hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高アスペクト比X線リソグラフィによる高出力マイクロアクチュエータ

1.シンクロトロン放射(SR)光を応用した高アスペクト比X線リソグラフィ(LIGA)の最適条件の把握世界最小の超伝導小型SR光装置「AURORA」(1996年春運転開始・立命館大学)に、LIGA専用ビームラインを設置・稼働した。SR光の照射条件(強度、時間等)とレジスト加工条件を明らかにして、SR光ドーズ量3Aminで深さ200μm、また、ドーズ量32Aminで深さ1000μmのPMMAの微細構造体を実現した。2.高アスペクト比X線リソグラフィ(LIGA)用マスクの設計・製作パターン設計CADシステムを用いてマスクパターンを設計し、厚さ2μmのSiCメンブレン上に厚さ5μmのAuをX線吸収材とし、最適X線露光コントラストを有するLIGAプロセス用X線マスクを製作した。本X線マスクを用い、線幅2μm、高さ200μm、アスペクト比100のPMMAレジストパターンのX線露光、現像加工およびNi電鋳を行いNiマイクロ構造体を製作した。3. 3次元構造高出力マイクロアクチュエータの設計、試作、評価シンクロトロン放射(SR)光を応用した高アスペクト比X線リソグラフィと電鋳を組み合わせたLIGAプロセスを用い、櫛歯電極型静電マイクロアクチュエータおよび静電ワブルモータを試作した。アクチュエータの基本構造は、Ni構造体による固定電極および可動電極、Niシードレイヤー、SiO_2絶縁層および犠牲層、そしてSi基板から構成されている。Ni構造体の高さは100μm、最小線幅2μm、最小ギャップ2μm、最大アスペクト比50である。試作した櫛歯電極型静電マイクロアクチュエータは約65Vのパルス電圧印加および静電ワブルモータは約125Vの12相パルス電圧によって駆動が確認された。1.シンクロトロン放射(SR)光を応用した高アスペクト比X線リソグラフィ(LIGAプロセス)実験世界最小の超伝導小型SR光装置「AURORA」(1996年春運転開始)に、光源から照射試料までの距離約3mの短いLIGA専用ビームラインを設置し稼働立ち上げを行った。ビームラインには厚さ200μmのベリリウムと厚さ50μmのカプトン窓が設置され、波長領域1.5Å7.3ÅのX線を試料に照射することが出来る。SR光の照射条件(強度、時間等)とレジスト加工条件の把握実験を行った。レジストはPMMA(polymethyl-methacrylate)を用いた。4インチシリコンウエハ上に厚さ200μm2000μmのPMMAシートを接着しレジスト層を形成した。X線マスクは金属メッシュを用いた。SR光ド-ズ量3Aminで深さ200μm、また、ド-ズ量32Aminで深さ1000μmのアスペクト比10のPMMA微細構造体を製作することができた。エネルギーの低い小型SR光装置においてもビームラインを短くし、適切な線量を得ることができれば、LIGAプロセスに十分適応できることを実証した。2.高アスペクト比X線リソグラフィ(LIGAプロセス)用マスクの設計・製作微細構造体を製作するためは高いコントラストが確保できるLIGA用X線マスクの開発が必要である。マスク開発に向けて、設計ツールとしてCADデザインシステム(セイコ-電子製SX9000+SPARCベースワークステーション)を立ち上げ稼働開始した。X線マスクの支持部材であるメンブレンにSiC薄膜、X線吸収材にAuの電鋳膜を用いる方式を検討した。各実験条件の把握を現在実施中である。

1.高アスペクト比X線リソグラフィ(LIGAプロセス)用マスクの設計・製作ワークステーションおよびパターン設計CADシステムを用いマスクパターン設計し、紫外線レジスト加工およびをAu電鋳加工を実施し、最適X線露光コントラストを検討し、厚さ2μmのSiC薄膜メンブレン上に厚さ5μmのAuをX線吸収材として形成したLIGAプロセス用X線マスクの製作プロセスを確立し、試作品を完成した。本X線マスクを用い、線幅5μm、高さ200μm、アスペクト比50のPMMAレジストパターンのX線露光・現像加工およびNi電鋳を行いNiマイクロ構造体を製作することができた。2.半導体プロセス技術とLIGAプロセスを融合した3次元マイクロマシニング技術の検討LIGAプロセス用X線マスクの設計・製造技術、および96年度より継続実施しているLIGAプロセスの各種プロセス研究を基に、Si基板上犠牲層導電膜を形成し、その上にPMMAレジストを形成し、X線露光・現像加工およびNi電鋳を行い、ギャップ2μm、高さ100μmのNi製静電マイクロアクチュエータの試作を行った。その結果アスペクト比50の高出力金属マイクロアクチュエータの製作見通しを得た。犠牲層エッチングが今後の課題である。1. 3次元構造高出力マイクロアクチュエータの試作、性能評価シンクロトロン放射光による高アスペクト比X線リソグラフィと電鋳を組み合わせたLIGAプロセスを用い、櫛歯電極型静電マイクロアクチュエータおよび静電ワブルモータを試作し、形状評価および駆動試験を行った。アクチュエー夕の基本構造は、Ni構造体による固定電極および可動電極、Niシードレイヤー、SiO_2絶縁層および犠牲層、Si基板から構成されている。Ni構造体の高さは100μm、最小線幅は2μm、最小ギャップは2μm、最大アスペクト比は50である。製作プロセスはPMMAレジスト形成、X線リソグラフィ、PMMAモールドの製作、電鋳によるNi構造体の製作、犠牲層エッチング、配線の順で行われた。試作したPMMAモールドおよびNi構造体の側壁荒さを測定した。PMMAモールドのX(水平)方向荒さは650nm、Y(垂直)方向は9.4nm。Ni構造体のY(垂直)方向は23nmであった。試作した櫛歯電極型静電マイクロアクチュエータは約80Vのパルス電圧印加によって駆動が確認された。2.研究成果のまとめ高アスペクト比X線リソグラフィ用マスクの設計・製作、シンクロトロン放射光による高アスペクト比X線リソグラフィ等LIGAプロセスの最適プロセス条件の把握、3次元マイクロマシン設計・試作を行い、3次元構造高出力マイクロアクチュエータの開発の見通しを得ることができた。今後引き続きマイクロアクチュエータの駆動、評価を行う。
幼小連携のための包括的コンピュータ発達支援システムの構築と定量評価

