hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経発生とアポトーシスに関わる脳特異的ムチン型糖鎖合成酵素の機能解析

本研究では,神経発生に関わるムチン型糖鎖合成に関わる糖転移酵素,およびムチン型糖鎖の働きを解明することを目的としている.我々は脳特異的なアイソザイムであるWBSCR17およびムチン型糖鎖の機能を,神経細胞への分化能を持ったマウス胚性癌細胞P19,およびヒト胎児腎細胞HEK293Tを用いて調べた.さらにWBSCR17のゼブラフィッシュの神経分化における役割を調べた.これらの実験を通じてWBSCR17が神経分化や,細胞の膜輸送などに関係することを明らかにした.本研究では,神経発生に関わるムチン型糖鎖合成に関わる糖転移酵素,およびムチン型糖鎖の働きを解明することを目的としている.我々は脳特異的なアイソザイムであるWBSCR17およびムチン型糖鎖の機能を,神経細胞への分化能を持ったマウス胚性癌細胞P19,およびヒト胎児腎細胞HEK293Tを用いて調べた.さらにWBSCR17のゼブラフィッシュの神経分化における役割を調べた.これらの実験を通じてWBSCR17が神経分化や,細胞の膜輸送などに関係することを明らかにした.我々のグループはムチン型糖鎖の機能および生合成調節機構の解明を研究の目的としている.我々は以前,脳に特異的に発現する2種類の糖転移酵素のクローニングに成功した.我々はこの酵素の神経発生・分化における機能を解析する目的で,培養細胞系(マウス胚性癌腫細胞株P19細胞)とモデル生物系(ゼブラフィッシュ)の2つの実験系を用いて機能解析を行った.P19細胞はレチノイン酸処理により神経系の細胞へと分化するが,RNAiを用いて2種類の糖転移酵素の発現を抑制したところ,pt-GalNAc-Tとよばれるアイソザイムを抑制したときに顕著にP19細胞の神経分化が抑制され,アポトーシスによる細胞死が見られた.また,ゼブラフィッシュの初期胚にアンチセンスRNAを注入してpt-GalNAc-Tの発現を抑制したところ,P19細胞と同様に顕著な神経発生異常を観察した.培養細胞,ゼブラフィッシュのそれぞれの系で,神経分化あるいは発生に関わるマーカー分子の発現をRT-PCR, in situ hybridizationなどにより観察したところ,それらの発現が消失する,あるいは異所的に発現するなどの変化をきたしていることを見いだした.ゼブラフィッシュの実験から,pt-GalNAc-Tの発現抑制が,後脳領域の発生,特に発生初期における後脳のコンパートメントの形成と神経細胞の特異化において重要な役割を担っていることが明らかとなった.また,眼の発生にも影響を与えており,発現抑制胚では視神経の形成が阻害されていることを見いだした.本研究課題では神経発生・分化におけるムチン型糖鎖の機能の解明を研究の目的としている.我々は以前に脳に特異的に発現するムチン型糖鎖の生合成に関わる糖転移酵素をクローニングした.この酵素遺伝子は,精神発達遅滞を伴う遺伝性疾患であるWilliams-Beuren症候群において欠失が認められる遺伝子の一つでもあるため,本疾患との関連も注目されている.我々は今年度,この酵素の生化学的性質を解析し,酵素をいくつかのほ乳類細胞で発現させたときに,Golgiに局在していることを見いだした.このことからin vitroでの活性が検出されていない本酵素が,他の糖転移酵素と同じくGolgiにおいて糖鎖付加反応を触媒していることが示唆された.さらに,ゼブラフィッシュの初期胚に,開始コドンを含む領域,およびスプライシングに関わる領域に対する計3種類のアンチセンスRNAを注入して,酵素遺伝子の発現を抑制したところ,いずれのアンチセンスRNAにおいても神経発生,特に後脳領域の発生異常が再現性高く観察されることがわかった.後脳発生の比較的後期で後脳境界とコンパートメントの形成に関わるfringeなどのマーカー分子の発現を,糖転移酵素の発現抑制胚においてin situ hybridizationにより調べたところ,それらの発現パターンの異常が認められた.以上の結果から,脳特異的な糖転移酵素が,後脳領域の発生,特に後脳の境界とコンパートメントの形成,およびその後の神経細胞の特異化において重要な役割を担っていることが考えられた.本研究では,神経発生に関わる糖転移酵素,およびムチン型糖鎖の働きを解明することを目的としている.そのために脳特異的なアイソザイムであるWBSCR17およびムチン型糖鎖の機能を,神経細胞への分化能を持ったマウス胚性癌細胞P19,およびヒト胎児腎細胞HEK293Tを用いて調べた.さらにWBSCR17のゼブラフィッシュの神経分化における役割を調べた.1.培養細胞について(1)WBSCR17,およびムチン型糖鎖伸長阻害剤(benzyl-αGalNAc,BG)のP19細胞の分化に与える影響の解析P19細胞にWBSCR17を強制発現させたところ,グリア細胞に比して,神経細胞に分化する細胞が多くなった.また,BGで細胞を処理してもグリア/神経細胞への分化効率に変化が見られないことから,短いムチン型糖鎖が神経細胞への分化に関わることが示唆された.HEK293T細胞におけるWBSCR17の発現をRNAiで抑制することで以下の知見を得た.(i)細胞内栄養状態の指標であるGlcNAcの濃度依存的にWBSCR17の発現量が増加する.(ii)WBSCR17が液相エンドサイトーシスの一種であるマクロピノサイトーシス経路を負に制御する.(iii)その調節メカニズムの破綻は膜タンパク質の輸送異常によるリソソーム病様の症状を引き起こす.2.ゼブラフィッシュにおけるWBSCR17の機能解析WBSCR17発現抑制胚とrfringe発現抑制胚との関係を調べた.

