hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新生児・乳児にみられる原始歩行の動作・筋電図的研究

新生児・乳児の原始歩行の差異を6名の被験者について動作・筋電図的に検討した.生後1カ月までの新生児では,着床前に前脛骨筋に放電がみられ,腓腹筋に放電のみられない成人の基本的パターンが多く認められた.しかし, Forssberg(1985)が指摘する着床前に腓腹筋に放電のみられる四足歩行様パターンは殆どみられなかった.この時期の着床動作は,足底外縁によるものが多かった.生後1カ月を過ぎると着床前に内側広筋の放電が多く認められるようになった.これは,膝伸展が積極的に行われ始めたことを示している.また,着床前に腓腹筋の放電がみられる四足歩行様パターンが出現しはじめ,成人の基本的パターンは減少しはじめた.このころから,つま先外縁による着床が多くなった.生後3ケ月を過ぎると殆ど四足歩行様パターンを示し,二足歩行様パターンはごく一部しか認められなかった.この時期はつま先着地が多かった.これらの実験結果より,新生児期は二足歩行様パターン(成人パターン)が優位であることから,ヒトは二足歩行様のプログラムをもって誕生していることが推察できる.以上,新生児・乳児の原始歩行と従来より行ってきた乳幼児から成人に至る歩行の実験結果から,原始歩行に用いられている歩行発生器は独立歩行前の支持歩行,独立歩行,幼小児及び成人歩行に引き続き用いられているものと思われる.新生児・乳児の原始歩行の差異を6名の被験者について動作・筋電図的に検討した.生後1カ月までの新生児では,着床前に前脛骨筋に放電がみられ,腓腹筋に放電のみられない成人の基本的パターンが多く認められた.しかし, Forssberg(1985)が指摘する着床前に腓腹筋に放電のみられる四足歩行様パターンは殆どみられなかった.この時期の着床動作は,足底外縁によるものが多かった.生後1カ月を過ぎると着床前に内側広筋の放電が多く認められるようになった.これは,膝伸展が積極的に行われ始めたことを示している.また,着床前に腓腹筋の放電がみられる四足歩行様パターンが出現しはじめ,成人の基本的パターンは減少しはじめた.このころから,つま先外縁による着床が多くなった.生後3ケ月を過ぎると殆ど四足歩行様パターンを示し,二足歩行様パターンはごく一部しか認められなかった.この時期はつま先着地が多かった.これらの実験結果より,新生児期は二足歩行様パターン(成人パターン)が優位であることから,ヒトは二足歩行様のプログラムをもって誕生していることが推察できる.以上,新生児・乳児の原始歩行と従来より行ってきた乳幼児から成人に至る歩行の実験結果から,原始歩行に用いられている歩行発生器は独立歩行前の支持歩行,独立歩行,幼小児及び成人歩行に引き続き用いられているものと思われる.生後2,3ヵ月頃までみられる原始歩行と生後5,6ヵ月頃からの支持歩行,1才前後の独立歩行,その後習熟していく過程の歩行を継続して筋電図記録し、筋の作用機序の面から検討を加えた。生後1ヵ月までの新生児,生後2,3ヵ月の乳児の原始歩行は接床期,下肢筋群に強い同時放電がみられ、成人とは異なった。これは脚の半屈曲位を維持するためと考えられる。離床時は股関節屈筋の大腿直筋と足背屈筋の前脛骨筋に強い放電がみられ、独立歩行前の支持歩行,独立歩行,幼小児,成人歩行のパターンと基本的に一致していた。離床期後半の脚伸展動作は離床期前半の積極的な脚の屈曲動作に比し、ゆっくりなされ、脚伸展筋には殆んど放電はみられなかった。しかし強い脚伸展動作がなされたときには脚伸展筋に強い放電が認められた。着床は四足動物と同様つま先着地が多いが、足底屈筋の腓腹筋には着床前に放電はみられなかった。足背屈筋の前脛骨筋にも放電はみられず幼児型の歩行パターンに類似していた。着床前、前脛骨筋に放電のみられる成人パターンがごく一部認められた。生後3ヵ月頃から着床前脚伸展筋と共に腓腹筋に強い放電がみられはじめた。これは不安定な独立歩行開始期に同様の放電が多くみられた。しかし支持すると消失することから着床前の腓腹筋の放電は不安定さを示していることがわかる。このことから生後3ヵ月頃からみられる着床前の腓腹筋の放電様相から不安定さを感じはじめたものと推測される。原始歩行の動作,筋電図結果から出生時,動物様の四足歩行パターン,成人の二足歩行様の両パターンを保有しているものと推定される。また原始歩行で用いられている歩行発生器(Locomotor generator)は独立歩行前の支持歩行,独立歩行,乳幼児歩行,成人歩行に引きつづき用いられているものと思われる。
新規網膜変性遺伝子のMfrpの機能解析

2種類の抗Mfrp抗体を作成した。Mfrpのシークエンスをもとに、親水性の部分を選び、タンパク質二次構造予測結果によりターン構造を確認し、タンパク質分子表面に存在する部分を推定した。親水性部分5か所のうちトランスメンブレン後方で細胞表面に存在しているのは3か所だった。このうち2か所を抗原ペプチドとして、抗Mfrp抗体を作成した。タンパク質の解析では、rd6マウスと遺伝的バックグラウンドが共通であるC57BL6/Jマウスをコントロールとし、週齢をそろえたそれぞれのマウスから網膜および網膜色素上皮を摘出し、サンプルバッファーに溶解した。得られたタンパク質量を吸光光度計を用いて測定した後、それぞれのマウスのサンプルをSDS-PAGE法にて電気泳動した。これをウエスタンブロッティング法にてPVDFメンブレンに転写し、抗体を用いて解析した。MFRP-5ペプチドに対する抗体によるwestern blottingで9週齢のマウスにおいてC57BL6/Jマウスとrd6マウスでともに約58kDaの部位でバンドを認めた。発現量はC57BL6/Jマウスに比べてrd6マウスで増加していた。20週齢のマウスから得られたサンプルに対するwestern blottingではC57BL6/Jマウスとrd6マウスでともに約58kDaの部位でバンドを認めたが発現量の差は9週齢のマウスでの結果よりさらに大きくなっていた。このバンドの分子量は短縮型異常MFRPタンパク質の分子量に相当し、これらの結果から、rd6マウスでは、Mfrp遺伝子異常により発現される短縮型異常MFRPタンパク質が経時的に増加し、この異常タンパク質の集積のために視細胞変性が引き起こされている可能性があると考えられた。
脂肪細胞を分別的に集積させる手法の開発

