hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
武道競技における練習者適応的な戦術スキル習熟支援法

昨年度の研究により,空手道競技を対象として仮想空間で戦術練習を行うためのバーチャル空手システムを開発した.本システムは,仮想の練習相手(コンピュータグラフィクス)を練習者に提示し,仮想相手とのインタラクティブな空手の練習を実現するものである.このためシステムは,練習者が装着した無線加速度センサから加速度データを受信し,練習者の技を自動認識する.本年度は,練習者が自ら発見的にスキルを獲得するプロセスを支援するための映像フィードバック技術を確立し,これをシステムに追加して評価実験を完了した.確立した映像フィードバック技術は,バーチャルスポーツシステムにおいて,練習者と仮想対象物(CG選手やCGボールなど)との3次元的なインタラクションを映像化する技術である.一般に,スクリーンに投影された映像と練習者との3次元的な位置関係は映像化できない.これに対し本技術は,練習者を撮影するビデオカメラ,および,ビデオカメラと練習者との位置関係を仮想空間で再現した仮想ビデオカメラを持つシステムにおいて,仮想対象物に対する練習者のパフォーマンスを,同時にこれら2台のカメラ(ビデオカメラ,仮想ビデオカメラ)で撮影し,ビデオカメラで撮影した練習者の映像に,仮想ビデオカメラで撮影した仮想対象物をスーパーインポーズすることで,3次元位置関係を表現可能な複合映像を生成するものである.また,ビデオカメラと仮想ビデオカメラの位置を変更することで,任意の方向からインタラクションを観察することができる.本技術により,仮想相手とのインタラクションの映像を練習者が観察し,メタ認知によるスキルへの気づきを促進することができる.システムの評価実験により,スキル習熟プロセスへの支援効果が確認できた.まず,修得対象である戦術スキルを明示的に表現する必要があるため,データマイニング技術によって試合データベースから戦術を抽出する手法を試みてきた.しかし,この手法ではノイズが抽出される問題があった.そこで本研究では,ベイジアンネットワーク技術により,成功率の高い戦術のみを確実に抽出する手法を開発した.本手法は,攻防プロセスを確率モデルで表現することで,技の成功と因果関係の強いプロセスを戦術として抽出するものである.なお,武道競技として空手道を選んだ.次に,CG選手とのインタラクティブな戦術練習を可能とするバーチャル空手システムを開発し,これを用いてスキル習熟とメタ認知との関係性を調べた.この結果,これまでのダーツやボウリングを対象としたスキル習熟に関する関連研究で得られている知見と同様に,対人競技の空手道においても,メタ認知による身体への気づきの増加と,スキル習熟との間に密接な関係があることが確かめられた.メタ認知を促進する支援機能として,練習者への映像フィードバックに注目した.映像フィードバックは,体育学などの研究分野でスキル習熟に一定の効果を持つことが知られている.そこで本研究では,練習者に加速度センサを装着させることで,練習者が繰り出す技をバーチャル空手システムが自動認識し,これに応じて技の状況を撮影した映像を即時フィードバックする機能を開発した.この効果を検証するため,フィードバックを用いた練習の結果と,フィードバックを行わなかった練習の結果とを比較し,技の映像フィードバックがメタ認知を促進しスキル修得に効果を持つことが確認できた.昨年度の研究により,空手道競技を対象として仮想空間で戦術練習を行うためのバーチャル空手システムを開発した.本システムは,仮想の練習相手(コンピュータグラフィクス)を練習者に提示し,仮想相手とのインタラクティブな空手の練習を実現するものである.このためシステムは,練習者が装着した無線加速度センサから加速度データを受信し,練習者の技を自動認識する.本年度は,練習者が自ら発見的にスキルを獲得するプロセスを支援するための映像フィードバック技術を確立し,これをシステムに追加して評価実験を完了した.確立した映像フィードバック技術は,バーチャルスポーツシステムにおいて,練習者と仮想対象物(CG選手やCGボールなど)との3次元的なインタラクションを映像化する技術である.一般に,スクリーンに投影された映像と練習者との3次元的な位置関係は映像化できない.これに対し本技術は,練習者を撮影するビデオカメラ,および,ビデオカメラと練習者との位置関係を仮想空間で再現した仮想ビデオカメラを持つシステムにおいて,仮想対象物に対する練習者のパフォーマンスを,同時にこれら2台のカメラ(ビデオカメラ,仮想ビデオカメラ)で撮影し,ビデオカメラで撮影した練習者の映像に,仮想ビデオカメラで撮影した仮想対象物をスーパーインポーズすることで,3次元位置関係を表現可能な複合映像を生成するものである.また,ビデオカメラと仮想ビデオカメラの位置を変更することで,任意の方向からインタラクションを観察することができる.本技術により,仮想相手とのインタラクションの映像を練習者が観察し,メタ認知によるスキルへの気づきを促進することができる.システムの評価実験により,スキル習熟プロセスへの支援効果が確認できた.
セイヨウミツバチの働き蜂の利他行動と不妊性を制御する分子機構の解析

