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レチノイン酸の小脳コンパートメント形成に対する影響

小脳への入力は、苔状繊維が主として橋核などから、登状繊維が、下オリーブ核から投射する。これらの入力の一部が、帯状構造と関りがあることも示唆されている。また、発生にさいして、これら2つの核は、小脳と同じ原基であるprecerebel1ar neuroepitheliumから生まれ、下オリーブ核ニューロンは腹側後部へ、橋核ニューロンは、腹側前部へと移動する。小脳にはレチノイン酸レセプター(RARα,β,γとRXRα,β,γ)が存在し、さらにレチノイン酸と結合するオーファンレセプターの1つ、COUP-TF2は、帯状の発現が認められ(Yamamoto et al.1999)、延髄にも、これらのレセプターの発現がみられることから、レチノイン酸は小脳・下オリーブ核・橋核の発生に影響を及ぼすことが予想された。そこで、母体へのレチノイン酸過剰投与により、胎児期の小脳、下オリーブ核、橋核にどのような変化がおきるかを、形態学的に調べるため、胎生の中期から後期にかけて、各日令においてレチノイン酸を投与し、胎生18日で組織を調べたところ、下オリーブ核ニューロンの形成に異常が見られた。とくに、胎生8日、9-10日、10-11日のそれぞれの日令での投与においては、下オリーブ核は前後軸方向に2倍近く伸長しており、細胞数もふえ、構造が異常であった。この異常は、9-10日投与で最も顕著であった。今後この異常の発生に関与する遺伝子群を調べていく。レレチノイン酸には形態発生に際して重要なHoxなど特定の遺伝子群の発現をコントロールする機能があることが解明されてきた。小脳は、神経系のうちでも、特異な構造と発生過程をしめす。成熟動物の小脳は大きく中央部の虫部、両側の半球部にわけられ、更に前後方向に1-10までの小葉に分けられる。ところが、形態学的には同じプルキニエ細胞が実は分子的に異るポピュレーションからなりこれらは小葉に直交する形で、前後方向にのびる幅数ミリの帯状構造を形成する。これを小脳コンパートメントとよぶ。このコンパートメントがどのように形成されてくるか、その分子機構をさぐるため、本年度は、レチノイン酸に関る遺伝子群の発現を発生の各段階で調べた。レチノイン酸はレチノイン酸レセプターと結合し、その結合物が、直接DNAの特定シークエンス(RARE)に結合することにより、遺伝子を活性化することが知られている。レチノイン酸レセプターには現在RARとRXRが知られている。それぞれα,β,γのサブタイプがあり、計6種類ある。さらに、COUP-TF1、TF2など、レチノイン酸レセプターに対して拮抗的に作用するレセプターファミリーもある。これら8種類の分子について、その発現パターンの発生過程での変化をNorthern bIot、in situ hybridizationにより調べる。我々は、既にこのうちの幾つかの遺伝子が胎生期の小脳に帯状に発現し、そのパターンが、発生がすすむにつれ縞の数と位置が変化することを観察し、報告した。小脳では、転写調節因子のEn1,En2,Wnt3,Wnt7bなどが、胎生期に帯状に発現することが知られている、これらの遺伝子発現とレチノイン酸レセプターの発現とを比較したところ、En2とは相補的に、また、Wnt7bとは、特定の小葉において、同じコンパートメントに発現していた。小脳への入力は、苔状繊維が主として橋核などから、登状繊維が、下オリ-ブ核から投射する。また、発生にさいして、これら2つの核は、小脳と同じ原基であるprecerebellar neuroepitheliumから生まれ、下オリ-ブ核ニューロンは腹側後部へ、橋核ニュ-ロンは、腹側前部へと移動する。

小脳にはレチノイン酸レセプター(RARα,β,γとRXRα,β,γ)が存在し、さらにレチノイン酸と結合するオーファンレセプターの1つ、COUP-TF2は、帯状の発現が認められ(Yamamoto et al.1999)、延髄にも、これらのレセプタ-の発現がみられることから、レチノイン酸は小脳・下オリ-ブ核・橋核の発生に影響を及ぼすことが予想された。そこで、母体へのレチノイン酸過剰投与により、胎児期の小脳、下オリ-ブ核、橋核にどのような変化がおきるかを、形態学的に調べるため、胎生の中期から後期にかけて、各日令においてレチノイン酸を投与し、胎生18日で組織を調べたところ、下オリ-ブ核ニュ-ロンの形成に異常が見られた。とくに、胎生8日、9-10日、10-11日のそれぞれの日令での投与においては、下オリ-ブ核は前後軸方向に2倍近く伸長しており、細胞数もふえ、構造が異常であった。この異常は、9-10日投与で最も顕著であった。今後この異常の発生に関与する遺伝子群を調べていく。
中国語における補語構造の非対称性に関する歴史的研究

本研究では、現代漢語の補語構造に見られるいくつかの非対称性のうち、「"来得及/来不及"←≠→"来及"」に見られる非対称性を主要な対象として取り上げ、歴史語法研究の観点から考察を加えることにより、その非対称性が発生した背景と由来を明らかにした。すなわち、その原型の"V得及/V不及"には複数の起源が存在し、上古漢語おいて時間を示す"不及V"が中古漢語において空間を示す"VO不及"と相互に干渉を起こした結果、"VO不及"が時間を示す機能を獲得するに至り、それが明代以降の補語構造における賓語位置の変化に伴い、現代漢語の"来不及"が成立したことを見いだした。中国語の補語構造にはいくつかの非対称性が存在し、そのうちの一つが、可能補語構造と結果補語構造の対応関係における対称性の破れである。例えば可能補語構造"来得及/来不及"にはそれに対応する結果補語構造"来及"が存在しない。これはよく知られた事実であるが、なぜこうした現象が生じたかについてこれまで考察されたことがなかった。本研究では、"来得及/来不及"を歴史的に遡ることによって、その原型の一つとなった"V不及"を見いだし、それに注目することで、"来得及/来不及"の発生過程を追跡し、対称性の破れが発生した背景を明らかにすることができた。すなわち、上古漢語にもともと存在した「時間型"及"」が原型となり、その否定形「時間型"不及V"」が生成され、やがて中古漢語期における可能補語隆盛の圧力の下で擬似可能補語形「時間型"V不及"」が成立し、近世漢語期に至ってその肯定形が生み出された結果、可能補語としての"V得及/V不及"が生成された。形態に基づけば、"来得及/来不及"はこの"V得及/V不及"の一変種として発生したものであると認めることができるから、"来不及"の原型は"来及"ではなく"不及来"となる。そのため、"来得及/来不及"と"来及"との間には、可能補語構造と結果補語構造との問に一般に認められる対称性が存在しないのだと説明できる。中国語の補語構造にはいくつかの非対称性が存在し、そのうちの一つが可能補語構造と結果補語構造の対応関係における対称性の破れである。本年は、そうした非対称性に関して、とりわけ「V得動/V不動」と「V得消/V不消」を中心にその成立過程を検討することで、その非対称性の由来を明らかにした。先ず「V得動/V不動」について述べると、現代中国語では「拿得動/拿不動」が常用されるにもかかわらず、「拿動」は使われない。この点に可能補語構造と結果補語構造の対応関係における対称性の破れが認められるわけであるが、歴史的に観察すれば、「拿動」はかつて明代白話で使用されていたことが知られる。そこでその発生と現代漢語への継承過程を調査した結果、旧白話において動詞の単なる連用構造であったものが、しだいに補語構造へと内部構造に変化を起こしたためであることが知られた。同様に「V得消/V不消」も現代漢語において常用されるにもかかわらず、「喫消」は使用されない。この点において可能補語構造と結果補語構造の対応関係における対称性の破れが認められるが、一部の特定地域の作品においては「喫消」と「V得消/V不消」が共に用いられ、対称性の破れは存在しない。ここには対称性に関して地域性の偏りが存在する事実が認められるため、その背景には方言との関係の存在を想定できる。つまり、「V得消/V不消」の場合、その非対称性が発生した背景には、現代漢語が成立する過程において、一部地域の方言の特殊な語法が標準的な文体に採用された結果であると推測できる。本研究はこうした非対称性の発生と由来について歴史的な観点から明らかにすることによって、非対称性が持つ一見すると非文法的な構造に、実は合文法的な機能が隠されていることを示そうとするものである。本年は「V得消/V不消」及び「対得起/対不起」が現代漢語において常用されるにもかかわらず、「V消」や「対起」が使用されない事実を中心に、データの収集と分析を行い、さらに過去年度の研究の総括を行った。今年度分として得られた主な知見として、「V得消/V不消」及び「対得起/対不起」についてまとめると以下の通りである。「V得消/V不消」