本研究は、実験動物「マウス」を用いて、哺乳動物の皮下や腹腔内の特定部位に脂肪を蓄積する機能を持つ遺伝子群の同定と、それらの発現操作による脂肪蓄積統御法の確立を目指すものである。研究期間中に、MSM/Ms系統(MSM)とC57BL/6J(B6)系統から樹立されたコンソミック(染色体置換)系統群を利用して、脂肪蓄積関連表現型を指標とした新たな交配系統の作製、複数の組織試料の収集、遺伝子発現解析や情報解析などを行い、脂肪蓄積の系統差に関与すると考えられる複数の候補遺伝子を確認した。本研究から得られた結果を活用して、哺乳動物の脂肪蓄積の能動的制御に向けた研究が、より容易に進展すると期待している。申請者は、日本産モロシヌス亜種由来のMSM系統の染色体を一本ずつB6系統の遺伝的背景に置換したマウス亜種間コンソミック系統群を使用して、エネルギー代謝に関連した大規模表現型解析を行った結果から、臓器の周りや、体内の特定部位に分別的に脂肪蓄積を制御する遺伝システムが存在する可能性を示した。この「脂肪を分別して蓄積する」遺伝メカニズムを種々の解析により解明する。さらに、研究成果を利用して、脂肪蓄積の体内分布制御法を開発する。本研究では、まず脂肪蓄積に特徴のある複数のコンソミック系統を対象にして、交配系による遺伝子探索を進めた。脂肪蓄積を指標としたコンジェニック系統の作製やMSMの染色体を2本置換したダブルコンソミック系統の作製を試みた。ダブルコンソミック系統の作製については、生殖腺周囲の内蔵脂肪蓄積量が多い染色体9番置換コンソミック系統を軸にして、これを当該脂肪蓄積量の少ない3番、11番および15番置換コンソミック系統にそれぞれ交配し、得られた産仔をB6とMSMのゲノム多型をマーカーにしたタイピングによりモニタリングしながら系統作製を行っている。これについては、染色体9番および15番をMSM型ホモにもつ個体が得られ、目的とするダブルコンソミック系統の1種類が完成間近である。また、染色体9番:3番置換ダブルコンソミック系統についても、あと一歩での完成が見込めるところまで来ている。しかしながら、染色体9番:11番置換ダブルコンソミック系統については、繁殖が困難であるため、コンジェニック系統を作製するか、F1個体の解析に切り替えるか検討中である。これ以外にも、各種の脂肪組織アーカイブを対象としたトランスクリプトーム解析を開始し、発現量に差のある遺伝子の検出を行っている。その他、トランスクリプトーム解析やメチローム解析に使用するための組織の収集と保管についても行った。研究初年度は、まず脂肪蓄積に特徴のある複数のコンソミック系統を対象にして、脂肪蓄積を指標としたコンジェニック系統の作製や、ダブルコンソミック系統の作製を行った。ダブルコンソミック系統については、当初目的の3種類のうち、染色体9番:15番置換ダブルコンソミック系統については、目的とするMSM型染色体をホモにもつ個体が得られ完成間近である。H29年度はこれら完成間近のダブルコンソミック系統を使用した各種表現型解析を展開する。一方、染色体9番:11番置換ダブルコンソミック系統については、繁殖に関する問題が原因でダブルコンソミック系統の作製が困難なことが判明しつつあるため、ダブルコンソミック系統作製過程で得られる組換え体を利用して、コンジェニック系統作製に切り替えるか、染色体9番および染色体11番置換コンソミック系統の交配により得られるF1動物を解析に使用するか検討する。その他、脂肪蓄積に注目した複数コンジェニック系統の作製と表現型収集を進めた。脂肪蓄積やエネルギー代謝に重要な組織の遺伝子発現情報を参考にして、コンソミック系統の脂肪組織における遺伝子発現解析を開始した。全体としては、計画にやや遅れはみられるものの、H29年度のダブルコンソミック系統の作製によって、最終的には着実な進展が図れるものと期待している。本研究は、実験動物「マウス」を用いて、特に皮下や内蔵の特定部位への脂肪細胞蓄積を制御する遺伝子群を同定し、それらの発現を人為的に操作することで、肥満症に繋がる脂肪蓄積を制御する方法論を確立することを目的としている。本研究では、MSM/Ms系統(MSM)の染色体を一本ずつC57BL/6J(B6)系統の遺伝的背景に置換して樹立したコンソミック系統群を使用し、脂肪蓄積関連表現型を指標としたダブルコンソミック系統などの交配系統の作製を試みた。ダブルコンソミック系統の作製については、生殖腺周囲の内蔵脂肪蓄積量が多い染色体9番置換コンソミック系統を軸にして、これを当該脂肪蓄積量の少ない3番、11番および15番置換コンソミック系統を使用し、B6とMSMのゲノム多型マーカーによりモニタリングを行った。研究期間内に、目的とする3種類のダブルコンソミック系統のうち、2種の親系統が完成した。また、残りの1系統は、繁殖の困難性のため樹立が遅れたが、研究期間内にあと一歩で完成が見込めるところまで進展した。これ以外にも、コンソミック系統群から収集した部位別の脂肪蓄積量をはじめとした各種表現型情報や、臓器アーカイブを対象とした遺伝子発現解析や情報解析を行い、脂肪蓄積制御の系統間差に関与すると考えられる複数の候補遺伝子を確認した。

その他、NGS解析等による解析に使用するための組織の収集と保管も進めた。2年間の研究期間では、残念ながら特定部位の脂肪蓄積の制御に関わる因子や、具体的なメカニズムの同定までは研究を進めることができなかった。しかし、特定部位の脂肪蓄積の制御に関わる候補因子群や、本研究で樹立した複数のコンソミック系統由来の解析系統群を活用して、今後は脂肪蓄積制御に関わる遺伝システムの解明が、より容易に進めることができるものと期待している。本研究は、実験動物「マウス」を用いて、哺乳動物の皮下や腹腔内の特定部位に脂肪を蓄積する機能を持つ遺伝子群の同定と、それらの発現操作による脂肪蓄積統御法の確立を目指すものである。研究期間中に、MSM/Ms系統(MSM)とC57BL/6J(B6)系統から樹立されたコンソミック(染色体置換)系統群を利用して、脂肪蓄積関連表現型を指標とした新たな交配系統の作製、複数の組織試料の収集、遺伝子発現解析や情報解析などを行い、脂肪蓄積の系統差に関与すると考えられる複数の候補遺伝子を確認した。本研究から得られた結果を活用して、哺乳動物の脂肪蓄積の能動的制御に向けた研究が、より容易に進展すると期待している。脂肪蓄積表現型に特徴のあるコンソミック系統を対象に、F1動物とコンジェニック系統、ダブルコンソミック系統の作製、表現型収集、遺伝子発現解析を前年度から継続して進める。作製した交配系統を材料として、脂肪およびその蓄積に重要な機能を持つ組織の遺伝子発現解析を実施する。複数のダブルコンソミック系統が完成間近のところまで来ているので、作製した系統を今後の解析に利用したい。遺伝子発現解析については、脂肪蓄積表現型に特徴のある複数のコンソミック系統を対象にして、関連する遺伝子の発現動態観察を継続する。発現量に差のある複数の遺伝子のバリデーションを行う。各部位の脂肪組織におけるクロマチン修飾状態の解析およびメチローム解析等については、費用対効果を考えて、全ゲノムあるいは特定ゲノム領域を対象とした研究の実施を検討する。B6とMSMのゲノム多型に関する各種の情報を利用して、脂肪蓄積変化に関わる表現型を対照にして、B6系統と比較した場合に発現が変動する遺伝子群を網羅的に探索する。リスト化された表現型の原因となる候補ゲノム多型情報を基に、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集技術等により遺伝子改変動物を作製し、表現型の変化を解析する。表現型の変化が観察できれば、これら動物を分別的な脂肪蓄積が制御可能な実験動物として確立する。哺乳類遺伝学作製予定の3種類のダブルコンソミック系統のうち、染色体9番:15番置換ダブルコンソミック系統、および染色体9番:3番置換ダブルコンソミック系統が完成間近であるため、若干時間がかかっても、当初予定したダブルコンソミック系統を使用した研究を展開することで、申請通りの研究ができると考えた。そのため、一部の遺伝子発現解析やサンプル収集に関わる試薬を購入するための経費を次年度に繰越した。繰り越した経費は、上述したダブルコンソミック系統の作製状況に応じて、遺伝子発現解析やサンプル収集に関わる試薬等の購入に使用する。
アミロイド前駆体蛋白質に由来するAICDによるp53を介した神経細胞死誘導機構

