hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工現実環境における能動的動作と大脳活動に基づく適合性の評価

3次元空間内をランダムに移動する仮想目標物体を遠隔操作状態での仮想の手で追従させ、その特性を解析した。さらに、被験者がトラックボールを用いて能動的に物体を回転して観察した条件と、他の被験者が物体を回転したリプレイを受動的に観察した条件との間で、後の物体認識課題の成績を比較するとともに、能動的および受動的物体認識課題遂行中の脳活動を脳磁計(MEG)を用いて評価した。その結果、以下の諸点が明らかとなった。1.提示仮想物体の反転運動に追従して手の運動方向が反転するまでの時間(方向反転潜時)は、遠隔操作時の奥行き方向で特異的に延長し、操作する手と仮想の手とのズレ量が大きい程顕著であった。ただし、ある範囲(遠隔追従限界)内では反転潜時の延長が認められず、私たち人間が既に獲得している手の運動制御機構の空間的範囲の拡張が示唆される。2.遠隔追従限界は、利き手が非利き手に比べて多少広く、両利きの被験者ではほぼ同等であった。追従課題の試行回数に伴って方向反転潜時が減少する傾向が利き手で確認され、既に獲得された手の運動制御機構と密接に関連しつつ、新しい運動制御が学習されたと推測される。3.被験者自身が能動的に物体を回転する観察条件では、他の被験者が回転したリプレイを受動的に観察した条件に比べて、後の物体認識成績が有意に向上し、物体の記憶表現と見えとの間の照合過程が促進された。能動的探索あるいは受動的観察を行う前後で物体認識課題遂行中の脳活動をMEGで測定した結果、能動的探索後では左頭頂間溝周辺の活動減少傾向が見られた。これは、能動的に見えを探索することで得られる運動系の情報が比較照合過程の負荷を減少させていることを示唆している。人工現実感環境は、シースルー型HMDによる立体ディスプレイ装置で表現した。実際の手の3次元位置をポヒマス磁気センサーで計測し、VRソフトウエアを用いて仮想の手の運動へフィードバックさせた。3次元空間内を方向・速度がランダムに移動する仮想目標物体を提示し、遠隔操作状態における仮想の手でこれを追従させた。遠隔距離による追従特性を解析した結果、主に以下の点が明らかとなった。1.提示仮想物体の反転運動に追従して手の運動方向が反転するまでの時間(方向反転潜時)は、遠隔操作時の奥行き方向で特異的に延長し、操作する手と仮想の手とのズレ量(遠隔距離)が大きくなるほど奥行方向の反転潜時が延長した。ただし、遠隔距離が外側で約20cm、内側で約10cmの範囲(遠隔追従限界)内では反転潜時の延長が認められず、実際の手による操作と同様であった。これは、私たち人間が既に獲得している手の運動制御機構が、訓練によって適応範囲を空間的に拡張することを示唆していた。2.手の運動制御機構の空間的拡張に対する運動経験の影響を利き手および非利き手で検討した結果、上記遠隔追従限界は利き手が非利き手に比べて多少広い傾向が見られた。また、両利きの被験者では、ほぼ同等であった。3.利き手と非利き手による追従特性の差異および追従課題の反復による学習効果を検討した結果、追従課題の試行回数に伴って方向反転潜時が減少する学習効果が明らかとなった。特に、利き手での学習効果が顕著であり、100回程度の試行回数で利き手による遠隔追従限界の広がりが確認された。

これは、既に獲得された手の運動制御機構と密接に関連しつつ、新しい運動制御が学習されたと結果と推測された。前年度に作成した人工現実感システムを用い、3次元空間内を方向・速度がランダムに移動する仮想目標物体を、遠隔操作状態における仮想の手で追従させた。遠隔距離による追従特性における学習効果を、被験者の利き手および非利き手で解析した結果、追従課題の試行回数に伴って方向反転潜時が減少する学習効果が明らかとなった。特に、利き手での学習効果が顕著であり、100回程度の試行回数で利き手による遠隔追従限界の広がりが確認された。これは、既に獲得された手の運動制御機構と密接に関連しつつ、新しい運動制御が学習されたと結果と推測される。なお、利き手および非利き手による遠隔追従限界は利き手が非利き手に比べて多少広い傾向が見られ、両利きの被験者では、ほぼ同等であった。手の能動的動作が運動の学習に及ぼす影響を明らかにする目的で、被験者がトラックボールを用いて能動的に物体を回転して観察した条件と、他の被験者が能動的に物体を回転したリプレイを受動的に観察した条件の間で、後の物体認識課題の成績を比較した。その結果、前者の条件で、認識成績が有意に向上し、物体の記憶表現と呈示された物体の見えとの間の照合過程が促進されたと考えられた。さらに、能動的探索あるいは受動的観察を行う前と後で物体認識課題遂行中の脳活動をMEGで測定した結果、前者の被験者群で、能動的探索後に左頭頂間溝周辺の活動が減少する傾向が見られた。これは、能動的に見えを探索することで得られる運動系の情報が比較照合過程の負荷を減少させていることを示唆している前年度に引き続き、人工現実感システムを用いて3次元空間内を方向・速度がランダムに移動する仮想目標物体を、遠隔操作状態における仮想の手で追従させた。遠隔距離による追従特性における学習効果を、被験者の利き手および非利き手で解析した結果、追従課題の試行回数に伴って方向反転潜時が減少する学習効果が再確認された。これらの結果は、既に獲得された手の運動制御機構と密接に関連しつつ、新しい運動制御が学習されたことを示唆している。手の能動的動作が運動の学習に及ぼす影響を明らかにする目的で、被験者がトラックボールを用いて能動的に物体を回転して観察した条件と、他の被験者が能動的に物体を回転したリプレイを受動的に観察した条件の間で、後の物体認識課題の成績をより詳細に検討した。その結果、前者の条件で、認識成績が有意に向上し、物体の記憶表現と呈示された物体の見えとの間の照合過程が促進されていた。さらに、能動的探索あるいは受動的観察を行う前と後で物体認識課題遂行中の脳活動をMEGで測定した結果、前者の被験者群で、能動的探索後に左頭頂間溝周辺の活動が減少する傾向が再確認された。これは、能動的に見えを探索することで得られる運動系の情報が比較照合過程の負荷を減少させていることを示唆している。
燃焼系Ｄ－アミノ酸増強トマト果実におけるキラル技術の応用

