hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳内における順行性・遡行性の視覚信号の相互作用

脳内における視覚情報の順行性・遡行性のフローについて,心理物理学と脳機能計測を組み合わせた研究を行った.脳内における色/輝度により作成された運動視情報の相互作用について,fMRIによる脳機能計測を用いた研究を行った.その結果,色の情報と輝度の情報の相互作用が脳内における視覚野の広い範囲で生じている事を確認した.また,脳内の色情報の表現形式について,脳機能計測ならびに心理物理実験による研究を行った.その結果,カテゴリー的な色情報の表現が,言語獲得前の乳児において存在していること,日本語の色カテゴリーが過去30年において分化していることを発見し,報告した.脳内の視覚情報処理において,観察開始の極初期に高速で高次視覚野に伝わる信号によって生じるフィードバック(遡行性)信号と低次視覚野から高次視覚野へと処理が進む順行性信号の相互作用について,心理物理学的研究ならびに脳機能計測研究を進めた.具体的には2つの実験を行った.1つは,色により定義される運動(色運動)と輝度により定義される運動(輝度運動)に順応した後の残効を,心理物理学的および脳機能計測手法によって調べた.心理物理学的には,すでに報告されている通り,輝度の運動残効と色の運動残効は相互作用が存在する事を示す結果をえた.一方で,脳部位毎に脳活動を分析した結果,色運動に順応した後で輝度運動を呈示した場合には,第1次視覚野において通常の運動残効とは異なり負の運動残効を示した.一方で,輝度運動に感度が高い部位(MT+)では,テスト刺激の呈示から3秒以内において正の運動残効が確認され,古典的な神経活動と同じ現象が確認された.これは,色によって定義された運動の神経信号が輝度によって定義された運動の神経信号の経路に対して輝度運動だけの時の運動残効とは異なる形で作用を示している新しい知見が発見された事を意味する.2つめの実験では,極短時間呈示の視覚刺激を用いると,周辺ー中心拮抗型の同時対比の効果が定常呈示より強められる事を確認する実験を行った.これまでに輝度による明るさ対比,色による彩度対比についての強化は確認されていたが,傾きに関する同時対比,色相に関する同時対比が存在する事を心理物理学的に確認した.この結果は,国内学会ですでに報告され国際会議でも報告の予定である.極短時間の視覚刺激呈示に伴う脳活動の計測の試行実験を行った.また,運動残効を用いて輝度運動と色運動の信号の脳内での相互作用について実験を行い,色運動に順応した後の特異な残効特性を発見することができた.脳波計の調達が完了し,fMRIと脳波の同時計測を行う準備ができた.色の感覚の基準点となるユニーク色および,網膜レベルでの情報表現である枢軸色に対する脳活動を,色同定課題および文字記憶課題の実行中にfMRIで測定する実験を行った.その結果,第4次視覚野において特に,色同定課題/文字記憶課題の間で脳活動が大きく変化することが明らかになった.この成果は映像情報メディア学会の研究会において報告し,抄録集に論文を掲載した.等輝度の色パターンの視覚刺激の運動と,輝度パターンの視覚刺激の運動に対し被験者が順応した後で生じる脳活動の変化について,順応指数による評価と,共分散構造解析を用いて検討した.その結果,色パターンの動きに順応下後で輝度パターンの動きを見せた時に誘発される脳活動は,通常の運動残効から期待される脳活動とは逆になることを発見した.すなわち,色運動と同じ方向の輝度運動に対し,逆方向より大きな脳活動が観測された.脳内の部位の結合性を共分散構造解析で調べたところ,色情報を処理するV4野から運動情報を処理するMT野への寄与が,色順応時に特に大きくなっていることを示唆する結果を得た.色の情報処理における高次情報(言語)のフィードバック効果について調べた,現代日本語話者の色名カテゴリーに関する研究論文が掲載された.結果,30年前に報告された同種の実験と比較して特に水色が青から独立した過程が定量的に示された.これは脳の中における言葉と色情報表現の結びつきが社会的同意に伴って変化したことを示している.この成果をまとめた論文が掲載され,国内外の多くのウェブニュースに加え,国内では朝日小学生新聞の1面に取り上げられるなど,注目を集めた.また,同時対比(周辺に呈示した色や傾きに影響され,中央部の見え方が変わる現象)の図形を数10msの短時間で呈示すると知覚が増強される発見について報告した論文が受理され,掲載が確定した.脳内における視覚情報の相互作用,さらには高次領野からのフィードバックによる視覚信号への影響について,fMRIによる計測とその分析を共分散構造モデルならびに空間パターン解析を用いて研究を進めることができた.脳内において運動と色の情報を処理する部位が独立であることを考えると,色を持った物体(ボールや車など)の運動が正常に知覚されることは何らかの相互作用が必要である.色運動と輝度運動の信号の相互作用に関するfMRI研究を行った結果,色運動に順応した場合に限り輝度運動に対するfMRI信号が強調されるという新しい現象を発見することができた.このときの脳活動を共分散構造解析によって調べた結果,特に色情報を専門的に処理する脳部位(V4野)と運動情報を処理する脳部位(MT野)との結合性が高くなっていることを示す結果が得られた.これは色運動刺激によって生じるV

