hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情景画像からの情報抽出による視覚障がい者支援システムに関する研究

点字ブロックなどの支援オブジェクト抽出・認識方式の開発を継続し、抽出・認識実験を実施した。点字ブロックは、他の歩行者などに遮られ進行方向の先まで見通すことが困難であることが多い。そこで、獲得する視野画像の適切な仰角やカメラを装着位置などについてフィールドワークによりその適切はな設定条件について検討を実施した。支援オブジェクト抽出・認識方式に関しては、ディープラーニングによる視野画像中の文字領域抽出方式について開発を進めた。ディープラーニングに関しては、各種のネットワークアーキテクチャの領域抽出能力を探るために動物画像からの個体識別に関する研究及び人の顔認識システムに関する研究を実施した。また、文字列認識方式の開発に関連して、国会図書館をはじめとして様々な図書館におけるデジタルアーカイブとそのテキスト化の動向に関する研究も実施した。研究実施計画に掲げた内容を概ね順調に達成している。これまでの研究成果の完成を目指し、初期の研究目標の達成を図る。1.行動支援システムのグランドデザインの実施行動支援システムの全体的な構成についてデザインを進めた。1.1行動支援のシチュエーションパターンに関する考察行動支援を必要とするシチュエーション(路上,地下道,駅など)について要支援者のヒアリングをおこなうなどしてリストアップし,カテゴライズすることによりパターンを得た。1.2画像入力方式の検討要支援者の周辺画像の取得には,第一には,Google Glassに代表されるメガネ様のウエアラブルデバイスを用いた。1.3支援オブジェクトの選定上記1.行動支援のシチュエーションパターンの選定し,実際の経路をウエアラブルデバイス装着して歩行することにより経路の動画を取得する。その動画を解析し,支援に供するべき支援オブジェクトの選定をおこなったうえで,オブジェクトの画像を選び出し,オブジェクト画像データベースの構築の検討を行った。データベースの構築には,オブジェクトの種類などの様々なオブジェクトに関する様々な属性を及びGroundtruth(正しい答え)をマニュアルにより付加する方法について考察した。1.4要支援者に対する情報提供方法の検討要支援者には,視覚障がい者と弱視者とがある。視覚障碍者への情報提供は音声・震動によるものが考えられる。弱視者については,視覚障がい者と同様の方法に加えて,ウエアラブルデバイスのディスプレイに注視すべき領域をハイライトで示す,あるいはズームアップするなど視覚的な表示も有効となる。この点に関しても視覚障がい者やその支援団体の協力を得て望ましい情報提供方法を明らかしつつある。2.ボケ画像の強調方式のためのエッジ協調方式の開発ボケ画像から,主にエッジ情報を得るための強調方式の基本設計を実施した。強調は,ラプラシアン画像を用いたマルチスケールな窓解析法(MSWL法)を新たに提案している。1.支援オブジュエクト画像のデータベースの構築28年度に策定した支援オブジェクト画像の仕様に基づき支援オブジェクト画像のデータベースの構築を開始した。2.点字ブロックなどの支援オブジェクト抽出・認識方式の開発支援オブジェクト画像のデータベースの構築に並行して、オブジェクトの一つである点字ブロックを主とする支援オブジェクトについて,その種類,色や表面の模様などに関する調査をおこない,その領域抽出や種類の同定方式に関して検討を開始した。具体的には、点字ブロックの色情報による領域抽出方式の開発を進めた3.ランドマークの認識方式の関発2.と同様にランドマークデータベース画像との類似度による検索をおこなうことでランドマークを認識方式の開発に関して、類似画像の検索方式に関する研究を進めた。また、歩行支援オブジェクトとなる視野画像の看板や案内標識の文字を読み取るために、低解像度であり、高ノイズであるそれらの領域の文字の認識率を高める方式として、多方式の高解像度化手法を適用的に選択できる方式を開発している。本年度は、神戸大学付属図書館に所蔵されている新聞記事文庫の昭和初期の新聞記事の画像データベースを対象として、低解像度である同データベースを多手法により高解像度化し、それらを適用的に選択しOCR認識率を高める方式を開発した。4.ウェアラブルカメラを実際に装着し動画を取得して、上下動など歩行による動画の変動についても検討を進めた。ウエアラブルカメラを複数化し、画像取得時の仰角なんのバリエーションについても検討を進める。視野画像の動画の挙動の解析を進める。スマートフォンとの連携についての検討を開始する。データベースデータの蓄積を待ち、データベース作成用のPC及びストレージなどを次年度に購入した方が効率的に研究が推進できると考えられたため。PCなど次年度に購入する方が効率的な物品があるため。研究費の効率的な執行ができると考えられたためデータベース構築用のPC(オブジェクト認識方式の開発も兼ねる)、ストレージの購入などをおこなう予定である。
ヒトドーパミントランスポーターの多型の生理的意義と個体における機能の解析

