hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表面を媒体とするモレキュラーインプリンティング不斉金属錯体触媒の創成と制御

本研究は、表面を媒体としてMolecular Imprinting(分子刷り込み)不斉触媒を開発し高次不斉触媒機能の創出を図ることを目的とする。本研究において新規不斉バナジウム固定化錯体触媒の設計と2-ナフトールの酸化的カップリング反応に成功した。2,2'-Dihydroxy-1,1'-binaphthyl (BINOL)は、binaphthyl基を骨格とする様々な不斉配位子の直接原料であり、需要の高い重要な物質である。安価な2-ナフトールの酸化的カップリング反応によって合成されるが、その用途から触媒的に不斉合成できることが強く望まれている。しかしながら、その不斉触媒反応はCu, Ru, Vの不斉錯体を用いた均一系反応の数例が報告されているのみで、工業的にも有利な不均一系での不斉カップリング反応は現在までに全く報告されていない。また、一般に均一系不斉錯体を単に担持したものでは、触媒性能は大きく減少するのみであり、不均一系触媒の設計には表面を利用した独自の戦略が必要となる。本研究では、アミノ酸骨格の不斉3座配位子を有する不斉バナジウム単核錯体をSiO_2表面に固定化し、その配位子の表面上における反応を選択的に制御することにより、2-ナフトール不斉カップリング反応に最高90%の高い不斉収率を示す新規高活性表面Vダイマー構造の創出に成功した。
fMRI・機械学習・形態測定学を融合した言語学習脳の構造的・機能的変化予測モデル

本研究では、心や脳が概念をどう処理するかを解明するニューロイメージングにおいて、神経的・認知的状態判別のための機械学習法(MVPA)を意味処理、言語切替に適用した研究を行った。特に、fMRI実験にあたり、各個人が持つそれぞれが個性的で特異な意味空間のモデリングを行う総合的なアプローチが重要であると言う観点から、レビュー論文をBehaviormetrika誌に発表した。またPLoSONE論文では、MiF(逆マルコフ逆F尺度)という計算法を提案し、連想概念辞書など小さな意味ネットワークを利用しても、単語に関する連想タスクを行う脳の反応を有意な精度で予測することができることを証明した。超高齢化社会を迎え,脳の可塑性に関して現在関心が高まっている。学習効果がもたらす脳の変化を検出するVBMという手法や、fMRI脳データに機械学習を適用し、未知の刺激に対する脳反応を予想するMVPAという手法が注目されている。研究代表者は、東京工業大学大学院社会理工学研究科に設置されたfMRI装置の管理者の一人として、本fMRI装置を利用し、言語刺激によるfMRI賦活データの認知数理モデルの構築実験を行っている。それにより、人間の言語における認知的な活動においては、単にひとつのタスク関連領域が賦活するのみならず、様々な部位の、それ自体説明が難しい部分的活動が連動的に関与していること、またタスク方略の違いから来る個人差があることが解明されつつある。特に言語刺激に対する脳のfMRIデータの機械学習と意味連関の複雑ネットワークの融合という観点では、言語の意味ネットワークに対応する脳の賦活ネットワークを明らかにすると言う目標に一歩進み、複雑ネットワークを用いたfMRIデータの機械学習モデルについて、PLos One誌に掲載が認められ、現在刊行待ちである。複雑ネットワーク上の2つの点の間の距離指標として、測地的情報と共起的情報を融合したMiF(Markov inverse F-measure;マルコフ逆F尺度)という計算法を新たに提案し、それを連想概念辞書から抽出した意味ネットワークに適用したところ、言語コーパスとしてきわめて小さなデータサイズにもかかわらず、MiF距離行列を用いると、Mitchell(2008)によるfMRIデータの機械学習モデルを改良でき、単語に関する連想タスクを行う脳の反応を有意な精度で予測することができることが判明した。我々は、脳の意味処理をめぐるfMRIデータに対し、非常に小さい単語連想辞書EATの意味ネットワークから計算したマルコフ逆F尺度(MiF)値行列を適用すると、脳の反応が、小さなコーパスサイズでも従来の方法より高い78%の精度で推定できることがわかった。さらに、単語連想辞書の意味ネットワーク、すなわち単語と単語の間の概念の関連関係を表すネットワーク(グラフ)を、単語の意味処理を行う脳神経内の同時賦活ネットワーク(グラフ)に投影させる手法を提案し、異なるネットワーク(グラフ)間の関連性を解析する糸口を見出した。本研究課題にあっては、言語習得の過程において、教育と言う形での「介入」の効果をいかに計測するかが重要な課題である。人間の脳活動とその神経基盤を解明するにあたり、そうした熟達過程における能力獲得と脳の可塑性(plasticity)が本研究の当初からの目標であった。そのため、「経験と学習が様々な認知分野でもたらす脳変化(発達・成長)を捉える事が重要となる。しかし、VBM(Voxel-Based Morphometry)という、ニューロン生成による関与部位の容積・密度の差の測定は、有意傾向にとどまり、またその面で貢献を期待された分担者の高野裕治氏も科研応募資格のない職に転出された。新しく研究分担者として染谷芳明氏が追加されたのち、複雑ネットワークの脳画像解析への応用である安静時機能連結:(RSFC)が、本課題の中心テーマである「介入による脳の可塑性をとらえる形態測定学」においても予想を超えた拡がりと発展性を見せた。それをふまえて、言語活動とその神経基盤を共有している低次の知覚・運動系まで射程に取り入れ、介入前後のfMRIデータから脳内の多岐に亘るネットワーク構造を解析する方向に2015年度は重点を置き、実験参加者ごとに介入以前以降の2セッションでfMRI実験をおこない、機能的変容をネットワークモデルのレベルで解析を行った。RSFCのデータ解釈の必要上、言語学習脳の高次機能だけに限定することなく、言語活動とその神経基盤を共有し(乗り入れ)ている低次の知覚・運動系まで射程に取り入れ、言語学習による変容をそれらの神経基盤の中に位置づけられるよう、より発展的に研究を展開することができた。より広い視野で、感覚・運動・言語の刺激に応じて、介入以前以後のネットワーク変容を解析する最適な手法の開発を進めるに至った。この研究においては、日本人の英語学習者を対象に、外国語である英語の動作表現文の意味処理においても、身体性意味論が主張するように、心的シミュレーションに対応する脳の部位の賦活が認められた。2017年度は、本研究テーマの「形態測定学」の中に、新規に導入した「安静時機能連結(RSFC)」を導入し、そのデータ解釈の必要上、言語学習脳の高次機能だけに限定することなく、言語活動とその神経基盤を共有し(乗り入れ)ている低次の知覚・運動系まで射程に取り入れ、発展的に研究を展開した。具体的には、安静時機能連結のfMRIデータを収集し、感覚・運動・言語の刺激に応じて、介入以前以後のネットワーク変容を解析する最適な手法を開発を進めた。我々は、口腔制御と言う点で言語機能、特に発話機能と神経基盤を同じくする嚥下にも着目し、鍼刺激による介入を挟んだ時系列の「安静時機能連結(RSFC)」変化を見るfMRI実験をおこなった。

