hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低酸素センサーＰＨＤ２によるＣｏｒｉ回路の新規活性化メカニズムの解明

酸素濃度が低下した環境下では、生体のエネルギー代謝は『低酸素モード』に切り替わる。本研究では、肝細胞特異的に低酸素応答が活性化したマウス(PHD2-LKOマウス)を用いて、低酸素応答による乳酸代謝の制御メカニズムの解明を試みた。PHD2-LKOマウスは運動能力、乳酸処理能力が向上し、乳酸の細胞内取り込みと代謝が活性化されたことが確認できた。以上から、肝細胞特異的な低酸素応答を介して乳酸代謝が亢進し、乳酸クリアランスが高まることがわかった。また、その機序として糖新生経路の活性化が示唆された。以上から、Phd2 flox/flox; albmin-Cre群は、対照群に比べて運動負荷時あるいは乳酸負荷時に乳酸処理能力が高い可能性があることがわかった。そこで、肝細胞特異的に低酸素応答を活性化させたPhd2ノックアウトマウスにおいては、増加した乳酸の肝臓への取り込み、代謝(糖新生)が活性化している可能性がある。そこで、以下の項目について検討した。1.肝臓で糖新生が行われていることを証明するために、13C3-Lactate投与後に放出される、ラベル化されたGlucoseをLC/MSで解析する。そのために肝細胞初代培養実験系を確立する。2.肝臓においてHIFで活性化された反応を明らかにするため、代謝反応に関わる酵素群の発現量をReal-time RT-PCR法で評価する。3. 13C3-Lactateを腹腔内投与後に、肝臓を摘出し、ラベル化された中間体謝産物をCE/MSで解析する。平成24年度は、肝細胞特異的に低酸素応答を活性化させたPhd2ノックアウトマウス(Phd2 flox/flox; albmin-Cre)群および対照群(Phd2 +/+; albmin-Cre)のマウスを使用して、“生理的乳酸負荷モデル"を作製した。運動負荷条件は、予備実験において決定したマウスへのトレッドミル運動負荷条件(走路速度:6m/minから開始、以後5分毎に2m/minずつ加速、走路傾斜角:+20度、中止時点:休憩時100Vの電気刺激にもかかわらず5秒間以上走行できなくなった時点)とした。このモデルでは、両群ともに野生型Phd2遺伝子を持つ骨格筋では低酸素応答は活性化しておらず、運動負荷によって両群から同等量の乳酸が血中に放出される。そして、肝細胞特異的Phd2欠損マウス群では、低酸素応答によって肝細胞の乳酸処理能力が活性化され、対照群と比較して血中乳酸値が低いことが予想される。検討の結果、この“生理的乳酸負荷モデル"では、安静時と比較して血中乳酸値は有意に上昇していることが確認でき、対照群と比較して血中乳酸値が低い傾向にあることが確認できた。一方、低酸素応答時に増加する転写因子HIF1α、HIF2αを検出するために、ウエスタンブロッティング法における条件検討を行った。まずRCC4細胞および786-O細胞を用いて、in vitroの系での検討を行った。その結果、HIF1α、HIF2αともに検出できることを確認した。次に12時間1%酸素下に培養したHeLa細胞を用いて検討を行った。その結果、低酸素状態に置かれたHeLa細胞から、HIF1α、HIF2αが検出されることを確認できた。すなわち、HIF1α、HIF2αの抗体が機能していることを確認できた。この結果を踏まえて、現在、Phd2ノックアウトマウスの肝臓で、抗体の条件検討を行なっている。平成24年度に作製したマウス・トレッドミル運動負荷による``生理的乳酸負荷モデル''を用いて、肝細胞特異的に低酸素応答を活性化させたPhd2ノックアウトマウス(Phd2 flox/flox; albmin-Cre)群と対照群(Phd2 +/+; albmin-Cre)を比較した結果、Phd2ノックアウトマウス(PHD2LKO)群は、対照群よりも長く走ることができ、運動後の血中乳酸濃度が低く、乳酸を腹腔内投与した後の血中乳酸濃度も低かった。さらに、致死量の乳酸を腹腔内投与した後の生存時間はPHD2LKO群の方が有意に長かった。以上から、PHD2LKO群は、対照群に比べて運動負荷時あるいは乳酸負荷時に乳酸処理能力が高い可能性があることがわかった。そこで、肝細胞特異的に低酸素応答を活性化させたPHD2LKOにおいては、増加した乳酸の肝臓への取り込み、代謝(糖新生)が活性化しているという仮説を立て、以下の項目について検討した。1.肝臓においてHIFで活性化された反応を明らかにするために、代謝反応に関わる酵素群の発現量をReal-time RT-PCRで評価した。

2.肝臓で糖新生が行われていることを証明するために、13C3-Lactate投与後に放出される、ラベル化されたGlucoseをLC/MSで解析した。そのために肝細胞初代培養実験系を確立した。3.13C3-Lactateを腹腔内投与後に、肝臓を摘出し、ラベル化された中間体謝産物をCE/MSで解析した。結果1:MCT2、GLUT2、LDHA、PEPCKなどの糖新生に関わる担体・酵素は、PHD2LKO群の肝臓で多く発現していた。結果2:13C3-Lactate腹腔内投与後の血漿ラベル体glucose濃度は、Phd2ノックアウトマウス群の方が高かった。結果3:初代培養した肝細胞においてPHD2LKO群では乳酸の細胞内取り込みと代謝が活性化されていた。以上から、in vivo、in vitroともに肝特異的な低酸素応答を介して乳酸代謝が亢進し、乳酸クリアランスが高まる。またその機序として糖新生経路の活性化が示唆された。医化学1.肝細胞初代培養の実験系を確立することができた。肝細胞初代培養のMediumに13C3-Lactate(10 mM)を加え、24時間培養した後にMediumを回収して冷凍保存した。現在、LC/MS解析を行うために、最適化を行っている。2.代謝反応に関わる酵素群の発現量をReal-time RT-PCR法で評価した。3. 13C3-Lactateを腹腔内投与20分後に、ラベル化された中間体謝産物をCE/MSで解析するために、肝臓を摘出した。現在、解析中である。申請した研究計画では、平成24年度に、(1)低酸素応答が全身で活性化したマウスにおける“生理的乳酸負荷モデル"の作製、平成25年度以降に(2)肝細胞特異的な低酸素応答を活性化させたマウスにおける“生理的乳酸負荷モデル"の作製、(3) 13C標識乳酸を投与したマウスでの各臓器でのメタボローム解析を行う予定になっている。平成24年度は、上記の計画、(1)、(2)、(3)のうち、(2)の検討を行った。研究計画の順序の変更はあったものの、全体の進捗状況としては、概ね予定通りに進展している。平成26年度以降は、CE/MSによるラベル化された中間代謝産物のメタボローム解析を完了し、肝臓におけるグルコース代謝の評価を完了する。また、ウエスタンブロッティング法によるHIF1α、HIF2α抗体の条件検討をin vivoの系で行う。加えて肝細胞初代培養実験系を確立したので、in vitroの系でも行う。平成25年度以降は、ウエスタンブロッティング法におけるHIF1α、HIF2α抗体の条件検討を、in vivoの系で行う。また、肝細胞特異的な低酸素応答を活性化させたマウスにおける“生理的乳酸負荷モデル"を用いて、データを蓄積するとともに、研究計画の残りの課題、(1)低酸素応答が全身で活性化したマウスにおける“生理的乳酸負荷モデル"の作製、(3) 13C標識乳酸を投与したマウスでの各臓器でのメタボローム解析を順次行う予定である。平成24年度の未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、未使用額は、翌年度の消耗品購入に充てる予定である。具体的には、ウエスタンブロッティングにおける抗体等の試薬、DNA、RNA解析における試薬、メタボローム測定に用いる安定同位体標識乳酸や測定試薬等の購入に充てる予定である。また、上記測定・解析に必要な消耗品購入費に充てるとともに、メタボローム解析に必要な解析用コンピュータの購入を予定している。
嚢胞腎モデルにおける細胞増殖抑制剤の治療効果の検討による細胞増殖と細胞の死の解析

