hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二液相界面における薄膜成長にともなう界面張力変化と界面成長機構の解明

互いに混じり合わない電解質水溶液と有機液体からなる二液相界面において電析を行うと,電析物が界面に沿って二次元的に薄膜が成長する.この薄膜の成長機構に対して二液相界面がどのような役割をしているかについては,未解明の問題が多く残されている.そこで,本研究では,電析時における薄膜成長と界面の役割を明らかにするために,薄膜の成長にともなう界面張力変化に着目した.そのため,種々の手法を用いて,薄膜成長時の界面張力測定を行った.まず,亜鉛薄膜の成長にともなう界面張力変化をWhilhelmy法によって測定した結果,薄膜の成長前縁において界面張力の減少が観察された.このことは,薄膜の成長にともなって二液相界面上に界面張力差が生じていることを示唆するものであった.また,シャドウグラフ法によって溶液内を光学的に可視化した結果,電解質水溶液内の薄膜成長先端に渦状の液体流が観察された.以上のことから,薄膜成長時において成長先端において生じる界面張力差が液体流を誘起し,これが成長先端の濃度減少を解消するために,薄膜が界面方向に優先成長すると結論づけられた.さらに,非破壊的,かつ分解能が高い界面張力測定法である準弾性レーザー散乱による新手法にも挑戦した.これは,表面張力波(リプロン)の周波数が界面張力に依存することを利用したもので,リプロン周波数をレーザー弾性散乱法により経時的に測定する装置を構築した.この装置を,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面の界面張力測定に本装置を適用した結果,リプロンの強度が非常に微弱であり,薄膜の成長にともなう界面張力変化を精密に測定することに至らなかった.この装置に関してはひきつづきレーザー強度や光学系の改善が必要であり,薄膜成長時における界面張力測定に今後適用することが期待された.互いに混じり合わない電解質水溶液と有機液体からなる二液相界面において電析を行うと,電析物が界面に沿って二次元的に薄膜が成長する.この薄膜の成長機構に対して二液相界面がどのような役割をしているかについては,未解明の問題が多く残されている.そこで,本研究では,電析時における薄膜成長と界面の役割を明らかにするために,薄膜の成長にともなう界面張力変化に着目した.そのため,種々の手法を用いて,薄膜成長時の界面張力測定を行った.まず,亜鉛薄膜の成長にともなう界面張力変化をWhilhelmy法によって測定した結果,薄膜の成長前縁において界面張力の減少が観察された.このことは,薄膜の成長にともなって二液相界面上に界面張力差が生じていることを示唆するものであった.また,シャドウグラフ法によって溶液内を光学的に可視化した結果,電解質水溶液内の薄膜成長先端に渦状の液体流が観察された.以上のことから,薄膜成長時において成長先端において生じる界面張力差が液体流を誘起し,これが成長先端の濃度減少を解消するために,薄膜が界面方向に優先成長すると結論づけられた.さらに,非破壊的,かつ分解能が高い界面張力測定法である準弾性レーザー散乱による新手法にも挑戦した.これは,表面張力波(リプロン)の周波数が界面張力に依存することを利用したもので,リプロン周波数をレーザー弾性散乱法により経時的に測定する装置を構築した.この装置を,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面の界面張力測定に本装置を適用した結果,リプロンの強度が非常に微弱であり,薄膜の成長にともなう界面張力変化を精密に測定することに至らなかった.この装置に関してはひきつづきレーザー強度や光学系の改善が必要であり,薄膜成長時における界面張力測定に今後適用することが期待された.二液相界面において電析を行うと電析物が界面に沿って二次元的に成長するが,この成長機構と界面の役割については未解明の問題が多く残されている.本研究では,電析時における薄膜成長と界面の役割を明らかにするために,成長にともなう界面張力変化に着目した.そこで,まず界面張力を非接触かつその場で観察するために,表面張力波(リプロン)の周波数が界面張力に依存することに着目し,リプロン周波数をレーザー弾性散乱法により経時的に測定する装置を設計した.この装置では,干渉性の良いグリーンレーザー(波長532nm,50mW)を二液相界面に対して電解質水溶液側から垂直入射し,リプロンによって散乱された散乱光に参照光を混合したときに生じるうなり(光ビート)の周波数をグレーティングによって測定する光ヘテロダイン方式による検波システムを適用した.光ビート信号はアバランシェ・フォトダイードモジュールによって電気信号に変換し,FFTアナライザーに入力した.リプロン周波数はその電気信号の周波数スペクトルから求め,さらに界面張力はLambの式から算出した.さらに,得られた界面張力の時間発展と二液相界面における薄膜成長との関係を調べるために,スペクトルアナライザーに内蔵される高速フーリエ変換の高速演算機能を用いて,リプロン周波数のスペクトルデータは内部で演算後,パーソナルコンピュータに転送し,界面張力を算出することができるようにした.本年度は,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面の界面張力測定に本装置を適用し,界面張力を測定することができることを確認した.互いに混じり合わない電解質水溶液と有機液体からなる二液相界面において電析を行うと,電析物が界面に沿って二次元的に薄膜が成長する.

この薄膜の成長機構に対して二液相界面がどのような役割をしているかについては,未解明の問題が多く残きれている.そこで,本研究では,電析時における薄膜成長と界面の役割を明らかにするために,成長にともなう界面張力変化に着目した.そのため,前年度において表面張力波(リプロン)の周波数が界面張力に依存することを利用して,リプロン周波数をレーザー弾性散乱法により経時的に測定する装置を構築した.この装置を,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面の界面張力測定に本装置を適用した結果,リプロンの強度が非常に微弱であり,薄膜の成長にともなう界面張力変化を精密に測定することに至らなかった.この装置に関してはひきつづきレーザー強度や光学系の改善が必要であるといえる.そこで,亜鉛薄膜の成長にともなう界面張力変化をWhilhelmy法によって測定した結果,薄膜の成長前縁において界面張力の減少が観察された.このことは,薄膜の成長にともなって二液相界面上に界面張力差が生じていることを示唆するものであった.また,シャドウグラフ法によって溶液内を光学的に可視化した結果,電解質水溶液内の薄膜成長先端に渦状の液体流が観察された.以上のことから,薄膜成長時において成長先端において生じる界面張力差が液体流を誘起し,これが成長先端の濃度減少を解消するたあに,薄膜が界面方向に優先成長すると結論づけられた.
インターネットテレビ電話を用いた心理臨床在宅支援システムの開発