型の例として使用される「吃得消/吃不消」の初期例は『海上花列伝』や『九尾亀』等の特定の地域を背景に成立した作品に偏って認められることから、これらの作品が背景に持つ方言性との関連を想定できる。こうした南方方言系の作品が起源となり、民国初期の新文学運動の中で南方方言を基礎に持つ作家達によって受容され、可能補語形のみが現在の共通語の中に取り入れられたものと考えられる。この語に関する可能補語と結果補語との間の非対称性には、こうした背景が存在する。また「対得起/対不起」とその原型として想定されるべき「対起」との関係については、清末から民国初期にかけて「〓好」等の新しい挨拶言葉の成立時期と前後して、「対得起/対不起」が現れ始めることから、「対起」が本来持っている意義が社交儀礼で要求される場において用法を些か変形させつつ可能補語形を備えるに至ったものと考えられる。したがってここでは、封建社会が市民社会に向かって変質を始めた社会的要因が、新たな語形の誕生を促したものと推測できる。またこの過程においては、間接的な形での西洋語の翻訳の影響をも想定できる。
行動の制御機構における免疫・神経・内分泌系の機能連関

まず、シバヤギを用いて人為的に病態行動を誘起する感染モデルの作出について検討した。卵巣摘除シバヤギにエンドトキシンであるLPS(リポ多糖)を頚静脈より200ng/kg投与し、投与1時間前より10時間後までの期間について各種の自発行動を詳細に解析したところ、摂食および反芻に費やす時間、飲水およびグル-ミング行動の回数が減少し、逆に排尿回数が有為に増加していた。また、臨床症状としては、縮瞳がLPS投与39.5±3.1296.5±9.9分後にかけて、二相性の震えが46.0±2.3251.0±5.5分後にかけて、それぞれ認められなど定型的な行動変化が観察された。次に、この感染モデルを利用し、5頭の動物を供試して各種パラメターの変動とその連関について解析した。体温はLPS投与直後より上昇しはじめ、4時間後にピークに達したのち下降して8時間後には対照群と同レベルにまで低下した。心拍数は投与直後より軽度の増加傾向が観察され、4時間後より再び増加し7.5時間後をピークに減少した。呼吸数に関しては有為な変化は認められなかった。一方、免疫系の指標として用いた白血球、特に好中球数は、投与30分後より減少しはじめ、80分後に最低値を示した後、増加して平常値へと戻った。さらに、内分泌系の指標としたACTHの血中濃度は投与1時間後および3時間後をピークとする2相性の上昇を示した。以上の結果より、シバヤギにLPSを投与した際には、最初に免疫系が活性化され、その情報が中枢へと伝達された後、自律神経系および内分泌系の賦活と、再現性の高い一連の病態行動が一定の時間的配列に従って発現することが明らかとなり、病態行動は病原体の排除に効率的に取り組むための合目的的な行動であることを強く示唆する成績が得られた。
不整脈疾患における心筋Naチャネル変異蛋白の機能解析および治療法の開発

心筋NaチャネルをコードするSCN5A遺伝子は、心電図上著名なQT延長を認め、心室性不整脈による失神発作や突然死を高率に生ずる疾患であるQT延長症候群の疾患遺伝子として報告された。SCN5A遺伝子は、その後、同じ不整脈でもその表現型が異なる特発性心室細動(Brugada症候群)、乳児突然死症候群、房室伝導障害、SSS症候群の疾患遺伝子として次々に報告された。様々な表現型を呈する心筋Naチャネル遺伝子SCN5Aの遺伝子異常が、実際どの様なチャネル機能異常を引き起こしているのかを検討する。また、in vitroの実験において、心筋Naチャネル変異蛋白の機能改善が認められる薬剤の検討を行い、SCN5Aの遺伝子異常により引き起こされる不整脈疾患の予防・治療に役立てることを目的とする。ヒトのSCN5A遺伝子を哺乳動物細胞発現ベクター(PCDNA3.1)に組み込み作成したSCN5A発現ベクターを野生型発現ベクターと、これにsite-direct mutagenesisでSCN5A遺伝子に患者に認められたものと同じ変異を導入した5種類の変異型SCN5A発現ベクターを用いて、HEK293細胞にトランスフェクション、パッチクランプを行い、その機能解析を進めている。また、新規のヒトSCN5A遺伝子変異についても新たに変異型SCN5A発現ベクターを作成中である。本年度は、SCN5A遺伝子導入の準備として、ヒトのSCN5A遺伝子を哺乳動物細胞発現ベクター(PCDNA3.1)に組み込みSCN5A発現ベクターを作成した。この野生型発現ベクターを用いてsite-direct mutagenesisでSCN5A遺伝子に患者に認められたものと同じ変異を導入した5種類のベクターを作成した。また、正常SCN5Aと変異SCN5Aを細胞に発現させ、パッチクランプ法にてその発現電流の解析を行う際に、心筋Naチャネルは、αサブユニットであるSCN5AとβサブユニットであるSCN1Bが会合して機能しており、細胞に共発現させるために、SCN1B遺伝子をRT-PCR法にてクローニングを行った。
バイオミネラリゼーションモデルを用いたエナメル質形成不全症(AI)発症機構の解明

