hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ストレス順応性獲得分子機構の解析

本研究では、これまでの予備実験によって、前述のNATがストレス順応性誘導に関わる生理活性因子であるという証拠を得られた為、ストレスによるアワヨトウ幼虫体内におけるストレス依存的NATの合成分泌機構、NATによるストレス順応性誘導分子機構、さらに、NATやNAT誘導体のアワヨトウも含め複数の動物に対する生理機能などについて解析を進めている。今年度の研究は、主に、ストレスによるアワヨトウ幼虫体液中のNAT濃度上昇の分子機構の解析、さらに、NATのアワヨトウ以外の昆虫への生理作用について解析を行った。まず、これまでの研究結果より予想されていたNAT合成分泌に必須の第9神経節由来活性因子の単離と性状分析を行う過程で、従来の予想の不正確さが明らかになった。具体的にはカリヤコマユバチによって寄生されたアワヨトウ幼虫第9神経節から3段階からなる逆相系C18-HPLCカラムクロマトグラフィー(Mightysil RP-18,GP250, KANTO→Symphonia, JASCO→Unison UK-C18, Imtakt)によって精製し構造決定できた3-hydroxykynurenineが第9神経節以外の神経節にも存在することが明らかになった。そこで3-hydroxykynurenineのストレス順応性誘導活性を測定した結果、期待したほどの活性を見出すことはできなかった。アワヨトウ以外の動物ということで、西洋ミツバチを用いてNAT投与による影響を検討することとした。主に、若いワーカーを用いて、巣から取り出し虫籠に移して飼育する(女王蜂からの)隔離ストレスを与えた。その過程で、NAT投与した場合の影響を評価した。3-hydroxykynurenine注射によるストレス順応性上昇効果は期待値よりも低いものであった。さらに、第9神経節に特に高濃度存在するものと予想していたが、予想に反し他の神経節(第8神経節など)にも第9神経節に匹敵する量の3-hydroxykynureninが存在することが判明した。そこで、出発点に立ち返り、第9神経節抽出液によるストレス順応性誘導活性を、再度、他の神経節抽出液と比較した。その結果、第7神経節、第8神経節にも第9神経節と同程度のストレス順応性誘導活性が存在することが明らかになった。また、脳にも同様の活性が検出された。以上の事実から、ストレスを受けた幼虫の脳でNAT生合成・分泌誘導活性を有する活性因子が先ず合成され、その後、第7第9神経節へ輸送された後に、体液中へ分泌されるのではないかという仮説を立てた。これについては、今後、検証する必要がある。NATが西洋ミツバチの若いワーカーに対してストレス順応性誘導活性を示すかを検証した。まず、巣から捕獲し虫籠に移して蜂蜜水を与えつつ飼育した場合、78月の夏場でもおおよそ23日でほぼ100%の致死率であることを確認した。9月以降の秋から初冬になると、さらに早く(12時間30時間程度で)100%の致死率となった。すなわち、女王からの隔離、さらには、人工的な閉鎖空間での飼育は彼らに強度のストレスを与えることを確認できた。
顎関節の関節鏡視下レ-ザ-手術法の開発に関する研究

大関節における関節鏡視下におけるレ-ザ-の応用は未だ一般的でなく検討段階である。一方、顎関節については腔が小さく、したがって処置を要する範囲、病変の程度も小さく、細経ファイバ-導光可能なNdーYAGレ-ザ-により十分な処置効果が期待しうることから我々はその臨床適応を世界に先がけて行った。I.顎関節鏡視下レ-ザ-手術用器械の適応についての検討NdーYAGレ-ザ-は20mmの関節鏡外套管に挿入可能な導光ファイバ-0.2mm1.5mmまでの外径のもので、十分な臨床効果が得られた。その出力は処理対象によるが35Watt前後が適切であり、発熱に対しては生理食塩液の潅流3.0ml/minにより腔内液温を40度以下にコントロ-ルして安全に行いうる。レ-ザ-処置の特徴として、器械力が不要、無血的処置、蒸散作用のため切除物の除去が不要などであった。II.顎関節鏡視下レ-ザ-手術法の開発レ-ザ-プロ-ベを関節内に挿入し、安全に操作しうる術式として、Single channelの2本の外套管法とdouble channel 1本の外套管法を検討した。いづれも有視下で確実な操作が可能であるが、その操作部位が円板後方部で高頻度であることから後者の方法が有利である結果を得た。III.関節鏡視下レ-ザ-手術適応対症症例の検討顎関節腔内に器質的病変を有する線維性癒着症、線維症、外傷性変形などの病態のほか、過剰運動性、習慣性脱臼など関節構造の施暖、伸展に起因する病態の処置としてレ-ザ-蒸散後の瘢痕拘縮をおこす手術、また顎関節内壁の円板前方転位に対する円板後方索引、固定術など新たに開発した鏡視下円板縮合術による操作が極めて有用であった。術前後の二重造影CT像からはこれらのレ-ザ-処置および縫合による円板位の改善、腔形態の変化が確認され、臨床症状の改善とあわせて顎関節鏡視下レ-ザ-手術の有用性が明らかとなった。顎関節鏡視法における手術は従来のメス、鉗子等の器械では効率が低く操作困難な場合が多い。鏡視下レ-ザ-の導入により潅流下での組織約灼、無血操作、出力調整による操作範囲のコントロ-ルが可能などの利点が臨床適応症例66症例109関節の検討から明らかとなった。平成2年以降の検索項目は以下の如くである。1)顎関節に対する鏡視下レ-ザ-手術施行例の長期経過観察術後の評価、上記の適応症例のうちその臨床症状と関節造影、関節鏡視により、術後3か月以上の経過を観察し得た58症例101顎関節の治療成績は以下のごとくであった。線維性癒着症に対する癒着部切離開口拡大術は35mm以上開口可能となったものが13症例中11症例で、外傷性損傷については術後35mm以下の開口障害が後遺したものはなかった。過剰運動に対する開口域制限術では正常範囲内の開口域に改善され、脱臼用症状の消失したものが亜脱臼症例で15症例中14症例、また習慣性脱臼では9症例中9症例であった。