本研究は,生活上のストレスに苦しむ地域住民(要援助者)を対象として,インターネットテレビ電話を活用する心理臨床在宅支援システムの開発を進めた。遠隔心理支援に関する倫理指針を策定し,専門機関を利用しない,大都市部の要援助者の実態を明らかにした。そして,遠隔コンサルテーションや遠隔カウンセリングによる遠隔支援の有効性や安全性,課題について検討を行った。1.遠隔支援に伴う法的・倫理的課題の検討検索エンジンの検索結果上位に表示される,相談機関のウェブサイトを抽出し.ネットカウンセリングや倫理指針の情報の有無について,月次調査を進めた。また,関連諸学会の倫理綱領や関連法規を精査し,法律家の助言も受けながら,ネット上の心理的援助の制限と課題について明らかにした。2.東京都心部住民を対象としたネット調査千代田区民を対象としてメンタルヘルスと受診経験に関する調査を行った。対象者183名のうち,過去30日間に何らかの不安/気分障害が疑われる者は25%であった。不安/気分障害が疑われる者は,比較的,生活機能障害が著しいにもかかわらず,医療機関の受診を希望するケースや受診に至るケースが少なかった。つづいて,千代田区民・中央区民を対象として,メンタルヘルスと受診経験,受診阻害要因に関する調査を行った。対象者782名のうち,過去30日間に何らかの不安/気分障害の存在が疑われる者は25%であった。また,過去一ケ月にPTSDの発症が疑われる者は6%であった。対象者のうち,医療の専門家よりも家族や友人・知人への相談を望むケースが多く,対人関係や精神の問題が生じた際に公的相談機関を利用すると予想する者は少数であった。医療機関への受診行動に対しては,症状の重さや障害度,主観的幸福感などではなく,受診態度の影響が強く認められた。サンプルの偏りを考慮に入れても,東京都心部には,一定数の要援助者が潜在していることが推測された。現状では,地域の精神保健資源が十分に活用されているとはいえず,ネットを介した遠隔支援の有用性は大きいと考えられた。3.遠隔支援の試行千代田区の行政広報誌に広告を掲載し,本研究用のウェブサイトを公開して,要援助者に対する精神保健資源の情報提供を開始した。また,希望者に対しては,ネットカウンセリングによる相談体制を整えた。<研究1>地域の要援助者の実態調査と遠隔コンサルテーション心の問題に苦しむ地域住民を援助するため,研究用webサイト(ユビキタス・カウンセリング)を創設し,匿名の実態調査と遠隔コンサルテーションを順次,開始した。アクセス解析の結果,開始以降のwebサイトの訪問者数は5,969名と推定された(2008年10月2009年3月)。そのうち,抑うつ・不安尺度等による遠隔アセスメントの対象者は,700名程度であった(2008年11月2009年3月)。また,掲示板によるコンサルテーションの利用者(相談者)は58名であった(2009年2月3月)。地域貢献活動として,一定の成果を上げたものと考えられるが,対象者における不安障害・気分障害の推定有病率や遠隔コンサルテーションの効果等の精査については今後の課題として残されている。<研究2>要援助者に対する遠隔カウンセリング地域の要援助者に対する,遠隔カウンセリングのシステム作りを行い,予備的な効果研究を始めた。研究用webサイトのSEO対策による地域住民への周知活動,グループウェアやTV電話を活用したネットカウンセラーの遠隔研修プログラムの作成,TV電話を介した支持的カウンセリングや認知療法プログラムの作成を行った。そして,要援助者に対する遠隔カウンセリングのケースシリーズ研究に着手した。これらの取り組みは,マスメディア(朝日新聞,International Herald Tribune等)でも報道され,地域貢献活動としての成果を残している。<研究1>地域の要援助者に対する遠隔カウンセリングの効果(その1)今年度は,地域の要援助者を対象として,TV電話(Skype)による遠隔カウンセリング効果を検証した。ウェブ上で効果研究の希望者を募ったところ,20名の参加希望があった。地域医療を希望する者や主治医の許可が得られない者を除外し,説明による同意を取得したところ,13名が被験者となった。被験者数が当初の計画を下回ったため,Waiting-list統制群は設けず,前後比較の介入研究を行った。臨床心理士による週1回(50分間)計10回のカウンセリングを提供し,その前後には心理査定を行った。遠隔カウンセリングの結果,被験者の精神症状と生活障害が改善し,抑うつ,不安症状の軽減が認められた。幸福感やハーディネスも上昇していた。介入途中の脱落(1名)も認められたが,遠隔カウンセリングの有効性を確認することができた。今後も,効果研究を継続し,効果をもたらす個別要因の検討や長期的な効果の確認を進める予定である。<研究2>地域の要援助者に対する遠隔カウンセリングの効果(その2)PTSDの可能性が高い地域の要援助を対象として,遠隔カウンセリング(CBT)による支援を行った。ウェブ上で被験者を募ったところ,3名の応募があった。

Skype経由でCAPSを旅行した結果,いずれもPTSDの慢性化が疑われたため,心理教育と地域の専門医療機関への紹介を行った。そのうち1名は,遠隔カウンセリングの継続を希望したため,臨床心理士がCBTを実施した。約3ヶ月の介入の結果,CAPSの重症度が軽減し,生活障害に改善が認められた。遠隔カウンセリングによるトラウマケアの可能性が示唆された。
磁気ノズルによる電磁加速プラズマ流のマッハ数制御とその応用

