hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌-間質相互作用を制御する低分子抗癌剤の開発

前立腺癌に対して抗癌活性を示すプロミシングリード化合物の創製前立腺癌と前立腺間質細胞の共培養実験系で我々が活性を見出した低分子化合物(構造解析の結果leucinostatin類、atpenin類および新規化合物)について、昨年度の結果から抗癌活性が良好であった化合物について以下の検討を行った。新規化合物は動物実験用にさらに数百mgを微生物培養液から単離精製した。新規化合物およびleucinostatin Aは前立腺間質細胞と前立腺癌細胞を共接種したマウスxenograftで有意に腫瘍の増殖を抑制し、in vitroの実験系を反映していることが分かった。また、昨年度構築したマウス前立腺orthotopicモデルも用いて治療実験を行った結果、これらの化合物によって前立腺癌の腹膜への転移が抑制されることが示唆された。今後、この抗転移作用の詳細な検討を行う予定である。一方、これら化合物の作用機構の解析を行った結果、新規化合物およびleucinostatin Aはそれぞれ異なる機構で前立腺間質細胞に作用して癌-間質相互作用を修飾し、前立腺癌細胞の増殖を抑制することが示唆された。現在、詳細な作用機構について解析中である。新規化合物については、今後誘導体化も視野に入れ活性物質の創製に繋げていきたい。前立腺癌に対して抗癌活性を示すドラッガブルな化合物の選択前立腺癌と前立腺間質細胞のin vitro共培養実験で、前立腺癌細胞の増殖を強く阻害する活性を指標に、我々が放線菌およびカビの培養液から得た低分子化合物について以下の検討を行なった。活性物質は、構造解析の結果、ペプチド化合物類、新規類縁体を含む複素環化合物類、新規化合物であった。これらの活性物質について、(1)in vivo実験用に微生物培養液から大量に単離精製を行ない、(2)マウスでの毒性を調べ、(3)ヒト前立腺癌細胞のマウスxenograftモデルを用いて、in vivo抗癌活性を調べた。その結果、(1)ペプチド化合物類を70mg、複素環化合物類を数mg70mg、新規化合物を100mg程度得ることができた。また、(2)(3)ヒト前立腺癌DU-145細胞と前立腺間質細胞をマウス皮下に接種した実験系において、いくつかの化合物に抗癌活性が認められた。ペプチド化合物類および複素環化合物類はマウスでの毒性が強かったが、新規化合物は毒性が極めて低く、化合物の吸収(血中濃度)、代謝および排泄(糞尿)試験も行ったところ、生体では安定であることが分かった。今後、更なる動物実験を行ない、抗癌活性を見極めるとともに、誘導体化についても検討する。また、より生体を反映した動物実験系を構築するために、蛍光タンパクGFP遺伝子導入前立腺癌細胞を用いたorthotropicなxenograftモデルを検討した。マウスの前立腺にヒト前立腺癌細胞を移植した結果、高率にマウス前立腺に腫瘍を形成させるモデルを構築することができた。今後、このorthotropicなxenograftモデルも用いて、活性物質の抗癌活性を調べる予定である。
近代韓国における通俗教育の導入と展開に関する研究

通俗教育は、従来の研究において日本の社会教育の前身としてしかいわれてこなかったが、韓国における日本の間接統治(統監政治)が行われた時期(19061910)に、日本から導入されており、その内実も日本のそれに類似している。1907年12月13日の学部(中央教育行政機関)組織の改編により、初めて学部学務局の事務事項に通俗教育が登場するが、それは主として公立普通学校への入学督励のための教育として機能していたとみられる。本研究の目的は、これまで韓国の社会教育研究において認識されてこなかった通俗教育に関する考察を通して、近代韓国における通俗教育の導入過程及びその実態を明らかにすることである。通俗教育は、明治20年代から1921年まで日本において行政用語として使われていたが、近代史における日韓の関係を考えれば、同時期に日本の通俗教育が韓国に導入された可能性も看過できない。韓国における通俗教育の導入やその実態を明らかにすることは、韓国の社会教育史だけではなく、日本の社会教育史をより多角的・総体的にとらえる上でも重要な作業と思われる。以上のような研究目的を達成するために、平成20年度は日本の統監政治を受けていた大韓帝国末期(19061910)における教育政策を検討し、通俗教育の導入過程及びその内実を明らかにしようとした。その一つの方法として、当時の『官報』(19021909.6)を考察し、行政側での通俗教育のとらえ方やその内実について検討を行った。1907年12月13日の学部組織の改編により、初めて学部学務局の事務事項に通俗教育が登場するが、それは主として公立普通学校への入学督励のための教育として機能していたとみられる。当時は民衆の公立学校に対する不信が強く、就学率が低かったこともあり、就学勧誘のための親及び地方有志に対する教化活動が行われていたのである。さらに、1908年6月22日には、「学務委員規程準則」を制定し、学務委員を各普通学校に配置し、地域における入学督励活動をも行わせていた。このような教化活動は、1880年代後半から日清戦争直後までの日本における通俗教育の内実に酷似している。一方、『官報』などの行政文書において「社会教育」という用語は見当たらず、当時は日本と同じく行政用語としては「通俗教育」が使われていたとみられる。以上のことから、韓国の通俗教育は、日本から導入された可能性が高く、その内実も日本のそれと同様のものであったと思われる。平成21年度は、前年度の研究を補う作業とともに、通俗教育の導入過程における日本との関わりを明らかにしようと試みた。まず、研究を進める中、韓国における通俗教育に関する管轄部局の組織改編についての新たな史料が発掘できた。通俗教育は、1907年12月13日に学務局の管掌事務として登場してからまもなく組織改編が行われるが、報告者はこれまでの研究でその時期は1909年1月1日といってきた。しかし、新たな史料によれば、その前の1908年1月の組織改編により第1課と第2課に分かれ、通俗教育は第2課の業務となるが、まもなく再改正され、1909年1月1日から、通俗教育が第1課の業務となっていたのである。一方、最も早い時期に韓国の社会教育について言及をしていた東邦協会の場合は、それ以上の史料が発掘できず、東邦協会を通しての考察はできなかった。しかし、1908年6月22日に制定された「学務委員規程準則」は、明治12年教育令によって初めて設けられた日本の学務委員制度にその目的(就学督励)から酷似しており、また就学督励は当時の通俗教育の主な目的でもあったという面から、大韓帝国末期の通俗教育制度における日本からの影響は大きかったと十分推測できる。
逆行性持続 warm blood cardioplegia に関する検討

