hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウェアラブル・コンピュータを用いた教育用インターネット環境の実現に関する研究

平成12年度での研究成果である、「Java Mail APIを利用した電子メール送受信システム」と「Java Card APIを利用したiButton制御システム」をもとに、以下の通り、総合的なインターネット利用環境のプロトタイプ作成とその運用実験を行った。まず、平成12年度に開発した2つのシステムの運用実験を行い,その実験結果から総合的なインターネット利用環境の実用化に必要な諸要件の抽出を行った。さらに、その結果を用いてSmartCardとWebブラウザによるインターネット利用環境のプロトタイプシステムの作成を行った。(2)インターネット利用環境の運用実験(1)で作成したプロトタイプシステムの運用実験を行い、SmartCardによる暗号通信、排他制御が正しく行えていることを確認した。また、実験結果から送信先毎の暗号化の設定支援が必要であることが明らかとなったため、設定を容易に行えるよう、支援システムの開発を行った。学習者の能力に応じたインターネット利用環境の構築実現の一例として,電子メールの利用環境を取り上げ,ウェアラブルコンピュータの一つであるiButtonとSmartCardを用いたシステムの設計と試作を行った。具体的には,並列して以下の2つの研究を行った。使用機種に依存しないインターネット利用環境を実現するため,Javaを利用した電子メール送受信システムの設計と構築を行った.具体的には,Java Mail APIとSwingを利用したグラフィカルなメーラーを構築している.なお、プロトタイプシステムの作成のため、設備備品費からパーソナルコンピュータを購入した。また、システムの運用実験等について謝金を、研究成果の報告のために旅費をそれぞれ使用した。規制緩和の基準となる学習者のデータを保持し,電子メール送受信システムヘデータを送信,電子メールの送受信回数のデータを更新するなど,iButtonの制御を行うシステムの構築を行った.このシステム構築には,Java Card APIを利用している.なお、研究成果の報告のために旅費をそれぞれ使用した。
情動と記憶の神経基盤に関する認知神経心理学的研究

情動と記憶の身体依存性について,本年度は皮膚電気反応測定装置(SCR)を用いた実験を行なった.情動や記憶をはじめとする認知処理を行なう際には,微細な身体活動の変化が起こり,これが脳と体の関係を調べる上で,重要な手がかりとなるが,これまでは組織立った研究が行なわれていなかった.SCRを用いた研究はこれまでにも行なわれてはいるが,特殊な状況を想定した研究が多く,一般的な情動と認知のメカニズムを知るために必ずしも有意義な研究ばかりではなかった.昨年度は,認知神経科学の研究領域で頻繁に用いられているギャンブリング課題を用いた実験を行ない,SCRの測定の信頼性および妥当性の高さを示す十分なデータを得た.そこで本年度は,情動を伴う問題解決課題を独自に考案し,その試行中の身体生理反応をSCRで測定した.その結果,被験者本人がある種の認知を意識することはできなくても,身体にはそれを示唆する反応が示されていることが明らかになった.しかもそれは大雑把なものではなく,社会的な報酬や罰に極めて敏感であることが示された.また,別の実験によって,その生起要因が,自らの考案した仮説に対する正誤に敏感に反応していることがわかり,報酬や罰に対して身体が反応することの意味を深く理解することができた.これらの結果は,情動や記憶が身体といかに密接に関わりながら実現されているかを示す結果である.2年間に及ぶ一連の研究の成果は,情動と記憶のメカニズム,より広くいえば,情動と高次認知機能の神経基盤および身体依存性のメカニズムを明らかにする上で重要な示唆を与えるものであると考えられる.本研究の目的は,情動と記憶の関係性について,身体反応を測定指標に加えて分析することである.通常,情動や認知の処理をする際には,発汗や心拍の変化などの身体生理反応が伴う.このような身体生理反応を指標に加えることで,これまでに明らかにされてこなかった,情動と記憶のメカニズムをさらに深く理解することができる.本年度は,その第一段階として,健常者を対象とした実験を実施した.用いた課題は,ギャンブリング課題である.この課題では,4つのトランプの山を用意し,被験者に好きな山から1枚ずつカードを引かせる.それに応じて,基本的に報酬を与えるが,山によっては罰も与える.被験者には,最終的に報酬を多くし,罰を少なくするように伝え,ルールについては一切知らせない.実際,報酬や罰の程度は,山に依存しているが,被験者がこのことに気づけば,一般に安全な山からカードを引くという方略をとれるようになる.この課題実施中に,身体発汗を皮膚電気反応測定装置(SCR)によって検出した.その結果,先行研究と同様に,被験者がルールに顕在的に気づく前から,危険な山からカードを引く際には強いSCRの反応が現れており,危険な山に対する無意識的な判断が身体反応で検出できることが示された.さらに,詳細な分析の結果,これらの反応は心拍などの他の生理指標とも連動していることが示された.課題のルールや,山からのカードの引き方についての記憶を頻繁に尋ねた結果,記憶の成績とは特に深い関係にはないことが示され,情動の生起が記憶に先行していることが示された.これらの結果は,情動と記憶のメカニズムを明らかにする上で,重要な示唆を与えるものであると考えられる.情動と記憶の身体依存性について,本年度は皮膚電気反応測定装置(SCR)を用いた実験を行なった.情動や記憶をはじめとする認知処理を行なう際には,微細な身体活動の変化が起こり,これが脳と体の関係を調べる上で,重要な手がかりとなるが,これまでは組織立った研究が行なわれていなかった.SCRを用いた研究はこれまでにも行なわれてはいるが,特殊な状況を想定した研究が多く,一般的な情動と認知のメカニズムを知るために必ずしも有意義な研究ばかりではなかった.昨年度は,認知神経科学の研究領域で頻繁に用いられているギャンブリング課題を用いた実験を行ない,SCRの測定の信頼性および妥当性の高さを示す十分なデータを得た.そこで本年度は,情動を伴う問題解決課題を独自に考案し,その試行中の身体生理反応をSCRで測定した.その結果,被験者本人がある種の認知を意識することはできなくても,身体にはそれを示唆する反応が示されていることが明らかになった.しかもそれは大雑把なものではなく,社会的な報酬や罰に極めて敏感であることが示された.また,別の実験によって,その生起要因が,自らの考案した仮説に対する正誤に敏感に反応していることがわかり,報酬や罰に対して身体が反応することの意味を深く理解することができた.これらの結果は,情動や記憶が身体といかに密接に関わりながら実現されているかを示す結果である.2年間に及ぶ一連の研究の成果は,情動と記憶のメカニズム,より広くいえば,情動と高次認知機能の神経基盤および身体依存性のメカニズムを明らかにする上で重要な示唆を与えるものであると考えられる.
ヘリシティーを使わない新しいエネルギー緩和理論のシミュレーションによる検証

