hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ショウジョウバエの睡眠覚醒制御機構の解析

睡眠覚醒制御機構の解明のため、モデル生物であるショウジョウバエを解析して、カルシニューリンなど数個の新規睡眠関連遺伝子を同定し、睡眠と記憶の関連、睡眠と加齢・寿命の関係を示した。また、覚醒制御物質であるドーパミンについて、活動の時系列解析から休息時間の制御への関与を、生理機能解析から代謝・温度嗜好性との関係を示し、さらに覚醒を制御する脳内のドーパミン神経回路を、単一神経細胞レベルで同定した。今年度は、ショウジョウバエの睡眠覚醒制御の中心的な役割を担うと考えられるドパミンの作用機構の解明を中心に研究を進めて、以下の結果を得た。(1)ドパミンシグナルが過剰で睡眠が短くなっている不眠(fumin)変異株の活動の時系列解析から、ドパミンは活動時間ではなく休息時間を短縮させることで1日あたりの活動量を増加させることがわかっている。そこでドパミン神経細胞の一部のクラスターのみを活性化して解析したところ、同様の結果が得られた(投稿中)。(2)不眠変異株の脳内で、特定のタイプのドパミン受容体のみの発現を減少させたところ、睡眠が増えて正常に近く回復した。そこで、現在、どの部位の受容体が重要なのかを局所的なノックダウンで解析中。(3)共同研究により脳内でドパミン合成量が減少する変異株においても、睡眠が増えて覚醒反応が弱まることも確認した(PNAS108,p834-,2011)。(4)ドパミン神経細胞をクラスター単位で抑制した結果、睡眠覚醒制御に用いられているクラスターと、記憶学習に用いられるクラスターには局在の違いがある可能性を発見した。(5)カルシニューリンを全神経細胞でノッ.クダウンすると睡眠が減少するが、脳内の一部の神経でのノックダウンでも睡眠が減少することを見出した。この部分の神経細胞でドパミン受容体の発現を抑制したところ睡眠が増えた。この結果は、カルシニューリンシグナルがドパミンによる睡眠覚醒制御に関与することを示している(投稿中)。以上の結果と、今後の解析から、睡眠制御に必要なドパミンを作る神経細胞の局在と、睡眠制御に必要なドパミン受容体の局在を明らかにして、細胞・回路レベルでの睡眠制御機構の解明を進めている。今年度は、本研究の結果の論文5報と、関連する共同研究結果の論文3報を発表した。ドパミンはショウジョウバエの睡眠覚醒制御の中心的な役割を担うが、このドパミン・シグナルが過剰で睡眠が短縮する不眠(fumin)変異株を用いた研究から、1.活動の時系列解析で、ドパミンが活動継続時間ではなく、休息継続時間を制御していること(Ueno et al.PLoS One,2012a)2.ドパミンはエネルギー代謝や温度感受性の制御にも関わること(Ueno et al.PLoSOne,2012b)、3.不眠変異株が高栄養条件下で、さらに睡眠が短縮し寿命にも影響すること(Yamazaki et al.BBRC2012)を発表した。また、ドパミンニューロンのモザイク解析から、覚醒制御を行うドパミン回路を同定した(上野ら、投稿中)。これらの研究結果によって、本課題の目的である、睡眠覚醒制御機構の主要な部分については、詳細が解明されつつあり、今後、覚醒制御を行うドパミン神経回路系の上流と下流を同定することで、神経回路レベルでの睡眠制御機構が解明できると考えられる。また、新規の睡眠関連遺伝子としては、カルシウム依存性脱リン酸化酵素のカルシニューリンの同定(Tomita et al.J Neurosci2011)、リン酸化酵素のc-Jun N-terminal Kinase (JNK)の同定(Takahama et al.BBRC2012)を発表した。これらの遺伝子の作用部位の解析で、これらがシナプスレベルで機能する可能性を示した(冨田ら、未発表)。他の新規睡眠関連遺伝子についての解析も進めている。これらの研究から、睡眠の制御系ではなく、睡眠の実行系と呼べるシナプスレベルで睡眠制御についても解析を進めている。まず、ショウジョウバエの睡眠覚醒制御機構の中心的な役割を担うドパミンが覚醒を制御する回路の一つを完全に解明した(Ueno et al., Nature Neuroscience, 2012)。この論文では、分子遺伝学的な手法を用いたモザイク個体を解析する方法で、脳内のPPM3クラスターに存在するドパミン神経細胞が覚醒に働くことを示した。さらに、受容体の欠損株を用いて、このドパミン神経が投射する扇状体と呼ばれる領域が、ドパミンの覚醒シグナルの標的となっていることを示した。さらに、ドパミン神経と扇状体が直接近接すること、脳から取り出した扇状体がドパミンに反応すること、扇状体を活性化して誘導される睡眠はドパミン過剰下でも惹起することを示した。また、この回路は学習・記憶を活性化するドパミン回路とは異なることを示した。次に、新規睡眠関連遺伝子として、dAWP1, dNAAT1を同定、解析を行った。dAWP1は神経細胞で発現抑制をすると、発生が異常となり睡眠が短くなる。

哺乳類では麻酔耐性に関連する遺伝子であるため、睡眠と麻酔の機序の類似性が示唆された(Ueno et al.投稿中)dNAAT1は、Gln, Proという中性アミノ酸のトランスポーターだが、やはり神経細胞で発現抑制をすることで睡眠が短縮する。神経細胞におけるこれらのアミノ酸の重要性を示唆した(Tomita et al.投稿準備中)。生理的な睡眠覚醒制御機構として、摂食と睡眠の関係も解析した。絶食は、睡眠量を減少させ、通常の糖分(スクロース)は睡眠を回復させるが、甘味のみで栄養のない人工甘味料でも、睡眠の回復作用があることを発見した。逆に、甘味がなく栄養のみの糖分では、この作用が認められないことから、この結果は、味覚系と睡眠制御の関係を示した(Hashimoto et al.投稿準備中)。新規睡眠関連遺伝子を複数単離したこと、ドパミンの覚醒機能を行動学レベル、生理学的レベル、さらに神経回路のレベルで詳細に解析できたこと、栄養や寿命と睡眠覚醒の関係を解析したことから、研究目的である睡眠覚醒制御機構の解明に近づいた。ま単一神経細胞レベルでのた、計画の2年目に結果の一部を、複数の論文として公表できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ドパミンを中心に睡眠覚醒制御の神経回路を解析して、単一神経細胞レベルでの回路同定を進める。また、未発表の新規睡眠関連遺伝子についても、その機能部位や、タンパク質機能の解析から、睡眠制御への関与の仕方を解析する。電気生理を用いた解析については、論文公表を目指す。最終年度であるが、計画の変更を必要とするような問題点は特にない。
PCR合成DNAによる革新的な新規遺伝子発現抑制RNAi技術の開発