前年度までに、DAT1遺伝子のVNTR多型は、反復回数によってレポーター遺伝子の発現に差があることと、この差が3'非翻訳領域依存的な遺伝子発現抑制の影響を受けることが解った。またVNTR多型近傍領域に作用する因子としてbHLH型の転写因子HESR1がDAT1遺伝子発現に関わることをルシフェラーゼレポーターアッセイにより示した。今年度においては、まずRNAiを用いたhesr1遺伝子特異的ノックダウンにより、SH-SY5Y細胞において見られたDAT1遺伝子3'非翻訳領域依存的な遺伝子発現抑が緩和されることを示した。また、HEK293細胞においてHESR1は内在性のDAT1遺伝子発現を抑制することを示した。HESR1によるDAT1遺伝子発現調節が直接的な結合によるものかどうかを検討するために、ゲルシフトアッセイを行ったところ、HESR1はDAT1遺伝子VNTR多型近傍領域に直接結合することが解った。加えて、NCBIデータベースを元に、ヒトhesr1遺伝子に存在し、DNA結合に重要なbHLHドメインのロイシンをメチオニンに置換するSNP候補C386Aに注目し、機能解析を行ったところC386A変異体はDAT1遺伝子発現抑制活性を失うことをレポーターアッセイにより示した。この活性の違いはDNA結合能を失ったことによるものであることをゲルシフトアッセイにより示し、これはホモ二量体形成能を減少させているためであることをYeast two-hybridにより示した。以上のことからヒトhesr1遺伝子SNP候補C386AはDAT1遺伝子が関わる多因子性表現型のリスクファクターである可能性を示唆した。DAT1のVNTR多型は、約40塩基の繰り返しであるが、これらはmRNAにおいては3'UTRに存在するためタンパクの構造に影響をもたらすとは考え難い。しかし、私の以前の結果や他のグループの結果から、この多型領域が遺伝子発現において何らかの機能を持つことが予想される。反復回数によってレポーター遺伝子の発現に差があることからも、この領域がDAT1遺伝子発現量に個体差をもたらす可能性が示唆される。私は多型領域が転写を調節するシスエレメントである可能性を考え、レポーター遺伝子HIS3とLacZの上流に、10回繰り返しの多型領域を持った遺伝子をyeastのゲノムに挿入し、yeast one-hybrid systemを利用して多型領域結合タンパクのスクリーニングをヒト胎児の脳cDNA libraryから行った。選択培地で生育し、β-galアッセイで強い活性を示した17クローンにbHLH型の転写因子であるHesr1のDNA binding domainを含むほぼ全長をコードするものが2クローン存在していた。現在、大腸菌で発現させたGST-Hesr1融合タンパクを精製し、EMSAによる直接的な結合の確認を検討中である。また培養細胞における系では、私を含め他のグループにおいてウイルス由来のプロモーターや、異なる細胞株を利用している為、由来の違いからか結果が一致せず、生体内を直接的に反映しているとは断定できない。そこで私は、より生体内の環境に近づけるためドーパミンニューロンであるヒト神経芽細胞株SH-SY5Y細胞において、SV40またはDAT1遺伝子のプロモーターを用いたルシフェラーゼの下流に、それぞれ6、7、9、10、11回の反復回数を含むDAT1遺伝子3'UTRを持ったレポーターコンストラクトを用いて、多型領域の遺伝子発現における影響を検討している。hDATのVNTR多型は、反復回数によってレポーター遺伝子の発現に差があることからも、この領域がhDAT遺伝子発現量に個体差をもたらす可能性が示唆される。SH-SY5Y、COS-7、Neuro2Aそれぞれの培養細胞において、hDATのコアプロモーターである上流240bpをプロモーター領域に持ち、下流にhDATのexon15(3'UTR)領域を持つルシフェラーゼを発現させたところ、exon15依存的に遺伝子発現が抑制されることを見出した。これはHEK293細胞では見られなかったことから、細胞内環境によってexon15による発現抑制機能が存在することを示唆する。また、ルシフェラーゼの下流に、それぞれ6、7、9、10、11回の反復回数を含むDAT1遺伝子3'UTRを持ったレポーターコンストラクトを用いて遺伝子発現量を比較したところ、HEK293細胞においては7、9、10回のものが、6、11回のものに比べて有意に高かった。さらに、SH-SY5Yにおいては6、7、9回の反復回数を持つものが、10、11回のものに比べて有意に遺伝子発現量が高かった。先述の抑制と同様、細胞内環境によって、VNTR多型が異なる遺伝子発現調節を行うことが示唆された。加えて、前年度にVNTR領域に作用する遺伝子として同定したHesr1は、bHLH領域依存的にVNTR領域への影響を持つことがyeast one-hybridシステムにおいて確認された。培養細胞でHesr1を強制発現させた上で、VNTR多型を持つルシフェラーゼを発現させたところ、Hesr1がレポーター遺伝子の発現を抑えることが解った。興味深いことに、HEK293細胞においては、VNTR多型の反復回数によって生じた差が、Hesr1の発現によって消えることが観察された。今後は、Hesr1とhDATの遺伝子発現、VNTR多型の機能との関わりを、より詳細に解析する予定である。またVNTR多型近傍領域に作用する因子としてbHLH型の転写因子

HESR1がDAT1遺伝子発現に関わることをルシフェラーゼレポーターアッセイにより示した。今年度においては、まずRNAiを用いたhesr1遺伝子特異的ノックダウンにより、SH-SY5Y細胞において見られたDAT1遺伝子3'非翻訳領域依存的な遺伝子発現抑が緩和されることを示した。また、HEK293細胞においてHESR1は内在性のDAT1遺伝子発現を抑制することを示した。HESR1によるDAT1遺伝子発現調節が直接的な結合によるものかどうかを検討するために、ゲルシフトアッセイを行ったところ、HESR1はDAT1遺伝子VNTR多型近傍領域に直接結合することが解った。加えて、NCBIデータベースを元に、ヒトhesr1遺伝子に存在し、DNA結合に重要なbHLHドメインのロイシンをメチオニンに置換するSNP候補C386Aに注目し、機能解析を行ったところC386A変異体はDAT1遺伝子発現抑制活性を失うことをレポーターアッセイにより示した。この活性の違いはDNA結合能を失ったことによるものであることをゲルシフトアッセイにより示し、これはホモ二量体形成能を減少させているためであることをYeast two-hybridにより示した。以上のことからヒトhesr1遺伝子SNP候補C386AはDAT1遺伝子が関わる多因子性表現型のリスクファクターである可能性を示唆した。
行政の民営化と自治体行政の変容－指定管理者制度と公の施設のあり方を通して－