どちらの抑制胚も後脳発生に異常が見られた.コンパートメント形成は正常に進行しているものの,その後の神経細胞の分化に異常があることがわかった.また,脳室の中にアポトーシスを起こした細胞に由来すると思われる凝集塊が見いだされた.
誘電泳動を駆使した循環腫瘍細胞検出システムの実用化にむけた基盤技術の開発

本研究では,血液中の循環腫瘍細胞を抗原抗体反応や免疫染色等を行わず,ラベルフリーで高感度検出可能な装置の実現に向けて基盤技術の確立を目指している.平成30年度も,前年度と同様に細胞の誘電泳動特性とインピーダンス等の電気的特性の違いによる細胞判別手法を確立するために,下記のデバイス設計及び電磁界解析による評価・検討を行った.(1)循環腫瘍細胞を単離かつ誘電泳動特性の測定が可能なエレクトロローテーションピラー電極アレイを試作し,その有用性を確認した.エレクトロローテーションによる特性測定は,4相交流電圧の周波数掃引および,動画像処理による細胞回転速度の自動測定により,自動化・高速化を実現する予定であったが,4相交流電圧の各相の位相差を保ったまま周波数掃引を実現することは困難であった.(2)上記(1)の問題点を解決するために,単相交流電界を用いた絶縁体ベース誘電泳動デバイスを試作し,その基礎的評価を行った.上記のデバイスは,クリークギャップ電極形状の絶縁体(SU-8)を有し,その絶縁体の4隅に電極(4重極電極)を配置されており,正・負いずれの誘電泳動でも,絶縁体間を細胞を移動させることができ,その細胞の移動速度より誘電泳動特性を測定することが可能である.(3)細胞の電気的特性を高速に測定することが可能なリング共振器を有するマイクロストリップ平行電極の高感度化に関して検討し,負性抵抗素子を採用することでその高Q値化を実現した.本研究は,概ね計画通り進展している.エレクトロローテーションを発生すつための4相交流電圧の周波数掃引は,特に高周波数帯域において困難であったが,単相交流電界による絶縁体ベース誘電泳動デバイスを用いて,細胞の誘電泳動周波数特性を測定し,その技術的課題を克服する.今後の研究の推進方策としては,絶縁体ベース誘電泳動デバイスの絶縁体形状の設計,デバイス基板および絶縁体の材料(誘電率)の選定,四重極電極の配置等に関して電磁界解析を用いて評価・検討を行う.また,設計したデバイスを試作し,基礎実験を行うことでその有用性を確認する.また,単相交流電圧を周波数掃引することで,誘電泳動特性測定の高速化・自動化の可能性を明らかにする.H31年度は上記の細胞計測と並行して,マイクロフィルタおよび表面弾性波を用いた血液細胞のサイズ分離に関して検討する.本研究では,血液中の循環腫瘍細胞を抗原抗体反応や免疫染色等を行わず,ラベルフリーで高感度検出可能な装置の実現に向けた基盤技術の確立を目指している.平成29年度は,細胞の誘電特性およびインピーダンス等の電気的特性による細胞判別法を確立するために,下記のデバイスを設計・試作し評価を行った.(1)循環腫瘍細胞を単離かつエレクトロローテーションを発生可能なピラー電極アレイを試作した.これまでに循環腫瘍細胞の単離かつエレクトロローテーションを発生可能なデバイスとして,マイクロウェルの周囲にエレクトロローテーションを発生可能な薄膜電極を配置したデバイスを作成していたが,細胞を高導電率の溶液(例えば血漿や生理食塩水など)に分散した溶液を用いると,エレクトロローテーション発生時に誘電泳動力により細胞が浮遊するといった問題点があった.そこで薄膜電極をピラー状にし,アレイ化することで誘電泳動力によって細胞に生じる浮遊力を極力抑えたデバイスを設計・試作した.(2)エレクトロローテーションによって回転する細胞の回転速度の形状による個体差および,形状に基づく補正係数に関して検討を行った.(3)上記のエレクトロローテーションを用いた誘電特性の測定法は,細胞の挙動(回転)から細胞のみの誘電特性を測定することが可能であるが,マイクロ波帯で多相交流電界を発生させることが困難であるので,細胞のインピーダンスを広帯域で測定可能なデバイスを設計した.設計したデバイスはリング共振器を有するマイクロストリップ平行電極とLC共振器を有するものの2種類について比較・検討を行った.また,設計したデバイスを試作するための条件だしを行い,設計通り作製可能であることを確認した.また,上記2種類の電極のアレイ化について電磁界解析を用いて,検討を行った.本年度計画していた,単離かつエレクトロローテーションを発生可能なピラー電極アレイと細胞のインピーダンスを広帯域に計測可能なデバイス設計および試作し,おおむね順調に進展している.本研究では,血液中の循環腫瘍細胞を抗原抗体反応や免疫染色等を行わず,ラベルフリーで高感度検出可能な装置の実現に向けて基盤技術の確立を目指している.平成30年度も,前年度と同様に細胞の誘電泳動特性とインピーダンス等の電気的特性の違いによる細胞判別手法を確立するために,下記のデバイス設計及び電磁界解析による評価・検討を行った.(1)循環腫瘍細胞を単離かつ誘電泳動特性の測定が可能なエレクトロローテーションピラー電極アレイを試作し,その有用性を確認した.エレクトロローテーションによる特性測定は,4相交流電圧の周波数掃引および,動画像処理による細胞回転速度の自動測定により,自動化・高速化を実現する予定であったが,4相交流電圧の各相の位相差を保ったまま周波数掃引を実現することは困難であった.(2)上記(1)の問題点を解決するために,単相交流電界を用いた絶縁体ベース誘電泳動デバイスを試作し,その基礎的評価を行った.上記のデバイスは,クリークギャップ電極形状の絶縁体(SU-8)を有し,その絶縁体の4隅に電極(4重極電極)を配置されており,正・負いずれの誘電泳動でも,絶縁体間を細胞を移動させることができ,その細胞の移動速度より誘電泳動特性を測定することが可能である.

(3)細胞の電気的特性を高速に測定することが可能なリング共振器を有するマイクロストリップ平行電極の高感度化に関して検討し,負性抵抗素子を採用することでその高Q値化を実現した.本研究は,概ね計画通り進展している.エレクトロローテーションを発生すつための4相交流電圧の周波数掃引は,特に高周波数帯域において困難であったが,単相交流電界による絶縁体ベース誘電泳動デバイスを用いて,細胞の誘電泳動周波数特性を測定し,その技術的課題を克服する.今後の研究の推進方策としては,当初の計画通り遂行することを予定している.具体的には,設計・試作した細胞の誘電特性およびインピーダンス計測用デバイスを用いて,その有用性を評価するとともに改良を行う.また,H31年度は上記の細胞計測と並行して,マイクロフィルタおよび表面弾性波を用いた血液細胞のサイズ分離に関して検討を行い,デバイスの設計・試作を行い,それらの分離率および回収率に関して評価を行う.今後の研究の推進方策としては,絶縁体ベース誘電泳動デバイスの絶縁体形状の設計,デバイス基板および絶縁体の材料(誘電率)の選定,四重極電極の配置等に関して電磁界解析を用いて評価・検討を行う.また,設計したデバイスを試作し,基礎実験を行うことでその有用性を確認する.また,単相交流電圧を周波数掃引することで,誘電泳動特性測定の高速化・自動化の可能性を明らかにする.H31年度は上記の細胞計測と並行して,マイクロフィルタおよび表面弾性波を用いた血液細胞のサイズ分離に関して検討する.
活動後増強による筋疲労の遅延効果に関する研究