アルツハイマー病(AD)は、痴呆を特徴とする進行性の神経変性疾患であり、神経細胞の脱落、老人斑、および神経原繊維変化の蓄積を伴う。セクレターゼによるアミロイ前駆体蛋白質(APP)の連続的な切断によって生成されるアミロイドβ蛋白(Aβ)は、凝集性および神経毒性を持つとともに老人斑の重要な成分であることから、Aβの蓄積による老人斑の形成がアルツハイマー病の主たる原因の一つであると考えられている。一方、最近になってセクレターゼによるAPPの切断によってAβとともに生成されるAPPのカルボキシル末端側断片(AICD)が、細胞核内に移行し転写複合体を形成することによって、標的遺伝子群の発現調節を介して神経細胞死を誘導する機能を持つ可能性が指摘されている。本研究で、我々はがん抑制蛋白質であるp53が特異的なDNA結合活性を持つ転写制御因子であり、さらに神経細胞死を誘導する機能を持つことから、AICDによる神経細胞死におけるp53の役割の有無に着目した研究を行った。その結果、AICDがco-factorとしてp53の活性を正に制御することによって、神経細胞死を誘導する可能性が強く示唆された。アセチルトランスフェラーゼ活性をもつTip60蛋白質はAICD複合体に含まれることが報告されている。そこで、Tip60がAICD/p53複合体に及ぼす効果をルシフェラーゼレポーター法を用いて検討したところ、Tip60はAICD/p53複合体の転写因子としての活性に影響を及ぼさなかった。従って、AICD/p53複合体の転写因子としての活性を制御する他の細胞性因子の存在が示唆され、今後の研究課題の一つとして残った。セクレターゼによるアミロイド前駆体蛋白質(APP)の連続的な切断によって生成されるアミロイドβ蛋白(Aβ)は、凝集性および神経毒性を持つとともに老人斑の主要な成分であることから、Aβの蓄積による老人斑の形成がアルツハイマー病の主たる原因の一つであると考えられている。従って、AICDによる神経細胞死の誘導という現象は、アルツハイマー病の原因の解明に向けての新たな研究の方向性を示しているが、AICDを介した神経細胞死の詳細な分子機構については不明である。その結果、我々はシスプラチンによる神経芽腫細胞の細胞死誘導過程において、APPのカルボキシ末端を認識する抗体を用いた免疫沈降実験から、APPがp53と共沈することを見い出した。また、一過性の過剰発現系を用いたレポーターアッセイから、AICDがp53と結合しその転写因子としての活性を増強することが明らかになった。さらに、AICDによる細胞死の誘導は内在性のp53を欠くH1299細胞では認められず、野生型p53を持つU20S細胞では検出された。従って、今回の実験結果はAICDがco-factorとしてp53の活性を正に制御することによって、神経細胞死を誘導する可能性を強く示唆する。本研究成果は、国際的な速報誌に受理された(Ozaki et al., Biochem Biophys Res Commun., 351:57-63, 2006)。

アルツハイマー病(AD)は、痴呆を特徴とする進行性の神経変性疾患であり、神経細胞の脱落、老人斑、および神経原繊維変化の蓄積を伴う。セクレターゼによるアミロイド前駆体蛋白質(APP)の連続的な切断によって生成されるアミロイドβ蛋白(Aβ)は、凝集性および神経毒性を持つとともに老人斑の主要な成分であることから、Aβの蓄積による老人斑の形成がアルツハイマー病の主たる原因の一つであると考えられている。一方、最近になってセクレターゼによるAPPの切断によってAβとともに生成されるAPPのカルボキシル末端に由来する断片(AICD)が、細胞核内に移行し転写複合体を形成ずることによって、標的遺伝子群の発現調節を介して神経細胞死を誘導する機能を持つ可能性が指摘されている。従って、AICDによる神経細胞死の誘導という現象は、アルツハイマー病の原因の解明に向けての新たな研究の方向性を示しているが、AICDを介した神経細胞死の詳細な分子機構について不明である。昨年度、我々はAICDがco-factorとしてp53の活性を正に制御することによって、神経細胞死を誘導する可能性を強く示唆する実験結果を得た。本年度、我々はアセチルトランスフェラーゼ活性を持つTip60がAICD/p53複合体に含まれる可能性を示唆する実験結果を得た。従って、Tip60によるクロマチンのヒストンのアセチル化あるいはp53そのもののアセチル化が、AICDによるp53の活性化に関与するものと考えられた。今後は、Tip60によるp53のアセチル化の有無およびAICD/p53/Tip60複合体の標的遺伝子の探索を行う予定である。
肝機能および肝線維化のMRIを用いた形態－機能融合診断の確立

