hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DPSIRモデルによる宍道湖における突発的な水草の分布拡大の評価と対策

宍道湖における透明度は場所によって大きく異なり,年間を通じてのChl.a量は水草帯内部よりも水草帯外部及び湖心のほうが有意に多いことがわかった.ラジコンヘリや衛星データを使い宍道湖の広域的な水草分布のモニタリングを行った結果,宍道湖南岸の中央部で水草が繁茂することが確認された.湖岸域周辺におけるTOC濃度の増加は近年の水草繁茂の影響を示していると思われ,水草の繁茂が底質まで影響する状態まで恒常化していることが示唆された.宍道湖に流入する小河川を対象に水質挙動の把握を行った結果,TNとTPは全ての対象河川において環境省が設定する基準より高い濃度を示し,湖北と湖南で大きな差異が確認された.(1)本科研で取得したラジコンヘリによる宍道湖の水草の撮影を2013年7月に行った.これにより,ラジコンから非常に鮮明な水草分布の様子が撮影できることが確かめられ,ラジコンによる水草モニタリングの可能性を示したことは意義深い.(2)宍道湖湖心及び東部浅域で底質・水質のモニタリング調査を継続し,宍道湖全域(84地点)の広域調査を行った.この調査と過去の調査結果を比較した結果,底質の全有機炭素濃度及び全イオウ濃度がいずれも2倍に増加していた.モニタリング調査でも年々増加する傾向が見られ,その原因として海水の流入の増加,河川からの土砂の抑制が考えられ,この変化がヤマトシジミの生息域の縮小に影響を与えていることが示唆された.(3)底質表層の酸化還元電位,温度,光強度の連続観測を行い,さらに現場の底質における有機物分解活性と枯死した水草と糸状藻類の分解実験を行った結果,観測を開始した2013年10月以降では水草区および対照区の底質環境に大きな差はみられなかったが,水草区の方が若干還元的になる傾向がみられた.宍道湖底では,枯死・脱落した水草の分解速度は非常に速く,他の地域での分解速度よりも大きい可能性が示唆された.(4)春から夏にかけて塩分が上昇した結果,オオササエビモの成長は抑制され,反対にツツイトモや糸状藻類のシオグサの仲間が夏まで優勢した.リュウノヒゲモも湖内で初めて確認された.塩分の低下とともにオオササエビモの成長が活発となった.(5)複数地点における水質と透明度の経年調査を行い,場所によって透明度には大きな違い(1m以上)のあることがわかり,さらに2mよりも浅い場所は透明度板が着底する頻度が高かった.(1)高塩分水塊の流入の特徴とそれによる底質の影響を明らかにするために調査観測を行ったが,今年度は夏季に降水が多かったため,高塩分水塊はほとんど流入しなかった.しかし,11月末の観測時に流入するプロセスが観測された.密度流の流路付近では周囲より平均粒径が粗く実際に砂が運搬されていると思われ,流路付近では全イオウ濃度が相対的に高く,高塩分水の影響を受けていることを明らかにした.(3)宍道湖へ流入する河川水に含まれるクロロフィルa濃度の変動について,湖北と湖南に分け月平均濃度を比較したところ,湖南に比べて湖北の方が,平均濃度が有意に高い事が明らかとなった.また,平均濃度は湖北については春から夏にかけて高く,秋から冬の間に低くなる傾向を示し,湖南については初夏に濃度が高く,その他はほぼ変化無く低い値を示す傾向を把握した.(4)宍道湖17地点での透明度の最大値は,10月29日に観察された3.5mであった.各測定日ごとの透明度は地点間で大きな違いがあり,今年度も昨年度同様ばらつきは,6月下旬から10月下旬の夏季にかけて大きかった.(5)水草群落の中心部と群落外(沖側),そして湖心のクロロフィル量を比較した結果,どの月も水草群落の中心部のクロロフィル量が水草群落外のそれよりも小さく,また,湖心よりも水草群落外のほうがクロロフィルの値が高い傾向があった.(1)Landsat-8データを使い,宍道湖の水草,クロロフィルa濃度,塩分の分布を自動的に推定できるシステムを構築した.これまでラジコンヘリによる比較的狭い領域の水草分布の解析しかできなかったが,衛星データを用いることで湖全体の環境を時空間的に把握できるようになった.(2)宍道湖に流入する11の観測河川を宍道湖の北部と南部に分けると,北側の方がTN,TP,SSとも有意に高かった.北側と南側での水質変動の要因を推定するため,降水量,土地利用割合,土壌種類,集落排水流入量で相関係数を調べたところ,南北ともTNとSSにおいては特徴的な傾向は見られなかったが,TPにおいては,北側は流域面積,流域平均河川長,集落排水量,黒ボク土壌に1%水準で統計的に有意な正の相関が認められた.(3)2014年度の結果から,宍道湖には,底層を流れ下る塩分密度流の流入過程と底質への影響が明らかとなった.2015年度ではその結果を踏まえて,定点(T3地点)で26時間連続プロファイル観測を行い,より詳細な流入過程を観測し,塩分密度流のフロントは明らかに宍道湖の表層

