hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳内の神経伝達物質の放出調整に対する一酸化窒素によるニトロ化反応の役割

各種向精神薬をラットに投与して、1日、4日、28日後に脳を取り出して、iNOSの遺伝子融合が起きるかどうかを調べた。実験には79週齢のSprague-Dawley系優性ラットを用いた。以下の動物の取り扱いはHandbook for the Use of Animals in Neuroscience Researchに従った。用いた薬物は、抗精神病薬であるハロペリドールとクロールプロマジン、抗うつ薬であるイミプラミン、フルボキサミン、抗不安薬であるジアゼパム、抗痙攣薬であるカルバマゼピンを用いた。結果は、全ての向精神薬を投与してから28日後のラットの脳内(視床下部、前頭皮質、海馬、脳幹、小脳)で、iNOSのmRNA濃度が上昇していた。さらにイミプラミンについては、NOの代謝産物である亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度を脳ホモジネートを用いて測定したところ、やはり28日後のラットの脳内、(視床下部、前頭皮質、海馬、脳幹、小脳)で上昇がみられた。この時のイミプラミンの血中濃度を測定したところ、ヒトにおいて臨床的に有効であると考えられている濃度にほぼ近い値であることが分かった。本年度の予定では、さらに脳内で上昇したNOがもたらす、神経伝達物質への影響も調査不可能であった。今後は測定技術を再検討して引き続き調査を行う予定である。また、NOと精神病との関連を調べる目的で、うつ病患者の血中亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度を測定したところ、健常者や神経症患者に比べて有意に高いことが分かった。さらにうつ病患者もうつ状態が治ると血中亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度が健常者に近いレベルまで低下することも分かった。次に、拘束ストレス負荷によってラット脳内のNO産土量が変化するかどうかをマイクロダイアライシス法によって調査した。還流液を20分間隔で回収し自動NO検出器(ENO-10,Eicom,Kyoto)に打ち込んで亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度を測定した。結果、拘束開始後20分から80分まで硝酸イオン濃度は有意に上昇した。この変化は、非特異的NOS阻害剤であるN-nitro-L-arginine methyl esterの前投与によって消失した。今回の実験で、一過性ではあるが拘束ストレスを負荷されたラット視床下部におけるNOの産生量が高まることが示唆された。このことから、NOが中枢のストレス応答に関与している可能性が示された。また、この変化がNOS阻害剤の前投与によって消失したことから、このようなNOの変化にNOS活性が関与していたことが示唆された。さらにイミプラミンについては、NOの代謝産物である亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度を脳ホモジネートを用いて測定したところ、やはり28日後のラットの脳内(視床下部、前頭皮質、海馬、脳幹、小脳)で上昇がみられた。本年度の予定では、さらに脳内で上昇したNOがもたらす、神経伝達物質への影響も調査する予定であったが、NOによってニトロ化された神経伝達物質の濃度が著しく低いため測定不可能であった。

さらに、うつ病患者もうつ状態が治ると血中亜硝酸イオン、硝酸イオン濃度が健常者に近いレベルまで低下することも分かった。
開口分泌モデルを用いた新規分子のリン酸化制御における役割解明研究

本研究では、我々が見いだしたphospholipase C-related but catalytically inactive protein(PRIP)がリン酸化制御に関わる分子(ホスファターゼとキナーゼ)の働きを調節する仕組みを解明することを目指した。特に「開口分泌」のリン酸化調節におけるPRIP役割解明を目標とした。PRIPには異なる2種類のホスファターゼ(PP1とPP2A)が相互排除的に直接結合し、その結合はPRIP自身のリン酸化によって調節されることをわかった。PRIPがPP1を介して、開口分泌における膜融合過程に必須の分子複合体を構成するSNAP-25のリン酸化状態を修飾することを明らかにした。このように、タンパク質リン酸化シグナルによる開口分泌の調節にPRIPが関与することを示唆した我々が見いだしたphospholipase C-related but catalytically inactive protein(PRIP)がリン酸化制御に関わる分子(ホスファターゼとキナーゼ)の働きを調節する仕組みを解明する事を目指した。組換え体として精製したPRIP、PP1 (protein phosphatase)、PP2Aを用いた試験管内結合実験を行い、PP1とPP2A両方ともPRIPと結合するが、両者が混在する時には結合は相互に排除的であることが分かった。A-キナーゼによってPRIPをリン酸化するとPP1との結合は減弱化し、反対にPP2Aとの結合は増加した。これらの分子を細胞に強制発現を行い、細胞の再構成系での実験を行った。細胞の抽出物を抗PRIP抗体で沈降させて混在するPP1やPP2Aの量を定量した。定常状態ではPRIPに混在してPP1もPP2Aも存在した。細胞をforskolinで刺激するとPRIPと共沈降するPP1量は減り、PP2Aは増加した。ついで動物個体を用いた実験を行った。イソプロテレノールをマウスの腹腔内注入して、脳抽出物を抗PRIP抗体で沈降させて混在したPP1ならびにPP2Aを定量した。予測通りでPP1の減少とPP2Aの増加を認めた。このようにPRIPを中心とした2種類のホスファターゼの相互に排除的な結合、加えてリン酸化による結合ホスファターゼのスワッピングが生細胞や動物個体でも確認された。前年度に得たSNAP-25のリン酸化調節と開口分泌におけるPRIPの役割と相俟って開口分泌のリン酸化調節の基盤が明確になってきた。このように、タンパク質リン酸化シグナルによる開口分泌の調節にPRIPが関与することを示唆した我々は独自に見いだした新規分子PRIPがキナーゼやホスファターゼといったリン酸化制御に関わる分子群を各々の作用部位近傍にリクルートするという役割の解明を目指している。本研究では、「開口分泌」調節の分子基盤におけるPRIPの持つタンパク質リン酸化制御機能の役割解明を目標とする。平成23年度は当初の計画に従い、本研究に用いる各種遺伝子組換えコンストラクトの調製から実験をスタートし、開口分泌実験のモデルとしてのPC12細胞の各種PRIP変異体を安定的に発現する細胞株の調製も行った。これらが順調に進んだので、調製した細胞を用いた実験にも着手した。すなわち開口分泌における膜融合過程に必須の分子複合体を構成するSNAP-25に着目し、そのリン酸化を介した開口分泌の修飾にPRIPが関与する可能性について検討した。精製タンパク質を用いた試験管内実験から、PKAでリン酸化されたSNAP-25の脱リン酸化はタンパク質ホスファターゼのうち、主にPP1が担っており、その過程はPRIPによって調節されることがわかった。上述の細胞をフォルスコリンやホルボールエステル処理するとSNAP-25はリン酸化され、PRIPはその脱リン酸化過程を促進した。またこのときのノルアドレナリン分泌量はSNAP-25のリン酸化レベルとよく一致していた。さらに免疫沈降実験も行い、PRIPによるSNAP-25のリン酸化レベルの修飾にはPRIP、PP1、SNAP-25複合体の形成が必要であることもわかった。以上の結果は、PRIPがPP1を介してSNAP-25のリン酸化状態を修飾し、よってタンパク質リン酸化シグナルによる開口分泌の調節に関与することを示唆する。初年度の成果は本研究における仮定を肯定するものであり、次年度以降の研究の展開を期待させるものであった。申請者らは独自に見出した新規分子PRIPがリン酸化制御を基盤とする細胞機能にどのように関わるのかを解明することを目指しており、そのために本研究では、現在集中的に解析している開口分泌におけるリン酸化制御にPRIPがどのように関わるのかを明らかにすることを目的としている。現在までに、モデルであるPC12細胞を用いた系で、PRIPがタンパク質リン酸化シグナルを介した開口分泌調節機構の修飾に関与することを示し、論文掲載にまで至ったため、計画は予想以上に進んでいると言える。

