hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚野脳波直流電位による明るさに関する順応水準の研究

1.昭和61年度には,自作回路によるLEDの簡易マックスウェル視と, D/Aコンバータによるその輝度制御システムの開発をし,予備実験を行った.輝度の不足により視覚誘発電位の振幅が小さかった.2.昭和62年度には,モニタースコープを視覚刺激装置として用い,シンセサイザーの制御により,従来の研究と同等な視覚誘発電位を得ることができた.3.種々の明暗刺激による視覚誘発電位(VEP)を記録した.(1)ステップ,トレインと提示時間,間隔の組合せで, 36種類の刺激をプログラムし, GPIBでコントロールした.(2)Oz-Erからの単極導出による視覚誘発電位を,高感度直流増幅器(NEC San'ei)でDC(直流)およびAC(交流,時定数0.3s)増幅し, 50回の加算平均をとり,重み付き移動平均をして解析用のデータとした.4.明暗順応による直流成分の変動を検討した.(1)DC-ACの差による変動を検討したが,顕著な差は見られなかった.(2)直接DCの移動平均(低域通過)による変動を検討した結果,明刺激には上昇(負)の,暗刺激には下降(正)の変動がみられた.5.明暗順応過程を加味したシミュレーションを行った.トレイン明刺激を, ON成分には減少, OFF成分には増加のフィルタを通して合成し,単純なON, OFF成分の合成よりも再現性が高いことを示した.6.順応過程を含めた明暗視覚誘発電位のモデルの基本形式を提出した.今後,そのパラメータを決定していく予定である.7.開発中のEASY(EEG Analysis System)のハードウエアに依存する部分を紹介し,波形処理のプログラミングの参考となるようにした.1.昭和61年度には,自作回路によるLEDの簡易マックスウェル視と, D/Aコンバータによるその輝度制御システムの開発をし,予備実験を行った.輝度の不足により視覚誘発電位の振幅が小さかった.2.昭和62年度には,モニタースコープを視覚刺激装置として用い,シンセサイザーの制御により,従来の研究と同等な視覚誘発電位を得ることができた.3.種々の明暗刺激による視覚誘発電位(VEP)を記録した.(1)ステップ,トレインと提示時間,間隔の組合せで, 36種類の刺激をプログラムし, GPIBでコントロールした.(2)Oz-Erからの単極導出による視覚誘発電位を,高感度直流増幅器(NEC San'ei)でDC(直流)およびAC(交流,時定数0.3s)増幅し, 50回の加算平均をとり,重み付き移動平均をして解析用のデータとした.4.明暗順応による直流成分の変動を検討した.(1)DC-ACの差による変動を検討したが,顕著な差は見られなかった.(2)直接DCの移動平均(低域通過)による変動を検討した結果,明刺激には上昇(負)の,暗刺激には下降(正)の変動がみられた.5.明暗順応過程を加味したシミュレーションを行った.トレイン明刺激を, ON成分には減少, OFF成分には増加のフィルタを通して合成し,単純なON, OFF成分の合成よりも再現性が高いことを示した.6.順応過程を含めた明暗視覚誘発電位のモデルの基本形式を提出した.今後,そのパラメータを決定していく予定である.7.開発中のEASY(EEG Analysis System)のハードウエアに依存する部分を紹介し,波形処理のプログラミングの参考となるようにした.昭和62年3月現在、設備(高感度直流増幅器,任意波形出力装置)が導入されており、ハードウェア・システムの設定が完了し、ソフトウェア・システムの作成および調整中である。つまり、刺激出力と脳波データの入力およびデータ解析用のプログラムの作成・チェックを行っている。しかし、脳波データは直流増幅のため、サチレーションの問題が大きく、その補正法を考えなければならない。夏期休暇中に予定していた実験システムの設定が、設備納入時期が遅れたため、大幅にずれ込んでしまった。早期発注が望まれる。直流増幅のサチレーションの補正はマニュアル操作によって行ない、その補正量を記憶してデータサンプリングをするように検討中である。直流成分を扱うためには、この問題をのり越えなければならない。少し時間がかかっているが、システムができれば他の研究にも応用できるので、本年度中に終了させたい。またソフトウェアの面では、グラフィック上での解析プログラムも同時開発中である。数年前にEDASというシステムソフトを作成したが、それをさらに機能アップさせたものである。EDASは(EEG Data Analysis System)の略で、今回は、EASY(EEG Analysis System)として、より使いやすく強力なものになってきている。このようなプログラムは現在のところ市販されていないので、研究上の副産物として公表したいと考えている。次年度には、本実験を開始し、直流増幅・交流増幅のデータを基にして、明るさ知覚の順応水準と相対輝度変化の二元過程機構を定量的なモデルで表現していく予定である。
カンキツ果実果皮部の食品素材としての回収法および機能性の探索