遺伝子機能を解明するため、目的の遺伝子発現のみを抑制するRNA干渉(RNAi)技術が汎用されているが、RNAiに用いられる配列によっては目的の遺伝子発現を完全に抑制させることができないことが多々ある。これは、RNAi配列の設計が経験則に頼っており、未だ理論的な法則が見出されていないために、最適な配列が用いられていないからである。そこで、RNAi配列の法則性を明らかにし、その設計方法の確立を目指した。まず、安定にRNAi効果を測定できる感度の良い測定方法の確立を目指した。最初はヒト化コドンのルシフェラーゼ遺伝子を用いたが安定な測定方法を確立できなかったので、ヒト化コドン緑色蛍光タンパク質EGFPに変更し、EGFPで安定な測定方法を確立した。次に、RNAi配列の法則性を見出すために様々なEGFPに対するRNAi配列を設計し、PCRでコンストラクトの作製を試みたが、設計したほとんどの配列がPCRで増幅できなかった。そこでPCRによるコンストラクト作製技術の開発をはじめた。DNAポリメラーゼ、PCR条件、コンストラクト(種々のプロモータ、RNAi配列の長さ、ターミネータなど)など、様々な条件を検討し、RNAiコンストラクトをPCRで作製できるようにした。次に、開発したコンストラクト作製技術を用いて様々なRNAi配列を作製し、RNAi効果の検証を行った。その結果、RNAi効果のある配列とない配列を区別することができた。次に、効果のあった配列について1塩基変異を導入しRNAi効果に重要な配列を調べたが、1塩基置換ではRNAi効果は減少しなかった。そこで更なる変異を加えることでRNAi効果に重要な配列を明らかにすることを目指した。他の遺伝子についてもRNAi効果を示す配列を見出すことでRNAi効果を示す配列の法則性を明らかにするため、20種類の候補ヒト遺伝子をクローニングした。遺伝子機能を解明するためには、目的の遺伝子発現のみを抑制するRNAi(RNA interference:RNA干渉)技術が汎用されている。しかしこの方法は、RNAi配列によっては遺伝子発現を完全にノックダウンできないことが多々あり、論文などの成功例やメーカー等から提供されるソフトウエアでいくつかデザインし、その中で最も効率の良いものを選択しているのが現状である。従って、最適な配列を選択するためには、RNAi配列を高確率で設計できる方法論が必要である。そのためには、まず、多くの候補RNAi配列を用いて網羅的にRNAi効果を検証し、RNAi配列の設計に必要な情報を得ることが重要である。そこで本研究では、ルシフェラーゼ遺伝子や蛍光タンパク質遺伝子などのレポーター遺伝子をモデル配列に用いて、様々なRNAi配列を用意し、それぞれのRNAi活性を検証し、RNAi活性を有する配列の法則性を明らかにすることを目指している。本年度は、RNAi活性を有する配列の法則性を明らかにするためには、安定にかつ簡単にRNAi効果を測定できる感度の良い検出方法を構築する必要があり、その実験系の構築を目指した。具体的には、ターゲットmRNAを安定発現するルシフェラーゼ安定発現細胞株とGFP安定発現細胞株を作製し、これら作製した細胞株に、デザインしたRNAi配列を導入し、RNAi効果を検証した。本研究が進むと、RNAi配列の特徴・法則性を明らかにすることができるので、RNAi活性のある配列を高確率に設計することが可能になり、革新的なRNAi技術を提供できる。遺伝子機能を解明するため、目的の遺伝子発現のみを抑制するRNA interference(RNAi)技術が汎用されているが、RNAi配列によっては遺伝子発現を完全にノックダウンできないことが多々ある。これは、RNAi配列のデザインが経験則に頼っており、未だ理論的な法則が見出されていないため、最適な配列が用いられていないからである。そこで、本研究では、RNAi配列の法則性を明らかにし、その設計方法の確立を目指している。そのため、平成25年度は、ヒト化コドンのルシフェラーゼ遺伝子を用いて、安定にRNAi効果を測定できる感度の良い検出方法を確立することを目指したが、EGFPのほうが再現よくRNAi効果が測定できることが分かった。そこで、平成26年度は、EGFPの系を用いて様々なRNAi配列を設計し、RNAi効果の検証を試みた。その結果、様々なRNAi配列を設計し、その配列をPCRで作製しようとするとほとんどの配列が作製することができず、まず、PCRでRNAi配列コンストラクトを作製する技術の開発を進めた。どんなRNAi配列でもPCRで作製できるようにするため、DNAポリメラーゼの検討、PCR条件の検討や、RNAi配列コンストラクト(種々のプロモータ、RNAi配列の長さ、ターミネータなど)自体の条件を検討し、どんなRNAi配列でもPCRで作製できるようになった。また、作製したRNAi配列を用いてRNAi効果を検証したところ、RNAi効果のある配列とない配列を区別することができた。効果のあった配列については変異を導入することでRNAi効果が減少するか調べたところ、1塩基置換程度では減少しないことが分かった。今後は、更なる変異を加えたり、他の遺伝子についてRNAi効果を示す配列を見出すことで、RNAi効果を示すRNAi配列の法則性を明らかにしたいと考え、20種類の候補ヒト遺伝子をクローニングした。

そこで、RNAi配列の法則性を明らかにし、その設計方法の確立を目指した。まず、安定にRNAi効果を測定できる感度の良い測定方法の確立を目指した。最初はヒト化コドンのルシフェラーゼ遺伝子を用いたが安定な測定方法を確立できなかったので、ヒト化コドン緑色蛍光タンパク質EGFPに変更し、EGFPで安定な測定方法を確立した。次に、RNAi配列の法則性を見出すために様々なEGFPに対するRNAi配列を設計し、PCRでコンストラクトの作製を試みたが、設計したほとんどの配列がPCRで増幅できなかった。そこでPCRによるコンストラクト作製技術の開発をはじめた。DNAポリメラーゼ、PCR条件、コンストラクト(種々のプロモータ、RNAi配列の長さ、ターミネータなど)など、様々な条件を検討し、RNAiコンストラクトをPCRで作製できるようにした。次に、開発したコンストラクト作製技術を用いて様々なRNAi配列を作製し、RNAi効果の検証を行った。その結果、RNAi効果のある配列とない配列を区別することができた。次に、効果のあった配列について1塩基変異を導入しRNAi効果に重要な配列を調べたが、1塩基置換ではRNAi効果は減少しなかった。そこで更なる変異を加えることでRNAi効果に重要な配列を明らかにすることを目指した。他の遺伝子についてもRNAi効果を示す配列を見出すことでRNAi効果を示す配列の法則性を明らかにするため、20種類の候補ヒト遺伝子をクローニングした。EGFPにおいて、様々なRNAi配列を検証し、新規のRNAi効果を示す配列を見出すことができたので、概ね順調に進んでいると考えている。しかし、RNAiに使用されるsiRNAは通常21merであるので、1塩基置換でもRNAi活性において重要な塩基であれば、RNAi効果が減少すると考え、1塩基置換のみでデザインを行ったが、実際には1塩基置換程度では効果は減少しなかったので、まだRNAi効果に重要な塩基・配列・位置を見いだせていない。今後は、この観点に注力して研究を進める予定である。今後は、EGFPに対してRNAi効果があった今回見出したRNAi配列に、更なる変異を加えることで、RNAi配列のどの位置、どの塩基がRNAiに重要かを明らかにする。また、我々は酵母コドン化しているEGFP (yEGFP)を取得しているので、yEGFPとEGFPを用いて、EGFPに対してRNAi効果があった今回見出したRNAi配列がyEGFPにも機能するのか特異性についても調べる。さらに、cofilinやCDC42などEGFP以外の他のヒト遺伝子についてRNAi効果を示す配列を見出し、RNAi効果を示すRNAi配列の法則性を明らかにしたい。本研究は、RNA干渉能力を有するRNAi配列を高確率で設計できる方法論を確立することを目指すものである。そのためには、簡便で感度の良いRNAi効果を検出できる実験系が必要であり、本年度はその検出系の構築を行った。
太陽プロミネンス中における振動・波動現象