発達障害児において、幼稚園・保育園から小学校への移行期に出現しやすい問題行動を予防し、安定した発達を促すために、子どもそれぞれに、就学前段階から実施できる幼小移行のための発達支援プログラムを構築し、その効果を実証することが研究課題である。本研究では、第1に、申請者が開発し、効果を実証してきた個々の発達支援プログラムを統合し、各発達領域(言語、認知、自己調整、運動)に応じた「分岐型包括的発達支援プログラム」を、コンピュータ支援プログラムとして実装した。第2に、プログラムを発達障害幼児に幼児期から小学校1年次まで適用し、その効果を、多様な定量指標を用いて客観的に分析した。第3に、家庭でプログラムを活用してもらい、それが子どもにもたらす効果と遠隔地学習支援の実現可能性を検討した。以下の発達・学習支援を、大学のラボで実施し、ペアレントに家庭で実施してもらうことで効果の維持、般化をはかった。(1)読み書き学習支援:「絵・画像」、「文字単語」、「音声」を同時提示することで効果的な学習を支援する教材、文節が順次提示され読みを促す教材を開発し、適応し、効果評価を行った。(2)社会スキル発達支援:学校場面を想定して、様々な状況での適切な対人相互作用と問題解決を含んだビデオ教材を開発し、実施し、効果評価を行った。(3)ペアレントトレーニング:ペアレントへの子育て支援を実施し、家庭での実施状況とペアレントとの面接を通してその効果を分析した。(1)アプリへの発達・学習支援プログラムの実装:開発した「読み学習支援教材」および「社会スキル学習支援教材」を分岐型統合プログラムとして完成させ、それを家庭でペアレントが実施できるようなプログラムとしてコンピュータに実装した。(2)支援前・後のアセスメント:(a)標準検査:発達障害幼児に対して新版K式発達検査、バインランド適応検査、マッカーサー言語検査などを用いて全般的アセスメントを行った。(b)神経科学的評価:機能的近赤外分光法(NIRS)を用いて、主として運動発達支援の効果を評価した。(3)毎週のラボでのアセスメント:毎週1回、学習過程を詳細に計測するため、大学ラボでのアセスメントと支援を実施した。読み書きについては、視線カメラを用いて詳細な分析を行った。社会スキルについては、俯瞰映像、モーションキャプチャーなどを用いて、学習過程を定量評価した。(4)学校類似場面での行動評価:授業類似場面を大学ラボに設定し、日常に類似した場面での行動評価を行った。(5)行動コンサルテーション:週1回の来談の際に、家庭での支援の実際、および幼小移行についての相談などを面談形式で実施し、この聞き取り情報から、ペアレントの動機づけの維持と支援の個別化をはかった。(6)家庭内での支援:家庭内でも、ラボで実施している支援を継続するため、読み書き練習、社会スキル練習を、毎日実施してもらった。家庭内支援の様子をビデオで撮影してもらい、学習過程の分析を行った。2019年度は、特に、こども本人のスキルとニーズに対応して分岐できる「分岐型包括的発達支援プログラム」を完成させ、それをタブレットPCに実装して、包括的な支援効果を分析する。また、支援者(保護者、教師)の動機づけを高め、実施の達成感を促進するためのペアレントトレーニング、スタッフトレーニングの効果を評価する。具体的には、以下を進める。(1)読みスキルについて、発達年齢の低い幼児を対象に、「ひらがな→語」、「語→句」、「句→文」、「文→段落」への段階的移行のための学習支援プログラムの効果評価を行う。(2)漢字の読みに関して、漢字・音・絵の刺激ペアリング法の効果を、多くの発達障害児で実証する。(3)社会スキルについて、映像を見ながらの支援とロールプレイによる支援を組み合わせて実施し、家庭場面、模擬学校場面、実際の学校場面での般化と維持を評価する。ビデオモデリングとビデオフィードバックの効果の比較検討を行う。(4)就学移行期では、保護者の子育てへの不安が大きくなる傾向がある。目標指向型カウンセリング、ビデオコンサルテーション、アクセプタンス&コミットメント・セラピーなどを活用した、ペアレント・コンサルテーションを実施し、それが保護者の行動と子どものスキル獲得に及ぼす効果を分析する。(5)開発した教材をすべて含んだ、ICT教材タブレットを完成させ、遠隔地の家庭に貸し出し、実施し、ペアレントとの面接をインターネットのテレビ会議システムを用いて行う。このような遠隔地発達支援プログラムの効果を評価する。発達障害児において、幼稚園・保育園から小学校への移行期に出現しやすい問題行動を予防し、安定した発達を促すために、子どもそれぞれに、就学前段階から実施できる幼小連携による発達支援プログラムを構築し、その効果を明らかにした。第1に、各発達領域(言語、認知、自己調整、運動)に応じた「分岐型包括的支援プログラム」を、コンピュータ支援プログラムとして実装した。第2に、プログラムを発達障害幼児に、幼児期から小学校1年次まで長期にわたって適用し、その効果を、多様な定量指標を用いて客観的に分析した。第3に、インターネットを使って地域でプログラムを活用することで、その普及過程と実現可能性を明らかにした。これらの研究を進めることで、支援効果を、行動、認知、対人関係、知覚機能、脳機能など、発達全般にわたる客観的な指標から示すよう試みた。発達支援効果の個人差の分析を通じて、その予測因子を明らかにし、支援による行動の可塑性のあり方を分析することで、行動間の連関、発達の基本メカニズムを分析した。特に、以下の点で研究実績が得られた。

1就学前と就学後の発達支援と学習支援を有機的に連動させた長期にわたるシームレスな分岐型発達支援プログラムを構築し、定量的指標を用いて、その効果を評価した。2アカデミック・スキルとして重要な「ひらがな」「漢字」の読み支援、社会スキル支援のため、支援者が実践現場で活用しやすいコンピュータ支援プログラムを、開発・実装した。3これまでプログラムに含まれてこなかった協調運動機能、自己調整機能の支援方法を確立し、その効果を検証することができた。4「アクセプタンス&コミットメント・セラピー」を応用したペアレントトレーニングを実施した。個人のその時点での発達領域全般にわたって支援目標と方法を決定できる「分岐型プログラム」を構築した。5名の幼児に対して、週1回、支援結果を評価し、次週の支援方法を調整、決定した。構築したプログラムを、幼小をまたぐ期間で適用し、その効果を検討した。構築したプログラムによる発達支援を幼児期から開始し、小学校1年生時まで継続した。俯瞰映像、モーションキャプチャーを用いて、子ども自身のスキル、大人と子どもとの相互作用を、学習過程、対人距離、行動同期という点から定量評価した。fNIRSや視線追跡に関する発達神経科学評価の計測準備を進めた。(a)読み書き学習支援:「絵・画像」、「文字単語」、「音声」を同時提示することで、学習を促進する教材を作成し、コンピュータに実装した。特に、漢字の読みに関して、スマートフォンアプリに実装した。(b)社会スキル発達支援:学校場面を想定して、様々な状況での適切な対人相互作用と問題解決を含んだビデオ教材を作成した。日常生活の中で用いるためにコンピュータに組み込み、家庭場面で実施してもらい、ビデオモデリングの効果を検討した。(c)運動機能支援:以下のような協調運動練習を繰り返すことで、運動そのものの安定性と知覚運動協応を確立する条件を検討した。他者の動きに同期して動く、線に沿って歩く、ラジオ体操を行う、追いかけっこをする、姿勢を正す、姿勢を保持する。(d)発達支援セラピストの育成:学習・発達支援を実施するセラピストを育成した。セラピスト指導を、マニュアル、ビデオ事例検討、ロールプレイなどを用いて行った。研究実施期間中、定期的に各支援の「実施適切性(Fidelity of Implementation)」を評価した。発達障害児において、幼稚園・保育園から小学校への移行期に出現しやすい問題行動を予防し、安定した発達を促すために、子どもそれぞれに、就学前段階から実施できる幼小移行のための発達支援プログラムを構築し、その効果を実証することが研究課題である。本研究では、第1に、申請者が開発し、効果を実証してきた個々の発達支援プログラムを統合し、各発達領域(言語、認知、自己調整、運動)に応じた「分岐型包括的発達支援プログラム」を、コンピュータ支援プログラムとして実装した。第2に、プログラムを発達障害幼児に幼児期から小学校1年次まで適用し、その効果を、多様な定量指標を用いて客観的に分析した。
植物体の直接遺伝子導入による新しい形質転換技術の開発

