hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクログリアを介した機能的神経回路形成の分子基盤の解明

ヒトを含む霊長類では、新生児期及び小児期にシナプスの急速な増大が起こり、小児期にピークに達した後、児童期、青年期、成人となる過程でシナプスが刈り込まれる。近年、この「オーバーシュート型」シナプス形成のダイナミクスの異常が様々な精神疾患に関与していることが明らかになりつつある。本研究計画では、小型霊長類マーモセットを用いて脳発達過程における形態学的解析及び分子発現解析を行い、ミクログリアを介した機能的神経回路の形成・再編成・成熟の分子基盤を解明することを目的にした。まず、これまでに確立されていないマーモセット由来初代培養ミクログリアの調製法の確立を計画した。齧歯類、すなわちマウス及びラットからの初代培養ミクログリア調製法はすでに確立されているため、その手法を踏襲する予定であったが、発達の進んだ成体などからのミクログリアの取得が困難であることが問題点であった。また、生後直後のマーモセットの脳内におけるミクログリアを観察したところ、齧歯類における生後直後のミクログリア形態とは大きくかけ離れていることが明らかになり、マーモセットでは齧歯類よりも出生時点における脳の発達が進行していることが推測された。さらに、これまでの検討結果より、生後直後に加えて、各発達段階におけるミクログリアを用いた解析を行う必要が生じたため、新しく磁気ビーズを用いたミクログリアの単離方法を確立した。単離されたミクログリアは貪食アッセイを行い、脳内におけるミクログリアの機能を維持しているのかどうかを確認した。確立された細胞単離方法により各発達段階の大脳皮質各エリアからミクログリアを単離し、各種遺伝子発現の変化を解析した。さらに脳組織切片を用いた解析も実施した。ミクログリアの機能に関与する分子として、貪食マーカー、増殖マーカー、炎症サイトカイン、M2タイプミクログリアマーカーなどについて免疫染色を行った。これまでに、各発達段階のマーモセット大脳皮質を用いた網羅的遺伝子発現解析により、スパイン刈り込み制御に関与する候補分子として軸索誘導因子、ミクログリア関連分子などを見いだしている。前年度は、これまでに確立されていないマーモセット由来初代培養ミクログリアの調製法の確立を計画し、初代培養ミクログリアは齧歯類(マウス及びラット)からの調製法はすでに確立されているため、その手法を踏襲する予定であった。しかし、この手法では得られるミクログリアは新生児由来のものに限られる。また、生後直後のマーモセット脳内におけるミクログリアを観察したところ、齧歯類における生後直後のミクログリア形態とは大きくかけ離れていることが明らかになり、出生時にマーモセットは齧歯類よりも脳発達が進んでいることが推測された。さらに、これまでの検討から発達段階におけるミクログリアを用いた検討も行う必要が生じたため、磁気ビーズを用いた細胞単離法を検討した。平成29年度は検討を重ね、磁気ビーズ法によるマーモセットからのミクログリアの単離方法を確立した。現在は、生後直後、生後2ヶ月齢、3ヶ月齢、6ヶ月齢の各発達段階におけるマーモセットからミクログリアの単離が完了した段階である。ミクログリア取得方法については当初の予定を変更することになったが、この手法で取得された細胞を用いて発達過程における各種遺伝子の発現変動を解析する予定である。
イオン液体に適した分極力場の開発と輸送現象の分子論的解明

密度汎関数法を基にした第一原理計算による電荷分布解析とForce Fitting法を組み合わせることで,イオン液体系における分子力場の開発方法の確立を試みた。特に,周期境界条件を仮定した第一原理計算を用いることで,凝縮系における誘電分極の影響などを平均的に取り入れた非分極力場を構築し,得られた力場を用いて分子動力学(MD)計算を実行し,イオン液体の輸送特性の確度について検討した。Force Fitting法で最適化した分子力場は,従来の力場と比べて第一原理計算の力を再現するように改善させることができ,この最適化の反復操作はMD計算で得られる物性を収束させることが分かった。また凝縮系で得られた電荷分布は,分子の完全電荷からのずれとともに,孤立分子系からの電荷分布の再配向も同時に反映したことから,凝縮系の組成に依存した電荷移動と誘電分極を記述していると解釈できる。その最適化した分子力場を用いて比較的単純な[C2mim]Cl系イオン液体の輸送係数を評価したところ,実験値の再現性も改善しており,本研究で得られた分子力場は輸送挙動の推算に有効であると考えられる。この確度の普遍性を検証するため,種々のアニオンおよびカチオンからなる計9種のイオン液体の輸送物性を評価したところ,電荷分布のみの更新では等方的な分子に対する正確性に乏しいが,電荷とvdWパラメータの両方を最適化すると輸送係数の確度を包括的に改善しうることが分かった。したがって本研究で得られた分子力場は,輸送係数の推算において有力なモデルとなりうることが明らかになった。申請者は,昨年度までに検証した分子の電荷分布の計算手法を用いて,分子力場の開発を進めた。この分子力場は凝縮系における誘電分極や電荷移動の効果を平均的に考慮した非分極力場として最適化したが,この電荷分布は局所的に働く電位と相関することが検証済みであるため,本手法は分極力場への発展性が保証されている。また本年度は,非分極力場のままvdWパラメータを新規に改良する方法論を考案し,多様な組成群への有用性を検証することができた。また。この分子力場の開発方法は,単塩系だけでなく二元系や中性分子との多成分混合系にも適用できることを確認できた。そのため次年度は,力場の拡張性の検証と複合材料系における分子論の議論を並行して進められることから,本研究はおおむね順調に進展していると考えている。2018年度で開発してきた分子力場を用いて,イオン液体のMD計算による輸送係数と構造不均一性の評価を進める。特に,アニオンやカチオンの種類が複数混在するときの拡散挙動,すなわち混合イオン効果を特徴付ける物理的因子を,MD計算から考察する。さらに本年度では,様々な中性分子を含む複合材料系で分子力場の開発を展開し,界面などの極端条件下における分子力場の有効性を検証するとともに,中性分子を含むイオン液体系の物性評価を行う。中性分子の拡散挙動はアニオンやカチオンと比較するが,基本的には電気伝導率や粘性率などの巨視的な物性に焦点を当て,中性分子との共存がそれらをどのように特徴付けるかを明らかにする。このような中性分子を含む系では,分極効果が小さくなると期待されるため,2018年度に考案した分極効果を平均的に取り入れる分子力場は有効であると考えられる。一方で界面系では,より緻密な分子の分極効果の表現が求められる可能性が高いため,第一原理計算を基にして界面付近での電荷分布の偏りを検証し,高次の分極効果の必要性と電位に依存した関数モデルと最適化方法の探索を進める。イオン液体の構造と物性を記述するための相互作用モデルとして,Lopesの点電荷モデルが一般的だが,その分子動力学(MD)計算で得られる流動性は実在系よりもはるかに小さく,広範な組成系においてMD計算の確度を一律に保証するのが難しい。本研究の目的は,イオンの分極効果を考慮した分極力場を開発することで,そのような輸送係数の確度を包括的に向上させ,異なる組成の間で転用可能な力場を開発することである。申請者はまず,密度汎関数法に基づく第一原理計算を用いて,分極モーメントを顕に扱う関数モデルと,電荷を動的に変化させる関数モデルの有用性の検討をそれぞれ進めた。その結果,後者の方が計算コストとパラメータの転用可能性の兼ね合いから,広範な組成に適用可能であると期待されることが分かった。また,Blochl法とRESP-REPEAT法で得られる凝縮系の電荷分布を比較すると,Blochl法の方が原子サイトに働く電場と強い相関を示すことが分かり,分極力場への応用において有用であることが分かった。またイオン液体における構造不均一性の影響を調べるために,2000イオン対を全系とする非分極力場を用いたMD計算を実行した。その結果,イオン液体の輸送係数は構造不均一性との相関は小さいが,イオン液体に二酸化炭素分子が溶存した系では,二酸化炭素分子の分布に影響することが分かった。特に,構造不均一性が大きい系では,二酸化炭素分子が集まりやすく,この傾向が二酸化炭素分子の拡散挙動を特徴づけていると期待される。これらの研究成果は,3つの国際会議と3つの国内会議において発表した。