我々は、両腎臓の実質に嚢胞が多数みられる遺伝的多発性嚢胞腎症(PKD)がゆっくり進行するDBA/2FG-pcy(D2-pcy)において、methylprednisolone投与による治療効果およびtaxol投与による治療効果と副作用が認められたことを報告した。引き続き本年度はまず第一に、taxolと類似の構造を有し副作用の軽減が確認されているtaxotere投与の治療効果を検討した。taxotereは、taxolと同濃度である100μg/weekあるいは1/2量である50μg/weekを生後15-16日齢D2-pcyマウスに投与した。100μg/week taxotera投与群では、投与開始後2週で全例が死亡した。50μg/week taxotere投与群では、半数が死亡し、残りの生存したマウスの腎/体重比およびSUN値は非投与群と比して差を認めなかった。これらのことは、PKDではtaxotereでも副作用の軽減が認められないことを示唆する。次に、methylprednisoloneとtaxolの併用効果を検討した。methylprednisoloneを飲料水に混和して自由摂取させ1-2mg/kg/day投与しかつtaxolを100μg/week投与したD2-pcy併用投与群では、死亡率はtaxol単独投与群と比して低下した。さらに非投与群に比してSUN値に差は認められなかったが、併用投与群では、体重、腎/体重比、および総コレステロール値が有意に減少した。これらのことは、methylprednisoloneとtaxolの併用投与はtaxolの副作用を軽減しmethylprednisoloneの治療効果を促進することを示す。今後、形態学的検索に加えPCNAあるいはBrdu等を用いた細胞増殖指標とDNA ladder patternの解析あるいはin situ end labeling等による細胞死の指標の検討を要する。
多様性・複雑性を特徴とする生活困難および支援ニーズに関する計量分析

本研究は、当事者ごとに多様かつ複雑な様相を示す生活困難が、日本社会においてどのような広がりをもつ事象として存在しているのかについて「よりそいホットライン」に対するコール数を解析することを通じて、量的測定を行うとともに、それに必要な理論整備を、すでに構築が進んでいる「もつれた糸理論」を活用しつつ行うことを目的とする。
肝癌微小環境における癌関連線維芽細胞エクソソームをターゲットとした新規治療法開発

癌の微小環境は、多くの癌でその進展に大きく関わっていることが明らかになってきており、特に癌微小環境の中心的役割を果たしていると考えられる線維芽細胞が近年注目されてきている。また、バイオマーカーや細胞間の情報伝達物質として、エクソソームがという細胞外小胞体の役割が徐々にあきらかになってきており、癌の微小環境においても重要な役割を担っている可能性がある。本研究では、癌微小環境における癌関連線維芽細胞(CAF)由来エクソソームの役割とその機能を明らかにし、肝癌治療あるいは肝発癌予防の新たなアプローチ法を探索することを目的とする。
圧電素子を用いた新規平衡感覚デバイスの開発

本研究では、振動刺激を電気刺激に変換する圧電素子を用い、前庭感覚上皮における有毛細胞モデルを作製することを目的とし、圧電素子膜の膜厚およびフレームへの固定方法が反応周波数に与える影響および生体内耳に埋め込んだ際の組織反応を評価した。結果、膜厚の変動によりダイナミックレンジを拡大できたが、前庭刺激に相当する周波数への対応は困難であった。シリコンフレームへの固定方法を変更することにより、より低周波数への反応が可能となったが、不十分であった。モルモット内耳への埋め込み実験では、問題となる炎症反応は惹起されなかった。本研究では、振動刺激を電気刺激に変換する圧電素子を用い、前庭感覚上皮における有毛細胞モデルを作製し、形態学的に耳石器、半規管膨大部を模した有毛細胞配列と指向性を再現した人工前庭感覚上皮の機能モデル、さらには埋め込み可能なデバイスを作製することを目的とした。平成25年度は、圧電素子膜デバイスが反応する周波数帯域を低下させることに焦点を絞り、研究開発を行った。聴覚では、数kHzの反応が求められ、前庭感覚器では一桁から二桁Hzで反応することが求められる。このためには、圧電素子膜の剛性を低下させる必要があると考察し、圧電素子膜のシリコンフレームへの固定方法を改訂し、反応する周波数を10%まで減じることができたが、目標とする周波数帯域まで減弱することはできなかった。次に、圧電素子膜の形状を長辺方向に拡大し、この影響を解析した。圧電素子膜の長辺と短辺の比率を増加させることにより、短辺部分の1辺だけ固定する形状にすることにより、低周波数に対する反応性が向上したが、定常時におけるノイズが増大し、センサーとしての機能が低下した。また、試作したデバイスのモルモット生体内耳への埋め込み実験を行い、生体内耳での線維化を中心とした反応を調べた。結果、手術による骨増生は生じるが、膜迷路内に明らかな線維化は生じないことが確認された。この結果はシリコンフレームと圧電素子膜からなるデバイスの生体内耳への埋め込みが強い炎症反応を惹起しないことを示唆するものといえる。音響刺激とは異なり低周波数帯域を検知しなければならない前庭刺激では、単純な圧電素子膜とシリコンフレームからなる構造では詳細な検出能力を得ることが困難であることが示唆された。本研究では、振動刺激を電気刺激に変換する圧電素子を用い、前庭感覚上皮における有毛細胞モデルを作製し、形態学的に耳石器、半規管膨大部を模した有毛細胞配列と指向性を再現した人工前庭感覚上皮の機能モデル、さらには埋め込み可能なデバイスを作製することを目的としている。今年度は、第一に基本となる圧電素子膜を用いた有毛細胞モデルの確立に関する研究を施行した。これまでに開発した圧電素子膜では、起電できる振動刺激の周波数が数kHzと高かったため、反応できる周波数を低下させるために、圧電素子膜厚の変化が反応可能周波数に対する影響の解析とフレームに対する圧電素子膜固定方法の変更に関する検討を行った。グレイスケール露光法を用いて、圧電素子膜の厚さを連続的に変化させ、厚さが周波数に与える影響を効率的に評価した。大気中での起電可能な周波数帯域は、以前高いものであったが、液層中ではやや低下し、1kHzまで低下させることができた。しかし、前庭で想定される数Hzの周波数まで低下させるためには、さらに厚みを減少させる必要性があること、周辺の液層の粘度を高める必要性があることが明らかとなった。フレームに対する圧電素子膜固定方法については、これまでの4辺すべてをフレームに固定するデザインから、圧電素子膜の遊離する部分を増加させるデザインを用いることにより、反応周波数が低下することが分かった。次年度には、上記の結果を発展させ、有毛細胞モデルを確立し、感覚上皮としての計測モデル、数値モデルを確立したい本年度中に数値モデル形成まで達成予定であったが、有毛細胞モデルでの解析結果が予想と異なったため、数値モデル確立には至らなかった。第一に有毛細胞モデルの確立を行い、数値モデルおよび試作機作製を行う予定であるが、進捗状況に応じて、試作機作製を先行させ、疾患モデル構築に望みたい。試作機作製と関連する形態学的解析を物品費の主な支出とし、効果的な業績発表を行う。
前立腺癌におけるandrogen receptorの発現と変異に関する遺伝子解析