トマト果実のSlAlaRacemase1およびSlAlaRacemase2をクローニングし、塩基配列を決定し、ラセマーゼの予想分子量と一致する45kDaおよび47kDaのGST融合タンパク質を調製することに成功した。また、糖代謝制御に関わるSNF関連キナーゼが肥大期の果実で特異的に発現することを見出した。一方で、ダイズ子実における分岐鎖アミノ酸(BCAA)合成に関与する分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素(BCAT)について、4候補遺伝子を選抜した。子実貯蔵タンパク質の合成が盛んになるにつれ全BCAA量が急激に増加し、もやしにおいても、栄養飢餓に応答して顕著に誘導されることが明らかになった。D-アラニンを含む果実を作出する目的で、トマトSlAlaRacemase1およびSlAlaRacemase2をクローニングして塩基配列を決定した。さらにラセマーゼの予想分子量と一致する45kDaおよび47kDaのGST融合タンパク質を調製することに成功した.また、トマト果実の糖代謝制御に関わるSNF関連キナーゼが肥大期の果実で特異的に発現することを見出し、器官特異的に、CIPKが発現していることを明らかにした。また、アラニンは、ロイシン、イソロイシン、バリンとともに燃焼系アミノ酸と言われ、分岐鎖アミノ酸(BCAA:Branched-chain aminoacid:バリン、ロイシン、イソロイシン)にも注目し、子実におけるBCAA合成の制御機構を解明した。分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素(BCAT :Branched-chain aminotransferase)について、AtBCATとの高い相同性が認められたダイズのGmBCAT2、GmBCAT3、GmBCAT4、GmBCAT5の4つを候補遺伝子として選抜した。子実内のアミノ酸プールに蓄えられたBCAAはタンパク質合成に使われるため、種子貯蔵タンパク質の合成が盛んになるにつれ全BCAA量が急激に増加していると考えられた。また、ダイズ芽生えにおけるGmBCAT3の遺伝子発現およびBCAT関連タンパク質の解析を行ったところ、栄養飢餓に応答して顕著に誘導された。このことより、BCAT3はエネルギー供給のためのBCAA分解にも関与していることが示唆された。従来,高等植物にはL-アミノ酸の重合したタンパク質が重要であり、D-アミノ酸はほとんど存在せず,その生理的意義や生成メカニズムは依然として明らかではない.しかし,様々なD-アミノ酸のうちアラニン、セリン、バリン、ロイシン、トリプトファンのD体は強い甘みを呈することが判明している.特にD-アラニンは魚介類、アサリ、カニなどの甘み成分としてL-アラニンとともに高濃度で含まれている.D-アラニン生合成にはL-,D-アラニンのラセミ化を触媒するアラニンラセマーゼが関与しており,細菌や真核生物ではピリドキサールリン酸(ビタミンB6)を補酵素とする一群の酵素が報告されている.そこで新規な食感覚としてD-アラニン含むトマト果実を作出する目的で,藻類,酵母から報告されているアラニンラセマーゼ遺伝子と相同性の高い遺伝子候補をトマトESTデータベースより探索した.既知のアラニンラセマーゼ遺伝子と相同性の高い2つのトマトEST塩基配列を元に、常法に従いトマトcDNAライブラリーを鋳型に3'-RACE法により,二つの遺伝子, SlAlaRacemase1およびSlAlaRacemase2をクローニングして塩基配列を決定した.さらにこれらの遺伝子をpGEX4T-1ベクターに組み込み,グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)融合タンパク質を大腸菌において発現,精製することにより,予想分子量と一致する45kDaおよび47kDaのGST融合タンパク質を調製することに成功した.今後は,この遺伝子産物の生化学的諸性質および遺伝子の発現プロファイルの解析を予定している.一方で,トマト果実の糖度向上にも着目し,糖代謝制御に関わるSNF関連キナーゼが花や若い果実で特異的に発現することを見い出した.本研究では,特定のアミノ酸プール形成メカニズムと生成したD-アミノ酸の輸送機構の解析を行う. D-アミノ酸代謝・蓄積を調節する分子メカニズムについて明らかにすることにより,新食感甘味D-アミノ酸を含有する機能性食品として栄養価の高いトマトを生産する方法について考察する.該当なし
急性硬膜下血腫におけるHemispheric Swellingの発生機序に関する研究-興奮性アミノ酸の関与と細胞エネルギー需要の亢進-

研究結果および考察1.急性硬膜下血腫のモデルは、0.1もしくは0.2mlの自家血を硬膜下腔に23G針を用いて注入することで作成した(N=32)。0.2mlの自家血注入群では時間経過とともに生存率は低下したが、0.1mlの自家血注入群では24時間後も全例生存した。2.硬膜下血腫作成後30分、3時間、6時間、24時間後に断頭し、硬膜下血腫を除去した後、乾燥重量法を用いて左右大脳半球の水分含有量を測定した。その結果、6時間後での硬膜下血腫作成側の大脳半球水分含有量の増加が最大となった。3.硬膜下血腫作成6-12時間後にミトコンドリアの酸素代謝を示すcytochrome oxidase(CYO)活性を組織化学染色法にい観察した。CYO活性は硬膜下血腫作成後においても有意な変化を示さず、少なくとも0.1ml自家注入群では、硬膜下血腫直下の脳表面において脳虚血は発生していないと考えられた。4.興奮性アミノ酸の拮抗薬であるキヌレン酸(800mg/kg)を硬膜下血腫作成前30分に腹腔内に投与した。水分含有量が最大となる6時間後に断頭し、水分含有量の変化を観察した。その結果、キヌレン酸の前処置により水分含有量の増加を有意に抑制できた。虚血性脳損傷において興奮性アミノ酸が細胞腫脹に関与している事が報告されており、今回の結果は、硬膜下血腫に伴う脳腫脹の発生にも興奮性アミノ酸が一部関与していることを示している。
石炭由来タールの特異な溶剤特性を制御した褐炭からの高品位炭と機能性炭素材料の製造

酸素分・水分が多く利用が限られる褐炭などの低品位炭の利用技術として、効率的な脱酸素を可能とする溶剤改質プロセスは有望である。石炭由来タールは、複雑な組成を示す混合物であるが、既往の単一系非極性溶媒には見られない改質性と抽出性を兼ね備えている。本研究では、その特異な特性を制御利用すべく、改質・抽出機構をモデル化し、処理条件を最適化することで、高品位炭と機能性炭素材料原料を製造する。
写真測量を導入した慣性測量の測位精度向上に関する研究

