hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近現代のスコットランド詩におけるナショナル・アイデンティティとバラッド詩の関わり

(3)MacDiarmidのナショナル・アイデンティティと伝承バラッドという3つの視点からの論考を予定していたが、本課題のまとめの方向性が見通せる現段階となって、Edwin Muirのバラッド詩とアイデンティティの考察がまとめの方向性にふさわしいと判断できるため、(2)を中心とした研究を推進し、(1)と(3)については補足的な内容とすることになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。
減数分裂移行タイミングの制御に関与する植物生殖細胞顆粒の解析

植物の生殖細胞の発生過程において、体細胞分裂から減数分裂への移行は最も重要なプロセスの一つである。本研究では、イネの花粉母細胞が体細胞分裂から減数分裂へ移行するタイミングを制御する分子機構の解明を目指す。イネのRNA結合タンパク質MEL2は花粉母細胞における細胞質RNA顆粒の構成因子であり減数分裂移行タイミングの制御に関与する。そこで、MEL2の機能解析と標的RNAの探索、さらにMEL2が含まれる細胞質RNA顆粒の構成因子を同定することで、細胞質RNA顆粒による減数分裂移行の制御機構の一端を明らかにする。
北西太平洋・東アジア域における十年規模気候変動の特定とメカニズムの研究

夏季東アジア変動について、梅雨前線の動態の解析に利用するための日々の梅雨前線位置の特定手法を開発と、前線の季節的な振る舞いの変動メカニズムを調査した。並行して、紙媒体に残された海面気圧の地点観測データをデジタル化し、公開されている日本国内の観測データをと組み合わせて解析を開始した。夏季の地点気圧データについて、空間密度が一様になるよう間引きした上で経験直交関数解析を行い、東アジア域における夏季の異常気象の主要因である「太平洋-日本(PJ)パターン」の振る舞いを表す指標を20世紀初めまで遡って作成した。さらに、東アジア夏季モンスーンに対する人為起源大気汚染物質の影響メカニズムについての国際協働研究に貢献した。また、平成30年7月豪雨と引き続く日本の熱波の主要因となった「シルクロードパターン」について、その予測可能性と十年規模変動・変調を解析するために、全球高解像大気大循環モデルによる大規模アンサンブルシミュレーションデータセット「d4PDF」を取得した。同データセットにおいてシルクロードパターンの構造や振幅が概ね再現されているものの、特に観測で見られるような特定の東西位相の卓越が十分に再現されていないことがわかった。これを踏まえた上で、シルクロードパターンの予測可能性と十年規模変動の解析を開始した。冬季の東アジア気候変動に関しては、「西太平洋(WP)パターン」の駆動メカニズムの解析を行い論文を発表した。また近年の寒冬の増加傾向に寄与したことが示されている北極海氷減少について、特に熱帯太平洋変動からの影響メカニズムとその不確実性を解析し、極域への熱流入に応答して極域の大気-海洋-海氷相互作用が変動を増幅する可能性を示唆した。地点観測データのデータレスキューとそれを用いた夏季東アジア気候変動の長期解析については、紙媒体データのデジタル化を終えて解析を開始しており、PJパターン指標の作成まで滞りなく進んでいる。梅雨前線特定及びその変動の解析、エアロゾルなど人為起源の夏季モンスーン変動への影響評価研究も順調に進んでいる。また2018年7月に西日本を中心とする豪雨及び引き続く熱波が発生したが、これに寄与したと考えられるシルクロードパターンの予測可能性および十年規模変動・変調は当該課題と関連が深く、また社会的要求も極めて高いことから、計画を修正しその研究を開始した。このために、当初予定していた気候モデルによる「ペースメーカー実験」のアンサンブル数追加を次年度に変更し、大気モデル大規模アンサンブル「d4PDF」データを取得し、解析を開始した。加えて、冬季アジアモンスーン変動に影響するWPパターンの励起メカニズムの研究も進められたほか、その長期変調と気候モデルにおける再現性について、当初の予定にはなかったものの新たな国際共同研究の申し出を受け研究を開始した。さらに東アジア冬季天候に影響する北極海氷変動については、低緯度からの影響メカニズムにおける局所的なフィードバックメカニズムを解明しつつあり、予定以上に進展している。デジタル化した長期地点観測データを気候モデルによるペースメーカー実験と組み合わせた解析(特異値分解解析)を開始する。これには近年の冬季の東アジアの寒冷化傾向に対する海氷影響の定量化において用いた解析手法と同様である。これにより、熱帯太平洋変動からの影響とそれ以外の変動成分を分離し、新たな知見が得られる。その成果を学会で発表し、論文にまとめ投稿する。並行してペースメーカー実験の拡充を行い、順次解析に含める。またシルクロードパターンの予測可能性について、海面水温変動に対応するとみられるシグナルが見られており、その抽出と駆動メカニズムを解析する。これも本年度中に成果を学会で発表し、論文にまとめる予定である。冬季東アジア気候変動については2つの観点から解析を進めている。まず北極海氷減少の影響について、特に大気-海氷-海洋相互作用に着目しメカニズムの解析を進め、論文にまとめる。またWPパターンの数十年規模変調のメカニズムと気候モデルにおける再現性についての解析も論文を投稿する。

地点観測データのデータレスキューとそれを用いた夏季東アジア気候変動の長期解析については、紙媒体データのデジタル化を終えて解析を開始しており、PJパターン指標の作成まで滞りなく進んでいる。梅雨前線特定及びその変動の解析、エアロゾルなど人為起源の夏季モンスーン変動への影響評価研究も順調に進んでいる。また2018年7月に西日本を中心とする豪雨及び引き続く熱波が発生したが、これに寄与したと考えられるシルクロードパターンの予測可能性および十年規模変動・変調は当該課題と関連が深く、また社会的要求も極めて高いことから、計画を修正しその研究を開始した。このために、当初予定していた気候モデルによる「ペースメーカー実験」のアンサンブル数追加を次年度に変更し、大気モデル大規模アンサンブル「d4PDF」データを取得し、解析を開始した。加えて、冬季アジアモンスーン変動に影響するWPパターンの励起メカニズムの研究も進められたほか、その長期変調と気候モデルにおける再現性について、当初の予定にはなかったものの新たな国際共同研究の申し出を受け研究を開始した。さらに東アジア冬季天候に影響する北極海氷変動については、低緯度からの影響メカニズムにおける局所的なフィードバックメカニズムを解明しつつあり、予定以上に進展している。デジタル化した長期地点観測データを気候モデルによるペースメーカー実験と組み合わせた解析(特異値分解解析)を開始する。これには近年の冬季の東アジアの寒冷化傾向に対する海氷影響の定量化において用いた解析手法と同様である。これにより、熱帯太平洋変動からの影響とそれ以外の変動成分を分離し、新たな知見が得られる。その成果を学会で発表し、論文にまとめ投稿する。並行してペースメーカー実験の拡充を行い、順次解析に含める。またシルクロードパターンの予測可能性について、海面水温変動に対応するとみられるシグナルが見られており、その抽出と駆動メカニズムを解析する。これも本年度中に成果を学会で発表し、論文にまとめる予定である。冬季東アジア気候変動については2つの観点から解析を進めている。まず北極海氷減少の影響について、特に大気-海氷-海洋相互作用に着目しメカニズムの解析を進め、論文にまとめる。またWPパターンの数十年規模変調のメカニズムと気候モデルにおける再現性についての解析も論文を投稿する。
蛋白工学とホログラフィック・クライオ電子顕微鏡法によるモーター蛋白質機能の研究