カンキツ果実の階層構造を利用した果皮の効率的な分離回収法および利用法を検討した.カンキツ果皮フラベド層およびアルベド層それぞれの力学物性を測定した結果,各層の力学的特性差を考慮すれば切削による効率的な分離回収が可能であることが判明した.切削片を粉末化したところ,粉末の粒径が小さいほど粒子1粒に存在する損壊細胞の割合は大きくなることが示された.また溶媒に浸漬した際の溶液の吸光度スペクトルも増大した.粉砕程度を調節することで,粉末化した果皮の成分溶出性が制御できるようになると考えられた.カンキツ果実果皮は生食・加工いずれにおいても非食用部位として処理・廃棄されるが,食物繊維やβ-クリプトキサンチンなどの機能性成分を多く含む有望な未利用資源でもある.本研究はカンキツ果実果皮部の有効活用法確立を目的とする.カンキツ果実果皮の構造は「油分を多く含むフラベド層(表層)」と「物性的に良好な繊維からなるアルベド層(薄皮層)」および「内層の可食部」からなる.平成24年度は,それら各層組織の力学的性質の違いを利用して層ごとに順次分離・回収する効率的な技術の確立,および得られた物質・成分の利用法を検討した.【材料および方法】市販の輸入オレンジを購入し,実験試料として用いた.オレンジ果実赤道部の果皮を切り出し,定法で前処理後,フラベド層,アルベド層の各層の微細構造をSEMで観察するとともに,クリープメータを用いて果皮各層の貫入硬度,圧縮強度,せん断強度,引張強度を測定,評価した.また上述の研究結果に基づいて,切削処理で果皮各層を分離・回収し,得られた切削物を乾燥,低温粉砕ののち粉末化した.【結果および考察】フラベド層は球状の細胞で構成されており,0.51mmの間隔で油分を含有する油胞が観察された.それら細胞の大きさは果皮表面ほど小さくより密に連なっていた.一方,アルベド層では繊維が網目状の構造体を形成し,果皮面に対して層状に重なった状態であることが確認された.同様に果皮各層の力学物性を測定した結果,圧縮強度およびせん断強度はアルベド層の方がフラベド層よりも大きかったものの,貫入硬度および引張強度はフラベド層の方が有意に大きかった.以上の結果は,おろし金状で果皮表面から切削すればフラベド層からアルベド層に達したところで切削に要する力が減少することを意味する.実際に果実を表面から切削したところ各層が良好に分離されることが示された.また得られた切削物は容易に粉末化可能であった.本研究は未利用資源であるカンキツ果実果皮部の有効活用法確立を目的とする.平成25年度は,果皮各層組織の力学的性質の違いを利用すれば,層ごとに組織片を順次分離・回収可能なことを確認した.また得られた組織を機能性成分の損耗が比較的抑制し得ると考えられる凍結乾燥処理によって乾燥加工し,粉砕時の熱負荷がほとんどない回転式磨砕機によって粉末化することで各層の粉末を作製した.得られた粉末は,ふるい分けすることで組織細胞の崩壊程度を区分し,粉末特性とともに含有成分の溶出性を調査,検討した.【材料および方法】愛媛県および和歌山県で収穫されたウンシュウミカン果実を実験試料として用いた.果実果皮部を表層から切削することでフラベド層の組織片のみを回収し,直後に凍結乾燥した.得られた乾燥物は回転式磨砕機で果皮細胞の大きさを考慮して分級できるよう適度な大きさで粉砕した.粉末は脱酸素剤および乾燥剤を封入した光を透過しない密閉式容器に貯留するとともに,安息角などの粉末特性および分級された粉末試料の色素溶出性について検討した.【結果および考察】粉砕後の分級により,粒度分布が75μm以下,75-150μm,150-300μm,および300μm以上の4段階に試料粉末を区分した.なお,粒度を150-300μmに調整した粉末試料の粒子密度,かさ密度および空隙率は,それぞれ1.5kg/m3,0.5kg/m^3,65%であった.粉末試料を蒸留水に浸漬し,振盪によって色素の溶脱程度を調査したところ,より粒度分布の小さい粉末試料ほど色素溶出の速度が大きくなる傾向を示した.このため細胞形状を維持可能な大きさで粉末化すれば,細胞内に含有される色素系の機能性物質の特性を保持できると考えられた.ただし,浸漬液の温度等,溶出に関与する諸条件は考慮していないため,今後溶出速度の算出とともに検討する必要がある.本研究は未利用資源の一つであるカンキツ果実果皮部の有効活用法確立を目的とする.平成26年度は,果皮アルベド層の切削,粉砕によって得られた粒径範囲の異なる粉末の顕微構造特性および含有成分溶出性評価法について調査,検討した.【材料および方法】

前年度までの成果で得られた果皮粉末を,粒度分布が75μm以下,75-150μm,150-300μm,および300μm以上の4段階となるようふるい分けして分級した.分級後の粉末はそれぞれ脱酸素剤および乾燥剤を封入し遮光性の密閉式容器に貯留した.今年度は,各粒径範囲の粉末を用いて成分溶出性およびそれら溶出性と細胞構造の崩壊程度との関係について検討した.【結果および考察】試料粉末を溶液に浸漬,振盪して経過時間と色素の溶脱程度を調査したところ,より粒径範囲の小さな粉末試料ほど溶液色の変化が進んだ.そこで浸漬溶液の吸光度をスペクトルとして計測し,時間経過に伴うスペクトル変化を評価した.その結果,500nmから600nmにかけての波長範囲で,粒径範囲がより小さな粉末を浸漬した溶液ほど,また浸漬時間の経過が長くなるほど吸光度は増加する傾向を示した.一方,組織片を偏光顕微鏡で観察したところ,より粒径範囲の小さな粉末ほど破損した細胞の割合が大きくなることが確認された.今後PLS解析等を適用して溶出液の吸光度スペクトルと粉末の粒径範囲との関係をより詳細に検討することにしているが,浸漬溶液の吸光度スペクトルを測定,解析することで試料粉末の溶出性の程度を評価できる可能性が示された.なお本研究で確立した成分溶出性の解析法を適用して,浸漬液のpH等を変更した場合など細胞の物理的な破損状態以外の要因が溶出性に及ぼす影響についても検討する予定である.本研究は未利用資源の一つであるカンキツ果実果皮部の有効活用法確立を目的とする.平成27年度は,果皮フラベド層の切削,粉砕によって得られた粒径範囲の異なる粉末の顕微構造特性および含有成分溶出性評価法について前年度に引き続き調査,検討した.フラベド層から得た乾燥粉末を4段階の粒径範囲で分級し,エタノール,ヘキサン,蒸留水の各溶媒に浸漬した.浸漬時間は0,15,30,60分の各時間に設定し,得られた各浸漬溶媒の吸光度スペクトルを解析した.分級後の粉末の平均粒径を外接円相当径として電子顕微鏡を用いて実測し,特徴的な変化を示したいくつかの波長での吸光度変化との相関を検討した.その結果380530 nmの波長域において,いずれの溶媒も粉末の粒子径範囲が小さいほど浸漬溶媒の吸光度は大きくなった.特に420480 nmの波長域でヘキサンを溶媒とした際にその傾向が顕著となった.浸漬時間および粒子径範囲が同じ場合は,浸漬溶媒の吸光度スペクトルは溶媒の種類によって異なった.一方,粒子径範囲および溶媒が同じ場合,浸漬時間の経過に伴って各粒子径範囲ともに吸光度は大きくなった.これらの結果から,溶媒による溶出物質の違いとともに粉末の粒径範囲や浸漬時間によって粉末に含まれる物質の溶出率は増大することが示された.また粉末の平均粒子径と各波長における浸漬溶媒の吸光度との相関を検討したところ,溶媒,波長,浸漬時間に関わらず平均粒子径がおよそ300 μm以下であれば平均粒子径が小さいほど吸光度は大きくなり,それらの相関も高かった.しかし平均粒子径が300 μm以上の場合の相関は比較的低かった.本研究の結果,カンキツ果皮のアルベド層を分離した後,粉末化すれば,その粒径範囲を最適化することで含有成分の溶出性制御が可能であること,すなわち効率的な成分回収が期待できることが明らかとなった.カンキツ果実の階層構造を利用した果皮の効率的な分離回収法および利用法を検討した.カンキツ果皮フラベド層およびアルベド層それぞれの力学物性を測定した結果,各層の力学的特性差を考慮すれば切削による効率的な分離回収が可能であることが判明した.切削片を粉末化したところ,粉末の粒径が小さいほど粒子1粒に存在する損壊細胞の割合は大きくなることが示された.また溶媒に浸漬した際の溶液の吸光度スペクトルも増大した.粉砕程度を調節することで,粉末化した果皮の成分溶出性が制御できるようになると考えられた.研究計画通りにウンシュウミカンの収穫期に合わせて実験を行っているが,気象条件などの影響で均一な品質の試料入手が困難な状況が生じた.また抗酸化性を評価するための分析方法
遺伝子情報を利用した慢性関節リウマチの病態解析と分子診断法の開発