磁気流体(MHD)プラズマのエネルギー緩和の理論としては,J.B.Taylorの理論が磁気ヘリシティ保存の仮説を使った理論として知られているが,近年,このTaylorの理論に合わない実験結果や3次元計算機シミュレーションの結果が報告されて来た。本研究代表者は磁気へリシティを使わない新しいエネルギー緩和理論を組み立てて来たが,今年度は理論的な一般化を更に行った。その結果,一般の散逸性非線形力学系の緩和状態はその力学系の散逸構造のアトラクターで表わされ,そのアトラクターはその力学系の散逸力学オペレータL^D_i(q^^→)の固有関数としてL^D_i(q^^→)=-lqi/2で表わせる事を導びいた(論文投稿中)。抵抗分布々を持つMHDプラズマでは,このアトラクターは〓×(7g^^→)=2B^^→/2で表現される事から,3次元MHDコードによる計算機シミュレーションを行い,理論の検証を試みた。この3次元MHDコードのプログラム開発とシミュレーションの実行には大量のデータ処理と蓄積が必要であるため,光磁気ディスク装置とDATシステムを購入して現有のワークステーションシステムの機能を補強した。この補強したワークステーションシステム等を使ってシミレーションデータの可視化のプログラム開発も行い,新しい理論によるアトラクター〓×(7g^^→)=2B^^→/2が実現する事を検証する計算機実験を行った。その結果,MHDプラズマが時間と共にこのアトラクターに収束して行く事を実証するシミュレーションデータを得る事が出来た(2つ目の論文にして投稿中)。3次元MHSシミュレーションにおけるエネルギー緩和と自己組織化の過程を更に詳しく分析し,自己組織化の物理的機構を解明するための研究を続けている。
門脈圧亢進症性胃症発生時における胃粘膜内細胞間結合の変化について

<実験的観点>免疫組織学的検討では、PFA固定検体における陽性所見は見られなかった。また、新鮮凍結切片による検討でも、HRP標識抗体を用いた手法では反応産物の局在は明らかでなかった。一方、同新鮮凍結切片の蛍光抗体法では、cont群において、被蓋上皮や粘液細胞の周囲に一部連続して認められたが、LC群では有意な反応をほとんど認めなかった。画像解析による検討上、contにおける陽性反応は0.043±0.055%、一方LC群は0.021±0.038%で有意差は明らかではなかった。同様にconnexin 32においてもPFA固定検体と新鮮凍結検体を用いた酵素抗体間接法では有意な陽性反応は見られなかった。一方、新鮮凍結検体を用いた蛍光抗体間接法では、cont群,LC群ともに、被蓋上皮と粘液産生上皮細胞の周囲に明らかな陽性反応が認められ、特にcont群では粘膜層内あるいは粘膜筋板直上まで線状の陽性反応が散見された。一方画像解析による検討上、contでは0.607±0.241%、LCは0.186±0.104%でLCでの低下が認められた(P<0.05)。以上より、ZO-1陽性反応は健常ラットにおいて被蓋上皮や粘液細胞の周囲に一部認められたが、上皮先端はアーチファクトが混入しやすく、評価が難しいところである。一方、connexin 32陽性反応は蛍光抗体間接法によりcont群,LC群ともに、被蓋上皮と粘液産生上皮細胞の周囲に明らかに認められた。特にcont群では粘膜層内あるいは粘膜筋板直上まで線状の陽性反応が散見され、HE染色標本との対比により分泌腺や増殖帯に一致すると考えられた。また画像解析上でも、LCでconnexin 32陽性反応の低下が認められ、酸の細胞内への侵入が助長される可能性が示された。平成12年度は本研究の基本をなす貴重な知見を多く得ることができた。<実験的観点>Wistar系ラットに対し、四塩化炭素/オリーブ油当量混合液を2/週×12週間皮下注射し、ラット肝硬変モデルを作成した.麻酔下に断頭堵刹し、血液,肝臓,胃を速やかに採取した。胃粘膜と肝につきデジタルカメラで撮影後、胃粘膜病変を画像解析(Quantimet600 Image Processing and Analysis System:Leica)に供した。結果肝硬変ラットでは粘膜病変の発生が有意に高く単位面積に占める割合は0.60±0.25%であった。現在も実験を継続中である。平成13年度も多くの貴重な知見を得ることができた。<実験的観点>Wistarラットに四塩化炭素/オリーブ油当量混合液を2/週×12週間皮下注射し、肝硬変モデルを作成した.断頭堵刹後、血液,肝臓,胃を速やかに採取し胃粘膜と肝につきデジタルカメラで撮影後、胃粘膜病変を画像解析を行った。結果、肝硬変ラットでは単位面積に占める胃粘膜病変の発生が有意に高かった。門脈圧亢進症性胃症(PHG)は胃粘膜のうっ血に起因すると考えられているが、血流を改善するトラネキサム酸で前処置したラットにおいては病変の発生が有意に低かった。光学顕微鏡的観察上、粘液層の披薄化と上皮の脱落、粘膜の浮腫が明らかであったが、炎症性細胞の浸潤は軽微であった。

免疫組織化学的検討上、tight junnctionではZO-1,7H6の各分子が、またGap junctionではconnexin26,32がそれぞれ低下していると考えられ、現在実験を進行中である。1.肝硬変ラットにおける胃粘膜病変の陽性率LC群における胃粘膜病変の発生頻度は83.3%で胃粘膜中に占める病変面積は5.34±3.85%であった。一方cont群では軽いびらんを16.6%に認めたのみで、占拠面積は0.12±3.57%%であった。2.ZO-1陽性反応の局在と肝硬変時の変化免疫組織学的検討では、PFA固定検体における陽性所見は見られなかったず。また、新鮮凍結切片による検討でも、HRP標識抗体を用いた手法では反応産物の局在は明らかでなかった。一方、同新鮮凍結切片の蛍光抗体法では、cont群において、被蓋上皮や粘液細胞の周囲に一部連続して認められたが、LC群では有意な反応をほとんど認めなかった。画像解析による検討上、contにおける陽性反応は0.043±0.055%、一方LC群は0.021±0.038%で有意差は明らかではなかった。3.connexin32の局在と肝硬変時の変化同様にconnexin32においてもPFA固定検体と新鮮凍結検体を用いた酵素抗体間接法では有意な陽性反応は見られなかった。一方、新鮮凍結検体を用いた蛍光抗体間接法では、cont群,LC群ともに、被蓋上皮と粘液産生上皮細胞の周囲に明らかな陽性反応が認められ、特にcont群では粘膜層内あるいは粘膜筋板直上まで線状の陽性反応が散見された。一方画像解析による検討上、contでは0.607±0.241%、LCは0.186±0.104%でLCでの低下が認められた(P<0.05)。以上より、ZO-1陽性反応は健常ラットにおいて被蓋上皮や粘液細胞の周囲に一部認められたが、上皮先端はアーチファクトが混入しやすく、評価が難しいところである。一方、connexin32陽性反応は蛍光抗体間接法によりcont群,LC群ともに、被蓋上皮と粘液産生上皮細胞の周囲に明らかに認められた。特にcont群では粘膜層内あるいは粘膜筋板直上まで線状の陽性反応が散見され、HE染色標本との対比により分泌腺や増殖帯に一致すると考えられた。また画像解析上でも、LCでconnexin32陽性反応の低下が認められ、paracellularな酸の細胞内への侵入が助長される可能性が示された。
新規軸索ガイダンス分子LOTUSの生物学的機能の解析