慣性測量装置(IMU)にカメラを搭載し、写真測量を用いて算出したカメラの自己位置を、慣性測量の誤差を補正するカルマンフィルタの外部情報として取り入れて、慣性測量の測位精度を向上させる手法を構築した。具体的には、1カメラの位置情報を用いた慣性測量を開発した。2慣性測量装置より得られる加速度と、カメラの撮影時の位置を時間で2回微分して得られるカメラの加速度を用いて、多視点写真測量(SfM)より得られた座標にスケール(縮尺)を付与する手法を開発した。3SfMとIMUを組み合わせた測量方法を提案し、その有効性を提示した。4写真測量と慣性測量を組み合わせた測量の新たな応用事例を提示した。1、慣性装置にカメラを搭載した手持ち式の慣性測量装置の作製:慣性装置にデジタルカメラを搭載し、カメラのシャッターの信号が瞬時に慣性装置に入力できるように同期をとる装置を製作した。装置は手持ち式と肩掛け式とした。2、実験およびプログラム開発:実験は、実験室内に設置した位置が既知のターゲットを連続移動撮影する。撮影位置をA,B,C,・・Zとする。AからZの位置は慣性測量装置でも算出するが、カメラからも算出する。カメラから算出したものを外部標定要素と呼ぶ。外部標定要素を慣性測量装置のカルマンフィルターの外部情報として取り込み、慣性測量装置による測位誤差を補正するものである。解析にあたり補正プログラムを開発した。実験の結果、慣性装置のみに比べ、測位精度が向上し、本手法が有効であることを確認した。3、ステレオマッチング手法の開発:カメラの外部標定要素を算出するために、ステレオ画像上でのステレオマッチングを早く精度良く行うことが望ましい。本年度は、閉合消去法を考案した。この方法は、撮影場所の異なる3枚の重複画像を利用し、トラバース測量の閉合誤差の調整法をヒントにしたものである。本手法を用いることにより、ステレオマッチングの精度が向上することを確認した。また、これとは別に、SfMという手法を用いて、カメラの外部標定要素を算出するための画像の明るさや、撮影間隔、基準点の与え方等について検討を行った。1、近年開発が著しいSfM(Structure from Motion)に着目し、カメラの自己位置推定情報を導入した慣性測量の手法を試みた。SfMは写真測量ではなくコンピュータビジョン(CV)の分野からもたらされたものである。この方法はIMUの計測とカメラによる撮影を同時に行い、SfMによって求められた撮影時のカメラの位置情報をカルマンフィルタの外部情報として使用するものである。本研究ではこのアルゴリズムを作成し、実際の測定をもとにその有効性の実証を行った。その結果、カルマンフィルタによる誤差補正が可能であることと、測定精度の向上が図れることを確認した。2、上記の方法は基礎実験として千葉工業大学構内で実施した。応用実験は長野県高森町下市田の田園都市部約1000mと、国土地理院の院内に設置された基準点間にて、基準点測量及び地形測量に適応させた。その結果、本手法が有効であることを確認した。3、本研究に活用できる装置を作製した。具体的には、手押し台車に慣性装置とカメラ、パソコンを搭載したものである。特に、カメラは常に台車の進行方向に向けての撮影が有効であることと、慣性装置は常に概略一定方向(例えばX軸は北方向)に向かせたまま計測することが有効であることから、これらの条件を満足する装置を作製した。4、本装置の有効な操作方法を試行し確立した。1、SfMに着目したおかげで、カメラの撮影位置(自己位置推定)情報が容易に取得出来たこと。2、カメラの自己位置推定情報を導入したカルマンフィルタのアルゴリズムが作成できたこと。3、慣性装置の特性、SfMの特性が理解できたこと。4、装置の改良がうまくいったこと。5、長野と地理院での実験がうまくいったこと。慣性測量装置にカメラを搭載し、写真測量技術から算出した写真撮影時のカメラの位置を慣性測量の誤差を補正するカルマンフィルターの外部情報として取り入れて、慣性測量の測位精度を向上させる手法を構築した。具体的には、1慣性測量装置(IMU)と多視点写真測量(SfM)及びカルマンフィルターを組み合わせた手法(IMU/SfM/カルマンフィルター手法)を考案し、本方法により慣性測量の測位精度が向上できたことを提示した。本方法の意義・重要性は、慣性測量の精度向上のための新たな手法を提示できた事である。2IMUの加速度と、カメラの撮影時の位置を二階微分したカメラの加速度を用いて、SfMの値が絶対座標となるスケールの付与手法を考案し構築した。本方法の意義・重要性は、SfMのスケール付与方法として一般的に行われている「地上基準点を用いる方法」に比べ、基準点測量が不要になり、労力の低減や利便性の向上が図られる利点がある。また、本手法の同期方法により、同期装置を用いることなくカメラとIMUの同期が行えることを可能にしたことである。3SfM/IMU測量を提案し、有効性を実証した。本方法は、SfMで測定できない区間をIMUで補完して測量をするものである。一般的にSfMは撮影時のカメラの自己位置を、時間が経過したIMUに比べ良い精度で求めることが出来る。しかし、SfMは撮影環境に大きく影響され、必ずしもうまく行くとは限らない。一方、IMUは外的要因に左右されずに計測できる利点がある。

そこで両者の利点を組み合わせて、SfMの撮影が困難な場所ではIMUで計測した値をもとに位置を算出できるように開発した。本方法の意義・重要性は、自律測量の新たな手法を提示できたことである。4本手法を、地中導水路の位置測定へ適応させ有効性を確認した。この意義・重要性は、本手法の新たな応用例として提示できたことである。慣性測量装置(IMU)にカメラを搭載し、写真測量を用いて算出したカメラの自己位置を、慣性測量の誤差を補正するカルマンフィルタの外部情報として取り入れて、慣性測量の測位精度を向上させる手法を構築した。具体的には、1カメラの位置情報を用いた慣性測量を開発した。2慣性測量装置より得られる加速度と、カメラの撮影時の位置を時間で2回微分して得られるカメラの加速度を用いて、多視点写真測量(SfM)より得られた座標にスケール(縮尺)を付与する手法を開発した。3SfMとIMUを組み合わせた測量方法を提案し、その有効性を提示した。4写真測量と慣性測量を組み合わせた測量の新たな応用事例を提示した。おおむね当初の計画通りであるが、いくつか問題点も発生した。たとえば、1カメラ画像に通行人や風で揺れた樹木等が多く写ることや、撮影中に天候が急変すると、隣り合う画像の間のマッチングがうまく行かなくなり、ステレオマッチングされた点の数が少なくなる。これにより、カメラの外部標定要素の値の精度が低下する。通行人が通り過ぎるまで待つと、それだけ慣性装置での計測時間が長くなり、測位精度が低下する。この両者の関係の解決が必要である。2基礎的資料を得るために、実験条件が正確に設定可能な実験室や大学の構内で実験を行っているが、カメラの撮影基線長と被写体までの距離(基線高度比)をいろいろに変化させる実験ができる適当な場所が少ない。実験条件が限定されていることへの対策が必要である。1、SfMは写真測量的には相互標定と接続標定を行ったものである。よって、絶対標定(実際の座標系への変換)をする必要がある。現状での絶対標定の方法はモデル座標系をGCP(地上基準点)を使って行っているのが一般的である。GCPはGNSS(汎地球測位システム)で計測されることが多い。そこで、GNSSを用いないで外部標定を行うことを考案する。具体的には、慣性装置で計算されたデータを用いるが、慣性装置での計算データは計測時間で積分した積分値である。積分値は時間により誤差が累積する。積分を用いない方法を考案する。2、本装置を応用した利活用の分野を開拓する。3、研究成果をまとめて報告書を作成する。測量学平成26年度の改良と屋内外の実験を行い応用面での利用例を提示する。実験は下記の事項である。1実験室内に設置した位置が既知のターゲットを連続移動撮影し、ステレオマッチングの自動化プログラムを改良する。この成果を野外にて適応させ更なる改良を図る。2国土地理院の院内に設置されている基準点を用いて本研究で開発した手法の測位精度の確認を行う。3成果を基準点測量、地形測量に適応させる。4移動計測車両システムに適応させ、移動計測車両の測位精度向上についての実験を行う。ただし台車を用いての実験段階である。
ステロイド受容体ファミリーを介するドーパミンニューロン死の防御機構

