hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類減数分裂をささえる細胞骨格ダイナミクス制御機構

昨年度に引き続き、複合体のサブユニットの中でもコアと考えられるAug6に着目し解析を行った。樹立したAug6全身性欠損ヘテロマウスを用いて交配を行い、ホモ欠損マウスの作出を行ったが、ホモ欠損マウスは発生初期に耐性致死となることが判明した。欠損胚では、野生型に比べ、胚盤胞期の発生が遅延し、細胞分裂の停滞及び失敗を示す凝縮染色体や異常形態の核が観察された。また、卵子および初期胚の細胞分裂解析系構築のため、GFP-tubulin発現マウス及びスピニングディスク共焦点顕微鏡による3次元イメージング及びエレクトロポレーションによる遺伝子発現システムの導入を行った。それにより、初期胚の細胞分裂時には、複数の微小管形成中心が現れ、それらが2つの極に集極するような特徴的な形式で細胞分裂が遂行されることが観察された。そこで、交配したAug6欠損胚で同様に観察したところ、微小管形成中心がスピンドル内部で散乱し、それに伴い分裂の遅延が起こることが明らかになった。中心体マーカーの解析により、この時期の胚は、成熟した中心体が形成される前であることが判明した。これらのことから、オーグミンが中心体形成前の初期胚の細胞分裂に重要な役割を持つことが示唆された。上述のような、微小管形成中心の集極化による二極化紡錘体形成は、癌細胞等の中心体が増幅した細胞でも観察されることから、中心体増幅の細胞でも検証を行ったところ、オーグミン経路を阻害する処理によっては、中心体の集極化に障害が観察された。これらの結果により、オーグミン経路が初期発生のみならず癌細胞の細胞分裂でも共通する重要な役割をもつことが示唆されており、現在これらを成果としてとりまとめ論文作成にとりかかっている。26年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類細胞の生理的細胞分裂を微小管・アクチン細胞骨格動態の両面から解析するための研究基盤が整いつつある。研究実施過程で得られた予想外の発見も重要な知見としてまとめつつあり、本研究より新たな研究テーマが発展することも期待される。本研究課題の重要ターゲットとなる分子についてマウス作出が完了し、既に解析を進めている段階となっている。また、哺乳類生体内細胞分裂でのアクチン重合の重要性を初めて明らかにし、論文として発表することができた。研究遂行にあたり、研究に使用するマウスの作成に時間を要するため、複数テーマを同時進行させることにより、研究実施期間中に最大限の研究成果がえられるように心がけている。また、研究の推進にあたり、予想外の結果や重要な発見が得られた際には、受け入れ研究者と十分相談の上、必要となる共同研究を行うことで、本研究に更なる発展性が得られるよう推進していく予定である。研究テーマの中心となるメカニズム解析については、受け入れ及び関連する研究室の得意とするシステムの導入を行うことで適宜対応しているが、研究の進展に伴い、高い専門性及び技術を要する点については、専門家との共同研究を実施する予定であり、スムーズに研究が進展・発展させることができるよう心掛けている。
ラット網膜培養系における神経細胞の分化の研究

HPC-1/syntaxin 1Aは、ラット海馬細胞膜特異抗原として赤川らにより報告されたC末端に膜貫通部位を有する分子量35kDの膜蛋白質で、シナプス前膜におけるexocytosisへの関与が注目されている。一方、単層培養系ではすでに神経細胞発芽を抑制的にコントロールすることが示唆されている。本研究において、出生直後のWistarラットの網膜細胞を再凝集培養し、その組織を光顕像および免疫組織染色により確認した。また、培養過程におけるHPC-1の発現量をWestern blot法により検討した。1,実験方法:(1)細胞培養:出生24時間以内のWistarラットより網膜のみを単離し、Ca Mg freeHANKS液内で網膜細胞を分離させインキュベータ-内で再凝集培養した。(2)組織検索:細胞塊はエポン包埋し切片を作成した。切片はトルイジンブルー染色し光顕で観察した。また、他の再凝集培養塊は4%PFAで固定した後、クライオスタットで凍結切片を作成した。一次抗体として、ポリクローンHPC-1抗体およびモノクローンチュブリン抗体を各切片に反応させた後それそぜに、二次抗体としてロ-ダミンでラベルした抗ウサギIgG抗体およびFITCでラベルした抗マウスIgG抗体を反応させ、蛍光顕微鏡下で観察した。(3)Western blot法によるHPC-1発現量:培養1日目および7日目の培養細胞をBuffer(1%NP-40 1mM EDTA 1mM DTT 0.1mM PMSF/PBS)内で溶解しサンプルを得た。各サンプルのHPC-1の発現をチュブリンをコントロールとし、型のごとくWestern blot法にて確認した。2,結果:トルイジンブルー染色され切片は層構造を呈しており、免疫組織染色でチュブリン抗体は、再凝集細胞塊全体に分布するのに対し、HPC-1抗体は切片の表層に多く分布していることが確認できた。HPC-1発現量は、培養1日目に比べ7日目のサンプルで増加していることが確認できた。
中性子過剰ハイパー核の生成・崩壊スペクトルとチャネル結合

