hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ATP/P2Y2受容体経路による糖尿病性腎症の新規進展機序の解明と治療法の開発

我々は内皮酸化ストレスの亢進が、糖尿病性腎臓病(DKD)の糸球体上皮細胞障害を早期に惹起することを見出し、内皮ー上皮連関に着目した。1型糖尿病患者の血漿中ATP濃度は健常人と比較して著明に増加しており、慢性高血糖やshare stressによる内皮でのATP産生亢進・分泌増加がその要因の一つと考えられている。「DKDの糸球体障害進展過程において、血管内皮由来ATPが糸球体上皮P2受容体を介して、上皮細胞内へのCa2+流入増大により上皮障害を促進する」との仮説を立てこれを検証することを目的とした。ヒト糸球体内皮細胞を用いて、高血糖負荷、また内皮障害を想定しKT5823 (プロテインキナーゼG阻害薬)、L-NAME (一酸化窒素合成酵素阻害薬)使用下に上清中のATP評価を行った。上清中ATP濃度は高血糖負荷、内皮障害存在下のいずれにおいても増加を認めた。In vivo実験では、C57BL/6マウスとeNOS-KOマウスを使用し、ストレプトゾトシン(STZ)により糖尿病モデルを作成した。血漿中ATP濃度、尿中アルブミン排泄の評価を行った。eNOS-KO/STZマウスの血漿中ATP濃度はSTZマウスと比較して有意な上昇を認めており、尿中アルブミン排泄量も著明な増加を認めた。上皮細胞Ca2+変化評価のため、上皮細胞特異的Ca2+感受性蛍光蛋白質発現マウスを作成し、eNOS-KOマウスと交配させ、STZにより糖尿病を誘発させた。糖尿病発症後2週間の時点で、二光子レーザー顕微鏡による上皮細胞の蛍光蛋白の蛍光強度の測定を行なったところ、STZマウスよりeNOS-KO/STZマウスでより強い蛍光を観察し、糸球体上皮細胞内のCa2+濃度が増大していることが示唆された。DKDにおける上皮細胞障害の障害進行には細胞内Ca2+濃度の増大が関与しており、内皮障害により増強されることが示唆された。糖尿病性腎症における糸球体上皮細胞障害の進展、内皮障害との相互連関(内皮-上皮連関)、および上皮細胞障害機序における上皮P2Y2受容体・Ca2+流入増大の関与とその分子機序を解明し、新規治療法構築に資することが本研究の目的である。平成29年度は以下の項目を検討した。1)高血糖刺激により内皮細胞よりATP放出が増大することとその機序の解明ヒト糸球体内皮細胞(hGEC)を用いて高血糖負荷(Control; 5mM, High glucose;30mM)状態下で、NOS阻害薬(L-NAME;1mM,5mM)添加群、非添加群におけるATP放出の変化を解析した。またアポトーシス刺激によるATP放出の変化の解析も行った。L-NAMEはより強力な内皮機能障害を想定し使用した。TNF-αやアポトーシス誘導薬アクチノマイシンDの添加により、上清中のATPは有意に増加を認めた。高血糖、L-NAME下における内皮細胞ATP産生、放出について、現在再現性の確認を行っていると同時に、ATP放出機序の解明について取り組んでいる。2)内皮由来ATPがP2Y2受容体活性化を介して、糸球体上皮細胞内Ca2+流入・濃度上昇、ついには上皮障害に関与することをin vivo imaging技術を活用して生体内で証明する。In vivo実験として、糖尿病マウスにおける血漿中ATP濃度、および組織障害度の評価を、STZ誘導糖尿病マウス、さらには内皮障害を有する進行性糖尿病モデルマウスであるeNOS-KO/STZマウスを使用し行っている。糸球体上皮細胞のCa2+流入の評価のため、Podocine-Creマウスと、Ca2+感受性蛍光タンパクであるGCaMPのfloxマウス(GCaMP5)を交配させており、今後このマウスにSTZを使用し糖尿病を誘発させ実験を行っていく。