4野の活動がMT野に正のフィードバックを生じている可能性を示しており,正しく遡行性信号と順行性信号の相互作用が起きている証拠と考えられる.また,色の知覚に関する情報処理が,言語的な情報処理に関連する脳部位からのフィードバックを受けていると思われる現象を記録することができた.短時間で文字を記憶し比較する課題(ツーバック課題)を行っている際に,特に色の見えの評価において基準となるユニーク色(赤/緑,青/黄の4色)に対する脳活動パタンが大きく影響を受けていることが明らかになった.色の知覚は視覚野だけに留まらず,言語情報を処理する部位を含む脳の広い範囲から遡行性(フィードバック)情報の影響を受けている事が客観的に示された.以上のように,脳内において順行性情報と遡行性情報が相互作用する事により生じる脳活動を他覚的に捉える事に成功し,研究は順調に進展していると判断できる.脳内における視覚情報の順行性・遡行性のフローについて,心理物理学と脳機能計測を組み合わせた研究を行った.色情報および輝度情報により定義された運動信号の脳内での相互作用について,研究を行なった.色情報を処理する脳内部位と運動情報を処理する脳内部位は分かれていることが知られている.色で定義された運動に順応した際に,輝度での運動に対して通常の運動残効から期待される信号変化と逆の現象をfMRIで観測した.これは脳内において,色運動が運動として知覚されるためには,運動視を扱う脳部位の活動を生じさせるための信号が流れ,その余波が輝度による運動の信号に影響を与えている様子を表している.また,色の見えとして中核的な位置づけにあると考えられているユニーク色と,網膜から低次視覚野に至るレベルでの色情報表現と考えられている錐体反対色の脳内での情報表現についても調べた.文字課題を与えるなどトップダウン情報の影響をfMRIによる脳機能計測で調べた.色カテゴリーを軸にした脳内の視覚情報処理の研究も行なった.まず言語獲得前の乳幼児で脳活動を計測し,色カテゴリー(複数の色のグループ)が形成されている事を示す脳活動の変化を明らかにした.同色差の2色ペアを同カテゴリー(緑⇔緑)またはカテゴリー間(緑⇔青)で交代させ,脳活動の応答に差異がある事を見出した.さらに色カテゴリーに関する心理物理学研究において,30年前の研究と比較し日本語の基本色カテゴリーが増加した事を定量的に評価し,色名語の進化(e.g.,青と緑の分化)と言語による体系化に関する論考を行った.これらの色カテゴリーに関する研究では,色カテゴリーに対応する神経細胞が先に言語と独立に発生し,言語による高次からのフィードバックによって詳細が形作られる過程を明らかにすることができた.脳内における視覚情報の順行性・遡行性のフローについて,心理物理学と脳機能計測を組み合わせた研究を行った.脳内における色/輝度により作成された運動視情報の相互作用について,fMRIによる脳機能計測を用いた研究を行った.その結果,色の情報と輝度の情報の相互作用が脳内における視覚野の広い範囲で生じている事を確認した.また,脳内の色情報の表現形式について,脳機能計測ならびに心理物理実験による研究を行った.その結果,カテゴリー的な色情報の表現が,言語獲得前の乳児において存在していること,日本語の色カテゴリーが過去30年において分化していることを発見し,報告した.視覚刺激の呈示条件を工夫したfMRI実験を,極短時間の視覚刺激呈示ならびに運動残効時のfMRI計測により進める.また,視覚要素信号である色情報の脳内表現に関する計測実験も引き続き行い,脳内における初期視覚情報の表現形式についても研究を進める.
運動準備期の構え姿勢に伴う自律神経支援機構

頚部前屈姿勢(構え姿勢)保持に伴う脳の賦活作用が、体性神経系への影響のみならず、自律神経系へも影響を及ぼし四肢の筋血流の増加を惹起させる。この現象は、上肢群では上肢筋の下肢群では下肢筋の筋血流が選択的に増加することが明らかにされ、運動経験によって修飾される自律神経の支援機構であることが示唆された。また、運動の遂行課題を付加した場合に、脳賦活作用が上肢血流に認められた被験者では、局所性の筋血流増加に有意な課題依存性の影響は認められなかった。しかしながら、脳賦活作用の認めらなかった一部の被験者において、課題依存性に伴う血流増加が認められ、その可能性が示唆された。頚部前屈姿勢(構え姿勢)を保持した場合に認められる上肢および下肢筋の血流の増加が、これまでの運動経験によって修飾されるのかどうかについて、上肢(ラケット)競技経験群、下肢(サッカー)競技経験群、運動未経験群を対象に、筋内の酸素動態、皮膚血流、心拍数、血圧、心拍出量、筋電図、代謝について検討した。その結果、上肢競技経験群では、構え姿勢に伴う上肢の筋血流量の増加が顕著であり、下肢競技経験群では、下肢の筋血流の増加が認められた。また。運動未経験群では、上肢および下肢の筋血流に顕著な変化は認められなかった。その他、測定パラメータに姿勢の変化に伴う変化は認められなかった、これらのことから、頚部前屈姿勢(構え姿勢)を保持した場合に認められる四肢の血流の変化は、運動を準備するべく支援され、運動経験によって合目的に発現していることが示唆された。また、頚部前屈姿勢(構え姿勢)保持に伴う脳賦活の影響が下肢(前脛骨筋)に認められた競技者について、血流の変化と対応した筋交感神経活動の変化について、前脛骨筋の酸素動態と微小神経電図法による腓骨神経から導出した筋交感神経活動を検討した。その結果、筋の血流増加に対応した筋交感神経活動の現弱が認められた。このことは、頚部前屈姿勢(構え姿勢)保持に伴う脳賦活の影響が運動を準備するために血管運動中枢に作用し、中枢性による機構によって血流が増加した結果であることが示唆された。頚部前屈姿勢(構え姿勢)を保持した場合に認められる上肢および下肢筋の血流の増加が、これまでの運動経験によって修飾されるのかどうかについて、上肢競技(卓球、テニス)経験群、下肢競技(サッカー)経験群、運動未経験群を対象に、筋内の酸素動態、皮膚血流、心拍数、血圧、心拍出量、筋電図、代謝についてさらに詳細に検討した。その結果、各筋の酸素化ヘモグロビンの濃度変化における群間による有意な差異は、上腕二頭筋、上腕三頭筋、大腿直筋、大腿二頭筋、前脛骨筋において認められ、上肢群および下肢群のそれは非運動群のそれより有意に大きかった。上肢群と下肢群を比較すると、上腕二頭筋および上腕三頭筋の頚部前屈姿勢に伴う酸素化ヘモグロビン濃度の増加は、上肢群が下肢群より有意に大きかった。さらに、前脛骨筋の酸素化ヘモグロビン濃度の増加は、下肢群が上肢群より有意に大きかった。他の循環諸変量である心拍数および血圧については、有意な主効果が姿勢条件およびグループ条件のいずれも認められなかった。さらに、心拍出量、四肢筋上の皮膚血流量や、四肢筋の筋電積分値は姿勢条件間の有意な違いが認められなかった。これらのことから、頚部前屈保持中の脳賦活に伴う末梢循環動態には、運動経験による差異が認められ、上肢群では上肢筋の、下肢群では下肢筋の筋血流が選択的に増加することが示唆された。また、運動の遂行課題を付加した場合に、その筋の筋血流増加に課題依存性の影響が局所性に生じるのかどうか、課題提示の方法について予備実験を実施し、その効果について目下検討中である。これまでに、頚部前屈姿勢(構え姿勢)保持に伴う脳の賦活作用が、全身的協関をもって体性神経系への影響のみならず、自律神経系へも影響を及ぼし上肢や下肢の筋血流の増加を惹起させることを明らかにした。この現象は、それまでの運動経験によって修飾される自律神経の支援機構であることを明らかにした。本年度は、運動の遂行課題を付加した場合に、その筋の筋血流増加に課題依存性の影響が局所性に生じるのかどうかを明らかにすることを目的とした。

循環変量として、心電図、瞬時血圧、インピーダンス法による心拍出量、末梢の循環変量として、近赤外分光法による筋内酸素動態の変化とレーザードップラー法による皮膚血流量の変化を右側上肢の上腕二頭筋、上腕三頭筋の2部位について測定を行った。また、筋活動の状況を把握するために、筋電図を測定した。全てのデータは、一旦コンピュータに取り込み分析した。(1)頚部前屈角度20度、(2)頚部前屈角度20度で肘屈曲動作課題の2条件を設定する。(1)の条件については、安静状態から頚部前屈角度を20度に設定し、1試行30秒間ずつ3試行行う。試行間には3分の休憩をとった。(2)の条件については、その課題の負荷強度を最大随意収縮(MVC)の20%に設定し、頚部前屈角20度を保持してから予備刺激から30秒以内本刺激を提示し課題を行わせた。予備刺激から本刺激までの時間は、ランダムとした。指標の点灯に対してできる限り素早く20%MVCの力発揮を行い、力発揮の大きさは、オシロスコープによって被検者に視覚フィードバックさせた。頚部前屈による脳賦活作用が上肢血流に認められた被験者では、局所性の筋血流増加に有意な課題依存性の影響は認められなかった。しかしながら、脳賦活作用の認めらなかった一部の被験者において、課題依存性に伴う血流増加が認められ、その可能性が示唆された。
太陽系外惑星系における惑星形成後の軌道移動に関する観測的アプローチ