本研究ではLOTUSの胎生期脳における生理機能を明らかにする目的でlotus及びngrl遺伝子欠損マウスを作製し、LOT形成に関わる機能解析を行った。1年目の研究で、まずLOTUS、Nogo、NgR1が三者ともLOTに存在していること、次にLOTUSは内在性のNgR1アンタゴニストとしてLOTの神経束形成に寄与することを明らかにした。Nogoは胎生期の末梢神経系の軸索分枝を誘発するという報告がある(Marija M et al. Development 137,2539-2550,2010)。また、LOTは軸索伸長後胎生14日目以降で軸索分枝が起こることが知られている。そこで軸索分枝が進んだ胎生18日目のlotus-KOマウスのLOTをDiIによって可視化して観察したところ、野生型のマウスに比して軸索側枝の増加が観察された。また、ngrl-KOマウスにおいては野生型のマウスより軸索側枝が減少した。更に、lotusとngrlのダブル-KOマウスの軸索側枝はngrl-KOマウスと同程度にまで減少する傾向があった。これらのことからLOTUSによるNgR1の機能制御が軸索側枝形成の調節に関与することが示唆された。LOTUS、Nogo、NgR1はLOTに予め準備され、LOTの軸索束が形成されるまではLOTUSによってNogoの作用は抑制されているが、側枝形成期になるとLOTUSによるNogo作用の抑制が解除されて軸索側枝が形成されるとする仮説を提唱するに至った。2年間の研究で、LOTUSがNgR1の内在性のアンタゴニストとして作用し、LOTの神経束形成と軸索側枝形成における生理機能も明らかにした。研究目的であるLOT形成におけるLOTUSとNgR1の役割の解析を行い、論文化を果たした。また、当初の予定には無かったが、各遺伝子欠損マウスの軸索側枝の形成における表現型異常を見出し、神経再生阻害因子であるNogoの胎生児脳における生理機能の解明に迫ることができた。遺伝子欠損マウスの行動解析をするまでには至らなかったが、以上の理由からおおむね順調であると判断した。今後は軸索側枝形成がどういったメカニズムで生じたのかを明らかにするため、発生段階におけるLOTUS,Nogo,NgR1の発現様式をウェスタンブロット等で調査する。それによってLOTUSの発現変動がNogoのシグナルを制御し、軸索側枝形成に寄与しているかどうかを明らかにする。また、嗅球の背側部は本能的嗅覚行動に関わり、腹側部は弁別学習による嗅覚行動に関わるという報告がある。LOTUSは嗅球の腹側部に多く発現していることから、LOTUSが嗅覚弁別学習行動に関与する可能性が推測されるため、lotus-KOマウスの詳細な行動実験を行う。更に、初代培養海馬神経細胞のシナプスにLOTUSが存在していることが分かった。NgR1も海馬シナプスに分布し、シナプス可塑性に関与することが知られているので、LOTUSがシナプス可塑性関与するかを調査する予定である。本研究ではLOTUSの胎生期脳における生理機能を明らかにする目的でlotus及びngr1遺伝子欠損マウスを作製し、LOT形成に関わる機能解析を行った。(1)in vitroにおけるLOTUSとNgR1の相互作用の解析:胎生13日目の嗅球の初代培養細胞において、Nogo-66に対する成長円錐応答性を調べたところ、野生型に比してlotus遺伝子欠損マウスで有意にNogo66による成長円錐崩壊は増加した。このことは、LOTUSはNgR1と同一細胞上で結合することでNogo66のNgR1への結合を阻害し、神経再生阻害作用を抑制することを示す。(2)in vivoにおけるLOTUSとNgR1の相互作用の解析:胎生18日目のlotus遺伝子欠損マウスのLOTをDiIトレース法によって可視化して観察したところ、LOTが脱束化する表現型を得られた。またLOTUSの結合相手であるNgR1を欠損させたngr1遺伝子欠損マウスでは脱束化は見られなかった。そして、lotus遺伝子およびngr1遺伝子の両方を欠損させたダブルノックアウトマウスではLOTの脱束化が見られなかった。lotus遺伝子の単独欠損ではLOTが脱束化したが、Nogo66の受容体であるngr1遺伝子を同時に欠損することでNogo66への応答性が消失すると、lotus遺伝子欠損によるLOT脱束化がレスキューされ、表現型が回復した。これらのことから、LOTUSとNgR1の相互作用はNgR1の機能を負に制御し、LOT形成に寄与することが示された。これらより、LOTUSは内在性のNgR1アンタゴニストとして働くことが示唆され、またLOTUSとNgR1の相互作用がLOTの形成に重要であることが明らかになった。

Nogoは胎生期の末梢神経系の軸索分枝を誘発するという報告がある(Marija M et al. Development 137,2539-2550,2010)。また、LOTは軸索伸長後胎生14日目以降で軸索分枝が起こることが知られている。そこで軸索分枝が進んだ胎生18日目のlotus-KOマウスのLOTをDiIによって可視化して観察したところ、野生型のマウスに比して軸索側枝の増加が観察された。また、ngrl-KOマウスにおいては野生型のマウスより軸索側枝が減少した。更に、lotusとngrlのダブル-KOマウスの軸索側枝はngrl-KOマウスと同程度にまで減少する傾向があった。これらのことからLOTUSによるNgR1の機能制御が軸索側枝形成の調節に関与することが示唆された。LOTUS、Nogo、NgR1はLOTに予め準備され、LOTの軸索束が形成されるまではLOTUSによってNogoの作用は抑制されているが、側枝形成期になるとLOTUSによるNogo作用の抑制が解除されて軸索側枝が形成されるとする仮説を提唱するに至った。2年間の研究で、LOTUSがNgR1の内在性のアンタゴニストとして作用し、LOTの神経束形成と軸索側枝形成における生理機能も明らかにした。研究目的であるLOT形成におけるLOTUSとNgR1の役割の解析を行い、論文化を果たした。また、当初の予定には無かったが、各遺伝子欠損マウスの軸索側枝の形成における表現型異常を見出し、神経再生阻害因子であるNogoの胎生児脳における生理機能の解明に迫ることができた。遺伝子欠損マウスの行動解析をするまでには至らなかったが、以上の理由からおおむね順調であると判断した。今後は軸索側枝形成がどういったメカニズムで生じたのかを明らかにするため、発生段階におけるLOTUS,Nogo,NgR1の発現様式をウェスタンブロット等で調査する。それによってLOTUSの発現変動がNogoのシグナルを制御し、軸索側枝形成に寄与しているかどうかを明らかにする。また、嗅球の背側部は本能的嗅覚行動に関わり、腹側部は弁別学習による嗅覚行動に関わるという報告がある。LOTUSは嗅球の腹側部に多く発現していることから、LOTUSが嗅覚弁別学習行動に関与する可能性が推測されるため、lotus-KOマウスの詳細な行動実験を行う。更に、初代培養海馬神経細胞のシナプスにLOTUSが存在していることが分かった。NgR1も海馬シナプスに分布し、シナプス可塑性に関与することが知られているので、LOTUSがシナプス可塑性関与するかを調査する予定である。
アミロイドβタンパク質のモノマーとオリゴマー動態がシナプス機能を調節する