β-actinは検体すべてで373bpのDNA断片の増幅が確認されたので、mRNAの抽出およびcDNAの合成には問題はないと判断した。PSAは、脳転移で発見された低分化癌の1例を除き全例で754bpのDNA断片の増幅が確認された。この増幅を認めなかった1例の血清PSA値は測定感度以下であった。ARは、ホルモン不応性前立腺癌組織ではPSAmRNA未発現の1例を除く全例で、再燃癌組織では全例で404bpのDNA断片の増幅が確認された。これら全症例に対して、そのホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いて、PSA、ARの免疫組織化学を行ない、その発現と局在を検討した。PSAはRT-PCRで未発現の1例を除く全切片でその発現を確認したが、低分化腺癌では染色強度の低い癌細胞や、全く染色されない癌細胞も認めた。ARもRT-PCRの結果と一致したが、組織分化度にかかわらず、個々の細胞においてその染色強度の不均一を認めた。これはホルモン不応性、再燃いずれにも認めた。また、抗AR抗体で細胞核が染色されない癌細胞の存在する症例を認めたが、陽性細胞を全く認めないのは1例のみであった。現在、ARのRT-PCR産物をSSCPにて解析して、AR変異遺伝子の有無、およびSSCPにより検出された変異遺伝子の塩基配列をRT-PCR産物から決定することを行なっている。
ヌクレオソーム動的制御における内部塩基配列の役割の解明

ヌクレオソーム動的制御における内部塩基配列の役割解明を目的として、ヌクレオソーム配置予測手法の開発および技術検証を行った。Rパッケージとして開発したソフトウェアnuCposは、細胞内ヌクレオソームのケミカルマップで教育した隠れマルコフモデルに基づいて、与えられたDNA配列上のヌクレオソーム配置を予測する。MNase-seqに基づいて同様の計算を行うRパッケージNuPoPよりも予測精度が高く、特にrotational settingの予測が優れていることを確かめた。調査の結果、nuCposの2塩基対の解像度でヌクレオソーム配置を予測することが判明した。ケミカルマッピングにおけるヌクレオソーム配置のコーリングの精度やヌクレオソーム内部でのDNAストレッチングを想定した確率モデルの平滑化が解像度に影響したと思われる。また、DNA変異による細胞内ヌクレオソーム配置の変化を、与えたDNA配列から予測できることを確認した。このソフトウェアは出芽酵母、分裂酵母、マウスを対象とする。このほかnuCposは、ヌクレオソーム内のDNA部分配列とヒストンとの相性評価を行う。これまでに、ヌクレオソームの位置安定性と部分配列の関係を示唆する結果を得た。今後は、本ソフトウェアの性能をさらに調査するとともに、細胞内ヌクレオソームの内部塩基配列の役割についての解析を進めたい。nuCposをレポジトリBioconductorで公開した(https://doi.org/doi:10.18129/B9.bioc.nuCpos)。このほか、熱ショックシャペロンであるHsp90とMas5がRNAi依存的ヘテロクロマチンの構築に必要であることを明らかにして報告した(http://dx.doi.org/10.1186/s13072-018-0199-8)。3年間並行実施を予定していた研究計画1、2、3のうち、研究計画2は予想より早く完了しそうである。研究計画3については、ソフトウェア開発のレベルでは完了しているが、令和元年以降は性能調査や生細胞研究への応用に取り組む必要がある。研究計画1については、当初想定していたTリッチ配列の役割について、前提とした実験結果が当初未知の技術的問題を抱えていた可能性が浮上しており、引き続き丁寧な検証を続けなければならない。開発したソフトウェアの性能について、利点と欠点の両面から正確に把握しておく必要があるので、そのための調査を継続する。研究計画1については前提となった実験技術の疑義について検証を行い、継続の必要性を判断する。Tリッチ配列以外の部分配列がヌクレオソーム動的制御に貢献する可能性も十分にあるので、そういった視点でゲノムワイドにヌクレオソームを調査し、ヌクレオソームの動的制御における内部塩基配列の役割を解明したい。
確率共鳴現象と部分空間法を利用した高感度・高選択性匂いセンサの開発