初年度にPC12細胞をモデルとした系でPRIPがPP1を介したSNAP-25のリン酸化状態の修飾を通じて開口分泌の調節に関与する証拠を得た。今後は、PRIPによるタンパク質リン酸化シグナルの修飾について、より詳細な機構の解明を目指す。すなわちPRIPにはPP1のみでなくPP2Aも結合するので、これら複数の脱リン酸化酵素とPRIPとの相互作用の様子について精製タンパク質を用いた試験管内での結合実験等で明らかにする。またPC12細胞をモデルとして得られた結果について、より生理的な状態で検証する。すなわち野生型及びPRIP欠失マウスから副腎由来初代培養細胞を調製し、SNAP-25のリン酸化レベルや開口分泌の比較を行う。このとき得られる細胞数はかなり限られるので、細胞株で行ったような生化学的実験以外に、より少ない細胞でも行える電気生理学的手法の利用等を考えている。本研究の成果は将来的には、PRIPのリン酸化制御に関わる役割を普遍的な細胞内シグナリングにおけるタンパク質リン酸化制御のリレーに広げたい。そして、PRIP-KOマウスが示す他の表現型(例えば骨代謝の異常や抑制性神経伝達受容体の機能異常など)について、その基盤としてのリン酸化制御の可能性についても研究を進展させたい。次年度は初年度に確立したモデル系に加えて、教室で所有するPRIP欠失マウスも用いて実験を行う。開口分泌やリン酸化を調べる方法は同じなので消耗品のほとんどを占める試薬類は初年度と同程度必要となる。また得られた成果を学会及び論文として発表するための旅費及び出版費(その他)を使用する。
薄膜光機能素子と光導波路のモノリシック集積法に関する研究

光集積回路においては,基本要素である光導波路の外にも様々な光機能素子が集積化されるが,一般に光素子はその機能に応じて様々な材料が用いられるので,異種材料の集積法が必要不可欠になる.その一構成法として,報告者は本研究の開始前に,基板に設けた段差の垂直面へ多層膜フィルタを選択的にモノリシックに形成する方法を開発し,光検出器と多層膜フィルタを集積化した分波・受光集積素子を試作してその基本動作を確認した.しかしながら,基板底面が平坦ではないので光導波路をモノリシックに集積化できず,また,垂直面上に形成した膜の屈折率と膜厚の製作精度が不十分なため,製作した素子の分波波長特性が設計値からずれており,高性能デバイスが得られていなかった.そこで本研究では,まず基板に垂直段差面を形成する際のエッチング条件を検討し,段差底面の平坦化を達成して光導波路のモノリシック集積化に成功した.さらに,垂直面選択成膜法によって形成された膜の膜厚制御精度の検討のため,簡単な2層膜フィルタを設計し,誘電体多層膜フィルタ,光検出器および光導波路を集積化した分波・受光モノリシック集積素子を試作した.そして,この集積素子の分波・受光特性を測定し,波長フィルタ特性を得てその基本的動作を確認するとともに,分波中心波長の設計値と実測値の差から,垂直面上の膜厚制御精度を見積もった.次に,これまでの高周波スパッタ装置を用いた垂直面選択成膜法では,垂直面上の膜の上部に鋭い傾斜面が現れる点と,基板段差面の上部の角がエッチングされて変形するという問題があった.そこで本研究の後半では,2つのイオン源を用いたイオンビ-ムスパッタ装置を用いて,この問題の解決を試みた.その結果,1台のイオン源でイオンビ-ムスパッタ成膜を行い,もう1台のイオン源を基板へ垂直に照射することで,基板垂直面へ選択的に薄膜を形成することに成功した.光集積回路においては,基本要素である光導波路の外にも様々な光機能素子が集積化されるが,一般に光素子はその機能に応じて様々な材料が用いられるので,異種材料の集積法が必要不可欠になる.その一構成法として,報告者は本研究の開始前に,基板に設けた段差の垂直面へ多層膜フィルタを選択的にモノリシックに形成する方法を開発し,光検出器と多層膜フィルタを集積化した分波・受光集積素子を試作してその基本動作を確認した.しかしながら,基板底面が平坦ではないので光導波路をモノリシックに集積化できず,また,垂直面上に形成した膜の屈折率と膜厚の製作精度が不十分なため,製作した素子の分波波長特性が設計値からずれており,高性能デバイスが得られていなかった.そこで本研究では,まず基板に垂直段差面を形成する際のエッチング条件を検討し,段差底面の平坦化を達成して光導波路のモノリシック集積化に成功した.さらに,垂直面選択成膜法によって形成された膜の膜厚制御精度の検討のため,簡単な2層膜フィルタを設計し,誘電体多層膜フィルタ,光検出器および光導波路を集積化した分波・受光モノリシック集積素子を試作した.そして,この集積素子の分波・受光特性を測定し,波長フィルタ特性を得てその基本的動作を確認するとともに,分波中心波長の設計値と実測値の差から,垂直面上の膜厚制御精度を見積もった.次に,これまでの高周波スパッタ装置を用いた垂直面選択成膜法では,垂直面上の膜の上部に鋭い傾斜面が現れる点と,基板段差面の上部の角がエッチングされて変形するという問題があった.そこで本研究の後半では,2つのイオン源を用いたイオンビ-ムスパッタ装置を用いて,この問題の解決を試みた.その結果,1台のイオン源でイオンビ-ムスパッタ成膜を行い,もう1台のイオン源を基板へ垂直に照射することで,基板垂直面へ選択的に薄膜を形成することに成功した.光集積回路においては,基本要素である光導波路の外にも様々な光機能素子が集積化されるが,一般に光素子はその機能に応じて様々な材料が用いられるので,異種材料の集積法が必要不可欠になる.しかしながら,一般に異種材料よりなるデバイスのモノリシック集積化は困難であり,従来より報告例はほとんど無い.この問題の解決法として,報告者らは一昨年,バランススパッタ法と呼ぶ新しい薄膜形成法を開発し,基板に設けた段差の垂直面へ無反射コ-ト膜や多層膜フィルタを選択的にモノリシックに製作することに成功した.本研究では,この技術を用いて,半導体基板上に光検出器と多層膜フィルタと光導波路をモノリシックに集積化した分波・受光集積素子製作の基礎技術の開拓を目指し,本年度は以下のような成果を得た.まず,昨年度の予備的研究によって,半導体基板上に形成した段差の垂直面に光検出器と17層の多層膜フィルタをモノリシックに集積化した分波・受光集積素子を試作し,その基本的動作を確認していた.しかしながら,異方性エッチングによる底面の平坦性が十分でないために平坦面上に光導波路を製作できなかった.また,垂直面上の多層膜フィルタの膜厚の制御精度が不十分で,設計通りの分光透過率特性が得られなかった.そこで,エッチング条件の詳細な検討を行って,垂直面のみでなく底面までも十分に平坦な面を得る技術を確立し,光検出器と多層膜フィルタに加えて光導波路をもモノリシックに集積化する事に成功した.