強度陽子加速器施設(J-PARC)において展開されているハイパー核物理において,(π-,K+)反応で生成される中性子過剰ハイパー核の構造と反応機構を理論的に解明することを目的としている。またJ-PARC実験のデータの予測・解析に有効な理論的手法を確立し,実験データの理論的解析を行う。当該年度の成果は以下の通りである:1.多重チャネル結合のグリーン関数法に連続状態離散化チャネル結合(CDCC)法を取り入れた枠組みを応用して,3体破砕反応を含めた模型空間での3He(π,K)反応によるppΛやpnΛ連続状態のスペクトルを計算した。また3H_Λの基底状態の生成断面積を求め,その理論値が約3μb/srとなることを示した。2.6Liを標的核とした(K,π)反応によるΛハイパー核の高励起状態のスペクトルをクラスター模型を用いて計算し,実験データとの比較を行った。d+3N+Λなどのクラスター的状態の度合いに応じて,連続状態を含めた励起スペクトルの振る舞いがどのように影響するかを調べた。さらに6Liを標的核とする(π,K)反応にも適用した。3.3H_Λや4H_Λのハイパー核の寿命が従来の測定値よりも短いことが指摘されているパズルを解決するための実験がJ-PARCで計画されている。そこで必要になる4Heを標的核とした(π,K)反応によるハイパー核の生成断面積を歪曲波インパルス近似を用いて計算し,その理論値が約11μb/srとなることを示した。4.「多重チャネル結合によるグリーン関数」の計算コードを開発を進め,模型空間の収束性を確認するために多重配位を拡張した計算を実行し,これまでの理論計算や実験結果と比較した。大強度陽子加速器施設(J-PARC)において展開されているハイパー核物理において, (π-,K+)反応で生成される中性子過剰ハイパー核の構造と反応機構を理論的に解明することを目的としている。特にチャネル結合の見地から,ハイパー核におけるΣ粒子の混合率(数%)やΣN-ΛN結合による3体力の効果などを明らかにする。これまでの成果は以下の通りである:1. 6Liを標的核とする(π-,K+)反応によるハイパー核の生成・崩壊スペクトルを微視的な模型空間を用いた理論計算から求め,J-PARC E10実験データと比較した。中性子過剰ハイパー核6ΛHはピークとして観測されないが,Σ-混合率が0.3%程度であれば,“1段階過程"の生成機構による理論値はスペクトルをよく再現することが分かった。2. 6Liを標的核とする(π-,K+)反応によるΣ領域のスペクトルを計算し,E10実験データと比較して,Σ-5He核間ポテンシャルの性質を調べた。その結果,Σ-5He核間ポテンシャルが斥力的であれば,スペクトルをよく説明できることが分かった。3.原子核を標的とした(π-,K+)反応では素過程π-p →K+Σ-の媒質効果が重要であるため,最適フェルミ平均の方法を適用してΣ生成断面積の角分布を求めた。その結果,角分布には強いエネルギー依存性が現れ,スペクトルを記述する重要な要因のひとつであることが確認できた。中性子過剰ハイパー核6ΛHの理論解析の論文が学術雑誌に受理された。また(π-,K+)反応によるΣ生成スペクトルの解析からΣ-5He核間ポテンシャルの性質も明らかになり,研究成果を学術雑誌に論文として投稿する準備中である。またp殻核を標的核にした計算コードの開発も予定通り行われているので,おおむね順調に進んでいると判断している。強度陽子加速器施設(J-PARC)において展開されているハイパー核物理において, (π-,K+)反応で生成される中性子過剰ハイパー核の構造と反応機構を理論的に解明することを目的としている。特に,ハイパー核におけるΣ粒子の混合率(数%)やΣN-ΛN結合による3体力の効果などをチャネル結合の計算から明らかにする。さらに(K-, K+)反応による中性子過剰なΞハイパー核の生成・崩壊スペクトルの理論計算へ展開する。当該年度の成果は以下の通りである:2.原子核を標的とした(π-,K+)反応では素過程π-p →K+Σ-の媒質効果が重要であるため,「最適フェルミ平均の方法」を適用してΣ生成断面積の角分布を求めた。角分布には強いエネルギー依存性が現れ,スペクトルを再現するためにはこの効果が不可欠であることが分かった。3.ΞN有効相互作用から畳み込みポテンシャルとして,Ξ核間ポテンシャルを計算した。これを用いて,(a) J-PARCで計画されているΞ-原子準位のエネルギーシフトと幅を評価した。(b) (K-, K+)反応による12Cを標的核とする中性子過剰なΞハイパー核の生成・崩壊スペクトルを計算し,J-PARC E05における実験データの理論解析を進める準備を行った。学術雑誌に,(π-,K+)反応による中性子過剰ハイパー核6ΛHの理論解析の論文と,そのΣ生成領域のスペクトルの解析からΣ-5He核間ポテンシャルの性質に関する論文の2編が掲載された。

しかしながら,Σ-5He核におけるクラスター模型の効果をさらに検討する必要になったため,p殻核の殻模型による系統的な研究が少し遅れている。強度陽子加速器施設(J-PARC)において展開されているハイパー核物理において,(π-,K+)反応で生成される中性子過剰ハイパー核の構造と反応機構を理論的に解明することを目的としている。またJ-PARC実験のデータの予測・解析に有効な理論的手法を確立し,実験データの理論的解析を行う。当該年度の成果は以下の通りである:1.多重チャネル結合のグリーン関数法に連続状態離散化チャネル結合(CDCC)法を取り入れた枠組みを応用して,3体破砕反応を含めた模型空間での3He(π,K)反応によるppΛやpnΛ連続状態のスペクトルを計算した。また3H_Λの基底状態の生成断面積を求め,その理論値が約3μb/srとなることを示した。2.6Liを標的核とした(K,π)反応によるΛハイパー核の高励起状態のスペクトルをクラスター模型を用いて計算し,実験データとの比較を行った。d+3N+Λなどのクラスター的状態の度合いに応じて,連続状態を含めた励起スペクトルの振る舞いがどのように影響するかを調べた。さらに6Liを標的核とする(π,K)反応にも適用した。3.3H_Λや4H_Λのハイパー核の寿命が従来の測定値よりも短いことが指摘されているパズルを解決するための実験がJ-PARCで計画されている。そこで必要になる4Heを標的核とした(π,K)反応によるハイパー核の生成断面積を歪曲波インパルス近似を用いて計算し,その理論値が約11μb/srとなることを示した。4.「多重チャネル結合によるグリーン関数」の計算コードを開発を進め,模型空間の収束性を確認するために多重配位を拡張した計算を実行し,これまでの理論計算や実験結果と比較した。昨年度からの継続として「多配位チャネルを結合したグリーン関数法」の計算コードの開発を進め, (π-,K+)反応による中性子過剰核なハイパー核の核構造と生成機構の理解をさらに目指す。そこで1.軽いハイパー核の束縛エネルギーを再現するYNのg行列を用いて,ハイペロン-芯核間の畳み込みポテンシャルを求める,2.10Beを標的核とする(π-, K+)反応について,中性子過剰ハイパー核10ΛLiおよび10ΣLiの生成・崩壊スペクトルを微視的模型により求める,3.J-PARCで計画されている9Be標的核による中性子過剰ハイパー核の生成・崩壊スペクトルを予測する,ことに取り組む予定である。継続して「多配位チャネルを結合したグリーン関数法」の拡張した計算コードの開発を進め, (π-,K+)反応による中性子過剰核なハイパー核の核構造と生成機構の理解を目指す。具体的には,(a) 6Liのクラスター構造を考慮して、(π-,K+)反応によるΣ励起状態の生成スペクトルの解析をさらに進める。(b)中性子過剰ハイパー核10ΛLiおよび10ΣLiの生成・崩壊スペクトルの再検討を求める。(c) J-PARCで計画されている9Beや12C標的核による中性子過剰ハイパー核の生成・崩壊スペクトルを予測する。また最終年度にあたるため,本研究課題の成果と到達点を取りまとめ,次への課題と問題点を整理する。共同研究者との日程が合わず、一部の共同研究および研究打ち合せを行うための研究出張を見合わせたため。(理由)
レイノルズ応力方程式モデルにおける乱流輸送項のモデリング

