hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎口腔機能障害患者における肩こり・腰痛発症の生体力学的検討

顎口腔機能に異常が認められる患者の中には,肩こりや腰痛などの全身の愁訴を訴える者が少なくない.そのような患者に対し,歯科的治療の結果,顎口腔機能の改善だけでなく,全身的愁訴の改善までもがなされたという報告がみられるものの,顎口腔機能障害と全身の愁訴に対する因果関係は未だ明らかになっていない.申請者の所属する研究グループでは,下顎運動時の頭部の運動様相が顎関節症状により変化することを明らかにした.さらに,顎関節周囲の筋肉や胸鎖乳突筋に一定の負荷をかけた場合,頭部の運動様相に変化が生じることが示されている.申請者はこれまで,健常者において下顎の開閉口運動時に頭部のみならず体幹においても随伴した運動が見られ、開口量と頭部運動量および体幹動揺量との間に相関関係が認められることを示した.これは,下顎の機能運動時には下顎に協調して体幹が動いていることを意味し,これらの事象を詳細に探索することにより,顎関節症状が全身の愁訴に関連することを裏付けることができる可能性があると言える.本研究は,健常者の咀嚼筋や頸部の筋に一定程度の負荷を与えることにより,咀嚼筋や胸鎖乳突筋の疲労を誘発し,その前後でタッピングに代表される下顎機能運動時の体幹運動の変化について精査し,咀嚼筋や頸部の疲労が全身,すなわち体幹の運動に及ぼす影響について明らかにすることを目的に行った.その結果、クレンチング後のタッピング運動では通常見られていた、下顎運動に随伴したリズミカルな頭部運動と体幹動揺のが低減した。これは、持続的なクレンチングによりモデリングした筋疲労および筋硬直によって、頭部運動および体幹動揺になんらかの変調が来されたと推測される。今後、被験者数を増やし統計的に有意な結果が得られれば,筋性の顎関節症と体幹の挙動の変化が関連づけられ,筋性の顎関節患者にみられる,全身の不定愁訴との関連が明らかにできる可能性がある.顎口腔機能に異常が認められる患者の中には,肩こりや腰痛などの全身の愁訴を訴える者が少なくない.そのような患者に対し,歯科的治療の結果,顎口腔機能の改善だけでなく,全身的愁訴の改善までもがなされたという報告がみられるものの,顎口腔機能障害と全身の愁訴に対する因果関係は未だ明らかになっていない.申請者の所属する研究グループでは,下顎運動時の頭部の運動様相が顎関節症状により変化することを明らかにした.さらに,顎関節周囲の筋肉や胸鎖乳突筋に一定の負荷をかけた場合,頭部の運動様相に変化が生じることが示されている.申請者はこれまで,健常者において下顎の開閉口運動時に頭部のみならず体幹においても随伴した運動が見られ、開口量と頭部運動量および体幹動揺量との間に相関関係が認められることを示した.これは,下顎の機能運動時には下顎に協調して体幹が動いていることを意味し,これらの事象を詳細に探索することにより,顎関節症状が全身の愁訴に関連することを裏付けることができる可能性があると言える.本研究は,健常者の咀嚼筋や頸部の筋に一定程度の負荷を与えることにより,咀嚼筋や胸鎖乳突筋の疲労を誘発し,その前後でタッピングに代表される下顎機能運動時の体幹運動の変化について精査し,咀嚼筋や頸部の疲労が全身,すなわち体幹の運動に及ぼす影響について明らかにすることを目的に行った.その結果、クレンチング後のタッピング運動では通常見られていた、下顎運動に随伴したリズミカルな頭部運動と体幹動揺のが低減した。今後、被験者数を増やし統計的に有意な結果が得られれば,筋性の顎関節症と体幹の挙動の変化が関連づけられ,筋性の顎関節患者にみられる,全身の不定愁訴との関連が明らかにできる可能性がある.
魚類の運動速度・加速度と側線器機能の休止との関係

【目的】側線器の求心系神経の活動が随意筋の収縮活動を関連して抑制されることが電気生理学的に知られており、これは自己の遊泳によって生ずる過度の情報を押えるためであると考えられる。従って、高速遊泳中あるいは遊泳加速中に側線器機能が休止する可能性がある。これを実際に遊泳魚で証明するために、電極を埋め込んだ魚の遊泳中に側線神経応答を記録した。【実験方法】コイの頭頂部から2本の銅線電極を眼球裏側に抜けるように挿入して先端を眼上管側線神経に引っ掛けた。電極は頭頂部でユニデントSMFPで固定した。このコイを小型回流水槽で種々の速度で泳がせた時の側線神経のマスレスポンスを生体電気用増幅器を介してサ-マルレコ-ダで記録し、同時に遊泳動作をビデオ記録した。回流水槽の魚遊泳部をシ-ルドし、電気的に独立させることで電気的ノイズを除去した。【結果】60Hzのノイズ(0.01mV)が神経応答記録に混入し、魚の呼吸運動と同調した基線の周期的シフト(0.1mV)があったが、いずれも神経応答(最大0.5mV)の判別には支障がなかった。対水遊泳速度が84cm/s(全長比6.2倍)の範囲までは側線応答の休止は見られなかったが、その流速の中で魚が突進したときに側線応答が完全休止し、最大休止時間は0.5秒であった。最大遊泳速度に達する以前に側線神経応答が休止することが実証された。魚体に比較して水槽が小さかったために、速度と加速度のいずれが側線応答休止に効いているかまだ明らかにできていない。実験精度を高めるためにまだ実験継続中である。
ナチスの《過去》とドイツ戦後教育の展開