蛋白工学とクライオ電子顕微鏡法を結びつけ、モーター機能とその制御の分子メカニズムを明らかとすることを目標とした。高コヒーレンス電子ビームによりコントラストを向上させたクライオ電子顕微鏡像を新しい画像処理法で処理し、アクチン、トロポニン、トロポミオシン、ミオシンなどの相互立体関係を高分解能で明らかにしようとした。単粒子解析法を導入し、細いフィラメントの全体構造を初めて明らかにし、Caによりトロポニンに大きな構造変化が生じ、トロポミオシンの移動は分子のC端約3分の1に限られることを初めて示した(Narita et al.,論文投稿中)。三次元再構成像の解釈を助けるために、蛍光団の間の距離情報からそれらの三次元的位置を求める方法を開発し、ミオシン頭部のATPによるレバー・アームの動きを三次元的に明らかにし(Suzuki et al,1998;Yasunaga et al.,2000)、トロポニン・トロポミオシンに標識された蛍光団の細いフィラメント上での三次元的位置を決定した(Narita et al.,論文投稿中)。Caによる活性化が増強されるミュータント・アクチンを見いだしていたが、それがチロシン230の導入のためであることを突き止め(Saeki et al.,2000)、その構造をX線結晶解析しCa活性化の際にアクチンの第4サブドメインの疎水ポケットの露出がCa活性化に重要な役割を果たすことを示した(Matsuura et al.,2000)。エネルギー・フィルターを用いたクライオ電子顕微鏡法の開発が完了し、細いフィラメトやアクチン・ミオシン複合体の高分解能での構造研究に活用できるようになった。本特別推進研究の成果は、ゴードン研究会議(1999)での招待講演や、Nature誌NEWS & VIEWS欄(Nature,396,317-318(1998),by A.F.Huxley)を通して紹介されている。これまで開発してきたホログラフィック電子顕微鏡像再構成法を用いて,ATP存在下での太いフィラメントの無染色凍結標本のクライオ像から三次元像を再構築した。その結果、初めてミオシン分子の立体的双頭構造を観察できた。太いフィラメント中のミオシン分子の配列にはラセン対称性があるが、三次元再構成する際には、異なるベッセル次数の項に分離する必要がある。そのためのプログラムを開発して用いた。ミオシン分子の二つの頭部は共に太いフィラメントの長軸に対して垂直に配向していた。太いフィラメントの骨格部分が、三本のミニフィラメントからなることも可視化できた。これまで筋収縮の制御機構については、細いフィラメント内でのトロポミオシンの位置決定が重要である。細いフィラメントの無染色水和標本の構造研究を進め高分解能化を図った。まずアクチン・フィラメントのラセン対称性からのずれを検出し、方位角方向には対称性からの離反があることが分かったので補正し、逆投影法で三次元像を再構築した。フーリエ変換の位相角の再現性を吟味したところ、1.8nmの分解能まで十分な再現性があり、無染色水和標本でのトロポミオシンをほぼ連続的紐状の領域として初めて可視化できた。アクチン分子間の接触の強い箇所を固定できたが、疎水プラグと呼ばれる部分はこれに含まれなかった。第4サブドメインに突然変異を導入したしたキメラアクチン(QTAAS...>KAYKE)についての解析を進めた。ミオシンS1による活性化もより協同的になっていることが新たに分かった。

またこの5つのアミノ酸残基の内で始めのQTAまたは最後のASを保存すると、トロポミオシン結合能は野生型と同じであるが、QTA...>KAYのミニキメラ置換で、Caによる活性化はより協同的となった。ホログラフィック電子顕微鏡像再構成法により、ATP存在下での太いフィラメントの無染色凍結標本のクライオ像から三次元像を再構築した。この時、分解能を上げるため、「繰り返し法」を用いて異なる次数のベッセル項を安定に分離した。ミオシン分子が2種類(A型、B型)の立体的双頭構造をもち、ラセンをたどる時AABAABと繰り返している。筋収縮の制御機構を決定するには、生理的溶液条件下でのトロポミオシンの位置が重要である。アクチン・フィラメントのラセン対称性からのずれを検出・補正し、多数のフィラメントの像から逆投影法で三次元像を再構成した。トロポミオシンをほぼ連続的紐状の領域として可視化し、その位置がカルシウムによって変化することを突き止めた。アクチンの第4サブドメインに5カ所の突然変異を導入すると(QTAAS->KAYKE)、トロポミオシン結合が低下し、Ca・トロポニン・トロポミオシンの共存下でミオシンS1のATPaseをより高く活性化するようになる。この5つのアミノ酸残基の内で、高度活性化のためにはQTA->KAYの変異のみで十分であることが分かった。X線結晶解析により、変異アクチンの構造を2Aの分解能で解き、野生型と比べたところ、導入したチロシンが水素結合によって既存のチロシンと結合することにより、疎水的領域の中に割り込み、そこにあったロイシンを外に押し出す事が分かった。BFP/GFPを融合したミオシンS1を大量発現し、BFPからGFPへの蛍光エネルギ移動効率がヌクレオチドによって変化することを示した。エネルギ移動から割り出した距離とミオシンの結晶構造から、確率分布関数解析によりミオシンのATPによる構造変化を立体的に示した。トロポミオシンの位置の筋収縮制御機構の解明に重要であるが、弛緩が生じる低Ca濃度では位置決定が困難であったが、アクチン・フィラメントのラセン対称性を仮定せず逆投影法で三次元像を再構成しその位置を決定できた。ラセン対称性を仮定した従来の方法ではトロポニンの寄与を過小評価しており、そのために結果が異なることが分かった。トロポニンの位置と構造も初めて明らかし、それらがCaによって変化することを見いだした。トロポニン(C+I)をアクチン・トロポミオシンにアクチンとの分子比を1:1で結合させるとラセン対称性を仮定できるようになり、トロポミオシンとトロポニン(C+I)がCa濃度で変化し(Ishikawa & Wakabayashi,1999)、上記のトロポミオシンの位置に関する新しい結果とも一致した。アクチンのN端のアセチル化がミオシンとの弱い相互作用に重要であることを直接的に示した(Abe et al.,2000)。アクチン第4サブドメインに突然変異を導入したキメラアクチン(QTAAS→KAYKE)は、トロポニン・トロポミオシンの共存下で高Ca濃度でのミオシンS1のATPaseをより強く活性化する。このキメラ・アクチンをX線結晶解析し野生型と比べた。導入したTyr230が疎水領域の中に割り込み、Leu236が溶媒に露出するように押し出され、疎水領域自身も溶媒により多く露出する(Matsuura et al.,2000)。
大気蛍光望遠鏡の建設とステレオ観測法の確立