本研究は,プラズマ流の形成とその応用研究にとって重要な電磁加速機構を明らかにし,磁気ノズル効果を利用した電磁加速プラズマ流生成の最適化とマッハ数制御法の開発を行うことを目的として行われた.特にラバール型磁気ノズル形状に注目し,プラズマ流中の電磁加速力場の直接観測を行い,この結果と流速計測結果とを比較することで,各種磁場配位時における電磁力場形成と加速効果に対する効果について詳細な観測を行い,以下に示す成果を得た.1.高密度プラズマ流生成装置MPDA出口部に局所ラバール型磁気ノズルを重畳することにより,イオンの熱エネルギーが軸方向の流れのエネルギーに変換され,磁気ノズル下流部でのプラズマ流速及びイオンマッハ数が増加し,マッハ数が1以上の超音速プラズマ流の形成に成功した.2.このラバール型磁気ノズルが印加された際の流速,イオン温度,イオンマッハ数の各パラメータについて1次元等エントロピー流モデルとの比較を行い,実験結果は理論と定性的に一致していることが明らかとなった.またノズル形状の変化に伴い,急激にマッハ数が減少してしまうような衝撃波的挙動も観測された.3.磁気プローブアレイを用いてMPD出口近傍に形成される電磁加速力場を直接計測した.MPD出口近傍では反磁性効果が強く,外部磁場コイルで形成される磁場が弱まり自発的に収束型の磁力管が形成されていること,そのため方位角方向の電流と径方向磁場の相互作用によって軸方向加速を妨げる制動力が存在することを実験的に明らかにした.4.この問題点を解決するため,局所的に強い発散型磁場配位を重畳することで外向きの径方向磁場を形成し,軸方向の制動力が加速力に変換された結果,大きくプラズマ流速が増加する結果を得た.以上の成果により,プラズマ流に作用する電磁力の分布を外部磁場形状で直接制御しうること,その結果プラズマ流加速制御が可能であることを実験的に示し,その手法を明らかにすることが出来た.本研究は,プラズマ流の形成とその応用研究にとって重要な電磁加速機構を明らかにし,磁気ノズル効果を利用した電磁加速プラズマ流生成の最適化とマッハ数制御法の開発を行うことを目的として行われた.特にラバール型磁気ノズル形状に注目し,プラズマ流中の電磁加速力場の直接観測を行い,この結果と流速計測結果とを比較することで,各種磁場配位時における電磁力場形成と加速効果に対する効果について詳細な観測を行い,以下に示す成果を得た.1.高密度プラズマ流生成装置MPDA出口部に局所ラバール型磁気ノズルを重畳することにより,イオンの熱エネルギーが軸方向の流れのエネルギーに変換され,磁気ノズル下流部でのプラズマ流速及びイオンマッハ数が増加し,マッハ数が1以上の超音速プラズマ流の形成に成功した.2.このラバール型磁気ノズルが印加された際の流速,イオン温度,イオンマッハ数の各パラメータについて1次元等エントロピー流モデルとの比較を行い,実験結果は理論と定性的に一致していることが明らかとなった.またノズル形状の変化に伴い,急激にマッハ数が減少してしまうような衝撃波的挙動も観測された.3.磁気プローブアレイを用いてMPD出口近傍に形成される電磁加速力場を直接計測した.MPD出口近傍では反磁性効果が強く,外部磁場コイルで形成される磁場が弱まり自発的に収束型の磁力管が形成されていること,そのため方位角方向の電流と径方向磁場の相互作用によって軸方向加速を妨げる制動力が存在することを実験的に明らかにした.4.この問題点を解決するため,局所的に強い発散型磁場配位を重畳することで外向きの径方向磁場を形成し,軸方向の制動力が加速力に変換された結果,大きくプラズマ流速が増加する結果を得た.以上の成果により,プラズマ流に作用する電磁力の分布を外部磁場形状で直接制御しうること,その結果プラズマ流加速制御が可能であることを実験的に示し,その手法を明らかにすることが出来た.本研究では、これまでのプラズマ電磁加速実験研究成果を踏まえ、種々の計測器を準備しプラズマ流の詳細な計測によって電磁加速機構を明確にするとともに、磁気ノズル効果を利用した電磁加速プラズマ流生成の最適化とマッハ数制御法の開発を行うことを目的としている。本年度は、MPDアークジェット出口近傍における流れ場、電磁加速力場の実験的評価と磁気ラバールノズルによるプラズマ加速実験を行った。この流れ場や電磁加速力を評価するために分光法による流速測定ならびに新たに磁気プローブアレイを製作し磁場の空間分布を測定した。その結果、一様磁場を外部印加すると、強い反磁性効果のため自発的に収束型の磁気ノズルが形成され、誘起された径方向磁場と反磁性電流の相互作用が軸方向加速を妨げる制動力として作用することを明らかにした。発散型磁場を印加すると、正味の径方向磁場が内向きから外向きに移行し自発的にラバールノズルが生成されて、収束ノズルから発散ノズルに移行する際に軸方向の制動力が加速力に変換されることがわかった。さらにMPDアークジェット出口付近に小型の磁場コイルを設置し、磁気ラバールノズルを形成しプラズマ加速を試みた。その結果、熱エネルギーが流れのエネルギーに変換されマッハ数の上昇が確認され超音速流の生成に成功した。本研究では、プラズマ流の形成とその応用研究にとって重要な電磁加速機構を種々の計測器を準備しプラズマ流の詳細な計測によって電磁加速機構を明確にするとともに、磁気ノズル効果を利用した電磁加速プラズマ流生成の最適化とマッハ数制御法の開発を行うことを目的としている。

本年度は、MPDアークジェットにより生成されたプラズマ流に対して、MPDアークジェット付近にラバール型磁気ノズルを用いることで熱エネルギーから流れのエネルギーへの変換を図る基礎実験を行った。MPD出口付近に小型の磁場コイルを設置し、磁気ノズルの発散領域の特性長が異なる2種類の磁気のノズルを形成し比較を行った。発散領域における変化が比較的緩やかなノズルにおいては等エントロピー流モデルによる予測値と測定されたプラズマパラメータとが良く一致した。また、発散領域における変化が比較的急峻であるノズルにおいては、発散領域でプラズマ流が減速することが確認された。発散領域において減速する理由は磁力線の曲率による不安定性が原因であると考えられる。また、マッハ数の計測手法を確立するために、方向性静電プローブ(DLP)を用いてイオン飽和電流の角度依存性を計測し、マッハプローブの特性評価を行った。DLPを用いて計測したイオン飽和電流の角度依存および従来用いられてきたマッハプローブの結果はHutchinsonが行ったPIC計算結果と良い一致を示した。本研究では、プラズマ流の形成とその応用研究にとって重要な電磁加速機構を種々の計測器を準備しプラズマ流の詳細な計測によって電磁加速機構を明確にするとともに、磁気ノズル効果を利用した電磁加速プラズマ流生成の最適化とマッハ数制御法の開発を行うことを目的としている。本年度は、電磁加速プラズマ流生成装置であるMPDプラズマ流源の出口近傍でのプラズマ流の各種パラメータ(流速や回転速度、密度、温度分布や電流分布など)の空間分布について詳細な計測をおこなった。これまでの研究において、電子のみが磁化された高密度プラズマ流では、ラバール型磁気ノズルを用いることで熱エネルギーから流れのエネルギーへの変換がおこなわれることが確認されている。本年度はこれまで詳細な観測が行われてこなかった高密度プラズマの反磁性効果による磁場形状の変化や、プラズマ回転と加速現象との相関について検討を行い、等エントロピー流モデルによる予測値との比較をおこなった。また、様々な形状の磁場コイルを組合せ、磁気ノズル重畳時でのMPD出口近傍でのプラズマからの発光の時間変化の直接測定や磁場変動の直接測定から導出した電磁力場の評価をおこない、最適な磁気ノズル形状を導出する知見を得た。一方で、電子及びイオンが磁化されている条件下での磁気ノズル加速現象についてエネルギー分布関数の計測をおこない、理論で予測される加速現象を確認した。これらの実験研究により、広範なプラズマパラメータ領域における電磁加速プラズマ流生成と加速手法の方式を確立した。また、従来型のマッハプローブを改良した4端子型マッハプローブを提案し、その動作特性の評価や分光計測との比較をおこなうことにより、複雑なプラズマ流にも対応可能な簡便なマッハ数計測手法を確立した。
アジアのヒトとマカクにおける腸管寄生病原アメーバの探索と共進化の解明