水塊を少なくとも水深にして1.5mは押し上げ,この密度流の発生は底層の水塊及びその懸濁物を中層に移動させる効果もあるものと思われた.(4)水草オオササエビモと糸状藻類のシオグサの分解特性を把握するため,水温,塩分,並びに光の有無を操作した分解実験を行った.その結果,それぞれ暗条件下では高温ほど分解速度が上昇したが,分解速度が高くなる塩分濃度はオオササエビモでは5psu,シオグサでは0psuと植物によって異なることが明らかになった.(5)透明度は地点間で大きく異なり,水草の生えている沿岸帯と水草群落外の沖帯では表層クロロフィルa量は有意に異なっていた.また,今年度の調査でツツイトモは水深4.1mまで生育していることが確認された.本研究の目的を達成するためには,研究代表者と分担者による課題の解明に加え,連携研究者と協力研究員による動植物プランクトンの種組成の解明が必須である.しかし,研究期間中に毎月複数地点で採取した動植物プランクトンの標本数が大量にのぼり,その処理が最終年度までに完了しなかった.(1)ラジコンヘリに代わり,簡単かつ広域に水草分布を把握するため,主に最新の衛星データLandsat-8(期間は2013年4月から2015年11月までの32シーン)を使って,宍道湖水草分布を30m解像度で自動算出,マッピングするプラグラムを開発・改良した.得られた宍道湖・中海の水草分布は特に宍道湖南岸の中央部で911月に多く繁茂することが確認・検証された.(2)サイドスキャンソナーと湖底の撮影(+潜水調査)により,空撮画像では把握できなかった水深に水草が分布していることが分かった(ツツイトモは水深4mよりも深い場所でも生育していることが確認された).(3)オオササエビモとツツイトモは,塩分が8‰を越えると成長が抑制され,発根は4‰で抑制されることを室内実験で確認した.(4)2016年に宍道湖から中海を経て境水道まで計215地点で広域定点調査及び広域水質調査を行い,得られた計測・分析データを用いて分布図を作成し,各パラメータの分布特性を記載した.その結果,宍道湖の湖盆域は,2013年時より全有機炭素濃度が1%程度減少していたものの,湖岸域周辺は増加を示していた.そのような場所はC/N比も高くなっていることから,近年に見られる水草の繁茂の影響が底質までに及んだものと思われた.(5)糸状藻類シオグサと水草オオササエビモの切れ藻を用いた室内分解実験を引き続き行った結果,これら2種の分解速度は塩分濃度の影響を強く受けること,元来汽水域に生育するシオグサは淡水条件下で分解が促進される一方,オオササエビモは汽水条件下で分解が促進されることが明らかとなった.宍道湖における透明度は場所によって大きく異なり,年間を通じてのChl.a量は水草帯内部よりも水草帯外部及び湖心のほうが有意に多いことがわかった.ラジコンヘリや衛星データを使い宍道湖の広域的な水草分布のモニタリングを行った結果,宍道湖南岸の中央部で水草が繁茂することが確認された.湖岸域周辺におけるTOC濃度の増加は近年の水草繁茂の影響を示していると思われ,水草の繁茂が底質まで影響する状態まで恒常化していることが示唆された.宍道湖に流入する小河川を対象に水質挙動の把握を行った結果,TNとTPは全ての対象河川において環境省が設定する基準より高い濃度を示し,湖北と湖南で大きな差異が確認された.各分担者による調査・研究はおおむね順調に進展しているが,空撮画像のGIS処理及び糸状藻類等の枯死に伴う湖底の還元化及び硫化水素の発生に関する調査が予定よりも遅れている.また,それぞれの成果の統合化と,連携研究員に依頼しているプランクトンの同定も進んでいないことから,全体として「やや遅れている」と自己評価した.研究期間中に毎月複数地点で採取した動植物プランクトンの標本数が大量にのぼり,その処理が最終年度までに完了しなかったため,1年間の補助事業期間延長承認により,平成28年度中に処理を終えることとしている.
1分子蛍光イメージング法によるmRNA核外輸送メカニズムの解析

真核生物はDNAが蓄えられている核と蛋白質が合成される細胞質が核膜で隔てられている。そのため、mRNAの核外輸送は遺伝子発現の調節機構にとって重要な過程である。申請者らは共焦点顕微鏡を用いて、mRNAを生細胞内で1分子観察してきた。本年度はこれらの研究を発展させた。1.mRNAの核内運動の解析mRNAの核内拡散運動を詳細に解析した。その結果、mRNAにはほぼ止まっている物と、運動している物が同じ割合でいた。mRNAの長さを変えて観察したところ、運動しているmRNAは長さによらず同じ拡散速度で動いており、その値は水中の1/100程度だった。一方、蛍光相関分光法(FCS)で核内の粘性を測定した所、水中の3倍程度であり、粘性の変化では説明できなかった。これらの結果から、mRNAは何らかの核内構造物と結合解離を繰り返しながら拡散運動している可能性が示唆された。2.スプライシングの観察mRNAは転写された後スプライシング反応によって、余分な配列(イントロン配列)が切出され、成熟mRNAとなる。最近の知見によれば、転写とスプライシング、核外輸送は密接に関連している事が示唆されている。そこで、mRNAのエキソン、イントロンを別々の色素で染め分け、プリズム分光を用いてスプライシングを観察するための技術を確立した。3.mRNAの核外輸送の観察mRNAの核外輸送速度を測定した所、mRNAは長さによらず約40分で核外輸送された。一方、通常用いられる有機系の蛍光色素は1分程度で退色してしまうため、1分子のmRNAの動きを追跡する事が困難であった。そこで、退色がしにくい半導体量子ドットの有用性を検討した。その結果、量子ドットは色素の10倍明るく、100倍退色しにくかったが、凝集してしまい、核外輸送効率が蛍光色素を用いた場合の1/10程度に低下した。更なる試料調整法の検討が必要な事が分かった。真核生物はDNAが蓄えられている核とタンパク質が合成される細胞質が核膜で隔てられている。申請者らは細胞内の任意の高さで蛍光1分子をリアルタイムに観察できる共焦点顕微鏡システムを組み上げ、mRNAを1分子レベルで生きている細胞内で観察してきた。本年度はこれらの研究を発展させ、より詳細にmRNAの核内運動を解析するとともに、mRNAが核外輸送に先立って受けるスプライシング反応をリアルタイムに観察する技術の確立を行った。1.mRNAの核内運動の観察mRNAの核内における拡散運動を詳細に観察した。mRNAの種類を変え、運動に対するmRNAの長さの影響を調べたところ、長さに応じて拡散速度が遅くなった。また。いずれの長さでもその速度は水中の1/100程度であった。一方、蛍光相関法(FCS)を用いて緑色蛍光蛋白質(GFP)の拡散定数を測定し、細胞核内の粘性を見積もったところ、水中の2.2倍しか高くなっていなかった。また。mRNAには運動しているものと止まっているものがおり、その割合はほぼ同じであった。これらの結果から、mRNAは核内で何らかの構造物と非常にすばやく結合解離を繰り返しながら拡散している可能性が示唆された。そこで、mRNAのエキソン、イントロンを別々の色素で染め分け、プリズム分光法を用いてスプライシングを観察する為の技術を確立した。

そこで、退色がしにくい半導体量子ドットの有用性を検討した。その結果、量子ドットは色素の10倍明るく、100倍退色しにくかったが、凝集してしまい、核外輸送効率が蛍光色素を用いた場合の1/10程度に低下した。更なる試料調整法の検討が必要な事が分かった。
側頭葉てんかんに対する海馬transectionの効果に関する実験的研究