ラット腹側中脳の初代培養を用いてBleomycin sulfate(BLM)あるいはButhionine sulfoximine(BSO)によるアポトーシスに対し、17β-estradiolが抗アポトーシス作用を有するか否かを検討した。BLMおよびBSOによる神経細胞死はDNA断片化、核クロマチンの凝集をともない、caspase-3阻害薬や、JNK/AP-1活性化抑制薬であるcurcuminによって拮抗された。curminはcaspase-3活性化を抑制しなかったが、caspase-3拮抗薬はJNK2の増大を抑制したことより、caspase-3の活性化とその下流でのJNK2活性化を介していることが示された。17β-estradiolは110nMでBSOあるいはBLM誘発アポトーシスを抑制し、この抑制作用は、エストロゲン受容体拮抗薬によって遮断された。また、17β-estradiolはBLM,BSO刺激によるcaspase-3活性化やJNK2増大に影響を与えなかった。これらの点から、17β-estradiolはERβを介し、caspase-3やJNKの活性化の下流で抗アポトーシス作用を呈すると考えられた。ERはEREを介した転写調節ではダイマー形成を必要とするが、AP-1 consensus elementを介し転写調節をする際には二量体を形成しないことから、ERのダイマー形成を合成ペブチドで抑制してその影響を調べた。その結果、抗アポトーシス作用はダイマー阻害薬によっては抑制されず、AP-1 siteを介した転写調節である可能性が示された。また、BSO刺激によってAP-1産物であるTNF-αが増大したが、17β-estradiolはこれを抑制した。17β-estradiolはERβに結合し、AP-1 siteを介した抑制的転写調節により抗アポトーシス作用を示すものと考えられた。
ハンセン病療養所を活かした学習プログラムの開発に関する研究

本研究の目的はハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することである。具体的に3点の研究課題を設定し、検討を行った。研究成果として、1フィールドワーク、アンケートを通して全ての療養所で将来構想に関わる準備が円滑に進んでいるわけではないこと、そして来園者の受け入れ体制が不十分であることが明らかになった。2療養所において来園者を受け入れる側の職員からの聞き取りを通して、語り手自身の学びが、語りかける相手としての学習者の学びと強く関係していることが明らかになった。3ワークキャンププログラムの実施を通して、講義型の学習とは異なる意義を見いだすことができた。平成26年度は、研究の目的のひとつとして掲げる「ハンセン病療養所の経営及び活用の実態」を集中的に調査するべく、奄美大島にある国立ハンセン病療養所奄美和光園と、沖縄県にある沖縄愛楽園を訪問し、1療養所を社会化していく際の方向性、2療養所の社会化をめぐる期待と問題点、3ハンセン病療養所入所者の思いや願いなどを聞き取り、各療養所の地域的・文化的環境を調査するべくフィールドワークを行った。二つの園ともに日本の療養所の中で非常に特徴的な園であり、前者は、国立療養所の中で最も入所者が少ない園であり、その経営、運営は非常に難しい状況にある。そこで、病院機能を拡張することや、医療従事者の雇用創出の場として療養所が地域に貢献する様子が考察できた。また、沖縄愛楽園では、「社会交流会館」を建設し、その準備運営をボランティアを中心に行っている様子を調査することができた。現在、それらのフィールドワークによって得られた知見と、申請者自身が8年にわたり続けてきた実践研究とを比較検討を行い、療養所の固有性とその地域の中での役割、そしてそこに関わる専門職者やボランティアの関わりとそれによる学びの形態と効果について明らかにしようとしているところである。次年度の研究では、こうした調査結果をもとにしながら、情報の整理・分析に時間を費やし、新たな学習プログラムの検討や、学びの効果について検討できる尺度などの検討を行っていく予定である。本研究の目的は、ハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することであった。研究実績の概要を具体的な目的に対応させて報告する。1点目の目的であるハンセン病療養所が統廃合されつつある状況を踏まえて、その将来的な経営、活用の実態がどのようになされようとしているのか、その実態を明らかにすることについては初年度から継続して日本財団主催の国際会議やハンセン病市民学会といった機会を活用しつつ、ハンセン病回復者の方から聞き取りを行ってきた。2ハンセン病問題を学ぼうとする学習者に対して実際に学習プログラムを構築・実施することを通してその成果と課題を明らかにすることについては初年度に継続してハンセン病療養所における将来構想に関する情報収集及び実践的研究を行ってきたハンセン病療養所における学習プログラムの実施と分析を行った。最後に3学習プログラムがハンセン病療養所にもたらす教育効果以外の効果については、仮説の域を出ないが、学習者以外の人々にとってハンセン病療養所がより身近で、「労働の場」としても意義深い空間になっていることが明らかになりつつある。また、学びというキーワードで言えば、実施計画の中に示したハンセン病回復者自身の学び、ハンセン病のことを学習する他者としての学習者の学び、そして療養所で働く専門職者の学びといった多様な学びの萌芽がみられる。この仮説の実証についてはデータの収集を最終年度も継続して行い、研究成果に反映させる予定である。必要なデータについては、おおむね順調に収集できてきているが、分析及び文章化の構想について逡巡し、作業がやや停滞しているため本研究の目的は、ハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することであった。研究実績の概要について具体的な目標に対応させて報告する。1点目のハンセン病療養所が統廃合されつつある状況を踏まえて、その将来的な経営、活用の実態がどのようになされようとしているのか、その実態を明らかにすること、については昨年度より資料収集及びフィールドワークによって全国にあるハンセン病療養所の現状のリサーチは実施してきた。実情としては全国のハンセン病療養所においてミュージアムの開設が行われつつあり、医療施設としてのみならず、歴史やそこにいきた人間の生き様も合わせて学習に結びつけようとする萌芽が見られている。2点目であるハンセン病問題を学ぼうとする学習者に対して実際に学習プログラムを構築・実施することを通してその成果と課題を明らかにすること、については平成28年度に長島にある邑久光明園において一週間近くにわたる学習プログラムを実施した。市民の中には10年前に初めてハンセン病問題について知った学習者が10年度時間を経て再度ハンセン病療養所に訪れプログラムに参加するものがいた。その中で学習プログラムをハンセン病療養所で続けることの意義も新たに確認された。このようにハンセン病療養所を活かした学習の場作りについて調査研究してきた結果を生かしつつ行った実践研究であり、研究的にも意義あるものであった。最後に、学習プログラムがハンセン病療養所にもたらす教育効果以外の効果について検討することについては、社会交流会館の開設、学芸員の設置などに見られる動向などをおいつつ、継続的な調査を行なった。必要な調査及び実践研究は概ね予定どうりに進行してはいるが、文章化・研究論文執筆について期間延長の原因にもなった私的な事情も相まって滞っている。