最大下運動に対する筋疲労の影響の低い後期高齢男性10名および健康な成人男性10名を対象とし、活動後増強の影響を明らかにすることを目的とした。等尺性足関節背屈最大筋力(MVC)を10秒間最大努力で発揮し、その2秒前後に、腓骨神経に単発矩形波の超最大電気刺激を加え、単収縮(Pt)、前脛骨筋から筋電図(EMG:M波)および筋音図(MMG:p-pMMG)を記録した。また、4秒間の20%、40%、60%、80%、100%MVCを実施し、その時のEMGおよびMMGの平均振幅(RMS-EMG・RMS-MMG)を算出し、トルクとRMS-EMGおよびRMS-MMGとの関係を分析し、相対負荷の異なる筋力発揮中のそれらが後期高齢者と若者で一致するかを確認した。その結果、両群ともPtおよびMMGは増加したが、M波には変化が見られなかった。二元配置分散分析法(Age(2)×Time(2))によりPtには有意な交互作用が認められたもののp-pMMGには認められなかった。また、二元配置分散分析法(Age(2)×Torque(5))により、RMS-EMGおよびRMS-MMGに有意な交互作用が認められなかった。以上の結果から、後期高齢者においても活動後増強は観察されるが若者よりも増加率が低く、その要因は筋の機械的な要因の指標となるMMGでは説明がつかないことが示された。相対負荷に対する随意収縮中の神経-筋活動の指標となるRMS-EMGと筋の機械的な要因の指標となるRMS-MMGには、後期高齢者と若者とで違いがないことが認められた。活動後増強による筋疲労の遅延効果を明らかにするため、本年度は基準値を得るために等尺性最大随意収縮(MVC)の60%の負荷強度を用いて、6秒収縮、4秒弛緩の運動をその強度が継続できなくなるまで実施し、運動中と運動終了2秒後に神経筋機能に如何なる影響を及ぼすかについて検討した。健康な成人男性9名を対象とし、前脛骨筋から筋収縮中の筋電図(Electromyogram:EMG)と筋音図(Mechanomyogram:MMG)を導出した。また、弛緩中に総腓骨神経に単一矩形波の最大上の電気刺激を加え足関節背屈張力を記録した。電気刺激により得られる張力の解析、筋音図を用いた機械的活動(振幅)の解析、筋電図を用いた電気的活動(M波)の解析を実施した。その結果、60%MVCの負荷強度で平均46(±13)回の反復実施ができた。活動後増強の影響により、単収縮張力の増強が観察されたものの、全反復回数の中間点ではその効果は減少し、最終点では有意に減少した。運動終了後2秒後においても減少し続けた。単収縮の1/2弛緩時間は、中間点、最終点、および運動後2秒後に延長がみられた。一方、MMGの振幅は、中間点で有意に増加したが、最終点と運動後2秒後にはその効果は消滅した。60%MVC中のEMGの平均振幅は、運動終了まで直線的に増加した。一方、MMGの平均振幅は、中間点までは有意な増加が認められなかったものの、最終点では顕著な増加が認められた。さらに今後は、負荷強度を変えて検討を行う予定である。
疾患スクリーニングのための生体由来ガス成分のイメージングシステムの構築

疾病や身体状態に伴い、生体から発散される揮発性生体成分には様々な生体情報が含まれており、医療診断や口腔衛生評価などへの適用が期待されている。エタノールガスを時間的・空間的な動態変化を生体触媒である酵素及びルミノール試薬にて化学発光へ誘導することで光学情報に変換し、高感度CCDカメラを用いて撮影することで視覚化するシステムを構築した。倫理委員会の承認に基づき、生体からのエタノールガスの放出について評価を行った。飲酒後の被験者の皮膚より数百ppb程度のエタノールガスが放出されていることが示唆された。代謝に伴い生体から放出されるガス成分の濃度変化や放出動態について評価できる可能性が示された。本研究の目的は、生体由来ガスに含まれる揮発性化学情報を高感度かつ選択的に画像化する技術を構築することである。前年度の1酵素固定化メッシュでのルミノール発光を利用した生体ガスイメージングシステムの構築、2掌での生体ガス成分イメージングによる放出動態、濃度分布の評価を基盤技術として、当該年度では、3ppbオーダーでの生体ガス成分のイメージングシステムの実現のための高感度化への展開と、4マイクロ流体システムとバイオセンサを融合したイメージングシステムの構築に関する基礎検討を行った。なお対象成分として、取扱の容易なエタノールガスを計測対象として利用している。生体由来ガスのイメージング方法として、生体触媒を利用した化学発光による手法を用いてシステムの構築を行った。化学発光に必要な酵素を、酵素固定化膜を作製し、その化学発光を高感度に撮影するCCDカメラにて匂い情報を可視化するシステムを構築している。これを改良することにより、標準エタノールガスを用いて、高感度化を行った。発光の増感効果のあるエオシンYである色素系の増感剤の検討、ルミノール発光の生体触媒である大豆由来(SBP)、パームヤシ由来(PTP)のそれぞれのペルオキシターゼについての検討、発光強度の増強効果について評価をおこなった。増感剤を利用することで、発光強度を10倍程度まで増加させることができ、数百ppbであれば計測可能であることが示された。大豆由来のペルオキシターゼでは発光強度の向上は確認されなかった。さらに、電子増倍型CCDカメラや光学系の改良よりを行うことで、感度および解像度の優れた可視化法が可能となった。4については基礎検討を進めており、流体デバイスの作製と、酵素膜の固定化方法について検討を行った。以上のように、当該年度に予定していた3と4の研究目的を達成することができた。本研究の目的は、皮膚表面から放出される生体由来ガスに含まれる揮発性化学情報を高感度かつ選択的に画像化する技術を構築することである。生体から放出されるガス成分はその濃度が空間的・時間的に大きく変動することから、その濃度分布をリアルタイムで画像化し、空間的・時間的情報を兼ね備えた生体ガス情報のイメージングが可能となれば、発生部位の特定や濃度の連続測定が可能な、新規な非侵襲計測法となり得ると考えられ研究を進めてきた。当該年度では、1酵素固定化メッシュでのルミノール発光を利用した生体ガスイメージングシステムの構築と、2掌での生体ガス成分イメージングに向けた基礎検討を行った。なお対象成分として、取扱の容易なエタノールガスを計測対象として利用した。化学発光に必要な酵素を、酵素固定化膜を作製し、その化学発光を高感度に撮影するCCDカメラにて匂い情報を可視化するシステムを構築した。これにより、標準エタノールガスの定量特性を評価したところ30から400 ppmの濃度範囲にて発光強度と濃度に相関があることが確認された。揮発性成分の2次元的な可視化が可能となり、濃度分布と空間分布をあわせもつ計測法の確立に成功した。次に、皮膚ガス計測用の可視化システムの構築を行った。掌からの生体ガスの可視化計測のためアクリルセル上にドットを配置したパターンプレートを作製し、酵素固定化メッシュを設置し可視化計測に向けたシステムの構築と基礎特性の評価を行った。以上のように、当該年度に予定していた1と2の研究目的を達成することができた。生体から放出されるガス成分はその濃度が空間的・時間的に大きく変動することから、その濃度分布をリアルタイムで画像化し、空間的・時間的情報を兼ね備えた生体ガス情報のイメージングが可能となれば、発生部位の特定や濃度の連続測定が可能な、新規な非侵襲計測法となり得ると考えられる。そこで、揮発性化学情報であるエタノールガスをモデル成分とし、酵素反応によるルミノール発光を高感度CCDカメラにて可視化する計測システムを構築した。アルコール酸化酵素(alcohol oxidase, AOD)と西洋わさび由来ペルオキシターゼ(horse radish peroxidase, HRP)の二種類の酵素を固定化したメッシュを用いた。