難治性側頭葉てんかんの新しい外科治療法として,海馬の機能を温存しつつ,かつ,十分な発作の抑制を期待できる海馬transectionの効果をカイニン酸誘発ラット辺縁系発作モデルを用いて検討した。1.海馬は背側と腹側で異なる生理学的特徴を示す可能性が示唆されていたが,私共は背側と腹側に別々にカイニン酸を微量注入して誘発した発作を比較することで,各々の特徴を明確にした。そして,背側海馬と腹側海馬の相互作用が,辺縁系発作の進展に影響している可能性があると推察した。2.上記結果に伴い,背側海馬と腹側海馬の間の線維連絡を切離したラットの扁桃核にカイニン酸を微量注入して誘発した発作を,非切離群での発作と比較することで,発作の背側海馬と皮質感覚運動野への波及が遮断され,発作全体も減弱することを明らかにした。すなわち,背側海馬と腹側海馬の相互作用が,辺縁系発作の進展を促進していることが示唆され,これを遮断することで,発作を抑制できる可能性があると思われた.難治性側頭葉てんかんの新しい外科治療法として,海馬の機能を温存しつつ,かつ,十分な発作の抑制を期待できる海馬transectionの効果をカイニン酸誘発ラット辺縁系発作モデルを用いて研究中である。そして,背側海馬と腹側海馬の相互作用が,辺縁系発作の進展に影響している可能性があると推察した.2.上記結果に伴い,背側海馬と腹側海馬の間の線維連絡を切離したラットの扁桃核にカイニン酸を微量注入して誘発した発作を,非切離群での発作と比較することで,発作の背側海馬と皮質感覚運動野への波及が遮断され,発作全体も減弱することを明らかにした。すなわち,背側海馬と腹側海馬の相互作用が,辺縁系発作の進展を促進していることが示唆され,これを遮断することで,発作を抑制できる可能性があると思われた.3.以上の結果を元にして,臨床応用への可能性について,更に検討中である。すなわち,背側海馬と腹側海馬の相互作用が,辺縁系発作の進展を促進していることが示唆され,これを遮断することで,発作を抑制できる可能性があると思われた.
骨粗鬆症を予防・改善させるノルディックウォーキング実施方法の開発と介入効果の検証

研究代表者らは3次元動作解析機器と推定緊張力算出ソフトを用いて、骨粗鬆症を予防・改善させるための新しいノルディックウォーキング実施方法を開発した。この実施方法の介入効果を検証するために実際に介入研究を行った。その結果、我々の開発した新しいノルディックウォーキングの実施方法は地域在住の女性中高齢者の骨密度を有意に改善させる効果があることが明らかになった。今回実施するノルディックウォーキング(以下、NW)は近年様々な研究が行われ、変形性股関節症患者や腰痛患者に対する効果も報告されている。我々が行った先行研究では、NWの実施方法によって体幹の動揺や歩幅など歩容に与える影響が異なることが明らかとなった。このような先行研究を通じて、NWの実施方法によっては体幹の筋群の活動が変化し、その結果脊椎に対するメカニカルストレスが変化することが明らかとなった。そこで本研究では骨粗鬆症患者やその予備軍の方々の骨、特に腰椎に対して適度な負荷を与えられるNW実施方法の確立と介入効果の検証を目的に3年間の研究計画を立てた。初年度のH25年度は介入研究を行う上で必要な予備的な実験を中心に研究を行った。当初の予定では3次元動作解析装置VICONとそのためのBODY BUILDERというプログラムソフトを使用してデータを計測・解析する予定であったが、筋骨格モデルを元にした新たなソフトウェア(n-motion)と同期させることで、より詳細な体幹の深部筋の活動なども推定することが可能であることが判明し、これらの機器を同期させたデータの解析を進めた。その結果、NW実施時の体幹深部の筋活動の推定や、腰椎に対するメカニカルストレスの推定に成功した。現在、これらの結果を踏まえて最も効果的なポールの使用方法やNW実施時の注意点を検証している。あわせてNWの介入研究の対象となる骨粗鬆症予備軍の方の選定を行っている。H26年度は、H25年度に行った基礎研究を元に、骨粗鬆症予備軍に対して実際にNordic Walking(以下、NW)を実施する介入研究を行う予定であった。H25年度に3次元動作解析装置(VICON)と筋張力推定ソフト(nMotion musculous)を同期させ、ポールに加える力や歩き方(歩幅や速度)を変化させた際の多裂筋や腸肋筋、最長筋などの傍脊柱筋の推定筋張力の値から腰椎に加わるメカニカルストレスの推定に成功した。その結果、ポールに加える力が大きくなるにつれてこれらの体幹の筋活動は高まり、体重の10%15%程度でポールをつくNW実施方法が計算上最も腰椎の鉛直方向にメカニカルストレスを加えられることが明らかになった。これらを踏まえ、共同研究者である新潟医療福祉大学の佐藤成登志教授のグループと共に新潟県胎内市で介入研究を行った。DXAによる骨密度計測の結果、骨密度が低下していた8名の介入前後の骨密度は約1.5%増加した。これらの結果から骨粗鬆症予備軍に対して我々の指導しているNW実施方法が骨密度の維持、改善に効果的であることが示唆された。今後もこれらの対象者の骨密度や運動習慣の変化を追いながら、NWが骨粗鬆症の予防に効果的であるかどうかの検証を進めていく。本研究は骨粗鬆症患者の骨密度の維持・向上にノルディックウォーキング(以下、NW)が有効か否か検証することを目的に研究を行った。本研究は研究期間内(3年間)に1.脊椎の骨密度を維持改善させる可能性のあるNW実施方法を開発し、2.骨密度の低下が危惧される骨粗鬆症予備軍に対して開発したNW実施方法にて介入を行いその効果を検証することを目標に研究を行った。初年度に3次元動作解析機器(VICON)と筋張力推定ソフト(n-motion)を同期させ、NW実施時に体幹筋群が最も効果的に働く実施方法を検証した。その結果、体重の10-15%程度の強さで、ポールを垂直に押す実施方法が多裂筋や腸肋筋、最長筋、榜脊柱筋の推定筋張力がバランスよく高まり、脊椎へのメカニカルストレスを増大し、骨代謝を改善させる可能性があることが示唆された(H25年度)。H26年度は実際に新潟県胎内市の地域在住中高齢者に対して開発したNW実施方法を中心に8週間の介入研究を実施した。その結果、骨密度が低下していた高齢者の骨密度が1.5%増加するという結果が得られた。H27年度には対象者を増やし、NWの中・長期的な効果を検証するために介入前、介入直後、介入後6ヵ月後の骨密度をDXA法によって測定した。その結果、介入直後には変化が見られなかったが、介入後6ヵ月で統計学的に有意な改善が認められた。これらの結果から我々の開発したNW実施方法が骨密度の維持・改善に効果的であることが示された。NWの効果を早期に判定するために血中NTXにより骨代謝の変化を見たかったが、対象者の理解や負担などを考慮し、DXAによる骨密度の計測でモニタリングすることになった以外は予定通り介入研究が行えた。健康・スポーツ科学

