hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経済的利用により劣化した中国希少食肉目個体群の復元技術の開発

文献調査から、60種の在来食肉目の経済的利用内容は、食用(98%)、薬用(52%)、ペット(38%)と毛皮(80%)の4つで、イタチ科、ネコ科とイヌ科の利用割合が高い値を示した。漢方薬材料としての手に入りやすさと、動物が漢方薬としての薬用効率価値の関係の分析では、46%の食肉目(n=14)が手に入りにくく,薬用としての希少性との関係において、材料が不足する可能性があると評価された。その中で,57%の種(n=8,インドジャコウネコ、アジアゴールデンキャット、ウンピョウ、ヒョウ、ユキヒョウ、トラ、マレーグマ、キタオットセイ)は、IUCNランクのNT種、VU種とEN種であった。野生動物の貿易は、麻薬や兵器に匹敵する国際密輸問題であり、その取引は総額100億USドル/年にのぼる。中国雲南省のCangyuan自然保護区は、ミャンマーとの国境の熱帯地域に位置し、生物多様性が高く豊富な哺乳動物相を有するが、国境という地域の特殊性により、野生動物の密猟や密輸が生じている。広東省の広州市は中国で三番目に大きな都市であり、野生動物を食料として利用する習慣があることが知られている.2011年10月から12月にかけて、これら2地域における野生動物の経済的利用現状を明らかする目的で、地元警察や野生動物調査機関への聞き取り、野生動物市場の訪問を行った。その結果、国境保護区内に密猟した動物を売買するルートが存在すること、野生動物の肉は地元のみでなく広州にまで流通しており、広州には雲南省を含む周辺広域地域から密猟した野生動物肉が集まる闇市場が存在することが明らかとなった。また、野生動物肉の値段は、保護区内での売値と比較し広州市場での売値として、最大6倍に上がる(ハクビシン)ことが明らかになった。10月の時点での市場の中大型哺乳類の取引動物数は約500頭/日であった。これらの問題が生じている背景として、聞き取り回答者は、保護区の生態系保護の方針が地域の経済的発展を抑えているために、暴利をむさぼる密猟が生じるととらえられていた。解決すべき問題点として、密猟に代わる収入減を開発するための資金や知識が不足していること、国境地域での密猟関連法の整備の遅れ、保護区内や動物についてのデータが古く、現在の動物の生息現状が把握できないことが考えられる。キエリテン、ブタバナアナグマの生態調査(食性分析、種子分散、環境選択)のデータ収集に関して、計画通りに進捗している。ブタバナアナグマのDNA分析に関しては、東日本大震災の影響を受けて当初計画していた中国の院生が日本への渡航をとりやめる事態となり、中国科学院動物学研究所の協力を得て取り組み始めたが、少し遅れている。広州と香港、雲南地域の野生動物市場や漢方薬利用の実態調査は順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。2012年は、野生動物の経済的利用(野生動物市場や保護区での密猟)についての調査がうまくすすみ、さらにそれらを国内学会と国際学会にて発表したため。順調に進んでいる、生態調査と動物の経済的利用の調査について、調査人員を増やしてさらなる進捗をめざす。
音声対話ディスコースにおけるパラフレーズとコヒージョンの分析とその形式化の研究

本年度の成果は次の1.3.に示す通りである。1.データ作成:(1)東工大電気電子系と制御工学系大学院留学生の発表するセミナー4件約4時間分をビデオ収録し、書き起こしをした。(2)CDロム用のデータ作成:対話データワーキンググループによるCDCロム収録データの一部として留学生同士の自由対話「夏休みの出来事」(約20分)を登録した。2.分析:(1)最終年度にあたり、対話ディスコースのコヒージョンの構造に焦点を当て、発話機能とディスコースマーカーに特に注目し、概念知識と表現形式としての言語構造の関係を考察し、モデル化を試みた。(2)「対話表現における多様性」ワーキンググループに参加し、上記のビデオ採録、CDロムデータに見られる言語現象について考察した。3.成果のまとめ:(1)重点領域第1回全体集会で「音声対話ディスコースにおけるパラフレーズとコヒージョンの分析と形式化の研究」を発表した。(2)A班・C班合同研究会で「セミナー対話の理解過程の分析」を発表した。(3)第2回全体集会で「音声対話ディスコースにおけるパラフレーズとコヒージョンの分析とその形式化-セミナー対話の理解過程の分析-」を発表した。(4)セミナー対話の理解過程の分析」(本重点領域第3年次成果報告書p91-p98)に発表した。(5)音声対話ディスコースにおけるパラフレーズとコヒージョンの分析と形式化の研究-概念と音声言語表現の相互作用の構造-」を4月に最終報告書に発表する予定である。(6)研究協力者笹川洋子とともに異文化間の言語表現の問題として、本分析からの知見を4月以降投稿発表するように現在原稿を執筆中である。
ケロイドマウス創製による治療法開発

ケロイドは、ヒトにおいてのみ発生し、動物モデルが存在しない。また、ケロイド組織の線維芽細胞を培養系に移すと生体組織では特徴的に認められるマトリックス蛋白の発現増加が失われるという性質がある。そのため試験管内での実験が非常に困難であり、よく知られた疾患であるにもかかわらず病因、病態解明が全く進んでいない疾患の1つである。申請者らは病変部組織を用いて多くの分子の発現を網羅的にマイクロアレイで解析するという独創的な研究を行った。その結果、病変部に「組織幹細胞の異常」が存在する可能性が病因として指摘できた。すなわち、ケロイドでは、軟骨、骨への分化を示す細胞が増殖しており、これらの異常分化細胞が太いコラーゲンやビアルロン酸などの細胞外マトリックスを産生するという解釈を可能にしたものである。さらに、ヒトケロイド培養細胞をヌードマウスへ移植することでケロイドモデルの作成を試みたところ、正常真皮線維芽細胞と比較して細胞外マトリックスを豊富に産生し組織重量が増加するようなケロイドモデルを確立することができた。そこに沈着しているマトリックスを調べるとコラーゲンを始め、グリコスアミノグリカンなどが豊富に存在しており、ヒトケロイド組織と共通していた。このマトリックスの1つであるバーシカンの発現様式を調べるとケロイド培養細胞で増加しており、その制御にβカテニンが関与している事を発見した。現在そのシグナル伝達系の阻害剤をもちいた抑制を検討し、治療へのアプローチを模索する計画である。すなわち、ケロイドでは、軟骨、骨への分化を示す細胞が増殖しており、これらの異常分化細胞が太いコラーゲンやヒアルロン酸などの細胞外マトリックスを産生するという解釈を可能にしたものである。今後はこのモデルを用い、マイクロアレイで判明したケロイド発生病理に関与していると考えられるさまざまな分子について強制発現や発現抑制を行うことで、ケロイド治療へのアプローチを模索する計画である。また、申請者らは組織幹細胞の分離同定を軟骨膜細胞において試み、成功させた。「組織幹細胞の異常」という概念で真皮疾患の病態を説明するため、さらなる研究を続けている。
バイオペースメーカーによる心臓再同期療法(CRT)の試み

