hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規筋ジストロフィーモデル生物の創生と治療薬探索研究

筋ジストロフィーモデルゼブラフィッシュの作製にあたり、まず原因遺伝子ゼブラフィッシュオーソログのクローニングを行った。ゼブラフィッシュcDNAライブラリーを用いてクローニングした結果、肢帯型筋ジストロフィー2C型(LGMD2C)の原因遺伝子、ガンマ・ザルコグリカンの新規ゼブラフィッシュオーソログ遺伝子を発見した。157アミノ酸からなる機能性ドメイン、であるSarcoglycan1ドメインを持ち、配列の相同性は、アミノ酸レベルでヒト遺伝子との相同性は67%であった。次の段階では、ゼブラフィッシュ受精卵にマイクロインジェクション法にてこの遺伝子に対するモルフォリノアンチセンスを導入し、ガンマ・ザルコグリカン遺伝子の特異的発現抑制を行った。このゼブラフィッシュでは、発生段階からの病態の形成進行において、尾部の形態異常(一部に側轡)、泳動パターンの異常が認められた。ヒトにおける肢帯型筋ジストロフィー2C型(LGMD2C)の臨床症状は通常56歳で発症し、主に下肢帯と肩帯いわゆる肢帯に筋力低下をきたす。最初に見られるのが歩行困難、登饗起立であり、進行すると10歳前後で脊椎前轡症lordosisが見られ、中には聴覚神経障害を伴う症例もある。今回作製したモデルゼブラフィッシュの肉眼所見とヒトLGMD2Cの臨床症状との類似性が認められた。さらに、筋組織のHE染色では筋線維の萎縮や結合組織の増加といったヒトLGMD2Cの筋組織に所見が類似していた。今回、ゼブラフィッシュを用いた新しい筋ジストロフィーモデル動物の構築に成功した。今後、このモデルにおける機能異常(症状発現)の詳細なメカニズムを解明し、モデル動物としての外挿性を明らかにするとともに、新規治療薬探索のツールとして活用していく計画である。
ポリグルタミン病の細胞骨格変異に関する分子病態の解明

ポリグルタミン病の神経細胞萎縮に関して,細胞骨格変異に関わる分子病態を解析した.歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)のマウスモデル(CAGリピート129, 113, 96, 76の4系統)と正常マウス(いずれも14週齢)を4%パラフォルムアルデヒドで還流固定し,神経系の各部位からパラフィン包埋切片を作成した. MAP1A, MAP1B, MAP2,タウ,リン酸化神経細線維に対する抗体を用いて,各神経系を免疫染色した.正常対照脳では, MAP1A, MAP1Bの抗原性がプルキンエ細胞を含む多くの領域の神経細胞樹状突起に明瞭に認められた.MAP2の抗原性はプルキンエ細胞では比較的弱かったが,大脳皮質,脳幹の樹状突起でMAP1以上に強く観察された.リン酸化神経細線維の抗原性は錐体路や脳幹,小脳の神経軸索に明瞭に認められた.タウは,用いた2種類の抗体では陽性像を得ることはできなかった.CAGリピート129のDRPLAマウスでは, MAP1A, MAP1Bの染色性低下が認められ,樹状突起の萎縮も明瞭に描出できた.MAP2の染色性に明らかな変化は認められなかった.リン酸化神経細線維の抗原性は,神経系の種々の部位で強化する傾向が認められ,軸索で異常なリン酸化が生じていることが示唆された.CAGリピート113, 96, 76のマウスでは,上記の変化が軽度であった.以上の結果から, DRPLAマウス脳では広範な領域で神経細胞の細胞骨格に変異が生じており,それがCAGリピート数に応じた変化の可能性と示唆された.ポリグルタミン病の神経細胞萎縮に関して,細胞骨格変異に関わる分子病態を解析した.歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)のマウスモデル(CAGリピート129, 113, 96, 76の4系統)と正常マウス(いずれも14週齢)を4%パラフォルムアルデヒドで還流固定し,神経系の各部位からパラフィン包埋切片を作成した. MAP1A, MAP1B, MAP2,タウ,リン酸化神経細線維に対する抗体を用いて,各神経系を免疫染色した.正常対照脳では, MAP1A, MAP1Bの抗原性がプルキンエ細胞を含む多くの領域の神経細胞樹状突起に明瞭に認められた.MAP2の抗原性はプルキンエ細胞では比較的弱かったが,大脳皮質,脳幹の樹状突起でMAP1以上に強く観察された.リン酸化神経細線維の抗原性は錐体路や脳幹,小脳の神経軸索に明瞭に認められた.タウは,用いた2種類の抗体では陽性像を得ることはできなかった.CAGリピート129のDRPLAマウスでは, MAP1A, MAP1Bの染色性低下が認められ,樹状突起の萎縮も明瞭に描出できた.MAP2の染色性に明らかな変化は認められなかった.リン酸化神経細線維の抗原性は,神経系の種々の部位で強化する傾向が認められ,軸索で異常なリン酸化が生じていることが示唆された.CAGリピート113, 96, 76のマウスでは,上記の変化が軽度であった.以上の結果から, DRPLAマウス脳では広範な領域で神経細胞の細胞骨格に変異が生じており,それがCAGリピート数に応じた変化の可能性と示唆された.
クールワールドにおける系外惑星探査とキャラクタリゼーション