本研究は,高感度・高選択性匂いセンサの開発を目的として,微弱な検知対象となる信号を強調する確率共鳴現象を利用する非線形フィルタを用いた高感度化と,部分空間同定法に基づく特徴点抽出アルゴリズムによる高選択性の実現をシステムの構築について検討した.確率共鳴現象を発現する非線形素子のパラメータに関する数値シミュレーションによる設計について検討した.また,部分空間に基づくProny法を提案し,混合臭に対するセンサ応から成分数の推定を含む特徴点抽出について検討し,その有効性を確認した.本研究は,高感度・高選択性匂いセンサの開発を目的として,微弱な検知対象となるセンサ信号を増幅する確率共鳴現象(以下,SR)を利用した非線形フィルタによる高感度化,さらに,センサ応答のシステム同定手法に基づく特徴点抽出アルゴリズムによる高選択性の実現を目指すものである.本年度は,SRを発現するシステムの基礎的な理論検証・解析をさらに進めるための数値シミュレーション上でのSRの発現について,入力振幅,雑音強度,非線形素子の閾値といった各パラメータと入出力相関との関連について継続して検討を行った.単純な閾値系を非線形素子とするSRを発現するシステムの出力と,非線形素子を通さずに線形加算した出力と比較した場合,SRによって得られる対ノイズ強度に対する相関係数の曲線は,有限なノイズ強度で最大となるSRの特性を示すものの,同条件下において線形加算時の結果から向上することは得られず,SRを用いるメリットが得られない.そこで,非線形素子としてヒステリシスを有したコンパレータを導入して,検討を行った.その結果,相関係数が最大となるノイズ強度の近傍で線形加算処理を上回る相関を得ることができ,SRの有効性が確認できた.また,ヒステリシス特性に関して上下限の閾値を変化させ,入力,雑音強度に対して相関係数を最大とする最適な条件が存在することをシミュレーションにて確認した.今後は,このヒステリシスコンパレータと生体のニューロンにおける不応期との関連において,その伝達特性について検討する.また,SR現象のガスセンサに対する応用として,生体における信号伝達系とSR現象の応用を検討するために新たにガス源探知問題に関する検討も行った.本研究では,高感度・高選択性匂いセンサの開発を目的として,確率共鳴現象(以下,SR)に基づく感度向上と,部分空間同定法によるセンサ応答解析に基づく選択性の実現を検討した.半導体式ガスセンサのセンサ応答に対してシステム同定手法に基づき,匂いのような混合気体の各成分に応じた特徴点の抽出を検討した.ステップ応答として得られるガスセンサ応答の解析手法の一つとして従来提案されていたProny法に対してMOESP(MIMO Output Error State SPace model identification)法の枠組みを適用した部分空間に基づくProny法を提案し,数値シミュレーションによる検討を行った.その結果,混合臭に対するガスセンサ応答を模擬したステップ状の出力波形データのみに基づいて,各成分の時定数,ゲインをそれぞれ分離,推定できることを確認した.また,確率共鳴現象を利用した感度向上については,SRを発現するための非線形要素のパラメータと印加雑音強度の最適化に関して,サンプリングパルスを入力信号として用いた探索的なパラメータ最適化及び信号検出が可能であることを確認した.さらにSR現象を用いた応用展開としてガス源探索問題の信号伝達系に関する検討を行った.本研究は,高感度・高選択性匂いセンサの開発を目的として,微弱な検知対象となる信号を強調する確率共鳴現象を利用する非線形フィルタを用いた高感度化と,部分空間同定法に基づく特徴点抽出アルゴリズムによる高選択性の実現をシステムの構築について検討した.確率共鳴現象を発現する非線形素子のパラメータに関する数値シミュレーションによる設計について検討した.また,部分空間に基づくProny法を提案し,混合臭に対するセンサ応から成分数の推定を含む特徴点抽出について検討し,その有効性を確認した.本研究は,高感度・高選択性匂いセンサの開発を目的として,感度問題における耐ノイズ性能向上に関して,通常除去できない感度限界付近の背景雑音を逆に利用することで,微弱な検知対象となる信号を強調する確率共鳴現象を利用した静的非線形フィルタによる高感度化の実現,さらに,多入出力系とみなせるアレイ型センサシステムから得られるデータに部分空間同定法を適用した特徴点抽出アルゴリズムに基づく高選択性の実現を目指すものである.本年度は,SRを発現するシステムの基礎的な理論検証・解析を進めるために,数値シミュレーション上でのSRの発現を確認し,入力振幅,雑音強度,非線形素子の閾値といった各パラメータと入出力相関および出力SN比との関係を検討した.さらに,化学センサであるガスセンサでは微弱な入力信号,すなわち低濃度のサンプル供給が可能な実験環境の構築が必要であるため,まず前段階としてフォトトランジスタを用いて,実機でのSR発現と検討を行った.7素子の光センサ,非線形素子としてオペアンプによるコンパレータを用いて,Collinsによる並列ネットワークを構築し,10Hzの矩形波を入力とし,減光フィルタによる入力振幅の減衰によって入力SN比を変化させてSRの発現を試みた.その結果,周波数領域での出力SN比があるノイズ強度で,単純加算平均による出力結果を上回るSN比が得られることを確認した.しかしながら,入力信号が微弱になるに従い,非常に小容量ながらコンデンサを含むセンサ検出回路に起因すると思われる位相遅れが顕著になった.

今後は,前述の実機で得た検討結果を踏まえ,ガスセンサを用いた計測システムの構築,実測データを用いた検証を進め,SRによる雑音除去と匂い識別のためのセンサ応答モデルの同定問題を進める.本年度も前年に引き続き,確率共鳴現象(SR)の発現とシステムを構成する各要素のパラメータとの関連を数値シミュレーションによる解析を中心に行った.物理センサを用いた前年の実験結果に沿ったシミュレーション結果が得られる非線形素子の検討等を行い,ヒステリシス素子のSRにおける効果を確認するなど一定の進展はあるが,SRの理論解析とシステム同定との関連についてはやや遅れており,次年度において重点的に行う必要があると考えられる.また,SRの応用としてガスセンサを応用した匂い源探知ロボットを土台として,研究計画に予定していた生体における信号伝達系を模倣したシステムの構築とSRの応用について検討に着手した点は,概ね計画通りに進展していると考える.本年度は確率共鳴現象の発現とシステムを構成する各要素のパラメータとの関連を実験的に進めた.数値シミュレーションによる解析は,初期の目的をほぼ達成しており,今後の,例えば,非線形素子や観測信号に印加する設計可能なノイズ強度の最適化手法の検討に供する結果を得た.また,物理センサを用いているが実機による検討から,シミュレーション上で再現していない,あるいは実機において改善すべき特性についての問題点が確認でき,概ね計画通りの達成度であると考える.本年度得られた,確率共鳴現象(SR)において線形加算処理に対して性能向上が確認できたヒステリシス素子についてのSRにおける効果のより詳細な解析や,SRを発現する最適ノイズ強度の相互情報量など用いたに理論解析および,ガス種に関する特徴抽出のためのセンサ応答モデルに対するシステム同定手法との接続についてさらに検討を進める.また,SRを適用することを目的とした生体における信号伝達系の構築とその応用としての匂い源探知ロボットの構築等を進める.確率共鳴現象の匂いセンサへの応用とそれらのシステム同定の枠組みで解釈によって,匂いセンサの感度・選択性の向上を目指し,確率共鳴現象を発現するシステム設計について検討を進める.また,本年度の結果を踏まえ,センサの動特性および,検出回路の信号伝達特性を考慮したシミュレーションの検討を進める.SRを感度向上に積極的に利用するためのシステム設計における,印加ノイズ強度の最適化に関する検討を進める.SRは非線形系を通した雑音に汚された観測信号に対して,有限なノイズ強度で出力SN比(入出力相関)が最大となる点に特徴があるが,その雑音は観測雑音を利用する以外に,システム内部に制御可能な雑音源を同時に持つことで与えられる.このとき,入力信号と非線形システムの特性のみから入出力相関を最大にできる雑音強度は与えられず,雑音強度の最適化が必要となる.今後は入力信号の統計情報と非線形素子の特性(システムパラメータ)から,最適なノイズ強度を与えるアルゴリズムの開発を進める.本課題の主たるターゲットであるガスセンサシステムの構築に関して,匂い識別を検討できるところまで至っていないため,前年の若干の残額を含め,ガスセンサアレイシステムの構築に予算割り当てを行う予定である.また,生体模倣の信号伝達系の構築および,最終の研究成果公開について予算執行を予定している.本年度は数値シミュレーション及び実機による確率共鳴現象を発現するシステムの実験的な評価検討を行った.また,その検証用に簡易な実験系として,物理センサを用いた系で検討を進めた.
コンピュータ処理による現代スペイン語の口語文法と文語文法の対照比較研究