体重20kg前後の雑種成犬をisolated in-situ hearlモデルとし、左前下行枝の急性閉塞に対する外科的血行再建術中の心筋保護法としての逆行性持続warm blood cardioplegiaの効果を検討した。実験群は左前下行枝閉塞60分後に冷却晶質性心停止液を用いた心筋保護法を大動脈基部より順行性に行ったI群(n=10)、同液を冠静脈洞より逆行性に注入したII群(n=11)およびwarm blood cardioplegiaを持続的に逆行性に注入したIII群(n=10)である。60分間の心停止後左前下行枝の閉塞を解除して再潅流したが、このときI群2頭、II群3頭およびIII群2頭がworking modeを維持しえなかった。これら死亡例を除いた各群8頭での心機能の検討では、再潅流時の心拍数回復率、大動脈流量およびmaximum dp/dtには3群間で有意差を認めなかった。超音波クリスタルを用いて行った局所心機能の検討でも左前下行枝領域のsegment shorteningの回復率に3群間で有意差はなかった。心筋好気性代謝の指標としての心筋組織pHは左前下行枝領域において心停止中III群が他の2群と比較して有意に高かったが、再潅流時には3群間で有意差を認めなった。右室自由壁におけるIII群での心停止中の心筋組織pHはI、II群と差がなく、逆行性持続warm blood cardioplegia投与時にこの領域で嫌気性代謝に傾いていることが示唆された。以上の成績から60分間の左前下行枝閉塞後の逆行性持続warm blood cardioplegiaは順行性または逆行性の冷却晶質性心筋保護法と比較してglobalおよび局所左室機能の有意な改善を示さず、また右室自由壁の嫌気性代謝をもたらすことから、その有効性には限界があることが示唆された。逆行性持続warm blood cardioplegiaが(1)左前下行枝閉塞領域の局所心機能を改善するのに有効か、(2)globalな左室機能を改善するのに有効か、および(3)右室の好気性代謝を維持しうるかという3点を明らかにするために実験を行った。体重20Kg前後の雑種成犬を用いて完全体外循環下に大動脈を動脈送血カニューレの抹消側で遮断してisolated in-situ heartモデルを作成した。このモデルを用いて以下に示する群間で超音波クリスタルを用いた局所心機能、電磁流量計を用いた心拍出量、およびPHセンサーを用いた心筋組織pHと心筋温を比較検討した。I群:順行性高〓低温下心停止群、II群:逆行性高〓低温下心停止群、III群:逆行性持続warm blood cardioplegia群。これまでにI群n=3、II群n=3、III群n=1の実験を行った。未だ統計学的検討は不可能であるが、これまでに得た知見としては、(1)逆行性高〓心停止法においても順行性のそれと同程度の右室心筋温の低下が得られ、心筋組織pHにも差を認めなかった。(2)局所およびglobalな左室機能の回復率にはI、II群間ではほとんど差が認められなかった。(3)逆行性持続warm blood cardioplegiaを用いた一頭では再灌流後の局所およびglobalな左室機能の回復率は他の2群の5頭よりも優れていた。

今後実験数を増やしてさらに検討を進める。体重20kg前後の雑種成犬をisolated in-situ heartモデルとし、左前下行枝の急性閉塞に対する外科的血行再建術中の心筋保護法としての逆行性持続warm blood cardioplegiaの効果を検討した。実験群は左前下行枝閉塞60分後に冷却晶質性心停止液を用いた心筋保護法を大動脈基部より順行性に行なったI群(n=10)、同液を冠静脈洞より逆行性に注入したII群(n=11)およびwarm blood cardioplegiaを持続的に逆行性に注入したIII群(n=10)である。60分間の心停止後左前下行枝の閉塞を解除して再潅流したが、このときI群2頭、II群3頭およびIII群2頭がworking modeを維持しえなかった。これら死亡例を除いた各群8頭での心機能の検討では、再潅流時の心拍数回復率、大動脈流量およびmaximum dp/dtには3群間で有意差を認めなかった。超音波クリスタルを用いて行なった局所心機能の検討でも左前下行枝領域のsegment shorteningの回復率に3群間で有意差はなかった。心筋好気性代謝の指標としての心筋組織pHは左前下行枝領域において心停止中III群が他の2群と比較して有意に高かったが、再潅流時には3群間で有意差を認めなかった。右室自由壁におけるIII群での心停止中の心筋組織pHはI、II群と差がなく、逆行性持続warm blood cardioplegia投与時にこの領域で嫌気性代謝に傾いていることが示唆された。以上の成績から60分間の左前下行枝閉塞後の逆行性持続warm blood cardioplegiaは順行性または逆行性の冷却晶質性心筋保護法と比較してglobalおよび局所左室機能の有意な改善を示さず、また右室自由壁の嫌気性代謝をもたらすことから、その有効性には限界があることが示唆された。
環境再生を通じた地域社会再生の可能性

本年度は、引き続き「環境再生を通じた地域社会再生への取り組み」に関する事例調査およびその分析作業を進めた。実証面・理論面それぞれの実施状況は以下の通りである。実証面では、引き続き直島において調査を実施した。直島においては、昨年度に引き続き取り組みに関わる複数の住民へのインタビューの実施、関連文書資料の収集などを行い、分析のための基本資料とした。また、理論面では「環境再生による地域社会再生」という研究課題を分析するための枠組みとして、社会関係資本論、ボランティア・NPO論、ガバナンス論、コモンズ論、地域資本論などの研究動向を整理し、検討を進めた。これらの研究成果は学会発表という形で結実したが、具体的な内容は次の通りである。直島において、住民と現代アートを媒介として創造された景観との関係性を変容させる契機となった展覧会、スタンダード展について検討を行った。スタンダード展は、2001年に直島全体を会場に開催された展覧会である。このスタンダード展をきっかけとして、住民たちはガイド活動等に主体的に参画する姿勢を見せ、その後、島内の集落で展開されるプロジェクトにおいて、住民たちは重要な担い手となっていった。本研究ではスタンダード展における来訪者と住民との関わりに注目して検討を行い、次の二点を明らかにした。まず第一に住民の生活実践そのものが作品を成立させる重要な要素になっていたという点、第二に、住民はスタンダード展において独自の案内、語りを実施することを通じて、作品の解釈自由性という現代アートの特性に気づいたという点である。この研究結果を「アートプロジェクトの展開と住民の認識変容過程-香川県直島における「スタンダード」展を事例として一」としてまとめ第68回西日本社会学会大会において報告を実施した。本年度は「環境再生を通じた地域社会再生への取り組み」に関する事例調査およびその分析作業を進めた。その中でも特に、香川県直島における現代アートを媒介とした地域社会再生の取り組みに着目し重点的に調査を行った。現在直島においては民間企業のイニシャティヴにより、地域の歴史・生活を取り込んだ現代アートの制作・設置という文化事業が展開され、事業を通じた観光振興の動きが盛んである。この事業の展開過程においては、企業、地域社会が協働して地域社会の再生に取り組んでいる。このような動きをふまえ、取り組みに関わる複数の住民、町行政関係者、企業の事業担当者へのインタビューの実施、関係住民団体の活動や制作作品との関わりの参与観察などを行った。併せて、地域社会再生の事例を分析するための枠組みとして、それに関係する近年の社会運動論、ガバナンス論、社会関係資本論、ボランティア・NPO論などの理論研究の動向を整理し、ディシプリンとしての問題点の検討を進めた。理論・実証面双方の研究成果をふまえ、アートプロジェクトを通じた景観創造という手法による環境の再生が地域社会の再生につながっていく過程に着目し、アートプロジェクトを通じた環境再生の展開過程を実証的に明らかにすると同時に、プロジェクトの展開が地域社会の再生につながっていくための条件について考察を行った博士論文「アートプロジェクトを通じた景観創造と地域再生に関する環境社会学的研究」を作成した。
非線型解析学における諸問題の研究

