hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
てんかんにおける大域ネットワーク機能障害の病態解明とそれに基づいた治療法の開発

新皮質てんかん患者において、デフォルト・モード・ネットワーク(default mode network: DMN)などの、大域ネットワークに沿って、発作起始時に高周波振動(high-frequency oscillation: HFO)を含む速波活動が出現することを発見した。発作起始時にDMNでHFOを認める患者では、他のてんかん患者と比較し、有意な機能的結合性の低下は認めなかった。てんかんによる大域ネットワークの興奮性増大が示されたが、機能的結合性障害との関連は明確ではなかった。健常者18名を対象に研究計画書の手法を用いて、MRスペクトロスコピー(MRS)でグルタミン酸・GABAを測定する脳部位の同定を試みた。安静時機能的MRIデータの独立成分分析を行い、デフォルト・モード・ネットワーク(DMN)に相当する成分を同定した。どの成分をDMNと判定するかは主観に依存する部分が多く、DMNが2つの独立した成分に分離して同定される例が多いなど、問題点があることが判明した。そのため、新たに解剖学的ランドマークを用いてMRS測定部位を同定する手法を開発した。DMNの分布の個人差を考慮するため、公開されている多数例のデータベースを用い、健常人100名の安静時機能的MRIと構造MRIを組み合わせて解析した。その結果、左頭頂後頭溝の下1/3の頭頂葉側の脳回がほとんどの場合DMNに属していることが判明した。今後、同部位を含む領域を測定部位としてMRSの撮影を行っていくことにした。本研究の評価項目であるDMNの興奮系/抑制系バランスに影響を与え得る因子として、てんかん発作のDMNへの波及の程度が考えられた。このため、難治性てんかんに対する外科的治療の術前検査目的で慢性硬膜下電極留置を行った患者を対象に発作波の伝播様式とDMNの関連性を精査した。その結果、DMNの一部にてんかん焦点がある場合は、DMN特異的に発作波が伝播する例があることが明らかになった。そこで、DMNの一部にてんかん焦点を有する患者は他の局在関連性てんかん患者と分けて組み入れし、解析を行うことにした。MRI研究について、研究計画書で想定していた解析手法に問題点が見つかり、新たな解析手法を解析する必要が生じたため。また、基礎的解析の結果、患者の組み入れ基準についても見直しの必要があった。モデルラット研究では、頭蓋内脳波記録を用いて、脳領域間の機能的結合性の解析を試みた。先行研究では、脳大域ネットワークの機能的結合性は、主に機能的MRIにおいて解析されており、頭蓋内脳波を用いた研究は少なく、対象となる脳波成分については必ずしも一致していない。そこで、まず、難治性てんかんに対する外科的治療の術前検査目的で慢性硬膜下電極留置を行った患者の頭蓋内脳波記録を解析し、機能的MRIにおける機能的結合性に対応する脳波成分の検証を行った。先行研究の解析方法を比較したところ、高ガンマ帯域の振幅変動の1Hz以下の成分における相関が、機能的MRIにおける機能的結合性と最も合致することが分かった。次に、モデルラットにおいて、海馬の頭蓋内脳波を解析したところ、高ガンマ帯域の振幅変動の1Hz以下の成分で両海馬間に高い相関が認められた。このことから、この脳波成分を頭蓋内脳波における大域ネットワークの機能的結合性の指標として用いいることが妥当と結論づけた。また、MRI研究では、各個人ごとにDMNを同定することが必要であるが、当初の研究計画で想定していた独立成分分析を用いた手法では、問題点があることが判明した。前年度は、代替的手法として、解剖学的ランドマークを用いる手法を開発したが、検討の結果不十分であるとの結論に至った。一方、2016年に、他の研究グループから、脳ネットワークのテンプレートとの類似性を基準として、個人ごとにDMNに含まれる脳領域を抽出する手法が提案された。そこで、このテンプレートマッチング法を用いたDMNの同定方法を本研究にも応用すべく、解析プログラムを作成している。新規性のある解析が必要な研究であるため、データ収集と並行して、解析手法の開発と妥当性の検証に時間を要している。てんかん患者の多くは、発作間欠期に認知機能障害を呈し、生活の質の低下や就労能力の低下を招く。近年の機能的MRI(fMRI)研究で、様々なてんかん症候群において、認知機能に関わる大域ネットワークの機能的結合性が低下し、認知機能障害の程度と相関することが明らかになった。特に、記憶や自己認識に関わるデフォルト・モード・ネットワーク(default mode network; DMN)は、様々なてんかん症候群で共通して機能的結合性が低下する。しかし、何故てんかんで大域ネットワークの機能的結合性が低下するのか、その原因は不明である。私たちは、DMNの慢性的な興奮性の増大が、機能的結合性低下の原因であるという仮説を立て、研究を行った。てんかん焦点切除術前の頭蓋内脳波を解析すると、DMNの一部がてんかん発作の焦点となっている患者では、焦点から離れたDMN領域でも、てんかん発作の起始時や、発作間欠期にてんかん性の高周波振動(high frequency oscillation; HFO)が認められることが明らかになった。HFOは病的な興奮性増大を反映していると考えられており、これらの患者は、DMN全体として易興奮性を獲得していると考えられた。そこで、DMN領域の安静時機能的結合性を算出し、他のてんかん患者と比較した。しかし、予想に反して、DMNの易興奮性を有する患者とそれ以外の患者では、機能的結合性に有意な差は認められなかった。

また、より間接的な興奮性の指標やモデル動物を用いた検討でも、DMNの易興奮性と機能的結合性の関連性は明確ではなかった。新皮質てんかん患者において、デフォルト・モード・ネットワーク(default mode network: DMN)などの、大域ネットワークに沿って、発作起始時に高周波振動(high-frequency oscillation: HFO)を含む速波活動が出現することを発見した。発作起始時にDMNでHFOを認める患者では、他のてんかん患者と比較し、有意な機能的結合性の低下は認めなかった。てんかんによる大域ネットワークの興奮性増大が示されたが、機能的結合性障害との関連は明確ではなかった。MRI研究は、局在関連性てんかん患者30名、健常コントロール30名を目標に随時、機能的MRI、構造MRI、MRSの撮像、解析を行っていく。MRSの測定部位については本年度に開発した手法を用いて同定する。てんかんモデルラットは、連携協力者提供より提供を受け、現在電気生理学的解析手法の予備解析を行っている。MRI研究については、解析手法を確立・検証し、収集したデータの解析を行う。モデルラット研究については解析手法が確立されたため、脳波データと免疫組織学的データの対比を行う。臨床神経生理学データ収集が遅延しているため解析用のソフトウェア、データ保存のためのハードディスク、動物実験に関わる物品の購入を次年度以後に行うことにしたために生じた。データ収集が遅延しているため、データ保存に必要なハードディスクの一部が本年度に不要であったため。平成28年度以後に平成27年度に購入予定であった上記設備備品、消耗品の購入を行う。平成29年度に上記物品の購入を行う。
杆体一色型色覚の表現型と遺伝子型の関連性についての研究

