節メカニズムについての分子細胞生物学的解明1.ラット顎下腺における咀嚼運動時増加するATPレセプターサブタイプの決定とそのレセプターの刺激によってBDNFが増加することを明らかにする。成果:1)ラット顎下腺におけるATP受容体のうち、どの亜型の発現が認められるか検討したところP2Y2およびP2X4レセプターが重要であることが明らかとなった。さらに、それらの唾液腺における局在はductalcellであり、BDNFの局在と一致した。2)(1)で増加するATP受容体がBDNFの発現に影響を与えるか、唾液腺由来培養細胞株HSGを用いて、P2Y2およびP2X4レセプターに対するantagonist添加をしたところ、BDNF発現レベルが増加することが明らかとなった。2.ATPレセプター刺激によるBDNFエクソンmRNAとプロモーター活性の決定成果:ATP刺激による転写産物の種類を同定したところ、エクソンIV-IXが同定された。さらにぴ路モータ活性も高まった。さらにこのプロモーターの活性にはCREBが関与することが示唆された。3.ATPレセプター刺激による細胞内シグナル伝達経路の決定成果:ATPレセプター刺激後に生じる細胞内シグナル伝達経路に対するinhibitorを用いて、BDNFエクソンmRNAが減少するか確認した。特にPKCが重要な役割を果たすことが示唆された。唾液腺由来高BDNF血症マウスによる抗うつ効果の行動学的・分子生物学的解明1.唾液腺由来BDNF高血症マウスを用いて、うつ病モデルであるポーソルト強制水泳試験を行った。強制水泳試験において無動時間(うつ状態のマウスは長くなる)をコントロールマウスと比較したところ、無働時間が短い傾向が認められ、唾液腺由来BDNF高血症マウスは抗うつ傾向があることが示唆された。2.このマウスにおいてBDNFレセプターであるTrkBのリン酸化の状態を検討したところ、1で認めた抗うつ効果がTrkBの活性化によるものである可能性が示唆された。3.BDNFにおけるTrkBレセプターを介した抗うつ効果は、Akt/PKBのリン酸化後の神経保護作用と報告されていることから検討したところ、Akt/PKBのリン酸化に関しては今後の検討が必要であった。うつ病患者における唾液BDNFと病勢との関連についての解明ヒト唾液にはBDNFが含まれていることが報告されているが、うつ病患者の唾液BDNFの測定の報告は現在までにない。そこで、うつ病患者における唾液BDNF量を検討した(慶応大学との共同研究)。1.インフォームドコンセントに基づき了解の得られた被験者は、米国精神医学会の基準により判定されたうつ病患者を選択し、咀嚼運動時の唾液採取を行い、うつ病の無いコントロールと比較した。また統合失調症、双極性障害も比較検討した。しかし、咀嚼運動では唾液BDNF量は、有意な増加を認めなかった。2.LC-MS/MS解析を行いBDNF総量および成熟型・未熟型の存在様式を検討したが、明らかな変化は認められなかった。ヒトにおける血中BDNF量および唾液BDNF量の咀嚼運動の影響についての解明本申請の目的は、唾液腺に認められるBDNFがどのような役割を持っているか明らかにするため、その基礎的研究として平成23年度は、唾液腺におけるBDNFの発現メカニズムを検討した。その結果、BDNFはATPレセプターを介して発現が増加することが明らかとなり、咀嚼運動がATPレセプターの増加に関連していることを突き止めた。その研究を受けて平成24年度は、ヒトにおける検証を行うというのが目的である。すなわち、ヒト唾液中におけるBDNF量は咀嚼運動で増加するかどうかを検討した。これまでに、歯科的な問題がなく全身疾患もない成人男性の検討を行った。咀嚼運動は、無味無臭ガムにて5分間、10分間、20分間行い採取した唾液について、ELISAを用いて解析した。その結果、唾液BDNFは時間依存的に増加傾向を示したが、血中BDNFはほとんど変化が認められなかった。

特に成熟型のBDNFが検出され未熟型は明らかでなかった。唾液BDNFが血中に移行するには長時間が必要と思われた。唾液腺BDNF発現調節に対する抗うつ薬の効果についての解明ATP受容体を介するBDNF発現増加のメカニズムに対して、抗うつ薬の影響を検討した。抗うつ薬を投与されると血中BDNFの量は増加することが報告されており、唾液腺における発現にも影響するかもあわせて検討した。抗うつ薬を連続4日投与し、唾液腺組織内濃度および血中濃度をELISAで検討した。その結果、唾液腺組織内濃度はほとんど変化が認められなかったが、血中濃度は増加傾向を示した。また、唾液腺組織におけるATPレセプターへの影響もほとんどなかった。概ね順調であり、予想通りの結果となっているが、その結果の検証までの時間がなく、追試ができていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。ヒト検体の採取数が少ないことから、継続的にサンプル数を増加させるよう研究を進めることで、達成度は飛躍的に高まると思われる。平成24年度は、平成23年度出された結果の検証と同時に、平成24年度に当初計画されている研究計画を進める予定である。大きな障害等は現在のところない。ヒト検体を増加させるために、インフォームドコンセントや同意を十分取る配慮を行いながら、学生などに呼び掛け協力を得ることを行う。