「非線型解析学における諸問題の研究」と題し,非線型現象の数理解析を目的として研究をおこなってきた.流体の方程式においては,非圧縮性ナヴィエ・ストークス方程式のいわゆる表面波の存在が,表面張力の作用を考慮に入れた時一般的状況の下で時間局所的に,平衡状態のまわりでは,表面張力の作用があるときもないときも,時間大域的に示された.ここでのキーワードは表面張力の効果で,この効果は解を構成する際には強圧的でない境界条件を与えるため,偏微分方程式の一般論が適用できず,ラプラス・フーリエ変換を用いた直接的構成法が必要となる一方,時間大域解に必要なア・プリオリ評価を導く差異にはオイラー座標系のままで求めるというアイデアはいるが,境界の滑らかさが上がるためむしろ易しくなる.流体の方程式におけるもう一つの結果は渦糸方程式に関するものである.軸流を伴う時も伴わない時も時間大域解が一意に存在し,データーの滑らかさが増せば解の滑らかさも増し(軸流を伴う時と伴わない時では解の属す空間は異なる),ジェットの強さが0に近づくと軸流を伴う渦糸方程式の解は軸流を伴わない渦糸方程式の解に近づくことが証明された.この結果の証明において重要な点は,渦糸方程式を放物型偏微分方程式で近似する際に付け加える放物型正則化項として4階微分を含む非線型項を採用することにある.この項の働きによりア・プリオリ評価が沢山得られ,従って上記の結果が導かれる.変分問題においては,ターゲット多様体の境界条件に制限をつけた(ターゲット多様体が球面ならば北半球に境界値をもつ)時,調和写像の滑らかな勾配流が構成された.確率論関係では,ドリフトのあるブラウン運動を媒質とする環境の中の拡散過程の漸近挙動が解明された.その他にも合流型超幾何関数に付随した偏微分方程式の解の接続公式,常微分方程式に対するWKB法等等についての結果が得られていて,現在投稿中のものもあり,投稿準備中のものもある.「非線型解析学における諸問題の研究」と題し,非線型現象の数理解析を目的として研究をおこなってきた.流体の方程式においては,非圧縮性ナヴィエ・ストークス方程式のいわゆる表面波の存在が,表面張力の作用を考慮に入れた時一般的状況の下で時間局所的に,平衡状態のまわりでは,表面張力の作用があるときもないときも,時間大域的に示された.ここでのキーワードは表面張力の効果で,この効果は解を構成する際には強圧的でない境界条件を与えるため,偏微分方程式の一般論が適用できず,ラプラス・フーリエ変換を用いた直接的構成法が必要となる一方,時間大域解に必要なア・プリオリ評価を導く差異にはオイラー座標系のままで求めるというアイデアはいるが,境界の滑らかさが上がるためむしろ易しくなる.流体の方程式におけるもう一つの結果は渦糸方程式に関するものである.軸流を伴う時も伴わない時も時間大域解が一意に存在し,データーの滑らかさが増せば解の滑らかさも増し(軸流を伴う時と伴わない時では解の属す空間は異なる),ジェットの強さが0に近づくと軸流を伴う渦糸方程式の解は軸流を伴わない渦糸方程式の解に近づくことが証明された.この結果の証明において重要な点は,渦糸方程式を放物型偏微分方程式で近似する際に付け加える放物型正則化項として4階微分を含む非線型項を採用することにある.この項の働きによりア・プリオリ評価が沢山得られ,従って上記の結果が導かれる.変分問題においては,ターゲット多様体の境界条件に制限をつけた(ターゲット多様体が球面ならば北半球に境界値をもつ)時,調和写像の滑らかな勾配流が構成された.確率論関係では,ドリフトのあるブラウン運動を媒質とする環境の中の拡散過程の漸近挙動が解明された.その他にも合流型超幾何関数に付随した偏微分方程式の解の接続公式,常微分方程式に対するWKB法等等についての結果が得られていて,現在投稿中のものもあり,投稿準備中のものもある.
運動の誤差感度解析に基づく投擲の最適化と教示

本研究では,感度解析に基づいて誤差の影響が小さくなる運動(軌道)を力学の観点から設計した.また,得られた運動を人に提示する手法について検討した.H28年度は(1)感度解析手法の実験検証,(2)人への運動提示を目指した動きの人らしさの解析・設計,(3)モーションキャプチャデータから感度解析に基づいた人のフリースローの最適化を実施した.H29年度は(4)感度解析に基づいて制御系の最適化,(5)人へ運動教示を行うために機構を平衡多様体へと安定化する制御系の設計手法を提案した.一方,平成30年度は,人を所望の運動に誘導する手法に焦点を当て,(6)舵取りを機械が実施し推進力を人が発生させる半自動カートの設計と(7)人の作業の動力に着目し,力と速度の両方をアシストする機構と制御系の設計を実施した.(6)では,(5)の結果をもとに,カートの軌道を平衡多様体とする場を設計し,人が手でカートを押すだけで所望の軌道を実現する制御系の設計を行い,実験によって検証を行った.特に,カートは非ホロノミック系であることから,実現可能な軌道を求める手法を提案すると共に,場が交差する問題を解決するための平均化手法を提案した.これにより,想定外の状況では人がカートの推進を止めることで回避が可能であり,「人にサポートされる機械」との解釈も可能となっている.(7)では人力発電など,人が手回しで作業を行う状況を想定し,人が最も作業しやすいトルクと速度を計測し,2つのモータと差動ギアを組み合わせることでそのトルクと制御へ誘導する制御系を設計した.人の動力特性を計測によって求め,これに基づいて動力が最大化される曲線を求め,2つのモータによってそれぞれ速度とトルクをサポートすることで,人の発生動力を最大化する制御則を導いた.これにより,人は楽に長時間の作業が可能となっている.本研究では,バスケットボールのフリースローなどの投擲運動を対象として(a)運動の誤差感度解析に基づいて命中率の高い投げ方を設計すること,(b)得られた運動を人に適切に提示し運動を誘導すること,(c)人の習熟度,疲労などによる運動の変化に伴い提示運動を変更することを目的としている.これらの目的のため,平成28年度は以下の内容を行った.(1)運動の感度解析結果と命中率の関係を明らかにするため,ロボットの姿勢の誤差分散と投擲物の着地点の誤差分散との間の関係が感度解析結果と一致することを検証した.また,この結果に基づき感度が最小化される投擲運動を求め,この運動によって投擲物の着地点のばらつきが著しく小さくなることを検証した.特に,これまでの結果はシミュレーションで行われていたのに対し,平成28年度は実験による検証を行った.(2)人へ運動を提示することをねらい,モーションキャプチャデータから人の運動の制御則に対して仮説を設け,「動きの人らしさ」を評価軸としてその妥当性を検証した.人の動きを時々刻々と変化する区分スプラインで関数化し,逐次トルク変動最小化を評価関数としたスプライン関数で運動軌道を設計することで人に近い運動を生成することを示した.(3)人のフリースローをモーションキャプチャし,運動におけるばらつきの要素を調べると共に,運動の感度解析を行うことで熟練者のフリースローが感度の小さい投げ方になっていることを検証した.この結果,初心者と熟練者では初期姿勢のばらつきに大きな差はないが,投擲の瞬間のばらつきは熟練者が小さくなることから,熟練者の運動が動的な感度が小さいことが導かれた.特に,肘の関節に関する感度の影響が大きく,これより初心者の肘関節の動きを修正することで感度が小さくなることが示された.感度解析結果と実際の命中率の関係が不明確であったため,平成28年度にこの検証を行った.これは当初の予定にはなかった内容であるが,人の動きで行う前に必要な手順であり,研究の基礎の部分を確実にすることができた.当初の目的であったフリースローの感度解析は行えた.ただし,感度解析にはノミナルな運動(ゴールが可能な平均的な運動)が必要であるが,人の計測データは誤差が含まれており,特に初心者では平均の運動を求めてもボールはゴールには入らないため,これをどう定めていくかが今後の課題となる.当初の予定では,平成29年度以降に運動の提示に関する研究を開始するものであったが,平成28年度よりその準備のための人の制御則の解析をスタートさせた.これは予定を早めて開始したものであり,今後この結果を利用して運動提示の手法,適切な運動の設計を行う予定である.本研究の目的は,投擲における初期姿勢の誤差が着地点に及ぼす影響を感度としても求め,これを最小化する運動を設計することにある.平成29年度は以下の項目に取り組んだ.(1)感度最小化のためのフィードバックゲインの最適化:これまでの手法では投擲の軌道を変化させることで感度の最小化を行っていたのに対し,フィードバックゲインを変化させることで感度を最小化することをおこなった.ロボットの関節がPD制御によって制御されていると仮定し,感度のフィードバックゲインに関する勾配を求め,感度の最小化を行った.この結果,正のフィードバックゲインが得られ,不安定化させることで感度が小さくなる結果が得られた.この結果に基づいて投擲実験を行い,得られたフィードバックゲインを用いることで初期値の誤差に関する着地点のばらつきが小さくなることを示した.この結果は,投擲における力の入れ具合を変化させることで命中率が変化することを示している.