アルツハイマー病(AD)はその発症原因として最近、従来のアミロイド仮説ではなく、アミロイドβタンパク質(Aβ)のオリゴマーが神経細胞内でより強い毒性を示し、シナプス障害を引き起こすとするオリゴマー仮説が有力となりつつある。本研究ではAβの細胞内動態を生きた個体で可視化できるAβ-GFPトランスジェニックマウスを開発した。Aβ-GFPの分子特性を解析した結果、生体内・外でオリゴマーを形成することが判明した。このマウスの行動学的解析では、比較的若い月齢で既に認知機能障害を呈することから、このマウスはAβオリゴマーの毒性機構とADの記憶障害の発症機構の解明に大きく貢献できると考えられる。アルツハイマー病(AD)の病因因子であるアミロイドβタンパク質(Aβ)は容易に大きな重合体を形成することから、生きた細胞内でのモノマーやオリゴマーの機能の解析が困難であった。申請者らは神経細胞内にAβオリゴマーを発現し、その分子動態をGFPとの融合タンパク質として生きた細胞内で観察可能な新規モデルマウス(Aβ-GFPマウス)を開発した。本研究ではこのマウスを利用して、シナプス内部におけるAβオリゴマーの機能の詳細を、形態学的・行動学的・電気生理学的および生化学的に解析し、さらにシナプス内部のAβの動態を1数分子の状態から観察し、重合状態と毒性との関連を明らかにすることを目的とする。本年度は行動学的・電気生理学的解析、およびAβ-GFP分子の詳細をNMRと電子顕微鏡で解析した。その結果、Aβ-GFPマウスは比較的若い月齢で、既に空間認知能力が同腹の野生型より劣っていることが確認された。また、上記と同じ月齢のマウスの海馬スライスを用いた電気生理学的解析でも、Aβ-GFPマウスは長期増強(LTP)が野生型に比べて有意に低下していることが明らかとなった。またNMRおよび電子顕微鏡による解析では、Aβ-GFP分子はオリゴマーのみを形成することも明らかとなった。これらの結果は、本研究に用いているAβ-GFPマウスがADの発症初期あるいは発症前に既に起こり始めているとされる、オリゴマーによるシナプス障害を解析する有効なモデルであり、このマウスを用いてシナプス領域における様々な変化を解析することはADの発症予防法の開発に非常に有意義であると考えられる。アルツハイマー病(AD)の病因因子の一つであるアミロイドβタンパク質(Aβ)は、容易に大きな重合体を形成することから、生きた細胞内でのAβモノマーやオリゴマーの機能を解析することが困難であった。そこで神経細胞内でAβオリゴマーを発現し、その分子動態をAβとGFPの融合タンパク質として生きた細胞内で観察可能な新規モデルマウス(Aβ-GFPマウス)を開発した。本研究ではこのマウスを利用して、シナプス内部のAβオリゴマーの機能の詳細を解析し、重合状態と毒性の関連を明らかにすることを目的とした。まず、Aβ-GFP融合タンパク質の分子状態を、NMR・電子顕微鏡・蛍光相関分光分析法・免疫組織化学法を用いてより詳細に解析した結果、この融合タンパク質は生体内外において、主に2量体から7量体のオリゴマーを形成することを明らかにした。そこで、この融合タンパク質を発現させたマウスを行動学的、生化学的、電気生理学的に解析した。行動学的解析の結果、3ヶ月齢前後の若い個体で既に空間認知機能障害や記憶障害が起こり、また電気生理学的解析では長期増強(LTP)が野生型に比べ優位に低下していることが明らかとなった。更に、シナプスの前部と後部で、シナプス伝達に関連する主要なタンパク質の発現を、海馬組織のP2画分を用いて比較した結果、シナプス後部のタンパク質のうちNMDA受容体関連タンパク質の発現が低下していることが明らかとなった。これらの結果は、Aβ-GFPマウスがAβオリゴマーによるシナプス障害を解析する有効なモデルであることを示唆している。また、このモデルマウスを用いてシナプス領域の様々な変化を解析することは、ADの発症を予防する方法の開発に繋がると思われる。本研究で用いたAβとGFPの融合タンパク質分子そのものの特性をより正確に把握するため、大腸菌より精製したAβ-GFP分子をNMRや電子顕微鏡を用いて解析し、合成したAβペプチドそのものや、Aβに変異を導入し、重合を阻害することが可能なAβmut-GFP分子と比較した。その結果Aβ-GFPはオリゴマーしか形成できないことが明らかとなった。超解像顕微鏡を用いて細胞内のAβ-GFP分子を観察した結果、電子顕微鏡で観察された分子と同様の形態のものが観察された。また、Aβ-GFPマウスを用いて、モリス水迷路等の行動解析を行った結果、老齢マウスではなく、生後23ヶ月齢の若いマウスで、既に空間認知能力が同腹の野生型より劣っていることが確認された。

上記と同じ月齢のマウスの海馬スライスを用いた長期増強(LTP)の解析では、Aβ-GFPマウスは野生型に比べてLTPが有意に低下していることが明らかとなった。これらの結果は当初の計画以上に進展していると考えられる。しかし、生体内でオリゴマーとモノマーの機能を比較検討するために作成中であるAβ-GFPモノマーマウスについて、GFPの蛍光が明確に見えるマウスが今のところ得られていないことから、当初の予定より進捗が遅れている。従って全体としておおむね順調に進展していると考える。神経細胞生物学Aβ-GFPマウスはAD発症初期のシナプス機能の解析に有効であることから、シナプス内部でどのようなタンパク質が実際にAβを関わっているのかを解析する。具体的にはシナプス領域でAβと結合する新規分子を見つける目的で、AβーGFPマウスのシナプトソーム画分を作成し、GFPを利用した免疫沈降を行い、Aβに結合するタンパク質を選んで質量分析にて解析する。また、超解像顕微鏡を使用してAβ-GFPマウスのシナプス部におけるAβの局在や、電気刺激を加えたときの動態変化を詳細に解析する。更に、生きた個体で、細胞内のAβの状態変化を2光子顕微鏡で観察する。また、Aβ-GFPモノマーマウスの開発を成功させ、Aβ-GFPマウスとの行動や電気生理学的違いを解析する。研究の進捗状況から、国際学会での発表は時期尚早と考え演題を出さなかったため、外国旅費を使用しなかった。また、動物飼育費として考えていた経費について、運営費交付金で全額を賄うことができたため、その分の余剰が生じた。通常の消耗品費の他、次年度は研究成果を国際学会で1回、国内学会で2回発表するため演題を登録し、その旅費として使用する。また、タンパク質の質量分析のため外注分析費として使用する。論文の投稿および掲載費用として使用する。
遠隔看護による早期糖尿病患者に対する継続した自己管理支援に関する研究