目的:杆体1色型色覚は、常染色体劣性遺伝形式をとり、低視力、羞明、眼振を3主徴とする疾患である。1998年、CNGA3遺伝子変異が同定されて以来、現在までにCNGB3とGNAT2を加えた3つが原因遺伝子として報告されている。今回、東京慈恵会医科大学眼科で杆体1色型色覚と診断された14家系15症例についてCNGA3遺伝子解析を行った。対象と方法:症例は22歳の女性。幼少時より原因不明の両眼低視力と羞明を認めている。今回、低視力と羞明の精査目的で当科を紹介された。視力、Goldmann視野、色覚、全視野刺激網膜電図、眼底検査、分光感度測定を施行した。インフォームド・コンセントを得た後、末梢静脈血よりゲノムDNAを抽出し(CNGA3遺伝子,(CNGB3遺伝子,GNAT2遺伝子の全翻訳領域に対しPCR法により塩基配列を解析した。結果:視力は、左右眼ともに(0.1)で、視野検査で中心暗点を認め、石原色覚検査表は第1表以外判読不能で、パネルD-15はfailで一部の混同線が杆体軸に一致していた。眼底検査では著変を認めなかった。網膜電図検査で、杆体反応及びフラッシュ反応は、正常範囲であったが、錐体系反応及び30Hzフリッカ反応は検出されなかった。遺伝子解析の結果、CNGA3遺伝子に複合ヘテロ接合変異(p.R436W、p.L633P)が検出された。p.R436Wは海外で報告があるが、p.L633Pは新規変異であった。本症例で、CNGB3、GNAT2に遺伝子変異を認めなかった。結論:我が国における杆体1色型色覚で発見された最初のCNGA3遺伝子変異を報告した。Leu633は、哺乳類(牛、マウス、ラット)間で保存されているだけでなく、Leuicine zipperドメイン内に存在していることから機能的に重要な部位と考えられ、杆体1色型色覚が引き起こされていることが示唆された。今回、東京慈恵会医科大学眼科で杆体1色型色覚と診断された13家系14症例についてCNGA3遺伝子解析を行った。新規のCNGA3遺伝子変異(L633P)が検出された杆体1色型色覚の1症例について報告する。今回、低視力と差明の精査目的で当科を紹介された。インフォームド・コンセントを得た後、末梢静脈血よりゲノムDNAを抽出しCNGA3遺伝子の全翻訳領域に対しPCR法を行い塩基配列を解析した。結果:視力は、左右眼ともに(0.1)で、生来の羞明を認めた。視野検査で中心暗点を認め、石原色覚検査表は第1表以外判読不能で、パネルD-15はfailで一部の混同線がscotopic軸に一致していた。網膜電図検査で、杆体反応及びフラッシュ反応は、正常範囲であったが、錐体系反応は検出されなかった。遺伝子解析の結果、CNGA3に複合ヘテロ接合変異(p.R436W、p.L633P)が検出された。P.R436Wは海外で報告があるが、L633Pは新規変異であった。結論:我が国における杵体1色型色覚で発見された最初のCNGA3遺伝子変異を報告した。Leu633は、他の哺乳類(牛、マウス、ラット)間で保存されていることから機能的に重要な部位と考えられた。

眼底検査では著変を認めなかった。網膜電図検査で、杆体反応及びフラッシュ反応は、正常範囲であったが、錐体系反応及び30Hzフリッカ反応は検出されなかった。遺伝子解析の結果、CNGA3遺伝子に複合ヘテロ接合変異(p.R436W、p.L633P)が検出された。p.R436Wは海外で報告があるが、p.L633Pは新規変異であった。本症例で、CNGB3、GNAT2に遺伝子変異を認めなかった。結論:我が国における杆体1色型色覚で発見された最初のCNGA3遺伝子変異を報告した。Leu633は、哺乳類(牛、マウス、ラット)間で保存されているだけでなく、Leuicine zipperドメイン内に存在していることから機能的に重要な部位と考えられ、杆体1色型色覚が引き起こされていることが示唆された。
メタボロミクスを基盤としたワインの品質評価技術の開発

赤ワインは熟成すると色が紫色から赤、レンガ色になり、味もスムースでマイルドになる。瓶内での熟成による赤ワインの成分の変動を観測するため、製造直後の赤ワインとその1年後に超高速液体クロマトグラフィー-飛行時間型質量分析装置で測定を行い、多変量解析を行った。その結果、ピラノアントシアニンやピラノアントシアニン重合体が熟成した赤ワインの熟成に貢献していることがわかった。ワインの味は有機酸やアミノ酸などの成分だけでなく、苦味の主体であるフェノール性化合物は組成や量・収穫時期によりワインの品質を大きく左右し、ブドウの品質を的確に捉えるには代謝物全体を包括的に解析する必要がある。本課題はブドウの特性を最大限に反映した高品質のワインを製造するプロセスとして、メタボロミクス解析により、時期別でブドウの代謝物を網羅的に測定し、プロファイリングを行った。4種類のブドウ(甲州、シャルドネ、リースリング、セミヨン)の果実を開花直後から成熟まで定期的に採取し、種を取り除いた果肉と果皮は1%HCl-70%MeOH水溶液で抽出を行い、超高速液体クロマトグラフ-飛行時間型質量分析計(UPLC-DAD/TOFMS)に供した。その結果、4種類のブドウのブドウでtrans-caftaric acidが最も多く、ベレーゾンまでtrans-caftaric acidが蓄積されたが、ベレーゾン以後についてはtrans-caftaric acidは蓄積されず、逆に減少した。さらに、開花70日前後から再び、trans-caftaric acidが蓄積される傾向が見られ、同時期にそれまでにほとんど存在しなかった遊離型のtrans-caffeic acidやtrans-p-coumaric acidの濃度も上昇し続ける傾向が認められた。品種別において、甲州は他の品種に比べ、trans-caftaric acid、trans-coutaric acidともに多いことが示唆された。以上の結果より、フェノール性化合物はブドウ収穫時期により大きく挙動し、ワインの品質に影響を与える原因の1つであると考えた。ワインは多くのフェノール性化合物を含んでおり、色調、呈味などに影響を与える。赤ワインは熟成すると色が紫色から赤、そしてレンガ色になり、味もスムースでマイルドになる。しかしながら、熟成中での安定な色素体の量や生成過程については不明なところが多い。そこで、瓶内での熟成による赤ワインの成分の変動を観測するため、山梨大学ワイン科学研究センターで製造したカベルネ・ソーヴィニヨンとマスカット・ベリーAのワインを試験試料とした。それぞれのワインを製造直後とその1年後に分光光学的パラメータ及び超高速液体クロマトグラフィー-飛行時間型質量分析装置(UPLC-TOFMS)で測定を行った。UPLCで高速分離し、TOFMSから高速フルスキャンで精密質量とフラグメントイオンが一斉に取得できるため、40分で赤ワイン中の10,000以上の化合物の組成式や化学構造の推定が可能となった。この膨大なデータから成分間の差異を見いだすため、検出ピークの精密質量と保持時間、並びに強度データをリスト化し、これを元にPCA(主成分分析)でスコアプロットした。この結果から、熟成前の状態のワインと1年間熟成したワインのグループに分けることができた。さらに、この2つのグループの分離に寄与している化合物を特定するために、OPLS-DA(直交最小二乗法判別分析)による視覚化を行った。解析結果から赤ワインの熟成に重要な成分の一部はピラノアントシアニンやプロアントシアニジンであることが分かった。
口腔癌に対する樹状細胞を用いた磁場誘導組織内温熱免疫療法