これまでの研究により、ミツバチの働き蜂の育児蜂から採餌蜂の行動変化において、エクダイステロイド(変態ホルモン)情報伝達経路に関わる核内受容体遺伝HR38が脳のキノコ体(高次中枢)で女王蜂、育児蜂よりも採餌蜂で強く発現する事を発見し、働き蜂の分業を変態ホルモンが調節する可能性を提示した。変態ホルモンは変態時には脱皮を促進し、成体では生殖に関わる事が知られているが、このような脳での機能については不明である。ところで、エクダイステロイドは前胸腺と卵巣がその合成器官として知られているが、不妊化されている働き蜂においては卵巣が退縮しており、前胸腺も見つかっていない。しかしながら、卵巣の発達している女王蜂と同程度のエクダイステロイドtiterが働き蜂においても検出される。申請者はまず、働き蜂におけるエクダイステロイド合成場所の決定を試みた。(1)エクダイステロイド合成酵素遺伝子群の発現解析昆虫は植物に含まれるコレステロールをphantom、disembodied、shadow、shadeによってコードされるエクダイステロイド合成酵素によってエクダイソンや20-hydroxyecdysoneに変換する。これらの遺伝子についてRT-PCRを行うと、体中のどの組織においても発現が確認された。他の昆虫種においては、これらの遺伝子は前胸腺や卵巣で局所的に発現している。今回のように、さまざまな領域で発現が確認された例は初めてであり、ミツバチにおいては体内でのエクダイステロイド合成の仕方が特殊なのかもしれない。(2)さまざまな組織培養による分泌エクダイステロイド量の定量摘出した脳、下咽頭腺、脂肪体組織について培養液中で30°C12時間ほどインキュベートし、培養液中に分泌されたエクダイステロイドを抗エクダイソン抗体を用いたRIA法によって検出したところ、抗エクダイソン抗体との反応がみられた。この結果は変態時に変態ホルモンとして働くエクダイステロイドが成虫では脳からも分泌されていることを示唆する初めてのデータとなる。分泌されたエクダイステロイドは働き蜂の行動変化や生理状態変化を制御しているかもしれない。私はこれまでの研究において、ミツバチの働き蜂の育児から採餌蜂への分業において、エクダイステロイド(変態ホルモン)情報伝達にかかわる核内受容体HR38が、脳のキノコ体(高次中枢)で、女王蜂、育児蜂よりも採餌蜂で強く発現することを発見し、働き蜂の分業を変態ホルモンが調節する可能性を提示した。HR38は蚊の脂肪体において卵巣発達の阻害に関与することが報告されている。今回、ミツバチHR38の脂肪体における機能(HR38は採餌蜂の不妊性に関与するのではないか?)を明らかにするため、まず以下のような実験をおこなった。(1)カースト・分業間における脂肪体のHR38遺伝子発現量比較脳だけでなく、脂肪体においてもHR38の発現がカースト・分業間で変動するかを検討するため、女王蜂、育児蜂、採餌蜂を用いて定量的RT-PCRを行った。脂肪体においては、採餌蜂選択的な傾向はみられたものの、個体間ごとの発現量のばらつきが大きく、有為差は得られなかった。蚊においては、HR38の脂肪体での機能はmRNAレベルではなく、タンパク質レベルで制御を受けていることが知られている。よって、タンパク質レベルの発現量比較を行うため、次に2)の抗体作製を行った。エクダイステロイド情報伝達経路のモード変換に関わる最も重要な3つの因子HR38,Ultraspiracle(USP)、Ecdysone receptor(EcR)についてHis-tagつき組み換えタンパク質を作製・精製した。現在、これらのタンパク質を抗原として、抗体を作製中である。今後、この抗体を利用して、3者の発現量変動をタンパク質レベルで明らかにできるだけでなく、免疫沈降法などにより、3者間での相互作用の違い、ひいては活性化されている情報伝達経路の違いを、育児蜂と採餌蜂とで比較することが可能となる。

(2)さまざまな組織培養による分泌エクダイステロイド量の定量摘出した脳、下咽頭腺、脂肪体組織について培養液中で30°C12時間ほどインキュベートし、培養液中に分泌されたエクダイステロイドを抗エクダイソン抗体を用いたRIA法によって検出したところ、抗エクダイソン抗体との反応がみられた。この結果は変態時に変態ホルモンとして働くエクダイステロイドが成虫では脳からも分泌されていることを示唆する初めてのデータとなる。分泌されたエクダイステロイドは働き蜂の行動変化や生理状態変化を制御しているかもしれない。
骨髄腫の多段階発癌と予後におけるmicroRNAとメチル化遺伝子の役割

WWOXプロモーターのメチル化は骨髄腫細胞株、骨髄腫患者にみられMGUSには見られなかった。骨髄腫患者MGUS患者、骨髄腫細胞株で異常WWOXの発現が見られた。Dnmtの発現量とmicroRNAのmiR15a,15b,16,29a,29b,29cの発現量との間に相関関係がみられた。miR15a、Dnmtの発現量は、骨髄腫患者で減少しDnmt、Mcl-1mRNA発現量は増加していた。今年度は、まずメチル化遺伝子の標的としてわれわれが選んだ癌抑制遺伝子、common fragile siteに存在するFHTIとWWOXのプロモーターメチル化状態を検討した。川崎医科大学の大槻教授より供与いただいた異なる染色体異常を持つ骨髄腫細胞株(脳MM1,KMS11,KMS12,KMS18,KMS20,KMS26,KMS34)さらに、ARH77からDNA、RNA、micrQRNAを抽出。これらの細胞株における、癌抑制遺伝子FHITとWWOX遺伝子プロモーター領域のメチル化状態をメチル化特異的PCR法にて解析した。今回はFHITのメチル化遺伝子検出のためのprimerの設定が不良のためか検出できなかったが、WWOX遺伝子に関しては、そのプロモーター領域のメチル化がKMS18においてのみ認められた。WWOX遺伝子のExon領域において、KMS11,KMS12,KMS26,ARH77メチル化状態がヘテロに認められた。さらに、同意を得た骨髄腫患者の骨髄細胞からCDI38抗体と磁気ビーズを用いて、骨髄腫細胞を純化しメチル化状態を検討した。FHITのメチル化についてはやはり検討できなかったが、WWOXについては愚者ごとにメチル化状態が異なって.おり今後WWOX遺伝子発現や患者予後とともに検討する。また抽出した磁microRNAからmiR15a,15b,16の発現を検討したが、やはり細胞株ごと、患者ごとに異なっており、染色体データと合わせて検討する予定である。発現の完全欠損は今のところ認められていない。川崎医科大学の大槻教授より供与いただいた異なる染色体異常を持つ骨髄腫細胞株(KMM1,KMS11,KMS12,KMS18,KMS20,KMS26,KMS28,KMS34)さらに、ARH77からDNA、RNA、microRNAを抽出。同意を得た骨髄腫患者の骨髄細胞からCD138抗体と磁気ビーズを用いて、骨髄腫細胞を純化しメチル化状態を検討した。FHITのメチル化についてはやはり検討できなかったが、WWOXについては患者ごとにメチル化状態が異なっており今後WWOX遺伝子発現や患者予後とともに検討する。さらに、FHIT,WWOXのmRNA発現もRT-PCR法により検討を行った。WWOXは発現している細胞でも、遺伝子の一部欠損によるdominant negative formが見られ、メチル化による発現低下以外のWWOX機能低下の機序が認められた。また抽出したmicroRNAからmiR15a,15b,16の発現を検討したが、やはり細胞株ごと、患者ごとに異なっていた。さらに今回メチル化酵素であるDnmt1,Dnmt3a,Dnmt3bの発現をmRNAおよびタンパク質レベルで解析する。タンパク質レベルの解析では、特異抗体によるDnmt発現を細胞の分化レベルに応じたマーカーと同時にフローサイトメトリーによる解析を行う予定である。また患者サンプルにおいては染色体データと合わせて検討する予定である。川崎医科大学の大槻教授より供与いただいた骨髄腫細胞株KMM1、KMS11、KMS12、KMS18、KMS20、KMS26、KMS28、KMS34とATCCより購入したARH77、RPMI8226、HL60からRNA、DNA、microRNAを抽出し、これらの細胞株における発現などを検討した。リアルタイムPCRによる発現定量の結果、DNAメチルトランスフェラーゼDnmt-1,Dnmt-3a,Dnmt-3bの発現は、白血病細胞株であるHL60より骨髄腫細胞株において、その発現量が高値であった。またDnmtの発現量とmicroRNAのmiR15a,15b,16,29a,29b,29cの発現量には、相関関係がみられ、これらのmicroRNAがDnmtの発現量をコントロールしているという仮説を示唆しているものと考えられた。同意を得た20人の骨髄腫患者骨髄検体よりCD138抗体と磁気ビーズを用いて、骨髄腫細胞を純化したのち、microRNAの発現量を検討した。microRNAのうち、miR15a,15b,16の発現量は染色体異常del 13qをもつ患者検体において少ない傾向が見られた。Dnmtの発現量との相関は現在検討中である。

