hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再灌流時におけるスーパーオキサイドとEDRF(NO)の相互作用と組織障害性

1)O_2^-とNOの相互反応キサンチン(X)/キサンチンオキシダーゼ(XO)系を用いO_2^-を2nM/sec発生させている系に種々の濃度のNO溶液を加えると、NOによるO_2^-の消去により化学発光値は減少した。その後化学発光値は次第に増加し、小さいオーバーシュートを示した後に元の値に戻った。オーバーシュートはO_2^-とNOの反応によって生成したONOO^-に依存した発光であることが示唆された。合成したONOO^-投与で発光はONOO^-の濃度依存性に増加し、cysteine(25muM)の存在下では消光した。2)活性酸素生成系に対するNOの抑制効果生体内のO_2^-を生成する酵素群(XOとNADPHオキシダーゼ(NADPH-Ox))に対するNOの作用を検討した。NOはNADPH-Ox活性を一過性に、また濃度依存性に抑制した。NOによる抑制効果はNADPH-Ox活性化過程における蛋白の集合や解離とは直接の関係はなかった。また、XOもNOの投与によって可逆的に抑制された。3)活性酸素、NO、ONOO^-の細胞障害性の検討マウス胎児の培養心筋細胞を用いて収縮性、細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)、細胞膜流動性の変化及び過酸化脂質量、細胞内ATP量を測定した。200muM ONOO^-の添加により心筋細胞の自動拍動は5分以内に拡張期で停止し、蛍光指示薬(Ca-green)を用いて測定した[Ca^<2+>]_iは、収縮期レベル付近まで上昇した。細胞内ATPの有意な減少は認められず細胞内pHの著しい変化も見られなかった。細胞膜流動性の変化もなく過酸化脂質量も増加していなかった。O_2^-とNOの反応により生じるONOO^-は細胞膜の障害を伴わずに収縮障害を生じる。1)O_2^-とNOの相互反応キサンチン(X)/キサンチンオキシターゼ(XO)を用いO_2^-を2nM/sec発生させている系に種々の濃度のNO溶液を加えると、NOによるO_2^-の消去により化学発光値は減少したが、その後は次第に増加し、小さいオーバーシュートを示した後に元の値に戻った。2)活性酸素生成系に対するNOの抑制効果生体内のO_2^-を生成する酵素群(XOとNADPHオシキシターゼ(NADPH-Ox))に対するNOの作用を検討した。NOはNADPH-Ox活性を一過性にまた濃度依存性に抑制した。3)活性酸素、NO、ONOO^-の細胞障害性の検討心筋細胞の収縮性と細胞内Ca^<2+>へのONOO^-の影響を検討した。0.2mMONOO^-添加により、培養心筋細胞の自動拍動は、1-2分で弛緩状態で停止した。同時に記録した細胞内Ca^<2+>は、拍動の停止時に収縮期レベルに達し、さらに緩やかな上昇を示した。ONOO^-による細胞内Ca^<2+>の上昇には、細胞膜脂質より膜蛋白が関与することも判明した。またCa^<2+>チャンネルブロッカーであるVerapamilの影響により検討でONOO^-による細胞内Ca^<2+>の上昇は抑制された。以上よりONOO^-による細胞内Ca^<2+>の上昇は抑制された。以上よりONOO^-による細胞内Ca^<2+>
シメジIV型コラーゲン結合蛋白質の構造と細胞接着阻害活性

癌細胞と細胞外マトリックス成分との相互作用の解明は、癌細胞の転移を理解し、その抑止策を案出する上にも極めて重要である。とくに癌細胞の内皮基底膜への接着は転移の重要なステップと考えられ、この接着を阻害することにより転移を抑制できる可能性がある。基底膜成分フィブロネクチンやIV型コラーゲンへの癌細胞の接着を阻害する物質の検索を試みた結果、シメジ抽出液にIV型コラーゲンへのマウス肺癌3LL細胞の接着を阻害する活性があることを見い出した。本研究では、IV型コラーゲンを用いるアフィニティークロマトによって、分子量23000の蛋白質を単離し、その特性を明らかにすることを目的とした。本研究の結果、このシメジIV型コラーゲン結合蛋白質HM-23が3LL細胞のIV型コラーゲンへの接着を阻害することがわかり、また、アミノ酸配列の一部を決定した結果、フィブロモジュリンと類似点があるが、全く新しい蛋白質であることがわかった。HM-23のブロムシアン分解により、約11Kの2本のポリペプチドに切断されることがわかり、ブロムシアン分解物のアミノ酸配列に関する情報から、構造決定された20のアミノ酸を持つペプチド中のメチオニンが中央部にあると考えられた。HM-23に対するポリクローナル抗体を作製し、この抗体を用いてHM-23の結合特性をELISA法で調べた。その結果、HM-23はI型コラーゲン、IV型コラーゲン、ゼラチンと結合し、また、弱いながらもフィブロネクチンと結合するが、ラミニンとは全く結合しないことがわかった。米ぬか中にもフィブロネクチンと結合する蛋白質が存在することがわかった。本研究で明らかになったような植物蛋白質と動物細胞外マトリックス蛋白質の相互作用の研究をさらに進めることによって、癌細胞転移抑制を含めた細胞生化学の種々の問題に関する新しい重要な知見が得られるものと期待される。これまでに、基底膜成分フィブロネクチンやIV型コラーゲンへの癌細胞の接着を阻害する物質の検索を試みた結果、シメジ抽出液にIV型コラーゲンへの3LL細胞の接着を阻害する活性があることを見い出した。本研究では、この阻害活性をもつ蛋白質の構造を決定し、またIV型コラーゲンやフィブロネクチンとの結合部位を明らかにし、細胞接着阻害活性の発現機構を明らかにすることを目的とした。本研究によって、IV型コラーゲンを用いるアフィニティークロマトにより、分子量23KのIV型コラーゲン結合蛋白質を単離することができ、また、この23K蛋白質が3LL細胞のIV型コラーゲンへの接着を濃度依存的に阻害することが明らかになった。23K蛋白質に対する抗体を作製し、この抗体を用いて種々の細胞外マトリックス成分との結合を固相酵素抗体法で調べた結果、23K蛋白質は、I型およびIV型コラーゲン、ゼラチンと結合し、フィブロネクチンとも結合するが、ラミニン、ウシ血清アルブミンとは結合しないことがわかった。23K蛋白質をリシルエンドペプチダーゼで消化して得られたペプチドのアミノ酸配列を決定した結果、新しい蛋白質であることがわかった。この酵素消化物をIV型コラーゲンを用いるアフィニティークロマトによって分画すると、分子量約13、000ペプチドが結合することがわかった。今後、このペプチドの構造を明らかにすることによって、IV型コラーゲンとの結合に関与するペプチド構造が明らかになると思われる。