平成4年度の科研費補助のもとにおこなった研究のうち199293年に発表された以下の3点についてその要旨を述べる。1.《Cien anos de soledad》に於ける語の構造について:コンピュータに入力されたガルシア・マルケスのこの作品を対象として、研究実施計画でとりあげた, 2.文字頻度と音素頻度, 3.音節頻度を扱ったうえに、Zipfの法則の検証、アクセント位置別の語の頻度なども調査し、「子音/s/と/n/はそれ自身の頻度が高いばかりでなく、語頭よりも語末の頻度が高いという点でも母音/a/、/e/、/o/と共通する」ことを明らかにした。2.口語スペイン語の動詞句に於けるcliticsの位置について:スペイン語の統語問題のコンピュータ処理の試み。《El habla de laciudad de Madrid》から動詞句をとり出し、その中に含まれるcliticsの位置の分類表をコンピュータによって半自動的に作製する手順と主要なプログラムを提示した。前置率50%以上の動詞を明らかにするとともに、「cliticsが2つのペアの場合の前置率は1つの場合よりさらに高い」ことを確認した。3.コロンビア国の口語・文語スペイン語語彙の対照頻度表:実施計画の1.全語彙リスト(a.昇順,b.頻度順)、さらに完了動詞の対照頻度表からなる資料集を口語テキスト1点と文語テキスト3点を対照しながら作成した。巻末には使用したAWK言語のスクリプトなども附した。平成5年度の申請が認められれば、スペイン国の口語と文語スペイン語を対象として、4年度と同一テーマである語彙の対照頻度表の作成に加えて、動詞句KWICリストの作製、名詞・形容詞の性数別頻度の分析、名詞句中の形容詞の位置の分析などのテーマに取り組む計画である。コロンビア国に加えて、スペイン国の対照表も作成できれば、スペイン本国と中南米のスペイン語の対照という意味でも有益であると考えられる。
西日本豪雨の介護保険サービスへの影響に関する後ろ向きコホート研究

平成30年6月28日から7月8日の西日本豪雨災害により、死者227名、行方不明者10名が発生し、ライフライン、道路、鉄道などの寸断が起き大きな被害が発生した。このような災害下において、介護を要する人に何が起きたかを知ることは政策上重要である。我が国では、介護保険制度が存在し介護を必要とする人に平時サービスが提供されるが、災害発生によって介護サービスの質・量にどのような変化が起きるかを示す実証研究は乏しい。そこで、本研究では本災害の被災地に居住する介護保険被保険者を対象とするコホートの構築を介護レセプトデータを用いて行い、災害前後および被災地/非被災地間での介護保険サービス利用状況の比較を行う。
微小領域の磁性を対象とする測定技術の開発

表面界面に敏感な磁気誘起第2高調波発生(MSHG)を用いてFe/Au人工格子を研究した。MSHGの強度および非線形磁気カー回転角は明確な4回対称の試料方位角依存性を示した。この方位依存性は非線形電気感受率の対称性により説明された(佐藤)。表面凹凸、表面ひずみを有するNi膜上へのPd原子積層シミュレーションを分子動力力学法により行い、Ni層の面内歪の値が主に堆積層の結晶配向や歪の均一性を決定することを明らかにした(伊藤)。微小なレーザ光照射による熱磁気記録過程のシミュレーションを行い、記録可能な最小磁区径を計算し、0.1μmφ程度の磁区の形成が可能であることを明らかにした。また、Dy/Fe多層膜の内殻吸収磁気円二色性、MnPt/NiFe二層膜の交換結合についても検討した(綱島)。光照射GaAs探針によるスピン偏極STMを開発し、MgO基板上のFe薄膜で原子オーダーで平らな表面スピン偏極像が得られた。交換力相互作用顕微鏡について理論計算を終了、NC-AFMでNiO(100)劈開面の原子像を観測した(武笠)。第一原理電子状態計算に基づき三元化合物CdCr_2Se_4、CuCr_2Se_4やPtMnSb等の磁気光学カースペクトルを求めた。得られた計算結果と実験結果との比較を行うとともに、カースペクトルの電子論的な起源に関せいて議論を進めた(小口)。V字状に加工したGaAS基板上にMnAs/GaASラテラル多重ワイヤー構造を作製し評価を行い、MnAsのc軸が基板に対しほぼ垂直で磁化容易軸がワイヤーに沿っていることを明らかにした(森下)。ローレンツ顕微鏡法により直径25nmまでの鉄微粒子の磁化状態を観察し、また、直径10nmまでの鉄微粒子の磁化状態が観察可能であることをシミュレーションにより示した(丹司)。磁性層とキャリア層からなる希薄磁性半導体超格子の電子状態と磁性を第一原理計算に基づいて議論し、キャリア層のホール濃度をコントロールすることによって系の磁性が制御されることを示した(赤井)。高い角度分解能を持つ電子エネルギー損失分光装置(ELS-LEED)を用い、金属超薄膜中の2次元プラズモンの分散関係を世界で初めて測定した(長尾)。酸化物MgO単結晶膜中に遷移金属クラスターを方位を揃えて埋めこんだナノヘテロ磁性材料を作製し、その原子構造とスピン状態を詳しく調べた。単結晶セラミックス磁性金属複合膜では世界で初めてGMRと特異な電気伝導現象を観測した(田中)。本計画班では、微小領域の磁性を観測する手段について研究を進めている。