1.TV方式観測システムの確立既設の太陽分光観測装置のスペクトル像およびスリット面モニタ-Hα単色像を、それぞれCCDカメラで捕らえ、リアルタイムTV画像処理装置によりディジタル画像として、固定ディスクまたは光磁気ディスクに蓄積するシステムを完成した。これらの制御は、すべて32ビット高速パソコンを用いて行なっている。画像デ-タの取り込み精度などは、(1)画素数=512(水平)×480(垂直)、(2)光強度分解能=8ビット(256階調)、(3)時間分解能=約3秒(固定ディスク)/約6秒(光磁気ディスク)、および連続記録可能画像数=512フレ-ム(固定ディスク)/1200フレ-ム(光磁気ディスク片面当り)である。さらに、この方法で得られる2次元画像の光強度における直線性の確保をはじめ各種キャリブレ-ションを行なう方法を確立するため、従来の写真測光とも比較しながら、各種テストを行なったが、その結果CCD素子の特性の非均ー性をはじめあらゆる種類のキャリブレ-ションを高速かつ高精度で行なう方法を確立した。2.プロミネンスおよびフレアの観測・解析プロミネンスの時系列スペクトル観測を行い、詳細な線輪郭解析を行なうことによって、いかなる種類の振動や波動がいかなるプロミネンスのいかなる場所に存在するかを見いだすのが初期の目的であった。このため比較的静穏なタイプのプロミネンスについて時系列スペクトル観測を蓄積するとともに、たまたま太陽活動の極大期に当たっていたため、活動型プロミネンスやフレアについても積極的な観測を行った。それらの一部はすでに解析を行ない、主として速度場の時間的・場所的変動に関して興味ある結果が求められている。本年度に行なった研究内容および成果の概要は次の通りである。ただし、本研究は次年度に継続することが約束されていて、当初から2年間で完成させる予定である。したがって、今回は一連の研究の中間報告である。1.TV方式観測システムの確立既設の太陽分光観測装置のスリット面単色(Hα)モニタ-像およびスペクトル像を、それぞれCCDカメラで捕らえ、リアルタイムTV画像処理装置によりディジタル画像として145MBの大容量固定ディスクに蓄積するシステム(ソフトウェアを含む)を完成した。これらの制御は、すべて本年度の本研究費で購入した32ビットパソコンを用いて行っている。固定ディスクへの観測デ-タの転送は、1画面(およそ250KB)当たり4秒余りで行なうことができる。2.各種キャリブレ-ション方法の確立上の方法で得られる2次元像の直線性をはじめ各種キャリブレ-ションを行なう方法を確立するためのいろいろなテストを行なった。従来の写真測光とも比較し、テストを重ねた結果、CCD素子の特性の非均一性をはじめあらゆる種類のキャリブレ-ションを高速かつ高精度で行なう方法を確立した。3.予備的観測・解析の実行本来の目的である、プロミネンスの時系列スペクトル観測を試験的に行い、本システムの総合的性能の強化を行なった。これにより、次年度以降に、本格的な観測・解析が可能であるとの見通しがついた。昨年度に行なった研究成果を踏まえ、ハ-ド・ソフト両面にわたる観測システムの高質化を計るとともに、本格的な観測・解析を継続した。その概要は次の通りである。1.観測システムの高質化長時間の時系列観測を行い得るよう、光磁気ディスクを追加整備したため、従来からの固定ディスクとの併用で次のような画像採取を行なうことが可能となった。すなわち、(1)画像数=512(水平)×480(垂直)、(2)光強度分解能=8ビット(256階調)、(3)時間分解能=約3秒(固定ディスク)/約6秒(光磁気ディスク)、および連続記録可能画像数=512フレ-ム(固定ディスク)/1200フレ-ム(光磁気ディスク片面当り)である。

また、これに併せて、観測用のプログラムの改良も行なったため、スペクトル画像、スリット面モニタ-Hα単色像、フレアパトロ-ルHα像、および比較像のうち任意の画像を自動的にあるいは手動的に自由に取り込むことが可能となった。2.プロミネンスおよびフレアの観測・解析プロミネンスの時系列スペクトル観測を行い、詳細な線輪郭解析を行なうことによって、いかなる種類の振動や波動がいかなるプロミネンスのいかなる場所に存在するかを見いだすのが初期の目的であった。このため比較的静穏なタイプのプロミネンスについて時系列スペクトル観測を蓄積するとともに、たまたま太陽活動の極大期に当たっていたため、活動型プロミネンスやフレアについても積極的な観測を行った。それらの一部はすでに解析を行ない、主として速度場の時間的・場所的変動に関する結果が求められている。
規レアアース資源としての深海底含金属堆積物のポテンシャル評価