本研究で明らかになったような植物蛋白質と動物細胞外マトリックス蛋白質の相互作用の研究をさらに進めることによって、癌細胞転移抑制を含めた細胞生化学の種々の問題に関する新しい重要な知見が得られるものと期待される。癌細胞と細胞外マトリックス成分との相互作用の解明は、癌細胞の転移を理解し、その抑止策を案出する上にも極めて重要である。特に癌細胞の内皮基底膜への接着は転移の重要なステップと考えられ、この接着を阻害することにより転移を抑制できる可能性がある。基底膜成分フィブロネクチンやIV型コラーゲンへの癌細胞の接着を阻害する物質の検索を試みた結果、シメジ抽出液にIV型コラーゲンへのマウス肺癌3LL細胞の接着を阻害する活性があることを見い出した。本研究では、IV型コラーゲンを用いるアフィニティークロマトによって、分子量23000の蛋白質を単離し、その特性を明らかにすることを目的とした。本研究の結果、このシメジIV型コラーゲン結合蛋白質HM-23が3LL細胞のIV型コラーゲンへの接着を阻害することがわかり、また、アミノ酸配列の一部を決定した結果、フィブロモジュリンと類似点があるが、全く新しい蛋白質であることがわかった。HM-23のブロムシアン分解により、約11Kの2本のポリペプチドに切断されることがわかり、ブロムシアン分解物のアミノ酸配列に関する情報から、構造決定された20のアミノ酸を持つペプチド中のメチオニンが中央部にあると考えられた。HM-23に対するポリクローナル抗体を作製し、この抗体を用いてHM-23の結合特性をELISA法で調べた。その結果、HM-23はI型コラーゲン、IV型コラーゲン、ゼラチンと結合し、また、弱いながらもフィブロネクチンと結合するが、ラミニンとは全く結合しないことがわかった。米ぬか中にもフィブロネクチンと結合する蛋白質が存在することがわかった。
酸化物量子井戸界面における結晶対称性の破れと偏光光電機能

本研究では、半導体的性質と誘電体的性質を併せ持つ酸化物半導体(非極性ZnO)に着目し、分極方位制御及び電子構造制御に基づいて、高い偏光性と光電機能を実現することを目指した。k-p摂動法による電子バンド構造計算に基づいた試料内への異方的格子歪の導入に伴い、室温下において高い偏光性を有する非極性ZnO薄膜の形成に成功した。更に、ZnO/MgxZn1-xO量子井戸構造内の井戸層と障壁層界面に強い格子歪の導入にした試料において、15%程度の高い光電変換効率を実現した。偏光の光学的制御は、偏光性を利用した光学用にむけた要素技術であり、紫外域における偏光検出デバイス等への応用に寄与する。本研究は、半導体的性質と誘電体的性質を併せ持つ非極性ZnOに着目し、紫外域における偏光光学機能の創出を目指している。平成25年度では、非極性ZnOの電子バンド構造を摂動法に基づいて理論的に解析し、面内の格子歪と電子バンド構造の相関を明らかにする。更に、理論的結果を実験的観点から実証する。以下にその成果を示す。電子バンド構造(特に、価電子帯)の理論的考察は、ブリュアン帯域内のあるk0点近くの特定のエネルギーバンドの波動関数エネルギーを摂動パラメータとして展開した摂動法を採用する。ZnOの価電子帯の頂上は酸素原子の2p軌道から構成され、更に、価電子帯はスピン・軌道相互作用により3種類のエネルギーバンドに分裂する。従って、スピン・軌道相互作用を考慮した6×6のハミルトニアン行列を用い、x [11-20], y [10-10]及びz [0001]方向への異方的格子歪における電子バンドエネルギー分散(kx, ky, kz)の関係を調査した。摂動計算された電子構造は、面内方向の格子歪に相関して異なるエネルギー分裂を示す。特に、薄膜面内に圧縮歪を導入することで、高い偏光性が実現できる。一方、実験的観測に向けて、パルスレーザー堆積(PLD)法を用いて、非極性ZnO薄膜をR面サファイアヤ基板上に成長させた。面内圧縮歪を有する非極性ZnOは700oC以上の高温成長で得られ、理論的結果と同様に高い偏光機能を示すことが実証された。その偏光度合は、45o入射の偏光に対して、20o程度の偏光度を示した。一方、面内圧縮歪を有しない非極性ZnO薄膜は、低い偏光性に留まる。故に、理論的考察から高偏光性を実現するための最適な異方的格子歪を求め、実験的に検証し、来年度に実施する量子井戸構造に向けての予備的知見を得た。本研究は、量子井戸界面の結晶対称性の人工制御による新規な光学機能を創出する。ZnOは低環境負荷・安価な酸化物半導体として注視されている。本課題は、ZnO系量子井戸界面に結晶対称性の破れを導入し、量子井戸内の分極・電子構造を変調させ、高い偏光性を示す光電変換を創製する。平成26年度(2年目)は、特に、量子井戸内の格子歪と電子バンド構造(価電子帯)の相関に着目し、バンド端の励起子遷移に伴う偏光性に着目した。パルスレーザー堆積法を用いて、異方的格子歪を内包した非極性ZnO薄膜を作製した。X線回折及び顕微ラマン分光計測から、結晶対称性がウルツ構造の6回対称性(C6v)から2回対称性(C2v)に構造対称性の低下を確認した。バンド端吸収の偏光特性は、ZnO薄膜試料内の導入された格子歪に相関し、高い偏光特性は面内圧縮歪が試料内の導入された際に達成された。この実験結果をkp摂動法に基づいた理論計算から検証した。スピン・軌道相互作用まで考慮した電子バンド構造計算から、面内圧縮歪は高い偏光性の実現に必要であることが理論的にも同様に考察された。実験的に得られた偏光性能指数は、バンド端吸収の光透過率の偏光度合いを評価することで決定した。その結果、約20度程度の性能指数を示したが、理論的に得られる最大の偏光性能指数は45度であり、半分程度の性能指数しか得られていない。これは面内圧縮歪の量に強く依存しており、大きな格子歪を導入することで更に高い偏光性能が得られることが期待される。偏光の光学的制御は、偏光性を利用した光学応用に向けて要素技術となる。特に、紫外・深い紫外域における偏光検出技術は、高密度記憶媒体や、環境センシング等への応用が期待される。本課題では、ワイドギャップ酸化物半導体ZnOに着目する。ZnOは、半導体的性質と誘電体的性質を合わせ持つ物質である。半導体的性質としてのバンドギャップエンジニアリングは、紫外から深い紫外域まで幅広い波長帯域を人工的に制御することが可能である。一方、誘電体的性質として分極構造は、光励起した電荷(電子・正孔)の空間分離の効率化に寄与する。故に、本研究では、非極性ZnO(11-20)の分極方位制御及び電子構造制御を通じて、高い偏光性と光電機能を実現することを主眼とした。高い偏光性を実現するために最適なバンド構造(価電子帯)を決定するために、非極性ZnOにおけるk・p摂動法に基づいた理論計算を行った。