本研究の目的は、最新の心不全治療法である心臓再同期療法(CRT:Cardiac Resynchrozation Therapy)の普及に伴い顕在化してきた医療経済上の問題を克服する為、それに替わる細胞移植によるCRTの実用化をめざすことである。再生医学の進歩は循環器学の領域でもめざましく、骨格筋芽細胞および骨髄単核球細胞移植による重症虚血性心筋症患者に対する細胞移植、心筋再生による臨床治療が既に国内でもスタートしている。本研究では、この実用段階にある細胞移植療法を応用し、機械によるCRTに替わり、医療経済、QOL改善の点から優れた次世代CRTの開発を目的としている。本年度は、不整脈発生モデルを用いて、骨格筋芽細胞を移植して非興奮部位を作成し、不整脈発生に及ぼす影響を観察した。その結果、不整脈発生は、心筋表面に直接移植用骨格筋芽細胞を注入しても、明らかな変化がないことを観察した。同様に、共同研究で移植用細胞群を組織内で集積させ、ペースメーカー機能を発揮させる試みを行った。磁性粒子をヒト骨格筋芽細胞にラベルし、新生児ラット心筋細胞と共培養した。磁石により骨格筋芽細胞をパターン化すると、非興奮部位の存在により、不整脈が容易に停止することを確認した。これらの成果は、平成21年3月の第73回日本循環器学会で発表された。移植用細胞をパターン化することが、細胞移植による不整脈停止機能あるいはペースメーカー機能を発揮する重要な要素と考え、今後の検討課題であると考えた。本研究の目的は、最新の心不全治療法である心臓再同期療法(CRT: Cardiac Resynchrozation Therapy)の普及に伴い顕在化してきた医療経済上の問題を克服する為、それに替わる細胞移植によるCRTの実用化をめざすことである。本年度は、心不全家兎モデルに対するCRTペーシングによるリモデリング改善の検証を行った。家兎に全身麻酔下で右側開胸を行い,少量のホルムアルデヒドを房室接合部に注入して完全房室ブロックを作成した。単極電極を右室自由壁に置き,メドトロニック社製ペースメーカーに接続し背部ポケットに植え込む.術後回復期5日間右室ペーシング(生理的心拍数に近いレート:180-200/分)を行った。その後毎分350-370回の高頻度ペーシングを行い3-4週間継続した。CRT用ペースメーカーを家兎の左全胸部に装着し、右室先端部と左室自由壁よりペーシングを開始した。2週間後心不全状態が改善する予定であったが、明らかな心不全症状の改善がなくCRTの作動モードを更に検討する必要がでてきた。同時に移植用の細胞塊としてヒト骨格筋芽細胞のセルラインを入手し、現在その電気生理学的性質を検討している。
生理活性ペプチドを連続的に生産・分離・回収する集積型バイオリアクターの構築

消化や代謝によって活性化される生理活性ペプチドの製造プロセスに関する工学的な取り組み、すなわち、安価なタンパク源である大豆タンパク質を酵素分解し、目的物を効率的にかつ連続的に生産・分離・回収できる集積型バイオリアクターシステムの構築に成功した。これらの成果は、従来の回分生産プロセスに伴う煩雑な工程管理及び品質管理の簡略化、生産物の分離・精製プロセスの一体化を促すものと思われる。1.水難溶性の基質(5%w/wの分離大豆タンパク質懸濁液)は50°Cでのバッチ反応において、市販の3種のエンド型プロテアーゼを混合して用いることにより効率よく加水分解することができた(3種混合酵素)。2.24時間後の可溶性窒素収率は約90%であり、ジ・トリペプチド収率は85%以上であった。3.ジ・トリペプチド画分のアミノ酸組成は反応基質である分離大豆タンパク質にほぼ類似したものであり、必須アミノ酸をバランスよく豊富に含んでいた。4.生成物は、動物実験の結果、疲労回復、肥満防止等に効果のある生理活性機能を有していた。一方、分離大豆タンパク質及びジ・トリペプチド画分と同一組成のアミノ酸混合物では、この効果は見られなかった。5.酵素反応の最適pHは7、最適温度は60°Cであり、若干の生成物阻害が観察された。6.酵素系はリアクターに基質を経時的に添加することにより安定化された。7.攪拌式セル限外ろ過濃縮器(限外ろ過膜分画分子量、10,000)を用いた繰り返し反応では、目的生成物を20日間以上安定して効率よく得ることができた。8.クロスフロー型モジュールを用いたメンブレンリアクターによる連続生産システムにおいて、3種混合酵素を遊離の状態で作用させ、ジ・トリペプチド効率90%以上で一週間以上連続生産することができた。
広帯域ユビキタス無線ネットワークにおける無線チャネル空間制御技術に関する研究