申請者は,イオンの分極効果を記述する手法として,まず分極モーメントをあらわに扱うPoint DipoleモデルとDrudeモデルの構築を試みたが,多極子モーメントの計算コストが高い上に,輸送係数の実験値を高い確度で再現するには,カチオン中の分極効果を局在的に記述する必要が生じた。その一方で,凝縮系の分極効果を平均的に取り入れた部分電荷モデルでは,電荷サイトを増やさずに輸送係数の再現性が改善され,またその部分電荷も局所的な電場と良い相関が得られたことから,分極力場との調和性が高いと考えられる。この分極力場の開発は今年度の予定であったが,部分電荷モデルを用いた構造不均一性の議論,また二酸化炭素が溶存したイオン液体の物性の議論を予定より早く進めていることから,本研究はおおむね順調に進展していると考えている。密度汎関数法を基にした第一原理計算による電荷分布解析とForce Fitting法を組み合わせることで,イオン液体系における分子力場の開発方法の確立を試みた。特に,周期境界条件を仮定した第一原理計算を用いることで,凝縮系における誘電分極の影響などを平均的に取り入れた非分極力場を構築し,得られた力場を用いて分子動力学(MD)計算を実行し,イオン液体の輸送特性の確度について検討した。Force Fitting法で最適化した分子力場は,従来の力場と比べて第一原理計算の力を再現するように改善させることができ,この最適化の反復操作はMD計算で得られる物性を収束させることが分かった。また凝縮系で得られた電荷分布は,分子の完全電荷からのずれとともに,孤立分子系からの電荷分布の再配向も同時に反映したことから,凝縮系の組成に依存した電荷移動と誘電分極を記述していると解釈できる。その最適化した分子力場を用いて比較的単純な[C2mim]Cl系イオン液体の輸送係数を評価したところ,実験値の再現性も改善しており,本研究で得られた分子力場は輸送挙動の推算に有効であると考えられる。この確度の普遍性を検証するため,種々のアニオンおよびカチオンからなる計9種のイオン液体の輸送物性を評価したところ,電荷分布のみの更新では等方的な分子に対する正確性に乏しいが,電荷とvdWパラメータの両方を最適化すると輸送係数の確度を包括的に改善しうることが分かった。したがって本研究で得られた分子力場は,輸送係数の推算において有力なモデルとなりうることが明らかになった。申請者は,昨年度までに検証した分子の電荷分布の計算手法を用いて,分子力場の開発を進めた。この分子力場は凝縮系における誘電分極や電荷移動の効果を平均的に考慮した非分極力場として最適化したが,この電荷分布は局所的に働く電位と相関することが検証済みであるため,本手法は分極力場への発展性が保証されている。また本年度は,非分極力場のままvdWパラメータを新規に改良する方法論を考案し,多様な組成群への有用性を検証することができた。また。この分子力場の開発方法は,単塩系だけでなく二元系や中性分子との多成分混合系にも適用できることを確認できた。そのため次年度は,力場の拡張性の検証と複合材料系における分子論の議論を並行して進められることから,本研究はおおむね順調に進展していると考えている。密度汎関数法に基づく第一原理計算を用いて,イオン液体の分子の電荷分布を凝縮系で評価し,その電荷分布を再現できるような分極力場の構築を進める。このとき,計算コストを下げられるように部分的に分極効果を扱いつつ,広範な組成で転用可能なようにパラメータをイオン間で固定した最適化を試みる。特に2年目においては,異方的な形状のアニオンも扱うことで,より複雑な分極状態に対する検証を進める。
組織再生誘導材料による代用気管の研究

1.前年度までの研究で、我々が独自に開発したコラーゲン処理(グラフト重合による固定化とコーティング)を加えた全長5cmのポリプロピレンメッシュ製人工気管を、雑種成犬の胸腔内気管に管状置換した。開胸下での置換でも空気漏出は問題とならず、良好な生体適合性が見られた。しかし、縦隔での置換の場合、材料の露出が頚部気管での置換実験より高率に見られ、縦隔では周囲からの組織侵入が不良であると考えられた。このため、血流の増加による組織侵入の促進を目的として有茎大網による被覆を加えた。大網による被覆を行った場合、6カ月の時点で人工気管内腔の上皮化が得られ、大網を加えない群と比較して、材料の露出という合併症はあまり見られず、臨床応用に向けて一歩前進したといえる。しかし、一部のイヌでは、人工気管に再生してきた粘膜がかなり厚く、人工気管全体の狭窄傾向が見られる場合もあった。これは、まだ再生粘膜の上皮化が遅いためと考えられ、増殖因子の付加等、新たな工夫が必要と考えている。2.人工気管への組織侵入を促進させるために、1.と同じ基材に、無構造コラーゲンのコーティングの代わりにコラーゲンスポンジを人工気管壁の両面につけた、新しい人工気管を作成して雑種成犬の頚部気管で5cmの置換実験を行った。この新しい人工気管への組織侵入は良好であったが、狭窄、材料の露出等の合併症を完全に克服することは出来なかった。また、コラーゲンスポンジが剥離しやすいため、吻合操作に注意を要し、吻合部合併症はかえって増加する傾向にあった。2頭で開胸下に、胸腔内気管での置換を行ったが、1頭は空気漏出のため死亡した。コラーゲンスポンジの耐圧性即ち気密性は単独では不十分であることが判明し、コラーゲンスポンジの導入には、さらなる工夫を要すると考えられた。1.前年度までに我々が独自に開発したコラーゲン処理(グラフト重合による固定化とコーティング)を加えたポリプロピレンメッシュ(fine Marlex【○!R】mesh)にポリプロピレンステントを固定化した全長5cmの人工気管を使用して、雑種成犬の胸腔内縦隔気管の置換実験を行った。これはこれまでに行った頸部気管での置換実験に比べ、より臨床応用に即したものであり、臨床での使用を行う前には不可欠な実験である。この結果、前年度行った頸部気管での置換実験と同様に人工気管は生体気管と一体化し、吻合部の問題は見られず、また胸腔内気管では最も問題になると思われた気漏も認められなかった。さらに人工気管内腔も完全に上皮化することが確認された。また、このとき有茎性大網による被覆を加えた群ではより良好な組織化が認められ、胸腔内気管での置換に際しての有茎性大網被覆の有用性が確認された。2.前年度までの人工気管より良好な組織化とさらに迅速な上皮化を目指して、改良型の人工気管を開発した。これは1.と同じポリプロピレンメッシュとポリプロピレンステントによる基材を従来のコラーゲン処理ではなく、コラーゲンスポンジによりサンドイッチしたものである。これによりこれまでの人工気管で一部に見られた潰瘍形成と内腔の狭窄傾向を改善させることを目指した。現在雑種成犬を用いた動物実験を開始し、経過観察中である。