試料の面内方向に対して面内圧縮歪を導入することで価電子帯のエネルギー分裂が大きくなり、高い偏光性が得られることが分かった。理論的予測に基づいて、面内圧縮歪を有する非極性ZnO薄膜は、高い偏光特性を示し、その結果は理論的考察と一致した。しかし、ZnO単層膜における光電変換効率は、数%と低く、それは貫通転位や格子欠陥を通じた薄膜面内への格子歪の導入に依る。故に、ZnO/Zn1-xMgxO量子井戸構造を適用し、構造的欠陥を介さずにZnO層に格子歪を導入することに成功した。量子井戸試料は、原子・分子スケールで人工制御可能なパルスレーザー堆積法と高速電子線回折を併用し、高品質な試料作製を行った。作製されたZnO/Zn1-xMgxO量子井戸試料は、15%程度の光電変換効率を示し、ZnO単層膜の変換効率よりも向上した。故に、ZnOの分極・電子構造制御に基づいて、紫外域における高偏光性及びその光電機能を実証した。本研究では、半導体的性質と誘電体的性質を併せ持つ酸化物半導体(非極性ZnO)に着目し、分極方位制御及び電子構造制御に基づいて、高い偏光性と光電機能を実現することを目指した。k-p摂動法による電子バンド構造計算に基づいた試料内への異方的格子歪の導入に伴い、室温下において高い偏光性を有する非極性ZnO薄膜の形成に成功した。更に、ZnO/MgxZn1-xO量子井戸構造内の井戸層と障壁層界面に強い格子歪の導入にした試料において、15%程度の高い光電変換効率を実現した。偏光の光学的制御は、偏光性を利用した光学用にむけた要素技術であり、紫外域における偏光検出デバイス等への応用に寄与する。初年度(H25年度)及び2年目(H26年度)において、非極性ZnOにおける面内格子歪と光学機能の相関について、実験的・理論的に考察を実施してきた。バンド端励起に関する発光及び吸収特性に関する偏光特性に関する研究成果は、3本の査読付論文として出版されており、研究成果の進度は概ね順調である。特に、kp摂動法に基づいた電子バンド構造の理論的考察は、実験結果の妥当性の検証に重要な役割を果たした。系統的に変化させた面内格子歪をZnO薄膜試料内に導入できた成果は、本研究の重要な課題の一つである“結晶対称性の制御と偏光機能の相関"の解明に寄与し、高い偏光性能を示すために必要な試料作製条件を見出すことに成功した。高い偏光性は、高い偏光光電機能と関係があるため、之までの研究成果は最終年度(27年度)に向けて十分な結果であると言える。上記の実験成果から、2年目の後半時期において、面内圧縮歪を導入したMgZnO/ZnO量子井戸試料を作製することも可能になった。これは、ZnOの結晶格子がMgZnOの結晶格子よりも僅かに大きいことに起因する。現在のZnO薄膜(単層膜)における光電変換は、数%程度あるが、来年度において実施する量子井戸試料や表面プラズモン励起支援による高い光電変換機能を得られる可能性がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。酸化物半導体工学最終年度(H27年度)は、非極性MgZnO/ZnO量子井戸試料における偏光光電機能、及び表面プラズモン励起による光電性能の向上を実証する。量子井戸試料は、パルスレーザー堆積法を用いて作製する。X線回折や顕微ラマン分光を用いて、作製した量子井戸試料の結晶性評価や格子歪を計算する。更に、量子井戸内の偏光励起における光学選択則は、kp摂動法に基づいて理論的に考察する。一方、金属ナノ構造体は、ナノインプリント技術を用いて、量子井戸の試料表面上にトップダウン的に形成する。金属ナノ構造体の表面プラズモン励起の光学的性質は、有限差分時間領域法(FDTD)に基づいた3次元電磁界計算から検討する。
高齢者の食生活に関連した認知症の予防およびリスク要因の解明