本研究では,多数の無線デバイスで構成されるブロードバンドユビキタスネットワークにおいて,ユーザが電磁干渉を意識することなく,自律的に最適なブロードバンド通信環境を構築することを目的として,他に与える干渉を制御する与干渉制御技術,干渉を受けた場合にも干渉の影響をできる限り抑える被干渉制御技術,時間・周波数・空間における電磁界分布の制約条件の下で適切な無線リソースを獲得するための適応アクセス制御技術を開発した.得られた成果は以下のとおりである.【被干渉制御技術】干渉に対してロバストとするため,受信機において,受信信号中の干渉レベルの高い周波数成分を削除するとともに,特定の周波数成分の削除に伴って発生するひずみを補償するSC/MMSEターボ等化技術を開発し,その有効性を確認した.また,送信スペクトルを線スペクトル化し,予想される干渉スペクトル特性に応じて送信スペクトルマッピングを行うダイナミックスペクトル制御技術を開発し,その有効性を確認した.【与干渉制御技術】スマート空間外への電磁放射を最小とすることを目的とし,マルチホップメッシュネットワークにおけるルート制御技術を開発し,ダイナミックスペクトル制御技術と併用することで,電磁放射面積や放射電界強度を制御可能であることを確認した.【適応アクセス制御技術】無線リソースの活用の中で空間における無線リソースの活用を目的とし,MIMO空間多重伝送技術を検討し,空間多重伝送装置を用いた実験的検討も含めて,空間多重技術が,無線リソースの有効利用に有効であることを確認した.また,ダイナミックスペクトル制御を活用することで,周波数軸における無線リソースの活用に,より柔軟性を持たせることが可能であることも確認した.さらに,ダイナミックスペクトル制御と空間多重を複合することで,自律的に広帯域無線リソースを獲得することが可能であることを確認した.本研究では,多数の無線デバイスで構成されるブロードバンドユビキタスネットワークにおいて,ユーザが電磁干渉を意識することなく,自律的に最適なブロードバンド通信環境を構築することを目的として,他に与える干渉を制御する与干渉制御技術,干渉を受けた場合にも干渉の影響をできる限り抑える被干渉制御技術,時間・周波数・空間における電磁界分布の制約条件の下で適切な無線リソースを獲得するための適応アクセス制御技術を開発した.得られた成果は以下のとおりである.【被干渉制御技術】干渉に対してロバストとするため,受信機において,受信信号中の干渉レベルの高い周波数成分を削除するとともに,特定の周波数成分の削除に伴って発生するひずみを補償するSC/MMSEターボ等化技術を開発し,その有効性を確認した.また,送信スペクトルを線スペクトル化し,予想される干渉スペクトル特性に応じて送信スペクトルマッピングを行うダイナミックスペクトル制御技術を開発し,その有効性を確認した.【与干渉制御技術】スマート空間外への電磁放射を最小とすることを目的とし,マルチホップメッシュネットワークにおけるルート制御技術を開発し,ダイナミックスペクトル制御技術と併用することで,電磁放射面積や放射電界強度を制御可能であることを確認した.【適応アクセス制御技術】無線リソースの活用の中で空間における無線リソースの活用を目的とし,MIMO空間多重伝送技術を検討し,空間多重伝送装置を用いた実験的検討も含めて,空間多重技術が,無線リソースの有効利用に有効であることを確認した.また,ダイナミックスペクトル制御を活用することで,周波数軸における無線リソースの活用に,より柔軟性を持たせることが可能であることも確認した.さらに,ダイナミックスペクトル制御と空間多重を複合することで,自律的に広帯域無線リソースを獲得することが可能であることを確認した.本研究は,個人の生活空間内に網状に張り巡らされるユビキタスネットワークを無線技術で構築する際に発生するユーザ間の電磁干渉問題を解決し,各ユーザにとって最適なユビキタスネットワークを構築するため,電磁波の放射を最大限抑えつつ,電波の空間多重効率を大幅に向上させるための無線伝送技術の開発絵を目指している.今年度は,被干渉制御技術として,送信時に信号スペクトルをダイナミックに制御すると共に,受信時に,干渉レベルの高い周波数成分を削除することで,干渉信号レベルを低減する,「ダイナミックスペクトル制御技術」について検討した.その結果,検討した方式が,受信信号中の干渉信号レベルの抑圧に有効であり,かつ,送信時に干渉レベルの低い周波数成分を有効活用することで,提案方式の効果が増すことを確認した.与干渉制御技術としては,屋内などの閉空間において電磁界レベルを低く抑えなくてはならない空間が存在するとき,マルチホップ通信技術の適用により,一定の空間を非電磁空間とするための技術を検討した.また,提案方式により,屋内空間における電磁界環境と通信環境の両者を考慮しつつ,ユーザの要求を最大限満足させる情報通信環境構築に関して,開発指針を確立した.さらに,空間多重伝送試験装置の開発を行った.ハードウェアは,送信アンテナ4本,受信アンテナ4本,8チャネルAD変換回路,8チャネルDA変換回路,および信号処理回路から構成される.信号処理回路はFPGAを中心とするリコンフィギャブルデバイスで構築されており各種適応無線空間構築技術が実装できる.また本年度は開発したハードウェアにOFDM/MIMO伝送システムを実装し基本的な伝送特性の測定実験を可能とした.本研究では,多数の無線デバイスで構成されるブロードバンドユビキタスネットワークにおいて,ユーザが電磁干渉を意識することなく,自律的に最適なブロードバンド通信環境を構築することを目的として,他に与える干渉を制御する与干渉制御技術,干渉を受けた場合にも干渉の影響をできる限り抑える被干渉制御技術,時間・周波数・空間における電磁界分布の制約条件の下で適切な無線リソースを獲得するための適応アクセス制御技術を開発した.得られた成果は以下のとおりである.【被干渉制御技術】

干渉に対してロバストとするため,受信機において,受信信号中の干渉レベルの高い周波数成分を削除するとともに,特定の周波数成分の削除に伴って発生するひずみを補償するSC/MMSEターボ等化技術を開発し,その有効性を確認した.また,送信スペクトルを線スペクトル化し,予想される干渉スペクトル特性に応じて送信スペクトルマッピングを行うダイナミックスベクトル制御技術を開発し,その有効性を確認した.【与干渉制御技術】スマート空間外への電磁放射を最小とすることを目的とし,マルチホップメッシュネットワークにおけるルート制御技術を開発し,ダイナミックスペクトル制御技術と併用することで,電磁放射面積や放射電界強度を制御可能であることを確認した.【適応アクセス制御技術】無線リソースの活用の中で空間における無線リソースの活用を目的とし,MIMO空間多重伝送技術を検討し,空間多重伝送装置を用いた実験的検討も含めて,空間多重技術が,無線リソースの有効利用に有効であることを確認した.また,ダイナミックスペクトル制御を活用することで,周波数軸における無線リソースの活用に,より柔軟性を持たせることが可能であることも確認した.さらに,ダイナミックスペクトル制御と空間多重を複合することで,自律的に広帯域無線リソースを獲得することが可能であることを確認した.
遷移金属酸化物混晶薄膜による可視光応答型半導体光電極の研究開発