本研究のテーマは、太陽系外惑星系のうち軌道離心率が異常に高いものや軌道公転軸が中心星の自転軸とずれているものの由来を探ることにある。原因としてとりわけ注目されているのは古在効果(中心星が連星系をなしている場合、伴星からの重力的影響により中心星まわりの惑星の軌道が乱されること)および惑星散乱(複数惑星系において惑星同士の重力的影響により互いに軌道を乱し合うこと)であるが、観測的困難からそのどちらが支配的であるか等の観測データに基づいた統計的議論はなされていないのが実情である。そのため、本研究では主に直接撮像法を用いて中心星周りの伴星探しを行い、それに基づいて古在効果の有無を決定することで古在効果および惑星散乱の起源を統計的に知ることを目的としている。本年度は3年間の総まとめとして、足りなかった追観測データをすばる望遠鏡を用いて取得し、さらにこれまでの観測データを統計的に取り扱った。軌道離心率が高い8つの惑星系においては、本研究を通じて2つ系に新規伴星天体を発見した。既知の連星系を加えると3つの系が連星系をなしていた。連星率は惑星保有星の連星率(12%)より高いが、サンプルサイズが小さいために有意差は見えず、軌道離心率と伴星との関係を強く支持する結果は得られなかった。一方、公転軸がずれている系では新規に2系で有力な伴星候補天体を発見した。追観測上の困難から多少の不定性があるが、既知の伴星と併せると、15系のうち8から12の系に伴星があることが分かった。これは惑星保有星の連星率よりも有意に高い。連星の存在によって公転軸が傾く可能性を示唆していると言え、初めて観測的に示された結果である。さらに、複数トランジット惑星系において新たに伴星候補天体を発見した。この系では惑星の公転軸は主星の自転軸と揃っており、伴星の存在がただちに惑星の軌道に影響を与えるわけではないことを示している。(抄録なし)私はSEEDSと呼ばれるグループの一員として、すばる望遠鏡と、高コントラスト撮像装置HiCIAOを用いた惑星系(ただしここで言う惑星は間接法で発見されたものであり、我々の観測では検出できない)の直接撮像観測を行い、惑星系の周りを公転する伴星を発見しようとしている。昨年度だけで約20の既知の惑星系に対して直接撮像を行っており、多数の伴星候補天体を発見した。これらの伴星候補天体が惑星系の主星と連星をなし、惑星系と物理的に相互作用している場合はその重力によって惑星の軌道に影響を与えうる。そこで候補天体がたまたま惑星系の近くにいるように見える背景星や前景星ではなく、真に相互作用をしている連星系であることを確認することが重要になる。連星系の確認として最も単純には候補天体が主星と共通の固有運動を持つことを見る方法がある。このために我々は十分な時間間隔をあけて追観測をしなければならないが、しかしながらこの時間間隔は数年程度かかるものが多く、候補天体が発見されても確認するのには時間がかかる。これまで確認されたもののうち、共通の固有運動をもつとはっきりと分かっている候補天体は存在していない。私の観測ターゲットは惑星の軌道移動が既に起こったと考えうる系であるので、伴星候補天体が検出されないという結果は惑星の軌道移動において伴星由来でない機構を必要とすることを意味し、検出なしでも十分意義のある結果である。現在、これらの天体の結果を論文にまとめているところである。また、この一連の観測およびその意義について、天文月報に発表した。なお、上記統計的結果とは別に、うしかい座τ星のデータをまとめている。うしかい座τ星は惑星の保有が知られ、かつ既知の伴星がいる系であるが、その伴星の軌道はよく知られておらず、良いケーススタディーとなる。現在、観測データは既に取得済みで、伴星の軌道計算を行っているところである。本研究のテーマは、これまで発見されてきている太陽系外惑星系のうち軌道離心率が異常に高いものや軌道傾斜角が中心星の自転軸とずれているものの由来を探ることにある。本年度は12個以上の系ですばる望遠鏡を用いた直接撮像を行い、これまでとあわせて既に28個の系について観測が行われた。これによりサンプル数は約2倍に増加し、またすばる望遠鏡から観測できる天体のうち基準を超えるものをほぼ網羅的に観測できた。結果として、高軌道離心率のもので4つ、軌道が傾いているもので12個の系で伴星候補天体を発見した。伴星確定のための追観測はまだ終了していないものの、この観測により統計的議論が可能となった。

とりわけ逆行惑星系HAT-P-7については2010年に伴星候補天体が2つ存在することを発見していたが、本年度の観測で追観測に成功し、2つのうち1つが伴星であると確定したことで連続的古在効果によって惑星の軌道が傾いた可能性を指摘した。本研究のテーマは、太陽系外惑星系のうち軌道離心率が異常に高いものや軌道公転軸が中心星の自転軸とずれているものの由来を探ることにある。原因としてとりわけ注目されているのは古在効果(中心星が連星系をなしている場合、伴星からの重力的影響により中心星まわりの惑星の軌道が乱されること)および惑星散乱(複数惑星系において惑星同士の重力的影響により互いに軌道を乱し合うこと)であるが、観測的困難からそのどちらが支配的であるか等の観測データに基づいた統計的議論はなされていないのが実情である。そのため、本研究では主に直接撮像法を用いて中心星周りの伴星探しを行い、それに基づいて古在効果の有無を決定することで古在効果および惑星散乱の起源を統計的に知ることを目的としている。本年度は3年間の総まとめとして、足りなかった追観測データをすばる望遠鏡を用いて取得し、さらにこれまでの観測データを統計的に取り扱った。軌道離心率が高い8つの惑星系においては、本研究を通じて2つ系に新規伴星天体を発見した。既知の連星系を加えると3つの系が連星系をなしていた。連星率は惑星保有星の連星率(12%)より高いが、サンプルサイズが小さいために有意差は見えず、軌道離心率と伴星との関係を強く支持する結果は得られなかった。一方、公転軸がずれている系では新規に2系で有力な伴星候補天体を発見した。追観測上の困難から多少の不定性があるが、既知の伴星と併せると、15系のうち8から12の系に伴星があることが分かった。これは惑星保有星の連星率よりも有意に高い。連星の存在によって公転軸が傾く可能性を示唆していると言え、初めて観測的に示された結果である。さらに、複数トランジット惑星系において新たに伴星候補天体を発見した。この系では惑星の公転軸は主星の自転軸と揃っており、伴星の存在がただちに惑星の軌道に影響を与えるわけではないことを示している。平成23年度において、多数の伴星候補天体を発見したことは予想以上の結果であった。そのうちのいくつかは背景星であり物理的に束縛されていないことが分かったが、まだ物理的に束縛されているか確認できていない天体も多く存在する。これらが物理的に束縛されていれば、伴星による惑星への重力的な影響について、観測的に初めて示すことが出来るという点で、非常に興味深い結果である。特に問題なく進展している。本年度は私の観測方法がHATP-7という個別の系について成功したことで、直接撮像法から惑星軌道移動理論への示唆を与えられることを確認できた。また、さらにサンプル数を増やすことが出来たため、最終目標である統計的議論についても見通しが立った。まずは現在までに発見されている伴星候補天体を追観測し、伴星候補天体が実際に主星と物理的に束縛しているのかどうかを確認しなければならない。この確認は恒星の固有運動を用いるため、固有運動の小さい天体では確認に時間がかかってしまう。そこで追観測までの合間の時間を用いて新たな天体も観測し、ターゲット数を増やしておく必要がある。平成24年度も、SEEDSのプロジェクトの一環として、さらにはそれ以外にも自らプロポーザルを望遠鏡に提出し、ターゲット数を増やしたい。また、SEEDSの一員として、積極的に国際共同研究にも参加し、自らの研究に役立てたい。
癌転移遺伝子のクローニングとその臨床応用に関する検討