レイノルズ応力方程式モデルの基本形であるGibson-Launderのモデルを二次元自由せん断層の計算に適用し,特に乱流拡散項の近似について考察した。拡散項のモデルとして,比較的単純な2つのモデル,Daly-Harlowモデル(DH)とHanjalic-Launderモデル(HL)を取りあげ,再配分項にはLRR型の線形モデルを組合わせ,またタイムスケールを決定するための乱流エネルギの消散率はHanjalic-Launderの提唱するモデル輸送方程式から求めた。計算結果から逆算した変動速度の三次モーメントの分布と,これらの計算結果を三次モーメントのモデル輸送方程式に代入して求めた三次モーメントの各成分について完全発達領域で分布を比較した。また,流れ場の基本特性を比較するために,より単純な乱流モデルの例として,kappa-epsilonモデルとの比較を行なった。今年度得られた主な知見は以下のとおりである:1.Spencerの実験結果と比較したところ,平均速度分布,せん断層の広がり率,乱流エネルギー及びレイノルズ応力の分布に関し,Daly-HarlowモデルとHanjalic-Launderモデル,kappa-epsilonモデルはすべて良い一致を示した。2.レイノルズ応力方程式の収支に関するHLモデルとDHモデルの比較によると,HLモデルの方がせん断層の縁で拡散が抑えられている。3.DH,HLモデルのそれぞれから求めた平均速度,レイノルズ応力を代入して三次モーメントの輸送方程式を解いた結果と比較すると,三次モーメントの内で成分の違いが特に大きかった。4.三次モーメントの輸送方程式の収支を検討した結果,勾配拡散モデルとの差が大きい成分では勾配拡散モデルで無視される平均速度勾配の項が大きいことが明らかになった。従って,三次モーメントのモデリングには平均速度勾配の影響を考慮する必要がある。
スピン非保存系におけるスピン流の定義

前年度の研究では、スピン軌道相互作用の強い電子系におけるスピン流の定義の研究を行った。本年度はこれを発展させ、スピントロニクスにおいて電子同様注目を集める準粒子であるマグノンに着目した研究を行った。磁性体中の古典的磁気秩序周りの揺らぎを量子化した準粒子であるマグノンは、絶縁体中において極めて散逸の少ないキャリアであると同時に、スピンを運ぶという性質から理論・実験両面から盛んに研究が行われている。最近接Heisenberg模型のコリニア強磁性体・反強磁性体の場合、1マグノン状態はスピン演算子の固有状態となり、well-definedなスピン流を定義する事ができる。一方、古典的磁気秩序が120度構造等のノンコリニア構造を取る場合、スピン回転対称性の自発的かつ完全な破れの状態が実現し、マグノン状態は一般にスピンの固有状態にはならない。本研究では、運動量を指定した時にマグノンが運ぶ運動量依存マグノンスピンを定義し、カゴメ格子反強磁性体で実現する120度構造に対して運動量依存マグノンスピンを計算し、運動量空間においてプロットした。その結果、電子系で通常見られない巻き付き数-2の構造を持ったスピン渦構造を発見した。また、このスピン渦構造を用いた熱輸送の研究を行った。各運動量におけるマグノンスピンと群速度の積を運動量積分することで得られる量をマグノンスピン流とみなし、熱勾配下のBoltzmann方程式を計算すると、有限のスピン流期待値を得る。これは、スピンゼーベック効果をノンコリニア反強磁性体で観測できる可能性を示すものであり、従来磁場下でしか実現しないと考えられていた反強磁性スピンゼーベックの最初の例を提示するものである。数理的に面白い点としては、巻き付き数の絶対値が0か2の時のみスピンゼーベック効果が大きくなる点であり、巻き付き数依存の輸送現象の先駆的な例として考える事ができる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目標は、スピン回転対称性の不在によりスピン流演算子がill-definedになる場合について、どのようにすれば輸送現象を記述するスピン流を定義できるか、という問題を解決することである。そのための第一歩として、慣習的スピン流演算子が0になるDirac電子系におけるスピン輸送を、修士課程の時に研究していた。その際、スピン密度、電荷密度を含む16個の局所的物理量の間に成り立つ拡散方程式を得ていた。本研究ではこれを更に見通しの良い形に変形し、2つのスカラー量(電荷密度,軸性電荷密度)と2つのベクトル量(スピンベクトル密度、vertex補正に関連した物理量の密度)の間の4つの拡散方程式に簡略化することに成功した。さらに、この連立方程式の物理的な解の解析的表式を求め、試料端に有限のスピン蓄積が生じる事を明示的に示した。この解析解にトポロジカル相転移点上で実現するDirac半金属のパラメーターを代入し、スピン蓄積の拡散長と、スピンホール係数の値を見積もった。また、Dirac fermionの系に特有の対称性であるカイラル対称性に付随した保存量である軸性電荷とスピンの関係を明らかにした。本研究は、慣習的な方法では予想する事の出来ないスピンホール効果を予言し、Dirac fermionの系で成り立つ4つの対称性の良い関係式を求めた点で、意義深いものである。なお、研究成果はPhysical Review Bに掲載された。この研究成果は、スピン輸送現象を記述する上で、量子輸送方程式及びその低次の勾配近似である拡散方程式を用いる方法が有効であることを示すものである。今後これを発展させることで、スピン流の普遍的な定義を行う。今後普遍的なスピン流定義を行う際に基礎となる具体例の構築を実行できた。以下、具体的に述べる。慣習的スピン流演算子が0になるDirac電子系におけるスピン輸送を、修士課程の時に研究していた。

最近接Heisenberg模型のコリニア強磁性体・反強磁性体の場合、1マグノン状態はスピン演算子の固有状態となり、well-definedなスピン流を定義する事ができる。一方、古典的磁気秩序が120度構造等のノンコリニア構造を取る場合、スピン回転対称性の自発的かつ完全な破れの状態が実現し、マグノン状態は一般にスピンの固有状態にはならない。本研究では、運動量を指定した時にマグノンが運ぶ運動量依存マグノンスピンを定義し、カゴメ格子反強磁性体で実現する120度構造に対して運動量依存マグノンスピンを計算し、運動量空間においてプロットした。その結果、電子系で通常見られない巻き付き数-2の構造を持ったスピン渦構造を発見した。また、このスピン渦構造を用いた熱輸送の研究を行った。各運動量におけるマグノンスピンと群速度の積を運動量積分することで得られる量をマグノンスピン流とみなし、熱勾配下のBoltzmann方程式を計算すると、有限のスピン流期待値を得る。これは、スピンゼーベック効果をノンコリニア反強磁性体で観測できる可能性を示すものであり、従来磁場下でしか実現しないと考えられていた反強磁性スピンゼーベックの最初の例を提示するものである。数理的に面白い点としては、巻き付き数の絶対値が0か2の時のみスピンゼーベック効果が大きくなる点であり、巻き付き数依存の輸送現象の先駆的な例として考える事ができる。現在までの研究では、Dirac電子系という極端な例を用いたが、今後の研究ではより一般の電子系を対象として理論を構築する。具体的には、拡散方程式で定義されるチャージの内、スピン及び電場に影響を受けるものとそうでないものを明確に区別することで、拡散方程式をよりコンパクトな形に書き直す。そうして出来上がる拡散方程式の係数を求める公式を作る事で、系のスピン・電荷輸送を記述する方程式群の一般的な形を得る。実験のセットアップに即した境界条件の下方程式群を解く事で、一般的なスピン流の形を得る。29年度が最終年度であるため、記入しない。
好き嫌いや積極性の個性を生み出す神経回路基盤とその修飾機構