1.前年度までの研究で、我々が独自に開発したコラーゲン処理(グラフト重合による固定化とコーティング)を加えた全長5cmのポリプロピレンメッシュ製人工気管を、雑種成犬の胸腔内気管に管状置換し、血流の増加による組織侵入の促進を目的として有茎大網による被覆を加えた。大網による被覆を行った場合、6カ月の時点で人工気管内腔の上皮化が得られ、大網を加えない群と比較して、材料の露出という合併症はあまり見られず、臨床応用に向けて一歩前進したといえる。しかし、一部のイヌでは、人工気管に再生してきた粘膜がかなり厚く、人工気管全体の狭窄傾向が見られた。これは、まだ再生粘膜の上皮化が遅いためと考えられ、増殖因子の付加等、新たな工夫が必要と考えている。2.人工気管への組織侵入を促進させるために、1.と同じくポリプロピレンメッシュ+ポリプロピレン糸の外ステントを基材とし、無構造コラーゲンのコーティングの代わりにコラーゲンスポンジを人工気管壁の両面につけた、新しい人工気管を作成して雑種成犬の頚部気管で置換実験を行った。この新しい人工気管への組織侵入は良好であったが、狭窄、材料の露出等の合併症を完全に克服することは出来なかった。また、コラーゲンスポンジがポリプロピレンメッシュより剥離しやすいため、吻合操作に注意を要し、吻合部合併症はかえって増加する傾向にあった。2頭で開胸下に、胸腔内気管での置換を行ったが、1頭は空気漏出のため死亡した。コラーゲンスポンジ耐圧性即ち気密性は単独では不十分であることが判明し、コラーゲンスポンジの導入には、さらなる工夫を要すると考えられた。
西洋社会経済思想翻訳術語の生成と日中『共産党宣言』翻訳史に見るその展開の比較研究

共産主義、民族、資本主義、階級、恐慌、所有、労働組合、賃銀労働者など、西洋起源の社会経済思想を代表する翻訳術語を、幸徳秋水+堺利彦『共産党宣言』初版(1904)から約100点選び、これらが日本でいつ頃造語され、定着したのかを調査して、成果を一覧表に取り纏めwebで公表した。またこれらの翻訳術語が日本語版『共産党宣言』等の重訳を通じて中国でも受容されたことに鑑み、中国での普及の独自性を検討して、学会、論文で公表した。共産主義(communism)、民族(naon)、資本主義(capitalism)、恐慌(crises)、所有(property)、労働組合(trade unions)、等は、西洋起源の社会経済思想の代表的術語であり、今日では日常語でもある。しかし1880年代前半の英和辞典には英語術語はあっても、こうした翻訳術語は存在しない。ではいつ頃、字引に登場し、当初はどのような文脈で用いられ、定着することになったのか。『共産党宣言』はマルクス主義固有の術語だけではなく、英仏の啓蒙思想や初期社会主義思想への言及を多数含むことから、西洋近代社会経済思想を代表する術語を相当数網羅でき、1904年の幸徳+堺訳以来80点を超える各種翻訳が存在し、その変容の歴史的経過を確認することも可能である。そこで本研究では、具体的研究課題として、次の3点を掲げる。(1)『共産党宣言』を中心に重要術語を抽出し、その初出時期、代表的な用例の探索。(2)『共産党宣言』初訳以降の訳語訳文の変化の検討。(3)中国で初訳が幸徳+堺訳からの重訳であることに着眼し、これを起点にその後の中国語訳と日本語訳との乖離を整理する。その際、「国民」・「国家」の「民族」への変更や「暴力」の追加等に現れた両訳書の乖離の原因を考察し、西洋起源の社会経済思想が、アジア、特に日中両国で定着普及する過程の一端を解明する。平成22年度は、(1)および(2)では、『共産党宣言』各種刊本のデジタル化を行い、様々字引やデータベースを用いるなどして、一連のリストを作成し、平成23年度以降の検討の基盤整備をはかり、成果を国際学術検討集会「東アジアにおけるマルクス研究の到達点と課題」(2011年2月19,20日、於中央大学、首都大学東京)等を開催して報告した。(3)については、特に中訳における「国民」の「民族」への訳語変更が、通説が言うように第2次大戦後生じたのではなく、1938年版で既に生じていること、この変更は学術的要請と言うよりは、中国共産党の反日(反帝国主義=反植民地)運動に起因することを解明した。「共産主義」、「民族」、「資本主義」、「恐慌」、「所有」、「労働組合」等は、西洋起源の社会経済思想の代表的術語であり、今日では日常語でもある。しかし1880年代前半の英和辞典には英語術語はあってもこうした翻訳術語は存在しない。ではいつ頃、これらの術語は字引に登場し、当初はどのような文脈で用いられ、定着することになったのか。『共産党宣言』はマルクス主義固有の術語だけではなく、英仏の啓蒙思想や初期社会主義思想への言及を多数含むことから、西洋近代社会経済思想を代表する術語を相当数網羅でき1904年の孝徳+堺訳以来80点を超える各種翻訳が存在し、その変容の歴史的経過を確認することも可能である。そこで本研究では、具体的研究課題として次の3点を掲げる。(1)『共産党宣言』を中心に重要術語を抽出し、その初出時期、代表的な用例を探索する。(2)『共産党宣言』初訳以降の訳語訳文の変化を検討する。(3)中国での初訳が孝徳+堺訳からの重訳であったことに着眼し、これを起点にその後の中国語訳と日本語訳との乖離を整理する。その際、「国民」・「国家」の「民族」への変更や「暴力」の追加などにあらわあれた両訳書の乖離の原因を考察し、西洋起源の社会経済思想が、アジア、特に日中両国で定着普及する過程の一端を解明する。平成23年度は経済学史学会第75回全国大会で、独自のセッション「191020年代におけるマルクス/エンゲルス著作の翻訳=普及」をもうけ、この2年間の研究成果を大村および久保を中心に紹介した。また19世紀中葉から末に日中両国および米国で刊行された代表的な英語辞典(英和、英華、英々)を時系列で検討することによって、関連術語の初出時期を詳細に探索し、公表に向けた準備を進めた。さらに昨年の国際学術検討集会での一連の報告を改稿・補完して専門学術誌『マルクス・エンゲルス・マルクス主義研究』(「日本マルクス/エンゲルス研究者の会」機関誌)第53号で公表した。