本研究の目的は、エナメル蛋白であるアメロゲニンの変異がエナメル質形成機構に及ぼす影響についてリコンビナント蛋白を用いて検討し、エナメル質形成不全症の発症機序の解明を行うことである。ヒト正常完全長アメロゲニンと、ヒト変異完全長アメロゲニン(P41T)のリコンビナント蛋白をそれぞれ作製した。ヒト正常完全長アメロゲニンとヒト変異完全長アメロゲニンとは、中性溶液中(pH 7.4)における凝集能に相違が認められた。また、ヒトリコンビナントMMP20を作製し、これによるヒト完全長アメロゲニンの分解様相を調べたところ、ヒト変異完全長アメロゲニンは、ヒト正常完全長アメロゲニンに比較してMMP20による分解速度が遅くなることが示された。以上のことから、アメロゲニンの変異が歯の形成期においてエナメル質の構造の異常を生じさせる可能性が強く示唆された。1)アメロゲニンのnanosphere形成とハイドロキシアパタイトへの結合能の検討ヒトAMELX遺伝子情報をもとに、正常ヒトリコンビナントアメロゲニンの精製を行なった。得られた蛋白をSDS-PAGEおよびウエスタンブロット法を用いて分析した結果、約20kDaの完全長アメロゲニンが高純度で精製されたことが明らかとなった。また、P41T変異AMELXを元に、変異型アメロゲニンの作成を同様に行なった。正常および変異アメロゲニンを中性溶液中に溶解し、それぞれの濃度を変えてnanosphereの構築様相について原子間力顕微鏡(AFM)を用いて検討した。その結果、変異型アメロゲニンでは、正常アメロゲニンに比較してより大きなnanosphereが形成されることが明らかとなった。2)アメロゲニンによる実験的ハイドロキシアパタイト結晶成長の誘導精製したアメロゲニンを用いて、ハイドロキシアパタイト結晶成長誘導実験を行なった。中性溶液に正常アメロゲニンを高濃度に溶解し、nanosphereの構築を行なった後、過飽和濃度のカルシウムおよびリン酸を含有した疑似体液中に混和した。これを用いてハイドロキシアパタイト結晶を包埋したガラスセラミックディスクを入れた試験管を満たし、37°Cでインキュベートしたところ、24時間後にアパタイト結晶の成長が認められたことがAFMにより確認された。変異型アメロゲニンによるアパタイト結晶成長は不十分であった.以上の結果から、正常アメロゲニンと変異型アメロゲニンのnanosphereの構築機能の相違が明らかとなった。これにより、アパタイト結晶誘導能に影響が及ぶものと考えられ、エナメル質形成不全へとつながる可能性が強く示唆された。今後さらに検討を進め、正常アメロゲニンと変異型アメロゲニンのアパタイト結晶誘導機能の相違を明確にすることにより、エナメル質形成不全症の発症機構の解明が期待される。平成21年度の研究では、MMP-20による分解速度および経時的な分解様相について、変異アメロゲニンと正常アメロゲニンとを比較検討するとともに、それぞれの分解産物のハイドロキシアパタイト結晶成長への影響を明らかにすることを目的とした。1) MMP-20によるアメロゲニン分解速度および経時的な分解様相の検討リコンビナントヒトMMP-20(active rHMMP-20)を精製後、リフォールディングを行い活性化したところ、カゼインザイモグラフィーにより蛋白分解が確認された。蛍光マイクロプレートリーダーを用いてactive rHMMP-20によるアメロゲニンの分解速度の検討を行ったところ、変異アメロゲニンでは分解速度が低下することが明らかとなった。2) MMP-20によるアメロゲニン分解産物のハイドロキシアパタイト結晶成長への影響の検討質量分析装置によりactive rHMMP-20により生じたアメロゲニン断片を検討したところ、経時的に分解が進行し、多数の小断片が生じることが明らかとなった。しかし、正常アメロゲニンと変異アメロゲニンとの分解断片の明確な相違は認められなかった。また、ハイドロキシアパタイト成長モデルによる検討では、分解断片からはアパタイト結晶の誘導は確認されなかった。以上の検討により、ヒトリコンビナントMMP-20によるヒトリコンビナントアメロゲニンの分解様相が明らかにされるとともに、アメロゲニンの変異がMMP-20による分解速度に影響を与えることが明らかとなり、エナメル質形成不全症の発症の原因と成りうることが示唆された。本年度は、不活性型MMP-20への相互作用について、変異アメロゲニンと正常アメロゲニンとを比較検討した。また、MMP-20によるアメロゲニン分解過程を含むハイドロキシアパタイト結晶成長モデルの作製を試みた。

さらに、生体におけるアメロゲニンの硬組織形成への様々な影響を検討するため、硬組織形成細胞への生理活性およびシグナリング機構への影響も検討した。実験1では、アミノ酸配列の相違により、MMP-20によるアメロゲニンの分解が変化する機構の検討を行った。アメロゲニンとの結合能は有しているが、分解活性を持たない不活性型MMP-20を作製し、これを用いて、正常および変異アメロゲニンとの結合を比較検討したところ、不活性型MMP-20と結合する変異アメロゲニンの結合は、正常型と比較性して低い値を示した。実験2では、MMP-20によるアメロゲニン分解過程を含む新規ハイドロキシアパタイト結晶成長モデルの創製とこれを用いた検討を行った。アメロゲニンによるハイドロキシアパタイト結晶成長の誘導を行い、MMP-20によるアメロゲニン分解を行った後に、再度結晶成長の誘導を行ったところ、付加的なハイドロキシアパタイト結晶の誘導が認められた。さらに、硬組織形成細鞄である骨芽細胞分化やセメント芽細胞の基質産生能への正常型アメロゲニンによる促進効果が明らかとなった。これらの結果から、変異アメロゲニンでは、MMP-20との結合性が低下することで、正常型に比較して分解されにくくなると考えられた。また、エナメル質形成過程において、MMP-20によるアメロゲニンの分解が、ハイドロキシアパタイト結晶成長に重要な役割を果たすことが示唆された。さらに、正常型アメロゲニンは硬組織形成細胞の代謝にも生理活性を及ぼすことが示され、アメロゲニンの硬組織形成に関する広範な役割が明らかとなった。
低周波地震発生の物理的描像