また,垂直面上の膜厚制御精度を検討し,現状の制御精度が13%程度である事を明らかにした.この製作精度は目標のフィルタ特性を得るためには不十分であるので,本年度に購入したイオンビ-ムスパッタ装置を用いて,垂直段差面上の膜厚制御精度の改善を試みつつある.光集積回路においては,基本要素である光導波路の外にも様々な光機能素子が集積化されるが,一般に光素子はその機能に応じて様々な材料が用いられるので,異種材料の集積法が必要不可欠になる.その一構成法として,報告者は本研究の開始前に,基板に設けた段差のの垂直面へ多層膜フィルタを選択的にモノリシックに形成する方法を開発し,光検出器と多層膜フィルタを集積化した分波・受光集積素子を試作してその基本動作を確認した.しかしながら,基板底面が平坦ではないので光導波路をモノリシックに集積化できず,また,垂直面上に形成した膜の屈折率と膜厚の製作精度が不十分なため,製作した素子の分波波長特性が設計値からずれており,高性能デバイスが得られていなかった.そこで本研究では,まず基板に垂直段差面を形成する際のエッチング条件を検討し,段差底面の平坦化を達成して光導波路のモノリシック集積化に成功した.さらに,垂直面選択成膜法によって形成された膜の膜厚生御精度の検討のため,簡単な2層膜フィルタを設計し,誘電体多層膜フィルタ,光検出器および光導波路を集積化した分波・受光モノリシック集積素子を試作した.そして,この集積素子の分波・受光特性を測定し,波長フィルタ特性を得てその基本的動作を確認するとともに,分波中心波長の設計値と実測値の差から,垂直面上の膜厚制御精度を見積もった.次に,これまでの高周波スパッタ装置を用いた垂直面選択成膜法では,垂直面上の膜の上部に鋭い傾斜面が現れる点と,基板段差面の上部の角がエッチングされて変形するという問題があった.そこで本研究の後半では,2つのイオン源を用いたイオンビ-ムスパック装置を用いて,この問題の解決を試みた.その結果,1台のイオン源でイオンビ-ムスパッタ成膜を行い,もう1台のイオン源を基板へ垂直に照射することで,基板垂直面へ選択的に薄膜を形成することに成功した.
生物粒子の一次生成

西部北太平洋の富栄養から貧栄養の外洋水域を対象にして、オ-シャンフラックスの加速・減速要因として重要な生物粒子の一次生成過程を、生成量と生成物の質の相違の両者の把握を目的として研究を行った。一次生成量の推定では、測定方法と時・空間変動の把握を中心に検討した。前者ではより正確な推定のために従来法を基にして測定方法について検討を加えた。特に従来法で問題と考えられた測定実験時の人為汚染・撹乱の解消を目指してクリ-ンテクニックを工夫し、実際に貧栄養海域で従来法に比べて10%程度の高い一次生産量の測定結果を得た。また、光・光合成曲線で求めた立ち上がり勾配、最大光合成速度、最適光量と、海洋水中の光量、クロロフイル濃度から、数学モデルで一次生産量を推定する方法を工夫し、比較的測定の容易な物理及び生物項目から一次生産量を推定する方法を検討した。これにより、現場実験の困難な際でも短時間に一次性成量を推定することが可能となった。一次生成量の時・空間変動については、船舶、人工衛星、係留系の3つのプラットフォ-ムのそれぞれの利点を使い分けて観測することにより、より正確な把握を目指すことを工夫し、特に一次生産量の測定のための表層係留システムのデザインを検討した。実際の測定システムは平成4年度に購入の予定である。一次生成物の質の相違については、主として構成生物種とその大きさの違いに着目して研究を実施した。そのために、顕微鏡下での観察と計数、高速液体クロマトグラフによる各種光合成色素の分別定量、フロ-サイトメトリ-による分別定量、異なった孔径の濾紙による分別定量を検討した。これらの測定結果を組み合わせることにより、一次生成物の質の相違の定量把握がかなり可能になった。また、現場水中での一次生産に対する光量律速の程度の解析が一部可能になった。
身体イメージの変容と模倣能力の関係