SCCVIIというマウスの扁平上皮癌細胞は抗原性が極めて低い。そのため、この腫瘍を43°Cで加温するだけでは樹状細胞という強力な抗原提示細胞をあまり活性化できない。しかし、43°Cで加温したSCCVIIと、その後補充した樹状細胞にマイルドな41°C程度の加温を追加することで、樹状細胞は強く活性化された。このことから、腫瘍に対する加温、樹状細胞の注入、腫瘍と樹状細胞に対するマイルドな加温という3つのステップが腫瘍特異的な免疫を誘導でき、副作用のほとんどない新しい癌の治療法になりうると考えられる。1樹状細胞の培養未熟樹状細胞(iDC)が確実に誘導、培養されていることを、細胞表面抗原(CD11c、CD11b、CD86、MHC class II)の発現をフローサイトメトリーで調べることで確認した。iDCの誘導培養ができるということは本実験の核となる重要な部分である。2.腫瘍径の測定マウスの背側皮下に一定量のマウス扁平上皮癌細胞(SCCVII)を注入し、腫瘍の増殖速度を確認した。各個体の腫瘍径を揃えられることは重要である。腫瘍細胞の注入方法について検討し、手技を安定させた。3.磁性微粒子(MCL)を用いた温熱療法径の異なる腫瘍に対して、43°C、1回の温熱を加え、その後の腫瘍径を測定した。ある腫瘍径以下のもので治療効果が評価し易いことが分かった。これは治療効果の評価をするにあたり、重要となる。4.温熱条件の最適化腫瘍細胞に対し温熱ストレスを与えると、熱ショックタンパク(HSP)が発現する。最近の研究で、HSPの発現が多いほど、癌の抗原性が高まり、樹状細胞、マクロファージ等の抗原提示細胞に取り込まれやすいことが分かっている。代表的なHSPであるHSP70のSCCVIIからの発現についてvitroで検討した。さまざまな条件設定を行い、HSPの発現量を経時的に調べた。このことはより免疫を賦活するための温熱方法と、樹状細胞の注入のタイミングを決定する上で重要である。5.今後、vitroで得られた温熱療法の最適条件と、樹状細胞の注入法の最適化についてさらに論理的に検討を行い、治療プロトコールを完成させる予定である。口腔癌に限らず、他部位の扁平上皮癌や他癌種の原発層、リンパ節転移、遠隔転移に対しても治療効果が期待できる。1.腫瘍細胞におけるheat shock protein 70 (HSP70)の発現腫瘍細胞でのHSPの発現が亢進するほど腫瘍の抗原性が上がると報告されている。in vitroにおいて、マウス扁平上皮癌細胞株SCCVIIからのHSP70の発現量は、43°C30分加温後24時間で最大となった。2.(1)腫瘍細胞との共培養による樹状細胞(DC)の成熟度上記条件の加温によりHSP70を高発現させたSCCVII細胞と、マウス骨髄より誘導した未熟樹状細胞(iDC)を72時間共培養させた。HSP70の発現により腫瘍の抗原性が上昇していれば、DCは腫瘍を抗原として認識し、取り込むことで成熟化すると考えられた。しかし加温していない腫瘍細胞とiDCを共培養させた場合と比較して、DCの成熟度に有意差が認められなかった。SCCVIIの免疫原性が極めて低いことが原因として考えられ、追加療法を検討する必要があった。(2)共培養下におけるマイルド加温の効果樹状細胞に対するマイルドな加温(40-42°C)がその免疫応答を亢進させると報告がある。hsp70を高発現させたSCCVIIと未熟樹状細胞の共培養下にマイルド加温を行うと樹状細胞が強く成熟化した。一方、加温していないSCCVIIとiDCの共培養下にマイルド加温を行ってもDCの成熟度は上がらなかった。これらのことから、腫瘍細胞を43°Cに加温しHSP70を高発現させ、iDCを注入し、その後マイルドな41°C程度の加温を行うという方法が有効と考えた。3. in vivoにおけるマイルド加温の効果in vitroの結果をふまえて、担癌マウスでマイルドな追加加温の効果を検討したところ、腫瘍の増殖抑制傾向と生存率の上昇傾向が認められた。この併用療法は副作用もないと考えられ、新しい治療プロトコールとして期待できる。
シミュレーション・モデルを用いた金融・為替市場における期待形成