人由来の転移を起こす2つの細胞株を得た。2乳癌細胞株MDA435をヌードマウスの皮下に移植し肺転移を起こすクローンを繰り返し皮下移植を繰り返し肺転移株MDA4A4と非転移株MDA2C5を得た。昨年度までに、これらの細胞よりcDNA differential displayにより新たに4個のクローンを見いだし、相同性の検索により新たな遺伝子であることが判明した。これらの遺伝子のmRNAの発現は、Northern blotを用いて解析すると約2.5kb,4.5kb付近にそれぞれsingle bandとして確認された。転移株と非転移株での発現を検討すると、MDA4A4で発現しており、MIDA2C5ではNorthern blotを用いた検索では検出されず転移に関連した遺伝子である可能性が示唆された。これらの細胞株をヌードマウスに皮下移植し、実際の転移巣と非転移株での発現を同様にNorthern blotを用いて解析したところ、おもしろいことに必ずしも転移巣で高い発現は確認できず、癌細胞の与えられた環境により微妙に発現の変化が認められるmoleculeであることが示唆された。今年度はさらにこれらの細胞株からのmRNAをもちいてDNAマイクロアレイにより、人の遺伝子2万クローンよりの解析を行い、既知の遺伝子および未知の遺伝子を含め約200種類のクローンで発現の差が確認されている。現在これらのクローンの解析および前年度に確認した遺伝子断片の相同性を確認中である。2乳癌細胞株MDA 435をヌードマウスの皮下に移植し肺転移を起こすクローンを繰り返し皮下移植を繰り返し肺転移株MDA 4A4と非転移株MDA2C5を得た。これらの細胞より、mRNAを抽出し、cDNA differential displayによりmRNAの発現の違いを検索した。mRNAをreverse transcriptaseを用いcDNAに変換し、oligodT primerと8組の11ベースの無作為に選択したプライマーを使用し、PCRで増幅し(^<32>pでラベル)ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、バンドの違いを検索した。転移株でのみ認められるバンドを32個見いだし、これをゲルから抽出し、再びPCRを用いフラグメントを増幅し、TA vectorに組み込み、フラグメントをクローン化し、塩基配列を決定した。ホモロジーの検索をgene bankで検索し、既存の遺伝子以外の遺伝子である可能性のあるものを選択したところ、4個のクローンは相同性が見いだされず、新しい遺伝子である可能性が見いだされた。さらにこれらはMDA 4A4で発現しており、MDA2C5ではNorthern blotを用いた検索では検出されず転移に関連した遺伝子である可能性が示唆された。転移株と非転移株での発現を検討すると、MDA4A4で発現しており、MDA2C5ではNorthern blotを用いた検索では検出されず転移に関連した遺伝子である可能性が示唆された。
Wnt/Rorシグナルによる免疫系の制御及びその破綻による疾患の解析

本研究は主にWnt5a/Ror2シグナル伝達が免疫システムに与える影響を調べることを目的としている。現在までに野生型及びRor2遺伝子欠損マウスの胎児を用いて、胎児の腸管におけるRor2の発現状態を電子顕微鏡を用いて解析を試みた。また、Wnt5a/Ror2シグナル伝達による絨毛形成や細胞内輸送に重要なIFT20の発現制御に関する研究を引き続き行った。さらにWnt5a/Ror2をknock-downしたSaOS2細胞におけるIFT20のmRNA発現量が優位に低下していることを見出した。IFT20のプロモーター配列解析をしたところ、IFT20の発現にはAP-1結合サイトが重要であることを明らかにした。Wnt5a/Ror2シグナルに依存したAP-1タンパク複合体がIFT20の発現制御に重要であることがChIP解析によって明らかにされた。SaOS2細胞に発現するIFT20をknock-downするとWnt5a/Ror2シグナルによって誘導されるMMP13の発現量が優位に低下していることがを明らかにした。昨年度中はIFT20knock-downSaOS2細胞の浸潤能について評価し、低下することが分かった。そのメカニズムをIFT20がRor2・MMP13のinvadopodiaへの輸送に関わると考え、免疫染色法を用いてIFT20とRor2もしくはMMP13のinvadopodiaにおける共局在している様子を観察した。IFT20がWnt5a/Ror2シグナル伝達に与える影響の一般性を確かめるためにA431ヒト上皮様細胞癌由来細胞株を用いて実験を行った。A431及びA431-Snail細胞のIFT20の発現について検討し、IFT20knockdownA431-Snail細胞においてWnt5a/Ror2シグナル伝達によって誘導されるMMP2発現の発現量と細胞浸潤能について評価を行った。A431-Snail細胞においてIFT20はWnt5a/Ror2シグナルに非依存的に発現するが、Wnt5a/Ror2/MMP2のシグナル伝達に寄与し、SaOS2細胞の場合と同様に細胞浸潤に重要である事がわかった。Wnt5a/Ror2/IFT20シグナル伝達の詳細を調べるためにRor2の欠失変異体と点変異体をIFT20との共沈実験に用い、Ror2のC端にあるプロリンリッチの領域及びその近くにあるチロシン残基のリン酸が結合に重要であることがわかった。この実験の過程の中でIFT20のC端にあるチロシン残基のリン酸化がIFT20の細胞内での安定性に寄与することがわかった。本研究は主にWnt5a/Rorシグナル伝達が免疫システムに与える影響を調べることを目的としている。昨年度中は研究を遂行する上で必要となる研究材料の作成を行った。Ror2遺伝子欠損マウスは胎生致死であるため、成体マウスを必要とする本研究に用いることができないので、臓器特異的にRor2遺伝子を欠損させることができるコンディショナルノックアウトマウスを作成し、繁殖させた。マウスの数が揃い次第解析を開始する予定である。また、シグナル伝達Wnt5a/Ror2シグナル伝達による絨毛形成や細胞内輸送に重要なIFT20の発現制御を研究するためにIFT20の発現プラスミドをcloningした。さらにIFT20をノックダウンに使用するsiRNAも設計し、作成した。Wnt5a/Ror2をknock-downしたSaOS2細胞におけるIFT20の発現量をqRTPCR法を用いて測定した。その結果、コントロール細胞に比べ、Wnt5a/Ror2を欠損した細胞ではIFT20の発現量が優位に低下していることが判明した。より詳しい制御機構を知るために、種々の長さのIFT20のプロモーター配列とluciferaseを含むRepoterプラスミドを作成した。これらをSaOS2細胞に発現させ、luciferaseの量を測定することでIFT20の発現に重要なプロモーター配列を明らかにし、そこに結合する転写因子の同定を試みた。その結果、AP-1結合サイトが重要であることが判明した。次にこのAP-1によるIFT20の発現制御がWnt5a/Ror2シグナルに依存しているかどうかを調べるためにWnt5a knock-downしたSaOS2細胞を用いてChIP解析を行った。その結果、knock-downした細胞において、AP-1のIFT20のプロモーター配列への結合が優位に減弱していることが判明した。現在はさらに上流のシグナル伝達機構を解析中である。昨年度中は野生型及びRor2遺伝子欠損マウスの胎児を用いて、胎児の腸管におけるRor2の発現状態を電子顕微鏡を用いて解析を試みた。また、生後すぐに死亡するRor2遺伝子欠損マウスの成体を得るために作成したコンディショナルノックアウトマウスの繁殖及び解析を行った。現在までにWnt5a/Ror2をknock-downしたSaOS2細胞におけるIFT20の、mRNA発現量が優位に低下していることが判明した。Wnt5a/Ror2シグナルに依存したAP-

