hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オ-ストラリア熱帯海域の好気性光合成細菌の採集・分離と比較生理学的研究

この原因については明らかではないが,西海岸の採集地点の塩濃度が高く,好気性光合成細菌は高濃度に適していることも考えられる。アデレ-ド近郊では全く採集できなかったが,この原因についても不明である。平成2年に,南オ-ストラリアに大雨が降り,このため大量に淡水が沿岸に流れ出し,沿岸の塩濃度を著しく低下させた。我々もこのことを実測しているので,低塩濃度のため当該菌が一時的に死滅したとも考えられる。(2)生理・生化学的特性:単離された菌は約300株であるが,すべてオレンジ又はピンク色を有していた。生菌の吸収スペクトルは370,590,800,850870nmにBchlのinvivoの吸収帯を示し,500nm附近にカロチノイドに由来するバンドを示した。Bchlの含量は高々1nmol/mg乾燥菌体であり,これは日本で発見された好気性光合成細菌の場合の1/31/5である。オ-ストラリアの菌は一般にBchlの含量が低いのが特徴である。このことは好気性光合成細菌はより好気的環境に適応しつつある紅色非イオウ細菌てあるという仮説の傍証である。ほとんどすべての株は嫌気的条件下で光合成的に生育は出来なかった。暗所で好気的に生育した生菌,または無抽出物は,好気的条件下でのみ,光化学活性,たとえば反応中心やチトクロ-ムの可逆的光酸化反応を示した。いくつかの株は脱窒反応を示した。またそれぞれの株が暗所で最適な塩濃度で生育することが示された。結論的にまとめるならば,オ-ストラリアの沿岸には日本で発見された好気性光合成細菌と極めて類似した菌が高瀕度で存在していた。今後すべきことは,これらの株のリボゾ-ムRNAの塩基配列を調べて,糸統分類学的位置づけをおこなうことであろう。
妊娠高血圧腎症に対する新規治療法の開発

妊娠高血圧腎症(PE)胎盤では正常胎盤に比べ、Wntファミリー遺伝子のうち、Wnt5aの発現(mRNA,タンパク)が有意に低下していた。リコンビナントWnt5aの添加により不死化栄養膜細胞株HTR-8/SVneoにおけるPlGF発現は増加し、thrombin添加によるsFlt-1発現の上昇を有意に抑制した。HTR-8/SVneoの浸潤能、遊走能、血管形成能はリコンビナントWnt5a添加により促進した。一方、Wnt5a発現を抑制したHTR-8/SVneoは浸潤能、血管形成能は低下した。妊娠高血圧腎症(Preeclampsia = PE)において、母体血管内皮障害がPEの発症や病勢と密接に関わっている。我々は、母体血管内皮機能に着目してPEの研究を進めることは、新規の発症予知や治療法の開発に繋がるものと考えている。まず本研究ではインフォームドコンセントを行って妊娠初期から後期にかけて前方視的に数回ずつ正常妊娠経過における血管内皮機能(RHIとして定量値化)を測定し、血管内皮障害のみならず、酸化ストレスや、脂質代謝にも関連があり、当研究室でPE関連因子として新たに注目しているsLOX-1とそのリガンドであるLAB(LOX-1 ligand containing apolipoprotein B)濃度を測定した。さらにPEにおいて近年研究が進んでいる内皮機能関連因子であるsFlt-1, PlGF濃度の測定を行い、sLOX-1との関わりについて検討を加えた。検討結果であるが、まず妊娠経過とともに正常妊婦の母体血中のsLOX-1とLABはそれぞれ濃度が増加していくことが確認された。そしてこれらの濃度は母体血管内皮機能と負に相関することが確認された。またsLOX-1濃度はsFlt-1濃度と正の相関を示し、PlGFとは負の相関を示すことが確認された。これらの結果から妊娠中の母体血中のsLOX-1は血管内皮機能を示す新規のバイオマーカーとして期待できるものと推察された。現在、胎盤においても血管内皮障害や酸化ストレス、脂質代謝関連因子についてPE発症例と正常例の遺伝子発現を比較した解析を進めているところである。妊娠高血圧腎症(Preeclampsia、以下PE)では、母体血管内皮障害はその発症や病勢と密接に関わっており、母体血管内皮障害の予防や改善がPEの発症予防や症状緩和につながる可能性が考えられる。本研究では、インフォームドコンセントを行って妊娠各期での血管内皮機能(RHIとして定量値化)を測定した。また、内皮機能関連因子であるsFlt-1やPlGFが主に胎盤で産生されることから、満期正常胎盤に比較してPE胎盤で有意に発現が低下しているWntシグナルに着目し、WntシグナルがsFlt-1やPlGFに与える影響について検討した。検討の結果、Wntシグナルの増強は胎盤の絨毛細胞でのPlGFの発現を増加させることが確認された。また絨毛細胞のsFlt-1発現を増加させる因子(thrombin)に対してWntシグナルが抑制的に働く可能性が示唆された。以上のことからWntシグナルはPEでのsFlt1上昇とPlGF低下に拮抗し、血管内皮機能障害を改善させる治療薬となりうると考えられる。これまでの研究から、Wntシグナルが妊娠高血圧腎症(Preeclampsia,以下PE)胎盤におけるsFlt1発現上昇とPlGF低下に拮抗し、血管内皮障害を改善させうると考えられた。今回Wntシグナルの発現とPE発症との関連について詳細に検討を行った。正常妊娠胎盤との比較ではWntシグナルは妊娠初期、後期ともにPE胎盤において発現が有意に低下していた。胎盤形成に重要な役割を果たす絨毛外トロホブラスト(EVT)の不死化細胞株を用いた実験では、EVT細胞におけるWntシグナルの低下は細胞の浸潤能、菅腔形成能を抑制し、Wntシグナルの増強は細胞の遊走能、浸潤能、菅腔形成能を亢進させた。このことから妊娠初期に生じるWntシグナルの低下が胎盤形成不全の一因であると考えられ、妊娠初期のWntシグナル発現低下を抑制することによりPEの発症を予防できる可能性がある。妊娠高血圧腎症の病態におけるWntシグナルの役割が明らかになりつつある。医歯薬学・産婦人科学Wntシグナルは胎盤形成に関与していることが知られており、PEの病態形成にWntシグナルがどのように関わっているかにつき今後検討を行う予定である。平成25年度は1正常妊娠での妊娠期間中の血管内皮機能と母体血中バイオマーカーの推移の検討、2PEにおける血管内皮機能と母体血中バイオマーカーの推移の検討、3胎盤の遺伝子解析と血管内皮機能の関係の検討、をそれぞれ研究実施計画にとして立案していたが、これらのうち12については、ほぼ計画どおりに研究が遂行された。3については現在マイクロアレイも提出し遺伝子解析を進めていることろである。