びまん性肝疾患において、MRIは、肝臓の形態(形状や容積)の評価や肝腫瘍の検出に加え、肝実質への脂肪や鉄の沈着などの肝実質の構造変化も評価可能である。さらに肝細胞特異性造影剤を用いると、動脈血流量や肝細胞機能(代謝や胆汁産生など)の評価も可能である。従来は、肝機能や肝線維化に関して、ある特定の画像診断法を用いて一面的に評価されることが多かったが、複数のMRI撮像法を用いて、形態や構造変化、肝細胞機能を多面的かつ総合的に融合させて診断する(以下、形態ー機能融合診断)ことが、診断能の向上に結びつくと考えた。我々の目的は、肝機能や肝線維化に関して、最も信頼性の高いMRIによる総合画像診断法を確立することである。本年度は、過去に我々が検討したT1ρ計算画像に加え、T2計算画像、T1ρ/T2比を指標として用い、肝機能評価への有用性を検討した。肝腫瘍術前にMRIを撮像した患者18名を対象として、肝機能評価の指標としてインドシアニングリーン(ICG)検査を用いた。結果は、肝臓のT1ρ値とT2値は、肝機能が悪くなる(ICG値が上昇する)につれ、T1ρ値とT2値いずれも数値が高くなる傾向を示していた。ただし、いずれも統計学的には有意な相関とは言えなかった。代わりにT1ρ/T2比を用いると、同様にICG値が上昇するにつれ、T1ρ/T2比が上昇する傾向が見られ、且つ統計学的にも有意な正の相関が得られた。すなわち、T1ρ値やT2値を単独で用いるよりも、T1ρ/T2比を用いた方が肝機能評価を鋭敏に捉える事ができると考えられた。その要因として、T1ρ/T2比は、肝実質の水含有量を排除することで、肝機能悪化に伴う水含有量の変化ではなく、組織学的な変化や他の変化を捉えることができるのではないかと考えた。しかし、現時点では、評価を行う症例数が少なく、信頼性に乏しいデータである為、今後更なる検証も必要である。本年度は、動物実験にて肝線維化を評価することが可能と報告されているT1ρ計算画像を評価した。肝腫瘍術前にMRIを撮像した患者を対象として、肝機能の指標は、インドシアニングリーン(ICG)検査、肝線維化の指標は、切除後の組織標本による病理診断とした。肝臓のT1ρ値はICG検査と有意な陽性相関を示していた。すなわち、肝機能が悪くなるにつれ、T1ρ値が高くなる傾向がある。しかし、T1ρ値と肝線維化の間には有意な相関は認めず、T1ρ値による肝線維化の評価は困難であると考えた。本年度は、臨床において肝機能および肝線維化を評価することに対して有用と考えられている、ガドキセト酸ナトリウム造影MRIを用いた評価を検証した。肝腫瘍術前にガドキセト酸ナトリウム造影MRIは必須とされている。手術目的の患者を対象として、造影MRIを術前に行った。術前検査としてその他にも血液検査による肝機能評価が行われている。肝壊死・炎症と肝線維化の指標は、切除後の組織標本による病理診断とした。肝臓、脾臓、背筋それぞれの造影前と造影後の信号強度、および肝臓の体積を測定した。肝臓と脾臓の信号強度比をLSR、造影前後の信号強度変化をΔLSR、肝臓と背筋の信号強度比をLMR、造影前後の信号強度変化をΔLMR、肝臓体積をLVと規定し、肝壊死・炎症と肝線維化との関連を検証した。ΔLSRやΔLMRと、それぞれの指標にLVを加算した値、ΔLSR×LVとΔLMR×LVも指標として用いた。結果は、ΔLSR、ΔLMR、ΔLSR×LVとΔLMR×LVは肝機能と有意な相関を示したが、ΔLSR×LVとΔLMR×LVは、ΔLSRとΔLMRよりも高い相関関係を示した。また、ΔLSR、ΔLMR、ΔLSR×LVとΔLMR×LVは肝壊死・炎症と肝線維化との間にも有意な相関が見られた。ただし、ΔLSR×LVとΔLMR×LVは、ΔLSRとΔLMRよりも肝壊死・炎症や肝線維化との相関関係は弱いことが判明した。すなわち、肝臓の体積を加味することは肝機能の予測には有用であるが、肝壊死・炎症や肝線維化の予測には有用でないことが判明した。本研究を開始する時点では可能と考えられていた解析方法の一部において、実際は不可能であることが判明した。その為、新たな方法を考案する必要が生じた。

また、MRI画像撮影において、正確な解析には良い画質を得る必要性があるが、画像撮影において、MRI装置の不具合がたびたび生じている。その際は問題点の解決および画像の再検証が必要であるため、当初の予測よりもデータの蓄積に時間を要している。びまん性肝疾患において、MRIは、肝臓の形態(形状や容積)の評価や肝腫瘍の検出に加え、肝実質への脂肪や鉄の沈着などの肝実質の構造変化も評価可能である。さらに肝細胞特異性造影剤を用いると、動脈血流量や肝細胞機能(代謝や胆汁産生など)の評価も可能である。従来は、肝機能や肝線維化に関して、ある特定の画像診断法を用いて一面的に評価されることが多かったが、複数のMRI撮像法を用いて、形態や構造変化、肝細胞機能を多面的かつ総合的に融合させて診断する(以下、形態ー機能融合診断)ことが、診断能の向上に結びつくと考えた。我々の目的は、肝機能や肝線維化に関して、最も信頼性の高いMRIによる総合画像診断法を確立することである。本年度は、過去に我々が検討したT1ρ計算画像に加え、T2計算画像、T1ρ/T2比を指標として用い、肝機能評価への有用性を検討した。肝腫瘍術前にMRIを撮像した患者18名を対象として、肝機能評価の指標としてインドシアニングリーン(ICG)検査を用いた。結果は、肝臓のT1ρ値とT2値は、肝機能が悪くなる(ICG値が上昇する)につれ、T1ρ値とT2値いずれも数値が高くなる傾向を示していた。ただし、いずれも統計学的には有意な相関とは言えなかった。代わりにT1ρ/T2比を用いると、同様にICG値が上昇するにつれ、T1ρ/T2比が上昇する傾向が見られ、且つ統計学的にも有意な正の相関が得られた。すなわち、T1ρ値やT2値を単独で用いるよりも、T1ρ/T2比を用いた方が肝機能評価を鋭敏に捉える事ができると考えられた。その要因として、T1ρ/T2比は、肝実質の水含有量を排除することで、肝機能悪化に伴う水含有量の変化ではなく、組織学的な変化や他の変化を捉えることができるのではないかと考えた。しかし、現時点では、評価を行う症例数が少なく、信頼性に乏しいデータである為、今後更なる検証も必要である。計画通りに進んでいない分野もあるが、全体的には計画通りに進んでいると考える。Gd-EOB-DTPA造影MRIを用いた形態ー機能融合診断による肝機能および肝線維化の評価の有用性に関してさらに検討を進める。すなわち、十分な結果が得られていない肝線維化評価方法に関する検証を行う。その他にもT1ρ値計算画像の改良、拡散強調画像を用いた検証も順次行っていく予定である。Gd-EOB-DTPA造影MRIを用いた、形態ー機能融合診断による肝機能および肝線維化の評価の有用性に関して検証を行う。T1ρ値計算画像を用いた肝機能および肝線維化の検証は昨年度行ったが、T1ρ値計算画像がアーチファクトにより正確に評価できない事例もあった。その為、アーチファクトを軽減することが可能な新たな撮像法を用いて、それによる肝機能および肝線維化の検証を行う。研究計画を進めるほか、成果を学会にて発表し、論文発表を行うため、研究費使用が必要である。次年度は計画通りに使用額を執行する予定である。国内および海外における学会発表にて使用する旅費、学会参加費。成果発表のための、英語論文校正や論文投稿費用。などに使用する予定である。
静電的相互作用を基盤とした自己組織化ナノデバイスの開発と選択的薬物送達への応用