植物細胞の既存の形質転換方法は、外来の有用な遺伝子を細胞レベルで導入して形質転換後、植物体に再生させるため、安定な形質転換体を得るには適切な方法であるが、形質転換植物を得るには多大な時間と労力を必要とする。そのため、迅速に形質転換体を得る方法が広く検討されている。成長した植物体をそのまま直接形質転換させる技術が開発できれば、迅速な新規植物或いは物質生産が可能と考えられる。アグロバクテリウム法や減圧浸潤法などにより植物体の外からの形質転換は技術的には可能であるが、多大な費用を必要とするため、不可能に近い。分裂組織は栄養分を含む物質を取り込む能力が大きいことから、分裂組織に遺伝子を輸送できれば、遺伝子導入の可能性が高いと考えられる。しかし導管を通した分裂組織への遺伝子の輸送に関する報告は全く無い。本研究が着自したのは、根から末端の分裂組織に達する導管ネットワークであり、目的遺伝子を分裂組織に運搬する手段として考えられる。なお、これまでに導管を通した分裂組織への遺伝子輸送、分裂組織での遺伝子導入の可能性、形質転換の可能性など植物体の中からの形質転換に関する研究例は全く無い。本年度は、分子量の大きな物質の透過性を検討した。巨大なタンパクとしてグルコースオキシダーゼとプラスミドを用いて植物体の茎から葉への輸送状態を検討した。タバコを植物として利用した。タバコの茎を切り出して、タンパク或いはプラスミドを溶解した水溶液に入れて、葉の先端でのそれらの輸送状態を観察した。その結果、タンパクは毛細現象により速やかに葉に輸送されることが示された。一方、プラスミドの葉への輸送を種々試みたが、これまでの結果からは、輸送が観察されず、植物体内のDNaseによる分解の可能性が示唆された。この問題を解決するには、プラスミドの分解を防ぐカプセルなどに包含させることによって輸送する必要性が考えられる。パーティクルガンやマイクロインジェクション、アグロバクテリウムを用いる既存の形質転換方法は、細胞レベルで外来の遺伝子を導入して形質転換させ、細胞のスクリーニングの後、植物体に再生させるため、外来の遺伝子を安定に保持した形質転換体を得るには適切な方法である。その反面、目的の植物や生産物を収穫するためには多大な時間と労力を必要とするため、迅速に形質転換体を得る方法が広く検討されている。これまでの形質転換の研究は細胞レベルが主であったが、成長した植物体は直接形質転換させることができれば、成長過程を不要とした迅速な新規植物生産が可能である。植物体への遺伝子導入が第一に重要な課題であり、既存の方法(アグロバクテリウム法や減圧浸潤法など)により植物体の形質転換は技術的には不可能ではないが、植物全体を形質転換するには多大な費用と労力を必要とし、不可能に近い。本研究が着目しているのは根から末端の分裂組織までつながっている導管ネットワークであり、目的遺伝子の運搬手段として利用できる可能性がある。これまでに導管を通した分裂組織への遺伝子の輸送、分裂組織での遺伝子導入の可能性、形質転換の可能性など基礎的な事項を含めて植物体の中からの形質転換に関する研究例は全く無い。本年度は、遺伝子のモデル物質として、赤色の色素を用いて植物体での輸送状態を観察した。モデル植物としてタバコを利用して、成長したタバコの葉を切り出して、赤色色素が溶解した溶液中に入れたところ、速やかに葉に浸透することが確認された。光量もそれほど必要なかったことから、主に毛細管現象により溶液が浸透することが示唆された。導管を通して遺伝子を導入できる可能性が示された。
宇宙実験によるメダカ破骨細胞の重力感知・応答機構の解析