上記のように本研究は概ね順調に進行していると考える。研究推進上、必要な試薬を該当金額で購入するのは難しいため、次年度に繰り越した。平成25年度の研究成果をふまえて、平成26年度は以下のように研究を進めていく予定である。まずPEにおける血管内皮障害関連因子の胎盤での遺伝子発現の解析を進めて、有力な分子機構を探る。同時に母体血のサンプリングを進めてPE発症とsLOX-1濃度の関連を確認する。そして臍帯血管内皮細胞(HUVEC)培養系へのsLOX-1関連因子やマイクロアレイから同定されたPE関連分子の添加、阻害実験を行う。以上からLOX-1関連因子や新規同定因子がPE発症や予知、治療につながるものか確認していく。次年度予算と合わせて、試薬購入費として充当する。
パラレルイメージング技術を応用した高感度生体炭素-13MR代謝画像法の開発

本研究の目的は、放射性を持たない安定同位元素であるC-13化合物をトレーサーとして用いた^<13>C-MRスペクトロスコピー法により、生体の基本であるブドウ糖の脳内代謝マップを完全に非侵襲に感度よく観測することにある。そこでわれわれが行ってきた高感度の^1H-検出^<13>C-MRスペクトロスコピー法に、最近臨床MR装置で用いられるようになったマルチチャンネルのフェーズドアレイコイルとパラレルイメージング技術を組み合わせることによって、更なる高感度検出法の開発に取り組んだ。ハードウェアとしては、現有のラット頭部の^1H-MR画像用の4チャンネルフェーズドアレイコイルに送信用の大型の^<13>C表面コイルを組み合わせ^1H-検出^<13>C-MRスペクトロスコピックイメージングを可能とした。ソフト面では代謝された^<13>C化合物の代謝マップを効率よく測定できるよう、パルスプログラムの改良と撮像パラメーターの最適化を行った。さらに4チャンネルそれぞれで得られるデータを外部コンピュータに取り出し、パラレルイメージングの手法を応用した信号処理を行い、それらを統合表示するプログラムを開発した。容積コイルを用いる従来の方法に比べ、多チャンネルのアレイコイルを利用することにより顕著な感度の向上が達成された。ファントムを用いた実験結果は、平成22年秋、つくばで開催された日本磁気共鳴医学会大会で発表し、高い評価を受け、大会長賞を授与されるとともに学会誌に掲載された。現在、ラットを用いた生体レベルの実験を行い、データ処理プログラムの改良、コイルの均一性の向上によるさらなる感度の向上に取り組んでいるところで、より一層有用性が高まり広く普及することを期待している。本研究の目的は、^<13>C-MR代謝画像を高感度で検出するために、最近臨床MR装置で用いられるようになった、フェーズドアレイコイルによるパラレルイメージング技術を応用することで、ハード、ソフトの両方の研究が要求されている。しかし、ハード面では、^<13>C-MR信号を直接に検出するアレイコイルは一般には存在せず、これを新しく製作しようとすると高額の費用が必要となる。またソフト面では我々の動物実験用の装置には、パラレルイメージングを実行するための画像処理機能は含まれていない。平成21年度には、ハード面では、現在所有している^1H-MR画像撮像用のアレイコイルと組み合わせて使用できる^<13>C-MR用のシングルコイルを製作した。これを用いて^<13>C核に隣接する^1H核に由来する信号を選択的にアレイコイルで検出する予定である。ソフト面では、^1H-検出による^<13>C-MRスペクトロスコピー法を実行するためのパルスプログラムを製作してパラメータの最適化などの準備を整えている。パラレルイメージング手法を応用した代謝画像を構成することは、現有のMRコンソールでは実行不可能であるため、パラレルイメージング画像の生データを外部コンピュータに取り出し、フーリエ変換と重畳信号の展開などのデータ処理を行うプログラムを開発した。21年度末には、ほぼ満足できる結果が得られるようになった。しかし、重なった信号の位相の調整などまだ改良の余地を残している。平成22年度は本研究計画の最終年度にあたるので、これらの撮像のためのフェーズドアレイコイル、^1H-検出による^<13>C-MRスペクトロスコピー法のパルスプログラム、^<13>C-MR代謝画像構築のためのデータ処理プログラムを最適化して、動物実験でこの方法の有用性を検証したいと考えている。
アンチセンスオリゴDNA筋肉内投与による筋ジストロフィー遺伝子治療に関する研究

【背景】ジストロフィン遺伝子の欠失により、mRNA上での欠失している領域の塩基数が3の倍数でない場合(out-of-frame)Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)となるが、3の倍数(in-frame)であるとより軽症なBecker型筋ジストロフィー(BMD)となる。申請者は先にエクソン19内に存在するエクソン認識配列に対するアンチセンスオリゴヌクレオテド(AS-oligo)によりスプライシングの過程においてエクソンをスキッピングさせることか可能であることをin vitro、および培養細胞の系において明らかにした。このことを臨床に応用することができると、DMDの症例の欠失領域に隣接する1ないし数個のエクソンを、AS-oligoによりmRNA上から消失させ、欠失領域をin-frameに変え、表現型をDMDよりBMDに変更することが可能である。このような臨床応用を考える上での基礎研究として、DMD症例より得られた培養細胞にAS-oligoを導入し、その効果を検討する。【方法】ジストロフィン遺伝子エクソン20の欠失を有するDMD症例より得られたリンパ芽球様細胞培養系に、エクソン19内に存在するエクソン認識配列に対するAS-oligoをリポフェクチン法によって導入し、スプライシングに及ぼす効果を検討する。【結果および考察】ジストロフィン遺伝子エクソン20の塩基数は242塩基でout-of-frameであるため、本症例はDMDの臨床像を呈する。エクソン19つ内に存在するエクソン認識配列に対するAS-oligoを導入した後ジストロフィンmRNAを解析したところ、エクソン19のスキッピングを誘導することが可能であった。従ってmRNA上における欠失は88塩基(エクソン19)と242塩基(エクソン20)で330塩基となっており、BMDの臨床像を呈するin-frameの欠失へと変換することが可能であった。このことは、AS-oligoによるエクソンスキッピングの誘導により、mRNAレベルにおいてDMD型のout-Of-frameの欠失からBMD型のin-frameの欠失へ変換することが可能であることを示している。今後、筋組織の培養細胞系を用いて、蛋白レベルでの検討を行なっていく予定である。【背景】ジストロフィン遺伝子の欠失により、mRNA上での欠失している領域の塩基数が3の倍数+1あるいは+2(out-of-frame)であるとDuchenne型筋ジストロフィー(DMD)となるが、3の倍数(in-frame)であるとより軽症なBecker型筋ジストロフィー(BMD)となる。申講者は先にエクソン19内に存在するエクソン認識配列に対するアンチセンスオリゴヌクレオチド(AS-oligo)によりスプライシングの過程においてエクソンをスキッビングさせることが可能であることをin vitro、および培養細胞の系において明らかにした。このような臨床応用を考える上での基礎研究として、試験管内および培養細胞の系でみられたAS-oligoのスプライシングに対する効果を、生体内において検討する。【方法】エクソン19内に存在するエクソン認識配列に対するAS-oIigoとHVJ(Hemagglutinating Virus of Japan)リポゾームの複合体を作製し、マウスの筋組織に注入することにより、生体内においてAS-oligoを筋細胞内へ導入する。【結果および考察】FITCでラベルしたAS-oligoを用い、AS-oligo導入後の筋組織を蛍光顕微鏡下にて観察し、AS-oligoが筋細胞の核の中へ有効に導入されていることを確認した。AS-oligoが有効に働いていることを、mRNAレベルおよび蛋白レベルにおいて確認していく予定である。さらにエクソン23内にナンセンス変異が生じているDMDのモデル動物であるmdxマウスに対して、エクソン23をスキッピングさせるようにデザインしたAS-oligoを導入し、in-frameのスキッピングを誘導することにより、mdxマウスに対する治療を試みる。【結果および考察】