本研究は地震学研究者、特に観測分野に従事している地震学者に低周波地震の発生の簡単な物理的描像を提供することを目指して企画された。火山体深部等で発生している低周波地震は非線形的特性を強く有しているために直感的な非線形振動発生モデルを作り、地震学者に提供し、今後の研究プラン(特に観測計画)立案に役立てようと言う意図である。取り上げた非線形振動系は、1)塩水振動子、2)非線形バルブ複合系、3)柔らかな粘弾性体でできた円管中の流れの3点であり、それぞれ簡単な数値シミュレーションと室内モデル実験系の製作・観察を行った。1)は簡単な非線形振動系として非線形物理学分野では有名なモデルである。塩水の密度に応じて自励振動数が変化し、特定の密度で最小となることを明らかにした。オリフィスで繋がった密度差のある2流体系がこのようなモデルとして想定される。2)では非線形弁の結合によって自励振動の発生領域があることが明らかにされた。部分溶融体のような変形しうる媒体が弁の役割を果たすと考えられる。3)は人体などの血管・血液の流動・振動モデルとして提案されたものである。結晶や気泡を含んだマグマは降伏応力を有する粘性流体(ビンガム流体)として挙動するので、そのような流体の流動時に特徴的な振動現象が発生することが明らかにされた。しかしながら当初予定されていたレオロジー面からこの振動現象の発生条件を明らかにすることには至っていない。今後の継続的研究課題として残された。本研究は固液複合系のレオロジーの特性を明らかにすることで火山体深部などに発生する低周波地震の物理的描像を探ることを目的としている。そのために本年度は固液複合体のレオロジー計測装置の製作を主目的としている。また年度後半の追加交付であったために十分な時間的余裕がないために、予備的な実験を研究室既存の回転型小型粘度計とレーザーシステムをつかい、ソフトゲル+粘性流体の混合体を用いて行った。固体体積分率45-60%では系は流動化を起こす降伏応力の存在が明らかになった。小さな差応力下では弾性体、大きな応力下では粘性流動と言うビンガム流体としての挙動は固液複合体に共通の特徴と考えられ、圧力流量制御弁の役割を果たすことが期待される。これは低周波波動生成の基礎的なメカニズムとなりえるものである。新規製作のレオロジー計測装置はこの予備実験の結果をふまえて設計された。当初の予想通り、レーザー可視化によるPIV法による速度場計測・ローカルレオロジーの決定は固液複合系のような内部構造・内部不均質性が変化し得る系では有力な手法であることが明らかになった。小さな降伏応力の高精度な計測ができるように設計され、現在調整中である。
アルゴリズム・アニメーションを特徴とする統合的プログラム言語処理系生成システム

1.研究の背景と目的(1)アルゴリズム・アニメーションを用いて,字句解析からコード生成までのフェイズのコンパイラおよびコンパイラ生成系の動きを視覚的に表示する.これにより,従来難しいとされていた構文解析アルゴリズムなどを講義等で実演して教育に役立てるほか,開発者が処理系を作成する際の直観的な理解を助けることができる.(2)ユーザが上で述べたアルゴリズム・アニメーションを利用しながら,対話的に言語処理系を作成することのできる統合的言語処理系開発環境を提供する.この中で,生成系への入力となる属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法で視覚的にデバッグするシステムを作成する.これにより,字句解析からコード生成に至るまでのフェイズの解析や変換を視覚的な表示で確認しながら処理系を開発できるようになる.2.平成8-10年度の研究成果(1)字句・構文解析器に対するアルゴリズム・アニメーションを生成系FlexとBisonを利用して作成した[発表1]。(2)本言語処理系生成システムを用いて,C言語サブセットのコンパイラを,字句解析からコード生成までのすべてのフェイズを生成系を用いて生成する方法により作成した[発表2].(3)統合的開発環境の一部となるインクリメンタル属性評価の研究を行った[発表3],(4)属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法でデバッグする手法を開発し,プロトタイプシステムを作成した[発表4].3.今後の課題いくつかの部分はプロトタイプに終わっているので,これらを完成させることが今後の課題である.1.研究の背景と目的(1)アルゴリズム・アニメーションを用いて,字句解析からコード生成までのフェイズのコンパイラおよびコンパイラ生成系の動きを視覚的に表示する.これにより,従来難しいとされていた構文解析アルゴリズムなどを講義等で実演して教育に役立てるほか,開発者が処理系を作成する際の直観的な理解を助けることができる.(2)ユーザが上で述べたアルゴリズム・アニメーションを利用しながら,対話的に言語処理系を作成することのできる統合的言語処理系開発環境を提供する.この中で,生成系への入力となる属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法で視覚的にデバッグするシステムを作成する.これにより,字句解析からコード生成に至るまでのフェイズの解析や変換を視覚的な表示で確認しながら処理系を開発できるようになる.2.平成8-10年度の研究成果(1)字句・構文解析器に対するアルゴリズム・アニメーションを生成系FlexとBisonを利用して作成した[発表1]。(2)本言語処理系生成システムを用いて,C言語サブセットのコンパイラを,字句解析からコード生成までのすべてのフェイズを生成系を用いて生成する方法により作成した[発表2].(3)統合的開発環境の一部となるインクリメンタル属性評価の研究を行った[発表3],(4)属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法でデバッグする手法を開発し,プロトタイプシステムを作成した[発表4].3.今後の課題いくつかの部分はプロトタイプに終わっているので,これらを完成させることが今後の課題である.1.研究の背景と目的(1)アルゴリズム・アニメーションを用いて,字句解析からコード生成までのフェイズのコンパイラおよびコンパイラ生成系の動きを視覚的に表示する.これにより,従来難しいとされていた構文解析アルゴリズムなどを講義等で実演して教育に役立てるほか,開発者が処理系を生成する際の直観的な理解を助けることができる.(2)ユーザが上で述べたアルゴリズム・アニメーションを利用しながら,対話的に言語処理系を作成することのできる統合的言語処理系開発環境を提供する.この中で,コンパイラ生成系への入力となる属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法で視覚的にデバッグするシステムを作成する.これにより,開発者が,字句解析からコード生成に至るまでのフェイズの解析や変換を視覚的な表示で確認しながら処理系を開発できる.以上のように,使いやすい統合的言語処理系開発環境を提供し,こまれで言語処理系の開発者や学習者がコンパイラの動きのイメージをつかむことが難しかった点を克服することが研究の目的である.2.平成8年度の研究経過(1)コンパイラにおけるアルゴリズム・アニメーションに関連する手法をサーベイした.その考察を踏まえて,構文解析器に対するアルゴリズム・アニメーションのプロトタイプを生成系Bisonを利用して作成した.(2)統合的言語処理系開発環境の一部となるインクリメンタル属性評価の研究,C言語のサブセットを対象としたテストコンパイラの作成,アルゴリズミック・デバッギング用システムAkiの改良を行った.1.研究の背景と目的(1)アルゴリズム・アニメーションを用いて,字句解析からコード生成までのフェイズのコンパイラおよびコンパイラ生成系の動きを視覚的に表示する.これにより,従来難しいとされていた構文解析アルゴリズムなどを講義等で実演して教育に役立てるほか,開発者が処理系を作成する際の直感的な理解を助けることができる.(2)ユーザが上で述べたアルゴリズム・アニメーションを利用しながら,対話的に言語処理系を作成することのできる統合的言語処理系開発環境を提供する.この中で、コンパイラ生成系への入力となる属性分法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法で視覚的にデバッグするシステムを生成する.このような統合的開発環境を用いることにより,開発者が,字句解析からコード生成に至るまでのフェイズの解析や変換を視覚的な表示で確認しながら処理系を開発できるようになる.平成9年度の研究成果