H27年度も引き続き新潟県胎内市での研究を進める一方、茨城県つくば市でも介入研究の計画を進めている。対象者を増やすことで骨粗鬆症の程度を詳細に分類でき、NWが効果的な対象や範囲を明確に検証することができる。当初の予定では3次元動作解析装置VICONとそのためのプログラムソフト(BODY BUILDER)を使用してデータを計測・解析する予定であったが、筋骨格モデルを元にした新たなソフトウェア(n-motion)と同期させることでより詳細な解析が行えるようになった。データ計測の対象者は若年健常者と高齢者を予定していたが、現在、若年者のみデータ計測が終了している。高齢者のデータも踏まえ、できるだけ早期に介入研究で実施するNW実施方法を確立したい。H26年度は対象者の骨密度計測費や活動費などに予算を執行した。上述したように血中NTXによる評価が行えなかった分、執行した額は予想額よりも少なかった。また骨密度の計測にかかる費用を人件費や謝金で計上していたが、病院とのやり取りになったために未使用額が生じた。現在、介入研究の対象者をどのように選定するかで様々な医療機関、行政機関と調整を行っている。当初予定していた大田区のみではなかなか対象者を集めることが難しいような現状もあり、研究協力者が行っている新潟県内での介入も視野に対象者の選定と時期、実施内容を検討している。H27年度は対象者を増やすため、H26年度よりも対象者の骨密度計測費用や様々な身体機能を計測する際の人件費、介入を行う際の人件費が必要になる。またNWの介入効果をより高めるために、健常者に対するNWの基礎的な研究も並行して行う。そのための機器や人件費が発生する予定である。平成25年度、物品費で購入予定であった筋電図計測用のアンプは予算が合わずに未購入である。そのため学内の機器で代用している。また、学外の健常高齢者を対象にデータを計測し、それに対する謝金を計上していたが、現在、学内の同僚や学生を中心にデータを計測しており、謝金は発生しなかった。平成26年度は基礎的なデータの計測や解析に関しては可能な限り学内の物で代用し、その分VICONと筋骨格モデルのソフトウェア(n-motion)を同期させた新たな解析手法の確立のために物品費を使用する予定である。購入予定の物品としては筋電図のアンプや解析用のソフトウェアとそのバージョンアップなどを検討している。また26年度は介入研究を行うため、人件費や謝金が発生する予定である。
抑うつにおける自伝的記憶の方向づけ・自己・社会的機能に関する認知臨床心理学的研究

本研究は,自己に関する記憶がどのように抑うつの持続や回復に働いているか,抑うつにおける自伝的記憶の機能の特徴を明らかにすることを主な目的とした。結果,抑うつにおいて,(1)方向づけ機能(行動の計画)が十分働いていないこと,(2)自己機能(自己の連続性・統合性)の歪み,(3)社会的機能(社会的なっながり)の偏りが見出された。これらの記憶の機能不全が感情調整における問題と関わっており,それが抑うつの持続につながる可能性が示唆される。本研究の目的は, 1)抑うつにおける自伝的記憶の機能の特徴を明らかにすること, 2)抑うつにおける自伝的記憶の機能間の関係を捉えること, 3)抑うつの持続及び回復にどのように機能が作用するのかを明らかにすること,の3点であり,今年度は1点目について以下の3つの研究を行った。1.抑うつにおける自伝的記憶の方向づけ機能に関する研究先に実施していた調査のデータについて,今年度より詳細に分析を加え,国際心理学会において発表と資料収集を行った。方向づけ機能の中でも,心のよりどころとなっていると想定される「アンカー」の働きに抑うつが影響を及ぼしており,抑うつ状態においてはその機能が低下していることが示唆された。2.抑うつにおける自伝的記憶の自己機能に関する研究「昔の自分」と「今の自分」の相違に焦点を当て,質問紙調査を実施した。結果,抑うつが高いと現在の自分が好ましくなく,最近の自分を「昔の自分」として遠ざける傾向があることが見出された。本研究の結果については平成21年の日本心理学会第73回大会で報告する。3.抑うつにおける自伝的記憶の社会的機能に関する研究どういったエピソードの記憶を他者と共有したいか,もしくはどういった記憶は共有するのに抵抗があるか,それらは抑うつの高低でどのように違いがみられるかを明らかにするために,質問紙調査を実施した。現在分析を進めているところであり,結果については平成21年の第63回東北心理学会で報告する。なお,目的2), 3)については,平成21年度から開始する面接調査による縦断的研究によって検討する予定である。本研究の目的は,1)抑うつにおける自伝的記憶の機能の特徴を明らかにすること,2)抑うつにおける自伝的記憶の機能間の関係を捉えること,3)抑うつの持続及び回復にどのように機能が作用するのかを明らかにすること,であり,今年度は1)の詳細な分析及び2)3)の検討・考察を行った。具体的には以下の通りである。1.抑うつにおける自伝的記憶の社会的機能に関する研究昨年度実施した調査について分析を行った。結果,抑うつ状態においてはネガティブなエピソードが想起されやすいこと,そもそも他者とエピソードを共有することに抵抗感が高いが,ポジティブなエピソードを語りたい場合には,他者からの共感・受容,カタルシスを求めている可能性が高いことが示唆された(第63回東北心理学会発表)。2.抑うつにおける自伝的記憶の自己機能に関する研究昨年度実施した調査について学会にて報告し(日本心理学会第73回大会),今年度さらに詳細な分析を加えた。結果,抑うつが高い大学生においては,「昔の自分」と「今の自分」を比較した場合,認知面に関しては一貫性や変化していない感覚を抱いているが,行動面・活動面において昔と今の違い・変化を認知しやすい傾向が示された(日本心理学会第74回大会発表予定)。3.抑うつにおける自伝的記憶の機能間の関係及び抑うつの持続・回復に果たす役割について大学生対象の調査について,人生曲線の分析から,自伝的記憶の機能について及びその感情調整について,現在より掘り下げた考察を進めているところである。また面接調査による縦断的研究については,第1回面接調査の準備が整ったところである。以上,抑うつにおける自伝的記憶の機能について,新たな知見を得ることができたと考えられる。機能間の関連と感情調整,抑うつの持続・回復に果たす役割についてはまだ課題が残されているが,今後も特に上記3.について研究を進めまとめたい。
MAPキナーゼを中心とした細胞板の構築を制御する分子メカニズムの研究

