hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シナプスの可塑的形態変化におけるＲｈｏＡ／Ｃｄｃ４２活性化の時空間制御機構

RhoAとCdc42に関係しているGAPは、50種類以上確認されている。そこで、脳組織に発現しているGAPに絞り込み、さらにRhoAとCdc42に関係するものに絞り込むと10個前後になった。次に、ラット海馬切片のCA1領域の神経細胞にGFPでタグ付けされた各種GAPを遺伝子導入し、二光子顕微鏡で観察した結果、Cdc42に特異的に結合するTCGAPがスパインに局在していることを確認した。これらの結果から、不活化因子であるTCGAPの動態とCdc42の活性化を同時に観察することが可能になった。平成28度は、50種類以上存在する不活化因子の中から、シナプスに局在する不活化因子の同定を行い、TCGAPの同定に成功した。その結果、TCGAPの動態とCdc42の活性化を同時に観察することが可能になった。本研究の目的は、シナプス可塑性の分子メカニズムの一端を明らかにすることである。シナプス可塑性の中でも特に、シナプスの可塑的形態変化は、アクチン骨格依存的である。そのため、アクチン骨格を制御しているRhoGTPaseのCdc42と、その活性化/不活性化因子に着目し、これらの分子動態を蛍光寿命イメージング法によって調べた。初年度はCdc42の活性化を高感度に捉えるための新規無蛍光蛍光タンパク質の開発に成功し、Cdc42のFRETセンサーや他の既存のFRETプローブにも適用できることを示した。次に2年度目は、50種類以上存在する不活化因子の中から、シナプスに局在する不活化因子の同定を行い、TCGAPの同定に成功した。そして、3年度目に、TCGAPの動態とCdc42の活性化を同時に観察することに成功した。具体的には、シナプスの可塑的形態変化を誘起するために、ケージドグルタミン酸を用いて単一シナプスを刺激した。その結果、Cdc42が活性化する直前にTCGAPが一時的に減少し、その後Cdc42が活性化するという非常に興味深い現象を捉えることに成功した。これらの結果から、作業仮説である『シナプス内の不活化因子(TCGAP)の離散により、Cdc42が活性化する』というCdc42の新しい活性化モデルを強く示唆する形となった。このように、発光しない蛍光タンパク質を開発することで、シナプス内の分子活性とシナプスの形態変化を同時に可視化することが可能な新たな実験方法を確立することに成功した。これは、今までの神経科学における観察手法の壁の一つを壊すものであるため、この手法をほかの分子にも用いることで、記憶や学習に深く関わるシナプス可塑性の解明に繋がると大いに期待できる。平成28年度以降は、先ず、シナプス内に局在しているGEFおよびGAPをスクリーニングする。それには、非常に多くの種類(各50種以上)があるGEFとGAPの中から、脳組織に発現しており尚且つCdc42と作用するものに的を絞る。次に、2pFLIM-FRETを用いて、ケージドグルタミン酸によるシナプス長期増強の誘発時のCdc42活性とGEF/GAPの同時観察を行う。平成29年度は、ケージドグルタミン酸を用いてスパインに可塑的変化を惹起させ、その際のTCGAPの動態とCdc42活性との同時観察を行う予定である。
災害時の特別養護老人ホーム入居者が受ける看護ケアおよび処置の質保障システムの構築

本研究の目的は、特別養護老人ホームにおいて、看護師不在時に災害が発生した場合に介護職者のみで医療行為を行うことを想定し、介護職者が入居者に対して適切な対処ができる能力を獲得・向上するために必要な教育支援を検討し、災害時に入居者が受ける看護ケアおよび処置の質保証システムを構築することである。看護師不在の災害時に介護職者のみで実施すること予測される医療行為として、経管栄養の注入、吸引、血糖測定、インスリン注射、心肺蘇生法、けが人の応急処置が挙げられた。経管栄養の注入や吸引は必要とする入居者が多く、実施前後の状態観察や実施への判断が重要であるため、それらの能力を向上するため教育が必要である。特別養護老人ホームにおいては、唯一の医療職である看護師不在の時間帯に自然災害が発生した場合は、医療依存度の高い入居者に対して、病状観察および医療行為を含めた適切な対応を介護職者のみで行う必要がある。本研究は、災害時に介護職者のみで医療行為を行うことを想定し、こうした事態への看護師ならびに介護職者の受け止めや思いを明らかにし、課題を抽出した上で、医療依存度の高い入居者への介護職者の対応能力の向上を中心として、災害時に入居者が受ける看護ケアおよび処置の質保障システムを構築することを目的とする。平成27年度は、高齢者施設の災害対策に関する関連書籍や先行研究をもとに、次の内容について検討した。1災害時に介護職者のみで医療依存度の高い入居者に対応せざるを得ない状況についての看護師や介護職者の受け止めや思いを明らかにするための質問項目、2介護職に対する医療的な知識や技術に関する教育の現状。また、予備調査として近隣の高齢者施設の災害対策の現状を把握した。平成26年度に開設となった学科であり、開設準備室から着任し、さらに基礎看護学領域に所属しているため1回生の授業や実習等に携わっている。新設の学科であるため、授業も日々教員間で検討を重ねながら進めており、打ち合わせ等にとられる時間が多い。また、学生も上級学年がいないこともあり、1回生に対しては手厚い関わりが求められ、1年次から関わっている基礎看護学領域の教員は教育に多くの時間をかけざるを得ない。このような状況のため、研究にかけられる時間が予想以上に限られており、当初の計画通りに進めることができていない。特別養護老人ホームにおいては、唯一の医療職である看護師不在の時間帯に自然災害が発生した場合は、医療依存度の高い入居者に対して、病状観察をはじめ必要な医療行為の実施を介護職者に求められると推察される。本研究は、災害時に介護職者のみで医療行為を行うことを想定し、こうした事態への看護師ならびに介護職者の受け止めや思いを明らかにし、課題を抽出した上で、介護職者が医療依存度の高い入居者に対して適切な対処ができる能力を獲得・向上するために整備すべき支援体制や必要な教育内容を検討し、災害時に入居者が適切な看護ケアおよび処置を受けることができ、生命や生活を維持できるシステムを構築することを目的としている。災害時に看護師が不在の場合に介護職者に実施が求められる医療行為の内容と必要とされる教育支援体制を明らかにするための面接調査を実施するにあたり、高齢者施設の災害対策に関する書籍や先行研究をもとに、インタビューガイドを作成した。主な調査内容は、各施設の災害対策の現状、施設で行われている医療行為のうち看護師不在時に災害が発生した場合に介護職者のみで実施することが予測される医療行為、介護職者のみで医療行為を実施しなければならないことを想定した場合に必要な教育支援内容、介護職者が医療行為を行わなければならないことへの思いや受け止めなどである。また、研究協力を依頼する対象候補施設の選定および打診を行った。これらの準備が整ったことにより、倫理審査申請を行い、現在審査結果を待っているところである。特別養護老人ホームに勤務する看護師および介護職者を対象として、災害時に看護師が不在の場合に介護職者に実施が求められる医療行為の内容と必要とされる教育支援体制を明らかにするための面接調査を実施するにあたり、対象者数は各職種30名程度と考えている。1施設につき各職種12名から承諾を得られると仮定すると対象施設数は約30施設となり、対象候補施設の選定および打診をする段階で難航したために遅れている。特別養護老人ホーム(以下、特養)においては、唯一の医療職である看護師不在の時間帯に自然災害が発生した場合は、医療依存度の高い入居者に対して、病状観察をはじめ必要な医療行為の実施を介護職者に求められると推察される。本研究は、災害時に介護職者のみで医療行為を行うことを想定し、介護職者が医療依存度の高い入居者に対して適切な対処ができる能力を獲得・向上するために整備すべき教育支援体制を検討し、災害時に入居者が適切な看護ケアおよび処置を受けることができ、生命や生活を維持できるシステムを構築することを目的としている。今年度は、看護師を対象として、看護師不在の災害時に介護職者に実施が求められる医療行為の内容と必要とされる教育支援体制を明らかにするため面接調査を実施した。看護師不在時に介護職者のみで実施することが予測される医療行為として、主に経管栄養の注入、吸引、血糖測定、インスリン注射、心肺蘇生、けが人の応急処置が挙げられた。必要とされる教育支援については、前述の医療行為に関しては、マニュアルをもとに入職時等に研修を実施しているため、新たな研修は考えていないという意見がみられた。一方、特養の現状として、高度な医療処置を要する場合や、特別な医療機器の使用が必要な場合など、医療依存度の高い入居者はあまり受け入れていない状況が伺えた。