我々は東太平洋の広範囲に,希土類元素(レアアース;REE)を豊冨に含有した『深海低含金属堆積物』が分布していることを発見した.この新発見の資源は,(1)レアアース含有量が非常に高い,(2)資源量が膨大かつ探査が容易,(3)放射性元素であるウラン,トリウムの含有量が低い,(3)弱酸でほとんどのレアアースが回収できる,など資源として理想的な条件を備えている.公海上に存在しているが,国際海底機構への鉱区申請を経て我が国が開発することができる(技術的にも採鉱が可能な)資源であり,レアアース資源の安定確保という国家的課題を解決する切り札となり得るものである.本研究では,この含金属堆積物鉱床について,特に有望と見込まれる東太平洋域における分布状況とレアアース含有量(併せて他の有用元素含有量も)を網羅的に把握し,将来的な資源開発を見据えた資源ポテンシャル評価を行うことを目的としている.本年度はその初年度として,テキサスA&M大学における堆積物コア試料採取を行い,それらの鉱物同定(XRD),および全岩化学組成分析(XRF,ICP-MS)を行う予定であったが,より包括的な研究である基盤研究(S)が採択されたため,本研究は2010年8月25日をもって廃止となった.我々は東太平洋の広範囲に,希土類元素(レアアース;REE)を豊冨に含有した『深海低含金属堆積物』が分布していることを発見した.この新発見の資源は,(1)レアアース含有量が非常に高い,(2)資源量が膨大かつ探査が容易,(3)放射性元素であるウラン,トリウムの含有量が低い,(3)弱酸でほとんどのレアアースが回収できる,など資源として理想的な条件を備えている.公海上に存在しているが,国際海底機構への鉱区申請を経て我が国が開発することができる(技術的にも採鉱が可能な)資源であり,レアアース資源の安定確保という国家的課題を解決する切り札となり得るものである.本研究では,この含金属堆積物鉱床について,特に有望と見込まれる東太平洋域における分布状況とレアアース含有量(併せて他の有用元素含有量も)を網羅的に把握し,将来的な資源開発を見据えた資源ポテンシャル評価を行うことを目的としている.本年度はその初年度として,テキサスA&M大学における堆積物コア試料採取を行い,それらの鉱物同定(XRD),および全岩化学組成分析(XRF,ICP-MS)を行う予定であったが,より包括的な研究である基盤研究(S)が採択されたため,本研究は2010年8月25日をもって廃止となった.
社会起業者に関する経営学的分析の枠組みと分類基準の構築

社会起業家に関して,まず社会的企業およびその企業を核として遂行される社会的革新,およびNPOに関する文献およびデータを収集した.社会起業家および社会的革新に関しては,これまで営利企業で語られた起業家およびイノベーションとほぼ同様の概念および理論が論じられていることが理解できた.ただし,その中では組織のミッションや組織の指導原理に違いがあるために,社会起業家や社会イノベーションでは,起業活動やイノベーションの論理よりも社会問題の発見と解決という面に視点が向けられ,問題の解決が起業活動でありイノベーションであるということに関する意識が強く現れていることがわかった.ただし,最近では社会的イノベーションや起業家を全面に出した議論もされ始めており,企業の行うイノベーションや企業活動の差異は失われつつあるといえる.ただし,前述したように企業が意識して取り扱ってこなかった社会的な問題をイノベーションや企業の守備範囲にしているという点で,社会に創造的かつ深い変化を引き起こす可能性が社会イノベーションや起業家にはある.確かに,経済活動はグローバル化している点で影響を及ぼす範囲は広い.しかし,社会的活動はローカル(地域やコミュニティレベル)ではあるがその地域やコミュニティに深く影響を及ぼすこと,およびこれまで対応されてこなかった課題が取り上げられてきていることなどにより,影響範囲は広いというよりも深い.この意味で社会起業家やイノベーションは大きな影響を持つことが理解できた.このような認識をふまえて,来年度は社会的イノベーションを理論的および実証的に本格的に研究してみるつもりである.社会起業家に関して,まず社会的企業およびその企業を核として遂行される社会的革新,およびNPOに関する文献およびデータを収集した.社会起業家および社会的革新に関しては,これまで営利企業で語られた起業家およびイノベーションとほぼ同様の概念および理論が論じられていることが理解できた.ただし,その中では組織のミッションや組織の指導原理に違いがあるために,社会起業家や社会イノベーションでは,起業活動やイノベーションの論理よりも社会問題の発見と解決という面に視点が向けられ,問題の解決が起業活動でありイノベーションであるということに関する意識が強く現れていることがわかった.ただし,最近では社会的イノベーションや起業家を全面に出した議論もされ始めており,企業の行うイノベーションや企業活動の差異は失われつつあるといえる.ただし,前述したように企業が意識して取り扱ってこなかった社会的な問題をイノベーションや企業の守備範囲にしているという点で,社会に創造的かつ深い変化を引き起こす可能性が社会イノベーションや起業家にはある.確かに,経済活動はグローバル化している点で影響を及ぼす範囲は広い.しかし,社会的活動はローカル(地域やコミュニティレベル)ではあるがその地域やコミュニティに深く影響を及ぼすこと,およびこれまで対応されてこなかった課題が取り上げられてきていることなどにより,影響範囲は広いというよりも深い.この意味で社会起業家やイノベーションは大きな影響を持つことが理解できた.このような認識をふまえて,来年度は社会的イノベーションを理論的および実証的に本格的に研究してみるつもりである.
あいまい制御方式による高頻度人工呼吸の自動管理

本研究では、高頻度人工呼吸の換気メカニズムに関する実験を行い、新しい方式の高頻度人工呼吸器を開発してその性能を調べ、それを用いたファジィ制御系を設計して動物実験を行い、高頻度人工呼吸のファジィ制御が可能であることを示した。1.高頻度人工呼吸のメカニズム同筒管内の定常流の流速分布をレ-ザドップラ流速計で測定し、測定値と理論値を比較して実験系に問題のないことを確認した。振動流の流速分布の測定によって、流入時と流出時とで流速分布が非対称になり、流入量と流出量が等しくても物質移動が生ずる場合があることが示された。これが高頻度人工呼吸の換気メカニズムの一つと考えられる。2.機械振動方式高頻度人工呼吸器ばねと質量とで構成された機械振動系を、不釣合いをもつ回転運動の遠心力で加振し、平行ばね機構で振動の自由度を直線変位に限定した。この方式の特長は、振動系の共振点近くで加振すれば、小出力のモ-タでも大きい振動流を発生できること、および流量の上限が遠心力で決定されるので安全であることである。試作した高頻度人工呼吸器をモデル肺に接続して、発生流量とガス交換能を測定したところ、満足すべき結果が得られた。3.高頻度人工呼吸のファジィ制御ファジィ制御の前件部変数に、動脈血中炭酸ガス分圧の設定値からの偏差および偏差の変化をとり、後件部変数に高頻度人工呼吸器の回転数の変化をとって、ファジィPI制御系を構成した。推論法はmin-max重心法を用いた。イヌの動脈血炭酸ガス分圧を40mmHgに保つ制御実験を行ったところ、異常値から設定値に復帰させて一定値に保持することができ制御対象の動特性の詳細が未知でも、制御可能であることが示された。高頻度人工呼吸の換気メカニズムの解析を行うために、パーソナルコンピュータを用いた実験システムを構成して、管内の振動流の流速分布測定を行った。また、大容量の、振動流を発生させるために、機械振動方式の振動流発生装置を試作した。1.パーソナルコンピュータによる実験システムパルスモータをコンピュータ制御してピストン・シリンダ機構を駆動し、同時にピストンの位置と流速をAD変換してコンピュータに取り込み、データ処理を行った。水に色素を分散させレーザドップラ流速計によって、精密に流速を測定した。実際の高頻度人工呼吸では気体が流れるが、レーザドップラ流速計で精密な流速を測定するための気体用トレーサに適当なものがないので、水を流体として用いた。2.振動流の測定正弦波状の振動流を発生し、直管内の流速分布を調べた。管の入口領域では流入時と流出時の流速分布を比較すると、両者が互いに対称とはならなかった。高頻度人工呼吸のメカニズムとして、吸気時と呼気時の流速分布の相違によって物質移動が生ずるという仮説があるが、本実験の結果はこの仮説に一つの裏づけを与えた。すなわち、正弦波の一周期の終わりに、管の中心軸近くの流体が流出方向へ、管の壁面近くの流体が流入方向へ移動した。3.機械振動方式の振動流発生装置不釣合をもつ回転運動を利用して遠心力を発生させ、平行ばね機構により直線運動のみに自由度を限定する方法で、ばね-質量系の機械振動を作り出す。この系の共振点近くでは、小出力モータでも大きい振動流を発生でき、機構的に圧力の上限が設定可能という利点がある。165gの不釣合質量、100Wのモータで、40l/minの流量が達成された。前年度に製作した機械振動方式の振動流発生装置の換気性能を測定した。