慢性関節リウマチ(RA)の新たな診断法開発、および病態解明に有用な遺伝子を同定する目的で以下の2つの研究を施行した。1.RA患者由来滑膜組織におけるcDNAアレイを用いた網羅的遺伝子発現profilingRA患者由来の滑膜組織および対照として変形性関節症患者(OA)から採取した滑膜組織に発現する遺伝子をcDNAアレイ法により網羅的に解析し、約60種類の遺伝子(アポトーシス制御、シグナル伝達、サイトカイン関連遺伝子)がRA滑膜組織特異的に高発現していることを見出した。また、RA滑膜で特異的に発現低下が認められる新たな15種類の遺伝子を同定した。これらの遺伝子をさらに詳細に解析することで、RAの診断、予後推定、治療法選択等に有用な遺伝子マーカーを同定し得ると考えられた。RA滑膜では樹状細胞の分化異常が見出され、RAの病態との関与が示唆されている。樹状細胞の分化機構を解明することを目的とし、DD法を用いて、樹状細胞をTNFαやLPSで分化誘導した際に経時的に発現変化の認められる遺伝子の同定を行った。その結果、樹状細胞の分化に伴い発現亢進する遺伝子として新規遺伝子を含む17種の遺伝子を同定した。また、分化に伴い特異的に発現が消失する遺伝子としてアポトーシス抑制分子NAIPを同定した。抗原提示能を持つ成熟樹状細胞は通常アポトーシスにより排除され、免疫応答抑制に向かうと考えられるが、この分化に伴う樹状細胞のアポトーシスにNAIPの発現低下が関与することが示唆された。
筋収縮中のATP分解サイクルをBDMで抑制したときの分子配位

BDM(2,3グタンヂオンモノオキシム)は筋肉の収縮時の加水分解過程でMADP・Pi複合体形成より後のステップを阻害することが明らかになっている。本研究ではこの阻害効果が収縮中のミオシン頭部の構造変化とどのように関係しているかを明らかにするために行なった。骨格筋の形質膜を剥離したスキンドファイバ-の赤道反射を研究室のXー線回析装置と高エネルギ-物理学研究所のシンクロトロン放射により求めた。カルシウムイオンにより活性化したときの1,0格子間隔は収縮張力にほぼ比例して41から38nmに減少した。最大活性時の張力はBDMにより抑制され20mMでほぼ張力はゼロとなった。しかしこの時、格子間隔は38nmである最大収縮時と差はなかった。シンクロトロン放射により収縮時の赤道反射の1,0と1,1の強度比を求めたところ、BDM感作筋では張力の減少にもかかわらず強度比の変化量は少なかった。以上より我々はBDM存在下でカルシウムにより活性化した筋肉ではミオシン頭部はアクチンフィラメント近傍にあるが張力を発生しない状態にあると結論づけた。すなわちカルシウムとBDM存在下で、ミオシン頭部がアクチンの近傍にあるという仮説が正しければ、圧縮力にたいし格子間隔の減少量は少ないはずである。スキンドファイバ-をデキストランで圧迫したときの格子間隔を求めたところ、BDM存在下では張力は減少するにもかかわらず格子間隔の減少量は少ないという結果が得、上記仮説が支持された。
口渇における視床下部-下垂体系カテュールアミン、β-エンドルフィンの役割について

(1)C48/80やAIIによって起こる口渇はβ-ENDの受容体の特異的拮抗剤ナロキソン(NAL)の皮した(5mg/kg)、脳室内(100μg)投与のいずれの投与方法でも抑制された。(2)C48/80により血漿β-ENDは約3倍増加する。この増加はNALによっては何ら抑制されない。(3)C48/80によって視床下部MHPG-SO_4は約3倍増加する。この増加はNALによって制御されない。(4)α-MTを用いた方法でもC48/80によりNAの有意な減少はがみられたが、icV AIIによっては有意な減少はみられなかった。以上の結果とこれまでの我々の結果からC48/80によって惹き起される口渇時にレニン-アンギオテンシン系が他にオピオイド(β-END)が深く関与していることが示唆されたがCAの関与については(i)icVAII投与によって必ずしもCAの代謝が亢進していないこと、(ii)CAの拮抗剤のプロプラノロールはC48/80の飲水促進を抑制しないことなどからCAは口渇において直接的には関与していないのではないかと推定される結果が得られた。
障害受験生のための大学入試センター試験用適応型コンピュータ・テストの開発と評価