戦後ドイツ教育に通底する歴史的課題を、「ナチスの《過去》にいかに向き合い、それを克服するのか」と捉え、1945年前後の戦後教育再構築の過程を、制度史的・思想史的に検証することを目ざした本研究は、研究期間の3年間に、3度ドイツ連邦共和国に赴き、これまで日本国内に所蔵されていなかった資料を収集しそれを検討した。そしてこの収集と検討は、ドイツにおける戦後教育改革研究の第一人者であるハイネマン教授(ハノーファー大学)による研究に関する助言を取り入れながら行われた。とりわけ、研究の柱であったナチズム期ドイツにおける抵抗運動思想の戦後への継承については、研究代表者の對馬を中心にライヒヴァイン・アルヒーフに赴き、ライヒヴァインの教え子たちのインタビュー記録等を入手し、実証的かつ具体的な形で抵抗思想の内実を明らかにした。その成果は、對馬達雄『ナチズム・抵抗運動・戦後教育一「過去の克服」の原風景』(昭和堂、2006年)に結実している。また、ドイツ戦後教育の復興を支えた宗教教育については、遠藤を中心にドイツ連邦共和国において占領期各州憲法に関する原史料を収集し、ラインラント・プファルツ州とヴュルテンベルク・バーデン州についての州憲法宗教条項の解明と検討を行った。そして、戦後復興期の思想動向については池田が中心になり、1935年前後に遡りながら、主にヤスパースとアドルノ、ベンヤミンらフランクフルト学派の思想内容を中心に、占領期を指導した思想状況の一端を明らかにした。なお、本研究と連動して教育史学会と連携し、平成19年9月23日に国際シンポジウム「占領期教育を問う一日本・韓国・ドイツ」の企画・運営にあたった。研究初年度である平成17年度は、とりわけ今後の考察のための資料を収集する活動に終始した。すなわち、まず国内における資料の所蔵状況を確認したうえで、不足分の資料の所在をドイツ連邦共和国において確認、収集した。ドイツ連邦共和国において赴いた先と、その目的を以下に明らかにする。1.ゲオルク・エッカート国際教科書研究所(ブラウンシュヴァイク)。国内資料状況を調査した結果、戦後ドイツの歴史教科書と公民教科書の系統的な所蔵が確認できなかった。そこで、ナチスの行為ならびに抵抗運動についての教科書記述を、当研究所に所蔵されている1945年1950年代の教科書に確認し、必要資料を入手した。2.教育史研究図書館(ベルリン)。戦後ドイツの政治教育、歴史教育の実態の解明のためには、1945年以降に刊行された占領軍政府の許可を得た『認可雑誌』の検討が不可欠である。そこで、国内では入手不可能な『認可雑誌』の内容確認と必要箇所の収集のために当図書館に赴いた。3.連邦政治教育センター(ボン)。連邦政治教育センターの活動については、国内においてそれほど知られてはいない。そこで当センターに赴き、とりわけその広報部において、政治教育、歴史教育関係のドイツにおける最新の研究成果(論著)を入手した。4.ハノーファー大学教育・科学現代史センター(ハノーファー)。本研究の進め方全般についての助言を求めるために、当センター教授であるマンフレット・ハイネマン氏のもとを訪れた。とりわけ、議会資料や、精神科学派の教育学者たちのアルヒーフなどの情報と注意点について教示された。こうしてドイツ連邦共和国において収集した資料・情報の読解と整理までを平成17年度に行った。研究2年目である平成18年度は、研究初年度の資料収集ならびに研究成果を日本教育学会大会において発表し、評価検討のうえ、研究最終年度のまとめを行うために不足分の資料をドイツ連邦共和国において収集した。以下に、研究発表の概要と、ドイツ連邦共和国において赴いた先と、その目的を明らかにする。1.学会発表。

平成18年8月24日25日にかけて東北大学を会場に開催された、日本教育学会第65回大会において、「『過去の克服』とドイツ戦後教育の展開」の題名で平成17年度の研究成果を発表した。研究代表者である對馬が研究の趣旨を説明のうえ、遠藤が「占領下ドイツ諸州憲法の宗教教育体制とキリスト教的自然法」の題名で、池田が「戦後政治教育の原像-<世界開放性>をめぐる思想模様」の題名で、成果の発表を行った。2.教育史研究図書館(ベルリン)。学会発表の成果を踏まえて、戦後ドイツの政治教育、歴史教育の実態解明に不足していることが明らかになった資料を収集するため当図書館に赴いた。とりわけ、1945年前後に公刊された国内に未所蔵の一次資料について、前年度に収集漏れしていたものを中心に調査・収集した。さらに、同図書館長リッツィ教授より、1930年代後半にベルリンに設立されていたユダヤ人学校の動向についても詳細な情報を得た。3.ハノーファー大学教育・科学現代史センター(ハノーファー)。前年度に引き続き、本研究の進め方全般についての助言を求めるために、当センター教授であるマンフレート・ハイネマン氏のもとを訪れた。さらに、研究と密接に関係して、平成19年度に教育史学会と連携して行われることが決定している国際シンポジウム「占領期教育を問う-日本・韓国・ドイツ」の骨子について、基調講演を依頼しているハイネマン教授とその内容について意見交換した。このように、研究最終年度である平成19年度に向けて、資料・情報の収集を続けるとともに、研究成果の総括の方向性を明らかにする作業を平成18年度に行った。研究最終年度にあたる平成19年度は、これまで2年間の研究を踏まえて、不足分の資料を、遠藤と池田がドイツ連邦共和国に赴き収集した。また、その折に研究協力者のマンフレート・ハイネマン教授(ハノーファー大学)より、資料分析と研究の総括にあたっての最終的な助言を受けた。そのうえで、研究協力者の支援を受けながら研究成果報告書の作成にあたった。なお、教育史学会と連携しながら、研究協力者であるマンフレート・ハイネマン教授を基調報告者として招聘し、教育史学会第51回大会(9月23日:於四国学院大学)にて、国際シンポジウム「占領期教育を問う-日本・韓国・ドイツ」を開催した。本シンポジウムは200名を超える参加者を得て好評であった。
プロジェクション方式とレンチキュラ方式のハイブリット型立体表示に関する研究

