hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カメムシの光周性と休眠を支配する中枢機構

ホソヘリカメムシでは、概日時計遺伝子period、cycle、哺乳類型cryptochrome、Clockから構成される概日時計が光周性に必須であることが明らかになった。また、視葉の色素拡散因子免疫陽性ニューロンが光周性に関与することも示唆された。チャバネアオカメムシでは、脳間部、脳側方部を含む脳領域が幼若ホルモン合成を抑制することで休眠の制御にかかわることが証明され、血リンパ中から幼若ホルモン分子を検出する方法として、高速液体クロマトグラフィーとマススペクトルの組み合わせによる分析法を確立した。(1)本研究の目的は、カメムシの成虫休眠とそれをもたらす光周性について、光入力から卵巣発達の抑制にいたる、中枢神経系および内分泌系による制御機構を細胞レベル、分子レベルで明らかにすることである。(2)光周性のための入力部分である複眼の中央部分の個眼から中枢への神経連絡と、その中枢の光周性・休眠における役割を明らかにする。(3)脳内の概日時計の位置をつきとめ、その存在および概日時計遺伝子の発現が光周性・休眠に及ぼす影響を調べる。(4)脳側方部ニューロンによるアラタ体のJH合成活性の調節機構を明らかにする。(5)血リンパ中のJH濃度と休眠の関係を明らかにし、JHによる標的遺伝子の発現を調べる。(6)これらの結果として、光周性・休眠のしくみにおける入力から出力までを中枢神経系のどこで、どんな分子がどのようなしくみで行っているのかを明らかにする。ホソヘリカメムシにおいて、in vitroで合成した概日時計遺伝子period,cycle,vrille,cryptochrome-mの2本鎖RNAを成虫腹部に注射し、数日後全虫体から抽出したRNAに対してNorthern hybridizationを行ったところ、それぞれのターゲット遺伝子の発現が抑制されていることが明らかになった。本種では後脚脛節のクチクラ層形成に概日リズムが見られる。そこで、上記概日時計遺伝子のRNA干渉によって、クチクラ形成リズムがどのように変化するかを観察した。RNA干渉を行った個体ではクチクラに層構造が見られず、クチクラ形成を制御する概日リズムが停止したと考えられた。これより、ホソヘリカメムシperiod,cycle,vrtlle,cryptochrome-mは概日時計の構成要素であることが示された。また、生殖状態のホソヘリカメムシメス成虫からアラタ体を摘出し、放射化学アッセイ法により幼若ホルモン(JH)合成活性を調べた。アラタ体15個を1本の試験管に入れトリチウムで標識したメチオニンとともに培養した。合計60本分を調べた結果、カメムシ特有のJHに相当する画分に活性が検出されたのは5本のみで、その合成活性は0.0140.034pmol/分と低かった。培地にカルシウムイオノフォアやJHの前駆体としてファルネソールを添加したり、脳とアラタ体の共培養を行ってもJH合成量は上昇しなかった。以上より、ホソヘリカメムシにおいてJH合成量を放射化学法で測定することは困難であると結論した。一方、チャバネアオカメムシにおいて、JHの構造が決定されたことから、今後はチャバネアオカメムシとホソヘリカメムシを併用して光周性と休眠を支配する中枢機構を明らかにするべきと考える。(1)ホソヘリカメムシにおいて概日時計遺伝子のRNA干渉による発現抑制が光周性におよぼす影響を調べた。その結果、per遺伝子の発現抑制により短日でも生殖が誘導され、cyc遺伝子の発現抑制により長日でも生殖が抑制された。すなわち、これらの遺伝子は光周性において決定的な役割を果たしていることが示された。また、クチクラ形成の概日リズムにおいて、両遺伝子の発現抑制は異なる位相で概日時計を停止させることから、perおよびcyc遺伝子の発現抑制は異なる位相で概日時計を停止させ、その結果、光周性においても反対のはたらきを示したと考えられる。(2)チャバネアオカメムシにおいて、放射化学アッセイ法によりアラタ体の幼若ホルモン合成活性を測定し、それらの個体の卵巣発逹を調べた。その結果、短日では幼若ホルモン合成活性は低く休眠に入り、長日では幼若ホルモン合成活性は上昇し生殖が誘導された。さらに、脳間部と脳側方部のニューロンがアラタ体-側心体複合体へ軸索を送っていることが示されたため、アラタ体の幼若ホルモン合成は光周期によって脳間部が脳側方部のニューロンを介して調節されていると考えられる。(3)チャバネアオカメムシのブラタ体が合成することが明らかになった新規幼若ホルモンJHSB3の血リンパ中の濃度測定を可能にする方法を検討している。まず、JHSB3の構造決定に用いたGC/MS法を適用した検出条件を確立した。GC/MSでは検出限界により10個体程度の体液を集める必要がある。

そのため、逆相カラムによるLC/MS分析法の開発に取り組み、キラルカラムによる分離を特徴とするLC/MS分離条件を見出した。これら2つの分離条件を相補的に活用し、数個体でのJH検出を試みている。今後はこれら3つのアプローチを関連づけて、遺伝子レベルから中枢機構、内分泌系までを統一的に明らかにしていく必要がある。(1)ホソヘリカメムシのオス成虫において、概日時計遺伝子perの発現をRNA干渉法によって抑制すると、光周性が失われて短日でも生殖器官が発達した。これはメスの場合と同様であった。すなわち、perは卵巣発達等のメスに固有の機能に関わるのではなく、光周性自体に関わる可能性が支持された。(2)ホソヘリカメムシにおいて、哺乳類型クリプトクロムの遺伝子cry-mの発現をRNA干渉法によって抑制すると、クチクラ形成を制御する概日時計は停止し、光周性が失われて短日でも生殖を開始した。この結果は、per発現を抑制した場合と同様であった。したがって、光周性に関与する概日時計はperとcry-mをともに抑制因子として持つフィードバックループからなるという光周性の時計機構についての新しい知見が得られた。(3)チャバネアオカメムシにおいて、長日条件のアラタ体を短日条件の脳(視葉、食道下神経節を除く頭部神経節)とともに培養し、幼若ホルモン(JH)合成活性を放射化学アッセイ法により測定した結果、対照区と比べて低くなった。この結果は、脳が短日条件でアラタ体の幼若ホルモン合成を液性経路で抑制している可能性を示す。また、アラタ体へ神経線維を伸ばす脳側方部ニューロンの一部がコラゾニン陽性を示すことがわかった。(4)チャバネアオカメムシの血リンパ中の幼若ホルモン分子を逆相LCとMSの組み合わせにより検出できることを明らかにした。しかし、血リンパ抽出物にはJH以外の多数の生体分子が含まれ、しばしば解析が困難になることもわかった。逆相LCではチャバネアオカメムシの主要なJHであるJHSB3の立体異性体を区別した解析はできなかった。(1)ホソヘリカメムシにおいて、概日時計遺伝子Period、cycle哺乳類型cryptochromeの発現抑制が光周性を喪失させることを前年度までに示していたが、今年度はさらに別の概日時計遺伝子ClockのRNAiによる発現抑制によっても光周性が失われることを示し、一連の概日時計遺伝子の光周性における重要性が明らかになった。(2)キイロショウジョウバエなど他の昆虫ではペプチドPDFを発現する細胞が概日時計の本体と考えられている。ホソヘリカメムシにおいて、PDF免疫陽性細胞が存在する視髄の部分を微細手術により除去したところ光周性が失われたので、本種の光周性にはPDF免疫陽性細胞あるいはその細胞が存在する領域が重要であると考えられた。(3)チャバネアオカメムシにおいて、前年度の実験によって示唆されていた「バックフィルにより同定されたアラタ体へ投射する脳間部、脳側方部ニューロンの細胞体を含む脳領域が幼若ホルモン(JH)合成を抑制すること」を明確に証明した。さらに、長日条件の脳と短日条件のアラタ体を共培養して、脳のJH合成活性に対する促進効果について検討した結果、長日の脳にはJH合成の促進効果は見られなかった。このことから、上記の領域存在するニューロンが短日条件下でm合成を抑制していると考えられた。
核共鳴非弾性散乱分光によるセンサー蛋白質の気体感知機構の解明