本研究は、糖尿病患者に対する、教育入院中から退院後へと継続した自己管理支援を遠隔看護によって実施することで、個別の生活状況に合わせた自己管理方法の獲得を目指すものである。患者は、タブレット型端末を使用し、「糖尿病自己管理支援システム」に日々の自己管理データを入力したり、食事写真を撮影する。看護師から、1週間に1回のアドバイスを受ける。3ヵ月間の遠隔看護を実践した結果、HbAc1の改善には至らなかったが、糖尿病自己管理行動得点が上昇し、糖尿病問題領域質問表得点が低下したことから生活改善を見直す機会となった。本研究は、タブレット型端末であるiPadを活用した「糖尿病自己管理支援システムII」を用いて、教育入院から退院後へと継続した自己管理支援を行うことで、生活状況に応じた自己管理方法の獲得を目指すものである。平成25年度は、iPadに「糖尿病自己管理支援システムII」を構築した。iPadは、スマートフォンや携帯電話よりも画面が大きく、かつ音声入力が可能なため、高齢者でも比較的容易に使用可能であることから選択した。高齢者に使いやすいシステムとするため、操作性を高める画面デザインを行った。ハードウェアおよびソフトウェアの両面から視認性、操作性に配慮した。トップページには、入力に必要な項目全てを配置し、イラストで内容がわかる工夫を行った。食事療法に関する入力項目として、食事写真を記録に残せるが、その際、別のシステムを立ち上げたり、別の操作を行わなくても、同じシステム内ですぐに写真が撮影でき、日々の記録画面に貼りつく工夫を行った。教育入院中の糖尿病食を写真に残すことで、退院後の食生活との比較が可能となる。薬物療法への対応として、インスリン自己注射中の患者には血糖値、インスリン非導入患者には尿糖値というように、個人に応じた必要な項目が表示されるようにした。看護相談に関する画面は、やり取りの過程が一目でわかるように時系列で並ぶようにした。自己管理を行うためのセルフモニタリング項目は、月目標や週目標に応じて決まってくるが、目標を立て忘れないように、7日間が経過すると週目標の入力を促し、月が変わると月目標の入力を促すように設定した。学習教材は、日本糖尿病学会年次集会がインターネットで公開している、糖尿病啓発プログラムを見られるようにした。複数の健康人が「糖尿病自己管理支援システムII」に日々データ入力を行い、実証実験に耐えうることを検証した。本研究は、早期糖尿病患者に対する強化血糖管理による、長期的な大血管予防のために、既に開発した糖尿病自己管理支援システムを教育入院プログラムと組み合わせ、タブレット型端末で活用できるように拡張した「糖尿病自己管理支援システムII」を用いて、教育入院から退院後へと継続した自己管理支援を行うことで、生活状況に応じた自己管理方法の獲得を目指すものである。システムの概要は、インターネットを利用した遠隔看護支援システムである。対象者は、日々の食事内容、歩数・消費カロリー等の運動量、体重・体脂肪率、行動記録、中短期の目標と評価、血液検査データなどを入力しサーバーに登録する。登録されたデータは、タブレット型端末の画面に、グラフとして表示される。食事内容は写真を保存し、教育入院中の糖尿病食と比較することで、食べ過ぎを防止する。また、対象者が糖尿病療養生活において疑問に感じたことを、その場で記録できるような入力画面を用意し、医療者が対応することで、早期の解決を図る。医療者は、対象者が医療機関に受診した際、タブレット型端末に入力されたデータを確認して、アドバイスの参考とする。システムへの入力の継続性を保つためには、操作の簡便さややる気を維持・向上させる工夫が必要となる。そこで、文字入力の負担を少なくするため、50音別の食事メニューを表示したり、目標入力のための一般的な文章を用意する。日々の目標達成得点に応じて、キャラクターの表情や動きが変化するゲーム性を取り入れる。平成24年度は、タブレット型端末で稼働する上記システムの開発を行った。平成26年度は、教育入院中に研究への同意の得られた糖尿病患者に対して、「糖尿病自己管理支援システムII」」を構築したiPadを用いて、退院後3ヶ月間の遠隔看護介入を実施した。患者は、60歳代で糖尿病歴20年のインスリン治療中の独居男性である。遠隔看護介入の結果、HbA1c値は介入前11.1%、介入後12.4%であった。糖尿病自己管理行動得点(得点が高いほど自己管理が実践できていると評価される)は介入前41点、介入後51点であった。糖尿病問題領域質問表(得点が高いほど負担感情が高いことを示す)は、介入前43点、介入後39点であった。また、システムは「操作しやすい」「操作は覚えやすい」「とても見易い表示であり、わかりやすかった」と評価しており、遠隔看護ケアには満足、糖尿病療養の役に立ったと回答していた。

介入後の聞き取り調査の結果からは、生活改善について「入力を意識していたので生活改善に努めようとした」「外来の月1回の報告より毎日の報告は密度が濃かったのでよかった」「ストレスに思うことなく実施が継続できた」、遠隔看護ケアについて「看護師は適度に関わりよく見てくれた」「看護師のアドバイスに素直に返答できなくて申し訳なかった」との意見があった。システムに関しては「自己管理機能がよかった」「音声入力は便利だった」「食事の写真が面倒だった」「食事報告の振り返りは見なかった」「糖尿病教室画面は見なかった」「血糖値が高いときは書きにくかった」との意見があった。タブレット型端末であるiPadを用いた「糖尿病自己管理支援システムII」による遠隔看護介入は、HbA1c値の改善には至らなかったが、自己管理行動得点が上昇し、PAID得点が減少したことや生活改善に努めたとの発言から、自己管理行動を見直す良い機会となり、将来的には大血管合併症予防につながると考える。看護学本年度は、糖尿病自己管理支援システムIIの入力画面とデータベースの構築を行い、健康人での検証により一定の成果が得られた。糖尿病患者は、高齢者が多いため、高齢者が使いやすいシステムを構築することで、全ての人にとって使いやすいシステムとなったと考える。最終年度は、糖尿病患者で実証実験を実施する。携帯電話用に開発した糖尿病自己管理支援システムを、タブレット型端末で稼働するためのシステム開発は、実施済みである。しかし、研究協力病院が確保できず、教育入院プログラムの電子化や学習教材の開発が完成しておらず、達成度としてはやや遅れている。研究協力病院が確保できなかった理由は、対象者が少ない、退院後は地域の診療所に戻ってしまい、継続したデータが収集できないという理由である。研究協力病院において、実証実験を実施する。教育入院中の糖尿病患者に対して入院時から退院後3か月間、「糖尿病自己管理支援システムII」使用してもらい、システムの使用前後およびシステムの使用終了3ヶ月後に質問紙調査や聞き取り調査を行うことによって、本システムの有用性やユーザビリティについて明らかにする。看護相談の回答は、看護師が実施し、食事報告の項目においては、管理栄養士が食事写真とメニュー名からカロリー計算を行い、必要時には、看護師および管理栄養士から食事に関するアドバイスを実施する。ユーザビリティの評価は、アクセス解析ソフトを用いて、システムのどの部分に手間や時間がかかっているのかを解析し、システムの改善に役立てる。研究協力病院に特化した教育入院プログラムの電子化や学習教材の開発を行うため、一施設毎に協力を求める方法しか用いることができないので、時間がかかっているが、協力が得られそうな施設から順次計画の説明を実施し、研究協力病院の確保を早急に行う。研究協力病院が確保でき次第、教育入院プログラムで使用する資料等を電子化し、いつでもどこからでも自由に復習したり、確認できるようにする。復習用の教材の一つとして、教育入院の内容に応じたテスト問題やその解説を作成する。テスト問題は得点化し、何回でも挑戦できるように、過去の得点の推移や弱点がわかるような表示の仕方を工夫する。
ペルシャ資料による中国語音韻史研究