本研究では、アジアに生息する各種マカクについて、Entamoeba nuttalliとその近縁種の感染実態を明らかにするとともに、虫体を分離培養し、株間の遺伝的多様性や宿主との共進化について解析している。今年度は、台湾のみに生息する野生タイワンザルを対象とし、台湾国立屏東科技大学野生動物保育研究所の共同研究者とともに、台湾東部の東河と南部の南化において糞便68検体を採取し、ゲノムDNAを抽出してPCRによる解析を行った。各種アメーバの陽性率は、E. chattoniが93%、E. nuttalliが47%、大腸アメーバ(E. coli)が44%であった。赤痢アメーバ(E. histolytica)、E. dispar、E. polecki、E. moshkovskiiは検出されなかった。さらに糞便を細菌共棲培養することにより、東河の検体から3株のE. nuttalliを分離した。また、tRNA関連反復配列の座位D-Aの塩基配列を解析したところ、これまでに5タイプが同定され、これらは他種マカク由来のE. nuttalliの配列とは異なっており、地域によって特異なDNA型であることを確認した。一方、タイ北西部のミャンマー国境付近の学校において、児童生徒から検出された赤痢アメーバとE. disparについて、DNA多型を解析した。tRNA関連反復配列の座位D-Aにおいて、赤痢アメーバでは13検体で5タイプ、E. disparでは45検体で13タイプが確認された。特に小学校では、学年内やクラス内で同一のDNA型が多く認められたことから、これらのアメーバの校内における伝播が示唆された。野生タイワンザルにおける腸管寄生アメーバ感染の実態を明らかにするとともに、Entamoeba nuttalliのDNA多型を初めて解析することができた。また、タイ北西部の児童生徒において、赤痢アメーバとEntamoeba disparのDNA型を初めて明らかにすることができた。さらに調査地域を広げて各種腸管寄生アメーバの分布を明らかにするとともに、E. nuttalliの遺伝的多型について、宿主種との関係、地理的分布との関係を解析する。本研究では、アジアに生息する各種マカクにおけるEntamoeba nuttalliとその近縁種の感染実態を明らかにするとともに、虫体を分離し、株間の遺伝的多様性や宿主との共進化について解析する。また、ヒトにおけるE. nuttalli感染を探索し、この種が人獣共通感染症の病原体であるかどうかを明らかにする。今年度はネパールにおいて調査を行った。カトマンズ市内の寺院やナガルジュン国立公園において、アカゲザルやアッサムモンキーから糞便検体を採集した。各種Entamoebaの感染率をPCR法で調べたところ、E. chattoni陽性が92%、E. coli陽性が86%、E. nuttalli陽性が41%、E. dispar陽性が18%であったが、E. histolyticaは検出されなかった。培養により5株のE. nuttalliを分離し、そのうち3株については無菌化に成功した。セリンリッチ蛋白質遺伝子の解析では、5株は3つのタイプに分類された。一方、カトマンズ市内で校内に野生ザルが出没する2つの学校の児童生徒の糞便検体について、PCR法でEntamoebaを探索した。E. coli陽性が13%、E. dispar陽性が0.5%であったが、E. histolytica、E. nuttalli、E. chattoniはすべて陰性であった。この他、中国の黄山に生息するチベットモンキーの糞便について、PCR法によるEntamoebaの検出を行った。E.chattoni陽性が87%、E. nuttalli陽性が58%、E. coli陽性が25%であったが、E. histolyticaやE. disparは検出されなかった。ネパールのヒトとマカクにおけるE. nuttalliの検索を予定通り実施できた。ネパールに生息するアッサムモンキーから初めてE. nuttalliを分離培養できた。今年度は、タイ南部において採取したカニクイザルとブタオザルの糞便106検体について解析した。PCRにおける各種アメーバの陽性率は、E. chattoniと大腸アメーバが75.5%、E. nuttalliが44.3%、E. disparが7.5%であり、赤痢アメーバは検出されなかった。細菌共棲培養により、7株のE. nuttalliを分離した。分離株では地理的分布や宿主の違いを反映する遺伝的多型性が認められた。このうちの3株については完全無菌化に成功した。また、本研究ではヒトにおける赤痢アメーバと近縁種の感染実態や虫体の遺伝的多型を解析するとともに、E. nuttalliが人獣共通感染症の病原体であるかどうかについても検討している。今年度は、タイ北西部Tak州Tha Song Yangの児童生徒約1200名の糞便検体における各種アメーバ陽性率をPCRにて解析した。その結果、赤痢アメーバ陽性は2.5%、E. dispar陽性は4.5%、大腸アメーバ陽性は22%であった。一方で、E. moshkovskiiやE. nuttalliは検出されなかった。

細菌共棲培養によって、赤痢アメーバ5株とE. dispar5株を分離し、このうち赤痢アメーバ2株については完全無菌化に成功した。培養虫体と一部の糞便検体から抽出したDNAの解析から、この地域における赤痢アメーバとE. disparの遺伝的多型の特徴が明らかになった。タイのヒトとマカクにおける腸管寄生アメーバ感染の実態を明らかにするとともに、赤痢アメーバやE. nuttalliを分離培養できた。本研究では、アジアに生息する各種マカクについて、Entamoeba nuttalliとその近縁種の感染実態を明らかにするとともに、虫体を分離培養し、株間の遺伝的多様性や宿主との共進化について解析している。今年度は、台湾のみに生息する野生タイワンザルを対象とし、台湾国立屏東科技大学野生動物保育研究所の共同研究者とともに、台湾東部の東河と南部の南化において糞便68検体を採取し、ゲノムDNAを抽出してPCRによる解析を行った。各種アメーバの陽性率は、E. chattoniが93%、E. nuttalliが47%、大腸アメーバ(E. coli)が44%であった。赤痢アメーバ(E. histolytica)、E. dispar、E. polecki、E. moshkovskiiは検出されなかった。さらに糞便を細菌共棲培養することにより、東河の検体から3株のE. nuttalliを分離した。また、tRNA関連反復配列の座位D-Aの塩基配列を解析したところ、これまでに5タイプが同定され、これらは他種マカク由来のE. nuttalliの配列とは異なっており、地域によって特異なDNA型であることを確認した。一方、タイ北西部のミャンマー国境付近の学校において、児童生徒から検出された赤痢アメーバとE. disparについて、DNA多型を解析した。tRNA関連反復配列の座位D-Aにおいて、赤痢アメーバでは13検体で5タイプ、E. disparでは45検体で13タイプが確認された。特に小学校では、学年内やクラス内で同一のDNA型が多く認められたことから、これらのアメーバの校内における伝播が示唆された。野生タイワンザルにおける腸管寄生アメーバ感染の実態を明らかにするとともに、Entamoeba nuttalliのDNA多型を初めて解析することができた。また、タイ北西部の児童生徒において、赤痢アメーバとEntamoeba disparのDNA型を初めて明らかにすることができた。更に調査地域を広げ、各種腸管寄生アメーバの分布を明らかにするとともに、新規にE. nuttalliを分離培養し、株間の比較解析を進める。さらに調査地域を広げて各種腸管寄生アメーバの分布を明らかにするとともに、新規にE. nuttalliを分離培養し、株間の比較解析を進める。さらに調査地域を広げて各種腸管寄生アメーバの分布を明らかにするとともに、E. nuttalliの遺伝的多型について、宿主種との関係、地理的分布との関係を解析する。
病院感染対策の効率化をめざした多剤耐性緑膿菌の迅速簡易検出法の開発とその評価