また、この装置を用いて、動脈血炭酸ガス分圧を一定に保つファジイ制御システムを設計し、イヌによる動物実験を行なって、動特性を同定することが容易でない高頻度人工呼吸を制御するには、ファジイ制御が有効であることを示した。(1)ガス交換能の測定振動流発生装置にモデル肺を接続し、その途中を大気に開放した状態で振動流を作用させ、モデル肺内の炭酸ガス濃度変化を測定した。モデル肺内の炭酸ガス濃度は時間とともに、指数関数的に減少しており、一サイクルごとに一定量のガスがモデル肺と大気の間で交換されていることが示された。550700rpmの範囲では、回転数が高いほどモデル肺内の圧力も高い。ガス交換能はこの圧力振幅に主として支配され、気道長や開口部の径の影響も受ける。(2)高頻度人工呼吸のファジイ制御ファジイ制御は,if x is A,then y is Bという制御規則をいくつか組合わせて制御を行う。xを前件部、yを後件部とよぶが、前件部変数を血中炭酸ガス分圧の設定値(40mmHg)からの偏差および偏差の変化とし、後件部変数を振動流発生装置の回転数の変化として、血中炭酸ガス分圧を一定に保つように制御規則を定めた。後件部変数の値はmin-max重心法によるファジイ推論で求めた。麻酔下の成雑犬の動脈血を約5分ごとに採血して血中炭酸ガス分圧を測定し、パソコンに入力して前記の方法で回転数を出力し、DA変換器を介して振動流発生装置に加えた。この動物実験の結果、人工的にも異常値にした血中炭酸ガス分圧を設定値に復帰させて、一定値に保つことができることが示された。ファジイ集合のメンバシップ関数の形によっては、分圧が振動的になることもあった。
スピンプローブ法と分子動力学法を併用した有機薄膜中の分子運動に関する研究

1.スピンプローブ法によるLB膜中の両親媒性分子の配向と分子運動の解明メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つ5-,10-,16-ドキシルステアリン酸をプローブとするステアリン酸のポリイオンコンプレックスLB膜の研究では、ESRスペクトルの角度依存性に加えて温度変化を測定し、スペクトルシミュレーションにより分子運動が無視できる液体窒素温度での正確な分子配向角度分布を決定した。また、スペクトルの温度変化から、メチレン鎖の末端部分はこのLB膜中においても配向規則性を保ちながら分子運動を行っていることが示された。2.スピンプローブ法によるキャスト膜中の両親媒性分子の配向と分子運動の解明二つの長いメチレン鎖を持つテトラアルキルアンモニウムクロリドのキャスト膜にスピンプローブ法を適用した結果、ESRスペクトルの角度変化および温度変化から、これらのキャスト膜中においてメチレン鎖の運動がヘッドグループの近傍では配向を保った運動を行っているのに対して、先端部では等方的な運動を行っていることが示された。3.プローブ分子を含む混合LB膜の相分離状態の制御メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つドキシルステアリン酸とフルオロカーボン鎖を持つカルボン酸であるパーフルオロデカン酸等との混合LB膜が、ドキシル基の位置によっては相分離しないことを見いだし、プローブ部位の位置が親水基に近いほど相分離を起こしにくくなることを明らかにした。このようなプローブ分子による相分離性は、プローブ部位が親水基に近くなるほど、水面上の単分子膜内のプローブ分子の分子占有面積が大きくなるため、プローブ分子間の面内での凝集力が減少することが原因であることが示された。4.分子動力学法による有機薄膜中の分子運動のシミュレーションとESR線形解析法の確立これまで改良を進めてきた分子動力学法によるこのような系の計算プログラムは、ほぼ実際の研究に使えるレベルに達した。この結果、このプログラムを用いたシミュレーションにより、炭化水素鎖またはフルオロカーボン鎖を持つLB膜および混合LB膜の中に溶解したスピンプローブ分子のESRスペクトルから、これら有機薄膜中の分子運動について詳細な情報が得られるものと期待される。本研究は、スピンプローブ法を中心とする電子スピン共鳴(ESR)法の優れた特徴を利用するとともに、近年進歩の著しい分子動力学法によるコンピューターシミュレーションをESRスペクトルの線形解析に利用することにより、有機薄膜中の分子の空間規則性や分子運動に関する詳しい知見を得るための新しい手法の発展と確立を目的とするものである。今年度は主に以下の2つの点についての研究を進めてきた。1.スピンプローブ法によるLB膜およびキャスト膜中の両親媒性分子の配向と分子運動の定性的解明メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つ5-,10-,16-ドキシルステアリン酸をプローブとするステアリン酸のポリイオンコンプレックスLB膜の研究では、これまでの予備的な研究に基づき、ESRスペクトルの角度依存性に加えて温度変化を測定し、スペクトルシミュレーションにより分子運動が無視できる液体窒素温度での正確な分子配向角度分布を決定した。