ケプラー衛星のデータから標準的なパイプラインで検出される惑星の大半は、観測期間中に3回以上トランジットする公転周期が約1年以下のものである。我々は非標準的な方法で、トランジットが1回ないし二回しかない長周期の惑星を探してきた。本年度は、これらの成果をとりまとめ、ケプラー衛星のデータ中の長周期トランジット惑星カタログ、Kepler Long-Period Catalog (KeLPカタログ)を作成し、アストロノミカル・ジャーナルにて発表した。ピクセルベッティングやガイア衛星の距離情報、すばる望遠鏡やその他の望遠鏡による観測による温度情報などを用い、121個の候補天体から67個のclean sampleを最終的に選びだしている。うち25個は本論文で新たに発見されたものであり、以前われわれが報告したもの(13個)を勘定すると、clean sampleの半数以上(計38個)はわれわれで同定したものである。このようにして、長周期惑星の分布が明らかになった。木星サイズの惑星頻度はドップラー法で得られたものとコンシステントであった。雪線付近の惑星分布は、Neptuneサイズの惑星の頻度は木星サイズのものと同等かそれ以上、存在することがわかった。また、木星サイズのものは恒星金属量と強い相関を示すものの、Neptuneサイズのものは相関があまりなかった。このような雪線付近のNeptuneは現在の惑星形成論では説明が難しく、大きな課題を示せたと言える。またこれら雪線付近のNeptuneはWFIRSTコロナグラフ計画の良いターゲットであり、今後のキャラクタリゼーションが見込まれる。計画最終年度を待たずして、目標の長周期惑星カタログの出版にこぎつけたため。長周期トランジット惑星がかなりの数存在するということが示せたため、これをさらにしらるための衛星計画を推進する。また、近似ベイズや機械学習等の方法を用いて、作成したカタログから精密な統計的議論を行う予定である。本年度は、ホットジュピターWASP33bのdayside高分散分光の解析を行い、酸化チタンの初検出に成功した。さらに温度逆転構造も同時に発見した。この解析に用いたデータはすばる望遠鏡のHDSによるものであり、高分散分光キャラクタリゼーションとしても可視光領域を用いたという意味で初の検出例である。同時期にVLT中分散分光でも酸化チタンが発見されたが、両惑星とも比較的高温の部類のものであり、酸化チタンがコールドトラップされない温度領域でこそ存在し、検出されることを示唆している。また本手法を、近赤外光でも可能にするためIRDを用いたパイプラインも作成した。これは直接撮像惑星での同様な手法(HDC)を可能にするために我々が開発しているSCExAO+IRDの接続部分(Post-Coronagraphic Injection)が使用可能にばれば世界に先駆けてHDCを行うことができることを意味する。さらにケプラー衛星・TESS衛星等の長期間のライトカーブモニタリングデータから長周期トランジット惑星の検出を行うスキームの開発を行った。ケプラーデータ中に4つの新しい自己重力レンズ連星(SLB)を発見し、スキームの有効性を確かめることができた。ちなみに現在発見されているSLBは5つであり、そのうち4つは我々が発見したものである。これらのSLBの特徴は、Field Blue Straggler(FBS)と同様な周期・白色矮星質量を持つことがわかった。すなわち、安定質量膠着シナリオから予想されるものと非常に良い一致を示す。これは、FBSとSLBは同じ起源をもち、銀河内に普遍的に存在する種族であることが示唆される。SLBは0.1%以下の増光であるが、これが減光であれば海王星以下の惑星に対応する。その意味で2018年度に打ち上げ予定のTESSデータに即時に適応できる。実際にすばる望遠鏡で酸化チタンの初検出をおこなうことができた。これは系外惑星キャラクタリゼーションの将来的な展望として有望であるため。

次年度はTESS衛星のデータが使用可能になること(a)と、IRDの使用が可能になる(b)点から、本年度に達成した課題をさらに進めることが可能になるだろう。(a)ではケプラーデータより10倍以上のライトカーブが解析可能になるため(フルフレーム)これをもちいて、近傍の惑星探査を行うことができる。GPU解析サーバ等の準備が整ったことより、TESSのより大きなデータであっても解析がかのうになった。そのため、次年度以降、これまで作成しケプラーデータで試したコードをTESSデータに適用していく。(b)はこれまですばる望遠鏡では可視領域でしか実行できなかった、言い換えると、可視領域まで輻射光が卓越しているような高温惑星にしか適用できなかった高分散キャラクタリゼーションを、より広い領域、異なる分子での探索が可能になる。現在すばる望遠鏡に複数の観測提案をおこなっているが、ひきつづき提案を行いデータを解析していくことで、新たな検出例が期待できる。また同時にHDCの装置開発を行っていくことで、直接撮像での高分散キャラクタリゼーションにチャレンジしていく予定である。長周期トランジット惑星がかなりの数存在するということが示せたため、これをさらにしらるための衛星計画を推進する。また、近似ベイズや機械学習等の方法を用いて、作成したカタログから精密な統計的議論を行う予定である。GPU値段高騰により、買い控えた。次年度は価格が安定する見込みであるのでこれを購入する。出版予定の論文投稿料の年度を越してしまったため。今年度、これに使用する。
トポロジカル絶縁体におけるスピンロックの検出

これまで測定を行ってきたトポロジカル絶縁体試料の表面磁化については,施設の検出限界内では観測できなかった.この原因は実験を行ったPSI研究所(スイス)の測定精度が公称値よりも遥かに低く,重要な表面数ナノメートル領域を低エネルギーミュオンで見ようとすると大きなアーティファクトが生じたためである.なお,このこと自体,施設側も認識していなかった新しい発見である.本系のように生じる磁化が微小であると見積もられる場合は特に,ミュオン停止位置の詳細な解析かそれに相当する解析の手法を確立する必要がある.そのため,本年度は主にμSRを用いて研究が進められておりNMRによる相補的な検証が進められている,3次元相関のあるダイマー系NH4CuCl3について研究を進め,今後必要になるμSRスペクトルの解析方法についての知見を得た.NH4CuCl3は零磁場でギャップレスであり,磁場印加に応じてギャップが開閉することで二段階の磁化プラトーを持つ点が特徴である.我々は強磁場μSR・1H-NMRによって検証を試みた.単結晶試料を用い,TF-μSR測定についてはPSIのHAL9500において, NMRについては本研究室の超伝導マグネットを用いて,いずれも8 Tの強磁場下までの磁場範囲において測定を行い,プラトー内外の内部磁場の変化の温度・磁場依存性を調べた.NMRスペクトル測定により,結晶学的に等価だったダイマーが磁気的に非等価になっていることが明らかとなった.また,横磁化の秩序化があることも明らかになった.NMRスペクトルの解析から得られた磁気構造をもとにμSR測定の結果を解析したところ,ミュオンは陰イオンサイト近傍に停止して内場をプローブしているとして矛盾がないことが分かった.NMRとμSRを相補的に用いることにより,ミュオンの停止位置について,解析の指針が得られた.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、トポロジカル絶縁体表面に完全に偏極しているといわれているスピン対を、試料表面に平行に磁場を印加することによってスピン流の時間反転対称性を破り、その結果表面に垂直に現れる磁化を、ミュオンの時間スペクトルの変化として検出しようとするものである。本年度は、トポロジカル絶縁体(BSTS薄膜)の表面スピン構造についての研究を、ミクロプローブであるμSRを用いて行った。東北大学との共同研究によって、マイカ基板上に膜厚60 nmのBi1.5Sb0.5TeSe2単結晶試料を製膜した。この試料について、PSI(スイス)の低速ミュオン施設(LEM)において、μSR測定を行った。LEMでは、ミュオンの加速電圧を最小設定値である1 keVにすることで試料表面010 nmに40%程度のミュオンを止めることができる。一方、加速電圧3 keV程度に設定することで、試料の内部(1040 nm)にミュオンを止めて測定することができる。さらにミュオンの入射に影響を及ぼす横磁場印加に対して、リングアノードの電圧調整によってビームスポットが適切に試料上に乗るように調節できる。低温(5 K)の測定において、TF磁場(100 G)を印加した状態のトポロジカル表面の測定では、試料内部の測定に対して+0.2 %程度の内部磁場の増大が見られた。しかし、比較のために行った金属薄膜(Au)の標準試料においても同程度の変化が見られた。これより、検出しようとしているトポロジカル表面層の厚さから生じる信号に対して加速電圧の調整による影響が大きすぎ、LEMにおいて現在の試料の表面スピン状態を検知するのは困難であることが明らかになった。また、250μm厚の単結晶試料についてRIKEN-RAL(英国)において試料内部の測定に主眼を置いたμSR測定を行った。結果は解析中であり、表面測定の結果との比較を行う予定である。交付申請書の目的の概要は以下の三点である。1.スピンロック現象を、試料表面を選択的にプローブできる超低速μSR実験によって検証し、第一原理計算を用いてミュオンサイトにおける超微細場の大きさを評価し,妥当性を検証する。2.NMRを用いて表面伝導電子の非弾性散乱長を求め、必要なアンロック磁場の強さを評価し、1の結果と比較する。3.不純物ドープによりフェルミ面の異方性が減少し、スピンロックがエンハンスされる可能性(不純物効果)を検証する。このうち中心テーマである1について、LEMの検出精度の限界と、低速ミュオン測定特有のバックグラウンドの影響が判明した。この問題の対策として、トポロジカル表面層がもっと大きな系、つまり信号がより強く出ることが期待される系を検討する、もしくはLEMを超える高い分解能を持つJ-PARCの超低速ミュオン施設で測定を行うことが挙げられる。これらの対策によって測定の見通しが立っており、また国際会議(ICM2015)で途中経過について報告していることから、進行状況はおおむね順調であると判断する。本年度はまず、トポロジカル絶縁体Bi1.5Sb0.5TeSe2の表面スピン構造について、前年度までに行ったスイスPSIにおける低速ミュオンを用いた試料表面の測定、英国RALにおけるバルクμSRによる試料内部の測定の結果について詳細に解析を行った。