多剤耐性緑膿菌(multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa, MDRP)による病院感染の増加は大きな社会問題であり,医療現場では病院感染対策が最重要課題となりつつある.本研究では,多剤耐性緑膿菌を検査材料から直接検出できる迅速簡易検出法(MDRPスクリーニング培地)を構築し,病院感染対策における有用性を評価した.構築したスクリーニング培地は,高い精度(感度,80.9%;特異性,96.7%)を有し,少量菌の検出も可能であった.病院環境調査の結果,病棟内の水周りや畜尿機付近には複数の薬剤耐性菌の生息が確認されたが,本培地はそれらを誤って検出することはなかった.また,本培地の使用により,病院環境調査に必要なコストは,従来の40分の1以下,時間も3分の1と大幅に短縮することが可能となった.本スクリーニング培地は,簡便性と迅速性を併せ持つ安価な検出法であり,本法の導入は病院感染対策の効率化に貢献するものと考える.多剤耐性緑膿菌(multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa, MDRP)による病院感染の増加は大きな社会問題であり,医療現場では病院感染対策が最重要課題となりつつある.本研究では,多剤耐性緑膿菌を検査材料から直接検出できる迅速簡易検出法(MDRPスクリーニング培地)を構築し,病院感染対策における有用性を評価した.構築したスクリーニング培地は,高い精度(感度,80.9%;特異性,96.7%)を有し,少量菌の検出も可能であった.病院環境調査の結果,病棟内の水周りや畜尿機付近には複数の薬剤耐性菌の生息が確認されたが,本培地はそれらを誤って検出することはなかった.また,本培地の使用により,病院環境調査に必要なコストは,従来の40分の1以下,時間も3分の1と大幅に短縮することが可能となった.本スクリーニング培地は,簡便性と迅速性を併せ持つ安価な検出法であり,本法の導入は病院感染対策の効率化に貢献するものと考える.多剤耐性緑膿菌(MDRP)には複数の耐性機構が複雑に関与しており,耐性機序の組み合わせが多剤耐性緑膿菌スクリーニング培地の検出感度や特異性を大きく左右すると考えられる.【研究目的】(1)患者材料や病院環境から分離された菌株を耐性機序別に分類する,(2)各耐性機序別における検出性能を検証する,(3)多剤耐性緑膿菌スクリーニング培地をより精度が高いものへと改良する.【研究内容】本年度は(1)および(2)を実施した.具体的には,カルバペネム耐性,フルオロキノロン耐性ならびにアミノ配糖体耐性のうち,2つ以上の薬剤に耐性を獲得した腸内細菌科菌種やブドウ糖非発酵菌(緑膿菌,アシネトバクター属菌など)を収集し,それらの耐性機序を解析したのち,本スクリーニング培地に接種し,偽陽性および偽陰性の有無を判定した.【意義および重要性】2つ以上の耐性機序を獲得した腸内細菌科菌種やブドウ糖非発酵菌は,本スクリーニング培地における偽陽性となる可能性がある.また,MDRPであっても,カルバペネム系薬における耐性機序の違いにより偽陰性となる可能性がある.病院感染対策を効率よく行なうためには,これらの菌種とMDRPを正確に区別できることが必須となる.【研究成果】本スクリーニング培地に含まれる抗菌薬3剤のうち,カルバペネム系薬の濃度が培地の感度および特異度に最も影響していた.具体的には,定義上MDRPと見なされる菌株であっても,カルバペネム系薬を分解する酵素(IMP-1)を産生しない株は,現在設定されているカルバペネムの濃度(6mg/L)では,偽陰性となりやすいことが明らかとなった.現在,培地に添加するカルバペネム系薬の濃度を2,3,4m/Lに変更し,培地の性能を検証しているところである.多剤耐性緑膿菌(MDRP)には複数の耐性機構が複雑に関与しており,耐性機序の違いがMDRPスクリーニング培地の検出感度や特異性を大きく左右すると考えられる.【研究目的】(1)各耐性機序別における検出性能を検証する,(2)MDRPスクリーニング培地をより精度が高いものへと改良する.【研究内容】カルバペネム耐性,フルオロキノロン耐性ならびにアミノ配糖体耐性のうち,2つ以上の薬剤に耐性を獲得した腸内細菌科菌種やブドウ糖非発酵菌(緑膿菌,アシネトバクター属菌など)を耐性機序別に分類し,本スクリーニング培地の感度と特異度を検討した.【意義および重要性】昨年の検討で,カルバペネム耐性における耐性機序の違いが,本培地の検出精度に影響することが示唆された.耐性機序にはメタロβ-ラクタマーゼ産生による抗菌薬の分解と外膜ポーリンの減少があるが,臨床分離株の多くは外膜ポーリンの減少による耐性である.このようなメタロβ-ラクタマーゼ非産生菌も効率よく検出し,早期に対策を講ずことが,病院環境におけるMDRPの蔓延防止に重要である.【研究成果】2剤耐性菌180株の検討により,カルバペネム耐性,フルオロキノロン耐性ならびにアミノ配糖体耐性のうち,カルバペネム系薬における耐性機序の違いが,本培地の検出精度に影響することが明らかとなった.