植物の細胞質分裂は、細胞壁と細胞膜からなる細胞板が、微小管を主成分とする細胞質分裂装置(フラグモプラスト)の中で拡大成長することにより達成される。本研究では、植物の細胞質分裂を制御する中心的な制御系であるMAPキナーゼカスケードを基軸として、この経路の構成因子の機能及び、下流因子の探索・解析を行い、細胞板形成の分子機構を明らかにすることを目的とした。まず、シロイヌナズナの細胞板形成を正に制御するMPK4 MAPキナーゼにより特異的にリン酸化される微小管結合タンパク質の同定を進め、複数の新しい下流因子の候補を得ることができた。次に、MAPキナーゼカスケードの活性化因子として同定されたNACK1キネシンが、モーターキネシンとして細胞板形成に直接関与している可能性を示した。NACK1キネシンは、細胞板形成部位において、MAPKKK NPK1と結合することによりMAPKカスケードを活性化し、フラグモプラストの動的不安定を引き起こす。今回、NACK1のデリーションミュータント等を用いたイメージング解析により、NACK1のモータードメインに加えて、ストーク領域のC末端がこの分子の微小管結合活性及びモーター活性に影響を与えることが分かった。さらに薬理学的な解析を進めたところ、膜小胞の形成を阻害するBrefeldin A (BFA)により、NACK1の細胞板形成部位への局在が効果的に阻害されることが明らかとなった。この結果は、NACK1の微小管結合能やモーター活性に輸送小胞が関連していること、NACK1は、BFA感受性の積み荷を細胞板に輸送する可能性を示唆している。本研究により、植物の細胞板形成に必須の因子であるNACK1が、MAPキナーゼカスケードの活性化を介してフラグモプラスト微小管の動的制御を行っているだけでなく、輸送キネシンとして細胞板形成に直接関与している可能性が示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、植物の細胞質分裂を制御する中心的な制御系であるMAPキナーゼカスケードを基軸として、この経路の下流因子の探索・解析を行うことにより、植物の細胞板形成の分子機構を明らかにすることを目指している。本年度は、1)細胞板形成を制御するシロイヌナズナのMAPキナーゼカスケードの構成因子であるMPK4の下流因子について微小管結合タンパク質に焦点を当てて網羅的なスクリーニングを行った。培養細胞より単離精製した微小管結合タンパク質と活性化型MPK4を用いてリン酸化反応を行った後、MPK4特異的にリン酸化されるタンパク質について質量分析による同定を進め、現在までにいくつかの新しい候補因子を得ることができた。2)先行研究としてin silico解析によりMPK4の基質候補として解析を進めているキネシン様タンパク質、AtKinesin13AとBについて、レポーターを用いて植物体における遺伝子の発現領域を調べた。両遺伝子は共に維管束組織、根の分裂領域及び、側根原基において強く発現していることが分かった。これらの結果は、これらの因子が細胞分裂時に機能していることと矛盾しない。3)同定されたそれぞれの因子の分子間相互作用、また遺伝学的相互作用を解析するために、本年度は、これまでに同定してきたMAPキナーゼカスケードの構成因子やその下流因子を利用して細胞板形成部位やフラグモプラストを標識する可視化マーカーを作製し、これらの可視化マーカーを複数導入した培養細胞株を確立した。細胞板形成に関わるMAPキナーゼカスケードの新規標的分子について、候補因子の同定は順次進んでいる。

また、同定した因子の解析を進めるためのマーカータンパク質を発現する培養細胞株も樹立できたので、研究はおおむね順調に進行している。27年度が最終年度であるため、記入しない。MPK4特異的にリン酸化される未同定のタンパク質について、質量分析の専門家との共同研究を進める。同定できた候補因子については、樹立したマーカー発現培養細胞株における挙動を解析することや生化学的解析を通して、細胞板形成への関与を検証し、MAPKカスケードの下流で働く因子の全体像を明らかにすることを目指す。また、細胞板形成は、小胞の融合とフラグモプラストの拡大が協調して起こる複合的なイベントであるが、この協調的制御への本MAPキナーゼカスケードの関与を検証するため、今回樹立したMAPキナーゼカスケードの構成因子可視化マーカーを発現する培養細胞株を用いて、薬理学的解析とあわせて詳細なライブセルイメージング解析を進めたい。
「子育ての社会化」を実現する地域包括支援プログラムの開発とその実践・普及

本研究は、これまで保護者、子育て支援者、地域の大人それぞれに対して別のアプローチのもとに進められてきた「子育ち・子育てに対する学び」について、共通のプログラムを開発し、普及することにある。具体的には、親支援プログラム「ノーバディーズ・パーフェクト」および家族療法の一技法である「リフレクティング・チーム・アプローチ」を基盤とした保護者、支援者、地域の大人すべてに有効となる「子育ち・子育て」に対する新たな地域包括的支援プログラムを開発し普及する研究を行なう。
体表周囲音波トモグラフィ計測による腹部断面弾性組成映像法