野呂充・岡田正則・人見剛・石崎誠也編『現代行政とネットワーク理論』(法律文化社、2019.2)第4部行政手法の変容のネットワーク論的分析に三野靖「公共施設のあり方と統廃合・民営化」(275-294)を執筆した。公共施設をめぐる動向、公共施設の法的位置付け、公共施設と住民の利用券について論じた。そのうえで、公共施設の統廃合等の留意点として、公共施設間や地域間のアンバランスや不平等感による統廃合等の合意形成の困難さ、議会での議論の重要性、住民の利用権に配慮した議論の必要性について言及した。2018年度は、公共施設のあり方研究会が代表者の大学業務の多忙化、日程調整の困難により開催できなかった。また、フィールド対象の香川県内の自治体の公共施設等管理計画の具体的進展がみられず、そのため2019年度に延長申請をした。ただし、上記のとおり論文を掲載することができた。2019年度は、公共施設のあり方研究会を開催し、これまでの研究成果をとりまとめて、シンポジウム等を開催する予定である。近年、公共施設を巡っては、市町村合併による重複配置、老朽化、民間委託・民間移譲等の課題が生じているが、人口減少、緊縮財政等による統廃合等、公共施設のあり方が問われている。総務省も2016年度までに各自治体に公共施設等総合管理計画を策定するよう求めており、香川県内では、香川県、高松市、観音寺市、さぬき市、東かがわ市、土庄町及び多度津町が策定している(2016年10月1日現在)。これらの自治体のなかには、具体的な公共施設の廃止計画を提案しているところもある(EX:高松市)。そこで、大学・研究機関の研究者、県内の自治体関係者(職員、議員等)をメンバーとしら、研究会(公共施設のあり方研究会)を立ち上げた。本研究会では、県内における公共施設の統廃合の方向性と現状、今後の動向を調査し、地域における公共施設のあり方について考えることとした。研究会の進め方としては、(ア)県内自治体の公共施設等総合管理計画の策定状況・内容の分析、(イ)県内自治体の公共施設の統廃合計画の策定状況・内容の分析、(ウ)自治体、地域でのヒアリング、状況視察、(エ)報告書の検討・作成を行うこととした。第1回研究会は、2016.10.29に開催し、上記の進め方について議論をした。第2回研究会は、2017.1.22に開催し、既に策定された計画の体系、基本方針、目次を分析し、各計画の特徴を分析した。特徴としては、複数の計画を年次・体系的に策定して、個別の施設の再編計画も公表している自治体、分析手法もポートフォリオ分析や用途別・地域別の分析・再編計画を公表している自治体がある一方、抽象的一般的な計画にとどまっている自治体もあり、自治体による温度差があることがわかった。大学や研究機関の研究者、県内自治体関係者(議員、職員)をメンバーとした公共施設のあり方に関する研究会を立ち上げることができ、また今後の研究の方向性と方法について、議論ができた。また、現時点で公表されている公共施設等総合管理計画について、分析をしたことにより、今後の各自治体の計画をどうのように分析をしていくか、その試行的分析ができた。また、研究会のメンバーも研究者のみならず、自治体関係者も入れて構成しており、関心も高く、実務的な面(自治体のヒアリング、現地視察等)でも研究が進むと思われる。2016年10月に香川県内自治体関係者や研究者等を構成員とする「公共施設のあり方研究会」を設置し、2017年度は次のとおり開催した。県内自治体の公共施設の統廃合計画の策定状況・内容の分析、自治体ヒアリング及び現地視察を実施した。各自治体の担当部局も積極的に協力いただき、各自治体における公共施設の維持管理・統廃合の課題、具体的な施設の現状や活用方法等の知見を得た。各自治体が抱える課題や先進的な取り組みについて実態に即した知見を得ることができた。具体的には、公共施設等総合管理計画の分析、数値目標の設定のあり方、総合計画等上位計画との関係、まちづくりとの関係、小学校の統廃合と利活用、地域団体との関係、住民参加手法、市町村合併との関係、起債(最適化事業債等)の活用の有無、財政状況等について、ヒアリングを実施した。2017年6月18日(日)第3回:公共施設等総合管理計画・統廃合計画の分析2017年9月4日(月)第4回:三豊市ヒアリング調査・現地視察(旧財田上小学校(民間貸付)、財田小学校(統合・新規)、旧高瀬町学校給食センター(廃止)、旧仁尾町総合福祉会館(廃止)、市民センター仁尾(用途変更)2017年11月28日(火)第5回:さぬき市ヒアリング調査・現地視察(旧松尾小学校(民間貸付)、旧松尾幼稚園(地元貸付)、旧松尾保育所(文書保存施設に用途変更)2018年3月1日(木)第6回:研究会中間

とりまとめ、高松市現地視察(高松テルサ(廃止予定)、高松市福岡町プール(継続)、高松市立市民プール(廃止)、高松市香川保健センター(用途変更))「公共施設のあり方研究会」も4回開催し、3自治体のヒアリング・現地視察も実施できた。各自治体の担当部局も積極的に協力いただき、各自治体における公共施設の維持管理・統廃合の課題、具体的な施設の現状や活用方法等の知見を得た。具体的には、公共施設等総合管理計画の分析、数値目標の設定のあり方、総合計画等上位計画との関係、まちづくりとの関係、小学校の統廃合と利活用、地域団体との関係、住民参加手法、市町村合併との関係、起債(最適化事業債等)の活用の有無、財政状況等について、ヒアリングを実施した。野呂充・岡田正則・人見剛・石崎誠也編『現代行政とネットワーク理論』(法律文化社、2019.2)第4部行政手法の変容のネットワーク論的分析に三野靖「公共施設のあり方と統廃合・民営化」(275-294)を執筆した。公共施設をめぐる動向、公共施設の法的位置付け、公共施設と住民の利用券について論じた。そのうえで、公共施設の統廃合等の留意点として、公共施設間や地域間のアンバランスや不平等感による統廃合等の合意形成の困難さ、議会での議論の重要性、住民の利用権に配慮した議論の必要性について言及した。2018年度は、公共施設のあり方研究会が代表者の大学業務の多忙化、日程調整の困難により開催できなかった。また、フィールド対象の香川県内の自治体の公共施設等管理計画の具体的進展がみられず、そのため2019年度に延長申請をした。ただし、上記のとおり論文を掲載することができた。2017年度は、第3回研究会(公共施設等総合管理計画・統廃合計画の分析)、第4回研究会同、ヒアリング等の計画)、第5回研究会(自治体、地域でのヒアリング・状況視察)を考えている。研究の方法としては、(ア)研究会のスタンス・位置付けをどう考えるかについては、現状と課題の分析、評価、提言、市町村合併の有無、パターンの比較、(イ)対象とする自治体をどのようにして選択するかについては、県内全自治体、(ウ)公共施設等総合管理計画・統廃合計画の分析について、どのように進めるかについては、県内自治体の比較、先進事例の調査、ヒアリング、(エ)どの自治体の協力を得るかについては、高松市、さぬき市等、(オ)どのような形で個別施設の利用者や地元住民の協力を得るかについては、住民参加の方法、状況の調査、(カ)対象とする自治体の財政状況の分析をどうするかについては、施設の予算管理の方法、計画上の財政状況のヒアリング、(キ)対象とする公共施設の範囲・類型をどうするかについては、自治体で分ける、庁舎も排除しない、分野ごとに自治体横断的な分析もあり、(ク)進行状況をどのように把握するかについては、35年、等ついて、方向性を出している。「公共施設のあり方研究会」を3回程度開催し、自治体のヒアリング・現地視察も実施する。そのうえで、研究成果の中間とりまとめをし、シンポジウム等を企画する予定である。2019年度は、公共施設のあり方研究会を開催し、これまでの研究成果をとりまとめて、シンポジウム等を開催する予定である。予定していたアンケート調査を実施しないこととしたため。既に総務省の調査があるためそれを利用することとした。
フイブリン形成機構の糸球体腎炎発症への関わり、特に接着分子としての分子機作の解析

以上の事実をふまえてSFとFMとの構造相同性より、実際に炎症に伴い、出現するSFが、炎症の代表である、糸球体腎炎でどのような役割を演じているかを検討する目的で、培養メサンギウム細胞のSFへの細胞接着活性を測定した。驚くべきことに、SFはFMに比べて、著明な細胞接着活性がみとめられ、Aα鎖C末領域に存在するRGD細胞接着ドメインを欠損するFragment XとFM複合体には上記活性が認められず、SFでの細胞接着促進活性はFMに結合するFbg側に存在することが判明した。この事実を世界的科学雑誌であるJ.Biol.Chem.に投稿中である(J.Biol.Chem.submitted)。
移動物体の状態推定値に基づいたビジュアルサーボによる知的モーションコントロール