ジストロフィン遺伝子エクソン20の塩基数は242塩基でout-of-frameであるため、本症例はDMDの臨床像を呈する。エクソン19つ内に存在するエクソン認識配列に対するAS-oligoを導入した後ジストロフィンmRNAを解析したところ、エクソン19のスキッピングを誘導することが可能であった。従ってmRNA上における欠失は88塩基(エクソン19)と242塩基(エクソン20)で330塩基となっており、BMDの臨床像を呈するin-frameの欠失へと変換することが可能であった。このことは、AS-oligoによるエクソンスキッピングの誘導により、mRNAレベルにおいてDMD型のout-Of-frameの欠失からBMD型のin-frameの欠失へ変換することが可能であることを示している。今後、筋組織の培養細胞系を用いて、蛋白レベルでの検討を行なっていく予定である。
膠芽腫におけるEP4受容体阻害剤の腫瘍抑制効果の検討

我々はヒト膠芽腫細胞におけるPGE2受容体であるEP4の選択的阻害剤の腫瘍抑制効果を検討した。悪性神経膠腫におけるEP4受容体の発現は、免疫組織染色法やWestern blot法において良性神経膠腫と比べて亢進していた。選択的EP4受容体阻害剤であるONO-AE3-208とONO-AE1-328は、高濃度(50100uM)で腫瘍増殖抑制や浸潤抑制、アポトーシス誘導効果を示した。以上よりIn vivoでの研究を行うためにはさらなる実験の設定を検討する必要が示唆された。プロスタグランジンE2は腫瘍血管新生、細胞増殖、抗腫瘍免疫の抑制などの作用により腫瘍を進行させることが判っており、その受容体であるEP4は特に腫瘍増殖機序に関与している。以前の我々の研究において、EP4の発現を抑制させるとヒト膠芽腫細胞において腫瘍増殖抑制効果が得られることを報告した。以上より膠芽腫において腫瘍増殖に関与するEGFR/AktとEP4の関連性について様々な手法で検討した。今年度は、手術により摘出した膠芽腫および良性神経膠腫のパラフィン封埋切片よりプレパラートを作製して、免疫組織染色法にてEP4の発現を検討した。良性神経膠腫に比べて膠芽腫のEP4発現は亢進しており、悪性度に比例することが判った。またEP4による腫瘍増殖に関与していると予測されるEGFR、Aktなどの遺伝子発現も同様に検討したが、悪性度に比例して発現が元進していた。正常脳組織でもこれら遺伝子の発現を免疫組織染色法で検討したが、ほとんど発現はみられなかった。ヒト膠芽腫細胞であるT98GとU87MGを使用して、EP4、EGFR,Aktなどの遺伝子発現をWestern-blot法やRT-PCR法で蛋白、およびRNAレベルで検討した。両細胞においてこれら遺伝子の発現は強発現していた。今年度の研究結果と以前より本研究に関連した研究結果を合わせて、Joint Neurosurgical Convention 2010にて報告した。我々は以前の研究でヒト膠芽腫細胞株においてプロスタグランジンE2受容体のEP4が腫瘍増殖能に関与しており、EP4受容体の発現を抑制させる事により増殖能も抑制される事を報告した。今回の研究では、膠芽腫細胞におけるEP4受容体阻害剤のその増殖抑制効果について検討した。今年度は小野薬品工業より選択的EP4受容体阻害剤であるONO-AE3-208とONO-AE1-328と提供してもらい、ヒト膠芽腫細胞(U87MG,T98G)に投与して細胞増殖抑制効果をMTT assayで検討した。比較のために代表的なCOX-2阻害剤であるセレコキシブも同様に投与した。96-well plateに1×10 (3)個/wellの細胞を撒いて70% confluenceになるまで10%FBS含有標準培養液で成長させた。その後薬剤を投与し、無血清培養液下でday1-3まで増殖能を調べた。細胞は10%FBS含有下でも96-well plate内では増殖が悪いため、薬剤投与時にアラキドン酸で細胞刺激を行った。アラキドン酸で刺激すると、細胞増殖能は改善したが、選択的EP4受容体阻害剤2剤とも50100μM投与下では細胞増殖抑制を認めるも、1025μM投与下では抑制効果はみられなかった。セレコキシブでは10μM投与下で有意に抑制されており、以前EP4受容体阻害剤(AH23848)を使用してsoft agar assayで行った実験結果と相反する結果となった。この結果は96-well plateで増殖抑制を調査するのは設定が難しく、困難であると思われた。今後のヌードマウス移植モデルや脳内移植モデルを使用したin vivoでの検討や、今までの研究内容の問題点について協議するため、研究協力者のThomas E. Ehng(NIHIUSA)と米国で打ち合わせを行った。
初期ビジョンにおける大局的特徴抽出機構の研究