天然型および化学修飾したヘムをもつ変異型酸素結合型ミオグロビンの分子構造・電子状態と振動状態密度の相関を明らかにするために、核共鳴非弾性散乱分光による研究を行った。ミオグロビンタンパク質に結合したヘム鉄のダイナミックスについて洞察を得るために、ヘム鉄と第一および第二配位圏との相互作用に関わる力の定数について理論的に解析した。各種密度汎関数法(密度汎関数の混合比についても検討)を用いた分子構造最適化と基準振動解析を行い、振動状態密度を理論的に求めた。分光学的に得られたデータとの比較検討の結果、これまで共鳴ラマン分光によりFe-O2伸縮振動バンドと帰属されていた振動エネルギーは、Fe-O-O変角モードとして帰属されうることを明らかにした。一方、Fe-O2伸縮モードと帰属できるバンドは420 cm-1付近に強い強度で観測されることを明らかにした。酸素結合型ヘム鉄においては、その電子状態が長年の議論が続いているが(鉄3価スーパーオキサイドなのか鉄2価酸素なのか)、電子状態と振動構造の相関より、鉄3価スーパーオキサイドに近い電子構造であることを明らかにした。また、力の定数を解析結果、天然型タンパク質の方が化学修飾をほどこしたヘムをもつタンパク質より“やわらかな"分子構造を有していることを明らかにした。ヘム周辺に電子供与性もしくは電子吸引性置換基を導入することで、酸素結合型ヘムの電子状態が顕著に異なり、それに伴い鉄原子の振動構造も顕著に影響を受けることを明らかにした。これらの成果はミオグロビンの酸素結合機構について新たな洞察与え、酸素結合型ヘム鉄タンパク質全般の研究に新たな展開をもたらすと考えられる。連携研究者が一昨年7月に逝去したことと、本人が昨年10月に異動したため、研究の推進に時間を要した。放射光施設(Spring-8)の課題申請を成功させ、十分な実験時間を確保する。核共鳴非弾性散乱分光(NRVS)測定で得た鉄含有蛋白質および蛋白質モデル金属錯体のスペクトルデータの解析と密度汎関数法計算による理論解析を行った。NRVS測定により得たスペクトルから、多重振動励起の効果の除去と装置関数のデコンボリューションすることで、振動状態密度を得た(本解析にはPHOENIXプログラムを使用した)。理論解析では、密度汎関数法の各種理論レベルによる蛋白質分子およびモデル分子の構造最適化と基準振動解析を行い、振動状態密度のシミュレーションを行った。実験データと理論解析を比較することにより、各分子系に対する最適な理論レベルについて検討して解析法を確立した。本研究により、蛋白質とモデル錯体の鉄活性点近傍の振動構造を明らかにし、それらの構造機能相関に本質的な分子構造と電子状態の情報を得た。また、核共鳴非弾性散乱分光では試料にガンマ線を照射するため、試料の分解(特に、鉄活性中心の還元)が問題になると考えられる。したがって、他の分光法を併用して、試料の状態を確認することが必要になる。共鳴ラマン分光は、試料の鉄活性点近傍以外の分子振動構造、すなわち鉄の変位が小さい分子振動構造の解析も可能であることから、NRVSと共鳴ラマン解析を同一試料について行うことにより、試料の分解の検証のみならず、分子構造と電子状態について重要な情報を与えることができる。この目的のために、液体窒素で凍結したNRVS用研究試料を、共鳴ラマン分光法により解析する方法を検討した。核共鳴非弾性散乱実験のビームタイムを予定したように獲得できなかったため、NRVS実験データの蓄積の上で順調ではなかった。また、急速凍結混合装置の開発において設計が完成しなかったため、計画に遅れを生じた。一方で、データー解析と理論解析の上では順調であった。酸素結合型および一酸化炭素結合型のヘムタンパク質の核共鳴非弾性散乱分光解析で得た振動状態密度から、ヘムの分子構造と電子状態の相関について洞察を得るべく、ヘム鉄中心およびヘム近傍のタンパク質環境を取り入れたモデル分子について各種密度汎関数法による量子化学計算を行った。また、タンパク質内のヘム鉄の動力学的性質を明らかにするために、ヘム鉄と第一配位圏との結合の硬さを表す力の定数(Stiffness)およびヘム補因子全体と周辺タンパク質との相互作用の強さを表す力の定数(Resilience)について解析した。核共鳴非弾性散乱分光データをよく再現できる理論レベルを見出すべく、各種密度汎関数法(密度汎関数の混合比についても検討)を用いた分子構造最適化と基準振動解析を行い、理論的に振動状態密度を求めた。本解析により、酸素結合型および一酸化炭素結合型ヘム鉄において、信頼できる基準振動モードを得た。その結果、これまで共鳴ラマン分光により帰属されてきたヘム鉄ー酸素伸縮バンドの帰属については、再考を要することが明らかになった。また、一酸化炭素結合型ヘムについては、直線型Fe-CO構造のみならず折れ曲り型の構造が存在しうることが示唆され、気体分子感知機構について重要な知見を得た。さらに、化学修飾したヘムタンパク質の振動状態密度の解析により、ヘム分子構造がその電子状態とタンパク質の動力学的性質に顕著な影響を与えることを明らかにした。本研究は、酸素結合、貯蔵、運搬および酸素感知に関わるヘムタンパク質の構造化学および動力学を考察する上で、重要な洞察を与えるものである。分光データの理論解析は順調であった。しかし、Spring-8での核共鳴実験のビームタイムを予定通りに獲得できなかったため、実験データ蓄積の上で遅れを生じている。