糖尿病発症後2週間の時点で、二光子レーザー顕微鏡による上皮細胞の蛍光蛋白の蛍光強度の測定を行なったところ、STZマウスよりeNOS-KO/STZマウスでより強い蛍光を観察し、糸球体上皮細胞内のCa2+濃度が増大していることが示唆された。DKDにおける上皮細胞障害の障害進行には細胞内Ca2+濃度の増大が関与しており、内皮障害により増強されることが示唆された。In vitro実験の再現性を継続して確認していく。内皮のアポトーシスによるATP放出増加は再現性が得られているが、高糖濃度下でL-NAMEを使用した際のデータの安定が得られていない。NOシグナル抑制のため代替手段として、今後はPKGインヒビターなどの使用を予定している。In vivoの実験方針は変わらず、Imagingに使用できるマウスの安定供給を目指し交配中である。STZ糖尿病マウス、eNOS-KO/STZマ進行性糖尿病マウスを使用したデータ解析は現在進行中である。マウス購入・作成に時間がかかり、実験進行計画より遅れている状況である。予定されていた学会・研究会へ参加できなかったため旅費が予定より少なくなった。次年度の情報収集や発表での学会参加旅費で使用予定である。
唇顎口蓋裂患者におけるゲノム解析―Lhx8遺伝子多型からのアプローチ―

唇顎口蓋裂は日本では500人に1人の割合で出生しているが,その発生原因はいまだ解明されていない。原因としては単一の遺伝子ではなく複数の遺伝子が関連しあい,さらに環境因子が加味していると考えられている。動物研究において,Lhx8遺伝子のノックアウトマウスを用いて口蓋裂の発生が見られた報告を基に,ヒトにおけるこの遺伝子の解析を行った。対象は症候群や他の先天異常を伴わない唇顎口蓋裂患者で,また健常人を比較対照群とした。検体には血液を用い,北海道大学医学研究科医の倫理委員会の承認を得て,インフォームドコンセントに基付き研究目的の同意を得た上で採血を行いDNAを回収しLhx8遺伝子解析を行った。平成13年度から14年度の2年間で患者103人,健常人87人を対象に解析を行い,エクソン2および8の領域にそれぞれ一塩基置換を認めた。しかし,これらの一塩基置換はいずれも1%以上の頻度でみられ,また患者および健常人で有意な差は認められなかったことよりSNPと判断した。以上の結果より,ヒトの唇顎口蓋裂の発症においてLhx8遺伝子との間に明らかな因果関係を同定することは出来なかった。また,今回の研究では,唇顎口蓋裂を合併する疾患としてトリーチャーコリンズ症候群があり,この疾患の責任遺伝子であるTCOF1遺伝子の解析を行った。この疾患は常染色体優性遺伝によるものであり,これまで欧米を中心に100例を越えるTCOF1遺伝子の変異が報告されているが,本邦における報告例はなく,日本人におけるトリーチャーコリンズ症候群と本遺伝子との関係を明らかにする目的で解析を行った。その結果,我々の解析においてもTCOF1遺伝子に変異が確認され,本症の発生には欧米人同様TCOF1遺伝子が関与していることが確認された。唇顎口蓋裂は日本では500人に1人の割合で出生しているが,その発生原因は解明されていない。動物研究において,Lhx8遺伝子のノックアウトマウスを用いて口蓋裂の発生が見られた報告を基に,ヒトにおけるこの遺伝子の解析を行う計画を立てた。Lhx8遺伝子は9個のエクソンよりなり,その中にLIMドメインを2ケ所,ホメオドメインを1ケ所コーディングする領域を有している。マウスLhx8遺伝子との相同性検索で,ヒトのLhx8遺伝子は1番染色体上に存在することが確認されており,Gene Bankよりその塩基配列のデータを取得した。検体には血液を用い,インフォームドコンセントに基付き研究目的の同意を得た上で採決を行った。採取した血液よりDNA抽出キットを用いてDNAを回収した。ゲノム解析にはPCR-SSCP法を用いた。Lhx8遺伝子9個のエクソンに各プライマーを設定しPCRを行い,その産物をSSCP(single-strand conformation polymorphism)解析した。電気泳動でバンドの違いとして検出された検体において,シークエンス解析を行った。今年度は患者50人,健常者50人の検体を収集し解析を行った。その結果,エクソン8の領域にSNP(single nucleotide polymorphism)が認められたが,患者群,健常者群での出現頻度はほぼ同等で有意差は見られなかった。今後,検体の数を増やしさらに解析する予定である。