静電的相互作用を基盤とした自己組織化ナノデバイスの開発を行った。遺伝子をモデル薬物として、カチオン性高分子やアニオン性化合物の混合比率や調製手順を変えることで安定なナノデバイスを調製できた。健康食品や医薬品に用いられているγ-polyglutamic acid、N-lauroylsarcosine、グリチルリチンなどをアニオン性化合物として組み込んだナノデバイスは、細胞毒性や血液毒性を示さず、高い細胞内取り込みを達成できた。これらのナノデバイスをマウスに投与した結果、成分の違いにより各々脾臓、肺臓、肝臓等に選択的遺伝子発現を示した。さらに、ナノデバイスの大量生産が可能で凍結乾燥できることを確かめた。以上、本研究では安全な新規素材を用い、核酸医薬品を含めた高分子医薬品等を細胞内へ安全に効率よく導入できるナノデバイスを開発し、治療目的別の製剤を整理するとともに、対応する製剤技術を明らかにした。また、pDNA/PEI複合体の他にも、poly-L-lysineやpoly-L-arginineなどのカチオン性高分子または数種のカチオン性リポソームを用いて作製したカチオン性の遺伝子ベクターにγ-PGAを添加することで、遺伝子導入効果を低下することなく、安全性を大きく向上した新規遺伝子ベクターを開発した。さらに、カチオン性高分子とカチオン性脂質からなるカチオン性の遺伝子ベクターにアニオン性脂質であるN-lauroylsarcosineを添加することによって、毒性を軽減し、かつ肺に選択的に高い遺伝子発現効果を示す新規遺伝子ベクターの開発に成功した。以上のように、我々は本年度の研究によって、安全性を劇的に向上しながら、高い遺伝子発現効果を示す新規遺伝子ベクターの構築に成功した。これらの結果は、遺伝子ベクターの臨床応用に有益な情報であると考えられる。我々は様々なカチオン性高分子やカチオン性リポソームを用いて作製したカチオン性の複合体をアニオン性の高分子を用いて静電的に自己組織化することで、これらカチオン性の遺伝子ベクターの毒性を大きく改善し、かつ高い遺伝子発現効果を示す画期的なアニオン性の遺伝子ベクターを開発してきた。本年、我々は新たに、カチオン性の遺伝子ベクターに低分子リガンドを自己組織化する技術を開発した。そこで、薬物ベクターのリガンドとして汎用される葉酸を用いて自己組織化した遺伝子ベクターを開発し、その有用性について検討を行った。葉酸を自己組織化した遺伝子ベクターはアニオン性を示し、同じくアニオン性に帯電した細胞と静電的に相互作用しないにもかかわらず、市販の遺伝子ベクターと比較して、有意に高い遺伝子発現効果を示した。さらに、市販の遺伝子ベクターが示すような細胞障害性や赤血球凝集などの副作用の原因とならず、高い安全性が示唆された。また、この葉酸修飾型遺伝子ベクターの細胞内取り込みメカニズムを検討した結果、葉酸受容体を介した特異的な取り込み機構が示された。さらに、実験動物に投与した結果、葉酸受容体が発現している肝臓、腎臓、脾臓、肺において市販の遺伝子ベクターと比較して有意に高い遺伝子発現効果が確認された。以上のように、我々は本年度の研究によって、葉酸受容体を標的とした安全かつ効果的な遺伝子ベクターの構築に成功した。これらの結果は、遺伝子ベクターの臨床応用に有益な情報であると考えられ、臨床応用に向けてさらなる検討を行う予定である。癌に特異性のある自己組織化ナノデバイスの開発を目的とした.癌では葉酸(FA)などの増殖に関わる分子が重要である。そこで、FA被膜型ナノデバイスの開発を行った。モデルとしてホタルルシフェラーゼをコードしたpDNA(pCWV-Luc)とカチオン性高分子であるpolyethylenimine (PEI)を結合させたカチオン性複合体(pDNA/PEI:PEI複合体)を調製した。さらにFAを混合させて、新規遺伝子ベクター(pDNA/PEI/FA:FA複合体)の構築した。各成分の混合比を最適化することで、ナノサイズの安定なFA複合体を構築することに成功した。FA複合体は細胞障害性を示さず、PEI複合体に匹敵する高い遺伝子発現効果を示した。また、in vivoにおいても赤血球凝集を示さず、高い安全性が確認できた。さらに、FA複合体をマウスに尾静脈内投与した結果、PEI複合体と比較して肝臓、脾臓、肺で有意に高い遺伝子発現を示した。したがって、FAを被膜することで、安全で効果的な遺伝子ベクターに開発に成功した。さらに肝臓に特異性のある自己組織化ナノデバイスの開発を行った。様々な被膜成分の探索を行った結果、グリチルリチン(GL)を見出した。

最適化した混合比でpDNA、PEI、GLを静電的に自己組織化させることでナノサイズのpDNA/PEI/GL複合体(GL複合体)の構築に成功した。In vitroにおいて、GL複合体は細胞障害性を示さず、pDNA/PEI複合体に匹敵する高い遺伝子発現を示した。さらに、GL複合体は細胞障害性や赤血球凝集を示さなかった。GL複合体をマウスに静脈内投与した結果、PEI複合体と比較して肝臓で有意に高い遺伝子発現を示した。さらにインスリン発現pDNA(pCMV-Ins)を用いたGL複合体をマウスに尾静脈内投与した結果、血糖値の低下が認められた。以上のように、我々は本年度の研究によって、癌および肝臓に特異性のある遺伝子ベクターの開発に成功した。これらの結果は、遺伝子ベクターの臨床応用に有益な情報であると考えられる。
新しい免疫電顕法による線状IgA水疱性皮膚症抗原の微細局在部位の解明