特に低速μSRの結果については、標準資料(金箔)を用いた低速μSRの比較追実験をスイスPSI研究所にて行い、詳細に解析を行った。その結果、前年度得られた、表面での速い緩和が標準資料でも見られた。したがって、トポロジカル由来のスピン磁性は、本装置での分解能では観測不可能と言うことが確認された。今後、さらに高い分解能を持つJーPARC等、他の施設での実験を目指して行く必要がある。本研究の課題の一つとして、粒径の異なる微細試料におけるNMR-T1測定から表面伝導電子の非弾性散乱長の決定を行い、それを基に必要なアンロック磁場の強さを評価することが挙げられる。これについては、本年度は予備実験として特徴的なT1の温度依存性が期待される関連試料について測定を行い、ターゲット試料の測定における手法や問題点、解析方法の検討を行った。ターゲット微細試料については現在準備中である。また、Bi核、Te核のNMR信号の検出についても現在、進行中である。交付申請書の目的の概要は以下の三点である。1.スピンロック現象を、試料表面を選択的にプローブできる超低速μSR実験によって検証し、第一原理計算を用いてミュオンサイトにおける超微細場の大きさを評価し,妥当性を検証する。2.NMRを用いて表面伝導電子の非弾性散乱長を求め、必要なアンロック磁場の強さを評価し、1の結果と比較する。3.不純物ドープによりフェルミ面の異方性が減少し、スピンロックがエンハンスされる可能性(不純物効果)を検証する。このうち、2においてはNMRの縦緩和時間T1を、異なる粒径のターゲット微細試料について測定することで評価する。予備実験として、本年度は特徴的なT1の温度依存性が期待されるいくつかの試料について測定を行い、ターゲット試料の測定における手法や問題点、解析について知見を深めた。ターゲット微細試料については現在準備中であり、最終年度では本年度の知見を基にターゲット試料の測定を行い、表面伝導電子の非弾性散乱長を求め、必要なアンロック磁場の強さを評価する予定である。これらの観点から、進展状況についてはおおむね順調であると判断する。これまで測定を行ってきたトポロジカル絶縁体試料の表面磁化については,施設の検出限界内では観測できなかった.この原因は実験を行ったPSI研究所(スイス)の測定精度が公称値よりも遥かに低く,重要な表面数ナノメートル領域を低エネルギーミュオンで見ようとすると大きなアーティファクトが生じたためである.なお,このこと自体,施設側も認識していなかった新しい発見である.本系のように生じる磁化が微小であると見積もられる場合は特に,ミュオン停止位置の詳細な解析かそれに相当する解析の手法を確立する必要がある.そのため,本年度は主にμSRを用いて研究が進められておりNMRによる相補的な検証が進められている,3次元相関のあるダイマー系NH4CuCl3について研究を進め,今後必要になるμSRスペクトルの解析方法についての知見を得た.NH4CuCl3は零磁場でギャップレスであり,磁場印加に応じてギャップが開閉することで二段階の磁化プラトーを持つ点が特徴である.我々は強磁場μSR・1H-NMRによって検証を試みた.
新たな生物資源の創製を目的とした多様性エキスライブラリの構築