眼精疲労のない人に優しい自然な立体ディスプレイを実現するためには、非常に多くの画像を同時に表示する必要がある。本研究では、レンチキュラ方式とマルチプロジェクション方式の構成方法を組み合わせた新しい立体ディスプレイの構成方法としてハイブリッド型の構成方法を提案した。ハイブリッド型の構成方法を用いて、256枚の画像を表示する立体ディスプレイシステムを試作した。試作システムに対する人間の眼の調節応答を測定し、眼精疲労のない奥行き表示範囲が拡大することを確かめた。平成21年度の本格的なディスプレイシステムの実現に向けて、平成20年度は小規模システムによる表示原理の検証と立体像表示用基本プログラムを開発した。以下の点について研究を行った。(1)小規模システムによる表示原理の確認(1)レンチキュラディスプレイの設計・試作ハイブリッド構成の要素ディスプレイとなるレンチキュラディスプレイを設計・試作した。以前に本学とセイコーエプソンで共同開発した斜め色画素配置をもつ16視点用2.57インチ液晶パネルを用い、これに合わせてレンチキュラシートを設計・試作した。視点間隔1.31mmの16視点表示の実現を確認した。立体表示の解像度は256×192である。(2)マルチプロジェクタシステムの設計・試作複数のレンチキュラディスプレイを多重結像するマルチプロジェクタシステムを設計・試作した。上記のレンチキュラディスプレイを16台用いて多重結像することで、256視点を実現する超多眼立体ディスプレイを設計した。レンズシフトにより多重結像を行う結像レンズは、画像歪みを抑えた設計とした。平成20年度は、半分の8台のレンチキュラディスプレイを用いてマルチプロジェクションシステムを試作した。スクリーンサイズは10.3インチである。レンチキュラディスプレイによる多眼立体像の多重結像が実現できていることを確認し、本研究で提案するハイブリッド構成を用いた表示原理の有効性を示せた。(2)立体表示用基本プログラムの作成レンチキュラディスプレイを構成する斜め色画素配置の液晶パネルに、複数の視差画像を表示するために、ピクセルレベルで並び替えた画像を合成するソフトウエアを作成した。眼精疲労のない自然な立体表示実現のためには、非常に多数の画像を同時に表示する必要がある。従来は、マルチプロジェクタ方式で128個の画像表示が実現されていた。本研究では、この方式に、以前から立体表示に用いられてきたレンチキュラ方式を組み合わせたハイブリッドな構成法を実現し、必要な構成デバイス数を劇的に削減する方法について研究を行う。本年度は、ハイブリッドな構成法を用いて、256視点の超眼立体ディスプレイを実現した。以下に具体的な内容について述べる。(1)本格的ディスプレイシステムの実現(1)ハイブイリッドシステムの設計と試作平成20年度の試作結果を踏まえ、最終的なハイブリッドシステムを設計・試作した。16視点表示を行うレンチキュラディスプレイ数を16台に増やし、256指向性表示を実現した。(2)ディスプレイシステムの評価表示画像間のクロストークと画像歪みについて評価した。その結果、画像歪みは1%以下であったが、クロストークはかなり大きいことがわかった。模型眼を用いて、立体像に対するピント合わせについて評価した。その結果、立体表示位置にピントを合わせると、光線のビーム径が最小になり、光強度が最大になることがわかった。(2)立体表示プログラムの開発レンチキュラディスプレイ数の増加に合わせて、4画像出力のグラフックボードを内蔵したPCを4台用いて16台のレンチキュラディスプレイを制御するシステムを実現した。当初予定では、光学系の収差に起因する画像歪みを電気的に補正する予定であったが、画像ひずみが十分に小さかったため、画像処理による余分な画像劣化を避けるため、これは行わないことにした。本研究では、この方式に、以前から立体表示に用いられてきたレンチキュラ方式を組み合わせたハイブリッドな構成法を実現し、必要な構成デバイス数を劇的に削減する方法について研究を行った。本年度は、前年度に試作した256視点の超眼立体ディスプレイの表示性能の向上と、表示プログラムの高度化、および、然な立体表示条件の評価を行った。(1)表示性能の高度化レンチキュラ方式ディスプレイの視点をプロジェクションレンズの瞳内に形成するために、従来はレンチキュラレンズのレンズシフトを用いたが、これをプリズムにより実現することで、視点形成精度を向上させた。また、垂直方向のブラックマトリックスの結像を抑制するために、プロジェクションレンズにシリンドリカルレンズを付加した。(1)表示プログラムの高度化動画表示を実現するために、PCクラスタを構成した。また、動画表示を行うためのプログラムを開発した。(2)自然な立体表示条件の評価試作したディスプレイシステムに対して、調節と輻輳の矛盾がないか評価した。両眼開放型リフラクトメータを用いて、立体像観察時の人間の調節応答と瞳孔径を測定した。ディスプレイの光線の表示角度ピッチや指向性数を変えて測定を行い、被写界深度の拡大を確認した。
脱水時の脳室内浸透圧変化と血圧調節の定量的解析

平成5年度:脱水時脳室内浸透圧上昇の血圧維持における役割を明らかにする目的で、温熱脱水を負荷したラットの側脳室内に低張性人工髄液を注入し、髄液Na濃度(〔Na〕csf)を脱水前値に復帰させた場合の〔Na〕csfと平均動脈血圧(MAP)を測定した。さらに非脱水ラットに低張性、高張性人工髄液を注入した際の〔Na〕csf変化(△〔Na〕csf)とMAP変化(△MAP)の関係を脱水時と比較した。その結果、脱水ラットでは△MAP/△〔Na〕csfは、非脱水ラットに比べ2倍に亢進した。以上の結果から脱水後の〔Na〕csfの上昇は脳内浸透圧受容器を介して血圧を維持するための重要な入力信号となっていることが示唆された。平成6年度:脱水時の〔Na〕csf上昇による血圧維持機構をより詳細に検討する目的で、脱水負荷したラットの側脳室内に低張性人工髄液を注入した際の△MAP、および心拍出量変化(△CO)、総末梢血管コンダクタンス(△TVC)を連続測定し、△〔Na〕csfとの関係を解析した。血圧反射の影響を避けるために高圧系圧受容器の除神経を行った。脱水後血液量が減少したにもかかわらず、非脱水ラットに比べ血圧は高いレベルに維持された。この脱水後の動脈圧上昇は、COの低下を上回るTVCの減少によって引き起こされた。次に、側脳室内に低張性人工髄液を注入すると、側脳室内の〔Na〕csfの低下に比例してMAP、COは低下し、TVCは逆に上昇した。以上の結果から、脱水時の髄液Na濃度の増加は末梢血管を収縮させ、また心拍出量の低下を防ぐことによって、脱水時の低血液量に起因する血圧低下を防止するための重要な入力信号であることが示唆された。脱水時には血液量減少に伴う心臓への静脈還流低下によって動脈血圧(MAP)が低下することが知られているが、実際測定すると上昇した。このことは脱水時の血圧調節に、従来報告されている血圧反射に加えて髄液Na濃度(〔Na〕csf)の上昇が関与している可能性があり、それを確かめるために以下の実験をおこなった。体重の6-7%に相当する脱水を負荷したラットをUrethaneで麻酔し、脳室内に低張性人工髄液(260mOsm/kgH2O)を5mml/min10分間持続注入し、その間の〔Na〕csfとMAPを連続測定した。その結果、脱水によって〔Na〕pは145±1meq/kgH2O(mean±SE,n=12)から153±1meq/kgH2O(n=10)に、〔Na〕csfは141±1meq/kgH2Oから148±1meq/kgH2Oにヘマトクリット値は46.3±0.9%から49.9±0.9%(以上p<0.001)にMAPは86±3mmHgから97±4mmHgにそれぞれ上昇した(p<0.05)。脱水ラットに低張性人工髄液を注入すると注入開始後、〔Na〕csfとMPAは直線的に下降し、注入終了時には注入前に比べ-8±1meq/kgH2Oと-9±1mmHgにそれぞれ有意(p<0.001)に下降し、以後注入前値に復帰傾向を示した。注入前、注入中、回復時の全経過で〔Na〕csf変化(△〔Na〕csf)とMAP変化(△MAP)は高い正相関を示した(△MAP=1.03△〔Na〕csf+0.25,r=0.96,p<0.001)。