本研究では、ペルシャ文字による中国音転写資料であるラシード・ウッディーンの『ターンスークナーメ』(14世紀初)や同じくラシード・ウッディーンの『中国史』や中国国家図書館蔵『回回薬方』(元末・明初)、また漢字によるペルシャ語の転写資料である『回回館訳語』(明代)などを対象として当時の中国語音を検討した。『ターンスークナーメ』では入声の反映に関して-p、-t、-kの韻尾をもつタイプと、閉鎖音韻尾を脱落させるタイプの2つが認められるが、いずれも大体の体系は北方方言系のものと見られる。それに対して、ラシード・ウッディーン『中国史』の方の転写は『ターンクスークナーメ』に比して精度が荒く、また音韻特徴の面から言っても完全には同一の方言を反映するものではないことが確認された。『回回薬方』については当初、独自に入手したマイクロフィルムにより研究を進め、その中に含まれるペルシャ文字や漢字によるペルシャ語の転写を逐次摘記していったが、国家図書館では4分の1程度しかマイクロフィルムの焼き付け許可をしていないため、未だ全体を覆うものではなかった。しかるに研究期間が終了する間際になって中国で残存部分すべてを含む影印本が出版されたので、これにより完全な研究をなすことが可能になった。今後の課題としたい。『回回館訳語』については子音・母音の他、声調にも音節の位置に応じて一定の偏りが見られることが明らかとなり、その反映する音韻体系全体について逐次発表していきたい。今年度は元代明代の中国語音を反映する二つのペルシャ資料のペルシャ文字をローマ字転写化した。一つはペルシャ人が記した中国旅行記に含まれる固有名詞の音訳で、こちらは数が少なく、また断片的であり、地名・人名の原語が何であるかが突き止められるものが少なかったため、体系的な研究資料とはし難い如くであることが明らかとなった。いま一つは北京図書館蔵のペルシャ医学書の中国語訳『回回薬方』であり、こちらは漢字音訳の脇にペルシャ文字が書いてある場合があり、原語とペルシャ文字転写の比定が比較的容易である。今年度はペルシャ文字が記してある部分のローマ字化を行ったが、来年度は更にこれを梃子として漢字のみが記されている音訳部分も検討する予定である。今年度は基礎資料の転写が主な研究作業であったが、来年度は更にそれを中国語音韻史に照らして、その反映する音価・音韻体系・基礎方言・中国語音韻史における位置づけなどの研究を行う予定である。また、今年度は作業が完了しなかったラシード・ウッディーンの『中国史』に含まれる漢語固有名詞の音訳の原語同定作業も来年度はなしたいと考えている。今後の課題としたい。
線形連立方程式の数理を援用したＬＤＰＣ符号の新しい性能解析法および符号化法の開発

本研究では,次世代誤り制御方式の中核をなすものと期待されているLDPC符号化システムに関する,新たな高速符号化法や性能解析手法の開発を行った。具体的には,線形連立方程式の効率的な解法であるDM分解法や,ヤコビ法に代表される反復解法に着目し,(1)任意の有限体上の線形符号に適用可能な高速符号化手法の開発,(2)近年新たに提案されたLDPC符号の1クラスである「SCーLDPC符号」と従来のLDPC符号との厳密な性能比較,を行う事に成功した。本年度は,(1)LDPC符号化システムの性能評価,(2)LDPC符号の高速符号化アルゴリズムの開発,を行った。(1)LDPC符号化システムの性能評価LDPC符号の設計手法は近年目覚ましい進展を見せ,従来にはない様々な手法により高性能LDPC符号を開発できるようになった。しかしながら,新たな手法により設計されたLDPC符号に対する性能解析手法は十分に整備されておらず,高性能符号を効率的に生成するための妨げとなっている。そこで,新たな手法により構成されたLDPC符号の性能を数値的に評価し,性能解析手法の開発への一助となる知見を得た。これらの成果は雑誌論文リストの1番目の論文としてまとめられた。(2)LDPC符号の高速符号化アルゴリズムの開発検査行列をブロック三角化することによって符号化の計算量を低減する手法については,本研究の申請段階で基本的なアイディアを得ていた。本年度は,(a)ブロック三角化を行うための高速アルゴリズムの開発,(b)ブロック三角行列の対角ブロックが三角行列とどの程度異なるかを示すパラメータの精密な評価,を行い,高速符号化アルゴリズムを完成させた。また,提案したアルゴリズムの計算量の評価を行い,最悪計算量の意味で従来手法よりも劣ることはないことを理論的に示した。さらに,数値実験により,平均的な計算量の意味では,従来手法を大幅に上回ることを確認した。これらの成果は雑誌論文リストの2番目の論文としてまとめられた。以上の研究成果は,LDPC符号化システムの実現と運用における問題を克服するとともに,システムの高度化に大きく貢献するものである。本研究では,(1)実用的な符号長における反復復号性能の解析手法の未整備による,具体的なLDPC符号の設計の困難性,(2)LDPC符号化システムにおける符号化と復号の計算量のアンバランス,を克服する手法を開発することを目的としている。これに対し,平成24年度は以下の成果を得た。1.任意の有限体上の線形符号に適用可能な高速符号化手法を開発することに成功した。また,2元LDPC符号に対して提案手法を適用したとき,(1)符号を定義する検査行列の列重みが3以下の場合には提案手法はLuらの手法と等価であること,(2)それ以外の場合にはLuらの手法よりもはるかに高速な符号化法を与えること,が示された。これらの成果は,LDPC符号化システムにおける符号化と復号の計算量のアンバランスを克服するための,非常に有効な手段を与えるものである。また,これらの成果は,平成24年10月に開催された,情報理論分野の主要な国際会議の一つであるISITA2012にて発表された。2.近年新たに提案されたLDPC符号の1クラスである「SCーLDPC符号」に対して本研究で得られた知見を適用することによって,これまでは不十分であったSCーLDPC符号と従来のLDPC符号との性能比較をより厳密に行うことに成功した。本成果は,LDPC符号の漸近的な性能比較に偏りがちであった従来研究に対して,実用的な符号長での厳密な性能比較を行った重要なものである。これらの成果は24年7月の情報理論研究会にて発表され,平成25年11月の電子情報通信学会論文誌に掲載の予定である。本年度は,本研究助成を得てこれまで開発を進めてきた「LDPC符号の高速符号化アルゴリズム」について,その更なるブラッシュアップを中心に研究を行った。本研究課題では,任意に与えられた線形符号の検査行列に対し,行および列の置換を施してブロック三角行列に変換したのち,さらに冗長ビットの計算スケジュールに工夫を凝らすことによって,線形符号の符号化の計算量を低減する手法について検討を重ねてきた。その結果,線形符号,特にLDPC符号に対する高速符号化アルゴリズムを完成させている。しかしながら,開発した符号化アルゴリズムをある種の線形符号に対して適用したとき,アルゴリズムの実行途中で予期していない形のブロック行列が現れる可能性があることが指摘された。そこで本年度は,そのような場合に対応できるよう,開発したアルゴリズムの改編について検討を行った。具体的な解決策を与えるには至らなかったが,このアルゴリズムが適用可能な線形符号のクラスについて検討し,その明確化とアルゴリズムの改編に関するヒントを得ることができた。