原因としては単一の遺伝子ではなく複数の遺伝子が関連しあい,さらに環境因子が加味していると考えられている。動物研究において,Lhx8遺伝子のノックアウトマウスを用いて口蓋裂の発生が見られた報告を基に,ヒトにおけるこの遺伝子の解析を行った。対象は症候群や他の先天異常を伴わない唇顎口蓋裂患者で,また健常人を比較対照群とした。検体には血液を用い,北海道大学医学研究科医の倫理委員会の承認を得て,インフォームドコンセントに基付き研究目的の同意を得た上で採決を行った。採取した血液よりDNA抽出キットを用いてDNAを回収しLhx8遺伝子解析を行った。今年度は患者53人,健常人37人の検体を収集し解析を行った。昨年度からの2年間で解析を行った症例数の合計は,患者103人,健常人87人であった。解析の結果,エクソン2および8の領域にそれぞれ一塩基置換が認められた。エクソン2の一塩基置換はnt160g→aでアミノ酸はグルタミン酸からリジンへと変化し,エクソン8の一塩基置換はnt912c→tでアミノ酸の変化は認められなかった。頻度は,エクソン2の一塩基置換が患者群で4人(3.8%),健常人で3人(3.4%)認められ,エクソン8の一塩基置換は患者群で33人(32.0%),健常人で25人(28.7%)認められた。これらの一塩基置換はいずれも1%以上の頻度でみられることより,single nucleotide polymorphism ; SNPと判断した。一方,これらのSNPの出現頻度は,患者群と健常人で有意差は認められず,また患者群における表現型からみた出現頻度においても有意差は認められなかった。以上の結果より,ヒトの唇顎口蓋裂の発症においてLhx8遺伝子との明らかな因果関係を同定することは出来なかった。
遅延カオスダイナミクスに基づいた秘匿通信システムの開発

近年、より高い秘匿性の通信技術の実現に向けて、カオス通信技術が注目されており、カオス超広帯域レーダー、カオスシフ、トキーイング通信や高次元カオス変調・同期のような新規な超広帯域カオス通信方式が精力的に研究されている。とりわけ、遅延カオス同期・通信システムは理論的に無限次元のカオス力学系を実現し得る事から、遅延の無いカオス系に比べてより高い秘匿性が実現可能であり、また比較的小規模な電子回路で高い秘匿性を実現し得ることからもその実用化が期待されている。しかしながら、従来の単一遅延のカオス同期システムでは、高次元カオスが比較的容易に実現されるが、傍受者のリターンマップ等の再構成手法によりカオス力学系の同定が容易であることから、十分な秘匿性を実現することが困難であった。そこで本研究では、多重遅延フィードバックシステムにおけるカオス現象とそれに係る高次元カオス同期現象に注目し、ハイパーカオス(高い秘匿性)と高い同期能力(高速通信)を両立し得る多重遅延フィードバックシステムを用いたカオス秘匿通信システムを提案する。具体的には、Krasovskii-Lyapunovの定理を多重遅延カオス系に一般化することにより、高次元位相空間におけるハイパーカオス同期現象を実現し、多重遅延系で発生したハイパーカオス信号を多重遅延時間を含む加算的非線形写像で合成した駆動信号に対してカオスシフトキーイング手法を用いることにより、従来の単一遅延カオスシステムでは実現困難であった高い秘匿性を実現し得ることを見出した。さらに、より汎用性の高いカオス同期状態を定式化することにより、多様且つ実用的なカオス同期手法を提案することにより、さらに高い秘匿性とカオス同期を実現することに成功した。遅延カオス系に代表される複雑系は、これまで物理・工学系において精力的に研究されてきた。しかしながら、その制御法、とりわけ同期手法に関する研究はほとんど解明されておらず工学的応用が渇望されているが、十分な研究成果が得られていないのが現状である。また、高度情報化に対する要望が高まる中、情報の秘匿性を高めるために、CDMAに代表されるような広帯域通信システムに関する技術的要求が益々高まっている。また、遅延カオス系の複雑性を通信系に応用することにより、通信容量の拡大、秘匿性の向上が期待される。一方、非整数解微分系のカオス特性については、幾つか報告されている(A Chaos Neuron Model with Fractional Differential Equation : T.Matsuzaki and M.Nakagawa, J.Phys.Soc.Jpn.Vol.72,No.3(2003)pp.2678-2684.)が、そのモデルの同期系・通信系への応用に関してはほとんど未開拓である。とりわけ、遅延を有する非整数階微分系におけるカオス制御法については、これまで報告されていない。さらに、応用の面からは、フラクショナル微分系,特に分数微分遅延系を生成できる方法は報告されていない。1)そこで、本申請課題では、遅延カオスシステムにおける安定性の高い新規同期手法を提案し、秘匿性の高い通信システムへの応用の1つとして、遅延カオス同期通システムを取り上げ研究を進めた。2)多重遅延カオスシステムの同期現象を利用した秘匿通信システムを提案し、その有用性を明らかにした。