以上の結果は脱水時とその回復時には〔Na〕csfは大きく変化するが、それは低血液量に起因する低血圧を防止するするための重要な入力信号となっていることが明らかになった。脱水時脳室内浸透圧上昇の血圧維持における役割を明らかにする目的で、温熱脱水を負荷したラットの側脳室内に低張性人口髄液を注入した際の脳室内Na濃度、心拍出量(CO)、平均動脈血圧(MAP)中心静脈圧(CVP)を連続測定した。血圧反射の影響を除外するためにすべてのラットにおいて頸動脈洞、大動脈弓の除神経を施した。総末梢血管コンダクタンス(TVC)はTVC=CO/(MAP-CVP)で算出した。その結果、脱水後に約10%の血液量が減少したにもかかわらず、血圧は非脱水ラットに比べ18mmHg高いレベルに維持された。この脱水後の動脈血圧上昇は、COの低下(20%control)を上回るTVCの減少(33%control)によって引き起こされていることがわかった。次に、側脳室内に低張液を注入すると、側脳室内のNa濃度の低下に比例してMAP(r=0.97,p<0.001)、CO(r=0.97,p<0.001)は低下し、TVCは反対に上昇した(r=-0.91,p<0.001)。側脳室内のNa濃度変化と各循環パラメータの回帰直線の勾配から、低張液の脳室内注入時の血圧低下の50%はTVCの上昇によって引き起こされ、残りの50%はCOの低下に帰因することが明らかになった。以上の結果から、脱水時の髄液Na濃度の増加は末梢血管を収縮させ、また心拍出量の低下を防ぐことで、低血液量に起因する血圧低下を防止するための重要な入力信号であることが明らかになった。
神経修飾法による運動学習の操作・デザインを実現するための基礎的研究

本研究は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経(脳)修飾法を利用して効果的に促進することを見据え、運動学習に関わる脳内神経基盤を理解することを目的としている。本年度は運動学習の基盤となる学習メカニズムである誤差に基づく学習、成功に基づく学習に着目し、それらの重み変化を反映する脳内神経生理的パラメータを明らかにすることを目的とした実験を行った。運動学習には様々な学習メカニズムが関与することが示唆されており、その中でも特に誤差に基づく学習、成功に基づく学習はその代表的メカニズムと言える。本年度は、経頭蓋磁気刺激と経頭蓋直流電流を神経生理的変化を評価する手段として用い、学習メカニズムと脳内神経生理的変化の関係性を探った。その結果、誤差に基づく学習に依拠した運動学習が進行している際には小脳皮質での神経興奮性の可塑的変化が、一方で、成功に基づく学習を主に動員した運動学習時には一次運動野の可塑的変化が生じることが明らかとなった。これらの成果は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経修飾法で操作(促進)することを企図した時、異なる脳領域の神経興奮性を操作することでそれぞれの領域を基盤に持つ異なる学習メカニズムが修飾されうる可能性を示している。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、運動学習に対して効果的に神経修飾法を活用するための基礎的知見を積み上げることである。今年度は、練習方法の違いが運動技能学習および関連する運動機能、とりわけ運動技能を切り換える能力に及ぼす影響を明らかにした。実験参加者には、2つの異なる系列指タッピング運動をランダムな順序で実施してもらい、2つ運動を同時に学習することを要求した。一方で、別の参加者は、実験前日に各運動をまとめて行うブロック練習を実施した上で本実験に参加した。その結果、ランダム練習をしている際、前の試行と異なる運動を実施した試行では(切り換え試行)、前の試行と同じ運動を実施した試行(非切り換え試行)に比較して、運動パフォーマンスが低下することが確認された。ところが、これら試行条件間のパフォーマンスの差異は、ランダム練習の過程で軽減していくことがわかった。切り換え試行でのパフォーマンス低下は、まさに運動の"切り換え能力"に起因するものであり、試行条件間でのパフォーマンスの差異が軽減していく過程は、運動の切り換え能力が向上していく過程を反映しているものと考えられた。また、おもしろいことに、ブロック練習を通じて事前に十分な練習行った群でも同様の現象が確認された。以上の結果、ランダム練習では、ブロック練習では十分に獲得できない運動技能の切り換え能力を効果的に獲得できることが明らかとなった。更に、運動の切り替え能力の獲得は、運動技能そのものの学習とは異なる脳内過程で処理されていることが示唆された。今後、切り換えに関わる脳内基盤を明らかにすることで、切り換え機能の向上を目指した神経修飾法の確立、および、その介入効果としての運動技能間の干渉軽減が期待できるだろう。本研究の目的は運動学習に対して効果的に神経修飾法を活用するための基礎的知見を積み上げることである。前年度までに、運動技能間の切り換えは技能練習を通じて学習され、それは複数の運動技能をランダムな順序で練習することで効果的に学習されることを明らかにした。本年度は、この結果に基づき、運動技能間の切り換えを担う脳領域の同定、および切り換えの学習に関わる神経基盤を明らかにすることを目的に脳機能イメージングデータの解析を行った。実験参加者には、2つの異なる系列指タッピング運動をランダムな順序で実施してもらい、2種類の系列運動を同時に学習することを要求した。運動パフォーマンスの解析から、直前の試行とは異なる系列タッピング運動を行った試行(切り換え試行)は、直前の試行と同じ系列タッピング運動を行った試行(連続試行)と比較して、運動パフォーマンスが低下することが確認された。更に、このパフォーマンスの差異は練習を通じて減少していくことが示された。以降、この差異の変化を切り換え能力を表す指標として利用した。脳イメージングデータの解析から、切り換え試行実行前の運動準備中には連続試行の場合に比較して、左側前頭-頭頂皮質の脳活動が高まっていることがわかった。この準備脳活動の差異は運動技能間の切り換え過程を反映しているものと考えられた。また、切り換え試行と連続試行とのパフォーマンスの差が縮小するのに伴い(=切り換えの学習)、左頭頂間領野の準備脳活動が減少していくことが分かり、この活動の変化は切り換え学習過程を反映しているものと推察された。同領野の活動減少は運動技能そのものの学習とは関連せず、切り換えの学習は運動技能自体の学習とは異なる学習プロセスであることが示唆された。

その結果、誤差に基づく学習に依拠した運動学習が進行している際には小脳皮質での神経興奮性の可塑的変化が、一方で、成功に基づく学習を主に動員した運動学習時には一次運動野の可塑的変化が生じることが明らかとなった。これらの成果は、ヒトの運動学習過程を非侵襲的神経修飾法で操作(促進)することを企図した時、異なる脳領域の神経興奮性を操作することでそれぞれの領域を基盤に持つ異なる学習メカニズムが修飾されうる可能性を示している。本研究は、運動学習に関連する学習要素を抽出しその神経基盤を理解することを第一の目的としている。これは現段階で概ね達成されていると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。上記した実験内容を論文としてまとめ、年度前半に国際誌へ投稿する予定である。またこれらの結果に基づき、運動の切り換えといった学習要素が神経修飾法によって操作可能か否か、その応用可能性を検証する予定である。実験データの取得、解析ともに、想定された範囲内の速度で概ね順調に進んでいる。行動実験結果を裏付ける脳内基盤を明らかにするため、脳機能イメージングによって得られたデータの更なる詳細解析を進めていく予定である。
エネルギー代謝因子を標的とした新規白血病治療法の開発