本研究では,身体イメージの変容と模倣能力の関係について検討した.身体イメージの変容は,ラバーハンド錯覚における錯覚量から評価した.模倣能力を評価するために,第3者が行う単純な肘関節の屈曲動作およびこれまで経験したことのないジャグリング動作をモデルとした.その結果,ラバーハンド錯覚における錯覚量が大きい人ほど,動作の模倣能力に優れることが明らかになった.これは,ヒトが模倣を行う際には,自身の身体イメージを変容させている可能性を示唆する.本研究では,「身体のイメージが変容しやすい人ほど,模倣能力が高い」という仮説を検証することを目的としている.昨年度は,模倣能力と身体イメージの変容の間に相関関係が認められるのか否かについて検討した.模倣する動作には肘関節の屈曲動作を用いた.身体イメージの変容は,「ラバーハンド錯覚」から評価した.ラバーハンド錯覚を引き起こすために,被験者の手を衝立で隠し,被験者の目の前にはゴムでできた偽の手の模型を置いた.実験者が被験者の手と偽の手の対応する位置を同時に繰り返し触ると,被験者は隠されている自分の本当の手ではなく,偽の手の触れられた部分に触覚を感じるようになった.その結果,ラバーハンド錯覚が生じやすい人(身体イメージが変容しやすい人)ほど模倣能力が低い傾向にあり,仮説を裏付ける結果は得られなかった.しかし,昨年度の実験では,被験者が肘関節の屈曲動作を見た後に模倣を行ったため,自身の記憶を手掛かりに模倣を行っていた可能性がある.これでは,研究実施者が立てた仮説の検証を行うことが難しい.そこで今年度は,被験者が肘関節の屈曲動作を見ながら模倣をする状況を設定して実験を再度行った.この状況においては,ラバーハンド錯覚の程度と模倣能力が高さの間には有意な正の相関関係が認められた.また,肘関節の屈曲動作の代わりに,被験者がこれまで全く行ったことのない新奇動作(ジャグリング運動)をモデルとしたときにも,同様の結果が得られた.これらのことは,研究実施者が立てた仮説をある程度支持するものである.本研究では,身体イメージの変容と模倣能力の関係について検討した.身体イメージの変容は,ラバーハンド錯覚における錯覚量から評価した.模倣能力を評価するために,第3者が行う単純な肘関節の屈曲動作およびこれまで経験したことのないジャグリング動作をモデルとした.その結果,ラバーハンド錯覚における錯覚量が大きい人ほど,動作の模倣能力に優れることが明らかになった.これは,ヒトが模倣を行う際には,自身の身体イメージを変容させている可能性を示唆する.模倣は,運動スキルを高めるための重要な行為だが,この能力には個人差がある.模倣能力の違いはいかにしてもたらされるのか,という問いに答えるために,本研究では「身体イメージの変容」という現象に着目した.これは,例えば,テニスや剣道などの道具を使用するスポーツ選手が,その道具の先端があたかも自分の手や指であるかのように感じることをいう.模倣をするときには,手本とする動きに自身の身体イメージを適合させることが重要であると考えられるため,本研究では,「身体のイメージが変容しやすい人ほど,模倣能力が高い」という仮説を立て,実験を行った.今年度は,模倣能力と身体イメージの変容の間に相関関係が認められるのか否かについて検討した.模倣能力の評価には,肘関節の屈曲運動を用いた.被験者が眼前のモニター上に映る第三者の肘関節屈曲動作を模倣するとき,被験者に取り付けた関節角度記録システムで肘関節角度を測定することにより,模倣能力の正確性を評価した.一方,身体イメージの変容は,「ラバーハンド錯覚」から評価した.ラバーハンド錯覚を引き起こすために,被験者の手を衝立で隠し,被験者の目の前にはゴムでできた偽の手の模型を置いた.実験者が被験者の手と偽の手の対応する位置を同時に繰り返し触ると,被験者は隠されている自分の本当の手ではなく,偽の手の触れられた部分に触覚を感じるようになった.得られた主な知見は,ラバーハンド錯覚が生じやすい人(身体イメージが変容しやすい人)ほど模倣能力が低いということであった.自身の身体イメージが簡単に変容してしまう人よりも,身体イメージが変容しにくい人のほうが自己の身体の状況を適切に把握できるのかもしれない.このことが,高い模倣能力につながった可能性がある.模倣は体を使った行為であるが,これが「脳」の働きであることはいうまでもない.これまでの研究では,模倣中に活動している脳部位を明らかにすることに焦点が当てられており,なぜ模倣が得意な人と不得意な人がいるのかについては十分に検討されてこなかった.そこで本研究では,「身体イメージの変容」という現象に着目し,「身体イメージが変容しやすい人ほど模倣能力が高い」という仮説を立て,模倣能力を決定する一要因を明らかにすることを目的とした.身体イメージの変容を評価するために,ラバーハンド錯覚という手法を用いた.被験者の手を衝立で隠し,被験者の目の前にはゴムでできた偽の手の模型を置いた.実験者は被験者の手と偽の手の対応する位置を同時に繰り返し触った.すると,被験者は隠されている自分の本当の手ではなく,偽の手の触れられた部分に触覚を感じるようになった.このとき,被験者の手があると感じる位置は模型の手の方へ移動した.

移動距離は錯覚の程度を反映するため,本研究では,この距離を身体イメージの変容の値とした.模倣能力の測定には,被験者がこれまで経験したことのある動作と,全く経験したことのない動作の2つを用いた.前者では,被験者は,眼前のモニターに映る第三者が行う肘関節の屈曲動作を模倣した.後者では,被験者は,眼前のモニターに映る第三者が行うジャグリング動作を模倣しながら覚えた.その結果,肘関節の屈曲の模倣が正確にできる被験者ほど,ラバーハンド錯覚における錯覚量(身体イメージの変容の程度)が大きいことが明らかになった.また,ジャグリングの成功回数が多い被験者ほど,身体イメージの変容の程度が大きいことも明らかになった.これらの実験結果から,模倣をする際には,自身の身体イメージを変容させて、目的とする動きに一致させている可能性が示唆された.運動生理学、神経科学昨年度得られた成果の妥当性を確かめるために,実験条件を精査して再実験を行ったため.当初の計画では,身体イメージの変容は「手」および「全身」を対象とする予定であった.しかしながら,実験器具の調達や実験条件の精査に時間を要したため,今年度は「手」の身体イメージの変容を検討することしかできなかった.今年度得られた成果を基に,来年度は「全身」の身体イメージの変容を評価する予定である.加えて,身体イメージの変容の程度と模倣能力の間に因果関係が認められるのか否かについても検討する.得られた成果は,関連学会で発表した後,国際雑誌に投稿する予定である.今年度得られた成果を基に,来年度は「全身」の身体イメージの変容を評価する予定である.また,今年度は模倣能力の評価に,肘の屈曲運動という非常に単純で馴染みのある運動を採用した.来年度は,被験者がこれまで経験したことのない新奇動作を模倣したときにも今年度と同様の知見が得られるのか否かについて検討を加える予定である.また,得られた成果は,関連学会で発表した後,国際雑誌に投稿する予定である.研究の進みが若干遅れたため,予定していた機器の購入を見送った.研究成果をまとめ,発表するための文献などを購入する.また学会等で成果発表を行うための旅費に充てる.身体イメージの変容をより多面的に評価するために,交感神経系の興奮に伴う精神性発汗を計測する装置を購入する.
低エネルギーストレスとメカニカルストレスに対する骨格筋の適応機序の解明