本研究課題では、次のような項目についてほぼこの順番で研究を進めて、それぞれ次のような結果を得た。(1)効率化アルゴリズムの開発変換平面用の大容量のメモリコストを抑えるメモリ削減Hough変換法の開発と改良を行った。また、計算時間のかからない高速Hough変換法の開発と改良を行う。さらに、メモリ削減、高速Hough変換アルゴリズムの開発も行ない、実験によりその性能が発揮されることを確認した。(2)特徴抽出機構の拡張変換関数単独で表されるモデル図形検出に留まらず、複合モデル図形(直線を複合した凸包、など)を検出するHough変換法を研究した。通常は直線方程式を検出するタイプであるHough変換において、デジタル線分抽出を行うDTHTなる新しい変換方式も考案して、その性能を明らかにした。(3)新しいHough変換関数既存の解析曲線のみを変換関数としない、拡張変換関数系の条件の明らかにし、上記(1)、(2)の機能拡張への新しい可能性も検討した。例えば、パターン検出器の特性を自由に指定し、これを与える変換関数を設計する方法を確立し、パターンの位置と方向に関して、設計仕様に合わせた変換関数を幾つか提案できた。(4)Hough変換を基本演算にもつ「画像セグメンタ」の提案弛緩法などを参考にして、直線/円/楕円/.../一般化Hough変換を基本モジュールとしてもつ「画像セグメンタ」を提案し、例えば顔画像から瞳(円)を効率よく抽出するモジュールを完成させた。本研究では、Hough変換手法自体の拡張・改善の研究、Hough変換を核手法とした画像解析機構構築の研究を並行して進めた。また、計算時間のかからない高速Hough変換法の開発と改良を行った。さらに、メモリ削減・高速Hough変換アルゴリズムの開発も行った。一般化Hough変換との計算コスト比較も行った。(3)新しいHough変換関数既存の解析曲線のみを変換関数としない変換関数系の条件の明らかにし、上記の機能拡張への新しい可能性を検討した。例えば、パターン検出器の特性を自由に指定し、これを与える変換関数を設計する方法を考察し、中心視や方向選択視の変換関数を明らかにした。(4)Hough変換を基本演算にもつ「画像セグメンタ」の提案本研究課題では、次のような項目についてほぼこの順番で研究を進めて、それぞれ次のような結果を得た。さらに、メモリ削減.高速Hough変換アルゴリズムの開発も行ない、実験によりその性能が発揮されることを確認した。(4)Hough変換を基本演算にもつ「画像セグメント」の提案弛緩法などを参考にして、直線/円/楕円/.../一般化Hough変換を基本モジュールとしてもつ「画像セグメンタ」を提案し、例えば顔画像から瞳(円)を効率よく抽出するモジュールを完成させた。
センリョウ、フタリシズカ及びキビヒトリシズカの受粉機構

センリョウ、フタリシズカ、キビヒトリシズカ、並びにヒトリシズカの日本の自然個体群における受粉生物学的研究を行った。センリョウとフタリシズカの苞は幼い花蕾を保護する機能を持つとされているが、キビヒトリシズカでは裂片が長く伸びて基部が柱頭部を覆うように広がる雄蘂群の支えとして機能するように見える。ヒトリシズカの苞は非常に小さくて、どちらの機能も持っているようには見えない。全ての種の花は雌性先熟から雌雄同熟期へと移行し、自家和合性がある。全種で、柱頭にreceptivityがあると見られる期間、雌蘂の主に上部の表面に少量の液体を点々と分泌する。子房の上部に多いが、ヒトリシズカはほぼ全面に見られる。センリョウには主に小型の甲虫類、ハナバチ類、ヒラタアブ類が訪花する。甲虫類は雌性期の花にも両性期の花にも訪れる。雌性期の花では子房表面の分泌液を探っているように見え、両性期の花では花粉も探る。どちらの花でも柱頭によく触れるので、甲虫類は他家受粉に有効な授粉者のように見える。ハナバチ類は主に両性期の花に訪れて花粉を採餌し、柱頭にもよく触れるので、雌性期に受粉していない花では、授粉者として有効であろう。ハナアブ類は花粉を採餌したり子房表面をなめたりするが、柱頭に触れることは比較的少ない。ヒトリシズカにも甲虫類、ハナバチ類、ハナアブ類が訪花する。最も多く訪れるハナバチ類とハナアブ類は雌性期と両性期の両方の花に訪れ、花序の上を動き回るので、柱頭にもよく触れる。甲虫類は比較的少ないが、授粉には有効である。フタリシズカには甲虫類、ハナアブ類、アザミウマ類、アリ類が訪花する。アザミウマ類は雄蘂群と花序軸のがつくる小さな花室に入り、花粉嚢が裂開している花では体中花粉まみれになる。キビヒトリシズカには主にアザミウマ類が訪花し、雄蘂群と花序軸がつくる花室に入り、雌雄同熟期の花では体に多量の花粉が着き、有効な授粉昆虫と思われる。どの花もほぼ完全に紫外線を吸収する。フタリシズカとセンリョウの受粉様式あ調査を行い、以下のことを解明した。1.フタリシズカ(1)花は無花被であり、雄蘂の花糸部が裸出した状態で発達する。花の成熟前は緑色の花糸部が花茎に密着していて、葯と雌蘂の花柱及び柱頭を覆い隠している。やがて、花糸部が白色に変化するとともにその先端部が花茎からやや離れていき、向軸側に隠れていた葯と花柱・柱頭部が側方から見えるようになる。この時点で柱頭は受粉可能(receptive)のように見える。

その後葯が裂開し、開葯後2日目辺りから花糸と柱頭は褐色を帯びて乾燥し始め、開葯後6日目頃に雄蘂はほとんど離脱する。花蜜は分泌するようには見えない。(2)花にはアザミウマ、甲虫、ハナアブが訪れる。どれも花粉を採餌するときに柱頭にも触れることがあり、授粉に貢献すると考えられる。(3)人為的な自家受粉をした花は36.4%、昆虫を排除した無処理の花は40.3%が結実し、野外での自然受粉花の結実率は45.2%であった。従って、自家和合性があると言える。花粉/胚珠の比率は1836(SD=545)であった。2.センリョウ(1)花は無花被であり、雌蘂と雄蘂は露出した状態で発達する。緑色だった雄蘂が白色に変化するに伴い、柱頭が湿潤になってreceptiveになる。その後開葯し、開葯後2-8日して雄蘂が離脱する。(2)花にはハナバチ、ハナアブ、甲虫が訪れる。どれも花粉を採餌するときに柱頭に触れることが多い。(3)人為的な他家受粉の結果、開葯前の花は開葯後1日目の花のほぼ2倍高い結実率を示し(それぞれ約56%と29%)、雌性先熟であることがわかった。また、人為的自家受粉実験の結果は他家受粉と同等の結実率を示し、自家和合性があることがわかった。花粉/胚珠の比率は2268(SD=753)であった。1.フタリシズカとセンリョウにおいて、前年度行った訪花昆虫の行動の観察と捕獲、及び人為的授粉実験の補遺を行った。その結果、フタリシズカにおいてはアザミウマ類、甲虫類、ハナアブが訪れること、センリョウにはハナバチ類、ハナアブ類、甲虫類が訪れることが再確認された。また、両種とも自家和合性があること、フタリシズカは自動的自家受粉の能力をもつこと等のデータが補強された。2.フタリシズカとセンリョウの子房壁に気孔状の小孔があって、そこから液状物質が出されることが判明した。子房がむき出しで直接観察が可能なセンリョウでは、多くの訪花昆虫がそれをなめていることが確認された。外部から子房を観察し難いフタリシズカにおいても、その物質を訪花昆虫が探索していることが示唆された。3.キビヒトリシズカについては、観察・実験を予定していた生育地が破壊されており、代替の場所を捜す必要に追われたため、予定した実験・観察の全てを行うことはできなかったが、次のことを解明した。(1)花は無花被であるが、雌蘂は雄蘂の基部によって保護される形態をとっている。花の形態的な変化の観察から、雌性先熟であるものの、その後雌雄同熟期に移行すると考えられる。(2)訪花昆虫としてハナアブが捕獲されているが、ハナバチも訪花する可能性が高い。(3)子房壁に液状物質が分泌されているように見える。1.センリョウの訪花昆虫の調査を沖縄県名護市と和歌山県東牟婁郡古座川町で行った。沖縄では4月29日から5月3日まで計20時間の調査期間中、訪花昆虫は全く観察されなかった。古座川町では小型の甲虫類とハナバチが訪花した。2.キビヒトリシズカについて高松市と観音寺市で観察と実験を行い、以下のことが明らかになった。(1)花は雌性先熟で、柱頭がreceptiveなように見えてから、ほぼ3日後に雄蘂の葯が開く。その後も柱頭は数日間receptiveのように見える。(2)雄蘂の基部が花軸とともに狭い室をつくって雌蘂を被っていて、雌蘂は雄蘂が脱落するまで露出されない。(3)花密は分泌されない。しかし、心皮の上部に少量の液体が分泌される。(3)主要な訪花昆虫はアザミウマであり、雄蘂基部の室を出入りするところが観察された。アザミウマの体には花粉が大量に付着していた。従って主要な授粉者はアザミウマと考えられる。(4)自家和合性があり、自家受粉を高率に行っている可能性が高い。
真核細胞・共生バクテリアの分裂同調化による光合成オルガネラ成立機構の解明