認知症高齢者に対する赤ちゃん人形を用いた非薬物療法の効果検証と方法論の確立

本研究は、認知症高齢者の行動・心理学的症状(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia :以下BBPSDとする)に対する非薬物療法として、赤ちゃん人形を用いたケア(以下人形療法とする)を展開し、その効果を科学的に実証することを目的とした。様々なBPSDを有する高齢者に人形療法を行い観察した結果、焦燥感や暴言・暴力の緩和に最も効果があった。人形に対する態度や言葉を分析した結果、人形の意味として(1)現在と過去の自分の存在をつなげる役割(2)気持ちの移行対象(3)高齢者自身が能動的に働きかけができる存在であることが示唆された。また、療法のポイントは、(1)高齢者が好みの人形を選択できること(2)導入は、自尊心に配慮して、対象者のために人形を準備したのではなく、セラピストの人形として提示すること(3)人形と高齢者の目線をあわせること(4)人形を渡し放しにするのではなく、療法として人形を用いることである。共通して好まれた人形は、目が開眼しているまたは開閉することであった。【研究目的】様々な形態の赤ちゃん人形を用いたケアを展開し、その効果を検証する。【具体的内容】認知症対応型グループホーム2か所、介護老人保健施設1か所、介護老人福祉施設3か所、デイサービスセンター1か所において、3種類の赤ちゃん人形に対する関心度を調査し、その中で、関心を示した10人に対して、赤ちゃん人形を用いてケアを実施した。【結果】人形に対する関心度は、認知症の程度によって異なった。軽度認知症の人は、「かわいい」と言うが、それ以上に可愛がることはなかった。3種類の人形を見て、業者が人形の販売に来たのではないかと疑うような反応もあった。認知症が中度重度の人は、本物の赤ちゃんと認識し、可愛がる様子が窺えた。継続的に関わった10人は、全員に効果が見られた。具体的効果としては、焦燥感や暴言の軽減、徘徊の減少、笑顔の回復、帰宅願望の軽減などが見られた。また、失語症の人に発語が見られた。【考察】赤ちゃん人形の好みは、高齢者が人形をどのように認識するかによって異なる。万人に共通する人形はないが、目が開眼することや重すぎないなどの共通性が示唆された。赤ちゃん人形を用いたケアでは、様々な効果があった背景には、不安の軽減があったと思われる。高齢者自身が欲求を赤ちゃん人形に向けることで、気持ちの発散ができ、それが安心につながったと考える。【意義】認知症高齢者の本質的課題は不安である。しかし、それを自分で分析することも表出することもできず、その結果、BPSDとして現れる。赤ちゃん人形が、高齢者自身の気持ちを受け止めるツールとして機能すれば、心理的安心につながり、BPSDの軽減が期待できる。【研究目的】BPSDを有する認知症高齢者に対して、様々な形態の赤ちゃん人形を用いたケアを展開し、その効果を検証する。【具体的内容】認知症対応型グループホーム2か所、介護老人保健施設1か所、介護老人福祉施設3か所、在宅で生活している高齢者3人に、5種類の赤ちゃん人形から好みの人形を選択してもらい、それを用いてケアを実施した。また、他の癒し人形と比較して、ヒト型をした赤ちゃん人形の意義を調査した。【結果】人形に対する好みは、個人差があったが、誰もが好みの人形を選択した。BPSDの中でも、焦燥感や暴言などの症状の軽減に最も効果が見られた。他の癒し人形と赤ちゃん人形に対する関心度は、赤ちゃん人形に対する関心が有意に高かった。人形の選択権を対象者に与えることが、ケアの第1歩であることが示唆された。BPSD軽減の要因は、赤ちゃん人形を可愛がることにより役割意識や所属感が刺激され、不安の軽減につながったと思われる。また、愛情を注ぐ対象は「ヒト型」をしていることが重要であることも示唆された。