作製した酵素固定化メッシュを組み込んだエタノールガス可視化システムでは、エタノールガスの負荷に対して、円形状のルミノール発光が観察され、ガスの濃度分布とその経時変化をCCDカメラにて可視化することが可能であった。解析結果のもと30400 ppmの濃度範囲でエタノールガスの定量が可能であった。さらに飲酒後の呼気サンプルに適用したところ、アルコール代謝能に応じたエタノールガスに伴う出力を得ることができ、代謝能評価も可能であった。本システムの生体ガスに対する有用性を確認することができた。さらに、皮膚ガス計測への応用を図ったところ放出動態を可視化計測する事が可能であった。今後、高感度化することにより、より詳細な生体の皮膚表面からのガス成分放出動態や経時変化をモニタリングへの応用が可能になると考えられる。計測工学当該年度は、以下の2つの項目についての研究を中心に進めてきた。3ppbオーダーでの生体ガス成分のイメージングシステムの実現のための高感度化への展開生体由来ガスのイメージング方法として、生体触媒を利用した化学発光による手法を用いてシステムの構築を行い、高感度計測について検討を行った。具体的には、発光の増感効果のあるエオシンYである色素系の増感剤の検討、ルミノール発光の生体触媒である大豆由来(SBP)、パームヤシ由来(PTP)のそれぞれのペルオキシターゼについての検討、発光強度の増強効果について評価をおこなった。増感剤を利用することで、発光強度を10倍程度まで増加させることができ、数百ppbであれば計測可能であることが示された。大豆由来のペルオキシターゼでは発光強度の向上は確認されなかった。さらに、電子増倍型CCDカメラや光学系の改良よりを行うことで、感度および解像度の優れた可視化法が可能となった。バイオセンシングを用いたガス成分の可視化計測及び高感度計測に関しては、概ね順調に進展している。4マイクロ流体システムとバイオセンサを融合したイメージングシステムの構築の基礎検討マイクロ流体システムとバイオセンサを融合したイメージングシステムの基礎検討を進めており、流体デバイスの作製と、酵素膜の固定化方法について検討を行った。流体デバイスを利用した温度管理や試薬循環によりタンパク質の機能の維持を目的としたマイクロ流体システムとの融合について検討を進めている。1酵素固定化メッシュでのルミノール発光を利用した生体ガスイメージングシステムの構築生体由来ガスのイメージング方法として、生体触媒を利用した化学発光による手法を用いてシステムの構築を行った。化学発光に必要な酵素の固定化膜を作製し、ガス成分を可視化するシステムを構築することに成功しており、バイオセンシングを用いたガス成分の可視化計測は概ね順調に進展している。具体的には、可視化するためのモデル成分として比較的取り扱いの容易なエタノールガスを用いた可視化システムの構築を行った。発光に寄与する二種類の酵素としてアルコール酸化酵素と西洋わさび由来ペルオキシターゼをメッシュ担体上に包括固定し暗箱内に設置した。
ミトコンドリア翻訳系の機能異常に起因する疾患の分子機構

本研究は、ミトコンドリア翻訳系の異常に起因する疾患に着目し、その分子機構を解明することを目的とした。当研究ではこれまでに、MELAS、MERRF、MIDDなどミトコンドリア脳筋症由来のミトコンドリアtRNAに、コドン解読に重要なアンチコドン1字目の新規のtRNAタウリン修飾が欠損するという現象を見出している。MELASに関しては昨年度の研究成果により、主にwobble位修飾欠損により変異tRNAが、UUGコドンを翻訳できないということが判明した。この結果はMELAS発症の第一義的原因がtRNAの修飾欠損であることを意味している。また、UUGコドンの使用頻度が圧倒的に多い呼吸鎖酵素複合体IのサブユニットND6の欠損を示唆し、長年分子レベルでの理由が不明であった複合体I活性の低下というMELAS患者の生化学的特徴を説明できる。今年度は、患者検体由来の微量なRNAを用いて、高感度でタウリン修飾の有無を判別する方法を確立し、患者組織で実際にタウリン修飾欠損が生じていることを明らかにした。tRNALeu(UUR)遺伝子中に様々な点変異を有するミトコンドリア脳筋症の患者の骨格筋、心筋及び肝臓などの臓器から、微量な全RNAを抽出し、この方法を用いて解析を行ったところ、すでに培養細胞を用いた実験ですでに確かめている3243位と3271位の変異に加え、3244,3258,3291の変異を有する患者由来のtRNAにはタウリン修飾の欠損が明らかとなった。これら5つの点変異はすべてMELAS患者由来のものであった。一方、3242,3250,3254,3280位に点変異を有する患者由来のtRNAには修飾の欠損は観測されなかった。そしてこれら4つの点変異は、ミトコンドリアミオパチーやCPEOなど、すべてMELAS以外の臨床症状を示していた。これらの結果は、MELASがタウリン修飾欠損によって引き起こされる疾患であることを強く示唆すると共に、RNA修飾異常がヒトの疾患の原因になりうることを証明する結果であると考えている。我々はこれまでに、MELAS、MERRFなどミトコンドリア脳筋症由来のミトコンドリアtRNAに、コドン解読に重要なアンチコドン1字目の新規のtRNAタウリン修飾が欠損するという現象を見出している。MELASに関しては3243位と3271位の点変異の位置の違いによってtRNA^<Leu(UUR)>の翻訳活性が変化する現象が観測されたことから、MELAS由来tRNA^<Leu(UUR)>は点変異の効果と修飾欠損の効果が独立に影響して翻訳活性の低下を引き起こしていると考えられる。点変異をもたず、他の修飾はそのままでwobble位の修飾のみを欠損したtRNAを構築することができれば病的な点変異の影響と修飾欠損の影響を独立に評価することが可能になる。そのためヒトの胎盤57個から大量にミトコンドリアtRNA^<Leu(UUR)>を精製し、分子整形術を用いて、wobble位の5-タウリノメチルウリジンのみを未修飾ウリジンに改変し、点変異のないタウリン修飾の欠損tRNAを作成することに成功した。そしてミトコンドリア試験管内翻訳系でこの改変型tRNAのタンパク質合成活性を測定したところ、この改変型tRNAは対応する2つのコドン(UUA、UUG)のうちUUGコドンのみを翻訳できないことを明らかにした。これは、アンチコドン1字目-コドン3字目の対合がU-Gのwobble対のときに、wobble位の修飾がないと安定な対合ができないためと考えられる。さらにリボソーム上のコドン認識の場であるAサイトにおけるコドン結合能を測定したところ、改変型tRNAは予想通りUUGコドンに結合できないことがわかった。したがって、MELAS変異tRNAの翻訳能の低下は主にwobble位修飾欠損による影響であり、特にUUGコドンが翻訳できないということが判明した。さらに、3243変異は3271変異に比べてUUAコドンの翻訳能が低いことが判明し、点変異による翻訳活性の違いも明確になった。これらの知見は、MELASの変異tRNAにおける修飾欠損単独の影響を初めて明らかにし、それが病気発症の第一義的原因であることを証明した。この知見は更に、ミトコンドリアDNAにコードされるタンパク質のうちUUGコドンの使用頻度が圧倒的に多い呼吸鎖酵素複合体IのサブユニットND6の欠損を示唆し、長年分子レベルの理由が不明であった複合体I活性の低下というMELAS患者の生化学的特徴を説明できる。これらの知見はRNA修飾の異常が疾患の原因になりうることを分子レベルで詳細に解析した初めての例であり、疾患の要因としてタンパク質以外に機能性RNAにも注目する必要があることを意味する。当研究ではこれまでに、MELAS、MERRFなどミトコンドリア脳筋症由来のミトコンドリアtRNAに、コドン解読に重要なアンチコドン1字目の新規のtRNAタウリン修飾が欠損するという現象を見出している。