細胞内共生による葉緑体の成立に必須であった、宿主真核細胞と葉緑体の分裂同調化機構を明らかにすることを目的として、種々の真核藻類を用いた解析を行った。その結果、(1)一次共生及び二次共生起源の葉緑体の分裂は宿主細胞周期により、核コード葉緑体分裂遺伝子の発現レベルでS期に限定されること、(2)葉緑体分裂面の収縮開始が宿主細胞の細胞周期進行に必須であること、(3)細胞の安全な複製のために宿主真核細胞の細胞周期進行は、酸化ストレスを生じる光合成の起こらない夜間に限定されることがわかった。つまり、宿主真核細胞・葉緑体の協調増殖は、双方が制約を掛け合うことで成立していることが明らかとなった。葉緑体は、シアノバクテリアの細胞内共生体を起源とする。共生細胞が世代を超えて宿主細胞に維持されオルガネラ化した例は他にも多く知られている。これまでに、葉緑体分裂が宿主核コードのタンパク質群によって形成される分裂装置によって引き起こされること、その遺伝子群発現が細胞周期制御を受けることを明らかにしてきた。さらに、宿主染色体の複製・分配の制御機構の一部が葉緑体の分裂・分配に転用されている可能性を見いだしている。本研究では、(1)宿主染色体の複製・分配の制御機構の葉緑体分裂・分配への関与を解明、(2)葉緑体分裂装置の原型をもつ、灰色藻の葉緑体分裂・分配機構の解明、(3)葉緑体とは別起源で、オルガネラ成立の中間段階にあるシアノバクテリア共生体の分裂・分配機構の解明を行い、真核細胞によるバクテリア共生体の分裂制御機構の進化過程の一般原理を解明することを目的とする。本年度は、葉緑体分裂に関与するダイナミンがS期にリン酸化されることを見いだし、そのリン酸化サイトを同定した。灰色藻の葉緑体分裂におけるペプチドグリカン層加水分解の役割の解析を行い、シアノバクテリア由来の核コードタンパク質DipMがS期特異的に発現、葉緑体分裂面に局在し、葉緑体分裂に関与することを解明した。紅藻、緑藻、車軸藻を用いた比較解析を行い、葉緑体分裂装置の構成因子をコードする遺伝子群はS期に特異的に発現すること、このS期特異的な発現機構は、葉緑体から核ゲノムへの遺伝子転移の後に獲得されたことが明らかとなった。本年度は、上記(2)及び(3)に関して研究を進めた。(2)について、灰色藻シアノフォラの葉緑体分裂をCarbenicillinにより分裂面収縮開始前で、FtsI阻害剤により、分裂面収縮途中で停止させることに成功した。さらに葉緑体分裂を分裂面収縮前で停止させると宿主の細胞周期はどこかの時点で停止し、葉緑体分裂を分裂面収縮中で停止させた場合には、宿主細胞周期は停止しないことが示唆された。これらの結果宿主の細胞周期に葉緑体分裂チェックポイントが存在することが示唆された。(3)については、ポーリネラ核ゲノムにコードされる、共生体分裂への関与が疑われるタンパク質を同定し、そのタンパク質に対する抗体を作成した。さらにその機能解析を行うためにシアノバクテリアSynechococcus elongatusの当該遺伝子破壊株を作成した。これらを用いて、当該タンパク質がシアノバクテリアの分裂時に分裂面に局在し、分裂に必須であることが明らかとなった。(1)葉緑体分裂・分配と細胞周期進行の同調化機構の解明(2)葉緑体分裂装置の原型をもつ、灰色藻の葉緑体分裂・分配機構の解明、(3)葉緑体とは別起源で、オルガネラ成立の中間段階にあるシアノバクテリア共生体の分裂・分配機構の解明を行い、真核細胞によるバクテリア共生体の分裂制御機構の進化過程の一般原理を解明することを目的とする。本年度は、上記(1)及び(2)に関して研究を進めた。(1)に関しては、単細胞紅藻Cyanidioschyzonを用い、葉緑体分裂を葉緑体分裂装置形成以前で停止させると宿主の細胞周期が前期で停止することを見いだした。つまり宿主真核細胞の細胞周期には、葉緑体分裂チェックポイントがあり、これによって細胞分裂時に、葉緑体が確実に1回分裂することが保証されることが示唆された。