本研究では、腹部体表周囲上で送受信した音波伝搬時間データに、音波トモグラフィ法を適用することより再現される音速映像をもとに、内蔵脂肪分布や腹筋分布を描出できる腹部断面弾性組成映像法の実現に向けた検討を行った。測定途中の被験者の呼吸や拍動にともなう体の動ごきを、3方向に設置したレーザ距離計によりリアルタイム測定しながら、体表上の目標位置に0.1mmの位置決め精度で音波送受信器を機械移動する自動検査装置を構築した。本研究の最後では、脊椎通過データの判別、腸内ガスの影響、などを中心に、実際の被験者を対象にした臨床評価試験を行った。これにより、本提案法の有効性を検証した。(1)体表輪郭の光学計測と送受信経路選択:腹部周囲のレーザ距離計により取得される体表輪郭データをもとに、体表上の送受信点ならびに送受信経路を決定した。その際、脊髄は音波の障害物となるため、脊髄を通る経路を除外してトモグラフィ計算を行う必要がある。その一方でデータの除外は情報の欠落を招き再現画像を劣化させる。この問題に対処するために、脊髄の位置が計算座標の中心に一致するよう送受信経路を設定した。これにより、除外経路の影響を最小に抑えた。ここでは体表輪郭データをもとに脊髄のおおよその位置を推定することで、最適経路を選定する方法を検討した。(2)体表周囲走査による接触制御の高速化:腹部体表上を超音波送受信器を機械移動させながら、対向送受信器間の音波伝搬時間をオープンエアーの状態で測定する、体表周囲自動検査装置を構築した。4基のリニアステージ(送受信各々のXY移動)と1基の回転ステージ(対向送受信器回転走査)のマルチMCU(マイクロコントローラ)並列制御により、コンタクト&アウェイ移動制御の高速化を実現した。(3)位置決め精度向上とデータ取得の確実性向上:上記(1),(2)の結果に基づいて、送受信器間距離を0.1mmオーダーの精度で精密に制御しながら、押込シリンダーに取り付けられた送受信器を直径720mmの検査領域円内の任意の目標位置に1mm以内の精度で機械移動する機構を実現した。さらにハードウェア上の機械調整だけでは解消困難な駆動系の位置合わせ誤差(送受信器の平行走行度や押し込み傾き角の誤差)に対処するために、プログラム補正処理を取り入れた。これらの検討により、データ取得の確実性が向上し、音波送受信測定から伝搬時間算出/再構成計算までの全処理過程の自動化を可能にした。研究計画継続年度の本年度は、実用要求を満足する検査装置の完成を図ることを目標に、体動補正機能を組み入れたコンピュータ制御自動検査システムの構築に向けた検討を以下に従って進めた。1.コンピュータ制御自動検査システムの構築:被験者腹部周囲(0.5m四方の検査対象領域)の任意の送受信点に(回転/並進/密着の3方向位置)に1mm以下の位置決め精度で送受信器(圧電送信器とレーザ振動センサ)を移動させた。アクチュエータ駆動およびセンサ信号検出は、専用マイコンで処理することにより各々が独立に高速並列動作させた。送波器前面に実装したカメラ映像により体表/送波器間の接触状態をモニタすることにより、体表なぞり走査を実現した。これにより送信器の機械移動を最小限に抑えることを可能にすることで機械移動に付随した測定時間を短縮した。さらに、アクチュエータ体表密着移動と音波受信(パルサー・レシーバ制御)とを連動させながら、マスターコンピュータからの指令でシステム全体を統合制御する仕組みの自動検査装置を構築した。2.光学測定による体表輪郭追跡(体動補正):本方法では検査時間に数分の時間を要するため、その間に体が動いてしまうと正確な画像が再現できなくなる。この問題に対処するために、レーザ距離センサにより体表輪郭をモニタしながら体表上の送受信点の正確な位置を追跡するシステムを構築した。本研究では、腹部体表周囲上で送受信した音波伝搬時間データに、音波トモグラフィ法を適用することより再現される音速映像をもとに、内蔵脂肪分布や腹筋分布を描出できる腹部断面弾性組成映像法を実現するための検討を行った。具体的には、測定時間、再現精度、自動性能の面で実用要求を満足する検査装置の自動化に向けた諸課題の検討、ならびにその有効性を検証するための評価試験を行った。製作したシステムは対向超音波送受信器の体表周囲走査機構を中心に構成されており、腹部体表上の任意の測定点への移動、密着接触、音波送受信、切り離し、までの一連の操作を、腹部周囲上で必要な経路について繰り返す。本システムの実現に当たって、測定途中の被験者の呼吸や拍動にともなう体動の影響を回避する必要があるが、そのために、3台のレーザ距離センサによるリアルタイム体表輪郭検出および自動追尾機構を導入した。これにより、横移動ステージ2台/押込シリンダー2台/回転ステージ1台に取り付けられた対向送受信器対を、体表上の目標位置に0.1mmの位置決め精度で機械移動できる性能を実現した。その後の、コンピュータ取得波形からの伝搬時間算出ならびに音速断面画像の再構成計算、内臓脂肪領域の抽出処理まで処理を含めて、人手を介さずに操作できる自動検査装置として完成させた。本研究の最後では、以上に構築した検査システムを用いて、実際の被験者を対象にした臨床評価試験を行った。ここでは、背骨通過データの判別、腸内ガスの影響など、ファントム実験では十分な検討ができない諸項目を中心に評価試験を行った。

同時に、本システムとX線CTによる検査結果とを比較照合することにより、本提案の腹部断面弾性組成映像法の有効性を評価検証した。本研究では、腹部体表周囲上で送受信した音波伝搬時間データに、音波トモグラフィ法を適用することより再現される音速映像をもとに、内蔵脂肪分布や腹筋分布を描出できる腹部断面弾性組成映像法の実現に向けた検討を行った。測定途中の被験者の呼吸や拍動にともなう体の動ごきを、3方向に設置したレーザ距離計によりリアルタイム測定しながら、体表上の目標位置に0.1mmの位置決め精度で音波送受信器を機械移動する自動検査装置を構築した。本研究の最後では、脊椎通過データの判別、腸内ガスの影響、などを中心に、実際の被験者を対象にした臨床評価試験を行った。これにより、本提案法の有効性を検証した。腹部体表周囲上の超音波伝搬時間測定に基づいた腹部断面弾性組成映像装置の実現を目的として検討を行った。本年度は、人体に適用できる実用装置として実現するために、検査処理の自動化、検査時間の短縮、映像再現性能の向上、を検討課題に据えていた。このうち、処理の自動化については、電子的機械的仕組み、位置決め精度と調整などのハードウェア上の検討は完了しており、おおむね目標性能を達成できた。さらに、体動に伴う接触角や押し込み状態の変化に左右されない、より万全な体表/送受信器間の接触制御の実現と、それに基づいた伝搬時間データ取得の精度向上について検討を行った。具体的には、レーザ距離センサによる体動検出、光学カメラ映像の取込みによる体表輪郭追跡(体動補正)などの方策を講じた。光学計測手段による、データ取得の高速化は必ずしも当初期待していた性能が実現できなかったものの、全体として概ねおおむね目標性能を達成できる見通しを得た。計測工学本研究では、人体に適用できる実用装置として実現するために、検査処理の自動化、検査時間の短縮、映像再現性能の向上、を本年度までの当面の検討課題に据えている。また、体動に伴う接触角や押し込み状態の変化に左右されない、より万全な体表/送受信器間の接触制御の実現と、それに基づいた伝搬時間データ取得の精度向上についても、おおよそ達成可能が見通しにある。今後、カメラ映像による体表輪郭追跡(体動補正)などの方策についてはさらに検討していく。また、検査時間の短縮に向けた方策を検討していく。これらの検討を終えた後に、最終年度では本検査装置の人体への適用と、提案法の医学的有効性を実証するためのボランティア被験者を対象にした内蔵脂肪検査の臨床評価試験を行っていく予定である。当初、初年度に予定していたレーザ計測手段によるデータ取得の高速化についての検討を後回しにして、機械位置決め精度の向上を含めて、コンピュータ制御自動検査システムの構築を初年度の検討に差し替えて行った。その理由は、直径720mmの検査領域円内を、5自由度の駆動系のもとに、面平行を維持しながら送受信面間距離0.1mmの精度で走査できる自動走査機構の実現に、予想以上に困難を伴うことが判明したためである。
角膜屈折矯正手術の安全性、有効性の分子生物学的研究