円板位置異常に対する円板製位術ではいわゆるclosed-lock状態が消失したものが16症例中15例であった。なお、以上の症例のうち習慣性脱臼の9症例全例、亜脱臼の2症例、円板前方転位の8症例は鏡視下縫合術を併用した。2)顎関節の関節鏡視下レ-ザ-手術用器械の開発、試作、顎関節腔は狭小で至近距離からの照射であり触知感覚による操作が確実で安全であるため、接触型の石英ファイバ-を適用した。顎関節鏡視下手術に対してNd-YAGレ-ザ-を用いた。すなわち、Nd-YAGレ-ザ-は外径0.5mmあるいは1.0mmの導光用ファイバ-が開発されている(SLT,MBB製)、顎関節内の適用では比較的限局した小範囲での適用が主体でCO_2レ-ザ-のような大出力は不要で、とくにCO_2レ-ザ-では導光ファイバ-は太く、顎関節への使用可能なものがなく、また、水中での使用ではエネルギ-減弱も大きいことなどである。顎関節鏡視下レ-ザ-手術法の術式についての検討:術式はレ-ザ-プロ-ブが関節内に挿入可能な方法であれば外套管はSingle channelものでもdouble channelのものでもそれぞれの特徴をふまえて可能である。一般的にはdouble channelの方が手技の容易さ、確実さの点から有利である結果であった。レ-ザ-により操作する顎関節腔内壁面の部位については後方腔、とくに後壁あるいは円板後縁部が対象となることが多いことからdouble channel法による有用性がさらに高いと思われる。レ-ザ-の種類についての検討:顎関節鏡視法に用いられるレ-ザ-はその導光法は経2.0mm以下のファイバ-等に限られることから、NdーYAGレ-ザ-に限定されてくる。YAGレ-ザ-では外経0.2mmから可能であり、先端のプロ-ベも各種サファイアチップから、直接使用法が可能であったが、とくに後者の方が作業効率が大きく、有用であった。臨床適応例の経過:顎関節鏡視下手術にYAGレ-ザ-の適応可能な病態としては、まず線維性癒着症における腔内癒着組織、遊離組織などの蒸散による顎関節授動術、次いで習慣性顎関節脱臼をはじめとする関節の過剰運動に対する後壁、円板後縁部の瘢痕形成である。本使用法は円板前方転位などにも応用可能で、術後の開口制限処置との併用により良好な効果が期待しうる。さらに関節制動術に於てより確実な効果を得る手段としては関節鏡視下における縫合術があげられる。とくに円板前方転位に対する確実な治療法として、YAGレ-ザ-により円板後部に蒸散、新蘚創をつくり、次いで関節を縫縮し円板を後方索引するものであり、術前、後のX線二重造影像からも、確実な効果が腔内形態の変化からも確認された。
植物のリン枯渇適応反応による共生菌・病原菌の感染制御機構

本年度は、PHR1およびそのパラログであるPHL1によって制御されるCt誘導性遺伝子群を同定するため、時系列のトランスクリプトーム解析を行った。その結果、両転写因子は、Ct感染時に誘導されるリン欠乏応答遺伝子(共生関連遺伝子を含む)の誘導を制御していることに加えて、一部の防御関連遺伝子の発現を正に制御していることが判明した。Ctの感染量はphr1 phl1変異体で増加することからも、両転写因子による防御関連遺伝子の制御が菌感染制御に重要であることが示唆された。次に、PHR1の根の細胞タイプ特異的な制御機構を明らかにする目的で、PHR1-GFPをそれぞれの細胞タイプ特異的に誘導するプロモーター制御下で発現する植物体を作出した。作出した植物体を用いた予備的実験により、皮層細胞層でPHR1-GFPを発現させることによって、Ctによる植物の共生関連遺伝子の誘導が回復することを見出した。皮層細胞は、Ctと植物が活物共生関係を樹立する場であることを踏まえると納得できる結果であると考えている。当初予定していた計画の中で、細胞タイプ特異にPHR1-GFPを発現する植物体の作出および利用が当初の計画よりも早く進んでいることから、順調に進んでいると判断した。来年度は、1. Ct, Ci感染時におけるPHR1による制御が直接的であるか他の因子を介した間接的なものであるかについて検証する。特に共生時に顕著に誘導される遺伝子に着目して、PHR1-GFPを発現する形質転換体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)-qPCRなどの手法により明らかにする。2.根の細胞タイプ特異的に誘導される遺伝子のプロモーター制御下でPHR1-GFPを発現する形質転換体にCt, Ciを接種しそれらの感染中の遺伝子発現誘導情報を得る。3.共生関係樹立時に、細胞タイプ特異的発現を示し、PHR1によって制御される因子の解析(遺伝学的解析や細胞生物学的解析など)を重点的に行うことで、PHR1によって制御される経路・因子の中で、Ctによる生長促進効果や根におけるCt、Ciによる感染制御に必要なものを同定する本年度は、PHR1およびそのパラログであるPHL1によって制御されるCt誘導性遺伝子群を同定するため、時系列のトランスクリプトーム解析を行った。3.共生関係樹立時に、細胞タイプ特異的発現を示し、PHR1によって制御される因子の解析(遺伝学的解析や細胞生物学的解析など)を重点的に行うことで、PHR1によって制御される経路・因子の中で、Ctによる生長促進効果や根におけるCt、Ciによる感染制御に必要なものを同定するRNAseq解析の一部を次年度に移したため。
薬物代謝酵素シトクロムP450による代謝物の予測法に関する研究