研究代表者は、近接場磁気光学顕微鏡を使いPt/Co光磁気ディスクに記録された微小磁区の磁気光学イメージングに成功した。また、集束イオンビーム装置を用い微細加工した磁性体パターンを上記近接場磁気光学顕微鏡を用いて観測し、分解能100nmで磁化パターンを得た。研究分担者伊藤彰義のグループでは、Ni/Pd人工格子膜形成過程の分子動力学シミュレーションを行い、(100)及び(111)面での歪みの大きさ及び局所歪み分布に大きな違いがあることを見いだした。また微傾斜Au(001)面上でFe超薄膜の初期成長過程のSTM観察を行い、Fe原子がステップフロー成長し、4nm幅の細線が形成されることを見いだした。研究分担者小口多美夫のグループでは、第一原理計算によりFe薄膜間に働く交換力を求め、その微視的機構を議論した。また、カー効果などの磁気光学効果を計算するための手法の開発を行った。研究分担者綱島滋のグループでは、短波長レーザに対応した多層膜記録媒体の構造と磁気異方性について研究し,EXAFSで観測される構造異方性と垂直磁気異方性の間の強い相関があることが判明した.また,超微細磁区の熱磁気書き込みの可能性についてシュミレーションを行い,将来の近接場光記録の問題点を指摘した.研究分担者武笠幸一のグループではスピン偏極STMについてはGaAs劈開薄膜探針について実験を行いMgO基板状のFe薄膜のスピン偏極像が得られた。交換力顕微鏡についてはtopサイトおよびhollowサイトについての第一原理計算を行い、原子分解能が出せる可能性が示唆できた。これからこの計算に基づき実験に入る。研究分担者宝野和博はCu-A1-0系グラニュラー薄膜の微細構造を高分解能TEM、ならびにX線小角散乱により詳細に調べ、トンネル磁気抵抗と微細構造の関係を明らかにした。昨年度以来高性能化をはかりつつある近接場磁気光学顕微鏡については、光ファイバープローブの偏光伝搬特性をStokesパラメータに用いて評価し、波長板として動作することを確認した。これより、適切な光学的補償を行うことによってPt/CoのMOディスクに記録された記録パターンのクリアな磁気光学イメージを得ることに成功した。非線形磁気光学については、モードロックTi-sapphireレーザを用いた測定システムを完成、非整数原子層を有するFe/Au人工格子において、23度におよぶ大きな非線形磁気光学カー回転角を見いだした。(佐藤)STMを用いたAu(001)面上でFe超薄膜の仕事関数測定を行い、元素のナノスケールのマッピングに成功した。また強磁性探針を用いたFe(001)面のトンネル分光を行いスピン偏極したSurface Stateを検出した。Co/Cu人工格子膜形成過程の分子動力学シミュレーションを行い、界面付近のナノスケールの構造が基板配向、成膜条件により大きく変わることを見出した。(伊藤)局所スピン密度近似の範囲での電子状態計算の結果を用い、Kubo公式に基づき光学伝導度を計算し、磁気光学カー効果を求める計算手法を開発した。この手法を、まずBCC鉄に応用し計算の精度や収束性を評価した。また、Fe/Pt、Fe/Au等の磁性金属多層膜系にも応用し、実験結果との比較を行うとともに、カースペクトルの電子論的な起源に関して議論を進めた。(小口)CoPt規則合金薄膜の結晶構造,磁気異方性および磁気光学効果について調べた。MgO(111)基板上に300°CでMBE成長させたCo50Pt50膜は、CuPt型規則構造となって膜面垂直方向に非常に大きな磁気異方性を示した。
言語行為(発話行為)の認知における非言語的文脈の影響に関する状況意味論による研究

本研究では,陳述や報告などの伝達的な言語使用と命令や約束などの非伝達的な言語使用を統一的に扱う枠組みを開発することを目標に,発語内行為を記述する理論的枠組み,発語内行為の種類を特徴づける発語内の力の分類体係,ならびに発語内行為の認知のモデルについて研究した.得られた知見および研究成果は以下のとおりである.1.発語内行為の特定には,発語内の力の特定と発語内行為内容の特定が必要である.発語内行為内容は,発語内の力に関して中立ではないと考えられるが,充足様式という概念を利用することにより,異なる発語内の力をともなう発語内行為内容が,同一のタイプの状況により異なる充足様式のもとで充足されるとみなすことが可能になる.そこで,発話において発語内行為内容の表現に寄与している語句の意味は,発語内行為内容を充足する状況のタイプに対する制約を与えるものとして,統一的な観点から扱うことができる.このような制約は状況意味論の拡張により表現可能である.2.発語内の力を分類するため,本年度においては,発語内行為を表す日本語の動詞の分類体系について検討した.その結果,発語内行為の遂行の様態を種差とする発語内行為動詞のクラスを認める必要があること,またこれにともない,発語内行為動詞の概念と遂行動詞の概念を区別すべきことと,発語内の力の分類を動詞の分類から区別すべきであることが判明した.そこで発語内の力の分類のための観点として,不適切性の理論,充足様式の理論および状況改変様式の理論を仮定する作業仮説のもとで検討を開始した.3.発語内行為の不適切性の網羅的なチエツクを行なつていないにもかかわらず,発話に対してある程度的確に反応できる現実の言語使用者のモデル化には,状況意味論の局所的制約の概念が有効であるという感触を得た.本研究では,陳述や報告などの伝達的な言語使用と命令や約束などの非伝達的な言語使用を統一的に扱う枠組みを開発することを目標に,発語内行為を記述する理論的枠組み,発語内行為の種類を特徴づける発語内の力の分類体係,ならびに発語内行為の認知のモデルについて研究した.得られた知見および研究成果は以下のとおりである.1.発語内行為の特定には,発語内の力の特定と発語内行為内容の特定が必要である.発語内行為内容は,発語内の力に関して中立ではないと考えられるが,充足様式という概念を利用することにより,異なる発語内の力をともなう発語内行為内容が,同一のタイプの状況により異なる充足様式のもとで充足されるとみなすことが可能になる.そこで,発話において発語内行為内容の表現に寄与している語句の意味は,発語内行為内容を充足する状況のタイプに対する制約を与えるものとして,統一的な観点から扱うことができる.このような制約は状況意味論の拡張により表現可能である.2.発語内の力を分類するため,本年度においては,発語内行為を表す日本語の動詞の分類体系について検討した.その結果,発語内行為の遂行の様態を種差とする発語内行為動詞のクラスを認める必要があること,またこれにともない,発語内行為動詞の概念と遂行動詞の概念を区別すべきことと,発語内の力の分類を動詞の分類から区別すべきであることが判明した.そこで発語内の力の分類のための観点として,不適切性の理論,充足様式の理論および状況改変様式の理論を仮定する作業仮説のもとで検討を開始した.3.発語内行為の不適切性の網羅的なチエツクを行なつていないにもかかわらず,発話に対してある程度的確に反応できる現実の言語使用者のモデル化には,状況意味論の局所的制約の概念が有効であるという感触を得た.
経口的喉頭機能温存手術後の音声・嚥下機能評価と機能障害予防への展開