(2)に関しても同様に、葉緑体分裂を葉緑体分裂装置形成以前で停止させると宿主の細胞周期が、ある一定の段階で停止することを見いだした。これらの結果は、シアノバクテリアの細胞内共生による葉緑体成立後、比較的早い段階、灰色藻とその他が分岐するまでに、宿主真核細胞が、葉緑体分裂チェックポイント機構を獲得したことを示唆している。紅藻及び、灰色藻において宿主真核細胞周期に葉緑体分裂チェックポイントが存在することを明らかにできた。さらに紅藻においては、そのチェックポイントがM期前期にあることも突き止めることができた。従って、研究は計画通り順調に進展している。葉緑体は、シアノバクテリアの細胞内共生体を起源とする。共生細胞が世代を超えて宿主細胞に維持されオルガネラ化した例は他にも多く知られている。これまでに、葉緑体分裂が宿主核コードのタンパク質群によって形成される分裂装置によって引き起こされること、その遺伝子群発現が細胞周期制御を受けることを明らかにしてきた。(1)葉緑体分裂・分配と細胞周期進行の同調化機構の解明(2)葉緑体分裂装置の原型をもつ、灰色藻の葉緑体分裂・分配機構の解明、(3)葉緑体とは別起源で、オルガネラ成立の中間段階にあるシアノバクテリア共生体の分裂・分配機構の解明を行い、真核細胞によるバクテリア共生体の分裂制御機構の進化過程の一般原理を解明することを目的とする。上記(1)及び(2)に関して、前年度までに、葉緑体分裂を葉緑体分裂装置形成以前で停止させると宿主の細胞周期が前期で停止することを見いだしていたので、本年度は具体的に葉緑体分裂装置形成のどの段階が前期停止解除に必要なのか、どの様な状況で前期停止がおきているのかについての解析を、単細胞紅藻シアニディオシゾンにおいて行った。その結果、葉緑体FtsZリング形成以降ダイナミンリング形成直前の段階が宿主細胞の前期停止解除に必要なこと、葉緑体分裂が開始しない場合、cyclin B mRNAの低レベル蓄積から高レベル蓄積へのポジティブフィードバック機構がはたらかないことにより前期停止が起きていることが判明した。細胞内共生による葉緑体の成立に必須であった、宿主真核細胞と葉緑体の分裂同調化機構を明らかにすることを目的として、種々の真核藻類を用いた解析を行った。その結果、(1)一次共生及び二次共生起源の葉緑体の分裂は宿主細胞周期により、核コード葉緑体分裂遺伝子の発現レベルでS期に限定されること、(2)葉緑体分裂面の収縮開始が宿主細胞の細胞周期進行に必須であること、(3)細胞の安全な複製のために宿主真核細胞の細胞周期進行は、酸化ストレスを生じる光合成の起こらない夜間に限定されることがわかった。つまり、宿主真核細胞・葉緑体の協調増殖は、双方が制約を掛け合うことで成立していることが明らかとなった。灰色藻において宿主真核細胞周期に葉緑体分裂チェックポイントが存在することを明らかにできた。さらにポーリネラ核ゲノムにコードされる、共生シアノバクテリアの分裂に関与するタンパク質を同定することに成功した。単細胞紅藻の遺伝子導入系を駆使し、葉緑体分裂の具体的にどのイベントが細胞周期によって認識されるのか、一方で、葉緑体分裂が進行するまでの間、どの様な機構で、細胞周期が前期で停止しているのかを明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
酸素代謝を機能別に画像化するハイブリッド分光トポグラフィ

皮膚科分野の腫瘍部等血液領域に関して,レーザースペックル法を改良し血流・血液濃度・酸素飽和度を同時計測し,かつ深さと厚み推定を行うハイブリッドな生体用光トポグラフィの開発を目的とした.1.酸化・還元各血液の光吸収特性を考慮し,780nmと830nmの2波長レーザ光源を選定した.血流マップには830nmが高感度なことを新たに見出した.2.複数スペックル画像の新たな時間積分吸光度算出と修正ランバート・ベール則に基づく重回帰分析を適用し,光路長を含む血液濃度パラメータの良好な評価存確認した.3.スペックル画像実験装置と画像処理プログラムを開発・最適化し,寒天ベースの人工皮膚ファントム測定実験を行った.これより相対変化を良好な検出を確認した.4.トポグラフィ画像データに対して,ガウス型点像拡がり関数に基づくデコンボリューション処理で画像の鮮明度を改善修復する機能を開発・付加した.5.等吸収点波長を利用した独自のアルゴリズムを組み込み,対象領域の深さと厚みの特定,血液濃度(mol/1iter)と酸素飽和度(%)の絶対値校正を条件判別併用下で実現した.6.スペックル血流・分光計測系とトポグラフィ計測系を統合し,動作・制御プログラムを一体化した.人工皮膚ファントムとヒト前腕部での実験を行い,目的の分解能をほぼ実現できることを確認して,研究を終了した.皮膚科分野の腫瘍部等血液領域に関して,レーザースペックル法を改良し血流・血液濃度・酸素飽和度を同時計測し,かつ深さと厚み推定を行うハイブリッドな生体用光トポグラフィの開発を目的とした.1.酸化・還元各血液の光吸収特性を考慮し,780nmと830nmの2波長レーザ光源を選定した.血流マップには830nmが高感度なことを新たに見出した.2.複数スペックル画像の新たな時間積分吸光度算出と修正ランバート・ベール則に基づく重回帰分析を適用し,光路長を含む血液濃度パラメータの良好な評価存確認した.3.スペックル画像実験装置と画像処理プログラムを開発・最適化し,寒天ベースの人工皮膚ファントム測定実験を行った.これより相対変化を良好な検出を確認した.4.トポグラフィ画像データに対して,ガウス型点像拡がり関数に基づくデコンボリューション処理で画像の鮮明度を改善修復する機能を開発・付加した.5.等吸収点波長を利用した独自のアルゴリズムを組み込み,対象領域の深さと厚みの特定,血液濃度(mol/1iter)と酸素飽和度(%)の絶対値校正を条件判別併用下で実現した.6.スペックル血流・分光計測系とトポグラフィ計測系を統合し,動作・制御プログラムを一体化した.人工皮膚ファントムとヒト前腕部での実験を行い,目的の分解能をほぼ実現できることを確認して,研究を終了した.皮膚科分野における皮膚ガン早期発見のため,皮下腫瘍部の酸素代謝情報(血流,血液濃度,酸素飽和度)と形態情報(深さ,厚み,大きさ)を正しく測定する手段が必要である.本研究は,レーザースペックル血流計測法を2波長方式に改良し,血流と血液濃度・酸素飽和度の3情報を同時計測すると共に,すでに開発済みの腫瘍部の深さ・厚みの形態データ推定法と統合することで,血流,分光とトポグラフィの計測機能を併せもつハイブリッドな生体用光トポグラフィの開発を目的とした.1.酸化・還元各血液の光吸収特性を考慮し,かつ市販の入手可能な半導体レーザ波長として,780nmと830nmを最適2波長として選定した.次に2波長のスペックル画像からの血流マップを比較し,830nmの方が高感度な測定が可能であることを新たに見出した.2.複数スペックル画像から算出する時間積分吸光度を新たに導入し,これにランバート・ベール則に基づく重回帰式を適用し,モデル試料の酸化・還元各血液濃度算出を試みた結果,光路長と血液濃度の積をパラメータとした評価値が良好に利用できることを確認した.重回帰式による推定では精度が得られず,今後の検討課題とした.3.スペックル画像実験装置を構成し,汎用画像処理ソフトによりプログラムを開発・最適化した上で,内部に血液領域を含有する寒天ベースの人工皮膚ファントムを作製し,血液濃度と酸素飽和度の測定実験を行った.結果より,相対変化を良好に検出可能なことを確認したが,まだ,画像上に不要なスペックルが残存し,画質が十分でない問題を残した.次年度の課題とした.皮膚科分野における皮膚ガン早期発見のため,皮下腫瘍部の酸素代謝情報(血流,血液濃度,酸素飽和度)と形態情報(深さ,厚み,大きさ)を正しく測定する手段が必要である.本研究は,レーザースペックル血流計測法を2波長方式に改良し,血流と血液濃度・酸素飽和度の3情報を同時計測すると共に,すでに開発済みの腫瘍部の深さ・厚みの形態データ推定法と統合することで,血流,分光とトポグラフィの計測機能を併せもつハイブリッドな生体用光トポグラフィの開発を目的とした.1.前年度構成の装置で得られるトポグラフィ画像データに対して,ガウス型点像拡がり関数で光散乱に伴うボケをモデル化し,デコンボリューション処理で画像の鮮明度を改善修復する機能を開発・付加した.2.等吸収点