本研究では,視覚情報による認識と動作制御を融合させることを目的とし,物体の状態推定に基づいたビジュアルフィードバックコントローラの構成法を提案した.特に,移動物体を含め,未知物体の組立作業において対象物の状態を推定し,推定された状態量と視覚情報による組立作業の手順決定を確立した.画像情報と対象物の状態推定を併用することによって,画像情報に含まれる未知外乱対してロバストな制御系を構成することができる.提案する制御系の基本的なアルゴリズムは以下の通りである.ここで,組立作業としては未知の部品をある設置対象に装着する作業を仮定している.1.画像情報に基づいた部品の平面重心(図心)算出..2.設置対象(部品を取り付ける対象)の軌道計画.3.力情報に基づいた把持対象物の重心位置算出.4.図心と重心位置に基づいた設置対象への最適部品取り付け位置の決定.5.安定設置のために設置台と部品の傾き角測定.6.傾き角に基づいた安定設置軌道計画.上記アルゴリズムに基づいて,組立作業時に予想される未知外乱に対してロバストな組立作業決定法を実現した.実機実験では2台のカメラと3自由度垂直多関節ロボットを用いている.本システムでは,画像情報では得られない部品の重心歪みや部品設置時に生じる設置対象の不安定性に対してロバストな制御系構成となっている.これは,視覚センサ情報と力センサ情報の融合によって得られる機能であり,本手法の特徴の一つでもある.提案する制御系の有効性は未知部品を決められた設置台へ運搬する実機実験により検証された.本アルゴリズムでは,部品の形状等が予め与えらえていなくとも組立作業を実現することができ,大量生産型の生産システムから多品種少量型の生産システムへの移行が促されている現在では非常に有用なアルゴリズムであると考えられる.本研究では,視覚情報による認識と動作制御を融合させることを目的とし,物体の状態推定に基づいたビジュアルフィードバックコントローラの構成法を提案した.特に,移動物体を含め,未知物体の組立作業において対象物の状態を推定し,推定された状態量と視覚情報による組立作業の手順決定を確立した.画像情報と対象物の状態推定を併用することによって,画像情報に含まれる未知外乱対してロバストな制御系を構成することができる.提案する制御系の基本的なアルゴリズムは以下の通りである.ここで,組立作業としては未知の部品をある設置対象に装着する作業を仮定している.1.画像情報に基づいた部品の平面重心(図心)算出..2.設置対象(部品を取り付ける対象)の軌道計画.3.力情報に基づいた把持対象物の重心位置算出.4.図心と重心位置に基づいた設置対象への最適部品取り付け位置の決定.5.安定設置のために設置台と部品の傾き角測定.6.傾き角に基づいた安定設置軌道計画.上記アルゴリズムに基づいて,組立作業時に予想される未知外乱に対してロバストな組立作業決定法を実現した.実機実験では2台のカメラと3自由度垂直多関節ロボットを用いている.本システムでは,画像情報では得られない部品の重心歪みや部品設置時に生じる設置対象の不安定性に対してロバストな制御系構成となっている.これは,視覚センサ情報と力センサ情報の融合によって得られる機能であり,本手法の特徴の一つでもある.提案する制御系の有効性は未知部品を決められた設置台へ運搬する実機実験により検証された.本アルゴリズムでは,部品の形状等が予め与えらえていなくとも組立作業を実現することができ,大量生産型の生産システムから多品種少量型の生産システムへの移行が促されている現在では非常に有用なアルゴリズムであると考えられる.
リポカリン型PGD合成酵素による認知症制御に関する研究

認知症の大半を占めるアルツハイマー病(AD)では、amyloid β(Aβ)やタウ蛋白の凝集により神経変性が起こる。リポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)は中枢でプロスタグランジンD2(PGD2)を合成して睡眠を誘発する他、疎水性低分子を輸送する働きを持つが、その役割は明らかになっていない。睡眠誘発のために発現上昇するL-PGDSは、同時にAβやタウと結合・安定化して排泄することで神経を守り、認知症の進行を抑えている可能性がある。本研究ではADモデルマウスを用い、LPGDSを介した睡眠と認知症との関連を検証する。
金属触媒の反応機構の設計・制御に関する理論的研究

本研究においては次の2つのプロジェクトを遂行した。不均一型触媒の問題点の改良として見いだされたKaminnsky型メタロセン触媒は現在工業的にも重要な位置を占めている。これらは主に4族の遷移金属にシクロペンタジエニル基等をケイ素原子で架橋したものである。本研究においてはケイ素の架橋基を他の原子,置換基等に置き換えた場合の電子的,立体的影響について調べ新規触媒の開発の基礎となすことを目的とした。架橋基としてはBH,CH_2,NH,O,A1H,SiH_2,PH,およびSについて調べた。この結果,第二周期原子においてはその電気陰性度と立体的効果であるTilt角が共にその反応性と同様の方向性を示している。すなわち電気陰性度が大きいほど反応性が大きくまたTilt角も大きくなっている。一方第一周期原子が架橋基の場合ボロン以外は第2周期原手の架橋基と同様の傾向を示した。ボロン原子においてはその電気陰性度が小さいにも関わらず大きな反応性を示す。これはボロン原子の小さな電気陰性度のため結合しているシクロペンタジエニルの炭素原子のσ電子密度が大きくなりπ^*電子密度を大きくし遷移金属の空軌道の広がりを大きくしたためであることを明きらかにした。1990年に立体規則性に優れている幾何拘束型(CGC)触媒が提案されておりこの架橋基の影響について理論計算を基に上記の架橋基を用いて調べた。この結果第二周期については上記のKaminnsky型の場合と同様であるが第一周期の架橋基については大きく異なることを明きらかにした。
肺炎予防のための呼吸ケアに関する訪問看護支援プログラムの開発と有効性の検討