同意を得られた、84人の骨髄腫患者と12人のMGUS患者骨髄単核球からDNA、RNAを抽出し、common fragile site FHITとWWOXのプロモーターメチル化状態をメチル化特異的PCR(MSP)を用いて、またRT-PCRを用いてFHITとWWOXのRNAの発現を検討した。WWOXのプロモーターメチル化は骨髄腫細胞株の2/6に、骨髄腫患者の15%にみられたが、MGUSには見られなかった。85%の骨髄腫患者と63%のMGUS患者、4/6の骨髄腫細胞株で、SRD領域を欠損している短い異常WWOXの発現が見られた。CD138で純化された形質細胞のWWOXは、すべての骨髄腫患者検体で異常WWOXが検出された。しかし、別のcommon frgaile site geneであるFHITでは、異常FHITは骨髄患者の2.5%、MGUS患者の16%にしか認められず、commn fragile site geneでも異なっていた。
有機分子制御型無機結晶の合成と融合機能の開拓

バイオミネラルは、分子制御プロセスにより合成され、ありふれた無機物質と有機分子がナノレベルから階層的に複合化された有機介在型階層的無機結晶であり、高い機能を発現している。本研究課題は、有機分子-無機結晶の相互作用に基づいて自発的に制御された結晶成長により、バイオミネラル類似の有機介在型階層的無機結晶(メソクリスタル)を多様な物質群において作製し、自然調和型構造材料および動的融合機能の開拓を行った。ありふれた無機物質を主成分とするバイオミネラルは、有機分子の制御によってナノレベルから階層的に複合化され、その構造に由来する高い機能を発現する。本研究では、有機分子一無機結晶の相互作用に基づいて自発的に制御された結晶成長により、バイオミネラル類似の有機介在型階層的無機結晶(=メソクリスタル)を多様な物質系において創出することを目指した。メソクリスタルの最適な構造化によって、環境に負荷を与えない汎用的無機結晶を母体としながら、優れた強度・自己修復・生体活性・電気化学特性など、無機結晶や有機分子の単独では得られない自然調和型・動的融合機能の発現が期待できる。平成22年度は、メソクリスタルの構造制御による電極材料の作製と、メソクリスタルの自己修復材料としての可能性を検討した。電極材料への応用へ向け、炭酸マンガンを前駆体とした、酸化マンガンおよびマンガン酸リチウムメソクリスタルの作製を行った。炭酸マンガンメソクリスタルを前駆体とすることで、メソクリスタル構造を維持した酸化マンガンとマンガン酸リチウムを合成できることを見出した。メソクリスタル構造にすることで、充放電を繰り返しても劣化が少ないリチウムイオン二次電池の電極となることがわかった。また、メソクリスタルの自己修復材料としての可能性について、バイオミネラルのin vitro修復をもとに検討を行った。具体的には、炭酸カルシウムで構成される貝殻稜柱層をモデルとして選び、それを部分的に溶解させた後、再度成長させた。このとき、合成高分子を共存させることで、もとの貝殻稜柱層と同様の形態・配向性・メソクリスタル構造を修復させることが可能であった。バイオミネラルは、有機分子の制御によってナノレベルから階層的に複合化され、その構造に由来する高い機能を発現する。本研究では、バイオミネラル類似の有機介在型階層的無機結晶(=メソクリスタル)を多様な物質系において創出することを目指している。最適な構造化によって無機結晶や有機分子の単独では得られない自然調和型・動的融合機能の発現が期待できる。平成23年度では、(i)バイオミネラルにおけるメソクリスタル構造の修復およびその構造を利用した高分子合成への応用、(ii)バイオミネラル類似構造の前駆体を利用した様々なリチウムイオン二次電池電極材料の作製と高性能化、(iii)鉄酸化細菌のバイオミネラリゼーションにならい多形と形態を制御した酸化鉄および二酸化チタンメソクリスタルの水溶液合成と反応選択性触媒としての応用、(iv)珪藻の粒子集積技術を模倣したナノ結晶集積技術の開発、などの検討を行った。テーマ(i)においては、バイオミネラルのメソクリスタル構造を利用してポリピロールのナノ構造体の合成に成功した。これまでナノスケールの形態付与が困難であった有機高分子の高機能化へ応用できる技術として期待される。テーマ(ii)では、バイオミネラル類似構造の炭酸塩メソクリスタルを前駆体として様々な構造のマンガン酸リチウム結晶を合成し、これらが劣化の少ない優れた電池特性をもつことを示した。テーマ(iii)では、鉄酸化細菌を模倣した水溶液中における分子制御により、酸化鉄および二酸化チタンメソクリスタルを作製した。メソクリスタル二酸化チタンは酸化反応に選択的な光触媒活性を示すことを発見した。これらはバイオミネラル類似のメソクリスタル構造が多様な機能性材料として有望であることを示唆する結果である。さらにテーマ(iii)では、分子制御を酸化物ナノ結晶合成に応用して、ナノ粒子を不均一な凝集をおこさず集積させる技術を開発した。これにより、ケイソウのように均一かつ不規則なナノ結晶の集積構造を作製することが可能となった。メソクリスタル構造は、単結晶性と高い比表面積を併せ持ち、ユニークな機能を示す。本研究課題では、バイオミネラル類似のメソクリスタル構造を多様な物質系において作製し、環境エネルギー関連材料、生体材料、高強度材料への応用や動的機能などの融合機能の開拓を目指している。平成25年度は、メソクリスタル構造を有する物質群の拡充を行い、コバルト酸リチウムを用いたリチウムイオン二次電池電極材料および酸化銅を用いたセンサ材料の作製を試みた。いずれも、メソクリスタル構造の構築により、ナノ粒子凝集体などと比較して特性の向上が確認できた。有機分子に制御された水溶液プロセスやトポタクティックな相変化を利用することで、炭酸塩・リン酸塩・金属酸化物などの様々な化合物において多様なメソクリスタル構造を構築してきた。平成25年度は、実用化されている電極活物質の1つであるコバルト酸リチウムによるメソクリスタル構造の合成プロセスの確立とし、構造と電気化学特性の関係を調査した。前駆体としての塩化水酸化コバルトを合成し、トポタクティックな反応を経てメソクリスタル構造を有するコバルト酸リチウムを合成した。