昨年度の実績報告と重複する部分があるが,イタリア国立・アンコナ大学教授のMauro Gallegati氏の下で,2002年度に共同論文を執筆した。その報告論文が本年度Advanced in Complex System, Vol.6,No.3(2003)267-282.に掲載された。「Complex Dynamics and financial fragility in an agent based model」は異質な経済主体が相互作用する金融市場を形成し,経済主体の行動がバランス・シート・メカニズムを通じてどのように変化していくかをコンピュータ・シミュレートした論文である。シミュレーションの結果は,分析対象とした現実を非常によく説明している。マクロレベルでは不況期に財務流動性比率が最も高くなることなどが示された。一方,ミクロレベルでは,企業規模は左に偏った分布になること(大企業数の比率は小さい)や,企業の成長率は現実に観察されるラプラス分布に近くなることが示された。本モデルは外生的な変動要因として微細なランダムな相対価格変動(言い換えれば微細な需要変動)のみを与えているが,その結果としてマクロレベルにおいては微細な需要変動を集計した変動よりも大きなマクロレベルでの変動を引き起こす。この結論は,経済理論的にも大きな意義を持つ。つまり景気変動の理由を新古典派成長理論のように外生的に大きなショックに求めなくとも,経済主体の異質性を導入することによって景気変動が説明可能となるからである。本論文の主題は,金融市場における期待形成の問題と同型といえる。つまり期待形成の本質は異質性にあり,その異質性がマクロレベルでの複雑な変動を引き起こすからである。従って,この論文は,金融市場ににおける経済主体の期待形成を分析するための基礎的な研究と位置付けることが出来る。2002年3月30日より半年間,イタリアのアンコーナ大学で,コンピュータ・シミュレーションの共同作業を行った。イタリア国立・アンコナ大学教授のMauro Gallegati氏の下で,共同論文を執筆し,その成果をComplex Systems 2002(2002年9月9日11日)で招待論文として代表者が報告した。また,報告論文は,World Scientific Publishing Company出版のAdvanced in Complex Systemに受理された。掲載は未定である。タイトルは「Complex Dynamics and financial fragility in an agent based model」である。この論文において異質な経済主体が相互作用する金融市場を形成し,経済主体の行動がバランス・シートという経済の基本的なメカニズムを通じてどのように変化していくかをコンピュータ・シミュレートしている。シミュレーションの結果は,現実を非常によく説明しており,マクロレベルでは不況期に財務流動性比率が最も高くなることなどが示された。一方,ミクロレベルでは,企業規模は左に偏った分布になること(つまり大きな企業の数は少ない)や,企業の成長率はラプラス分布に近くなること,更にミクロレベルにおける特異な小変動が,マクロレベルにおける大変動を引き起こすことをこのシミュレーションは示した。この分析は研究の主題である,金融市場における経済主体の期待形成を導入するための基礎的な研究と位置付けることが出来る。
ワーグナー、ニーチェ、ヘリゲルにおける文化危機の自覚とその克服過程の比較検証

1:ヘリゲル研究本研究における最初の具体的成果は、平成15年9月にドイツ、バイロイト大学で開催された国際シンポジウム(統一テーマ:東アジア文化の受容)における研究発表「オイゲン・ヘリゲルによる東アジア文化の発見と受容」であり、この発表は、シンポジウム出席者の批判や意見に基づいて大幅に改稿して、本研究成果報告書の第5章に収録した。ヘリゲル研究における最大の成果は、ヘリゲルと同時期にインドへ留学したルーマニアの宗教学者ミルチャ・エリアーデのインド文化へのアプローチと、ヘリゲルの禅、弓道へのアプローチを比較することによって、ヘリゲルの<文化危機>克服のプロセスを、ヨーロッパ近代人の「トータル・マン:全体人」としての自己発見への道として捉えることができた点にあって、このような観点は従来のヘリゲル研究には認められなかったと思われる。2:ニーチェ研究ニーチェ研究における最大の成果は、ニーチェが若年時からみずからを古代ギリシャの王オイディプスになぞらえて、自身を「最後の哲学者」と名づけていた事実を、遺稿の検証によって発見できたことにある。「最後の哲学者」という彼の自己表明は、ワーグナーが古代ギリシャ「悲劇の再生者」であることへの対抗心のあらわれに他ならず、彼の哲学者としての生涯は、ワーグナーへの対抗心に収斂されることを「オイディプス」を最大のキーワードとして明らかにした。このようなアプローチは従来、内外を問わず認められなかったものだと思われる。3:ワーグナー研究ワーグナー研究における最大の成果は、『マイスタージンガー』の主人公ザックスの洗礼者ヨハネとしての形象化の発見、ならびに『パルジファル』の主人公の<死と再生>過程の検証によるパルジファルの両性具有性の証明と、こうしたありようの世紀末から現代におよぶ意義の確認にある。なかでもパルジファルの「トータル・マン」としての再生が<ヨーロッパの文化危機>そのものの克服への可能性に通じる点を明らかにできたことは、母権制研究への見通しも開いてくれることになった。1.2003年9月初旬にドイツ・バイロイト大学で開催された国際シンポジウム「戦後における東アジア文化の受容」において、「オイゲン・ヘリゲルの東アジア文化の発見と受容」という題で研究発表した。そこではヘリゲルの神秘主義的傾向をワーグナー芸術、ニーチェ思想との脈絡において位置づけるとともに、彼の禅へアプローチの特性を明確にした。彼が禅を弓道修行の一環として捉えたのは、弓道の師である阿波研造の主張に則ったものだったが、西洋人として初めて弓と禅の連関を実践のなかで明確にした彼の先駆者としての功績は計り知れない。ただ発表後のディスカッションにおいて、ある出席者から、ヘリゲルの神秘主義的傾向の把握について、歴史的経緯の透明性を増すべきだという指摘をされ、今後の課題として受け止めた。2.2004年2月に神戸大学国際文化学部で開催された教育・研究プロジェクト「近代を超えるもの--欧米近代の周縁から--」において、「西洋近代の文化危機の自覚とその克服の道--オイゲン・ヘリゲルを中心に--」のいう題で研究発表した。この発表の重点は、先の国際シンポでの課題を踏まえて、ヘリゲルのような、禅にのめりこむ西洋知識人の精神的基盤を明確にすることにあった。つまりそれこそが西洋の文化危機の実相であって、ニーチェの「神の殺害者」という概念をキーワードとして、西洋世紀末の「神の殺害者」の系譜のうちにヘリゲルの神秘主義的傾向を位置づけた。

なお今年度中の研究実績は上記の研究発表のみで、論文はないが、上記の2つの発表は、いずれも平成16年度中に論文として発表(1のシンポジウムでの発表はドイツ語で、ミュンヘン・イゥディツィウム社より)の予定である。本年度の研究の中心は、西洋近代における文化危機の内実を明確にすること、およびその危機の克服への具体的試みとして、オイゲン・ヘリゲルの場合を明確に跡付けることにあった。まず第1の問題については、西洋近代を宿命づけたアポリアとして、2003年9月にドイツのバイロイト大学で開催された国際シンポジウム「戦後ヨーロッパ世界の東アジア文化受容」における講演のなかで、提起した。このアポリアとは、「人は生きるために神(神的存在)を絶対に必要とする」という命題と「人は生きるために神を絶対に殺さなければならない」という相反する命題のせめぎ合いである。2004年度は、このアポリアに文化危機の内実が凝縮して表されている実態を、より明確にする作業に費やした。第2の問題、つまりアポリア克服の具体例としてのヘリゲルについては、彼が赴任していた東北大学に赴いて、とくに彼と、弓道修業の恩師である阿波研造に関する貴重な資料を入手できた。その資料の分析によって、ヘリゲルによるアポリア克服へのプロセスがより明確にすることが出来た。以上の2つの問題に取組んだ結果、紀要論文「西洋近代における精神の危機と、その克服の道-オイゲン・ヘリゲルの場合」を完成することができた。西洋近代の文化危機に対して、わたしの提起したアポリアによるアプローチは、未だ、誰によっても試みられていない。このアポリアの内実をよりいっそう鮮明にすることによって、アポリアの有効性を証明することが次年度以降に残された課題である。オイゲン・ヘリゲルについては、いままで彼の弓道修業に焦点を合わせた研究はあるが、彼にとっての弓道と禅仏教の関わり、およびそれらと西洋神秘思想との関わりを明確にしたのは、拙論が最初である。1.2005年3月に約3週間、ドイツおよびイタリアにおいて、ニーチェとワーグナーおよび両者の関係にかんする資料収集を行ったが、とりわけバイロイトにおいてはワーグナー博物館に所蔵されているワーグナーの聖書講読にかかわる貴重な一時文献を精査することができた。この作業は平成18年度にまとめる予定のワーグナーにおける「文化危機意識」を論ずるために欠かすことのできない資料となるはずである。またバイロイトでは、当地在住の前ワーグナー博物館館長マンフレート・エーガー氏とわたしの問題意識にかんして数日間にわたって質疑応答することができた。この作業は現在執筆中のニーチェの「文化危機意識」にかんする論文の内容に貴重な示唆を与えてくれた。わたしの問題意識の核心は、前年度の実績報告書にも記したとおり、オイゲン・ヘリゲルを捉える視点として提起した「西洋近代末期における宿命的アポリア」の具体的検証にあって、ニーチェの場合、「オイディプス」ならびに「母権制」の問題検討が必須であろうという有益な示唆をエーガー氏から得ることができた。その成果は来年度早々には論文として公表の予定である。
新規XPA結合蛋白質の解析

