hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RCAS1リガンドとSCCAプロモーターを導入した肺癌特異的感染ベクターの開発

癌特異的遺伝子のプロモーターとしてSCCAプロモーターを導入したアデノウイルスベクター作成用シャトルベクターを構築した.まずpGL3ベクターにSCCAプロモーター(ヒト胎児腎細胞株293細胞よりPCR法でクローニング)を導入し,緑色発光遺伝子(GFP)と赤色発光遺伝子(DsRed)をレポーターとして挿入したベクターおよびKLAKLAK2遺伝子を治療遺伝子として挿入したベクターを構築,これらを制限酵素で切り出してシャトルベクターpAdTrackに導入した.これらのベクターと大腸菌を用いた相同組み換えの系を用いて3種類のアデノウイルスベクター(Ad-Mock, AdSCCA-Red, AdSCCA-KLAKLAK2)を構築した。AdSCCA-Red, AdSCCA-KLAKLAK2)とSCCA産生のあらかじめ分かっている癌細胞株LK2とLC1およびSCCA産生のない株A549とABC-1,正常細胞株SAECを用いて発現実験および治療実験を行った.AdSCCA-Redを用いた検討ではA549,ABC-1,SAECではDsRedは発現しなかったのに対しLK2,LC1で強い発現が確認された。AdSCCA-KLAKLAK2を用いた遺伝子治療実験ではA549,ABC-1,SAECに対しては細胞毒性を示さなかったのに対し,LK2,LC1でアポトーシスが誘導された。以上のことから,このベクターを用いることによって,正常組織では副作用のない遺伝子導入系をつくることができることが証明された.この治療効果および正常細胞への安全性はヌードマウスの癌移植モデルにおいても確認された.(論文投稿中)癌特異的遺伝子のプロモーターとしてSCCAプロモーターを導入したアデノウイルスベクター作成用シャトルベクターを構築した.まずpGL3ベクターにSCCAプロモーター(ヒト胎児腎細胞株293細胞よりPCR法でクローニング)を導入し,緑色発光遺伝子(GFP)と赤色発光遺伝子(DsRed)をレポーターとして挿入したベクターおよびKLAKLAK2遺伝子を治療遺伝子として挿入したベクターを構築,これらを制限酵素で切り出してシャトルベクターpAdTrackに導入した.これらのベクターと大腸菌を用いた相同組み換えの系を用いて3種類のアデノウイルスベクター(Ad-Mock, AdSCCA-Red, AdSCCA-KLAKLAK2)を構築した。以上のことから,このベクターを用いることによって,正常組織では副作用のない遺伝子導入系をつくることができることが証明された.この治療効果および正常細胞への安全性はヌードマウスの癌移植モデルにおいても確認された.(論文投稿中)肺癌の前癌病態と考えられている肺AAHの遺伝子変異を調べ,肺癌の発癌機構を解明することを目的として以下の研究を行った.約3万のヒト遺伝子の中から1300の癌関連遺伝子および比較対照遺伝子を選択し,それぞれの遺伝子における特異的配列を認識するプライマーを配したマイクロアレイプレートを作成した.プライマーセットは各々500塩基対の産物が得られ,かつ他の遺伝子との間に相同性のないように設計した.一方で当科関連施設における肺病変(肺癌,肺AAH)切除検体を収集し,超低温下にて保存した凍結組織ライブラリー,およびパラフィン包埋切片ライブラリーを作成した.肺正常組織において遺伝子変異が細胞の重層化に関連する因子としてcaveolin-1遺伝子が同定されたことを受けて,この遺伝子に着目し癌関連遺伝子の免疫組織学的検討として,正常気管支上皮・AAH・肺癌における発現状況をパラフィン包埋切片とcaveolin-1特異的抗体を用いて比較検討した.正常細胞および肺AAHにおいてはcaveolin-1の発現が見られたが,肺腺癌においてはほとんどの症例で発現の低下が認められた一方で,肺扁平上皮癌では一部の症例で強発現しているものが認められた.このことから,肺扁平上皮がんにおけるcaveolin-1遺伝子の役割は不明であったが,肺AAHから肺腺癌に至る発癌の過程においてcaveolin-1遺伝子発現が減弱することが,癌化にとって重要なステップである可能性が示唆された.癌特異的遺伝子のプロモーターとしてSCCAプロモーターを導入したアデノウイルスベクター作成用シャトルベクターを構築した.まずpGL3ベクターにSCCAプロモーター(ヒト胎児腎細胞株293細胞よりPCR法でクローニング)を導入し,緑色発光遺伝子(GFP)と赤色発光遺伝子(DsRed)をレポーターとして挿入したベクターおよびKLAKLAK2遺伝子を治療遺伝子として挿入したベクターを構築,これらを制限酵素で切り出してシャトルベクターpAdTrackに導入した.これらのベクターと大腸菌を用いた相同組み換えの系を用いて3種類のアデノウイルスベクター(Ad-Mock, AdSCCA-Red, AdSCCA-KLAKLAK2)を構築した。

AdSCCA-Red, AdsccA-KLAKLAK2)とSSCA産生のあらかじめ分かっている癌細胞株LK2とLC1およびSCCA産生のない株A549とABC-1,正常細胞株SAECを用いて発現実験および治療実験を行った.AdSCCA-Redを用いた検討ではA549,ABC-1,SAECではDsRedは発現しなかったのに対しLK2,LC1で強い発現が確認された。AdSCCA-KLAKLAK2を用いた遺伝子治療実験ではA549,ABC-1,SAECに対しては細胞毒性を示さなかったのに対し,LK2,LC1でアポトーシスが誘導された。以上のことから,このベクターを用いることによって,正常組織では副作用のない遺伝子導入系をつくることができることが証明された.この治療効果および正常細胞への安全性はヌードマウスの癌移植モデルにおいても確認された.(論文投稿中)
ビッグデータ時代における顧客情報の利活用促進と生命保険契約等の将来的課題