本研究では、ハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することを目的とし、1ハンセン病療養所が統廃合されつつある状況を踏まえて、その将来的な経営、活用の実態がどのようになされようとしているのか、その実態を明らかにすること、2ハンセン病問題を学ぼうとする学習者に対して実際に学習プログラムを構築・実施することを通してその成果と課題を明らかにすること、3学習プログラムがハンセン病療養所にもたらす教育効果以外の効果を検討することの3点を研究課題とした。1の課題については、ハンセン病市民学会という学術/市民活動団体の名前ではあるが、全国のハンセン病療養所に向けて、教育・学習の現状について把握するための調査を行った。2の課題については、2016年のハンセン病療養所での学習プログラムの実施中心にいくつかの実践を国立ハンセン病療養所邑久光明園において行った。3の課題については、予備調査でインタビューを行った沖縄愛楽園交流会館の学芸員に追加のインタビューを行い、博物館を中心とした教育・学習、啓発の拠点をボランティアを含めた市民で作り上げることの意義と効果についての知見を得ることができた。以上の、量的・質的な研究を行なった成果については、研究論文としての整理はもとより、2017年、日本福祉教育/ボランティア学習学会長野大会の学会シンポジウムにおいて「ハンセン病問題に向き合う福祉教育・ボランティア学習の探究」というテーマで研究報告を行った。本研究の目的はハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することである。具体的に3点の研究課題を設定し、検討を行った。研究成果として、1フィールドワーク、アンケートを通して全ての療養所で将来構想に関わる準備が円滑に進んでいるわけではないこと、そして来園者の受け入れ体制が不十分であることが明らかになった。2療養所において来園者を受け入れる側の職員からの聞き取りを通して、語り手自身の学びが、語りかける相手としての学習者の学びと強く関係していることが明らかになった。3ワークキャンププログラムの実施を通して、講義型の学習とは異なる意義を見いだすことができた。本研究は、ハンセン病療養所を活かしつつ、ハンセン病回復者と協働した学習プログラムを開発することを目的としている。この目的を達成するために1ハンセン病療養所の実態を明らかにすること、2実際に学習者対するプログラムを開発し、その意義と問題点を検討すること、3学習効果について多角的に検討することの3つの作業目標を設定した。これに照らして平成26年度の作業を整理すると以下のようになる。1ハンセン病療養所の実態の解明については、国立の13療養所のなかでも療養所のこれからについて関心が寄せられている2園(奄美和光園、沖縄愛楽園)を訪問し、和光園ではソーシャルワーカー、看護師、入所者から聞き取りをおこない、療養所の実態把握に努めた。沖縄愛楽園では、「社会交流会館」の設立の中心人物である学芸員から、社会交流会館設立にかける思い、問題点などを聞き取ることができた。しかし、一方で、他の療養所の特性については未だ調査不足と言わざるを得ない。
肝疾患における肝小葉内全体での形態変化の数理メカニズム解析

肝臓のミクロ構造の3次元配置について着目し、研究を行ってきた。血管系である類洞と、毛細胆管が織りなす3次元共連結構造に着目し、研究を行ってきた。今年度は特に機械学習を取り込んだ画像処理技術を用い、これまで用いて来た技術より効果的なセグメンテーションや画像分類を用いた手法を開発した。開発した手法を用いて、脂肪肝の診断空間統計指標を開発して来た。具体的には、脂肪肝モデルラットの肝臓を染色像を用いて、染色像の血管をセグメンテーションした像からフラクタル統計量を基本にした統計指標量を自ら開発し、脂肪肝ラットモデルの疾患進行度(疾患が進む餌を食べ続けた期間)の推定を行った。すると、進行度合いと相関する統計指標が作成できた。この結果をまとめて、国際論文誌に投稿した。平成29年度までに解析した血管系である類洞の分布がフラクタルであることを用い、類洞の管径がべき分布するというモデルをたて、計算できる管の面積、体積、分岐の個数などを調べた。in vivo血液流速計測を行い、そのデータ並びに類洞の径のデータを集積して、これらの統計則と、フラクタルの性質から得られる統計則を比較、検討した。また、開発してきた機械学習による画像選別手法を発展させ、共焦点顕微鏡像のz方向についてのつみかせね方を検討し、その妥当性を検証した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。特に、血管系である類洞と、毛細胆管が織りなす3次元共連結構造に着目し、以下の研究を行ってきた。1.共焦点顕微鏡画像の張り合わせ巨大画像を取得して、肝小葉内の構造の3次元立体配置解析を行った。名古屋工業大学本谷教授のグループとともに、蛍光免疫染色像の画像解析アルゴリズムを考え、巨大画像である3色の立体蛍光像から、肝細胞、類洞、毛細胆管を抽出し立体構築を行えるようにした。そうして構築した構造について、上皮細胞である肝細胞の極性について解析を行った。現在、とりまとめて、国際誌への投稿準備を進めている。2.脂肪肝の診断を下す際、肝生検が行われる。その際、患部に差し込み、検体を取り出す注射針のサイズについて考察した。脂肪肝モデルラットを作成し、その肝臓を摘出。連続切片を作成し、切片の線維化が進んでいる部位を抽出するアザン染色を行い、明視野画像を取得する。取得した像の線維化部分を抽出し、z方向に重ねて3次元再構成を行った。こうして得られる立体構造をもとに、解析を行った。一方で数理モデルを用いて疾患部分を表し、患部を必ず抽出できる針の径を考察した。3.前年度までに解析した血管系である類洞の分布がフラクタルであることを用い、類洞の管径がべき分布するというモデルをたて、計算できる管の面積、体積、分岐の個数などを調べた。今年度、これまで苦戦していた多色蛍光染色画像から肝小葉内の3種の構造を抽出するアルゴリズムを作成し、うまく構造を分類することが可能になった。これまで、組織ごとに形態の解析を行っていたのが、今年度開発したアルゴリズムを用いれば、肝小葉内の主要3種の組織まとめての立体配置の解析や疾患になった際の形態変化が解析できるようになった。このことも含め順調に解析が進んでいる。また、領域会議を通じて、さまざまな研究者と知り合うことができ、ニュージーランドのオークランド大の研究機関のグループとの共同研究の話など、肝疾患サンプルの構造解析などで共同研究を展開し、研究の幅を広げられるようになった。研究は順調に進んでおり当初の研究計画にそって進める予定である。