本申請課題では限りある天然資源を有効活用するために、既存の生薬抽出エキスをAspergillus属真菌で変換することにより、新たな多様化エキスライブラリを構築することを目的としている。今回、生薬20種の熱水抽出エキスを添加したポテトデキストロース培地を用い、Aspergillus fumigatus、A. nigerおよびA. oryzaeを培養し、各培養エキスを得た。なお、培養日数の違いによる含有成分の変化を観測するため、3、5、8および11日間培養を行った。培養後、得られた培養エキスのHPLC分析を行ったところ、数種の多様化エキスでHPLCプロファイルが変化していることが判明した。本研究により既に十分研究がなされている生薬エキスと一般的な真菌であるの組み合わせにより新たな価値を有する多様化エキスの産生を達成した。また、培養前後で特徴的な成分変化を示したものは変化した物質の特定を行った。例として、ダイオウ抽出エキス含有培地でA. oryzaeを培養した際には4-(p-hydroxyphenyl)-2-butanoneが2-(p-hydroxyphenyl)-ethanolに代謝された。本反応はBeauveria bassianaによるものが既に報告されており、Baeyer-Villiger酸化によりなされると報告されている。A. oryzaeからは本反応を触媒する酵素は発見されていないため、A. flavusより単離されているBaeyer-Villiger monooxygenaseと類似する酵素が今回用いたA. oryzae中に存在するか検索したところ、ほぼ同一の配列を示す機能未決定の酵素が存在した。以上より、多様化エキスの研究を行うことにより、新たな有用物質だけではなく、有用酵素の発見にもつながると考えられる。本申請課題では、天然物研究に用いる限りある資源を有効活用するために、既存の生薬抽出エキスを、Aspergillus属を中心とした糸状菌で変換することにより、新たな多様化エキスライブラリを構築することを目的としている。今回、エキスライブラリを構築するため、生薬20種の熱水抽出エキスを添加したポテトデキストロース培地を調製した。これを用い、Aspergillus fumigatusを、25°Cで培養することにより、各培養エキスを得た。培養後、凍結乾燥し、メタノールで抽出することにより培養エキスを得た。得られた培養エキスは当研究室で保有する糸状菌2種(A. fumigatus、A. niger)および酵母2種(Candida albicans、Cryptococcus neoformans)に対する抗菌活性をペーパーディスク法を用い測定した。その結果、20種の培養エキス中、4種で培養前と後で抗真菌活性スペクトルが変化した。また、含有成分の変化を観測するため、これらのエキスのHPLC分析を行ったところ、数種の多様化エキスでHPLCプロファイルが変化していることが判明した。また、抗真菌活性が変化しなかったものの中にもHPLCプロファイルが変化しているものもあり、真菌類による既存の生薬抽出エキスの多様化は達成されたと考えている。そのため、目標としていた多様化エキスライブラリの構築は順調に進行している。なお、現在翌年度に行う予定であった、A. fumigatus以外にA. nigerおよびA. oryzaeによる培養も先行して行っている。当初予定していたA. fumigatusによる培養及び抗菌試験は予定通り進行しており、進行状況は問題ないと考えている。また、翌年度行う予定の研究の一部であるA. nigerおよびA. oryzaeによる培養も前倒しで進行しており、本研究課題は問題なく遂行可能と考えている。本課題は順調に遂行しているため、翌年度も申請した研究実施計画に従い実行する予定である。

すなわち、先行して行ったA. nigerおよびA. oryzaeによる多様化エキスの作成と共に、A. nidulansによる培養も行い、得られたエキスライブラリの抗菌活性試験を行う。また、当初は生薬の熱水抽出エキスのみを対象として行う予定であったが、より低極性の低分子化合物に着目するために、メタノール抽出エキスを基としたエキスライブラリの作成を追加して行う予定である。
免疫調節遺伝子とのフュージョンDNAワクチンによる細胞内寄生原虫感染制御の新戦略

「今年度の成果」(I)トキソプラズマに対するDNAワクチン法の確立我々のこれまでの研究により、トキソプラズマ強毒株(RH株)に対する感染防御とはCD4^+TとCD8^+Tの両者が必要であることが解明されている。そこでワクチン候補遺伝子としてトキソプラズマ由来のSAG1遺伝子を用いclass II拘束性のCD4^+Tを誘導するためにpJW4304-SAG1とのフュージョンDNAを構築した。さらに、class I拘束性のCD8^+Tを誘導するためにユビキチン遺伝子とSAG1遺伝子のフュージョンDNAを作製した。これらの遺伝子をBALB/cマウスに2週間ごとに4回遺伝子銃を用いてDNAワクチン後、RH株を感染した。ユビキチン化SAG1を用いた場合、顕著なワクチン効果が誘導され、キラーT細胞活性も強かったがIFN-γ産生能はそれ程強くなかった。一方、pJW4304-SAG1遺伝子でDNAワクチンした場合には、ワクチン効果は強くなかったがIFN-γ産生能は強かった。現在さらにワクチン効果を高めるために、両遺伝子のコンビネーションおよびIL-12等のサイトカイン遺伝子とのコンビネーションにより、より効果的なワクチン効果誘導法を研究している。(II)マラリアに対するDNAワクチン法の確立マウスマラリア原虫であるP.yoeliiを用いた感染系を用いて、P.yoelii由来のMSP1遺伝子を用いてDNAワクチンを行った。この原虫感染に対してはMSP1遺伝子とIL-12遺伝子のコンビネーションDNAワクチン法が最も効果的で強い防御免疫を誘導した。この原虫に対してはユビキチン遺伝子等とのフュージョンDNAはそれ程効果的ではなかった。このため、MSP1の改造およびMSP3遺伝子の新しい遺伝子の構築を進めている。またIL-12遺伝子単独でもワクチン効果は得られなかった。今後さらに抗原遺伝子およびDNAワクチン法を確立していく。(III)クルーズトリパノソーマ、リーシュマニアに対するDNAワクチン法の確立この両者の原虫に対しては治療的にはIL-12遺伝子治療のみで著効を示すことを見出した。現在、クルーズトリパノソーマ由来のTSA遺伝子、リーシュマニア由来のLACK遺伝子を用いたDNAワクチン法の開発に着手している。[今後の方針]細胞内寄生性原虫のエスケープ機構の相異に対応したDNAワクチン法の確立が我々の大きな課題であり、またこのような法則性の確立はワクチン開発のうえで急務である。
Synthesis and Modification of Novel Oxyhydrides Perovskites

本テーマでは、高圧合成法を用いて、新しいペロブスカイト型酸水素化物の合成を試みた。その結果、高圧合成法を使えば、通常の方法では得られない新しい遷移金属化合物が合成できることが証明できた。その一つとして、O2-/H-がランダムに固溶しているSrCrO2Hがある。SrCrO2Hは八面体間の歪みがない立方晶系であるため、他のクロム酸化物と比べ、極めて高いNeel点を有している。このように、高圧合成法は、新しい酸水素化物や興味深い物性を持つ新物質の合成に極めて有効である。
親密な友人により形成された排他的な仲間集団が、学校不適応に及ぼす影響