メダカの咽頭歯は骨代謝が盛んな組織である。独自に骨の細胞が光るメダカを作製し、国際宇宙ステーションにて解析した。1つ目は2ヵ月間の宇宙長期滞在飼育実験である。結果、骨を溶かす破骨細胞が活性し、咽頭歯骨の石灰化量が減少した。また破骨細胞ミトコンドリアの形態が異常となり、ミトコンドリア関連遺伝子「fkbp5」と「ddit4」が発現上昇した。2つ目は無重力環境の初期応答解析で、メダカの稚魚を生きたまま特殊なジェルに包埋し、8日間蛍光追跡を行った。その結果、骨芽細胞は打上げ後1日目から、破骨細胞は4日目と6日目で著しい増加が見られた。また次世代シーケンス解析により新規遺伝子5つの発現上昇を示した。【背景・目的】微小重力環境下では人の骨量は減少するため重力は骨代謝にとって重要だが、そのメカニズムは明らかになっていない。破骨細胞と骨芽細胞を可視化できるトランスジェニックメダカを日本実験棟“きぼう"で飼育し、微小重力環境下における骨量減少メカニズムを破骨細胞と骨芽細胞の視点から明らかにする。【方法】TRAPpromoter-GFP/Osterix promoter-DsRedダブルトランスジェニックメダカを作製し、2カ月間を宇宙ステーション内で飼育した。微小重力状態の16日目と58日目にPFA固定を行って組織を回収し、2日目と62日目にRNAlaterで固定して遺伝子発現を調べた。特に骨のリモデリングが盛んである咽頭歯骨に注目して解析した。軟X線とμCTを用いて骨の密度を、共焦点顕微鏡と切片による組織解析によって破骨細胞と骨芽細胞の活性化を、高速シークエンサーを用いて遺伝子発現の変化を調べた。【結果・考察】メダカは逆さまや縦向きに泳いでおり、重力と浮力がキャンセルされた環境で独自の姿勢制御を行うことが明らかとなった。軟X線とμCTで解析した結果、58日間飼育したメダカ咽頭歯骨部の骨密度が約30%減少していることが明らかとなった。残存蛍光タンパク質から破骨細胞と骨芽細胞の総体積量を測定した結果、16日で約50%に減少しており、骨芽細胞に対する破骨細胞の総体積量は約2倍に増加していた。このことは、2週間で破骨細胞と骨芽細胞は不活性化されているものの相対的に破骨活性が高いことを示唆し、低回転型骨粗鬆症と類似した現象が生じていることが示された。国際宇宙ステーション内にある日本実験棟“きぼう"において、微小重力環境下で約2カ月間のメダカ飼育実験を行い、骨と骨の細胞にどのような影響が生じるかを調べた。メダカは遺伝子組み換えによって骨を壊す破骨細胞を緑色に、骨を作る骨芽細胞を赤色に光るトランスジェニックラインを用いた。微小重力が生体に与える影響についての考察を目指した。メダカの喉にある咽頭歯とよばれる数百の歯が代謝される組織に着目して解析した結果、咽頭歯骨のミネラル密度が減少していることが明らかになった。その原因を明らかにするため、破骨細胞と骨芽細胞の光を追跡した結果、破骨細胞の体積割合が顕著に増加していることがわかった。次に核の数を計測したところ、多核の成熟破骨細胞の割合が増加していることが示された。さらに、そのメカニズムを調べるため遺伝子の発現レベルが宇宙での飼育でどのように変化したのかを調べた。その結果、微小重力に特有のストレス環境下で発現が上昇するいくつかの遺伝子群を同定することができた。さらに、微小重力下におけるメダカの行動をビデオ撮影して解析した結果、微小重力特有の逆さま泳ぎ、立ち泳ぎ、回転泳ぎが確認された。交尾行動も観察され、メダカが微小重力環境に適応したことを示した。微小重力環境の影響から宇宙飛行士の骨量は1ヶ月に1%程度減少することが知られている。重力と骨代謝の関係を明らかにするために、骨研究のモデル動物としてメダカを国際宇宙ステーションで飼育し、骨、骨の細胞、遺伝子発現にどのような変化が生じるのかを調べることを目的としていた。当初の目的通り、2012年と2014年の2度に渡って宇宙ステーションを利用した実験を実施できた。2012年の長期飼育実験では2カ月間の飼育を行い、骨量の減少、破骨細胞の活性化が見られ、さらにそれに関係するであろう、遺伝子発現の変化とミトコンドリアの形態異常を検出したので、それらのデータをまとめて論文に報告した(Chatani, et al., Scientific Reports 2015)。続いて、2014年の実験では微小重力環境下に移動した際の初期応答について調べるため、打ち上げてから1週間の変化を中心に解析した。骨に関連した細胞が光るトランスジェニックメダカを生きたままジェルに埋め、宇宙ステーションで観察したところ、いくつかの系統で著しい発現変化が生じていることが明らかとなった。また、発現変化している遺伝子が多数みられ、それをまとめて現在論文投稿中である。2012年の宇宙実験後、それと同条件の地上対照群をサンプリングすることに時間を要したが、2015年の9月にScientific Reportsに論文が掲載された。その最初の長期実験論文を基盤とし、2度目の短期実験のデータをまとめあげ、現在、nature系列のMicrogravity論文投稿中である。地球上の生物は生体組織の恒常性を維持する。

骨もその代表の一つであるが、人が宇宙へ行くと重力がキャンセルされて骨量が減少する。骨量減少の原因解明は、老人性骨粗鬆症の予防や長期の有人宇宙探査における重要な課題である。その解明には、培養細胞のみならず生物個体での観察・解析が必要である。メダカのノドに存在する咽頭歯は300本以上の歯が生え、1週間で新しい歯に生え変わる骨代謝が盛んな組織で、無重力下における骨組織の応答が調べられると考えた。私達は独自に遺伝子改変することで骨の細胞が光るメダカを作製し、国際宇宙ステーションに打上げ、無重力による骨への影響を2つの方法で解析した。1つ目は2012年に実施された宇宙長期滞在飼育実験である。2ヵ月間の無重力環境の影響を調べるために、光る骨の細胞の蛍光解析と組織学的解析を行った結果、骨を溶かす破骨細胞が活性し、咽頭歯骨の骨量減少が明らかになった。また、破骨細胞のミトコンドリアの形態が異常となり、ミトコンドリアに関連する2つの遺伝子「fkbp5」と「ddit4」の特異的な発現上昇を明らかにした。2つ目は2014年に実施された宇宙短期滞在実験である。無重力環境へ移動してからの細胞の初期応答を解析したもので、メダカの稚魚を生きたまま特殊なジェルに包埋し、8日間に渡って蛍光で光る細胞の追跡を行った。その結果、骨芽細胞は打上げ後1日目から顕著な蛍光シグナルの増加が見られ、破骨細胞は4日目と6日目で著しい増加が見られた。また次世代シーケンス解析により遺伝子発現レベルを調べた結果、骨関連以外の新規遺伝子5つの発現上昇を明らかにした。興味深いのはグルココルチコイドというストレス性ホルモンの作用で発現する遺伝子が多く含まれており、今後は宇宙とグルココルチコイドの関連性を調べることで研究を発展させる。メダカの咽頭歯は骨代謝が盛んな組織である。独自に骨の細胞が光るメダカを作製し、国際宇宙ステーションにて解析した。1つ目は2ヵ月間の宇宙長期滞在飼育実験である。結果、骨を溶かす破骨細胞が活性し、咽頭歯骨の石灰化量が減少した。また破骨細胞ミトコンドリアの形態が異常となり、ミトコンドリア関連遺伝子「fkbp5」と「ddit4」が発現上昇した。2つ目は無重力環境の初期応答解析で、メダカの稚魚を生きたまま特殊なジェルに包埋し、8日間蛍光追跡を行った。その結果、骨芽細胞は打上げ後1日目から、破骨細胞は4日目と6日目で著しい増加が見られた。また次世代シーケンス解析により新規遺伝子5つの発現上昇を示した。宇宙実験のサンプルは回収に6か月かかり、地上対照実験も宇宙実験の条件に合わせて実施されたことなどからも宇宙実験の解析開始に遅れがみられた。しかしながら長期実験の解析は一通り終えることができ、得られた結果を論文にまとめ上げた。現在Submitしており、リバイス実験の準備をするなどの点では順調である。論文のリバイスに備え、実験に対応できるようにトランスジェニックメダカ等の飼育状況、研究体制を整えておく。重力に応答する遺伝子を調べるため、宇宙実験によって発現変動するとわかった遺伝子群を精査し、それらの遺伝子発現が可視化できるトランスジェニックラインの作製を目指し、この研究分野における新たな発見を目指す。骨生物学長期宇宙実験から、微小重力下では特有のストレスが細胞に影響を与えていることが示された。これからその実態を明らかにしていく。また、短期宇宙実験からは遺伝子の発現変化が多く見られた。
マクロリド抗生物質ポリナクチン類に関する生物有機化学的研究