1タンパク複合体がIFT20の発現制御に重要であることがChIP解析によって明らかにされた。昨年度中はIFT20の変化がWnt5a/Ror2シグナルに変化を与えうるかどうかを解析することにした。SaOS2細胞に発現するIFT20をknock-downし、すでに報告されているWnt5a/Ror2シグナルによって発現されるMMP13のmRNAの量を指標にIFT20がWnt5a/Ror2シグナル伝達に与える影響を解析した。コントロール細胞に比べ、IFT20を欠損した細胞ではMMP13の発現量が優位に低下していることが判明した。このことから、IFT20とWnt5a/Ror2シグナル伝達の間にpositive-feedbackが存在していることが示唆された。研究計画書にあるように次に様々な正常細胞、がん細胞を用いてRor2やIFT20の発現について調べた。その結果、骨肉腫細胞であるU2OS細胞において、同様なメカニズムが機能していることが判明した。現在は正常細胞にをがん化させる遺伝子を導入して、Ror2/Wnt5aシグナルへの応答の変化について解析している。本研究は主にWnt5a/Ror2シグナル伝達が免疫システムに与える影響を調べることを目的としている。現在までに野生型及びRor2遺伝子欠損マウスの胎児を用いて、胎児の腸管におけるRor2の発現状態を電子顕微鏡を用いて解析を試みた。また、Wnt5a/Ror2シグナル伝達による絨毛形成や細胞内輸送に重要なIFT20の発現制御に関する研究を引き続き行った。さらにWnt5a/Ror2をknock-downしたSaOS2細胞におけるIFT20のmRNA発現量が優位に低下していることを見出した。IFT20のプロモーター配列解析をしたところ、IFT20の発現にはAP-1結合サイトが重要であることを明らかにした。Wnt5a/Ror2シグナルに依存したAP-1タンパク複合体がIFT20の発現制御に重要であることがChIP解析によって明らかにされた。SaOS2細胞に発現するIFT20をknock-downするとWnt5a/Ror2シグナルによって誘導されるMMP13の発現量が優位に低下していることがを明らかにした。昨年度中はIFT20knock-downSaOS2細胞の浸潤能について評価し、低下することが分かった。そのメカニズムをIFT20がRor2・MMP13のinvadopodiaへの輸送に関わると考え、免疫染色法を用いてIFT20とRor2もしくはMMP13のinvadopodiaにおける共局在している様子を観察した。IFT20がWnt5a/Ror2シグナル伝達に与える影響の一般性を確かめるためにA431ヒト上皮様細胞癌由来細胞株を用いて実験を行った。A431及びA431-Snail細胞のIFT20の発現について検討し、IFT20knockdownA431-Snail細胞においてWnt5a/Ror2シグナル伝達によって誘導されるMMP2発現の発現量と細胞浸潤能について評価を行った。A431-Snail細胞においてIFT
実験大腸癌における腫瘍倍加時間を用いた新しい制癌剤判定法の試み

1.DMH誘発ラット大腸癌の腫瘍体積倍加時間(TD)を用いた制癌剤の効果判定を行った。初回の注腸X線検査(BE)で得られた腫瘍の体積(Tv)が10mm^3以下のものを選んで、この条件下のm+2SD=37日より大のものを制癌剤有効と判定した。71匹のS-Dラットに発癌剤を投与したが治療前に10匹を失い、残り61匹に対してBEを行った。これらを腫瘍の数と大きさが均等になるように5-FU群、FT群、UET群に分け、経口投与を行った。2回目のBEまでにさらに7匹を失った。54匹(5-FU群16、FT群18、UFT群20)の大腸に計170個の腫瘍が認められ、腫瘍の数は5-FU群3.0個/匹、FT群およびUFT群3.3個/匹であった。2回のBEで2回ともTvがわかり、また1回目のBEでTvが10mm^3以下のものは56個(5-FU群16、FT群18、UFT群22)であった。有効率は5-FU群25%、FT群33%、UFT群36%であった。これは臨床における有効率と平衡しており、本実験系による抗癌剤2次スクリーニングへの応用が示唆された。2.DMH誘発ラット大腸癌のTDは17日±10(SD)で、TDには一定の偏位があるが、この因子の一つである癌と便流の接触による癌表面からの細胞喪失を最小限にすべく、空置腸管を用いて癌固有のTDを明らかにし、制癌剤効果判定を行った。近位側大腸に人口肛門を造設した56匹にBEを行い、40匹に腫瘍が発見された。これらを対照群とUFT群に分けた。2回目のBEまでにさらに7匹を失い、残り33匹(対照群16、UFT群17)の空置腸管に計87個の腫瘍が認められ、腫瘍の数は対照群3.2個/匹、UFT群3.0個/匹であった。2回のBEで2回ともTvがわかりTD算出が可能であったのは44個(対照群19、UFT群25)であった。対照群のTDの平均は9.8日±4(SD)であった。UFTの効果判定は対照群のTDがm+25SD=17.8日を越えるものを有効とした。有効率は48%であった。対照群のTDが一定化したため、UFTの有効率は1.の結果より大になり、感度が改善された。DMH誘発ラット大腸癌の腫瘍体積倍加時間(T_D)は腫瘍体積(T_V)によって変化し,T_V≦10mm^3ではT_D=17日±10(m±SD),10<T_V≦50mm^3ではT_D=28.8日±23.3,50<T_V≦100mm^3ではT_D=25.4日±10.1,T_V>100mm^3ではT_D=39.3日±25.0であり,T_V≦10mm^3ではT_Dが比較的一定してあることがわかった。従って制癌剤の有効率をみるときに,初回注腸X線検査で得られた腫瘍の体積が10mm^3以下のものを選んで,この条件下のm+2SD=37日より大のものを制癌剤有効と判定した。その結果,初回実験で得られた評価可能な各治療群のNの数は,5FU群7ケ,FT-207群7ケ,UFT群10ケ(有効率は各々14%,28%,40%)と少なかったため,さらにNを増やすべく,追加実験を行っている。S-Dラットを47匹購入し,DMHを皮下注して大腸癌を作製した。初回注腸造影を行い,腫瘍の大きさからみて,各群に均等に分布するように5FU群14匹,FT-207群12匹,UFT群14匹を設定し,現在連日強制経口投与を行っている。初回制癌剤投与実験では,5週間の投与前後の体重の変動率には3群間で有意の差はなく,投与量には問題がないと思われた。現在続行中の追加実験でも同様である。また,初回実験で行った癌腫の組織学的検査では,高分化型腺癌が82%,中分化型腺癌が18%であった。組織型の差異による制癌剤の有効率には有意の差は認められなかった。