ミオグロビンタンパク質に結合したヘム鉄のダイナミックスについて洞察を得るために、ヘム鉄と第一および第二配位圏との相互作用に関わる力の定数について理論的に解析した。各種密度汎関数法(密度汎関数の混合比についても検討)を用いた分子構造最適化と基準振動解析を行い、振動状態密度を理論的に求めた。分光学的に得られたデータとの比較検討の結果、これまで共鳴ラマン分光によりFe-O2伸縮振動バンドと帰属されていた振動エネルギーは、Fe-O-O変角モードとして帰属されうることを明らかにした。一方、Fe-O2伸縮モードと帰属できるバンドは420 cm-1付近に強い強度で観測されることを明らかにした。酸素結合型ヘム鉄においては、その電子状態が長年の議論が続いているが(鉄3価スーパーオキサイドなのか鉄2価酸素なのか)、電子状態と振動構造の相関より、鉄3価スーパーオキサイドに近い電子構造であることを明らかにした。また、力の定数を解析結果、天然型タンパク質の方が化学修飾をほどこしたヘムをもつタンパク質より“やわらかな"分子構造を有していることを明らかにした。ヘム周辺に電子供与性もしくは電子吸引性置換基を導入することで、酸素結合型ヘムの電子状態が顕著に異なり、それに伴い鉄原子の振動構造も顕著に影響を受けることを明らかにした。これらの成果はミオグロビンの酸素結合機構について新たな洞察与え、酸素結合型ヘム鉄タンパク質全般の研究に新たな展開をもたらすと考えられる。連携研究者が一昨年7月に逝去したことと、本人が昨年10月に異動したため、研究の推進に時間を要した。SPring-8に課題申請をして十分なビームタイムを獲得するためには、当該施設を利用した実験について論文成果の発表が重要と考えられるために、現在進めている核共鳴非弾性散乱分光の理論解析を推進して論文発表へつなげる。また、蛋白質反応において生成する不安定化学種の研究のために急速混合凍結を可能にする装置開発を推進して課題申請においてアピールし、十分な実験時間の獲得を目指す。Spring-8の課題申請にて十分なビームタイムを獲得するには、当該施設を利用した研究成果の論文発表が重要と考えられる。したがって、早急に今年度の解析結果を論文としてまとめる。放射光施設(Spring-8)の課題申請を成功させ、十分な実験時間を確保する。SPring-8で実験するための研究課題申請が予定したとおりには採択されなかったため、実験に要する消耗品費が使用されなかった。また、急速混合凍結装置の設計が確定せず、それに要する装置および部品の購入を控えたために支出が減り、次年度使用額が生じた。Spring-8での実験に必要な消耗品経費が予定どおりに使用されなかったため、次年度使用額が生じた。次年度において、Spring-8での実験に必要な消耗品に使用する。また、理論解析を推進するために、コンピュータの導入やクラスターの構築を検討する。研究計画に遅れに伴い、予算執行が遅れている。次年度にこれまでの遅れを取り戻すべく研究を推進し、必要となる経費を使用していく。
輝度コントラスト情報の時空間統合の解析

網膜上のある位置に提示した刺激に対する課題の成績は,他の位置に提示した刺激の影響を強く受ける.そこで本実験では,周囲の位置に提示した運動要素が中央に提示した運動要素のコントラスト弁別閾に及ぼす影響を測定した.その結果,基底コントラストの増加に伴い弁別閾は低下しその後上昇した.また周辺に提示したフランク刺激は基底コントラストが低い場合に最も大きな効果をもち,基底コントラストが増加するにつれその効果は減少した.閾近傍では中心と周辺の運動方向が同じ場合と反対の場合で大きな違いが見られたが,閾上ではこれらの効果に大きな違いは見られなかった.さらに静止刺激を用いた場合との比較も行った.これらの結果から初期視覚系の入出力特性が,周囲に提示したさまざまな特徴をもつ刺激からどのように影響を受けるのかを解明した.またラテラルマスキングを用いて時間周波数が受容野間の相互作用を媒介する局所構造に及ぼす影響を検討した.そこで,周辺刺激を局所方位と平行方向に配置した場合と直交方向に配置した場合の効果を測定し比較した.静止刺激を用いた場合は,平行方向に配置した場合のほうが直交方向に配置した場合と比較して2倍の促進効果が見られた.しかし運動刺激を用いた場合は,平行方向に配置した場合と直交方向に配置した場合で同等の促進効果が見られた.種々の実験からこれらの現象は,時間的,空間的な不確定性の低下や,非線形応答特性をもつ単一の検出器だけでは説明できないことがわかった.その結果,時間周波数は受容野間を結ぶ局所構造に大きく影響することがわかった.網膜上のある位置に提示した刺激に対する課題の成績は,他の位置に提示した刺激の影響を強く受ける.そこで本実験では,周囲の位置に提示した運動要素が中央に提示した運動要素のコントラスト弁別閾に及ぼす影響を測定した.その結果,基底コントラストの増加に伴い弁別閾は低下しその後上昇した.また周辺に提示したフランク刺激は基底コントラストが低い場合に最も大きな効果をもち,基底コントラストが増加するにつれその効果は減少した.閾近傍では中心と周辺の運動方向が同じ場合と反対の場合で大きな違いが見られたが,閾上ではこれらの効果に大きな違いは見られなかった.さらに静止刺激を用いた場合との比較も行った.これらの結果から初期視覚系の入出力特性が,周囲に提示したさまざまな特徴をもつ刺激からどのように影響を受けるのかを解明した.またラテラルマスキングを用いて時間周波数が受容野間の相互作用を媒介する局所構造に及ぼす影響を検討した.そこで,周辺刺激を局所方位と平行方向に配置した場合と直交方向に配置した場合の効果を測定し比較した.静止刺激を用いた場合は,平行方向に配置した場合のほうが直交方向に配置した場合と比較して2倍の促進効果が見られた.しかし運動刺激を用いた場合は,平行方向に配置した場合と直交方向に配置した場合で同等の促進効果が見られた.種々の実験からこれらの現象は,時間的,空間的な不確定性の低下や,非線形応答特性をもつ単一の検出器だけでは説明できないことがわかった.その結果,時間周波数は受容野間を結ぶ局所構造に大きく影響することがわかった.
血清ビタミンD代謝動態評価の為のLC-MS/MSによる高精度分析法の構築