共産主義、民族、資本主義、階級、恐慌、所有、労働組合、賃銀労働者等は、西洋起源の社会経済思想の代表的術語であり、今日では日常語でもある。しかし、1880年代前半の英和辞典には英語術語はあっても、こうした翻訳術語は存在しない。ではいつ頃、字引に登場し、当初はどのような文脈で用いられ、定着することになったのか。本研究の目的は、(1)これらの術語が多用され、日中両国で数十回に亘り改訳されている『共産党宣言』から重要術語を抽出し、これに資本主義や失業など、同書には登場しないが、関連する重要術語を加え、その初出時期、代表的な用例探索、(2)その初訳以来最新訳までの訳語訳文の変化の詳細な検討、(3)最初の中訳(陳訳、1920年)が、英訳を参照した日訳(幸徳+堺訳)からの重訳であることを踏まえ、英訳、日訳、中訳の訳語訳文の差異を調査し、これを起点にその後の中訳と日訳との乖離を整理するところにある。本研究の最終年度である平成24年度には、課題(1)では、22,23年度に行った重要翻訳術語の初出時期、代表的な用例探索を補完し、同時にリスト化することに努めた。課題(2)では、『共産党宣言』初訳以来最新訳までの訳語訳文の変化を、まず幸徳+堺の英語版を底本とする1904(1906)版と、2人(訳者は2人だが、実際には堺のみ)のドイツ語版を底本とする1921年版(秘密出版)とを厳密に対比して異同をリスト化すると共に、さらに1921年版を基準に、その後の最近刊行された第2次戦後の刊本までの変容を時系列でリスト化した。課題(3)では、23年度で基本動向の検討を終えたので、24年度は『ドイツ・イデオロギー』の翻訳術語にも検討範囲を広げた結果、民族、国民、国家の訳語について『共産党宣言』と同一傾向の存在を確認し、北京の研究者を招聘した国際会議で報告した。個別の研究成果は成果発表欄の通りである。3月11日に発生した東日本大震災の影響で、23年度は、本格的な研究再開が秋以降になってしまったことによる。秋になっても、東北大学の図書館が満足に使えないこと、パソコンやHDDの重大事故(廃棄を余儀なくされた)からの回復を優先しなければならなかったからである。24年度が最終年度であるため、記入しない。東日本大震災の影響で「やや遅れている」現状は否めないが、すでにパソコンやHDDの復旧は果たし、23年度末に、新たに研究課題に直結する相当量のデータを蓄えることができたので、今年度はこれらを整理することから開始し、当初の研究課題全体の達成に、研究補助者要員を増員するなどして、取り組むことになる。全体計画中やや遅れている部分は、術語用例の整理なので、増員する研究補助者には優先してこの整理に当たらせ、当初の計画を完成年度内にやり遂げる予定でいる。
細胞膜骨格蛋白質によるNMDA受容体の機能制御機構の解明

記憶・学習などの脳の可塑性の形成のメカニズムと考えられているシナプス長期増強(LTP)の成立にはNMDA型グルタミン酸受容体が不可欠である。しかしながら、NMDA受容体は単独で存在するのではなく、通常シナプスでは細胞膜骨格蛋白質(PSD-95、MALS-2、α-actininなど)と複合体を形成している。本研究は、これらの細胞膜骨格蛋白質との直接の相互作用によりNMDA受容体チャンネルがどのような活性制御牢受けるかを解明し、シナプス伝達および細胞内情報伝達系での役割を明らかにすることを目的として研究を行った。細胞膜骨格蛋白質でPDZ蛋白質であるPSD-95によりNMDA受容体がどのような作用を受け、その活性を制御されているかを調べるために、アフリカツメガエル卵母細胞発現系において4(ε1/ζ1、ε2/ζ1、ε3/ζ1、ε4/ζ1)サブタイプNMDA受容体とPSD-95を共発現させ、その効果を検討した。さらにPDZ蛋白質であり、NMDA受容体に結合するMAL-2についてもNMDA受容体に対する効果を検討した。その結果PSD-95はNMDA受容体のε2/ζ1のグルタミン酸に対する感受性を低下させ、ε1/ζ1、ε2/ζ1のPKCによる活性化を抑制し,ε1/ζ1、ε2/ζ1、ε3/ζ1、ε4/ζ1のインスリンによる活性化を抑制し,ε1/ζ1のSrcによる活性化を抑制するなど、サブタイプによって異なった効果を示した。また、MALS-2はPSD-95とは異なり、ε1/ζ1、ε2/ζ1のPKCやインスリン、Srcによる活性化を抑制しなかった。同じPDZ蛋白質であっても異なったメカニズムによってNMDA受容体を制御している可能性が示された。以上の結果から、PSD-95やMALS-2の様な細胞膜骨格蛋白質が受容体を機能的に制御していることが明らかとなった記憶・学習などの脳の可塑性の形成のメカニズムと考えられているシナプス長期増強(LTP)の成立にはNMDA型グルタミン酸受容体が不可欠である。以上の結果から、PSD-95やMALS-2の様な細胞膜骨格蛋白質が受容体を機能的に制御していることが明らかとなった細胞膜骨格蛋白質PSD-95によりε1/ζ1サブタイプNMDA受容体がどのような作用を受け、その活性を制御されているかを調べるために、アフリカツメガエル卵母細胞発現系においてε1/ζ1サブタイプNMDA受容体とPSD-95を共発現させ、その効果を検討した。1)これまでに、ε2/ζ1サブタイプNMDA受容体へのPSD-95の効果を検討し、PSD-95がプロテインキナーゼCによる活性化を抑制し、グルタミン酸に対する感受性の低下を起こすことを報告している。ε1/ζ1サブタイプNMDA受容体では、PSD-95はプロテインキナーゼCによる活性化を抑制したが、グルタミン酸に対する感受性には影響を与えず、ε2/ζ1サブタイプNMDA受容体の場合と異なる性質を示した。2)PSD-95は、ε1/ζ1サブタイプNMDA受容体のチロシンリン酸化酵素による活性化を消失させた。チロシンリン酸化化酵素による活性化の消失はPDZドメイン欠失変異体でみられなかったことから、PSD-95に特異的であると考えられた。3)ε1/ζ1サブタイプNMDA受容体は低濃度Zn^<2+>によりチャンネル活性が抑制されるが、PSD-95存在下では、この抑制は認められなかった。チロシンリン酸化化酵素によるε1/