結果は、介入前後の「安静時機能連結(RSFC)」測定において、いくつかの脳領域で、ネットワーク理論指標の有意な変化が見られた。この結果は現在国際学術論文に投稿する予定で執筆中である。本研究では、心や脳が概念をどう処理するかを解明するニューロイメージングにおいて、神経的・認知的状態判別のための機械学習法(MVPA)を意味処理、言語切替に適用した研究を行った。特に、fMRI実験にあたり、各個人が持つそれぞれが個性的で特異な意味空間のモデリングを行う総合的なアプローチが重要であると言う観点から、レビュー論文をBehaviormetrika誌に発表した。またPLoSONE論文では、MiF(逆マルコフ逆F尺度)という計算法を提案し、連想概念辞書など小さな意味ネットワークを利用しても、単語に関する連想タスクを行う脳の反応を有意な精度で予測することができることを証明した。2014年度には、目標とした計算神経グラフ言語学の理論の洗練化と完成という目標をおおむね達成できた。複雑ネットワーク上の2つの点の間の距離指標として、測地的情報と共起的情報を融合したMiF(Markov inverse F-measure;マルコフ逆F尺度)という計算法を新たに提案し、それを連想概念辞書から抽出した意味ネットワークに適用したところ、言語コーパスとしてきわめて小さなデータサイズにもかかわらず、MiF距離行列を用いると、Mitchell(2008)によるfMRIデータの機械学習モデルを改良でき、単語に関する連想タスクを行う脳の反応を有意な精度で予測することができることが判明した。fMRI実験は2014年の前期を中心に、中国人留学生の日本語学習者に対して言語の切替を伴う単語連想タスクを行う実験を集中的に行った。方向性強化学習をプレタスクとするfMRIマルチセッション実験に関しては、現在、実験計画を練り直している。今年度は本研究課題の最終年度であるが、2015年度に取得した実験データの解析を進め、夏頃、国際学術論文として投稿する予定である。個人ごとに介入以前以降の同期賦活パターンの変化にタイプが見られることから、実験参加者全体のグループ解析に加え、実験参加者特性も反映させたよりミクロな分析も行いたい。その場合、RSFCのデータ解析の方法論をさらに発展させ、情報処理のレベルに応じた最適な低周波数帯の選出や、RSFCの機械学習によるモデリングなどの先端的なテーマを意識した研究の推進を行うことを考えている。神経言語科学複数voxelパターン分析(MVPA)を利用した晩期バイリンガルの研究はここで進んだが、シークエンシャルな統計学習を進める際の母国語の統語構造(単語順序)の干渉(統語的方向性の切替)に関しては、海外共同研究者Onnisらとの間で、当初想定していた従来よく使われる条件間の差分による対照分析ではなく、条件間のオーバーラップから脳の構造面・機能面での変化を統合的に考える実験デザインを見直す方向で再検討が始まった。そのため、今後、当初想定していた実験パラダイムをさらに越える革新的な方法論の熟考という形で研究を推進することになった。
気候変動とポスト２０１５年ＳＤＧｓのガバナンス：低開発途上国のコンテクストから

27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は選択したいくつかの国、特にバングラデシュにおいて、環境の持続可能性を高め、また持続可能な開発目標(SDGs)に向けて国家が準備する上での、環境ガバナンスのギャップの問題に取り組んだ。また、ミレニアム開発目標(MDGs)を達成するための開発指標および環境の持続可能性に関連する決定要因を通じて、バングラデシュや他の国家における環境ガバナンスをめぐる現在の進捗状況を研究した。さらにケース・スタディとして、後発開発途上国(LDCs)の観点から、SDGsや国連気候変動枠組条約(UNFCCC)プロセス、国連持続可能な開発委員会(CSD)や環境ガバナンスに関するスタディを行うためバングラデシュを訪問した。Chittagong大学、Premier大学およびSouthern大学の研究者にインタビューを行い、Southern大学では初期の研究結果について発表した。また、国内およびローカルなレベルで政府がとり得るアプローチや、SDGsのプロセスに関わるステークホルダーやローカルな国連の事務所がもつ認識を理解するため、バングラデシュの環境省の役人、SDGsに取り組むNGO、国連開発計画(UNDP)と協働するガバナンスに関する専門家やローカルな専門家にインタビューを行った。この成果として、研究推進に重要な、バングラデシュの環境ガバナンスやSDGsの現状に関する資料を収集することができた。他方、スウェーデンを訪問し、SDGs、UNFCCCやCSDプロセスおよび環境ガバナンスへの理解を深め、将来的なネットワークの形成・維持に従事した。その結果、環境ガバナンスやSDGs、気候変動問題に関する非常に有益な情報を得た。これらはSDGsへの準備や移行に向け、国内およびローカルなレベルでの環境ガバナンスの取り組みに対し、有益な知見を提供し得ると考える。こうした研究結果に基づき論文執筆も行った。評価の理由として、今年度すでにバングラデシュとスウェーデンにおいてケース・スタディを実施し、関連する文献のレビューを行ったことがあげられる。その上で、ケース・スタディにより得られた知見と既存研究とのギャップを踏まえ、研究の課題および目的を明確にし、研究の全体構造を再構成している。また、本研究に関わる主要なステークホルダーを特定し、今後のフィールドワークに向けて適宜連携を図っている。さらに、学会やジャーナルのために複数のアブストラクトを提出しており、前向きな評価を得た投稿論文の1つは2015年12月までに出版されることになっている。次年度は、当該研究領域に属する共著者とともに本を執筆する予定である。今後は、文献のレビューを継続して行う一方、さらなる一次資料を収集するために引き続きフィールドワークを行うとともに、将来的な共同の研究ネットワークを構築する。こうして得られる、国際・国内・ローカルレベルでのSDGsの実施ならびに環境ガバナンスの有効性に関する研究成果に基づき、査読付きの学術論文を執筆し学会発表を行う予定である。これにより、関連する研究領域において、将来の政策決定に貢献し得ると考える。また、独自の方法論的な研究アプローチを採用し、環境ガバナンスの役割や、環境と開発を両立するアプローチがいかに持続可能な開発を補完し得るかについて理解するための手法を開発する。
デイサービスでできる運動プログラム：虚弱高齢者のQOLを改善