波長を利用した独自のアルゴリズムを組み込み,対象領域の深さと厚みをまず特定し,その条件での血液濃度(mol/liter)と酸素飽和度(%)を絶対値校正する実験式を導出した.対象領域の深さと厚みに依存し,2ないし3種類の条件判別を併用することで,校正が良好に行えることを確認した.3.前年度構成した装置を基礎に,スペックル血流・分光計測系とトポグラフィ計測系のハードウェアを統合し,併せて動作・制御プログラムを一体化した.これより,血流,血液濃度,酸素飽和度別のトポグラフィ画像を液晶ディスプレイに並列表示可能になった.最後に,人工皮膚ファントムおよびヒト前腕部に対して,検証実験を行い,目的の時間分解能と空間分解能がおおよそ実現できることを確認して,本研究課題を終了した.
K中間子ヘリウム原子のX線の精密測定

K中間子ヘリウム原子の3d→2pX線のエネルギーを精密に測定して、K中間子と原子核の間の強い相互作用について明らかにする実験KEK-PS E570を本計画研究経費によって行った。当初実験は、平成17年の秋口に終了の予定であったが、十分な統計を得るために延長申請を行い、KEK-PSの最後の実験として、平成17年一杯データ収集を行った。平成18年度は収集されたデータの解析を集中的に行った。この3d→2pX線は過去に3回にわたって測定がおこなわれて、結果の平均は40±8eVという極めて大きな斥力的なシフトを示しており理論との大きな不一致が長らくパズルとして知られていた。本実験は過去の測定に比較して、(1)新規に開発された大面積・薄型でありながら、分解能のよいシリコンドリフト検出器(SDD)の採用(2)in-beai環境でTi/Ni薄膜からの特性X線を用いてX線エネルギーを絶対精度1eV程度で較正(3)入射K中間子及び反応から放出される荷電粒子の軌跡検出から、確かにヘリウム標的中にK中間子が静止した事象の選択を行った点が新しく、統計・分解能・S/Nの全てを圧倒的に改善した測定によって、シフトはほぼ0であることが2eV程度の極めて小さい統計誤差で明確に示され、結果は原著論文として公表済みである。また、K中間子ヘリウム原子の2p状態の幅についても過去の実験は40eV近い幅を示唆していたが、本実験では16eV(95%CL)の上限を得た。ピークの収量と合わせて原著論文として投稿する最終段階にある。新しく開発されたシリコンドリフト検出器(SDD)を用いて、K中間子ヘリウム原子の3d→2p遷移に伴うX線のエネルギーを、非常に高い統計精度で測定する実験をKEKで行った。同実験は過去に3回行われ、いずれも非常に大きな(40eV)斥力的な2p準位のシフトを報告しているが、ビーム中での測定器のエネルギー較正を行っていないなど結果は確定的でない。もし、数eVを超える大きなシフトが実験的に確定すれば、我々のグループが先に発見した"ストレンジトライバリオン"が、確かにK中間子-原子核の束縛状態であることが確定する。過去の実験で用いられためは通常のSi(Li)検出器である。数mmの厚みを有するため、高エネルギーγ線のSoftCompton散乱に伴うバックグラウンドが避けられず、また収量確保のための大型化に伴って分解能が低下していた。我々のSDDは、静電容量が遥かに小さく、100平方mmと大型化しても180eVと2倍以上高い分解能が確保できる。また、0.26mmと薄型のため、X線ピーク領域でのシグナル/バックグランド比を約1桁改善できた。さらに、K中間子の入射経路上に置かれたチタン/ニッケルの薄膜からの特性X線を同時に取りこむことにより、SDD検出器の絶対エネルギー較正を常時行った。実験は、平成17年12月までに6週間に渡ってビームタイムを消化、データ収集は極めて成功裡に行われた。現在オフライン解析を行っている。初期的な解析結果では、最終的なK中間子ヘリウム原子の2p準位のエネルギーについて統計精度2eVと、過去の実験を1桁近く上回る高統計のデータを得ていること;既に、過去の40eVという極端に大きなシフトの報告値は間違いであったことが判っている。今後、オフラインの解析計算機環境を構築してゆくことによって、18年度中に最終的な結果を得るべく解析に集中する。

本実験は、K中間子ヘリウム原子からの3d→2p X線のエネルギーを新規に開発されたシリコンドリフト検出器(SDD)を用いて高精度に決定することによって、2p状態の強い相互作用によるシフトを決定することを目指した実験である。実験のデータ収集は、KEK-12GeV PSにおいて、17年度に終了しており、今年度は、そのオフライン解析を集中的に行った。初期的な結果から、過去3回の報告例に比較して、分解能は1.5倍以上、統計/S/N比の両面でほぼ1桁改善された綺麗な3d→2p遷移に伴うX線の測定に成功しており、統計誤差2eVと目標値を達成していることが明らかである。過去の実験はいずれも40eVという極めて大きな斥力的なシフトを報告しているが、本実験によるシフトはこれより遥かに小さいことが確実である。この結果をHYPO6国際会議において、招待講演として発表し、現在最終結果にむけた、系統誤差についての詳細な検討を行っている。最終的なシフトの誤差は主にX線検出器の絶対ゲインの較正や、X線のヘリウム中でのコンプトン散乱によるピーク形の歪みに起因する系統誤差によって決まると考えられており、同時にデータ収集を行ったフラッシュADCの波形解析による、パイルアップ事象の除去や、コンプトン散乱によるピーク形の歪みにかんするシミュレーションが重点となっており、この解析を加速するために、高速なCPUを有するLinuxファイルサーバーを導入したのが、今年度の本研究費の主支出であり、最終結果の論文公表を急いでいる。
球状黒鉛鋳鉄における超塑性発現のための組織制御と負荷速度依存性