大学入試センター試験等,障害を有する受験生に対する試験方法を抜本的に改善するため,通常の試筆テストより短時間に効率よく測定可能な適応型コンピューターベースト・テスト(CBT : Computer-Based Test)を試作した.障害受験生に対するセンター試験の試験時間延長率の定量的推定法の研究の結果,国語等問題文の量が特に多い科目は試験時間をさらに延長する必要性が見いだされた.しかし,2日にわたるセンター試験の日程では試験時間をさらに延長することは困難である.また実験の結果,ペン・コンピュータで開発したCBTと通常の試筆テストの成績は比較可能であった.このため,試験方法を抜本的に改善するため適応型CBTを研究した.障害の種類と程度とに応じたユーザ・インタフェースを備えたCBTのテスト・システムの開発を進めた.重度の視覚障害受験生には,問題を触読図を含め自動的に点字印刷して出題し,点字ピン・ディスプレイ上の電子マークシートで解答を求める.弱視受験生にはペン・コンピュータ上に表示する拡大文字問題の最適な文字フォントと文字サイズを研究した.また,読字が困難な中途失明者や学習障害者にはデジタル音声による出題が可能であることを明らかにした.センター試験の過去問を活用してCBTの項目プールの構築作業を進めた.国語・数学・英語の3教科の過去問のデジタル・テキスト化を研究した.項目反応理論により過去の成績ファイルを分析して各年度の問題間の難易度の差異を推定した.また,大学1年生約120名を被験者としてセンター試験の年度間の難易度差を等化する実験を実施した.また,センター試験は大問形式であるためテストレット型の項目反応理論の研究を進めた.今後,CBTの動作テストを進める.また,適応型CBTと通常の試筆テストの成績の比較可能性に関する評価実験は今後の課題とする.大学入試センター試験等,障害を有する受験生に対する試験方法を抜本的に改善するため,通常の試筆テストより短時間に効率よく測定可能な適応型コンピューターベースト・テスト(CBT : Computer-Based Test)を試作した.障害受験生に対するセンター試験の試験時間延長率の定量的推定法の研究の結果,国語等問題文の量が特に多い科目は試験時間をさらに延長する必要性が見いだされた.しかし,2日にわたるセンター試験の日程では試験時間をさらに延長することは困難である.また実験の結果,ペン・コンピュータで開発したCBTと通常の試筆テストの成績は比較可能であった.このため,試験方法を抜本的に改善するため適応型CBTを研究した.障害の種類と程度とに応じたユーザ・インタフェースを備えたCBTのテスト・システムの開発を進めた.重度の視覚障害受験生には,問題を触読図を含め自動的に点字印刷して出題し,点字ピン・ディスプレイ上の電子マークシートで解答を求める.弱視受験生にはペン・コンピュータ上に表示する拡大文字問題の最適な文字フォントと文字サイズを研究した.また,読字が困難な中途失明者や学習障害者にはデジタル音声による出題が可能であることを明らかにした.センター試験の過去問を活用してCBTの項目プールの構築作業を進めた.国語・数学・英語の3教科の過去問のデジタル・テキスト化を研究した.項目反応理論により過去の成績ファイルを分析して各年度の問題間の難易度の差異を推定した.また,大学1年生約120名を被験者としてセンター試験の年度間の難易度差を等化する実験を実施した.また,センター試験は大問形式であるためテストレット型の項目反応理論の研究を進めた.今後,CBTの動作テストを進める.また,適応型CBTと通常の試筆テストの成績の比較可能性に関する評価実験は今後の課題とする.障害を有する受験生に対する試験方法を抜本的に改善するため,短時間に効率よく測定可能な適応型コンピュータ・テスト(CAT:Computerized Adaptive Testing)を試作し,大学入試センター試験への導入の可能性を検討する.3ヶ年度計画の初年度の平成12年度は昨年までに開発してきたCATの原型モデルの全面的改良を進めるため,テスト・システムを改良するとともに項目プールを拡張した.(1)テスト・システムの改良15インチカラー液晶タブレットを搭載した最新のペン・コンピュータを21台購入し,ハードウェアを改善するとともにCATの原型モデルのソフトウェアをWindows 3.1からWindows 2000上に移植した.障害受験生が有する障害の種類と程度とに応じたテスト・システムのユーザ・インタフェースを改良するため新しく購入したペン・コンピュータを使用して実験システムを開発し,弱視受験生に対する試験問題の最適な表示方法に関する実験を行った.弱視被験者18名に対し3種類の文字フォント(明朝体,太ゴチック体,太教科書体)及び3種類の文字サイズ(16ポイント,22ポイント,28ポイント)の計9水準のグレコ・ラテン方格法の実験を実施し,拡大文字問題の最適な表示方法に関するテスト・データを収集した.(2)項目プールの拡張国語・数学・英語の3教科のテストレット型の項目プールを構築するため本年は数学と英語の項目プールを拡張した.大学入試センターに保存されている問題冊子及び点字問題冊子をコンピュータに読み込み文字認識して,デジタル・テキスト形式の過去22ヶ年度にわたる問題のデータベースを作成した.また,数学と英語の2教科につき大学入試センター試験の成績ファイルを分析し,テストレットとして適した問題を選択するため各問題の項目パラメータの推定を行った.障害を有する受験生に対する試験方法を抜本的に改善するため,短時間に効率よく測定可能な適応型コンピュータ・テスト(CAT : Computerized Adaptive Testing)を試作し,大学入試センター試験への導入の可能性を検討する.3ヶ年計画の2ヶ年目の平成13年度は,CATの開発に必要な,1.弱視受験生に対するユーザ・インタフェースの設計に関する実験,2.数学・英語・国語の3教科の項目

プールの拡張,3.CATのテスト・システムの開発を進めた.1.ユーザ・インタフェースの設計障害受験生が有する障害の種類と程度とに応じたユーザ・インタフェースを設計するため昨年に引き続き,弱視受験生に対する拡大文字問題の最適な表示方法に関する実験を行った.弱視の大学生18名に対し文字フォント3種類と文字サイズ3種類のグレコ・ラテン方格法の実験を実施した.2.項目プールの拡張数学・英語・国語の3教科のテストレット型の項目プールの構築を進めた.センター試験の問題冊子及び点字問題冊子をコンピュータに読み込み,XML形式の過去問題の項目プールを構築した.また,各問題の難易度を測定するためIRTによる項目パラメータの推定を行った.センター試験の成績ファイルを分析し,問題の年度内の難易度を測定した.一方,128名の大学1年生に平成3年度から9ヶ年度の数学の第1問を開発中のテスト・システムを使用して出題し,数学の年度問の難易度差を等化する実験を実施した.3.CATのテスト・システムの開発項目プールのXML形式の問題を数式やルビも見やすく表示可能なヴューアを開発するとともに,問題を表示し解答の入力を求めるテスト・システムを開発した.開発言語はVisualC++(Microsoft Inc.)に変更し,開発の自由度の向上を図った.大学入試センター試験等,障害を有する受験生に対する試験方法を抜本的に改善するため,通常の試筆テストより短時間に効率よく測定可能な適応型コンピュータ・テスト(CAT : Computerized Adaptive Test)を試作し,大学入試センター試験の代替試験としての導入の可能性を検討する.障害受験生が有する障害の種類と程度とに応じたユーザ・インタフェースを備えたCATの開発を進めた.視覚障害受験生用には,図を含め問題文は自動的に点字印刷して出題し,解答は1行80文字の点字ピン・ディスプレイを使用して点字入力するシステムを開発した.弱視受験生に対してはペン・コンピュータ上に最適な文字フォントと文字サイズで拡大文字問題を表示する.肢体不自由受験生に対しては17インチの大型液晶タブレットを購入し,ペン・タッチ入力システムを実現した.また,点字や文字の読字が困難な中途失明や学習障害の受験生に対してはデジタル音声問題の作成と実施が可能なことを実験的に明らかにした.CATで問題を出題する項目プールを数学と英語及び国語の3教科に拡張するため大学入試センター試験の過去13ヶ年度の過去問のデジタル・テキスト化を進め,その項目パラメータを推定した.センター試験の3教科の成績ファイルを分析して,各年度の問題間の難易度の差異を推定した.また,センター試験の年度間の難易度差を等化するため,大学1・2年生83名を被験者として各年度の問題を2問ずつ出題する実験を実施し,項目パラメータを推定した.
看護基礎教育における安全で安楽な洗髪技術の再検討