ζ1サブタイプNMDA受容体の活性化はZn^<2+>の阻害の抑制の結果であると考えられており、PSD-95はε1/ζ1サブタイプNMDA受容体をZn^<2+>の阻害のかからない活性化の状態にしていることが考えられる。4)以上の結果より、PSD-95はε2/ζ1サブタイプNMDA受容体のみならず、ε1/ζ1サブタイプNMDA受容体もε2/ζ1サブタイプNMDA受容体とは又異なった形式で機能的に制御していることが明らかとなった。これらの結果はε1/ζ1サブタイプNMDA受容体のシナプスでの機能を考える上で重要な知見となる。本研究は、細胞膜骨格蛋白質との直接の相互作用によりNMDA受容体チャンネルがどのような活性制御を受けるかを解明し、シナプス伝達およぴ細胞内情報伝達系での役割を明らかにすることを目的としている。今年度は、NMDA受容体の他の2つのサブタイプである小脳に特異的に発現しているε3/ζ1サブタイプNMDA受容体(ε3/ζ1)と胎児期に主に発現しているε4/ζ1サブタイプNMDA受容体(ε4/ζ1)についてPSD-95の効果を検討した。また後シナプス肥厚部に存在するPDZdomainタンパク質MALS-2(mammalian LIN-seven protein-2)についてPSD-95と同様にアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、NMDA受容体チャンネル活性に及ぼす効果をPSD-95の効果と比較検討した。MALS-2はPDZdomainを介してNMDA受容体のC末端に結合してその集合化を引き起こすことが知られている。ε1/ζ1およびとε2/ζ1はプロテインキナーゼCによって活性化されPSD-95が共存すると、その活性化は抑制される。しかし、ε3/ζ1とε4/ζ1では共にTPAによる活性化は見られず、PSD-95が共存しても変化はみられなかった。ε1/ζ1およびとε2/ζ1ははインスリンによって活性化され、PSD-95が共存すると、その活性化は抑制される。ε3/ζ1とε4/ζ1はインスリンによって活性化されPSD-95が共存すると、その活性化は抑制された。ε1/ζ1およびとε2/ζ1とは存在する細織や時期が異なり、受容体の性質も異なるε3/ζ1とε4/ζ1もPSD-95によって機能的に制御されていることが示唆された。MALS-2は、ε1/ζ1とε2/ζ1受容体チャンネル活性を有意に増加させた。ε2/ζ1受容体のグルタミン酸に対する感受性を低下させたが、その効果はPSD-95よりも弱かった。PSD-95はε1/ζ1とε2/ζ1NMDA受容体のプロテインキナーゼC及びインスリン、活性化を抑制したが、MALS-2については活性化の抑制は認められなかった。PSD-95はε1/ζ1NMDA受容体のSrcによる活性化を抑制したが、MALS-2については活性化の抑制は認められなかった。MALS-2は同じPDZdomainタンパク質であるPSD-95とは全く異なった形式でε1/ζ1およびε2/ζ1サブタイプチャンネルの活性を機能的に制御していることが示唆された。
物体の外観の能動的探索による物体認知促進メカニズムの解明

本研究では,物体の外観を能動的に探索することで生じる物体認知の促進効果が,イメージ生成能力を運動系からの信号が補償することで生じているという仮説を,心理実験とfMRIによる脳機能計測によって検証した.心理実験ではイメージ生成能力が低いほど能動的探索の効果が大きいことが示された.実験前の安静時脳活動ではイメージ生成能力が低いほど運動野などで低周波変動の振幅が強まったが,実験後にそれが見られなくなることから,能動的探索によってイメージ生成能力に関わる脳ネットワークの個人差が減少したと考えられる.以上の結果は,仮説を支持するものであり,物体認知の促進効果に関わる脳内メカニズムの一端が明らかになった.物体の景観の比較照合課題(Sasaoka et al., 2010)遂行中の実験協力者の脳活動をfMRIによって測定した.課題では1個の新奇物体の景観(ターゲット)が2秒間提示され,実験協力者はその形状を記憶した.その後1個の景観(テスト景観)が2秒間提示され,実験協力者はそれがターゲットかどうか判断した.テスト景観がターゲットの場合は最初に提示されたターゲットの景観に対して0°,±15°,±45°垂直回転したものが提示された.実験は2セッション行われた.実験協力者は能動的探索群と受動的観察群に分けられ,セッション間に能動的探索群はトラックボールを回転させることでディスプレイに提示された新奇物体の景観を能動的に回転させて探索を行った.受動的観察群は能動的探索群の実験協力者が行った能動的探索のリプレイを受動的に観察した.テスト景観の提示後2秒間の脳活動を分析の対象とした.2セッション目の±15°条件と0°条件での脳活動の差について,能動的探索群と受動的観察群の間で比較したところ,能動的探索群において受動的観察群より両側島皮質,左運動前野,両側MT野に有意に強い活動が見られた.一方受動的観察群で能動的探索群より強い活動を示す脳部位は見られなかった.島皮質に関しては先行研究(Wraga et al., 2003)において,手の心的回転課題を行った後,ブロックパターンの心的回転課題を行った実験協力者で,ブロックパターンの心的回転課題のみを行った実験協力者より強い活動が見られることが報告されている.また,島皮質は自己認識とも関わっていることが知られており,このような機能を有する島皮質が右手の運動と関連する左運動前野,視覚的運動の処理に関わるMT野とともに活動していたことから,能動的探索群の実験協力者が運動イメージによる方略を用いて景観の比較照合を行っていたことが推測される.昨年度に引き続き,物体の景観の比較照合課題(Sasaoka et al., 2010)遂行中の実験協力者の脳活動の分析を行った.課題では1個の新奇物体(ペーパークリップオブジェクト;Bulthoff and Edelman, 1992)の景観(ターゲット)が2秒間提示され,その後提示された1個の景観(テスト景観)がターゲットと同一の物体か判断した.実験は2セッション行われ,Active群の被験者はセッション間にトラックボールを縦方向±45°の範囲回転させることでその範囲の物体の外観を観察(能動的観察)した.一方,Passive群の被験者はActive群の被験者が行った能動的観察のリプレイを観察した.第2セッションにおけるテスト景観が±15°,±45°の時の脳活動と0°の時の脳活動の差分について群間比較を行うと,Active群において右前島皮質に活動が見られた.さらに,テスト景観が±15°の時のActive群の脳活動をセッション間で比較すると,右前島皮質に活動が見られた.前島皮質は自己主体感との関連が知られており(Farrer & Frith, 2002),Active群で自己運動イメージを利用した景観の比較照合が行われていたことが示唆される.また,本年度は上記課題で用いられたペーパークリップオブジェクトの実物体を3Dプリンターによって作成し,能動的観察において実験協力者が実物体を手に持って観察する実験を開始した.予備実験において実物体の能動的観察による物体認知の促進効果は縦方向,横方向の回転に対しても現れることを確認した.平成28年度では実験を継続して行い,実物体の能動的観察による効果のより詳細な検討を行う.一方で,本年度は実物体を能動的観察することによる効果を検討する実験において,特にPassive群がActive群のリプレイを観察する際,いかにしてActive群の能動的観察をPassive群に提示するかといった技術的課題が存在したが,現有設備である眼球運動計測装置付属のビデオカメラを使用し,実験協力者の目線の動画を撮影することで解決できた.これにより平成27年度中に実験を開始することができた.平成28年度前半にはデータの収集・分析を進める予定である.CGで作成した新奇物体(ペーパークリップオブジェクト)の外観の比較照合課題(Sasaoka et al., 2010)を2セッション行い,セッション間に3Dプリンターで作成したペーパークリップオブジェクトの実物体を手で回転させることにより能動的観察を行った群(能動群)と,能動的観察を行っている被験者視点での映像を受動的に観察した群(受動群)で,前後の比較照合課題の成績を比較した.比較照合課題では最初に物体のある外観が提示され,その後最初の外観から様々な回転角度で回転された同じ物体の外観,または異なる物体の外観が提示され,被験者はそれが最初に提示された物体と同じかどうか判断した.