また、UUGコドンの使用頻度が圧倒的に多い呼吸鎖酵素複合体IのサブユニットND6の欠損を示唆し、長年分子レベルでの理由が不明であった複合体I活性の低下というMELAS患者の生化学的特徴を説明できる。今年度は、新たに14709変異に起因する感音性難聴を併発する糖尿病(MIDD)患者由来の変異tRNA^<Glu>を解析し、アンチコドン1字目に存在する5-タウリノメチル2チオウリジンが欠損していることを見出した。リボソーム上におけるコドンとの結合実験においてタウリン修飾を欠損した変異tRNA^<Glu>は、本来のコドンであるGAA,GAGのみならず、アスパラギン酸のコドンであるGACにも結合することが判明した。また、放射性同位体アミノ酸のパルスラベル実験によって、ミトコンドリアタンパク質合成系へのアミノ酸の取り込み効率を比較したところ、14709変異を持つ細胞は、コントロールの細胞と比較してグルタミン酸とアスパラギン酸の取り込み比率が逆転していることを明らかにした。14709変異を持つ細胞はミトコンドリアのタンパク合成能は低下していないにも関わらず、酸素消費活性が顕著に低下していることから、タウリン修飾を欠損した変異tRNA^<Glu>は、誤翻訳を誘発することによってミトコンドリアの機能異常を引き起こすことが示唆された。このことは、タウリン修飾欠損という同一原因に起因するものの、tRNAごとに異なる機構で翻訳異常を引き起こしていると結論できる。本研究は、ミトコンドリア翻訳系の異常に起因する疾患に着目し、その分子機構を解明することを目的とした。当研究ではこれまでに、MELAS、MERRF、MIDDなどミトコンドリア脳筋症由来のミトコンドリアtRNAに、コドン解読に重要なアンチコドン1字目の新規のtRNAタウリン修飾が欠損するという現象を見出している。MELASに関しては昨年度の研究成果により、主にwobble位修飾欠損により変異tRNAが、UUGコドンを翻訳できないということが判明した。この結果はMELAS発症の第一義的原因がtRNAの修飾欠損であることを意味している。今年度は、患者検体由来の微量なRNAを用いて、高感度でタウリン修飾の有無を判別する方法を確立し、患者組織で実際にタウリン修飾欠損が生じていることを明らかにした。tRNALeu(UUR)遺伝子中に様々な点変異を有するミトコンドリア脳筋症の患者の骨格筋、心筋及び肝臓などの臓器から、微量な全RNAを抽出し、この方法を用いて解析を行ったところ、すでに培養細胞を用いた実験ですでに確かめている3243位と3271位の変異に加え、3244,3258,3291の変異を有する患者由来のtRNAにはタウリン修飾の欠損が明らかとなった。これら5つの点変異はすべてMELAS患者由来のものであった。一方、3242,3250,3254,3280位に点変異を有する患者由来のtRNAには修飾の欠損は観測されなかった。そしてこれら4つの点変異は、ミトコンドリアミオパチーやCPEOなど、すべてMELAS以外の臨床症状を示していた。
導電性高分子アクチュエータおよびセンサの統合化計算モデリング