細胞におけるタンパク質合成はmTORとAMPKによって拮抗的に調節されているとされている。本研究では、骨格筋培養細胞を対象として、伸展刺激によるメカニカルストレスと低エネルギーストレスがmTOR/p70S6K経路とAMPK経路に及ぼす影響を検討した。伸展刺激によるメカニカルストレスはmTOR経路とAMPK経路をともに活性化し、ある種の生理的刺激下では両者の拮抗的調節は行われていないことが認められた。しかし、薬理的なAMPK活性の調節はメカニカルストレスによるmTOR経路の活性化に影響を及ぼすことが明らかとなった。骨格筋は運動様式の違いにより異なる適応が起きる。すなわち、有酸素運動は骨格筋の持久的能力を高めるが、レジスタンス運動は筋肥大を誘導する。本研究の目的は、細胞内の低エネルギーストレスおよびメカニカルストレスの面から、運動の適応機序に関わる分子を検索することである。研究初年度には、まず有酸素運動とレジスタンス運動の骨格筋培養細胞モデルの検討を行った。対象には筋芽由来の培養細胞であるC2C12細胞を用いた。C2C12細胞は分化誘導培地で培養すると多核の筋管細胞を形成する。本研究には分化誘導45日目の細胞を用いた。レジスタンス運動のモデルとしてメカニカルストレス(ストレッチ)を細胞伸展装置を用いて負荷した。一方、有酸素運動のモデルとしては電気刺激装置による自発的収縮を負荷した。ストレッチ刺激はタンパク質合成促進作用の指標となるp70 S6 kinase (p70S6K)のリン酸化を有意に上昇させたが、自発的収縮刺激では影響が認められなかった。一方、細胞内低エネルギーの指標となるAMP-activated protein kinase α(AMPKα)のリン酸化もストレッチ刺激によってのみ上昇した。すなわち、自発的収縮刺激に比してストレッチ刺激は細胞内のエネルギー状態の変動やタンパク質合成促進作用が強いことが示唆された。AMPKαの活性化剤であるAICAR存在下ではストレッチ刺激によるp70S6Kのリン酸化上昇は消失したが、抑制剤であるCompund C存在下ではストレッチ、自発的収縮刺激ともにp70S6Kのリン酸化が上昇した。以上の結果より、生理的レベルのストレスはp70S6KとAMPKαを同時に活性化することが認められ、AMPKαによるmTOR経路の抑制は強固でないことが示唆された。一方、薬理的なAMPKα活性の調節はmTOR経路に影響を及ぼすことが認められた。昨年度の結果より、レジスタンス運動のモデルとしてメカニカルストレス(ストレッチ)を細胞伸展装置により細胞に負荷すると、タンパク質合成促進作用の指標となるp70 S6 kinase (p70S6K)のリン酸化を有意に上昇させることが明らかとなった。そこで、メカニカルストレスを負荷した細胞にタンパク質合成促進作用を有するアミノ酸であるロイシンを添加しその影響を検討した。マウス筋芽由来の培養細胞であるC2C12細胞をシリコンチャンバー上でコンフルエントまで増殖させ、その後分化誘導培地で45日間培養し、多核の筋管細胞に分化させた。伸展刺激開始90分前にロイシンを含まないDMEM培地に交換し、培養細胞伸展装置を用いて一軸方向に伸展刺激(伸展度15%、1伸縮/秒)を4時間にわたって加えた。伸展刺激直後に対照群および伸展刺激群に2 mMロイシンを培地に添加し、45分後に細胞を回収して分析に供した。4時間の伸展刺激直後にはp70S6Kのリン酸化が有意に上昇したが、その後の安静4時間後には対照群と同等になった。ロイシン添加により対照群および伸展刺激群ともにp70S6Kのリン酸化が上昇したが、その上昇の程度は伸展刺激群で有意に高値を示した。さらに、ロイシンの細胞内取り込みに関わるL-type aminoacid transporter (LAT1)のタンパク量は対照群に比して伸展刺激群で有意に高値を認めた。siRNAを導入し、LAT1の遺伝子発現を約50%に抑制した細胞では、ロイシン添加によるp70S6Kのリン酸化の上昇が抑制された。また、LAT1 siRNA導入細胞では伸展刺激後のロイシン添加によるp70S6Kのリン酸化上昇も抑制された。以上の結果より、伸展刺激はC2C12細胞のLAT1の発現を上昇させることによって、ロイシンによるタンパク質合成促進作用を増強する可能性が示された。本研究では、骨格筋培養細胞の収縮モデルを用いて細胞内低エネルギーストレスおよびメカニカルストレスに対する反応を解析した。研究の最終年度では電気刺激による収縮をC2C12筋管細胞に負荷し、タンパク質合成促進シグナルに及ぼす影響を解析した。低頻度長時間の刺激(1Hz, 15V, 3 ms duration)を2時間もしくは24時間行ったが、タンパク質合成促進作用の指標となるp70 S6 kinase (p70S6K)のリン酸化には変化は認められなかった。また、2時間の低頻度刺激後に骨格筋に強縮を起こす頻度である50 Hzの刺激を30分負荷した場合でも、p70S6Kのリン酸化には変動がなかった。一方、24時間の低頻度刺激後にグルコースおよび分岐鎖アミノ酸ロイシンを添加すると、電気刺激の有無に関わらず、p70S6Kのリン酸化が有意に上昇した。ロイシンのみの添加ではリン酸化は上昇しなかった。培地中のグルコース濃度を測定したところ、培地交換時には100 mg/dlであったが、24時間後には大きく(10 mg/dl)低下していた。