1)エキシマレーザー光学的角膜切除術モデルにおける角膜創傷治癒を制御する因子エキシマレーザー光学的角膜切除術モデルとして家兎眼をもちいたモデルを使用した。また非特異的な反応お除外、上皮細胞の影響を考えるために上皮細胞のみを除去したモデルも作成して比較した。術後創傷治癒過程での検討により、サイトカイン、細胞外基質、細胞外基質のシャペロンとしてのheat shock protein47(hsp47)が発現されていること、平行してサイトカイン(TGF-β1、2、3、受容体)、細胞外基質(コラーゲンI,III,IV型、ラミニン、フィブロネクチン)の発現がみられた。hsp47は従来エキシマレーザーの影響が及ぶ範囲をこえて発現していた。しかしこれらの反応は上皮除去のみでは軽度であり、実質の創傷治癒に独特と考えられた。角膜創傷治癒に伴う瘢痕抑制の方法を種々検討したがステロイド剤点眼がもっとも有効であり、消炎が組織反応を抑制するのに重要であることが判明した。2)角膜瘢痕形成の分子細胞生物学ラット角膜由来の実質細胞、ウシ眼角膜内皮細胞を用いた。細胞の機能として細胞外基質の産生制御に焦点を絞った研究を行った。生体モデルで見い出されたTGF-βについて細胞外基質(ラミニン、フィブロネクチン、ヒアルロナン)産生促進をおこなう細胞内シグナル伝達機構について分子細胞生物学的に検討したところ、TGF-βが特異的なII型受容体、I型受容体に結合することにより、I型受容体のリン酸化酵素活性が活性化される。活性化されたI型受容体は細胞質内のSmad分子(Smad2/Smad3)をリン酸化すると、Smad2/Smad3/Smad4の複合体が形成され細胞質から細胞核へとシグナルが伝達される。ヒアルロナン産生についてはTGF-βの作用とPDGF-BBはクロストークがみられた。1)エキシマレーザー光学的角膜切除術モデルにおける角膜創傷治癒を制御する因子家兎眼に対してエキシマレーザー光学的角膜切除術を施行し術後の経過により変化するサイトカイン、細胞外基質、細胞外基質のシャペロンとしてのheat shock protein 47(hsp47)を観察した。サイトカインではTGF-β1、2、3が発現し、その受容体の発現もみられた。細胞外基質としてはコラーゲンI,III,IV型、ラミニン、フィブロネクチンの発現がみられた。またコラーゲンのシャペロンとしてのhsp47が発現していた。特にhsp47は従来考えられていた範囲よりも広く発現の増加がみられ広くに影響が及んでいることが明かになった。瘢痕形成と抑制して光学的角膜切除術の副作用を少なくするための方法を検討したがステロイド剤点眼がもっとも有効であり、消炎が組織反応を抑制するのに重要であることが判明した。2)培養細胞系を用いたin vitro実験ラット角膜由来の実質細胞、ウシ眼角膜内皮細胞を用いた。細胞機能解析:細胞の増殖、遊走、細胞外基質の産生制御、遺伝子導入などの細胞生物学的手法およびウエスタンブロット法を用いた生化学的手法をもちいて解析した。生体モデルで見い出されたTGFーβについて細胞外基質(ラミニン)

産生促進をおこなう細胞内シグナル伝達機構について分子細胞生物学的に検討したところ、TGFーβが特異的なII型受容体に結合し、この複合体がさらにI型受容体を結合することにより、I型受容体のリン酸化酵素活性(kinase activity)が活性化される。活性化されたI型受容体は細胞質内のSmad分子(Smad2/Smad3)をリン酸化すると、Smad2/Smad3/Smad4の複合体が形成され細胞質から細胞核へとシグナルが伝達される。ヒアルロン酸産生についてはTGFーβの作用とPDGFーBBはクロストークがみられた。1)エキシマレーザー光学的角膜切除術モデルにおける角膜創傷治癒を制御する因子エキシマレーザー光学的角膜切除術モデルとして家兎眼をもちいたモデルを使用した。また非特異的な反応お除外、上皮細胞の影響を考えるために上皮細胞のみを除去したモデルも作成して比較した。術後創傷治癒過程での検討により、サイトカイン、細胞外基質、細胞外基質のシャペロンとしてのheat shock protein47(hsp47)が発現されていること、平行してサイトカイン(TGF-β1、2、3、受容体)、細胞外基質(コラーゲンI,III,IV型、ラミニン、フィブロネクチン)の発現がみられた。hsp47は従来エキシマレーザーの影響が及ぶ範囲をこえて発現していた。しかしこれらの反応は上皮除去のみでは軽度であり、実質の創傷治癒に独特と考えられた。角膜創傷治癒に伴う瘢痕抑制の方法を種々検討したがステロイド剤点眼がもっとも有効であり、消炎が組織反応を抑制するのに重要であることが判明した。2)角膜瘢痕形成の分子細胞生物学ラット角膜由来の実質細胞、ウシ眼角膜内皮細胞を用いた。細胞の機能として細胞外基質の産生制御に焦点を絞った研究を行った。生体モデルで見い出されたTGF-βについて細胞外基質(ラミニン、フィブロネクチン、ヒアルロナン)産生促進をおこなう細胞内シグナル伝達機構について分子細胞生物学的に検討したところ、TGF-βが特異的なII型受容体、I型受容体に結合することにより、I型受容体のリン酸化酵素活性が活性化される。ヒアルロナン産生についてはTGF-βの作用とPDGF-BBはクロストークがみられた。
臓器所有権制度とドナー登録行動の経済分析

ドナー登録行動を人々がとる原因には、通常の公共財の自発供給行動のそれとは大きく異なる点がある。臓器提供は通常の公共財のように提供した財・金銭が生産関数を通して本人が利用できる財となるわけではない。ドナー登録行動のインセンティブを個人にもたらすのはある意味、純粋な社会的選好の存在もしくは何をモラルのある行動と感じるかという心理的側面が強いと考えられる。そこで本研究では特に心理的ゲーム理論(psychological game theory)を用いて戦略的な環境の中で個人の「罪の意識(sense of guilty)」や「互恵性(reciprocity)」がどのくらい生成され、かつどのくらい個人の行動に影響を与えるかを分析した。これらの心理的要因は臓器提供のドナー登録をもたらす要因として本質的である。他のプレイヤー達からモラルの低い行動をすると自分が思われている可能性が少ない場合に実際は自分がモラルの低い行動を取った場合には、その行動は自分に罪の意識を持たせることになると想定した。他のプレイヤーからどう思われているかという事から利得が発生するこの分析は通常のゲーム理論とは一線を画する分析法である。本研究ではこのような罪の意識の発生の仕方を想定した場合に各プレイヤーのモラルの低い行動をどのくらい阻止できるかを査察ゲームの枠組みで定量的に示した。他のプレイヤー達が自分にとって好都合な行動をしてきた場合、自分も他のプレイヤーにとって望ましい行動をする事で自分の効用が上昇するという互恵性が戦略的環境においてどのくらい発生し、またそれがどのくらいプレイヤー達の行動に影響を与えるかも定量的に分析をした。特徴的な結果として相手プレイヤーのモラルが低いかもしれないと想定しそれを織り込んで行動した時、自分達のモラルが低いと疑われたプレイヤー達はモラルの高い行動を全くしなくなる定理も示された。臓器提供行動は公共財の自発的な供給行動である.とくに臓器提供の場合、各個人に金銭的見返りは期待できない.そこで金銭的利得に加えて、その個人が暮らす社会の公正(適正)具合から発生する心理的利得を理論的に扱うべく研究をすすめた.当初の研究計画にあったネットワークモデルの応用はこの公共財供給モデルの基本設定を構築してから進めることにした.脳科学を基礎に心理の進化をモデル化すべく17年夏にマックスプランク研究所(ドイツ連邦共和国)にて行われた限定合理性研究のSummerinstituteにて私の論文「Coordination games with asymmetric link costs」をポスター報告した。意見交換を行い同研究所のニューロエコノミクス(神経経済学)の研究成果と臓器提供モデルとの接点を探った.そして,プレイヤーの心理的側面が社会の状態から影響を受けた上で戦略的行動を学習していく進化ゲームモデルを構築した.それを応用した論文「(労働)契約における思いやり・意図・互恵性-進化ゲーム理論の応用-」(2006)を作成し18年2月に「神戸大学六甲フォーラム」で報告した.タイトルに労働とあるがこれは、研究テーマである臓器提供(公共財)の分析にそのまま転用可能な「互恵性・思いやりの進化モデル」を開発し、このモデルの数学的性質を最もシンプルな形で表すために労働契約の例をあげたに過ぎない.この新たな「進化的な思いやり・意図・互恵性のモデル」を構築することで当初の研究計画で想定したとおり適切な選好の進化モデルには大規模なシミュレーションが必要であることが判明した。コンピューター代数を用いたシュミレーションを開始し、平成18年度はアンケートもしくは実験による実際のデータ収集と開発したモデルの公共財供給(臓器提供)モデルへの適正な応用論文作成が本研究の主務となる.ドナー登録行動を人々がとる原因には、通常の公共財の自発供給行動のそれとは大きく異なる点がある。
顕微注入を伴わないin situゲノム編集技術による遺伝子改変個体の簡便な作成