味や香りの好き嫌いは報酬・危険信号として機能する生得的な情動である一方で後天的な修飾も受け、我々の個性を構成する。同様に、積極性も生得的・後天的に制御され、情動と密接に関与する。しかしながら、情動価値の個性に関する神経回路基盤には未だ不明な点が多い。我々はこれまで、橋の腕傍核から情動を担う扁桃体へ投射する直接経路が、負情動をうみだす忌避信号として機能すること、経験依存的な長期増強を示すことを見出してきた。また、腕傍核には甘味・苦味や積極性・消極性など、相反する情動を担う細胞群が混在して存在している。そこで、本研究では情動価値をコードする細胞群を個別に可視化する。さらに、光電気生理解析の結果にもとづき、個体レベルで人工的可塑性を誘導し、好き嫌いや積極性の逆転・レスキューを誘導することで、人工的な個性の書き換えという視点から、情動回路の本態を明らかにする。本年度の研究実績としては、異なる味質よって活性化される脳領域とその細胞種特異的マーカーを同定し、二重染色による細胞種特異的マッピングを行った。個体レベルで味質依存的に神経回路を個別に可視化し、さらに細胞種特異的Creドライバーマウスと各種改編ウイルスを用いることで、光電気生理学実験手法による神経回路制御機構の詳細な解析を行った。さらにこれらのマウスを用いて行動学的にY字迷路学習、ストレス応答性、味覚嗜好性、摂食行動制御などを解析した。得られた結果は情動的な個性を生み出す脳内機構の可視と操作という観点から当該領域の目指す生得的・後天的な個性創発メカニズム解明に繋がることが期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。味や香りの好き嫌いは報酬・危険信号として生得的な情動である一方、後天的な修飾も受け、我々の個性を構成する。しかしながら、味覚と積極性を情動価値の個性という共通の視点から捉えた研究は少なく、神経基盤はほとんどわかってない。我々はこれまで、橋の腕傍核から情動を担う扁桃体へ投射する「直接経路」が、負情動をうみだす忌避信号として機能すること、経験依存的な長期増強(LTP)を示すことを見出してきた。また、腕傍核には甘味・苦味や積極性・消極性など、相反する情動を担う細胞群が散在する。そこで、本研究では腕傍核に着目し、情動価値を個別に可視化する。本研究計画としては、腕傍核における甘味・苦味や積極性・消極性という、相反する情動価値を司る神経回路を可視化し、自由行動下で活動を操作する実験系を確立する。さらに光電気生理学的に、相反する情動を担う神経細胞群が形成する相互抑制の神経回路を、シナプス機構まで詳細に解析する。最終段階として、光行動学的に人工的な可塑性を誘導することで、好き嫌いや積極性を書き換える。本年度の研究実績としては、味覚によって活性化される脳領域をFISHによって同定し、さらにその細胞種特異的マーカーの同定を行った。さらに経路特異的な光操作のための行動実験系および電気生理学実験系を立ち上げた。平成29年度より新たに研究室を立ち上げたため、当初の研究進捗はやや遅れていた。しかしながら、その後行動実験システムおよび電気生理実験システム共に順調にセットアップも完了し、さらに国内外の共同研究体制も新たに構築したことで、当初予定していた闘争かすくみか行動回路の操作・介入は概ね順調に進んでいる。また、アクティビティトラップの実験系は未だワークしていないが、一方で味覚情動によって活性化する脳領域と細胞種に関する新たな知見も得られた。以上のことから、研究計画全体としてはおおむね順調に進展しているといえる。

さらにこれらのマウスを用いて行動学的にY字迷路学習、ストレス応答性、味覚嗜好性、摂食行動制御などを解析した。得られた結果は情動的な個性を生み出す脳内機構の可視と操作という観点から当該領域の目指す生得的・後天的な個性創発メカニズム解明に繋がることが期待される。今後の研究の推進方策として、直接経路に光パターン刺激を用いてLTPを誘導し、その後の行動変化を詳細に検討する。さらに、個体レベルで甘味・苦味依存的に神経回路を個別に可視化し、光遺伝学的に操作可能な実験系を確立する。これらのマウスをY字迷路による嗜好性・忌避性学習や疼痛行動、ストレス応答性を中心に詳細に検討する。あわせて、光電気生理学的解析により、シナプス前・後部における分子ネットワークと可塑性制御メカニズムを解明する。以上のアプローチにより、情動的な個性を生み出す脳内機構を可視化し、当該領域の目指す生得的・後天的な個性創発メカニズム解明への糸口とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
中学生ジュニアスポーツにおける傷害実態の解明と傷害予防対策の研究