経口的咽喉頭部分切除術(Transoral Videolaryngoscopic Surgery:TOVS)後の音声・嚥下機能については、これまで臨床経過や術前後の音声機能の変化について研究がおこなわれてきた。今回は、TOVS術後嚥下機能の運動学的なメカニズム解析とQOLを重視した機能低下予防に対して検討を行う。運動学的なメカニズム解析は、高解像度マノメトリー(HRM)を用いてTOVS術前後に計測を行う。音声障害予防は、術中ステロイド局注を用いて輪状披裂関節の固着予防の検討を行う。さらに、嚥下障害予防については、呼気筋抵抗負荷トレーニング(EMST)による呼吸訓練を導入、その効果を測定する。
歯科的処置後の神経分布の消長に関する研究

口腔領域においては、炎症、腫瘍などの多くの疾患が生じる。これらの疾患の治療後に、神経分布が如何なる状態に回復するかは、関心が持たれる。今回は、動物実験により辺縁性歯周炎と舌癌モデルを作製して、組織の破壊にともなう神経分布の消長、および治療後の神経の動態について検索した。1.ラットを用い、臼歯の歯間乳頭部にガッタパーチャーポイントを挿入して圧迫により辺縁性歯周炎をおこさせた。歯間乳頭部は陥凹し上皮層膚が消失して、炎症性細胞浸潤や歯間水平線維の消失がみられ、根間中隔には吸収がおこり、高さが低下した。炎症巣内の神経線維は大部分が変性、消失するが、少量の健全な神経線維が残存していた。ガッタパーチャーポイントを除去すると、炎症は消退して、肉芽組織が増殖して歯間乳頭の形態が回復する。歯間水平線維、上皮層の再生がみられるが、上皮付着部は、根尖側に移動しており、槽間中隔も頂も低下したままである。歯間乳頭や歯根膜に神経線維の再生がみられるが、正常に比べると少ない。2.家兎の舌にVX_2癌を移植した。癌細胞の増殖にともない、舌組織に変性がおこった。腫瘍の前方部の筋線維の変形、萎縮、配列不整がおこり、一方神経線維には、腫瘍の辺縁部や前方部の線維に、膨化、念珠状変性、断裂などの所見がみられた。腫瘍の切除手術後、切除創の近接部や舌尖部の神経線維の変性、消失が強くなり、分布量が減少した。切除後長期になると、再生がおこり、分布量が増加するが、正常舌に比べると少なかった。以上の結果より、舌癌の増大による舌運動の障害や感覚麻痺などの臨床症状、および舌の部分切除後さらにその障害が増大するが、長期になると、神経線維の再生により、舌の運動機能や、知覚(味覚)がかなり回復されることが示唆された。平成4年度に計画した2つの研究ともに予定通り研究が進行している。1.辺縁性歯周炎における歯周組織の破壊的変化にともなう神経線維の分布の消長と、修復にむかった時の神経線維の再生について検索している。実験動物にはラットを用いて、臼歯の歯肉にガッタパーチャポイントを挿入して圧迫により辺縁性歯周炎をおこさせると、歯間乳頭は陥凹し上皮層が消失して、炎症性細胞浸潤や歯間水平線維の消失がみられ、槽間中隔は側面より吸収が始まり、遂には槽間中隔頂は高さが低下する。この際、炎症巣内の神経線維は大部分が変性、消失するが、少量の健全な神経線維が残存していた。ガッタパーチャを除去すると、炎症は消退し、肉芽組織が増殖して、歯間水平線維、上皮層の再生がみられるが、上皮付着は根尖側に移動しており、槽間中隔頂も低下したままである。この際、歯間乳頭や歯根膜に少量の神経線維の再生がみられるが正常に比べるとはるかに少ない。2.家兎の舌にVX_2癌を移植して、移植癌が形成された時点で、その部の舌の部分的切除をおこない、移植癌の成立時と切除後の神経線維の分布の動態を検索している。移植癌成立時に、腫瘍周辺部や腫瘍よりも舌尖側の筋線維は萎縮し、神経線維には変性所見および消失がみられる。切除手術後、近接部や舌尖部の筋巣内および上皮下固有層内の神経線維の変性、消失が強くなり、分布量が減少する。

切除後、長期になると、神経線維の再生がおこり分布量が増加するが、正常に比べると少ない。神経線維の変性は、筋層内よりも上皮下固有層内に強くおこり、再生も上皮下固有層の方が遅れている。口腔領域の癌腫の中では舌癌の発生率は高い。その場合舌切除術がおこなわれている。舌癌の発生時における神経線維分布の消長と、切除手術後の神経分布の動態について知ることは、舌癌による神経への障害と、手術後の末梢神経の回復とを明らかにし、舌機能の一部を知ることができ、臨床病理学的に意義あるものと思い、本研究をおこなった。実験動物には家兎を用いた。実験腫瘍には、VX_2癌を使用した。癌の発生時における神経線維の消長をみるために、家兎の舌縁部にVX_2癌を移植して、H・E染色および神経染色により、癌細胞の増殖にともなう舌組織の変化と、神経線維の分布の消長について検索した。その結果、舌組織および神経線維には、移植腫瘍の増大につれて変性がおこった。腫瘍の前方部の筋線維の変性、萎縮や配列不正がおこり、腫瘍の増大につれて強くなった。一方神経線維には、腫瘍の周辺部や前方部の線維に、膨化、念珠状変性、断裂などの変性所見がみられ、舌尖部や上皮化固有層に強くおこっていた。切除手術後、切除創の近接部や舌尖部の神経線維の変性、消失が強くなり、分布量が減少した。切除後長期になると、神経線維の再生がおこり、分布量が増加するが、正常舌に比べると少ない。神経線維の変性は筋層内よりも上皮下固有層内に強くおこっており、再生も上皮下固有層の方が遅れていた。本研究の結果から、下癌の一部の症例でみられる舌運動の障害や感覚麻痺などの臨床症状について説明でき、また舌の部分切除後短期ではさらにその障害が増大するが、術後長期になると、神経線維の再生により、舌の運動機能や、知覚(味覚)がかなり回復されることが示唆された。
磁気フィルタ-付バケット型プラズマ源を用いた反応性プラズマの制御