酵母two-hybrid screeningによりXPAと結合するヒト蛋白質のcDNA7種類を単離した。このうち2種類はERCC1とRPAの34kDaサブユニットで、5種類は新規の蛋白質(XPA binding protein;XAB)をコードしていた。XAB1は374アミノ酸残基よりなる分子量41kDaの蛋白質で、N末端側にRanのGTP結合モチーフと非常によく似たGTP/ATP結合モチーフを持つ。またC末端側には酸性アミノ酸に富んだ領域が存在する。mRNAの発現は精巣でやや高いものの調べたかぎりではすべての組織・細胞で発現していた。XAB1は核にも存在するが、細胞質優位に存在することがわかった。組換え蛋白質を用いた試験管内結合実験やtwo-hybrid assayによりXAB1はXPAの前半部に結合することが明らかになった。また試験管内除去修復系をXAB1の大部分を除いた条件で行ってもXAB1が存在する場合と差がないこと、反応系に抗XAB1抗体を加えても阻害効果がないことから、XAB1はNER反応には直接関与しないことが示唆された。ホモロジー検索の結果、C.elegansとS.cerevisiaeで相同体(ceXAB1,scXAB1)を検出した。これらは、N末端側にGTP/ATP結合モチーフ、C末端側には酸性アミノ酸領域を持っており、ceXAB1、scXAB1ともに48%のアミノ酸(類似アミノ酸を含めると80%)がヒトXAB1と一致していた。scXAB1は出芽酵母で実際に発現しており、scXAB1欠失変異体は致死になったので増殖に必須であることがわかった。
超大規模超並列電子状態理論による１００ナノスケール系デバイス研究

Internet of Things (IoT)の主役となるウルトラフレキシブル(ウェアラブル)デバイスを出口として、有機デバイス材料系の100ナノメートルスケール(世界最大)量子計算を実現した。主な成果として、有機高分子集合体の電気伝導メカニズムが解明された。独自の超並列数理手法を用いて、「京」コンピュータ全体を使った計算を行なった。数理科学分野・スーパーコンピュータ分野での受賞、開発されたソフトウェアELSES(http://www.elses.jp/)の産業利用、など、多方面に波及した。本研究の大局的目的は、自作の大規模電子状態計算コードELSES(http://www.elses.jp)を理論拡張し、100ナノスケール系でのデバイス研究に発展させることにある。ELSESは、独自のオーダーN型数理アルゴリズムを利用することで、これまでに「京」コンピュータを用いてl億原子までの計算が達成されている。1億原子はシリコン単結晶の126nm立方領域に相当する。これを基盤として、100ナノスケール実デバイス系での計算が可能となるように、ファンデアワールス力や量子電気伝導計算など、理論拡張を行う。特に本年度は、(a)空間的に不均一な系に対する効率的超並列計算、(b)効率的なモデル化ファンデアワールス力の導出、にとりくんだ。(a)ポリマー系などのダイナミクスを扱う場合、空間的に不均一であり、さらに動的にも変化していく。このような系では、通常の結晶計算でみられるような空間分割での超並列計算は不向きである。超並列計算環境での大規模計算の第一歩として、「ワンセル法」という名称で、一部の計算をN^2 (Nの2乗)ルーチンをとすることで、実用的な「準最適」計算スキームが達成された。テスト計算としては、スパコン上の1万コア程度の計算機環境に対して、有機分子10万原子系の計算を行い、高い並列効率を得た。(b)有機分子凝集体などを扱うには、モデル化されたファンデアワールス力が必要となる。数種類の試みがあるが、本目的に適した理論として、第一原理計算(GGAなど)などと併用されるファンデアワールスポテンシャルを用いることにした。本項目は次年度に引き継がれる。次年度研究としては、波束ダイナミクスを中心とした量子電気伝導研究に取り組む。ELSESは、独自のオーダーN型数理アルゴリズムを利用することで、京コンピュータを用いてl億原子までの計算が達成されている。研究の発展として、有機高分子集合体伝導計算を目的として、量子波束ダイナミクス法の開発をスタートさせた。当該物質は、次世代IoT製品(ディスプレー・センサー・電池など)むけのフレキシブル(ウェアラブル)デバイスの基盤である。理論基盤としては、バリスティック伝導・非バリスティク伝導の2種の伝導機構の双方が必要であり、量子波束ダイナミクス法が必須となる。従来は計算コストの点から小規模系(または小規模分子系)しか扱えなかったが、我々は独自の線形代数的数理手法を用いて、100nmスケールにいたる大規模計算手法に挑戦した。予備的結果として、共役高分子鎖および共役高分子集合体計算を達成し、前者については構造間(直線型・ジグザグ型)のモビリティ値の大小関係について、実験と符号する結果を得た。我々の手法は「オンリーワン」型の計算手法として大きく注目され、高分子学会主催の記者発表(2015年11月)、ギリシャでの計算化学国際会議(2016年3月)での招待講演が行われた(論文アクセプト)。さらに、大規模計算の基盤的数理手法について、日本応用数理学会2015年研究部会連合発表会優秀講演賞(2015年6月)の受賞、複合型高速計算ソルバーの開発(論文出版)、第一原理伝導計算コードへの実装(論文出版)、も行われた。昨年度からの質的発展として、大規模量子波束ダイナミクス法の開発に着手し、数理的基礎理論開発・プログラム開発・有機高分子系への適用のすべてに成功した。我々の理論手法は「オンリーワン」型として大きく注目されており、応用数理学会での受賞・高分子学会主催の記者会見・量子化学系国際会議での招待講演など、多分野へと波及している。本年度の主要成果として、有機高分子の100ナノスケール(1億原子・世界最大)非理想構造集合体について、京コンピュータ全体を用いて、伝導メカニズムを解明した。主たる成果は、計算科学系国際会議SC16におけるワークショップScalA16に採択された。さらに、スーパーコンピュータ利用の優れた研究に対して授与される、HPCI利用研究優秀成果賞(2016年10月27日)を受賞した。また、本研究成果を主要実積として、主指導教員を勤めているD3学生(井町宏人氏)が博士論文を出版した。当該物質は、次世代フレキシブル(ウェアラブル)デバイスの基盤である。電気伝導の理論基盤としては、バリスティック伝導・非バリスティク伝導の2種の量子伝導機構の双方が必要であり、量子波束ダイナミクス法が必須となる。従来は計算コストの点から小規模系(または小規模分子系)しか扱えなかったが、本研究で100nmスケール(世界最大系)にいたる大規模計算手法に挑戦した。