太陽光水分解水素製造を担う光電極材料の開発は重要な研究課題である.従来,dn (n = 0, 10)系遷移金属酸化物への不純物ドーピングで高い可視光水分解能を達成している.一方,dn (n ≠0, 10)系遷移金属酸化物は価数搖動やd-d遷移の複雑さ故,高い可視光水分解能を得るための材料設計指針が明確にされていない.そこで本研究では,dn系遷移金属酸化物の良質な単結晶薄膜を作製し,配向,表面状態,組成,電子構造を系統的に制御し,それらの因子が光電気化学特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.一つ目にα-Fe2O3光電極の面方位と光電気化学特性の相関について研究した.パルスレーザ堆積法によりc-およびm-sapphire基板上にα-Fe2O3/Ta:SnO2二層膜をエピタキシャル成長させることで,c及びm軸方向に単一配向したα-Fe2O3光電極構造を作製した.結果として,m軸配向の方が光電流は大きく,c軸配向の方が光電流の立ち上がりポテンシャルは低いことが分かった.また,表面準位容量がc軸とm軸配向で大きく異なり,電解液と接触した際に形成される表面終端構造や酸素原子密度の違いによるものであることが強く示唆された.二つ目に同周期内の元素傾向を調べるため,イルメナイト型構造MTiO3 (M = Mn, Fe, Co, Ni)の薄膜合成と光水分解能について研究した.パルスレーザ堆積法によりTa:SnO2/m-sapphire上にMTiO3薄膜を作製した.結果として,放射光を使用した実験と第一原理計算の両者から,MTiO3の電子構造を明らかにした.そして電子構造の特徴に由来する,水溶液中での光電流-電圧特性の違いを観測した.加えて,光電気化学インピーダンス測定から表面準位やエネルギーバンド構造を考察した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する人工光合成反応の中でも、太陽光と可視光応答型光触媒・半導体電極による水分解は水素製造の観点で活発に研究されている。従来の光触媒粉末や多結晶電極での材料研究に対して、本研究では高品質な単結晶薄膜で評価することで研究する。単結晶薄膜では半導体分野で確立された多くの材料工学の技術を用いて材料の本質的な特性を評価することができる利点がある。平成26年度では主に2つのテーマに注目し実験を行った。1つ目は新規材料探索として元素傾向に対する知見を得るために、イルメナイト型構造MTiO3(M = Mn, Fe, Co, Ni)の遷移金属酸化物薄膜の作製と評価を行った。それぞれ4種の単結晶薄膜の作製に成功しバンドギャップの評価を行った。半導体光電極特性は4種の材料で光アノード電流が観測され、NiTiO3半導体電極で光アノード電流が大きくなることがわかった。今後は4種の薄膜の電子構造を放射光施設など利用し評価する予定である。2つ目は結晶の向きで半導体光電極特性の異方性が変化するかを調べるため、配向を制御したalpha-Fe2O3薄膜の半導体光電極特性評価を行った。c及びm軸配向alpha-Fe2O3薄膜を作製し、m軸配向の方が光アノード電流は大きくなることがわかった。また光電気化学インピーダンス測定を行い、水溶液と接触する表面の違いも大きく影響していることがわかった。この結果は学会発表し、現在論文執筆中である。また、発生する気体の同定・定量を行うために、現在、光電気化学セルの改造とガスクロマトグラフィーの立ち上げを行っている。太陽光水分解水素製造を担う光電極材料の開発は重要な研究課題である.従来,dn (n = 0, 10)系遷移金属酸化物への不純物ドーピングで高い可視光水分解能を達成している.一方,dn (n ≠0, 10)系遷移金属酸化物は価数搖動やd-d遷移の複雑さ故,高い可視光水分解能を得るための材料設計指針が明確にされていない.そこで本研究では,dn系遷移金属酸化物の良質な単結晶薄膜を作製し,配向,表面状態,組成,電子構造を系統的に制御し,それらの因子が光電気化学特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.一つ目にα-Fe2O3光電極の面方位と光電気化学特性の相関について研究した.パルスレーザ堆積法によりc-およびm-sapphire基板上にα-Fe2O3/Ta:SnO2二層膜をエピタキシャル成長させることで,c及びm軸方向に単一配向したα-Fe2O3光電極構造を作製した.結果として,m軸配向の方が光電流は大きく,c軸配向の方が光電流の立ち上がりポテンシャルは低いことが分かった.また,表面準位容量がc軸とm軸配向で大きく異なり,電解液と接触した際に形成される表面終端構造や酸素原子密度の違いによるものであることが強く示唆された.二つ目に同周期内の元素傾向を調べるため,イルメナイト型構造MTiO3 (M = Mn, Fe, Co, Ni)の薄膜合成と光水分解能について研究した.パルスレーザ堆積法によりTa:SnO2/m-sapphire上にMTiO

3薄膜を作製した.結果として,放射光を使用した実験と第一原理計算の両者から,MTiO3の電子構造を明らかにした.そして電子構造の特徴に由来する,水溶液中での光電流-電圧特性の違いを観測した.加えて,光電気化学インピーダンス測定から表面準位やエネルギーバンド構造を考察した.本研究では高品質な薄膜試料を作製し、半導体電極として可視光応答型光触媒材料を探索研究することを目的としている。平成26年度には1イルメナイト型構造の混晶薄膜による材料探索、及び2半導体電極における下部電極層の材料探索の2つの実験を計画していた。イルメナイト型構造の混晶薄膜による材料探索については、混晶作製前にまず母物質となる4種のイルメナイトMTiO3(M = Mn, Fe, Co, Ni)薄膜の作製と評価を行った。4種それぞれの薄膜作製条件の探索をし、どの組み合わせの混晶が作製可能か調べた。混晶は計画していた(MnxFe1-x)TiO3は作製し評価したが、(FexCo1-x)TiO3混晶の作製までには至らなかった。今後は母物質となる4種のイルメナイトの特性を考慮し、作製する混晶の組み合わせを再検討し実験する予定である。半導体電極における下部電極層の材料探索については、結果としてTaドープSnO2を採用した。異なる配向の単結晶サファイア基板上に異なる配向でTaドープSnO2薄膜が成長することを確認した。さらにTaドープSnO2上にalpha-Fe2O3薄膜を作製することで、配向を制御したalpha-Fe2O3薄膜の結晶の向きによる半導体光電極特性の異方性の実験を行った。さらに、光電気化学インピーダンス測定を行い、固液界面における配向の違いを評価した。これらは計画以上の進展であり、結果を学会で発表した。実験以外について、測定システム上で発生する気体の同定・定量を行うために、密閉型の光電気化学セルの作製を行った。また、年度末にガスクロマトグラフィーを導入することができ、現在は立ち上げ作業を行っている。研究成果は国内学会・国際学会で発表することができたが、学術論文発表が次年度に持ち越されたことが予定より遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究について、まず新規光触媒材料探索研究として、イルメナイト型構造MTiO3(M = Mn, Fe, Co, Ni)薄膜の評価及び混晶薄膜の作製を行う。作製したイルメナイトMTiO3(M = Mn, Fe, Co, Ni)薄膜の電子構造を放射光施設など利用し評価する予定である。バンドギャップや電子構造の結果から、混晶の組み合わせを考え作製も行う。そして、半導体光電極材料としての元素の傾向をまとめる予定である。配向を制御したalpha-Fe2O3薄膜の半導体光電極特性評価の結果は論文としてまとめる予定である。評価法として新しく導入したインピーダンス測定についてさらに理解を深めるために勉強し、上述したイルメナイトの半導体電極の評価にも積極的に用いていく予定である。そして、半導体光電極材料として固液界面に注目し、特性の改善のために研究開発を行っていきたい。その他にも共同研究として、半導体電極で光照射直後の光キャリアの変化を調べるために、現在ピコナノ秒スケールの時間分解測定の準備をしている。今後実際に測定し結果をまとめ報告していきたい。測定システムで発生する気体の同定・定量を行うためにガスクロマトグラフィーを導入できたので、立ち上げ作業を進め、水分解による水素・酸素の定量を行う予定である。ガスの測定を行うことでより光触媒材料のさらなる研究開発に役立てることができる。
熱帯作物の謎を解く　－環境ストレス耐性への共生微生物寄与の解明