本研究では、電気駆動高分子を利用したアクュエータおよびセンサに関する計算モデリングの開発を目標とし、それぞれの材料特性を考慮した支配方程式系の提案、有限要素法に基づいた離散化および数値解析を行い、その結果を実験結果と比較して提案した計算モデリングの有用性を検証した。まず、導電性高分子の中で最も利用が期待されているポリピロールを中心とした研究では、様々な構造のアクチュエータの電気化学・多孔質弾性挙動に対して解析を行い、提案した計算モデリングの有用性を実証した。さらに、そのモデルを先端部が拘束されたロボットグリッパーなどに適用し、センサのような挙動に対しても現象論的パラメータの修正を行えば、有効に利用できることを確認した。イオン導電性高分子のセンサモデリングに関する研究では、曲げ変形を受けるフレミオンベースIPMC材の電気的応答を予測する新たな支配方程式を提案し、有限要素解析を行ってその結果を実験結果と比較した。IPMC材に与えられたたわみの大きさによる電気的応答は実験結果と定性的に対応しているが、除荷時の応答解析では大きな相違が見られる。これらの問題点を解決するために、updated Lagrangian coordinateの導入を含んだ支配方程式系の修正および物理定数の精密な再検討を行っている。また、電気駆動高分子の一種である誘電性エラストマを利用したアクチュエータに関する研究では、超粘弾性理論に基づいた計算モデリングを提案し、汎用プログラムANSYSを利用してその有用性を検証した。研究代表者と分担者は、導電性高分子を用いたアクチュエータの設計を支援するため、導電性高分子膜内で生じる多様な電気化学的応答および力学的挙動を解析する計算システムを開発している。本研究では、現在までの研究の新たな展開として導電性高分子を用いたセンサに関する有限要素モデリングを構築することを目的としている。本研究では、イオン導電性高分子の一種であるフレミオンを用いたはりおよびドーム型センサモデルに対し、研究代表者と分担者により開発されたイオン導電性高分子アクチュエータの計算モデリングを利用して、試行錯誤法による数値解析を行った。センサモデルは、金属電極によりコーティングされたフレミオン膜より成り、接触変位を発生電圧により検出する。すなわち、入力と出力がアクチュエータモデルと逆になるが、アクチュエータに対する順解析手法を繰返し適用することにより、ある程度までセンサモデルの挙動をシミュレートすることが可能と考えられる。そこで、アクチュエータモデルによる試行錯誤計算結果を、ワシントン大学・知的材料システムセンターの田谷らにより与えられたセンサモデルに対する実験結果と比較することにより、センサモデルにおける物理定数の変化や支配方程式の妥当性などに関して検討を行った。電流(電圧)・変位・反力の関係において、実験結果と十分に対応する計算結果は得られていないが、さらに検討を進め、イオン導電性高分子を用いたセンサモデルの電気化学・力学挙動に対する新たな計算モデリングを開発予定である。なお、プログラミングおよび数値計算においては、本研究経費で購入した高性能ワークステーションを利用することにより、計算の効率性を高めた。
多孔質内水平気液二相流における気泡立体構造の可視化

従来の透過光による気液二相流の可視化では、定性的な流動パターンは大まかに確認できるものの、原理的に気泡の立体構造の情報が欠落することになる。本研究では、光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法を新たに提案した。特に気液界面の判別では,ロンキー・ルーリングを導入し、入射光の縞模様が気液界面では屈折して写り込む現象から、気液界面が容易に判別可能となった。さらに、気液二相流のモデリングの基盤となる局所体積平均の発散定理の誤りを指摘するとともに、レイノルズ輸送方程式を詳細に検討することにより局所体積平均の発散定理を修正した。従来の気液二相流の可視化では、透過光が用いられてきた。しかしながら、透過光による可視化では、定性的な流動パターンは大まかに確認できるものの、原理的に気泡の立体構造の情報が欠落するため、気泡の合体・分裂などの変形メカニズムの素過程の検証あるいは画像解析によるボイド率計測などは困難となる。そこで本研究では、次のような光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法を新たに提案し、実験的に未検証のままである多孔質内部における気泡の微視的挙動を明らかにしていく。(1)蛍光色素であるローダミンBを注入し、液相を蛍光できる状態にする。(2)レーザーシート光(波長532 nm)を照射した場合、気液界面でハレーションは生じるものの、液相のみオレンジ色(波長は約590 nm)に蛍光することになる。(3)シャープカットフィルター(例えば、560 nm以下)を用いて、気泡部分の波長の光を遮光すれば、気泡幾何形状が抽出されることになる。単一気泡の実験においては、気液界面での光の屈折(気液の屈折率の違い)および反射(臨界角)などの寄与について検討した。シート光入射面の気泡外周に相当する領域には筋模様が生じ、気液界面を判別可能となる。一方、シート光射出側では減光するため、気液界面の判別は困難となるものの、遮光領域の幅が気泡径と一致することより、気液界面を判別する際の一助となる。一方、アクリル円柱群を狭い隙間に千鳥配列することにより多孔質構造体を模擬した実験では、本可視化法を用いて低クオリティ領域での気泡形状が判別され、多孔質内気液二相流の内部流動状況を検証することが可能となった。まずは、本研究で提案する“光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法"が、気泡断面幾何形状を抽出可能かどうかを検証する必要がある。本年度は、単一気泡の実験ならびに円柱群による多孔質構造体を模擬した実験を実施し、本可視化法が気泡の立体構造を明らかにする上で有効であることを示した。なお、当初の計画では、PET球殻を単一気泡に模擬することにしていたが、PETには厚みがあり固体部は蛍光しないため、気液界面の判別に影響を及ぼすことが明らかになった。そこで、径が比較的大きく真球度が高い気泡をするために、オリゴ糖内で気泡を発生させた。水の場合には、気泡上昇速度が大きく、上昇するにつれて気泡形状が変形してしまい真球度が保たれなくなるが、粘性の高いオリゴ糖では、上昇速度が小さいため真球度が良好であった。オリゴ糖を用いることにより表面張力大きさが変わるものの、気液界面での光の屈折および反射を原理的に検討する上で特に問題は生じないと考えられる。単一気泡の実験方法に変更が生じたものの、研究目的を達成する上で、研究はおおむね順調に進展している。しかしながら、透過光による可視化では、定性的な流動パターンは大まかに確認できるものの、原理的に気泡の立体構造の情報が欠落することになる。平成27年度は、次のような光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法を新たに提案した。(1)蛍光色素であるローダミンBを注入し、液相を蛍光できる状態にする、(2)レーザーシート光(波長532 nm)を照射した場合、気液界面でハレーションは生じるものの、液相のみオレンジ色(波長は約590 nm)に蛍光することになる、(3)シャープカットフィルター(例えば、560 nm以下)を用いて、気泡部分の波長の光を遮光すれば、気泡幾何形状が抽出されることになる。単一気泡の実験では、シート光入射面の気泡外周に相当する領域に筋模様が生じ、気液界面が判別可能となり、本可視化法が単一気泡の立体構造を抽出する上で原理的に有効であることを確認した。平成28年度は、ボイド率測定など定量的測定が可能になるように、可視化法の改良を試みた。前年度において、片側からレーザーシート光を照射する際、射出側では減光し遮光領域が生じ、気液界面の判別は困難であったが、両側からシート光を照射することにより、この問題を解決した。さらに、シート光を通過する際の気泡後半部分においては前半の気泡自体がレンズの役割を果たすため,気液界面の判別が困難となる問題が生じていたが、メッシュを介してシート光を照射することにより、気液界面を明瞭化する方法を考案した。