シトクロムP450(CYP)による代謝物の簡便な予測法の開発を目指し、本課題では、その基礎理論を構築するための研究を行った。代謝物既知の化合物をコンピュータ上でCYPにドッキングさせ、反応に必要な活性化エネルギーを量子化学的に求めることで代謝物を予測する。それを、実験で得られた代謝物と比較し、予測の当否や方法論の検討に生かした。その結果、一部の医薬分子については、代謝物の理論的な予測を可能とする結果が得られた。今年度はCYPによる代謝物予測法の基礎の基礎を構築することを目標とし、当初計画に従い、1 CYP3A4への基質のドッキング、2量子化学計算による酸素原子添加反応の検討、を行った。1 CYP3A4はX線結晶解析により既に明らかとなっており、ProteinData Bank (PDB)には8種類のデータが登録されている。これらは基質の結合の有無や結合している基質の種類などが異なっており、そのため、活性部位の大きさも異なっている。基質として抗エイズ薬であるネビラピンと内因性ステロイドの一種であるアンドロステンジオンを使用し、これら8種類の酵素構造に対し(元々基質が結合しているものについてはそれを取り除いて)ドッキングスタディにより酵素-薬物複合体構造の構築を試みたところ、両基質につき十分な数の複合体構造が得られたものは1種類(PDB ID : 2HI4)のみであった。得られた複合体構造を精査し、ネビラピンについては4か所、アンドロステンジオンについては7か所の酸素原子添加部位が考えられ、それぞれを候補配置とした。2各候補配置につき、酸素原子添加反応をよく表現できるモデルを組み立て、その反応機構を密度汎関数法により求めた。反応が起こるために必要な原子構造の変化から活性化エネルギーを算出し比較したところ、アンドロステンジオンについては実験で得られる代謝物に基づく酸素原子添加部位は、そうでないものに比べ、その値が小さくなった。ネビラピンについてはさらなる検討が必要であるが、以上の結果は理論計算により、シトクロムP450による代謝物の予測が可能であることを示しており、今後行う、酵素全体の構造を用いた予測や、他の薬物での代謝物予測につながる結果であるといえる。今年度はCYPによる代謝物予測法の基礎の基礎を構築し、さらに代謝物予測法の基礎へと発展させることを目標とし、当初計画に従い、量子化学計算による酸素原子添加反応の検討を行った。前年度はモデル反応系(小モデル)につき、密度汎関数法を用いて代謝物の予測を行ったが、今年度は酵素全体のモデル(大モデル)につき、ONIOM法によるQM/MM計算により、代謝物の予測を試みた。これまでと同様、ドッキングスタディによって求められた各候補配置から生じる反応の活性化エネルギー値を比較し、基質のどの部分が酸化反応を受けやすいかを明らかにするという方法で行った。基質として、抗エイズ薬であるネビラピンと内因性ステロイドの一種であるアンドロステンジオンを使用したところ、両者とも、小モデルのときと同様の結果が得られた。つまり、アンドロステンジオンについては実験で得られる代謝物に基づく酸素原子添加部位は、そうでないものに比べ、その値が小さくなった。この結果は、大きなモデルにおいてもシトクロムP450による代謝物の予測が可能であることを示しており、以後に行う、他の薬物での代謝物予測につながる結果であるといえる。ネビラピンについてはさらなる検討が必要であるとして、他の基質と並行して行うこととした。他の基質として、まずはHMG-CoA還元酵素阻害剤を考慮し、アンドロステンジオンやネビラピンの場合と同じ手法で検討しているところである。今年度はCYPによる代謝物予測法の基礎をさらに発展させることを目標とし、当初計画に従い、CYP3A4による基質への酸素原子添加反応について計算化学的な検討を行った。今回はモデル反応系(小モデル)と酵素全体のモデル(大モデル)の両方につき、それぞれ密度汎関数法、ONIOM法によるQM/MM計算を用いて代謝物の予測を試みた。これまでと同様、ドッキングスタディによって求められた各候補配置から生じる反応の活性化エネルギー値を量子化学計算により比較し、基質のどの部分が酸化反応を受けやすいかを明らかにするという方法で行った。基質として、昨年度より取り組んでいるHMGーCoA還元酵素阻害剤に加え、HIVー1プロテアーゼ阻害薬や精神疾患の薬について、それぞれ何種類かずつ使用したところ、精神疾患の薬については良い結果を得ることができた。この薬は比較的、小型の分子であり、いくつかの配置を容易に取ることができた。そして、この医薬分子について、実験で得られる代謝物に基づく酸素原子添加部位は、そうでないものに比べ、反応の活性化エネルギー値が小さくなった。つまり、これは、CYP3A4による代謝物を理論的に予測することができたという結果である。これまでの結果と併せ、一部の医薬分子についてはドッキングスタディとそれに続く量子化学計算により、シトクロムP450による代謝物の予測が可能となったが、今後も、予測の範囲を広げるべく、検討を続けていきたい。

計算や、代謝物予測の当否の検討に時間を要し、化合物の数がこなせていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、CYPによる代謝物予測法の基礎を固めるための検討を、できるだけ多くの化合物について試す。そのため、計算機資源のさらなる増強も検討している。また、次年度は最終年度にあたるため、代謝物の予測法についてのまとめも行う。
聴覚・発話相互作用の時間的動態の神経基盤

流暢な発話は、聴覚・発話系の神経回路と発話器官の精緻な時間精度による円滑な連携により実現する。本研究では、疑似聴覚フィードバック法を用いて発声の定量的分析と脳機能計測を行い、発話の流暢性の障害をもつ吃音者と健常者を対象に、聴覚・発話系の発声制御の時間的特性とその神経基盤を調べた。実験の結果、聴覚・発声問の誤差検出に基づく補正方向の発声巧応答から潜時の異なる3つの主成分が分離され、潜時約600msの主成分に吃音の有無による差をみとめた。その神経基盤として、右一次運動野、小脳、右下前頭回、被殻、島の関与が示された。流暢な発話は、聴覚と発話に関連する神経回路と発話器官とが精緻な時間精度で円滑に連携し実現する。聴覚・発話系の神経回路は、不随意な短潜時(< 200 ms)の発声制御を含むものがモデル化されている。しかし、潜時200 ms以上の発声制御特性と神経機序は、方法論上の問題から未解明な点が多い。本研究では、発声の定量的分析と脳機能計測を行い、発話の流暢性の障害をもつ吃音者と健常者とのデータ比較を通じ、聴覚・発話系における発声制御の時間的特性とその神経基盤を調べた。実験は疑似聴覚フィードバック法で行い(岡崎・森・蔡, 2010)、母音(/a/)の持続発声中の疑似聴覚フィードバックのF0を変調量100 centでステップ状に変化させた。課題によりF0変調持続時間を250ms刻みで操作した。得られた発声応答をF0系列へ変換し、主成分分析で潜時の異なる複数成分を分離した。同様のパラダイムでfMRI実験を行い、発声時の脳活動を計測した。実験の結果、疑似聴覚フィードバックのF0変調に対し持続的な補正応答が生じ、応答潜時とピーク値に男女差および吃音の有無による差異を認めた。主成分分析の結果、寄与率5%以上の3つの主成分(潜時600 ms、300 ms、160 ms)を得た。この結果は先行研究と一致し、聴覚・発声間の誤差検出に基づく発声F0制御に時定数の異なる複数のメカニズムが関与することを示唆した。さらに、疑似聴覚フィードバックの変調持続時間750 ms以上で一次運動野、小脳、下前頭回、被殻、右島が有意に賦活し、これらの脳部位の遅い発声制御への関与が示された。吃音男性と健常男性の比較は潜時600 msの主成分に差異を認め、吃音男性で補正応答は遷延し、関連脳部位が異なった。吃音男性では聴覚・発声間の誤差検出は機能するが、健常男性と異なる神経伝達経路が遅い発声制御に影響する可能性がある。我々の流暢な発話は、聴覚・発話相互作用に関わる神経回路と発話運動器官とが、精緻な時間精度で円滑に連携することにより実現する。本研究では、流暢な発話制御の時間的動態とその神経回路について知見を得るために、変換聴覚フィードバック課題(Transformed Auditory Feedback: TAF)(Kawahara, 1993; Okazaki, Mori, & Cai, 2010)を用いて発声応答の解析を行った。平成23年度は以下の成果を得た。<TAF課題における発声F0制御特性の男女差>母音/a/の持続発声中の聴覚フィードバックにピッチ変調を施し、得られた発声応答を解析した。実験は開ループ系(予め変調を施した音声を発話と同時に提示する方法)で行い(Okazaki, Mori, & Cai, 2010)、成人男女の発声応答を比較した。変調信号はステップ状で、最大変調幅を100 cents (1半音)、変調持続時間を500 msとした。得られた発声応答の基本周波数(F0)を解析した結果、ステップ状のピッチ変調に対し、男女共に潜時200 ms以下の速い補正方向の発声F0応答が示されたが、男性群の応答ピークは女性群に比べ小さく、過渡的であった.さらに、主成分分析により発声応答成分を分離した結果、寄与率5 %以上の主成分として620 ms、280 ms、及び190 msの主成分が得られ、それぞれの主成分の因子負荷量に有意な男女差が示された(p < .05)。この結果は、聴覚フィードバックに対する発声F0制御に少なくとも3つのメカニズムが存在し、それらのメカニズムに男女差があることを示唆した。