本研究は、有用微生物との共生が、サトウキビ・キャッサバの環境ストレス耐性の鍵を握ると考え、貧栄養で保水力の乏しい土壌の卓越する熱帯アジアと熱帯アフリカにおいて、圃場実験と農家圃場での調査を組み合わせて、環境ストレス耐性への共生微生物の寄与の有無を解明し、両作物の生産性向上にめざすことを目的として実施した。今年度の実績は以下の通り。1.微生物相の解明キャッサバについては、タイ・コンケン大学試験圃場において、3品種を用いて行った栽培試験の結果を用い、塩基配列解析による菌相解析を進めた。さらに、一昨年の細菌相、昨年度の真菌相の結果を、過去の分析結果と比較することにより、解析を進めた。真菌相については、過去の分析結果と共通に見られる菌種がキャッサバ共通の内生菌である可能性を示唆した。現在、解析結果を踏まえて、論文を作成している。2.貧栄養耐性における共生微生物の役割の解明サトウキビについての、N15同位体比法によるサトウキビ貧栄養耐性については、農家の事情等により今年度もとりやめた。一方、キャッサバの東南アジア大陸部の栽培についての現況を調査し、論文を出版した。さらに、アフリカにおけるキャッサバ菌根菌に関する論文を投稿し出版された。3.耐暑性、耐乾性における内生菌の役割の解明ブラジルから導入したキャッサバ系統を用いて、無菌個体の作出のための、組織培養系を確立した。昨年度、タイ・コンケン大学内の実験圃場で、乾季に通常条件と断水条件を設定した栽培実験の結果の分析を進めたが、内生菌菌相との関係は明らかでなかった。4.以上の結果をふまえ、本研究の取りまとめを行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、熱帯作物キャッサバとサトウキビに着目し、海外研究機関での栽培試験と共生微生物の分析を同時に進めることにより、両作物の環境ストレス耐性メカニズムへの共生微生物の寄与を解析する。また、栽培実験と同時に、作物・微生物双方の遺伝子型・環境条件・栽培条件の影響を分析するため、農家圃場での調査を実施する。さらに、同定・単離した有用微生物については、試験圃場・農家圃場で接種試験を行う。キャッサバについては、組織培養により内生菌フリー個体を作出し、ストレス耐性への内生菌関与を分析する。今年度の実績の概要は以下の通り。1.微生物相の解明キャッサバ植物体における内生微生物相の解析手法を確立するための予備実験を行った。温室栽培植物より採取した根、茎、葉の各サンプルからのDNA抽出及び保存条件の最適化、ならびに微生物(真菌及び細菌)相解析のためのプライマーの選定を行った。現在は、引き続きNGSによる群集解析条件の検討を進めている。また、通常条件下での栽培植物における内生微生物相調査のため、タイ・コンケン大学周辺において調査圃場(キャッサバ9品種を栽培中)を選定した。2.貧栄養耐性における共生微生物の役割の解明サトウキビについては、タイ・コンケン大学周辺の農家を選定し、植物体と土壌をサンプリングし、N15同位体比法によって、植物体内窒素における空中窒素の寄与率を実測した。その結果、空中窒素固定内生菌の存在が示唆される個体があることが明らかとなった。今後、収量・窒素肥料施与量、土壌窒素動態と合わせて窒素収支を計算し、空中窒素寄与率に関する分析を進める。キャッサバについては、カメルーンの品種を用いて、菌根菌活性を中心に解析を行った。3.栽培地域の気象データ収集タイで気温・降水量・雲量のデータ収集を進め、耐暑性、耐乾性についての分析の基礎資料とした。本研究は、有用微生物との共生が、サトウキビ・キャッサバの環境ストレス耐性の鍵を握ると考え、貧栄養で保水力の乏しい土壌の卓越する熱帯アジアと熱帯アフリカにおいて、圃場実験と農家圃場での調査を組み合わせて、環境ストレス耐性への共生微生物の寄与の有無を解明し、両作物の生産性向上にめざすことを目的として実施している。1.微生物相の解明キャッサバについては、タイ・コンケン大学試験圃場において、3品種を用いて菌相の解析を行った。まだ、真菌の解析は進行中であるが、細菌の解析結果から、菌相が多様かつ品種特異的であること、一方で共通に見られる菌種が存在すること等が明らかになった。今後、細菌の解析結果を待ち、環境ストレス耐性の品種・系統と、標準的な品種・系統との内生菌相の比較解析を行う。2.貧栄養耐性における共生微生物の役割の解明サトウキビについて、タイ・、コンケン大学周辺の農家で植物体をサンプリングし、N15同位体比法によって、植物体内窒素における空中窒素の寄与率を実測した。雨季の測定の結果、対照の雑草との差異がなく、手法の再考を迫られる結果となった。今後、乾季のサンプリング個体について、分析を実施する。また、アーバスキュラ菌根菌とキャッサバ根との共生関係に及ぼす施肥・耕起の有無の影響を、カメルーンの2試験地(南部、東部)で検証した。その結果、根の菌根菌感染率は平均で、東部では35%、南部では45%を示した。両試験地で施肥・耕起は、菌根菌の感染率を減少させた。