欧米の研究では、糖尿病や高血圧、肥満などの生活習慣病が認知症のリスク要因であることが示唆されているが、日本人ではほとんど検討されていない。そこで、本研究では大規模疫学調査のベースライン調査に参加した地域在住高齢者を対象に、認知機能、介護度および生活習慣病と結びつきの強い食生活の関連を横断的に検討した。その結果、地域在住高齢者の認知機能と血漿葉酸濃度との関連は無かったが、精神ストレスは関連することが示唆された。また、要介護リスクと果物に関連する栄養素摂取量に有意な負の関連があった。今後、縦断的解析等により、本研究の結果を確認する必要がある。我が国では、急速な高齢化に伴い、認知症患者数の増加が予想されており、その対策は急務である。しかし、日本人の遺伝的な体質を考慮して、高齢者の食生活に関連した認知症の予防およびリスク要因を、詳細に検討した報告は少ない。本研究は、静岡県内在住の者を対象としたコーホート研究の協力者のうち、70歳代の者において、遺伝的な体質を考慮して、食生活に関連した認知症の予防およびリスク要因を検討するものである。平成27年度は、主に以下の3項目について検討した。<1.解析対象者の選出>70歳代の研究協力者のうち、認知機能および栄養素摂取量の解析に不適格な者(精神疾患の病歴がある者、エネルギー摂取量およびBMIが外れ値の者等)を除外し、解析対象者を選出した。<2.認知機能レベルによる群分け>認知機能テストへの回答から、認知機能テストの合計点を算出した。これをもとに、解析対象者を認知機能低下(症例)群と、認知機能が低下していない(対照)群の2群に分けた。<3.症例群と対照群の栄養素摂取量等の差の検討> 2群間における栄養素摂取量等の差を検討したところ、症例群では対照群に比べて、年齢およびBMIが有意に高かったが(p<0.05)、性別、喫煙、飲酒、睡眠時間等の生活習慣、および、居住形態等の社会経済状態には差が無かった。また、症例群では対照群に比べて鉄摂取量が低く、ビタミンB1摂取量が高かったが(p<0.05)、エネルギー、たんぱく質、脂質、その他のビタミン、および、ミネラル摂取量には差が無かった。エネルギー摂取量および栄養素摂取量については、年齢、性別、BMI、生活習慣や社会経済状態等の交絡要因で調整したが、調整なしの場合と同様の結果であった。認知機能レベルと栄養素摂取量の関連の解析については、順調に進んでいる。しかし、遺伝子多型と血清試料の分析は、分析条件の検討等に時間を要したため、当初の計画よりも遅れている。高齢者の要介護度と、認知機能は関連すると言われている。要介護になることは、高齢者の生活の質が低下するだけでなく、家族等への負担が大きい。第7次医療計画では、介護予防を中心に対策を講じることとされている。しかし、食事に関する介護予防は科学的なエビデンスが不足している。そこで平成28年度は、地域在住高齢者の要介護リスクと食事の関連を横断的に検討した。【方法】静岡県内在住者を対象としたコーホート研究の協力者のうち、70歳代の高齢者から、質問項目に欠損値のある者などの不適格者を除外し、65歳以上の1283人を対象とした。本研究では、要介護リスクは介護保険二次予防事業の基本チェックリストの介護関連20項目に7項目以上該当した者(127人)を予備群、その他を対照群(1156人)とした。食物摂取頻度調査票によりエネルギーと栄養素摂取量を推定し、各食品では摂取頻度の分布に応じて、対照群の摂取量または摂取頻度の三分位を基に3群(T1T3)に分け、T1に対するT2、T3の年齢、性別等を補正したオッズ比[OR(95%信頼区間、p for trend)]を算出した。【結果】要介護に対するORsは、葉酸で0.98(0.65-1.46)、0.55(0.33-0.93、0.01)、VCで0.89(0.59-1.33)、0.41(0.23-0.72、<0.01)、柑橘類で0.59(0.32-1.09)、0.72(0.46-1.13、<0.05)、その他の果物(いちご、キウイ、リンゴ等)で0.70(0.40-1.22)、0.52(0.31-0.89、<0.01)だった。【まとめ】要介護リスクと果物に関連する栄養素摂取量に有意な負の関連がみられた。本研究の結果は、高齢者の機能障害と果物摂取に負の関連があるという先行研究の結果と一致した。因果関係を明らかにするため、引き続き、縦断研究を計画している。高齢者における認知機能および介護と食生活の関連の検討についてはおおむね順調に進んでいる。血液試料の分析については、条件検討に時間を要しているため、当初の計画よりも遅れている。【目的】認知機能と血清葉酸濃度の関連について、日本人の地域在住高齢者を対象とした大規模研究は多くない。本横断研究では、地域在住高齢者約800人の認知機能と血清葉酸濃度の関連、さらにその交絡要因について検討した。【方法】日本多施設共同コーホート研究(J-MICC study)

静岡・桜ヶ丘地区のベースライン調査参加者から解析不適格者を除外し、70歳以上の者を選出した。認知機能レベルはRitchie Kらの質問票を用いて評価し、血清葉酸濃度を測定した。モデル1では、認知機能の合計点が24点以下を症例群(501人)、25点以上を対照群(281人)とした。モデル2では、モデル1の解析対象者を性・年(1歳階級)でマッチングし、各群227人を選出した。認知機能レベルを従属変数、血清葉酸濃度を独立変数とし、交絡要因[年、性、BMI、喫煙、飲酒、身体活動量、エネルギー摂取量、教育歴、地域、精神疾患の病歴、精神ストレス]で補正した重回帰分析により標準化係数を算出し、p<0.05を有意とした。【結果】認知機能レベルに対し、モデル1と2の血清葉酸濃度のβは、0.020(p=0.593)、0.049(p=0.227)と関連はなかった。交絡要因について、モデル1では、年齢、身体活動量(PA)、精神疾患の病歴および精神ストレスと関連した(各β=0.077、-0.089、0.098、0.188 ;p<0.05 for all)。モデル2では、飲酒量、身体活動量、調査地域および精神ストレスが関連した(各β=0.111、-0.097、0.253、0.241 ; p<0.05 for all)。【まとめ】地域在住高齢者の認知機能について、血清葉酸濃度との関連はなかったが、精神ストレスは関連することが示唆された。欧米の研究では、糖尿病や高血圧、肥満などの生活習慣病が認知症のリスク要因であることが示唆されているが、日本人ではほとんど検討されていない。そこで、本研究では大規模疫学調査のベースライン調査に参加した地域在住高齢者を対象に、認知機能、介護度および生活習慣病と結びつきの強い食生活の関連を横断的に検討した。その結果、地域在住高齢者の認知機能と血漿葉酸濃度との関連は無かったが、精神ストレスは関連することが示唆された。また、要介護リスクと果物に関連する栄養素摂取量に有意な負の関連があった。今後、縦断的解析等により、本研究の結果を確認する必要がある。認知機能レベルと栄養素摂取量の関連についての解析が順調に進んでいることから、平成28年度は遺伝子多型および血清試料の分析を中心に研究を進め、これらの分析結果と認知機能レベルおよび栄養素摂取量との関連を詳細に検討する予定である。高齢者における認知機能および介護と食生活の関連の検討については順調に進んでいることから、平成29年度は血液試料の分析を進め、認知機能、介護および食生活との関連を詳細に検討していく予定である。栄養学平成27年度は遺伝子多型および血清試料の分析が遅れたことから、当初の予定よりも使用額が少なくなった。平成28年度は血液資料の分析に遅れが生じたことから、当初の予定よりも使用額が少なくなった。遺伝子多型および血清試料の分析は、平成28年度も引き続き行う予定であるため、平成28年度に繰り越すこととする。血液資料の分析は平成29年度も引き続き行う予定であることから、平成29年度に繰り越すこととする。
空中発射式ロケットの制御・誘導システムに関する研究

小型衛星用の高性能宇宙輸送システムとして期待されている「空中発射式ロケット」の信頼性の高い打上げ実現を目指して、空中発射に特有な技術的課題点に対して統計数理学的な新しい手法を応用することを提案し、その手法の有効性を実証することが本研究の目的である。空中発射式ロケットの最も大きな技術的課題点の一つとして分離時の不安定性とそれによる初期エラーの影響などが挙げられ、これらの問題点に対して本研究では制御・誘導システムの観点から取り組んでいる。第一年目となる本年度の研究では、粒子フィルタによる分離時の運動推定を評価するための詳細なシミュレーションモデルを構築し、本手法の有効性を実システムに近いモデルにおいて検証した。さらに分離から点火までの運動予測に限らず、ロケットモータ点火後の飛翔フェーズにおいても粒子フィルタを用いたパラメータ同定および適応制御を応用することを視野に入れ、提案する姿勢制御アルゴリズムを評価するためのシミュレーションコードを作成して基本的な評価を行った。この評価解析結果により、粒子フィルタアルゴリズムに対して予備粒子群の導入・再配置法の導入などの工夫を施したり、制御器チューニングにモデル規範適応制御の手法を用いたりすることでより性能の高い適応制御系を実現できることが分かった。また、分離後の即時軌道最適化にも統計数理的な手法(確率ステップを用いた大域的最適化法)を応用することを検討し、数値シミュレーションによってその有効性を確かめた。
リズムに「乗る」神経メカニズムの解明