仲間集団に対する指向性の一つである「固定的な集団指向」が,学級の離散的な雰囲気に影響を与え,離散的な学級の雰囲気が,仲間集団に対する指向性の一つである「独占的な親密関係指向」に影響を与え,さらに,「独占的な親密関係」が「固定的な集団指向」に影響を与えるという,循環的な過程が存在することが,小学校高学年女子・女子中学生・女子高校生に関して示唆された。また,小学校高学年女子に関しては,「独占的な親密関係指向」が,学級適応感に負の影響を与えることも示唆された。小学5・6年生約140名を対象に、階層型学級適応感尺度と仲間集団指向性尺度を利用して友人関係に関する適応状況と、友人関係における排他性を構成する「固定的な集団指向」「独占的な親密関係指向」との関連を調査・分析した結果、友人関係に関連する適応感と排他性を構成する2つの因子との間には有意な正の関連がみられた。また、この2因子のうち「独占的な親密関係指向」のみが心身の健康状態に負の影響を与えることも示唆された。卒業直後の中学生約580名を対象に、中学3年当時の学級雰囲気と、「独占的な親密関係指向」、学級適応感に関連する「総合的適応感覚」「精神的な健康」との関連を調査・分析した。小学生を対象にした先の研究で、排他性を構成する因子のうち「独占的な親密関係指向」のみが心身の健康状態に負の影響を与えていたことから、今回の調査・分析では、排他性を測定する尺度として「独占的な親密関係指向」に関連する項目のみを用いた。分析の結果、男女に共通して、学級全体の排他的な雰囲気の弱さは、学級での生活を楽しいと感じる「総合的適応感覚」や、精神的な健康状態に正の影響を与えることが示唆された。また、精神的な健康度が低い生徒ほど、「独占的な親密関係指向」が強いことも示唆された。こうした結果に加え、女子生徒のみにみられた結果としては、「独占的な親密関係指向」の強い女子生徒ほど、「総合的適応感覚」が弱いことも示唆された。今回の分析結果から、排他的な学級雰囲気は、「独占的な親密関係指向」に直接影響を与えるものではないことが示唆された。こうしたことから、学級全体の排他的な雰囲気が、女子生徒一人一人の仲間集団に対する独占的な親密関係指向に影響するのではなく、学級全体の排他的な雰囲気の高まりによって生じた不安感の高まりが、仲間集団に対する独占的な親密関係指向を強めさせる結果を生じさせた可能性がある。自分が所属する仲間集団に対して児童・生徒一人ひとりがもっている指向性の強さが,離散的な学級雰囲気の強さに影響を与え,さらに,離散的な学級雰囲気の強さが,その学級に所属する児童・生徒の仲間集団に対する指向性に影響を与えるといった循環的なプロセスが小学校高学年児童や中学生にみられるのかどうかを検討した。さらに,仲間集団に対する指向性や離散的な学級風土が,児童・生徒の学級適応感に影響を与える可能性についても検討した。小学5・6年生約1,400名から収集した調査データを分析した結果,仲間集団に対する指向性を構成する因子のひとつである「固定的な集団指向」の強まりが離散的な学級雰囲気を強め,離散的な学級雰囲気の強まりが仲間集団に対する指向性を構成するもう一つの因子である「独占的な親密関係指向」を強め,「独占的な親密関係指向」の強まりが「固定的な集団指向」を強めるという循環的な過程の存在が示唆された。さらに,離散的な学級雰囲気の強まりが,開放的・親和的な学級雰囲気を損なわせ,友人関係の良好さや学級適応感を低下させることも示唆された。一方,中学1年生約400名から収集した調査データを分析した結果,女子生徒に関してのみ「固定的な集団指向」の強まりが離散的な学級風土を強め,離散的な学級風土の強まりが「独占的な親密関係指向」を強め,「独占的な親密関係指向」の強まりが「固定的な集団指向」を強めるという循環的な過程の存在が示唆された。さらに,離散的な学級風土の強まりが,開放的・親和的な学級風土を損なわせ,友人関係の良好さや学級適応感を低下させることも示唆された。以上の結果から,小学校高学年児童および女子中学生に関しては,児童・生徒一人ひとりがもっている仲間集団に対する指向性と所属する学級の雰囲気とが循環的に関連する可能性がある。仲間集団に対する独占的な親密関係指向の強さが,学級適応感に負の影響を及ぼす可能性があることが,小学校高学年女子を対象とした調査研究の結果から示唆された。仲間集団に対する指向性と学級適応感の双方に,コミュニケーションスキルが影響を与える可能性があり,独占的な親密関係指向が強く,学級適応感が低い小学生の適応感を向上させるためには,コミュニケーションスキルを高めることが有効ではないかと考え,学校生活に対する適応感を高めることに効果的なスキルを明らかにするための調査研究を行い,その結果を基にして「学校生活適応コミュニケーションスキル尺度」の開発を試みた。

小学校教師26名を対象に,小学校生活に適応するために重要だと考えられるコミュニケーションスキルを調査した。この調査結果をもとに14の質問を作成し,学校適応感に関する質問と合わせて小学校5・6年生240名を対象に調査を行った。調査対象となった児童が在籍する学級の担任教師には,児童一人ひとりのコミュニケーションスキルの程度について評定していただき,尺度の妥当性を確認する資料とした。14項目の評定値を因子分析した結果,日常的コミュニケーションスキル因子と授業コミュニケーションスキル因子からなる2因子構造がみられた。この2因子の尺度得点を説明変数,教師評定によるコミュニケーションスキルの程度の評定値を目的変数にした重回帰分析を行った結果,2つの下位尺度得点は有意な回帰を示した。児童に対して行った学校生活適応感尺度の評定値を目的変数にして同様の分析を行った結果,日常的コミュニケーションスキル因子のみが有意な回帰を示した。以上の結果をもとにして尺度を作成すると同時に,日常的コミュニケーションスキル因子を構成した7項目に相当するスキルを高める実践を行い,適応感の向上や独占的な親密関係指向の低下に影響を及ぼす可能性を検討する。中学生を対象とした研究から,生徒の仲間集団に対する指向性(固定的な集団指向)が学級雰囲気に影響を与え,学級雰囲気が仲間集団に対する指向性(独占的な親密関係指向)に影響を与えるという循環的な関連が女子生徒についてのみみられた。そこで,こうした関連を含め,仲間集団に対する指向性や学級雰囲気が,児童・生徒の学級適応感に及ぼす影響について,先行研究をもとにしてモデルを作成し,小学校高学年児童と高校生を対象にした調査を行って検証した。はじめに,小学5・6年生約1,400名を対象に,仲間集団に対する指向性と,仲間関係に関連する学級雰囲気,および仲間関係の良好さや学級適応感に関する調査を行って収集したデータを分析した結果,以下のような結果が女子に関してのみ得られた。「固定的な集団指向」の強まりが離散的な学級雰囲気を強め,離散的な学級雰囲気の強まりが「独占的な親密関係指向」を強め,「独占的な親密関係指向」の強まりが「固定的な集団指向」を強めるという循環的な過程の存在が示唆された。さらに,「独占的な親密関係指向」が,学級適応感を低下させることも示唆された。つぎに,高校生約1,500名を対象に,仲間集団に対する指向性と,仲間関係に関連する学級雰囲気,および仲間関係の良好さや学級適応感に関する調査を行って収集したデータを分析した結果,離散的な学級雰囲気の強まりが,開放的・親和的な学級雰囲気を損なわせ,仲間関係の良好さや学級適応感を低下させることが示唆された。さらに,「固定的な集団指向」の強まりが離散的な学級雰囲気を強め,離散的な学級雰囲気の強まりが「独占的な親密関係指向」を強め,「独占的な親密関係指向」の強まりが「固定的な集団指向」を強めるという循環的な過程の存在が,女子生徒に関してのみ示唆された。研究を推進するために必要な小学生から高校生までのデータ収集は完了しており、収集したデータを使用して作成した投稿論文も審査中であることから、研究最終年度にあたる次年度には、研究開始時に予定していた計画をおおむね達成することができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。すでに論文が完成している中学生に関する研究や、現在、論文が審査中である小学生に関する研究に加え、本年度中に収集を完了した高校生のデータを分析して、次年度中に学会発表を行い、論文にまとめる。
オブジェクト空間表現による線構造の異方性多重解像度理解と診断支援への応用