実験前にはイメージ生成能力を測定する質問紙(VVIQ; Marks, 1973)を用い,各被験者のイメージ生成能力を調べた.各群で,各回転角度における正答率についてVVIQ得点を共変量とした共分散分析を行った結果,能動群のみ回転角度とセッションの有意な交互作用が見られた.よって,能動群のみ観察課題による効果が生じたと考えられる.受動群においてはVVIQ,回転角度,セッションの交互作用が見られ,イメージ能力が高いほど受動的観察でも物体認知が促進するという結果を得た.さらに,全被験者のVVIQ得点の中央値を基準にイメージ能力低・高群に分け,物体認知の促進効果とVVIQ得点の相関を調べた結果,能動群において,イメージ能力低群でイメージ能力の低い人ほど促進効果が大きかった.この結果は,イメージ能力が高いと受動的観察で物体認知の促進が生じうるが,イメージ能力が低いと能動的観察による物体認知の促進効果が強く生じることを示している.すなわち,この結果は「能動的探索による物体認知の促進効果はイメージ生成能力を運動系からの信号が補償することで生じている」という本研究の仮説を支持していると考えられる.平成27年度までの取組みにおいて,当初イメージ生成能力を測定する指標としてMRT-Aテスト(Vandenberg & Kuse, 1978)を用い,空間認知能力と物体の外観の能動的探索による物体認知の促進効果の関連について検討を行ったが,それらの間には明瞭な関係が見られなかった.そこで,平成28年度には近年の研究で脳活動との関連も示唆されているvividness of visual imagery questionnaire(VVIQ; Marks, 1973)を指標として用いることとした.その結果,平成28年度に,実物体の外観の能動的探索による物体認知の促進効果におけるイメージ生成能力(VVIQ)の影響が観察された.しかし,イメージ生成能力高群・低群に分けた分析を,被験者を能動群・受動群に分け,グループ間比較によって行うにあたり,通常の心理実験の倍の被験者数が必要となること,また前後に測定する安静時脳活動データの信頼性を高めるためには,可能な限り多くの被験者数を必要としたため,平成28年度は実験環境の整備およびデータの収集,初歩的な分析に終始した.その結果として,平成28年度には詳細な分析を行うまでには至らなかった.平成29年度までの期間延長が認められたため,本研究で得られた知見を国内外の学会で発表するとともに,行動データ,および安静時脳活動データの詳細な検討を行うことができ,本研究の当初の目的である仮説の検証が進展することが期待される.平成2728年度に行った心理実験の前後に取得した安静時のfMRIデータの解析を進め,能動的観察による物体認知の促進に関わる神経基盤について検討した.心理実験は2セッションの比較照合課題とセッション間に行われる観察課題からなる.比較照合課題では,CGで作成した新奇物体(ペーパークリップオブジェクト)の2つの外観を経時的に提示し,被験者はそれらが同じ物体の外観か異なる物体の外観かを判断した.観察課題では,被験者を能動群と受動群に分け,能動群は3Dプリンターで作成したペーパークリップオブジェクトの実物体を手で回転させることにより能動的に外観を観察した.受動群は能動的観察を行っている被験者視点での映像を受動的に観察した.実験の前後に開眼安静でfMRIの撮像を10分間行った.さらに,被験者は事前にイメージ生成の明瞭さを測定する質問紙(VVIQ; Marks, 1973)に回答した.
生体内における13C-MRSによる砂ネズミの脳の局所glucose代謝の研究

[目的]13C-MRSによる砂ネズミの脳の局所glucose代謝について研究した。[対象と方法]使用装置は、7.05T超伝導型実験用MR装置で、13C、1Hの共鳴周波数は75.4MHz、300.0MHz、使用コイルは、13Cと1Hで使用可能な1インチのリング型サーフェイスコイル、対象は砂ネズミで、[1-13C]glucoseをトレーサーとした。まず、20%[1-13C]glucose溶液の13C-MRSのspectrumについて、試料全体とVOSY法による局所を比較した。[1-13C]glucose(1g/kg)を砂ネズミの尾静脈よりbolus静注し、頭部全体及び局所(脳、頭皮)の13C-MRSの経時的変化を5分間隔で測定しcontrol群とした。また、両側総頚動脈を20分間血流遮断した虚血群についても同様の測定を行い、脳のglucose代謝を推測した。[結果及び考察][1-13C]glucose溶液のVOSY法による局所のMRSは、試料全体の測定よりS/Nが悪いものの、約2分ほどで良好なspectrumが得られた。control群における[1-13C]glucoseのbolus静注後の13C-MRSの経時的変化は、頭部全体ではC-C単結合とC=C二重結合の間に[1-13C]glucoseのpeakが検出され、15分後に最大となった後減少した。[1-13C]glucoseのMRI像では、筋肉や皮下の脂肪組織に集積が強かったのに対し、脳付近では比較的集積が弱く、脳ではglucose代謝が速いためと考えられた。一方、局所のspectrumは何れもS/Nが非常に悪く、[1-13C]glucoseのpeakは検出できなかった。虚血群でも同様な検討を行ったが、[1-13C]glucoseのpeakは検出できなかった。これは、充分な磁場均一性が得られなかったことと、13Cの天然存在比と相対感度が極めて低いためと考えられた。
韻律処理技術の医療福祉への応用