平成27年度においては、本研究で提案する“光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法"は、単一気泡の立体構造を抽出する上で原理的に有効であることを明らかにしたものの、気泡界面判別における問題点も明らかになった。例えば、シート光を片側から照射した場合、遮光領域の幅が気泡径と一致するため気液界面を判別する際の一助となるという特性を見出したものの、遮光領域が生じるシート光射出側では気液界面の判別は困難となることも判明した。この問題を解決するために、本年度は両側から異なる出力のシート光を照射することにより、気液界面を判別できるようにした。さらに、シート光を通過する際の気泡前半部分では気液界面の判別は容易であったものの、後半部分においては前半の気泡自体がレンズの役割を果たすため、気液界面が実際よりも縮小されて観察されるとともに、シート光の写り込みが気液界面の判別を困難にすることも判明した。そこで、メッシュを介してシート光を照射することにより、メッシュによってもたらされる縞模様が気液界面で不連続になるという特性を用いて、気液界面を明瞭化するという方法を考案した。さらに、狭い隙間内に円柱群を千鳥配列したHele-Shaw円柱群を多孔質構造体に模擬し、気泡流に対して本可視化法を適用した。二値化処理により気相面積(瞬間ボイド率)を算出し、瞬間ボイド率の時系列変化から気泡の挙動を検討している。可視化の精度を向上させるためにまだ課題はあるものの、研究目的を達成する上で、研究はおおむね順調に進展している。従来の透過光による気液二相流の可視化では、定性的な流動パターンは大まかに確認できるものの、原理的に気泡の立体構造の情報が欠落することになる。また、気泡の立体構造を把握する手法として、レーザーシート光を気泡に照射することにより断面(スライス)画像を取得する方法が考えられるが、気液界面でのハレーションが気泡幾何形状の輪郭を計測する上で大きな障害となってくる。そこで本研究では、次のような光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法を新たに提案した。(1)蛍光色素であるローダミンBを注入し、液相を蛍光できる状態にする、(2)レーザーシート光(波長532 nm)を照射した場合、気液界面でハレーションは生じるものの、液相のみオレンジ色(波長は約590 nm)に蛍光することになる、(3)シャープカットフィルター(例えば、560 nm以下)を用いて、気泡部分の波長の光を遮光すれば、気泡幾何形状が抽出されることになる。本可視化法から得られた画像に対して二値化処理を施し、気相部分を抽出することにより、低クオリティ領域での現象について検討することが原理的に可能となった。特に、気液界面の判別では,ロンキー・ルーリングを導入し、入射光の縞模様が気液界面では屈折して写り込む現象から、気液界面が容易に判別可能となる。また、本可視化法は気泡流のような流動状況で極めて有効であることが示されている。気液二相流のモデリングにおいては、局所体積平均という概念が用いられ、局所体積平均の発散定理が基盤となっている。気泡に作用する抗力などを局所体積平均の発散定理から導出する試みがある。しかしながら、この発散定理に関してはいくつかの疑問(微分可能、圧力補正)も投げかけられている。そこで本研究では、レイノルズ輸送方程式を詳細に検討することにより、局所体積平均の発散定理を修正した。本研究では、光の波長の違いを利用した気泡断面画像の可視化法を新たに提案した。特に気液界面の判別では,ロンキー・ルーリングを導入し、入射光の縞模様が気液界面では屈折して写り込む現象から、気液界面が容易に判別可能となった。
本態性高血圧症における血管作動性物質分解酵素系の不均衡に関する研究

【目的】既に報告済みの平成3年度の研究実施計画に従い、我々は本態性高血圧症患者と健常人における各種脈管作動物質分解酵素活性を測定し、これら酵素群の構築性を比較検討した。【方法】本態性高血圧症患者46例と年齢を合致させた健常人46例を対象とした。これらの対象から血清を採取し、アミノペプチダ-ゼAおよびB、ロイシンアミノペプチダ-ゼ、アンジテオテンシン変換酵素、キニネ-スーI、カテプシンBおよびD、プラスミン、スロンビン、トリプシン、キモトリプシン活性を合成基質を用いた酵素免疫測定法で測定した。これら酵素活性測定値をコンピュ-タ-計算によるprincipalーcomponentsーmultivariate analysisによって分析し、酵素系の構築性を検討した。【結果】健常人に比較して、本態性高血圧症患者群ではアンジオテンシン変換酵素活性が有意に増加を示したが、その他の酵素活性は有意に減少していた。これら酵素活性値とdiscriminant function socreの間の相関関係から検討した結果でも、最も高い相関係数を示した酵素はアンジオテンシン変換酵素であった。さらにこれら相関関係のベクトル解析では、やはりアンジオテンシン変換酵素のみが正の方向性を示し、アミノペプチダ-ゼを初めとするその他の酵素はすべて負の方向性を示した。【結論】本態性高血圧症患者では、各種脈管作動物質の生成・分解に関与する各種酵素群の構築性が、昇圧物質であるアンジオテンシンーIIの生成に対して有利に作用し、アンジオテンシンーIIの分解や降圧物質であるキニンの生成に対しては不利に利用するアンバランスな構造を呈している。これら各種酵素群の構築性の不均衡が本態性高血圧症の病態機序に関与していることが明らかになった。
動物実験施設における実験動物由来動物実験用リソースの微生物汚染状況調査と対応策

★実験動物由来動物実験用リソース(継代腫瘍細胞)の微生物汚染状況調査実験動物由来動物実験用リソースの微生物汚染状況を調査し、動物実験施設間の授受でこれらを介した微生物汚染の拡大の対応策を検討することを本研究の目的とした。◎検体の収集:国公私立大学の医学系動物実験施設よりマウスおよびラットで継代された腫瘍細胞(11大学より45検体。内訳:マウス腫瘍細胞34件、ラット腫瘍細胞7件、マウス継代ヒト腫瘍細胞4件)を収集出来た。◎調査:病原体によって、遺伝子診断法(PCR法,RT-PCR法)と、抗体産生試験(MAP法、RAP法)を使い分けて微生物保有状況を調べた。検査のための微生物項目は、欧米での調査結果や国内での予備的調査から汚染が懸念される微生物、および汚染があった場合ヒトへの感染が懸念されるものを対象とし、肺マイコプラズマ(Mycoplasma pulmonis)、乳酸脱水素酵素ウイルス(LDV)、マウス肝炎ウイルス(MHV)、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LVCMV)、腎症候性出血熱ウイルス(Hantaan virus)、マウスパルボウイルス(MVMおよびMPV)、ラットパルボウイルス(KRV,H-1およびRPV)とした。◎結果:これまでの研究(遺伝子診断法)により、LDV(マウス腫瘍細胞)とパルボウイルスに対し、460%の陽性結果が認められている。しかし、確実を期すため別の方法で確認診断を行って最終結果を出したい。なお、引き続き残りの微生物検査も実施中であり、その結果を待って検査対象の拡大、陽性腫瘍細胞からの微生物除去(あるいは更新等)について検討する予定である。
顎関節症にともなう痛みの基礎的研究