保険契約はリスクに応じた保険料を保険契約者が支払うものである。リスクと保険料との間には対応関係が求められる(給付反対給付均等の原則)。したがって、保険契約はリスク評価という点ではリスク情報が重要である。保険契約者または被保険者を中心とした顧客およびその周辺情報を収集したとき、データには人も物も峻別する境目はない。まず、ビッグデータを基礎に、ある人またはある物との相関関係を捉えてリスク測定をすることを考えると、保険契約者および被保険者とそれ以外の家族を識別してそのリスクを特定したりリスクを評価したりする必要はない。たとえば、保険契約者または被保険者以外の家族の疾病から遺伝病が明らかになることもある。すなわち、特定の人の情報がその人以外の者から収集したデータから明らかになる。このことを推し進めると、第2に、データの前では、近代法が前提とする人と物とを峻別が相対化されるおそれがある。たとえば、自動運転車事故に対し当該車に責任主体を認めるべきだ(人工知能に責任を認める)という説はこのことを意味し、筋電義手も身体の一部と評価すべきか物と評価すべきか悩ましい問題が生じる。このような近代法上の原則、そして保険法の原則を揺るがしかねない問題がデータの前に生じていることが研究の過程において明らかとなり、本研究では、この問題にも触れ考察した。結論としては、自動運転車に責任主体を認めるのは時期尚早であるが、人か物か区別がつかない筋電義手のようなものに対しては、傷害疾病「準」定額保険という概念を認め、柔軟にリスク対応することが進展する科学技術を社会に受容することにつながるのではないかと考えている。今日、どのような法理論を構築し新技術を社会に受容していくべきなのかということも法学の役割として社会に求められているように思われる。平成27年度は,平成27年11月14日に,平成27年度第2回日本保険学会関西部会報告会(於:京都産業大学)にて,「ビッグデータと保険法・保険業法ー技術革新による法令への影響ー」というテーマで単独報告を行った。報告の要旨は,次のとおりである。ビッグデータは,IoT(モノのインターネット),AI(人工知能),ロボット,自動運転車,iPS細胞,ドローン及びフィンテック等の実用化に向けての基礎を与えているだけでなく,保険契約にも今後大きな影響を与え得る。その一つが,ビッグデータの利活用により偶然であるべき保険事故の発生について,高い精度でその発生の確率を算出し得るようになることである。高度なリスク細分化が現実のものとなる。給付反対給付均等の原則をより徹底化することが可能となり,高いリスクを持つ者にはより高い保険料の額を,そうではない者にはより低い保険料の額を求めていくと,「逆選択」を招き得る。生保では,将来,ウェアラブル端末による健康リスク測定が常時行われ得る。このような高度に細分化されたリスク測定が常時に行われると,経済制度としての保険の存立を揺るがしかねない。また,保険法上の事故の偶然性の他,保険法の告知義務,通知義務,重大事由解除及び危険減少の保険料額減額請求等のあり方は再検討する必要がある。施行規則・施行令も含んだ保険業法上はビッグデータの利活用を想定して保険料率算出基準を設けていると思われず,特に自動車保険では,自動運転車等について料率算定基準の見直しが求められる。その他,個人情報保護については,個人情報保護法で十分なのか,不当な差別的取り扱いにならないような基準はどのようなものかが問われる。保険業法の趣旨は,経済制度としての保険が成り立つようにビッグデータの利活用のあり方を規制するという意味でのいわば業界保護法的な色彩がより濃厚になると思われる。上記の通り,採択1年目に,日本保険学会関西部会で報告する機会を得て,研究の概要及び方向性について,まとめることができたことによる。生命保険契約等の人保険契約について、保険会社はICTを使ってリスクを測定し、保険会社が提供する危険負担(いわゆる安心又は安全)を厳密に評価しそれに対する対価としての保険料の算定をより高い精度をもって行うことができるようになってきた。保険契約(保険法2条1号)には給付反対給付均等の原則が求められる。従来の測定対象は静的リスクであり、たとえば、保険年齢は年齢により算出し基本となる保険料はこれにより算出できたが、ICTの利活用により、たとえば、被保険者が装着したウエアラブル端末から被保険者の健康状態を動的リスクとして測定し、リアルタイムでのリスク測定として、健康に係るビッグデータに照らして解析し健康年齢を導き、それに応じた保険料を算出することができるようになったのである。これにより、保険契約における給付反対給付均等の原則はより徹底されることも可能となったといえる。また、生命保険契約を販売する際にも、保険契約者側の家族情報(配偶者及び子の健康情報も含む)等の顧客情報も収集し、今後の契約更新、新規契約にも利活用できる。しかし、他方においては、保険契約者側の情報、とりわけ被保険者の個人情報の保護がたいへん重要な問題となる。医療技術の発展を背景として、出生前診断から出生後の既往症、さらに、GPSを使用しての運動量の測定を行うことは、上記のリアルタイムでの被保険者の日々の動的な健康情報をモニタリングするとになるので、被保険者の個人情報が保険会社に吸い上げられることになる。

今後はさらに、個人情報保護法も改正されたので、保険会社が保険契約者側の情報を新規契約、更新に向けて利活用するため、又は、被保険者の動的リスクを測定するため、被保険者の個人情報がどのような条件の下で保険会社に利活用されることが許されるのかについて検討していきたい。日本保険学会の学会誌・保険学雑誌636号189頁以下(2017年)に「保険会社のICTを使った危険測定と自動車保険契約等への影響」と題する拙稿を寄稿した。本稿では、ビッグデータを使って、動的リスクの測定を生保会社及び損保会社が行っていることを示し、個人情報保護をいかに保護するかという問題が重要となり、また、動的リスク測定が保険契約のあり方に影響を与えることを示した。顧客情報も動的に変化する情報であり、保険会社が求める情報のあり方は、販売という観点では、家族の情報を含めた最新の顧客情報であり、リスク測定という点では、リアルタイムでの情報である。いずれも、動的情報であるが、動的情報の最新の情報を求めれば求めるほど、個人情報保護法と抵触するおそれがあり、これらをどのように調整するかが問題となる。あらゆる情報を収取することが企業にとってビジネスを効率よく進める上で不可欠となっている。生命保険会社も例外ではなく、顧客、とりわけ、被保険者の健康情報を収取したビッグデータを解析しその結果を保険料に反映させる等の新しい保険商品を開発している。その典型が、いわゆる健康年齢連動型医療保険といわれる商品である。この商品は、一般に用いられる被保険者の静的リスク、つまり契約年齢による固定リスクに基づいて保険料が決定されるのではなく、被保険者の動的リスク、つまり日々の生体情報や運動状態等の生活情報に基づいて保険料が導かれる。損害保険商品にも、動的リスクに基づき保険料が算定されるテレマティクス保険が開発されている。このように、被保険者の動的なリアルタイムでのリスクを評価するために、ビッグデータが利活用されている。問題は、被保険者の個人情報及びプライバシーとの関係である。とりわけ遺伝子情報をビッグデータに利活用していくならばその危険性は深刻である。さらに、保険契約者側が自己の又は家族の疾患リスクを知るに及んだとき、高リスクの者が生命保険又は疾病保険に加入するという逆選択のおそれが生じる。新保険商品の開発の足かせにならないようにしながら、個人情報及びプライバシーの保護に考慮することは容易ではないが、保険業法により新らルールを検討する必要がありそうである。さらに、保険契約者の顧客情報等、とりわけ家族情報がマーケティングに利用され得ることも、生命保険契約締結に係る課題がある。研究成果の一部は、学会ではないが、放送大学香川学習センターサンクリスタル講演会(2017年12月9日、(於)高松)にて講演を行い、一般向けに還元した。研究成果として学術論文を公表できていないという点では、やや遅れている。しかし、構想は練っており、公表する雑誌及び寄稿時期も決まっている。保険契約はリスクに応じた保険料を保険契約者が支払うものである。リスクと保険料との間には対応関係が求められる(給付反対給付均等の原則)。したがって、保険契約はリスク評価という点ではリスク情報が重要である。保険契約者または被保険者を中心とした顧客およびその周辺情報を収集したとき、データには人も物も峻別する境目はない。
リスニング・リコールの分析単位について