さらに、キャッサバ菌根菌の同定を行った。3.耐暑性、耐乾性における内生菌の役割の解明キャッサバの無菌個体作出の組織培養系の確立が遅れ、来年度以降に実施することとした。どの小課題も、多少の遅滞はあるものの、概ね、順調に進んでいる。但し、キャッサバ無菌個体作出の組織培養系の確立が遅れているため、来年度以降、この点にも注力する。また、タイでの共同研究機関は、当面、コンケン大学とすることとした。さらに、カメルーンでの共同研究は、分担研究者の退職により、一旦、中断することとした。本研究は、有用微生物との共生が、サトウキビ・キャッサバの環境ストレス耐性の鍵を握ると考え、貧栄養で保水力の乏しい土壌の卓越する熱帯アジアと熱帯アフリカにおいて、圃場実験と農家圃場での調査を組み合わせて、環境ストレス耐性への共生微生物の寄与の有無を解明し、両作物の生産性向上にめざすことを目的として実施している。今年度の実績は以下の通り。1.微生物相の解明キャッサバについては、タイ・コンケン大学試験圃場において、3品種を用いて行った栽培試験による菌相解析を継続した。真菌解析は依然進行中であるが、細菌相が多様かつ品種特異的であること、一方で共通に見られる菌種が存在すること等を確認し、学会で発表した。また、環境ストレス耐性の品種・系統間差異との内生菌相に関する比較栽培試験を行ったが、多雨の影響で、十分な結果が得られなかった。2.貧栄養耐性における共生微生物の役割の解明サトウキビについて、N15同位体比法による手法の再検討を行い、サンプリング法を改善することにより再調査が可能となったが、農家の事情等により延期することとした。サンプリング・分析を実施する。また、アーバスキュラ菌根菌とキャッサバ根との共生関係に及ぼす施肥・耕起の有無の影響に関する試験の結果に関する投稿論文を作成し、受理された。さらに、キャッサバ菌根菌の同定に関する論文も作成中である。但し、キャッサバ無菌個体作出の組織培養系の確立が遅れていたが、来年度以降、この点である程度の目途がつき、来年度には無菌個体作出系が確立される予定。また、タイでの共同研究機関は、当面、コンケン大学とすることとしていたが、サトウキビについては、カセサート大学とも共同研究を実施することとした。昨年の細菌相に続き、今年度は真菌相についての解析を行った。細菌相同様、真菌相も多様かつ品種特異的であること、一方で共通に見られる菌種が存在することを確認し、さらに害虫に対する病原性を示す種を同定し、学会で発表した。この発表で、学生発表優秀賞を獲得した。
網羅的塩基配列解読データを用いたコンタミネーションの検出と影響解析手法の開発

本研究では、本来の解析対象であるホスト生物以外に、バクテリア、ウイルスなどの微生物が実験サンプルに混入していないか、つまり、コンタミを次世代シークエンシングデータを用いて高確度に同定する方法の開発を目指している。これは、PCR法などの核酸増幅法では不十分な実験方法と環境等の適切さの評価とコンタミによる実験結果の誤解釈予防に資するものであり、様々な細胞実験を日常的に行う現代生物学研究に欠かせないツールとなる。本年度では、これまでに構築・評価してきた解析パイプラインと複合非負値行列因子分解(Joint NMF)とを融合し、その解析結果からコンタミの機能的影響を推定する方法を開発し、実装した。すなわち、コンタミプロファイルと遺伝子発現プロファイルをJoint NMFに入力し、適切なパラメータ設定を行うための実験を繰り返した。その結果、コンタミ存在下で異常発現する遺伝子群を抽出することができた。この遺伝子群を用いたネットワーク解析とGene Ontology解析から、コンタミによる細胞のフェノタイプ変化を推定することができた。例えば、NCBIのGSE49321はMycoplasma感染DG-75細胞でRNA-seqが行われた例として知られているが、本手法によってDG-75はTumor Necrosis Factor ReceptorやHumanin-like proteinといったアポトーシス阻害関連遺伝子がMycoplasmaを含む多微生物混入と相関して異常発現していることがわかった。本開発手法をウェブツールとしてOpenContami(https://openlooper.hgc.jp/opencontami/)に実装し、学会などで研究結果報告を行った。複合非負値行列因子分解(Joint NMF)の初期実装は昨年度末までに終了しており、修正を重ねながら論文発表準備を進めている。ウェブツールの改良も試みており、一般ユーザーに使ってもらうための準備も整っている。しかし、Joint NMFのパラメータ設定の難しさがボトルネックなり、様々な条件でのテストが欠かせなかった。この手法ではコンタミを含まない条件での本来あるべき遺伝子発現プロファイルが推定できないがために、教師なし深層学習手法などの導入を計画していたが、直感的に使いやすいJoint NMFアルゴリズム評価のためにやや遅れている状況である。研究最終年度では、実践的に使いやすいコンタミプロファイル法の確立を目指すとともに、オンラインツールのブラシュアップにも努めたい。そのうえ、深層学習の導入と評価を試みる。また、論文発表、国内外での研究報告を積極的に行いたい。一般的に、次世代シークエンサー(NGS)データ解析において参照ゲノムにアラインメントできない解読配列は解析から除かれる。最近、このような解読配列から外来性細菌やウイルスゲノム(コンタミ)を検出した研究報告が注目されている。標的細胞への外来性ゲノムの混入が認められると、サイトカインや免疫関連遺伝子発現などに疑義が生じ、研究考察に深刻な影響を及ぼす。したがって、NGSデータをより詳細に解析することは、実験セッティングの適切さと誤解釈を防ぐ手だてとなる。本研究では、NGSデータを用いてコンタミの網羅的かつ高確度なプロファイルを作成する方法を開発する。そして、教師なし深層学習でこれらのプロファイルの生成過程をモデル化して、遺伝子発現プロファイルとコンタミプロファイルが与えられたときに、異常発現遺伝子を推定する手法を開発する。これらの結果はデータベース化するなどで一般公開することを目的とする。本年度では、解析パイプラインの設計とチューニングを行った後、インターネット上で解析結果とともに公開した(OpenContami、https://openlooper.hgc.jp/opencontami/)。解析結果は450件以上のENCODEなどからのRNA-seqとDNA-seqデータを含んでいる。また、本パイプラインの出力である、遺伝子発現プロファイルとコンタミプロファイルを関連付ける多変量解析手法を実装し、遺伝子発現に影響を与えるコンタミの同定が可能となった。これにより、深層学習手法開発の考察が容易になったと考える。本年度の目標であった解析パイプラインの設計とチューニングは概ね終了し、一般公開を行った。性能テストは、独自に構築した30万種以上の微生物ゲノムDBをランダムサンプリングして生成した疑似リードを用いて行った。その結果、65%の疑似リードがFDR5%レベルで元の種(Species)にユニークにマッピングできた。これは、異属同種ゲノム間の高い配列類似度を反映しており、実際、99%の疑似リードは元の属(Genus)にユニークに戻すことができた。したがって、ゲノム配列の特性から、コンタミプロファイルは属レベルで行うことが妥当であることがわかった。本パイプラインを用いて450件以上のNGSデータを解析し、その結果をDBとして公開している。これにより、培養や分化誘導など細胞操作を多く繰り返すほどコンタミが顕著になること、施設やロットごとにコンタミプロファイルが異なること、BacillusとPseudomonas属が最も頻繁に出現することがわかった。この結果を国内外学会で口頭・ポスター発表を行い、ベストポスター賞(GIW2017)に選ばれるなど高く評価されている。また、遺伝子発現プロファイルとコンタミプロファイルの関係性を解析するために、多変量解析手法である複合非負値行列因子分解(Joint NMF)をC++言語で実装した。この方法は、複数の異質入力データ(遺伝子発現量とコンタミ量)を共通の潜在因子(ランク)でクラスタリングする(モデュール化)。これにより、例えば、EBV産生ヒトリンパ腫株において、EBVに応答して発現上昇する既知遺伝子を抽出できた。すなわち、あるコンタミに影響された遺伝子を推定することが可能である。