成人T細胞白血病(ATL)は、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-1)の長期潜伏後発症する。これまでにATL患者において長寿遺伝子であるSIRT1が高発現している知見を得ている。本研究では、ATLにおける新規SIRT1阻害剤によるアポトーシスの誘導効果を検討した。我々が開発した新規SIRT1阻害剤は、白血病細胞株およびATL患者の細胞生存率を低下させた。更に、その細胞死にはアポトーシス及びオートファジーが関与することが明らかとなった。従って、新規SIRT1阻害剤は、ATLに対する有効な分子治療標的薬であり、ATLの予後を改善する治療法開発の基盤になると期待される。ATLは、レトロウイルスであるHTLV-1が垂直感染によってCD4陽性Tリンパ球に感染し、約60年の潜伏期間を経て発症する悪性腫瘍である。白血病の中で最も予後の悪い疾患であるため、さらなる治療の開発やキャリアの感染発症予防などが必要である。一方、ヒストン脱アセチル化酵素であるSIRT1は、ヒストンのほか、p53、NF-κBなどを基質として、NAD+依存的にこれらを脱アセチル化することで癌や細胞周期、アポトーシスなどの生命機能に関与している。我々はこれまでに、ATL患者の細胞にはSIRT1のタンパク質が健常人と比較して高発現していることを報告した。そこで、本研究では新規SIRT1阻害剤であるNCO-01/04が白血病細胞株に及ぼす影響について検討した。新規SIRT1は、ATL患者由来細胞および白血病細胞株の細胞生存率を低下させると同時にアポトーシスを誘導した。そのメカニズムにはカスパーゼの活性化が関与することが示された。今後、SIRT1に対する作用メカニズムのさらなる解明及び安全性が、ATL患者に対する治療応用に繋がると考えられる。ATLは、レトロウイルスであるHTLV-1のCD4陽性T細胞への感染後に起こる単クローン性腫瘍であり、感染後数十年の潜伏期間を経て発症する。一方、SIRT1は、ヒストン脱アセチル化酵素クラスIIIに分類されるサーチュインファミリーに属し、がんや細胞周期及びアポトーシスなどの生命機能に関与している。我々はこれまでに、健常人と比較してATL患者の細胞に、SIRT1タンパクが高発現していることを明らかにした。そこで本研究では、白血病細胞における新規SIRT1阻害薬及びSIRT1を標的とする薬剤の影響について検討した。SRT1720の処理により、健常人のPBMCと比較して有意に白血病細胞株の細胞生存率は濃度依存的に抑制されると共に、アポトーシス細胞も増加した。特に、S1T及びHL60細胞において顕著であった。また、SIRT1をノックダウンさせたJurkat細胞において、SRT1720処理による細胞生存率は、ノックダウンしていない細胞と比較して有意な差が認められなかった。一方、ノックダウンしていないMT-2細胞と比較して、ノックダウンしたMT-2細胞におけるSRT1720の低濃度処理による細胞生存率は低下した。以上の結果より、Jurkat細胞でのSRT1720処理による細胞生存率の低下はSIRT1を介さないが、MT-2細胞においてSRT1720は、SIRT1非依存的に細胞生存率を低下させることが示唆された。また、新規SIRT1阻害薬であるNCO-04は、白血病細胞のアポトーシスを誘導したことから新規SIRT1阻害剤は、白血病治療に有用であることが示唆された。今後、SRT1720によるSIRT1非依存的な細胞増殖抑制効果の解明及びNCO-04によるアポトーシス機構の解明が、ATLの新規治療の可能性に繋がると考えられる。成人T細胞白血病(ATL)は、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-1)の長期潜伏後発症し、その平均発症年齢は60歳である事から、年齢・老化との関連も興味深い予後不良の悪性疾患である。一方、SIRT1は長寿遺伝子として注目されており、脱アセチル化した領域の遺伝子発現を低下させる事から、細胞内エネルギー代謝、癌化に至るまで多くの生命機能に関与している。また、白血病細胞をはじめ多くのがん細胞は、細胞内エネルギー産生をグルコースに依存しており、アポトーシスからの回避は、脂肪酸代謝に依存している。申請者は、これまでにHTLV-1非感染者と比較しATL患者においてSIRT1が高発現している知見を得ている。本研究では、ATLにおける新規SIRT1阻害剤によるアポトーシスの誘導効果を検証する。更に、ATL細胞のエネルギー代謝経路を解析することにより、エネルギー代謝を標的とした白血病及びATL治療応用への可能性を検討した。我々が開発した新規SIRT1阻害剤は、白血病細胞株及びATL患者細胞の細胞増殖を抑制し、アポトーシスを誘導した。従って、我々の開発した新規SIRT1阻害剤が、ATLの治療に応用されるための基礎データが得られた。従って、本研究は、ATLの予後を改善する治療法開発の基盤になると期待される。

血液腫瘍学NCO-01/04の処理によりATL患者由来細胞及び白血病細胞株において細胞生存率は濃度依存的に低下し、AnnexinV陽性細胞は濃度依存的に増加した。また、アポトーシス関連因子であるcleaved -PARPとCleaved - Caspase3が増加した。SIRT1はATL患者で高発現しており、白血病細胞でも恒常的に発現していることから、SIRT1を標的としたNCO-01/04によるアポトーシスの誘導は、ATLの新規治療法として有用である可能性が期待された。以下の2つの今年度の目標に対して、予定通り遂行することができたため。目標1:白血病細胞株及びATL細胞株における新規SIRT1阻害剤によるアポトーシス誘導効果目標2:白血病細胞株及びATL細胞株におけるAMPK活性化剤のアポトーシス誘導効果SIRT1は、脱アセチル化した領域の遺伝子発現を低下させることにより、細胞内エネルギー代謝に関与する。一方、AMPKは、筋肉や肝臓など生体に広く存在するプロテインキナーゼで、ミトコンドリアでの脂肪酸酸化に影響を及ぼす。また、細胞内のエネルギー恒常性を司る重要な因子であるSIRT1の活性化にも関与し、エネルギー制御タンパクのリン酸化や転写を制御する。これまでのSIRT1を標的にする薬剤と同様に、AMPKを標的にする薬剤に関してもATLをはじめとする白血病細胞における細胞死に対する影響を検討する。また、新規SIRT1阻害剤については、細胞死のメカニズムを探索すると共に、ATL発症マウスでの検討を行う予定である。目標1白血病細胞株及びATL細胞株における新規SIRT1阻害剤によるアポトーシス誘導効果:JPX-9細胞株(CdCl2でHTLV-1 Taxタンパクが誘導される)においてCdCl2によりHTLV-1 Taxタンパクを誘導し、SIRT1タンパク発現に対する影響を検討する。また、Taxタンパク誘導時、非誘導時におけるNAD+と新規SIRT1阻害剤添加によるカスパーゼとNF-κBの活性化及び細胞周期に対する影響を検討し、SIRT1制御によるアポトーシスの誘導におけるHTLV-1 Taxタンパクの関連性を検討する。目標2白血病細胞株及びATL細胞株におけるAMPK活性化剤と阻害剤のアポトーシス誘導効果:白血病細胞株及びATL関連細胞株株における、AMPK活性化剤と阻害剤による抗ウイルス効果を、HTLV-1プロウイルス量の測定により解析する。目標3ATL細胞株のエネルギー代謝経路(解糖系及び酸化的リン酸化)の解析:白血病細胞株及びATL関連細胞株が、グルコース依存性であるか脂肪酸・アミノ酸依存性であるかを検討するため、グルコース及び血清有無の条件下で培養後、アポトーシス細胞をAnnexin Vを指標に測定する。消耗品の購入の際、369円が次年度に繰り越されるようになった。細胞培養時の消耗品にあてる予定である。平成24年度の繰越金(297円)をあわせて、以下の計画で研究費を使用する。細胞培養
作用素環論を用いた熱平衡・非平衡統計力学の研究