具体的には,メタロβ-ラクタマーゼ産生菌(特にIMP-1)は,本培地で正確に陽性を示したが,非産生菌は検出できない場合があった.メタロβ-ラクタマーゼ非産生菌も効率よく検出するために,添加するイミペネムの濃度を再検討し,結果4mg/Lに変更した.この改良によりMDRPを正確に区別できることが可能となった.多剤耐性緑膿菌(MDRP)には複数の耐性機構が複雑に関与しており,耐性機序の違いが検出感度や特異性を大きく左右すると予想された. 23年度までの研究成果をもとに薬剤添加濃度などに改良を加え,高感度で正確なMDRPスクリーニング培地を確立した.【研究目的】最終年度は完成したMDRPスクリーニング培地を用いて病院環境調査を行ない,病院環境調査における本培地の有用性および利便性について評価する.【研究内容】名古屋大学医学部病院で調査の許可がえられた2病棟のナースステーションの流しや畜尿所など20カ所の拭き取り調査を実施した.【意義および重要性】医療現場では病院感染防止の成果の向上と対費用効果の両立が望ましい.本研究で確立したMDRPスクリーニング培地は,簡便性と迅速性を併せ持つ安価な検出法である.本培地の導入による,病院感染対策の質の向上および費用,検査時間の短縮など効率化への貢献度は高く,導入の意義は高いと考える.【研究成果】2病棟のナースステーションの流しや畜尿所など20カ所の拭き取り調査を実施した結果,病院環境中からは,大腸菌,肺炎桿菌などの腸内細菌科6菌種と緑膿菌,アシネトバクター属菌などのブドウ糖非発酵菌8菌種が検出された.これら病原細菌が多く検出された場所は,畜尿機,流しのシンク部分と流しにおかれたスポンジであった.病院環境中に生息する薬剤耐性菌については,基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生腸内細菌科菌種とβ-ラクタム系抗菌薬耐性もしくはアミノ配糖体耐性のブドウ糖非発酵菌が検出されたが,これら薬剤耐性菌は, MDRPスクリーニング培地に発育することはなく,偽陽性は認められなかった.また,本培地の使用により,病院環境調査に必要なコストは,従来の40分の1以下,時間も3分の1と大幅に短縮することが可能となった.当初の研究計画では,(1)患者材料や病院環境から分離された菌株を耐性機序別に分類する,(2)各耐性機序別における検出性能を検証する,(3)多剤耐性緑膿菌スクリーニング培地をより精度が高いものへと改良する.(4)本培地による病院環境の実施の4つを柱にし,研究期間2年目に(3)まで終了する予定であった.実際に(3)まで終了しており,予備的実験として,昨年末より第一回目の病院環境を始めたところである.また,これまでの研究成果を論文化し,平成23年12月に投稿することができ,研究目的はおおむね順調に進展していると考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度は,本スクリーニング培地を用いて,病院環境調査を行い,病院感染対策における有用性を評価する予定である.現時点では,計画の変更や問題点はないものと考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。
心臓中隔や弁の前駆組織をつくりだす部位特異的な細胞運動とそれを誘導するメカニズム

心臓の発生過程において、房室管および流出路領域の内皮細胞は間葉細胞へと形質転換(Endothelial-Mesenchymal Transformation; EMT)して、心内膜床と呼ばれる一対の隆起を形成する。この心内膜床は心臓中隔や弁へと分化することが知られており、4腔を持つ正常な心臓を形成するために非常に重要な組織である。これまでの研究により、心内膜床を形成するためのEMTはNotch、VEGF、TGF-beta/BMPなどによる様々なシグナル伝達経路によって制御されていることが報告されているが、その詳細なメカニズムはほとんど解明されていない。今回、我々は、Notchシグナル陽性細胞を追跡することが可能な遺伝子組換えマウスを用いて、NotchシグナルがONになった細胞の運命についての研究を行った。これまでの研究では、Notchシグナル陽性細胞がEMTを起こして間葉細胞になると考えられていた。しかしながら、当該マウスを用いた実験では、内皮細胞にのみNotch陽性細胞が認められ、間葉細胞には認められなかったことから、これまでの定説とは逆に、Notchシグナルは内皮の形態維持に働くことが示唆された。この内皮形態の維持に働くNotchシグナルの分子メカニズムを解明するために、我々は、Notchの下流ターゲット因子とされるHrt転写因子に注目し実験を進めてきた。Hrt転写因子は心内膜床形成領域の内皮細胞に発現し、このHrtをノックアウトすると心内膜床形成不全となることを見出した。しかし、心内膜床形成領域におけるHrt転写因子の発現パターンはNotchレポーターマウスの発現パターンとは一致しなかったことから、HrtはNotchシグナル陰性細胞(例えばシグナルを送る側のDll4発現細胞)に発現し、EMTの誘導に関与することが示唆された。これらの結果により、これまでの心内膜床形成メカニズムの概念を覆しEMT調節の新しいメカニズムを提示できる可能性が高くなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。心臓中隔や弁は、初期胚心臓の流出路と房室管に認められる一対の隆起「心内膜床」が分化して形成される。したがって、この心内膜床の形成不全は心室中隔欠損や弁形成異常などの様々な先天性心疾患の原因となる。これまでの研究により、心内膜床は初期胚心臓の心筋から分泌されるTGFb2およびBMP2のシグナルを受けた内皮細胞が間葉細胞へと形質転換(Endothelial-mesenchymal transformation; EMT)することによって形成されることがわかってきている。しかしながら、なぜ房室管と流出路領域の内皮細胞のみがEMTを起こすのか?という疑問はいまだに解消されていない。我々は房室管と流出路領域が心内膜EMTを誘導する「場」であると考え、この「場」をつくりだすメカニズムの解明を試みている。これまでの研究により、心内膜内皮細胞はNotchシグナルが「ON」の細胞と「OFF」の細胞が混在し、不均一なシグナル伝達に制御される細胞集団であることがNotch活性モニタリングマウスの解析により明らかとなった。また、Notchの下流ターゲット因子であるHrt1/Hrt2遺伝子の欠損マウスは心内膜床形成不全を示したことから、NotchシグナルがEMTの「場」を形成している可能性が示唆された。しかしながら、Notchシグナルの活性化だけではEMTは誘導されないことがわかっている。したがって、本研究により、心内膜床を形成するメカニズムには、NotchシグナルでつくられたEMTの「場」にクロストークする他のシグナルの存在が示唆された。