メソクリスタル構造は、市販のナノ粒子やユニット結晶のランダムな凝集体と比較し、その特徴である単結晶性と多孔性に起因し、充放電速度を上げた場合および充放電を繰り返した場合においても劣化が抑制されることがわかった。これまで、マンガン酸化細菌の合成プロセスを模倣した分子制御プロセスにより、遷移金属酸化物のメソクリスタル構造を合成してきた。この手法を応用することで、酸化銅(CuO)メソクリスタルを合成した。得られたCuOメソクリスタルは、市販のマイクロメートルサイズの粒子と比較し、ドーパミンの電気化学的検出において高感度な検出が可能であることがわかった。メソクリスタル構造は、単結晶性と高い比表面積を併せ持ち、ユニークな機能を示す。本研究課題では、バイオミネラル類似のメソクリスタル構造を多様な物質系において作製し、環境エネルギー関連材料、生体材料、高強度材料への応用や動的機能などの融合機能の開拓を目指している。平成26年度は、メソクリスタル構造の有するナノ結晶の間隙に着目した2つの応用展開を行った。1つ目として、このナノ結晶の間隙を利用することで、有機分子の分離・精製を行う分離材料を作製した。炭酸カルシウムナノ結晶から構成されるバイオミネラルを粉砕し、薄層クロマトグラフィー板およびフラッシュクロマトグラフィーの固定相を作製した。実際に、フェノール性水酸基を有する様々な有機分子の分離を行った。バイオミネラルの階層構造により、1次粒子であるナノ結晶の間隙を吸着サイト、2次粒子であるナノ結晶の集合構造を溶出液の流路とした分離材料を作製することができた。2つ目の成果として、メソクリスタルを構成するナノ結晶の間隙を利用し、有機結晶へ階層構造を付与する技術を進展させた。ナノ結晶間隙へのモノマー液体を導入・重合を経て、有機高分子材料への階層構造の転写を行う手法の多様な系への適用、転写過程の詳細な観察を行った。また、このナノ結晶間隙への有機結晶の融液からの導入を行うことで、有機結晶の階層的な構造の制御が可能であった。さらに、このナノ結晶間隙に閉じ込めた有機結晶の特異な熱物性として、凝固点の上昇を観測した。以上より、メソクリスタル構造の有するナノ結晶の間隙は、多孔質材料として多様な応用が可能であることが示された。本研究では、バイオミネラル類似の有機介在型階層的無機結晶(=メソクリスタル)を多様な物質系において創出し、最適な構造化によって無機結晶や有機分子の単独では得られない自然調和型・動的融合機能の発現を目指している。平成24年度では、(i)バイオミネラル類似メソクリスタルを前駆体としたリチウムイオン二次電池電極材料の高性能化、(ii)メソクリスタル構造を利用した高分子合成、(iii)酸化鉄メソクリスタルの合成と機能開拓、(iv)酸化亜鉛ナノロッドメソクリスタルとポリピロールの融合による光応答性材料の創製、(v)エナメル質に類似したヒドロキシナノロッド配向集積体の作製の5テーマについて成果が得られている。
ヘルペスウイルス組換え好発部の構造と組換え制御

代表的ヘルペスウイルスである単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)は、155kbのDNAをゲノムとする大型のウイルスであり、生命現象の素過程を研究するための系として広く利用されている。特に、ゲノムの両端とL-S結合部に存在するa配列は、組換えのホットスポットであり、組換え機序の解明の研究系である。a配列はdirect repeat(DR)とユニーク(U)な配列とからなり、その標準的な構成はDR1-Ub-(DR2)_n-DR4 stretch-Uc-DRIである。となりあったa配列はDR1を共有する。UbとUcとの間での組換えにより生じた、DR1-Ub-(DR2)_<14>-DR4 stretch-Uc^d-Ub^d-(DR2)_5-DR4 stretch-Uc-DR1の構造の変異a配列を持つ、HSV-1株GN29を分離した。このGN29のDNAを解析している際に、a配列とハイブリダイズする新たなバンドの存在を示す結果を得た。そこで、この新たなバンドに相当するDNAをクローニングし、そのDNA塩基配列を決定した。これらの新たなバンドのDNAは、a配列の切断により生じたものだった。これらのDNAの末端部は、ランダムに存在するのではなく、a配列上のいくつかの特定の領域1)DR1、2)DR2、3)DR4 stretch、4)GN29の特異な組換えに関連した部位、に主に存在していた。ここでの結果は、新たなDNAの末端部は、a配列上のrecombinogenicと推定される領域に存在することを示す。つまり、DNA切断と組換えとの関連性を示し、a配列の組換え機序としてのdouble-strand-break repair modelを支持する。
グリア伝達物質の機能解析

小脳のBergmann gliaに存在するグルタミン酸トランスポーターは、GLASTとGLT1である。Bergmann gliaは、小脳の平行線維・プルキンエ細胞間シナプス、登上線維・プルキンエ細胞間シナプス部位を密に覆っているので、今回の研究では、登上線維・プルキンエ細胞間シナプス部位のEPSCをGLAST,GLTl欠損マウスのプルキンエ細胞で記録し、解析した。GLAST欠損マウスでは登上線維・プルキンエ細胞間シナプスのEPSCのキネティクスに変化はなかった。しかし、cyclothiazideでAMPA受容体の脱感作を抑制すると、GLAST欠損マウスでは登上線維・プルキンエ細胞間シナプスのEPSCの振幅増加および早いdecay phaseの延長が、野生型マウスに比べ増強していた。GLAST欠損マウスにGLT1選択的阻害剤であるDHKを投与すると、cyclothiazideを投与しなくてもEPSCの時間経過が延長することがわかった。この結果は、GLT1のBergmann gliaにおける発現量はGLASTの1/6しかないが、GLAST欠損マウスの平行線維・プルキンエ細胞間シナプス、登上線維・プルキンエ細胞間シナプスのEPSCのキネティクスに変化がないのは、Bergmann gliaに残っているGLT1がシナプス間隙からのグルタミン酸を除去していることを示している。以上のことから、登上線維・プルキンエ細胞間シナプスにおけるグルタミン酸放出直後のシナプス間隙からのグルタミン酸の除去はBergmann gliaに存在するグリア型グルタミン酸トランスポーターGLASTおよびGLT1により行われていることが明らかになった。グルタミン酸は、神経幹細胞の増殖、神経細胞の移動・成熟にとって重要な役割を果たすことがin vitroの実験から示唆されてきた。しかし、グルタミン酸受容体欠損マウスなどのグルタミン酸のloss-of-functionモデルでは、脳の形成異常を示さない。我々は、2種類のダリア型グルタミン酸トランスポーターを全く持たないdouble knockout mouse (DKマウス)を用いグルタミン酸のgain-of-functionモデルを作成した。DKマウスは、大脳皮質・海馬・嗅球の層形成障害などの様々な発達異常が観察された。DKマウスの大脳皮質の形成異常をBrdUを用いて解析したところ、胎生15日から始まる神経前駆細胞の分裂能の低下、胎生14日以降に新生した神経細胞の移動能の低下によるものであることがわかった。しかし、TUNEL法で陽性に染まる細胞数に変わりはなかった。また、上記異常はグルタミン酸受容体のブロカーにより改善することがわかった。以上の結果は、グルタミン酸が神経細胞の移動及び神経幹細胞の分裂に関与し、脳の形成に重要な役割を果たすことをin vivoで初めて証明したものである。さらに、脳の正常な発達にはグルタミン酸トランスポーターによる細胞外グルタミン酸濃度の厳密な制御が重要であることを示している。
アクチビンAによる白血病細胞の分化誘導機構