ゲノム編集技術の登場により、動物個体の遺伝子改変実験が盛んに行われている。主な実験方法はゲノム編集の因子を受精卵へ導入するものであり、多くの場合、受精卵の採取と遺伝子導入、受精卵の培養、受精卵の仮親への再移植といった高度で熟練した技術が必要である。本研究では、このような受精卵の操作を回避できる遺伝子改変動物作成のための簡便な新技術を検討する。本成果は、医学・獣医学・農学分野等で役立つ技術の確立につながるものと期待される。
ダウン症候群原因遺伝子の探索

ダウン症候群の原因遺伝子を探索するスクリーニング系を考案した。ダウン症候群モデルマウスの神経細胞で認められる凝集様CaMKIIの増加をスクリーニングのマーカーとして、RNA干渉法でトリソミー領域の遺伝子発現を抑制したときマーカーに影響する遺伝子を原因遺伝子の候補とする。このスクリーニング系が可能か検討するため、トリソミー領域に存在しCaMKIIに影響する可能性があるRcan1遺伝子を用いてテストを行なった。その結果、Rcan1遺伝子の発現を抑制すると凝集様CaMKIIが出現した神経細胞数が減少する傾向が示された。今回考案したスクリーニング法に改善点を加えれば、原因遺伝子のスクリーニングが可能と考えられる。ダウン症候群は21番染色体が3倍体となる染色体異常が原因で発症する。ダウン症候群モデルマウスであるTslCjeは、ヒト21番染色体上の遺伝子群と相同なマウス16番染色体の一部を3倍体で持ち、ダウン症候群と同様の症状が認められる。TslCjeにおける病態の原因遺伝子を同定できれば、その発症メカニズムを解明する事ができ、ヒトにおけるダウン症候群の治療法の開発にも重要な知見を提示できる。ダウン症候群の代表的な症状は精神遅滞であるが、原因遺伝子の同定には未だ至っていない。そこで、ダウン症候群精神遅滞の原因遺伝子を同定する事を目的とし、モデルマウスの神経細胞を用いた遺伝子スクリーニングを計画した。まず、野性型マウスと比較してTslCjeマウスの神経細胞で特異的に認められる変化(異常)をスクリーニング用のマーカーとして決める。次に、RNA interference(RNAi)法により3倍体遺伝子群の発現量を低下させた時マーカーに影響する遺伝子を同定する。この方法により選択された遺伝子は、その発現量の増減が神経細胞の異常を引き起こす事から、ダウン症候群精神遅滞の原因遺伝子である可能性が高い。さらに、精神遅滞に関連する遺伝子を高確率に選択できるように、神経細胞の機能や細胞死に関連する細胞内因子に着目しマーカーを選定する事にした。その結果、神経細胞の機能に重要な役割を果たす一つの因子がTslCjeの神経細胞で変化している事を見出した。その因子は培養神経細胞だけでなく生後早期のTslCjeマウスにおいても変化している事が確認された。神経細胞におけるこの因子の役割は精神遅滞とも密接な関連を持つと予想されたのでこの因子をマーカーに決定した。また、神経細胞へのRNAi誘導方法と検出方法も確立した。これらの実験結果を基に、来年度RNAi法を用いた3倍体遺伝子のスクリーニングを行なう。ダウン症候群は21番染色体のトリソミーを病因とする染色体異常症であり、精神遅滞を始め多様な症状を発症する。それぞれの症状における原因遺伝子を同定できれば、ダウン症候群の治療法開発に重要な知見を提供でき社会的意義は大きい。そこで本研究では、ダウン症候群の原因遺伝子を探索する遺伝子スクリーニング法の確立を目指しダウン症候群の主徴である精神遅滞に関与する原因遺伝子の探索を試みた。ヒト21番染色体と相同なマウス染色体領域を部分トリソミーとして持つダウン症候群モデルマウスを用いて以下の3段階の実験、(1)モデルマウスの初代神経細胞に特異的な異常(バイオマーカー)を同定する、(2)トリソミー領域の遺伝子発現を抑制する、(3)遺伝子発現が抑制された細胞のバイオマーカーを検出する、で構成される遺伝子スクリーニング法を計画した。(1)について検討した結果、記憶学習の制御に関わるCaMKIIがモデルマウス由来初代神経細胞と出生後間もないモデルマウスの海馬顆粒細胞層において変化していることが示された。記憶学習に関わるCaMKIIの変化は精神遅滞に関与する可能性が高いと考えられることから、CaMKIIをバイオマーカーとして設定した。(2)の遺伝子発現の抑制法はRNA干渉用発現ベクターを用い、(3)の細胞の選択は発現ベクター内に挿入された蛍光タンパク質の発現を指標とした。オリンパスのCELAVIEWを用いて、蛍光タンパク質の発現状態、バイオマーカーの状態、細胞の形態、DNA量を同時に計測することにした。構築した遺伝子スクリーニング法が実行可能かトリソミー領域のRcan1遺伝子に対するRNA干渉用発現ベクターを作製し検討した結果、この遺伝子スクリーニング法による候補遺伝子の探索は可能であることが示唆された。