こうした背景もあり、現在の入居者を想定すると、看護師不在の災害時に介護職者に委ねなくてはならない医療行為はほとんどないと思われるという意見もあった。また、特養において看護師が実施している看護行為は、健康問題を抱えている入居者の状態が悪化しないための予防的な対応や個々の状態に応じたケアの選択・実施であり、災害時ではこうした看護行為の提供が求められるため、日々実施している看護実践をマニュアル化することが必要であることが示唆された。本研究の目的は、特別養護老人ホームにおいて、看護師不在時に災害が発生した場合に介護職者のみで医療行為を行うことを想定し、介護職者が入居者に対して適切な対処ができる能力を獲得・向上するために必要な教育支援を検討し、災害時に入居者が受ける看護ケアおよび処置の質保証システムを構築することである。看護師不在の災害時に介護職者のみで実施すること予測される医療行為として、経管栄養の注入、吸引、血糖測定、インスリン注射、心肺蘇生法、けが人の応急処置が挙げられた。経管栄養の注入や吸引は必要とする入居者が多く、実施前後の状態観察や実施への判断が重要であるため、それらの能力を向上するため教育が必要である。開設3年目を迎え、所属領域が担当する授業等も軌道にのってきており、授業に関する話し合いにとられる時間は減ってきている。そのため、これまでよりも研究に取り組む時間を確保できる見込みである。平成28年度は、平成27年度の文献検討および予備調査をもとに面接調査と質問紙調査を実施していく予定である。倫理審査委員会の承認が得られ次第、研究協力依頼を開始し面接調査を実施していく予定である。さらに面接調査の結果をもとに質問紙調査の質問項目を検討し、全国の特別養護老人ホームを対象とした質問紙調査の準備をしていく予定である。老年看護学計画当初は当該年度に面接調査と質問紙調査を実施する計画であったため、印刷費や郵送費、データ入力等のための研究補助者への謝金として計上していたが、調査を実施することができなかった。そのため当該年度に使用した金額が少なかった。当該年度に面接調査と質問紙調査を実施する計画であったため、印刷費や郵送費、データ入力等を依頼する研究補助者への謝金として使用する予定であったが、調査を実施することができなかった。平成28年度は面接調査と質問紙調査を実施するため、旅費、印刷費および郵送費として使用する。さらに、面接調査協力者への謝金、調査用紙の発送準備、データ整理・入力等を依頼する研究補助者への謝金として使用する。平成29年度は面接調査を実施するため、研究協力依頼文等の印刷費および郵送費、旅費として使用する。さらに、データ整理や入力等を依頼する研究補助者への謝金として使用する。
金属触媒を使用しないクリック反応の開発と高分子材料への応用

ベンゾデヒドロ[12]アヌレンとアジド化合物の付加環化反応が金属触媒を使用しない新しいクリック反応であることを見出した。最終年度は、高分子材料の創製法として応用する道筋を確立するため、架橋膜の作製とその性能評価を詳細に実施した。前年度までの知見に基づき、架橋高分子膜に白金ポルフィリン誘導体を混合したが、白金ポルフィリン誘導体の発光が架橋部位の発光に比べて相対的に強いため、ベンゾデヒドロ[12]アヌレンとアジドの付加生成物を発光部位として使用する利点が強調できなかった。そこで、添加物無しの架橋高分子膜を対象として再度、発光挙動を解析することとした。一部アジド化したポリ塩化ビニルにベンゾデヒドロ[12]アヌレンを0.5mol%添加して作製した架橋高分子膜と、一部アジド化したポリ塩化ビニルにベンゾデヒドロ[12]アヌレンとベンジルアジドの二付加体を0.5mol%混合した高分子膜の試料を準備した。架橋反応が100%進行したと仮定すると、それぞれの試料中の発光部位の濃度は等しくなる。各試料の発光スペクトルにおいて明確な差は見られなかったが、真空下で蛍光寿命を測定したところ、2つの試料で異なる応答が観測された。架橋高分子膜では1.41msの蛍光寿命を示したのに対し、混合膜では1.36msと蛍光寿命が短くなった。このことは、発光部位が架橋により固定化されているため、熱失活が抑制されたことを示唆している。すなわち、架橋高分子膜の方が混合膜に比べて高い酸素感度を示すことになる。以上より、金属触媒を使用しない新しいクリック反応の開発に成功し、有望な応用例を提示することに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体の合成とアジド化合物との反応を調査し、高分子合成反応へ応用した。1,2-ジエチニルベンゼン誘導体を希釈溶液中、銅触媒存在下で酸化カップリングし、対応するベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体を得た。可溶性置換基にはヘキシル基を選択して溶解性を確保すると共に、電子供与性のアルコキシ基と電子吸引性のエステル基を使い分けてアルキンの電子密度を変化させた。得られたベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体に市販のベンジルアジドを付加させて反応性を調査した。核磁気共鳴分光法(NMR)を用いて反応を追跡し、付加したアジドの数と反応速度定数を算出した。また、計算化学から反応機構と異性体の存在について議論し、実験結果との整合性を確認した。その後、アジド二付加体の単結晶を作製し、X線結晶構造解析からアジド付加の配向と置換基の位置を正確に決定した。アジド二付加体の光学的性質を調べるために、吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルを測定した。前駆体であるベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体は315nm付近に吸収極大を示したが、蛍光特性はなかった。一方、アジド二付加体は吸収が250nm付近へ短波長シフトしたが、530nm付近に明確な発光を示すことが分かった。積分球ユニットを用いて算出した蛍光量子収率は約5%であった。さらに、ベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体が選択的にアジド2分子と付加を起こすことに着目し、アジド化ポリマーの架橋反応を試験した。一部アジド化されたポリ塩化ビニルと少量のベンゾデヒドロ[12]アヌレンを均一溶液にした後、室温でキャストすると架橋反応が進行することを確認した。ベンゾデヒドロ[12]アヌレンの置換基を変えた誘導体を合成することに成功し、それぞれアジド化合物との付加反応を詳細に調査し、さらに、当初想定していなかった発光現象を見出すに至ったため。可溶性置換基にはヘキシル基およびトリエチレングリコール基を選択して溶解性を確保すると共に、さらに電子求引性のエステル基を使い分けてアルキンの電子密度およびアジドとの反応性を制御した。前年度に引き続き、得られたベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体とベンジルアジドの付加反応を詳細に調査した。核磁気共鳴分光法(NMR)を用いた反応追跡により、エステル置換基の方が反応の活性化エネルギーが下がることを明らかにした。この結果は、密度汎関数理論(DFT)計算による各状態エネルギーの差からも支持された。また、エステル置換型のベンジルアジド二付加体は対応するヘキシルオキシ型とほぼ同じ吸収および蛍光波長を示したが、蛍光量子収率は約2倍に向上していた。ベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体と一部アジド化ポリ塩化ビニルを均一溶液にした後、室温でキャストして架橋高分子膜を得た。架橋高分子膜の機械強度は架橋剤(ベンゾデヒドロ[12]アヌレン)の添加量と共に増加し、約1重量%で飽和した。さらに、架橋高分子膜は溶液中のアジド二付加体と同等の発光特性を有していた。酸素濃度を変化させて発光強度を測定したところ、酸素濃度の増加と共に発光が減少する傾向を示したためStern-Volmer式よりその感度を見積もった。