また,本研究に触発され,線形符号の高速符号化アルゴリズムに関する様々な後続研究が報告されていることも特筆すべきことと考えられる情報通信工学LDPC符号化システムは次世代の誤り制御方式として有望視されているが,実用的な符号長における解析的な性能評価法は未だ確立されていない。また,符号長の二乗に比例する大きな符号化計算量を要するという,LDPC符号化システムの運用上無視できない欠点もある。本研究の目的は,LDPC符号化システムに関するこれらの問題点を克服することである。LDPC符号の符号化計算量の低減については,本年度までの研究により,ほぼ満足のいく成果が得られたものと考えられる。その具体的な理由として,(a)符号長の線形オーダで実行できる符号化アルゴリズムの開発に成功したこと,また,(b)提案した符号化アルゴリズムが,従来の線形オーダの符号化アルゴリズムよりもはるかに計算量の低いアルゴリズムであることが理論的・数値的に示されたこと,の2点を挙げることができる。これらの成果は,LDPC符号の運用における上記の問題がほぼ完全に解決されたことを強く示唆している。一方,LDPC符号の性能評価法に関しては,未だ完全な解決に至っていない。今年度の研究により,特に,近年開発された設計手法に基づくLDPC符号について,それらの性能を左右するパラメータの候補を数値実験により明らかにした。しかしながら,当初予定していた,符号化の高速化に大きな役割を果たした「線形連立方程式の数理」をLDPCの性能評価に適用することまでには至っていない。以上の状況から,研究期間の2年目を終了した段階では,研究は概ね順調に進展していると考えられる。研究目的(研究実績参照)の達成に向け,平成24年度の研究実施計画では,本研究の着想に至った基本的なアイディアである「線形符号の符号化・復号と線形連立方程式の効率的解法との類似性」に関する理解を深めるため,DM分解法や,ヤコビ法に代表される反復解法などに関する基礎理論の整理と拡張について検討する予定であった。具体的には,まず初めに,LDPC符号の高速符号化法の開発に向け,「符号のパリティビットのグループ化」と「DM分解法における未知変数のグループ化」との間の関係に注目することによって,従来のLDPC符号の符号化法とDM分解法との関係を解明することを目標とした。これに対し,LuらによるLDPC符号の符号化法を拡張することによって,任意の有限体上の線形符号に適用可能な高速符号化手法を開発することに成功した(研究実績1)。本テーマを推進する過程において,DM分解法の基礎理論の整理が進み,提案手法とDM分解法との類似点・相違点などが明らかになった。また,ヤコビ法の基礎理論についても整理が進み,現時点では具体的な成果は得られていないものの,現在修士課程に在籍する学生の修士論文執筆に向けて,研究方針の決定などに大いに役立った。また,SCーLDPC符号の性能比較(研究実績2)で得られた知見は,平成25年度以降の研究に対する指針を与えるものであり,本年度の当初計画以上の達成度が得られている。以上説明したように,当初の研究計画は十分に達成されており,また具体的な研究成果も多く得られているものと考えられる。当初の予定では,LDPC符号の符号化の高速化に大きな役割を果たした「線形連立方程式の数理」をLDPC符号の性能評価に適用することを予定していた。
樹状細胞を用いた移植遺伝子治療の応用

本研究では、(1)loxP配列を持つON/OFF系IDOアデノウイルスベクターをCOS-TPC法を用いて作製した。作製したCre/loxP系を用いたアデノウイルスベクターAxCALNIDOおよびCre組み換え酵素発現用ベクターAxCANCreを共感染させたCOS-7細胞ではIDOがWestern blotで確認した。生体内の肝臓でのIDO遺伝子の発現も認められた。(2)ラットDCの大量培養、純化及び遺伝子導入の検討について、GM-CSFを添加しない方法、即ちFlt-3/Flk-2+IL-6を用いたラット骨髄細胞からのDCの分化・培養法を確立した。GM-CSF+IL-4を添加する方法と比較して、培養開始後3週間くらいで採取してきた骨髄細胞数の1020%に相当する数のDCはサイトスピン像とFACSで同定し、DCであることを確認した。また、ラットmature DCのpurificationの方法について、得られたラットDCをNKR-PlA(CD161a,C型レクチン)にてautoMACSでpositive selectionを行なうと、ほぼ100% mature DCのみにpurifyすることができた。さらに、Adenovirus、Lentivirusに組み込んだEGFPを用いて、DCへの遺伝子導入を試み、導入率、細胞毒性等の検討により、Rat DCへの遺伝子導入にはLentivirusを使用するのがベストと考えられた。(3)AxCALNIDOをA/Jマウス由来樹状細胞(XS106)に感染させ、リンパ球の活性を抑制するか否かをMixed lymphocyte reaction(MLR)を用いて検討した。MLRの結果から、AxCALNIDOを感染させた群は、コントロール群であるAdxCre群に比べ、24時間および48時間ともにリンパ球の増殖が抑制されていた。このことにより、DCにIDOを発現させることで、リンパ球の活性を抑制することが明らかとなった。また、その作用機序として、cell cycleの制御及びapoptosis誘導についてFACSにて検討を行い、細胞死の誘導によるリンパ球の活性抑制が示唆された。(4)ラット膵島移植モデルを用い、AxCALNIDO導入後の拒絶反応抑制効果について検討を行った。明らかなグラフト延長効果が得られなかった。その機序について検討中である。さらに現在、ドナーにAxCALNIDOを感染させたXS106導入したC57BL/6Cr Slcマウス、レシピエントにA/Jマウスを用いて頚部心移植を行い、拒絶反応抑制効果が認められるかを検討中である。本研究では、(1)loxP配列を持つON/OFF系IDO、RCAS-1アデノウイルスベクターをCOS-TPC法を用いて作製した。この系は標的細胞内で外来遺伝子を発現する為には外来遺伝子を発現するベクターとCre組み換え酵素を発現するベクターとを共感染させる必要がある。loxP配列を持つ各遺伝子の発現アデノウイルスベクターの蛋白発現の割合はCre組み換え酵素発現ベクターの感染量に依存していた。作製したCre/loxP系を用いたアデノウイルスベクターAxCALNIDO、AxCALNRCAS-