平成30年度は、名古屋市内の中学校バスケットボール4チーム、共同研究者の所属機関のある兵庫県内のバスケットボール5チームから、国際的に信頼性が高いアクチグラフ(GT3X-BT)を用いて活動量を測定した。部活動練習時の活動強度を男女で比較した結果、消費エネルギー、METs、MVPA(中強度+高強度)、三軸動作評価、歩数に関して有意差は認められなかった。しかし、中強度以下の活動強度はそれぞれ有意差が認められ、立位は女子(27.9±11.5%)が男子(22.6±9.2%)より高く、低強度は男子(9.5±3.2%)が女子(7.9±2.3%)より高く、中強度も男子(39.6±5.9%)が女子(34.4±7.1%)より高かった。この結果は、女子の方が指導者から動作を止めて口頭指導される機会が多かったのではないかと推察された。練習時のMVPAは男子67.8%、女子64.2%、時間に換算すると男子1.99時間、女子1.86時間であり、本研究対象チームは男女ともに国際基準の60分以上を確保していた。しかし、MPVAの推奨時間約2倍にあたる活動時間がオフシーズンを設けることなく年間を通して実施されていることが適切かどうかは傷害分析も含めて今後さらに検討する必要があると考えられた。これまでの研究を通して、中学生のバスケットボール選手において、男女ともに練習時傷害発生率(IR)より試合時IRが高かったことから試合時IRの低減は重要な課題であり、下肢傷害発生への対応が必要であることが明らかとなった。試合時IRを低減するためには管轄の競技団体がピリオダイゼーションを導入し、公式戦の開催時期を見直す必要がある。また、現場の指導者は、年間を通して週末に開催されるカップ戦などの試合数を抑制する、あるいは年間を通した練習環境を見直し、ジュニア選手への過度な身体的負担を軽減することが重要であると考えられた。本研究における平成28年度内の課題は、中学生世代のジュニアスポーツの傷害発生実態を調査することであった。中学校の部活動において、バスケットボールは軟式野球に次いで2番目に加盟校が多い人気スポーツである。名古屋地区の中学校のバスケットボール部に傷害調査を要請した。ただし、各チームの競技レベルの差が傷害発生状況に影響を及ぼすことが考えられるため、調査対象のチームを市の地区大会においてはベスト8以上、県の大会においてはベスト16以上に入るチームとし、男子3チームと女子2チームの承諾を得て傷害調査を実施した。傷害調査について、先行研究(葛原ら東海体育学会第62回大会2014、葛原ら第19回日本体力医学会東海地方会学術集会2015、Kuzuhara et al., J Athl Train 2016)の傷害調査シート(チーム日誌、傷害記録シート、傷害既往歴問診アンケート)を用いて、医療機関を受診後、傷害の発生状況(身体接触、その他の接触)、傷害重症度(軽度、中程度、重度)、傷害タイプおよび傷害部位、競技復帰日をチームの監督・顧問もしくはチームマネージャーに年間を通して記録してもらった。また、傷害既往歴問診アンケートの回収率は、男子3チームのうち、A中学校100%、B中学校85.7%、C中学校8%であり、女子2チームのうち、D中学校100%、E中学校100%であった。男子のC中学校の回収率が非常に低く、学内事情により傷害調査が困難であるという理由から、C中学校は今回の調査対象から除外した。チームへの協力依頼の承諾後、チーム日誌および傷害調査記録は5月頃から始まったため、現在11ヶ月間のデータが集積され3月末に回収を行った。今年度の調査について、引き続きチーム日誌および傷害調査シートによる記録を継続してもらっている。調査対象のチームにおいて、年度途中に中学校側の事情により傷害調査が困難となり、調査対象から除外することとなった。そのため調査対象のサンプル数が減ることになったが、研究を進める上で最低限のサンプル数を確保できているので問題はないと考えられる。平成29年度は、平成28年度から引き続き傷害実態データを収集するために、研究代表者の所属機関の名古屋市内の中学校バスケットボール4チーム、共同研究者の所属機関が位置する兵庫県内のバスケットボール部6チームから傷害データを収集した。中学生年代以上のジュニアスポーツの傷害実態を1000Athlete-Hours(AHs)当たりの傷害発生率(Injury Rate,以下IR)で明らかにした。また、傷害に関する外的因子および内的因子について問題点を抽出するために、主な外的因子は、各チームの練習方法、リカバリー期を含む休息の取り方であり、各チームの練習状況や試合状況に関するビデオ撮影等を通して観察分析するとともに、チームの指導者から聞き取り調査を行った。内的因子に関して、対象者の年齢、身長、体重、BMI、発育発達段階の身長および体重、傷害既往歴の情報収集を行った。中学校バスケットボール部のチームを対象に1年間の前向き研究を通して、国際的指標である1000AHs当たりの傷害発生率(IR)を用いて傷害分析を行い、部活動の問題点を検討した。その結果、男子および女子チームの全傷害の試合時のIR(GIR)は、男子4.26/1000 AHs、女子6.17/1000 AHsを示し、練習時のIR(PIR)は、男子0.48/1000 AHs、女子1.08/1000 AHsを示した。男女ともにPIRよりGIRが有意に高値を示した。

男子チームにおいて、年間の練習回数が少なく、試合数が多いAチームと、練習関数が多く、試合数が少ないBチームを比較した結果、Bチームの方がAチームよりGIRが有意に高値を示した。また、女子チームにおいて、2チームとも年間試合数はほぼ同程度であり、両チームともGIRが高く、男子チームと比較しても高値をであった。これらの結果から、中学校の部活動において、年間の練習回数や試合数等が傷害発生率に影響を及ぼす可能性が示唆された。平成29年12月のNSCAジャパン、ストレングス&コンディショニングカンファレンス2017(神戸ファッションマート)において、「中学生バスケットボール選手における傷害発生率」(葛原憲治、柴田真志、井口順太)の学会発表を行っており、当初の予定である研究が概ね順調に進んでいる。平成30年度は、名古屋市内の中学校バスケットボール4チーム、共同研究者の所属機関のある兵庫県内のバスケットボール5チームから、国際的に信頼性が高いアクチグラフ(GT3X-BT)を用いて活動量を測定した。部活動練習時の活動強度を男女で比較した結果、消費エネルギー、METs、MVPA(中強度+高強度)、三軸動作評価、歩数に関して有意差は認められなかった。しかし、中強度以下の活動強度はそれぞれ有意差が認められ、立位は女子(27.9±11.5%)が男子(22.6±9.2%)より高く、低強度は男子(9.5±3.2%)が女子(7.9±2.3%)より高く、中強度も男子(39.6±5.9%)が女子(34.4±7.1%)より高かった。この結果は、女子の方が指導者から動作を止めて口頭指導される機会が多かったのではないかと推察された。練習時のMVPAは男子67.8%、女子64.2%、時間に換算すると男子1.99時間、女子1.86時間であり、本研究対象チームは男女ともに国際基準の60分以上を確保していた。しかし、MPVAの推奨時間約2倍にあたる活動時間がオフシーズンを設けることなく年間を通して実施されていることが適切かどうかは傷害分析も含めて今後さらに検討する必要があると考えられた。これまでの研究を通して、中学生のバスケットボール選手において、男女ともに練習時傷害発生率(IR)より試合時IRが高かったことから試合時IRの低減は重要な課題であり、下肢傷害発生への対応が必要であることが明らかとなった。試合時IRを低減するためには管轄の競技団体がピリオダイゼーションを導入し、公式戦の開催時期を見直す必要がある。また、現場の指導者は、年間を通して週末に開催されるカップ戦などの試合数を抑制する、あるいは年間を通した練習環境を見直し、ジュニア選手への過度な身体的負担を軽減することが重要であると考えられた。平成29年度は、平成28年度から引き続き傷害調査を通してデータを収集するとともに、国際指標である1000時間(1000 athlete-hours、以下AHs)当たりの傷害発生率(Injury rate、以下IR)を用いて、中学生世代のジュニアスポーツの傷害実態を明らかにすることである。また、3次元によるアクチグラフ(加速度計を用いた携帯型活動記録計)を用いて、部活動の練習時および試合時の活動量を測定することで、消費エネルギー、運動強度別の活動量、上下・左右・前後による活動量と傷害の関連を分析し、さらに、各チームの練習や試合状況を撮影したり、チームの指導者から聞き取り調査を行うことで、外的因子や内的因子などの問題点を抽出し、傷害予防について詳細に検討を行う。
培養神経細胞回路網の膜電位変化の2次元解析用高時間分析蛍光顕微鏡システムの開発