現在、包括的な関係性解析を進めている。本研究では、本来の解析対象であるホスト生物以外に、バクテリア、ウイルスなどの微生物が実験サンプルに混入していないか、つまり、コンタミを次世代シークエンシングデータを用いて高確度に同定する方法の開発を目指している。これは、PCR法などの核酸増幅法では不十分な実験方法と環境等の適切さの評価とコンタミによる実験結果の誤解釈予防に資するものであり、様々な細胞実験を日常的に行う現代生物学研究に欠かせないツールとなる。本年度では、これまでに構築・評価してきた解析パイプラインと複合非負値行列因子分解(Joint NMF)とを融合し、その解析結果からコンタミの機能的影響を推定する方法を開発し、実装した。すなわち、コンタミプロファイルと遺伝子発現プロファイルをJoint NMFに入力し、適切なパラメータ設定を行うための実験を繰り返した。その結果、コンタミ存在下で異常発現する遺伝子群を抽出することができた。この遺伝子群を用いたネットワーク解析とGene Ontology解析から、コンタミによる細胞のフェノタイプ変化を推定することができた。例えば、NCBIのGSE49321はMycoplasma感染DG-75細胞でRNA-seqが行われた例として知られているが、本手法によってDG-75はTumor Necrosis Factor ReceptorやHumanin-like proteinといったアポトーシス阻害関連遺伝子がMycoplasmaを含む多微生物混入と相関して異常発現していることがわかった。本開発手法をウェブツールとしてOpenContami(https://openlooper.hgc.jp/opencontami/)に実装し、学会などで研究結果報告を行った。複合非負値行列因子分解(Joint NMF)の初期実装は昨年度末までに終了しており、修正を重ねながら論文発表準備を進めている。ウェブツールの改良も試みており、一般ユーザーに使ってもらうための準備も整っている。しかし、Joint NMFのパラメータ設定の難しさがボトルネックなり、様々な条件でのテストが欠かせなかった。この手法ではコンタミを含まない条件での本来あるべき遺伝子発現プロファイルが推定できないがために、教師なし深層学習手法などの導入を計画していたが、直感的に使いやすいJoint NMFアルゴリズム評価のためにやや遅れている状況である。本年度に得られた成果を基にして、今後、コンタミの標的細胞への影響を推定する方法を確立する。現在までは非負値行列因子分解を導入しているが、この手法ではコンタミを含まない条件での本来あるべき遺伝子発現プロファイルが推定できない。そこで、教師なし深層学習手法の一つであるDEA(Denoising Autoencoder)の導入を検討する。
アトピー性皮膚炎の発症関連環境要因と遺伝要因の交互作用解明に関する疫学研究

アレルギー疾患のリスク要因の解明を目的とした出生前開始二世代継続前向きコホート研究である「九州・沖縄母子保健研究」を実施した。平成19年度に九州・沖縄在住の妊婦1758名がベースライン調査に参加した。平成20年度末まで、順次、出生時追跡調査、4ヶ月時追跡調査、満1歳時追跡調査を開始した。概ね1500組の母子が追跡調査に参加している。遺伝要因については、初歩的調査として、福岡市3歳児約400名より遺伝情報を得て、アトピー性皮膚炎の症例対照研究を設定した。統計学的に有意な関連性が認められたのはADAM33rs2853209SNP(オッズ比=1.82, 95%信頼区間=1.00-3.36)のみであった。「大阪母子保健研究」及び「琉球小児健康調査」のデータベースを用いて、計15編の英文原著論文を公表した。アトピー性皮膚炎の発症関連要因及び予防要因解明を目的として,二世代継続前向きコホート研究である「九州、沖縄母子保健研究」を開始した。平成19年度はベースライン調査として妊婦のリクルートを実施した。3千名の妊婦の登録を目標とした。調査の運営方法として,産婦人科において,本研究に関するリーフレット,調査説明受諾同意書,返信用封筒式を妊婦である対象候補者に配布する。調査に関する詳細な説明を受諾した妊婦は調査説明受諾同意書を研究事務局に送付する。研究事務局から妊婦に電話で詳細な説明を行い,同意を得た後,研究参加者とした。当初,福岡県と沖縄県のほぼ全ての産科医療機関でリーフレット等の配布をしていたが,研究参加者の人数が伸び悩み,福岡県以外の九州全県のほぼ全ての産科医療機関においてもリーフレットの配布をしていただくこととした。今年度中に1800名程度の妊婦の研究参加が見込まれる。ベースライン調査では,本研究用に開発した生活習慣,生活環境,既往歴等に関する質問調査票と食事歴法質問調査票を使用している。他に,寝具のほこりを採取し,ダニ抗原量を測定している。出産直後に1回目の追跡調査を実施している。生後1ケ月頃に2回目の追跡調査を実施している。生後4ケ月頃に3回目の追跡調査を実施している。以後は,1歳時,2歳時と毎年一回追跡調査を行う予定である。各追跡調査では,質問調査票を用いて,情報を収集する。生後4ケ月時の調査では,口腔粘膜細胞を採取し,遺伝情報を得る。ベースラインデータを活用して若年成人女性における各種環境要因とアトピー性皮膚炎有症率との関連を評価する。追跡調査のデータを用いて,生まれた子供の出生前後の各種環境要因及び遺伝要因と乳幼児期アトピー性皮膚炎発症との関連を調べる。最終的に,アトピー性皮膚炎における環境要因と遺伝要因の交互作用を解明し,オーダーメイドのアトピー性皮膚炎を探索する。アトピー性皮膚炎の発症関連要因及び予防要因解明を目的として、二世代継続前向きコホート研究である「九州・沖縄母子保健研究」を開始した。調査の運営方法として、産婦人科において、本研究に関するリーフレット、調査説明受諾同意書、返信用封筒一式を妊婦である対象候補者に配布した。調査に関する詳細な説明を受諾した妊婦は調査説明受諾同意書を研究事務局に送付した。研究事務局から妊婦に電話で詳細な説明を行い、同意を得た後、研究参加者とした。九州と沖縄県のほぼ全ての産科医療機関でリーフレット等の配布をしていただいた。最終的に1758名の妊婦が研究に参加した。ベースライン調査では、本研究用に開発した生活習慣、生活環境、既往歴等に関する質問調査票と食事歴法質問調査票を使用した。他に、寝具のほこりを採取し、ダニ抗原量を測定した。出産直後に1回目の追跡調査を実施した。参加者の一部(約500組の母子)で、生後1ヶ月頃に2回目の追跡調査を実施した。生後4ヶ月頃に3回目の追跡調査を実施している。1歳時に4回目の追跡調査を実施している。以後、毎年一回追跡調査を行う予定である。各追跡調査では、質問調査票を用いて、情報を収集する。生後4ヶ月時前後で、口腔粘膜細胞を採取し、遺伝情報を得ている。概ね1500組の母子が各追跡調査に参加している。