1およびCre組み換え酵素発現用ベクターAxCANCreを共感染させたCOS-7細胞ではIDOがWestern blotで検出されたが、RCAS-1の検出ができなかった。また、AxCALNIDOのみを感染させた細胞ではIDOの発現は認められなかった。生体内の肝臓でのIDO遺伝子の発現も認められた。(2)極めて強力な免疫原性を有している樹状細胞の起源と機能を明らかにするため、ヒト、ラット、マウス血液幹細胞培養による樹状細胞誘導を行った。特にヒト臍帯血からFicoll-Paqueにて白血球を分離した後マグネティックビーズが結合した造血肝細胞マーカーであるCD34抗体で染色し、Auto MACS(自動磁気分離装置)にて造血幹細胞を分離した。その後培養にてIL-4、GM-CSF等cytokineを用い、樹状細胞への誘導を行った。また、FACSにてMHCII、CD86、CD40等樹状細胞表面のマーカーの発現も確認できた。(3)IDOのHepG2細胞導入後機能的な発現によるトリプトファンの分解誘導について検討を行った。HepG2細胞にAxCALNIDOをMOI 100で、AxCANCreをMOI 0からMOI 100までの範囲で共感染させた。その後48時間培養したHepG2細胞を回収し、その代謝物質であるキヌレニンをHPLCにて分析した。また蛋白質を抽出し、Western blottによって解析した。その結果AxCANCreの感染濃度依存的にキヌレニンの増加が測定できた。Western blottによる解析はAxCANCreの感染量がMOI 0ではIDOは検出されなかったが、AxCANCreの感染濃度依存的にIDOに相当するシグナルの増強が認められた。本研究では、(1)昨年度作製したAxCALNIDOをA/Jマウス由来樹状細胞(XS106)に感染させ、リンパ球の活性を抑制するか否かをMixed lymphocyte reaction(MLR)を用いて検討した。MLRの結果から、AxCALNIDOを感染させた群は、コントロール群であるAdxCre群に比べ、24時間およぴ48時間ともにリンパ球の増殖が抑制されていた。このことにより、DCにIDOを発現させることで、リンパ球の活性を抑制することが明らかとなった。また、その作用機序として、cell cycleの制御及ぴapoptosis誘導についてFACSにて検討を行い、細胞死の誘導によるリンパ球の活性抑制が示唆された。(2)ラットDCの大量培養、純化及ぴ遺伝子導入の検討:GM-CSFを添加しない方法、即ちFlt-3/Flk-2+IL-6を用いたラット骨髄細胞からのDCの分化・培養法を確立した。GM-CSF+IL-4を添加する方法と比較して、培養開始後3週間く'らいで採取してきた骨髄細胞数の1020%に相当する数のDCはサイトスピン像とFACSで同定し、DCであることを確認した。
新しい薬理学的不整脈モデルにおける心筋M細胞の薬物治療学的意義の解析

致死的不整脈を惹起し突然死するポックリ病の原因とされる「Brugada症候群」の薬理学的不整脈モデルを、イヌ摘出血液灌流右心室自由壁標本にKチャネル開口薬であるピナシジルとNaチャネル遮断薬であるピルジカイニドで灌流して作製した。このモデルでは、V1V2誘導心電図で「Brugada症候群」に特徴的なsaddleback型、coved型のST変化が惹起できた。coved型ST変化時に発生した心室細動では、心内膜側と心外膜側の量側に固定した48双極電極による興奮伝播様式の解析で、その興奮伝播様式が心内膜側と心外膜側で異なり、機能的ブロックを伴い両側間を回帰するリエントリーが機序として考えられ、心内膜側と心外膜側の間に機能的ブロックを起こす細胞群(M細胞)の存在が示唆された。又、「Brugada症候群」は男性に多く発生するが、今回のモデルでもcoved型ST変化時に発生した心室細動は雄イヌより作成した標本で多く観察され、「QT延長症候群」が女性に多いことと対照的であり、テストステロンの影響が考えられた。今後の動物実験モデル作成時に性差について深く考慮する必要性が示唆された(Circulation、2004)。一方、今回右心室自由壁標本の心内膜と心外膜の中間の心室筋層にM細胞活動電位測定用電極を刺入し、単相活動電位を記録したところ、活動電位持続時間が心内膜側および心外膜側心室筋よりも長い心室筋の存在が確認されたが、ピナシジルおよびピルジカイニドで心室細動を惹起させても、機能的ブロックを伴い両側間を回帰するリエントリーを機序とする興奮伝播様式は観察されなかった。標本にM細胞活動電位測定用電極を刺入したことにより興奮伝播経路に物理的障碍が形成されたものと考えられる。致死的心室性不整脈が先天的に起こり易いQT延長症候群などのチャネル病といわれる遺伝病が臨床的に問題となっているが、それらの不整脈に対する薬物治療を検討するにしてもヒトでの実験は不可能であった。最近我々は若年者の突然死の原因の一つである特発性心室細動の一つの「Brugada症候群」のモデルを薬理学的に作製した(Circulation,2004)。イヌ摘出血液灌流右心室自由壁標本を、KチャネルオープナーであるピナシジルおよびNaチャネルブロッカーであるピルジカイニドで灌流することにより、このモデルでは、Brugada症候群で特徴的なV1V2誘導心電図でのST上昇が誘発され、薬物濃度を変化させることにより、サドルバック型、コーブド型のST変化が惹起できた。更に、コーブド型ST変化が認められた時に発生した心室細動では、興奮伝播様式が心内膜側と心外膜側で異なり、機能的ブロックを伴い、両側間を回帰するリエントリーが機序として考えられた。つまり、心内膜側と心外膜側の間に機能的ブロックを起こす細胞群の存在が示唆された。心内膜側と心外膜側の間には活動電位持続時間が非常に長いM細胞が存在することが確かめられてはいるものの、実際の致死的心室性不整脈でどう関わっているかは未だ不明である。