特にオーダーN法にもとづく超並列型グリーン(伝搬)関数を実空間で解析することで、高分子数本からなる動的ネットワークが伝導を担っていることが、解明された。アモルファス状の非理想構造に対して100ナノメートル系での解析ができることは、実デバイスへの適用に対してのブレークスルーと言える。波及として、京コンピュータにおける産業利用研究もスタートした。新たな発展として、台湾国立大数理系研究者であるWeichung Wang教授らとの共同研究として、データ科学との融合がスタートした。非理想構造はサンプル依存性があり、多数サンプルの計算および解析が必須となる。今後の発展につなげて行きたい。Internet of Things (IoT)の主役となるウルトラフレキシブル(ウェアラブル)デバイスを出口として、有機デバイス材料系の100ナノメートルスケール(世界最大)量子計算を実現した。主な成果として、有機高分子集合体の電気伝導メカニズムが解明された。独自の超並列数理手法を用いて、「京」コンピュータ全体を使った計算を行なった。数理科学分野・スーパーコンピュータ分野での受賞、開発されたソフトウェアELSES(http://www.elses.jp/)の産業利用、など、多方面に波及した。空間的に不均一な系に対する効率的超並列計算は、当初は困難であると予想していたが、「ワンセル法」という名称で、一部の計算をN^2 (Nの2乗)ルーチンをとすることで、実用的な「準最適」計算スキームが達成された。N^2 (Nの2乗)ルーチンを含むということは、Nを∞にする極限ではボトルネックになる可能性を含むものであり、厳密なオーダーN法ではなくなる。しかしながら、対象となるスケール(10万原子系)でも該当部分はボトルネックになっておらず、また並列性能に優れていたため、実用的な手法となった。開発された100ナノメートル電子状態計算・電気伝導計算コードを活用し、実験系研究者と連携して、現実系の解明にあたる。また、京コンピュータを活用しての産学連携研究に取組む。計算物性物理学次年度研究としては、波束ダイナミクスを中心とした量子電気伝導研究に取り組む。波束ダイナミクスは時間依存シュレーディンガー型方程式を解くことに帰着され、これまでとは異なる数理手法が必要となるため、これにとりくむ。当初予定にはなかった、ドイツで2016年6月に開催される国際会議「ISC High Performance 2016」(6月19-23日)に招待講演を依頼されたが旅費補助がなかった。研究成果発表としては非常にインパクトが大きいものなので、この旅費(40万円)を次年度使用とした。計算科学上の発展が当初予定以上に大きかったため、当初予定にはなかった国際会議SC16(http://sc16.supercomputing.org/)での発表を行う予定にしたため、この旅費(40万円)を次年度使用とした。論文投稿費(オープンアクセス費用含む)30万円を計上していたが、H27中にアクセプトされなかったため、次年度使用とした。3月に予定していた研究打ち合わせ(東大,2回)が次年度に延期になったため、旅費(10万円)を次年度使用とした。
アセチルコリン負荷テストによる肺高血圧症の血管内皮機能検査

心臓大血管手術患者での肺高血圧症は、心機能、呼吸機能を悪化させる危険因子として、術中、術後管理に問題となる。このような場合に発生する低酸素血症は、ICU滞在期間を遅延させるのみならず、生命予後を左右する非常に重要な問題となりうる。体外循環中の肺の虚血に対して、通常は気管支動脈からの酸素化された血流によって支持されているが、充分な灌流があるか疑問である。今回我々は体外循環前後にアセチルコリン負荷試験を行い、肺血管内皮機能を評価した。また体外循環中に増加する炎症性サイトカインとの関わりを考慮し、内皮依存性血管拡張物質であるNOと血管収縮物質であるエンドセリンの血中濃度を測定し、肺血管内皮機能が肺ガス交換能に及ぼす影響を詳細に検討した。体外循環前のアセチルコリン負荷ストでは、肺動脈カテーテルからのアセチルコリン注入により、体血圧(mAP;負荷前74±10から負荷後70±9mmHg)や心拍数(HR;70±12から70±13bpm)に影響を与えずに肺動脈圧(mPAP;20±6.5から16±5.4mmHg:P<0.05)および肺血管抵抗(PVRI;93±44から70±40:P<0.05)を有意に減少させ、肺動脈血管内皮が十分に拡張反応を示すことを証明できた。しかし、中等度低体温下体外循環後におけるアセチルコリン負荷テストにおいては、体血圧(70±8から70±8)や心拍数(82±7から82±7)に影響を与えず、肺動脈圧(18±3.6から18±4.2)や肺血管抵抗(92±55から95±57)の有意な減少が認められず、肺動脈血管内皮の十分な拡張反応を得ることができなかった。また、炎症性サイトカイン、NOやエンドセリンの血中濃度は肺ガス交換能に影響を与えるような変動は認められなかった。【まとめ】中等度体外循環における肺動脈血管内皮は体外循環中の虚血によってその機能を障害される可能性がある。体外循環後の重篤な低酸素血症を呈するような症例は、体外循環中に肺血流が低下する結果、肺血管内皮機能障害の存在の可能性がある。今回我々は、体外循環を必要とする心臓手術患者に対して、肺血管内皮機能検査と血管内皮依存性の物質(NOx、ET)やIL-6への影響や肺ガス交換能について検討を行うこととした。(久留米大学医学部倫理委員会承認)全身麻酔導入後に肺動脈カテーテルを挿入し、肺動脈圧、中心静脈圧を橈骨動脈圧とともに連続的に測定している。肺動脈血管内皮機能検査は体外循環前後において、肺動脈カテーテルの肺動脈内ポートよりアセチルコリンの注入を行い、循環動態の変化を測定している。また、アセチルコリン注入前後においては、血液採取を動脈内、肺動脈内から行い、前述の血管内皮依存性物質等の測定を行っている。現在、アセチルコリン注入による反応性と投与量、投与方法に関して評価を行いながら、再検討をしている最中である。来年度には物質の血管内濃度変動と共に肺血管内皮機能の総合的な評価が行えるようにしたい。
パラフィン包埋組織からのプロテオーム解析による新規口腔がんマーカーの開発