本研究は、科学研究費・特定領域研究「最高エネルギー宇宙線の起源」の計画研究A01として、TA実験の大気蛍光望遠鏡と、その較正装置一式を建設した。望遠鏡を使った最高エネルギー宇宙線の観測は、2007年6月から米国ユタ州のTA実験サイトで開始した。2008年3月には同じ場所に地表検出器アレイが完成し、アレイと望遠鏡による同時観測が始まった。これによって、望遠鏡とアレイの測定結果を直接に比較することが可能になり、宇宙線のエネルギーを、これまでにない高い信頼度で決められるようになった。望遠鏡単体では、30km以上離れた2ステーションでのステレオ観測によって空気シャワー発達の様子を詳しく観測し、高エネルギー宇宙線の質量組成(陽子か鉄かなど)を調べる研究が始まった。交付申請時に予定した以下の開発研究を行った。○大気蛍光望遠鏡の設計を完了し、望遠鏡6基(全体の1/3)の製作を行った。現有の原型器をベースにして最終設計を行い、経済性と一定時間で確実な精度調整を行う必要を考慮して、反射鏡を構成する18枚の単位鏡の取付方法とその調整方法を変更した。また、安全性・経済性・輸送や据付の容易さも考慮して、躯体の構造や材料、撮像カメラの支持・調整方法を最適化した。○単位鏡の光学パラメータ(焦点距離・球面精度・反射率など)を自動測定する装置を設計・製作した。鏡の製造会社に設置し、すべての単位鏡の性能試験をこれで行う予定である。○AD変換器・トリガー・PMT高圧電源について、性能とコストの最適化を考慮した最終設計を行った。試作モジュールの試作を完了した。平成16年度始めに性能試験を行う。データ収集の基本設計を行い、インターフェイスを選定した。○キセノン発光管とYAPシンチレータを用いたカメラ較正装置の設計を行った。○大気透明度を較正するライダー装置の基礎設計を行った。使用するレーザ・望遠鏡などを購入し性能試験を開始した。大気蛍光法に関する国際workshopを開催し、そこで議論された光子数を絶対較正したレーザの側法散乱を用いる較正方法を日米共同で検討し始めた。○パワーを絶対測定した窒素ガスレーザとそのレーリー散乱を利用して、紫外・短パルスの標準光源を製作した。これを使った光電手増倍管の量子効率・収集効率測定装置を設計・製作した。○明野観測所における望遠鏡の統合試験は平成16年度に延期した。○光トレースのプログラムを製作し、望遠鏡の光学パラメータとその要求精度を確認した。結果は、望遠鏡と単位鏡の性能試験装置の製作に反映された。↓交付申請書の実施計画をコピー本年度(平成17年3月31日)の研究実施計画平成16年度においては、大気蛍光望遠鏡(大口径・超広角の固定式反射望遠鏡及び格納庫・付帯設備等)の製作を行い、一部を現地に設置して試験観測を行う。○大気蛍光望遠鏡(躯体・反射鏡・格納庫・付帯設備など)の製作を継続する。○大気蛍光望遠鏡建設サイト1ヶ所(BRM : Black Rock Mesa)に、望遠鏡格納庫・付帯設備と平成15年度に製作した望遠鏡一式を設置する。他の2ヵ所については、アクセス道路整備や土地平坦化等の土木工事を行う(ユタ大学担当)。○大気蛍光望遠鏡のデータ読み出し回路(AD変換と信号認識)の設計を完了し、カメラ2基相当分を試作する。トリガー回路(シャワー軌跡認識)の設計と試作を行う(ユタ大学担当)。○明野観測所で、望遠鏡カメラ及び電子回路の統合試験を行う。その後、現地サイト(BRM)で望遠鏡に取付・調整を行い、空気シャワーの試験観測を目指す。○大気透明度観測用レーザ射出装置1式を製作し、明野観測所で試験観測を行う。○キセノン発光管によるカメラ較正装置を試作し、性能試験を行う。シミュレーションによって望遠鏡の設置パラメータを確定し、性能の評価を行う。平成17年度には以下の研究を実施した。(1)大気蛍光望遠鏡第1サイト(Black Rock Mesa)の望遠鏡調整を行い、これを用いて大気蛍光事象を観測した。同時に大気透明度観測用レーザーを運用して試験データを採取した。(2)同、第2サイト(Long Ridge)に望遠鏡格納庫・付帯設備を建設した。(3)大気蛍光望遠鏡(躯体・反射鏡など)の、量産や輸送に係わるコスト節約の検討を行った。その結果、躯体については米国で生産することとし、試験機1台を製作した。(4)大気蛍光望遠鏡のデータ読み出し回路(AD変換と信号認識)の2次・3次試験を完了し、量産に着手した。トリガー回路(シャワー軌跡認識)の試験を完了した。(5)明野観測所で、望遠鏡カメラ及び電子回路の統合試験を行った。その後、米国の建設サイト(Black Rock Mesa)で空気シャワーの試験観測を行った。

(6)キセノン発光管、紫外レーザー、YAPシンチレータなどを用いた望遠鏡較正システムを完成させた。基準光電子増倍管の較正を開始した。(7)電子ビームを用いた望遠鏡の現場較正装置を設計し、ライナック電子銃の試験を完了した。(8)シミュレーションによる望遠鏡の性能評価を継続し、データ解析プログラムの開発を行った。(9)ICRC2006宇宙線国際会議(印度、プネ市)において、建設状況と性能試験の結果を報告した。平成18年度には以下の研究を実施した。1.大気蛍光望遠鏡第1サイト(Black Rock Mesa)の望遠鏡と大気透明度測定用レーザライダーを完成させ、平成19年春より試験観測を開始した。サイト中央の基準レーザおよび光学システムを製作して実験室内でレーザの偏光や絶対強度測定の試験を行った。2.ライダーデータの新たな解析法を考案し、アエロゾルなどによるミー散乱の高度変化、およびその日変化(平成18年8月の4週間)を測定することに成功した。3.望遠鏡第2サイト(Long Ridge)に設置する望遠鏡躯体及び反射鏡を製作し、サイトに設置した。製作輸送費の節減のため、躯体は米国での製造に切り替えた。平成19年初めに光学調整を行った。4.量産した大気蛍光望遠鏡のデータ読み出し回路(AD変換と信号認識)の試験を行い、第1第2サイトに設置した。トリガー回路(シャワー軌跡認識)の量産・試験・設置を行った。以上を用いて、複数台のカメラによるデータ採取プログラムを完成させた。5.キセノン発光管による望遠鏡光電子増倍管の相対較正を行った。カメラあたり3本の標準増倍管は、紫外レーザを用いて絶対較正を行った。標準球には、YAPパルサーを取り付けて、時間変動(温度係数を含む)をモニターしている。6.電子ビームを用いた望遠鏡の統合較正装置の詳細設計を行った。加速器要素の収集と試験の後、組み立てを始めた(於KEK)。電子ビームを用いた較正法の検討を行った。7.データ解析プログラム、特にシミュレーションと軌跡再構成プログラムの開発を行った。これらを用いて、エネルギーや到来方向測定の精度、また検出器のアクセプタンスの評価を行った。平成19年度には以下の研究を実施した。1.大気蛍光望遠鏡第1サイト(Black Rock Mesa)と第2サイト(Long Ridge)のデータ読み出し回路(AD変換と信号認識)とトリガー回路(シャワー軌跡認識)の調整を行い、平成19年6月から観測運用を開始した。10月に一時休止してデータ採取の自動化等の作業を行った。2.同、第3サイト(Middle Drum)に、米国グループの既存望遠鏡(HiRes-1)の移設を行い、調整の後、平成19年11月から観測運用を開始した。3.第1サイトと第2サイトにおいて、飛行機の信号灯と町の灯りによる雑音事象排除を行った(トリガー対策と遮光シートの導入)。4.第1サイトにおいて、大気透明度測定用ライダーの運用(6月より)と雲量測定用赤外カメラ(11月より)の運用を始めた。
骨誘導能を有する人工骨の開発