酸素感度は室温付近ではほぼ温度に依存しないことが明らかになった。ベンゾデヒドロ[12]アヌレンの反応性に対する置換基効果をほぼ解明したため。さらに、研究を進める中で見出した新しい発光現象を酸素センサーという形で材料化することができたため。ベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体の合成とアジド化合物との反応を調査し、高分子合成反応へ応用した。1,2-ジエチニルベンゼン誘導体を希釈溶液中、銅触媒存在下で酸化かプリングし、対応するベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体を得た。可溶性置換基としてヘキシル基に加えてトリエチレングリコール基を選択し、水溶性の誘導体を得た。これによって水中でのクリック反応も可能になったが、残念ながらトリエチレングリコール基が置換したベンゾデヒドロ[12]アヌレンは室温大気下での安定性が悪く、固体状態で放置しておくと徐々に着色して分解することが分かった。したがって、水中でのクリック反応の調査をさらに進めることはできなかった。一方、昨年度までにベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体を架橋剤として一部アジド化高分子の架橋膜を作製した際、架橋部位が発光特性を有するため酸素感度を示すことを明らかにした。さらに、酸素感度を高めるため、ベンゾデヒドロ[12]アヌレン誘導体と一部アジド化高分子にアジド基が置換した白金ポルフィリン誘導体を少量添加することを計画した。白金ポルフィリンは酸素感度が高いりん光色素である。現在、市販のポルフィリン誘導体からアジド化白金ポルフィリンを段階的に合成している段階である。最終的には3成分系でのクリック架橋反応を実施することで、高感度酸素センサー膜を簡便に得る方法を開発する。また、得られたセンサー膜の応用例まで提示する予定で進めている。置換基を様々に変えた誘導体の合成まで成功しており、予定通り機能性付与の実験に進展しているため。ベンゾデヒドロ[12]アヌレンとアジド化合物の付加環化反応が金属触媒を使用しない新しいクリック反応であることを見出した。最終年度は、高分子材料の創製法として応用する道筋を確立するため、架橋膜の作製とその性能評価を詳細に実施した。前年度までの知見に基づき、架橋高分子膜に白金ポルフィリン誘導体を混合したが、白金ポルフィリン誘導体の発光が架橋部位の発光に比べて相対的に強いため、ベンゾデヒドロ[12]アヌレンとアジドの付加生成物を発光部位として使用する利点が強調できなかった。そこで、添加物無しの架橋高分子膜を対象として再度、発光挙動を解析することとした。一部アジド化したポリ塩化ビニルにベンゾデヒドロ[12]アヌレンを0.5mol%添加して作製した架橋高分子膜と、一部アジド化したポリ塩化ビニルにベンゾデヒドロ[12]アヌレンとベンジルアジドの二付加体を0.5mol%混合した高分子膜の試料を準備した。架橋反応が100%進行したと仮定すると、それぞれの試料中の発光部位の濃度は等しくなる。各試料の発光スペクトルにおいて明確な差は見られなかったが、真空下で蛍光寿命を測定したところ、2つの試料で異なる応答が観測された。架橋高分子膜では1.41msの蛍光寿命を示したのに対し、混合膜では1.36msと蛍光寿命が短くなった。このことは、発光部位が架橋により固定化されているため、熱失活が抑制されたことを示唆している。すなわち、架橋高分子膜の方が混合膜に比べて高い酸素感度を示すことになる。
リン酸化シグナルに基づいた報酬系神経回路の操作技術開発