マウスフレンド細胞におけるアクチビンAの分化誘導の作用機構を明らかにするために、まず従来の分化誘導物質として代表的なHMBAの作用と比較解析し、以下の結果を得た。(1)アクチビンAによる分化は培養開始時の細胞密度を上昇させるとその効果が著しく抑制されたが、HMBAによる分化はこのような影響を受けなかった。(2)HMBAによる分化はデキサメサゾンによりほとんど抑制されたが、アクチビンAによる分化は約半分しか抑制されなかった。(3)低濃度のHMBAはアクチビンAによる分化を相乗的に促進した。以上より、本因子の作用経路はHMBAの作用経路とは少なくとも一部において異なるが、この両者は相互作用しフレンド細胞の分化を相乗的に促進すると考えられた。次にアクチビンAが同細胞においてトロンボキサン(TX)の合成能を出現させることを見出した。これはTX合成酵素の誘導によると考えられた。またアセチルコリンエステラーゼ染色の結果から、本因子が巨核球系分化因子として働き、TX合成酵素はその初期段階の形質であることが示唆された。さらにアクチビンAのマウスin vivo効果を解析し、赤芽球系前駆細胞の増殖・分化を促進することも明らかにした。一方、ヒト白血病細胞HLー60細胞においてアクチビンAの遺伝子発現の調節機構を解析し以下の結果を得た。(1)本細胞を発癌プロモーターTPAで48時間刺激するとアクチビンAのmRNAが強く発現された。(2)種々の分化因子のうちインターフェロン(IFN)ーgammaがごく軽度に同mRNAを増加させた。(3)IFNーgammaで前処理したHLー60細胞をTPAやリポポリサッカライド(LPS)で刺激すると短時間で同mRNAが強く発現された。以上より、HLー60細胞におけるアクチビンAの遺伝子の活性化に対しIFNーgammaが重要な働きをしていることが示唆された。以上、アクチビンAの作用・産生機構の解明について本年度の目的を十分達成することができた。
食品たん白質中の非天然型アミノ酸定量による化学的放射線照射線量の測定に関する研究

食品への放射線照射は、生鮮食品の腐敗防止、野菜の発芽防止、殺菌、さらには物性の改良などさまざまな利用が可能とされているが、その実用化、普及のためには、照射食品の健全性の確認と並んで照射食品の検知法の確立も重要である。本研究では、放射線照射によってタンパク質分子中に非天然型アミノ酸であるオルト・チロシン(o-Tyr)が定量的に生成するという情報をもとに、その確認とともに、他の有効な照射食品検知法の開発をも目的とした。昭和62年度は、o-Tyr分析法の設定ならびに放射線照射に特異的な成分変化の有無を検討した。昭和63年度は前年度に設定した液体クロマトグラフ(HPLC)を用いるo-Tyr分析法により、-50kGyまでの異なる線量率で照射した標準タンパク質を加水分解後、電気化学的検出器を用いるHPLC法でo-Tyrの生成の有無を検討した。しかし、本研究で試みた実験条件のもとでは、いずれの照射線量率のもとでもo-Tyrの生成はHPLC、ガスクロマトグラフー質量分析法のいずれでも確認できなかった。この結果は、実用化が検討されている照射線量域では、非天然型のアミノ酸は生成しないか、その生成量は極めて僅かであることを示している。通常では考えられない高線量を照射した標準タンパク質についてのo-tyr生成の有無を目下検討中である。一方、o-tyr分析法を補填する目的で検討した近赤外分光分析法(NIR法)による照射線量の推定に関しては、数種類の香辛料ならびに基本的食品成分について0ー30kGyの範囲で定量関係が認められ、NIR法の簡易照射食品検知法としての可能性が示唆された。また、通常では考えられない高線量のγ線を照射したタンパク質での分解について、興味深い情報が得られた。今回の研究では、照射食品のタンパク質からo-tyrの検出とその定量による照射線量の推定という試みは成功しなかった。今後NIR法も含め更に検討が必要である。食品照射が各国で相次いで許可される傾向にある.照射食品の安全管理に対する措置,すなわち照射線量と安全性を検討をすること,入荷した食品が放射線照射を受けたか否かを鑑別する検知法を開発・確立することが重要な課題となっている.照射食品の検知法の開発は,消費者にとっても,照射現場での線量管理的見知からも重要であるにも関わらず,従来の分析法は,操作性,信頼性などに問題があり,操作性に優れしかも信頼性の高い検知法が要望されている.本研究では,照射食品を鑑別する簡便かつ信頼性の高い方法として,タンパク質中の非天然型アミノ酸オルトーチロシン(O-Tyr)を定量的に分析することにより照射線量を推定する.化学的測定法による照射食品の検知法の開発を試みている.すなわち,食品からタンパク質を精製後,塩酸加水分解し,加水分解産物画分からO-Tyrを薄層クロマトグラフィーにより分画高速液体クロマトグラフならびにガスクロマトグラフー質量分析計(GC-MS)を用いてO-Tyrを高感度微量分析するシステムの開発を試みている.本年度は,これまでに薄層クロマトグラフィーでの分析試料の前処理条件, GC-MSによるO-Tyrの分析法について, N-アセチル, O-ブチル誘導体としたのちシリコン系カラムで分析する基本分析条件を設定することが出来た.また,高速液体クロマトグラフィーによる分析法についても基本分析条件を設定し,現在γ線照射された食品試料について分析の作業を進めている.本方法による検知法を開発する作業と平行して,近赤外分光法,粘度測定法など物理的測定法について定量的検知法としての可能性を検討している.食品への放射線照射は、生鮮食品の腐敗防止、野菜の発芽防止、殺菌、さらには物性の改良などさまざまな利用が可能とされているが、その実用化、普及のためには、照射食品の健全性の確認と並んで照射食品の検知法の確立も重要である。