一方、二つの長いメチレン鎖を持つテトラアルキルアンモニウムクロリドのキャスト膜にスピンプローブ法を適用した結果、ESRスペクトルの角度変化および温度変化から、これらのキャスト膜中においてメチレン鎖の運動がヘッドグループの近傍では配向を保った運動を行っているのに対して、先端部では等方的な運動を行っていることが示された。また、ステアリン酸のキャスト膜ではLB膜と異なり規則的な配向を示さないことが明らかになった。2.分子動力学法による有機薄膜中の分子運動のシミュレーションとESR線形解析法の確立。シミュレーションの結果からスピンプローブの配向の時間変化を求め、ESRスペクトルの線形を計算するプログラムの作成を行っている。本研究は、スピンプローブ法を中心とする電子スピン共鳴(ESR)法の優れた特徴を利用するとともに、近年進歩の著しい分子動力学法によるコンピューターシミュレーションをESRスペクトルの線形解析に利用することにより、有機薄膜中の分子の空間規則性や分子運動に関する詳しい知見を得るための新しい手法の発展と確立を目的とするものである。今年度は昨年度に引き続き主に以下の2つの点についての研究を進めてきた。1.スピンプローブ分子を含む混合LB膜の相分離状態と分子運動の解明昨年度から引き続きスピンプローブ法を用いたLB膜中の分子運動の研究を進める中で、メチレン鎖の異なる炭素位置に安定な常磁性基を持つ5-,10-,16-ドキシルステアリン酸とフルオロカーボン鎖を持つカルボン酸であるパ-フルオロデカン酸(PFDA)または部分的にフッ素化されたエーテル結合を含むメチレン鎖を持つカルボン酸であるPFECAとの混合LB膜が、以外にもドキシル基の位置によっては相分離しないことを見いだした。この事実はフルオロカーボン鎖の中に溶解したこれらのプローブ分子のESRスペクトルから、これまであまり研究されていないフルオロカーボン鎖を持つ両親媒性分子の分子運動に関する知見が得られる可能性が開けてきたと考えられる。そこで今年度はこのようなプローブ分子を含む混合LB膜の相分離状態が、プローブ部位の位置の違いによってどのような影響を受けるのかに注目して研究を進めてきた。その結果、プローブ部位の位置が親水基に近いほど相分離を起こしにくなることが明らかとなった。現在、フルオロカーボン鎖の中に溶解したプローブ分子のESRスペクトルから、フルオロカーボン鎖の分子運動についての検討を進めている。現在分子動力学法によるこのような系のプログラムについては既存のプログラムの改良を行っている。また、シミュレーションの結果からスピンプローブの配向の時間変化を求め、ESRスペクトルの線形を計算するプログラムの開発を並行して進めている。
破骨細胞吸収型骨置換材の創製

炭酸アパタイトの優れた破骨細胞吸収性に着目し、炭酸アパタイトブロックの調製法ならびにその材料学的特性、骨伝導性および吸収性を調べ、骨置換材としての有用性を検討した。石膏の硬化性を利用して任意形状のカルサイト/石膏複合硬化体のペレット状試料を作製し、各種リン酸塩水溶液中での水熱処理による炭酸アパタイトブロックの調製を試みた。水熱処理により形態変化することなく炭酸アパタイトへと転化することができた。処理後の強度は石膏含有量に依存したが、ダイアメトラル法による引張強度値で2-4MPaの値が得られた。Na塩で処理した場合に処理後の強度が最も大きくなった。XRDによる結果では、24時間水熱処理により石膏およびカルサイトはアパタイト相へと転化していたが、一部カルサイトの残存が認められた。処理時間を延ばすことによりカルサイトも消失しアパタイトへと転化した。炭酸カルシウムのうち、カルサイトより溶解性の高いバテライトを用いた場合は、転化速度が大きくなる傾向にあった。FT-IR分析、熱分析およびCHN分析結果を総合すると、Bタイプの炭酸アパタイトが主に生成しており、アパタイト中に含まれる炭酸イオン含有量は1022%の範囲にあり、アンモニウム塩<カリウム塩<ナトリウム塩の順に高くなっていた。また、同一塩で比較すると塩基性の高い塩ほど炭酸イオン含有量が高くなる傾向にあった。Na塩を用いた水熱処理で得られた炭酸アパタイトブロック上での骨芽細胞の細胞付着性、細胞増殖はコントロールとしてのHAP焼結体とほぼ同程度であった。ALP活性およびオステオカルシンといった分化マーカーについては、第3リン酸ナトリウムで調製した炭酸アパタイトではHAP焼結体より有意に増加していた。一方、HAP焼結体では、破骨細胞による吸収窩は観察されなかったが、炭酸アパタイト上では吸収窩が観察され、調製した炭酸アパタイトの吸収性が確認できた。本研究結果は、任意形状の炭酸アパタイト系骨置換材の調製法として期待できることがわかった。種々の配合比のカルサイトおよび半水石膏混合物を水で練和し、ステンレス製モールド内で硬化させることによりペレット状試料を作製した。ペレット状硬化体を100°Cのリン酸塩水溶液により水熱処理を行った。水熱処理前の硬化体のダイアメトラル引張強さは石膏含有量とともに増加がした。一方、水熱処理後では、石膏含有量の高い硬化体では強度の低下が見られ、石膏含有量の低い、すなわちカルサイトの多い試料では逆に強度の増加が認められた。このことは、石膏およびカルサイトから生成するアパタイト相の結晶形態や組成が関与していると考えられた。XRDによる結果では、リン酸塩溶液中での24時間水熱処理により石膏およびカルサイトはアパタイト相へと転化していたが、一部カルサイトの残存が認められた。FT-IRの結果では、炭酸イオンによる吸収が1400-1500cm^<-1>に観察され、炭酸アパタイトが生成していることがわかった。CHN分析の結果から、アパタイト中に含まれる炭酸イオン含有量は、主に処理に用いるリン酸塩の種類によって異なることがわかった。すなわち、ナトリウム塩とアンモニウム塩では前者の方が高くなり、同じナトリウム塩でも第3リン酸塩、すなわち溶液のpHが高いほど炭酸イオン含有量が高くなることがわかった。