(2)力学系の平衡多様体への安定化:ロボットを平衡点の部分集合(平衡多様体)に安定化する手法を提案し,実験によって検証した.これはリンク系の動きをある軌道に沿った動きへ拘束することに相当し,人に運動を提示する装置への応用が考えられる.2重倒立振子を対象とし平衡多様体を求めてその部分集合を定義し,これに収束する場の定義とその関数近似によってコントローラを設計した.実験装置を試作し,提案手法によって平衡多様体への安定化が可能であることを示すと同時に,外力によって設定した軌道(平衡多様体上の点)へ移動が可能であることを示した.平成29年度は,平成28年度の結果を軌道の最適からフィードバックゲインの最適化へと発展させた.これは人の力の入れ具合に相当し,力の入れ具合の関係と命中率の関係を明らかにし,その関係に基づいた設計を行うものであり,平成29年度当初の目的と合致する.実際,平成28年度ではハイゲインフィードバックを使用していたのに対し,最適化により比較的小さなフィードバックゲインが得られ,これを用いた方が命中率が向上することが示された.さらに,平衡多様体への安定化手法は動きを拘束したパワースーツのような装置を想定しており,運動提示手法の新たな道具を見出す研究である.平衡点上では速度が零になるうえ,移動できる方向が隣の平衡点に限定されるため,人は力を入れることで自動的に目標の軌道を実現する.一般に,平衡多様体への安定化は位置・速度とは異なる物理パラメータ(例えば角運動量など)を状態変数として選ぶことで可能であることが知られているが,本手法は一般化してとらえ,設計者が定義した仮想的なポテンシャルに基づいた安定化手法であり,これまで研究を進めてきたアトラクタの設計法を応用した内容である.本研究では,感度解析に基づいて誤差の影響が小さくなる運動(軌道)を力学の観点から設計した.また,得られた運動を人に提示する手法について検討した.H28年度は(1)感度解析手法の実験検証,(2)人への運動提示を目指した動きの人らしさの解析・設計,(3)モーションキャプチャデータから感度解析に基づいた人のフリースローの最適化を実施した.H29年度は(4)感度解析に基づいて制御系の最適化,(5)人へ運動教示を行うために機構を平衡多様体へと安定化する制御系の設計手法を提案した.一方,平成30年度は,人を所望の運動に誘導する手法に焦点を当て,(6)舵取りを機械が実施し推進力を人が発生させる半自動カートの設計と(7)人の作業の動力に着目し,力と速度の両方をアシストする機構と制御系の設計を実施した.(6)では,(5)の結果をもとに,カートの軌道を平衡多様体とする場を設計し,人が手でカートを押すだけで所望の軌道を実現する制御系の設計を行い,実験によって検証を行った.特に,カートは非ホロノミック系であることから,実現可能な軌道を求める手法を提案すると共に,場が交差する問題を解決するための平均化手法を提案した.これにより,想定外の状況では人がカートの推進を止めることで回避が可能であり,「人にサポートされる機械」との解釈も可能となっている.(7)では人力発電など,人が手回しで作業を行う状況を想定し,人が最も作業しやすいトルクと速度を計測し,2つのモータと差動ギアを組み合わせることでそのトルクと制御へ誘導する制御系を設計した.人の動力特性を計測によって求め,これに基づいて動力が最大化される曲線を求め,2つのモータによってそれぞれ速度とトルクをサポートすることで,人の発生動力を最大化する制御則を導いた.
サッカードの軌道曲率を用いた注意制御要因による顕著性算出メカニズムの解明