量子スピン系の巨視的物理量、量子非平衡系における時間反転対称性について解析を行った。本研究では(i)量子スピン系におけるマクロな物理量の可換な行列による近似(ii)非平衡過程における時間反転対称性の破れの度合いについての解析を行った。量子系における同時確率分布を考える上で、巨視的物理量の非可換性がどの程度のものであるのかを見極めるのは重要であるが、巨視的物理量の組がいつも可換な行列で近似できるというのを示したのが(i)の結果である。(ii)は時間反転対称性の破れについての解析で、今まで知られていた大偏差的関数が、時間反転対称性の破れの度合いを表すものであることを示した。本年度は量子スピン系における物理量の確率分布についての大偏差原理を中心に研究をおこなった。古典系における大偏差原理については多くのことがわかっているが、量子系におけるそれは理解されていることが非常に少ない。熱平衡系における大偏差原理の理解は非平衡系における大数の法則の理解に役立つと考えられる。しかし、量子スピン系の熱平衡状態で大偏差原理が示されているのは現在のところ一次元系にとどまっている。主な困難は量子系を表す代数が非可換なことにある。一次元系は時間発展についてよい性質を満たすことが知られており、この性質ゆえにこれまでの解析が可能であった。本年度の研究では、まず、一次元量子スピン系の大偏差原理についての別証明を与えた。前に自身が行った証明では、RuelletransferOperatorという手法を用いた。しかしこれは原理的に一次元系にしか適用できない手法であるという問題があった。これに対して依然困難があるものの、本年度得た新しい証明は高次元に拡張しうる可能性を持っている。この証明の高次元への拡張については引き続き研究を行っていく予定である。第二に、本年度は平均場モデルと呼ばれる模型について、大偏差原理を示した。一次元でこれまで我々が解析してきたモデルは相転移を起こさないのに対して、このモデルは相転移をおこすことから、物理的に新しい種類の結果であるといえる。本研究における、ひとつのゴールは非平衡系に表れるある対称性をみたす関数の仮説検定の立場から物理的意味づけを行うことであった。この関数はrelative modular operatorという、作用素環のTomita-Takesaki理論で表れる作用素によって表される。古典系ではこの関数は、エントロピー生成と呼ばれる量の時間平均のmoment generating関数となる。エントロピー生成は非平衡性、時間反転対称性の破れを表す量である。古典系でこの関数の満たす対称性はEvans-Searles fluctuation theoremという良く知られた性質である。今年度は仮説検定の立場から、量子系でもこの関数は時間反転対称性の破れを表すものとして見ることが出来ることを示した。この証明をするのに、行列について知られているある不等式の、一般のvon Neumann環への拡張が必要であった。これを論文にまとめた。(プレプリントarXiv:1011.1340 A generalization of the inequality of Audenaert et al)仮説検定の結果はJaksic Pillet, Seiringer氏らとの共著論文である。本研究では作用素環を用いた、熱平衡、非平衡統計力学の研究、とくにマクロな量子系の確率論的な解析を行った。マクロな量子系は、作用素環によって与えられるため、これは非可換確率論に対応する。研究内容は大きく二つに分けることができる。一つ目は、量子スピン系における巨視的物理量の性質、特にその確率分布の研究である。特に、高次元量子スピン系における大偏差原理や「量子系における同時確率分布」の大偏差的振る舞いについて理解することを目標とした。二つ目は時間発展するマクロな系における非平衡性、特に時間反転対称性の破れについて解析を行うことである。具体的に行った研究は以下の通りである。(i)量子スピン系におけるマクロな物理量の可換な行列による近似(ii)非平衡過程における時間反転対称性の破れの度合いについての解析。(i)は上で挙げた量子スピン系における巨視的物理量の研究において得られたものである。(ii)は上で挙げた時間反転対称性の破れについての解析で、今まで知られていた大偏差的関数が、時間反転対称性の破れの度合いを表すものであることを示した。量子スピン系の自然な一般化であるAFC*系と呼ばれる系について、シャノンマクミランの定理を拡張した。シャノンマクミランの定理とは、エルゴード的な状態が、漸近的には一様分布のように見えるというものである。

そして、その一様な重みは、エントロピーによって与えられる。これは古典系では古くから知られている結果であるが、量子系では、その非可換性により解析が複雑なものとなり、研究が始まったのは比較的最近である。シャノンマクミランの定理はこれまでに量子スピン系について、古典スピン系のシャノンマクミランの定理を経由する証明が知られていた。本研究では、格段にシンプルな、古典系を経由しない証明を与えると同時にAFC*系に拡張を行った。巨視的物理量の揺らぎのボソンによる近似の問題に関連して、typeIIIと呼ばれる作用素環について、そこに任意の個数の有限システムを埋め込むことができるという定理を示した。量子スピン系、また漸近的可換性をもつ系について、巨視的物理量についての知見が深まった。また、時間判定対称性の破れについては、当初目標としていた結果が得られた。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後の課題としては、1.漸近的可換性を持つ系における巨視的物理量の可換な物理量による近似、2.非可換中心極限定理からの、量子系における揺らぎの研究、を行う。
イネ雄生不稔の発現機構の解析と応用に関する研究