さらに、リン酸二ナトリウム水溶液処理により調製した炭酸アパタイトブロック上に骨芽細胞を播種し、αMEM中で一定期間培養後に、骨芽細胞の細胞付着性、細胞増殖(細胞数計測ならびにMTT法)を検討したところ、初期接着量はコントロールとしてのプラスティックプレートおよびHAP焼結体とほぼ同程度であった。また、7日間にわたる増殖実験でもプラスティックプレートよりやや劣るものの、HAP焼結体との間に有意差は認められなかった。種々の配合比のカルサイトおよび半水石膏混合物を水で練和し,ステンレス製モールド内で硬化させることによりペレット状試料を作制した。ペレット状硬化体を100°Cおよび120°Cの各種リン酸塩水溶液により水熱処理を行った。XRDによる結果では,リン酸塩溶液中での24時間水熱処理により石膏およびカルサイトはアパタイト相へと転化していたが,一部カルサイトの残存が認められた。リン酸塩の種類としてはアンモニウム塩を用いた場合がアパタイトへの転化率が最も高く,ついでナトリウム塩,カリウム塩の順であった。温度を変えても転化率にはさほど影響はなかった。このことは,液のpHが密接に影響していると考えられた。FT-IR分析,熱分析およびCHN分析結果を総合すると,Bタイプの炭酸アパタイトが主に生成しており,アパタイト中に含まれる炭酸イオン含有量は,アンモニウム塩<カリウム塩<ナトリウム塩の順に高くなっていた。また,同一塩で比較すると塩基性の高い塩ほど炭酸イオン含有量が高くなる傾向にあった。ナトリウム塩で調制した炭酸アパタイトブロック上での,骨芽細胞の細胞付着性,細胞増殖性について,初期接着量および増殖性共にコトロールとしてのプラスティックプレートおよびHAP焼結体とほぼ同程度であった。また,ALP活性およびオステオカルシンといった分化マーカーも第3リン酸ナトリウムで調制した炭酸アパタイトではHAP焼結体より有意に高くなっていた。破骨細胞を炭酸アパタイトブロックおよびHAP焼結体上で4日間培養したところ,HAP焼結体では,破骨細胞による吸収窩は観察されなかったが,炭酸アパタイト上では吸収窩が観察され,調制した炭酸アパタイトの吸収性が確認できた。種々の配合比のカルサイトおよび半水石膏混合物を水で練和し、ステンレス製モールド内で硬化させることによりペレット状試料を作製した。また、カルサイトの他に、炭酸カルシウムの多形の一種であるバテライトおよびアラゴナイトを用いた試料も作成した。ペレット状硬化体を種々のリン酸塩水溶液を用いて100°Cで水熱処理を行った。XRDによる結果では、リン酸塩溶液中での24時間水熱処理により石膏および炭酸カルシウムは大部分アパタイト相へと転化していた。使用した炭酸カルシウムのうち、もっとも溶解性の高いバテライトを用いた場合が、転化速度は大きくなる傾向にあった。カルサイトー石膏硬化体をNa塩で処理した場合に処理後の強度が最も大きくなり、第3リン酸塩の場合でDTSが約4MPaであった。生成した炭酸アパタイトは、いずれの炭酸カルシウムにおいてもほぼBタイプであり、アパタイト中に含まれる炭酸イオン含有量は1022%の範囲にあった。Na_3PO_4で調製した炭酸アパタイトブロック上での、骨芽細胞の初期接着量および増殖性、HAP焼結体とほぼ同程度であった。
漢方方剤「香蘇散」煎剤の抗うつ様活性発現機序のプロテオーム解析を用いた解明

研究代表者及び研究分担者はこれまでに環境ストレスである慢性マイルドストレスを負荷して作成したうつ様モデルマウスに対して、漢方方剤「香蘇散」煎剤が経口投与により抗うつ様活性を示すことを明らかにした。また、香蘇散煎剤の抗うつ様活性発現の機序を明らかにするため、脳の視床下部についてプロテオーム解析を行い、環境ストレスを負荷することによって発現量が変化し、香蘇散煎剤の投与によって発現量が回復するタンパク質を複数種類見出した。しかし、対人ストレスのモデルである慢性社会的敗北ストレス(CSDS)を負荷して作成したうつ様モデルマウスに対する香蘇散煎剤の抗うつ様作用のプロテオーム解析による検討は行われていない。昨年度はCSDS誘発うつ様モデルマウスのうつ様行動の検討を行った結果、社会接触行動試験において、CSDSを負荷することによってマウスにうつ様行動が認められることが明らかになった。また、同マウスの海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行ったところ、CSDS負荷により発現量が増加したタンパク質89種と減少したタンパク質100種、計189種のタンパク質が同定された。そこで今年度は、CSDS誘発うつ様モデルマウスに香蘇散煎剤を経口投与し、抗うつ様活性について検討するとともに海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行った。その結果、香蘇散煎剤の抗うつ様活性の発現に飼育飼料が関わっていることが明らかとなった。また、CSDS負荷により海馬で発現量が変化したタンパク質のうち、香蘇散煎剤投与により回復したタンパク質が24種同定された。以上、今年度の結果より、CSDS誘発うつ様モデルマウスにおいて香蘇散煎剤が抗うつ様作用を示すこと、及びプロテオーム解析により同マウスの海馬において香蘇散煎剤の投与によって発現量が回復するタンパク質が同定できることが明らかとなった。本研究の目的のひとつである社会的ストレスに対する漢方方剤「香蘇散」煎剤の抗うつ様活性の機序のプロテオーム解析による解明には、まず、社会的ストレスによってうつ様モデルマウスを作成すること、並びに社会的ストレスの負荷によって発現量が変化するタンパク質をプロテオーム解析で同定できることが必要不可欠である。昨年度の検討において、慢性社会的敗北ストレスの負荷によってマウスがうつ様行動を示すこと、並びに安定同位体標識法によるプロテオーム解析により同マウスの脳の海馬においてストレス負荷によって発現量の変化するタンパク質が見出された。また、一時期、慢性社会的敗北ストレス誘発うつ様モデルマウスにおいて香蘇散煎剤の抗うつ様活性の再現性が得られなくなったが、飼育飼料を変更することによって抗うつ様活性の再現性が得られるようになったことから、「おおむね順調に進展している」と判断した。今年度の検討において、1慢性社会的敗北ストレス誘発うつ様モデルマウスにおいて香蘇散煎剤の抗うつ様活性の再現性が得られたこと、2同マウスの脳の海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行うことによりストレス負荷によって発現量が変化し、香蘇散煎剤の投与によって回復するタンパク質を見出すことが出来ることが明らかになった。そこで、次年度は慢性社会的敗北ストレス誘発うつ様モデルマウスに漢方方剤「香蘇散」煎剤を経口投与することによって、海馬で発現量が正常状態に回復するタンパク質についてウェスタンブロッティングにより発現量の変化の確認を行い、脳の免疫組織染色により発現が変化する部位の検討を行う。アンタゴニスト、特異抗体、siRNAが使用可能である場合には、これらを用いて見出されたタンパク質のうつ様病態や香蘇散煎剤の抗うつ様作用との関連についての検討を環境ストレス誘発うつ様モデルマウスも含めて行う。さらに、プロテオーム解析によりタンパク質の翻訳後修飾に対するストレス負荷及び香蘇散煎剤投与の影響について解析を行う。しかし、対人ストレスのモデルである慢性社会的敗北ストレスを負荷して作成したうつ様モデルマウスに対する香蘇散煎剤の抗うつ様作用のプロテオーム解析による検討は行われていない。そこで、今年度は慢性社会的敗北ストレス誘発うつ様モデルマウスのうつ様行動の検討と脳の海馬のプロテオーム解析を行った。その結果、社会接触行動試験において、慢性社会的敗北ストレスを負荷することによってマウスにうつ様行動が認められることが明らかになった。また、同マウスの海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行ったところ、慢性社会的敗北ストレス負荷で発現量が変化するペプチドが211種見出された。これらのペプチドから慢性社会的敗北ストレス負荷により発現量が増加したタンパク質89種と減少したタンパク質100種、計189種のタンパク質が同定された。以上、今年度の結果より、慢性社会的敗北ストレス誘発うつ様モデルマウスが作成できたこと、及びプロテオーム解析により同マウスの海馬において慢性社会的敗北ストレス関連タンパク質が同定できることが明らかとなった。本研究の目的のひとつである社会的ストレスに対する漢方方剤「香蘇散」煎剤の抗うつ様活性の機序のプロテオーム解析による解明には、まず、社会的ストレスによってうつ様