運動リズム制御におけるドーパミンの役割を明らかにする目的で、2頭のサルに連続ボタン押し課題を訓練した。課題には、一定のリズム(SOA 800 ms)で点滅するボタンの点灯にタイミングを合わせて押す「リズミック課題」と、擬似ランダムな時間間隔(SOA800, 1200, 1600 ms)で点滅するボタンに反応してボタンを押す「ランダム課題」がある。2016年度には、運動リズムに対するドーパミンD2受容体作動薬クインピロール、阻害薬ハロペリドールの効果を検討した。正常時には、サルはリズミック課題のみならず、ランダム課題の最長のSOA(1600 ms)の後でも反応時間(RT)が±100 ms未満の予測的ボタン押しを高い確率で行なった。つまり、運動リズムのみならず、ランダム課題における最長のボタン押し間隔も学習した。ハロペリドール、クインピロール投与後は、予測的ボタン押しが顕著に減少した。2017年度には、ドーパミンD1受容体拮抗薬SCH23390のボタン押しリズムへの影響の解析を試みたが、投与直後から無動状態が見られ、投与量を変えても安定した効果は得られなかった。他のD1拮抗薬であるSCH39166を試したところ、安定した効果が1時間以上継続し、予測的ボタン押しが減少した。薬物の効果が運動のテンポによって変わるかを調べるため、SOA 800 msのリズムに加え、SOA 1000 msのリズムを訓練した。2018年度は、SOA 1000 msとSOA 800 msの二つのテンポのリズミック課題を用いてSCH39166およびハロペリドールの効果を確認した。その結果、いずれのテンポでも予測的ボタン押しが減少した。以上の結果は、ドーパミンのD1、D2受容体の両方が運動リズムおよびタイミングの制御に重要であることを示している。2頭のサルに、連続ボタン押し課題を訓練し、課題遂行中の行動データを解析した。課題には、800ミリ秒の一定間隔で点滅するボタンを、その点灯に合わせて押す「リズミック条件」と、800,1200,1600msの間隔が擬似ランダムに組み合わされ、タイミングの予想できない刺激に反応してボタンを押す「ランダム条件」の2条件がある。2頭とも、リズミック条件においては平均反応時間が100ms以下となり、刺激に先行するボタン押しもしばしば見られた。リズミック条件の訓練を十分に行った後では、ランダム条件においても800ミリ秒の刺激間隔が14回繰り返されると、繰り返し回数が増えるに従って反応時間が有意に短縮した。また、800ミリ秒繰り返された後に刺激間隔が1200ミリ秒に延長すると、しばしば刺激提示前に誤ってボタンを押した。(このようなボタン押しには、報酬は与えられない。)また、2頭目のサルにおいて、初めランダム条件のみの訓練を1ヶ月間行ったが、上記のようなリズムに乗ったと考えられる反応時間の短縮は見られなかった。そこで1頭目のサルのデータを改めて解析したところ、やはりリズミック課題の訓練前にはランダム課題においてたまたまリズミカルに刺激が提示されても、反応時間の短縮は見られなかった。これは、刺激のリズムによってすでに学習した運動リズムが誘導されたと考えられる。次に、1頭のサルにドーパミンD2受容体の作動薬クインピロール、阻害薬ハロペリドールを全身投与し、上記ボタン押し課題遂行への影響を解析した。クインピロール投与後は、リズミック課題でのボタン押し間隔が有意に延長した。ランダム課題での反応時間に変化はなかった。ハロペリドール投与後は、反応時間は延長したが、ボタン押し間隔の延長は見られなかった。以上の結果は、ドーパミンが運動リズム制御に重要な役割を果たすことを示すものである。本年度は、当初の予定ではドーパミンD2およびD1受容体の作動薬、阻害薬の全身投与を行う予定であったが、D1受容体の作動薬、阻害薬を用いた実験を行うには至らなかった。理由は2つある。第1に、ランダム課題における運動リズムの引き込みが、それに先立つ運動リズムの学習に依存するという興味深いデータが得られたため、それを2頭のサルで検証するための追加の解析を行ったこと。第2に、ドーパミン作動薬、阻害薬を用いた実験で、薬物の濃度、投与のタイミング等の指摘条件の検討、及び、その効果を記述するのにふさわしいパラメータ、データ解析手法の検討に時間を要したことである。すでにデータ解析については相当の知見が得られたので、今後はスムーズに実験が進められると考える。2頭のサルに連続ボタン押し課題を訓練した。課題には、一定のリズムでボタンを押す「リズミック課題」と、刺激提示感覚が擬似ランダムに変わる「ランダム課題」がある。29年度にはドーパミンD1受容体拮抗薬SCH23390を全身投与し、課題遂行への影響の解析を試みた。しかし、投与直後から約30分以上にわたり無動状態が見られ、課題遂行が不可能になった上、無動が見られなくなると10分程度で薬の効果がなくなり、その後は全く正常な行動が見られた。投与量を変えて実験を行なったが、無動か正常かの両極端な結果しか得られなかった。そのため、他のD1受容体拮抗薬であるSCH39166の使用を検討した。その結果、安定した効果が1時間以上にわたって見られた。リズミック課題において、一定のリズムを保てず、ランダム課題に近い反応時間のボタン押しが多数見られた。