この知見は,発話の流暢性の障害である吃音における男女差、すなわち、女性に比べ男性で吃音発症率が高く治癒率が低いという現象の一端を説明しうる可能性がある。平成23年度の研究成果として、聴覚・発話系の発声F0制御とその時間的動態に男女差が存在するという予想外の知見を得た。それ以外にも、平成24年度の目標の1つである、吃音者を対象とした実験も行っており、行動実験についてはおおむね順調に進展している。しかし、本年度の目標の1つである脳機能計測の進捗が遅れ、次年度に引き続き行うことになった。また、平成23年度の研究成果の発表件数は当初の予定より少なく、全体として研究目的の達成度はやや遅れていると言える。平成23年度に予定外の研究成果が得られたことから、研究計画の一部を変更し、新たに実験被験者を追加する。具体的には、当初予定していた音声制御実験と脳機能計測では、成人健常男性群および成人吃音男性群を対象としたが、平成23年度の研究成果である聴覚・発話系の発声制御の男女差についての検討を加えるため、成人健常女性群を追加する。成人吃音女性群については、症例自体が少ないことから、実験期間内に可能な人数で実験を行う。さらに、やや遅れている研究達成状況の遅れを解消するために、平成24年度は全体的な作業効率の向上を図る。具体的には、現在最も時間を要する実験解析作業に技術補助員を投入し、解析速度を上げるためにより高性能の計算機類を導入する。必要な経費は、研究期間内に予定していた旅費の一部から充てる。これらの研究計画の変更と、研究推進状況の改善をもって、研究成果を充実させると共に、研究期間内の目標達成を図る。平成23年度は、主に旅費と人件費の項目で次年度使用予定の研究費が生じた。その理由は、旅費については研究発表件数が当初の予定より少なく、研究発表に必要な旅費も予算以下であったことによる。人件費については、平成23年度に行った実験が所属機関における業務の一部であり、実験被験者への謝金が所属機関から拠出されたことによる。平成24年度は、研究計画の一部変更と、現在の研究推進状況の改善に伴い、当初予定しなかった人件費と物品費が発生する。これらの予算を確保するために、平成24年度に予定していた研究費使用計画の一部を変更する。具体的には、平成24年度の旅費として、国内学会数件と国際学会3件にかかる経費を予算に計上したが、国際学会への参加件数を減らし、その結果生じる余剰と、平成23年度に生じた次年度使用予定の研究費の旅費の余剰とを合わせ、新たな実験被験者やデータ解析作業を行う技術補助員の人件費、およびデータ解析作業の効率化に必要な計算機類を購入する物品費に充てる。これらの変更以外は、当初の研究費使用計画通りとする。
超音波CT法による生体内部温度分布の計測

本研究は、超音波CT(コンピュータトモグラフィー)法により生体内部の組織構造および音速分布などを決定し、その結果から最終的に生体内部温度の相対的変化を検出する方法を開発することを目的として行うものである。本年度は、まず、生体を模擬した均質なファントムについて、形状の差異や密度の違いが超音波の透過特性に及ぼす影響および同じ条件下で温度レベルが異なる場合の透過特性の変化について、CT手法に関する理論的な検討を行った。物体内の二次元温度分布を対象に、超音波CT法による温度測定の数値シミュレーションを行い、計測の諸条件すなわち、走査間隔、回転角度間隔および超音波のビーム幅や伝播時間の計測精度および再構成アルゴリズムの違いなどが温度分布の再構成精度に及ぼす影響について明らかにした。次に不均質ファントムおよび非一様温度の試料について、超音波の分散および伝播経路の曲がりなどについて、CT法による計測と数値シミュレーションによって検討した。物体内に不均質部があり、その部分の音速が周囲に比べ著しく異なる場合には投影データの一部が欠落する。この投影データの欠落部を線形補間法によって修正した場合について、再構成の精度を数値シミュレーションにより検討した。また、透過超音波の信号処理ソフトの開発とCTデータの作成手法を確立し、音速の変化に伴う音波の曲がりを定量的に考慮するための超音波ビーム追跡手法の数値シミュレーションを行った。次に、実際に計測システムを構築し、寒天ゲルで作られた円筒状均質および不均質試料内の二次元温度場を実測した。さらに、実用的な観点から生体内部の温度計測の手段としての精度について検討を加えた。
広帯域のX線スペクトルを用いた銀河団の研究