24年度は、2年間の集積から見えてきた進め方を検討し、療法として確立を目指す。赤ちゃん人形療法として確立すれば、多くの高齢者に安寧をもたらすことが期待できる。本研究は、認知症高齢者の心理・行動症状(BPSD)に対する非薬物療法として赤ちゃん人形(以下人形とする)を用いた療法の効果の確認と療法としての確立することを目的に取り組んできた。平成22年度23年度で人形療法の効果が確認できたので、平成24年度はそれを療法として看護に導入し、人形療法の効果検証と方法論の確立に取り組んだ。具体的には、訪問看護において、焦燥感や徘徊などの心理・行動症状を有しコミュニケーションが図りにくい認知症高齢者10人に人形療法を実施した。1例は家族関係が悪く、家族からほっといてくれと申し入れがあり中止となったが、9人は人形に関心を示し、落ち着きを取り戻す効果がみられた。また、訪問看護師と人形を重ねて記憶すること効果も見られた。介護者からは「すこし落ち着きが出てきた」「少し関係がとれるようになった」との声もきかれた。以上のことから人形が認知症高齢者の不安軽減に効果があることが検証できた。人形療法を実施するうえで重要なことは、認知症高齢者の背景を把握し、認知症高齢者自身にとっての人形の意味をアセスメントすることである。そして、人形療法の目的は、人形を媒介にして認知症高齢者自身のニーズを顕在化させることであると意識していなければならない。そして最も重要なポイントは、認知症高齢者が人形に対し、能動的に気持ちを発することである。単に人形を渡すだけでないことを強調する。また、今年度は、話したり歌を歌う人形を用いて効果の測定をした。高齢者は難聴であることから、声の質や話すスピードなどに難点があったが、歌と笑いに関心を示す認知症高齢者がみられたが、効果の検証までに至っていない。今後は、虚弱高齢者の認知症予防を目的としたコミュニケーションツールとして人形ロボットを用いた療法の開発を考えている。介入を予定した人数に比較すると、やや遅れている。しかし、反応はほぼ飽和状態になってきたと思われる。ただし、論文としてまとめは(3)で、遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、赤ちゃん人形療法としての確立を目指す。また、いままではグループホームや老人保健施設等の生活の場での介入であったが、そこに一般病院を加えて介入を試みる。
超高キャリア濃度半導体構造を用いた超低抵抗金属/半導体接合の形成

本基盤研究では、申請者らの開発してきた高清浄減圧CVD技術を駆使して、SiGeC系IV族半導体ヘテロ構造中にBやP等の不純物を超高濃度かつ局所的に原子層ドープした積層構造を形成し、各種の金属/半導体接触を製作することにより、超低抵抗接触を実現するための最適構造を実現することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。高清浄減圧CVD装置を始めとする各種装置を駆使して、Si表面やGe表面での水素化物原料ガス(PH_3、B_2H_6)の表面吸着・反応における不純物(P、B)の原子層形成条件を明らかにし、さらに500°C以下の低温で不純物原子層表面でのSiH_4反応によるSiエピタキシャル成長条件を見いだし、局所的に10^<21>cm^<-3>を超える超高濃度不純物の原子層ドープSi薄膜を形成可能にした。また、この様にして形成した不純物ドープSi薄膜は、高温熱拡散法により形成した膜に比べキャリア濃度が高く、非平衡状態において電気的活性化率が高いことを明らかにした。そして、P原子層ドーピングの繰り返し法により形成した超高濃度不純物Si薄膜表面を適用することにより、Wとの接触抵抗において6.5×10^<-8>Ωcm^2の超低抵抗を実現した。また、Bを高濃度にドープした高品質Si_<1-x-y>Ge_xC_y膜とCVD-W及びスパッタTiとの接合特性・熱処理特性を最適化し、W/Si_<1-x>Ge_xで3.8×10^<-8>Ωcm^2以下、Ti/Si_<1-x>Ge_xで3×10^<-8>Ωcm^2以下という超低抵抗金属/半導体接触を実現した。以上のように、MOSFETなどの半導体デバイス高性能化に重要となる、超低抵抗金属/半導体接触実現のための超高濃度不純物ドープ半導体構造形成において大きな成果を得た。本基盤研究では、申請者らの開発してきた高清浄減圧CVD技術を駆使して、SiGeC系IV族半導体ヘテロ構造中にBやP等の不純物を超高濃度かつ局所的に原子層ドープした積層構造を形成し、各種の金属/半導体接触を製作することにより、超低抵抗接触を実現するための最適構造を実現することを目的とする。