(1)構文解析器に対するアルゴリズム・アニメーションのプロトタイブを生成系Bisonを利用して作成した[発表1].また,字句解析器に対するアルゴリズム・アニメーションのプロトタイブを作成した.(2)統合的開発環境の一部となるインクリメンタル属性評価の研究を行った[発表2].(3)本システムを用いて,C言語サブセットのコンパイラを,字句解析からコード生成までのすべてのフェイズを生成系を用いて生成する方法により作成した[発表3,4].(4)属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法でデバッグする手法を開発した[発表5].1.研究の背景と目的(1)アルゴリズム・アニメーションを用いて,字句解析からコード生成までのフェイズのコンパイラおよびコンパイラ生成系の動きを視覚的に表示する.これにより,従来難しい,とされていた構文解析アルゴリズムなどを講義等で実演して教育に役立てるほか,開発者が処理系を作成する際の直観的な理解を助けることができる.(2)ユーザが上で述べたアルゴリズム・アニメーションを利用しながら,対話的に言語処理系を作成することのできる統合的言語処理系開発環境を提供する.この中で,生成系への入力となる属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法で視覚的にデバッグするシステムを作成する.これにより,字句解析からコード生成に至るまでのフェイズの解析や変換を視覚的な表示で確認しながら処理系を開発できるようになる.2.平成10年度の研究経過(1)字句・構文解析器に対するアルゴリズム・アニメーションを生成系FIexとBisonを利用して作成した[発表1].(2)本システムを用いて,C言語サブセットのコンパイラを,字句解析からコード生成までのすべてのフエイズを生成系を用いて生成する方法により作成した[発表2].(3)本システムを用いて,プロセス移送の基盤システムを作成した[発表3,4].(4)属性文法記述をアルゴリズミック・デバッギングに基づく手法でデバッグするプロトタイプシステムを作成した.3.今後の課題いくつかの部分はプロトタイプに終わっているので,これらを完成させることが今後の課題である.
純化した始原生殖細胞を用いた網羅的EST種間比較による生殖細胞分化共通基盤の探索

メダカは胚胎が透明なため、発生過程が外部から観察可能である。我々は生殖細胞特異的発現遺伝子のRNA翻訳制御領域を解析することにより、生殖細胞系列特異的に翻訳させるエレメントを同定した。このエレメントと蛍光蛋白質遺伝子とのキメラRNAを合成して受精卵に顕微微量注入することにより、生殖細胞系列を可視化することに成功している。この可視化した生殖細胞系列数個を単離し、ESTを作製、網羅的塩基並列決定を行い、マウス等の脊椎動物ESTとの比較検索を行った。その結果特定の分化段階で共通に発現する遺伝子を同定でき、その発現解析を行った。さらに単離されたこれらESTの中には生殖細胞特異的細胞内構造物である生殖顆粒の構成成分と予期されるESTが見いだされた。この遺伝子と蛍光蛋白質遺伝子、翻訳制御エレメントをつないだキメラRNAを合成して遺伝子産物の細胞内局在を調べたところ、生きた胚での細胞内生殖顆粒構造の可視化が可能となった。生きた胚でこの構造を持つ細胞を計時的に観察することにより、生殖細胞系列が受精卵より系譜をたどることが可能となり、さらには生殖顆粒構造変化により、以下に述べるように発生の特定の時期に複数の分化段階を経て配偶子形成可能な生殖細胞に分化することが明らかとなった。まず胞胚期まではどの細胞にも生殖顆粒が見いだされたが、胞胚期直前に生殖顆粒が存在する細胞としない細胞とにわかれ、生殖細胞系列の分離が起きた。原腸陥入初期になると別の生殖顆粒構成成分の遺伝子が発現し、生殖顆粒の構造も変化した。この遺伝子の発現阻害を行うと生殖細胞の数が減り、異所的、また強制発現すると数が増加することからこの遺伝子は生殖細胞系列の確立に寄与することが示された。さらにこの後、生殖細胞非自立的分化がもう一段階あることが、異所的生殖細胞の生殖顆粒構造解析により明らかとなった(この部分は投稿中)。数個の生殖細胞と体細胞からライブラリー作製をまず行った。いくつかのプローブによるライブラリーの検定とパイロット的な塩基配列決定を行い、ライブラリーの質とPCRによるバイアスとを評価した。この過程で、明らかなPCRによるバイアスと思われる特定cDNAの出現以外に、細胞ごとの分化状態の揺らぎと思われる発現遺伝子の差がプローブによるサザンハイブリダイゼーションから見えてきた。従来の組織単位や数万個の細胞を単位としたRNA抽出では平均化されてしまい見いだされなかった事実である。確実に光る生殖細胞を数個単離するため、胚細胞を培養皿に分散させ、新たに導入した蛍光倒立顕微鏡で、発生中の生殖細胞の形状と光り方の確認を行った。また導入したミクロトームを用いて胚の切片を作製し、同様に生殖細胞の形状を調べた。以上の過程により、単離した数個の光る細胞が、形態的には生殖細胞であることが改めて確認された。数個の細胞間の揺らぎも含めて、大規模に塩基配列を決定するライブラリーの選別評価を十分に進めるため、更に約100近いライブラリーを作製して検定評価を行い、生殖細胞移動期のステージ23と生殖腺形成期のステージ33のライブラリー3-4個を選別した。現在更に予備的な約1-2万の塩基配列決定を行いつつあり、PCRによるバイアス、ゲノムの混入などの評価を進めているところである。メダカは胚体が透明なため、発生過程が外部から観察可能である。