(1)骨形成因子と酸性アテロコラ-ゲン溶液を混和したゾルを、注射針でラット傍骨膜に注入すると、骨膜下に極めて旺盛な骨形成が見出された。この方法で骨形成因子を注射し、経時的変化を観察したところ、骨膜の間葉系細胞は、直接、骨芽細胞に分化し、長期経過後も新生された骨はその形態を保っていた。以上の所見から骨形成因子傍骨膜注入法は骨膜さえ存在すれば、非観血的に骨量の増大が計れる新たな治療法となると考えられた。この内要について論文として、投稿した。(2)骨欠損部に対する移植実験のモデルとして雑種成犬に人工的顎裂を作製し、骨形成因子を移植した。経時的にレントゲン写真を撮影し、画像解析装置を用いて評価したところ、コラ-ゲンを移植したコントロ-ル群に比べ明らかに良好な骨形成を生じていた。又、移植後4カ月時点での顎裂部の歯槽堤の形態について、モアレ写真を撮影して解析し評価したところ、骨形成因子移植群に良好な改善傾向を認めた。さらに顎裂部の移植後の経時的組織学的変化について評価するため,同様の実験系で骨形成因子の移植を行ない、移植後1カ月、2カ月、4カ月時点での脱灰標本を作製し観察した。この結果、X線写真的には良好な骨架橋の形成が生じている4カ月時点でも、一部で骨の形成が継続していることがうかがわれ、さらに長期的予復の観察が必要であると考えられた。上記の研究結果の一部については、河成2年・第35回口腔外科学会総会で報告した、今後他の一部について第45回口腔科学会総会において報告しその後、論文として投稿する予定である。(1)当初の研究計画では、骨形成能を有する種々のサイトカインを、骨伝導能を有するマテリアルに化学的・物理的に結合させた型の人工骨を作製する予定であった。その後、研究過程で、骨形成因子と酸性アテロコラーゲン溶液を混合したゾルを、注射針で傍骨膜に注入すると、骨膜下に極めて、旺盛な骨形成が見出された。骨形成因子によって、誘導される異所性の骨は、骨膜を有していない為、最後には吸収されるのに対して、本法で誘導した同所性の骨は、7週の時点でも、その形態を保っていた。骨形成因子傍骨膜注入法は、骨膜さえ存在すれば、非観血的に、骨量の増大が計れ、将来的には、自家骨移植にとって変りうる治療法となると考えている。(2)同方法をラット骨膜に注入し、径時的変化を観察した所、骨膜の間葉系細胞は、直接、骨芽細胞に分化した。これは、骨形成因子の生物学的作用は、軟骨を誘導した後、軟骨内骨化によって骨を誘導するという、従来の定説とは、全く異なるものであった。現在、この内容について、投稿予定である。(3)(2)と同様の実験を、脳下垂体切除ラットで試みた所、軟骨が誘導されることを見出した。軟骨細胞に分化するか、骨芽細胞に分化するか、については、1961年Bassetのin vitroの実験から、O_2分圧が重視されてきたが本実験は、全身性の因子も関与することを示唆しており、今後、発表予定である。【○!1】当科において顎裂部へ新鮮自家腸骨海綿骨細片移植術を施行し、術後2年以上経過した症例の咬合X線写真を、本科学研究費補助金にて購入した画像解析装置を用いて分析し、以下の結果を得た。(1)移植骨の充墳度が高過ぎると移植後初期に骨吸収が著明であり、低過ぎると移植後2年でも骨新生が認められたが、移植後2年の骨量は少なかった。(2)移植後2年では、手術時年令が低い程骨改造が進む傾向が認められ、上隱骨の成長を抑制しない限り若年時に手術を行う方がよいと考えられた。この内容については、既に学会で発表しており、今後投稿する予定である。【○!2】移植実験のモデルとして、雑種成犬に人工的に顎裂を形成し、一定期間放置した後、骨形成因子を移植した。経時的にレントゲン撮影を行ない観察したところ、術後2か月目から良好な骨架橋の形成を認め、隱裂部への骨形因子の応用の可能性が示唆された。移植後4か月で略殺し、現在、標本を組織学的に検索するとともに、画像解析装置を用いて骨形態計測を行ない、骨形因子によって誘導された骨について、その動態を明らかにすべく検討している。又、経時的に撮影した咬合X線写真を上記【○!1】と同様に分析し、ヒトにおける新鮮自家腸骨海綿骨細片移植の場合と比較検討している。今後、この内容について発表を行なう予定である。

経時的にレントゲン写真を撮影し、画像解析装置を用いて評価したところ、コラ-ゲンを移植したコントロ-ル群に比べ明らかに良好な骨形成を生じていた。又、移植後4カ月時点での顎裂部の歯槽堤の形態について、モアレ写真を撮影して解析し評価したところ、骨形成因子移植群に良好な改善傾向を認めた。さらに顎裂部の移植後の経時的組織学的変化について評価するため,同様の実験系で骨形成因子の移植を行ない、移植後1カ月、2カ月、4カ月時点での脱灰標本を作製し観察した。この結果、X線写真的には良好な骨架橋の形成が生じている4カ月時点でも、一部で骨の形成が継続していることがうかがわれ、さらに長期的予復の観察が必要であると考えられた。上記の研究結果の一部については、河成2年・第35回口腔外科学会総会で報告した、今後他の一部について第45回口腔科学会総会において報告しその後、論文として投稿する予定である。
江戸幕府の金融政策―歴史資料と時系列データに基づく理論的・実証的分析―