本年度は、昨年度に開発した線集中ベクトル場モデルの拡張と従来の線集中ベクトル場を組み合わせて、線のもつ異方性多重解像度解析に着目した診断支援システムを構築し、検討を行った。胃X線二重造影像は空気とバリウムという2種類の造影剤を使って撮影する手法であり、胃のひだのなす線構造をよく映し出す。しかし、腹部には多数の臓器が存在するうえ、2次元透過型画像である二重造影像では、それぞれの臓器が重なって複雑な線構造をなす。そこで本研究では、それぞれの組織のなす線構造を、まず、線の長さというスケールに着目して分類し、その後にパターン認識を行うことで、二重造影像の複雑な線構造の理解を試みた。今回、線の長さというスケールに着目して検出を試みた対象は、二重造影像で最もよく見られる病変である胃のひだ集中領域、胃領域との重複が非常に多く見られる脊柱をなす線、そして、胃領域のなす輪郭線である。胃のひだ集中領域をなす線は比較的短いのに対して、胃領域の輪郭線は非常に長い線から構成される。また、脊柱は組織全体としては非常に長いが、個々の背骨は中程度の長さの線で構成される。そこで、検出された線を、短・中・長に分類し、認識システムを構築した。胃のひだ集中では線の分類後、ひだ集中度という尺度により検出を試み、放射線医の指摘した病変部の80%を検出することができた。脊柱の検出にはオブジェクト空間によるHough変換を利用し、16例中15例で脊柱領域を検出できた。また、胃領域の検出には、オブジェクト空間によるスネークを利用し、良好な結果を得ることが出来た本年度は、線構造による画像理解の実現に必要な構造抽出のために、線集中ベクトル場モデルの拡張の可能性とその性質について検討を行った。線集中ベクトル場モデルは、黒い背景上の白い線構造、すなわち、線状凸領域の検出を非常に高精度に行うことができる。しかし画像認識では、このような線構造と同様にエッジもまた、非常に重要である。しかし、線集中ベクトル場モデルでは、エッジ部は理論的には集中度が0.5と比較的低い値になる。実画像ではベクトル場の乱れによる集中度の低下が発生するため、集中度によるエッジの検出は困難である。そこで、エッジ検出のために原画像に対して1次微分処理による前処理を施し、集中度を求める方法を考案した。前処理により、エッジ近辺の画素値は線状凸領域をなす。つまり、前処理を施すことにより、線状凸領域と同様に、エッジも集中度によって検出することが可能になる。このとき、エッジのコントラストや幅は、線状凸領域の場合と同様に、集中度には影響しない。さらに、平滑化の性質を持つ2次微分処理である、回転差分マスクフィルタを前処理として施すことにより、SN比の低い線画像でも、安定した集中度を得ることができる事がわかった。これは、輝度勾配ベクトル場の概念を拡張し、目的とする形状特徴を強調する前処理によって得られる特徴ベクトルによるベクトル場モデルを考えることで、より多くの形状特徴に対して、コントラストやスケールに依存しないという輝度勾配ベクトル場モデルと同様の特性をもつ集中度を定義できることを示している。また、胃領域の検出には、オブジェクト空間によるスネークを利用し、良好な結果を得ることが出来た
新規サイトカインIL-38の炎症性肺疾患における役割の解明と新規治療薬

申請者らは、C57BL/6バックグラウンドIL-38遺伝子欠損(KO)マウスを作製した。IL-38KOマウスでは野生型(WT)マウスより、IL-1beta, IL-6産生増加し、リウマチ(RA)マウスモデルの関節の炎症が悪化する。加えて、一部のリウマチ患者の血清中にIL-38が高値であった。IL-38はRAマウスモデルでは抗炎症性サイトカインの機能を持つことを証明した(Biochemistry and Biophysics Reports 2015)。これまで申請者らによってIL-1ファミリーの一つであるInterleukin-18 (IL-18)が炎症性腸疾患、関節リウマチだけでなく慢性閉塞性肺疾患(Chronic Obstructive Pulmonary Disease; COPD)や間質性肺疾患、気管支喘息などの呼吸器疾患の症状悪化において重要な役割を果たしていることを報告しています。申請者らは遺伝子解析上、IL-1ファミリーと考えられる新規サイトカインhuman IL-38のリコンビナント蛋白を作製した。これを抗原にしてhuman IL-38に対するモノクロナール抗体を作製し、IL-38に対する免疫染色(IHC), ELISA法を樹立しました。そして、リウマチ患者の関節や喘息死の肺病変部に強く発現していることを発見しました。IL-38が自己免疫疾患の発症に関与していることが示唆されました(論文投稿中)。IL-38が関節リウマチ、炎症性腸疾患、炎症性肺疾患を含む自己免疫疾患の新規バイオマーカーになる可能性があります。、炎症性サイトカインの抑制薬が自己免疫疾患の新規治療薬になると考えられます。そこで、IL-38遺伝子を欠損したIL-38KOマウスを樹立しました(論文未投稿)。現在、このIL-38KOマウスを用いてマウス関節リウマチを作製し関節リウマチにおけるIL-38の発現制御に関する研究を行っています。また組織特異的プロモーター(例CD11b)を用いてIL-38を過剰発現しているマウスを作製し、関節リウマチモデルになりうるか検討しています。我々は、これまでリウマチやCOPDを含む炎症性呼吸器疾患において、IL-1ファミリーサイトカインであるIL-18が病態形成に関与しており、IL-18が本疾患の新規治療のターゲットとなり得る可能性を示した。具体的には、リウマチ患者の血清中にはIL-18とIL-18受容体の可溶化蛋白が著明に上昇している。ヒトサーファクタントのプロモーター(SP-C)を用いて肺特異的IL-18トランスジェニックマウスを作製し、肺の炎症に伴い肺気腫が自然発症することを証明した。また、ヒトのCOPDの肺容量減少術症例の肺組織中でマクロファージやCD8陽性T細胞でIL-18が強発現しており、血清IL-18濃度が呼吸機能と逆相関することを証明した。本研究で、我々は新規のIL-1ファミリーサイトカインであるIL-38(IL-1F10)に注目した。まず、リコンビナントヒトIL-38蛋白をバクテリア(E. coli)とバキュロウイルスの二つの系を用いて作成した。このリコンビナントヒトIL-38蛋白を免疫原に抗ヒトIL-38モノクロナール抗体を作成した。この抗ヒトIL-38モノクロナール抗体を用いて、世界初のヒトIL-38 sandwich ELISAを完成した。このヒトIL-38 sandwich ELISAキットは国内外の企業と久留米大学とライセンス契約を締結した。平成26年度は、マウスインターロイキン38蛋白を人工的にバクテリア(E. coli)とバキュロウイルスの二つの系を用いて作成した。このリコンビナントマウスIL-38蛋白を免疫原に抗マウスIL-38モノクロナール抗体を作成した。現在、マウスIL-38 sandwich ELISAを作成中である。最も新しいサイトカインIL-38(IL-1F10)はIL-1ファミリーに属し、IL-17を抑制すると報告された(Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Feb 21;109(8):3001-5)。しかしながら、IL-38の機能はよく判明していない。これまで、申請者らはIL-1ファミリーサイトカインIL-18がTh2細胞を分化誘導し、IL-13産生を増加させ気管支喘息、間質性肺炎、COPDを増悪させることを世界に先駆け証明した。そこで本研究では、IL-18と非常に構造が似ているIL-1ファミリーサイトカインIL-38に注目し解析を行った。これらの結果は、IL-1ファミリーは遺伝子学的に構造が似ているにもかかわらず、IL-18は炎症促進性(pro-inflammatory)サイトカインで、IL-38は抗炎症性(anti-inflammatory)サイトカインである可能性を示唆する。現在、呼吸器疾患におけるIL-38の機能解析及び発現関する結果は論文作成中及び未発表のため本研究実績書には記載していない。