千葉県の運動特化型デイサービスに通う60名の高齢者に体力測定(CS30、FRT、TimeUp&Go、握力など)の結果を処方内容と照らし合わせた。QOLをSF36質問表にて評価し、その相関関係を調べた。条件により群分けした。13名(男女)が3ヶ月間運動プログラムを行い体力測定結果とQOL質問表の成果を調査した。21名が9ヶ月以上運動プログラムを行った結果、31名の12か月後の結果も解析した。このことにより、適切な運動を介護認定者であり虚弱高齢者でも運動機能が上がりQOLも改善することがわかった。管理された環境で適切な運動プログラムを行うことで機能低下を予防できることが明らかになった2013年度は準備期間としてあてた。昨年度は科研費を利用する手順、科研費を利用できる環境を整えるのに半年かかった。しかし、施設での高齢者への運動処方は継続しているので体力測定のデータは取り続けていた。、また既往歴などのデータを整理し、大学の会計の準備が整った上で改めて必要としているを物品購入した。以前行っていた今回の土台となるプレ実験、調査を9月のJOSSM(日本整形外科スポーツ医学会)にてポスター発表し、入賞もした。夏から秋にかけて、コントロール群の被験者を探しに佐倉市役所、福祉部、高齢者福祉課に出向き数回にわたり、担当者と面会し市内のデイサービスの情報を取得した。その一覧表から数件を訪問するが、研究内容と被験者へ理解を得ることが困難と経営側が判断し、協力を得ることができなかった。しかし2014年2月に高齢者福祉課の担当者より介護予防の運動教室を一コマ行う要請があり、受講された60歳以上の高齢者に声かけをし、約12名がコントロール群の被験者として参加してくれることになった。現在もくちコミで被験者を募集しているが、同意してもらう難しさに直面している。4月末の時点では既存の利用者の体力測定と歩行の動画を解析、またデータの打ち込みや検者のスタッフの確保できたので、2014年4月からQOL(SF36)を取るなど、研究を進めている。今年度で科研費の最終年度となった。デイサービスを利用していた被験者(要支援1級と2級の65歳以上の高齢者)の3ヶ月に一度の体力測定のデータを9ヶ月間測定し、その際、アンケートによりQOLを追いながら収集した。80名の被験者の運動プログラムの種目、量、回数、を集計し、3ヶ月に一度行われた体力測定(TUG、FRT、5m歩行他)を集計しまとめた。またその間、9ヶ月間のQOLをアンケートで調査した。また同意書が取れた被験者からは入所してから昨年6月までの運動データを収集した。被験者により入所時が異なることから運動継続期間、体力測定の結果や介護認定を受けていることからも既往歴を含む個人情報を整理してデータベースに入力を行った。また、被験者の経過を比較するため、コントロール群(65歳以上の介護認定を受けていない高齢者対象)の3ヶ月に一度、体力測定及びQOLを調査し、9ヶ月の実験も終了した。一部のデータを基に、デイサービスの被験者に対して運動プログラムとその効果の検証を行い、その結果をH27年5月末米国サンディエゴで開催されるACSM(American College of Sports Medicine)の総会にて発表する。なお、ポスタープレゼンテーションであり20分のオーラル質疑応答(英語)がある。また、H25年に日本整形外科スポーツ医学会学会(JOSSM)で発表した内容を2月にJOSSM学会誌に投稿し現在連絡待ちである。その他の今年度予定では、国内学会で発表を1本、その他、英文でジャーナルに投稿することを予定している。すべて12月までに終了する予定である。2年間にわたりに民間の運動特化型デイサービスでの実態、訓練での成果を2015年5月28日American College of Sports Medicine国際学会でポスター発表し、その内容に添えて8月に国内で日本体力医学会大会にてポスター発表を行った。研究目的として日本のデイサービスで行なわれている機能訓練プログラムが虚弱高齢者のQOLや生活機能にどのような影響を与えているかは十分な調査がされていないため、虚弱高齢者用に体幹、下肢筋力強化を重視したグループ運動プログラム作成し実施した。そしてその効果を歩行能力、QOL(クオリティーオブライフ)の改善をもとに調査し、自立への意欲に貢献するか、また介護認定への移行を遅らせることができるか検証した。結果、一年間分ののデータ解析を行い、運動プログラムはTUG, F(1,5)=11.9, >0.01、CS30 test F(1,5)=13.9, p>0.01と有意な差がみられた。従ってTUG (0.69±1.1)とCS30 (0.71±0.43) (R=0.54, p>0.01),そしてTUG and 5m step count (0.47±0.43) (R=0.66, p>0.01)をみたとき相関関係が明らかになり、虚弱高齢者でも適切な運動プログラムで指導を行うことで下半身や機能は改善されることが検証された。しかし、介護認定への移行を送らせているかはまだ調査中である。現在、英字論文作成中。今年度中に投稿、受理予定。

千葉県の運動特化型デイサービスに通所した60名の男女の体力測定(CS30, TimeUp&Go、FRT,握力など)を解析ソフトにて数値化し通所時の運動処方内容と照らし合わせた。これらの相関関係を見出しQOLが改善されたかをSF36アンケートを行いその結果を比較した。これらのデータは条件により群分し、施設利用をした13名の男女(M8、F5)で体力測定およびQOLアンケートが取れている者に対して3ヶ月間の運動プログラムが体力測定およびQOL評価にどのように影響するかを調査し比較した。また9ヶ月以上運動プログラムを行った21名の男女(M12,F9)の体力測定の結果を調査し解析を行った。長期にわたり運動を行った高齢者、12か月間運動プログラムを実施した31名の男女の効果も解析した。すべての調査で明らかになったことは、適切な運動処方により、介護認定を受けている虚弱高齢者でも運動機能が上がり、QOLも改善することがわかった。現在、各被験者の既往歴と運動プログラム、運動の種類とその関係また施設を利用していない高齢者にも体力測定を行いデータ収集し、それらをコントロール群と比較し彼らの体力測定の結果および生活習慣などとの違いなども解析中である。残念なことに転倒予防の改善となげようとバランス能力を数値化できるマットスキャンを使用するよていだったが測定器の故障および代用品が手に入らなかったことからこの観点では明らかにすることはできなかったことや介護施設の廃業などもあり今後に課題を残した。しかし、本研究は2015年で廃止された要支援判定を受けた高齢者が被験者であるため、明らかこれらの対象者に対して管理された環境で定期的かつ適切な運動プログラムを行うことで将来介護予防の一助となる結果が得られた。千葉県の運動特化型デイサービスに通う60名の高齢者に体力測定(CS30、FRT、TimeUp&Go、握力など)の結果を処方内容と照らし合わせた。QOLをSF36質問表にて評価し、その相関関係を調べた。条件により群分けした。13名(男女)が3ヶ月間運動プログラムを行い体力測定結果とQOL質問表の成果を調査した。21名が9ヶ月以上運動プログラムを行った結果、31名の12か月後の結果も解析した。このことにより、適切な運動を介護認定者であり虚弱高齢者でも運動機能が上がりQOLも改善することがわかった。管理された環境で適切な運動プログラムを行うことで機能低下を予防できることが明らかになったデータ収集は終了、一部は予定通り海外学会に発表する。コントロール群へのフィードバックが遅れている。その他、データの量が多いので解析しまとめることに集中する。論文を書くことには遅れがあり、7月から開始する予定。高齢者向けの機能訓練を通じて機能向上およびQOL改善研究を土台として、広義的な観点で高齢者に対して彼らが社会復帰や社会との関わりを絶たつ理由を調査し、それらの点の改善点を研究、実験を進めていきたい。スポーツ医学今回のデータでは介護認定を受けている高齢者であっても、継続により下肢筋力は向上し、また、QOLも改善することがわかった。しかし、バランス能力など詳細にわたって、どう影響があるのか、その方法はなんなのか追跡はできてない。高齢者が増える一方、どのように機能を維持をさせ、それにより、自立へのつなげ、国家の財政に負担を還元することを追求してみたい。コントロール群の確保に苦戦している。科研費の利用方法や手続きになれるに半年かかった。備品が揃うのに時間がかかった。
心不全の病態における心腸連関の分子機構の解明