18世紀から幕末の約150年間に、江戸幕府が打ち出した金融政策について、その効果を分析した結果、江戸幕府は政策立案・運営・実行に当たり、市場参加者と綿密なコミュニケーションをとっていたこと、とりわけ米価を上昇させるための政策においては、それが政策にプラスの効果をもたらしていたことが、時系列データに基づく計量分析によって明らかにされた。しかし、これは政策発動を繰り返していくなかで、江戸幕府が学習したことであったことも、歴史資料の分析により明らかになった。本研究プロジェクトの目的は、市場経済が成熟した18世紀から幕末までの約150年間に、江戸幕府が打ち出した金融政策を取り上げ、政策に込められた意図と政策発動の経緯を歴史学的に復元し、政策を巡って交わされた当時の議論と、当時の人々の認識を理論モデル化し、期待された政策効果の論理的整合性を確認・評価することにある。そして、18世紀中葉から明治初年までを網羅する、約100年にわたる日次の市場データを用いた時系列分析により、政策意図を踏まえた上で、短・中・長期的な政策効果を評価する。以上の目的に照らすならば、歴史分析を担当する者と、理論・実証分析を担当する者の対話、知識共有が本プロジェクトの要であると言っても過言ではない。そこで初年度は、史料・データの収集・整理という基礎作業を進めつつ、メンバー間の知識共有を図ることを主眼とした。初年度は2回の研究会を開催し、メンバー間の知識共有を図った。第1回研究会(平成25年7月2日開催)では、研究分担者である宮本又郎による発表(「江戸時代の貨幣・物価・経済」)を受け、その内容について討論を行った。第2回研究会(平成26年3月4日開催)では、連携研究者である村和明による発表(「政策主体としての江戸幕府」)を受け、江戸幕府が打ち出した政策の意図、概要について、時代に即した変化と共に理解を深めた。今後、政策の評価を理論・実証の面から分析していくに際して、大変重要な知識共有であったと考える。これと平行して、基礎的な資料の整備も進展を見せた。三井文庫所蔵の資料などに基づいた徳川時代の物価データの整備、その属性把握が完了した。これに加えて、当時の物価、マクロ経済に影響を与えたであろう諸々の災害に関する情報の収集も開始した。また、享保改革期の貨幣改鋳策・米価浮揚策を巡る、江戸幕府内部の議事録史料である「享保撰要類集」の収集、整理も完了した。初年度は、史料・データの収集・整理という基礎作業を進めつつ、メンバー間の知識共有を図ることを主眼としたが、2年度目にあたる今年度は、初年度から引き続いて知識の共有作業、基礎的データの整備作業を進めつつ、分析作業に着手した。その成果は以下に整理する通りである。まず、2014年9月30日に、日本近世貨幣史を長らくリードしてきた松山大学名誉教授・岩橋勝氏を招いて、近世貨幣史に関する講演(「貨幣の経済史ー江戸幕府の改鋳政策を素材としてー」)を受けた。ここでは、江戸幕府の試みた貨幣改鋳について、その意図、効果についてメンバー間で活発な議論が交わされ、実証すべき論点の整理が行われた。これに加えて、当時の物価、マクロ経済に影響を与えたであろう諸々の災害に関する情報の収集も継続し、九州地方から関東地方までの災害情報をデータベース化した。また、18世紀初頭から19世紀初頭にかけて江戸幕府が実施した米価引き上げ政策について実証論文をディスカッションペーパーとして公開し、日本経済学会にて報告した。初年度および2年度目は、史料・データの収集・整理という基礎作業を進めつつ、メンバー間の知識共有を図ることを主眼としたが、3年度目にあたる今年度は、基礎的データの整備作業を進めつつ、分析作業に着手した。最大の成果は江戸時代の大坂を代表する両替商、加島屋久右衛門の経営資料、約1万点が発見されたことである(2015年5月)。加島屋久右衛門(廣岡家)は、江戸幕府の経済・金融政策発動時に、政策実行機関である大坂町奉行所から諮問を受けた商家であり、その家の記録は、そのまま江戸幕府の経済・金融政策に関する第一級の歴史資料となる。事実、19世紀初頭の米価浮揚策を巡る政策諮問書類が複数見つかっており、これらは全くの新出史料として価値が極めて高いと言える。

これと平行して、基礎的な資料の整備も進展を見せた。三井文庫所蔵の資料などに基づいた徳川時代の物価データの整備、その属性把握が完了した。その成果の一部は、3年に一度、開催される国際経済史会議(World Economic History Congress)にて発表された。先述した加島屋久右衛門家の新出史料は、研究プロジェクトにとって第一級の研究資料を提供するものである反面、この整理と分析なくしては、江戸幕府の経済・金融政策の全体像を把握することができない状況に直面したことも事実である。すなわち、これまで分析を進めてきた江戸幕府の各種政策(貨幣改鋳、米価浮揚など)について、改めて今回の新発見史料から得られる知見と突き合わせながら、整理・把握していく作業が求められることになるため、この意味では研究の進展を遅くする面もある。しかし、「市場経済が成熟した18世紀から幕末までの約150年間に、江戸幕府が打ち出した金融政策を取り上げ、政策に込められた意図と政策発動の経緯を歴史学的に復元し、政策を巡って交わされた当時の議論と、当時の人々の認識を理論モデル化し、期待された政策効果の論理的整合性を確認・評価する」という本研究プロジェクトの目的に照らして、これほど適した資料群は他になく、本研究プロジェクトが受け皿となって新出史料が得られたことは、大きな成果であり、全体として、研究プロジェクトは順調に推移していると評価できる。また基礎的な史料、データの整備が、事務補佐員の雇用によって、大幅に進捗したことにより、実証分析に着手することができた。また、総合地球環境学研究所の共同研究プロジェクト「高分解能古気候学と歴史・考古学の連携による気候変動に強い社会システムの探索」(http://www.chikyu.ac.jp/nenrin/)との連携プロジェクトとして、上記研究所が保有する江戸時代の気象データ(降雨量、気温)と、本研究プロジェクトが整備を進めている江戸時代の経済データ(物価・金銀比価など)とを対照させ、分析を進める作業も、順調に進んでいる(担当は研究分担者の高槻泰郎・柴本昌彦と、連携研究者の村和明)。本研究プロジェクトの目的は、市場経済が成熟した18世紀から幕末までの約150年間に、江戸幕府が打ち出した金融政策を取り上げ、政策に込められた意図と政策発動の経緯を歴史学的に復元し、政策を巡って交わされた当時の議論と、当時の人々の認識を理論モデル化し、期待された政策効果の論理的整合性を確認・評価することにある。初年度および2年度目は、史料・データの収集・整理という基礎作業を進めつつ、メンバー間の知識共有を図ることを主眼とし、3年度目および4年度目(平成28年度)は、基礎的データの整備作業を進めつつ、分析作業に着手し、以下の成果を得た。第一に、2015年5月に、本研究プロジェクトメンバーによって発見された、江戸時代の大坂を代表する両替商、加島屋久右衛門の経営資料、約1万点について、その整理と大半の写真撮影を完了したことである。この中から19世紀初頭の米価浮揚策を巡る政策諮問書類が複数見つかっており、分担者の高槻泰郎がこの分析を進め、平成29年度中に学術雑誌に成果を投稿する予定である。第二に、本研究プロジェクトの遂行過程で整理した基礎的なデータの公開が進んだことである。
口腔癌細胞における癌転移抑制遺伝子Nm23と分子シャペロンの相互作用の解析