本研究の目的は、誤嚥性肺炎予防における呼吸ケアのための訪問看護支援プログラムを開発し、有用性を検証することである。平成21年度は、文献検討と訪問看護師等への面接調査の結果から、「呼吸ケアアセスメントツール」を作成した。平成2223年度は、訪問看護師に、作成した呼吸ケアアセスメントツールを利用して、アセスメントからケアの提供を実施してもらった。訪問看護師及び要介護者の呼吸ケアに対する知識・自信等に関して質問紙調査を行い、前後比較し評価した。作成したツールは、訪問看護師のアセスメントに関する自信の向上に一部寄与する可能性が示唆された。本研究の目的は、訪問看護師が行う肺炎予防のための呼吸ケアの質向上をねらいとした訪問看護支援プログラムを開発し有効性を検討することである。平成21年度は、申請者がこれまでに作成した脳血管障害を対象疾患とした訪問看護支援プログラムをもとに、実践適用性を高め、対象疾患の幅をひろげることをめざして改善・開発した。具体的には、1)国内外の誤嚥性肺炎、沈下性肺炎等をおこす疾患をもつ療養者への肺炎予防に関しての具体的方法、在宅での評価方法などに関する文献検討やセミナー等へ参加しての情報収集、2)臨床現場の訪問看護師や理学療法士等に対して具体的な実践方法についてのインタビューの実施を行った。インタビューにおいては、質の高い実践の知識をえるためエキスパートを対象とし、雑誌等へ研究・実践報告をしている著者や呼吸ケアに積極的に取り組んでいる機関の看護師等へ研究協力を依頼した。8名の訪問看護師・理学療法士から研究協力が得られた。インタビューを分析した結果、疾患別及び状態別のケアの視点の違い、呼吸ケアのための具体的なアセスメントの工夫点を抽出した。また、訪問看護支援プログラムを臨床現場で効率的に運用するためのプログラムの枠組みと記録用紙の変更方法、事前教育で必要な内容のレベルを明らかにした。これらの結果をもとに、訪問看護支援プログラムの内容の修正、及び訪問看護支援プログラムを運用するための事前教育内容の考案を行った。本研究の目的は、誤嚥性肺炎予防における呼吸ケアのための訪問看護支援プログラムを開発し、有効性を検証することである。平成21年度は、文献検討と訪問看護等への面接調査を行い、訪問看護支援プログラムの作成に取り組んだ。面接調査から、アセスメントに焦点を絞る必要性がわかり、本研究では、「呼吸ケアアセスメントツール」及び呼吸ケアアセスメントツール利用のための説明書(医学的知識、アセスメント技法等)を作成した。平成2223年度は、訪問看護師に、作成した呼吸ケアアセスメントツールを3ヶ月間用いてもらい、訪問看護師及び要介護者の呼吸ケアに対する知識・自身等に関して前後比較し評価した。訪問看護師8名・要介護者5名より研究協力が得られた。訪問看護師においては、呼吸ケアの知識・自信等14項目を10段階で自己評価をしてもらったところ、「咳嗽力・換気能力のアセスメント」、「療養者の呼吸状態の変化・経過の把握」、「療養者の生活状況の呼吸状態への影響」、「療養者の変化に合わせたケアの提供」の4項目において、介入後に有意に自信の得点が上昇していた。要介護者の呼吸ケアに対する知識・自信については前後で変化はみられなかった。以上より、本研究で作成した呼吸ケアアセスメントツールは、訪問看護師のアセスメント能力の向上へ寄与できることが示唆された。一方、改善点としてアセスメント技法と判断の補足説明の必要性が指摘され、今後は、この点をさらに改善することで、より有用なツールへつながると考える。
自主開発の手術補助剤を基盤にした手術用観察系の開発と新たな機能探究の包括的研究

手術中の視認性の確保は重要であり、硝子体手術において各種染色剤を用いた網膜内境界膜の染色と剥離は現在広く行われている。近年我々は安全な新しい染色剤のブリリアントブルーG(BBG)を開発した。本剤はすでにライセンスアウトされEUで上市されている。今回BBGの新しい可能性として、神経保護の可能性を見いだした。また今回我々は手術用の新しい観察システムの開発も行った。医療機器の承認をうけた後に臨床研究でフィルター挿入によりBBG染色の強調効果や各種視認性の改善効果を証明した。さらに我々はBBG染色された内境界膜を安全に剥離するためのマイクロ鑷子も開発した。本鑷子は日本ですでに承認を得て上市されている。本研究課題の25年度については、研究実施計画に基づき以下の3点について進捗を得た。1.あたらしい観察系の開発)前年に非臨床試験に用いたプロト機を発展させ、臨床研究用の機器を作成し、医療器機としての認可を得た後、施設IRBの承認を得て検証のための臨床研究を実施した。2.BBGの薬理作用の探究)BBGの神経保護に関して、実験的網膜下出血のモデル動物を用い、BBG硝子体内投与における神経保護効果について検証を行った。またあわせて消炎効果についての検証を行った。3.さらに、実施計画には記載していないが、自主開発を行った手術補助剤でBBGについてはすでに企業へのライセンスアウトに成功し、EUで製剤化がなされているが、本剤の日本導入にあたり、橋渡し研究支援と拠点AROの協力のもと医師主導治験を計画し、実際の治験を実施している。自身は利益相反の観点から、主に本治験のマネージメント業務に従事した。研究課題は我々が開発した手術補助剤であるBBGを基盤技術にしたあたらしい手術用観察系と薬理作用の探求について、24年度については下記の目的や計画で研究を行うというものであった。硝子体手術におけるさらなる安全性確保の観点から、低濃度BBG染色による内境界膜の視認性改善と光障害抑制を目的とした、観察光の偏光や波長特性を利用した新しい硝子体手術用の観察系の開発と臨床応用を以下の細目にて行う。1.あたらしい観察系の開発1-a)「光学系の基盤となるフィルターの選択とシステムの光学特性および安全性の検討」につては観察に効果のあると考えられる偏光フィルターを含む各種カラーフィルターの選択を行い光学特性の検討を行った。1-b)「システムの光学設計とプロト機作成および豚眼を用いた手術シミュレーションと画像解析」については前述の各種フィルターを搭載した実験用のプロト器を開発し、それを用い実際の豚眼で手術を行い、目的に応じたフィルターの選択と光学特性について視認性変化の検討を行った、尚画像の解析はCIELAB法を用いて実施した。1-c)「医療機器および倫理委員会申請・承認後の臨床研究の実施」に関しては上記の結果を元に、知財(2011年出願済)、医療機器申請および倫理委員会申請を行い、承認後臨床研究を実施した。したがって上記全項目についてすべて計画通り実施また将来の具体的な臨床応用を念頭にした準備も行った。2.BBGの薬理作用の探究2-a)培養細胞を用いたIn vitro系での検討、2-b)モデル動物を用いたIn vivo系での検討上記2項目についても培養細胞や一部臨床検体、さらに加齢黄斑変性のモデル動物を使用し、予定通り研究を実施し学術論文に発表した。ただしその染色剤は日本において認可されたものはなく、中には眼組織に対する組織毒性をもつものもあり、あらたな薬剤の開発が急務であった。近年我々は組織毒性が低く対象となる組織の染色性も良好な、眼科用の新しい染色剤のブリリアントブルーG(BBG)を開発した。日本導入へ向けては、すでに医師主導治験を終え、現在承認申請に向けた最終準備を進めている。今回の研究課題の一つとしてBBGの新しい可能性の検討を行い、実験的にP2X7アンタゴニストとして、ATP由来のアポトーシス抑制による神経保護の可能性を見いだした。また今回我々は企業との産学連携により手術用の新しい観察システムの開発も行った。本機器は医療機器の認可をうけた後に、施設IRBの承認を得た臨床研究で、機器を構成する特殊なフィルター挿入により、BBG染色の強調効果や各種視認性の改善効果を証明した。さらなる改善を目的に、今後も研究を継続する予定である。