2回のBEで2回ともTvがわかり、また1回目のBEでTvが10mm^3以下のものは56個(5-FU群16、FT群18、UFT群22)であった。有効率は5-FU群25%、FT群33%、UFT群36%であった。これは臨床における有効率と平衡しており、本実験系による抗癌剤2次スクリーニングへの応用が示唆された。2.DMH誘発ラット大腸癌のTDは17日±10(SD)で、TDには一定の偏位があるが、この因子の一つである癌と便流の接触による癌表面からの細胞喪失を最小限にすべく、空置腸管を用いて癌固有のTDを明らかにし、制癌剤効果判定を行った。近位側大腸に人口肛門を造設した56匹にBEを行い、40匹に腫瘍が発見された。これらを対照群とUFT群に分けた。2回目のBEまでにさらに7匹を失い、残り33匹(対照群16、UFT群17)の空置腸管に計87個の腫瘍が認められ、腫瘍の数は対照群3.2個/匹、UFT群3.0個/匹であった。2回のBEで2回ともTvがわかりTD算出が可能であったのは44個(対照群19、UFT群25)であった。対照群のTDの平均は9.8日±4(SD)であった。UFTの効果判定は対照群のTDがm+25SD=17.8日を越えるものを有効とした。有効率は48%であった。対照群のTDが一定化したため、UFTの有効率は1.の結果より大になり、感度が改善された。発癌剤を投与した80匹のS-Dラットに人工肛門を造設したところ、術後の経過で24匹を失った。残り56匹に対して初回注腸X線検査を行ったところ、40匹に腫瘍が発見された。これらを腫瘍の数と大きさが均等になるように対照群とUFT群に分け経口投与を行った。2回目の注腸X線検査までにさらに7匹を失った。33匹(対照群6,UFT群17)の空置腸管に計87個の腫瘍が認められ、腫瘍の数は対照群3.2個/匹,UFT群3.0個/匹であった。腫瘍の肉眼型は亜有茎性または有茎性のものがほとんどで、組織学的に全て腺癌で分化度はほとんど高分化癌であった。2回の注腸X線検査で2回とも腫瘍体積(Tv)がわかり、腫瘍体積倍加時間(T_D)の算出が可能であったのは、44個(対照群19個,UFT群25個)であった。対照群のT_Dの平均は9.8日±4(SD)であた。UFTの効果判定は対照群のT_Dがm+2SD=17.8日を越えるものを有効と判定した。UFT群25個中12個が有効で有効率は48%であった。空置腸管における癌の発育速度は従来のDMH誘発ラット大腸癌(T_D=17日±10(SD))より約2倍速く、より一定していた。対照値が一定化したため、UFTの有効率は従来報告した36%より大になり、sensitivityは改善された。癌の発育速度のより一定な本実験系を用いた制癌剤効果判定法の可能性が示唆された。
砂防施設に適用可能な魚道に関する研究