口腔がんの化学療法の奏効性を治療開始前に正確に予測できれば、口腔がん医療のオーダーメイド化が可能になり、最終的には口腔がんの治療成績と患者のQOLの向上をもたらすことが期待される。術前化学療法を施行した口腔扁平上皮癌患者の生検時ホルマリン固定パラフィン包埋組織から抽出したタンパクをLC/MS測定を行い、無標識ペプチドの定量解析が可能な2DICAL法を用いてプロテオーム解析を行い、口腔がんの化学療法奏功性関するに新規バイオマーカーを探索した。口腔がんの化学療法の奏効性やリンパ節転移を治療開始前に正確に予測できれば、口腔がん医療のオーダーメイド化が可能になり、最終的には口腔がんの治療成績と患者のQOLの向上をもたらすことが期待される。今回計画する研究は詳細な臨床病理情報が付随しているアーカイブの口腔がんのホルマリン固定パラフィン包埋組織を用いてプロテオーム解析を行い、口腔がんのリンパ節転移、化学療法奏効性、患者の予後が予測できる新規バイオマーカーを見出すことを目的としている。1)試料収集・臨床データの蓄積東京医科歯科大学において試料採取、匿名化、個人情報管理、検体保存を行う。試料採取に関しては、すでに東京医科歯科大学歯学部倫理審査委員会において研究のための試料採取が承認されている。試料は、(放射線)化学療法治療効果が著効、有効の群と、効果なしの群に分けて抽出し、保管・タンパク質抽出・解析に使用する。2)FFPE組織からタンパク質抽出各FFPE組織検体につき、癌細胞をマイクロダイセクトし、タンパク質をペプチドとして抽出する予定であり、東京医科歯科大学で未だ本解析に用いられていないLC-MS/MSでのテストランを行い、条件を検討している。マイクロダイセクションは、装置の不具合により効率が著しく低下しているため、装置の調整が必要となっている。東京医科歯科大学において試料採取、匿名化、個人情報管理、検体保存を行った。試料は、(放射線)化学療法治療効果が著効、有効の群と、効果なしの群に分けて抽出し、保管・タンパク質抽出・解析に使用した。21症例のFFPE組織からタンパク質抽出を行った。各FFPE組織検体につき、癌細胞をマイクロダイセクトし、タンパク質をデオキシコレートを含むバッファーでペプチドとして抽出し、液体クロマトグラフィはNaniFrontier nLC、質量分析装置は、AB SCIEX Triple TOF 5600 Systemを用いて各検体2回ずつ測定しペプチドピークのデータを得た。検出ピークは多数検体のペプチドピークの定量解析が可能な2DICALを用い、総ピーク数は42,677ピークであった。統計学的解析を行い化学療法奏功群と、非奏功群で有意差のあるピークを約198ピーク選出し、そのうち同定可能だった32ピークについて、検討したが、Histonが多く認められたため、ペプチド抽出の処理を変更して行い、現在は、再度質量分析装置で測定を行っている。
人工炭酸泉浴による高齢者の睡眠改善と認知症予防効果

認知症、特にアルツハイマー型認知症(AD)では、睡眠障害がAD発祥の一因になっている可能性がある。規則正しい生活や十分な睡眠時間、睡眠構築(脳波上における徐波睡眠の増加)によってAD発症は軽減される可能性がある。古来より入浴とりわけ、温泉浴は入眠促進・熟眠効果をもたらすことが知られているが、その理由は、温泉浴による深部体温上昇後に下降する際、入眠効果がみられ、さらなる体温の下降が、熟眠を引き起こすためだと説明されている。今回我々は、健常高齢者を対象に人工炭酸泉が睡眠促進に効果的であることを、深部体温や脳波、末梢血流量を用いて検証し、その睡眠構築に人工炭酸泉浴が効果的であることを検証する。
抗トリパノソーマ薬アスコフラノンの工業的生産に向けた生合成研究

アフリカトリパノソーマ原虫のユニークなエネルギー産生系に注目することで、薬剤標的であるシアン耐性末端酸化酵素(Trypanosome alternative oxidase ; TAO)の生化学的解析とその特異的阻害剤アスコフラノンの実用化に向けた研究を行ってきた。薬剤標的であるTAOの精製、反応機構に関する研究、三次元構造解析などを行うことでTAOとアスコフラノンの相互作用を分子レベルで解析すると同時に、糸状菌Ascochyta visiaeの2次代謝産物であるアスコフラノンの工業的生産に向けてA.visiaeにおけるアスコフラノン生合成研究を進めた。また、アスコフラノン生合成解析については、A.visiaeを安定的に培養する条件を見出すことができ、アスコフラノンおよびその類似体の抽出に成功した。その類似体の中にTAOを阻害するものが存在することも確認することができ、A.visiaeの遺伝学的な解析を行うための準備が整った。これまでの研究により薬剤標的であるTAOの分子レベルでの解析が大幅に進展したと同時に、アスコフラノンの大量培養法による工業的生産に向けた第一歩を踏み出せた。
幼少期環境が生むストレス脆弱性における内側前頭前野の大脳半球間抑制の機能解明