IL-38KOマウスでは野生型(WT)マウスより、IL-1beta, IL-6産生増加し、リウマチ(RA)マウスモデルの関節の炎症が悪化する。加えて、一部のリウマチ患者の血清中にIL-38が高値であった。IL-38はRAマウスモデルでは抗炎症性サイトカインの機能を持つことを証明した(Biochemistry and Biophysics Reports 2015)。抗ヒトIL-38モノクロナール抗体を用いて、世界初のヒトIL-38 sandwich ELISAを完成した。このヒトIL-38 sandwich ELISAキットは国内外の企業と久留米大学とライセンス契約を締結した。平成26年度は、マウスインターロイキン38蛋白を人工的にバクテリア(E. coli)とバキュロウイルスの二つの系を用いて作成した。このリコンビナントマウスIL-38蛋白を免疫原に抗マウスIL-38モノクロナール抗体を作成した。現在、マウスIL-38 sandwich ELISAを作成中である。以上の理由からおおむね順調と思っている。呼吸器内科リコンビナントマウスIL-38蛋白を免疫原に抗マウスIL-38モノクロナール抗体を作成した。現在、マウスIL-38 sandwich ELISAを作成したい。今年度中に論文化する。現在、論文を投稿準備中である。申請者らは遺伝子解析上、IL-1ファミリーと考えられる新規サイトカインhuman IL-38のリコンビナント蛋白を作製した。これを抗原にしてhuman IL-38に対するモノクロナール抗体を作製し、IL-38に対する免疫染色(IHC), ELISA法を樹立しました。そして、リウマチ患者の関節や喘息死の肺病変部に強く発現していることを発見しました。IL-38が自己免疫疾患の発症に関与していることが示唆されました。論文投稿中のため。また、IL-38遺伝子を欠損したIL-38KOマウスを樹立しました(論文未投稿)。モノクロナール抗体の作成が遅れたため。我々の研究成果は、炎症性サイトカインの抑制薬が自己免疫疾患の新規治療薬になると考えられます。そこで、IL-38遺伝子を欠損したIL-38KOマウスを樹立しました(論文未投稿)。現在、このIL-38KOマウスを用いてマウス関節リウマチを作製し関節リウマチにおけるIL-38の発現制御に関する研究を行っています。また組織特異的プロモーター(例CD11b)を用いてIL-38を過剰発現しているマウスを作製し、関節リウマチモデルになりうるか検討します。モノクロナール抗体のスクリーニングに持ちいる予定である。
パーキンソン病の外科治療における新規手術標的の実験的探索