食品の放射線照射は、保存を目的とする加熱や冷凍、真空包装など、他の物理的処理法に優るとも劣らないとされ、生鮮食品の腐敗防止、野菜の発芽防止、殺菌、さらには物性の改良などさまざまな利用が可能とされている。しかし、食品照射の実用化のためには、照射食品の健全性に関する研究とともに、照射食品の検知システムの確立も消費者の選択の権利の保証、照射食品の安全管理の上からも重要である。昭和63年度は前年度に設定した液体クロマトグラフ法によるオルト・チロシン分析法により、異なる線量率、すなわち0ー50kGyまでの線量で照射した標準タンパク質(ミルクカゼイン)を加水分解の後、電気化学的検出器を用いる高速液体クロマトグラフ法でオルト・チロシン生成の有無を検討した。しかし、今回試みた実験条件のもとでは、いずれの照射線量率のもとでもオリト・チロシンの生成を示すピークは認められず、ガスクロマトグラフ・質量分析計を用いた分析でもオルト・チロシンを確認するに至っていない。この結果は、現在実用化が進みつつある照射線量の最高線量域である50kGyまでの照射では、非天然型アミノ酸の生成は起こらないが、起きたとしてもその量は極めて僅かであることを示している。言い替えれば放射線照射自体が従来から用いられている物理的食品保存技術と本質的には異ならない事を示すものとも解釈できる。通常では考えられない高線量を照射した標準タンパン質についてのオルト・チロシン生成の有無を目下検討中である。一方、オルト・チロシン分析法を補完する目的で検討した近赤外分光分析法(NIR法)による照射線量の推定に関しては、数種類の香辛料ならびに基本的食品成分について0ー30kGyの範囲で定量関係が認められ、NIR法の簡易照射食品検知法としての司能性が示唆された。
均衡型相互転座モデルが解明する減数分裂の制御機構とそれに関わるエピゲノムの性差

均衡型染色体相互転座の保因者は遺伝子の量に過不足が無いため、無症状であるが、不妊や習慣流産を呈する。これらの表現型には男女差がある。男性の場合、多くは無精子症あるいは乏精子症による不妊となる。一方、女性の場合は不妊ではなく習慣流産となる。この違いは精子や卵の形成過程における減数分裂の制御機構の性差に起因すると考えられているが、その実体は明らかにされていない。本研究では均衡型相互転座モデルマウスを用いて、これらの分子機構についてエピジェネティックな視点を取り入れた解析を行っている。これまでに染色体転座をホモに持つマウスと核型野生型のマウスを交配し、均衡型相互転座染色体を持つモデルマウス(転座ヘテロマウス)を作製し、解析に用いた。オスは不妊あるいは産仔数の著しい減少(ヒトの習慣流産に相当)を示し、この違いは遺伝的バックグラウンドの違いによることが示唆された。免疫組織学的解析を行ったところ精子形成過程すなわち第一減数分裂前期と中期で多くの細胞死が認められた。また、第一減数分裂前期の精母細胞のエピジェネティックマーカーの局在を解析したところ、転座染色体の非対合部位の不活化や、性染色体の活性化という異常が明らかになり、細胞死の原因となっていることが示唆された。また、転座ヘテロマウスでは対合できない転座染色体が、性染色体からなるXY bodyと共局在している細胞も多く認められ、本来転写が起こるべきの常染色体(転座染色体)にある何らかの転写活性化因子が性染色体に作用して不活化不全がおこると考えられた。そこでChIA-PET法による解析を試みたが、転写活性化に関わる分子の同定には至っていない。以上の結果より、転座染色体に起因する精子形成時のエピジェネティック変化の異常が細胞死の原因となって無精子症などの症状をもたらすと推測される。均衡型相互転座の保因者は遺伝子の量に過不足が無いため、無症状であるが、不妊や習慣流産を呈する。均衡型相互転座を持つ場合の生殖細胞の形成過程を調べるために、まずは染色体転座をホモに持つマウスを核型野生型マウス2系統とそれぞれ交配し、均衡型相互転座染色体を持つモデルマウス(転座ヘテロマウス)を作製した。妊孕性の確認のために交配中であるが、メスでは産仔数が減少しているのに対し、オスでは転座ヘテロマウス作出のために用いた核型野生型の系統によって産仔数が減少した系統と、現在のところ産仔が得られていない系統がある。このことはヒトの男性保因者における表現型の個人差を再現しており、その発症機序を明らかにするのに役立つことが期待される。転座ヘテロマウスの精子形成過程を解析するため、精巣組織および精母細胞の蛍光免疫染色を行った。その結果、エピジェネティックな修飾を受けるべき性染色体が転座染色体と共局在しており、性染色体の遺伝子発現が活性化されているという異常が認められた。このことは精子形成不全の原因となっていると考えられる。現在このような細胞の染色体標本の詳細な解析を進めており、表現型の系統差および性染色体の遺伝子発現異常の発生メカニズムに関わる新たな知見を得つつある。ヒトの均衡型相互転座モデルとして用いる転座ヘテロマウスを作出することができ、期待される表現型が得られた。転座ヘテロマウスの精子形成過程の解析で得られた知見から、染色体転座を持つ精母細胞の細胞死(結果として不妊に至る)の発生メカニズムについて、エピジェネティックな変化をもたらす新たな仮説を立てることができた。以上の点から、研究はおおむね順調に進展していると考える。均衡型相互転座を持つ場合の生殖細胞の形成過程を調べるため、染色体転座をホモに持つマウスと核型野生型マウスを交配し、均衡型相互転座染色体を持つモデルマウス(転座ヘテロマウス)を作製した。交配する核型野生型マウスの系統により、転座ヘテロマウスのオスの妊孕性に違いが見られ、完全不妊になる系統と産仔数が減少する系統が得られた。ヒトの場合、同じ切断点を持つ保因者の男性でも無精子症になる場合とそうならない場合があることが知られており、その違いが発生するオス特有のメカニズムを解明するのにこれらのモデルマウスが役立つと考えている。転座ヘテロ