快情動行動が発現する際、ドーパミンがD1R-PKA-Rap1-MAPK経路を活性化させることで、側坐核のドーパミンD1受容体発現中型有棘神経細胞(D1R-MSN)が興奮性の低い状態から高い状態へとシフトし神経回路が作動し快情動行動が発現する(Nagai et al. 2016)。これらの細胞内シグナル伝達機構の役割を分子レベルで観察・操作するために平成30年度は以下の研究を実施した。1)グルタミン酸(NMDA)、アデノシン受容体作動薬でリン酸化されるリン酸化基質および変動するリン酸化部位を同定した。2)Rho-キナーゼのMYPT1のドッキング部位とドッキングモチーフを同定した。3)側坐核におけるD1R-MSNおよびD2R-MSN特異的なドーパミンおよびアデノシンの作用機序を解明した。D1R-MSNからD2R-MSNへ、またはその逆への活性シフトが、主にドーパミン濃度の変化に依存するというモデルを提案した。D2受容体拮抗薬がアデノシンシグナルを増強して作用することを見出した(Zhang et al. Neurochem Int 2019)。4) MAPKによるKCNQ2のリン酸化部位に対して抗リン酸化抗体を作製した。D1R作動薬で刺激した線条体スライスにおいてKCNQ2のリン酸化が亢進し、このリン酸化亢進はMAPK阻害剤の処置で抑制された。5)KClやNMDAで刺激した線条体スライスにおいてShank3のリン酸化が亢進し、そのリン酸化の亢進はRho-キナーゼ阻害剤の処置により抑制された。また、Shank3のリン酸化により、Dlgap3, PSD95, 14-3-3, NMDARとの相互作用が増強されることを見出した。6)ドーパミンがD1R/PKA/MAPKシグナルを介して、Npas4などの転写因子をリン酸化し、報酬学習・記憶を制御することを明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、これらの細胞内シグナル伝達機構の役割を分子レベルで観察・操作するために以下の研究を実施した。1)リン酸化蛋白質結合タンパク質14-3-3を神経細胞種特異的に発現させることにより、神経細胞種特異的なin vivoリン酸化プロテオミクス解析を行う技術を開発した。2)LOV-Trap法により光刺激依存的にRhoキナーゼの活性を制御する分子ツールを開発し、このツールを用いて、神経細胞の軸索形成時にRhoキナーゼが複数の軸索形成を抑制するメカニズムを解明した。3)ドーパミンD2受容体発現中型有棘神経細胞(D2R-MSN)における細胞内シグナル解析を行い、D2R-MSNにおいても、D1R-MSNとシグナル経路が活性化していることを見出した。4)側坐核において神経細胞の興奮性を制御するイオンチャネルを探索し、イオンチャンネルがリン酸化されることを見出した。5)側坐核特異的に転写因子をノックアウトするマウスを作製し、条件付け場所嗜好性試験などを用いて、神経可塑性が長期的な神経回路シフトを制御する機構を解析した。また、側坐核特異的にRhoキナーゼをノックアウトするマウスを作製した。1)in vivoリン酸化プロテオミクス解析は順調に進展しており、新たなリン酸化基質を同定しつつある。3)ドーパミンD2受容体発現中型有棘神経細胞(D2R-MSN)における細胞内シグナル解析を行い、D2R-MSNにおいても、D2R-PKA-RAP1-MAPKシグナル経路が活性化していることを見出し、現在論文投稿準備中である。5)側坐核特異的に転写因子をノックアウトするマウスを作製し、条件付け場所嗜好性試験などを用いて、神経可塑性が長期的な神経回路シフトを制御する機構を解析した、論文投稿準備中である。また、側坐核特異的にRhoキナーゼをノックアウトするマウスの作製に成功した。3)側坐核におけるD1R-MSNおよびD2R-MSN

特異的なドーパミンおよびアデノシンの作用機序を解明した。D1R-MSNからD2R-MSNへ、またはその逆への活性シフトが、主にドーパミン濃度の変化に依存するというモデルを提案した。D2受容体拮抗薬がアデノシンシグナルを増強して作用することを見出した(Zhang et al. Neurochem Int 2019)。4) MAPKによるKCNQ2のリン酸化部位に対して抗リン酸化抗体を作製した。D1R作動薬で刺激した線条体スライスにおいてKCNQ2のリン酸化が亢進し、このリン酸化亢進はMAPK阻害剤の処置で抑制された。5)KClやNMDAで刺激した線条体スライスにおいてShank3のリン酸化が亢進し、そのリン酸化の亢進はRho-キナーゼ阻害剤の処置により抑制された。また、Shank3のリン酸化により、Dlgap3, PSD95, 14-3-3, NMDARとの相互作用が増強されることを見出した。6)ドーパミンがD1R/PKA/MAPKシグナルを介して、Npas4などの転写因子をリン酸化し、報酬学習・記憶を制御することを明らかにした。1)新たに開発したin vivoリン酸化プロテオミクス解析法を用いて神経細胞の回路シフトに関係するリン酸化基質を同定する。2)新たに開発したツールを用い個体内において光刺激依存的にRhoキナーゼの活性を制御する技術を開発する。4)イオンチャネルのリン酸化が側坐核における神経細胞の興奮性を制御するメカニズムを解明する。5)作製した側坐核特異的にRhoキナーゼをノックアウトするマウス用い、条件付け場所嗜好性試験などを用いて、神経可塑性が長期的な神経回路シフトを制御する機構を解析する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年11月3日紫綬褒章受賞
アクセスポイントとしての行政職員による行政システム信頼形成メカニズムの解明

本研究の目的は、市民と行政とのアクセスポイントたる行政職員に焦点を当て、その実践に見出される問題と課題を析出し、それらを検討することによって市民と行政の協働をコーディネートしうる人材育成プログラムを構築することにある。本年度は、地方自治体の協働担当部署および中間支援組織の職員に協働の実践に関するインタビュー調査を実施した。具体的には、石川県金沢市に2018年9月30日に開設された「金沢市市民活動サポートセンター」の運営会議、コーディネーター会議等に参加し、公設公営で運営される中間支援組織における市民と行政との協働のあり方についてフィールドワークを行なうと同時に、協働を担当する部署(市民協働推進課)の行政職員および中間支援組織のコーディネーター5人に聞き取り調査を実施した。その結果、中間支援組織のコーディネーターたちは、住民と行政が向かい合うことをコーディネートする機能をもつものの、このコーディネーターたちと行政との間をコーディネートをする行政職員の役割が極めて重要であり、第一のアクセスポイントとして機能していることが明らかとなった。コーディネーターたちが行政システムを信頼するために、この行政職員がアクセスポイントの役割を果たしていたのである。このことから、市民と行政とが直接的に向かいあうときに生じる様々な困難を乗り越えるためのアクセスポイントは、行政職員のみならず、中間支援組織のコーディネーターを含め、重層的に配置されることで、行政システムへの信頼度をより高めることが可能となるといえよう。金沢市以外の石川県内の協働担当部署および中間支援組織の職員への聞き取り調査が実施できなかったことによる。2019年度は、金沢市以外の石川県内の協働担当部署および中間支援組織の職員への聞き取り調査を実施する。その後、そこでの調査結果をもとに調査票を作成し、行政職員を対象に協働に対する意識と行動を明らかにする調査票調査を実施する。本研究の第一の目的は、協働を進めるための行政職員の研修プログラムを全国から収集し、比較検討することである。総務省自治大学校の平成27年度「地方公務員研修制度の実態に関する調査」では、全国176の職員研修所および研修担当課にアンケート調査を実施して地方自治体の研修の概要を把握しており、本年度はこの調査結果を先行研究として検討した。しかし、調査対象は都道府県や中核市等の都市のみであり、市民との協働に関する独立した調査項目は設定されていなかった。人口規模の小さい地方都市こそ市民と行政との協働が求められており、その詳細について各自治体から職員研修に関する資料を独自に入手し、現状を比較分析することの必要性について確認することができた。さらに、市民と行政との協働に関わる先行研究を渉猟しつつ、アンソニー・ギデンズのアクセスポイントに関する理論と実証とを架橋する枠組みを構築するべく自治体学会等に参加して情報を収集した。行政にありながら市民との接点をもちうる職員が、市民と行政との協働を推進するコーディネーターの機能を発揮し、いかにして市民の行政システムへの信頼を高めるためのアクセスポイントとなりうるのかについて検討をすすめた。このことは、行政職員の効果的な人材育成プログラムの構築という目的のみならず、行政職員というアクセスポイントを通した行政システムへの信頼が市民側にいかに形成されていくかというメカニズムを解明する作業でもある。本年度に自治大学校へのインタビュー調査を実施する予定であったが、先行研究の検討が終わらなかったため、未実施となった。自治大学校へのインタビュー調査を実施し、全国の自治体の行政職員の研修内容について、とくに協働に関する部分のプログラムを収集する。インターネットで収集できないものは郵送で依頼し、収集する。石川県内の19市町の協働担当部署および中間支援組織へのインタビュー調査を実施する。実際の現場での協働の促進に関して質的データを入手し、分析する。これらの調査結果をとりまとめ、調査票調査を準備する。自治大学校へのインタビュー調査を実施しなかったため、旅費を使わなかった。