さらに我々はBBG染色された内境界膜を安全に剥離するためのマイクロ鑷子も開発した。従来のディスポーザブルの硝子体手術用の鑷子はすべて海外からの輸入品であり、ハンドリングや品質についていくつかの問題点を内包していた。今回の研究で、あらたによりハンドリングが良好で、網膜に対する操作においても安全性の高いディスポーザブルの硝子体手術用鑷子をデザインし、評価を行った後改良を加え、医療機器の承認を得た。現在本鑷子はすでに上市されており、臨床使用が可能な状態である。眼科学1.あたらしい観察系の開発)上記の概要に示したように臨床研究を遂行し、開発したシステムに搭載されているシャープカットフィルターにより、術中の羞明の軽減とBBG染色におけるコントラスト増強効果が確認されその結果を報告した(研究発表の項)。2.BBGの薬理作用の探究)BBGの神経保護に関して、実験的網膜下出血のモデル動物を用い、BBG硝子体内投与における神経保護効果について重要な知見が得られその結果を報告した(研究発表の項)。3.BBGの医師主導治験の実施)全国6施設において計30症例を目的に医師主導治験を開始した。上記のあたらしい観察系の開発について申請段階では、24年度以降の計画として、前年までの研究成果をもとに、臨床用試作機を企業との産学連携で完成させ、医療機器としての認可(Class I)の申請・承認を得た後、臨床試験のための倫理委員会に申請・承認を得る。実際の手術症例について、あらたしい観察システムの有効性の評価を行うと同時に問題点の抽出を行い、将来的な臨床応用への可能性を検討するという予定であったが、全ての項目について24年度以内におおむね達成された。また平行して開発を行ってきた極小切開硝子体手術時に使用する内境界膜剥離用鉗子がディスポーザブル製品として上市された。1.あたらしい観察系の開発すでに開発研究の出口を見据えた開発器機の知財化、器機の作成および承認、さらに臨床評価の基盤となる臨床研究までをある程度完遂しており、今後はその結果を元に全国複数の施設での評価と改良を実施し、研究成果の具体的な実用化を目指す。2.BBGの薬理作用の探究BBG薬剤については内境界膜染色のための手術補助剤医師主導治験を年度中に終了し、総括報告作成後、実際の薬事承認を申請する。あわせて本薬剤の将来的な適応拡大に向けた基礎的なあたらしい薬理作用の可能性についての研究を継続する。2.BBGの薬理作用の探究現在BBG薬剤については内境界膜染色のための手術補助剤医師主導治験の準備中(PMDAとの対面助言終了済、実施予定施設IRB承認済)であり、承認後の本薬剤の将来的な適応拡大に向けた基礎的な研究を継続する。年度途中の異動が生じ(九州大学から佐賀大学)、一時的な研究中断と新しい任地での研究環境の整備が必要であった。今後は佐賀大学眼科において、計画に記した予定通り引き続き研究活動に従事する予定である。開発中の医療機器については、研究成果の具体的な実用化を目指し改良を進める。
近現代天皇制に関する宗教史学的研究－皇族表象の分析を中心に－

本年度は、地域社会における皇族表象に関して、昨年度から継続しての積極的な史料調査、および成果報告を行った。まず史料調査としては、地域社会の史料として、秩父市、会津若松市、福島市、仙台市、弘前市および台北市を調査地とした調査を行った。このうち、秩父市の事例に関しては、印度学宗教学会での口頭報告「〈神〉となった近代皇族ー埼玉県秩父神社における秩父宮祭神化をめぐってー」(平成25年6月2日)を、会津若松市および福島市の事例に関しては東京歴史科学研究会での口頭報告「「名誉回復」の皇族/妃表象ー1928年会津地方における言説を中心にー」(平成26年1月26日)、弘前市の事例については学術論文「弘前の秩父宮ー戦中期地域社会における皇族イメージの形成と展開」(『歴史評論』平成25年10月、762号)を成果としてそれぞれ得ることが出来た。地域史料以外を対象とした史料調査としては宮内庁書陵部や国立国会図書館、国立公文書館、アジア歴史資料センターなどの所蔵史料に検討を加え、法令、宮内・内務・文部の各省の史料、植民地関連の公文書を精査した。加えて特に新聞・雑誌・アカデミズムにおける言説・文学テクスト・日記など既に公刊されている史料の読解を進め、言うなれば全国展開した皇族の表象を検討した。これらの中でも、旧制中等学校の校友会雑誌を中心とした検討に関しては日本教育社会学会での口頭報告「学校文化に現れた天皇制イメージ」(平成25年9月22日)で成果発表を行った。文が文学研究の領野においても複数の成果報告を行った。近年、人文学における意義の表明として「アクチュアリティ」という語彙が多用されており、いわゆる東日本大震災以降の文脈でも多用される傾向があるが、本年度はその多用に対する問い直しを行った。(抄録なし)平成23年度は研究の素地として先行論の検討と方法論の獲得、史料収集及び基礎的事項についての学会発表・論文投稿を行った。まず方法論の獲得については授業履修・ゼミ参加・研究会・学会への参加によって特に社会学、国文学、比較文学、歴史学、民俗学及び文化研究の方法論を習得し、研究方法の下地を完成させることが出来た。また先行論の検討に関しては、古くは丸山真男や村上重良、下っては井上順孝、川村邦光、島薗進などの宗教史学的な天皇制の先行研究を収集して批判的に検証することが出来た。また政治史の知見から戦後から現代に至る天皇制研究史を整理することができたほか、文化史的検討として近代文学と天皇制に関する研究史の整理にも努めた。史料収集に関しては、主に地域社会における皇族表象の分析を重点的に行うため、宮城県を中心に公文書館において未公刊史料の収集を行い、宮城県公文書館に関しては該当する資料についてそのほとんどをデジタルデータ化することが出来た。特に地域社会における天皇崇敬・皇族表象については同時代の中央官庁の規制のもとに為されているため、国立国会図書館・国立公文書館の公文書に関しても収集を行い、国家レヴェルでの天皇崇敬を逸脱していくような皇族崇敬の諸相を確認することが出来た。また天皇崇敬の問題を網羅的に明らかにするうえで欠かせない近代教育についても射程を広げ、各地の高等学校(群馬県立前橋高校、福岡県立修猷館高校、埼玉県立浦和高校、跡見学園)での史料収集も行った。以上で得られた知見をもとに、日本文学協会・日本思想史研究会・宗教学会等で学会発表を行い、適宜論文化を行った。当該年度においては、1年目に引き続き、宮城および青森における皇族表象の分析、史料の発掘・整理・保存、埼玉県秩父市の秩父神社でのフィールドワークを行い、それにくわえ、宮内庁書陵部や国立国会図書館、国立公文書館、アジア歴史資料センターなどの所蔵史料の調査を行った。まず、地域社会における皇族表象の検討については、昨年度に計画したように大正天皇第二皇子・秩父宮雍仁親王と関わりのある特定の地域に対して集中的に行った。まず東北への「御成」に関わる中核的な都市としての宮城県仙台市及び秩父宮の軍隊勤務のあった青森県弘前市、秩父宮が戦前に複数回おとずれ、その死後には神格化されることとなる埼玉県秩父市に於いて調査を行い、地域メディアを中心に戦前から戦後にかけての地域資料の収集に努めた。また、秩父神社にて現在も開催される秩父宮祭に参加し、参与観察を行い、それらの知見は日本宗教学会および日本民俗学会における学会発表に結実した。また、宮内庁書陵部や国立国会図書館、国立公文書館、アジア歴史資料センターなどの所蔵史料の調査によって、法令、宮内・内務・文部の各省の史料、植民地関連の公文書を分析し、制度や宮内省の意図、皇族表象の政治的意図、天皇制教育における皇族の在り様、植民地の様相への理解を深めた。また、当初の実施計画以上の達成としては、旧制中学校における校友会雑誌に関してより一層の史料の収集に成功した事、また方法をめぐって関与している文学研究分野において日本比較文学会東京支部例会及び叙述態研究会で研究報告を行ったことを挙げることが出来る。