1.上皮細胞において癌転移抑制遺伝子がその癌の転移能に関与していることが知られているが、Nm23の機能については十分理解されていないため相互作用するタンパク質の網羅的な解析を行った。2.発現ベクターを作製し、大腸菌およびHEK293細胞に導入させてそれぞれのタンパク質を発現させた。このNm23タンパク質を精製後、HEK293細胞を用いたpull-down assayを行い、相互作用タンパク質の精製を行った。これらのタンパク質についてSDS-PAGEにより分離した後、in-gel digestionによりフラグメント化した後LC-MS/MSにより同定を行った。Nm23-H1及びH2では、同定されたタンパク質の種類に大きな違いは見られなかった。またリボソームを構成するタンパク質中、32個(35%)が同定され、Nm23はリボソーム全体と相互作用していることが示唆された。また高次構造がリボソームタンパク質S3(RPS3)に類似しているが、機能未知のタンパク質であるBolA-likeprotein2(Bo1AL2)が新規に同定された。BolAL2を強発現させた後、pull-downassayを行なったところ、BolAL2とNm23-H1とは相互作用していることが確認された。BolAL2とリボソームタンパク質との相互作用も認められた、一方、RPS3は最近Nm23-H1及びNF-κBと相互作用し、腫瘍細胞の浸潤に関与していることが報告されている。従って、このNm23-リボソームタンパク質-BolAL2の相互作用が癌の転移抑制に関与していることが示唆された。3.上皮由来腫瘍細胞の転移能に重要な要素で、足場依存性の細胞死であるアノイキスについて、関与する因子について探索を行なった。その結果、口腔扁平上皮癌細胞においてgalectin-1がアノイキスを抑制することが示された。1.癌転移抑制遺伝子であるNm23は、8種類のファミリーが知られている。口腔扁平上皮癌細胞であるHSC-2およびHSC-3では、Nm23-H1およびH2の2種類の発現がプロテオーム解析により確認された。またH1およびH2の発現量は両細胞間で大きな違いは認められなかった。2.相互作用解析:(1)発現ベクターの作製:H1に対してはHisタグ、H2に対してはFlagタグを付加レた発現ベクターを作製した。(2)トランスフェクション:発現効率を検討した結果、大腸菌およびHEK293細胞に導入させてそれぞれのタンパク質を発現きせた。(3)融合タンパク質の発現:タグに対する抗体とNm23の抗体を用いたウエスタンブロッティング、および精製後LC-MS/MS質量分析計により正常に発現していることを確認した。(4)発現させたタンパク質について、蛍光抗体を用いて細胞内局在性を調べた結果、いずれも主として細胞質で発現が認められた。(5)アフィニティクロマトによる標的タンパク質の精製:発現させたNm23タンパク質を精製後、HEK293細胞を用いたpull-down assayを行い、標的タンパク質の精製を行った。(6)質量分析法のよるタンパク質の同定:標的タンパク質をSDS-PAGEにより分離した後、各バンドをin-gel digestion後LC-MS/MSにより解析を行った。その結果、各々2030個のタンパク質が同定された。3.上皮由来腫瘍細胞の転移能に重要なアノイキスによる細胞死ついて、HSC-2およびHSC-3細胞で比較したところ、HSC-2細胞がアノイキス感受性であることが見出された。

そこで両細胞のタンパク質を比較すると、galectin-1がアノイキス耐性であるHSC-3細胞に多く含まれていることが示された。今後は、galectin-1の機能についても研究を行う予定である。1.上皮細胞において癌転移抑制遺伝子がその癌の転移能に関与していることが知られているが、Nm23の機能については十分理解されていないため相互作用するタンパク質の網羅的な解析を行った。2.発現ベクターを作製し、大腸菌およびHEK293細胞に導入させてそれぞれのタンパク質を発現させた。このNm23タンパク質を精製後、HEK293細胞を用いたpull-down assayを行い、相互作用タンパク質の精製を行った。これらのタンパク質についてSDS-PAGEにより分離した後、in-gel digestionによりフラグメント化した後LC-MS/MSにより同定を行った。Nm23-H1及びH2では、同定されたタンパク質の種類に大きな違いは見られなかった。またリボソームを構成するタンパク質中、32個(35%)が同定され、Nm23はリボソーム全体と相互作用していることが示唆された。また高次構造がリボソームタンパク質S3(RPS3)に類似しているが、機能未知のタンパク質であるBolA-like2タンパク質(BolAL2)が新規に同定された。BolAL2を強発現させた後、pull-down assayを行なったところ、BolAL2とNm23-H1とは相互作用しているころが確認された。BolAL2とリボソームタンパク質との相互作用も認められた。一方、RPS3は最近Nm23-H1及びNF-κBと相互作用し、腫瘍細胞の浸潤に関与していることが報告されている。従って、このNm23-リボソームタンパク質-BolAL2の相互作用が癌の転移抑制に関与していることが示唆された。3.上皮由来腫瘍細胞の転移能に重要な要素で、足場依存性の細胞死であるアノイキスについて、関与する因子について探索を行なった。その結果、口腔扁平上皮癌細胞においてgalectin-1がアノイキスを抑制することが示された。
マンモグラフィ受検者の『心身緊張を自ら軽減する』ケアプログラムの構築