線状IgA水疱性皮膚症(linear IgA bullous dermatosis)は、難治性の自己免疫性水疱症の一つである。患者血清中のIgAが皮膚基底膜部に結合することが知られているが、抗原の微細局在部位は未知である。今回、新しい免疫電顕法を用いて、抗体の沈着部位の解析を試みた。正常ヒト皮膚を液体プロパン(-190°C)にて急速凍結固定し、超低温下でメタノール置換し、Lowicryl KllMに包埋し、超薄切片を作成、免疫染色を施し観察した。その結果、残念ながら特異的な反応がみられず、手技の途中で抗原性が失活しているものと考えられた。そこで置換剤をアセトンに変更してみたが、結果は同様で、樹脂包埋そのものが問題であることが想定され、免疫電顕の手法の変更を余儀なくされた。一方、免疫ブロット法に関しては、13例の血清を用いて施行したところ、6例が97kD蛋白と、1例が255kD蛋白と反応することがわかった。この抗原の分子量と局在の関係をみるために1MNaCl分離皮膚を用いた蛍光抗体法を施行した結果、97kD蛋白を認識した6例全例を含む10例が表皮側と反応し、255kD蛋白を認識した1例をふくむ3例が真皮側と反応した。今回の結果は以上であるが、微細局在を解明するために現在凍結超薄切片法を施行し、いくつかの症例において金コロイドを用いた免疫染色で、良好な結果を得ている。すなわち表皮側の抗原は基底膜部の透明層に局在し、真皮側の抗原は係留細線維に関連して局在しているらしいというところまで解明された。本研究は現在最終結論を出すべく進行中であり、その結果は今年4月末、米国で開催されるSociety of Dermatology年次総会にて発表する予定である。
EBMに基づく光線力学療法の歯科医療への挑戦

光線力学療法の応用は,生体に対して非侵襲的な療法であるとともに,患者に苦痛を与えないと同時に多岐にわたり効能がある治療法であるにも関わらず,LLLTあるいはa-PDTの歯科臨床への応用に対して未だ情報が少ない現状である。本研究により,光線力学効果と歯科臨床の科学的根拠を示すことができれば,超高齢化社会における中で有病者数も増加すると考えられるので,従来までの薬物療法で併用禁止などの制限があった患者の代替医療となるのではないかと考えた。さらにそれにより,医療費の削減にも繋がれば幸いであると考えている。
糖脂質糖鎖抗原をターゲットとする脳腫瘍免疫療法の開発

ヒトグリオーマ細胞株11種類およびヒトメラノーマ細胞株、ヒト線維芽細胞株それぞれ1種類の糖脂質組成を薄層クロマトグラフィーで解析した。その結果グリオーマ細胞では正常神経細胞とは大きく異なる糖脂質組成を持つことが明かとなった。これら細胞の糖脂質発現がサイトカイン等の外来因子により影響を受けるか否かを解析し、ごく限られた状況では劇的な変化を起こしうることが明らかとなった。また細胞周期各相での糖脂質発現を1細胞株で解析した結果、細胞分裂時には糖脂質の発現有意に増強されることを明らかにした。これら糖脂質の各成分と抗体の反応性をTLC immunostainingにより解析し、GD2,nLc4Cer,GM2で陽性反応を得た。さらにヒトグリオーマ細胞株10種の糖脂質成分の分析と定量、および各糖脂質抗原量と抗体反応性の関係を抽出抗原及び細胞膜上抗原の2点から解析した。グリオーマ細胞の酸性糖脂質(ガングリオシド)は主にGM3およびGM2からなり、両者の量的関係によりGM3-dominant、GM2-dominant、GM3,GM2-co-dominant typeに分類可能であった。抽出抗原の薄層クロマトグラフィー上での抗体反応性を半定量的に解析すると、GM3,GM2ともに反応性は抗原量依存的であった。細胞膜上での抗体反応をindirectimmunoflurescenceにてflow cytometryにより解析すると、GM3の反応には反応域値があり、20nmol/100mg細胞湿重量以上のGM3が、安定した抗体反応には必要であり、5nmol/100mg以下では全く反応しなかった。5-20 nmol/100mgのGM3量では反応性は一定しなかった。GM2の反応性は抽出抗原及び細胞膜上抗原いずれの場合もGM3より高く、両抗原間に明かな抗原性の相違を認めた。GM2に対する抗体反応性が高い細胞はGM2-dominant細胞群ではなくGM3,GM2-co-dominant細胞群で、GM2に対する反応性が単に抗原量に規定されるものでないことが判明した。抗体の反応性に影響する因子は数多く上げられるが、我々は特定のグリオーマ細胞株では細胞密度が抗体の反応性に大きく影響することを認めており、今後は抗原の定量と共に、抗体反応に関わる解析も行い、グリオーマ細胞に対する抗体反応が最も効率よく行われる条件を明らかにして行きたいと考えている。また細胞周期各相での糖脂質発現を1細胞株で解析した結果、細胞分裂時には糖脂質の発現が有意に増強されることを明らかにした。

これら糖脂質の各成分と抗体の反応性をTLC immunostainingにより解析し、GD2,nLc4Cer,GM2で陽性反応を得た。現在GM3,GD2,sialylparagloboside,asialoGM1,asialoGM2に対する抗体を調整し、反応性を検討しているところである。グリオーマ細胞が特定の状況下で外来のシグナルに劇的に反応し、糖脂質発現を大きく変化させうるという発見は、糖脂質の発現調節の機構およびサイトカインのシグナル伝達機構の解析に新たなアプローチを与えるものとして非常に注目される。また細胞周期と糖脂質発現の関連では細胞分裂時に糖脂質の発現増強が見られ、糖脂質分子が細胞分裂という動的な現象において膜表面で機能的にも重要な役割を果たしていることを暗示させ注目に価する知見と思われる。これら糖脂質分子が腫瘍化にともない構成分子の変化を起こし、腫瘍関連抗原としても認知されうることは興味深い。平成5年度では、抗体の調整およびTLC immunostainingの条件設定に時間を要したため、一部の抗体の反応性をチェックするにとどまり、平成6年度は引続き抗体の調整及び反応性の解析を続けていく。平成6年度はヒトグリオーマ細胞株10種の糖脂質成分の分析と定量、および各糖脂質抗原量と抗体反応性の関係を抽出抗原及び細胞膜上抗原の2点から解析した。グリオーマ細胞の酸性糖脂質(ガングリオシド)は主にGM3およびGM2からなり、両者の量的関係によりGM3-dominant,GM2-dominant,GM3,GM2-co-dominant typeに分類可能であった。抽出抗原の薄層クロマトグラフィー上での抗体反応性を半定量的に解析すると、GM3、GM2ともに反応性は抗原量依存的であった。細胞膜上での抗体反応をindirectimmunoflurescenceにてflow cytometryにより解析すると、GM3の反応には反応域値があり、20 nmol/100 mg細胞湿重量以上のGM3が、安定した抗体反応には必要であり、5 nmol/100mg以下では全く反応しなかった。5-20 nmol/100mgのGM3量では反応性は一定しなかった。GM2の反応性は抽出抗原及び細胞膜上抗原いずれの場合もGM3より反応性が高く、両抗原間に明かな抗原性の相違を認めた。GM2に対する抗体反応性が高い細胞はGM2-dominant細胞群ではなくGM3、GM2-co-dominant細胞群で、GM2に対する反応性が単に抗原量に規定されたものでないことが判明した。抗体の反応性に影響をする因子は数多く上げられるが、我々は特定のグリオーマ細胞株では細胞密度が抗体の反応性に大きく影響することを認めており、今後は抗原の定量と共に、抗体反応に関わる因子の解析も行い、グリオーマ細胞に対する抗体反応が最も効率よく行われる条件を明らかにして行きたいと考えている。
非アルコール性脂肪肝炎進展に関与するmicroRNAの同定とバイオマーカーの開発