ポリナクチン類およびパママイシン類は、Streptomyces属放線菌に由来するマクロリド系抗生物質である。ポリナクチンは殺ダニ剤マイトサイジンSとして醗酵生産により実用化されているが、これは比較的低活性な5種類の同族体の混合物である。また近年P170糖タンパク質を介在する多剤耐性細胞の阻害効果が見つかり、注目されている。パママイシン-607は、同族体の中でも最も気菌糸形成促進活性が強く、またこれも幅広い抗菌スペクトルを示す。前者についてはより高活性なアナログの開発、後者は初の全合成を目指した研究を行った。・ポリナクチン:より高活性が期待されるビスホモノナクチン酸のテトロリドの調製に成功した。(±)-ビスホモノナクチン酸ベンジルの大量合成経路を確立、アセチルマンデル酸の誘導体に導いて両鏡像体を調製した。不斉還元反応等による光学分割は最大50%ee程度であった。ピリジルチオエステルを経由し、高収率でテトロリドの合成を達成した。また、菌体を用いたテトロリドの合成を検討した。設計した生合成中間体(ビスホモノナクチン酸前駆体アナログ)からは目的物のテトロリドが生成したが、収量はコントロールよりも減少した。この生合成中間体は同時に生合成阻害剤としても働くことがわかった。これは菌体に取り込まれた後に嵩高いイソプロピル基がフラン環化を阻害しているためと考えた。・パママイシン/北半球部:トランスのアリルアルコールにシャープレスの不斉エポキシ化反応を用いて不斉を導入、アンチアルドール骨格を構築、これを変換して光学活性な東半球部分および北半球部分の骨格を合成した。・パママイシン/南半球部:エバンズの不斉アルドール反応を用いて、高選択的にシン-アルドール骨格を構築した。生じたアルコールをt-ブチルエーテルとして、ヨウ素を用いてシス選択的ヨードエーテル化を行った。その後官能基変換を行って南半球部分の合成を達成した。・ビスホモノナクチン酸:両鏡像体をより簡便に合成するため、全合成の最終段階に近い中間体において不斉を導入する経路の検討を行った。フラテーのアルキル化反応を用いてアンチアルドール骨格を構築し、シス選択的ヨードエーテル化反応を経て、ラセミ体のビスホモノナクチン酸メチルおよびその8位異性体をそれぞれ6工程25%の全収率で得た。途中の段階で不斉還元法または酵素触媒不斉加水分解法を用いれば、相当する光学活性体の調製が可能である。また、イソプロピルメチルケトンを出発原料として、菌体を用いたモノマー或いはテトラマーの調製基質であるチオエステルの合成を達成した。・パママイシン/北半球部:トランスのアリルアルコールにシャープレスの不斉エポキシ化反応を用いて不斉を導入、アンチアルドール骨格を構築、続いて光学活性なC_1-C_6フラグメントおよびC_8-C_<15>フラグメントを調製した。・パママイシン/南半球部:シスのアリルアルコールにシャープレスの不斉エポキシ化反応を行い、シンアルドール骨格を構築、更に全ての炭素骨格およびcis形テトラヒドロフラン環を有するC_<1'>-C_<11'>フラグメントの前駆体を合成した。収率向上、工程数短縮に対する改良法として同様にエバンズの不斉アルドール反応を用いてC_<1'>-C_<11'>フラグメントの前駆体を合成した。

これは菌体に取り込まれた後に嵩高いイソプロピル基がフラン環化を阻害しているためと考えた。・パママイシン/北半球部:トランスのアリルアルコールにシャープレスの不斉エポキシ化反応を用いて不斉を導入、アンチアルドール骨格を構築、これを変換して光学活性な東半球部分および北半球部分の骨格を合成した。・パママイシン/南半球部:エバンズの不斉アルドール反応を用いて、高選択的にシン-アルドール骨格を構築した。生じたアルコールをt-ブチルエーテルとして、ヨウ素を用いてシス選択的ヨードエーテル化を行った。その後官能基変換を行って南半球部分の合成を達成した。
単離脳学習による可塑的シナプスの動的形態変化

学習・記憶の基礎過程を解明するうえで、軟体動物を使った研究は対象とする神経細胞数が少なく、ために回路も比較的簡単で、細胞自身も大きいため実験的取り扱いが容易であるという利点から多い。学習、記憶を行動のうえで確認するには、ある特定の刺激に対して行動が変化することがわかりやすい。このような理由から、われわれはウミウシを光と振動という2種類の刺激の時間関係を学習させる、いわゆる古典的条件付けを行い、神経系で見られる変化を生理学的、生化学的、形態学的に検討してきた。光と振動の時間関係を学習して行動が変化する際に観察されるある特定の神経細胞(B型視細胞)での変化は、摘出した中枢神経系に対して条件付けを行っても同様に観察される。これは光と振動を受容する、視覚系と前庭系の感覚受容器が摘出標本においても無傷で備わっているというウミウシのユニークな身体的特徴によっている。本研究ではこの摘出標本による条件付け、単離脳条件付けによってB型視細胞におこる形態学的な変化の時間的な特徴を検討することが目的となっている。まず単離脳条件付けと個体条件付けを対応付けるため、B型視細胞の興奮性の変化、すなわち入力抵抗の増大と光応答の持続化、を指標として、いずれも単離脳条件付けで再現されることを確認した。ついで摘出標本を作成し、そこでB型視細胞に電極を刺入し細胞標識用色素を注入しながら入力抵抗、光応答を記録した。この状態で3秒間の光刺激とそれに1秒遅れる振動刺激を与えて単離脳条件付けを行った。振動刺激は平衡胞だけを刺激するために先端を加工したガラスプローブをピエゾ素子で振動させて行った。このような組刺激を5回与えて、,その過程を共焦点顕微鏡で観察しながらB型視細胞の軸索終末の形態を観察した。その結果、これまで形態変化にはある程度の時間を要すると考えられた予測を超えて、ずっと短時間に変化することが明らかとなった。平成12年度の研究計画に従って以下の研究を行った。ウミウシの摘出標本のB型視細胞へガラス微小電極を刺入し、入力抵抗と光応答を記録後、光刺激のみを5回与え、蛍光色素を細胞内へ注入し細胞の軸索末端部の立体像を取得した。このようにして得た電気生理的測定の2項目と細胞像を対照群のデータとした。ついで同様の手続きで2項目の生理応答を観察後、5回の光と振動の組刺激を与えることによりin vitro条件付けし、入力抵抗、光応答を記録して学習の獲得を確認した後に蛍光色素を注入し末端の立体像を取得した。対照、条件付け群、それぞれ7例を記録した。その結果、入力抵抗、持続的脱分極光応答の持続時間の変化は、それぞれ対照群で、55MΩ、12秒が74MΩ、14秒と有意差はなかったが、in vitro条件付け群では、104MΩ、11秒が191MΩ、53秒と有意に増大し、学習の獲得が電気生理学的に確認できた。また軸索末端部の形態は共焦点断層画像において、最大長が有意に短くなっており、これが末端部立体の体積減少をもたらすものと推定した。軸索末端の断層像を取得する際、各断層切断面での像のコントラストが一様でないために背景と軸索の境界を客観的に区別することが難しかった。そのために、画像処理で使われる判別関数と投影法を組み合わせたアルゴリズムを新たに開発し、これを共焦点断層画像に適用することにより客観的に立体画像の取得が可能になった。エムラミノウミウシ(以下ウミウシ)は学習・記憶の神経機構を研究するためのモデル動物としてよく知られている。