1.音声言語訓練によるプロソディの改善運動障害性構音障害患者の音声言語訓練法として、「大声で叫ぶように元気に発声する」と言う指示を基本にしたSilverman法と、「大げさなくらいのイントネーションあるいは声の高低の変化をつけて発話訓練を行う「イントネーション強調法」の効果について比較検討した。筋萎縮性側索硬化症(ALS)とオリーブ核橋小脳萎縮症(OPCA)患者について、イントネーション、構音、声質、異常性、の観点から評価実験を行ったところ、ALS患者の場合は、イントネーション強調法がすべての評価値がよく、OPCA患者では、イントネーション、構音及び異常性でSilverman法がよく、声質では、イントネーション強調法がよい結果になった。病気に応じた訓練法の選択が重要であることが分かった。2.運動障害性構音障害音声の自動評価と発話訓練ソフトウエアの開発発話訓練の成果のモニタリングを客観的に評価したり、患者が発話訓練を行う際に視覚的なフィードバックを得る目的で、イントネーションの自動評価システムを開発した。特に、F0レンジの評価に焦点を当て、自動システムを作成した。システムの評価は今後の課題である。3.DSPを用いた2自由度ピッチ制御機能を有する電気喉頭の開発親指の上下運動でピッチのON/OFFを、左右の変位でピッチの高さを制御する、2自由度型ピッチ制御機能をもった電気喉頭を試作した。試行実験を行ったところ、わずかの時間の訓練で、歌も歌えることが分かった。4.音声障害患者の連続音声の基本周波数系列の評価本研究で開発した、ARX分析合成法にもとづいて、連続音声から自動的に声門閉鎖時点を求めるアルゴリズムを検討した。閉鎖時点を追尾することによって、ジッタを計測し、音声障害の傾向を定量的に把握することが可能になった。韻律障害を伴う音声・発話障害について、韻律調節の生理学的ならびに物理学的機構に関する基礎的理解を深め、得られた知見に基づいて、新しい検査・訓練・ならびに補助(強調・代替)のための韻律処理技術について総合的に研究することが本研究の目的であり、本年度は課題別に以下のような成果を得た。1.音声・発話障害における喉頭制御の生理・物理機構の解明:声帯の振動パタンを精密に観測するために、高速度ディジタル撮影装置の強化を図った。観測時間を0.7秒まで拡張し、ディジタル画像を効率的に利用するための周辺装置を補強した。2.電気喉頭の声質改善と韻律制御:電気喉頭の韻律、特にピッチ周波数と強度を、指・手などの代替器官によって効果的に制御する方法について検討するための実験装置を整備した。また、市販製品の性能を評価し、解決すべき課題を調査した。3.音声障害の分析と評価法の高度化:声帯ポリープや反回神経麻痺などによる音声障害の度合いを音響的に評価する際、従来広く行われてきた持続母音に代わって、自然な発話が可能な連続音声を用いるための、基礎的な調査を実施するとともに、データベースの整備を図った。4.運動性発話障害の音響的性質の解明:パーキンソン病など運動性発話障害に典型的な「モノトーンな発話」の実体を解明するために、障害患者の音声発話を音響分析し、韻律障害と構音障害の両方がモノトーンという聴取印象に寄与していることを明らかにした。5.食道発声音声の韻律強調:比較的安定にピッチ周波数が存在する女性話者の食道発声音声について、新しく開発したARX音声分析合成法などによって、スペクトルと音源情報に分離した上で、ピッチ周波数の平均値の上昇とピッチ変化範囲の拡大によって韻律強調することによる「聞きやすさ」に与える効果について検討し、有効な強調範囲があることを明らかにした。パーキンソン病、仮性球麻痺、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの運動障害性構音障害症例の音声障害の程度や症状を客観的に評価する方法を確立し、さらにその成果をリハビリテーションへ活用することを目指して、症例音声について韻律的ならびに分節的側面から検討した。その結果、症例に関わらず基本周波数の変化範囲(抑揚)が狭くなるが、平均的な基本周波数は症例によって異なること、発話のリズムに特徴的な症例があること、子音調音の正確さの指標であるモーラ内子音・母音パワー比が正常者とかなり異なること、これらの物理量が客観的指標として利用できることを明らかにした。音声障害の局所韻律障害の評価声帯ポリープ、声帯結節、喉頭がんなどによって音声の基本周波数と振幅が局所的に障害を受けるが、そのような障害を含む音声信号を数理的に表現する方法を開発した。モデルパラメータを処理することによって、障害の程度や症状を客観的に評価する基礎を確立した。さらに音声合成技術と組み合わせることによって、治療・訓練などの予後を推定する音声を患者に提示する方法を開発した。食道発声音声の声質変換技術の開発食道発声音声は、粗造性(rough)声質や平板で極端に低い基本周波数といった韻律障害を伴うため、発話の了解性が低い。そこで、女性の症例について、了解性を向上させるのに適したイントネーションの変換法について検討した。その結果、基本周波数の上昇幅と変化幅に適切な変換を施すことによって聞きやすさが向上することを確認した。基本周波数制御の可能な人工電気喉頭の開発市販の電気人工喉頭を改良して、指の押圧で基本周波数を制御できる電気人工喉頭システムを試作した。