「ぎんが」衛星のデータ解析システムの移植「ぎんが」衛星の全ての観測データをCD-ROM化し、多様なプラットホーム(PC、WS)のコンピュータからアクセスできるようにした。また、観測データの数値ダンプ、観測データのプロット、スペクトルファイルの作成、バックグランドファイルの作成、汎用のX線スペクトル解析ソフト(XSPEC)でスペクトルファイルを扱えるようにするためのファイル変換をUNIX WS(SunOS 4.x)上で行えるようにした。これにより、従来大型計算機でしか行えなかった「ぎんが」のX線スペクトルの解析がSun WSで行えるようになった。さらに多くのプラットホームで解析が行えるように、これらのソフトウエアをLinuxへ移植した。現在、正しく動作するか検証を行っている。銀河団のデータ解析「ぎんが」衛星は49個の銀河団をポインティング観測している。このうち40個の銀河団について解析を行い、120keVのエネルギー範囲のX線スペクトルを求めた。電離平衡にある光学的に薄いプラズマからの熱輻射モデルを用いて、銀河団の温度、重元素の水素に対する存在比、Emission Integralを求めた。これまでの観測から銀河団の温度、重元素の存在比、X線光度には相関があることが知られているが、「ぎんが」の40個のサンプルから、重元素の存在比が温度の-0.42乗に比例すること、X線光度が温度の3.8乗に比例することがわかった。X線天文衛星「ぎんが」は1987年3月から1991年11月までの間に1000個を超える天体を観測している。「ぎんが」の観測データは人類の貴重な財産であり,X線天体の長期変動の研究、新事実が発見され重要となった天体の再解析等、利用価値は非常に高い。しかし、近年の計算機のダウンサイジングにより、観測データの解析プラットホームであった大型計算機が利用しにくくなり、簡単にデータ解析を行うことができない状況になっている。この状況を打開するために、大型計算機で開発されたソフトウエア資産を有効に活用しながら、移植性の良いデータ解析システムをUNIXワークステーション上で開発している。本年度の研究でX線スペクトルの解析システムについては開発がほぼ完了した。開発したシステムを用いて、6つの銀河団(Abel496、Abel644、Abel1367、Abel795、Abel2142、Abel2556)のデータ解析を行った。エネルギー領域1-20KeVのX線スペクトルは光学的に薄いプラズマからの熱輻射モデルでよく表され、Mewe-Kaastraモデルによるフィッティングで、銀河団の温度、重元素量、Emission Integralを求めた。以前の観測から、これらの量の間には相関があることが知られているが、6つのサンプルを用い相関係数を求めたところ、温度とEmission Integralは0.88、温度と重元素量はー0.56、Emission Integralと重元素量はー0.45と求められた。また、Emission Integralが温度の2.7乗に比例していることがわかった。
麻酔薬による血管平滑筋緊張調節の分子生物学的解析

血管内皮細胞はエンドセリンに代表される収縮因子やEDRF,EDHFなどの拡張因子を放出し血管平滑筋の筋緊張を調節して血液灌流の自動調節に貢献している。麻酔薬はこうした自動調節能を障害する。たとえば揮発性麻酔薬によるEDHFの作用阻害は有名である。麻酔による循環障害ひいては臓器障害がこうした麻酔薬による血管の自動調節能の阻害によって起こるのではないかと考えられているが、その分子機序はほとんど知られていない。前年度我々はEDHFに関与するイオンチャネルである、2種のカルシウム依存性カリウムチャネル(SK,IK)に対する揮発性麻酔薬の影響を調べ,IKのみが臨床使用濃度の代表的揮発性麻酔薬であるハロセン、セボフルレン、イソフルレン、エンフルレンに感受性を示すことを報告した。揮発性麻酔薬に対して感受性を示さなかったSKと感受性を示したIKはともに6回膜貫通型のイオンチャネルであり、第5と第6膜貫通領域の間にカリウムイオンを通すポア領域を有している。この構造上の類似性をもとに今年度はIKとSKとのキメラチャネルを作製しアフリカツメガエルの卵母細胞に発現させハロセンに対する感受性を調べることによりIKの分子内麻酔薬感受性部位の同定を試みた。活性のあった6種のキメラチャネルのうちIKのポア領域から第6膜貫通領域の前半を有するキメラチャネルのみがハロセン感受性を有し、他のチャネルは感受性がなかった。このことよりIKの揮発性麻酔薬感受性はポア領域が関わっていることが示唆された。GABAA受容体、ニコチン性アセチルコリン受容体も揮発性麻酔薬によりチャネル活性が変化するがこれらの作用にもチャネルのポア領域が関わっている。イオンチャネルのイオン通過部位が揮発性麻酔薬の共通の標的である可能性がある。麻酔薬はこうした自動調節能を障害することが知られており、麻酔による循環障害ひいては臓器障害の一因とされているが、その分子機序はほとんど知られていない。ハロセン、セボフルレンなどの揮発性麻酔薬はEDHFの作用を阻害する。麻酔薬の循環系に対する分子作用の解明の一ステップとして、我々はEDHFに関与するイオンチャネルに対する揮発性麻酔薬の影響を調べた。EDHFの作用には特異的ブロッカーによる研究の結果Ca依存性Kチャネルが関与していることが知られている。最近クローニングされたこのグループのチャネルのうちEDHFの阻害効果と一致するチャネルはSK1,SK2,SK3及びIKである。これらのチャネルをアフリカツメガエルの卵母細胞に発現させてパッチクランプ法によりK電流を測定し代表的揮発性麻酔薬であるハロセン、セボフルレン、イソフルレン、エンフルレンに対する感受性を調べた。SKI-3は3mMに至るまで全く感受性を示さなかったのに対してIKはIC50値それぞれ1.3、1.1、0.75、0.82mMで顕著にKカレントを抑制した。ハロセンのIKに対する抑制効果はCa濃度を上げても変化しなかったためCa感受性部位とは異なる部位での抑制と考えられた。さらにIKの分子内麻酔薬感受性部位を同定するためSK1およびIKのあいだでキメラを作成し現在検索中である。
トランスジェニックマウスを用いたサイクリックADPリボースの膵β細胞内機能の解明

我々は先にサイクリックADPリボースがインスリン分泌のセカンドメッセンジャーであることを提唱し、さらにCD38がサイクリックADPリボース合成・分解酵素であることを報告した。CD38は当初リンパ球より単離されたが膵臓のランゲルハンス島にも発現している。従って、CD38がサイクリックADPリボース産生を介してインスリン分泌を抑制する可能性が示唆されてきた。本研究では、ヒトCD38を膵β細胞において過剰発現させたトランスジェニックマウスを作製しその血糖・インスリン分泌に対する影響を明らかにすることを目的として以下の実験を行った。1).インスリンプロモーターにヒトCD38cDNAを連結したDNAをマウス受精卵に顕微注入し、トランスジェニックマウスを作製した。2).トランスジェニックマウスではノーザン法・免疫組織染色でヒトCD38が膵ランゲルハンス島β細胞のみで発現していた。3).トランスジェニックマウス膵ランゲルハンス島ではサイクリックADPリボース合成活性とグルコース刺激によるサイクリックADPリボース量の著しい上昇(3倍)が認められた。4).トランスジェニックマウス単離膵ランゲルハンス島では、コントロールラ島に比しグルコース刺激によるインスリン分泌の増加(1.7-2.3倍)が認められた。5).糖負荷試験でもトランスジェニックマウスはコントロールに比し、インスリン分泌の増強と血糖値の早期正常化を示した。以上、ヒトCD38遺伝子導入トランスジェニックマウスにおいて、膵β細胞で産生されたCD38がサイクリックADPリボース産生を介してグルコース刺激によるインスリン分泌を調節している可能性が個体レベルから示された。
生細胞系での薬剤標的タンパク質の同定を可能にするレーザー光増感ラベル化法の開発