リコール(筆記再生法)の採点に用いられる分析単位の妥当性について、前年度までの予備実験の結果をもとに本実験を実施・検証した。予備実験では、リコールの分析単位として妥当性が高いものとしてSakai(2005)の定義に基づくアイデア・ユニット(IU)とBrazi1(1994)に基づくトーン・ユニット(TU)が抽出された。そこで今年度はこの2つの分析単位を使ってリコールを採点し、両者を再生率、併存的妥当性(外部基準テストとの相関)、信頼性(ユニット分割一致率・採点者間一致率・テストの内的整合性)、クラスター分析の4つの観点から比較した。被験者は日本人大学生83名。実験刺激は難易度がほぼ同じ英検準2級のモノローグを2種類用意し、外部基準テストとしてはCASECを用いた。実験の結果、IUはTUより厳しい採点尺度であることつまりIUを用いて採点すると再生率が低くなること、併存的妥当性や採点者間信頼性及び内的整合性には違いがないこと、ユニット分割一致率ではTUが著しく劣ることが明らかになった。またクラスター分析からは、IUとTUのどちらの分析単位を用いても分割する必要がない、言い換えると分割しないで1つのユニットとして扱った方がよいユニットの存在が示唆された。この研究成果は、これまで全く検証されずに使用されてきた分析単位についてその特徴を明らかにし、今後リコールを用いるリスニング研究に1つの指針を提供するとともに、より妥当性・信頼性の高い分析単位を作成する手がかりを示したと言える。外国語学習者のリスニング力を測定する手段として、リコール(筆記再生法)を用いた国内外の研究を概観した。使用されている分析単位はアイデア・ユニットが最も多く、続いて命題、ポーズ・ユニット(あるいはトーン・ユニット)という結果になった。しかし残念ながら、リスニング・プロセスと関連づけてそれぞれの分析単位を用いることの妥当性に言及している文献はなかった。従って本研究の必要性を改めて確認する結果になった。また各分析単位の定義に基づいて、マテリアルを分割する実験協力者を数名確保することができた。分析単位の定義の中には、実際のテキストを照らし合わせた時に判断が困難になるものがあるので、この作業は本研究の目的遂行のために必要不可欠である。最後に来年度、実験で使用する数種類のマテリアルの選定を行い、テキスト音声の編集作業が完了した。同時に被験者のリスニング能力を測定する多肢選択式のリスニング・テストの準備も完了した。外国語学習者のリスニングカを測定する手段としてリコール(筆記再生法)を用いた国内外の先行研究を概観した平成17年度の研究成果を元に予備実験を2度実施した。予備実験1の目的は、各分析単位をリコールの採点基準として、その採点結果を外部基準テストに照らし合わせて妥当性を検討するとともに、各分析単位の特徴を明らかにすることにあった。今回の実験の対象とした分析単位は、アイデア・ユニット、トーン・ユニット、ポーザル・ユニット、命題の4つである。被験者は大学2年生41名で、実験刺激には英検準2級の説明文型のパッセージを使用した。外部基準テストとしてCASECのリスニング・セクション(多肢選択式)を用いた。外部基準テストとの相関及び因子分析の結果から、4つの分析単位ともリコールの分析単位としてある程度の妥当性が認められた。しかしクラスター分析の結果、4つの分析単位のうちアイデア・ユニットとトーン・ユニットが、幅広い層(英語熟達度)を測定できるという点で優れていることが分かった。中でもトーン・ユニットはリスニングの特徴である音声的な影響を反映した単位であることから、リスニング・リコールの分析単位として最も妥当性の高いことが示唆された。予備実験2はアイデア・ユニットに焦点をあてたものである。予備実験1でアイデア・ユニットの妥当性は認められたが、この単位は研究者により様々な解釈がなされており、統一した定義が定まっていない。そこで、先行研究で使用されている代表的なアイデア・ユニットの3つの定義-Carrell(1985)、Sakai(2005)、Spencer(1975)-に基づいてリコールを採点し、どのアイデア・ユニットがリスニング・リコールの分析単位として妥当であるか検討することにした。分析方法は予備実験1と同様である。分析の結果、Sakai(2005)が最も妥当性が高いことが示唆された。

この研究成果は、これまで全く検証されずに使用されてきた分析単位についてその特徴を明らかにし、今後リコールを用いるリスニング研究に1つの指針を提供するとともに、より妥当性・信頼性の高い分析単位を作成する手がかりを示したと言える。
内リンパ嚢の物質輸送におけるホルモン制御についての研究

内リンパ嚢(ES)は内リンパ液の吸収に重要な役割を担っている。ESの上皮は2種類の細胞-I型、II型-で構成され、I型細胞が著しい取り込み活性を示す。I型細胞は径240nmのラテックス粒子、墨汁、カチオンカフェリチン(CF)、HRPを取り込むと報告されている。このことはI型細胞が活発な食作用、飲作用を有することを示している。しかし、取り込みの機構についての詳細はいまだ明らかではない。今回の研究ではCF、HRP、マイクロパーオキシデース(MPO)をトレーサーとして使用し、ES上皮細胞による取り込みの初期過程を電子顕微鏡によって検討した。【方法】白色モルモット(250-350g)を使用し、後頭開頭によりESを露出し、ガラス細管により人工ES液に溶かしたトレーサーをESに注入した。10から30分後にESを摘出し、2%グルタールアルデヒドと2%パラホルムアルデヒド(0.1Mリン酸緩衝液、PH7.3)で1時間固定した、組織は緩衝液で洗浄後、CFを注入した組織は1%オスミウム酸による後固定を行い、HRP、MPOを注入した組織はDAB反応後、同様に後固定を行った。【結果と考察】電子顕微鏡による観察の結果、ESにおけるトレーサーの取り込みは、主にその中間部で認められた。しかし、HRPにおいては盛な取り込みか認められたが、CF・MPOではあまり旺盛ではなかった。HRPの取り込み様式は、非被服小胞様細胞膜陥凹が認められたが、大量のHRPが大型の細胞膜陥凹によって取り込まれていた。この結果により、ESの上皮細胞はマクロパイノサイトーシス様の機構によってES内の内リンパ液を取り込み処理する可能性を示した。内リンパ水腫は、内リンパ液が内リンパ管に過剰に貯留した状態である。この原因としては、内耳血管条における内リンパ液の過剰産生と、内リンパ嚢における内リンパ液の吸収障害が想定される。本研究において、内リンパ水腫の形成に内リンパ嚢が如何に関わっているかについて解明するために、内リンパ嚢での物質輸送の動態を検討した。実験動物は、モルモットを使用した。全身麻酔下に内リンパ嚢を露出させ、内リンパ嚢内にガラスキャピラリーを挿入し、内リンパ嚢内にreceptor mediateな取り込みトレーサーとしてカチオン化フェリチン(CF)を、water phaseの取り込みトレーサーとしてマイクロパーオキシデース(MP)を注入した。CF,MPを注入後、内リンパ嚢内皮細胞のCF,MPの取り込み過程を透過型電顕にて観察した。結果は、内リンパ嚢内皮細胞でのCF,MPの取り込みは、内リンパ嚢中間部で認められ、近位部や遠位部では認められなかった。このことは、内リンパ嚢の物質輸送は主にその中間部において行われている可能性を示唆するものである。また、内リンパ嚢中間部においては内皮細胞が円柱上皮であるが、近・遠位部では立方上皮であり、形態学的違いからもその機能の違いが示唆される。今回の結果からは、内リンパ液の恒常性に内リンパ嚢の中間部が何らかの関与をしていると考えられる。今後の課題として、これらの物質取り込みを制御しているシステムについて検討する。
神経極性を形づくる微小管重合を制御する神経ステロイド