本研究の目的は、心不全における心と腸の関連を探究し、腸および腸内細菌叢の機能異常が心不全の病態生理において果たす役割を解明することである。本研究では、以下の2つのテーマに焦点を当てて研究を実施した。1)心不全における腸上皮バリア機能の役割の解明心不全患者では、腸上皮バリアが破綻することにより腸内細菌や細菌由来エンドトキシンが循環血中に移行し、全身の炎症反応が活性化されると考えられている。本研究では、心不全における腸上皮バリア機能障害の分子機序を解明するために、心不全モデルマウスの腸上皮・粘液層を分子レベル・組織レベルで解析し、腸上皮での抗菌物質の発現量が心不全モデルマウスにおいて減少していることを見出した。この結果から、腸上皮での抗菌物質の発現が腸上皮バリア機能の制御を介して心不全の病態に関与している可能性が考えられた。2)心不全における腸内細菌叢の役割の解明腸内細菌叢は極めて多様な代謝物質を産生し、宿主の恒常性維持に重要な役割を果たしている。腸内細菌叢の構成異常が幅広い疾患の病態に密接に関与していることが、最近の研究から明らかになってきている。本研究では、心不全患者の糞便から分離した細菌叢DNAの16SリボソームRNA遺伝子シークエンシングによって腸内細菌叢の構成を解析し、心不全患者で腸内細菌叢の構成異常があることを世界で初めて報告した。さらに、腸内細菌叢の構成異常が心不全の病態に影響を及ぼしている可能性を検証するために、心不全モデルマウスの腸内細菌叢への介入を行い、腸内細菌叢を喪失させると心肥大が軽減して死亡率が低下することを発見した。さらに、マウス糞便の代謝物質解析を行い、心不全モデルマウスでは腸内代謝物質プロファイルが変化することを見出した。これらの結果から、腸内細菌叢が細菌代謝産物を介して心不全の病態に影響を及ぼしている可能性が考えられた。本研究では、以下の2つのテーマに焦点を当てて研究を進めている。1)心不全における腸上皮バリア機能の役割の解明心不全患者では、腸の微小循環障害によって腸上皮機能障害が生じることが知られている。腸上皮バリアが破綻することにより腸内細菌や細菌由来エンドトキシンが循環血中に移行し、全身の炎症反応が活性化されると考えられている。本研究では、心不全における腸上皮バリア機能障害の分子機序を解明するために、心不全モデルマウスの腸上皮・粘液層を分子レベル・組織レベルで解析し、腸上皮での抗菌物質の発現が心不全モデルマウスにおいて変化していることを見出した。2)心不全における腸内細菌叢の役割の解明腸内細菌叢は、極めて多様な代謝物質を産生するとともに、宿主のエネルギー代謝や免疫機能にも大きく関与し、宿主の恒常性維持に重要な役割を果たしている。腸内細菌叢の構成異常が幅広い疾患の病態に密接に関与していることが、メタゲノム解析および腸内細菌叢移植の研究から明らかになってきている。その後、ドイツ・中国・ノルウェーからも同様の報告があり、本研究結果を裏付けるものになっている。さらに、腸内細菌叢の構成異常が心不全の病態に影響を及ぼしている可能性を検証するために、心不全モデルマウスの腸内細菌叢への介入を行い、腸内細菌叢を変化させると心肥大が軽減することを見出した。これまでの研究結果から、1)腸上皮での抗菌物質の発現が腸上皮バリア機能の制御を介して心不全の病態に関与している可能性2)腸内細菌叢が細菌代謝産物を介して心不全の病態に影響を及ぼしている可能性が考えられる。これらを検証するために、さらに研究を進めていく。

さらに、腸内細菌叢の構成異常が心不全の病態に影響を及ぼしている可能性を検証するために、心不全モデルマウスの腸内細菌叢への介入を行い、腸内細菌叢を喪失させると心肥大が軽減して死亡率が低下することを発見した。さらに、マウス糞便の代謝物質解析を行い、心不全モデルマウスでは腸内代謝物質プロファイルが変化することを見出した。これらの結果から、腸内細菌叢が細菌代謝産物を介して心不全の病態に影響を及ぼしている可能性が考えられた。1)心不全モデルマウスにおいて、腸上皮バリア破綻の分子機構を解明し、腸上皮バリア機能を制御することで心不全の病態が改善するか検証する。2)心不全モデルマウスにおいて、腸内細菌の代謝産物を解析し、代謝産物の不均衡を是正することで心不全の病態が改善するか検証する。
乳幼児の言語と情動の発達を促進する歌唱音声の特徴