ビタミンDは骨代謝や免疫調節に関連した様々な作用を持ち、その不足は乳幼児の骨疾患だけでなく、成人の免疫性疾患、悪性腫瘍などのリスクとも関連するため、代謝物を含めた精確な定量が必要である。ビタミンD代謝物は分子構造によってその生物学的活性が大きく異なり、代謝動態の正確な評価には精密定量法の構築が不可欠である。LC-MS/MSによる血清ビタミンD代謝物[25(OH)D; 1,25(OH)2D; 24,25(OH)2D]の分析方法を構築するため、初年度は、質量分析、HPLC、検体前処理法の最適化を行った。Cookson型試薬によりビタミンD代謝物を誘導体化することでイオン化効率が上昇し感度および特異性が大きく向上した。加えて、抗体を用いた前処理法の利用により、血中濃度の最も低い1,25(OH)2Dの分析も可能となった。その結果、6種類のビタミンD代謝物[25(OH)D3/2; 3-epi-25(OH)D3; 1,25(OH)2D3/2; 24,25(OH)2D3]を精度良く(CV<10%)分別定量する測定系を構築することができた。今年度の計画通り、LC-MS/MSによるビタミンD代謝物の分析法を構築することができた。現在、次年度の計画である、分析法のバリデーションを行っている。参考基準値を得るために必要な健常者血清の収集も順調に進んでいる。本年度は初年度に構築したLC-MS/MSによる4つの血清・血漿ビタミンD代謝物[25(OH)D3/2; 3-epi-25(OH)D3; 24,25(OH)2D3]の分析法のバリデーションを行なった。これら4つの血清・血漿ビタミンD代謝物について、採血管の違いによる影響や溶血・乳びといった解析に影響を与える要因について検証を行ない、いずれも分析結果には影響を与えないということを確認した。また、25(OH)Dは従来のRIA法ではLC-MS/MS法に比べて高値傾向を示し、3-epi-25(OH)Dや24,25(OH)2Dといった構造類似体を測り込んでいる可能性が示唆された。これらの結果について、英文誌(査読あり)に発表した(Anal Bioanal Chem. 2016; 408: 7617-7627)。分析方法のバリデーション(採血菅の影響や保存安定性など)を引き続き行う。加えて、構築した分析法を用いて健常者200例程度のビタミンD代謝物の測定を行い、日本人における参考基準値を得る。28年度が最終年度であるため、記入しない。病態検査学28年度が最終年度であるため、記入しない。
会計制度の変革が企業投資行動に与える影響に関する研究

本研究は、IFRS導入前後における企業投資行動の変化を調査し、IFRS導入は企業経営にどのような影響を及ぼしたか、経営者はどのような目的に基づき、投資意思決定を行うかについて定性的・定量的に究明するとともに、その研究成果に基づき日本の会計・企業開示制度の在り方を提言することを目的とする。具体的に、理論研究では、会計制度変革と企業投資行動の2つの領域に対する研究の方向性を明確にし、本研究の研究土台を築く。実証研究では、IFRS導入によってどのような会計情報がどのように変容したか、およびIFRS導入前後における企業投資行動の変化について調査する。
頭頚部癌における接着分子CD44連続的切断の意義の解明

近年、非ステロイド系抗炎症剤(NSAIDs)が細胞膜蛋白の切断に影響することが報告されている。今回NSAIDsが癌細胞の浸潤転移能に関わる接着分子CD44の連続的切断に与える影響をにっいて検討し、NSAIDsと癌細胞浸潤転移の関係について検討した。CD44連続的切断に対する影響を各種NSAIDsにおいて検討したところSulindac sulfide(SS)、Meclofenamic acid(MA)処理で切断亢進が確認された。これら薬剤によるCD44連続的切断のうち細胞外領域切断はmetalloprotease阻害剤により、膜貫通領域切断はγ-secretase阻害剤により抑制され、NSAIDsによるCD44切断活性は現在までに確認された酵素と同様であることが示唆された。しかしながら、MAの切断活性はEGTA、PKC阻害剤では抑制されず、CD44切断シグナルに新たな細胞内経路が存在する可能性が考えられた。SS,MA処理後、経時的にCD44の発現動態を検討したところ、scrape処理では全長蛋白のturn overが確認されたのに対し、NSAIDs処理では時間経過と共にその発現量は低下し、Boyden chamberを用いたmigration assayでは、細胞運動能は優位に抑制された。このことはNSAIDs処理により癌細胞浸潤転移の際に"足"として働く接着分子CD44の細胞膜上での発現が低下したために運動能が低下したのではないかと考えられた。NSAIDsによる癌転移抑制についてはすでに報告されているが、その分子生物学的機序はいまだ不明な点が多い。本実験結果は、その癌転移抑制作用の一機序として、接着分子の細胞膜上での切断、及び新規合成の抑制による機能的な接着分子の発現低下を介していることを示唆している。接着分子CD44は癌細胞の増殖能、浸潤・転移能に関与することが多くの研究によって示されている。我々はその機能を制御する機構のひとつとして、カルシウムシグナルやPKC活性による細胞外領域、膜貫通領域における連続的切断機構があり、この切断活性のうち細胞外領域切断はADAM10、17、また、膜貫通領域切断はγ-secretase活性によることを見出している。今回NSAIDsのCD44連続的切断に対する変化について検討し、これら薬剤が接着分子を介して細胞に与える影響について解析した。CD44連続的切断に対する影響を各種NSAIDsにおいて検討したところSulindac sulfide (SS)、Meclofenamic acid (MA)処理で切断亢進が確認された。これら薬剤によるCD44連続的切断のうち細胞外領域切断はmetalloprotease阻害剤により、膜貫通領域切断はγ-secretase阻害剤により抑制された。また、MAの切断活性はEGTA、PKC阻害剤では抑制されなかった。SS、MAのヒアルロン酸上の細胞運動に対する影響をBoyden chamberを用いたmigration assayにて検討したところ、運動能は優位に抑制された。これら薬剤処理後、経時的にCD44の発現動態を検討したところ、scrape処理では全長蛋白のturn overが確認されたのに対し、NSAIDs処理では時間経過と共にその発現量は低下した。
非対称なダイマー構造が誘起する新奇な電子状態の解明と機能開拓

分子性固体には2分子からなるdimer構造を1ユニットとして、一つのdimerに一つの電荷が局在化した状態(dimer Mott絶縁体状態)を示す物質群がある。近年、このdimer Mott絶縁体の物質群で、dimerを形成する2分子に電荷が不均一に分布した電子状態が現れることが示された。本研究では、この電荷の不均一な分布が生じる微視的な起源をdimer構造の対称性に着目して解明し、さらに電荷の不均一な分布が生み出す新規な電子状態、新規機能性の開拓を行うことを目的としている。
東部アナトリア地域の歴史的建築遺構における建築技術の交流と特質に関する調査・研究