神経細胞は神経間情報交換のため常にシナプス形成と樹状突起可変動を繰り返している。特に樹状突起は情報伝達の入力を司り、その可変動は細胞骨格タンパク質とそれを制御するmicrotubuleassociated protein 2(MAP2)の働きに起因している。我々は生体内物質である神経ステロイドの一群が、MAP2に作用することで微小管ダイナミクスを変化させるナノシステムの存在を見いだし、その全容解明を行ってきた。神経系のMAP2の中でもより低分子のMAP2Cは組み換えタンパク質としての機能解析が容易である上にシナプス結合、とくに受容系を担うスパインにおけるアクチン重合に対しても促進的に機能することが報告されている。この視点をもとに、微小管と同様なダイナミクス解析を行ったところ、神経ステロイドであるプレグネノロンによるアクチン重合と培養海馬神経細胞における成熟型スパイン数の増加が認められた。逆にストレス応答ホルモンであるコルチコステロン(CORT)では抑制することが認められた。興味あることにプロゲステロンは微小管とは逆にアクチン重合促進効果を示し、MAP2活性化はそのエフェクターとなる重合タンパク質に対して多様な作用を示すことが明らかとなった。この視点を踏まえて、重合作用、培養海馬神経細胞の樹状突起とスパイン形成、蛍光チューブリン(Ac-EGFP-tubulin)及び蛍光MAP2Cを発現させたFRAP解析、セルフリー実験における暗視野顕微鏡解析、WGAトランスシナプテイック輸送などを指標に、数々の精神神経作用薬、神経ステロイドとの関連で精神神経作用が疑われる内分泌撹乱物質の微小管、アクチン重合に及ぼす影響を観察した。その結果、薬理作用から予想された機能成績を得ることに成功した。特に樹状突起は情報伝達の入力を司り、その可変動は細胞骨格タンパク質とそれを制御するmicrotubuleassociated protein 2 (MAP2)の働きに起因している。本年度は、ストレス応答ホルモンであるコルチコステロン(CORT)によるMAP2を介した微小管ダイナミクスの解析を再構成系及び、細胞レベルにおいて試みた。CORTのMAP2Cへの結合は、分子間相互作用定量水晶発振子(QCM)法により、アンタゴニスト効果を有するプロゲステロン(PROG)処置で競合的に拮抗し合うことを明らかとした。そこで、MAP2CにおけるCORT結合部位を同定するため、アミロイド結合部位と目されるアミノ酸(AA)配列を含む1-71AAを除した変異タンパク質(Δ1-71 MAP2C)を作製し、QCMを用いた検討を行った結果、CORTの結合がなくなった。さらに他の神経ステロイドについても同様の結果が示され、1-71AA部位にステロイド結合部位が存在することが示唆された。そこで、tubulin重合に対する検討を行ったところ、Δ1-71 MAP2Cのみでは、全長のMAP2Cの場合と同程度のtubulin重合であった。一方、CORTによるtubulin重合の抑制はΔ1-71 MAP2Cを用いた場合において、完全に阻害された。次に、培養海馬神経細胞での微小管ダイナミクスの検討を行うため、蛍光タンパク質融合微小管(Ac-EGFP-tubulin)を用いて、細胞内tubulin動態を可視化し、FRAP法を用い解析した。CORTの処置では、自発的に重合を行うtubulinの重合速度が0.41倍に低下される事、24時間後には樹状突起を著しく退縮させる事が示された。一方、CORTによるこの効果は、単独では樹状突起伸展に影響しないプロゲステロン(PROG)によって拮抗される事が明らかになった(Cort+PROG:0.41→1.2倍)。現在、MAP2Cがアクチン重合にも関与することが示されて事から、その詳細な解析を行っている。
7TeslaMRIによる神経Behcet病早期脳微小血管病変の検出