一方、ボタン押し間隔の延長は見られなかった。ランダム課題では、反応時間が正常時よりわずかに延長した。28年度に行った、D2受容体作動薬、拮抗薬を用いた実験で、リズミック課題でのボタン押し間隔(周期)の延長がみられたが、これが目標とする周期からの延長なのか、特定の周期に近づいているのかを調べるためには、サルに異なる目標周期(間隔)でのリズミックなボタン押しをさせる必要がある。そこで、2頭のサルに、それまで訓練していた800ms周期のリズミック課題に加えて、異なる周期のリズミック課題を訓練した。初めに、650ms周期の課題を訓練したところ、1頭はうまくボタン押しを刺激に同期させることができたが、1頭ではリズムが不安定になった。そこで1000ms周期の課題に変えたところ、2頭とも正確にボタン押しを同期させることができた。SCH39166投与後では、800ms周期、1000ms周期ともに、ランダム課題と同程度の反応時間を示すことが多くなった。1)昨年度の実験結果に基づいて、行動課題の内容を改変し、サルを再訓練したため、予定外の訓練に日数を要した。2)当初使用を予定していたドーパミンD1受容体阻害薬の効果に不都合(投与直後には無動を引き起こし、無動から回復するとサルの行動が正常に戻ってしまう)があったため、容量の検討を行ったが思わしい効果が得られなかった。もう1種のドーパミンD1受容体阻害薬であるSCH39166を試したところ、良好な効果が見られたため、容量検討を行い、今後の実験に使用することとした。運動リズム制御におけるドーパミンの役割を明らかにする目的で、2頭のサルに連続ボタン押し課題を訓練した。課題には、一定のリズム(SOA 800 ms)で点滅するボタンの点灯にタイミングを合わせて押す「リズミック課題」と、擬似ランダムな時間間隔(SOA800, 1200, 1600 ms)で点滅するボタンに反応してボタンを押す「ランダム課題」がある。2016年度には、運動リズムに対するドーパミンD2受容体作動薬クインピロール、阻害薬ハロペリドールの効果を検討した。正常時には、サルはリズミック課題のみならず、ランダム課題の最長のSOA(1600 ms)の後でも反応時間(RT)が±100 ms未満の予測的ボタン押しを高い確率で行なった。つまり、運動リズムのみならず、ランダム課題における最長のボタン押し間隔も学習した。ハロペリドール、クインピロール投与後は、予測的ボタン押しが顕著に減少した。2017年度には、ドーパミンD1受容体拮抗薬SCH23390のボタン押しリズムへの影響の解析を試みたが、投与直後から無動状態が見られ、投与量を変えても安定した効果は得られなかった。他のD1拮抗薬であるSCH39166を試したところ、安定した効果が1時間以上継続し、予測的ボタン押しが減少した。薬物の効果が運動のテンポによって変わるかを調べるため、SOA 800 msのリズムに加え、SOA 1000 msのリズムを訓練した。2018年度は、SOA 1000 msとSOA 800 msの二つのテンポのリズミック課題を用いてSCH39166およびハロペリドールの効果を確認した。その結果、いずれのテンポでも予測的ボタン押しが減少した。
8K映像による国宝修復記録の無期限保存方法に関する研究

超高精細デジタル映像データを長期間保存する際の問題点が明瞭になった。デジタル映像はフィルム映像のように直接人の目で見て内容を知ることが出来ない。データの読み取り装置が必要なため、システム全体を保存する必要がある。機械的な耐久性には限界があるが、デジタルデータは無劣化でのコピーが可能である。よって、データの保存を検討する際には、将来のコピー作業を想定すべきである。ほとんどの場合、映像データのサイズは大きい。詳細を知らない将来の担当者であっても、効率的にコピー作業ができるために、分類、命名規則の統一、内容とフォーマットについての説明を添付することは重要である。超高精細(8K)デジタル映像について,「記録媒体の寿命を超えた長期の保存」と「映像記録の利活用」とを両立させるための現時点での最善策と将来的に取り組むべき課題とを明らかにする。国宝修復作業を映像で記録することは遠い将来に再び実施されるであろう修復作業にとって有益な情報となる。デジタルデータはコピーを繰り返すことで現記録媒体の寿命を超えて無期限に保存が可能である。そのためには(1)コピーが安定して容易に可能であること(2)将来的にもコピーされたデータの可読性があることが重要になる。記録媒体の物理的耐久性ではなく,記録されるデータ(映像のフォーマット)に注目し,調査・検討の結果は実際に国宝修復の映像記録(源氏物語絵巻『横笛』,徳川美術館所蔵,撮影は平成2627年)に適用する。映像フォーマット,記録媒体のファイルシステム,データの転送経路の3点について基礎的な検討をする。数種類の組み合わせ候補を立て,データの転送・変換を試験する。処理にかかった負荷・安定性を比較し,効率的運用を検討するための基礎的な情報を得る。映像データの受け渡しや整理(メタデータの扱いや命名規則等)について検討し,単純なデータの完全性ではなく映像記録として有効に機能する形式を目指す。ストレージに障害が生じた場合の対応として,データ復元にかかるコストやダメージの程度,デジタル画像復元処理の応用について検討する。並行して既存の映像記録の扱われ方についても調査し,実験結果とあわせて現時点での最善策を検討する。その後,一連の手順に従って実際の記録映像データを整理し保存版の作成に着手する。保存版の作成にあたっては映像データ自体のほかにも映像フォーマットに関する情報やデータ整理の方法自体も同封しておく。ストレージ障害のシミュレーションを想定していたが,偶然,実際に障害が発生した個体を入手できた。本研究とは別の研究環境整備計画によって導入された4K映像の高速処理が可能なシステムを利用することができた。調査を進める中で,内容未確認のフィルムが多数残されていることがわかった。デジタル化されていない理由は手間と費用のためである。フィルム映像のデジタル化について,従来よりも安価,効率的,高品質なデジタルスキャン技術を考え,特許出願した。現在のところ、記録メディアとしては、数百年の記録保持が可能であるとうたう「M-DISC」、それより保存期間は短いが1個あたりが大容量の「LTO」などがある。デジタル映像データのアーカイブは結局のところ、技術ではなく、どこまでも予算の問題である。保存版の作成作業に従事するための人員、時間、それにともなう予算の確保の問題が改めて浮き彫りとなった。大容量になるデジタル映像データの取扱において、命名規則の徹底や、作業途中の一時的な保存版を整理は、作業効率に大きく影響する。特に不完全なデータを扱う際には極めて重要である。一方で、作業者が必ずしもそうしたデータ作業に慣れ親しんだ者ではない場合もあり、実際の運用時には、作業の効率と、操作の親しみやすさのバランスを見極めなければならない。また現状調査の中で、デジタル化されていない映像資産にも行き当たった。特に小型映画フィルムによるものは膨大である。どのような映像が記録されているか不明になり価値判断ができず、かつデジタル化作業の費用が高額になることを理由に放置されている。これを解決するための効率的なデジタル化の方法を特許出願し、試作品を作成した。フィルム映像と同様の事態をデジタル映像においても生じさせないため、原盤品質のデータだけでなく、その内容や重要性を示すことのできるサマリー等を作成し、それらに容易にアクセスできる状況を確保することが大きな意味を持つ。サマリー作成と情報整理の作業は現在のところ人の手に頼る部分が大きく、人員・時間・予算の問題にかかるが、画像認識技術を活用することで省力化が望める。効率的なサマリー生成、検索性の向上が今後の課題である。研究計画時に懸念される事態として想定していた通り,ある企業によって開発され広範囲に利用されていた映像コーデックについて,企業が今後ソフトウェアサポートを終了することが発表された。互換性,利便性,長期の可読性を担保できるオープンフォーマットについて検討を進めたい。