正常およびSS、NASHモデルマウス肝内のmiRNA発現を、マイクロアレイ法により網羅的に解析し、ヒトとマウスで共通に発現しているmiRNA 28個を選択した。28個のmiRNAについて発現強度の再現性を確認するため、新たな4個体の肝組織からmiRNAを抽出しRT-PCRを用いて確認した。miR-379は、NAFLにおいて特に強く発現していた。また、NASHにおいて、その発現強度は血清総コレステロールおよびLDL-Cと正の相関があり、進展度の低い群で明らかであった。Dlk1-Dio3 matクラスターmiRNAのNAFLDへの影響が明らかになり、臨床応用への可能性が示唆された。正常およびSS、NASHモデルマウス肝内のmiRNA発現を、ほ乳類間で良く保存されているmiRNA 375個を選抜し、マイクロアレイ法により網羅的に解析した。測定された発現強度を、1:NAFLDのいずれかにおいて正常との間で大きな変動がみられたもの(NAFLDへの進展)、2:SSとNASH間で発現変動があるもの(NASHへの進展)の、二つの概念で抽出した結果、32個のmiRNAが、初期候補として抽出された。これらについてmiRNAデータベースmiRBaseを用いて、ヒトとマウスで共通に発現しているmiRNA 28個を選択した。28個のmiRNAについて発現強度の再現性を確認するため、それぞれの群で新たな4個体から得た肝組織でのmiRNA発現をRT-PCRを用いて検討したところ、14個が平均発現強度において選択基準を満たし、これらをNASH関連候補miRNAとした。これら候補miRNAの標的遺伝子について、ソフトウェアによる予測を行ったところ、ほぼすべての候補miRNAが、NASHへの進展、もしくは進展予防に関与するタンパクが複数指摘された。ヒトへの応用に関して、肝生検によって診断されたNASH,SS患者、および健常対照者それぞれ10例の血清内候補miRNA発現を検討した。研究に関して、鳥取大学の倫理委員会の承諾を得たうえで(承認番号2374)、文書による説明と同意を得た。候補miRNAのヒト血清内発現プロファイルを検討すると、SSとNASHの間で明瞭な発現パターンの相違が見られ、マウス肝における候補miRNA群が、ヒト血清においても疾患指標になることが示された。これらの候補miRNAのうち、6個はSSとNASH間発現差が統計学的に有意である上、平均発現強度差が±2Log2を超過しており、強い差異が認められた。これらについて、NASH患者における臨床検査所見との関連について線形回帰分析で検討したところ、4つのmiRNAにおいて、それぞれ、トランスアミナーゼ、HDLコレステロール値、総コレステロール値、血小板数と有意な相関がみられた。正常およびSS、NASHモデルマウス肝内のmiRNA発現を、マイクロアレイ法により網羅的に解析し、14個が平均発現強度において選択基準を満たしたため、これらをNASH関連候補miRNAとした。これら候補miRNAの標的遺伝子を、ソフトウェアを用いて予測を行ったところ、NASHへの進展、もしくは進展予防に関与する複数のタンパクが選択された。平成26-27年度において予定していた、モデルマウス肝から再現性のあるNASH関連候補miRNA群の同定と、それら候補miRNAの標的遺伝子群を、ソフトウェアを用いて予測し、オントロジーによる選択を経て、既存の技術で現実的に検討可能な数の標的遺伝子群絞り込みが行えた。NAFLD診断、進行度予測、治療への臨床応用に向けて、血清中のDlk1-Dio3 matクラスター内miRNAの発現検討を進めた。検討対象は、クラスター内において、パイロット研究において、健常者とNAFLD患者との血清内で最も大きな発現差が認められ、かつ臨床所見との関連が認められた、miR-379とした。出来るだけ多数の検体を集めるため、多施設での共同研究を行った。各施設倫理委員会の許可を得て、肝生検と同時に採取された、NAFLD患者80例の血清内miR-379の発現をTaqman RT-PCRにて解析し、肝組織の脂肪化および線維化進展度、臨床所見との関連について検討した。健常者との比較において、NAFL患者では血清内miR-379の発現が有意に上昇しており、NASH患者でも上昇傾向が見られたが、こちらにおいては、有意差は見られなかった。これはパイロット研究と矛盾ない結果であった。また、NAFLとNASH患者血清の間に、有意なmiR-379発現差は見られなかった。次に、血清内miR-379発現と、NAFLD患者の臨床所見との比較検討を行うと、パイロット研究での結果と同じく、血清総コレステロールと、そして、新たにLDL-Cとの間に正の相関が見られた。この傾向は、NASHの組織学的進展度Brunt stageが0もしくは1群でさらに明らかとなった。結論として、miR-379は、広い疾患スペクトルを持つNAFLDのうち、NAFLにおいて特に強く発現していた。また、NASHにおいて、その発現強度は血清総コレステロールおよびLDL-Cと正の相関があり、疾患進展度の低い群において特に明らかであった。今後更に多数での検討を行うことで、Dlk1-Dio3 matクラスターmiRNAのNAFLDへの影響が明らかになり、臨床応用への可能性が示唆された。

miR-379は、NAFLにおいて特に強く発現していた。また、NASHにおいて、その発現強度は血清総コレステロールおよびLDL-Cと正の相関があり、進展度の低い群で明らかであった。Dlk1-Dio3 matクラスターmiRNAのNAFLDへの影響が明らかになり、臨床応用への可能性が示唆された。平成26年度において予定していた、モデルマウス肝から再現性のあるNASH関連候補miRNA群の同定と、それら候補miRNAの標的遺伝子群を、ソフトウェアを用いて予測し、オントロジーによる選択を経て、ウエスタンブロット、ELISAプレートなど既存の技術で現実的に検討可能な数の標的遺伝子群絞り込みが行えた。候補miRNAのヒト血清中発現についてPilot Studyおよび多施設共同研究を行い、SSとNASH患者の血清において候補miRNAの発現プロファイルを明らかにする。また、その発現とNASHの臨床所見に有意な関連を持っているかどうか検討する。さらに、サブグループ解析を用いて詳細な関連を検討したい。候補miRNAの中からNASH、あるいはSSの診断に有用な複数のmiRNAを選択し、鑑別診断、治療経過観察に適する組み合わせを検討する。選択されたmiRNAの組み合わせとこれまで使用されてきたNASH診断のバイオマーカーとの比較検討を行う。非アルコール性脂肪肝炎候補miRNAのヒト血清内発現についてPilot Studyを行い、SSとNASH患者の血清において候補miRNAの発現プロファイルを明らかにする。さらに例数を増やし、サブグループ解析を用いて詳細な関連を検討したい。我々が過去の検討で明らかにしてきたように、ソフトウェアで予測された標的遺伝子は、miRNAの複雑な相互干渉の影響で、組織、病態ごとに異なるごく一部しか実際には発現変化がみられない。NASH肝において実際に変動している標的蛋白について、今後培養細胞、モデルマウスに対する候補miRNA過剰発現/抑制を通して、ウエスタンブロットなどによるタンパク質定量にて検索してゆく。また、ヒト血清での検討から、NASHの臨床所見に影響していることが示唆されており、これをフィードバックし、miRNAの発現操作による肝組織内の変化についても検討したい。当該年度において多施設共同研究をしており、検体の収集に時間がかかったため、測定が来年度に延期された今年度実験に用いたサンプル数が少なかったためサンプルを増やして次年度に行うことになった検体が集まり次第測定を一括で開始する予定であるソフトウェア予測された標的蛋白のなかから、培養肝細胞、モデルマウスへの候補miRNA発現干渉を行うことで、実際に変動している標的蛋白を同定するため、細胞培養、マウス飼育および、ウエスタンブロット、ELISAプレート購入が望まれる。候補miRNAの血清内発現について、症例数を増やして更に詳細な検討を行うため、血清miRNA抽出、発現測定を継続することが望まれる。
手指における人間の知覚特性に基づく触力覚ディスプレイの研究