特に、今年度作成してきた多色蛍光染色画像から肝小葉内の3種の構造を抽出するアルゴリズムを用いて、疾患による類洞と毛細胆管の構造変異の相互作用解析に利用していき、詳細な解析の進展が見込めそうである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
神経細胞のマクロ形態を制御する新しい機構

神経細胞は各サブタイプに特異的な形態を有する。本研究では、未だに不明な点が多い神経細胞のサブタイプ特異的なマクロ形態を制御する機構を明らかにすべく、中枢神経系の様々な領域で移動を終了した神経細胞で特異的に発現を誘導できる実験系を開発した。さらに、大脳新皮質形成時の初期神経幹細胞の維持に必須なNeproタンパク質が、初期胚の核小体に局在し胚発生に必須であるとともに、神経細胞の分化方向を決定し細胞のマクロ形態制御に関わることを明らかにした。細胞種に特異的で神経情報処理の要である神経細胞のマクロ形態を制御する機構を分子と細胞、個体のレベルで明らかにすべく、研究代表者等が開発した新しい遺伝子発現誘導系を用い、マウスの脳内における神経細胞の形態を解析した。特に、研究代表者等独自のexo utero電気穿孔法とテトラサイクリン遺伝子発現誘導法とを組み合わせ、神経系形成の初期から後期までの様々な時期に生み出される大脳や小脳、脊髄などの種々の神経細胞に遺伝子を導入後、ドキシサイクリンを胎仔や生後のマウスに投与することにより、導入した遺伝子を任意の時期のみで特異的に発現させ、体内における神経細胞の形態を3次元レベルで明瞭に可視化する実験系を確立した。最新のプラスミドベクターシステムを用いるとともに、細胞へ導入するプラスミドの至適モル比を丹念に調べることにより、ドキシサイクリンの投与により高いレベルの遺伝子発現を誘導できるが、ドキシサイクリンの非存在下では遺伝子発現を検出限界以下に抑制できることに成功した。さらに、研究代表者等が神経細胞への新しい作用を発見した遺伝子を分化後の神経細胞の特定の時期で強制発現させると、神経細胞のマクロ形態がマウスの体内で複雑化する一方、その遺伝子と正反対の作用を有する遺伝子を強制発現させた場合、神経細胞のマクロ形態が単純化することが示された。この結果、分化後のある特定の時期のみの一過的な遺伝子機能により神経細胞のマクロ形態を劇的に変化できることが明らかとなった。神経細胞の形態は細胞種に特異的であり神経系の情報処理の要であるが、神経細胞のマクロレベルの形態を制御する機構に関しては不明な点が多い。このマクロ形態制御機構を明らかにすべく、昨年度に開発したマウス胎仔の脳の様々な部位に電気穿孔法を用いて遺伝子導入後、ドキシサイクリンにより任意の時間で遺伝子発現を誘導できる実験系を改良し、出生後であっても中枢神経系のほぼ全ての神経細胞で特異的に遺伝子発現を誘導できる実験系を完成させた。また、この実験系を着床前のマウス初期胚に応用し、受精卵の全てもしくは一部の割球に遺伝子導入できる新しい実験系の開発にも成功した。これらの実験系と、大脳皮質形成の初期神経幹細胞で発現する遺伝子のNeproを研究代表者等がノックアウトしたマウス等を総合的に活用することにより、Neproの発現スィッチの強制的な切り替えが、神経幹細胞から生じる神経細胞の分化を異常にすることが示された。さらに、Neproと同様に神経幹細胞のみで働くと考えられてきた遺伝子を分化後の神経細胞で強制的に発現させることにより、神経細胞のマクロ形態が変化することを発見した。一方、研究代表者等が作製したNeproに特異的な抗体を用いた詳細な解析により、Neproタンパク質は核小体に局在するとともに、Neproは初期胚において正常な核小体前駆体及び核小体の形成に必須であり、Neproノックアウトマウス胚は胚盤胞の形成直前に胎生致死となることを初めて明らかにした。以上の結果、Neproは大脳形成初期における神経細胞の分化方向と初期胚における核小体前駆体及び核小体形成という2つの調節を通じ細胞のマクロ形態を制御することが明らかになった。研究代表者等独自の実験系を確立し、神経細胞のマクロ形態を明瞭に可視化するとともに、マクロ形態を変化させる遺伝子の作用時期を解明するなど、順調に進展している。神経科学本研究は順調に進み着実に成果も上がっており、計画通りの推進でよい。
地球内部流体運動基礎過程の研究〜ベナ-ル対流vs凝結性対流

本研究は,マントル・中心核の対流への凝結性成分の存在が与える効果の基本的な性質を明らかにするために,その力学的構造をベナ-ル対流および熱フラックスを固定した対流理論の延長上で多成分多相系の対流を議論し,理解することを目指した.竹広と林は,凝結性成分を含んだ対流を考察する際の比較対象となる標準実験と理論的考察を行なった.マントルの熱的な性質を考慮するために,温度固定熱境界条件を熱フラックス固定境界条件に変えた場合の回転系の対流の振舞を理論的に考察した。その結果,対流の水平スケールに与える回転の効果が回転軸の向きによって異なることがわかった.回転軸が鉛直方向を向いている系では水平方向に横長の対流セルの出現が抑制されるが,回転軸が水平方向を向いている境界面の傾いた系では水平方向に横長の対流セルが出現する.既存のブシネスク対流モデルに回転の効果を組み込み,数値計算を行なった結果,理論的な考察から予想されるものと整合的な結果が得られた.一方,中島は地球流体核内の状況を想定して,大気の積雲対流モデルの相変化過程のパラメターを大きく変化させて下降流域で凝結過程が生じるようにモデルを改造し,凝結性成分(鉄)の落下速度を変化させて数値実験を行なった.数値計算の結果,凝結性成分(鉄)の落下速度が遅い場合では非定常な横長の対流セルが出現するのに対して,凝結性成分の落下速度が速い場合には定常でそれほど横長でない対流セルとなることがわかった.凝結性成分の落下速度の変化は,非凝縮性対流での熱的条件に対応させると凝結性成分の落下速度が遅い場合は内部熱源を伴わない対流問題,凝結性成分の落下速度が速い場合は内部熱源を伴う対流問題に相当する.このような熱的条件の差異によって,対流の水平スケールの変化を理解することが今後の課題である.本研究は,マントル・中心核の対流への凝結性成分の存在が与える効果の基本的な性質を明らかにするために,その力学的構造をベナ-ル対流および熱フラックスを固定した対流理論の延長上で多成分多相系の対流を議論し,理解することを目指した.竹広と林は,凝結性成分を含んだ対流を考察する際の比較対象となる標準実験と理論的考察を行なった.マントルの熱的な性質を考慮するために,温度固定熱境界条件を熱フラックス固定境界条件に変えた場合の回転系の対流の振舞を理論的に考察した。その結果,対流の水平スケールに与える回転の効果が回転軸の向きによって異なることがわかった.回転軸が鉛直方向を向いている系では水平方向に横長の対流セルの出現が抑制されるが,回転軸が水平方向を向いている境界面の傾いた系では水平方向に横長の対流セルが出現する.既存のブシネスク対流モデルに回転の効果を組み込み,数値計算を行なった結果,理論的な考察から予想されるものと整合的な結果が得られた.一方,中島は地球流体核内の状況を想定して,大気の積雲対流モデルの相変化過程のパラメターを大きく変化させて下降流域で凝結過程が生じるようにモデルを改造し,凝結性成分(鉄)の落下速度を変化させて数値実験を行なった.数値計算の結果,凝結性成分(鉄)の落下速度が遅い場合では非定常な横長の対流セルが出現するのに対して,凝結性成分の落下速度が速い場合には定常でそれほど横長でない対流セルとなることがわかった.凝結性成分の落下速度の変化は,非凝縮性対流での熱的条件に対応させると凝結性成分の落下速度が遅い場合は内部熱源を伴わない対流問題,凝結性成分の落下速度が速い場合は内部熱源を伴う対流問題に相当する.このような熱的条件の差異によって,対流の水平スケールの変化を理解することが今後の課題である.
超伝導応用機器の特性評価のための3次元高速数値解析手法に関する研究