以上の結果より、グルコースが枯渇した条件では、ロイシンおよび電気刺激誘導性のメカニカルストレスによるタンパク質合成促進シグナルは上昇しないことが明らかとなった。昨年度までの研究により受動的な伸展刺激後にロイシンを添加するとタンパク質合成促進シグナルが上昇することを報告している。そこで、伸展刺激の影響をDNAマイクロアレイで解析した。伸展刺激を4時間行うと約4万遺伝子のうち、773の遺伝子発現が2倍以上増加し、1948の遺伝子が2倍以上低下した。発現が増加した遺伝子のうち110遺伝子は刺激終了4時間後も上昇を維持していた。今後、これらの遺伝子の機能を解析し、メカニカルストレスが骨格筋に及ぼす影響を明らかにして行きたい。細胞におけるタンパク質合成はmTORとAMPKによって拮抗的に調節されているとされている。本研究では、骨格筋培養細胞を対象として、伸展刺激によるメカニカルストレスと低エネルギーストレスがmTOR/p70S6K経路とAMPK経路に及ぼす影響を検討した。伸展刺激によるメカニカルストレスはmTOR経路とAMPK経路をともに活性化し、ある種の生理的刺激下では両者の拮抗的調節は行われていないことが認められた。しかし、薬理的なAMPK活性の調節はメカニカルストレスによるmTOR経路の活性化に影響を及ぼすことが明らかとなった。メカニカルストレス負荷後のロイシン添加がタンパク合成を高めるメカニズムを一部明らかにすることができた。その効果はメカニカルストレス直後のみならず、数時間後においても有効であることは興味深い知見である。siRNAによる遺伝子ノックダウン実験についてもほぼ計画通りに進行し、目的遺伝子の発現を約50%抑制することができた。アミノ酸輸送体LAT1のノックダウンはメカニカルストレスによるタンパク質合成促進作用を抑制したことから、レジスタンス運動に対する骨格筋細胞の適応機序を分子レベルで明らかにした。一方、低エネルギーストレスの影響についてはさらなる検討が必要である。すなわち、ストレッチおよび電気刺激が細胞内の低エネルギー状態の指標であるAMPKαのリン酸化を高めることは確認しているが、PGC-1をはじめ低エネルギー依存的に誘導される遺伝子発現が十分に伴っていないことがデータとして得られた。運動栄養学低エネルギーストレスの負荷方法を検討し、前述した低エネルギー依存的に誘導される遺伝子発現が伴うモデルを確立する。続いてメカニカルストレスや低エネルギーストレスは様々な遺伝子の発現を上昇もしくは低下させると考えられことから、DNAマイクロアレイによる網羅的解析を行いその影響について解析を進める。平成27年度は当研究の最終年度となるため、培養細胞系で得た知見を動物実験で確認・評価する研究を推進していく。培養細胞系の実験ではホルモンや神経系の関与を除外することができたが、個体がメカニカルストレスや低エネルギーストレスにさらされた場合の反応を検討し、培養細胞系での研究結果と比較することにより、本研究の意義を確認する。
育児力の形成過程の解明-自己実現要求と育児労働との葛藤克服過程の分析を通して-

就学前の子どもを持つ約700家庭の夫婦の育児意識を分析した。母親423人を対象として分析した研究では、育児肯定感・育児ストレス・生活満足感では、就労者群と専業主婦群の差はみられなかった。しかし、それぞれの群で、就労していること・不就労であることが「本意」か「不本意」によって比較すると、育児ストレスでは差がないものの、育児肯定感・生活満足感については、現状が「本意」であるとする者の方が得点が高かった。また、就労・不就労を問わず、これらの指標を生活満足感が規定していた。仕事の質への期待(仕事観の「自己実現」尺度)が高いことが育児ストレスの高さに対応していた。と同時に、この指標は、就労群では、生活満足感とも肯定的に結びついていた。これらから、単に、就労・不就労によって育児意識等を分析するのでなく、就労への意欲や期待などとの関連で丁寧に分析することが必要なことが分かった。この研究をもとにし、さらに父親データとの比較やデンマークの父母との比較も行った。青年女子の育児期待についても、日本とデンマークの調査結果を比較し、肯定的育児意識形成の条件(生育歴・対児接触経験・家庭の開放性など)も分析した。保育者の育児支援についての意識も分析・検討した。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。短大生の育児労働観の因子分析研究からは、「育児の意義」「育児への意欲」「生き方との葛藤」の3因子が抽出され、未婚の女子青年でも、育児の「意義」と「意欲」とが異なったものとして捉えられていること、及び、従来、育児への「否定感」と捉えられていたものが、項目内容からは、「育児と生き方との葛藤」と解釈すべきことが示唆された(瓜生、2001、3発表予定)。また、次年度の国際比較調査の準備のため、デンマーク等を訪問し、調査依頼先の開拓と予備調査を行った。その結果、専業主婦が特殊な存在となった現在のデンマークでは、多くの母親は、母としても一社会人としても二重役割にうまく適応しており、「育児と生き方との葛藤」は、あまり問題視されてはいないことが明らかになった。これには、充実した社会保障制度だけでなく、両親の労働実態が日本とは異なり、10時間を超える長時間保育を受けている子も多くはないといった社会状況や、そもそも女性の就労率が高いため、「子育てをしている間に社会から取り残されてしまう」といった漠然とした閉塞感にとらわれることが少ないことなどが影響していると考えられる。本年度のこれらの結果は、次年度の本格的比較調査を経て、葛藤克服の展望と育児力形成のための社会的支援の役割がより明確にされる予定である。1)就学前の子どもを持つ親に、保健所の健診の場、及び保育所・幼稚園を通じて、親役割の受容、育児労働観に加えて、生活充実感、仕事観、女性のライフスタイル意識、家事・育児の分担・支援の実態など、多岐の項目にわたるアンケート調査を実施した。その結果、有効数として、母親457名、父親321名(内、ペア・データ245組)から回答を得た。目下、データを分析中である。さらに、アンケート調査の折に、面接調査に同意の得られた母親について、改めて、訪問によるインタビュー調査を進行中である。面接で、生育暦や親となったことによる意識の変化などを語ってもらっているが、この調査を、アンケート調査結果の解釈の妥当性を裏付けるものにしていきたい。2)昨年、発達心理学会で発表した女子青年調査研究を引き継いで、女子青年の育児労働観などを問うアンケート調査を、7つの大学・短大で実施し、有効数690名のデータを得た。育児労働観を、職業観、生育暦、ライフスタイル意識などとの関係から分析中である。3)上記の1)2)の調査に対応するデンマーク版のアンケート用紙を作成し、デンマークの親と高校生に、現地の研究協力者を得て調査を実施した。現在、回収と回答翻訳を併行して行なっているところである。昨年度収集した国内データの分析を行った。あわせて、本年度回収したデンマーク・データについても分析し・比較した。

母親研究では423人を分析したところ、育児肯定感・育児ストレス・生活満足感では、就労者群と専業主婦群の差はみられなかった。しかし、それぞれの群で、就労していること・不就労であることが「本意」か「不本意」によって比較すると、育児ストレスでは差がないものの、育児肯定感・生活満足感については、現状が「本意」であるとする者の方が得点が高かった。また、就労・不就労を問わず、これらの指標を生活満足感が規定していた。仕事の質への期待(仕事観の「自己実現」尺度)が高いことが育児ストレスの高さに対応していた。と同時に、この指標は、就労群では、生活満足感とも肯定的に結びついていた。これらから、単に、就労・不就労によって育児意識等を分析するのでなく、就労への意欲や期待などとの関連で丁寧に分析することが必要なことが分かった。この研究をもとにし、さらに父親データとの比較やデンマークの父母との比較も行った。青年女子の育児期待についても、日本とデンマークの調査結果を比較し、肯定的育児意識形成の条件(生育歴、対児接触経験・家庭の開放性など)も分析した。これらは、第14回日本発達心理学会及び滋賀文化短期大学紀要で発表される。
新しい赤血球転写因子ECHによる転写制御機構の解析