このエレメントと蛍光蛋白質遺伝子とのキメラRNAを合成して受精卵に顕微微量注入することにより、生殖細胞系列を可視化することに成功している。この可視化した生殖細胞系列数個を単離し、ESTを作製、網羅的塩基配列決定を行い、マウス等の脊椎動物ESTとの比較検索を行った。その結果特定の分化段階で共通に発現する遺伝子を同定でき、その発現解析を行った。さらに単離されたこれらESTの中には生殖細胞特異的細胞内構造物である生殖顆粒の構成成分と予期されるESTが見いだされた。この遺伝子と蛍光蛋白質遺伝子、翻訳制御エレメントをつないだキメラRNAを合成して遺伝子産物の細胞内局在を調べたところ、生きた胚での細胞内生殖顆粒構造の可視化が可能となった。生きた胚でこの構造を持つ細胞を計時的に観察することにより、生殖細胞系列が受精卵より系譜をたどることが可能となり、さらには生殖顆粒構造変化により、以下に述べるように発生の特定の時期に複数の分化段階を経て配偶子形成可能な生殖細胞に分化することが明らかとなった。まず胞胚期まではどの細胞にも生殖顆粒が見いだされたが、胞胚期直前に生殖顆粒が存在する細胞としない細胞とにわかれ、生殖細胞系列の分離が起きた。原腸陥入初期になると別の生殖顆粒構成成分の遺伝子が発現し、生殖顆粒の構造も変化した。この遺伝子の発現阻害を行うと生殖細胞の数が減り、異所的、また強制発現すると数が増加することからこの遺伝子は生殖細胞系列の確立に寄与することが示された。さらにこの後、生殖細胞非自立的分化がもう一段階あることが、異所的生殖細胞の生殖顆粒構造解析により明らかとなった(この部分は投稿中)。
TCTP-EF1A2による翻訳制御を標的としたNF1腫瘍化機構の解析と治療法開発

神経線維腫症1型(NF1)は多発性神経線維腫や悪性腫瘍などの多彩な病態を示す遺伝性疾患である。原因遺伝子NF1は、原がん遺伝子産物Rasを抑制する機能を有し、その欠失・変異による機能破綻が病態発症の原因とされるが、詳細な分子機序は明らかとなっていない。本研究では、NF1の腫瘍化に密接に関与するTCTP-EF1A2複合体を介した蛋白質の翻訳制御によって活性化されるシグナルネットワークを詳細に解析するとともに、TCTP-EF1A2複合体の機能を標的とした阻害薬を開発し、TCTPを中心としたNF1腫瘍発症・悪性化促進機構の解明、および新規なNF1腫瘍の治療法の開発を目指す。
新規ナノキャリアを用いた腫瘍イメージングプローブ及び内用放射線治療剤の開発

22年度までに合成法を確立し、マウス腫瘍への特異的集積を示すことが明らかとなったた^<18>F標識ラクトソームについて、京都大学所属の連携研究者木村博士らの協力により小動物PETによるイメージングを行った結果、Hela腫瘍移植モデルマウスの腫瘍イメージングに成功した。しかしながら血中滞留性が高いため、良好なイメージを得るためには投与後6時間を要した。投与後PET撮像直前までマウスを覚醒させておけば血中クリアランスが高くなり良好な画像を得るまでの時間が多少短縮されたが、さらに時間を短縮するためラクトソームの粒子径の縮小や構造の改善などのさらなる工夫が必要だと考えられた。他の腫瘍モデルについては検討中である。一方で放射性ヨウ素標識ラクトソームの合成は、^<18>F標識ラクトソーム合成法に準じ、SIBとポリ乳酸を反応させて得たI-BzPLLA合成を、両親媒性ポリマーと自己集合化させることで効率よく得る方法を確立した。^<131>I標識ラクトソームを用いた腫瘍移植マウスにおける生体内分布実験の結果、各種腫瘍への選択的な集積を認めた。またインビトロにおける細胞毒性試験によって、dose dependentに細胞毒性を示すことを明らかにし、イメージングのみならず腫瘍の内用放射線治療薬としての開発の可能性があると考えられる。京都大学との連携により^<123>I標識ラクトソームを用いてマウス腫瘍のSPECTイメージングにも成功したが、高い血中滞留性のため良好な描画を得るには投与後6時間を要した。また、^<125>I標識ラクトソームを得ることも可能となり、生体内安定性や代謝を検討中である。PET核種である^<124>I体の合成およびインビボ評価の検討については、連携研究者船木博士の所属先である東北大サイクロトロンセンターが、東日本大震災によって甚大な被害を受けたため、当面行う目途がたたず、本研究計画の再構築を強いられることになった。表面修飾型ラクトソームの合成については検討中である。分子イメージングに大きく貢献すると期待されるラクトソームの効率的^<18>F標識合成法確立を検討した。まず^<18>F標識内包物の合成を検討した。PLLA-OTfへK_<222>/K^<18>Fを標識試薬とする^<18>F導入反応については、PLLAの加水分解が速やかに進行し、微量合成では反応が極めて困難であることを明らかにした。H_2N-PLLAへの^<18>F-SFBを用いた^<18>F-benzoyl(Bz)基の導入については、反応溶媒にアセトニトリルとDMSOの混液を用い100°Cで10分間加熱反応して、放射化学的収率37%で得られる効率的反応条件を見出し、500MBq以上の十分な^<18>F-BzPLLAを得ることができた。次に標識ラクトソームの粒子化を検討した。得られた^<18>F-BzPLLAをフィルム状の両親媒性ポリマー(ポリL-乳酸-ポリサルコシン)とともに、水または生理食塩水中で約50°Cで15分以上42kHzの超音波を照射して自己集合させ、420MBq以上の^<18>F標識ラクトソームを得る方法を確立した。9mgのフィルムポリマーに対して^<18>F-BzPLLAを含む1.6mgのH_2N-PLLAを用いることで、3035nmのラクトソーム粒子が得られることを確認した。ゲルろ過カラムクロマトグラフィーを用いた分析により、用いた^<18>F-BzPLLAの99%以上がラクトソームに組み込まれることを確認した。^<18>F標識ラクトソームについて、Hela細胞移植マウスにおける生体内分布を検討した。投与後10分6時間において高い血中安定性を示し、腫瘍への放射能集積は徐々に増加した。腫瘍筋肉比は投与後6時間で2.5を示し、腫瘍イメージングが可能であることが示唆された。脱フッ素代謝は低かった。標識ラクトソームの高比放射能化や、炎症モデル動物を用いた評価、生体内の化学形探索、画像化については今後検討する計画である。

またインビトロにおける細胞毒性試験によって、dose dependentに細胞毒性を示すことを明らかにし、イメージングのみならず腫瘍の内用放射線治療薬としての開発の可能性があると考えられる。京都大学との連携により^<123>I標識ラクトソームを用いてマウス腫瘍のSPECTイメージングにも成功したが、高い血中滞留性のため良好な描画を得るには投与後6時間を要した。また、^<125>I標識ラクトソームを得ることも可能となり、生体内安定性や代謝を検討中である。PET核種である^<124>I体の合成およびインビボ評価の検討については、連携研究者船木博士の所属先である東北大サイクロトロンセンターが、東日本大震災によって甚大な被害を受けたため、当面行う目途がたたず、本研究計画の再構築を強いられることになった。表面修飾型ラクトソームの合成については検討中である。
複素及び代数多様体とそのモジュライの研究