本研究課題の目的は渓流河川に生息する多様な水生生物の生態系保全に配慮して治山ダム,砂防ダム,流路工にどのような魚道が最適であるのかを水理学的に解明することである.以下に研究成果を示す.(1)提案した傾斜隔壁型魚道(V字型溝型魚道)の水理特性および生物調査した結果を発表した。特に,遡上調査結果から,提案したV字溝型魚道は対象河川に生息する遊泳魚ばかりでなく,底生魚,甲殻類が遡上できる落差2.0m,35%勾配を有する魚道であることが評価された.(2)魚道の形状によって出水時に魚道内に侵入する礫の排出状況が大きく異なることを実験によって明らかにし,提案した台形断面魚道の形状が最も礫の排出効果が認められた成果を発表した.現地調査において,実際に施工された提案魚道には20cm以上の巨礫が排出され,魚道プール内で堆積が認められないことを検証した.(3)張り出し型魚道および引き込み型魚道について模型を用いて堰および床固め工下流の流況特性について系統的に検討を加え,流況特性に対する設置位置,魚道幅の影響を明らかにした.また,魚道設置によって不安定でかつ非対称な流況が形成される場合があることを明らかにし,その水理条件を示した.また,不安定かつ非対称な流況の制御方法を提案した.(4)礫の排出機能を有する折り返し魚道を提案した.また,折り返し部に隅角の空間がないように傾斜の側壁部を設けることによって,洪水時の流れにおいて屈曲した回転流が生じやすくなり,折り返し側壁部に作用する圧力が静水圧程度になることを示した.さらに,洪水時において魚道内に輸送された礫が魚道内の流れによって排出されることを明らかにした.本研究課題の目的は渓流河川に生息する多様な水生生物の生態系保全に配慮して治山ダム,砂防ダム,流路工にどのような魚道が最適であるのかを水理学的に解明することである.以下に研究成果を示す.(1)提案した傾斜隔壁型魚道(V字型溝型魚道)の水理特性および生物調査した結果を発表した。特に,遡上調査結果から,提案したV字溝型魚道は対象河川に生息する遊泳魚ばかりでなく,底生魚,甲殻類が遡上できる落差2.0m,35%勾配を有する魚道であることが評価された.(2)魚道の形状によって出水時に魚道内に侵入する礫の排出状況が大きく異なることを実験によって明らかにし,提案した台形断面魚道の形状が最も礫の排出効果が認められた成果を発表した.現地調査において,実際に施工された提案魚道には20cm以上の巨礫が排出され,魚道プール内で堆積が認められないことを検証した.(3)張り出し型魚道および引き込み型魚道について模型を用いて堰および床固め工下流の流況特性について系統的に検討を加え,流況特性に対する設置位置,魚道幅の影響を明らかにした.また,魚道設置によって不安定でかつ非対称な流況が形成される場合があることを明らかにし,その水理条件を示した.また,不安定かつ非対称な流況の制御方法を提案した.(4)礫の排出機能を有する折り返し魚道を提案した.また,折り返し部に隅角の空間がないように傾斜の側壁部を設けることによって,洪水時の流れにおいて屈曲した回転流が生じやすくなり,折り返し側壁部に作用する圧力が静水圧程度になることを示した.さらに,洪水時において魚道内に輸送された礫が魚道内の流れによって排出されることを明らかにした.本研究課題の目的は渓流河川に生息する多様な水生生物の生態系保全に配慮して治山ダム,砂防ダム,流路工にどのような魚道が最適であるのかを水理学的に解明することである.平成18年度における主な研究成果を以下に示す.(1)提案した傾斜隔壁型魚道(V宇型溝型魚道)の水理特性および生物調査した結果を発表した。特に,遡上調査結果から,提案したV字溝型魚道は対象河川に生息する遊泳魚ばかりでなく,底生魚,甲殻類が遡上できる落差2.0m,35%勾配を有する魚道であることが評価された.また,甲殻類の中でも登坂能力の弱い全長6mm前後の稚エビが魚道の水際を利用して遡上できていることを遡上記録から確認し,エビの生態系保全においてV字溝型魚道は重要な役割を果たしていることを確かめることができた.(2)台形断面魚道の形状・寸法によって魚道の流況特性がどのように変化するのか,また台形断面魚道内の流速特性がどのようになっているのかを実験的に解明しその成果を発表した.流況および流速特性の結果から,台形断面の側壁の勾配を2/3(水平2:鉛直3)以上にすると,水際付近の流れが緩み,多様な水生生物の遡上・降河しやすい環境を作り出すことが検証できた.(3)魚道の形状によって出水時に魚道内に侵入する礫の排出状況が大きく異なることを実験によって明らかにし,提案した台形断面魚道の形状が最も礫の排出効果が認められた成果を発表した.現地調査において,実際に施工された提案魚道には20cm以上の巨礫が排出され,魚道プール内で堆積が認められないことを検証した.

(4)既設の河川構造物に魚道を張り出した状態で設置した場合,条件によっては出水時に魚道下流側で主流が偏向し,河川管理上好ましくない流れが形成されることを実験的に明らかにし,その対策を提案した.本研究課題の目的は渓流河川に生息する多様な水生生物の生態系保全に配慮して治山ダム,砂防ダム,流路工にどのような魚道が最適であるのかを水理学的に解明することである.平成19年度には,平成18年度で実験ができなかった条件にもとづき水理学的な解明を行い,台形断面魚道および傾斜隔壁型魚道の水理設計法を提案することを目的にしている.以下に研究成果を示す.(1)張り出し型魚道および引き込み型魚道について模型を用いて堰および床固め工下流の流況特性について系統的に検討を加え,流況特性に対する設置位置,魚道幅の影響を明らかにした.また,魚道設置によって不安定でかつ非対称な流況が形成される場合があることを明らかにし,その水理条件を示した.また,不安定かつ非対称な流況の制御方法を提案した.(2)通常時のプール式台形断面魚道内に形成される流況(潜り込み流れ)の特性の一つとして,隔壁設置断面での側壁に沿った水面変動,隔壁背面(上流面)に沿った流速,および隔壁背面(上流面)に作用する圧力の特性について実験的に明らかにした.(3)礫の排出機能を有する折り返し魚道を提案した.また,折り返し部に隅角の空間がないように傾斜の側壁部を設けることによって,洪水時の流れにおいて屈曲した回転流が生じやすくなり,折り返し側壁部に作用する圧力が静水圧程度になることを示した.さらに,洪水時において魚道内に輸送された礫が魚道内の流れによって排出されることを明らかにした.(4)洪水時において砂防堰堤に設置する折り返し魚道の接続状態および魚道直上流に設置された水制工によって堰堤周辺の流れがどのように変化するのか実験的に明らかにした.
水俣の記憶と表象に関する歴史人類学的研究

本研究の目的は、「水俣病」の想起をめぐる文化的な諸形態の歴史性について多面的に明らかにし、近代の言説とせめぎ合う多声的な歴史構築の実践とその動態を解明することである。1.「水俣」の言説的構築と水俣病患者運動史・証言活動の歴史「水俣」の証言をめぐる文化的・政治的な力と証言活動の変遷について明らかにするために、文献資料調査を継続するとともに、「水俣病資料館語り部の会」や「水俣病を語り継ぐ会」のメンバーへの聴きとり・参与観察調査、そして「水俣条約」の採択過程と水俣の人びとの対応についての調査を実施した。現在これらの結果を分析しているところであるが、未だ成果を得るには至っていない。2.水俣市における景観やモノを活用した歴史構築の実践昨年度に引き続き、「本願の会」の活動の参与観察調査、ならびに本願の会のメンバーと関係者への聴きとりを行った。とくに会のメンバー一人ひとりの日常的実践から、(過去の出来事や経験を含めた)目に見えないイメージが、自然景観やモノといった可視的な媒体を通じてさまざまに想起される具体的様相を析出することができた。昨年度の知見と併せて考えるならば、このことは、対人関係における言語を介したコミュニケーションだけでなく、自然景観やモノを通じたイメージの想起が、本願の会の人びとの主体形成や石像製作のあり方に対して継起的に影響を及ぼしてきたことを示唆する。現在、これらの知見をより広範な議論のなかに位置づけるために、「物質文化研究」の理論的可能性を検討し、モノの媒体性に着目した歴史人類学的な記憶研究の視角について考察しているところである。(抄録なし)本研究の目的は、「水俣病」の想起をめぐる文化的な諸形態の歴史性について多面的に明らかにし、近代の言説とせめぎ合う多声的な歴史構築の実践とその動態を解明することである。そのために、本年度は約11か月間のフィールドワークを実施した。1.「水俣」の言説的構築と水俣病患者運動史・証言活動の歴史「水俣」の証言をめぐる文化的・政治的な力と証言活動の変遷について明らかにするために、法制度上における「水俣病」の表象に関する行政資料、水俣病関連の訴訟の記録、雑誌やミニコミ誌等に掲載された患者、支援者、市民、研究者、企業関係者、行政関係者等による文章や語り資料の収集を行った。現在その結果を分析しているところであり、未だ成果を得るには至っていない。2.水俣市における景観やモノを活用した歴史構築の実践「本願の会」の活動(定例会や石像の建立など)への参加、ならびに本願の会のメンバーと関係者への聴きとり調査を実施した。本願の会の人々が建立してきた石像および建立者の語りの変遷に注目し、両者の関係性について分析を行った結果、言語によって筋立てることが困難な想いがモノとしての石像に表現されるだけでなく、モノが過去の言語化・客体化に影響を及ぼすという、モノと語りの相互関係が示唆された。現在、この知見をもとに論文を執筆中である。聴きとりと並行しながら、本願の会のメンバー一人ひとりの生業(漁業など)の手伝いを行った。そこから、水俣湾埋立地に据えられた石像の表現と、建立者の自然へのかかわり方や自然に対する信念・信仰との関連性が浮かび上がってきた。この点に関しては調査を継続し、分析を深めていきたいと考えている。本年度行った約11か月間のフィールドワークを滞りなく実施することができ、当初予想していたよりも多くの資料を収集することができた。ただ、調査に多くに時間を費やし、論文や学会発表の成果が少なかった点は反省材料である。現在執筆中の論文含め、2013年度には複数の成果を公表していく予定である。2013年度は、既得の資料のデータ化・分析を中心に据えつつ、本年度に行ったフィールドワークの補足的現地調査を実施する。