開発した洗髪動作解析装置を用いた洗髪技術練習を行うことで、垂直・左右・前後荷重の周波数、最大振幅、合力が熟練者の値に近づくことが認められた。また、「力加減」「リズム」「頭の揺れ具合」「気持ちよさ」についての主観的評価も装置を用いた練習後改善した。洗髪動作解析装置を用いることで、力加減やリズミカルな手の動かし方を視覚的に確認しながら技術練習を行えることにより、洗髪技術習得に効果的であることが認められた。また、椎骨動脈の血流変化から洗髪実施の際は、頸部が過伸展とならないよう頸部をしっかりと保持し、回旋を必要最低限とする必要があることが示唆された。本研究は、洗髪動作解析装置を用いた練習が患者にとって安全で安楽な洗髪技術の習得方法として効果的であるかを明らかにすることを目的に、練習前後の「技術習得」「客観的反応」「主観的評価」を比較・検討した。その結果、装置を用いた練習は「3方向すべての速度を速める技術」「3方向すべての力を強める技術」「頭部全体を洗う技術」を高めた。また血圧は収縮期・拡張期血圧ともに練習後は低値を示したことから副交感神経優位な状態となったといえ、心理学的指標である日本語版新版STAIは、練習後は状態不安・特性不安ともに洗髪後に有意に減少した。さらに被洗髪者の主観的評価では練習後の方がより爽快感や満足感が表現されリラクゼーション効果をもたらしたといえる。このことから装置を用いた練習は、患者がより安楽で満足できる洗髪を提供するための技術習得法として効果があることが示唆された。本研究は、研究者らが考案し作成した洗髪動作解析装置を用いた洗髪技術の練習が、患者にとって安全で安楽、かつ効果的な洗髪技術の習得方法であるかを明らかにすることを目的としている。これまでの学生の洗髪技術の演習では、学生は自分の主観的な感覚と対象者の反応を確認しながら、対象者の頭皮に、学生は自分の主観的感覚で指に力を入れ、さらに動かして実施していた。また、頭部の支えは、もう一方の手で支えて実施しているが、支えが不十分であるかは、対象者の訴えと、自分が実施される立場にたって、初めて自覚する過程で理解し、習得してきた。今回の研究は、洗髪をより効果的かつ安全で安楽に実施者である学生が感覚として習得できる「練習用の洗髪動作解析装置の開発」を目的としている。すでにプレ実験を実施し、頭皮にかける力加減が練習前より強まり、被験者の主観的評価も「気持ち良い」に変化している。さらに、頭部の支え方にも変化が生じ、頭部の「ぐらぐら感」が改善している。このことは、最近「ビューティパーラーシンドローム」が報告されるようになっていることからも、指の圧、指の動きに加え、対象者の頭部をいかに支えることが「安全」に実施できるかも安全面では極めて重要な点である。練習前後の洗髪技術(特に指圧と指の動き)が、「対象者の主観的評価」とともに客観的数値として、洗髪動作解析装置のデータとして被験者の頭皮にかかる圧力が測定・記録でき、さらに可視化でき、対象者の心地よさを交感神経・副交感神経のデータと主観的な感覚で評価する。現在共同研究者と実験方法の再検討を含め、被験者との実験の日程調整を行っている。被験者は看護技術を習得すべき看護学生を対象としており、学業に差支えのない、長期休暇目途に計画し、実験の準備を行っている。予備的実験として,下記の研究を行った。学会への発表は未定である。タイトル:「洗髪動作解析装置を用いた洗髪技術の検討ー技術習得・客観的反応・心理的反応・主観的反応ー」具体的内容:本研究では、共同研究者の二宮らが開発した洗髪動作解析装置を用いた練習が、患者にとって生理的・心理的に安楽な洗髪技術の習得に効果的であるかを明らかにすることを目的とし、練習前後の「技術習得」「客観的反応」「心理的反応」「主観的反応」を比較し、検討した。その結果、洗髪動作解析装置を用いた練習は「3方向全ての速度を速める技術」「左右方向へ力を強める技術」「頭部全体を洗う技術」を高めた。また、RR50において練習後の方が高値を示し、副交感神経優位な状態になったと考えられる。さらに、被洗髪者の心理、主観では、練習後の方が全体的な満足感が高く、緊張や怒りの気分が軽減し、活気が上がった。よって、洗髪動作解析装置を用いた練習は患者にとって生理的・心理的に安楽な洗髪技術の習得に効果があると示唆された。

本研究は研究者らが考案し、作成した洗髪動作解析装置を用いた洗髪技術の練習が,患者にとって安全で安楽,かつ効果的な洗髪技術の習得とともに,最終的には,学生が装置を用いて練習することで洗髪技術の習熟度を高めることができることを目的しをている。これまでの学生の洗髪技術の演習では,学生は,自分の主観的な感覚と対象者の反応を確認しながら,対象者の頭皮に,学生は自分の主観的感覚で指に力を入れ,さらに動かして実施していた。また,頭部の支えは,もう一方の手で支えて実施しているが,支えが不十分であるかは,対象者の訴えと,自分が実施される立場にたって,初めて自覚する過程で理解し,習得してきた。今回の研究では、洗髪をより効果的かつ安全で安楽に実施者である学生が感覚として習得できる「練習用の洗髪動作解析装置の開発」を目的としている。すでに,プレ実験を実施し,頭皮にかける力加減が練習前より強まり,被験者の主観的的評価も「気持ち良い」に変化している。さらに,頭部の支え方にも変化が生じ,頭部の「ぐらぐら感」が改善している。このことは,最近「ビューティパーラーシンドローム」が報告されているように,指の圧,指の頭皮にかかる圧,指の動きに加え,被験者の頭部をいかに支えるかも安全性の重要な要素となり,極めて重要な点である。練習前後の洗髪技術(とくに指圧と指の動き,さらに頭部のゆれ)が「対象者の主観的評価」とともに,客観的数値として,洗髪動作解析装置のデータとして,被験者の頭皮にかかる圧力が測定・記録でき,可視化できる。さらに,対象者の心地よさの程度を交感神経・副交感神経のデータと主観的な感覚で評価する。現在,共同研究者と実験方法の再検討を含め,被験者との日程調整を行っている。被験者は,看護技術を習得すべき看護学生を対象としており,学業に差支えのない,長期休暇期間を目途に計画し,実験の準備を行っている。基礎看護学プレテストとして10名で実施し,概ね予測したデータが収集できた。さらに,洗髪動作解析装置の信頼性,妥当性のあるデータを収集し,看護技術教育において初学者がより効果的で安全な洗髪技術が習得できる方法を根拠をもって明確化する。主たる研究者の勤務場所の移動予備的実験として,共同研究者の二宮らが開発した洗髪動作解析装置を用いた練習が,患者にとって生理的・心理的に安全で安楽な洗髪技術の習得に効果的であることが確認できた。予定としては,複数の専門家の美容師のデータをとり,洗髪実施者および被洗髪実施者それぞれ20名の対象者のデータをとり,洗髪をうける対象者の状態を心理学的指標,生理学的指標より,信頼性,妥当性を追求し,洗髪練習用モデルの開発につなげる。さらに,頭部の安定と回旋による椎骨動脈の血流の変化を測定し,ビューティパーラーシンドロームの危険性回避の根拠も明確化する。看護学科学生で、すでに講義・演習等で洗髪技術を履修した学生が対象となるため、2年次の前期以降の時期が望ましい。したがって、今年度2年次生を対象に、夏休暇を利用して、実験および結果の集計考察を行い、論文にまとめる。対象事例(被験者)を増やし,作成した洗髪動作解析装置の改良を検討する。研究費は,専門家の美容師への謝礼や学会発表,報告書の作成等にあてる。退職に伴い、新規大学の学部創設準備のため今年度は実験及び結果の学会報告、論文作成を行う。改良を加えた洗髪動作解析装置での被験者数を増やし,実験結果を学会等で報告する。
リュウキュウアユの遺伝資源学的研究