オリエント、中央アジア、地中海、黒海に通じる文明の交錯路に位置する東部アナトリア地域において、特に1014世紀にかけて展開し、今日にまで残存するアルメニア、グルジア、セルジュークなどの建築遺構について、その耐震性、構造特性、建築材料、架構技術などの建築技術の観点から、調査・分析ならびに比較検討を行い、個々の建築文化の間にみられる特質の関係を考察することで、異文化間の交流が当該地域の建築に果たした役割の一端を解明したオリエント、中央アジア、地中海、黒海に通じる文明の交錯路に位置する東部アナトリア地域において、特に1014世紀にかけて展開し、今日にまで残存するアルメニア、グルジア、セルジュークなどの建築遺構について、その耐震性、構造特性、建築材料、架構技術などの建築技術の観点から、調査・分析ならびに比較検討を行い、個々の建築文化の間にみられる特質の関係を考察することで、異文化間の交流が当該地域の建築に果たした役割の一端を解明した本調査研究の初年度に当たる平成18年度は、悉皆的な調査と併せて、一部の遺構について重点的に調査を実施した。調査は、トルコ共和国東部の都市エルズルムとその周辺地域、およびタオ・クラルジェティ地域において行い、調査期間は、トルコ側協力者との調査事前打ち合わせを目的とした第1次調査として、平成18年6月9日から6月23日まで、対象遺構における実地調査である第2次調査として、平成18年8月30日から10月2日までの計2回である。調査対象は、7世紀15世紀頃に創建された22棟の遺構とした。当年度における以上の調査から、既往の研究でも充分明らかにされていない当該地域における遺構の状況が把握できた。実測データに基づき、平面図及び写真測量による立面図を作成したほか、エルズルム及びその周辺に残存する墓廟建築に関する建築意匠の特質、キリスト教建築のドーム部における架構形式の特質について、一定の仮説を提起することができた。さらに、調査対象遺構に用いられる建築材料である石材及び石灰モルタルの性状の地域特性を把握した。これらの分析については、今後の調査によるデータの拡充を待って、精度を高めていく予定である。次年度以降では、調査対象地域をさらに東部及び南東部へと拡大し、悉皆調査を継続するとともに、一部遺構については写真測量等を行い、重点的に調査を行う。また当年度の調査を踏まえて、常時微動測定等、地盤・地震特性に関する調査対象を選定し測定を行うほか、構造解析に適する対象の選定・分析を進める予定である。なお本調査の成果は、日本建築学会の平成18年度関東支部研究報告集に報告されている。本研究課題の第2年度に当たる平成19年度においては、平成18年度調査に引き続き、当該地域に残存する歴史的建築物の悉皆調査と、一部の遺構に関する重点的調査をそれぞれ実施した。第1回調査(平成19年6月19日7月19日実施)は、トルコ共和国東部に位置するエルズルム、カルス両都市とその周辺を対象地域として、全38棟の遺構を踏査した。具体的には、主たる作業である写真撮影、ビデオ撮影等の現状記録作業のほか、Emir Sartik Kumbeti,Havariler Kilisesi, Cengelli, Katoghike atAniの各遺構では写真測量を行い、各遺構の詳細なデータを得た。上記の現地調査から、既往の研究でも充分明らかにされていない当該地域における遺構の状況を把握できた。実測データに基づき、平面図及び写真測量による立面図を作成したほか、アナトリア地域におけるイスラームの墓廟建築に関する建築形態・建築意匠の特質、同地域およびカフカース地域におけるキリスト教建築のドーム部架構構成の特質について、一定の仮説を提起することができた。さらに、調査対象遺構が有する振動特性を把握した。これらの分析については、平成20年度調査によるデータの拡充と併せて、精度を高めていく予定である。なお、上記の調査成果は、日本建築学会の平成19年度関東支部研究報告集に報告されている。本研究課題最終年度となる平成20年度では、Havariler Kilisesi, Cengelliなどの一部遺構で平面実測や写真測量、常時微動測定等を重点的に行うほか、これまでの調査で不十分だった点について必要に応じて補足的な調査を実施する。これらのデータをふまえて、建築形態・意匠の分析、振動特性の解析のほか、建築構造の解析を進める予定である。また、10月にはトルコ側研究者を交えたシンポジウムの日本開催を予定している。本研究課題の最終年度に当たる平成20年度においては、前年度までの調査をふまえて、当該地域に残存する歴史的建築物の重点的調査をそれぞれ実施した。トルコ共和国における調査は、平成20年6月7日6月17日に実施され、トルコ共和国東部に位置ずるエルズルム、カルス両都市とその周辺を対象地域として、全5棟(Haho,Ishan,Cengelli Kilisesi,Havariler Kilisesi,Penek Kilisesi)の遺構を対象とした。具体的には、主たる作業である写真撮影、ビデオ撮影等の現状記録作業のほか、Havariler Kilisesi, Cengelli Kilisesiの各遺構では写真測量と常時微動の測定を中心とした、歴史的遺構とその立地に関する振動特性データの採取を行った。各遺構の詳細なデータを得た。また、アルメニア共和国においても、平成20年11月8日11月23日にかけて調査を実施し、とくにグルジア建築との関連を指摘されるAkhtalaの遺構について、写真測量をはじめとする現状記録作業を行った。

上記の現地調査から、既往の研究でも充分明らかにされていない当該地域における遺構の状況を把握できた。実測データに基づき、平面図及び写真測量による立面図を作成したほか、アナトリア地域におけるイスラームの墓廟建築に関する建築形態・建築意匠の特質、同地域およびカフカース地域におけるキリスト教建築のドーム部架構構成の特質について、一定の仮説を提起することができた。さらに、調査対象遺構が有する振動特性を把握した。なお、上記の調査成果は、日本建築学会の平成20年度関東支部研究報告集に報告されている。また、11月1日にはトルコ側研究者を交えたシンポジウムを開催し、3年間に及ぶ調査研究の成果の一部を対外的に公開した。
小児の食物咀嚼と唾液分泌量について

ヒトが行う基本的な摂食過程を食物の粉砕、味覚、食物咀嚼刺激によって分泌される唾液量、嚥下という四つの観点から促え、小児(5歳児)の咀嚼メカニズムの解明を行った。実験方法としては、一般に成人で行われていたChewing spit法(食物を咀嚼して嚥下の時期がきたら吐き出す)を初めて小児に応用し、Food lost(吐き出した後口腔内に食渣として残る量、あるいはうっかり嚥下を行って失う量)の算定式と共に、小児の食物咀嚼に関する一実験方法を確立した。ヒトの食物咀嚼は各人、各食物によって大変複雑と思われるが、同一人、同一食物については一口量、一口量咀嚼時間、嚥下時の食塊水分量に規則性が認められることを明かにした。これらの規則性が何によって維持されているのかについて、主に水分量に着目して実験を行った結果、水分量の少ない食物程咀嚼時間が長くなる傾向にあること、また、6種類の食物で調べた結果、嚥下時の食塊の水分量は、最低の食物でも約50%程度要していることが明かとなった。これらの水分量は当然咀嚼中に分泌される唾液量に依存しているが、この食物咀嚼における唾液分泌量は各食物によって変動幅が大きいもの、同一人、同一食物においては非常に再現性が良く規則性のある結果が得られた。さらに粉砕した食物を噛まずに味わった場合においては通常咀嚼の約80%の唾液分泌がみられたことから、食物咀嚼中の唾液分泌には食物の味も重要な因子となっていることが明かとなった。以上の結果より、小児の食物咀嚼は特に噛むことをありま必要としない柔らかい食物の場合、その食物を粉砕するためというよりは嚥下に適した食塊の形成、すなわち適当な食塊水分量を得るための作業となっていることが考えられる。そして食物の水分量の違いや、味の強弱がその作業時間(咀嚼時間)を決める重要な因子となっていることが推察された。5歳児の小児を対象に、食物咀嚼と唾液分泌量に関する研究を計画し、今年度は(1)食物の咀嚼刺激によって分泌される唾液量、(2)食物の水分量と咀嚼時間について実験を行った。6種類(クッキ-、タクアン、ソ-セ-ジ、ポテト、リンゴ、ライス)の食物を通常通り咀嚼させて分泌された唾液量は、クッキ-が最も多く(4.7±2.5ml/min)、ライスが最も少なかった(2.4±1.2ml/min)。6種類の平均は3.6±0.7ml/minであった。実験はchwing spit法により行ったが、実験中に生じる誤差、すなわちfood lost(食物を吐き出した後、口腔内に残存する食渣量)は平均13.7±6.4%であった。従って実際の分泌量はこれらの値よりも若干多いものと考えられる。また成人の値(Watanabe,1988)に比較するとライス、リンゴで約75%に相当していた。