存在が確認されたデジタル化されていないフィルムに対し,特許出願したアイデアを元にフィルムスキャナを作成できるよう発展させていきたい。映像技術本研究に賛同する企業や団体から協力を得て,当初予定より旅費を圧縮することができた。ストレージ障害の実験を予定していたが,偶然,障害が発生したストレージを入手することができた。特許出願中のフィルムスキャナ試作機の制作費の一部に充当したい。画像処理について,ネットワークを利用したクラウド型システムの構築の可能性を検討しており,その実験に充当したい。
脂肪細胞由来の新規生理活性ペプチド、アペリンと高血圧症との関連について

アペリンは、1998年に我々がオーファン受容体APJに対する内因性リガンドとして発見した36個のアミノ酸からなる生理活性ペプチドである。アペリンは血管内皮などから分泌され、内皮由来の一酸化窒素(NO)を放出して血圧を降下する。また、アペリンは既知の生体物質の中で最も強力な心筋収縮作用をもち、心不全などの病態生理において重要な役割を担うことが示唆されている。我々は、アペリンが脂肪細胞の産生する新しいアディポサイトカインであることを明らかにし、アペリンが肥満、高血圧症、動脈硬化などの病態生理に重要な役割をもつことを示唆している.本研究では、アペリンの脂肪細胞における生理的役割を検討するため、各種ラットモデルにおけるアペリンの血圧降下作用とマウス脂肪細胞および3T3-L1脂肪細胞におけるアペリンの遺伝子発現とその制御に関する研究を行った。我々は、アペリンが脂肪組織の豊富なラットに対しては強力に血圧を降下させ、脂肪組織の少ないラットに対しては弱い血圧降下作用を示すことを示した。さらに、マウス分離脂肪細胞においてアペリンおよびアペリン受容体の両方のmRNAが発現していることから、アペリンがオートクリンあるいはパラクリン機構を介して作用する可能性を示唆した。また、我々はマウス3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化の過程でアペリンmRNAの発現が増加することを見いだした。分化後の3T3-L1細胞におけるアペリンの発現はインスリンにより増加し、デキサメタゾンにより抑制された。また、インスリンによる発現増加はデキサメタゾン添加によって抑制され、デキサメタゾンによる抑制はインスリン添加によって回復した(1)。これらの結果は、脂肪細胞からのアペリン分泌が低インスリンおよび高グルココルチコイド濃度の条件下で低下することを示唆した。一方、脂肪細胞はアンジオテンシンを産生し、グルココルチコイドはそのアンジオテンシン産生を促進することが知られている。さらに、アペリン欠損マウスではコントロールと比較してアンジオテンシンによる血圧上昇作用が増強される。正常血圧の肥満患者における血中アペリン濃度が、非肥満患者と比較して2倍ほど上昇していることなどから、アペリンが肥満において血圧を正常に保つために抗アンジオテンシン作用物質として重要な役割を担っている可能性が指摘される。しかし、ストレスなどが原因で起る高グルココルチコイド濃度の条件下では、血圧降下作用のあるアペリンの産生が抑制され、血圧上昇作用のあるアンジオテンシンの産生が促進されることが予想される。そこで、肥満高血圧患者においてはストレスなどが原因で起ったグルココルチコイド濃度の上昇によるアペリン分泌機能の破綻が高血圧症の一因となっている可能性が示唆される。最近になって脂肪細胞から様々な生理活性物質が分泌されることが明らかになり、脂肪細胞由来の分泌因子が肥満による高血圧症の原因の一つである可能性が指摘されている。脂肪細胞は血圧上昇作用を有するアンジオテンシンIIを産生し、脂肪細胞におけるアンジオテンシンIIの産生はグルココルチコイドにより増加することが知られている。本研究では、新規生理活性ペプチド、アペリンの脂肪細胞における生理的役割を検討するため、マウス分離脂肪細胞及び脂肪細胞モデルの一つであるマウス3T3L1細胞におけるアペリンの遺伝子発現とその発現制御に関する研究を行った。結果として1)マウス分離脂肪細胞および3T3L1細胞においてアペリンmRNAの発現が観察された。2)アペリンmRNAレベルは、3T3L1細胞の分化誘導後2日目から増加し、4-6日目には未分化細胞レベルの2倍に達したが、8日目から減少した。3)3T3L1脂肪細胞におけるアペリンmRNA発現は1-100nMのインスリン刺激により用量依存的に増加し、1nMでも65%の増加が認められた。この結果は、3T3L1脂肪細胞におけるアペリンmRNAの発現が生理的条件下でインスリン濃度に影響される可能性を示唆している。4)3T3L1脂肪細胞におけるアペリンmRNAの発現は、デキサメタゾン(0.1-100nM)の添加で用量依存的に抑制され、100nMで75%、1nMでも40%ほど抑制された。この結果は、3T3L1脂肪細胞におけるアペリンmRNAの発現が生理的グルココルチコイド濃度の変動によって影響される可能性を示唆している。これらの結果は、脂肪細胞においてアペリンmRNAの発現はインスリンおよびグルココルチコイドによって調節されていることを示唆し、ことに高グルココルチコイド濃度の条件下では脂肪細胞からのアペリン分泌が抑制される一方、アンジオテンシンIIの産生が増加するため、高血症などを惹起する可能性が指摘された。我々は、アペリンが脂肪細胞の産生する新しいアディポサイトカインであることを明らかにし、アペリンが肥満、高血圧症、動脈硬化などの病態生理に重要な役割をもつことを示唆している.