アユの琉球列島固有亜種リュウキュウアユは貴重な遺伝的資源であると考えられる。本亜種の遺伝資源特性を明らかにすることを目的に、アイソザイムおよびミトコンドリアDNA(mtDNA)変異を、本州のアユおよびワカサギ等の近縁魚類と比較しながら分析した。本州産アユならびにキュウリウオ科魚類5種をリュウキュウアユとともに電気泳動法によって分析し、アイソザイム遺伝子の異同を検討したところ、アユ属と他のキュウリウオ科魚類の間では多くの遺伝子が異なっていた。得られたデータをいくつかの系統解析プログラムを用いて検討したが、アユ属がとくにキュウリウオ属ないしワカサギ属と近縁であるとするHowes and Sanford(1987)の説を支持するような結果は得られなかった。mtDNA分析については、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を活用した塩基配列分析法が急速に確立されてきたことに鑑み、当初予定していた制限酵素断片長多型分析ではなく、塩基配列分析に重点を置くこととした。いくつかの部位を対象にして、DNAの抽出法、PCR条件、プライマーの設計、シークエンス条件、などを逐次検討した結果、多くの部位でDNAが成功裏に増幅でき、良好な塩基配列データが得られることが明らかになった。このうち特にND4tRNA^<Ser>遺伝子部位の塩基配列分析を複数標本について行ない、453サイトの完全な塩基配列データを得た。両亜種間の塩基置換率は約2%であったのに対し、アユ類とシシャモやシラウオとの間では16-20%という大きな差異のあることが推定された(Kimuraの2パラメーター法による)。こうして得られるDNA塩基配列データは、リュウキュウアユの特性や放流魚の追跡調査など、将来のより本格的な遺伝資源学的研究にとって強力な手がかりを提供することになるものと期待される。琉球列島産アユ(リュウキュウアユ)は、普通のアユに比べて、形態・生態のみならず遺伝子組成においても著しい特徴を有していることが最近の研究で明らかになり、分類学的にも亜種として区分されるに至った。本亜種は、アユの育種や新品種作出といった将来の大事業を考えたとき、きわめて貴重な遺伝的資源だと考えられる。本研究の目的は、このリュウキュウアユの遺伝子組成を、アユ類と同じキュウリウオ上科に属するワカサギ等の近縁魚類と比較することにより、その系統学的由来の解明を通じて本亜種の遺伝資源特性を明らかにすることである。今年度は、キュウリウオ科魚類である、チカ、ワカサギ、キュウリウオ、シシャモ、およびカラフトシシャモから得た試料をアユとリュウキュウアユのそれとともに電気泳動法によって分析し、アイソザイム遺伝子の異同の検討を行った。これらの魚種は現在日本近海に生息するキュウリウオ科魚類のうち、イシカリワカサギを除くすべてであり、またキュウリウオ科魚類に含められる全6属のうち、Allosmerus属とThaleichthys属以外の4属の代表を含んでいる。アイソザイム分析の結果、アユ属と他のキュウリウオ科魚類の間には多くの遺伝子の置換があり、遺伝的差異はかなり大きいことが示された。得られたアイソザイムデ-タを系統学的に解析した結果、リュウキュウアユは、他のキュウリウオ科魚類との遺伝子の共有率がアユよりもやや高く、祖先的性質を色濃く保持している可能性のあることが示唆された。なお、Howes and Sanford(1987)が提唱したようなアユ属とキュウリオウ属(あるいはワカサギ属)との特別の近縁関係は支持されなかった。琉球列島産アユ(リュウキュウアユ)は、本州などのアユに比べて形態・生態のみならず遺伝子組成においても著しい特徴を有していることが最近の研究で明らかになり、分類学的にも亜種として区分されるに至った。

きわめて貴重な遺伝的資源であると考えられる本亜種のアイソザイムおよびミトコンドリアDNA(mtDNA)変異を調査し、本州のアユおよびワカサギ等の近縁魚類と比較することにより、本亜種の遺伝資源特性を明らかにすることを本研究の目的とした。さらに、本亜種の人工種苗の生育・成熟など、増殖に関わる資源特性の基礎的調査を試みた。アイソザイムに関しては今年度は、キュウリウオ科魚類5種ならびにアユおよびリュウキュウアユから得られたデ-タを、さらにいくつかの系統解析プログラムを用いて検討した。その結果、アユ属はキュウリウオ属・ワカサギ属のいずれとも特に近縁であるとは言えないことが明らかになった。mtDNA分析については、ポリメラ-ゼ連鎖反応(PCR)法を活用した塩基配列分析法が急速に確立されてきたことに鑑み、当初予定していた制限酵素断片長多型(RFLP)分析ではなく塩基配列分析に重点を置くこととした。ND2や12SRNA遺伝子などいくつかの部位を対象に選定して、サンプルDNAの抽出法、PCR条件、適切なプライマ-の設計、直接シ-クエンスの条件、などを逐次検討した結果、いずれのDNA部位も成功裏に増幅でき、良好な塩基配列デ-タが得られることが明らかになった。沖縄島の飼育池に導入されたリュウキュウアユの人工種苗は、成魚にまで生育したが完熟には至らなかった。本亜種の飼育環境下での再生産には、より緻密な条件コントロ-ルが必要であると考えられた。
非線形楕円型方程式に対するPohozaevの恒等式とその応用

本年度、以下のような研究実績をあげた。1.松隈型と呼ばれる非線形楕円型方程式に対し、その正値球対称解を3種類に分類し、各解をPohozaev恒等式の符号によって特徴付けた。この特徴付けを用いて、各種の解が存在するための十分条件を与えることができた。2.遠方で速く減衰する解が一意的に存在するための必要十分条件が、Pohozaevの恒等式が常に正となることを明らかにした。3.非線形項がパラメータを含むとき、遠方で速く減衰する解がパラメータの変動とともに度のように振る舞うか、特に途中で消滅したり爆発したりするパラメータ値の条件を明らかにした。4.ある種の非線形放物型偏微分方程式の球対称な自己相似解に対し、ある種の変数変換によって松隈型の方程式に帰着できることを示し、上の結果を応用することによって遠方で速く減衰する自己相似解の一意性を証明するとともに、放物型偏微分方程式の爆発問題に対する臨界指数の決定に成功した。5.自己相似解と関連する非線形楕円型方程式に対し、自明解からの分岐の問題について詳細に解析し、その分岐点を決定するとともに、分岐点近傍での解の構造について調べた。
異種刺激の同時提示による触感覚合成に関する研究