今年度はベーチェット病患者さん3例7TMRI画像を撮像した。急性期症例1例中枢進行病病変先行型が1例、中枢神経withoutBD症例1例であった。急性期症例は眼球運動障害を認めこれまでの報告と異なっていたが、髄液IL-6が高く、メトトレキサート治療併用し症状は改善し髄液IL-6も低下を認めた確定診断例であった。MRIでは小脳萎縮および一部に無症候性脳病変を認めた。若年型パーキンソンまたは若年性アルツハイマー病疑いで神経内科入院した。3Tand7T頭部MRIで小脳萎縮を認め、髄液IL-6が高値であった。他の神経疾患が否定的であったことから口内炎のみであったが、神経ベーチェット病先行型としてメトトレキサート治療を開始して認知機能の改善を認めた。これまでの症例を含めて確定診断には頭部MRIの小脳萎縮を超える所見は得られなかった。共通して認められた所見は無症候性の白質病変であった。健常人にくらべ無症候性の白質病変が年齢に比べ多い印象があった。小脳病変の早期病変は得られなかった。初年度に撮像した症例に関して再度撮影し脳面積の比較した(3TMRI)が変化は3年間では得られなかった。また3TMRIとの比較をしたが7TMRI画像で検出される画像と同様であった。微細な血管病変については優位な印象があるが臨床症状との関連性を含めると統計的な有意差はなかった。今回慢性型についてステロイドパルス療法前後で治療前後で撮像したが変化がなく、慢性型ではステロイド反応性が画像上も低いことも確認できた。現在のところNon-NBD(神経Behcet病)症例1例およびNBD1例撮像した。BD疑い(NBDうたがい)1例撮像した.現在のところ両者共通して無症候性白質病変を認めている.小脳に限局しているわけでなく脳全体に分布してた.言語障害が残存するNBDではこれまで報告された小脳中心以外に脳全体に出現しており言語野にも白質病変を認めていた.頭痛を繰り返すNon-NBD症例1例でも無症候性白質病変を被殻中心に認めておりループス頭痛と同様な病態が考えられたが病理学的な裏付けがない.母親が確定されたNeuroBD症例で欠神発作を繰り返すtypeであった。身体所見ではBDは否定的だがNBDうたがい息子症例は3TeslaMRIでは全く所見がなく髄液検査でもNeuroBDは否定的であったが7TeslaMRIで撮像したところ微小血管病変を認めていた.超早期病変について有用性がある可能性があるが現在のところ撮像した症例数が少なく統計学的な解析が行えていない.神経病変先行例について検討がこれまでおこなわれていなかった.上記のような家族歴がある患者さんについてNBDについて積極的にスクリーニングしていく必要性があると考えられた.今後は神経内科共同研究者水野講師と共同で男性,Behcet病家族歴あり,喫煙者について積極的にMRI撮像し神経病変先行例について積極的に検討を行いNBD先行例の診断診断カテゴリー作成のためパイロット試験を行っていく.新規診断されたBehcet病患者は認めたが神経症状がなくMRI撮像に至らなかった. NBDが診断が髄液所見が必要であるが急性期でないと髄液陽性所見が認められないことから診断が確定できない.確定診断できたNBD症例が少数のためMRI撮像にいたらなかった.今年度はベーチェット病患者さん4例7TMRI画像を撮像した。いずれも白質病変を認め確定診断のため髄液検査を行ったが蛋白細胞数乖離やIL-6の増加は認められなかった。全身性エリテマトーデスおよび健常人で認められる無症候性の白質病変であった。健常人にくらべ無症候性の白質病変が年齢に比べ多い印象がある。全身性エリテマトーデスにおいては無症候性の白質病変が脳萎縮との関連性があることから初年度に撮像した症例に関して再度撮影を行い脳面積の比較を行うこととした。3TMRI画像との比較をしたが7TMRI画像で検出される画像と同様であった。微細な血管病変についてはやや優位な印象があるが統計的な有意差はなかった。治療薬との関連性について比較したがこれまで撮像したが症例は中枢神経ベーチェットを疑っていたことからメトトレキサートが1例を除き内服しておりシクロスポリンによる薬剤性の中枢神経ベーチェットとの比較は行えなかった。1例のみプレドニゾロンのみの症例では無症候性の白質病変が多かった。生物学的製剤前後で撮像したが精神症状改善したがMRI画像に変化を認めなかった。これまでのところ微細な血管病変を認めておらず、無症候性の白質病変が全例で認めた(n=7)。同年代にくらべ多い印象があった。髄液検査との画像所見は乖離があり今後経過をおっていく必要がある。慢性中枢神経ベーチェットに対して生物学的製剤前後で撮像したが神経症状の改善に伴ってMRI所見は改善を認めなかった。中枢神経ベーチェット患者数が少なく有意な所見を得るまでに至っていない。症状が出現時にMRIを撮像できずに所見が消失している可能性がある。

急性期症例は眼球運動障害を認めこれまでの報告と異なっていたが、髄液IL-6が高く、メトトレキサート治療併用し症状は改善し髄液IL-6も低下を認めた確定診断例であった。MRIでは小脳萎縮および一部に無症候性脳病変を認めた。若年型パーキンソンまたは若年性アルツハイマー病疑いで神経内科入院した。3Tand7T頭部MRIで小脳萎縮を認め、髄液IL-6が高値であった。他の神経疾患が否定的であったことから口内炎のみであったが、神経ベーチェット病先行型としてメトトレキサート治療を開始して認知機能の改善を認めた。これまでの症例を含めて確定診断には頭部MRIの小脳萎縮を超える所見は得られなかった。共通して認められた所見は無症候性の白質病変であった。健常人にくらべ無症候性の白質病変が年齢に比べ多い印象があった。小脳病変の早期病変は得られなかった。初年度に撮像した症例に関して再度撮影し脳面積の比較した(3TMRI)が変化は3年間では得られなかった。また3TMRIとの比較をしたが7TMRI画像で検出される画像と同様であった。微細な血管病変については優位な印象があるが臨床症状との関連性を含めると統計的な有意差はなかった。今回慢性型についてステロイドパルス療法前後で治療前後で撮像したが変化がなく、慢性型ではステロイド反応性が画像上も低いことも確認できた。Non-NBD症例であることのため髄液検査をルーチン検査とする.今後は現在の診断基準では疑いに至る症例についても積極的に撮像する.共同研究している当院神経内科水野講師と共同で疑い症例について再度検討し撮像基準の見直しをする.若年者の原因不明脱力発作症例についてもNBD疑いとしてMRIを撮像し前向き研究を行う.ベーチェット病患者さんの集積を図る。症状出現からMRI撮像までのタイムラグについてできるだけ短くする。当初予定された患者数に比べ少数であったことから7TeslaMRIの撮像費および造影剤が使用できなかった.当初計画数10症例に対して4症例のみの撮像であり、解析に必要症例数を満たしていなかった.それに伴い画像解析などのソフトウェアなどの購入も見送った.撮像患者数が少なかったことから繰越金となった。ベーチェット病患者さんの撮像日を今年度から設定し、被検患者さんを定期的にする体制を確立したできるだけタイムラグをなくすため研究協力者を科内に増員してMRI撮像に対して人員的な因子を減らすこととした。使用計画としてMRI以外の画像所見についても検討し多面的に画像所見を捉えることを計画している。岩手県全体のBehcet病特定難病受給者は100名以上であり症例数については問題がないことから今年度は前年度をあわせたtotal症例数20名を目指す.画像解析に充分な症例数なところで画像解析ソフトを購入する.
原子ステップ型超平坦ポリマー基板上でのナノ構造構築とフレキシブル量子機能素子創製