非線形渦電流場を含む有限要素法・境界要素法などの「場の解析」に基づく3次元電磁界解析プログラムにおいて、境界積分方程式(境界要素法)の計算に高速多重極法を適用することによって,超伝導導体の電磁界解析プログラムの開発し、電磁的・熱的・機械的特性を統合した評価を行った。開発した電磁界解析プログラムは、(1)超伝導特性を考慮した3次元電磁界解析(有限要素-境界要素併用法)が可能、(2)導体内の導電率が不均一なモデルでも偏流解析を行うことが可能、(3)高速多重極法を実装し、積分方程式を併用した高速化が可能である。この電磁界解析手法によって、超伝導導体の電流分布(電流偏流/電流転流)の把握、熱解析・応力解析との連成を行った。非線形渦電流場を含む有限要素法・境界要素法などの「場の解析]に基づく3次元電磁界解析プログラムにおいて、境界積分方程式(境界要素法)の計算に高速多重極法を適用することによって,超伝導ケーブル導体の電磁界解析プログラムの開発を行った。具体的には、(1)超伝導特性を考慮した3次元電磁界解析(有限要素-境界要素併用法)の定式を行った。(2)集合導体を解析する場合、強制電流を与えて解く電流入力法では、集合導体の各線材に流れる電流値を予め求める必要があるが、導電率の非線形性を考慮した解析では導体断面内の導電率が不均-になるため各線材に流れる電流値を求めるのが難しく、偏流解析には適さない。そこで、導体内の導電率が不均一なモデルでも偏流解析を行うことが可能な、電圧入力法を3次元電磁界解析に組み込んだ。(3)高速多重極法を実装する上での大きな問題は、定式化、特に球面調和関数のシフトや多重極展開から局所展開への変換が複雑であり、プログラムの開発や高速化が難しいことである。高速多重極法を実装する手法としては多重極展開に関して、(a)漸化式を用いる方法、(b) Andersonの方法、(c) Makinoの方法(擬似粒子法)の三つが知られているが、本研究では、実装が容易な体球調和関数の潮化式を用いる方法を採用した。以上より、実機解析に不可欠な高精度計算法を開発し、数値電磁界計算法の高精度・高速・大容量化・高安定化を図った。前年度までに開発した電磁界解析プログラムは、(1)超伝導特性を考慮した3次元電磁界解析(有限要素ー境界要素併用法)が可能、(2)導体内の導電率が不均一なモデルでも偏流解析を行うことが可能、(3)高速多重極法を実装し、積分方程式を併用した高速化が可能である。この電磁界解析手法によって、超伝導導体の電流分布(電流偏流/電流転流)の把握、超伝導導体の交流損失の評価、熱解析・応力解析との連成を行った。これまでの超伝導機器の設計においては、解析空間の大規模化に伴い計算量・必要記憶容量が増大することから、現状の計算機環境においても必要十分な解析をすることは著しく困難であり、計算機の能力、メモリーや計算時間といった計算資源の制限によって、2次元解析に留まっていた。さらに、電磁特性、熱特性と機械特性は密接に関係しているにもかかわらず、その複雑さから十分な連成解析は行われていなかった。本研究で開発した手法は、送電ケーブルなどの超伝導応用電力機器に限らず他の電気機器においても適用可能であり、超伝導送電ケーブルをはじめとする超伝導集合導体内の電流分布を把握することが可能になり、電磁的・熱的・機械的特性の総合的な評価が可能になり、実機の設計に役立つものと考える。
輸液実施部位の中枢側から正確な採血データを得るための実証研究

ウサギを対象とし、ソリタT3を左耳介静脈から投与した動物実験では、輸液を止めた直後に中枢側から採血した血液データと、輸液をしていない右耳介静脈採血した血液データに有意差はなかった。ヒトを対象にソリタT3Gを左前腕から投与し、輸液を止めた直後に中枢側から採血した血液データ(介入群)と、輸液をしていない右肘窩部から採血した血液データ(対照群)では、血糖値を除くすべての検査項目において有意な差は認めれなかった。血糖値は有意に介入群で高い結果となり、平均値の差は14.8(95%信頼区間4.8ー24.9)mg/dLであった。ソリタT3Gはグルコースを多く含む輸液であるため、血糖値に影響したと考えられる。目的】輸液実施部位の中枢側は血液に輸液が混入してしまい不正確なデータとなることから採血部位として不適切である。一般的に肘窩部は採血時の第一選択部位であるが、輸液を実施する場合、前腕にルート確保されることが多く、肘窩部は前腕の中枢側となるため採血部位として選択できない。しかし、肘窩部は表在静脈が太く、安全性も高いため、輸液の影響を受けずに正確な採血データを得ることができるのであれば、選択したい部位である。そこで、本研究では輸液を一時的に止めることで、輸液の影響を受けずに輸液実施部位の中枢側から正確な採血データを得ることが可能かを検証した。【方法】ウサギ5匹に左耳介静脈からシリンジポンプを用いてソリタT3注入し、1輸液を流したままの中枢側、2一時的に輸液を止めた状態での中枢側、3反対側の耳介静脈から採血をおこない、電解質や血球検査といった基本的な項目の血液分析を行った。【結果】すべての検査項目において輸液をしたまま中枢側から採血したデータと輸液を止めた中枢側および反対側とのデータに有意な差が認められた。しかし、輸液を止めた中枢側と反対側のデータに差は認められなかった。【考察】本研究結果から、輸液を一時的に止めることで、輸液実施部位の中枢側からも輸液の影響を受けない採血データが得られることが確認された。乳房切除術後やシャントを造設している患者が健側にルート確保している場合、下肢が採血部位として選択されることが多いが、一時的に輸液を止めることで輸液実施側の上肢からの採血も可能になることが示唆された。次年度は本研究の学術論文への投稿と、ヒトを対象とした実証研究を行う予定である。ウサギを対象とした動物実験を予定通り行い分析まで終えることができた。【目的】輸液実施部位の中枢側は血液に輸液が混入してしまい不正確なデータとなることから採血部位として不適切である。しかし、肘窩部は表在静脈が太く、安全性も高いため、輸液の影響を受けずに正確な採血データを得ることができるのであれば、第一選択としたい部位である。そこで、本研究では輸液を一時的に止めることで、輸液の影響を受けずに輸液実施部位の中枢側から正確な採血データを得ることが可能かをヒトを対象に検証した。【方法】成人男性6名を対象にソリタT3Gを左前腕から輸液ポンプを用いて84mL/hの速度で10分間注入し輸液を止めた。その後、速やかに輸液実施部位の中枢側となる左肘窩部(介入群)および、輸液の影響を受けない右肘窩部(対照群)から同時に採血を行った。電解質や血球検査といった基本的な項目の血液分析を行い、記述統計および対応のあるt検定で比較した。【結果】血糖値を除くすべての検査項目において介入群と対照群で有意な差は認めれなかった。また、血糖値を除く平均値の差および平均値の差の95%信頼区間でも臨床的な差は認められなかった。血糖値は介入群が対照群と比較して有意に高い結果となり、平均値の差は14.8(95%信頼区間4.8ー24.9)mg/dLであった。【考察】血糖値が対照群と比較して介入群が有意に高い結果となった理由として、ソリタT3Gに含まれるグルコースの量が関係していると考えられる。ヒトの一般的な血糖値は100mg/dLだが、ソリタT3Gのグルコースの濃度は7,500mg/dLと大幅に高い。そのため、輸液を止めたとしても、輸液実施部位の中枢側での採血結果に影響したと考えられる。