このうち、秩父市の事例に関しては、印度学宗教学会での口頭報告「〈神〉となった近代皇族ー埼玉県秩父神社における秩父宮祭神化をめぐってー」(平成25年6月2日)を、会津若松市および福島市の事例に関しては東京歴史科学研究会での口頭報告「「名誉回復」の皇族/妃表象ー1928年会津地方における言説を中心にー」(平成26年1月26日)、弘前市の事例については学術論文「弘前の秩父宮ー戦中期地域社会における皇族イメージの形成と展開」(『歴史評論』平成25年10月、762号)を成果としてそれぞれ得ることが出来た。地域史料以外を対象とした史料調査としては宮内庁書陵部や国立国会図書館、国立公文書館、アジア歴史資料センターなどの所蔵史料に検討を加え、法令、宮内・内務・文部の各省の史料、植民地関連の公文書を精査した。加えて特に新聞・雑誌・アカデミズムにおける言説・文学テクスト・日記など既に公刊されている史料の読解を進め、言うなれば全国展開した皇族の表象を検討した。これらの中でも、旧制中等学校の校友会雑誌を中心とした検討に関しては日本教育社会学会での口頭報告「学校文化に現れた天皇制イメージ」(平成25年9月22日)で成果発表を行った。文が文学研究の領野においても複数の成果報告を行った。近年、人文学における意義の表明として「アクチュアリティ」という語彙が多用されており、いわゆる東日本大震災以降の文脈でも多用される傾向があるが、本年度はその多用に対する問い直しを行った。社会学・文学・歴史学の授業履修によって民俗学及び文化研究の方法論を習得し、研究方法の下地を完成させることが出来た。また、古くは丸山真男や村上重良、下っては井上順孝、川村邦光、島薗進などの宗教史学的な天皇制の先行研究を批判的に検証すると共に、戦後から現代に至る天皇制研究史を網羅的に整理することができた。また、史料収集に関しては、主に地域社会における皇族表象の分析を重点的に行う観点から、宮城県を中心に公文書館において未公刊史料の収集を行うことができた。また各地の高等学校への調査によって当初の研究計画以上に史料の質的充実を図ることができた。特定の地域における当該問題への理解が深まったことに加え、教育学分野及び文学分野での派生的な研究報告を多く行うことができた。天皇崇敬の問題を論じる上で近代における学校教育の問題は欠かすことが出来ないことを認識したため、そちらへの知見を深める。具体的には旧制中学校における校友会雑誌の検討を試みる。また、特に地域社会と皇族を論ずる上で大正天皇第二皇子・秩父宮雍仁親王の重要性を確認したため、今後重点的に検討を加える。具体的には弘前・会津・秩父・御殿場等の秩父宮ゆかりの地における表象を分析する。文学と天皇制の問題を考える上で学生運動の隆盛を見た1960年代・1970年代の幻想文学をめぐる言説は確認しなければならない要素であり、今後検討を要する。昨年度の方策にも挙げたように、天皇崇敬の問題を論じる上で近代における学校教育の問題は欠かすことが出来ないことを認識したため、そちらへの知見を深める。具体的には弘前・会津・秩父等の秩父宮ゆかりの地における表象を分析する。文学と天皇制の問題を考える上で学生運動の隆盛を見た1960年代・1970年代の幻想文学をめぐる言説は確認しなければならない要素であり、今後より一層の検討を要する。(抄録なし)
損傷神経の運命決定におけるオルガネラダイナミクス