脳の情報処理の研究は、神経化学及び神経生理学を中心に盛んになりつつある。しかし、前者の場合、物質の同定は可能であっても、その産生細胞や標的細胞の正確な決定は困難であり、また、後者の場合、1つの神経細胞に出入りする電気的情報変化は追跡できても、微小電極を用いて多数の細胞群を同時に取り扱うことは不可能である。脳が多数の神経細胞系として機能していることを考えるとき、我々は、この多細胞ネットワークを同時に、空間的に解析することこそ脳の情報処理の研究に本質的な役割を果たし得ると確信する。このような解析を可能にするため、まず、培養細胞系を確立した。これはニワトリ胚の終脳細胞の初代培養系で、様々な工夫をこらして、無血清培地で3週間以上培養が可能になった、培養期間が約5日以上になると終脳細胞は、神経繊維を伸ばし、互いに接触するようになり、また、伝達物質の1つであるアセチルコリンの合成酵素の活性も上昇する。このような培養系ではシナプスが形成されていることが期待され、実、別のグループの結果では電子顕微鏡観察からシナプスの存在を明らかにした。このような培養脳神経系の電気的活動を2次元的にとらえるために倒立型蛍光顕微鏡と高感度カメラを組合せた測定系を作製した。文献的には、100mVの膜電位変化に対して10%以上蛍光変化をする膜電位感受性蛍光色素が存在するため、1%程度の蛍光変化をとらえることが可能なこのシステムで十分目的を達し得る。現在入手できた様々な色素について、その特性、細胞に対する毒性を調べたが、この系に対してその程度の相対蛍光変化を示すものはなかった。今後は、このシステムの感度をさらに向上させて、より微弱な蛍光変化に対応させる計画である。その第一段階として、フォトダイオードによる記録を試みており、そのための光学系等の見直し、改善を行っているところである。前年度の研究により、基本的な蛍光顕微鏡システムが完成したが、超高感度SITカメラの納入が遅れたため、その調整が遅れていた。まずそれを調整し、微弱蛍光像が観測可能であるのを、ローダミン・ファロイジンでラベルしたアクチン像を観察することにより確認した。次に本年度の目標の1つである膜電位と蛍光強度の正確な校正曲線を求めるために培養細胞に直接電極を刺入する方法を試みた。通常の電気生理学的手法により、微小電流通電により膜電位を変化させ、その際の蛍光強度変化をテレビカメラより捉えようとした。対象となったニワトリ胚終脳培養細胞は直径10ミクロンと微小電極刺入法の限界に近く、そのため細胞が生存しにくく、たとえ刺せても膜電位は-30mVぐらいと、実際の値より小さかった。現在は、Whole-cell-patch法により校正曲線を得る計画をたてており、今後の課題としたい。作製した蛍光顕微鏡システムは10^<-2>程度の蛍光強度変化を捉えることのできる感度を持っており、また文献的には、100mVの膜電位変化に対して1020%の蛍光強度変化を示す蛍光色素が報告されている。しかし、本研究では、それらを含む20種類の色素を試したが、それほど大きな蛍光強度変化は示さなかった。これは、電極刺入の容易な培養筋肉細胞で得られた結果である。培養細胞系の方は、いろいろな工夫を加えた結果、3週間以上の培養が可能になり、形態的、酵素的(コリンアセチルトランスフェラーゼ活性)に細胞が成熟していることが確認された。このシステムでの現在の最大の問題点は変化の大きな膜電位感受性色素を得ることである。色素の開発は本研究の範囲外であるが、今後、有機合成の研究者と協同でそのような色素を開発してゆく必要がある。
好熱菌F_1-ATPaseのβサブソニットのX線結晶解析

好熱菌PS3のF1-ATPaseのサブユニットβの精製法の改良と結晶化条件の検討を行った.前者は純粋な蛋白標品が結晶化に必要なためである.結果としては,標品純度は向上し,結晶化については900を超える試みの後にオクチル(チオ)グルコシドを用いることにより微結晶,巨大スフェルライト(球状擬結晶)がえられる段階に到達した.1.精製法の改良従来用いられてきた疎水クロマトに加えてグリーンA,ハイドロキシアパタイトが有効であることを見い出し,これらを組み合わせることにより高純度の標品が得られるようになった.2.結晶化の試み4種の基本的沈澱剤を主として用い, PH,リガンドの有無,湿度等のパラメーターを変えて調べた. 25度ではほぼ条件をつくしたが,非蛋白性の結晶がいくつかの条件で見られたのみであった.最近オクチル(チオ)グルコシドを導入したところ,再現性に問題をもつが,微結晶が得られた.またβをトリプシン処理後同様にオフチルグルコシドを用いると0.2mmの巨大スフェルライトが得られることを見出した.これからは上記実績にもとづき,低温,非イオン性界面活性化剤を用いる条件,等と更に詳しく検討し良好な結晶を再現性良く得られるようにすることを考えている.好熱菌PS3のF1-ATPaseのサブユニットβの精製法の改良と結晶化条件の検討を行った.前者は純粋な蛋白標品が結晶化に必要なためである.結果としては,標品純度は向上し,結晶化については900を超える試みの後にオクチル(チオ)グルコシドを用いることにより微結晶,巨大スフェルライト(球状擬結晶)がえられる段階に到達した.1.精製法の改良従来用いられてきた疎水クロマトに加えてグリーンA,ハイドロキシアパタイトが有効であることを見い出し,これらを組み合わせることにより高純度の標品が得られるようになった.2.結晶化の試み4種の基本的沈澱剤を主として用い, PH,リガンドの有無,湿度等のパラメーターを変えて調べた. 25度ではほぼ条件をつくしたが,非蛋白性の結晶がいくつかの条件で見られたのみであった.最近オクチル(チオ)グルコシドを導入したところ,再現性に問題をもつが,微結晶が得られた.またβをトリプシン処理後同様にオフチルグルコシドを用いると0.2mmの巨大スフェルライトが得られることを見出した.これからは上記実績にもとづき,低温,非イオン性界面活性化剤を用いる条件,等と更に詳しく検討し良好な結晶を再現性良く得られるようにすることを考えている.
積雪シミュレーションによる交通結節点における都市デザイン手法の開発