本研究では、独自開発した原子レベル熱ナノインプリントプロセスにより、高耐熱ポリイミド樹脂などのフレキシブルポリマー基板表面を、Si基板並みの単原子レベル(約0.3nm高)周期的ステップ構造を有する超平坦にした後に、原子ステップエッジでの選択的結晶成長などを利用して、ZnO、In2O3、Ga2O3などの半導性酸化物や金などのナノワイヤー・ナノドット構造を直接ポリマー上に構築することで、電気伝導や発光特性における量子機能性を評価し、世界初のフレキシブル量子機能素子の創製をめざすものである。本年度の研究において、型押し用の鋳型として0.20.3nm高さの直線状原子ステップサファイア(単結晶アルミナ)基板を用いて、熱ナノインプリント装置により、真空下、非晶質ポリマーの軟化温度付近(100°C300°C)で、数MPa程度の加圧で、(加熱→型押し→離型)を経て原子レベルナノパターン転写を行った。その後、パルスレーザーアブレーション成膜(PLD)により、原子ステップポリマー基板上に、ワイドギャップ半導体として有用なZnO超薄膜を堆積したところ、通常ポリマー基板上堆積の時よりも結晶性が向上し、電気伝導率も一桁以上向上した。これは、原子ステップポリマー基板の超平坦上での結晶核形成がより均一であり、面内結晶成長が促進されたことにより、結晶性向上に伴う粒界散乱の低減と電子移動度向上が起因していると思われた。この結果から、膜厚が数nmレベルのZnO量子薄膜における光学特性における量子機能発現が期待される。研究途中で、ナノインプリント加工装置やレーザー成膜装置などの故障があり、当初の見込みよりも研究成果が出ないのではと危惧されたが、実験遂行の工夫を重ね、効率的な研究遂行を実施した結果、種々の興味ある研究結果とおおむね期待通りの成果を挙げることができている。従って、おおむね順調に進展しているといえる。2018年度に得られた成果をベースにして、ポリマー基板上での成膜パラメーターや結晶化条件の最適化を図り、原子ステップポリマー基板上でのZnOなどの半導性酸化物薄膜のナノ構造(超薄膜、ナノ細線、ナノドットなど)の構築を系統的に行って、それらの光や電気特性における量子機能の評価を精力的に遂行する。(理由)研究自体はほぼ順調に進展しているが、実験に使用する消耗品等の購入が、想定以下に推移したために、次年度使用額が生じた。(使用計画)今年度では、想定以上のより多くの成果を達成すべく、実験遂行をより加速して研究を進めることで、研究費目毎の使用を適切に実行するとともに、研究成果を国際的によりアピールすべく、種々の国際会議に精力的に参加する予定である。
液胞膜プロトンポンプと亜鉛輸送体の分子構造と作動・共役機構の解明

本研究では、Arabidopsis thalianaのMTP1(AtMTP1)を対象として構造-機能協関の解析を進めてきた。AtMTP1は398アミノ酸残基で構成され(AF072858)、6回膜貫通型単一分子である。N端とC端側は細胞質に露出し、膜貫通領域TM4とTM5の間には25個のHis残基を含む親水性ループがある。このループのHis集積領域(32残基)を欠いた変異AtMTP1は亜鉛輸送速度が11倍に増大し、亜鉛に対する親和性を変えない一方で、コバルト輸送性も示した。変異AtMTP1の輸送速度増大はHisループが細胞質亜鉛の集積に寄与している反面、親和性を示す亜鉛を透過孔に転移させるプロセスがエネルギー障壁となり、輸送速度を低下させている可能性を示している。Hisループへの亜鉛結合にともなう微細構造の変化が輸送速度を抑制している可能性もある。Hisループは、細胞質亜鉛を必要以上に輸送しない安全弁としての役割が推定される。これらの知見に加えて100残基以上の個別アミノ酸置換による機能検定も進め、亜鉛輸送速度、金属選択性を支えるアミノ酸残基と構造について明らかにした。プロトン輸送性ピロホスファターゼ(H^+-PPase)については、I型とII型が遺伝子として同定されているが、本研究によりI型は液胞膜に局在し、II型はゴルジ装置に局在すること、さらに植物組織においてI型はII型の0.3%以下のタンパク質量であり、液胞で機能しているのはI型のみであることを解明した。これは生化学的実験に加えて、機能と局在を損なわずに自己プロモータ制御下で発現させたH^+-PPase-GFP発現株の作出成功による知見でもある。さらに、本研究開始以前から当グループメンバー試みてきた結晶構造解析の目処が立ったことも付言したい。新規なエネルギー転換酵素であるH^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)は、植物液胞膜および原生動物細胞の内膜系、古細菌細胞膜に局在し、高分子合成の副産物として供給されるピロリン酸(PPi)を加水分解して得られるエネルギーを利用し、プロトンを能動的に膜輸送する。既知のF型、V型、P型ATPaseとは一次構造、基質ともに全く異なる新しいイオンポンプである。この分子について、構造を基盤とする作動機構の解明を進め、次の知見を得た。(1)N端およびC端領域は,生物種により配列も長さも大きく異なる。N端に欠落は酵素機能を完全に失わせ、C端側の親水性領域は一部を欠失しても酵素機能を維持できる。(2)プロテオミクス解析により検出されるリン酸化アミノ酸が機能調節に関わるか否かを検討したところ、リン酸化されている可能性はほとんどないこと、またリン酸化アミノ酸を模擬するアミノ酸への置換によっても、活性への影響は見られず、現時点では、リン酸化による酵素機能の調節はないと判定した。(3)数千の変異型H^+-PPaseの中から,基質加水分解活性に比してプロトン輸送活性が高い変異型酵素を得た。基質への親和性は変化せず、H^+/PPi比が高い作動様式を示すものと判断された。これらの知見に加えて、(4)H^+-PPaseを利用してPPi濃度を測定する技術基盤も検討し、組織抽出液をサンプルとした場合であっても、数μM程度のPPiを検出可能な方法を開発した。
超新星残骸から高エネルギーガンマ線の観測による宇宙線起源の解明

日本とオーストラリアの共同実験であるCANGAROO実験では、sub-TeVエネルギー領域での観測を目的として、10mの口径を持つCANGAROO II望遠鏡による観測を行っている。更なる詳細観測・観測可能ダイナミックレンジの拡大を達成するため、ステレオ観測を行うCANGAROO III計画により、今年度より、望遠鏡2台目での観測を開始した。今年度は、過去ではあるが2001年に行った、SN1006の観測データの解析を新たに進めると共に、2000年の観測データの再解析を行った。残念ながら現在も解析途中である。また、本研究課題の経費を用いて、ステレオ望遠鏡の各種キャリブレーションを行うための計測システム用コンピュータと、望遠鏡の台数も増え、増大速度の増した観測データを管理するデータの記録システム用コンピュータを購入し、データの解析処理やキャリブレーションを進めている。今年度内の前半と後半に1回ずつ、本研究課題の経費にて、オーストラリアに赴き、CANGAROO-IIIステレオ望遠鏡での観測を行い、更に現地のデータ取得システムの最適化と各種調整を行った。また、上述したデータの記録システムの構築を行い、運用を開始した。その後、本研究課題の経費を用いて、ステレオ望遠鏡の各種キヤリブレーショイを行うための計測システム用コンピュータを購入し、解析・キャリブレーションを進めている。また、年度後半には、本研究課題の経費にて、オーストラリアに赴き、CANGAROO IIIステレオ望遠鏡での観測を行い、各種調整を行った。この時の観測データを日本に持ち帰り解析し、今後のシミュレーションや、キャリブレーションに必要なエレクトロニクスの実働パラメータ等を解析算出した。
沈み込む太平洋プレートの岩石学的多様性と火山弧のレスポンス