1994年は主に次の2点で研究の大きな進展があった。1.有限生成群の表現空間を、universalかつcategoricalに4-有限生成スキームとして、とらえた事。その結果として、種数gで、N点付のタイヒミュラー空間も4-有限型のスキームとなった。(参考文献1,2)。その応用として、タイヒミュラー・モデュラー群の代数表現,非可換CM理論等、新たな問題が生じた。現在研究中である。Weight系のdualityの理論(これは、一部mirror symmetryを説明している。)の大幅な改良が行われた。その結果dualityの3-函数積による表示,階数24のeven latticeを与えるweight系の分類等ができた。現在それ等のlatticeを代数曲面の超越サイクルのlatticeで表示する計算を行っている。(参考文献1,2)。現在研究中である。
皮膚表皮細胞におけるポドプラニンの機能解析

本研究では、正常皮膚および病的状態(特に創傷治癒ならびに皮膚悪性腫瘍)の表皮細胞におけるポドプラニンの機能を解析した。創傷治癒において、表皮細胞におけるポドプラニンの発現は亢進しており、その機能として、細胞の増殖や遊走を促進させ上皮化を促進させることが明らかになった。皮膚悪性腫瘍の一つである乳房外パジェット病において、腫瘍周囲の表皮細胞の一部にポドプラニンの発現亢進が見られ、それは腫瘍の浸潤の程度が強いところほど発現が強い傾向にあり、表皮細胞のポドプラニン発現が乳房外パジェット病での予後予測因子となる可能性が示唆された。まず、培養ヒト正常表皮細胞(normal human epidermal keratinocyte:NHEK)におけるポドプラニンの発現および機能解析を行った。ポドプラニンはTGF-beta刺激により発現が亢進することがわかった。NHEKにポドプラニンsiRNA遺伝子を導入し、ポドプラニン発現低下による細胞増殖能・遊走能についてproliferation assay、scratch wound assayを行ったところ、ポドプラニン発現低下により細胞の増殖、遊走はともに低下した。また細胞接着分子の一つであるE-カドヘリンの発現を免疫染色にて検討したところ、ポドプラニン発現低下と反比例してE-カドヘリンの発現が上昇した。以上より、ポドプラニンはE-カドヘリンの発現を調節することで増殖能や遊走能を制御していることが明らかになった。次に、ポドプラニン受容体の一つであるCLEC-2を有する血小板の表皮細胞に対する機能を検討した。血小板刺激によりNHEKの遊走能は低下した。NHEKに対してCLEC-2による刺激を加え、遊走能を検討したところ、CLEC-2刺激によりNHEKの遊走能は有意に低下した。以上のことより、血小板によるNHEK遊走低下作用はCLEC-2とポドプラニンの伝達経路による可能性が示唆された。皮膚悪性腫瘍の浸潤や増殖におけるポドプラニンの役割を検討するために過去の皮膚悪性腫瘍の病理検体を用いてポドプラニンの発現とリンパ節転移や夜ごとの相関を検討した。悪性黒色腫において、腫瘍自体のポドプラニンの発現と予後やリンパ節転移との間に相関は認められなかったが、腫瘍間質細胞のポドプラニンの発現と予後やリンパ節転移との間に正の相関を認め、腫瘍間質におけるポドプラニンの発現が悪性黒色腫における予後予測因子として用いることができる可能性が示唆された。26年度は、血小板がポドプラニン/CLEC-2伝達経路を介して表皮細胞に及ぼす影響について、さらなる検討を行った。CLEC-2がポドプラニンを介して表皮細胞の遊走、増殖を抑制することは25年度に示したが、その伝達経路を調べるため、各種シグナル伝達阻害因子や、各種シグナルのリン酸化について、検討した。CLEC-2刺激により、表皮細胞でのRhoシグナルの不活性化が認められた。また、表皮細胞におけるポドプラニンの発現をsiRNAを用いてノックダウンすると、Rhoの不活性化が認められ、ポドプラニンによる細胞増殖、遊走はRhoシグナルを介した経路であることが示唆され、CLEC-2による増殖、遊走抑制作用は、このRhoシグナルの不活性化によるものであると考えられた。皮膚悪性腫瘍における表皮ポドプラニンの作用、生理的意義について、続いて検討を行った。代表的な皮膚がんの一つである乳房外パジェット病の病理組織標本を用いて、D2-40染色を行い、腫瘍の局所浸潤、転移とポドプラニンの発現との相関関係について調べたところ、腫瘍の局所浸潤と表皮細胞でのポドプラニンの発現に正の相関関係がみられた。ポドプラニンの発現は、特にtumor thicknessの厚くなった領域で特に認められた。転移症例との相関については、症例数が少なく、今後の症例の蓄積が必要であると考えた。以上より、ポドプラニンは、表皮細胞自体の増殖、遊走を調節するだけでなく、皮膚悪性腫瘍においては、周囲のがん細胞に対しても増殖、遊走を促進させる作用があることが示唆された。本研究では、1正常皮膚および病的状態の表皮細胞におけるポドプラニンの機能を解明すること2その結果をもとに病的状態、特に創傷治癒および皮膚悪性腫瘍においてポドプラニンの発言を制御することにより治療効果が得られるかどうかを検討することを目的とした。創傷治癒において、表皮細胞におけるポドプラニンの発現は亢進していた。創傷治癒における表皮細胞ポドプラニンの機能について、培養表皮細胞にポドプラニンSiRNAにより発現を抑制して機能解析したところ、ポドプラニン遺伝子発現抑制した表皮細胞では、増殖能、遊走能が有意に低下した。また、ポドプラニンの受容体の一つであるCLEC-2による刺激を加えたところ、表皮細胞の増殖、遊走が有意に低下した。以上より、ポドプラニン/CLEC-2シグナルは、表皮細胞において、増殖、遊走を制御する機能があることが判明した。皮膚悪性腫瘍における表皮ポドプラニンの機能について、乳房外パジェット病の手術検体を用いて検討した。乳房外パジェット病における表皮ポドプラニンの発現は、腫瘍のthicknessと浸潤の有無と正の相関を示した。つまり、表皮細胞のポドプラニンの発現を認める群では、認めない群と比較して腫瘍が進行期にあり、表皮細胞のポドプラニン発現が乳房外パジェット病における予後予測因子となる可能性が示唆された。