追跡調査のデータを用いて、生まれた子供の出生前後の各種環境要因及び遺伝要因と乳幼児期アトピー性皮膚炎発症との関連を調べる。最終的に、アトピー性皮膚炎における環境要因と遺伝要因の交互作用を解明し、オーダーメイドのアトピー性皮膚炎予防を探索する。
着床を可能にする子宮内膜管腔上皮消失の分子機構の解明

着床障害は体外受精において良好胚を胚移植しても妊娠しないことで定義されるが、その病態は不明であり、診断・治療法も確立していない。胚対位、胚接着、胚浸潤という着床の過程のうち、本研究では胚浸潤の過程で重要な因子に着目し、胚浸潤の異常が起こる各種の遺伝子改変マウスを用いて、子宮内膜管腔上皮というバリアの消失を契機に起こる胚浸潤のメカニズムを解析した。低酸素誘導因子HIF2αに着目し、Pgr-Creマウスを用いて子宮全体のHIF2α欠損マウスを作成したところ一匹の産仔も得られず完全な不妊であることが判明した。このHIF2α欠損マウスの不妊原因を調べたところ、着床障害、特に胚浸潤の障害が起こり不妊になることがわかった。正常なマウスでは胚と接着した子宮内膜管腔上皮の一部が剥がれて消失することで胚が子宮内膜間質に進入することが可能になり、胚の生存・活性化の指標であるAKTシグナル経路が活性化していた。一方HIF2α欠損マウスは子宮内膜管腔上皮消失が起こらないため子宮内膜間質への胚浸潤がみられず、胚生存シグナル経路は活性化せず、胚の細胞死が起こっていた。これらの結果から、子宮内膜のHIF2αが胚浸潤に必須の因子であることが示された。次にこのHIF2αの作用が子宮内膜間質によるものなのか、子宮内膜管腔上皮によるものなのかを明らかにするため、Amhr2-Creマウスを用いた子宮内膜間質のHIF2α欠損マウスとLtf-Creマウスを用いた子宮内膜上皮のHIF2α欠損マウスを作成したところ、子宮内膜間質のHIF2α欠損マウスが不妊であった一方、子宮内膜上皮のHIF2α欠損マウスは正常に産仔を得たことから、子宮内膜間質のHIF2αが機能的に重要で、子宮内膜間質からの管腔上皮の剥離を誘導し、じかに胚と接することで胚の生存を促し、胚浸潤を可能にしていることが明らかとなった。HIFに関する研究では順調に成果を得ている。これらの成果をさらに発展させ、次年度の研究の更なる進展が大いに期待できる。順調に進展し成果を上げているため、研究計画通りに進める予定とする。RB欠損マウスの繁殖において、当初の想定に反し実験に必要な成体数を得られず研究が遅延した。研究遂行上必要な成体数を得ることが必要不可欠なため、このマウスの繁殖を4か月延長する必要が生じた。繁殖期間延長と解析の遅延に伴って繰越を行い、マウス管理費(その他)、マウス組織を用いた解析に関わる試薬・消耗品(物品費)に充てる。【毎日新聞掲載(2018年11月17日)】不妊の要因か「慢性子宮内膜炎」治癒後に改善【朝日新聞掲載(2018年9月8日)】原因不明の不妊症、内膜炎が影響か治療後に妊娠率向上
楽譜の読み書きの脳内メカニズムの検討

音楽には、言語と同様に表出(歌う・演奏する)、受容(聞く)、(楽譜を)読む、(楽譜を)書く過程がある。音楽の表出・受容の脳内機構についてはいくつかの知見が蓄積されているが、(楽譜の)読み書きについての検討は極めて少ない。そこで、本研究では、脳病変例を対象に、楽譜の読み書きの脳内機構を明らかにすることを目的とした。われわれは2000年に、左上頭頂小葉の皮質・皮質下病変によって、楽譜の読みに障害がないが、楽譜の書きにのみ障害が認められたピアノ教師を報告した。この症例では文字の書きの障害も伴わなかったことから、楽譜の書きが文字の書きとは独立した過程である事を明らかにした。さらに、この症例の特徴はリズム表記の障害であったことから、音高の表記とリズムの表記は独立した過程であることを示唆した。さらに同年、上記症例とは逆のパターンを示したトロンボーン奏者を記載した。この症例は左角回に限局性の病変で、音高の表記のみに障害を示していた。本研究では、これらの結果を基底にして、ウェルニッケ失語を呈したピアノ教師例を検討した。この症例では、楽譜を読む際の障害はピッチにのみみられリズムでは障害がみられなかった。この結果は楽譜の読み書きにおいて、リズム認知機能とピッチ認知機能とがそれぞれ異なった脳内機構をもつことを明示している。さらにパーキンソン病を対象にして、リズム認知機脳を検討し、本病でリズム認知機能障害がみられることを示した。これは大脳基定核にリズム語知機能があることを示唆している。〔目的〕脳病変例を対象に楽譜の読み書き機能を検討し、文字の読み書き機能と対比する。〔対象・方法〕プロフェッショナルの音楽家の脳病変3例を対象とした。純粋失書1例、失読失書1例、ウェルニッケ失語1例に楽譜の読み書き障害のパターンと文字の読み書き障害のパターンを比較した。〔結果〕3症例いずれにおいても、楽譜の読み書き障害のパターンと文字の読み書き障害のパターンは類似していた。〔考察〕楽譜は感性的文字とたとえられることもあり、その脳内処理機構は重要な示唆をあたえる可能性があるが、今回の結果から、プロフェッショナルの音楽家では楽譜と文字は近似の脳内処理機構をもつことが明らかである。これは最近の脳活性化研究の結果とも一致する。この症例では文字の書きの障害も伴わなかったことから、楽譜の書きが文字の書きとは独立した過程であることを明らかにした。さらに同年,上記症例とは逆のパターンを示したトロンボーン奏者を記載した。本研究では、これらの結果を基定にして、ウェルニッキ失語を呈したピアノ教師例を検討した。この結果は楽譜の読み書きにおいて、リズム認知機能とピッチ認知機能とがそれぞれ異なった脳内機構を持つことを明示している。さらにパーキンソン病を対象にして、リズム認知機能を検討し、本病でリズム認知機能障害が見られることを示した。これは大脳基定核にリズム認知機能があることを示唆している。