マウスの精母細胞の染色体標本の解析を行ったところ、完全不妊になる系統ではそうでない系統より性染色体の遺伝子発現が認められる細胞が多く見られた。性染色体はエピジェネティックな修飾を受けて遺伝子発現が抑制されるがその制御異常が遺伝子発現を活性化し、結果として精母細胞の細胞死を引き起こし不妊になると考えられる。この制御異常は転座染色体の影響によることが示唆されており、性染色体と転座染色体との位置関係を解析しエピジェネティックな変化をもたらすメカニズムを明らかにしようと試みている。研究に用いているマウスの繁殖状況が予定よりやや悪くデータを得るための十分な数を確保するのに時間が掛かっている。そのため、転座ヘテロマウスで精母細胞の細胞死が引き起こされるメカニズムを明らかにする実験は進まなかった。従って、やや遅れていると判断した。均衡型相互転座の保因者は遺伝子の量に過不足が無いため、無症状であるが、不妊や習慣流産を呈する。これらの表現型には男女差がある。男性の場合、多くは無精子症あるいは乏精子症による不妊となる。一方、女性の場合は不妊ではなく習慣流産となる。この違いは精子や卵の形成過程における減数分裂の制御機構の性差に起因すると考えられているが、その実体は明らかにされていない。本研究では均衡型相互転座モデルマウスを用いて、これらの分子機構についてエピジェネティックな視点を取り入れた解析を行っている。これまでに染色体転座をホモに持つマウスと核型野生型のマウスを交配し、均衡型相互転座染色体を持つモデルマウス(転座ヘテロマウス)を作製し、その妊孕性および生殖細胞形成過程を解析した。オスでは交配する核型野生型系統により、不妊あるいは産仔数の減少(ヒトの習慣流産に相当)という違いが見られた。免疫組織学的解析からこれらの違いは精子形成過程で発生する細胞死の起こりやすさによるものと考えられた。また、第一減数分裂前期の進行に必要な性染色体の不活化が、正常に行われていないことが明らかになり、細胞死の原因となっていることが示唆された。染色体転座は相同染色体の対合に支障をもたらす。転座ヘテロマウスでは対合できない転座染色体が、部分的に非対合部位を持つ性染色体が形成するXY bodyに巻き込まれて、性染色体の不活化不全を引き起こしていると考えられた。このことを分子レベルで明らかにするため、chromsome conformation capture法を利用して転座染色体と性染色体の距離を系統間で比較することを試みた。前年度から行われていたマウス飼育施設の大規模改修の影響で、マウスの繁殖を計画通りに行うことができなかった。このため、転座ヘテロマウスの分子レベルでの染色体間の距離のデータを得ることができなかった。均衡型染色体相互転座の保因者は遺伝子の量に過不足が無いため、無症状であるが、不妊や習慣流産を呈する。
心サルコイドーシスの診断における特異的アクネ菌抗体を用いた免疫組織染色の有用性

我々は、P.acnesに対する特異抗体であるPAB抗体を用いた免疫染色により、心サ症群、炎症性心疾患(I)群および非炎症性心疾患(NI)群において比較検討した。心サ症群26例、I群15例、NI群39例全例に、HE染色・PAB抗体による免疫染色を行った。結果、心サ症群の類上皮細胞肉芽腫病巣内の免疫染色による陽性率は63%であった。一方、HE染色における炎症細胞巣の陽性率は、心サ症群62%、I群10%、NI群3%に認めたものの、その炎症細胞巣における免疫染色の陽性率は、心サ症群63%であるのに対し、その他の群では、全て陰性であった。免疫染色は、心サ症の確定診断の補助的役割が示唆された。本研究は、多施設共同試験であるが、2014年度は、まだ他施設からの検体を回収することができなかったが当施設での検体および臨床データの解析をすることが可能であった。2014年度は、心内膜心筋生検(EMB)において、心サルコイドーシス群:9例、非心サルコイドーシス群、9例の検体が集まり、それぞれの患者背景、臨床データ、PAB抗体を含む免疫学的染色を含めた病理組織診断を検討した。心筋内におけるPAB抗体の陽性率は心サルコイドーシス群で有意に高値であり、PAB抗体は心サルコイドーシスの補助的な組織学的診断に有用となる可能性があることが示唆された。しかし,これまでの研究から,炎症細胞浸潤や線維化を伴わない組織におけるPAB抗体の陽性所見は潜伏感染を示唆すると考えられているため、現在、多施設より検体を回収し、さらなる検討を行っている。解析結果の報告は、まだ論文化していないため、詳細は公表できないが、関係者に周知することを含め、下記、2つの発表を行い情報を共有している。引き続き、研究を続行していく。22014年11月29日第37回心筋生検研究会演題名:心サルコイドーシスにおけるPropionibacterium Acnes特異的モノクローナル抗体の陽性率に関する検討を発表平成26年より本研究を開始し、当院にて、連続して心内膜心筋生検(EMB)を行った件数は57症例に達し、厳密に検体不良や非特異的染色を示した23例を除いた34症例(心サルコイドーシス群:8例、炎症性心疾患群:7例、非炎症性心疾患群:19例)を対象とし、PAB抗体の免疫染色による心サルコイドーシスの診断における有用性を検討した。その結果、心サルコイドーシス群において、HE染色で、肉芽腫を認めた場合、PAB抗体の陽性率は、66.7%であった。また、心サルコイドーシス群と炎症性心疾患群を比較した場合、HE染色にて炎症巣を認めた場合、PAB抗体の陽性率は、それぞれ、83%、0%(p<0.05)であった。一方、3つの群において心筋内のPAB抗体陽性率は、有意差は認めなかった。すなわち、P.acnesの心筋内における潜伏感染は多いものと考えれた。今まで、心サルコイドーシスが疑われ、EMBを施行するも、炎症細胞浸潤のみ認めた場合は、非特異的所見として診断が、つかなったケースも少なくなかった。一方、このPAB抗体を用いた免疫染色を行うことにより、EMBで認められた炎症細胞の周囲に、抗体が陽性の場合には、心サルコイドーシスの補助的診断ができる可能性が示唆された。心サルコイドーシスに対する従来のEMBによるHE染色のみでは、非乾酪性肉芽腫を含む病理学的診断が可能なケースは20%前後に限られている。そのため、PAB抗体を用いた免疫染色を追加することで、心サルコイドーシスの診断能の向上が期待される。当研究の症例目標数は、各群10症例以上としている。現在、心サルコイドーシス群:8例、炎症性心疾患群:7例、非炎症性心疾患群:19例であり、今後、目標症例数に達することは可能と考える昨年度も年に3回(2015年6月、11月、2016年3月)に共同研究をしている東京医科歯科大学病院江石教授グループに研究の解析結果を報告し、本研究の進行状況の共有化と、有用性、問題点に関して議論した。また、2015年8月には、江石教授を当院にお招きし、サルコイドーシスの病因論に関してご講演を行っていただき、本研究に関する情報交換、情報共有を行った。また、学会において、心筋症研究会(2015年7月:東京)心臓病学会(2015年9月:横浜)、心筋生検研究会(2015年11月:東京)、日本循環器学会(2016年3月:仙台)にて、当研究に関連する発表を行い、多くの先生方に情報を発信した。心サルコイドーシスは、発見時に心機能低下や致死的不整脈を合併していた場合、非常に予後が悪い。そのため、早期発見、治療介入が重要であるが、心筋生検による病理学的診断には限界がある。