この実験の再現性については、変動係数を調べた結果、食物の一口量およびその咀嚼時間は、被験者間で大きく差が認められたものの、個人では比較的一定していることが示された。咀嚼時間については、これらの食物の1g当りの咀嚼時間は、食物の水分量との間に負の相関が認められた。すなわち水分の少ないクッキ-(4.1%)で最も長く、水分量の多いマッシュポテト(78.1%)で最も短かかった。嚥下時の食塊の水分量を測定した結果、最も少ないクッキ-で約50%、最も多いタクアンで約88%と食物の間にかなりの幅がみられた。これらのことから食物の水分量は唾液分泌や咀嚼時間に大きく影響を与えていることが示唆された。しかし、嚥下時の食塊が含む水分量に幅が認められたことから食塊の水分量は嚥下の時期に少なからず影響を与えてはいるものの、決定的な因子とは言えず、これについては他の因子も考慮する必要があると思われた。小児(5歳児)を対象に食物咀嚼と唾液分泌量に関する研究を計画し、今年度は昨年度に行った追試を含めて、(1)嚥下時の食塊の水分量と嚥下時期との関係、(2)食物咀嚼中に分泌された唾液量のうち食物の味刺激の影響について検討を行った。チュ-イングスピット法により、嚥下時の食塊の水分量を6種の食物(クッキ-、ライス、ソ-セ-ジ、マッシュポテト、タクアン、リンゴ)を用いて調べた結果では、各々の食物によって水分量に差がみられた(約50%(クッキ-)約90%(タクアン))。また食塊の水分量に占める唾液量の割合をみると、食物の持つ水分量との間に負の相関が認められ、水分量の少ない食物ほど嚥下の時期は唾液分泌量に影響を受けていることが示唆された。次に食物咀嚼中に唾液を分泌させる因子として、食物の持つ味もまた重要と思われることから食物の味の影響について検討を行った。4種の食物(クッキ-、タクアン、リンゴ、ライス)を通常通り咀嚼(Chewing)させた場合と、粉砕した食物を噛まずに味わう(Tasting)ことを行った場合に分泌される唾液量を比較した結果、Chewing時に対するTasting時の分泌量の割合はクッキ-で約95%、タクアンで約88%、リンゴで約97%、ライスで約71%であった。このことにより食物咀嚼によって分泌される唾液量は咀嚼による機械的刺激によりも食物の味による影響を強く受けていることが推察された。以上、これらの結果より、小児の食物咀嚼は特に噛むことをあまり必要としない柔らかい食物の場合、その食物を粉砕するためというよりは嚥下に適した食塊の形成、すなわち適当な食塊水分量を得るための作業となっていることが考えられる。そして食物の水分量の違いや、味の強弱がその作業時間(咀嚼時間)を決める重要な因子となることが推察される。
リモートセンシングによる静岡県沿岸における「磯焼き」現象の原因調査

平成14年度は海水温度と磯焼け現象の関係に主眼をおいて調査研究を行い、興味ある知見を得て(社)日本リモートセンシング学会第33回学術講演開(佐賀)で発表した。また、その後この知見の精密化を行って、(社)日本リモートセンシング学会第34回学術講演開(東京)で「駿河湾におけるLANDSATTM輝度温度」と題して発表した。また、富士常葉大学研究紀要にもその一部を発表した。平成15年度は、平成14年度に行った上記研究の精密化を続行するとともに、海水濁度と磯焼けの関係について研究を進展させるべく、駿河湾内における海流の状況、潮位データの収集、天候、風速、風向データおよび黒潮状況データの収集を行って、駿河湾内海流および大井川などから排出される濁度成分の影響範囲などを検討中である。これらの結果が明確になるのにはまだ時間を要するものと考えられる。本補助金で磯焼け発生以前の1984年から磯焼け後の2002年まで、四季すべてを含むようにランドサット衛星データを収集した。また、夜間の測定データおよび関連したNOAA衛星データ、グランドトゥルースデータとして、海水温測定データ、海底地形図、海底地質図などを収集したため、(1)御前崎港の防波堤建築の影響(2)大井川から排出される牧の原台地茶園からの高濃度硝酸塩の影響(3)中部電力浜岡原子力発電所からの温排水の影響などについても今後順次検討していく予定である。現在日本の沿岸では「磯焼け」といわれる現象が進行しつつある。磯焼けとは海中の海中林を構成している海藻類が枯れる現象であり、漁業上では漁獲量の減少被害をもたらす。海中林は海水の浄化、生物多様性の確保、気中炭酸ガスの固定といった、地域環境、地球環境上重要な働きをしている。したがって、磯焼けは環境科学上看過出来ない現象である。本研究では、ランドサット衛星のTM観測データを使用したリモートセンシングにより、磯焼けの原因調査を行おうとするものである。研究対象地域は静岡県御前崎周辺海域とした。同海域には、十数年前までは日本一の広さを持った海中林が発達していた。この面積は7900haに達するといわれたが、現在では磯焼けのためわずか38haが残存するのみである。磯焼けの原因として、海水温の上昇や濁度などの環境要因や藻食性魚類による食害などの持続要因が考えられているが、広い海域の調査が困難なことなどから明らかにはなっていない。平成14年度は海水温と磯焼け現象の関係を主眼において調査研究を行った。ランドサット衛星データは磯焼け発生以前の1984年から磯焼け後の1997年まで、四季すべてを含むように収集した。また夜間の測定データおよび関連したNOAA衛星データも収集した。グランドトゥルースデータとしては、海水温測定データ、海底地形図、海底地質図などを収集した。グランドトゥルースデータを用いてランドサットTM6バンドの輝度温度を相関性を検討した結果、TM6バンドの輝度温度はかなり広い温度範囲でグランドトゥルースデータとよく一致することが確認された。また、全バンドのTMデータを用いた多変量回帰式をもとめた。これらについては(社)日本リモートセンシング学会第33回学術講演会(佐賀)で発表した。海水濁度と磯焼けの関係についても興味ある結果が得られており、平成15年度はこれらについて研究する予定である。磯焼けとは海中の海中林を構成している海藻類が枯れる現象である。海中林は大型海藻が繁茂したもので、海水の浄化、生物多様性の確保、気中炭酸ガスの固定といった、地域環境、地球環境上重要な働きをしている。このため、磯焼けは漁獲量減少という漁業上の被害だけでなく、地域・地球環境科学上でも看過出来ない現象である。本研究は、ランドサット衛星のTM観測データを使用したリモートセンシングにより、磯焼けの原因調査を行おうとするものである。