モデルマウスを作成すること、並びに社会的ストレスの負荷によって発現量が変化するタンパク質をプロテオーム解析で同定できることが必要不可欠である。今年度の検討において、慢性社会的敗北ストレスの負荷によってマウスがうつ様行動を示すこと、並びに安定同位体標識法によるプロテオーム解析により同マウスの脳の海馬においてストレス負荷によって発現量の変化するタンパク質が見出されたことから、おおむね順調に進展していると判断した。研究代表者及び研究分担者はこれまでに環境ストレスである慢性マイルドストレスを負荷して作成したうつ様モデルマウスに対して、漢方方剤「香蘇散」煎剤が経口投与により抗うつ様活性を示すことを明らかにした。また、香蘇散煎剤の抗うつ様活性発現の機序を明らかにするため、脳の視床下部についてプロテオーム解析を行い、環境ストレスを負荷することによって発現量が変化し、香蘇散煎剤の投与によって発現量が回復するタンパク質を複数種類見出した。しかし、対人ストレスのモデルである慢性社会的敗北ストレス(CSDS)を負荷して作成したうつ様モデルマウスに対する香蘇散煎剤の抗うつ様作用のプロテオーム解析による検討は行われていない。昨年度はCSDS誘発うつ様モデルマウスのうつ様行動の検討を行った結果、社会接触行動試験において、CSDSを負荷することによってマウスにうつ様行動が認められることが明らかになった。また、同マウスの海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行ったところ、CSDS負荷により発現量が増加したタンパク質89種と減少したタンパク質100種、計189種のタンパク質が同定された。そこで今年度は、CSDS誘発うつ様モデルマウスに香蘇散煎剤を経口投与し、抗うつ様活性について検討するとともに海馬について安定同位体標識法によるプロテオーム解析を行った。その結果、香蘇散煎剤の抗うつ様活性の発現に飼育飼料が関わっていることが明らかとなった。また、CSDS負荷により海馬で発現量が変化したタンパク質のうち、香蘇散煎剤投与により回復したタンパク質が24種同定された。以上、今年度の結果より、CSDS誘発うつ様モデルマウスにおいて香蘇散煎剤が抗うつ様作用を示すこと、及びプロテオーム解析により同マウスの海馬において香蘇散煎剤の投与によって発現量が回復するタンパク質が同定できることが明らかとなった。本研究の目的のひとつである社会的ストレスに対する漢方方剤「香蘇散」煎剤の抗うつ様活性の機序のプロテオーム解析による解明には、まず、社会的ストレスによってうつ様モデルマウスを作成すること、並びに社会的ストレスの負荷によって発現量が変化するタンパク質をプロテオーム解析で同定できることが必要不可欠である。昨年度の検討において、慢性社会的敗北ストレスの負荷によってマウスがうつ様行動を示すこと、並びに安定同位体標識法によるプロテオーム解析により同マウスの脳の海馬においてストレス負荷によって発現量の変化するタンパク質が見出された。また、一時期、慢性社会的敗北ストレス
高齢者の生活・認知機能維持に資する運動療法に関する縦断研究

本研究は、全国組織のスポーツクラブ会員4700名(16-88歳、平均年齢54.8歳)の中高年の運動機能、生活自立、認知機能、抑鬱、社会参加の変化を追跡することにより、機能低下予防にふさわしい中高年の運動処方を確立することを目的としてスタートした。3年間にわたるデータ収集、解析の結果、現在以下の6つの成果を得ている。□疾病のない高齢者のQOL評価のために、下位尺度の内的一貫性と安定性をもつ活力度指標は有用であり、運動は加齢による活力度低下を防ぐ効果をもっている。□定期的な柔軟・矯正体操を長期間行うと加齢に伴う活力度の低下が抑制されることから、介護予防に貢献することが期待できる。□閉経前後の中高年女性が柔軟・矯正体操を定期的に行うと、肥満の是正、骨量増加、動脈硬化進行抑制、バランス能力の改善などの効果が得られる。□3か月1年間の運動(体操教室)は地域高齢者の介護予防に貢献しうる。□運動習慣のある高齢者において、過去の転倒歴転倒歴、年齢、つまずきの3つが将来の転倒を予測する因子であった。□定期的な運動は抗酸化活性の上昇を介して、動脈硬化予防効果を発揮する。本研究により中高年者および高齢者のQOLを評価する活力度指標を構築するに至り、その妥当性を検証することができた。本指標は、介護予防の前段階をスクリーニングしうることが期待され、事実運動は活力度の低下を防止した。その他、運動は肥満の是正、骨量増加、動脈硬化進行抑制など様々なベネフィットを生むことも科学的に検証された。本縦断調査研究は現在も継続中であり、本コホートのデータを今後さら集積し、新たな結果、成果を発表したいと考えている。運動療法の早期介入および持続的効果を検討するために,2004年から10年間の縦断調査として,8,000人を対象に全国体操教室を施行している。評価項目については,(1)運動機能(2)生活自立(3)物忘れ(4)うつ(5)老年症候群(6)社会交流(7)健康感・活動(8)転倒経験(9)困難な課題への取り組み-についての35項目を設け,自立から虚弱,虚弱から寝たきりの機能評価も詳細な項目を設けた。2004年度では、24都道府県で体操教室に参加した4,541人と参加していない一般市民395人(いずれも女性)との間で,活力度の加齢変化に対する運動効果を横断的に検討した結果,両群とも65歳以降から活力度と健康意識が低下傾向にあり,老年症候群(頻尿,視力低下,不眠,関節痛),物忘れ,うつが増加傾向にあったが,一般市民群に比べて体操教室参加群では有意に抑制されていた。活力度の維持に役立つ運動要因については,運動継続年数と運動頻度が有意に関与していた。非参加群では70歳代以降では活力度指数の加齢変化が低下傾向だったが,運動教室参加群では有意に維持しており,虚弱への早期予防効果が認められた。引き続き縦断変化を追跡している。運動効果の詳細を検討するため、47-72歳の体操参加66名に熟達度に応じ、年齢をマッチングさせ、指導者、熟達者、初心者に分け、身体計測、骨検査(DXA、脊椎X線撮影)、運動硬化検査(動脈脈波速度)、バランス・柔軟検査を行った。身体計測では指導者、熟達者ともに有意にウエスト/ヒップ比の低値が見られた。またDXAにおいて大腿骨頚部の骨密度が指導者において高値を示した。動脈脈波速度ではba-PWVが指導者、熟達者において低値を示し、定期的な均整柔軟体操は骨密度、動脈硬化指数の改善が得られると考えられた。