本研究は幼少期ストレスが生むストレス脆弱性における左右内側前頭前野の機能解明を目指した。母子分離ストレスを負荷したマウスは成熟後、新規環境に対する不安行動の増加と社会性不安行動の増加を起こした。オプトジェネティクスを用いて右内側前頭前野に連絡する左内側前頭前野神経細胞を興奮させた結果、新規環境への不安行動は抑制されたが、社会性不安行動が増加した。以上から、左右内側前頭前野は幼少期ストレスの影響を受け、環境や社会に由来するストレスへの不安発現調節に関わることが示唆された。しかし、その調節様式は一様ではなく、ストレス脆弱性に左右内側前頭前野がどのように関わるのか引き続き検討していく必要がある。幼少期の母子分離やネグレクト等のストレスは個体のストレス応答性や情動行動に長期的に影響を及ぼし、成熟後の不安障害発症等の原因となる。これまでにストレス応答性や情動行動の制御について左右内側前頭前野の活動バランスの関与が示唆されてきたが、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性形成の神経基盤の詳細は分かっていない。本研究は左右内側前頭前野間の活動調節を担うと考えられる大脳半球間抑制に注目し、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性形成機序の解明を目指す。本年度は、母子分離ストレスによりストレス脆弱性を示すマウスの作製とその行動評価を行った。生後1日より14日まで母子分離ストレス(3時間/日)を負荷した母子分離群と母子分離を行わないコントロール群を設定した。成熟後(生後60日)、不安関連行動(オープンフィールド試験・高架式十字迷路試験)と記憶学習能力(Y字迷路)を検証した。行動試験終了1日後、血漿コルチコステロン濃度測定のために採血及び組織学的解析のために脳組織採取を行った。平成27年度は当初の計画通りに母子分離ストレス負荷を用い、不安行動の増強を示すストレス脆弱マウス群を得られた。電気生理学的検討については組織学的検討が先行したためにやや遅れている。神経細胞特異的にチャネルロドプシンやハロロドプシンを発現させるためのアデノ随伴ウイルスベクターの導入については発注や培養技術の確立などに時間がかかったが、目標としていた予備検討は開始できた。概ね当初計画に沿って遂行した。幼少期の母子分離やネグレクト等のストレスは個体のストレス応答性や情動行動に長期的に影響を及ぼし、成熟後における不安障害等の発症原因となる。これまでにストレス応答や情動行動の制御について左右内側前頭前野の活動バランスの関与が示唆されてきたが、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性の形成に寄与する神経基盤の詳細については分かっていない。本研究は左右内側前頭前野間の活動調節を担うと考えられる大脳半球間抑制に着目し、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性形成メカニズムの解明を目指す。本年度は昨年度に引き続き、母子分離ストレスによってストレス脆弱性を示すマウスの作製とその行動評価を行った。その結果、母子分離ストレスが成熟後の不安関連行動に負の影響を及ぼすことが明らかになった。さらに、本年度はオプトジェネティクスを採用し、成熟後のマウスの不安関連行動を発現または抑制できるか検証した。興奮性光感受性タンパク質(チャネルロドプシン)をマウス内側前頭前野に導入し、光ファイバーカニューレを介して青色光で光刺激したところ、内側前頭前野の興奮性神経細胞の活動と不安関連行動を制御できた。内側前頭前野神経細胞群が不安関連行動の制御に重要な役割を果たしていることが示唆される。今後、内側前頭前野神経細胞群が形成する左右内側前頭前野間神経回路の機能解析を進め、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性に関わる大脳半球間抑制の機能解明を目指す。平成28年度は、当初の計画通りオプトジェネティクスに必要な手法を確立したが、所属機関の動物実験施設が長期的に使用出来なくなるというトラブルが生じたため、実際に実験動物に対してオプトジェネティクスを用いて行う電気生理学的検討に遅延が生じた。しかし、神経活動マーカーを用いて組織学的解析を行うことが出来たため、電気生理学的検討の遅れ以外は概ね計画通りに遂行できた。幼少期の母子分離やネグレクト等のストレスは個体のストレス応答性や情動行動に長期的な影響を及ぼし、成熟後の不安障害発症リスクを増加させる。そこで、本研究は左右内側前頭前野の活動調節を担うと考えられる大脳半球間抑制に着目し、幼少期ストレスを原因とするストレス脆弱性形成メカニズムの解明を目指した。本研究は母子分離ストレスを用いてストレス脆弱性を示すマウスの作製とその不安関連行動評価を行った。その結果、幼少期の母子分離ストレス負荷によって成熟後の不安関連行動及び社会性行動に負の影響が生じることが明らかになった。次に、オプトジェネティクスを用いた神経活動制御によって成熟後マウスの不安関連行動が制御できるか検証した。マウス左内側前頭前野に興奮性光感受性タンパク質チャネルロドプシンを導入し、光ファイバーを介した470 nm光刺激を右内側前頭前野に行った結果、右内側前頭前野の興奮と不安関連行動の抑制が観察された。しかし、同刺激を用いて社会性行動を評価した結果、社会的相互作用行動の減少が認められ、右内側前頭前野の興奮によって社会性行動が減少することが明らかになった。

また、ラットを用いて慢性社会的敗北ストレス負荷の影響を調べた結果、5ー選択反応時間課題遂行時の右内側前頭前野神経活動の異常を認めた。以上の結果から、左右内側前頭前野の神経活動バランス異常が情動行動や社会性行動、認知機能の異常発現に関わることが明らかになったが、その調節様式は一様ではなく、幼少期ストレスによるストレス脆弱性形成に関わる内側前頭前野の機能について今後引き続き検討していく必要がある。本研究は幼少期ストレスが生むストレス脆弱性における左右内側前頭前野の機能解明を目指した。母子分離ストレスを負荷したマウスは成熟後、新規環境に対する不安行動の増加と社会性不安行動の増加を起こした。オプトジェネティクスを用いて右内側前頭前野に連絡する左内側前頭前野神経細胞を興奮させた結果、新規環境への不安行動は抑制されたが、社会性不安行動が増加した。以上から、左右内側前頭前野は幼少期ストレスの影響を受け、環境や社会に由来するストレスへの不安発現調節に関わることが示唆された。しかし、その調節様式は一様ではなく、ストレス脆弱性に左右内側前頭前野がどのように関わるのか引き続き検討していく必要がある。平成28年度は、平成27年度に引き続き母子分離ストレスによるストレス脆弱性マウスの作製を行い、電気生理学的検討並びに組織学的検討から左右内側前頭前野の半球間抑制に対する幼少期ストレスの影響を明らかにする。また、左右内側前頭前野神経活動の記録電極と光刺激用ファイバーカニューラを搭載したマイクロドライブの作製も順調に進んでいる。脳内投与に十分な力価を持つアデノ随伴ウイルスベクターが得られ次第、光遺伝学的制御を用いて左右内側前頭前野間神経回路の活動バランスとストレス脆弱性の関係性解明を目指す。平成29年度は平成27年度、28年度に引き続き母子分離ストレスによるストレス脆弱性マウスの作製を行い、オプトジェネティクスと電気生理学的解析を用いて左右内側前頭前野間神経回路の活動バランスとストレス脆弱性の関係性解明を目指す。認知行動神経科学交付申請時に予定していた光刺激装置の仕様を見直し、同様の性能かつ安価な装置を購入することが出来た。また、旅費・学会参加費の支出を予定していたが、他の資金にて支出できることになった。これらを受け試薬・消耗品類の拡充を図ったところ、少額の残額(8,200円)が生じた。この残額は次年度の物品費と合わせて使用する方が有効であると判断し、繰り越すこととした。平成28年度は平成27年度に繰越した研究費を合わせて、細胞外電極素材並びに光刺激用ファイバー、免疫組織化学用試薬類を購入する。その他、マウスやアデノ随伴ウイルスベクターの使用に必要な試薬・消耗品類を購入する予定である。