翌年度は文献をさらに渉猟し、インタビュー調査および石川県内19市町の聞き取り調査を実施する。2019年度に全国自治体の行政職員向け調査票調査(郵送)を実施するための経費がかかるので、繰り越しした。
磁気リップル現象の生成機構解明と短周期大気波動の全球的モニタリングへの応用

低高度磁場観測衛星でほぼ常時観測される振幅数nT以下の微小な磁場の揺らぎを「磁気リップル」現象よぶが、それは、下層大気から伝搬してきた波動により生成したダイナモ電流が磁力線沿いに発散し、反対半球に流れる沿磁力線電流の衛星軌道に沿う空間構造であると考えられる。当研究の目的の一つは、その大気波動のモードを明らかにすると共に、それを生成する気象現象と磁気リップル現象とを、地上磁場、微気圧、降雨量観測、および、GPS-TEC観測を用いて対応付けることにある。H30年度の実績は次の通り。(1)前年度に引き続き、Swarm衛星データ解析用計算機にESAから継続的にSwarm磁場観測データを収集・処理し、蓄積した。また、H30年度は、Swarm電子密度観測データを収集・処理し、蓄積すると共に、磁場データと比較した。その結果、音波モードの大気波動が鉛直上方に伝搬し、電離圏E層でダイナモ電流を流し、それが沿磁力線電流として衛星軌道まで流れ、磁気リップルとして観測されると共に、鉛直上方に伝搬した音波が衛星軌道の電離圏F層で電子密度擾乱を起こしていると解釈すると、衛星軌道上での磁場変動と電子密度変動の位置関係(位置が少しずれること)が矛盾なく説明できることがわかった。この結果は、H30年10月に名古屋大学で開催された地球電磁気・地球惑星圏学会秋期大会で発表した。(2)タイ・ピマーイで取得した微気圧、磁場、降雨およびGPS-TECデータから、スコール発生時の微気圧変動と電離圏TECおよび磁場変動の関連を前年度に引き続き調べた。この結果の一部は、H30年5月に幕張で開催されたJpGU大会で発表した。(3)トカラ・中之島で行っている微気圧計、磁力計、高時間分解能の雨量計による観測を前年度に引き続き継続した。・Swarm衛星による磁場および電子密度データの取得を継続すると共に、微気圧変動や磁場、GPS-TECなどの地上観測データを蓄積することができた。・現段階では、Swarm衛星の電場データの精度が不足していて、磁気リップル現象の磁場変動に対応する電場変動の検出は難しい。・地上観測データの解析はイベント数を大幅に増やし解析を継続している。これまでに得た結果を論文としてまとめ投稿することに重点を置く。低高度磁場観測衛星でほぼ常時観測される振幅数nT以下の微小な磁場の揺らぎを『磁気リップル」現象よぶが、下層大気から伝搬してきた波動によるダイナモ電流が発散した沿磁力線電流空間構造であると考えられる。当研究の目的の一つは、その大気波動を生成する気象現象と磁気リップル現象とを、地上磁場、微気圧、降雨量観測、および、GPS-TEC観測を用いて対応付けることにある。H29年度の実績を下記に示す。・Swarm衛星データ解析用計算機にESAから継続的にSwarmデータを収集・処理し、蓄積した。また、気象衛星の画像や高層天気図などと比較するために、衛星の位置から高度約100 kmまで磁力線をトレースするプログラムを走らせ、解析の準備を整えた。・タイ・ピマーイで取得した微気圧、磁場、降雨およびGPS-TECデータから、スコール発生時の微気圧変動と電離圏TECおよび磁場変動の関連を調べた。スペクトルを比較したところ、同じ周期にピークをもつイベントが見つかり、スコールによる微気圧変動が上空に伝搬し、電離圏の電子密度を変動させると共に、地上で微小な磁場変動が観測されるという解釈を支持する。この結果は、2018年5月の日本地球惑星科学連合(JpGU)で発表予定。・トカラ・中之島で行っている微気圧計、磁力計、高時間分解能の雨量計による観測を継続した。・Swarmデータの取得や微気圧変動や磁場、GPS-TECなどの地上観測データを蓄積することができた。・地上観測データの解析は順調に進捗した。

(2)タイ・ピマーイで取得した微気圧、磁場、降雨およびGPS-TECデータから、スコール発生時の微気圧変動と電離圏TECおよび磁場変動の関連を前年度に引き続き調べた。この結果の一部は、H30年5月に幕張で開催されたJpGU大会で発表した。(3)トカラ・中之島で行っている微気圧計、磁力計、高時間分解能の雨量計による観測を前年度に引き続き継続した。・Swarm衛星による磁場および電子密度データの取得を継続すると共に、微気圧変動や磁場、GPS-TECなどの地上観測データを蓄積することができた。・現段階では、Swarm衛星の電場データの精度が不足していて、磁気リップル現象の磁場変動に対応する電場変動の検出は難しい。・地上観測データの解析はイベント数を大幅に増やし解析を継続している。・数値シミュレーションについては、引き続き研究協力者と議論しつつ進める。これまでに得た結果を論文としてまとめ投稿することに重点を置く。・分担者の一人が観測機器の点検保守等に予定した旅費を、H30年度に回した。・プリンタートナーが足りたので購入する必要がなかった。次年度に物品費として使用予定。
誤差フィードバックに基づく多次元ディジタルフィルタの丸め雑音低減化