それをもとに、論文や学会発表というかたちで成果を発表していく予定である。現地調査は、引き続き、1.「水俣」の言説的構築と水俣病患者運動史・証言活動の歴史と、2.水俣市における景観やモノを活用した歴史構築の実践という2つの課題を設定して行う。本年度の調査から浮かび上がってきた、水俣湾埋立地に据えられた石像の表現と、建立者の自然へのかかわり方や自然に対する信念・信仰との関連性についても調査を継続し、分析を深めていきたいと考えている。(抄録なし)
幹細胞分化3次元網膜様組織を用いた網膜神経節細胞の神経突起伸長に関する研究

緑内障や糖尿病網膜症など多くの視神経・網膜疾患において、網膜神経節細胞(retinal ganglion cell; RGC)が障害されると、これによる視野や視力の障害を回復させる治療は現時点ではなく、神経保護療法や再生医療に期待が集まっているが、ヒトのRGCを得て研究することは容易ではなかった。その中でマウスやヒトの胚性幹細胞や人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell; iPS細胞)から立体的な網膜様組織を分化させる手法が近年発表された。この幹細胞由来の3次元網膜様組織は、視細胞、双極細胞、アマクリン細胞、RGCなどが胎生期の発生と類似したタイミングで分化し、眼胞・眼杯様の立体的構造を呈することが知られている。これまでに、この幹細胞由来の3次元網膜様組織を用いて、RGCの軸索のみを選択的に伸長させる手法を確立し報告した。本研究では、更なる培養条件の最小化、最適化を試みることで、RGC軸索の伸長・維持に関連する因子を検討し、その下流因子の解析や阻害を行い、メカニズムを検証する。これまでに、分化RGCからの軸索伸長において、細胞外基質のラミニンが重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、生理・薬理学的検討に備えて、本手法の簡易化・一般化を図り、安定的に軸索伸長を誘導し、蛍光免疫染色を用いて詳細に形態を観察するプロトコールを作成した。一方で軸索伸長の定量的評価方法についても検討し、画像解析により2値化を行うことで染色を用いずに神経突起を明瞭に描出し、定量する手法をまとめた。今後は、グリア系細胞を伴ってRGC軸索伸長を誘導する手法を確立し、グリア系細胞の分化とRGCとのクロストークを明らかにする。これまでに、幹細胞由来3次元分化網膜様組織の接着培養開始時における細胞外基質による接着や、分化RGCからの軸索伸長において、細胞外基質のラミニンが重要な役割を果たしていることを示し、更に伸長する神経突起の形態が細胞外基質により異なる傾向を示すことを明らかにした。また、神経突起伸長の定量的な評価を目的として、画像解析による2値化を用いた手法を検討した。一方で、幹細胞由来3次元分化網膜様組織から安定的にRGCの軸索伸長を誘導するプロトコールを作成した。これらの結果について現在投稿準備中であるが、研究代表者の時間的制約などから、未だ投稿を完了できていない。また他方で、網膜神経線維萎縮による臨床的な影響に関する評価を検討する側面から、網膜分離症における網膜の構造的変化と術後視力の関連性を検討し、分離の残存ではなく網膜菲薄化が視力予後に有意に関連することを明らかにした。更にRGCが障害される代表的疾患である緑内障の中で、ぶどう膜炎における血管新生緑内障において病勢に影響する因子を検討し、血管新生緑内障の活動性が高い場合に血管内皮増殖因子が高値であることを明らかにした。また、緑内障の臨床上最も重要な機能評価項目は視野検査であるが、新しい両眼開放下での静的視野検査を用いた評価に関して検討し、片眼性網膜疾患における網膜感度検査精度に影響する因子について明らかにした。細胞外基質のうちラミニンが3次元分化網膜様組織の接着や分化RGCの神経突起伸長において重要であること、また神経突起の画像解析手法に関して結果をまとめ、投稿を完了する。引き続き、分化RGCからの軸索伸長がラミニンによって誘導あるいは促進されるメカニズムを検討する。また、幹細胞由来3次元分化網膜様組織の培養系により得られるグリア系細胞の分化と、各神経栄養因子や受容体の発現状態を解析し、グリア系細胞の分化および分離を検討するとともに、RGC軸索伸長に対する作用を検討する方針である。緑内障や糖尿病網膜症など多くの視神経・網膜疾患において、網膜神経節細胞(retinal ganglion cell; RGC)が障害されると、これによる視野や視力の障害を回復させる治療はなく、神経保護療法や再生医療に期待が集まっているが、ヒトのRGCを得て研究することは容易でなかった。その中でマウスやヒトの胚性幹細胞やiPS細胞から立体的な網膜様組織を分化させる手法が近年発表された。この幹細胞由来の3次元網膜様組織は視細胞、双極細胞、アマクリン細胞、RGCなどが胎生期の発生と類似したタイミングで分化し、眼胞・眼杯様の立体的層状構造を呈することが知られている。本研究では、さらなる培養条件の最小化・最適化を試みることで、RGC軸索の伸長・維持に関連する因子を検討し、その下流因子の解析や阻害を行い、メカニズムを検証する。また、生理・薬理学的検討に備えて軸索伸長の定量的評価方法を検討するとともに、本手法の簡易化・一般化を図る。また、グリア系細胞を伴ってRGC軸索伸長を誘導する手法を確立し、グリア系細胞の分化とRGCとのクロストークを明らかにする。幹細胞由来3次元分化網膜様組織のRGCからの軸索伸長に関して、細胞外基質の一つであるラミニンが重要であることを明らかにした。また、RGCの軸索伸長の定量的評価については、生細胞染色を試みたが、神経突起部と3次元分化網膜様組織では染色強度の差が大きく干渉を受けた。このため、染色を用いずに画像解析により神経突起伸長部を定量的に評価する手法を検討した。