本研究の目的は,マンモグラフィ受検者の心身負荷を軽減するケアプログラムを構築することである.このため,筋活動計測による身的負荷の定量化・自律神経機能の計測による心的負荷の定量化・ユーモア映像刺激による負荷軽減実験などを実施した.その結果,マンモグラフィ受検者の心身負荷を定量化する手法を開発し,また,外部からの介入・刺激によってマンモグラフィ受検者の負荷を軽減できる可能性を示した.本研究の目的は,マンモグラフィ被検者が受ける身体的,精神的な負荷を身体筋活動や自律神経活動といった生理学的指標を用いて定量化し,被検者側及び撮影技師側から負荷緩和への積極的な介入を行うケアプログラムの構築を目指すものである.今年度は,次のように研究・実験・成果報告を実施した.1.マンモグラフィ検査時の筋電位データを詳細に統計解析・評価を行い,筋活動を指標としたマンモグラフィ被検者の身的負荷の定量評価についての成果を研究論文してまとめて発表した.2.筋電バイオフィードバックユニットを用いたマンモグラフィ被検者の負荷緩和のための基礎実験を行い,被検者自らがリラックに努めるように促すケアプログラム立案のための基礎データを収集した.3.マンモグラフィ被検者の顔表情解析を行い,顔表情から検査時の痛みを推定するための基礎データを収集した.4.マンモグラフィ検査時の自律神経機能指標を用いた測定・解析を行い,自律神経活動とマンモグラフィ被検者の身体・心理的負荷との関連性を明らかにした.5.マンモグラフィ被検者の負荷緩和ケアプログラムの一案として,「被検者にユーモア映像を検査時に見てもらう」実験を実施し,ユーモア映像が身的負荷緩和および痛み耐性に与える影響についてのデータを収集した.本研究はマンモグラフィ被検者の心身負荷を定量化するとともに、それらの負荷を軽減するための介入ケアプログラムの立案・構築を目指すものである。心身負荷の定量化法として、表面筋電図による筋活動測定、自律神経機能指標としての心拍変動測定、ストレス度評価のための唾液アミラーゼ値測定、被検者の顔表情解析などを実施した。ケアプログラム案としては、被検者にユーモア映像を見てもらう、マンモグラフィ検査に関する知識量を増やす、検査前にヒューマノイドロボットとコミュニケーションを行う、などを立案した。今年度は次のように研究・実験を実施し成果を得た。1.「マンモグラフィ被検者にユーモア映像を検査時に見てもらう」実験により、ユーモア映像が被検者の身体負荷耐性を増強できる可能性が示された。2.心拍変動測定による自律神経機能指標により、マンモグラフィ被検者は検査実施中よりも検査前の待機中に強い心的負荷を受けていることが明らかとなった。3.マンモグラフィ検査に対する被検者の知識量と被検者の負荷の程度の関係性について基礎データを収集した。4.マンモグラフィ被検者の唾液アミラーゼ値測定により、検査前および検査中のストレス度合いの基礎データを収集した。5.検査前の被検者の心的負荷を軽減するために「検査前にヒューマノイドロボットとコミュニケーションを行う」というケアプログラム案を立案し、実験遂行のためのヒューマノイドロボット導入および実験計画を立案した。本研究の目的は,マンモグラフィ受検者の心身負荷を軽減するケアプログラムを構築することである.このため,筋活動計測による身的負荷の定量化・自律神経機能の計測による心的負荷の定量化・ユーモア映像刺激による負荷軽減実験などを実施した.その結果,マンモグラフィ受検者の心身負荷を定量化する手法を開発し,また,外部からの介入・刺激によってマンモグラフィ受検者の負荷を軽減できる可能性を示した.本研究の目的は,「乳房を押し伸ばして診断用画像を撮影する」マンモグラフィ検査において,被検者が受ける身体的,精神的な負荷を身体筋活動や自律神経活動といった生理学的指標を用いて定量化し,被検者側及び撮影技師側から負荷緩和への積極的な介入を行うケアプログラムの構築を目指すものである.今年度は,研究・実験を通して,次のことを明らかにした.1.マンモグラフィポジショニング時の被検者の身体筋活動を表面筋電計を用いて計測することで筋活動という指標で身体負荷の定量化を行い,マンモグラフィ検査時に被検者にかかる身体負荷の度合いを定量的に明らかした.2.マンモグラフィ検査時に被検者が主観的に感じる負荷の度合いをvisual analog scale(VAS)を用いて測定し,主観的な負荷量を示すVAS値と定量的な負荷量を示す筋電図との間に相関性を確認した.3.被検者のマンモグラフィ検査に対する経験知と検査に要する所要時間との関連性を実験により確認した.4.筋活動を発光量で視覚的に確認できる超小型の筋電バイオフィードバックユニットを被検者に装着してマンモグラフィポジショニング実験を実施し,被検者の負荷緩和のためのケアプログラム立案の予備データを収集することができた.以下4項目についておおむね順調に進展している.1.実験被検者の募集:自発的参加者を募り,H24年度だけで新たに30名以上の参加者の協力を得ることができた.2.使用機器の準備:予定通り必要機器を購入し現有品と組み合わせて,実験を遂行することができた.3.実験実施:マンモグラフィ被検者の身的負荷を定量化するための実験を実施し,筋電図,心拍変動,顔表情解析による定量化法の手技の一部を確立した.また,ユーモア映像刺激による負荷緩和ケアプラグム案を検証するための基礎実験を実施した.4.成果発表:国際会議および国内学会にて随時最新の研究成果を発表し,その一部は研究論文として公表した.

平成23年度の研究実施計画で挙げた以下4項目についておおむね順調に進展している.1.実験被検者の募集:インターネット,ポスターなどを利用して自発的参加者を募り15名の参加者の協力を得ることができた.実験実施に当たっては,新潟大学医学部の倫理審査承認を受けた.2.使用機器の準備:おおむね予定通り必要機器を購入し現有品と組み合わせて,実験実施の準備を行うことができた.3.ポジショニングシミュレーション:マンモグラフィ検査に習熟した2名の診療放射線技師に協力してもらい,マンモグラフィガイドラインに準じたポジショニングを確認した.統一したポジショニングが確保できるように,その様子を画像(動画・静止画)で記録した.4.実験方法:表面筋電位測定装置を用いてマンモグラフィ検査時の被検者の筋活動測定の手順を確立し,実験の一部を実施した.平成25年度の研究計画・方法:1.マンモグラフィ被検者の心拍変動,顔表情解析の追加実験およびデータをさらに詳細に評価し,その成果を研究論文として発表する.2.マンモグラフィ被検者にかかるストレスの度合いを測定し,心身負荷との関連性を解析する.3.検査前および検査中の様々な刺激・介入による負荷緩和ケアプログラム案を立案し,その効果を検証する.例えば,コミュニケーションロボットが被検者に与えるリラックス効果など.平成24年度の研究計画・方法:1.マンモグラフィ被検者の筋電位データをさらに詳細に統計解析・評価することで被検者の負荷をより定量的に明らかにし,その成果を研究論文として発表する.2.マンモグラフィ検査時の被検者の自律神経活動や脳活動を計測し,身体負荷との関連性を解析する.3.筋電バイオフィードバックユニットを用いたマンモグラフィ被検者の負荷緩和のためのケアプログラムの一案を立案する.50万円以上の物品購入はない.主な使用予定を示す.・コミュニケーションロボットの導入費・3回の国内外の学会に出席し成果発表を行うための旅費・英文論文の英語校正費・実験実施に必要な消耗品費当初計画通りに研究費を使用する予定.50万円以上の物品購入はない.主な使用予定を示す.・以下の国際会議に出席し成果発表を行うための旅費平成24年9月XX IMEKO World Congress in Busan, Korea.・3回の国内会議に出席し成果発表を行うための旅費・英文論文の英語校正費・実験実施に必要な消耗品費
言語能力初期進化過程に関する仮説の実験的検証－真猿類モデルを用いて