非乗算係数(0、±1)をもつ誤差フィードバック(FB)回路の設計問題を扱い、その最適化方法を提案した。ここでは、所望の問題の「緩和問題」を設定し、Lagrangeの未定乗数法を用いて緩和問題を解くことによって下界値を評価し、探索の効率化を図った。その結果、総当たりに比べてかなり少ない計算回数で最適解を発見できることが分かった。また、得られた解は従来の対称・奇対称といった制約よりも誤差FB回路の特性劣化が少ないことが分かった。この結果は電子情報通信学会SIP研究会で発表し、電子情報通信学会論文誌に投稿・採録された。次に、分枝限定法を誤差FB係数の離散設計問題に応用し、係数を離散値で求める方法も検討した。その結果、良好な成果を得ることができ、この研究成果は2005IEEE International Symposium on Circuits and Systemsで発表予定である。また、単一乗算器による誤差FBの構成についても検討し、遺伝的アルゴリズムによる最適設計法も示した。この結果は、電気・情報関連学会中国支部第55回連合大会において発表した。また、誤差FB回路の研究と平行して、IIRディジタルフィルタ本体の設計に関する研究も行った。実際のハードウェアでの実装を考えて、フィルタ係数は有限語長で設計した。この結果はThe 2004 45th Midwest Symposium on Circuit and Systemsで発表した。本年度は、誤差フィードバック(FB)回路の設計アルゴリズムの実装および実験データ文献調査を主として行った。科研費で購入したパーソナルコンピュータ、数値計算ソフトmatlabを用いることによって、(1)いくつかの係数の絶対値が互いに同一となる誤差フィードバック回路と(2)いくつかの係数値が0または±1となる誤差フィードバック回路の設計を行った。(1)に関しては、国内学会において発表しており、今後追加実験や内容をさらに推敲して国際会議に投稿する予定である。また、(3)2次元分母分離形ディジタルフィルタの新しい誤差FB構成についても国内研究会において発表を行った。当初は、主として遺伝的アルゴリズムによる回路設計を計画していたが、研究過程において「分枝限定法」と呼ばれる手法にも新たに着目した。これは、数多くの文献を調査・検討した結果見つけた手法であり、これまで組合せ最適化問題等の分野で盛んに研究されてきた手法である。この手法に関する文献を詳細に調べた結果、「(2)いくつかの係数値が0または±1となる誤差フィードバック回路の設計問題」の解法として非常に適していることがわかったので、今後さらに詳しく研究を行う予定である。また、研究代表者(中本)が所属する研究室の雛元孝夫教授、および同研究室博士課程前期の河合恵次郎君と共に3次元ディジタルフィルタの丸め誤差低減化に関する論文を発表した。研究代表者は、本研究課題と関連している3次元誤差FBの実現部分を受け持った。本年度は、分母分離形2次元ディジタルフィルタに対して、フィルタの構造(フィードバックループとフィードフォワードループの順序)に着目した誤差フィードバック(FB)構成について検討し、その成果を国際会議で発表した.また、一般形2次元ディジタルフィルタについても、遺伝的アルゴリズムによって係数集合の組合せを最適化する方法を提案し、ディジタル信号処理シンポジウムにおいて発表した.次に、特定の係数が非乗算値(0、±1)となるような2次元誤差FB回路の簡易的な設計法を提案し、平成15年度電気・情報関連学会第中国支部54回連合大会にて発表した。この回路の厳密解を得るための設計法も考案しており、来年度の研究会で発表を予定している。さらに、誤差FB回路を組込むためのディジタルフィルタを、数値実験の対象として自由に設計、使用できる環境を構築することも研究課題を遂行していく上で必要不可欠であるので、昨年度後半から(誤差FBを組込む対象の)ディジタルフィルタ本体の設計にも着手している.これらのディジタルフィルタを使用して、来年度の計画である「どのフィルタ構造に対してどの誤差FB回路が有効か」を検討していく予定である。なお、より現実性かつ実用性を考慮して、フィルタは有限語長で設計している。一方、3次元ディジタルフィルタを対象とした3次元誤差FB回路の検討にも着手しているが、昨年度使用していた計算機では、必要とするメモリ容量が不足がちであり、また膨大な計算時間を要するため、より高速で大きなメモリを搭載した計算機を新たに導入して実験を行っている.これらの研究は現在も継続中である。また、新たに「緩和問題による下界値の評価」を取り入れた分枝限定法を、誤差FB係数の離散設計問題に応用しており、優れた成果を挙げている。その成果は、来年度の軽井沢ワークショップで発表する予定である。

また、単一乗算器による誤差FBの構成についても検討し、遺伝的アルゴリズムによる最適設計法も示した。この結果は、電気・情報関連学会中国支部第55回連合大会において発表した。また、誤差FB回路の研究と平行して、IIRディジタルフィルタ本体の設計に関する研究も行った。実際のハードウェアでの実装を考えて、フィルタ係数は有限語長で設計した。この結果はThe 2004 45th Midwest Symposium on Circuit and Systemsで発表した。
前頭前皮質機能に着眼した慢性疼痛発症メカニズムの解明と治療への応用

慢性疼痛の発症には、情動に影響を与える脳回路も関与しており、前頭前皮質(mPFC)は、情動を生み出す神経回路の一部であり、うつなどの気分障害の発症に一部関与していることが示唆されている。δオピオイド受容体は体性感覚と情動の調節の両者に対して影響を及ぼしており、その疼痛緩和作用機序に情動面の調節が関与している可能性もある。そこで、mPFCの機能を調節する化合物として、新規δオピオイド受容体作動薬であるKNT-129を用いて検討を行った。神経障害性疼痛モデルマウスとして、Spared Nerve Injury(SNI)マウスを使用し、機械刺激による痛み閾値測定法としてvon Frey法を用いた。KNT-129を脳室内に処置すると、用量依存的な神経障害性疼痛緩和作用が認められた。次に、δオピオイド受容体による情動面の調節に関与していると報告されているinfralimbic cortex(IL cortex)を対象に、KNT-127を微量注入し、神経障害性疼痛に対する影響を検討した。SNI処置により低下した痛み閾値がKNT-127の微量注入では、有意な影響は認められなかった。そこで、情動に対してより強い影響を与えている脳領域のInsular cortexへ変更し、KNT-127を微量注入しSNIマウスの痛み閾値がKNT-127によって濃度依存的に改善した。また、興奮性神経伝達物質(glutamate)と抑制性神経伝達物質(muscimol)を微量注入したところ、健常動物の痛み閾値がglutamateの微量注入により低下し、神経障害性疼痛モデルマウスの痛み閾値がmuscimolの微量注入により改善することが明らかになった。これらの結果から、Insular cortexにおける神経細胞の活性または抑制が、慢性疼痛の痛み閾値に影響を与える可能性があることが示された。IL cortexは領域が限られており、IL cortexへの微量注入の確実性を高めた実験技術の習得が遅れ、さらに効果の不確実さから、対象部位を変えたことにより、予想以上に時間を費やした。また、SNI処置による、mPFC領域の神経系細胞の活動性変化を検討するためc-Fosタンパク質の免疫組織化学的解析を試みたが、SNI処置以外のストレスが無い状態で動物サンプルを採取する必要があり、その条件確率に時間を予想以上に費やした。痛み以外のさまざまな刺激による影響が無い状態で、SNIマウスのmPFC領域の変化を解析するために、Caイメージング法を用いて検討を行う。これは、SNIマウスのmPFC領域にCaイメージング用レンズを埋め込むことで、自由行動時の神経細胞活動を撮影することができるため、慢性疼痛とmPFC領域の関連をリアルタイムで記録することができる。また、mPFC領域の神経が投射する領域(側坐核等)にGRINレンズを埋め込み、mPFC領域にglutamateやmuscimolを微量注入することにより、mPFC領域の活性化や抑制による影響を、その神経投射領域、慢性疼痛の関連をリアルタイムで記録でき、新たな現象の解明につながる可能性がある。