本年度はその初年度として、BやPを原子層状にドーピングした半導体積層構造を形成する研究を進めた。具体的には、本補助金により購入した高清浄減圧CVD装置を始めとする各種装置を駆使してPやBの原子層ドーピングやその上でのSiGeC系エピタキシャル成長の研究を進めた。その結果、Si表面やGe表面でのPH_3の表面吸着・反応によるP原子層形成を行ない、500°C以下でPが13原子層に飽和吸着する条件を明らかにし、P原子層が熱的に安定であることを見いだした。また、B_2H_6の表面吸着・反応によるB原子層形成を行ない、B一原子層形成条件を見いだした。また、PやBの原子層表面でのSiH_4反応によるSi成長を行ない、500°C以下の低温でのSiエピタキシャル成長条件を見いだした。そして、成長したSi薄膜中でのPやB濃度分布を精密測定した結果、局所的にPあるいはB原子層ドープSiエピタキシャル積層構造が形成され、そのピーク濃度が10^<21>cm^<-3>(原子密度2%)を超える超高濃度に達していることを確認した。

特に、B原子層ドーピングの場合にはlnm厚さの極薄領域のSi中にBが閉じこめられることを明らかにした。一方、P原子層ドーピングの場合には、堆積Si表面へのPのはい上がりによるP濃度分布の広がりが見られたが、P濃度を1×10^<14>cm^<-2>程度に抑えればPのはい上がりが抑制される傾向を見いだした。以上のように、超低抵抗金属/半導体接触実現のための超高濃度不純物ドープ半導体構造形成に不可欠となる大きな成果を得た。本基盤研究では、申請者らの開発してきた高清浄減圧CVD技術を駆使して、SiGeC系IV族半導体ヘテロ構造中にBやP等の不純物を超高濃度かつ局所的に原子層ドープした積層構造を形成し、各種の金属/半導体接触を製作することにより、超低抵抗接触を実現するための最適構造を実現することを目的とする。本年度はその第2年目として、BやPを原子層状にドーピングした半導体積層構造を形成する研究を進めた。具体的には、本補助金により購入した高清浄減圧CVD装置を始めとする各種装置を駆使してPの原子層ドーピングに引き続き、B原子層形成やその上でのSiGeC系エピタキシャル成長についても研究を進めた。その結果、500°C以下の低温Siエピタキシャル成長におけるB原子層ドーピングにおいて、B_2H_6反応によるB原子層形成を200°Cで行なうことによりBのクラスタリングが抑制され、B原子が電気的に活性化しやすいことを見いだした。また、高温熱処理により形成した熱平衡PドープSi結晶と比較し、P原子層ドープSiエピタキシャル薄膜のキャリア濃度は高く、熱処理によりP原子の電気的活性化率が低下する現象も明らかにした。これらのことから、500°C以下の低温Siエピタキシャル成長による非平衡状態での不純物ドーピング法が超高キャリア濃度不純物ドープ半導体形成の実現のために重要であるという指針を得た。さらに、P原子層ドーピングの繰り返し法により形成した超高濃度不純物Si薄膜表面を適用することにより、10^<-7>Ωcm^2以下の超低抵抗金属/半導体接触を実現した。以上のように、超低抵抗金属/半導体接触実現のための超高濃度不純物ドープ半導体構造形成において大きな成果を得た。本年度はその第3年目として、Pを原子層状にドーピングした半導体積層構造を形成する研究とともに、その電気的特性の評価も行った。具体的には、本補助金により購入した高清浄減圧CVD装置を始めとする各種装置を駆使して2×10^<15>cm^<-2>のP原子層形成表面上でのSiエピタキシャル成長について研究を進め、そのキャリア濃度と抵抗率を評価した。その結果、500°C、SiH_4分圧6Paの場合には、初期表面P量はSiH_4反応により減少するが、Si薄膜は成長しないことを見いだした。さらに、表面P量が1原子層より少なくなった場合には、Si薄膜がエピタキシャル成長すると同時に、1×10^<14>cm^<-2>の一定量のP原子が表面に析出することを見いだした。一方、450°C、SiH_4分圧220Paの場合には、P原子の表面析出が効果的に抑えられることにより、1.5×10^<14>cm^<-2>のP原子が表面析出することなく取り込まれ、超高濃度PドープSi構造形成が実現されることを見いだした。さらに、従来の高温熱拡散法により形成したPドープSiに較べて60%以上高いキャリア濃度を示すことも見いだし、非平衡状態において電気的活住化率の高い高濃度PドープSi結晶の形成が可能であることを明らかにした。