バケット型プラズマ源に可動型の磁気フィルタ-を付加した放電容器を用い、本研究では磁気フィルタ-並びに新たに考案したプラズマグリッドによる電子エネルギ-分布を中心とするプラズマパラメ-タの空間的制御について検討した。以下に本年度に得られた結果を要約する。1.磁気フィルタ-によりプラズマは二分され、上流側でフィラメントのあるプラズマ生成域は高速一次電子を大量に含んだ高密度で高電子温度のプラズマ状態となり、各イオン種・ラジカル種の生成に適している。一方、下流側の拡散プラズマ域は高速電子が完全に除去された低電子温度のプラズマとなり成膜に適したプラズマ状態となっている。2.拡散プラズマ域に新たにプラズマグリッドを設けたが、グリッド電位の変化で成膜域のプラズマパラメ-タが容易に制御できる。3.プラズマパラメ-タが大きく異なるプラズマ生成域と成膜域とは磁気フィルタ-を移動することで、その空間的分布を自由に変えられる。また、水素とアルゴンについて実験を行ったが、電子エネルギ-分布関数を始めとするプラズマの制御に関しては同様の結果が得られた。4.実験結果によれば、磁気フィルタ-は高速電子のみを選択的に反射させている。この現象を静電近似による2次元の粒子シミュレ-ションを用いて検討し、実験と定性的に一致する結果を得た。例えば、電子の拡散係数は粒子速度の増加と共に減少する。即ち、低エネルギ-電子と比較して高エネルギ-電子の方がより磁気フィルタ-によって閉じ込められる。これは、揺動電場によるE×Bドリフトが、有限ラ-マ効果のために、低速電子に対してより大きくなるためである。今後はメタンガスを用いた実験にて(1)磁気フィルタ-による反応の空間選択性、(2)反応に及ぼす質イオンの影響、シミュレ-ションにて(3)磁気フィルタ-の役割、(4)シ-ス形成への質イオンの影響、を検討する。
細胞膜修復機構の活性化による成人発症筋ジストロフィー治療戦略の開発

dysferlinopathyでは、たとえ同じ遺伝子変異を有する同胞間であっても、臨床的に近位筋優位の筋萎縮・筋力低下を示す肢帯型筋ジストロフィー2B型を呈する場合と、下腿後面の筋群が強く障害される三好型遠位型筋ジストロフィーを呈する場合があることから、修飾遺伝子の存在が示唆された。また、dysferlinは約230 kDaの大きな膜タンパク質であることから、結合タンパク質を介して細胞膜修復の機能を発揮すると考えられた。従って、新規結合タンパク質を同定することが、まだ全容が明らかでない筋細胞膜修復機構の解明、さらにはdysferlinopathyの治療法開発につながると考えられた。本研究では、dysferlinのドメイン構造に着目し、特定領域のアフィニティカラムを作成した。このカラムに細胞抽出物を反応させて相互作用するタンパク質を抽出し、SDS-PAGEにより分離して、質量分析にかけることで、複数の結合タンパク質を同定した。同定した結合タンパク質の一つであるProtein X(論文投稿中)に注目し、レーザー膜損傷の実験系を用いて解析を行った。マウス骨格筋においてProtein Xがレーザーによる膜損傷部位に集積し、また培養細胞においてX遺伝子発現抑制が筋細胞膜修復機能の低下に繋がることを発見した。さらにdysferlin欠損マウス骨格筋のレーザー膜損傷で、ProteinXの損傷部位への集積が遅延することから、膜修復機構において、dysferlinがXの局在を規定していると考えられた。さらにdysferlin変異をもつ患者初代培養細胞とdysferlin欠損マウス骨格筋において、X活性化剤の投与により膜修復機能が改善することを見出した。X活性化剤は他疾患の臨床で既に用いられている薬剤であり、ドラッグ・リポジショニングとしての臨床応用が期待できる。Protein Xが、dysferlinとともに骨格筋の膜修復機構において重要な働きを担っているという新たな知見は、根治療法がいまだないdysferlinopathyの治療法開発に結びつく可能性がある。X活性化剤の臨床応用を目指し、動物モデルを用いて、薬剤投与による運動機能や骨格筋構造の異常回復効果について検証を行っている。臨床応用のためにはモデル動物での検証実験が重要である。2種類の動物を用いる。1.ゼブラフィッシュモデル:申請者らは、ゼブラフィッシュに対するmorpholino分子を用いたdysferlinopathyモデルを確立している。初期胚にmorpholinoを用いたdysferlinopathyモデルでは生後34日に約35%の割合で、骨格筋の構造異常が観察される。ゼブラフィッシュの骨格筋の状態は、偏光フィルターを用いた複屈折解析(Birefringence assay)により簡便に検出することができる。このモデルに対して、生後4日間薬剤処理を行い、筋構造異常に対する回復効果を検討する。2.マウスモデル:不完全ながらdysferlinの発現がみられるSJL/Jマウスとdysferlin完全欠損のBLA/Jマウスを用いてX活性化剤の投与実験を行う。本薬剤は他疾患で臨床応用されており、マウス/ヒトにおける年単位での長期投与の安全性も確立されている。dysferlin変異マウスは、筋ジストロフィーを発症するまで78ヶ月を要する。離乳直後より薬剤投与を開始し、骨格筋変性発症後に組織学的な評価を行って、治療効果について判定する。また、握力などの運動機能と体重についても評価を行う。

初期胚にmorpholinoを用いたdysferlinopathyモデルでは生後34日に約35%の割合で、骨格筋の構造異常が観察される。ゼブラフィッシュの骨格筋の状態は、偏光フィルターを用いた複屈折解析(Birefringence assay)により簡便に検出することができる。このモデルに対して、生後4日間薬剤処理を行い、筋構造異常に対する回復効果を検討する。2.マウスモデル:不完全ながらdysferlinの発現がみられるSJL/Jマウスとdysferlin完全欠損のBLA/Jマウスを用いてX活性化剤の投与実験を行う。本薬剤は他疾患で臨床応用されており、マウス/ヒトにおける年単位での長期投与の安全性も確立されている。dysferlin変異マウスは、筋ジストロフィーを発症するまで78ヶ月を要する。離乳直後より薬剤投与を開始し、骨格筋変性発症後に組織学的な評価を行って、治療効果について判定する。また、握力などの運動機能と体重についても評価を行う。次年度使用額が生じた理由:当初購入を予定していた、抗体の購入費が少なく済んだため。次年度の使用計画:助成金は主に本研究を遂行するための物品費(細胞生物学的解析に必須の試薬:細胞培養試薬、遺伝子抽出試薬、抗体などの消耗品)、in vivoでの検証のためのマウス繁殖・系統維持費として使用する予定である。また、積極的な研究成果の発表のために必要な最低限の旅費、論文投稿費・ポスター作成等の印刷費などに使用する予定である。