本研究の第一の目的は、遺伝子組換えウイルスベクターを用いて大脳基底核の神経細胞を標識・再構成し、機能的入出力構造の解析によってパーキンソン病における運動異常の神経基盤を明らかにすることであった。第二の目的は、脳神経外科臨床解剖の知見、特に脳血管の破格について調査研究を行うことであった。第一の目的について、腹側被蓋野を標的としてウイルスベクターを注入し、各標的細胞の投射経路を解析した。ドーパミン性であることを化学的に同定された腹側被蓋野の単一細胞は、1.線条体、2.前頭皮質および側頭葉嗅内野、3.嗅結節・側坐核に投射する少なくとも3タイプが存在することが判明した。第二の目的について、次の2点の知見が得られた。1. Heubnerの反回動脈の解剖について、357体725動脈の調査結果から、その96.2%は1本のみ存在し、76.3%はA1-A2移行部(前交通動脈との分岐部)から起始し、62.1%がA1の上方、30.2%がA1の前方を走行することが判明した(Anat Sci Int, 2018)。2.上矢状静脈洞から横静脈洞への分岐様式を3型に分類した。(1)左右の横静脈洞にほぼ均等に自由な交通が認められる両側型、(2)左右どちらかの横静脈洞に優位に灌流し、対側の横静脈洞とわずかな交通が見られる型(partially communicating type:P型)、(3)対側の横静脈洞との交通が見られない型(non-communicating type:N型)。系統解剖実習体142例中、両側型は72例(51%)、右優位型は54例(38%)、内訳はP型38例、N型16例であった。左優位型は16例(11%)、P型11例、N型5例であった。また、本解剖学的変異の考察が診断と治療に寄与した1例を報告した。(Anat Sci Int, 2018; eNeurological Sci, 2018)本研究では遺伝子組換えウイルスベクターを神経標識物質として応用し、大脳基底核を構成するニューロンを単一細胞(single cell)の解像度で可視化・再構成し、機能的入出力構造の定量的解析によってパーキンソン病における運動制御異常の神経基盤を明らかにすることを目的の一つとしている。今年度は大脳基底核の腹側被蓋野、黒質網様部および淡蒼球外節を標的としてウイルスベクターを注入し、各標的細胞の投射経路を解析した。化学的に同定された腹側被蓋野のドーパミン細胞からは側坐核、嗅結節、線条体、前頭皮質、側頭葉嗅内野などに豊富な軸索投射が観察されたが、すでに報告した黒質緻密部からの軸索投射量よりは少なく、パーキンソン病においてこの領域の変性脱落が少ない原因の一つと考えられた。黒質網様部からは主として視床への散在性かつ少ない軸索投射が観察された。一方、淡蒼球外節からの投射は一般的には主として視床下核に投射するとされるが、単一細胞レベルの観察では線条体により豊富な軸索投射をしていることが見出された。ウイルスベクターを用いた単一神経細胞の標識の手法についてはすでに確立されており、問題なく遂行された。ただし、本手法は希釈されたウイルス溶液がある程度の偶然性をもって適切な個数(1個から数個)の神経細胞に感染することに依存しているため、本質的に人為的な努力だけではデータの収集を制御しきれない面が存在する。現在のところ概ね当初の計画通りのデータを蓄積しているが、この進捗状況を維持するためにはより正確な手技に努め人的時間的努力を惜しまず研究を推進してゆきたい。研究実績の概要本研究では遺伝子組換えウイルスベクターを順行性トレーサーとして応用し、大脳基底核を構成するニューロンを単一細胞の解像度で可視化・再構成し、機能的入出力構造の定量的解析によってパーキンソン病における運動制御異常の神経基盤を明らかにすることを目的としている。今年度は昨年度に引き続き、腹側被蓋野、黒質網様部を標的としてウイルスベクターを注入し、各標的細胞の投射経路を解析した。非ドーパミン性黒質網様部からの投射は軸索終末の投射量が少ないことが改めて確認された(投稿準備中)。また、本年度は脳神経外科手術に必要な臨床解剖の知見、特にWillis動脈輪を中心とした脳動脈の破格についての解剖実習脳を対象とした調査研究結果を分析した。これにより、次の2点の知見が得られた。1.遺体観察による脳動脈瘤の存在頻度は9.4%程度であり、脳ドック等から得られている存在頻度よりも著しく高い(投稿準備中)。2.前交通動脈近傍の手術時に問題となるHeubnerの反回動脈の解剖についてはこれまで日本人では十分な知見が得られていなかったが、357体725動脈の調査結果から、その96.2%は1本のみ存在し、76.3%はA1-A2移行部(前交通動脈との分岐部)から起始し、62.1%がA1の上方、30.2%がA1の前方を走行することが判明した(投稿準備中)。

次年度以降も継続し、機能的脳神経外科領域の新規手術標的の探求に寄与する知見を追究してゆく計画である。本年度は年度半ば(9月)に京都大学から獨協医科大学に異動し、これまで京都大学で行ってきた実験系を獨協医科大学に移設した。これに伴い、獨協医科大学で新たに実験従事のための講習、申請、P2A感染実験設備の構築、感染実験申請などに時間を費やしたため当初の予定よりやや遅れている。平成29年度5月以降に実験環境が整う見込みであるため次年度に遅れを取り戻してゆきたい。本研究では遺伝子組み換えウイルスベクターを順行性トレーサーとして応用し、大脳基底核を構成するニューロンを単一細胞の解像度で可視化・再構成し、機能的入出力構造の定量的解析によってパーキンソン病における運動制御以上の神経基盤を明らかにすることを目的としている。この目的については予定していた腹側被蓋野から大脳基底核・大脳皮質に投射するドーパミン細胞のデータの収集を終え、現在解析中である。現在のところ、腹側被蓋野に存在するドーパミン細胞の投射先は、1.背側線条体(新線条体)のみ、2.腹側線条体(嗅結節・側坐核)のみ、3.背側線条体と腹側線条体の両方、4.前頭葉皮質および側頭葉嗅内野の少なくとも4タイプが存在することが判明した。非ドーパミン細胞の投射先には、視床・視索前野などを含むがドーパミン性と比較して軸索終末の投射量が極めて少ないことが確認された。一方、これにともなう研究目標として平成28年度より脳神経外科手術に必要な臨床解剖の知見、特にウィリス動脈輪近傍の脳動脈の破格について、解剖実習脳を対象とした調査研究を行い、得られた知見の収集・分析を行ってきた。こちらについては、ホイブネルの反回動脈および静脈洞交会の解剖学的変異と臨床的意義を検討した。ホイブネルの反回動脈はほとんどの大脳半球(96.2%)において一側に1本以上存在し、走行型は大きく3型に分類されることが判明した。静脈洞交会は概ね半数がいわゆる両側型であり、残る片側型のほとんど(約75%)は右優位型であることが見出された。これらの結果については、学会発表および論文発表を行った。平成28年度の9月1日に京都大学から獨協医科大学に異動し、それまで京都大学で行ってきた実験系を獨協医科大学に移設した。これにともない、実験従事のための講習、申請、P2A感染実験設備の構築と使用許可に多くの時間を費やし、平成29年7月頃までの約10ヶ月(異動準備期間を含めると1年近く)実験が中断することになった。また、異動後に新たに生じた学内業務(講義・実習指導等)と相まって平成28年度から29年度にかけて研究の進捗が大幅に遅延した。本研究の第一の目的は、遺伝子組換えウイルスベクターを用いて大脳基底核の神経細胞を標識・再構成し、機能的入出力構造の解析によってパーキンソン病における運動異常の神経基盤を明らかにすることであった。第二の目的は、脳神経外科臨床解剖の知見、特に脳血管の破格について調査研究を行うことであった。第一の目的について、腹側被蓋野を標的としてウイルスベクターを注入し、各標的細胞の投射経路を解析した。ドーパミン性であることを化学的に同定された腹側被蓋野の単一細胞は、1.線条体、2.前頭皮質および側頭葉嗅内野、3.嗅結節・側坐核に投射する少なくとも3タイプが存在することが判明した。第二の目的について、次の2点の知見が得られた。1. Heubnerの反回動脈の解剖について、357体725動脈の調査結果から、その96.2%は1本のみ存在し、76.3%はA1-A2移行部(前交通動脈との分岐部)から起始し、62.1%がA1の上方、30.2%がA1の前方を走行することが判明した(Anat Sci Int, 2018)。