言語能力の初期進化には、運動コントロールを調整する神経基盤の変化と、個体発達過程における母子間のアタッチメントの重要度の増加が深く関ったと考えられる。本研究では、二足歩行習熟に伴う脳機能の変化、およびアタッチメントに依存した社会探索の脳基盤について、近赤外線分光法による脳機能計測を行い、それぞれの習熟に関わる領野の特定を試みた。ヒト被験者とマカクサルを用いた実験的アプローチの結果、二足運動コントロールと社会探索の脳基盤がともに前頭前皮質にあることが明らかになった。ただし、今回の結果からは、両者が近接しているだけなのか、緊密な関連があるのかまでは解明できていない。今後の精緻な検証が必要である。言語能力の初期進化には、運動コントロールを調整する神経基盤の変化と、個体発達過程における母子間のきずな(アタッチメント)の重要度の増加が深く関ったと考えられる。この仮説にもとづき、本研究計画では、「訓練により二足歩行が可能になる過程での脳機能の変化」、および「アタッチメントに依存した社会探索の脳基盤」について、近赤外線分光法(NIRS)による脳機能計測を行い、それぞれの習熟の可能性を追求しつつ、習熟に対応して賦活する領野を特定し、その有機的な関連性を明らかにすることを目的とした。特に前頭の9野と補足運動野に着目し、マカクザル(ニホンザルとアカゲザル)をモデルとして、NIRS法を用いた実験的な解明を試みる。28年度はマカクザル被験体に対し、直立二足歩行の訓練と視覚探索の学習訓練を実施した。二足歩行時の脳機能計測はトレッドミル上で行うため、実験者と被験体の間の一対一の関係の確立、トレッドミル上歩行への馴化、NIRSプローブホルダーへの馴化が必要となる。このうち、モンキーチェアの購入ができなかったことからNIRS実験への馴化には遅延が生じているが、前2者については順調に進められた。視覚探索については、マカクザルが主たる捕食動物であるヘビの認識および同種の成体および幼体の認識を行い得るかどうか検討することを目的とし、分担者(正高)の研究室で開発した視覚探索課題への訓練と予備実験を行った。NIRSプローブホルダーへの馴化にも着手した。28年度の交付額が、研究に必要な機材(二足歩行時のNIRS計測のための訓練用モンキーチェア)の購入をカバーするに至らなかったため、NIRS実験条件への馴化に遅延が生じている。この仮説にもとづき、本研究計画では、「二足歩行が可能になる過程での脳機能の変化」、および「アタッチメントに依存した社会探索の脳基盤」について、近赤外線分光法(NIRS)による脳機能計測を行い、それぞれの習熟の可能性を追求しつつ、習熟に対応して賦活する領野を特定し、その有機的な関連性を明らかにすることを目的とした。29年度はマカクザル被験体に対し、4種の視覚刺激(ヘビ、鼻、食物、サル)を提示し、その際のNIRS信号を計測した。その結果、視覚刺激のカテゴリーごとに前頭前皮質の活動が異なることが明らかになった。また、社会的あるいは非社会的視覚情報処理に関連する大脳皮質活動のNIRS計測を行い、前頭前皮質を中心とした大脳皮質領域で社会性刺激と非社会性刺激を区別する脳活動が生じることを明らかにした。一方、二足歩行に伴う脳活動については、予算の都合上モンキーチェアの入手がずれ込んだため、NIRS計測には至っていない。予備的研究としてヒト被験者を用いた実験を行い、二足歩行時および二足立位外乱時には座位休息時に比べ補足運動野や運動前野の活動が活発になることを明らかにした。ニホンザルでも同様の実験を行うべく、研究期間終了後も実験準備を進めている。ヒトの結果ではあるが、二足運動コントロールと社会探索の脳基盤がともに前頭前皮質にあることは興味深い。今回用いたNIRSは空間解像度に劣り、両者が近接しているだけなのか、もっと緊密な関連があるのかまでは解明できていない。今後のより精緻な検証が必要である。視覚探索課題については、28年度に開始した実験を継続する。NIRSを用いた脳機能計測(9野と補足運動野)も遂行する。二足歩行課題については、28年度から行っているキネマティクス解析を継続するとともに、別資金で準備予定のモンキーチェアを用いた脳機能計測(NIRS計測)の準備および遂行を行う。NIRS計測は馴化から始め、馴化が完了し次第、実験へと移行する。両課題ともにおいて、NIRSの一次データが得られたら、マッピング用ソフトウェアを用いて、MRI画像を参照しつつ、歩行課題遂行時と視覚探索課題遂行時の脳賦活領域を推定する。

年度後半には両課題の結果を統合し、二足歩行と社会探索の脳基盤についての考察を行うとともに、得られた研究成果から仮説の立案を試みる。研究遂行が若干遅れており、そのため予算の執行にも遅れが生じている。遅延解消の目処はたっており、29年度には速やか研究を遂行し、それに応じて予算執行もなされる。
主幹動脈狭窄症における炎症性サイトカインの動脈硬化進展作用の解析

ずり応力下における血小板由来炎症性サイトカインの発現は、いずれも時間依存性増加がみられ、糖尿病を保有する群では保有しない群に比べ増加率が有意に高かった。頚動脈狭窄症を有する患者における、炎症性サイトカイン値と一年間の心血管イベント、プラーク量、脂質割合との相関の検討については、有意な関連はみられなかったものの、脳梗塞発症群、不安定プラーク保有群では炎症性サイトカイン値が高い傾向がみられ、現在も解析中である。研究目的:動脈硬化進展に関与する血小板由来炎症性サイトカインが、ずり応力刺激により血小板から発現する機序を明らかとし、動脈硬化症患者における血小板由来炎症性サイトカインの将来の心血管イベントへの関与と抗血小板薬によるその抑制効果を検討する。具体的な方法として、1ずり応力モデルにおける、炎症性サイトカイン発現動態解析実験 (ELISAによる蛋白定量、Western blot法による血小板内情報伝達系の解析など)、2頸動脈狭窄症を有する患者における、炎症性サイトカイン値と1年間の心血管イベント、プラーク量、脂質割合との相関の検討(目標症例数100例)を計画した。ずり応力下における炎症性サイトカインの発現動態については、可溶性CD40L,IL-1β、IL-6のいずれにおいても時間依存性増加がみられた。頚動脈狭窄症患者のうち、特に背景因子として糖尿病を保有するものに顕著な時間依存性増加が認められ、これらの背景因子を保有しない群に比べて有意な差が認められた。血小板細胞内伝達経路については現在も解析を継続中である。頸動脈狭窄症を有する患者における、炎症性サイトカイン値と1年間の心血管イベント、プラーク量、脂質割合との相関の検討については、目標症例数に達し、一部内容についてすでに学術雑誌に投稿した(J Stroke Cerebrovasc Dis. 2012)。脳梗塞発症群、不安定プラーク保有群では炎症性サイトカイン値が高値であり、現在も解析中である。1)ずり応力モデルにおける炎症性サイトカイン発現解析実験については、各蛋白定量値にばらつきが多く、Atherosclerosisに2010年に発表したGPIb/V/IX活性化とCD40L産生の関連以外には、あらたな発見は得られていない。血小板細胞内伝達経路については現在も研究を継続中である。2)頸動脈狭窄症を有する患者における、炎症性サイトカイン値と1年間の心血管イベント、プラーク量、脂質割合との相関の検討については、登録症例数の蓄積中である。一部内容についてはすでに学術雑誌に投稿した(J Stroke Cerebrovasc Dis. 2012)。in vitro実験の継続、患者対象研究のさらなる症例蓄積推進消耗品の数が予定していた数より少なく済んだため、次年度に経費を繰り越し、次年度分と合わせてin vitro実験で用いる各種抗体、ELISA kitの新規購入する予定である。