北海道のように冬季の積雪が多い寒冷地では、駅やバス停など公共交通機関の交通結節点の計画において雪や寒さへの対策が必要で、都市デザインにおいて重要な課題である。本研究では積雪寒冷の都市を対象に、積雪シミュレーション実験を行い、冬季に吹雪の影響を受けにくい交通結節点(駅やバスターミナル)のデザインを研究し、交通結節点における都市デザイン手法を確立した。わが国では、積雪時の都市デザインシミュレーションを行った研究は、筆者以外には無い。本研究では、稚内駅および中心市街地を対象に、積雪インパクトの評価を大型風洞実験装置による積雪シミュレーションを用いて行った。実験装置は、旭川市にある北海道立北方建築総合研究所が所有するものを利用した。積雪シミュレーションにより、稚内駅舎のデザインや建物配置、乗客動線システムを具体的に計画し、実際に設計に反映できる結果を得られた。積雪シミュレーションにより、稚内駅舎計画に反映した内容は以下の3点である。(1)稚内駅舎は歩行者動線に吹きだまりをつくらないよう、曲面型のファサードとした。(2)駅前広場に雪の吹きだまりが溜まるため、堆雪スペースを中央に設ける。(3)線路の先端部分に雪の吹きだまりができにくいよう、吹き払いができる駅舎設計にするとともに、除雪がしやすいようにする。さらに、積雪シミュレーション結果を実際の設計プロセスに反映させるための、デザインガイドラインを開発した。本研究は、冬季の吹雪が深刻な都市において、駅ターミナルなどの交通結節点での乗換えなどの移動に関して、冬季においても快適な歩行環境を確保するために、大型風洞実験による積雪シミュレーションを用いて都市デザイン手法を開発するものである。対象は現在計画が進行しつつある、JR稚内駅の再開発とした。大型風洞実験装置は北海道立北方建築総合研究所の粉体風洞施設を用いた。積雪シミュレーションには、気象庁の稚内管区気象台で観測した過去5年問の気象データ(1999-2003)を採用した。稚内では冬季に強い吹雪のある日が多い。積雪シミュレーションでは北風を採用し、稚内駅周辺地区を対象に300分の1の模型を用いて行った。風雪に強い交通結節点を形成するために、積雪シミュレーションはJR稚内駅の再開発計画案で<雁行型>と<曲面型>の2パターンで行い、その結果の比較により望ましい交通結節点の計画を導き出すものである。稚内駅周辺交通拠点整備のための風雪シミュレーションにより、以下の2種類の計画ガイドラインを導き出し、都市デザインの新しいアプローチを開発した。(1)両計画案の比較により差異のみられた評価項目については、結果が良好な計画案をもとに「ポジティブな計画ガイドライン」を導き出した。これは施設の形態を決めるための手がかりとなる。(2)両計画案ともに、多量の吹き溜まりや強い吹雪が認められるなど、良好な結果が得られなかった部分については、「ネガティブな計画ガイドライン」として、望ましくない施設形態を確認することができた。本研究のように、再開発の計画・設計プロセスにおいて積雪シミュレーションを行った研究は、日本の都市デザイン研究において初めての試みである。
ミトコンドリアプロテオームによる回虫呼吸鎖転換の網羅的解析

[目的]本研究は寄生蠕虫の酸素分圧の変化に応答する蛋白群、とくにミトコンドリア呼吸鎖の発現制御を包括的に解析することによって、その感染成立、維持機構の一端を解明する。[成果]1)回虫成虫期に特異的に発現するシトクロムb5は寄生適応において重要な役割を果たしていることが示された。2)ウエステルマン肺吸虫は好気的ミトコンドリアと嫌気的ミトコンドリアをそれぞれ異なった組織にもち、その微好気的な棲息環境の酸素分圧変動に適応していることが明らかになった。申請者らは寄生蠕虫感染のモデル系としてブタ回虫を用いて研究を行っているが、同時に回虫とは寄生部位が異なる蠕虫のMitについても、その棲息環境の酸素分圧と呼吸様式との関係を明らかにするために組織化学的手法と生化学的手法を組み合わせて解析をすすめている。申請者らによってすでに、ほ乳動物の肺に寄生する肺吸虫には、酸素をもちいる好気的呼吸鎖と酸素を使わない嫌気的呼吸鎖を同一個体中で併せもつことが虫体体壁から分離したMitの解析から明らかにされていたが、これがそれぞれの呼吸鎖をもつ二つの異なったMitからなるのか、ひとつのMit中に好気と嫌気の呼吸鎖をもつ一種のハイブリッドタイプであるのかついては不明であった。本研究により肺吸虫の体壁には、機能的および形態的に異なった3種のMit集団がそれぞれ異なった組織に分布することが明らかになった。すなわち、虫体体壁のもっとも外側のテグメント細胞にはシトクロムcオキシダーゼ活性染色(CCO staining)で強く染まり、クリステの良く発達したサイズの小さなMit(Tc Mit)、また、体壁内側のパランキマ細胞にはCCO stainingで染まるサイズの大きなMit(Pc1 Mit)、およびまったく染まらないMit(Pc2 Mit)を、それぞれ別個に含むふたつの細胞Pc1、Pc2がモザイク状に存在することが明らかになった。蔗糖密度勾配遠心法による解析の結果、TcおよびPc2 Mitはそれぞれ好気的Mit,嫌気的Mitと定義できた。このように好気的Mitと嫌気的Mitが組織特異的に分布しているのは、本虫の棲息環境へのユニークな、すぐれた適応と考えられ、好気から嫌気呼吸の転換機構、さらにはMitの生合成機構を解明するうえで非常に重要な知見が得られた。本年度は1.回虫感染幼虫(L3)およびC.elegansのシトクロムc酸化酵素(複合体VI)の分子特性の解析,2.キノン結合蛋白の検索と同定,3.低酸素適応に重要な役割を果たしているシトクロムb_5ホモローグのC.elegansにおける発現解析,を立案した。これらのうち3.について述べる。ブタ回虫成虫のシトクロムb_5(以下Cyt.b_5)は可溶性の分泌型Cyt.b_5である。分泌型のCyt.b_5は回虫の本シトクロム以外には他に例がない,新しい分子種である。これまでに,本Cyt.b_5は成虫期に特異的に発現し,角皮下層と体腔液に分布,それぞれNADH-メトミオ(ヘモ)グロビン還元系の構成成分として,両グロビン分子とともに酸素を基質とする生合成反応への酸素供給を保証しながら,余分な酸素分子を除くという,低酸素適応上不可欠な機能を有することが示されている。本シトクロムは他種由来のものとは異なる塩基性蛋白であり,X線結晶構造解析の結果,その立体構造もほ乳類由来のものとは異なっている。これらの回虫Cyt.b_5のユニークな構造上の特異性と生理機能を考慮すると,本シトクロムは宿主腸腔の低酸素環境に適応する過程で特化した分子種と考えられる。この仮説を検証するために,同じ線虫類であり,すでにゲノムプロジェクトが終了した自由生活性の線虫C.elegansのCytNもの分子種について,データベースから検索したところ,4種の分子種(a),(b),(c),(d)を見い出した。これらの回虫Cyt.b_5との関連性,さらにC.elegansにおける発現について解析した。いくつかの分子特性の比較解析,および分子系統解析から(d)が回虫Cyt.b_5と最も近縁であることが明らかになった。また,RT-PCRの結果,(d)は発現していないことが示された。これらの結果から,回虫Cyt.b_5のC.elegansにおけるカウンターパートは(d)と考えられるが,常圧の酸素分圧下で棲息するため必要でなく,偽遺伝子化したものと考えられる。これらの知見は上記の仮説を支持するものであり,回虫における低酸素適応を系統進化の側面から明らかにしたという点で意義深いものである。