本研究の目的は、乳幼児の言語と情動の発達を促進する歌唱音声について、その音響的・言語学的特徴と、発達を促すメカニズムを解明することであった。研究成果として(1)母親から乳児に向けた歌唱音声は、テンポが安定して遅くなる傾向を持つのに対し、高さは乳児の月齢に応じた変化を示すこと、(2)高さの変化に対して乳児が能動的に注意を向ける反応は見いだされなかったが、高さの変化に気づいてはいること、(3)母親の朗読音声よりも歌唱音声のほうが乳児を落ち着かせなだめる効果が高いこと、が示された。さらに幼児を対象とした実験により(4)歌聴取が非母語の音声獲得に効果を持つことも示された。本研究の目的は、乳幼児の言語と情動の発達を促進する効果的な歌唱音声について、その音響的・言語学的特徴と、発達を促すメカニズムを解明することである。今年度は特に、養育者からの歌や音楽といった働きかけに対する乳児の反応に重点をおいて研究を行った。1.歌唱音声聴取時の乳幼児の反応母親が乳児に歌いかけた場合と通常歌った場合の声の高さの変化について、乳児がその変化を認知しているのか、またその変化はどのように乳児の状態に影響を与えるかを調べた。乳児の反応は、昨年度開始した選好振り向き法による実験と心拍測定装置を用いた生理的反応データにより測定した。音楽の調性の弁別は35ケ月齢で発達しているが、母親の歌いかけの高さ変化の認知は9ケ月齢頃から顕著になってくることが明らかになった。低月齢を対象とした心拍測定データからは、日常的に聴いている音楽に対しての反応が、母親にあやされる時の反応に類似する指標が示唆され、情動発達と音楽の関わりを調べる上で有効な指標になる可能性がみいだされた。2.歌唱音声が乳幼児の言語発達にもたらす効果歌唱聴取と言語発達の関わりについて、歌詞という言語情報を伴う音楽を聴取することにより、乳幼児がその言語情報をどの程度学習しているのかを2・3歳児を対象に検討した。幼児に各家庭で英語の歌を聴取させ、その前後での英単語反復能力と歌詞再生能力を調べた結果、聴取前よりも聴取後に2つの能力が高いことが示され、歌聴取が音声反復・再生能力を促進する効果が示唆された。本研究の目的は、乳幼児の言語と情動の発達を促進する効果的な歌唱音声について、その音響的・言語学的特徴と、発達を促すメカニズムを解明することであった。今年度は特に、発達の情動側面として養育者の歌唱と朗読音声に対する低月齢乳児の反応、言語側面として幼児の非母語学習おける歌聴取の役割に重点をおいて研究を行った。1.歌唱・朗読音声聴取時の低月齢児の心拍反応乳児の泣きには至らない緩やかな緊張状態とその弛緩という変化に対し、心拍変化が有効な指標となりうることを確認するため、自宅と実験室において母親の在・不在、働きかけの有無という条件下で36ヶ月児の心拍を測定した。これにより、自宅に比較して緊張が強いと推測される実験室下において、母親の不在→在、働きかけ無→有の変化に応じて、乳児の心拍変化が有意にみられた。これに基づき、次の実験では、実験室において母親不在の状況で、母親の歌唱または朗読音声のみを呈示し、乳児の心拍反応を調べたところ、歌唱条件では乳児の心拍が低下、朗読条件では上昇するという傾向が見出された。これは、歌唱音声が朗読音声に比べ乳児の情動を安定させる効果が高いことを、特に低月齢児において確認できた点において意義がある。2.歌唱音声が幼児の言語学習にもたらす効果幼児の非母語学習における歌聴取の効果を検討するため、2・3歳児に各家庭で英語の歌を聴取させ、その前後での英単語反復能力を比較した。この結果、幼児は歌に含まれた単語、含まれない単語ともに歌聴取後の反復成績に向上がみられ、一歌聴取が非母語学習、特に発音および音韻系列の短期記憶に関して効果を持つことが示唆された。
ミトコンドリア機能異常を指標とした新規生活習慣病予防食品の開発

これまでに研究代表者は、2SCは高血糖によるミトコンドリアの機能異常に伴い脂肪細胞へ蓄積することを明らかにしてきた。本研究課題では、これまでに困難とされてきた2SCの分析技術をさらに向上させ、1uLの血清でも安定した測定が可能となった。また、生体内で糖尿病など生活習慣と2SC蓄積との関連を示し、動物実験においては体内部位によってその蓄積レベルが異なることを明らかにした。さらに、数種の天然物抽出物により2SC生成が抑制されることを確認した。これらの結果は、ある種の天然物を定期的に摂取することで、糖尿病など生活習慣病予防の可能性を示している。研究代表者は、生活習慣病の発症により生体への蓄積増加が認められるメイラード反応後期生成物(AGEs)及びフマル酸由来の翻訳後修飾物S-(2-succinyl)cysteine (2SC)に関する研究を進めている。27年度は、これら翻訳語修飾物と生活習慣病の関連を見い出すため、共同研究機関より提供いただいた、糖尿病患者及び動脈硬化患者血清中における様々なAGEs, 2SCの測定を行った。具体的方法として、まず測定する目的物質にあった方法で血清の処理を行った後、13C標識2SCあるいはAGEsの内部標準を添加し、0.1%ギ酸含20%アセトニトリル液で希釈した液をLC-MS/MS(TSQ Vantage、サーモフィッシャーサイエンティフィック)によって測定した。2SC測定に関しては、従来の方法にさらに改良を加えることにより、さらに安定した再現性のよいピークを得られることに成功している。また、2SC生成阻害化合物の探索も進行中であり、阻害候補物質も数種見つかっている。具体的には、まず3T3-L1細胞を定法にしたがい脂肪細胞に分化した後、成熟期の細胞培養液に天然物の抽出物を添加し、細胞外に分泌されるアディポネクチン量をウェスタンブロッティング法にて測定・比較した。さらに、細胞内の2SC含量も既に確立している手法を用いてLC-MS/MSで測定する準備中である。おおむね順調に実験は進んでいたが、測定中および測定予定であった血清サンプル・培養細胞等が4月の熊本地震により被害を受けたため。これまでの研究により脂肪細胞が高血糖状態に曝されると、TCAサイクルの中間体であるフマル酸の細胞内濃度が上昇し、フマル酸が蛋白と反応してS-(2-succinyl)cysteine (2SC)が生成すること、さらに本反応によってアディポネクチンをはじめ様々な細胞内蛋白の機能が低下する新規な翻訳後修飾経路であることを見いだしてきた。2016年度は4月に起きた熊本地震により研究施設が完全閉鎖となり研究中断が余儀なくされたため、改めてサンプルの収集・調製に続き研究結果の再現性確認から始めることとなった。○2SC生成阻害化合物の効果検証において、前年度に得られた結果を元に、効果のあった天然物に、さらに数種の天然物を加え、粗抽出物をオープンカラムにかけ、おおまかな分離を行った。3T3-L1細胞を脂肪細胞に分化させ、得られた粗抽出物、分画物、約20種を添加して培養を継続した。この脂肪細胞内2SC含量を測定するにあたり細胞回収後はODSカラムであるSepPakを用いて夾雑物を低減するなど質量分析装置(TSQ Quantiva, Thermo Fisher)でのイオンサプレッションを考慮した前処理を行い、2SC生成阻害効果の有効性を分析中である。現在までは前処理条件の検討により安定した測定結果が得られている。〇生活習慣病と2SCの関連検証においては、本学および共同研究機関の倫理委員会で承認を得た後、主に生活習慣病関連疾患をもつヒト患者血清を得た。そして、これまでに確立した方法により前処理を行い13C標識された内部標準を用いた質量分析装置による測定を進めている。・熊本地震による被害が大きく復旧に時間がかかったため全体的に研究が遅れることとなった。・2SC結合蛋白の同定については2SC化BSAを調製し、アフィニティーカラムを作製して精製予定であった。しかし精製過程でカラムによる吸着画分が得られていないため、2SC結合蛋白の同定に至っていない。○2SC生成阻害化合物の効果検証においては、天然物粗抽出物による阻害効果の検証を目的として、液体クロマトグラフィートリプル四重極質量分析装置(LC-MS/MS)を用いた脂肪細胞中2SCの測定を行った。定量分析には13C標識2SC及び13C標識リジンを内部標準物質として用いて定量し、2SC/Lysを算出した。具体的には3T3-L1より分化した脂肪細胞の培養メディウムに天然物の粗抽出物を加えて培養し、細胞内2SCをLC-MS/MSで定量した。その結果、リンゴ果皮、ヒュウガトウキ等の粗抽出物は細胞内2SCを抑制する効果を有することが示された。〇生活習慣病と2SCの関連検証においては、1型及び2型糖尿病マウス、糖尿病患者における2SCの測定を、これまでに確立した質量分析装置を用いて行った。ヒトに比較して代謝が早く生体AGEs含量が低いマウスでは血清中2SCの測定は困難であったが、前処理法の改善により検出が可能となった。2SCはミトコンドリアのTCA回路の異常で過剰に産生されたフマル酸より生成する。現在ミトコンドリアの機能評価には、組織の破壊が必要であるが、血液中2SCを測定することでミトコンドリア機能評価ができる可能性が高い。