26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の研究内容として心内膜床形成におけるNotchシグナルのライブイメージング解析を予定していたが、レポーターマウスから得られた組織を培養系に移すとレポーターの発現が著しく低下することから、使用するトランスジェニックマウスのラインを再度検討する必要性が生じている。心内膜床形成におけるHrt遺伝子の意義の検討については計画通りに遂行できており、全体的にはおおむね順調に進展していると判断できる。これまでに得られた結果から、心内膜EMTを過不足なく誘導するにはNotchシグナルの他になんらかのシグナル伝達がクロストークする必要性が見出された。我々は先行実験により、BMP9によるALK1レセプターの活性化によって、Notchシグナルのターゲット因子であるHrtやHesなどの転写因子の発現が上昇することを見出している。したがって、Notchシグナルによって形成されたEMTの「場」にBMP9-ALK1シグナルがクロストークして心内膜EMTを誘導している可能性が非常に高い。今後の実験としては、心内膜床形成におけるNotchシグナルとBMP9-ALK1シグナルのクロストークについて心内膜床培養モデルを用いて明らかにしていく予定である。
ATM LANにおけるレート可変型トラヒック制御方式の研究

ATM LANにおいてデータ通信を対象としたサービスを考えた場合、その特性があらかじめわからないこと、網が空いている時には申告値を越えた高速転送が望まれること、などから、網が輻輳に陥ってから何らかの対処を施すような輻輳適応型の制御方式が有望である。ATM LANに適したトラヒック制御として、網の輻輳状態に応じて端末のセル送出レートを変化されるレート型制御がATMフォーラムで標準化されつつある。本研究では、まず、その実現方式として提案されている3種類のスイッチを対象として、その性能を解析的に評価した。まず、その解析モデルを提案し、流体一次近似法を用いて性能指標を導出した。性能指標としては、スイッチにおける最大待ち行列長およびスループットを用いた。さらに、数値例によって、伝播遅延時間やコネクション数がEPRCAの性能に与える影響を明らかにした。さらに、ATMフォーラムで提案されている方式をより高性能にするための新たな方式を提案し、数学的解析手法、および、シミュレーションによって、提案方式の有効性、および、その限界も明らかにした。これらの結果は、学会での発表とともに、ATMフォーラムに対する寄書としても提出している。また、レート型制御方式で重要となるのは、端末間の公平なサービスの実現である。本研究では、端末のスループット要求特性を考慮しながら、公平なサービスを実現するレート型制御の実現方式に対する検討を行なった。レート型制御はデータ通信を対象としたものであるが、ATM網の広帯域性に着目すれば、マルチメディアサービスも当然考慮しなければならない。本研究では、レート型制御に従うデータ通信と、画像/音声などの実時間転送を要求するトラヒックが混在した場合に、(1)画像トラヒックに対する優先処理を施さなければ、そのサービス品質が満たせないこと、(2)その場合でも、レート制御に従うデータ通信トラヒックは良好な性能特性を満たせること、(3)ただし、そのためには、レート制御における制御パラメータを適切に設定しなければならないこと、などを明らかにした。なお、制御パラメータの設定には、本研究で得られた解析結果が適用できる。
都市河川環境修復事業の水質改善効果の評価に関する研究

都市中心部を流れる河川の多くは、内水排除のための水路として雨天時には洪水流を流下させるが、晴天時の基底流量は少なく水質汚濁は十分改善されていない。一方、市民への親水空間の提供とともに自然浄化能力の回復を図る施設整備が進められつつあるが、その水質改善効果の定量的な評価は十分おこなわれていない。そこで、本研究では、都市河川水路網および流域からの雨水・汚濁負荷流出モデルを作成し、10年間の時間降雨量データをもとに負荷流出シミュレーションを実行し、年間汚濁負荷流出量の算定・評価をおこなった。ついで、近自然工法の実施河川での観測結果から直接的自然浄化策の機能評価をおこない、下水処理水の放流制御などさまざまな環境改善および修復の施策代替案を立案し、費用/効果分析を行った。さらに、浸水防止を主目的とする貯留施設の容量の一部を雨天時汚濁負荷削減のための初期貯留に配分することによる、浸水防止効果および汚濁負荷削減効果の総合評価を行った。以上の成果を踏まえて、各サブモデルを連結した統合システムを開発中であるが、その応答性やシステム機能の面で改善の余地がある。特に、環境修復事業の施策評価結果と市民による診断評価との連結をはかるために、水辺空間の視覚的評価と物理化学的評価との関係付けを試み、統合モデルによる水質予測が、行政的な施策実施の判断材料であるとともに、市民による身近な環境づくりへのインセンティブとなるためには、視覚的かつ動的な画面構成にするなど情報工学的な観点からシステムを再構成する必要がある。
先スペイン期アンデス文明における権力と社会変化

本研究の目的は、初期国家成立以前のアンデス文明形成期(B.C.2500-50)における権力の生成過程を動態的に捉え、これを理論化したモデルの構築である。本研究では、当該社会の統合の中心とされる祭祀建造物を対象とし、17年度からペルー・ハエン郡にて遺跡分布調査と発掘調査を実施してきた。調査では、長期の建設活動を確認し、コンテクストの確かな土器などの人工遺物と生物依存体(獣骨、貝)などの自然遺物といった充実したデータを獲得した。そして20年度は、前年度までの成果を受けて出土資料の整理・分析作業に重点的に取り組んだ。建築については、作成した図面と測量データを組み合わせ、時期ごとの建設プロセスを明らかにした。また、人工遺物については地点・層位ごとに整理・分析をすすめ、建設活動との対応を明確にした。特に、土器と石器は、先行研究をふまえて分類し、周辺地域との比較分析の基礎を築き、土器編年を打ち立てた。自然遺物は、専門家に種の同定を依頼し、その結果、海岸部より遠隔地にある調査地で、海産種の貝が特に装身具として多く利用されたことがわかった。また、魚類や獣骨の種の同定を通じて当該地域の生業の一端もうかがえた。さらに、土器内壁の依存体の分析ではトウモロコシが検出され、儀礼活動との関連が強く示唆されるなど、物資の流通ルートといった先史アンデス形成期に関する多くの具体的なデータが得られた。これらは、調査地の社会動態と祭祀建造物を中心として展開した地域間交流の実態を実証データから明らかにしつつあるという点において、アンデス先史学のボトムアップに貢献するだけではなく、アンデス文明形成期における権力の生成メカニズムの実証的な解明作業の手がかりとなるものであり、特に重要である。また、日本では主に研究関連文献を収集、渉猟し、今後の研究の基礎を築いた。本研究は、初期国家の成立以前にあたるアンデス文明の形成期(B.C.2500-50)における権力の生成過程を動態的に捉え、これを理論化したモデルの構築を目的とする。この際研究対象となるのが、当該社会の社会的統合の中心であるとされる祭祀建造物である。上記の目的を遂行するため、平成17年度に、ペルー共和国カハマルカ県ハエン郡にて実施した遺跡分布調査、および平成18年度に同郡ポマワカ地区にある祭祀遺跡、インガタンボ遺跡で行った第一次発掘調査に続き、平成19年度は同遺跡で第二次発掘調査を実施した。発掘調査では、第一次調査で獲得したデータを検証し、計5時期にわたる建設活動を再確認した。また、同時に、出土コンテクストの確かな考古資料、特に土器、石器、貝を利用した装飾品をはじめとした人工遺物と生物依存体(獣骨、貝)などの自然遺物を獲得し、第一次調査に比べ、飛躍的にデータを充実させることに成功した。発掘調査後は、獲得した考古資料の整理・分析作業を開始し、人工遺物については、地点・層位ごとに予備的な分析、図面作成、写真撮影をすすめ、建設活動との対応を明らかにした。特に、土器と石器に関しては、周辺地域の先行研究を下地として、タイポロジーを行い、今後の分析作業の基礎を築いた。自然遺物に関しては、予備的な整理・分析作業を済ませた後、建設活動に対応する形でサンプルを抽出し、ペルー国立トルヒーヨ大学の生物学研究室のビクトル・バスケス教授、およびテレサ・タム教授に、種の同定と計量を依頼した。この専門的な分析は、来年度7月に終了する予定である。現在までの予備的な分析において、アンデス山脈の東斜面に位置し、海岸部より遠隔地にある同研究対象地域において、海産種の貝が多く利用されたことがわかっており、今後、分析の進展によって、当該地域と海岸部における地域間交流の実態を把握することが可能になると考えられる。