日本列島下に沈み込む太平洋プレートを構成する海洋地殻の42元素とSr-Nd-Nf-鉛同位体組成を測定し,沈み込む太平洋プレートの脱水・変成によって発生する流体組成のモデル計算を実施した.この流体がマントルに付加し発生する島弧マグマの組成を計算し,東北日本弧ならびに西南日本弧に噴出したマグマの組成を比較した.モデル計算で推定される物理条件と観測の間の整合を確認し,島弧マグマの複雑な生成条件を明らかにすることに成功した.この結果から東北日本と西南日本のマグマの成因が,基本的に沈み込む海洋プレートの温度に依存し,この2地域で化学組成の全く異なる島弧マグマ群が発生していることが明らかになった.日本列島下に沈み込む太平洋プレートを構成する海洋地殻の42元素とSr-Nd-Nf-鉛同位体組成を測定し,沈み込む太平洋プレートの脱水・変成によって発生する流体組成のモデル計算を実施した.この流体がマントルに付加し発生する島弧マグマの組成を計算し,東北日本弧ならびに西南日本弧に噴出したマグマの組成を比較した.モデル計算で推定される物理条件と観測の間の整合を確認し,島弧マグマの複雑な生成条件を明らかにすることに成功した.この結果から東北日本と西南日本のマグマの成因が,基本的に沈み込む海洋プレートの温度に依存し,この2地域で化学組成の全く異なる島弧マグマ群が発生していることが明らかになった.北西太平洋の海洋掘削試料・海山試料の岩石記載・全岩主成分・微量成分組成の分析を実施した.分析した試料は,海洋掘削試料のODP303(3:括弧内は試料数),304(3),197(2)サイト,ならびにIODP1179(6)サイトの玄武岩海洋地殻,海山では襟裳海山(1),堀田海山(10),第一鹿島海山(1),択洋第二海山(1),ならびにODPサイト197の周辺の海山試料(3),新生代の小規模火山(プチスポット)の海洋地殻ガブロゼノリス(1)ならびに玄武岩マグマ(10)の41試料である.主成分元素と微量成分元素の特徴をもとに,マグマの生成環境(温度・圧力・揮発成分含有量など)および起源物質(起源マントルの化学組成)の検討を行った.検討の結果を米国地球物理学連合秋季大会で公表した.関連論文として,マグマを発生するマントルでおこる融解現象の多様性(Kimura and Sano, 2012),東北日本弧のマグマの多様性(Yamada et al., 2012 Resource Geology; Takahashi et al., 2012, Journal of Petrology),島弧間の比較のためクリル弧とサンギへ弧の火山岩の多様性とその成因(Martynov et al., 2012, Petrology; Hanyu et al, 2012, Geochemistry Geophysics Geosystems)ならびに,元素分析法の開発(Kimura and Chang, 2012, JAAS)をいずれも著名国際誌に出版した.東北日本火山岩類の元素・同位体組成分析を実施した.分析した試料数は50試料である.分析結果をもとに,島弧マスバランス数値シミュレーションモデルを用いてマグマの生成環境(温度・圧力・揮発成分含有量など)および起源物質(起源マントルの化学組成)の検討を行った.また,既存の西南日本の火山岩類の主成分元素と微量成分元素データをもとに,島弧マスバランス数値シミュレーションモデルを用いてマグマの生成環境(温度・圧力・揮発成分含有量など)および起源物質(起源マントルの化学組成)の検討を行ない,東北日本弧の結果と比較検討した.日本列島下に沈み込む,太平洋プレートを構成する海洋地殻玄武岩の主成分・微量成分元素42種の組成と,ストロンチウム-ネオジミウム-ハフニウム-鉛同位体組成を測定し,海洋地殻の地球化学的特徴を明らかにした.その化学組成および沈み込む海洋堆積物の化学組成を用い,沈み込む海洋プレートスラブの脱水・変成過程における鉱物組成や岩石組成の化学変化のモデル計算を実施した.それらの結果により,発生する海洋プレートスラブ流体の化学組成を予想した.このスラブ流体が海洋プレート上にあるマントルに付加し発生する島弧マグマの化学組成を計算した.この仮想的マグマの組成と東北日本弧ならびに西南日本弧に噴出した実際のマグマの組成を比較した.この計算過程で使用される海洋プレートの温度,スラブ流体のマントルへの付加量,マントルの融解温度と融解深度,その融解度を変化させ,いかなる条件で計算によって得られるマグマの組成が実際に観測される島弧マグマの組成と一致するかを検討した.その結果,これまで考えられていたマントルや海洋プレートスラブの温度条件の範囲内で,実際のマグマが生成しうることを明らかにした.42元素および4同位体の元素バランスを用いて,モデルと観測の間の整合性をとり,島弧マグマの複雑な生成条件を明らかにすることに成功した.この結果から東北日本と西南日本のマグマの成因が,基本的には沈み込む海洋プレートの温度や速度の依存し,この2地域で化学組成の全く異なる島弧マグマ群が発生していることが明らかになった.26年度が最終年度であるため、記入しない。岩石学・地球化学・火山学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画した試料の分析を終了し,分析結果について検討を実施して,成果を国際会議で公表した.西南日本のマグマの成因に関する総括論文が国際誌(Geochemistry Geophysics Geosystems)に受理され,新しいモデルの提案をおこなった.

東北日本弧の論文を執筆して,現在国際誌Geochimica et Cosmochimica Actaに受理され,印刷中である.東北本州弧の火山岩試料の追加分析は半数が終了し,今後残りの試料を分析すると共に解析を実施する予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に分析した火山岩試料のSr-Nd-Hf-Pb同位体分析を実施する.得られた成果をとりまとめ,国際会議で成果報告を行う.西南日本弧のマグマ成因論(出版済み)と東北日本弧のマグマ成因論(査読中)の双方のモデルの比較を持って,沈み込む海洋プレート物質の状態がどのようにマグマ生成に影響するのかについての,包括的モデルの提唱を実施する.また,沈み込む太平洋プレートスラブの化学組成について,分析が終了しているので,沈み込みスラブの化学的多様性と,その島弧マグマ化学組成への影響について検討を実施し,論文を執筆開始する.26年度が最終年度であるため、記入しない。予定していた試薬の使用量が予定より少なかったため,繰り越しが生じた.当該予算は次年度公表予定である論文の投稿料に充てる予定である.100試料の分析に予定していた経費が,試料調整の都合から半数の50試料になったため,分析経費に余剰が生じた.前年度分析できなかった50試料の分析経費に充てる.
社会的ストレスの環境要因がうつ病態の形成に与える影響についての基礎的研究