高い生物多様性を内包する里山環境の変遷を追う：指標種ノスリを用いた検証と予測

生物多様性の損失を阻止することは世界的課題である。日本では里山環境の喪失に伴う生物多様性の損失が深刻な問題であり、「高い生物多様性を内包する里山環境」が現在までにどれだけ減少したか、将来どのように増減するのかについて、広域的・定量的な評価が求められる。本研究では、里山の生物多様性を、猛禽類ノスリの存否を指標として評価する。ノスリの越冬環境予測モデルを構築し、九州においてノスリの越冬可能な環境が現在までにどの程度増減したか、将来どのように増減するのかを推測する。これらを元に、ノスリが生息できるような生物多様性の高い里山環境と、そこでもたらされる生態系サービスの持続可能性について議論する。
多世代参加コミュニティ・エンパワメントの実践による地域づくり型自殺予防の実証研究

本研究の目的は、多世代参加コミュニティ・エンパワメント(地域づくり・社会参加型の介入)を行い、自殺対策における介入効果を検証することである。前後に実施した調査の結果、プログラムを実施しなかった対照群のメンタルヘルスにも改善がみられたが、コミュニティ・エンパワメントを実施した介入群では大幅な改善がみとめられ、多世代参加コミュニティ・エンパワメント実施群はさらに改善がみられた。積極的な社会参加を促す地域づくり型のプログラムの実施は地域の自殺対策において効果的であり、世代間交流を取り入れた多世代参加コミュニティ・エンパワメントはさらに効果的であることが示唆された。初年度である平成26年度は、秋田県H町において、コミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加をうながす地域づくり型の介入プログラムを実施(多世代参加コミュニティ・エンパワメント)した。介入プログラムは地域高齢者だけではなく、働き盛り世代の男性や、若年層に積極的に参加してもらうための方法を行政担当者(主に保健師)や分担研究者と検討し考案した。本研究における介入プログラムは、幅広い年代の住民が主体となって、地域における問題を自由に話し合い、解決していくことができるような環境形成(地域づくり)は、ソーシャル・キャピタルを強化し、住民のメンタルヘルス改善に資すると考えられるが、そのためには高齢者中心の介入だけではなく、若年者や働き盛り世代の積極的な参加および世代間交流が必要であるとの仮説の実証を目的とするものである。介入事業への参加協力の得られた4自治会において、平成26年9月から11月に、地域の公民館や集会場を利用し、そこに住民が積極的に集まり地域の問題点と解決策を考える住民主体の集まる機会を設定した。コミュニティ・コーディネーター(まとめ役)は自治会長に依頼し、幅広い世代の参加の呼びかけを依頼した。保健師や大学の研究者はファシリテーター、コンサルタントとしての役割を担当した。参加者は世代間交流活動を行いながら、住民主体で地域の問題点や解決策を考え発表するワークショップに取り組んだ。平成27年度は、平成26年度に実施した「多世代参加型コミュニティ・エンパワメントによる地域づくり型の介入プログラム」実施後の、住民のメンタルヘルスとソーシャル・キャピタルの変化や、それに寄与した要因を明らかにすることを目的に、研究対象地域である秋田県H町にて質問紙調査を実施した。調査は平成27年8月1日現在15歳以上85歳未満の全町民6,408人(中学生および病院や施設に入院・入所中、外国人研修生の方を除く)を対象とし、平成27年8月28日9月13日の期間に、各地域を担当する保健衛生委員の協力による自記式質問紙調査票の配布、回収により実施した(留置法)。調査は広島大学疫学研究倫理審査委員会による承認を受け(第E-86号)、個人情報の保護に細心の注意を払い実施した(各個人に配布後、封をした状態で回収)。調査項目は、基本属性(年齢,性別など)、心のストレス関連要因(社会参加の状況,暮らし向きなど)、心のストレス度(K6質問票)、生活習慣・健康づくり関連項目、自己効力感、心理社会的要因(健康感,精神的不調,希死念慮など)、ソーシャル・キャピタルに関する項目、介護状況・介護負担感(40歳以上)、外出頻度(閉じこもり)と関連項目(65歳以上のみ)、物忘れ・認知症の不安(65歳以上のみ)である。