研究代表者は、オーステンパー球状黒鉛鋳鉄を一層強靱化するため、破壊起点である黒鉛周囲と共晶セル境界に、オーステナイト生成元素を偏析させて、オーステナイト化温度を局部的に低下させ、(α+γ)域で保持することで、この部分の合金元素の濃化・分配を図り、熱や加工に対して安定な残留オーステナイトを優先的に導入した材料を開発した。この強靱ADIでは、安定な残留オーステナイトの存在により、低温において加工誘起変態による変態誘起塑性(TRIP)現象を示すことが明らかになった。このTRIPは、従来の加工誘起マルテンサイト変態に起因するものではなく、変形双晶によるものであることを明らかにした。試験温度に対する引張特性の変化を調査すると、198Kをピークに異常伸びを示し、引張強さ、0.2%耐力も、伸びが増加する付近から増加し始めている事が明らかとなった。各熱処理材のうちで、低温において著しい伸びを示した試料では、粗大な塊状の残留オーステナイトが観察された。これをEPMAによりミクロ分析した結果、MnおよびNiがかなり濃化している事が明らかとなった。また、C量の濃化も観察された。さらに、このような異常伸びの発現に及ぼす負荷速度の影響についても、広い負荷速度範囲で衝撃引張り試験により評価した。さらにADIで生成する変態組織が靭性に及ぼす影響について検討を行った結果、オーステンパー保持時間の経過にともなう靭性の劣化は、二次黒鉛とχ-炭化物の析出によるものであることを明らかにした。
脳磁図を用いた運動プログラムによる不安及びストレス軽減効果の評価研究

本研究では、脳磁図計(MEG:magnetoencephalography)を用いて4週間の持続可能な運動プログラム介入による不安・ストレス軽減効果を脳活動や主観評価の変化から評価することを目的とした。健常成人男性20名を運動導入群、運動非導入群にランダムに割付、介入前後にストレス課題遂行時のMEG計測、Visual Analogue Scale(VAS)を含む質問紙検査を実施した。両群ともに、介入期間前後における脳活動の変化は認めなかったが非導入群ではVAS評価によるストレスや落ち込み項目が有意に高くなっていることが確認され、精神的ストレスに対しネガティブな気分が高まることが示された。本研究では、脳機能イメージング計測として時間分解能に優れる脳磁図計(MEG;magnetoencephalography)を用いて、持続可能な運動プログラム介入による不安・ストレスの軽減効果を、脳活動の変化により客観的に評価し、その作用機序を解明することを目的とする。初年度は、まず、本試験で使用する注意バイアスを評価する課題を作成した。不安やストレスの強い者は、否定刺激の素早い検出、または検出した刺激からの注意の解放が困難であることが先行研究で報告されている。このような情報処理に着目した課題をMEG試験を実施するシールドルーム内で適切な時間内に使用できるよう留意し、プログラミングソフトを用いて作成した。内容的には、パソコン画面上に「脅威語」と「中性語」が上下に500 msの間、対呈示された後、どちらかの単語と同じ位置にドットが呈示され、試験被験者はドットが上下のどちらの位置に呈示されたかの判断をボタン押しで反応する「ドットプローブ課題」である。次に、7名の被験者を対象に、ドットプローブ課題と合わせて選択的注意機能を評価するストループ課題などの認知機能検査、不安やストレス度、個人内要因として気質・性格を評価する各種質問紙検査も含めた、パイロット試験を実施した。今後、被験者数を増やして評価課題の妥当性・再現性を確認するとともに、介入プログラムの確立を行い、試験パラダイムが適切かどうかを慎重に検討し、必要に応じて適宜修正・変更していく予定にしている。本研究では、脳機能イメージング計測として時間分解能に優れる脳磁図計(MEG;magnetoencephalography)を用いて、持続可能な運動プログラム介入による不安・ストレスの軽減効果を、脳活動の変化により客観的に評価し、その作用機序を解明することを目的としている。本年度は、スポーツ医学の専門家、運動トレーナーと協議し、運動介入プログラムの構築を実施するとともに、研究プロトコルの検討を主体的に行った。試験デザインはランダム化並行群間比較試験の予定である。全被験者を介入前検査(質問紙検査など)の結果をもとに、運動介入群と運動非介入群に割り付けることとする。介入期間は先行研究を参照のうえ、6週間に設定し、運動介入群には、被験者が安全に、楽しんで、無理なく持続的に体力増進できる運動プログラムを実施する。段階的に運動強度を上昇させ(初期段階では修正Borg2、終了段階では修正Borg6程度)各試験日におけるプログラムはいずれもウォーミングアップ、メインエクササイズ、クールダウンの流れとし、約1時間の構成とした。運動非介入群には、運動と健康の関連性などについての指導教室のみ実施する。6週間後、介入後検査を行い、介入前後の気分、不安・ストレスレベル、疲労度などの変化を検証する。本研究を実施するにあたり、被験者募集、試験実施場所の提供をしていただく協力機関との打ち合わせ、実施スケジュールの検討も行った。本研究では、脳機能イメージング計測として時間分解能に優れる脳磁図計(MEG;magnetoencephalography)を用いて、持続可能な運動プログラム介入による不安・ストレスの軽減効果を、脳活動の変化より客観的に評価し、その作用機序を解明することを目的としている。当初、試験被験者および実施場所を提供予定であった協力機関と打ち合わせを行い、有酸素運動を中心とした運動プログラム介入試験の実施を予定していたが、当該機関の組織変更により実施が難しくなった為、再度、研究プロトコルを検討した。その結果、試験デザインはランダム化並行群間比較試験とし、被験者が自発的に無理なく行いうる持続可能な運動プログラムを導入する群、導入しない群に割付を行い、4週間の介入期間前後の脳活動の変化を評価するプロトコルに修正した。具体的には、運動プログラム導入群には、運動と健康に関する情報提供、身体活動・運動指導に関するパンフレットの配布やメールによる情報配信などを定期的に行い、自主的に持続可能なスタイルで身体活動量を増加させる。被験者は、自己管理するうえでの補助ツールとして歩数計、活動記録票を活用し、日々の活動を記録することとした。介入前後の試験では、ストレス課題、非ストレス課題の認知課題遂行時などのMEGを用いた脳活動計測、自律神経系機能評価、各種質問紙検査を行う。本年度は、すでに修正したプロトコルで試験を開始しており、次年度に試験実施予定である被験者10名をリクルート済である。研究協力機関で実施予定であった試験プロトコルの見直しが必要になった為、研究計画を全般的に再検討し、運動プログラムを再構築して被験者募集を行ったことにより、やや遅れている。本年度は、すでに修正プロトコルで試験を開始しており、次年度以降、リクルート済の被験者10名を対象に試験実施予定である。引き続き、募集を行い被験者人数を増やしていく。試験実施環境、設備の不具合も特に認められないことから、今後の試験実施において特に問題はないと考えられる。