刺激の見えの低下によって時間間隔の過小評価が生じる事をまとめた論文をNature Neuroscience誌にて発表した。この論文によって脳内でどのように時間情報が表現されているのかという問いについて、時間的に近い事象を分離するセンサの存在という新しい考えを提供した。神経科学のトップジャーナルに掲載されたのみならず、掲載後すぐに、数本の神経科学のレビュー論文で特別に興味深い論文(Battelli et al,2009)、際だって興味深い研究(Eagleman,2009)との評価を受けている。また、今年度は、前年度に発見した追従眼球運動によって、色の時間分解能が向上する現象について研究を進めた。その結果、運動軌道による信号統合を追跡眼球運動が強めることを実験的に検討及び確認が出来た。これは眼球運動中の明瞭な見えの実現メカニズムの一つであると考えられる。これらの結果は現在論文作成中である。さらに、追従眼球運動が対応問題を解決することを発見した。複数の孤立刺激要素が存在する画像間で仮現運動が生じる際に、視覚系は要素間の対応を決定しなければならない。この仮現運動の対応問題の解決には要素間の近接性が大きな影響を与える。従来網膜座標系での距離が対応を決定すると考えられてきたが、追跡眼球運動時に網膜上の距離だけではなく環境座標系での距離によっても曖昧運動の対応問題が解決されるという現象を発見した。この結果は追従眼球運動による網膜外信号が網膜像の運動対応を解決する段階にも影響することを示した最初の証拠であり、この環境座標系に基づく運動対応は追従眼球運動中の視野安定機構の一つであると思われる。サッカードの軌道特性を解明するためには、まず、サッカード前にどのような情報処理が行われているかを調べる必要がある。そこで、サッカード直前の情報がどのように時空間統合されるのかを検討した。サッカードによって空間情報が様々な変調を受ける事が知られているが、時間情報がどのように処理されているのかの報告はほとんどない。それに関してMorrone et al (2005, Nat.Neurosci, 8,950-954)はサッカード直前に100msのSOAが半分程度に知覚される事を報告した。これは比較的低次の神経システムで符号化されている可能性の高い100ms程度の短い時間知覚のメカニズムを明らかにする上で非常に重要な知見であるが、なぜサッカードが時間を縮めるのかは不明である。報告者はこれが、サッカードに伴う過渡的信号への反応の減衰によるものであると推測し、同様の時間知覚の短縮がサッカードを行わない注視時にも生じることを発見した。具体的には、二つの視覚刺激(SOA:100ms)の時間間隔を判断する課題において、輝度フリッカをノイズとして刺激と同時に呈示すると、SOAが実際よりも約半分程度に短く知覚された。この短縮はSOAが長い場合(500ms)では認められなかった。さらにこの現象は、刺激と背景の色コントラストを下げることによっても生じた。本研究によって刺激の過渡的変化の見えが短時間の間隔知覚に重要な役割を果たしている事が明らかになった。さらにこの現象はサッカードによる時間短縮にサッカードに伴う見えの低下が関わる事を示している。眼球運動時の時空間統合処理特性を知る事は申請課題を遂行する上で重要である。前年度にサッカード時の時間圧縮現象(Morrone, et. al., 2005)と同様の時間間隔の過小評価が、刺激の見え(visibility)の低下によっても生じる事を発見した。今年度は、この時間間隔の過小評価現象に刺激の過渡的な応答成分が特に大きく関わる事を空間周波数成分の時間特性の違いを利用し明らかにした。これらの結果は短い時間間隔が時間差検出メカニズムによって符号化される事を示唆している。つまり今回の時間圧縮現象が神経系の時間変調によって生じるのではなく、符号化エラーによる現象であると考えられる。この仮説の妥当性を検証するために、同時性判断課題を行ったところ、二つの刺激が同時と判断される時間幅が、過小評価現象が生じる実験事態によって広がる事が明らかとなった。我々が知覚する世界は時々刻々と動的に変化している。我々がどのように時間情報を処理しているのかを知る事は神経科学的に重要である。今年度の発見はサッカード時の時間圧縮現象の生起メカニズムの一つとして時間差検出メカニズムが存在する事を示唆するのみならず、脳内でどのように時間情報が表現されているのかという問いについて、時間的に近い事象を分離するセンサの存在という新しい考えを提供するものである。さらに、追従眼球運動によって、色の時間分解能が向上する現象を発見した。これは色の時間分解能のような初期的段階で行われていると考えられる情報処理にまで眼球運動の影響を受けることを示したものであり、眼球運動による画像のブレを抑制するメカニズムの一つであると考えられる。

その結果、運動軌道による信号統合を追跡眼球運動が強めることを実験的に検討及び確認が出来た。これは眼球運動中の明瞭な見えの実現メカニズムの一つであると考えられる。これらの結果は現在論文作成中である。さらに、追従眼球運動が対応問題を解決することを発見した。複数の孤立刺激要素が存在する画像間で仮現運動が生じる際に、視覚系は要素間の対応を決定しなければならない。この仮現運動の対応問題の解決には要素間の近接性が大きな影響を与える。従来網膜座標系での距離が対応を決定すると考えられてきたが、追跡眼球運動時に網膜上の距離だけではなく環境座標系での距離によっても曖昧運動の対応問題が解決されるという現象を発見した。この結果は追従眼球運動による網膜外信号が網膜像の運動対応を解決する段階にも影響することを示した最初の証拠であり、この環境座標系に基づく運動対応は追従眼球運動中の視野安定機構の一つであると思われる。
ぶどう膜炎に対する新しい免疫抑制剤の治療効果の基礎的研究

我が国で開発された2つの免疫抑制剤、FK506と15デオキシスパ-ガリン(DSG)について、実験的自己免疫性ぶどう膜炎(EAU)に対する効果を検討した。S抗原免疫後毎日いずれかの薬剤あるいはシクロスポリン(CsA)でラットを治療しEAU発症抑制と免疫抑制を調べた。FK506は、CsAの1/101/30の用量でEAUを抑制し、DSGはCsAとほぼ同じ用量で抑制した。S抗原に対する抗体価はCsAでは抑制されなかったがFK506とDSGでは強く抑制された。S抗原に対するリンパ球増殖反応はいずれの薬剤でも抑制された。これらのことから、FK506はCsAに比べてはるかに強いEAU抑制効果をもつことがされ、DSGはCsAとほぼ同等と考えられた。更に、ラットがEAUを発病した直後からFK506治療を開始したところ、治療群は非治療群に比べてぶどう膜炎の程度が有意に抑制され、こえらのことから、FK506はぶどう膜炎発症抑制のみならず治療効果も優れていると考えられた。各薬剤の治療(低用量でEAUが弱く発病する量)を受けたラットの眼球内の浸潤細胞を、免疫病理学的に検討した。非治療のEAU発病ラットでは、網膜内にヘルパ-T細胞が最初多くみられ、又、IL-2受容体陽性細胞、Ia抗原陽性細胞もみられたが、経時的に、サプレッサ-T細胞が増加した。一方、FK506治療を受けたラットでは、これらの免疫細胞の数が極めて強く抑制された。DGSによる抑制が最も弱かった。非治療ラット群の体重と治療群の体重を比較検討したところ、DSGが最も強く体重減少を起こし、次いでFK506とCsAであった。以上の結果から、FK506はぶどう膜炎の治療薬として今後臨床的にも用いられる可能性をもつものと考えられた。
ウイルス感染による宿主植物の発生プログラムかく乱機構の解明