ウミウシは光と振動刺激を組にして3日間条件付けすると、その後、光呈示により振動に対する応答を示す。このときウミウシでは光受容器であるB型視細胞に生理学的、生化学的な変化が生じ、さらには細胞の形態にも変化が生じる。すなわち、B型視細胞の軸索終末が狭小化し、あたかも機能していないシナプスが刈り込まれたかのような形態となる。またウミウシの中枢神経系だけを摘出した標本に対して、刺激を組にして与えても、動物個体に対して条件付けたのと同じ生理学的な変化が生じる。これは光と振動を受容する感覚器が摘出中枢神経系に備わっているというウミウシの身体的特徴によっており、個体レベルの条件付けと同じ自然刺激で摘出標本に対しても条件付けができるウミウシ独自の特徴となっている。そこで摘出した単離脳標本に時間的に組み合わせた光と振動刺激を呈示してどのような時間経過で構造変化が起こるかを検討した。視細胞軸索終末の形態変化を動的に観察するため細胞標識用蛍光色素を、より量子効率の高いAlexa色素を用いることにより、固定、脱水などの処理をせずに生きた状態で観察可能となった。このようにしてB型視細胞の軸索終末を共焦点顕微鏡で観察し、かなり短時間で刈り込み現象が起こることを見出した。これまでの報告によれば、ウミウシの学習獲得に際して細胞内のCa^<2+>濃度が上昇し、これを引き金としてタンパク質のリン酸化が亢進するという仮説において、リアノジン受容体の活性化がCa^<2+>上昇をもたらすといわれてきた。そこでリアノジン受容体の拮抗剤であるダントロレン存在下で単離脳学習をしてB型視細胞に形態変化が起こるかを検討した。その結果これまでの仮説を裏付けるように、ダントロレン存在下では視細胞の軸索終末に刈り込みは観察されなかった。
NKT細胞を利用したGVHDとGVLの分離

<方法>前年度にα-galactosylceramide(αGC)投与によるGVL効果の増強を確認できたので、今年度はそのメカニズムを追求した。まずαGC投与によるGVL効果の増強がドナーのNKT細胞に依存するか否かを確認するため、ドナーをB6-CDld knockoutマウス(H-2^b)、レシピエントはB602F1(H-^<2b/d>)を使用し、全身放射銀照射10Gy後にドナーから採取した骨髄細胞5x10^6個と脾細胞5x10^6個を輸注した。抗腫瘍効果をみるためにP815(H-2^d)を50000個輸注した。αGCは100μg/kgBWを移植後Day4,6,8またはDay 7,9,11に腹腔内投与した。<結果>1,αGC投与によるGVL効果の増強はドナーNKT細胞の存在に依存した我々は以前αGCをDayOに投与した場合、レシビエントのNKT組胞に依存してGVHDが有意に抑制されることを報告している。一方GVL効果はNKT細胞の欠損するCD1d-KOマウスをドナーにした場合に打ち消されることが確認された。2,αGC投与によって腫瘍細胞のMHCの発現は増強しなかったαGCによるGVL増強はアロ特異性であることを前年度に確認していたため、αGC投与に腫瘍細胞のアロ抗原の発現が増強されGVL効果が増強される可能性を考えた。EL-4 10000個をマウスに皮下注射し10日後に腫瘍を形成した段階で、αGCを腹腔内投与し24時間後に腫瘍を切除しフローサイトメトリーを行った。MHCの発現はαGC投与群で増強がみられなかった。<方法>主要組織適合性抗原(MHC)ミスマッチの骨髄移植を行った後、α-galactosylceramide(αGC)によりNKT細胞を刺激して移植片対宿主病(GVHD)および移植片対白血病(GVL)効果を評価した。ドナーはB6(H-2^b)、レシピエントはB6D2F1(H-^<2b/d>)を使用し、全身放射線照射10Gy後にドナーから採取した骨髄細胞5x10^6個と脾細胞5x10^6個を輸注した。αGCは100μg/kgBWを移植後Day4,6,8またはDay7,9,11に腹腔内投与した。<結果>1,マウス同種移植後にαGCを投与する事によってGVL効果が増強されたαGCをDay0に投与した場合、GVHDが有意に抑制されるもののGVL効果には影響が無い事を確認した。αGCをDay4,6,8またはDay7,9,11に輸注した場合はいずれも、有意に腫瘍による死亡を抑制した(Day60の生存率はαGC投与群85% vs非投与群22%,p<0.05)。2,マウス同種移植後にNKT細胞刺激を行ってもGVHDの重症度は変化しなかった3,NKT細胞刺激による抗腫瘍効果の増強にはアロ反応が必要であったαGCによる抗腫瘍効果がアロ反応依存性である事を示すため、前処置や輸注細胞数はそのままでドナーをB6D2F1に変えてsyngeneicの移植を行った。αGCをD4,6,8と投与したが投与群・非投与群ともに移植後Day18までに腫瘍によって死亡した。
リアルタイムNMR法によるポリペプチドの動態と制御：細胞内輸送とアミロイド形成

本研究ではNMRを「生きた」細胞に応用して、細胞への薬物輸送の非侵襲計測法を確立する。磁場勾配で細胞の内外を識別し、薬物の結合量を“その場"定量する。時間分解計測により、薬物の輸送過程をリアルタイムで捉える。そのうえで、薬物の「結合・解離速度」、「拡散速度」、「透過速度」を明らかにする。ポリペプチドを対象とした薬物輸送ライブラリーを構築し、NMRと計算による細胞への「薬物輸送の予測・制御」を行う。さらに、アミロイドの形成過程をNMRでリアルタイム計測する。「凝集初期中間体の捕捉とその動態」、「線維形成の制御機構」を原子レベルで明らかにし、線維化を阻害する新たな創薬のシーズを探索する。
シナプス結合の可塑性の分子機構