糖尿病マウスにおける2SCの測定結果より、健常マウスに比較して、1型のみならず2型糖尿病マウスでも血清中2SCが高いことが確認された。また、倫理委員会の承認後に熊本大学より供与を受けたヒト血清を分析した結果、2型糖尿病で腎症を併発している患者においては血清中2SC量が顕著に高いことが明らかとなった。このように病態においては糖尿病患者の血清中2SC測定を主に進めてきたが、ある種の合併症と2SCとの関連性が認められることが明らかとなった。今後、検体数をさらに増やすことによって、病態と2SCとの関連性がさらに明確になると考えられる。これまでに研究代表者は、2SCは高血糖によるミトコンドリアの機能異常に伴い脂肪細胞へ蓄積することを明らかにしてきた。本研究課題では、これまでに困難とされてきた2SCの分析技術をさらに向上させ、1uLの血清でも安定した測定が可能となった。また、生体内で糖尿病など生活習慣と2SC蓄積との関連を示し、動物実験においては体内部位によってその蓄積レベルが異なることを明らかにした。さらに、数種の天然物抽出物により2SC生成が抑制されることを確認した。これらの結果は、ある種の天然物を定期的に摂取することで、糖尿病など生活習慣病予防の可能性を示している。AGEsおよび2SCの測定系は確立できていることから、研究環境が整い次第、再度サンプルの提供を得て測定を開始しこれまで得られたデータとの比較検討を行っていく。またAGEs、2SC生成阻害物質探索のため行っていた細胞実験に関してもデータは集まりつつあることから、そのデータを元に研究環境が復旧し次第、さらに実験をすすめることが可能である。現在進行中である阻害化合物の検証については分析を進め、候補物質の中から脂肪細胞内での2SC生成抑制効果の見られる天然物を見出す。また、ヒト患者血清中の2SC含量については、測定・分析が進行中であるため、これについても引き続き全ての血清サンプルの処理を進め病態と2SCとの関連について検証を行う。マウス血清においても同様に測定を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。食品機能学・生化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
対向金属ナノエッジ構造を伝搬する結合型エッジプラズモンの特性

前年度,ナノメール間隔のギャップで対向させた金属エッジ構造にて,結合形エッジプラズモンが存在することを実験と計算によって示した.これを踏まえ,本年度は,より励起観測が容易な構造の模索,伝搬距離の入射光波長依存性検証と,エッジの丸みが結合形エッジプラズモンに与える特性変化検討を行った.理論:数値計算法の一種である有限差分時間領域法を用いて数値解析を行った.100nmオーダの間隔のギャップで対向させた対向金属エッジ構造に沿って伝搬する結合形エッジプラズモンの特性が,エッジが半径Rの丸みを持つことでどのように変化するかを求めた.変化させた0150nmの範囲でRが夫きくなるとともに,(1)波数はより小さくなるが,伝搬できるモードの範囲で留まる,(2)ビーム径は大きくなるが,ビーム断面積3×10^<-3>μm^2以下を保っており,ナノ光導波路としての特徴は失うことがない,(3)伝搬距離は2倍程度まで大きくなり,容易に10μm程度の伝搬距離となる,との結果が得られた.入射波長を変えた計算では,633nmから900nmへ入射波長を変えると,伝搬距離が約2倍延びており,通信波長帯域では,100μm程度の伝搬距離が期待できる.実験:伝搬実験で基板下部にあたった励起光のエネルギの一部が表面側へ散乱光を発生させることを防ぐため,ガラス基板上に直接導波路を作製せず,Cr膜,PMMA層,金や銀の蒸着膜という多層構造に集束イオンビーム加工装置による微細加工を用いて,対向金属エッジ構造を作製する技術を確立した.これにより,容易に励起観測ができるようになった.作製条件を様々に変えた試料断面を観察した結果,現在の作製手法ではエッジ部分はR=20nm以上の曲率半径で丸みを持つことが判明した.以上の研究成果を,論文(6件)および国際会議(3件),その他国内の研究会(1件)と学会にて発表した.理論:数値計算法の一種である有限差分時間領域法により,金属エッジに存在するエッジプラズモンと,ナノメール間隔のギャップで対向させた金属エッジ構造に,構造に沿って伝搬する1次元プラズモンが存在することを数値計算により明らかにした.単独の金属エッジの場合に比べ対向金属エッジの方が.ギャップ間隔やエッジの角度等の構造の工夫により局在の程度や伝搬距離を調整できるので利用しやすく,かつ,金属内にしみ込む電界成分が弱くなるため伝搬距離が長くなることが判明した.また,エッジよりさらに単純な構造,薄膜にギャップを設けたのみの構造でも1次元プラズモンが存在することを明らかにした.さらに研究を進める過程で,基板上におかれた金属微粒子に基板に垂直に光を入射した場合,局在プラズモンによる局所的電界強度スペクトルピークは基板の効果によって長波長側へシフトすること,元々入射光に含まれていなかった電界成分が強く現れることが分かった.実験:ガラス基板上に金や銀の蒸着膜を作製した後,集束イオンビーム加工装置による微細加工を用いて,金属エッジ,対向金属エッジ構造等の1次元プラズモン導波路を作製する技術を確立した.また,金属エッジおよび薄膜にギャップを設けた構造に対する光学実験により,数値計算によりその特性を予測していた1次元プラズモンの存在を実証し,真空での波長632.8nmの光に対する伝搬距離が数ミクロンから10ミクロン程度のナノ光導波路として動作を確認した。この結果は,金属の誘電率の波長分散特性を考慮すると,光通信波長帯では100ミクロン程度の伝搬距離に相当する.以上の研究成果を,論文(3件)および国際会議(2件),国内の学会にて発表した.前年度,ナノメール間隔のギャップで対向させた金属エッジ構造にて,結合形エッジプラズモンが存在することを実験と計算によって示した.これを踏まえ,本年度は,より励起観測が容易な構造の模索,伝搬距離の入射光波長依存性検証と,エッジの丸みが結合形エッジプラズモンに与える特性変化検討を行った.理論:数値計算法の一種である有限差分時間領域法を用いて数値解析を行った.100nmオーダの間隔のギャップで対向させた対向金属エッジ構造に沿って伝搬する結合形エッジプラズモンの特性が,エッジが半径Rの丸みを持つことでどのように変化するかを求めた.変化させた0150nmの範囲でRが夫きくなるとともに,(1)波数はより小さくなるが,伝搬できるモードの範囲で留まる,(2)ビーム径は大きくなるが,ビーム断面積3×10^<-3>μm^2以下を保っており,ナノ光導波路としての特徴は失うことがない,(3)伝搬距離は2倍程度まで大きくなり,容易に10μm程度の伝搬距離となる,との結果が得られた.入射波長を変えた計算では,633nmから900nmへ入射波長を変えると,伝搬距離が約2倍延びており,通信波長帯域では,100μm程度の伝搬距離が期待できる.