リンドウの栽培では、リンドウこぶ症(茎や根で腫瘍状組織が形成される病気)が問題となっている。本研究では、リンドウこぶ症関連ウイルスがコードする、こぶ症様の症状を誘導するタンパク質GK32の作用機構の解明を目指した。遺伝子発現解析から、GK32タンパク質が木部分化の制御経路を活性化することを示唆する結果を得た。また、蛍光タンパク質融合GK32タンパク質が、核内で顆粒状の構造をとり、核小体に局在するNucleolinや、mRNAスプライシング関連因子群と共局在することを示した。酵母ツーハイブリッド法を用い、GK32タンパク質と結合するタンパク質の候補を複数(リボソームタンパク質など)単離した。ウイルスベクターでリンドウこぶ症関連ウイルスがコードするGK32タンパク質を発現させたNicotiana benthamianaは、リンドウこぶ症と同様に、茎皮層において木質細胞が異常に分化する。さらに、葉裏面の葉脈に沿った葉状組織の新生が見られる。今年度は、デキサメタゾン(DEX)誘導型プロモーターでGK32の発現を制御したN. benthamiana形質転換体を作成し、形態異常を示す系統を得た。また、リンドウにおいて恒常的発現形質転換体を作成し、腫瘍状組織や葉状組織が異常分化する系統を得た。さらに、シロイヌナズナにおいてDEX誘導型形質転換体を作成し、形態異常を示す系統を得た。シロイヌナズナGK32発現形質転換体を用いて、DEX処理後、経時的に宿主の遺伝子発現解析をした。各種ホルモン応答遺伝子の発現をリアルタイムPCRで解析した結果、サイトカイニン経路が顕著に低下し、ブラシノステロイド経路が活性化することを明らかにした。木質細胞を構成する二次細胞壁形成のマスターレギュレータである転写因子VND6・VND7・NST1・NST2・SND1の発現変化を調べた結果、VND6・NST1・NST2の発現量が上昇することを明らかにした。共焦点顕微鏡でYFP融合GK32タンパク質の細胞内局在を観察し、核内で顆粒状や板状の構造体を作ることを明らかにした。また、GK32タンパク質はNucleolinと共局在し、核小体に局在することを明らかにした。Cajalbodyのマーカータンパク質、SmB・SmD3・Coilinの局在と比較した結果、SmB・SmD3と共局在した。SmB・SmD3はmRNAスプライシングの因子である。そこで、他のスプライシング因子、U1-70K・U2B"・SRタンパク質と局在を比較した結果、U1-70K・U2B"と共局在することを明らかにした。リンドウ栽培ではリンドウこぶ症と呼ばれる病気が大きな問題となっている。こぶ症発症個体は、茎表面の凹凸(茎皮層における木質細胞の異常分化が原因)・節や根の腫瘍、などの症状を呈し、最終的に枯死する。これまでに、リンドウこぶ症株に感染しているウイルスGKaVから、こぶ症様の症状を誘導する因子GK32を同定し、その作用機構解明に取り組んできた。最終年度は、DEX誘導型GK32発現シロイヌナズナ形質転換体を利用して、発現誘導後の経時的なトランスクリプトーム解析・定量PCR解析をした。前年度の結果と総合すると、オーキシン経路・ブラシノステロイド経路の活性化、サイトカイニン経路の抑制が早期に見られ、その後木部分化を制御する遺伝子の活性化、それに続き師部分化を制御する遺伝子の顕著な活性化が起きることを明らかにした。GK32タンパク質が相互作用する因子を酵母ツーハイブリッド法で探索し、リボソームタンパク質(28種類)をはじめとした51種類の候補遺伝子を単離した。さらに、酵母での二次スクリーニングにより最終候補遺伝子を決定した。今後は、最終候補因子について、植物細胞内でのGK32タンパク質との相互作用やこぶ症誘導に関与するかを明らかにする。DEX誘導型GK32発現シロイヌナズナ形質転換体はDEX処理依存的に顕著な形態異常を引き起こす。GK32タンパク質の作用点を明らかにするため、EMS処理によりGK32発現シロイヌナズナ形質転換体に変異を導入し、形態異常が消失する復帰変異体のスクリーニングを行った。これまでに、独立した5ラインの復帰変異体を得た。1ラインに関して、マッピングを進め、3つの遺伝子まで絞り込んだ。今後は、その他のラインも含め、原因遺伝子の同定を進める。植物ウイルス学当初の計画ではN.benthamianaを用いて、GK32タンパク質の作用機構を解析する予定であった。しかし、シロイヌナズナにおいても形態異常を誘導することが明らかとなったため、シロイヌナズナを中心に用いて解析している。

シロイヌナズナでは、それぞれのホルモン応答遺伝子や二次細胞壁形成を制御する転写因子が既に複数わかっており、サイトカイニンやブラシノステロイドの経路が活性化していること、二次細胞壁形成を制御する転写因子VND6、NST1、NST2の発現が上昇していることを明らかにすることができた。これにより、GK32タンパク質の発現により、木質細胞の分化が誘導されることを遺伝子レベルで示すことができた。細胞内局在解析から、GK32タンパク質は核で機能することが示唆された。また、SmB・SmD3・U1-70K・U2B"などのmRNAスプライシング因子と共局在することを明らかにした。作用機構を明らかにする上で、重要な知見が得られた。シロイヌナズナがモデル系として利用できると考え、酵母ツーハイブリッド法、共免疫沈降法について、シロイヌナズナを材料として用いることとした。このことにより、迅速に標的遺伝子が単離でき、その機能解析が進むことが期待できる。また、EMS処理による変異体スクリーニングが可能となり、GK32タンパク質と相互作用する因子や形態異常に至るシグナル伝達系の同定に向けて、大きな進展があったと考えている。以上から、本研究の目的である、リンドウこぶ症発症機構の解明に向けて、おおむね順調に進展していると考えている。平成26年度は、シロイヌナズナGK32発現形質転換体を利用し、DEX処理後の経時的なトランスクリプトーム解析を行い、変動のある宿主のシグナル伝達経路を網羅的に同定する予定である。GK32がターゲットにする宿主因子を、シロイヌナズナを用い、酵母ツーハイブリッド法および共免疫沈降法で探索する予定である。後者では、まずは局在情報を考慮し、核を単離して、核タンパク質をターゲットにして探索する。また、相互作用因子および形態異常に至るシグナル経路を同定するために、GK32発現シロイヌナズナ形質転換体に、EMSで変異を導入し、形態異常が生じない復帰変異体の探索をしている。既に復帰変異体を複数系統得ており、原因遺伝子の同定を進めている。当初の計画ではN. benthamianaを用いて、GK32タンパク質の作用機構を解析する予定であった。しかし、シロイヌナズナにおいても形態異常を誘導することが明らかとなり、その後の解析を考慮した場合、遺伝子情報やリソースが充実したシロイヌナズナで研究を進めるのが妥当だと判断した。その結果、形質転換体などの材料の準備や、予備実験に時間を要したため、トランスクリプトーム解析やホルモン解析を平成25年度内に終えることができなかった。よって、その費用は平成26年度に繰り越すこととした。繰り越し分は、トランスクリプトーム解析(マイクロアレイ解析など)やホルモン解析の費用として支出する予定である。
青果物の活性酸素消去機能に基づいた鮮度評価―ピーマン果実をモデルとして―