昨年度に引き続き、ECHのドメイン構造の解析を行い、さらに各ドメインに相互作用する因子を酵母two hybrid法を用いて検索した。その結果、以下の知見を得ることができた。1)転写活性化領域の同定:ECHの内部に二カ所、転写活性化に必須の領域を同定した。このうち一カ所は直接転写活性化に関与するのに対して、もう一カ所は補助的に作用することが考えられた。2)活性調節領域の同定:昨年度の研究から、ECHのN末端領域はECHの機能を負に制御することを見い出していた。この領域の機能をさらに詳しく解析した結果、この領域は他の因子と会合することによりECHの機能を制御することを発見した。さらに、two hybrid法を用いてこの領域に結合すると考えられる新しい蛋白質をいくつか同定した。3)bZip領域に相互作用する因子の同定:昨年度までの研究から、ECHは小Maf群因子と二量体を形成し機能することが明らかとなっている。この二量体ネットワークの全体像を明らかにするために、two hybrid法を用いてbZip領域に結合する因子を系統的に検索した。その結果、小Mafに加えATF4を新しい二量体形成のパートナーとして同定できた。
アレルギー性炎症におけるPHF11ファミリーの機能解析と新規治療法の開発

PHF11は喘息感受性遺伝子の一つで、その遺伝子多型と高IgE血症や難治性喘息との相関が報告されている。そこでPHF11のIgE抗体産生における機能を解析する目的で、Bリンパ球でPHF11を過剰発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、In vitroでIgG1やIgEへのIgクラススイッチや抗体産生細胞への分化を解析した。その結果、IgE陽性B細胞数はTgマウスにおいて有意に増加していた。又、培養上清中のIgE抗体価はTgマウスにおいてともに増加を認めた。さらに、In vivoでTgマウスをNP-CGG-Alumで免疫して血中特異抗体価を測定したところ、Tgマウスで免疫後2週目以降のIgE抗体価が野生型マウスよりも著しく高値を示した。さらに、Tgマウスの活性化B細胞において、IgEへのクラススイッチ過程で発現誘導がみられるIgEスイッチ領域のmRNAの発現が亢進していた。すでに、PHF11がNFkBと結合するという研究成果とIgEスイッチ領域のmRNAの発現にNFkBが重要であるという研究成果から、このmRNAのプロモーター領域におけるPHF11の結合をChIP法で解析したところ、PHF11がNFkBと複合体を形成してプロモーター領域に結合していることを明らかにした。以上の結果より、PHF11はNFkBと複合体を形成することにより安定化してIgEスイッチ領域のプロモーター領域に結合して、そのmRNAの発現を持続させることにより、IgEへのスイッチを亢進することによりIgE抗体の産生を正の方向へ促進していることが示唆された。PHF11は近年発見された喘息感受性遺伝子の一つで、その遺伝子多型と高IgE血症や難治性喘息との相関が報告されている。PHF11は、全身臓器において発現しているが、特にB、T細胞を含む免疫細胞で強く発現している。これらの結果から、PHF11のリンパ球分化や活性化における機能が推測されているが、詳細は不明である。そこで、PHF11がリンパ球で特異的に過剰発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、脾臓由来リンパ球の活性化能、分化能を解析した。まず初めに野生型及びTgマウスの脾臓B細胞をIL-4の存在下で抗IgM抗体と抗CD40抗体で刺激し、In vitroでIgG1やIgEへのIgクラススイッチや抗体産生細胞への分化を解析した。その結果、IgG1陽性B細胞数やIgE陽性B細胞数はTgマウスにおいて有意に増加していた。又、培養上清中のIgG1やIgE抗体価はTgマウスにおいてともに増加を認めた。さらに、In vivoで野生型マウス及びTgマウスをNP-CGG-Alumで免疫して血中特異抗体価を測定したところ、Tgマウスで免疫後2週目以降のIgG1抗NP抗体価が野生型マウスよりも著しく高値を示した。このことから、骨髄中のlong-lived plasma細胞が増加している可能性が示唆された。さらに、免疫10日後の脾臓細胞中の胚中心形成能と抗原特異的なIgG1陽性B細胞の分化を解析したところ、胚中心形成では正常マウスのそれと大きな違いはみられなかったが、胚中心における抗原特異的IgG1陽性細胞数はTgマウスで増加していた。以上の結果より、PHF11は成熟B細胞が抗原刺激とヘルパーT細胞からのヘルプを受けてIgクラススイッチを経てIgG1やIgE産生plasma細胞に至る分化過程を正の方向へ促進している可能性が示唆された。
中枢神経系におけるＫＩＡＡ１１９９の役割に関する研究