1)本年度計画した以下の3つの課題、1)回虫感染幼虫(L3)およびC. elegans由来のシトクロムc酸化酵素(複合体VI)の精製とサブユニット組成の解析、2)宿主の皮下織に寄生するマンソン裂頭条虫Spirometra erinaceieuropaeiプレロセルコイド(以下pleroと略す)の呼吸鎖解析、3)キノン結合蛋白の検索と同定、のうち、2)の課題について述べる。マンソン裂頭条虫の終宿主はイヌ、ネコなどで、その成虫は回虫成虫と同様、酸素分圧の低い宿主の腸管に寄生する。終宿主への感染は、その幼虫であるpleroを含むヘビなどの第二中間宿主を生で摂取することによるが、ヒトの場合、成虫にならずに幼虫のpleroのままで体内を移行し、いわゆる孤虫症を引き起こす。本研究では、シマヘビから採集したpleroおよびイヌから得た成虫からミトコンドリア(以下Mitと略す)をそれぞれ調製し、その呼吸鎖を比較解析した。すなわち、好気的呼吸鎖であるコハク酸酸化系の諸活性と嫌気的呼吸鎖であるNADH-フマル酸還元酵素活性を測定した。さらにMit中のユビキノン(UQ)とロドキノン(RQ)の量をHPLCを用いて定量した。その結果、成虫のNADH-フマル酸還元酵素のMit蛋白1mgあたりの活性はpleroの約25倍の値を示した。Pleroおよび成虫MitはいずれもRQ-10とUQ-10を含有し、RQが主成分であったが、キノンの総量は成虫のほうが多く、Mit蛋白あたりpleroの約6.2倍の含量であった。UQに対するRQの比(RQ/UQ)はpleroおよび成虫でそれぞれ4.9、30.5の値であった。これらの結果は、成虫Mitがplero Mitと比べてより嫌気的であることを示している。これまで、本条虫の呼吸鎖については不明な点が多くあったが、定量的な知見が得られた意義は非常に大きい。研究実績の概要に記載した立案項目の1.および2.については現在解析中であるが,完了するには至っていない。そのおもな理由は回虫については出発材料のブタ回虫が当初予想したほど十分に手にはいらなくなったためである。C.elegansについても継代保存中に真菌の混入を受け,その純化に時間を要したためである。現在ストックの材料で可能なかぎり研究を進める予定であるが,生材料の入手に時間がかかることを考えると,より入手し易い,他の寄生蠕虫を用いた系を準備する必要があると思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は回虫をモデル系として、寄生蠕虫にみられる低酸素適応の分子機構を解明することを目的としているが前年度の研究実績報告書でも述べたように,酸素分圧の異なる宿主の臓器に寄生する他の蠕虫,例えば肺寄生の肺吸虫(Paragonimus westermani)や皮下組織寄生のマンソン裂頭条虫(Spirometra erinaceieuropaei)についても同時に研究を行っている。その結果,前年度では好気的呼吸から嫌気的呼吸への転換の遷移状態ともいえる現象が肺吸虫において見いだされ,好気的ミトコンドリアと嫌気的ミトコンドリアが組織特異的に発現されていることを明らかにすることができ,長年不明であった問題を解明した。したがって,回虫をもちいた研究の今後の進捗によっては,他の蠕虫をもちいて当初の研究目的の達成をめざすことも想定している。
地域包括ケアシステムの新機軸を目指した共生型福祉サービスの効果の解明

近年、地域包括ケアの推進に向けて共生型福祉サービスに関心が高まっている。しかし、共生型福祉サービスが、サービス利用者や町の高齢者全体に対して、どのような効果があるのか。他の市町村が共生型福祉サービスを導入するとどのようなメリットがあるのかは検証されていない。そこで本研究では、共生型福祉サービスを実施している当別町をケースとし、コントロールとして、共生型福祉サービスを導入していない比較的地域特性が近い北海道の市町をコントロールとして、要介護ニーズに関する同内容の調査を実施し、共生型福祉サービスを実施している市町と非実施市町ではどのような要介護ニーズが異なるか調査をする。
老人性痴呆の病因と予防に関する研究-カルシウム関連因子の関与について-

老年期痴呆は加齢に伴い増加し、高齢化社会を迎える我国にあって重要な老年期疾患であるが、この時期はヒトのカルシウム代謝にも異常を来たす時期に一致する。高齢者のカルシウム代謝においては男女差が知られているため、今回は老年女子60名(79±7才、範囲63-94才)につき、老年期痴呆へのカルシウム代謝調節因子の関与につき検討を加えた。痴呆の程度は長谷川式簡易痴呆スケ-ルにより評価し、2232.5点の非痴呆群(18例)と021.5点の痴呆・前痴呆群に大別し、後群は虚血スコアによりアルツハイマ-型痴呆群(22例)と脳血管性痴呆群(20例)に分類した。これら3群において平均年齢(各78±6、81±7、80±8才)に有意差は無かった。非痴呆群に比し、アルツハイマ-型痴呆群では血中カルシウム値の有意(p<0.01)の低値、血中副甲状ホルモン値の有意(p<0.05)の高値、尿中カルシウム排泄量の有意(p<0.01)の高値および血中1,25-ジヒドロキシンビタミンDの低値傾向を示した。また非痴呆群とアルツハイマ-型痴呆群を合わせた群において長谷川式簡易痴呆スケ-ルの得点と血中カルシウム、1,25-ジヒドロキシンビタミンD値は有意(p<0.05)の負の相関を示した。このことは、老年期痴呆例のうちアルツハイマ-型老年期痴呆群においては、活性型ビタミンD低下によると考えられるカルシウム欠乏状態が存在し、二次性の副甲状腺機能亢進状態にあり、これらのカルシウム代謝異常が本症の病態に関与していると考えられた。一方、脳血管性痴呆群では、これらの異常を認めなかったが、非痴呆群と比較して血中カルシトニンの低値傾向を認めた。カルシトニンには抗動脈硬化作用も知られており、脳血管性痴呆の病態には、血中カルシトニン濃度の低下が関与している可能性が考えられた。これらのカルシウム代謝異常の改善により老年期痴呆発症・進展の予防の可能性が期待される。1.臨床研究老年期痴呆へのカルシウム関連因子の関与を検討した。長谷川式簡易痴呆評価スケールにより痴呆以外の重度の症患を有さない老年女性60例を非痴呆群と痴呆群に分け、さらに後者はRasenらの虚血スコアにより、アルツハイマー型痴呆と脳血管性痴呆に分類した。これら3群間には、平均年齢、血清クレアチニン値に有意差を認めなかった。また痴呆2群において長谷川式簡易痴呆評価スケールにも有意差を認めなかった。非痴呆群と比較して、アルツハイマー型痴呆群では血清カルシウムの低下、尿中カルシウムの上昇、血清副甲状腺ホルモンの上昇、血清1,25ジヒドロキシビタミンDの低下を認め、また脳血管型痴呆群においては血清カルシトニンの低下を認めた。