これらは、調査地の社会動態と祭祀建造物を中心として展開した地域間交流の実態を実証データから明らかにしつつあるという点において、アンデス先史学のボトムアップに貢献するだけではなく、アンデス文明形成期における権力の生成メカニズムの実証的な解明作業の手がかりとなるものであり、特に重要である。また、日本では主に研究関連文献を収集、渉猟し、今後の研究の基礎を築いた。
統合失調症の新規薬物療法開発をめざしたD-セリン脳内代謝機構の解明

脳内在性D-セリンによるNMDA型グルタミン酸受容体の作用増強が統合失調症の既存抗精神病薬に抵抗性の症状の改善をもたらす可能性が推測される。本研究では、シナプス間隙におけるD-セリン濃度の制御およびD-セリンの生合成・代謝にかかわる分子機構を明らかにすることによって、統合失調症の新規治療薬をスクリーニングするための標的分子候補を提供することを最終目標としている。そこで2年間の本研究期間において、治療薬標的候補分子のひとつであるD-セリン再取り込み調節因子Dsm-1による細胞外D-セリン濃度調節機構の検討およびD-セリン応答遺伝子dsr-2のゲノム上の構造解析をおこなった。ツメガエル卵母細胞発現系をもちいてDsm-1蛋白質によるD-セリン再取り込み調節のkineticsおよび基質アミノ酸選択性のプロファイルが得られた。さらに、Dsm-1蛋白質の哺乳動物培養細胞での発現実験から細胞内局在が詳細に明らかとなった。また、dsr-2の遺伝子解析から、neurexin 3遺伝子のintron部位に一致した特徴的な共通ゲノム構造が種差を超えて保存されていることがあきらかとなった。さらに、発達に依存した脳内発現分布からdsr-2がD-セリンの機能制御にかかわる応答遺伝子である可能性が示された。これらの新たな知見に基づいて、Dsm-1、dsr-2を含むD-セリン脳内代謝にかかわる分子を標的とした、D-セリン調節によるNMDA受容体機能を増強する作用をもった新規統合失調症治療薬のスクリーニングを開始することが可能となった。また、これらの遺伝子の一塩基多型解析研究や遺伝子改変動物をもちいた行動解析を推進することによって、統合失調症の生物学的診断方法の開発への応用が今後実現可能となると考えられる。D-セリンによるNMDA型グルタミン酸受容体の作用増強により、少なくとも一部の統合失調症の既存抗精神病薬に抵抗性の症状を改善することが期待される。そこで、シナプス間隙における内在性D-セリン濃度の制御およびD-セリンの生合成・代謝にかかわる分子機構を明らかにすることによって、統合失調症の新規治療薬をスクリーニングするための標的分子候補を提供することを本研究目標としている。今年度はD-セリン再取り込み調節因子Dsm-1による細胞外D-セリン濃度調節を中心とした治療薬標的候補分子の解析をおこなった。D-セリン再取り込み調節因子dsm-1 mRNAのラット組織分布のRT-PCRおよびin situ hybridizationによる検討の結果dsm-1の脳内局在がD-セリンに類似する知見が得られた。ツメガエル卵母細胞発現系をもちいてDsm-1蛋白質によるD-セリン再取り込み調節のkineticsの詳細な解析結果が得られた。さらに、Dsm-1蛋白質の哺乳動物培養細胞での発現実験の結果から特徴的な細胞内分布が明らかとなった。さらに、個体レベルの薬理学的研究の成果として、精神異常発現薬や抗精神病薬投与後のD-セリンを含めた各種アミノ酸の脳内含量の変化について調べ、大脳新皮質および線条体における特定のアミノ酸の特異的変化を示唆する結果がえられた。これらの新知見をもとにしてDsm-1蛋白質を含むD-セリン脳内代謝にかかわる分子を標的とした、D-セリンの細胞外濃度を高めてNMDA受容体機能を増強する作用をもった新規統合失調症治療薬のスクリーニングが今後可能となると考えられる。

今年度は昨年に引きつづきこのような治療薬標的候補分子のひとつであるD-セリン再取り込み調節因子Dsm-1による細胞外D-セリン濃度調節機構の検討およびD-セリン応答遺伝子dsr-2のゲノム上の構造解析をおこなった。ツメガエル卵母細胞発現系をもちいてDsm-1蛋白質によるD-セリン再取り込み調節のkineticsおよび基質アミノ酸選択性のプロファイルが得られた。さらに、Dsm-1蛋白質の哺乳動物培養細胞での発現実験から細胞内局在が詳細に明らかとなった。また、dsr-2の遺伝子解析から、neurexin 3遺伝子のintron部位に一致した特徴的な共通ゲノム構造が種差を超えて保存されていることがあきらかとなった。さらに、発達に依存した脳内発現分布からdsr-2がD-セリンの機能制御にかかわる応答遺伝子である可能性が示された。これらの新たな知見に基づいて、Dsm-1、dsr-2を含むD-セリン脳内代謝にかかわる分子を標的とした、D-セリン調節によるNMDA受容体機能を増強する作用をもった新規統合失調症治療薬のスクリーニングを開始することが可能となった。また、今後これらの遺伝子の一塩基多型解析研究や遺伝子改変動物をもちいた行動解析を推進することによって、統合失調症の生物学的診断方法の開発への応用が期待できる。