平成67年度の研究計画である免疫組織化学法による成体雄ラットの球海面体脊髄核(SNB)の運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末の化学的同定およびその動態に及ぼすアンドロゲンの効果に関し、次の結果が得られた。1.チロシン水酸化酵素(ドーパミンやノルアドレナリンの指標となる)、エンケファリン、P物質、グルタミン酸、γ-アミノ酪酸(GABA:神戸大学医学部岡村均教授提供)の抗体を用いて、SNB運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末を免疫組織化学的に検索した。2.成体雄ラットのSNBでは、チロシン水酸化酵素、エンケファリン、P物質免疫陽性の軸索終末がSNB運動ニューロンとシナプス結合することが判明した。しかし、これらの免疫陽性軸索終末の出現頻度は極めて低かった。3.抑制性神経伝達物質と考えられているGABAの抗体を用いて成体雄ラットのSNB運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末を免疫組織化学的に検索した結果、多数のGABA免疫陽性軸索終末がSNB運動ニューロンにシナプス結合していることが判明した。雄ラットを去勢すると、SNB運動ニューロンにシナプス結合するGABA免疫陽性軸索終末の数が正常雄のそれより減少することから、アンドロゲンはSNB運動ニューロンにおいてGABAを神経伝達物質とするシナプス結合を調節していることが示唆された。平成6年度の研究計画であるSNB運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末の化学的同定に関し、チロシン水酸化酵素(ドーパミンやノルアドレナリンの指標となる)、エンケファリン、P物質免疫陽性の軸索終末がSNB運動ニューロンにシナプス結合することが判明した。しかし、運動ニューロンへの興奮性入力と考えれれているグルタミン酸、抑制性入力と考えれれているガンマーアミノ酪酸(GABA)の免疫組織化学的検索では良好な結果が得られなかった。この理由の一つはグルタミン酸およびGABAに対する市販の抗体を用いたことが考えられる。市販の抗体は高価であるが、良好な結果が得られない時がしばしばある。そこで、平成7年度は京都府立医大の岡村博士より提供されたグルタミン酸とGABAの抗体を用いてSNB運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末の免疫組織化学的検索を行う予定である。平成7年度の研究計画である免疫組織化学法による生体雄ラビットの球海面体脊髄核(SNB)の運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末の化学的同定およびその動態に及ぼすアンドロゲンの効果に関し、次の結果が得られた。1.神戸大学医学部岡村均教授から提供されたグルタミン酸およびγ-アミノ酪酸(GABA)の抗体を用いて、SNB運動ニューロンにシナプス結合する軸索終末を免疫組織化学的に検索した。2.興奮性神経伝達物質と考えられているグルタミン酸の抗体を用いた免疫組織化学的検索では良好な結果が得られなかった。しかし、抑制性神経伝達物質と考えられているGABAの抗体を用いて免疫組織化学的に検索した結果、多数のGABA免疫陽性軸索終末がSNB運動ニューロンにシナプス結合していることが判明した。3.雄ラビットを去勢すると正常雄のそれよりGABA免疫陽性軸索終末の数が減少することから、アンドロゲンはSNB運動ニューロンにおいてGABAを神経伝達物質とするシプナス結合を調節していることが示唆された。
地域住民コホートにおけるゲノム情報及び細胞外小胞を用いた個別化予防法の開発

本研究は、近年急速な増加が社会問題となっている要介護の原因である脳血管疾患や認知症、心疾患、糖尿病について、目的1共通発症基盤である酸化ストレス・血管内皮機能障害・インスリン抵抗性に関する鋭敏な予知マーカーを、細胞外小胞を主ターゲットとして開発し、目的2遺伝子型により栄養素の効果が影響を受けるニュートリジェネティクス、栄養素により遺伝子発現が影響を受けるニュートリジェノミクスの概念を応用し、予知マーカーとの関連も総合的に解析し、かつ、目的3住民健診に適用できる遺伝子型パネルを開発することで、地域住民コホートにおいて「個別化予防・先制医療」を実現することを最終目的としている。当初の予定どおりに遺伝子型の解析が進んでいる。各マーカーの血中濃度の測定についても、開始している。細胞外小胞の測定については、細胞外小胞の抽出方法について検討中である。まず、対象者すべての遺伝子型の解析を終える。また、酸化ストレス・血管内皮機能・インスリン抵抗性の各マーカーの測定も進める。さらに、細胞外小胞の抽出方法を確立し、遺伝子型と各マーカーの結果から対象者を絞り込んで解析に着手する。得られた細胞外小胞については、内包しているマイクロRNAの発現解析を行う。
多元環とグラフの研究

1.遺伝的多元環A上のminimal fully faithful加群_AΜの準同型環B=End(_AΜ)について調べた結果,Aが特定の道多元環である場合に,BはQF-13であり,かつBのある原始巾等元eについてlength l_BBel(〕SY.gtoreq.〔)3であることが解った。これにより,QF-1多元環についての懸案問題「AがQF-1多元環ならば,Aの任意の原始巾等元eについてl_AAel(〕SY.ltoreq.〔)2であるか?」が解決したことになり,現在この結果の論文を投稿準備中である。また,Aがいかなる遺伝的多元環であっても,BはQF-13であろうという予想を得たが,現在解明中である。2.多元環AのAR-クイバー_AΓにおいて,_AΓのどの直既約加群の直和がminimal faithfulとなるかについての結果を得た。更に,Γ_A上のwalkあるいはCoxeter関手により,加群の2重準同型環がどのように変化するかについての研究に見通しをつけることが出来た。3.加群の2重準同型環と,ある種のcategory的条件との関連についての研究を始めた。このテーマに関する予想をいくつかたてることが出来た。
MLL-Menin-BRCA2複合体によるがん抑制機能ネットワークの解析

BRCA1/2遺伝子、MEN1遺伝子は、いずれもがん抑制遺伝子で機能喪失型の遺伝子変異によりHBOC、MEN1型をそれぞれ発症する。MLL遺伝子はヒストンメチル化酵素で血液の発生に必須の機能を持つ遺伝子であるが、転座により融合型MLL遺伝子が形成、活性化されると急性リンパ性白血病(ALL)の原因となり、これはがん遺伝子と呼ばれるグループに属する。MEN1遺伝子が作り出すタンパク質MeninとMLL遺伝子が作り出すタンパク質MLLとが相互作用(結合)し血液発生を制御する。Meninは、転写因子をクロマチン修飾酵素複合体、特にH3K4メチル基転移酵素MLL1およびMLL2に連結し、転写調節に関与する。MLLは、MLL1MLL4, SET1AおよびSET1Bを含むファミリーを形成し、ヒストンH3 Lys4を特異的にメチル化(H3K4me3)し、クロマチン構造をオン型に変換することにより、造血および発生に関与する遺伝子の転写調節に中心的役割を果たす。我々はBRCA2遺伝子が作り出すBRCA2タンパク質がヘテロクロマチンタンパク質1(HP1)を介してMLLファミリーに結合することを見出していた。これらを統合することにより、遺伝性乳がん卵巣がん症候群、多発性内分泌腫瘍症1型、白血病の原因遺伝子が一堂に会し、細胞の発がん抑制に係る転写を調節しているという驚くべき構図が再確認された。BRCA2は、DNA損傷修復機能を主とする多機能分子であるが、これまで、BRCA2の転写制御への関与は不明であった。そこで、本研究では、BRCA2のS期染色体上の局在位置から、BRCA2がヘテロクロマチンタンパク1(HP1)を介してH3K9me3に結合、さらにMLL複合体(MLL1, MLL2)に結合すること、及びその結合部位を見出した。2018年度計画は、課題1:BRCA2とHP1の結合部位の同定、BRCA2とMLL複合体の結合部位の同定、課題2:3者複合体が協働で制御する転写の下流シグナルの検出である。課題1は、すでにデータを得ており、課題2は、各分子単独ノックダウン、2分子組合せノックダウン、3者同時ノックダウンの解析を計画、すでにデータは得ており、得られた網羅的シグナル情報の情報科学的解析を進めている。以上より、概ね順調と判断した。計画通り、MLLファミリーによるH3K4のメチル化修飾へのBRCA2の役割を明らかにするとともに、miRNA-mRNA統合解析で見出した候補分子とlncRNA情報から関連するlncRNAを選定、その調節機能を明らかにする予定である。
本態性(老人性)痴呆症発症の予防医学的研究