当該年度は,入の力触覚知覚に関する基礎的研究,および力触覚インタラクションシステムの実装という両側面からの研究を行い,本研究のテーマである人の知覚特性を活用した力触覚ディスプレイの設計論を構築した.(1)指の皮膚感覚と腕の固有受容感覚の役割分担の検証と,両者を統合した力触覚提示手法の構築人間の力触覚の知覚において,指先から手首にかけての自己受容感覚を欠如しても,肘から肩にかけての4自由度の力覚提示のみでも十分な重量感の伝達が行えることを確認した.これにより簡易な装置による高品位な触覚情報提示が実現可能となる.また重量の知覚における皮膚感覚と固有受容感覚の役割分担および統合の効果について検証し,皮膚感覚は小さい力で優位に働き,固有受容感覚は大きい力で優位に働くという,相補関係にある役割分担が存在することを確認し,皮膚感覚と固有受容感覚が統合されることで,知覚域全体でのフラットなパフォーマンスが達成されていることを,心理物理実験を通じて検証した.この結果から,皮膚感覚は知覚範囲が狭いが分解能は高く,自己受容感覚は分解能が低いが知覚範囲は高い,という相補関係にある役割分担が存在することが示唆された.本研究成果はROBOMEC 2009およびIEEE Haptics Symposium 2010において発表を行った.(2)空中に浮かぶ三次元映像の把持操作が可能な,ハプティックインタラクションシステムの構築身体性を有する触覚情報の提示技術を開発するため,これまで設計した指先装着型ハプティックディスプレイと手掌部装着型ハプティックディスプレイを統合し,手袋型のハプティックディスプレイを実装したまた.物理シミュレーション空間において手のモデルを構築し,バーチャルな手と物体との接触における手の各部位での垂直力と剪断力の実時間計算を行った.さらに立体映像の提示を導入し,視覚情報と触覚情報の位置の一致により実在感の向上が行えることを心理物理実験により検証した.最後に,これうの知見を統合し,全周囲立体映像提示装置TWISTERにおいて手袋型ハプティックディスプレイを用いた,3次元視触覚情報提示システムを構築し,身体性を有する触覚コミュニケーションメディアの有効性を確認した.本研究成果は,東京ゲームショウ2009において技術展示を行い,ハプティックインタラクションの可能性を提示することができた.本年度の目標は、人間の触知覚特性に基づいたコンパクトな触力覚提示デバイスの開発である。提示する感覚としてバーチャルな物体の「重さ」に着目し、刺激提示手法の提案および指先に装着する触力覚提示デバイスの開発を行った。まずROBOMEC2007において、ポスター発表および試作機のデモ展示を通じて新規デバイスの提案を行い、体験者からのフィードバックを元に、物体を把持して動かした際の衝突感および慣性重量の変化をインタラクティブに提示するという方針を定めた。インタラクティブな触覚提示を実現するため、物理シミュレーションを用いたバーチャル物体の触覚モデリングを行い、手の動きのセンシング・物理シミュレーション・デバイスによる触覚提示といった要素から成るシステムを構築した。本システムを「Gravity Grabber」と名付け、最先端のインタラクティブシステムを発表する場として世界的に知られている、ACM SIGGRAPH2007のSketchセッションにおいて口頭発表を、Emerging Technologyセッションにおいて約1000名の研究者・企業関係者および報道関係者に対して体験型の展示を行った。本展示は好評を博し、英国BBC News、米国New Scientist Magazine等のメディアおよびインターネット上の情報サイト等において紹介された。さらに国内でも、日本科学未来館で開催されたインタラクティブ東京2007、福岡県で開催された日本VR学会年次大会において体験型展示を行った。並行して心理物理実験による提示感覚の定量的評価を行い、米国で開催されたIEEE Haptics Symposiumにおいてポスター発表を行った。そしてデバイス設計・システム構築・評価の一連の研究成果について、日本バーチャルリアリティ学会論文誌において誌上発表を行った。本年度の研究目標は,前年度の研究で得た触覚ディスプレイの設計指針を基に,皮膚感覚提示と固有受容感覚提示を連携させた新しい力触覚提示手法を設計することである.(1)指の皮膚感覚に加えて腕の運動感覚を取り入れた触覚提示システム「GhostGlove」の開発Eurohaptics2008において,口頭発表および試作機のデモ展示を通じて腕の運動感覚と手掌部への触覚提示を組み合わせた触覚提示システムを発表した,参加者からのフィードバックを元にシステムを改良し,手掌及び各指に対してユーザの運動に応じた触覚を提示可能な手袋型の触覚ディスプレイ「GhostGlove」を開発した,本システムを,ACM SIGGRAPH 2008のNew Tech Demosセッションにおいて展示発表し,約500名の体験者を得,ACMによる学生研究コンペティションの最終選考に残るなど好評を博した.また国内では経済産業省主催のデジタルコンテンツエキポにGhostGloveを出展し,NHK・テレビ東京・日本経済産業新聞などで紹介されるに至った.(2)指の皮膚感覚に加えて腕の力覚を同時に提示する力触覚提示手法の設計2008年11月から12月までイタリア・シエナ大学に滞在し,新しい力触覚提示手法を設計するための基礎研究を行った,現在は研究の初期段階にあるが,本設計手法が確立することで,従来よりもシンプルな機構を用いながら,より高いリアリティのある力触覚を提示できるようになることが期待されている.この共同研究の成果は,日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会第1回研究会において,「指部触覚と腕部力覚の融合によるシンプルな力触覚提示手法の検討」という題目で発表を行った.当該年度は,入の力