予備実験を行って、押圧と発話の基本周波数の関係について検討した結果、相互に強い相関が見られ、本方法の実現性について有用な示唆が得られた。運動障害性構音障害症例の評価昨年度に引き続き,パーキンソン病、仮性球麻痺、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの運動障害性構音障害症例の音声障害の程度や症状を客観的に評価する方法を確立し、さらにその成果をリハビリテーションへ活用することを目指して、症例音声について,特に分節的特徴の側面から検討した。その結果、新しく開発したARX分析合成法によって抽出した母音部のフォルマント周波数が構音障害の特性を反映していること,さらに臨床的に広く使われている「モノトーンな」聴覚印象の実体を,ARX分析合成音声の知覚実験によって調べ,フォルマントなどの分節的特徴よりは,アクセント・イントネーションなどの韻律的特徴に関係した聴覚印象であることなどを明らかにした。なお,本研究の助成を受けて開発したARX分析合成法は平成15年度日本音響学会論文賞に選奨された。食道発声音声の声質変換技術の開発食道音声は、粗造性(rough)声質や平板で極端に低い基本周波数といった韻律障害を伴うため、発話の了解性や聞きやすさの評価が低い。そこで、男女性の症例について、了解性と聞きやすさを向上させるのに適した分析合成法を選定するために,ARX音声分析合成法,メルケプストラム分析合成法を取り上げ,検討した。その結果,基本周波数が安定している師範級話者の場合は,ARX分析合成法,不安定な場合はメルケプストラム分析合成法が適切であることが分かった。また,基本周波数がいたるところ不安定な場合は,自動的に生成する可能性も検討した。基周波数制御の可能な人工電気喉頭の開発市販の電気人工喉頭を改良して、指の押圧と左右(あるいは前後)移動操作が可能な2自由度操作モデルを開発し,イントネーションの制御実験を行った。その結果,短時間の訓練で,疑問・質問のための上昇基本周波数制御も含めて,イントネーションの制御が可能であることを明らかにした。1.音声言語訓練によるプロソディの改善運動障害性構音障害患者の音声言語訓練法として、「大声で叫ぶように元気に発声する」と言う指示を基本にしたSilverman法と、「大げさなくらいのイントネーションあるいは声の高低の変化をつけて発話訓練を行う「イントネーション強調法」の効果について比較検討した。筋萎縮性側索硬化症(ALS)とオリーブ核橋小脳萎縮症(OPCA)患者について、イントネーション、構音、声質、異常性、の観点から評価実験を行ったところ、ALS患者の場合は、イントネーション強調法がすべての評価値がよく、OPCA患者では、イントネーション、構音及び異常性でSilverman法がよく、声質では、イントネーション強調法がよい結果になった。病気に応じた訓練法の選択が重要であることが分かった。2.運動障害性構音障害音声の自動評価と発話訓練ソフトウエアの開発発話訓練の成果のモニタリングを客観的に評価したり、患者が発話訓練を行う際に視覚的なフィードバックを得る目的で、イントネーションの自動評価システムを開発した。特に、F0レンジの評価に焦点を当て、自動システムを作成した。システムの評価は今後の課題である。3.DSPを用いた2自由度ピッチ制御機能を有する電気喉頭の開発
経口投与用ミダゾラム封入リポソーム製剤の生物学的利用能を高める膜組成に関する研究

本研究課題では、ミダゾラム封入リポソームにおけるミダゾラムのバイオアベイラビリティを高めるために、脂質組成の違いがミダゾラムの封入率、リポソーム粒子径、および膜電位に及ぼす影響を調べた。ミダゾラム封入リポソームの脂質材料としてジパミトイルホスファチジン酸、ジオレオイルホスファチシジルコリン酸、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジミストイルホスファチジルコリン、またはジステアロイルフォスファチジルコリンを用いてミダゾラム封入リポソームを作製し、ミダゾラムの封入率、リポソーム粒子径、および膜電位を比較した。その結果、ミダゾラム封入リポソームの脂質の違いはこれらに影響を及ぼすことが示された。平成28年度は、ミダゾラム封入リポソームを作製する際の脂質の組成を変えることによって、ミダゾラムの封入率の違いがあるかどうかを比較検討した。従来のミダゾラム封入リポソームとして、ジパミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、コレステロール、ジパミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ミダゾラムをクロロホルムとメタノール混合溶媒(クロロホルム:メタノール=2:1)で希釈し、DPPC:コレステロール:DPPA:ミダゾラム= 1:1:0.1:5のmol比になるように、ミダゾラムーメタノール溶液を加えて作製したミダゾラム封入リポソームをDPPA群とした。DPPAの代わりに、ジオレオイルホスファチシジルコリン酸(DOPC)、ジラウロイルホスファチジルコリン(DLPC)、ジミストイルホスファチジルコリン(DMPC)、およびジステアロイルフォスファチジルコリン(DSPC)を使用して作製したミダゾラム封入リポソームを、それぞれDOPC群、DLPC群、DMPC群、およびDSPC群とした。各群のリポソームを分離し、リポソームに封入されているミダゾラム濃度をHPLCで測定し、ミダゾラムの封入率を比較した結果、DPPA群が8.1±2.1%、DOPC群が13.1±0.9%、DLPC群が10.8±0.4%、DMPC群が11.4±0.7%、DSPC群が11.3±1.1%であり、DPPA群が最も低く、DOPC群が最も高かった。以上の結果より、ミダゾラム封入リポソームの膜脂質の組成を変えることによって、封入率が異なることが判明した。ミダゾラム封入リポソームの膜脂質として、従来からジパミトイルホスファチジン酸(DPPA)を使用していたが、それ以外の脂質として、当初の研究計画では、ジオレオイルホスファチシジルコリン酸(DOPC)、ジラウロイルホスファチジルコリン(DLPC)、ジミストイルホスファチジルコリン(DMPC)、およびジステアロイルフォスファチジルコリン(DSPC)を候補にあげていた。平成28年度の研究成果として、これらのすべての脂質を用いてミダゾラム封入リポソームを作製することができた。さらに、これらのミダゾラム封入リポソームのミダゾラムの封入率を評価した結果、リポソーム膜の脂質の組成が異なることによってミダゾラムの封入率が異なることを見出したことは、意義のある研究成果だと考えられる。当初の計画では、これらのリポソームの粒子径および膜電位を測定することにしていたが、動的光散乱システムの使用に一時的な支障があったため次年度に繰り越すが、研究課題全体の遂行に支障はないため、これまでの進捗状況は概ね順調に進展していると判断した。本年度はミダゾラム封入リポソームの脂質組成を変えることによって、リポソームの粒子径と膜電位(ゼータ電位)に違いがあるかどうかを比較検討した。昨年度の研究と同様の方法でミダゾラム封入リポソームの脂質にジパミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ジオレオイルホスファチシジルコリン酸(DOPC)、ジラウロイルホスファチジルコリン(DLPC)、ジミストイルホスファチジルコリン(DMPC)、またはジステアロイルフォスファチジルコリン(DSPC)を用いて作製したミダゾラム封入リポソームを、それぞれDAAP群、DOPC群、DLPC群、DMPC群、およびDSPC群とした。各群のリポソームを分離し、動的光散乱システムを用いて粒子径および膜電位を測定した。その結果、粒子径はDPPA群が2171.2±235.9 nm、DOPC群が2901.0±200.6 nm、DLPC群が1830.0±58.6 nm、DMPC群が1958.4±112.5 nm、DSPC群が1797.2±227.3 nmであり、DOPC群が他の群と比較して有意に大きかった。膜電位については、DPPA群が-34.60±1.34 mV、DOPC群が-13.98±0.92 mV、DLPC群が-13.98±2.03 mV、DMPC群が-19.92±2.10 mV、DSPC群が-21.90±3.19mVであり、DPPA群のマイナスの絶対値は他群と比較して有意に大きく、DOPC群とDLPC群のマイナスの絶対値は他群と比較して有意に小さかった。以上の結果より、ミダゾラム封入リポソームの脂質組成を変えることによって、粒子径および膜電位が異なることが判明した。