本研究課題では,chromophore-assisted laser scaring (CALS)法の確立に向けて,光増感反応によるタンパク質の化学修飾の様子を調べる基礎検討をおこない,タンパク質の印づけによる薬剤標的タンパク質の探索法としての新たな利用可能性を示すことに成功した.また,これと並び,タンパク質の活性に基づく新たな創薬標的分子探索法の開発を進め,その原理と実験系を確立することに成功した.これらの研究成果は,研究成果報告に示すように,論文,学会,図書において発表された.本研究課題では,chromophore-assisted laser scaring (CALS)法の確立に向けて,光増感反応によるタンパク質の化学修飾の様子を調べる基礎検討をおこない,タンパク質の印づけによる薬剤標的タンパク質の探索法としての新たな利用可能性を示すことに成功した.また,これと並び,タンパク質の活性に基づく新たな創薬標的分子探索法の開発を進め,その原理と実験系を確立することに成功した.これらの研究成果は,研究発表の項に示すように,論文,学会,図書において発表された.前者の研究においては,当初の予定どおり,光増感剤を共有結合させたタンパク質の光反応の解析により,光照射依存的な酸化修飾構造の生成を確認した.これによって,光増感剤の結合の有無を酸化修飾の違いによって見分けることが可能となり,モデル系を用いた検討から,本光増感反応のタンパク質の印づけとしての有用性が示された.しかしながら,本手法をより高次の細胞系に利用する際に克服すべき課題として,(1)色素の細胞内分布による非特異的修飾の発生,(2)酸化損傷タンパク質に対する代謝修復機構の存在,の2点が問題となることが明らかとなったことから,これらに対する対応策の検討を併せておこなった.特に,後者に関しては,得られた知見に基づき,酸化損傷タンパク質の修復に関わる酵素をプロテオーム中より探索する新たな実験系を立ち上げ,これを確立した.これらの研究成果は,タンパク質の動的機能に基づく探索研究の有用な手法を提供する端緒となることが期待されるものである.本研究課題では,chromophore-assisted laser scaring (CALS)法の確立に向けて,光増感反応によるタンパク質の化学修飾の様子を調べる基礎検討をおこない,タンパク質の印づけによる薬剤標的タンパク質の探索法としての新たな利用可能性を示すことに成功した.また,これと並び,タンパク質の活性に基づく新たな創薬標的分子探索法の開発を進め,その原理と実験系を確立することに成功した.これらの研究成果は,研究成果報告に示すように,論文,学会,図書において発表された.平成24年度は,chromophore-assisted laser scaring (CALS)法の確立に向けて,光増感剤の精査をおこない,光増感反応によるタンパク質の酸化修飾の様子を明らかにする基礎研究と,その応用に向けた実験系の構築をおこなった.以下に,それぞれの概要について説明する.(1)光増感剤の精査:光増感剤を共有結合させたタンパク質のSDS-PAGEを用いた解析により,光照射依存的な分子量の変化が観察され,タンパク質のペプチド鎖の切断が起きていることが確かめられた.これを指標として,様々な光増感剤を用いた場合の酸化修飾の度合いを調べ,最も優れた光増感剤としてxanthene骨格を有する蛍光団を選択し,以降の検討をおこなった.(2)タンパク質の酸化修飾の解明:SDS-PAGEによる分子量の変化の検出に加え,より詳細なタンパク質の酸化修飾の様子を明らかにするため,酸化修飾によって生じる特異的なアミノ酸残基を化学修飾し,免疫学的手法によって高感度に検出する手法を確立した.これによって,より温和な光照射条件によって生じるタンパク質の酸化修飾を高選択的に検出することが可能となり,光増感剤の結合の有無を酸化修飾の違いによって見分けることに成功した.また,ここで生じる酸化修飾タンパク質をペプチドマスフィンガープリンティング法によってアミノ酸レベルで解析することにより,酸化修飾がどのように起こっているかを分子レベルで明らかにした.(3)応用に向けた実験系の構築:上記検討よりCALS法の有用性が示唆されたことを受けて,応用に向けた実験系の構築を開始した.具体的には,申請書に記載のとおり,モデル系として,細胞接着因子であるインテグリンと薬剤の相互作用を検出することができるかを確かめるため,インテグリンに選択的に結合する薬剤の精査と,その評価系の確立をおこなった.当初の計画どおり,実験系の立ち上げをおこない,タンパク質の酸化修飾を評価する各種実験をおこない,応用を進めていく上で必要となる基礎知識を蓄積することができた.特に,研究実績の概要に述べたとおり,(1)当初予定していたタンパク質の分子量の変化による検出に加え,酸化修飾によって生じる特異的なアミノ酸残基の化学修飾による免疫学的手法を用いた検出法を新たに導入することにより,高い精度,感度をもって光増感剤によるタンパク質の化学修飾を検出することを可能にしたこと,(2)ペプチドマスフィンガープリンティング法を用いることによってタンパク質に起きている変化をアミノ酸レベルで解析することが可能であったこと,は,研究の過程でおこなってきた工夫であり,タンパク質の酸化修飾の理解における新たな方法論を提案するものにつながると考えている.また,この系を実際のタンパク質の機能の解明につなげる応用研究は平成25年度以降の予定としていたが,一部の実験系については,既に立ち上げを開始しており,今後,本実験系が確立された場合に,速やかにこれを応用することが可能であると考えている.

(1)タンパク質の酸化修飾に関するデータの整理と一般論への展開:初めに,タンパク質の酸化修飾に関して得られた膨大なデータを整理し,統合的な理解を得ることを目的とする.タンパク質レベル,アミノ酸レベルの酸化修飾の両者において,現在までに多くのデータが得られているが,その反面,その中から必要な情報を選択し,応用性の高い一般論を導き出すことは,今後,本実験系を幅広い目的に利用していく上で必要不可欠なものである.(2)実験系の有用性の確認:先述のとおり,本実験系がタンパク質と薬剤の相互作用の様子を解明する目的で有用であることが示唆されているが,これを,既存の実験系との比較の形で確かめる.具体的には,細胞接着因子のインテグリンと薬剤の相互作用の検出において,既存の手法であるphotoaffinity-labeling (PAL)法との比較を,(1)感度,(2)選択性,(3)汎用性の高さ,の3点を中心に比較する実験をおこなう予定である.(3)実験系の応用:本実験系を有用なものとして確立することと併せて,実際にこれを利用して新たなタンパク質の機能を明らかにする研究を進めていく.これについては,(1),(2)によって得られる知見から最適な実験系を決定していくことになるが,現在の予定では,申請書に記載のとおり,新規細胞接着因子の探索を中心として研究を展開していく予定である.研究の遂行に必要な機器類は昨年度の段階で揃えられており,今年度は実際の生体サンプルを用いた実験に用いる試薬類が主な研究費の用途となる.申請書の段階では二次元電気泳動装置の購入を予定していたが,現在用いている酸化タンパク質検出法では,一次元の電気泳動でも十分な精度をもって酸化タンパク質の解析が可能であるため,購入を見送ることとした.生体サンプルを用いた実験系の試薬類は昨年度よりも更に多くのものが必要となることが予想される.また,得られた研究成果の発表のため,国内外の学会に参加し,意見交換と本実験系の応用の模索を進めていく予定である.
脳磁図を用いたヒト顔認知機構の研究