実験:伝搬実験で基板下部にあたった励起光のエネルギの一部が表面側へ散乱光を発生させることを防ぐため,ガラス基板上に直接導波路を作製せず,Cr膜,PMMA層,金や銀の蒸着膜という多層構造に集束イオンビーム加工装置による微細加工を用いて,対向金属エッジ構造を作製する技術を確立した.これにより,容易に励起観測ができるようになった.作製条件を様々に変えた試料断面を観察した結果,現在の作製手法ではエッジ部分はR=20nm以上の曲率半径で丸みを持つことが判明した.以上の研究成果を,論文(6件)および国際会議(3件),その他国内の研究会(1件)と学会にて発表した.
高融点金属および高融点金属炭化物の水素リテンション特性

核融合次期装置のプラズマ第一壁候補材として注目されている高融点金属材料(タングステン、モリブデン)中への水素吸収挙動を調べた。昨年度のタングステンを主とした測定品引き続き、本年度は、モリブデン、およびモリブデン炭化物についても、炭素含有率を変化合せた金属炭化物中への水素吸収と吸収速度の測定を行った。炭化物は、これらの金属粉末とカーボンブラック粉末を混合して1500°C、2時間の真空焼鈍を行うことで作製し、粉末X線回折によりその形成と残留炭素量を定量した。モリブデンは、この条件で、概ね炭化物となることが確かめられた。タングステンの場合、未反応炭素が比較的高い水素リテンションの原因となるとともに、酸素不純物が水素を強く捕捉することがわかった。一方、モリブデンの場合には、残留炭素が少ないにも関わらず、高い水素リテンションを示し、炭化物そのものが水素を捕捉するものと考えられ、酸素不純物の影響は、むしろ少ないことがわかった。このように、この2つの高融点金属および炭化物は、全く異なった水素吸収挙動を示した。これらの成果は、第8回核融合炉材料国際会議、日本原子力学会1998年春の年会、Journal of Nuclear Materialsに発表し、今後も引き続いて報告する予定である。核融合次期装置のプライズマ第一壁候補材として注目されている高融点金属材料(タングステン、モリブデン)中の水素溶解挙動を調べた。本年度は、まずこれからの金属粉末そのものと、実機使用での炭素による汚染を想定し、炭素含有率を変化させた金属炭化物中への水素溶解度と溶解速度の測定を行なった。炭化物は、これからの粉末と熱分解黒鉛粉末を真空焼鈍して作製し、粉末X線回折によりその形成と残留炭素量を定量した。タングステンは、1550°C以上、モリブデンは1400°C以上で概ねそれぞれの炭化物となることが確かめられた。タングステンやモリブデン粉末は、当初数十ppm程度の水素溶解度を持ち、十分な高温で炭素と反応させると水素溶解度がほとんど0となる。しかし反応が十分でなく未反応炭素が存在するとその量に応じて比較的高い水素溶解度を示した。また、塊状の高融点金属に比べ粉末の場合は、20倍以上の水素溶解度が得られた。この事から清浄な高融点金属に対し、炭素や酸素による汚染(炭化や酸化)があると水素溶解度が著しく上昇する可能性があることがわかった。また、炭化反応が十分に進行し、著しく水素溶解度の低い炭化物が表面に形成されれば、水素吸収速度が約1桁減少することも明らかになった。これらの成果は、第8回核融合炉材料国際会議、日本原子力学会1998年春の年会において発表し、Journal of Nuclear Materialsに掲載される。
ヒト脳の老化におけるプロテオグリカンの動態