社会的ストレスの環境要因がうつ病態の形成に与える影響について調べるため、社会的敗北ストレスを新規改変した動物モデルをラットに構築した。社会的ストレスで用いる系統の組み合わせを詳細に検討した結果、ストレスを受けたラットはうつ病様行動異常として知られる社会的回避行動を誘発した。抗うつ薬は社会的回避行動の異常をわずかに改善したが、対照群レベルまでの有意な回復には至らなかった。また、長時間の皮質脳波記録から、ストレス負荷ラットはレム睡眠における潜時の短縮や断片化の促進、出現時間の顕著な増加、という異常を示すことが確認された。このモデルはヒトのうつ病に伴う睡眠障害に類似した病態を呈することが示唆された。「いじめ」をはじめとした社会的ストレスはうつ病やそれに付随する病態を引き起こす要因の1つと言われている。本研究の目的は、社会的敗北ストレスを改変した新しいモデルを構築し、ストレスの環境要因が行動的・身体的側面に与える影響について検証することである。今年度は、ラットに社会的回避行動を惹起させるストレス環境を構築するための方法論的検討として、ストレス負荷で用いるラットの系統の選定を行った。社会的敗北ストレスの手続きとして、一定時間、試験対象の小型ラットと、ストレッサーの大型ラットを同一飼育ケージ内で直接接触させた後(直接的接触)、それぞれのラットを透明のしきり板で隔てたケージの中で24時間一緒に滞在させた(間接的接触)。これを1日1回の頻度で10回行った。なお、使用する大型ラットは連日異なる個体を使用した。ストレスにより小型ラットが他個体を回避するか否かを調べるため、ストレス期間終了後にinteraction試験を行った。接触率は、オープンフィールド内に設置した小さな箱内にストレッサーと同種のラットを入れた際の箱周辺領域内の滞在時間を計測し、箱内にラットがいない場合の同領域の滞在時間を100%として算出した。1ストレス開始時、小型ラットに6週齢のWistar(WI)ラット、大型ラットに8週齢のWIラットを用いた場合には、interaction試験における接触率は149.0±13.6%となり、箱内のラットに対する接触行動は促進した。2小型ラットに5週齢のSprague Dawley(SD)ラット、大型ラットに8週齢のWIラットの組み合わせでは接触率が137.9±8.5%となり、接触行動の亢進が認められた。3小型ラットに8週齢のSDラット、大型ラットに7ヶ月齢のBrown Norway(BN)ラットを用いると、接触率は6.2±5.1%となり、接触回避行動が誘発された。これらを総合的に判断し、SDラットーBNラットを適切な系統の組み合わせとして選定した。「いじめ」などの社会心理的ストレスはうつ病やそれに付随する病態を引き起こす要因の1つと考えられている。本研究の目的は、社会的敗北ストレスを新規改変した動物モデルを構築し、社会的ストレスの環境要因が行動的・身体的側面に与える影響について検証することである。昨年度はラットへのストレス負荷に用いる系統の組み合わせを選定したが、今年度はその方法論を用いて社会的行動や活動性の変化、摂食および嗜好性に対する影響について検証し、うつ病様状態を呈する新しいモデルとしての妥当性を評価した。ストレス負荷の方法は、昨年度と同様に、1日1回、直接的接触と間接的接触を組み合わせてストレスを負荷し、この工程を合計10回繰り返し行った。この操作の後、オープンフィールドにおけるinteraction試験を実施したところ、試験ラットはSocial targetがストレッサーラットである場合に接触回避行動を示したが、Social targetが試験ラットと同系統の場合においても接触回避行動を示したことから、このストレス環境は社会的回避行動に汎化を生じさせることが分かった。ストレス終了後には、対照群と比べて自発運動活性の有意な低下(P < 0.01)が生じており、ストレス環境下における摂食行動の顕著な減少(P < 0.01)も認められた。さらに、ストレス終了から1ヶ月後のショ糖嗜好性試験では、対照群に比して有意な嗜好性の低下(P < 0.05)が生じていた。これらのうつ病様行動は、連続したストレス環境の呈示により生じるが、単回のみの呈示の場合でも社会的回避行動を示す個体が確認された。本研究におけるストレス環境への暴露により、これらのうつ病様行動を惹起させることに成功したことから、うつ病の動物モデルとしての妥当性が示された。社会心理的ストレスは、うつ病やそれに付随する睡眠障害などの病態を引き起こす要因の1つと考えられている。本研究の目的は、社会的敗北ストレスを新規改変した動物モデルをラットで構築し、社会的ストレスの環境要因がうつ病態の形成に与える影響について検証することである。昨年度までの研究では、社会的敗北ストレスに用いる系統の組み合わせを選定し、ストレス負荷の方法論を確立した後、行動学的側面からモデルとしての妥当性を評価した。今年度は、睡眠障害という観点から分析し、睡眠パラメータに対する社会的ストレスの影響について検討した。

前頭部、頭頂部の脳表にステンレスネジ電極を留置したラットに社会的敗北ストレスを負荷し、ストレス後に24時間の睡眠覚醒脳波を記録した。その結果、ノンレム睡眠においては、総出現時間が対照群に比べて有意(P<0.01)に減少し、出現潜時は延長する傾向を示した。一方、レム睡眠においては、総出現時間が対照群に比して有意(P<0.01)に増加し、ノンレム睡眠開始よりレム睡眠が最初に出現するまでの潜時は有意(P<0.05)に短縮していた。また、各睡眠相とも出現と消失を頻回に繰り返す断片化が顕著であった。横軸に各睡眠相の総出現時間、縦軸に断片化の値をプロットすると、対照群とストレス群では異なる分布パターンを示し、ストレス後よりイミプラミンを慢性投与すると、対照群と類似の分布パターンにシフトした。さらに、イミプラミンは各睡眠相の総出現時間の異常を有意(P<0.01)に改善し、出現潜時も改善させる傾向を示した。したがって、本モデルはヒトのうつ病に伴う睡眠障害と非常に類似した病態を呈することが明らかとなった。この結果を踏まえ、「睡眠異常をきたすうつ病のモデル動物」(松田ら特願)、「うつ病や急性ストレス性障害の診断バイオマーカー及び治療又は予防用組成物」(楯林ら特願)の2件を特許出願した。ラットを用いた社会的敗北ストレスに関連する研究において、これまで他個体への回避行動を誘発させる実験系は報告されていない。本年度の研究で、社会的敗北ストレスの方法論的検討を行い、他個体に対して回避行動を誘発させるラットの系統の組み合わせの選定にはじめて成功した。これらの成果により今年度の研究計画は予定通り達成された。ラットを用いた社会的敗北ストレスに関連する研究において、ストレッサーラットや、試験ラットと同系統のラットに社会的回避行動を誘発させることに成功した実験系はこれまで報告されていない。本年度の研究により、昨年度選定したストレス負荷方法を用いることで、社会的接触回避や摂食異常、嗜好性変化などのうつ病様行動を惹起させることに成功しており、ヒトのうつ病態を的確に反映した動物モデルを確立できたと考える。また、次年度に計画されている、ストレス環境の睡眠への影響を検証するための実験系の構築も現在進めており、長時間脳波記録システムのセットアップや、より精確な電気生理データの記録環境の整備を進めているところである。予備実験として、ストレス環境前後の脳波記録を実施し、あわせて解析も開始している。これらの現状を踏まえ、本年度の研究はおおむね順調に進んでいる。神経生理学今年度選定したラットの系統を用いて社会的敗北ストレス負荷実験を実施し、社会的行動の低下(接触回避)や活動性の低下(行動抑制)、無快楽様状態(ショ糖摂取量・嗜好性変化)、摂食異常などの項目について検証し、うつ病様状態を呈する新しいモデルとしての妥当性を評価する。