低温貯蔵は青果物のシェルフライフを延ばす最も効果的貯蔵方法である.しかし,貯蔵限界以下の低温では青果物に低温障害が発生して問題となる.最近,低温が植物組織に酸化ストレスを引き起こし,活性酸素種のレベルを増加させることが報告されている.本研究ではピーマン果実,ウメ果実,サツマイモ,ジャガイモの抗酸化機構における低温貯蔵中の変化を調べた.貯蔵中低温障害と見られるピッティングの発生が貯蔵中ピーマン果実では1°C貯蔵のみ認められ,その発生率は経時的に増加した.ウメ果実では7°C貯蔵に,サツマイモでは1°C貯蔵に認められ,その発生率は経時的に増加した.貯蔵中の過酸化水素含量の変化は,ピーマン果実では1°C貯蔵で増加した.ウメ果実では7°C貯蔵で増加した.サツマイモでは1°C貯蔵で増加した.ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレベルを維持した.ピーマン果実のアスコルビン酸はいずれの温度区も貯蔵中増加した.一方,酸化型アスコルビン酸は1°C貯蔵で一時的増加を示し,それ以外の温度区では貯蔵中緩やかに減少した.ピーマン果実の還元型グルタチオンと酸化型グルタチオンは貯蔵中いずれの温度区とも緩やかに減少した.特に,1°C貯蔵では還元型グルタチオンの減少程度が大きかった.スーパーオキシドジスムターゼの活性はピーマン果実では1°C貯蔵では貯蔵7日に著しく増加した.ウメ果実では7°C貯蔵で貯蔵1日に一時急増した.サツマイモでは1°C貯蔵で増加した.ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレペルを維持した.これら結果は青果物の低温障害の発達が低温貯蔵中の抗酸化機構の変化と関係があることを示した.低温貯蔵は青果物のシェルフライフを延ばす最も効果的貯蔵方法である.しかし,貯蔵限界以下の低温では青果物に低温障害が発生して問題となる.最近,低温が植物組織に酸化ストレスを引き起こし,活性酸素種のレベルを増加させることが報告されている.本研究ではピーマン果実,ウメ果実,サツマイモ,ジャガイモの抗酸化機構における低温貯蔵中の変化を調べた.貯蔵中低温障害と見られるピッティングの発生が貯蔵中ピーマン果実では1°C貯蔵のみ認められ,その発生率は経時的に増加した.ウメ果実では7°C貯蔵に,サツマイモでは1°C貯蔵に認められ,その発生率は経時的に増加した.貯蔵中の過酸化水素含量の変化は,ピーマン果実では1°C貯蔵で増加した.ウメ果実では7°C貯蔵で増加した.サツマイモでは1°C貯蔵で増加した.ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレベルを維持した.ピーマン果実のアスコルビン酸はいずれの温度区も貯蔵中増加した.一方,酸化型アスコルビン酸は1°C貯蔵で一時的増加を示し,それ以外の温度区では貯蔵中緩やかに減少した.ピーマン果実の還元型グルタチオンと酸化型グルタチオンは貯蔵中いずれの温度区とも緩やかに減少した.特に,1°C貯蔵では還元型グルタチオンの減少程度が大きかった.スーパーオキシドジスムターゼの活性はピーマン果実では1°C貯蔵では貯蔵7日に著しく増加した.ウメ果実では7°C貯蔵で貯蔵1日に一時急増した.サツマイモでは1°C貯蔵で増加した.ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレペルを維持した.これら結果は青果物の低温障害の発達が低温貯蔵中の抗酸化機構の変化と関係があることを示した.本研究のモデルとして用いるピーマン果実の活性酸素消去機構を調べるため,ピーマン果実を20°C加湿条件下で10日間貯蔵し,次のような知見が得られた.1.ピーマン果実の抗酸化物質の貯蔵中の変化貯蔵中アスコルビン酸は貯蔵開始日の含量が保持され,葉菜類のような貯蔵に伴う減少傾向はなかった.また,酸化型アスコルビン酸の貯蔵中の変化も同様であり,貯蔵中のアスコルビン酸含量と酸化型アスコルビン酸含量との比も貯蔵中一定であった.2.ピーマン果実の過酸化水素含量の貯蔵中の変化過酸化水素は活性酸素の一つであり,植物の過酸化水素含量が植物自身の老化や外的なストレスにより変化することが知られている.しかし,ピーマン果実の過酸化水素含量は貯蔵中ほぼ一定であった.3.ピーマン果実の活性酸素消去機構に関する酵素の貯蔵中の活性変化貯蔵中のピーマン果実の過酸化水素を生成するスーパーオキシドジスムターゼの活性変化、過酸化水素を消去するアスコルビン酸ペルオキシダーゼおよびカタラーゼの活性変化、さらに,アスコルビン酸の還元に関係するモノデヒドロアスコルビン酸還元酵素、デヒデロアスコルビン酸還元酵素およびグルタチオン還元酵素の活性変化についてそれぞれ測定した.その結果,いずれの酵素とも貯蔵中貯蔵開始日の活性が維持された.以上のことから,ピーマン果実は貯蔵中活性酸素消去機構が十分に機能しており,本研究のモデル実験の材料として最適であることが明らかとなった.ピーマン果実を1,10および20°Cに14日間暗所下で貯蔵し,貯蔵中の過酸化水素含量の変化,抗酸化物質の含量変化および抗酸化酵素の活性変化について調べた.1.ピーマン果実の貯蔵中の外観変化貯蔵中低温障害と見られるピッティングの発生が1°C貯蔵のみ認められ,その発生率は経時的に増加した.2.ピーマン果実の過酸化水素含量の貯蔵中の変化10および20°C貯蔵では貯蔵中変化はなく,一定レベルを維持した.一方,1°C貯蔵では貯蔵初期に一時的に増加し,その後は他の温度区より高いレベルを維持した.3.ピーマン果実の抗酸化物質の貯蔵の含量変化