咬筋と顎関節の刺激に応ずる三叉神経脊髄路核尾側部ニュ-ロンの生理学的性質について検索し、以下の結果を得た。咬筋の電気刺激に応ずる三叉神経脊髄路核尾側部ニュ-ロン:1.応答の得られた範囲は、閂より尾側0.53.0mm、側方へ0.52.5mmの範囲であった。2.尾側亜核浅層からは短潜時群(SR)と長潜時群(LR)が、外側網様体からはSRが記録された。3.それぞれのベキ指数は、2.7、1.9、7.0であり、差異が認められた。4.推定伝導速度はAδ線維の伝導速度範囲であった。5.以上のことから、咬筋からの侵害情報は、三叉神経脊髄路核尾側部において、異なった3つの情報伝達過程によって、上位中枢へ中継されることが示唆された。咬筋と顎関節の刺激に応ずる三叉神経脊髄路核尾側部ニュ-ロン:1.135のニュ-ロンの応答を記録した。2.これらのニュ-ロンは、咬筋および顎関節の刺激に対する応答性から、低閾値機械受容ニュ-ロン(LTM)、特異的侵害受容ニュ-ロン(NS)、広作動域ニュ-ロン(WDR)の3群に分類された。3.咬筋の刺激に応答する121ニュ-ロンは、LTM(37)、NS(21)、WDR(63)であった。4.顎関節の刺激に応答する122ニュ-ロンは、LTM(39)、NS(17)、WDR(66)であった。5.これらのニュ-ロンの70%は、侵害受容に関与するニュ-ロンであった。6.また、これらのニュ-ロンの大多数(80%)は、咬筋と顎関節の両者の刺激に応答を示す、収束型であった。7.収束型ニュ-ロンの80%は、咬筋あるいは顎関節の侵害刺激に応答を示し、侵害受容に関与していた。以上の結果から、三叉神経脊髄路核尾側部は、顎顔面部の侵害受容に深く関与しており、収束型ニュ-ロンが非常に多いことから、これらのニュ-ロンが関連痛を含めた顎顔面部の複雑な痛みの発現機構に関与することが示唆された。咬筋の電気刺激に応ずる延髄三叉神経尾側部ニューロンの分布と性質について検索し、以下の結果を得た。1.応答の得られた範囲は、閂より尾側0.53.0mm、側方へ0.52.5mmの範囲であった。2.上記の応答は、短潜時群(SR)と長潜時群(LR)とに分類された。潜時は、SR1.4ms、LR6.2msであり、推定伝導速度は、それぞれ19m/sと4m/sで、ともにAδの伝導速度範囲であった。3.SRとLRの記録部位は局在性が異なり、LRは吻側・外側部に多く、SRは尾側・内側に多く分布した。また、尾側亜核浅層からはSRとLRが、延髄外側網様体からはSRが記録された。

4.刺激強さと応答の振幅との間にはベキ関数(Stevensの法則)が成立した。ベキ指数は、SRが2.7、LRが3.0で、両者に統計的な有意の差は認められなかった。5.以上の結果から、各応答は痛みの伝達に関与していると考えられるが、それぞれの機能的意義が異なるとともに、上位中枢への情報伝達過程も異なる可能性が示唆された。顎関節の自然刺激に応ずる延髄三叉神経尾側部ニューロンの分布と性質について検索中であり、現在のところ以下の結果を得ている。1.応答の得られた範囲は、閂より尾側0.53.5mm、側方0.52.0mmの範囲であった。2.同部において、低閾値侵害受容ニューロン、広作動域ニューロン、特異的侵害受容ニューロンの3種が同定された。3.広作動域ニューロンの多く(22/25)は、咬筋からの入力の集束がみられた。前年度において、咬筋の電気刺激に応ずる三叉神経脊髄路核尾側部ニュ-ロンの分布と性質について検索し、報告した。今年度において、入力部位を組織学的に検討したところ、さらに以下のようなことが明かとなった。1.尾側亜核浅層からは短潜時群(SR)と長潜時群(LR)が、外側網様体からはSRが記録された。2.それぞれのベキ指数は、2.7、1.9、7.0であり、差異が認められた。3.以上のことから、咬筋からの侵害情報は、三叉神経脊髄路核尾側部において、異なった3つの情報伝達過程によって、上位中枢へ中継されることが示唆された。咬筋と顎関節の刺激に応ずる三叉神経脊髄路核尾側部ニュ-ロンの性質について検索し、以下の結果を得た。1.135のニュ-ロンの応答を記録した。2.これらのニュ-ロンは、咬筋および顎関節の刺激に対する応答性から、低閾値機械受容ニュ-ロン(LTM)、特異的侵害受容ニュ-ロン(NS)、広作動域ニュ-ロン(WDR)の3群に分類された。3.咬筋の刺激に応答する121ニュ-ロンは、LTM(37)、NS(21)、WDR(63)であった。4.顎関節の刺激に応答する122ニュ-ロンは、LTM(39)、NS(17)、WDR(66)であった。5.これらのニュ-ロンの70%は、侵害受容に関与するニュ-ロンであった。6.また、これらのニュ-ロンの大多数(80%)は、咬筋と顎関節の両者の刺激に応答を示す、収束型であった。7.収束型ニュ-ロンの80%は、咬筋あるいは顎関節の侵害刺激に応答を示し、侵害受容に関与していた。以上の結果から、三叉神経脊髄路核尾側部は、顎顔面部の侵害受容に深く関与しており、収束型ニュ-ロンが非常に多いことから、これらのニュ-ロンが関連痛を含めた顎顔面部の複雑な痛みの発現機構に関与することが示唆された。
メカニズムデザイン理論に基づき情報の価値を決定し高機微個人情報の流通を促す手法

本研究は,スマートウォッチに代表されるウェアラブルデバイスなどのセンサなどにより収集される機微度の高い個人情報(高機微個人情報)を対象とし,これらの情報を自分自身のデバイスで獲得し提供する個人ユーザ(データ提供者)と,その情報を収集・分析して目的を達成しようとする企業等(データ収集者)の間で,情報を効果的に流通するための枠組みを確立することを目指すものである.本研究は,スマートウォッチに代表されるウェアラブルデバイスなどのセンサなどにより収集される機微度の高い個人情報(高機微個人情報)を対象とし,これらの情報を自分自身のデバイスで獲得し提供する個人ユーザ(データ提供者)と,その情報を収集・分析して目的を達成しようとする企業等(データ収集者)の間で,情報を効果的に流通するための枠組みを確立することを目指すものである.