研究対象地域の静岡県御前崎周辺海域には、十数年前までは7900haに達する日本一の広さを持った海中林が発達していたが、現在では磯焼けのため、わずか38haが残存するのみである。磯焼けの原因として、海水温の上昇や濁度などの環境要因や藻食性魚類による食害などの持続要因が考えられているが、広い海域の調査が困難なことなどから明らかにはなっていない。平成14年度は海水温度と磯焼け現象の関係に主眼をおいて調査研究を行い、興味ある知見を得て(社)日本リモートセンシング学会第33回学術講演会(佐賀)で発表した。またその後この知見の精密化を行って(社)日本リモートセンシング学会第34回学術講演会(東京)で「駿河湾におけるLANDSAT TM輝度温度」と題して発表した。また、富士常葉大学研究紀要にもその一部を発表した。平成15年度は、平成14年度に行った上記研究の精密化を続行するとともに、海水濁度と磯焼けの関係について研究を進展させるべく、駿河湾内における海流の状況、潮位データの収集、天候、風速、風向データおよび黒潮状況データの収集を行って、駿河湾内海流および大井川などから排出される濁度成分の影響範囲などを検討中である。これらの結果が明確になるのにはまだ時間を要するものと考えられる。本補助金で磯焼け発生以前の1984年から磯焼け後の2002年まで、四季すべてを含むようにランドサット衛星データを収集した。また、夜間の測定データおよび関連したNOAA衛星データ、グランドトゥルースデータとして、海水温測定データ、海底地形図、海底地質図などを収集したため、(1)御前崎港の防波堤建築の影響(2)大井川から排出される牧の原台地茶園からの高濃度硝酸塩の影響(3)中部電力浜岡原子力発電所からの温排水の影響などについても今後順次検討していく予定である。
ヒストン脱アセチル化酵素の活性制御を指標とした新規神経変性疾患予防成分の探索

Hdac活性を指標とした探索実験の結果、ブラジル産プロポリス含有成分にHdac阻害作用があることを見出し、また多くの認知症に共通の小胞体ストレスからの神経系細胞に対する保護効果を有する事を見出した。一方、クロロフィル代謝中間体であり、牛肉や牛乳等に含まれる分枝型脂肪酸であるフィタン酸のHdac活性に与える影響を解析した。すると、フィタン酸には逆にHdacを活性化する作用を有する事が分かった。さらに、神経系の細胞に細胞死を誘導することが分かった。また、この実験過程において、Hdac阻害作用を有する物質はミトコンドリアの活性化を介して神経系の細胞を保護していることを示唆する結果が得られた。本研究の目的は、食品由来天然物によるエピジェネティクス制御作用、特にヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)活性制御を介した新しい神経変性疾患予防・治療法を開発することである。本年度の主な研究実施計画は、神経系の細胞に対する作用の分子機構の解析であった。それに従って、平成24年度にHdac活性制御作用を見出した分枝脂肪酸であるフィタン酸およびプロポリス成分について、それぞれの神経系の細胞に対する作用について解析を行った。その結果、平成25年度には主に以下の結果が得られた。1.フィタン酸について、昨年度、これまで知られている脂肪酸類とは逆にHdac活性化作用を有することを見出したことから、フィタン酸がHdac活性化分子として神経系の細胞にどの様な影響を与えるのか解析を行った。低級脂肪酸系Hdac阻害剤は神経保護作用を有することが報告され始めているが、活性化作用を有するフィタン酸は神経系の細胞株Neuro2a細胞に対し細胞毒性を示すことを見出した。また、その毒性作用はミトコンドリア機能障害を介している事を見出した。2.昨年度にブラジル産プロポリス抽出成分にHdac阻害作用がある事を見出したが、今年度Hdac阻害成分の同定ならびに神経細胞保護効果に関して解析を行った。その結果、主要含有成分の中にHdac阻害活性がある分子の存在を見出した。また、神経変性疾患における神経細胞死のモデルとなる神経系細胞小胞体ストレス誘導神経細胞死に対してプロポリス抽出成分ならびにHdac阻害分子が保護作用を示すことを見出した。その保護作用には小胞体シャペロンの発現誘導作用が関与している結果が得られたが、その作用機構については現在検討中である。本年度の主な研究実施計画は、主に酵素活性系を利用した食品由来Hdac活性制御分子の探索ということであった。これに従い、酵素活性系を用いて主に脂肪酸類およびプロポリスからのHdac活性制御物質の探索を行った。その結果、平成24年度には主に以下の結果が得られた。1.脂肪酸類については、一般的には特に低級脂肪酸類についてHdac阻害作用を有することが知られている。そこで、幾つかの脂肪酸に関しその構造と阻害作用について検討を行った結果、分枝脂肪酸として知られクロロフィルの代謝中間体として牛産物に含まれることが知られているフィタン酸には、驚くべきことに、逆にHdacを活性化する作用が認められた。フィタン酸の蓄積は神経症状を呈するRefsum症候群の原因となることが知られていることから、Hdacの活性阻害が神経保護に重要であることを逆の観点から示唆する結果となった。また、本結果からフィタン酸はある分子の作用がHdac阻害作用を介するのか否かに関する研究に応用できる可能性が考えられる。2.プロポリスに関しては、抗ガン作用、抗酸化作用、抗炎症作用等の生体に対する作用が報告されているが、神経保護作用やエピジェネティクス機構に対する作用はあまり報告されていない。本研究ではブラジル産プロポリスにHdac活性制御作用があるのか、活性制御物質は何かということについて探索を行った。その結果、プロポリス抽出液にはHdac阻害作用、およびSirtuin活性化作用があることを見出した。本結果は、プロポリスの摂取が神経変性疾患を予防する作用がある可能性を示唆するものであり、プロポリスの健康食品としての新たな機能を見出した可能性が高い。機能性食品としてのプロポリスによるヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)活性調節機構については、アルテピリンCに代表される主要成分に阻害活性を確認していたが、抗ガン効果についてはその作用の関与が示唆されたものの、神経保護効果については別機構による可能性を示すという結果が得られた。クロロフィルの代謝産物であり、牛肉や牛乳等に含まれるフィタン酸については、Hdac活性化作用を確認していたが、その作用によりHdac阻害剤とは反対に神経毒性を示す結果が得られ、その作用はミトコンドリア機能を低下させる作用に依存するという結果が得られた。フィタン酸による神経細胞毒性におけるHdacサブタイプ特異性については、Hdac2または3の活性化を介しているという結果が得られた。