イネ葯の内生ジベレリンと雄生不稔との関連を明らかにするために、「ニホンマサリ」の正常株の葯の発達段階におけるジベレリン内生量の変化を追跡するとともに、ジベレリンが葯との花粉のいずれかに局在し、花粉の稔性に関わっている可能性を追求するために、「ニホンマサリ」の正常株と雄性不稔系統の葯中におけるジベレリンの免疫組織化学的分析を行った。まず、正常株の葯における内生ジベレリンは、葉耳間長11cm以下(出穂前3日以前)ではほとんど検出できなかった。しかし、葉耳間長が12cmを越える出穂12日前からジベレリンA24、A4、A7およびA4の代謝産物であると考えられる16α、17-ジヒドロキシ-16、17-ジヒドロジベレリンA4-17-βD-グルコピラノシドの内生量が急激に増加し、この時期に葯中におけるジベレリンの生合成、代謝能が一気に高まることが明らかになった。形態的観察によれば、この時期は花粉の澱粉の蓄積する時期と一致し、ジベレリンがこの花粉の澱粉の蓄積に何からの役割を果たしている可能性が示唆された。免疫組織化学的にジベレリンの局在性を追究するために、気体試薬を用いてジベレリンを効果的に固定法する方法を開発した。このようにしてジベレリンを固定した試料を常法に従いパラフィン包埋し、ミクロトームで10μmの薄切片にし、抗ジベレリンA1抗体で一次染色し、つづいて、西洋ワサビペルオキシダーゼで標識した抗ウサギIgG抗体で二次染色した後、基質であるジアミノベンジジンを加えて発色させ、光学顕微鏡で観察した。発色は、ELISAでジベレリンの存在が確認されている試料の葯と花糸につながる維管束部分、花粉に観察された。このことは、イネの雄性器官におけるジベレリンの生合成部位は葯近傍の維管束である可能性を強く示唆している。ジベレリンは、葯あるいは花粉の一方に局在することはなく、両者の発達に深く関係しているものと考えられる。葯の発達に異常の生じる時期と葯のジベレリン内生量の間に深い関係のあることが明らかとなった。本研究においては、イネの雄性不稔系統の雄性不稔発現機構を植物生理学的に解明することを主たる目的としている。本年度は、材料として核遺伝子支配による雄性不稔品種ニホンマサリと核遺伝子支配で且つ温度感応性遺伝子雄性不稔品種H89-1を用い、雄性不稔発現とジベレリンとの関連を追究した。ニホンマサリには、様々な段階で花粉の発達が停止した雄性不稔系統が存在するが、花粉の発達が初期の段階で停止して雄性不稔になっている系統では、ジベレリンがほとんど検出されなかった。一方、花粉の発達が比較的後期に停止した雄性不稔系統においては、イネの葯に置ける主要活性型ジベレリンであるGA4が、正常種と同等量含まれる系m統とその含量が著しく低下している系統とが認められた。

また、一般にGA4含量の低い系統はGA4の前駆体であるGA24の含量も低い傾向が認められたが、GA4とGA24の比が他の系統と比較して大きく異なるものもあり、なお詳細な検討を要する。また、抗GA4抗体あるいは抗GA24抗体に対し、それぞれ高い免疫活性を有する未知物質の存在も認められた。これらはGA4、GA24含量に呼応して変動していた。一方、温度感応性雄性不稔系統のレイメイにおいては、天候不順のため不稔化率が低く、不稔と内性ジベレリン量との関係を追究するための適切な材料を得ることができなかった。しかし、全長5cm前後の幼穂に既にGA24が検出され、葯中に高濃度で存在するGA4の前駆体として葯や花粉の形成以前に穂の他の部分で生合成されている可能性もあることが示唆された。温度感応性雄性不稔系統PL12は、栽培品種「レイメイ」より作出され、減数分裂期に30°C以上の高温にされされると花粉が形成されず、稔性を失う。厳密に温度制御して栽培したPL21とその親株である「レイメイ」の稔実率と葯の内生ジベレリン(GA)の種類と含量を分析した結果、レイメイおよび稔実率90%以上のPL21では、葯特異的なGAであるGA9(レイメイ;95ng/g dwt,PL21;121ng/g dwt)とGA4(レイメイ;3800ng/g dwt,PL21;5500ng/g dwt)が検出された。一方、茎葉部の活性ジベレリンであるGA1とその前駆体GA20は検出されなかった。他方、不稔率100%(稔実率0%)のPL21の葯からは、GA9、GA4、GA20、GA1のいつれも検出されなかった。このことから、減数分裂期に高温にさらされた結果、葯におけるGA生合成能が失われ、花粉の分化・発達に異常をきたした可能性と、葯特異的に検出されるGA9やGA4は、花粉の分化・発達後に、花粉で生成される可能性とが考えられた。前者の可能性を想定し、減数分裂期に高温処理したPL21に、GA4を投与し、稔性が回復するか否かを試験したが、稔性の回復は認められなかった。しかしながら、GA4処理後、屋外で栽培したため、極めて異常であった1993年の気象を考えると、稔性回復実験の結果を、そのまま受け入れることには問題があり、1994年に再試験を行う予定である。ニホンマサリより由来の雄性不稔系統においては、GA4に伴って葯特異的に検出される抗GA4抗体に反応する物質の特定を行い、新規のGA配糖体、17-glucosyl-16α、17-dihydroxy-16,17-dihydroGA4であることを明らかにした。このようなジベレリン代謝経路は、これまでイネの他の器官では認められていない。イネの葯においては、GAの生合成、代謝共に、他の器官とは異なった特有の経路が存在することが示された。イネ葯の内生ジベレリンと雄性不稔との関連を明らかにするために、「ニホンマサリ」の正常株の葯の発達段階におけるジベレリン内生量の変化を追跡するとともに、ジベレリンが葯と花粉のいずれかに局在し、花粉の稔性に関わっている可能性を追求するために、「ニホンマサリ」の正常株と雄性不稔系統の葯中におけるジベレリンの免疫組織化学的分析を行った。まず、正常株の葯ににおける内生ジベレリンは、葉耳間長11cm以下(出穂前3日以前)ではほとんど検出できなかった。しかし、葉耳間長が12cmを超える出穂12日前からジベレリンA24、A4、A7およびA4の代謝産物であると考えられる16α、17-ジヒドロキシ-16、17-ジヒドロジベレリンA4-17-β-D-グルコピラノシドの内生量が急激に増加し、この時期に葯中におけるジベレリンの生合成、代謝能が一気に高まることが明らかになった。形態的観察によれば、この時期は花粉の澱粉の蓄積する時期と一致し、ジベレリンがこの花粉の澱粉の蓄積に何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。免疫組織化学的にジベレリンの局在性を追求するために、気体試薬を用いてジベレリンを効果的に固定法する方法を開発した。
炎症性腸疾患(潰瘍性大腸炎・クローン病)におけるIL-8・MCAFの関与