近年の科学技術の進歩により、ヒトの脳機能を非侵襲的、すなわち全く傷つけることなく検索できるようになった。脳のどこが活動しているかを明瞭に示すことができるため、mappingあるいはimaging手法と称されている。脳磁図はその代表的な機器の1つであり、神経細胞の生理的活動を記録する手法である。数msec単位の時間分解能と数mm単位の空間分解能を有しており、時間分解能においてポジトロン断層撮影(PET)や機能的磁気共鳴画像(fMRI)より、また空間分解能において脳波よりはるかに高い性能を有している。本研究では、脳磁図を用いて「ヒトの脳機能」特に「認知機能」を研究することを目的としている。「顔の認知」は動物、人のいずれにおいても最も重要な機能の一つと思われる。本年度は、脳磁図を用いて「人における顔の認知」機構について検討を行った。「顔」刺激に対して特異的に刺激から約150msecに反応が見られた。「手」や「幾何学的模様」に対しては反応が見られなかった。「顔特異反応」は右半球優位で、下側頭葉の紡錘状回に活動が見られ、臨床的に「顔貌失認」を呈する患者の病巣と良く一致していた。「顔の部分の動き」の認知も日常生活では重要である。目が中央から右に素早く動く刺激を呈示したところ、刺激から約200msecに反応が見られた。その活動源は、顔認知中枢である下側頭葉の紡錘状回ではなく、側頭葉後部の後頭葉との境界付近であり、サルの運動視(動体視)の中枢とされているMT/V5野に相当する部位と考えられた。これもやはり右半球優位であった。脳磁図を用いた「ヒトにおける顔認知機構」の解明が本研究の主要目的である。現在研究中のテーマは、「顔の各部分の動きに関与する脳内部位の同定」と「倒立顔認知機構の解明」の2つである。本年度は、「顔の各部分の動きに関与する脳内部位の同定」の研究を中心に行った。顔の部分の動き、特に目の動きの認知は日常生活において極めて重要と思われる。サルでは運動視の中枢は後頭葉と側頭葉の境界付近にあるV5/MT野と考えられているが、ヒトでは未だ十分には明らかにされていない。先行研究として、縦棒が水平移動する様に見える仮現運動(実際には2つの異なる位置に存在する縦棒の画像が短い時間間隔で示されるために動いているように見える)を用いてヒトの運動視中枢を検索したところ、その活動部位はサルと類似の位置に存在した(Human homologue of V5/MT)。この結果をふまえて、同じく仮現運動の原理を用いて目が水平運動をしているように見える視覚刺激を作成し、「目の動き」を見たときの脳内活動部位を脳磁図を用いて解析した。すると、潜時約190msec付近に明瞭な反応が見られ、その活動部位はやはり後頭葉と側頭葉の境界付近であった。また半球間差が見られ、右半球優位であった。同時に一般的な運動として円が中心に向かって動くように見えるradial運動と比較したところ、目の動きに対する活動部位は有意に後下方に存在しており、V5/MT野内においても運動の種類によって活動部位が異なることが示唆された。今後は、目の動きの方向の相違により脳反応に変化が見られるかどうか、また顔の他の部分、すなわち開口や閉口運動等を見たときに活動する部位が目の動きに対する反応部位と同様か否か、といった点を明らかにしていきたい。
腎不全マウスモデルにおける動脈硬化とスカベンジャーリセプター発現との関連

1腎不全マウスモデルの確立とその動脈硬化病変の検討C57BL株マウスに腎不全を導入し、早期より動脈硬化が発症してくるか否かを検討した。腎不全モデルは、約12週で40%(6/15)に大動脈起部に粥状硬化が認められたが、コントロールには、一例も認められなかった。2腎不全マウスモデルの腹腔マクロファージにおけるスカベンジャーリセプターの発現腎不全マウスの腹腔マクロファージにおけるスカベンジャーリセプターの発現は腎不全作成後12週の時点でコントロールに比して遺伝子レベル(Northern blot)、蛋白レベル(Flow cytometry)とも発現が亢進していた(n=7,p<0.05)。3血清M-CSFレベル上昇M-CSFは、単球の成熟と分化を強く刺激し、その過程で細胞の持つスカベンジャーリセプター発現を亢進させることが知られる。腎不全マウスにおける血清M-CSFレベルは、コントロールに比べ約1.4倍上昇していた(ELISA法による測定)。まとめ:腎不全状態は、マウスの動脈硬化を進展させる可能性が示された。腎不全マウスで認められた動脈硬化進展の要因として、カベンジャーリセプターの発現亢進が関系していると思われた。その発現亢進には、血清中に蓄積したM-CSFの作用が関系している可能性が高い。高M-CSFの惹起される機序については、現在研究中である。1.腎不全マウスモデルの確立とその動脈硬化病変本来、動脈硬化抵抗性を呈するとされるげっ歯類の中でC5 7BL/J株は、高脂肪食負荷に反応して、最も動脈硬化を発症しやすいことが知られる。我々は、このマウス株に腎不全を導入することで,コントロールマウスに比べ、早期より動脈硬化が、発症してくるか否かについて検討した。腎不全は、5/6レムナントモデルに準じた方法で作製し、作成後12週間で解剖し、大動脈基部の粥状硬化の有無により評価した。常食下では、コントロール、腎不全マウスともに動脈硬化は、発症せず1.25%コレステロール食下では、腎不全マウス上記部位にごく軽度の粥状硬化を認めた。この事実は、尿毒症病態そのものが、粥状動脈硬化進展の機序に関わっていることの根拠になると思われる。2.腎不全マウスの腹腔マクロファージにおける脂質レセプターの発現動脈硬の初期病変(泡沫細胞の形成)にマクロファージのスカベンジャーレセプターが強く関与している可能性が、示されている。そこで我々は、腎不全マウスの腹腔マクロファージにおけるLDLレセプターとスカベンジャーレセプターの発現をコントロールマウスのものと比較し、腎不全病態におけるこれらレセプターの役割を検討した。(1)遺伝子レベルでの発現レセプター遺伝子の発現は、Northem blotにより評価された。腎不全モデルにおいては、LDLレセプター遺伝子発現は、低下していたが、とスカベンジャーレセプター遺伝子の発現は、逆に上昇していた。このことは、1で示された腎不全における動脈硬化の亢進にはLDLレセプターよりもスカベンジャーレセプターの発現が強く関与している可能性を示した。定量性を高めるため、マウスのN数を増やす予定である。(2)蛋白レベルでの発現現在検討中の項目である。2腎不全マウスモデルの腹腔マクロファージにおけるスカベンジャーリセプターの発現腎不全マウスの腹腔マクロファージにおけるスカベンジャーリセプターの発現は、腎不全作成後12週の時点でコントロールに比して遺伝子レベル(Northern blot)、蛋白レベル(Flow cytometry)とも発現が亢進していた(n=7,p<0.05)。