指先でものをなぞる際の感覚を提示できるデバイスの開発を行った.本デバイスは,指先が物体表面をなぞる際の相対運動と,物体表面の凹凸による刺激を,各々ホイールの定常速度成分と変調速度成分の合成で提示する.粗さと硬さの異なるサンプルとデバイスによる提示を複数の人が触り較べる実験を行い,なぞる際の感覚を定量化し,デバイスの制御パラメータを変化させることにより,提示される感覚を変化させられることを明らかにし,本デバイスの有効性を示した.指先でものをなぞる際の感覚を提示できるデバイスの開発を行った.本デバイスは,指先が物体表面をなぞる際の相対運動と,物体表面の凹凸による刺激を,各々ホイールの定常速度成分と変調速度成分の合成で提示する.粗さと硬さの異なるサンプルとデバイスによる提示を複数の人が触り較べる実験を行い,なぞる際の感覚を定量化し,デバイスの制御パラメータを変化させることにより,提示される感覚を変化させられることを明らかにし,本デバイスの有効性を示した.研究計画に従い提示対象とするプラスチック製品表面の測定を行い,触感覚に関する因子空間マップを作成するためには,各々の物理特性に幅を有するサンプル群が必要であることがわかった.それらの物理特性として,主に粗さ,山の頂角,基本波長,硬さなどを考慮することとし,下記の触覚見本サンプルを作成した.精密鋳物粗さ試片4個と,この粗さ試片をウレタン樹脂でかたどりしたもの3試片,同様に硬さの異なるゴムでかたどりしたもの7試片,さらに触感覚の全く異なるサンドペーパーにアクリル塗料を塗布したもの4試片の5種類,計15試片を準備した.これらの試料に対して,手元を隠した状態で試料をなぞらせ,粗い/細かいすべすべ/ざらざら,滑らかな/引っかかる,硬い/柔らかい,温かい/冷たい,ぬるぬるした/さらさらした,などの13の形容詞対に対して,触感覚を6段階評価をさせた.被験者は20代男性10名である.得られた結果をSPSSを用いて因子分析を行ったところ,統計的に有意である粗い/細かい,密集した/隙間のある,などで構成される凹凸因子と,硬い/柔らかい,粘る/すべるなどで構成される硬さ因子の2つが抽出できた.これらを用いて感覚マップを作成することにより,上記試料群を適度に表現できる,触感覚マップを作成できた.次に触刺激の提示方法について再度検討を行ったところ,指に対して"接触点の移動による刺激提示"が非常に重要であるが,過去に研究がなく,早急にその実現性を検証する必要があるとの知見を得た.そこで提示方式の検討を行い,ホイール式刺激提示法を考案し提示システムを構築した.本システムを用いて各制御パラメータを変えた場合に提示される触感覚について,上記の試料の一部を用いて心理実験を行い定量化したところ,ホイールの制御パラメータを変化させることで,粗さ因子と滑らかさ因子を制御できることを明らかにした.本研究では,指先でものをなぞる際の触感覚の提示手法の開発を目的としている.安定な感覚提示を行うためには,刺激の管理が用意な手法が重要である.そのため,本研究ではホイール式触覚提示手法を採用することした.本手法では,指先が物体表面をなぞる際の相対運動の刺激と,さらに表面の凹凸などの刺激を,各々ホイールの定常速度成分と変調速度成分で提示する.この方法では,指先とホイール表面の接触状態は安定であり,他の手法と比較して各々の管理を容易に実現できる.デバイスの作成を行い,物理サンプルと本デバイスを用いた触感覚に関する知覚実験を行った.サンドペーパを用いたサンプル,異なる粗さの粗さ試片をポリウレタン樹脂などで型どりしたサンプル計12種類,各々の表面粗さ,硬さなどの物理特性を計測した.一方ホイール型提示デバイスでは,デバイスの操作速度からホイールを制御する手法を考案し,制御パラメータを変えた11種類の刺激を準備した.これらを用いデバイスの中間的な制御パラメータによる刺激を基準として,恒常法による知覚実験を行った.各刺激の評価は,粗い-粗くない,粘る-粘らない,弾力のある-弾力のない,など14種類の形容対を各々5段階評価してもらうことにより行った.本実験の物理サンプルの知覚実験結果の統計解析により,物理サンプル表面の微細な形状などに起因する感覚である“形状感因子",材質の硬さなどに相当する“材質感因子",そして指先とサンプル表面の相対運動に起因する“運動感因子"の3つを特定し,触感覚マップを作成した.さらに,提案したデバイスにより提示した刺激が感覚マップ上で移動していることが確認でき,本デバイスの有効性を確認した.本結果は,本年5月中に論文化する.今後は,任意の感覚を提示するための制御手法について研究を進める.
ＫＬＦ転写因子による生活習慣病・癌の病態分子機構解明と治療応用

KLFファミリーはzincフィンガー型転写因子であり、現在17種類が知られている。本研究では、KLF5とKLF6に着目し、生活習慣病とがんにおける機能の解明をめざした。心臓においては心筋細胞ではKLF6が、線維芽細胞ではKLF5が働き、心臓肥大や線維化を制御している。また、KLF6は大動脈瘤と解離の病態に重要である。腎臓においては、KLF5が腎傷害に対する炎症を制御しており、慢性腎臓病に寄与することを見いだした。またKLF5が大腸癌と関連することを明らかとした。本研究で明らかにされたメカニズムは、新しい治療法や診断法開発の標的となる。本研究ではLKLF転写因子ファミリーに注目して、心血管・腎・代謝疾患と癌の分子機構を解析するとともに、これら多様な疾患の背景にある共通した分子機序を明らかにすることを目的としている。本年度は、特に慢性腎臓病に着目した解析を行った。その結果、KLF5が腎集合管上皮細胞に発現しており、外的傷害に反応してS100因子の発現を制御することによって、腎臓での炎症プロセスを調節することを見いだした。特に、M1型マクロファージの遊走に重要であること、リクルートされたM1マクロファージが尿細管問質障害を惹起することを明らかにした。M1に遅れて集積するM2型マクロファージは、一方、線維化を促進する。以上の結果は、慢性腎臓病においても炎症プロセスが発症進展に重要であること、また、集合管上皮細胞が重要なセンサーであることを示す。また、KLF5が集合管上皮細胞で制御する遺伝子群について、ChIP-seq及びmicroarrayによるゲノムワイド解析を行った。来年度以降、KLF5標的遺伝子の機能を解析することによって、腎臓における病態進展メカニズムが明らかにできるだけでなく、心臓等遠隔臓器への作用についても分子レベルでの知見が得られると考えられる。一方、KLF5を膵β細胞特異的に過剰発現及びノックアウトしたマウスを作製し、膵β細胞におけるKLF5機能の解析を行った。本研究では転写因子KLF5に注目して、心血管・腎・代謝疾患と癌の分子機構を解析するとともに、これら多様な疾患の背景にある共通した分子機序を明らかにする。組織特異的遺伝子改変マウス等を用いて、病態の発症・進展における機能的役割を明確にするとともに、KLF5が環境の変化に対して、細胞レベルでストレス応答と細胞内代謝を協調して制御する分子機構を解明する。KLF5と他のKLFを含む転写因子との相互作用に着目して転写因子のネットワークを同定する。これらの解析を統合して、長期に続く低レベルのストレスが、生活習慣病と癌を引き起こす分子機構を解明する。また、ストレス応答・炎症を直接の標的とする新しい治療法を開発することを目的とする。生活習慣病及び癌におけるKLF機能の解明を目指して、(1)心肥大・心不全、(2)骨格筋-心臓連関、(3)慢性腎臓病、(4)代謝疾患におけるKLF5並びにKLF6の機能解析を行い、心腎連関並びに骨格筋-心臓連関に重要であることを見いだした。ストレスと代謝応答のネットワーク解析について、KLF5の標的遺伝子をRNA-seq及びChIP-seqによって解析・同定した。その結果、腎臓で発現し、心臓へ作用する因子を同定するとともに、心筋細胞で発現し、心臓肥大と線維化を制御する因子を同定した。新規治療法へのトランスレーションとして、KLF5阻害薬の肺高血圧への作用を検討した。また、癌におけるKLF5の機能的役割を解析し、転移に重要であることを見いだした。本研究ではKLF転写因子ファミリーに注目して、心血管・腎・代謝疾患と癌の分子機構を解析するとともに、これら多様な疾患の背景にある共通した分子機序を明らかにする。生活習慣病及び癌におけるKLF機能の解明を目指して、1心肥大・心不全、2骨格筋ー心臓連関、3慢性腎臓病、4代謝疾患におけるKLF5並びにKLF6の機能解析を行い、KLF5が心腎連関に重要であること、KLF6が心筋細胞と線維芽細胞の相互作用に重要であることを見いだした。また、KLF5が視床下部で機能して食欲を調整していることと、視床下部ニューロン特異的Klf5ノックアウトマウスを作成して確認した。さらに、KLF6が脂肪細胞や肝細胞で機能し、代謝制御に重要であることを見いだした。