アスコルビン酸はいずれの温度区も貯蔵中増加した.一方,酸化型アスコルビン酸は1°C貯蔵で貯蔵初期に一時的増加を示し,それ以外の温度区では貯蔵中緩やかに減少した.還元型グルタチオンと酸化型グルタチオンは貯蔵中いずれの温度区とも緩やかに減少した.特に,1°C貯蔵では還元型グルタチオンの減少程度が大きかった.4.ピーマン果実の抗酸化酵素の貯蔵中の活性変化アスコルビン酸ペルオキシダーゼの活性は温度区による差はなく,貯蔵中ほぼ一定レベルを示した.酸化型アスコルビン酸還元酵素の活性変化は1および20°C貯蔵で貯蔵中一定レーベルを維持したのに対して,10°C貯蔵では貯蔵初期に増加し,その後貯蔵当初のレベルを示した.モノデヒドロアスコルビン酸還元酵素の活性は貯蔵温度による差はなく,いずれも増加する傾向を示した.グルタチオン還元酵素の活性はいずれも貯蔵初期に一時増加した.特に,10°C貯蔵でその程度は大きかった.カタラーゼの活性は1および20°C貯蔵で貯蔵中一定レベルを維持したのに対して,10°C貯蔵では貯蔵初期に増加し,その後貯蔵当初のレベルを示した.スーパーオキシドジスムターゼの活性は20°C貯蔵で貯蔵中一定レベルを維持したのに対して,10°C貯蔵では貯蔵初期に一時増加し,1°C貯蔵では貯蔵7日に著しく増加した.ウメ果実を1,7および15°Cに10日間,ジャガイモを1,7および20°Cに11週間,サツマイモを1,13および20°Cに7週間それぞれ暗所下で貯蔵し,貯蔵中の過酸化水素含量の変化および抗酸化酵素の活性変化について調べた.1.貯蔵中の外観変化貯蔵中低温障害と見られるピッティングの発生がウメ果実では7°C区に,サツマイモでは1°C区に認められ,その発生率は経時的に増加した,しかし,ジャガイモでは貯蔵中低温障害の発生は認められなかった.2.貯蔵中の過酸化水素含量の変化ウメ果実では15°C区で貯蔵中変化はなく,一定レベルを維持したが,1°C区で貯蔵1日に貯蔵当初の約半分に減少して,貯蔵中そのレベルを維持した.一方,7°C区で貯蔵4日に一時急増し,その後1°C区と同一レベルまて減少して,そのレベルを維持した,ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレベルを維持した.サツマイモでは13°Cおよび20°C区で貯蔵中当初のレベルを維持したのに対して,1°C区で貯蔵1週に貯蔵当初の約2倍に増加して,そのレベルを貯蔵中維持した.3.貯蔵中のスーパーオキシドジスムターゼの活性変化ウメ果実では7°C区で貯蔵1日に時急増して,その後当初レベルに減少して,そのレベルを維持したが,1°Cおよび15°C区で貯蔵中当初のレベルを維持した.ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも貯蔵当初のレベルを維持した.サツマイモでは1°C区で貯蔵!週に増加し,貯蔵5週以降緩やかに減少したのに対して,20°C区で当初のレベルを維持し,13°C区で貯蔵5週まで当初のレベルを維持した後,貯蔵7週に増加した.4.貯蔵中のアスコルビン酸ペルオキシダーゼの活性変化ジャガイモおよびサツマイモともいずれの貯蔵温度とも当初のレベルを維持した.5.貯蔵中のカタラーゼの活性変化ジャガイモではいずれの貯蔵温度とも当初のレベルを維持した.
動物モデルを用いたうつ病の病因と治療についての研究

うつ病の病因・治療に関わるとされる神経栄養因子以降の細胞内情報伝達について、動物モデルを用いた研究を行った。いくつかの経路の関与が示唆されたが、そのうちのMAPK/ERK経路が重要であることを明らかとした。この経路の活性化を抑制することにより、行動上の抗うつ効果および抗うつ効果と関連が示唆される海馬での神経新生が抑えられた。これにより、MAPK/ERK経路の活性化が抗うつ作用を持つ可能性が予想される。H20年度は動物を用い、抗うつ治療によって活性化される神経栄養因子以降の経路を検討した。神経栄養因子はMAPK経路、PI3K/Akt経路、およびPLC-γ経路など複数の細胞内情報伝達系を介し効果を及ぼすが、これまでの研究によりMAPK経路の関与は明らかとなっている。そこで、PI3K/Akt経路、およびPLC-γ経路に着目した。最も有効性の高いうつ病治療である電気けいれん療法の動物モデルを用いた。電気けいれんによりAktあるいはPLC-γのリン酸化が促進されるかどうかを、ウエスタンブロット方を用いて経時的に検討した。電気けいれん後、海馬においては10分後をピークとしたAktの一過性のリン酸化充進を認めた。一方、PLC-γのリン酸化の変化は認めなかった。さらに、Aktの下流にあり、Aktの活性化によってリン酸化を受けるGSK-3βおよびBadの変化を検討した。興味深いことにGSK-3βのリン酸化は変化を認めなかったが、Badはリン酸化の亢進を認めた。これにより電気けいれんの作用機序としてAktの活性化とそれに続くBadの関与が明らかとなった。続いて、電気けいれんにおけるPI3K/Akt経路の関与が明らかとなったため、この系に着目して検討を進めた。PI3K/Akt経路の阻害の影響を検討するため、PI3Kの阻害薬であるLY294002を使用した。電気けいれんの前にLY294002を脳内投与し、Aktのリン酸化を阻害するかどうかを検討した。海馬へのLY294002前投与はAktリン酸化亢進を阻害しなかった。この結果は、電気けいれんによるAktリン酸化亢進に、PI3K以外が関与することを示唆するのかもしれない。現在は直接Aktの作用を抑制する薬物を用いてAkt経路の抗うつ効果への影響を検討しているところである。H21年度は引き続き動物を用い、うつ治によって活性化される脳由来神経栄養因子などの神経栄因子以降の情報伝達経路を検討した。神経栄養因子はMAPK経路、PI3K/Akt経路、およびPLC-γ経路など複数の細胞内情報伝達系を介し効果を及ぼす。我々は、臨床上最も有効性の高いうつ病治療である電気けいれん療法の動物モデルを用いた。これまでの我々の研究によりMAPK路の関与は明らかとなっている。また、前年度の研究により、残るPI3K/Akt経路およびPLC-γ経路のうち、電気けいれんによりラット海馬においてAktの一過性のリン酸化亢進が起こることが明らかとなっている。本年度は、Aktの下流にあり、Aktの活性化によってリン酸化を受けるMDM2およびeNOSの変化を検討した。両タンパクともに、電気けいれん後一過性にリン酸化の亢進を認めた。これにより電気けいれんの作用機序としてAktの活性化とそれに続くMDM2およびeNOSの関与が示唆された。続いて、電気けいれんにおけるPI3K/Akt経路の関与をより詳細に知るため、同経路阻害が行動あるいは海馬神経新生に影響するかを検討している。予備的実験として直接Aktの作用を抑制する薬物を脳内投与し、MDM2およびeNOSの電気けいれん後のリン酸化亢進が阻害されるか調べた。電気けいれんの前にAkt阻害薬を脳内投与することによって、MDM2およびeNOSのリン酸化亢進は阻害されなかった。この結果は、Akt阻害薬の効果が不十分であった可能性もあるが、電気けいれんによるこれらのタンパクのリン酸化亢進に、Akt以外が関与することを示唆しているのかもしれない。うつ病の病因・治療にBDNFといった神経栄養因子が関与していることが明らかとなってきている。神経栄養因子はMAPK/ERK経路、PI3K/Akt経路、およびPLC-γ経路など複数の細胞内情報伝達系を介し効果を及ぼす。本研究では神経栄養因子以降のいずれの系がうつ病に関わるかを明らかとした。臨床上最も有効なうつ病治療である電気けいれん療法の動物モデルを用いた。まず、ラットへの電気けいれんによるERK、AktあるいはPLC-γのリン酸化を検討した。電気けいれん後、海馬においてはERKおよびAktの一過性のリン酸化亢進を認めた。