本研究では、アペリンの脂肪細胞における生理的役割を検討するため、各種ラットモデルにおけるアペリンの血圧降下作用とマウス脂肪細胞および3T3-L1脂肪細胞におけるアペリンの遺伝子発現とその制御に関する研究を行った。我々は、アペリンが脂肪組織の豊富なラットに対しては強力に血圧を降下させ、脂肪組織の少ないラットに対しては弱い血圧降下作用を示すことを示した。さらに、マウス分離脂肪細胞においてアペリンおよびアペリン受容体の両方のmRNAが発現していることから、アペリンがオートクリンあるいはパラクリン機構を介して作用する可能性を示唆した。また、我々はマウス3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化の過程でアペリンmRNAの発現が増加することを見いだした。分化後の3T3-L1細胞におけるアペリンの発現はインスリンにより増加し、デキサメタゾンにより抑制された。また、インスリンによる発現増加はデキサメタゾン添加によって抑制され、デキサメタゾンによる抑制はインスリン添加によって回復した(1)。これらの結果は、脂肪細胞からのアペリン分泌が低インスリンおよび高グルココルチコイド濃度の条件下で低下することを示唆した。一方、脂肪細胞はアンジオテンシンを産生し、グルココルチコイドはそのアンジオテンシン産生を促進することが知られている。さらに、アペリン欠損マウスではコントロールと比較してアンジオテンシンによる血圧上昇作用が増強される。正常血圧の肥満患者における血中アペリン濃度が、非肥満患者と比較して2倍ほど上昇していることなどから、アペリンが肥満において血圧を正常に保つために抗アンジオテンシン作用物質として重要な役割を担っている可能性が指摘される。しかし、ストレスなどが原因で起る高グルココルチコイド濃度の条件下では、血圧降下作用のあるアペリンの産生が抑制され、血圧上昇作用のあるアンジオテンシンの産生が促進されることが予想される。そこで、肥満高血圧患者においてはストレスなどが原因で起ったグルココルチコイド濃度の上昇によるアペリン分泌機能の破綻が高血圧症の一因となっている可能性が示唆される。
長期間の日常生活中の生理計測に基づく個人適合型ストレス評価手法の開発

長期間(2ヶ月間)にわたって同一個人の日常生活中の心拍データと心理状態を測定したデータに基づいて、各個人ごとに最適化した心理的緊張感評価方法を構築した。身体運動と日内変動の影響を取り除いた後に、各個人毎に、緊張感を心拍変動指標値の主成分得点から推定する重回帰モデルを構築した。学習用データを用いて、重回帰係数を決定し、その最適化したモデルに対して「非」学習用データを用いて、モデルの汎化能力を調べた。その結果、モデルのパラメータの学習に用いていない△緊張感データの値とモデルによるその推定値との間の相関係数の被験者間平均値は学習用データで0.51,「非」学習用検証データで0.42であった。長期間(2ヶ月間)にわたる日常生活中の被験者15名の心拍変動,気分変動,生活活動度(身体加速度)変動を同時に連続計測する実験を行った.各被験者に対して,本実験の目的や解説を行った上で,同意書(インフォームドコンセント)を実験参加前にあらかじめ得た.本研究で行う被験者実験は,外部委員を含む産業技術総合研究所人間工学実験倫理委員会の承認のもと行った.被験者は心拍変動と生活活動度(身体加速度)変動を計測する携帯型装置を装着した状態で2ヶ月間通常通りの日常生活を行った.その間,睡眠時を含めて常時装置を装着した.ただし,入浴時のみ装置を取り外した.被験者は,1時間に1回(睡眠時を除く),その時の緊張感,不安感,幸福感,活気,疲労感,落ち込み感,怒り,混乱の8種類の気分状態を10cmのVisual Analog Scale(VAS)上に線を入れて回答した.回答結果を集計することにより,8種類の気分状態をそれぞれ数値化した.これに加えて,日常の基本活動動作(歩行,入浴,食事等)を記録した.さらに,起床時に睡眠充足度を10cmのVAS上に線を入れて回答した.睡眠充足度についても上記と同様に数値化した.これらの他に,被験者は印象的な事象(非常に嬉しかったこと,悲しかったこと,怒ったこと等)が起きれば,その内容と発生時刻をメモ帳に記入した.計測した心拍変動データに対して,パソコンと数値解析ソフトウエアを用いて数値解析を行い,自律神経系活動や呼吸系活動に関連する心拍変動指標の値を算出した.次年度(平成22年度)は,これらのデータを基にして,各個人に適合化した心拍変動を用いた気分状態評価手法を構築する.昨年度に計測した長期間(2ヶ月間)にわたる日常生活中の心拍変動データ,身体加速度データ,心理的緊張感の連続計測データを用いて,心拍変動を用いた心理的緊張感評価方法を各個人毎に最適化した.心理的緊張感の回答時刻から512秒前までの間の心拍変動データから各種心拍変動指標値を算出した.ただし,身体活動の影響を取り除くために,平均身体加速度が30mG未満の場合を解析対象とした.また,サーカディアンリズムの影響を取り除くために,心理的緊張感の点数と心拍変動指標値の両方について,同じ時間帯の参照値からの差分(△緊張感,△心拍変動指標値)を計算した.さらに,△心拍変動指標値のデータの主成分得点を計算し,これを説明変数として,△緊張感を算出する重回帰モデルを構築した.データを5-fold cross validation法に基づいて,学習用と非学習用に分けた.学習用データを用いて,各個人毎に,重回帰モデル式のパラメータの値を決定し,その最適化したモデルに対して,非学習用データを用いて,モデルの汎化能力を各個人毎に調べた.その結果,△緊張感の測定値と推定値の相関係数の被験者間平均値は学習データで0.51であり,学習に用いていないデータで0.42であった.さらに,学習データの相関係数が0.5以上であった被験者の学習に用いていないデータの相関係数の平均値は0.50であった.以上から,長期間にわたる生理心理計測データを用いて,心拍変動を用いた心理的緊張感評価方法を各個人毎に最適化することにより,心理的緊張感の推定能力が向上することが明らかとなった.
ペルフルオロ化合物の肝臓における高蓄積性の分子メカニズムの解明

本研究では、Perfluorooctanoic acid(PFOA)をはじめとするペルフルオロ化合物が肝臓に蓄積する原因は、細胞内の高親和性分子と結合することにより特定の細胞内コンパートメントに保持されるためであるとの作業仮説のもとに、肝臓における標的因子の探索を行っている。肝細胞内のタンパク質とPFOAの結合を維持した状態で解析を行うため、blue-native polyacrylamide gel electrophoresis(BN-PAGE)について検討した。BN-PAGEはSDSのような変性剤を用いず、生理的pHで泳動するためタンパク質複合体の分離にも用いられる。はじめにラット肝細胞の各画分のタンパク質の可溶化条件の最適化を行った。さらに予備的検討としてウシ血清アルブミンと14-C標識PFOAの結合を維持しながらバンドを分離できることを確認した。したがってこれらの可溶化された画分を泳動することで特異的な結合タンパク質の検出が可能となった。また、高親和性分子の存在するコンパートメントへの受け渡しを行うキャリアー分子として、脂肪酸結合タンパク質(FABP:fatty acid binding protein)に着目し、PFOAの細胞内蓄積におけるFABPの寄与について明らかにすることを目的として実験を行った。培養細胞を用いたin vitro取り込み実験を行うため、CMVプロモータおよびネオマイシン耐性遺伝子を有するpCI-neoにラットL-FABP遺伝子を組み込み、L-FABPの発現ベクターを構築した。