痛み以外のさまざまな刺激による影響が無い状態で、SNIマウスのmPFC領域の変化を解析するために、Caイメージング法を用いて検討を行う。これは、SNIマウスのmPFC領域にCaイメージング用レンズを埋め込むことで、自由行動時の神経細胞活動を撮影することができるため、慢性疼痛とmPFC領域の関連をリアルタイムで記録することができる。また、mPFC領域の神経が投射する領域(側坐核等)にGRINレンズを埋め込み、mPFC領域にglutamateやmuscimolを微量注入することにより、mPFC領域の活性化や抑制による影響を、その神経投射領域、慢性疼痛の関連をリアルタイムで記録でき、新たな現象の解明につながる可能性がある。SNIマウスのmPFC領域の変化を解析するために、Caイメージング法を用いて検討を行う。mPFC領域の神経が投射する領域(側坐核等)にGRINレンズを埋め込み、mPFC領域の活性化や抑制による影響を、その神経投射領域、慢性疼痛の関連をリアルタイムで記録するため、Caイメージング用レンズの購入費用が必要である。その他、神経障害モデルマウスの作成、免疫組織化学的解析などに必要な試薬、器具の購入費用が必要である。
光受容タンパク質パラピノプシンを基盤とする松果体の色検出応答の生理学的解析

下等脊椎動物の松果体には、紫外光と可視光の比率を検出する「色検出応答」が存在し、これまでに、パラピノプシンが松果体の紫外光受容の分子基盤であることを同定してきた。昨年度までの研究から、硬骨魚類ゼブラフィッシュにおいて、松果体と副松果体の両方に、パラピノプシンを発現していることを確認した。さらに、松果体のパラピノプシン発現細胞は神経節細胞を介して、副松果体のパラピノプシン発現細胞は(神経節細胞を介さず)直接的に、共に間脳の手綱核と呼ばれる領域に神経投射する可能性を見いだした。本年度は、松果体の色情報が手綱核に伝達されるのかについて、神経トレーサー法による検証実験を続けて行った。具体的には、パラピノプシン発現細胞に蛍光物質であるGFP(細胞全体を標識)を発現する遺伝子導入ゼブラフィッシュを用いて、手綱核にニューロビオチンやデキストランなどの神経トレーサー物質を取り込ませ、手綱核を中心とした神経回路について調べた。その結果、松果体に存在するGFP標識されたパラピノプシン発現細胞の神経終末と、手綱核からの神経トレーサー物質の注入により逆行性標識された神経節細胞の一部が接する様子が、共焦点レーザー顕微鏡を用いた解析により観察された。すなわち、パラピノプシンを含む紫外光受容細胞を出発点とする松果体由来の色情報は、神経節細胞を介して、手綱核へ伝達されるという、昨年度までの研究結果を裏付けるさらなる組織学的知見が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。松果体では、UV光と可視光の比率を検出する「色検出応答」が存在し、これまでに、松果体で機能するUV光受容タンパク質としてパラピノプシンが同定されていた。さらに、魚類の松果体ではUV型に加えて、可視型パラピノプシンが存在し、これらが色検出応答を生み出すと推定された。今年度は、パラピノプシンを含む光受容細胞がキャッチした色情報が、どのように統合、情報伝達されるのかを明らかにする目的で、色検出応答に関わる神経ネットワークを調べた。具体的には、UV型パラピノプシン発現細胞にレポーター遺伝子であるGFPを発現させたトランスジェニック(Tg)ゼブラフィッシュを用いて、逆行性トレーサー法により松果体における神経節細胞を可視化し、パラピノプシン細胞から神経節細胞への神経投射パターンを調べた。その結果、光受容細胞の神経終末は、神経節細胞にまで到達していることが観察された。すなわち、UV光受容細胞は、二次ニューロンである神経節細胞に直接神経投射することが明らかとなった。これは、先行して行なったヤツメウナギ松果体での結果と一致しており、松果体の色検出応答で広く用いられる神経入力形態である可能性が考えられた。色検出応答を生み出すメカニズムを明らかにするためには、両光受容細胞からの神経入力様式の解明が大変重要であると考えられる。そこで、現在、可視型パラピノプシン発現細胞からの神経投射パターンの解析に加え、両パラピノプシン発現細胞からの神経節細胞への投射パターンについて検討するために、UV型、可視型パラピノプシン発現細胞を共に標識したTgゼブラフィッシュの作製を進めている。松果体には、UV光と可視光の比率を検出する「波長(色)検出応答」が存在する。これまでに、下等脊椎動物の松果体で機能するUV光受容タンパク質としてパラピノプシンを同定し、パラピノプシン発現光受容細胞が、可視光受容細胞と共に、色検出応答を生み出すこと示唆した。今年度は、パラピノプシンを発現している光受容細胞がキャッチした色情報が、どのように中枢へ伝達されるのかを明らかにすることを目指し、UV光受容型パラピノプシンが関わる神経ネットワークについて解析した。具体的には、既に同定しているUV光受容型パラピノプシンのプロモーター活性を有する上流配列を利用して、UV光受容型パラピノプシン発現細胞に、経シナプス性の神経トレーサー物質であるWGA(小麦胚芽レクチン)を特異的に発現させたトランスジェニック(Tg)ゼブラフィツシュを作製した。次に、作製したTgゼブラフィツシュを用いて、UV光受容型パラピノプシン発現細胞が、どの中枢領域に光情報を伝達するのかを、組織学的に解析した。その結果、WGAで標識された神経線維の終末が、間脳の手綱核の限定された領域(背側手綱核外側亜核)に投射することが観察された。すなわち、松果体の色検出応答は、パラピノプシン発現細胞から神経節細胞を介して、手綱核に神経投射することを見いだした。この領域は恐怖にさらされた際の行動(すくみ、逃避など)の選択に関わることが報告されており、今回の研究結果により、松果体の色検出が恐怖行動の制御に関わる可能性が考えられた。松果体には、UV光と可視光の比率を検出する「色検出応答」が存在する。これまでに、パラピノプシンが、松果体の色検出応答におけるUV受容の分子基盤であることを同定した。今年度は、「松果体のUV光受容型パラピノプシン発現細胞は、神経節細胞を介して、間脳の手綱核と呼ばれる神経領域に投射する」という松果体の色検出の神経ネットワークに関する昨年度の報告について、さらなる詳細な組織化学的解析を実施した。