血糖値は有意に介入群で高い結果となり、平均値の差は14.8(95%信頼区間4.8ー24.9)mg/dLであった。ソリタT3Gはグルコースを多く含む輸液であるため、血糖値に影響したと考えられる。仮説通りの結果となり、研究の進捗状況は良好である。次年度は本研究を発展させ、ヒトを対象とした実証研究を行っていく。また、基礎研究で得られたデータを学会発表や学術雑誌掲載への執筆・投稿も同時に進めていく。看護技術血液分析および血液分析会社への送料が予定より少額であったため当該助成金が生じた。次年度も血液分析は引き続き必要なため、有効活用していく。当該助成金を血液分析業務委託費として使用する。
アルファアレスチンによる絶食応答・脂肪蓄積制御

Thioredoxin biniding protein-2 (TBP-2)/ Txnipはエネルギー代謝制御の鍵分子であり、脂肪蓄積制御の重要なターゲットであると考えられる。本研究は、高血糖によるTBP-2の発現調節機構、TBP-2によるエネルギー代謝制御機構を明らかにすることによって、脂肪蓄積制御法の開発への貢献を目指すことを目的とした。今年度の成果として、1) TGF-betaファミリーは脂肪組織の分化制御に関与している。TBP-2のノックアウトマウスのMEF細胞や細胞株でのTBP-2のノックダウンは、Smadのリン酸化を増強させており、TGF-betaの転写シグナルを増強し、下流の遺伝子の発現を増強することを示した。これらの結果により、TBP-2がTGF-betaのシグナルを制御する分子であることを明らかにした(Masaki et al., PLoS One, 2012)。2) C2C12筋肉細胞株や3T3-L1脂肪細胞株においてTBP-2の発現が高血糖により顕著に転写レベルで誘導された。また、3T3-L1脂肪細胞株においてTBP-2の発現が脂肪分化誘導により増加することを示した。TBP-2プロモーターのdeletion mutantを作成して解析することにより、C2C12細胞においてglucoseに対する反応を示す部位として、これまで報告されていたcarbohydrate responsiveelementとは別の部位が必要であることを同定した。3) TBP-2によるインスリン感受性制御機構の解析TBP-2によるインスリンの感受性抑制の分子機構を明らかにするため、C2C12筋肉細胞株においてTBP-2と相互作用する分子のプロテオミクス解析のためのアッセイ系を作成した。24年度が最終年度であるため、記入しない。目的アルファアレスチンファミリー分子thioredoxin binding protein-2(TBP-2)/Txnipはエネルギー代謝調節にとって重要な分子である。本研究は、TBP-2によるエネルギー代謝制御機構を解明し、脂肪蓄積制御や2型糖尿病の治療法開発への貢献を目指す。今年度の研究実績1)TBP-2によるシグナル制御機構TBP-2のノックアウトマウスのMEF細胞や細胞株でのTBP-2のノックダウンはTGF-betaのシグナルを増強することを明らかにした。この結果は、TBP-2がTGF-betaファミリーのシグナルを調節することにより、脂肪組織の分化制御に関与している可能性を示す(PLoS One,in revision)。2)TBP-2発現制御機構C2Cl2や3T3-L1細胞を用いて筋肉・脂肪細胞の増殖・分化におけるTBP-2の役割の解析を行った。TBP-2やARRDC2の発現が高血糖により顕著に転写レベルで誘導された。TBP-2プロモーターのdeletion mutantを作成して解析したところ、glucoseに対する反応を示す部位はCT rich elementであることを同定した。さらに、高血糖によるTBP-2発現誘導を阻害する低分子化合物の384ウェルによるスクリーニング系を作成した。TBP-2誘導阻害によりインスリン抵抗性を改善することによって、脂肪蓄積制御が期待できる。3)TBP-2によるインスリン感受性制御機構の解析TBP-2によるインスリンの感受性抑制の分子機構を明らかにするため、筋肉細胞においてTBP-2と相互作用する分子のプロテオミクス解析のためのアッセイ系を作成した。4)TBP-2による行動制御TBP-2欠損が行動に及ぼす作用をTBP-2-/-マウスを用いて共同研究を開始した。TBP-2のエネルギー代謝制御機構の解析は順調に進展している。TBP-2のTGF-betaシグナル制御機構を明らかにすることができた。また、TBP-2の高血糖による発現制御機構をこれまで報告されていたCarbohydrate responsive elementではなく、CT rich elementであることを明らかにした。

さらに高血糖によるTBP-2発現抑制に関する低分子化合物のhigh throughput screening系を作成した。このアッセイ系を用いて、TBP-2の高血糖による発現誘導の抑制によるインスリン抵抗性の改善と脂肪蓄積制御のための新たな化合物の同定が期待できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように、高血糖によるTBP-2発現抑制に関する低分子化合物のhigh throughput screening系を作成した。今年度はさらにこのスクリーニング系を改良し、薬学研究科などからの低分子化合物ライブラリーの提供を受け、スクリーニングを開始する。また、平行して、TBP-2の分子機構解析のためのプロテオミクス解析を行う。