更に、低級脂肪酸系のHdac阻害剤である酪酸や特異性の低いHdac阻害剤であるSAHAにおいては、フィタン酸の毒性を抑制し、それら阻害剤自身がミトコンドリア機能を亢進する作用を有することを見出した。これは、近年注目されているが作用機序には不明な点も多いHdac阻害剤による認知症予防効果が、神経細胞におけるミトコンドリア機能亢進を介していることを示唆する結果である。生化学神経科学本研究計画全体では、1) Hdac活性制御物質の探索、2)活性制御分子による神経保護効果の解析、3)神経保護効果の分子機構の解析、を目的としている。当初計画では、平成25年度は主に神経保護効果の解析を計画していた。従って、Hdac阻害活性が認められたプロポリス成分に関しては神経保護効果を、Hdac活性化が見られたフィタン酸については神経細胞毒性について解析を行った。プロポリスに関しては、主要な構成成分の幾つかにHdac阻害作用があることを確認した。さらに、プロポリス抽出液には既知のHdac阻害剤と同様にストレスからの神経系細胞保護効果が見られることを確認し、その保護作用が小胞体シャペロンの発現誘導およびカスパーゼ系の活性化の阻害を介していることを見出した。しかし、in vitroでのHdac酵素活性阻害濃度よりも保護作用を示す至適濃度のほうが低いことから、現在その分子機構について検討を行っている。フィタン酸については、in vitroでのHdac酵素活性の阻害作用だけでなく、神経系の培養細胞Neuro2a細胞に対してヒストンのアセチル化量を減少させる作用があることも確認した。そして、Neuro2a細胞に対し細胞死誘導作用を示し、その細胞毒性作用はHdac阻害剤により抑制されることからHdac活性化を介することが示された。また、細胞死誘導過程においてミトコンドリア機能の低下が見られたこと、既知のHdac阻害剤では逆にミトコンドリア機能亢進が見られたことからHdac活性によるミトコンドリア機能制御の可能性を示唆する結果が得られた。以上のことから、概ね当初の計画通りに進行していると考えられる。本研究計画全体では、1) Hdac活性制御物質の探索、2)活性制御分子による神経保護効果の解析、3)神経保護効果の分子機構の解析、を目的としている。当初計画では、平成24年度は主に活性制御物質の探索を計画していた。従って、主にHdac活性制御分子探索を行った。脂肪酸については、分枝脂肪酸の一種であるフィタン酸が予想と異なりHdac活性化作用を有するという発見に至った。また、既知のHdac阻害活性を有する脂肪酸系分子について、我々の研究室で用いている神経系培養細胞のヒストンのアセチル化状態に影響を与えうること、阻害活性を有する分子での処理が、ストレスからの神経系細胞の保護効果を有することという次の段階への基礎となる実験条件の確立を行った。プロポリスに関しては、混合抽出物でのHdac阻害作用およびSirtuin活性化作用を確認した。
リアル脳と人工知能の融合による重度運動機能障がい者向け意思伝達支援技術の開発

本研究では、研究者の技術シーズ(重度運動機能障がい者向けの脳波による意思伝達装置)と近年めざましい発展を遂げている人工知能分野における音声識別技術や顔画像識別技術を融合した、新しいBrain-Machine Interface(BMI)技術、「リアル脳と人工知能のハイブリッド型BMI」の開発を目指している。この実現に向けて、本年度はサブテーマ1として、対人コミュニケーション場面における文脈を特定することで、メッセージ候補を絞り込み、たった一度の選択によって最終メッセージを選ぶことができるシステムの開発のために、介護現場で行われるコミュニケーションの実態を把握するための調査を行った。具体的には、連携関係にある介護事業者を介して、想定ユーザーが日常的なコミュニケーション場面において必要と推定されるメッセージデータベース(DB)の改変(オリジナルの512種類を修正)を行いつつ、それらのメッセージが表出される文脈を構成する環境要因(いつ、どこで、だれと等)及び具体的な文脈情報(「いつ」にか関しては朝、昼、晩、など)を記載した文脈DBを作成した。そしてこれら2つのDBの関連性を見るために、当該事業者を介して、介護現場で働く、プロの介護者あるいは医療専門職(理学療法士等)24名にヒアリングを実施し、想定ユーザーが日常生活で意思を伝達したいと思われた時のメッセージ内容と文脈情報の対応付けを行った。これにより、何らかの方法で文脈情報からメッセージ候補を絞る込むことが可能となった。また、サブテーマ1とは独立の基盤技術候補であるサブテーマ2として、介護者が質問することが多い文章に含まれるフレーズ8種類(「体調」など)を選抜し、音声認識チップに登録し、マイクを介して介護者の問いかけのなかで登録フレーズが検出された際、自動的にその返答として相応しい候補を各8種類提案するシステムを開発した。リアル脳と人工知能を融合した新しい意思伝達装置の開発に向け、本年度はサブテーマ1として、対人コミュニケーション場面における文脈を特定することで、メッセージ候補を絞り込み、たった一度の選択によって最終メッセージを選ぶことができるシステムの開発のために、介護現場で行われるコミュニケーションの実態を把握するための調査を行った。なお、この調査事業の過程で、意思伝達用の入力スイッチとして最重度障がい者向けの脳波だけでなく、瞬きを反映した眼電位用のスイッチが多用されることや障がい者の要望の中に電動車いすによる移動などもあったために、それらの全体のシステムの入出力の幅を広げる高度化試作も実施した。本研究の代表者は、これまで重度運動機能障がい者の「生活の質」向上のために、脳波による意思伝達装置「ニューロコミュニケーター」の開発を行ってきた。この装置は、パソコン画面上に並べられた8つの絵カードのうちから1つ(標的)を脳波で選択する作業を3回行うことで、512種の多様なメッセージを表出できるシステムである。しかし、このような入力手法では標的の解読が3回連続して成功する必要があり、標的解読精度が高くないユーザーや電気的ノイズの大きな環境では誤入力のリスク増大が危惧されていた。本研究の成果により、そのような繰り返しを行うことなく、たった1度の選択によって文脈に即したメッセージを選ぶためのDBが構築されたことは、大きな進歩であると考えられる。また、その文脈の特定を介護者のセリフに含まれるフレーズの音声識別によってできたことも、ハイブリッドBMIシステムの実現に向けた成果であると考えられる。具体的には、連携関係にある介護事業者を介して、想定ユーザーが日常的なコミュニケーション場面において必要と推定されるメッセージデータベース(DB)の改変(オリジナルの512種類を修正)を行いつつ、それらのメッセージが表出される文脈を構成する環境要因