また、KLF5が腸管上皮肝細胞で機能し、大腸癌に重要であることを明らかにした。Kruppel-like factor (KLF)ファミリーはzincフィンガー型転写因子であり、現在17種類が知られている。本研究では、KLF5とKLF6に着目し、生活習慣病とがんにおける機能を検討した。心血管系においては、KLF6が心筋細胞で働き、線維化を制御していることを見いだした。心筋細胞特異的にKLF6を欠損するマウスでは線維化が抑制されるが、線維芽細胞でのKLF6欠損は線維化に影響を与えなかった。また心筋細胞と線維芽細胞の相互作用を仲介する分子としてトロンボスポンジンを同定した。これらの結果は、心筋細胞と心臓線維芽細胞の新たな相互作用の分子機序を明らかとするものである。また、KLF6はマクロファージで働き、大動脈炎症と解離を制御することも見いだした。マクロファージを含む骨髄系細胞でのKlf6欠損によりアンジオテンシンIIと塩化カルシウム刺激による大動脈炎症が亢進し、解離を生じるようになる。KLF6による炎症制御の分子機序を明らかとする成果である。一方、KLF5は腸管幹細胞に発現し、腸管幹細胞のレベルで癌化を制御していると考えられた。腎臓においては、KLF5が交感神経系からの刺激により活性化し、腎臓内で、集合管上皮細胞、マクロファージ、血管内皮細胞の相互作用を引き起こし、腎臓由来サイトカインの発現を促すことを明らかとした。KLF5は心臓ー脳ー腎臓のネットワークにおいても鍵分子として機能していることが示された。このようにKLF5とKLF6が寄与する炎症や癌化の新しい分子機序を見いだした。本研究は、KLFファミリーメンバーが生活習慣病と癌の病態制御にどのような役割を果たすかを明らかにすることを目的として進めた。主にKLF5とKLF6の解析を進めた。心血管系においては、KLF5が心腎連関を制御すること、KLF6が心筋細胞と線維芽細胞の相互作用を制御することを見いだした。また、KLF6はマクロファージで働き、大動脈炎症と解離を制御することを明らかにした。マクロファージを含む骨髄系細胞でのKlf6ノックアウトによりアンジオテンシンIIと塩化カルシウム刺激による大動脈炎症が亢進し、解離を生じるようになる。腎臓においてはKLF5は集合管上皮細胞に発現し、交感神経刺激により活性化し、マクロファージの活性化を促すことを見いだした。また、KLF6は脂肪細胞分化にも寄与する。これらの作用により、KLF5とKLF6は心血管疾患及び腎疾患において、炎症やリモデリング、さらに臓器間連関を制御していると考えられる。また、KLF5は腸管幹細胞に発現している。Lgr5陽性腸管幹細胞でKlf5遺伝子をノックアウトしたところ癌化が著明に抑制されたことから、KLF5は、腸管幹細胞のレベルで癌化を制御していると考えられる。本研究ではKLF5/6の制御機構や相互作用分子、標的分子を多数同定したが、これらは今後の生活習慣病と癌に対する新たな治療標的として注目される。
ATPアナログ認識可能な変異MAPキナーゼを利用したリン酸化基質の探索

MAPキナーゼファミリー(ERK, SAPK/JNK, p38)は、様々な細胞応答に関与する主要なリン酸化酵素である。申請者らは最近、紫外線照射時のERKやSAPK/JNK, P38の活性化機構やその生理的役割を検討し、ERKの活性化にはSrcからのEGF受容体の活性化という細胞膜近傍での反応が必要であること、細胞のアポトーシス誘導の関与が示唆されているSAPK/JNKやp38とは対照的にERKは抗アポトーシスに関与することを明らかにした(J. Biol. Chem. 277 ; 366-371, 2002)。しかしながら、これらMAPキナーゼが如何なる標的分子をリン酸化してこのような生理的役割を果たすかについては不明のままである。一般に、細胞内あるいは細胞抽出液内に存在するプロテインキナーゼの標的分子を同定することは困難な場合が多い。この原因の一つは、共存する多数多種類のキナーゼが一斉にリン酸化反応を行い、目的のリン酸化反応を覆い隠してしまうことにある。そこで本研究では、アイソトープラベルされた非天然型のATPアナログの合成とこれをリン酸化反応の基質として利用可能な点変異MAPキナーゼを作製することによって、変異MAPキナーゼだけが標的分子にアイソトープラベルされたγ位のリン酸基を転移できるような実験系の開発を行った。これまでに野生型リン酸化酵素が利用できない非天然型ATPアナログを利用可能な点変異JNKは作製済みであり、同様な方法で、p38やERKの点変異体も作製した。現在これら変異体の特性を検討中である。また、利用可能な変異JNKを用いて肝臓のミトコンドリア画分中の標的分子を探索したところ、分子量約30kDaのタンパク質が特異的にリン酸化されることを見出した。現在このタンパク質の同定が進行中である。