近年、本態性(老人性)痴呆症の発症や病態のメカニズムが明らかにされるにつれ、脳機能低下を予防させるために、より早期に精神機能の低下の兆候を特定することに注目が集まってきている。従来我が国において実施されてきた痴呆症対策は、痴呆がある程度のレベル以上に進行してしまっているため、改善が極めて困難な状態の痴呆症に対する医療・リハビリテーションによるケアであった。そこで、我々は島根県H町在住の初老期以降(50歳以上)の地域住民について、二段階方式診断法を用いた軽症痴呆症の評価法及び脳活性化対策の有効性を検討し、次のような結果が得られた。1)性・年代別かなひろいテスト得点では、女性において加齢による得点の低下が見られた。2)本研究では二段階方式診断法を用いて参加者58名のうち前痴呆8名、軽症痴呆4名であった。3)かなひろいテストの得点とMMSの得点との相関係数は0.6868で、正の相関が認められた。4)脳活性化対策実施後で60歳代男性を除いて全ての性・年代別で教室前のかなひろいテスト得点を上回った。5)脳活性化対策の継続実施は教室前の状態に比べ痴呆状態を改善しうることが明らかになった。特に、対策開始後2年間継続によって、かなひろいテスト平均得点の上昇がピークに達することが分かった。6)ライフスタイル調査では、重点対策前と対策開始1年後で参加者の日常生活に、ADLや対外的な行動に大きな割合の変化は無かった。7)参加者の痴呆に関する意識では、対策開始後1年でアンケートに14名全てが「自分は痴呆にならないと思う」と回答した。平成9年度4月に対象町の初めての試みとして、痴呆予防モデル地区を設定し、60歳以上を対象に右脳刺激療法と運動療法を開始していた。実際の受講者は52歳から80歳までの男女34名で、女性の参加者が2/3を占めていた。それらの人を対象に5月「かなひろいテスト」を実施し、年齢を考慮した脳の活性状態を測定した。脳の活性が低下していない人、脳の活性が少し低下している人、脳の活性が低下している人の3段階に分け、脳活性教室開始時にそれぞれの評価(低下者にはMMSテストも実施)を行った。それらの総ての人を対象に毎月1回は脳の生理学・老化など基本的な学習をすると共に、右脳刺激療法と運動療法の意義などの説明を系統立てて実施した。脳刺激療法はゲームによる勝負、年賀状のゴム版作成、歌の集団斉唱などを実施した。運動療法は原則毎日の歩行数の測定を実施し、その記録を記録表に記入することで、運動に対する意識向上を図った。それらの脳の活性化活動は地元地域の公民館を活用して実施し、一方本人が自主的に右脳刺激活動を地域ボランティアとともに大学の参加しない時期にも実施した。科学研究費確定が年度途中の10月であり、ライフスタイルの実態調査やADL調査、QOL調査など高齢者のライフスタイルについては、町の実施する基本健康診査が終了していたために調査が実施出来なかった。「かなひろいテスト」を右脳刺激療法開始の5月と10カ月後の2月に実施したが、両月共の参加者は16人と少なかった。「かなひろいテスト」の結果は1名のみ点数低下、8名が点数上昇、7名が点数変化無しという結果であり、約半数に脳活性化の改善が観察された。島根県の約人口1万人の町において、平成10年度4月対象町の痴呆予防モデル地区を設定し、65歳以上を対象に右脳刺激療法と運動療法を実施した。実際の受講者は70歳代が約70%と最も多く、男女25名で、女性の参加者が4/5を占めていた。

参加者に対して「かなひろいテスト」を実施し、年齢を考慮した脳の活性状態を測定した。脳の活性が低下していない人、脳の活性が少し低下している人、脳の活性が低下している人の3段階に分け、脳活性教室開始時にそれぞれの評価(低下者にはMMSテストも実施)を行った。それら総ての人を対象に毎月1回は脳の生理学・老化など基本的な学習をすると共に、右脳刺激療法と運動療法の意義などの解説を系統立てて説明した。主な脳刺激療法はゲームによる勝負、年賀状のゴム版作成、歌の集団斉唱などを実施した。運動療法は原則毎日の歩行数の測定を実施し、その記録を記録表に記入することで、運動に対する意識向上を図った。それらの脳活性化活動は地元地域の公民館を活用して実施し、一方本人が自主的に右脳刺激活動を地域ボランティアと共に実施した。脳活性教室活動の評価は、教室参加率50%以上を対象に、年度当初と年末に「かなひろいテスト」を実施した。区分を3段階評価にすると約27%が改善していたが、5段階程度に区分すると、加齢1年間が経過しているが、現状維持と上昇得点を改善とすれば、約80%に効果が見られたことになる。日常生活の万歩計による運動量評価では、運動歩数が多い人の評価点数が比較的高得点であった。昨年のモデル地域は、老人クラブ活動など自主的に生活の中に脳活性化要因を取り込んで活動し、現在それらの地域でも2年目の評価を検討している。今後、脳卒中など疾病による痴呆予防を含め、24時間血圧測定による血圧動態の把握による評価も実施する予定である。平成11年度、町内の中心部に近いモデル地域での右脳活性化教室を開催した。痴呆予防教室は年間12回開催し、毎回の教室参加者は約25人であったが、この地区での継続して参加者した人は20名前後であった。平均年齢は、男性71.8歳、女性76.8歳であり、そのうち女性の参加者が70%強であった。毎回の教室内容は、集合後約20分間のウォーキング後、安静状態を経過したのち、全員に対して血圧測定、問診による健康状態の把握を実施した。その後、脳の生理や活性化についての講話と、それらに対する質問形式の時間をもった。全体で約1時間30分を必要とした。ついで10分間の休憩を実際に作られた間食モデルの試食会を実施すると共に、その作り方や栄養バランスの説明を行った。最後に、絵手紙づくりやうちわづくりなど、各回において一般的な趣味を兼ねた手芸作品作りを実施した。教室の終わりには、出席者が若い頃に口ずさんだことのある歌を、皆が手話を演じながらの歌の斉唱で、教室は終了した。また、教室参加への往復は、徒歩によることを原則とした。本年の教室参加者、1回を含めると42名であり、全回参加者は17名であった。その17名に対して「かなひろいテスト」を実施した結果は、1年間の月日の後であったが、約65%の人に改善が見られ、維持23%、悪化12%であった。過去2年間他のモデル地域の改善率が約30%であるのに対して、本年のモデル地域での右脳活性化率は高率であったのが特徴である。