昨年度までに、ミトコンドリア等オルガネラの形態変化は損傷神経細胞が生存する上で必要な現象である証左が得られた。マウスの神経軸索障害後の運動神経細胞では、ミトコンドリア形態は神経損傷後の細胞体では変化しないが、軸索では形態が変化し、これが損傷運動神経細胞の生死に関わることが明らかになった。本年は神経細胞の各部のミトコンドリア形態の変化をより詳細に明らかにするために、軸索初節、軸索小丘、樹状突起起始部など運動神経細胞の領域ごとにミトコンドリア形態の変化を解析した。樹状突起、軸索小丘をはじめ細胞体の多くの領域では、軸索損傷によりミトコンドリアの形態変化は見られなかったが、初節では大きな変化が観察された。通常、神経軸索のうち初節では、電顕レベルではミトコンドリアがほとんど観察されない。このことは、この位置にはstationaryなミトコンドリアは存在しないか、極めて速いスピードで移動していることを示す。舌下神経損傷後の舌下神経核について、focused ion beam / scanning electron microscopes (FIB/SEM)を用いてミトコンドリア3D像と動態を観察した。その結果、軸索損傷後に、初節には多くの管(糸)状のミトコンドリアが侵入している像が得られた。このことから、軸索損傷は軸索の初節の機能を変化させ、それにより、オルガネラ等の軸索への流動生が変化し、軸索再生に何らかの影響を及ぼしていることが予想された。特に神経再生過程では、多くのミトコンドリアを迅速に軸索伸展端に輸送する必要があるため、このような仕組みが存在すると考えられた。ミトコンドリア動態に加えて現在小胞体の動態についてもFIB/SEMを用いて検討している。損傷後の運動神経が死に至る場合、小胞体の構造に大きな変化が見られることを観察している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。神経損傷後のオルガネラ特にミトコンドリアの細胞内動態の解析をめざした。これを可能にするために、神経損傷特異的に神経細胞でのみ発現する転写因子ATF3のプロモーターを利用した。ATF3プロモーター下でCreとミトコンドリアを標識するMito-AcGFPを同時に発現するトランスジェニックマウス[Tg (ATF3-Cre/mito-GFP)]を作成し、神経損傷後のミトコンドリアの動態を検討した。通常のマウス脳内ではミトコンドリアがGFPで標識された神経細胞はほとんど見られないが、坐骨神経や舌下神経などの神経を損傷した場合には損傷した運動神経のミトコンドリアがGFPで標識された。ミトコンドリアは樹状突起の先から軸索の先端まで広く局在した。坐骨神経損傷時に標識された損傷軸索内のミトコンドリアの形態を解析した所、ミトコンドリアのサイズは有意に低下し小型のものが多くなった。また、タイムラプスによりミトコンドリアの移動速度を計測すると、移動速度は明らかに速くなっていた。このことから、軸索損傷した場合、軸索内のミトコンドリアはfissionにより小型化し、速い速度で移動していることが明らかになった。これは神経再生を促進するためにミトコンドリアを小型化し再生軸索先端へ向けてより多くのミトコンドリアを送り込む仕組みが作動しているものと考えられた。一方、損傷神経の細胞体ではこのような明らかなミトコンドリアのサイズの変化は見られなかった。また、このトランスジェニックマウスとfissionの責任分子であるDrp1 Floxマウスを掛け合せることにより、損傷神経特異的fissionが生じないようにした所、損傷後の軸索内のミトコンドリアは長いままであった。一方、細胞体のミトコンドリアは大型の球状の形態に変化した。さらに、この状態では、損傷運動神経細胞の細胞死は加速された。当初予定していたトランスジェニックマウスは予定どおり作動していることを確認した。損傷神経特異的にミトコンドリアを標識することが出来た。また、Creリコンビナーゼの作動状況もDrp1欠損が損傷神経特異的に生じたことからも予定どおりの結果が得られている。この様に使用を予定していた遺伝子改変動物がうまく作動しており、本研究は順調に進んでいる。またDrp1を特異的に欠損させた時に、軸索のミトコンドリアの形態は大きく変化したが、細胞体のミトコンドリアの形態には明らかな変化が光学顕微鏡レベルでは観察されなかった。細胞体のミトコンドリアの形態変化がほんとに生じていないかをさらに詳細に検討するために次年度はFIB/SEMによるミトコンドリアの3D解析をおこなう。また、Drp1欠損によりミトコンドリアの分裂が生じなくなると、細胞体ではミトコンドリアのサイズが巨大になり、やがて損傷神経細胞は死に至った。このことから、損傷神経細胞が生存し再生するためにはミトコンドリアのfissionが必須であることが示された。ここまでの結果から、当初計画していたミトコンドリアなどオルガネラのダイナミクスは、損傷神経が生存するためには不可欠な現象であることが明らかになり、全体計画の半分は達成されたと考えられる。本研究ではオルガネラ動態と損傷神経の運命の関係を明らかにし、その動態を決定する分子機序に迫ることをめざしている。

その一環として、神経損傷後のミトコンドリアの動態を解析するために、神経損傷特異的に神経細胞でのみ発現する転写因子ATF3のプロモーターを利用し、ATF3プロモーター下でCreとミトコンドリアを標識するMito-AcGFPを同時に発現するトランスジェニックマウス[Tg (ATF3-Cre/mito-GFP)]を作成した(平成28年度)。平成29年度はこのマウスを用いて細胞体でのミトコンドリアの動態を検索した。オルガネラ構造を3次元で観察するため、当施設に導入されたfocused ion beam / scanning electron microscopes (FIB/SEM)を用いることにより、従来得られなかった微細構造変化を検討した。その結果、神経細胞体内のミトコンドリアについては、神経損傷前後で大きな構造の変化は見られなかった。一方、ミトコンドリアの分裂を担っているDrp1分子を損傷運動神経特異的にノックアウトするために、Drp1 floxマウスとTg (ATF3-Cre/mito-GFP)を交配し、神経損傷後に細胞体に見られるミトコンドリアの形態変化を3D解析した。ミトコンドリアのfissionが阻害されると、ミトコンドリアの形態は巨大な球状の構造をとるようになり、ミトコンドリア内に空胞の出現やクリステの構造の乱れが生じた。また、ミトコンドリアの処理機構であるマイトファジーも3次元で観察された。このミトコンドリアの変調は損傷運動神経細胞の細胞死を加速したことから、ミトコンドリアのfissionは軸索損傷後の神経細胞の生存に必要な応答であることが明らかになった。ミトコンドリアの動態解析については特殊な遺伝子改変動物の作成(トランスジェニックマウス[Tg (ATF3-Cre/mito-GFP)])および、それを用いた解析まで順調に進んでいる。このマウスを用いてさらにミトコンドリアの形態変化を詳細に検討することができるほか、各種の分子を神経損傷特異的にノックアウトあるいは発現させることが可能になったので、このマウスの応用についても検討する。現時点では、論文発表もでき順調に進行していると考えられる。昨年度までに、ミトコンドリア等オルガネラの形態変化は損傷神経細胞が生存する上で必要な現象である証左が得られた。マウスの神経軸索障害後の運動神経細胞では、ミトコンドリア形態は神経損傷後の細胞体では変化しないが、軸索では形態が変化し、これが損傷運動神経細胞の生死に関わることが明らかになった。本年は神経細胞の各部のミトコンドリア形態の変化をより詳細に明らかにするために、軸索初節、軸索小丘、樹状突起起始部など運動神経細胞の領域ごとにミトコンドリア形態の変化を解析した。樹状突起、軸索小丘をはじめ細胞体の多くの領域では、軸索損傷によりミトコンドリアの形態変化は見られなかったが、初節では大きな変化が観察された。通常、神経軸索のうち初節では、電顕レベルではミトコンドリアがほとんど観察されない。このことは、この位置にはstationaryなミトコンドリアは存在しないか、極めて速いスピードで移動していることを示す。舌下神経損傷後の舌下神経核について、focused ion beam / scanning electron microscopes (FIB/SEM)を用いてミトコンドリア3D像と動態を観察した。その結果、軸索損傷後に、初節には多くの管(糸)状のミトコンドリアが侵入している像が得られた。