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。<高次脳機能におけるKIAA1199の役割>KIAA1199欠損マウスを用いた行動解析を行い、KIAA1199の高次脳機能における役割の同定を試みた。短期記憶を評価する新奇物質探索試験および空間学習・空間記憶を評価するMorris水迷路試験において、KIAA1199欠損マウスの記憶能力低下が認められた。上記の結果から、KIAA1199は記憶において重要な役割を担う可能性が示唆された。<脳におけるKiaa1199 mRNA発現部位の特定>これまでの研究成果から、野生型マウス脳においてKiaa1199 mRNAが多く発現することをリアルタイムRT-PCR法により明らかにした。In situ hybridization法により脳切片上においてKiaa1199 mRNA発現部位を検討した結果、特に海馬および小脳において発現が観察された。RT-PCR検討結果と同様に海馬および小脳においてKiaa1199 mRNAが発現することが確認された。<KIAA1199欠損マウス海馬におけるヒアルロン酸分子量の検討>これまでの検討から、Kiaa1199 mRNAはマウス海馬に発現しており、KIAA1199欠損マウスは海馬との関連がよく知られている記憶能力の低下を示した。ヒアルロン酸結合タンパク質を用いたサンドイッチアッセイによりKIAA1199欠損マウス海馬におけるヒアルロン酸発現量を定量したところ、野生型マウスと比較して増加することが示された。さらに、ゲルクロマトグラフィーにより分子量分布を測定した結果、KIAA1199欠損マウスにおいてヒアルロン酸分子量ピークが高分子量側へシフトすることが示された。これらの結果は、KIAA1199が海馬のヒアルロン酸低分子量化に関与することを示しており、ヒアルロン酸分子量制御と記憶のメカニズムとの関連性が示唆された。当該年度は次項に記載したように、KIAA1199欠損マウスを用いた表現型解析の結果、記憶における関与を示された。また、野生型マウスを用いたin situ hybridization検討により、脳領域の中でも特に海馬および小脳にKiaa1199 mRNAが発現することを明らかにした。また、KIAA1199欠損マウス脳において、ヒアルロン酸分解酵素遺伝子遺伝子(Hyal、Hyal2)の発現変動がなかったことから、それらによる代償機構が生じないことを確認した。さらに、海馬におけるヒアルロン酸存在量および分子量を定量した結果、KIAA1199欠損マウスにおいてはヒアルロン酸量が増加し、高分子量化することが明らかとなった。これらの結果は期待通り研究が進展したことを示している。海馬はヒアルロン酸が豊富な脳部位の一つであり、記憶学習など高次脳機能において重要である。これまでの研究から、ヒアルロン酸脱重合関連因子であるKIAA1199を欠損させたマウスの海馬において、野生型マウスと比較して高分子量ヒアルロン酸が多量に存在していることが明らかとなっている。KIAA1199欠損マウスは物体認知記憶および空間認識記憶の低下を起こすため、海馬ヒアルロン酸蓄積と認知機能低下との関連が示唆されている(Yoshino et al., Neuroscience, 2017)。脳におけるヒアルロン酸の詳細な分布と役割に関しては不明な点が多いため、KIAA1199欠損マウスの脳においてどのようにヒアルロン酸が蓄積するのかを検討した。ヒアルロン酸を特異的に染色するビオチン化ヒアルロン酸結合タンパク質を用いて染色を行ったところ、KIAA1199欠損マウス海馬の特定の領域(CA1領域放射状層、歯状回門)に顕著な蓄積が認められた。一方で、その他の脳部位においては明らかな変化はなかった。特に歯状回領域においてはKiaa1199 mRNAが多く発現することから、KIAA1199が海馬歯状回のヒアルロン酸代謝のキーレギュレーターであることが強く示唆された。今後は、海馬歯状回が担うとされる成体期神経新生の過程や、記憶学習に必要な神経のシナプス形成能の評価を行い、KIAA1199の役割をさらに詳細に検討していく予定である。近年、神経変性疾患や老化病態の一部において脳のヒアルロン酸が蓄積すると報告されていることから脳におけるヒアルロン酸代謝の担う役割は興味深い分野である。本研究による脳におけるヒアルロン酸代謝に関わる因子とそのメカニズムの理解は認知機能を含む高次脳機能障害に対する新たな創薬標的の提案につながると考えられる。当該年度は、KIAA1199欠損マウスにおける海馬の形態学的変化を検討した。ヒアルロン酸結合タンパク質を用いた組織染色の結果、KIAA1199欠損マウスの海馬におけるヒアルロン酸の蓄積が示された。また、ヒアルロン酸蓄積が生じた部位はKiaa1199 mRNAが特に発現している部位であった。免疫染色法により、KIAA1199欠損マウス海馬において樹状突起の構造異常が観察された。これらの結果はKIAA1199欠損マウスにおいて観察された記憶障害の一因とも考えられ、高次脳機能におけるヒアルロン酸代謝の重要性を示唆している。これまでの研究から、野生型マウス脳においてKIAA1199は海馬歯状回および小脳に多く発現することが明らかとなった。

また、KIAA1199欠損マウスはMorris水迷路試験および新奇物質探索試験において記憶障害を示した。KIAA1199欠損マウスの海馬においては野生型マウスのものと比較して、HAの発現量が増加しており、HA分子量も増加することが示された。これらの結果から、海馬におけるHA代謝とHA分子量と記憶学習という高次脳機能の関与が示唆された。過去の報告において、海馬歯状回の顆粒細胞下帯においては成体期神経新生が行われることが知られる。新生神経の過程が妨げられると、記憶学習をはじめとしたさまざまな高次脳機能が障害される。また、過去の報告においてはHA受容体であるCD44とHAの相互作用によるシグナルが海馬顆粒細胞下帯における神経新生過程の制御に重要であることが報告された。これらより、脳内のKIAA1199によるHA代謝と神経新生過程の関与が考えられるが、未だ明らかとされていない。本年の研究においては、KIAA1199欠損マウスにおけるHA分子量制御と神経新生の関連を明らかにするこために、増殖マーカーであるKi67、成熟神経細胞マーカーであるNeuN、神経幹細胞マーカーであるSox2などと免疫染色を行う。さらに、神経細胞の成熟過程におけるPNNsの関与が知られるため、KIAA1199欠損マウスにおけるPNNsの構造を免疫染色法により検討する。また、HA結合タンパク質を用いたHA染色を行い、KIAA1199欠損マウスにおける細胞外HAの蓄積の有無を検討する。神経新生との関与を確認したのち、神経成熟の終了する前の時期における海馬神経細胞の細胞外マトリックスの形態および神経成熟の程度を検討する。今後はKIAA1199欠損マウスがなぜ記憶障害を起こすのか、海馬におけるヒアルロン酸過剰蓄積が認知機能や神経形態に与える影響は何か、について生化学的検討により明らかにする予定である。KIAA1199欠損マウスにおいてシナプス形成能に変化がある可能性が考えられるため、KIAA1199欠損マウスの海馬を用いてGolgi-Cox染色を行い、樹状突起スパインの密度や形態を検討する。また、シナプス可塑性に関与するとされる、各種グルタミン酸受容体の発現量、局在に関して検討を行う。初代培養神経の培養を行い、KIAA1199遺伝子の有無や高分子量ヒアルロン酸の有無が神経の増殖能や分化能に与える影響を調べる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
局所テクスチャの自己想起学習に基づく実環境のシーン理解に関する研究

現在、本研究では統計的手法に基づくスケール不変なテクスチャモデルの構築を進めている。現実世界におけるテクスチャ画像は、たとえ同じ種類のテクスチャと判断されるものでも、局所的な色や輝度の変化の他に、全体的なスケーリングを受けたものが含まれている。提案した手法では、局所自己相関関数というテクスチャの局所的な特徴に基づいて線形判別空間を構成し、その上でスケールファクタを含んだ同一種類のテクスチャを分類することができる。そして、それぞれのクラスタ内でPCAによってスケールファクタを分離することでテクスチャのスケール変化を数学的なモデルとして表現しているスケール変換した実際のテクスチャ画像に対してこの手法を適用した結果、用いた全てのテクスチャ画像に対して分類とスケールファクタの抽出が可能であった。これらの提案方法や実験結果による成果をまとめ、国際会議(IEEE Workshop on Learning in Computer Vision and Pattern Recognition, Proceeding of the Korea-Japan joint workshop on Frontiers of Computer Visionなど)で論文として発表した。また、現在企業との共同研究として、テクスチャ情報に基づく画像中の物体認識システムの構築を進めている。このシステムではベルトコンベア上で流れている複数種類の工業製品をCCDカメラによって取り込み、物体を認識するとともに高精度な位置と姿勢の検出を目指している。今後は、スケールだけではなく、全体的な色の変化や濃淡変化をも含んだテクスチャモデルの構築を可能とすると共に、効率的な追加学習を含めた自己組織的な認識システムについて研究を進める。