我々は、P.acnesに対する特異抗体であるPAB抗体を用いた免疫染色により、心サ症群、炎症性心疾患(I)群および非炎症性心疾患(NI)群において、肉芽腫、炎症巣での陽性率を、7つの本邦多施設(北海道大学病院、国立循環器病研究センター、和歌山県立医大病院、藤田保健衛生大学病院、東京女子医科大学病院、葉山ハートセンター、市立札幌病院)共同試験として、EMB標本および外科切除・剖検標本を集め、それぞれにおいて比較評価した。心サ症群26例(外科切除/剖検標本18例、EMB標本8例)、炎症性心疾患群15例(外科切除/剖検標本8例、EMB標本7例)、非炎症性心疾患群39例(外科切除/剖検標本20例、EMB標本19例)であり、全例にHematoxylin-Eosin(HE)染色およびPAB抗体による免疫染色をおこなった。その結果、心サ症群の類上皮細胞肉芽腫病巣内の免疫染色による陽性率は63%であった。また、その陽性率は、外科切除/剖検標本50%、EMB標本67%と、どちらの採取標本においても変わらなかった(p = n.s)。さらに、HE染色で、炎症細胞巣の陽性率は、心サ症群62%(外科切除/剖検標本56%、EMB標本75%)、炎症性心疾患群10%、非炎症性心疾患群3%に認めたものの、その炎症細胞巣におけるPAB抗体による免疫染色の陽性率は、心サ症群63%であるのに対し、炎症性心疾患群および非炎症性心疾患群では、全て陰性(0%)であった。以上より、EMBで一部の炎症細胞巣を採取できた場合、PAB抗体による免疫染色を追加することにより心サ症の確定診断するための補助的役割を果たす可能性が示唆された。我々は、P.acnesに対する特異抗体であるPAB抗体を用いた免疫染色により、心サ症群、炎症性心疾患(I)群および非炎症性心疾患(NI)群において比較検討した。心サ症群26例、I群15例、NI群39例全例に、HE染色・PAB抗体による免疫染色を行った。結果、心サ症群の類上皮細胞肉芽腫病巣内の免疫染色による陽性率は63%であった。一方、HE染色における炎症細胞巣の陽性率は、心サ症群62%、I群10%、NI群3%に認めたものの、その炎症細胞巣における免疫染色の陽性率は、心サ症群63%であるのに対し、その他の群では、全て陰性であった。免疫染色は、心サ症の確定診断の補助的役割が示唆された。上記のように、昨年度までは、多施設の検体回収が不完全であったが、今年度は、多施設の検体の回収が期待できるためそのデータと今までのデータを合わせて、解析し、心サルコイドーシスの診断におけるPAB抗体による免疫学的検査の有用性を証明する。各群10症例以上を目標としているため、引き続き、症例を集めていく予定である。また、現在、臨床データや患者背景と免疫染色の因果関係も分析・検討している。共同研究をしている東京医科歯科大学病院江石先生グループと本年度も3回程度の情報交換を行う予定である。また、引き続き、多くの学会発表を行い、さらには、今後、英文雑誌:EHJまたは、Heart誌に投稿を目標としており、論文執筆準備中である。循環器内科今年度は、多施設の検体データと、今までの当院単施設でのデータを合わせて、評価・解析し、心サルコイドーシスの診断における新たなPAB抗体による免疫学的検査の有用性を証明する。その上で、早期に論文化することを行い、また海外での発表を行い、この分野のエクスパートの先生方と意見を交換することによって、本邦から新たな心サルコイドーシスの診断法を世界に発信できるよう努力する。予算より、旅費、参加費が安価であったため。国内学会参加費×3回、海外学会参加費、採血検体検査、論文投稿料を計画している。
病的声帯における口腔内圧の急速変動と音声基本周波数の関連

1.人で声の高さを上昇させてゆく際、単位声門上下圧差あたりの音声基本周波数(Fo)の変化量(dF/dP)とFoの関係は、前者をy軸に後者をx軸にとった座長軸上でV字型を呈することを我々は既に発見している。2.Foは振動物理の原則で(a)振動部の長さと(b)振動部の深さで決まる。我々は、1)で示したV字型の理由として「(a)(b)両者がFo決定に果たす役割は等分ではなく、低いFoでは(a)が優勢に、高いFoでは(b)が優勢にFoを決定している」との仮説を立てている。3.本研究で観察された犬喉頭モデルでのdF/dPとFoの関係はこの仮説を支持した。4.本研究で観察されたゴム膜声帯モデルでのdF/dPとFoの関係はこの仮説を支持した。5.犬モデルとゴムモデルでの成果から振動部の長さの影響が強い程、dF/dPとFoが形成するV字の谷を深くし、振動部の浅在化の影響が強い程、V字の谷を浅くすることが予想された。6.アトロピンの静注で声帯を乾燥させた際のdF/dPとFoの関係を検討したところ、低い周波数帯域でdF/dPの値が減少し、相対的にV字の谷が浅くなった。すなわち、声帯病変はFo制御の方法に変化を与えることが判明した。申請者は予備的研究で、単位声門上下圧差あたりの音声基本周波数変動(dF/dP)と音声基本周波数(Fo)を測定し、dF/dPをy軸にFoをX軸にとった分布図上で、これらの値はV字型を形成することを報告している。平成10年度に以下のことを行った。1口腔内圧変動用のシャッターバルブの製作:シャッターバルブに空気圧と流量センサーを装着した発声用マウスピースを製作した。持続発声時にバルブを急速に一部閉鎖して声門上圧の急な変動を作成し、急速な声門上下圧差を作成する装置である。バルブの閉鎖程度と閉鎖時間が調節できる様に対処した。2声帯結節手術前後について、dF/dPをY軸にFoをX軸にとった分布図を作成した。分布図について、(1)V字の谷の位量、(2)谷の傾斜度を手術前後で比較した。3結果:術後にV字の谷が低いFo方向に移動した。術後にはまた、V字の山と谷の差が大きくなった、すなわち、谷の傾斜度が強くなった。4これらの観察結果は、当初の予想、すなわち、dF/dP vs Foの分布図は、声帯の伸張・質量の調節というFo制御の仕方に声帯病変が影響を及ぼしているとの推測を裏付けるものである。現在他病変での観測を進めるめている。

5.犬モデルとゴムモデルでの成果から振動部の長さの影響が強い程、dF/dPとFoが形成するV字の谷を深くし、振動部の浅在化の影響が強い程、V字の谷を浅くすることが予想された。6.アトロピンの静注で声帯を乾燥させた際のdF/dPとFoの関係を検討したところ、低い周波数帯域でdF/dPの値が減少し、相対的にV字の谷が浅くなった。すなわち、声帯病変はFo制御の方法に変化を与えることが判明した。