アミロイド・ベータ蛋白質前駆体(amyloid beta rpotein precursor APP)は老化脳にみられるアミロイド斑の主構成要素であり,同時にヘパラン硫酸プロテオグリカン(heparan sulfate proteoglycan HSPG)のコア蛋白であることが示されている.したがって,老化脳にみられる異常蛋白とHSPGを中心とした5種のプロテオグリカン(PGs)に関連した抗原性について検討した.検索対象は,48例の非痴呆患者の剖検脳と一例のアルツハイマー病の海馬,海馬傍回を含む側頭葉部を用い,抗ヘパラン硫酸プロテオグリカン,抗デルマタン硫酸プロテオグリカン,抗コンドロイチン硫酸プロテオグリカン,および2種の抗プロテオグリカン・消化抗原・抗体で老化脳の免疫染色性について検索した.(脳の老化)で出現する老人斑-neuritic plaques(NPs)および神経原線維変化-neurofibrillary tangles(NFTs)での免疫染色性では,抗-HSPG-抗体が一般に強く陽性を示したが,他の4種の抗体についても陽性に観察された.Neuronに関しては,検討した抗体全てにおいて,免疫染色陽性がみられた.グリア細胞と細胞外基質については,HSPG以外の抗体で抗原性が認識された.脳内血管については,amyloid-depositsを含まない血管,主に毛細血管で抗-HSPG-抗体との反応性が顕著にみられ,しかし,他の4種類の抗体ではamyloid-depositsを含む血管でのみ陽性を示した.つまり,HSPGは正常血管の通常成分(common component)として証明された.HSPGに関する限り文献的にも同一の成績であった.本研究で明らかになったことは,HSPG以外のプロテオグリカンの発現も脳の老化と深く関わることが示された.Neuronやglialcellに複数のPGsの蓄積をみたことは,PGsが単独ではなくグループの形で脳の老化に与り,生体蛋白として老化脳に存在するベータ蛋白やタウ蛋白と親和性をもち,neuronの変性,消失,NPs,NFTsの形態に至る過程を意味すると考える.以上の諸結果を正常老化脳とアルツハイマー病の脳とで比較すると両者の間には免疫染色の強度の点で形態学的な差異は認められなかった.アミロイド・ベータ蛋白質前駆体(amyloid beta rpotein precursor APP)は老化脳にみられるアミロイド斑の主構成要素であり,同時にヘパラン硫酸プロテオグリカン(heparan sulfate proteoglycan HSPG)のコア蛋白であることが示されている.したがって,老化脳にみられる異常蛋白とHSPGを中心とした5種のプロテオグリカン(PGs)に関連した抗原性について検討した.検索対象は,48例の非痴呆患者の剖検脳と一例のアルツハイマー病の海馬,海馬傍回を含む側頭葉部を用い,抗ヘパラン硫酸プロテオグリカン,抗デルマタン硫酸プロテオグリカン,抗コンドロイチン硫酸プロテオグリカン,および2種の抗プロテオグリカン・消化抗原・抗体で老化脳の免疫染色性について検索した.(脳の老化)で出現する老人斑-neuritic plaques(NPs)および神経原線維変化-neurofibrillary tangles(NFTs)での免疫染色性では,抗-HSPG-抗体が一般に強く陽性を示したが,他の4種の抗体についても陽性に観察された.Neuronに関しては,検討した抗体全てにおいて,免疫染色陽性がみられた.グリア細胞と細胞外基質については,HSPG以外の抗体で抗原性が認識された.脳内血管については,amyloid-depositsを含まない血管,主に毛細血管で抗-HSPG-抗体との反応性が顕著にみられ,しかし,他の4種類の抗体ではamyloid-depositsを含む血管でのみ陽性を示した.つまり,HSPGは正常血管の通常成分(common component)として証明された.HSPGに関する限り文献的にも同一の成績であった.本研究で明らかになったことは,HSPG以外のプロテオグリカンの発現も脳の老化と深く関わることが示された.Neuronやglialcellに複数のPGsの蓄積をみたことは,PGsが単独ではなくグループの形で脳の老化に与り,生体蛋白として老化脳に存在するベータ蛋白やタウ蛋白と親和性をもち,neuronの変性,消失,NPs,NFTsの形態に至る過程を意味すると考える.以上の諸結果を正常老化脳とアルツハイマー病の脳とで比較すると両者の間には免疫染色の強度の点で形態学的な差異は認められなかった.本研究で明らかになったことは、HSPG以外のプロテオグリカンの発現も脳の老化と深く関わることが示された。Neuronやglia cellに複数のPGsの蓄積をみたことは、PGsが単独ではなくグループの形で脳の老化に与り、生体蛋白として老化脳に存在するベータ蛋白やタウ蛋白と親和性をもち、neuronの変性、消失、NPs、NFTsの形成に至る過程を意味すると考える。以上の諸結果を正常老化脳とアルツハイマー病の脳とで比較すると両者の間には免疫染色、強度の点で形態学的な差異は認められなかった。Alzheimer病についてのHSPGの局在についての報告は数編あるが、多数の正常ヒト老化脳の組織細胞内のPGsについての研究は始めてであり、通常のホルマリン固定、パラフィン包埋切片では困難とされていたヒト脳組織での免疫染色に成功した。アミロイド・ベータ蛋白前駆体(amyloid beta protein precursor APP)は老化脳にみられるアミロイド斑の主構成要素であり,同時にヘパラン硫酸プロテオグリカン(heparan sulfate proteoglycan HSPG)のコア蛋白であることが示されている.

したがって,老化脳にみられる異常蛋白とHSPGを中心とした5種のプロテオグリカン(PGs)に関連した抗原性について検討した.検索対象は,48例の非痴呆患者の剖検脳と一例のアルツハイマー病の海馬,海馬傍回を含む側頭葉部を用い,抗ヘパラン硫酸プロテオグリカン,抗デルマタン硫酸プロテオグリカン,抗コンドロイチン硫酸プロテオグリカン,および2種の抗プロテオグリカン・消化抗原・抗体で老化脳の免疫染色性について検索した.{脳の老化}で出現する老人斑ーneuritic plaques(NPs)および神経原線維変化ーneurofibrillary tangles(NFTs)での免疫染色性では,抗ーHSPG-抗体が一般に強く陽性を示したが,他の4種の抗体についても陽性に観察された.Neuronに関しては,検討した抗体全てにおいて,免疫染色陽性がみられた.グリア細胞と細胞外基質については,HSPG以外の抗体で抗原性が認識された.脳内血管については,amyloid-depositsを含まない血管,主に毛細血管で抗ーHSPGー抗体との反応性が顕著にみられ,しかし,他の4種類の抗体ではamyloid-depositsを含む血管でのみ陽性を示した.つまり,HSPGは正常血管の通常成分(common component)として証明された.HSPGに関する限り文献的にも同一の成績であった.本研究で明らかになったことは,HSPG以外のプロテオグリカンの発現も脳の老化と深く関わることが示された.Neuronやglialcellに複数のPGsの蓄積をみたことは,PGsが単独ではなくグループの形で脳の老化に与り,生体蛋白として老化脳に存在するベータ蛋白やタウ蛋白と親和性をもち,neuronの変性,消失,NPs,NFT-sの形成に至る過程を意味すると考える.以上の諸結果を正常老化脳とアルツハイマー病の脳とで比較すると両者の間には免疫染色の強度の点で形態学的な差異は認められなかった.