今後、ポドプラニンの制御による創傷治癒や皮膚悪性腫瘍の病勢コントロールについてさらなる検討をしていく予定である。本研究では、正常皮膚および病的状態(特に創傷治癒ならびに皮膚悪性腫瘍)の表皮細胞におけるポドプラニンの機能を解析した。創傷治癒において、表皮細胞におけるポドプラニンの発現は亢進しており、その機能として、細胞の増殖や遊走を促進させ上皮化を促進させることが明らかになった。皮膚悪性腫瘍の一つである乳房外パジェット病において、腫瘍周囲の表皮細胞の一部にポドプラニンの発現亢進が見られ、それは腫瘍の浸潤の程度が強いところほど発現が強い傾向にあり、表皮細胞のポドプラニン発現が乳房外パジェット病での予後予測因子となる可能性が示唆された。創傷治癒における表皮細胞のポドプラニンの機能についてはほぼそのメカニズムが解明され、論文投稿中である。現在は皮膚悪性腫瘍におけるポドプラニンの働きについて、さらなる検討をおこなっている。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると考える。皮膚腫瘍学、皮膚外科学創傷治癒における表皮細胞のポドプラニンの機能については順調に研究が進んでおり、このまま継続する。皮膚悪性腫瘍におけるポドプラニンの機能については、乳房外パジェット病における表皮細胞のポドプラニンの発現についての検討をさらに行っていく予定である。平成25年度に予定していた1.培養ヒト正常表皮細胞(normal human epidermal keratinocyte:NHEK)におけるポドプラニンの発現および機能解析は予定通りに完了した。2.皮膚原発有棘細胞癌由来細胞株(cell line of a squamous cell carcinoma of human skin:HSC)におけるポドプラニンの発現および機能解析については、病理検体を用いたポドプラニンの発現解析を行い、有棘細胞癌ではないが悪性黒色腫においてポドプラニンが予後予測因子となり得ることを見いたした。本研究内容の一部について、2015年1月に論文投稿した。査読者からの評価、コメントが得られたのが年度末となってしまい、それらに対する追加実験等の予算を次年度に繰り越す必要があったため。創傷治癒における表皮細胞のポドプラニンの機能については、順調に研究がすすんでおり、このまま継続する。皮膚悪性腫瘍におけるポドプラニンの機能については、病理検体を用いた検討により腫瘍細胞自体のポドプラニンの発現より腫瘍間質における発現の方が重要な役割を担っている可能性が示唆されたため、今後は表皮細胞のみならず線維芽細胞など間質細胞におけるポドプラニンの発現についても検討して行く予定である。表皮細胞におけるポドプラニンの機能と上皮間葉移行(Epithelial-Mesenchymal Transition:EMT)との関連について、さらなる検討を行うこととなった。それらの研究に伴う抗体、マウス購入を次年度に行う予定である。
コネクティビティ解析による自覚的認知機能障害患者の記憶障害の神経基盤の解明

自覚的認知機能障害(SCI)とは認知障害を自覚しているが、客観的な検査では認知低下を認めない状態である。resting-state fMRIでSCI患者のcortical midline structuresの機能的結合を評価したところ低下していた。さらに機能的結合の低下と認知低下の自己評価との間に有意な相関を認めた。さらにこれらの機能結合の低下は、上縦束と帯状束の器質的結合と関連していた。今年度は、機能的な線維連絡の障害を反映する安静時機能的MRI(rs-fMRI)データの解析を行った。解析の対象は、大阪大学病院神経科精神科神経心理外来通院中の患者、および健常高齢者ボランティア合計57名(55歳-84歳)であった。参加条件は、1Mini Mental State Examination(MMSE)得点が24点以上、2記憶検査であるWechsler Memory Scale- Revised(WMS-R)の論理的記憶課題の物語Aの遅延再生が以下の基準以上、すなわち教育年数0-9年の人は3点、教育年数10-15年の人は5点、教育年数16年以上の人は9点、3その他の認知機能検査が正常得点、4日常生活を自立して行えている、5修正版Hachinskiスコアが4以下である。さらにこれらの被験者に自覚的な物忘れの程度を評価するEveryday Memory Checktest (EMC)を施行し、この得点が10点以上のSubjective Cognitive Impairment(SCI)患者と9点以下の健常者とに分類した。その結果、SCI患者は24名、健常者は33名となった。rs-fMR画像の解析は、まずアルツハイマー病に於いて最も初期に機能低下が出現する後部帯状回にseedを置いて、この領域と機能的関連がある部位を探索的に検討し、両群間で比較した。その結果、両側の後部帯状回領域と右前頭眼窩回との機能結合強度が、SCI者では健常高齢者よりも有意に低下していることが明らかになった(p<0.05, FWE corrected)。この結果は、両側後部帯状回を起点としたvoxel-based法でも再現できた。さらにvoxel-based法では、後部帯状回ー左下頭頂葉(ブロードマンエリア40野)の機能的関連がSCI患者で健常者よりも強くなっていた。大阪大学病院神経心理外来通院中の患者のうち、1患者または家人のEMC評価が10点以上、2WMS-Rの論理的記憶課題の物語Aの遅延再生が以下の得点以上(教育年数0-9年:3点、教育年数10-15年:5点、教育年数16年以上:9点)、3MMSEが24点以上、4日常生活活動が自立、5CDRが0または0.5の選択基準を満たすSubjective Memory Impairment(SMI)患者をリクルートした。H24年度にSMI疑いで登録された被験者は28例。このうち解析対象としたのは20例。この20例中、SMIの基準を満たした被験者は12例であった。これらの被験者に対して国立循環器病センターで3テスラMRIを用いてDTIを施行した。健常者41名のDTIデータと比較したところ、SMI者では、前頭葉、側頭葉、頭頂葉、脳梁の白質線維の拡散異方向性を示すFA値が有意に低下していた。一方、ADC値が有意に上昇している部位は前頭葉、脳梁、内包であった。またSMI者12例において、認知検査の多くの結果とFA値とが相関した領域は右の前方の脳梁であった(WMSR言語性記憶index r=0.62、視覚性記憶index r=0.64、注意・集中index r=0.69、遅延再生index r=0.60、GDS短縮版r=-0.65)。認知検査結果がADC値と相関して領域は、右の後方の脳梁(WMSR注意・集中index r=-0.76、GDS短縮版r=0.76)と左内包(WMSR視覚性記憶index r=-0.60、注意・集中index r=-0.62、遅延再生index r=-0.59)であった。以上よりSMI者では白質線維の障害が広範に生じており、その中で右の脳梁、左の内包などの障害が記憶障害および抑うつ気分に関与している可能性が示唆された。結果:SCI患者はNCと比較して、右脳梁膨大後部皮質(RSC)と左背内側前頭前野皮質(DMPFC)、および左右の前部帯状回皮質(ACC)と、また左RSと左右のDMPFC、および左右のACCとの機能的結合が低下していた。またこれらの結合の程度とEMC得点との間に有意な相関を認め、cortical midline structuresの機能結合が低下するほど、物忘れを過大に感じることが明らかになった。またSCI患者のFA値は上縦束で低下、帯状束で上昇していた。そしてこれらの器質的結合低下は、RSCとACC/DMPFCの間の機能的結合の低下と有意に相関した。SCI患者の1例、NCの3例がAβ陽性であった。