3血清M-CSFレベルの上昇M-CSFは、単球の成熟と分化を強く刺激し、その過程で細胞の持つスカベンジャーリセプター発現を亢進させることが知られる。腎不全マウスにおける血清M-CSFレベルは、コントロールに比べ約1.4倍上昇していた(ELISA法による測定)。まとめ:腎不全状態は、マウスの動脈硬化を進展させる可能性が示された。腎不全マウスで認められた動脈硬化進展の要因として、スカベンジャーリセプターの発現亢進が関係していると思われた。その発現亢進には、血清中に蓄積したM-CSFの作用が関係している可能性が高い。
レム睡眠行動障害の実態調査とアルファシヌクレイノパチーへの発展予測因子の解明

睡眠中に暴力的な行動を呈し、将来的なアルファシヌクレイノパチーへの発展リスクを有するレム睡眠行動障害(RBD)の実態調査と発展関連因子の探索を行った。RBDではドーパミンアゴニストが61.7%で有効であり、筋活動抑制を伴わないレム睡眠量(RWA)がこの効果に関連した。RBD症状がなくRWAのみ出現するisolated RWAの調査および定量評価では、RWAのRBD診断カットオフを超える者が14%にも上っていた。また、特発性RBD患者の76.5%で軽度認知機能低下が認められ、健常群に比して覚醒中とレム睡眠中の脳波速波成分の減少を示し、レム睡眠中の徐波成分が認知機能低下に関連していた。レム睡眠行動障害(RBD)の診断基準の一つである、筋活動の抑制を伴わないレム睡眠(REM sleep without atonia: RWA)が、RBDの症状なくして出現することがある。これをisolated qualitative RWAと呼び、本研究の一環として、夜間睡眠ポリグラフ検査を受けた患者内での有病率、患者特性、夜間の出現特性等を詳細にまとめた報告を国際誌に投稿・受理された。また、現在、RBDからレビー小体型認知症への移行予測をすべく、錯視誘発検査(パレイドリア・テスト)をRBD患者および健常者群に施行し、RBD患者群と健常群を判別するカットオフ値を得ようと試みている。中間分析によると、RBD群では健常群に比して錯視出現率が高く、また、錯視出現数が多いものほど、持続性のRWAの出現量が多いことが明らかになった。本研究成果は、今年度の日本睡眠学会で発表予定である。レム睡眠行動障害(RBD)は、筋活動の抑制を伴わないレム睡眠(RWA)と暴力的な行動を特徴とするが、暴力的行動がみられずにRWAのみがみられる症例がある。これをisolated RWAと呼び、これがみられる患者群のRWAの特徴や、明らかなRBDへと発展するか否か明らかでない。24年度は、オーストリアのインスブルック医科大学神経内科チームでのisolatedRWA研究に従事し、これまで出されたことのなかったisolatedRWAの特徴について、解析を行った。その結果、7/50(14%)ものisolated RWA患者が、RBDの診断基準となるRWA値を上回ることが明らかになった。この診断基準を上回るRWA量を呈する患者群が今後の縦断研究においてどのような病態変化を遂げるか、現在同チームで研究を進めており、当横断研究の成果は、現在国際誌に投稿中である。さらに、RBD患者は高率に神経変性疾患に移行し、認知機能低下を呈することを受け、RBD患者に認知機能検査(Mini-mental state examination, Montreal cognitive assessment)を行い、夜間ポリソムノグラフィ中の脳波所見、嗅覚検査所見、臨床症状、RWA量が、RBD患者の認知機能にどのように影響を与えるかについて検討した。その結果、同患者における認知機能の低下には、加齢のみならず、嗅覚機能の低下及びレム睡眠中の後頭部における脳波の徐波化が影響することが明らかになった。このことから、RBDにおける脳波所見は、認知機能低下を反映することが考えられ、将来的な認知機能低下群を予測し得る可能性が示唆された。本研究結果は、2013年度にパリで開催されたヨーロッパ睡眠学会で発表し、その後、研究論文を執筆、国際誌SLEEPに投稿・受理され、現在印刷中である。レム睡眠行動障害(RBD)患者において、レビー小体型認知症(DLB)の中核症状の一つである幻視と類似した錯視症状の有無を評価した。認知機能低下のないRBD患者137名、年齢・性別をマッチさせた健常被験者46名に、錯視を誘発するパレイドリア・テスト(黒いシミの中にある人物の顔を見つけるノイズ課題および10枚の風景画を各1分間ずつ提示しその中に見えるものを出来るだけ詳細に叙述させる風景課題)を行った。加えて、終夜ポリグラフィ検査(PSG)、嗅覚検査、認知機能検査(Addenbrooke's Cognitive Examination-Revised: ACE-R)を施行し、錯視出現に関連する要因について検討した。ノイズ課題・風景課題で検出された錯視合計数は、患者群において有意に多かった。ROC分析より、RBD診断カットオフ値は錯視合計数>=1(感度52.2%、特異度80.4%、AUC=0.665)であった。錯視合計数>=1であったものの割合は患者群で有意に高かった(52.2% vs.19.6%, Χ2 =14.866, p<0.01)。また、患者群内で錯視合計数>=1であったものは、認知機能検査成績が有意に低下し、tonicなREM sleep without atonia (RWA)の出現量が多かった。RBD患者では錯視が出現しやすく、認知機能の低下とtonic RWA量の増加が関連していたことから、錯視所見は同患者群における将来的なDLBへの発展リスク群の推定に役立つ可能性がある。本研究結果は、第39回日本睡眠学会および8th RBD symposiumにて発表し、現在国際誌に投稿予定である。また、RBDと類似性があると考えられているナルコレプシーにおいて、覚醒・レム睡眠期に脳波の徐波化がみられることを報告、国際誌に投稿・受理された。