1.患者血清中のIL-8・MCAF測定:クローン病3例・潰瘍性大腸炎3例に対し、活動期および非活動期における末梢血中IL-8・MCAFをELISA法あるいはRIA法にて測定した。クローン病および潰瘍性大腸炎の全症例において活動期・非活動期ともに末梢血中IL-8・MCAFは、測定限界値以下であった。今後は、末梢血単核球および炎症局所浸潤単核球の刺激時におけるIL-8・MCAF産生能を検討する予定である。2.生検標本におけるIL-8・MCAF産生の検討:大腸内視鏡検査時に採取された炎症部および非炎症部の組織を、4%パラホルムアルデヒドで固定した後パラファン切片を作製し、抗IL-8・抗MCAFモノクロナール抗体を用いた免疫組織化学染色により炎症性サイトカインの産生を検討した。IL-8陽性細胞およびMCAF陽性細胞の頻度は、クローン病・潰瘍性大腸炎ともに、炎症部より腸粘膜組織中で非炎症部のものに比べて高かった。さらに、クローン病に比較して潰瘍性大腸炎で陽性細胞が多い印象を受けた。今回の検討により、クローン病および腫瘍性大腸炎症例の炎症局所におけるIL-8・MCAFの関与が、少なくともタンパク質レベルでは確認された。
基板上のマイクロ・アクチュエーターとマイクロ・センサーの力学挙動シミュレーション

本研究は,微小電子デバイスと微小アクチュエーターを組み合わせたマイクロコンポーネントの強度特性を理解するため,それを構成するピエゾ薄膜を含む多層膜構造体の変形・破壊現象を明らかにすることを目的としている.まず,ピエゾ材料の基本的なき裂問題についての解析解を導出することに成功し,その成果を雑誌論文にまとめた.つぎに,ピエゾ薄膜を含む多層膜の界面端における特異応力場に着目し,そのフリーエッジ効果による応力拡大を表わす特性式を導出し,その解を求めている.また,数値シミュレーションを行なって,解析結果の有効性を確認している.この成果を国際会議で発表するとともに,雑誌に投稿し,すでに掲載されている.さらに,ピエゾPZT薄膜(膜厚1μm前後)を含む多層膜試料を入手し,微小荷重負荷試験装置を用いて界面端からのき裂発生強度に関する実験を行なっている.上述の特異応力場解析を用いて,破壊力学概念に基づき,実験結果よりき裂発生クライテリオンについて検討している.その結果,特異場の強さを表わす応力拡大係数によって界面端からのき裂発生が支配されていることを明らかにした.本結果についても雑誌投稿を済ませている.さらに小さな構造体の強度に関する解析を進めるため,PZT材料の原子間ポテンシャルについての検討を行っている.これを用いてPZT薄膜に生じる内部応力を分子動力学法によって評価する試みを行なった.その成果は国際会議で発表し,今後の研究の基礎とする予定である。
長鎖非コードRNAによる腸管恒常性維持機構の解明

新たに同定した長鎖非コードRNAが炎症性サイトカインであるIL-6やTNFα、GM-CSFなどの産生に極めて重要であることを示してきた。また、このメカニズムとして転写因子NF-kBのプロモーター領域への動員およびそれに続くRNAポリメラーゼIIの動員の低下による転写レベルにおける制御であることを明らかにしてきた。本研究ではこの長鎖非コードRNAをゲノム編集技術を用いて遺伝子改変マウス(ノックアウトマウス)を作製し、個体レベルにおける炎症応答への寄与を明らかにすることを目的とした。これまでにゲノム編集技術を用いて、ノックアウトマウスの作製に成功し、このノックアウトマウスはLPS投与によるエンドトキシンショックに対して抵抗性を示し、全身性の炎症応答において重要な非コードRNAであることが示唆された。一方で硫酸デキストランナトリウム(DSS)誘導性大腸炎において野生型マウスに比べて、ノックアウトマウスは感受性を示し、体重減少とともに早期に死亡した。腸管固有層のCD11b陽性マクロファージを野生型およびノックアウトマウスより単離し、炎症性サイトカインの発現を検討したところ、CD11b陽性細胞でIL-6やIL12p40、GM-CSFの発現が顕著に低下していた。これらのサイトカインは炎症応答を惹起するとともに腸管上皮細胞の恒常性維持において重要であることが知られている。以上のことから、長鎖非コードRNAが腸管においては抗炎症性に作用し、腸管の恒常性維持に重要であることが示唆された。当初の計画通りにゲノム編集技術を用いて長鎖非コードRNAをポリAシグナル配列をノックインすることでノックアウトするマウスを用いて、腸管固有層より単離した、CD11b陽性マクロファージにおいて、IL-6などの炎症性サイトカインの発現が低下を確認することに成功した。その分子メカニズムとして、1つ目は非コードRNAが炎症性サイトカインのプロモーター領域に作用し転写を制御する可能性と、2つ目は非コードRNAがタンパク質と複合体を形成し転写を調節する可能性が考えられた。そこでChiromatinisokation by RNA purification (ChIRP)方を用いて非コードRNAと相互作用するDNAまたはタンパク質の同定を試みた。その結果、非コードRNAと相互作用するDNAおよびタンパク質が存在することが明らかとなった。これまでの研究成果において新規に同定した長鎖非コードRNAが炎症性サイトカインの転写制御においてDNAまたはタンパク質と相互作用し、機能すると考えられる。そのため、ChIRP法により得られたDNAを次世代シーケンサーにより配列決定し、さらにタンパク質を質量分析により同定することで非コードRNAの炎症性サイトカインの転写制御における分子機構の解明を目指す。また、硫酸デキストランナトリウム(Dextran Sodium Sulfate、DSS)誘導性腸炎モデルにおいて、腸内細菌により適度に誘導される炎症性サイトカインが腸管にの恒常性維持に重要であることが示唆されていることから、長鎖非コードRNAの発現を抗生物質投与による共生細菌の除去を行い検討するとともに、DSS誘導性腸炎モデルにおいて、病態形成時における長鎖非コードRNAの発現様式やサイトカイン、インターフェロンの発現を経時的に検証し、長鎖非コードRNAの腸管恒常性維持機構の解明を目指す。

そのため、ChIRP法により得られたDNAを次世代シーケンサーにより配列決定し、さらにタンパク質を質量分析により同定することで非コードRNAの炎症性サイトカインの転写制御における分子機構の解明を目指す。また、硫酸デキストランナトリウム(Dextran Sodium Sulfate、DSS)誘導性腸炎モデルにおいて、腸内細菌により適度に誘導される炎症性サイトカインが腸管にの恒常性維持に重要であることが示唆されていることから、長鎖非コードRNAの発現を抗生物質投与による共生細菌の除去を行い検討するとともに、DSS誘導性腸炎モデルにおいて、病態形成時における長鎖非コードRNAの発現様式やサイトカイン、インターフェロンの発現を経時的に検証し、長鎖非コードRNAの腸管恒常性維持機構の解明を目指す。本研究を通じて、非コードRNAの炎症性サイトカインの転写制御におけるメカニズムとしてプロモーターへの相互作用とタンパク質との複合体形成の両者が重要であることが明らかになってきた。これらの解析に実施に必要な試薬類の購入が必要となったため繰越が必要となった。