具体的には、既に作製に成功している、UV型パラピノプシン発現細胞にGFP(蛍光物質、細胞の神経末端まで標識)を発現させた遺伝子導入(Tg)ゼプラフィッシュを用いて、詳細な組織学的解析を行った。そこで、松果体の相同器官である副松果体におけるUV型パラピノプシン発現細胞は、ほとんどの神経終末を、松果体からの神経投射領域と類似した手綱核の部位に直接投射することを見いだした。一方で、これまでの研究結果から、松果体の色検出においては、UV光と可視光の情報は神経節細胞で統合され、それらの比率として検出されることが明らかとなっている。つまり、パラピノプシンを出発点とする2種類の異なる光情報が手綱核へ送られる可能性が考えられた。今回の結果を受けて、神経トレーサー法による検証実験を行った。具体的には、UV型パラピノプシン発現細胞からの神経投射を受ける手綱核の特定の領域に対して、ニューロビオチンやデキストランなどの神経トレーサー物質を取り込ませ、手綱核を中心とした神経回路の可視化を試みた。その結果、松果体の神経節細胞の一部が標識され、松果体神経節細胞から手綱核への神経投射が明らかになった。すなわち、松果体由来の色情報は、神経節細胞を介して、手綱核へ神経伝達されるというさらなる組織学的知見が得られたものと考えた。下等脊椎動物の松果体には、紫外光と可視光の比率を検出する「色検出応答」が存在し、これまでに、パラピノプシンが松果体の紫外光受容の分子基盤であることを同定してきた。昨年度までの研究から、硬骨魚類ゼブラフィッシュにおいて、松果体と副松果体の両方に、パラピノプシンを発現していることを確認した。さらに、松果体のパラピノプシン発現細胞は神経節細胞を介して、副松果体のパラピノプシン発現細胞は(神経節細胞を介さず)直接的に、共に間脳の手綱核と呼ばれる領域に神経投射する可能性を見いだした。本年度は、松果体の色情報が手綱核に伝達されるのかについて、神経トレーサー法による検証実験を続けて行った。具体的には、パラピノプシン発現細胞に蛍光物質であるGFP(細胞全体を標識)を発現する遺伝子導入ゼブラフィッシュを用いて、手綱核にニューロビオチンやデキストランなどの神経トレーサー物質を取り込ませ、手綱核を中心とした神経回路について調べた。その結果、松果体に存在するGFP標識されたパラピノプシン発現細胞の神経終末と、手綱核からの神経トレーサー物質の注入により逆行性標識された神経節細胞の一部が接する様子が、共焦点レーザー顕微鏡を用いた解析により観察された。すなわち、パラピノプシンを含む紫外光受容細胞を出発点とする松果体由来の色情報は、神経節細胞を介して、手綱核へ伝達されるという、昨年度までの研究結果を裏付けるさらなる組織学的知見が得られた。26年度が最終年度であるため、記入しない。Tgゼブラフィッシュの作製に成功したこと、UV光受容細胞の神経投射が明確に観察できたことで、これまで不明であった松果体色検出応答の生理機能を解明する手がかりとなる重要な組織学的知見が得られた。このことから、おおむね順調に進展しているといえる。今回得られた結果は、パラピノプシンが松果体の色検出以外の機能にも関わる可能性を示しており、松果体の色情報の生理学的役割のみならず、パラピノプシンが担う機能を理解する上での新たな重要な知見となると考えられ、研究はおおむね順調に進展している。
噛みしめによるヒラメ筋H反射の変調に対する歯根膜求心性線維の関与に関する解析

これまで研究代表者らは、ヒトにおいてヒラメ筋H反射の振幅を指標として口腔機能と全身の運動機能との相関に関して検索を行ってきた。その結果噛みしめに伴って、ヒラメ筋H反射は著しい促通を受けること、その促通量と噛みしめ強度との間には有意な正の相関が存在すること、この促通には上位脳から運動指令と口腔領域に生ずる感覚情報の両者が関与することが明らかとなった。しかしながら、噛みしめに伴う感覚情報のなかでどのような成分が脊髄の運動ニューロンの興奮性の上昇に関与するのかは未だ明らかにされていない。そこで研究代表者らはオーバーレイデンチャーを使用するものを被験者に選び、噛みしめ時の歯根膜からの感覚情報を遮断したり、復活させることによって、運動ニューロンの興奮性の上昇に対する歯根膜機械受容性容器の関与の有無を検索した。本研究には年齢4667歳の成人男性6人を被験者とし、各々の残根歯数は上下顎14本であった。被験者をリクライニングシートに座らせ、膝関節及び足関節をそれぞれ100°、120°に固定した。H反射は右側膝窩にて脛骨神経を電気刺激することにより誘発し、記録は右側ヒラメ筋上の表面電極から双極導出した。被験者に行わせる噛みしめは随意性最大噛みしめの5060%とした。また義歯内面を調整することにより、1)義歯と歯根の接触を残した状態で噛みしめを行ってもらうセッションと2)義歯と歯根の接触をなくした状態で噛みしめを行ってもらうセッションとに分け、1セッションにH反射を30回程誘発し、3糞感の休息を設けて1020セッションを行った。その結果、義歯と歯根の接触を残した状態ではヒラメ筋H反射は噛みしめに伴い有意に促通を受けた(p<0.05,U-test)。義歯と歯根の接触を残した状態に対し、義歯と歯根の接触をなくした状態を比較すると有意差は認められなかった。今回、歯根膜機械受容器からの情報は脊髄の運動ニューロンの興奮性の上昇に関与しないという結果だが、被験者の残根歯数が少ないために義歯と歯根の接触の有無による差が検出されなかったとも考える。
皮膚間葉系悪性腫瘍における抗癌剤耐性機序の解析とその克服の検討

最近、胃癌において高度先進医療の一環として抗癌剤感受性検査が保険適応となった。悪性黒色腫,乳房外Paget病、転移性汗腺癌などの進行期上皮性腫瘍について、コラーゲンゲルマトリックスを用いた3次元培養による抗癌剤感受性検査を行っている。同じ癌腫であっても抗癌剤に対する感受性は症例により異なるのはよく知られている。進行期皮膚癌に対するオーダーメード治療を目指してレジメの検討とともに、さらに過去の症例についても免疫組織学的に耐性蛋白の発現状況をretrospectiveに調べている。今後、悪性黒色腫,乳房外Paget病、転移性汗腺癌などの上皮性腫瘍についても同様にcell lineを作製し抗癌剤感受性検査および多剤耐性蛋白の検出を行う予定である。さらに過去の症例についても免疫組織学的に耐性蛋白の発現状況をretrospectiveに検討している。