本調査では調査票を対象者6,408人に配布し、5,569票を回収した(回収率86.9%)。白紙回答441票を除く5,128票を有効回答とした。有効回答のうち、記名回答は2,883票(58.3%)、無記名回答は2,061票(41.7%)であった。記名回答者のデータについては、平成24年8月に同町の15歳以上85歳未満の住民を対象に実施した悉皆調査のデータと突合し結合を行い、コホートデータとした。本調査で得られたデータは、多世代参加型コミュニティ・エンパワメントによる地域づくり型の介入プログラムの効果を実証するための大変貴重なものである。本研究の目的は、自殺死亡率の高い農村・過疎地域において、幅広い世代を対象とした多世代参加コミュニティ・エンパワメント(地域づくり・社会参加型の介入)を行い、地域住民のメンタルヘルス改善、自己効力感の向上、認知的ソーシャル・キャピタル向上の効果を明らかにすることによって、自殺予防における地域介入効果を検証することである。初年度は、秋田県H町において、地域高齢者だけではなく、働き盛り世代や若年層に積極的な参加を促す方法を、行政担当者(主に保健師)や分担研究者と検討し、多世代参加型コミュニティ・エンパワメントによる地域づくり型の介入プログラムを考案、参加協力を得られた4つの自治会において、平成26年9月から11月に実施した。平成27年度は、平成26年度に実施した「多世代参加型コミュニティ・エンパワメントによる地域づくり型の介入プログラム」実施後の、住民のメンタルヘルスとソーシャル・キャピタルの変化や、それに寄与した要因を明らかにすることを目的に、15歳以上85歳未満の全町民6,408人を対象とした悉皆調査を実施し、5,569票を回収することができた(回収率86.9%)。記名回答者のデータについては、分担研究者の協力のもと、平成24年に実施した調査のデータと結合を行い、コホートデータを作成した。以上より、本研究課題の進捗については、当初の研究計画以上に進展している。

平成28年度は、研究対象地域である秋田県H町にて、平成26年度に実施した「多世代参加コミュニティ・エンパワメント」の実践による地域づくり型自殺予防プログラムの効果を検証することを目的として、平成27年度に15歳以上85歳未満の全住民を対象に実施した悉皆調査(有効回答率81.4%)についての分析を行った。平成23年から平成26年度にコミュニティ・エンパワメント(以降、「CE」と略す。)を実施した6自治会(JSPS科研費23590773の助成を受け実施)、平成26年度に多世代参加CEプログラムを実施した2自治会(いずれも介入群)、および介入プログラムを実施しなかった22自治会(対照群)でK6スコアの代表値について差があるか検定を行った。平成22年以前に、すでに懇話会等の開催を実施済の11自治会は解析から除外した。分析の結果、K6の平均値±標準偏差(中央値)は、CEのみ実施群3.28±4.6(1)、多世代参加CE実施群2.77±3.7(1)、対照群3.41±4.5(2)であり、対照群およびCEのみ実施群と比較して、多世代参加CE実施群の心理的苦痛(psychological distress)は低く、メンタルヘルスについては良好であった。しかしながら、統計学的有意差は認められなかった(Kruskal-Wallis test,p=0.084)。プログラムを実施しなかった自治会の住民のメンタルヘルスにも改善がみられたが、CEを実施した地区では大幅な改善がみとめられ、介入群においても、多世代参加CE実施群はCE実施群と比べてさらに改善がみられたことから、コミュニティ・エンパワメントによる積極的な社会参加を促す地域づくり型のプログラムの実施は地域の自殺対策においてより効果的であるが、世代間交流を取り入れた多世代参加CEはさらに効果的である可能性が示唆された。本研究の目的は、多世代参加コミュニティ・エンパワメント(地域づくり・社会参加型の介入)を行い、自殺対策における介入効果を検証することである。前後に実施した調査の結果、プログラムを実施しなかった対照群のメンタルヘルスにも改善がみられたが、コミュニティ・エンパワメントを実施した介入群では大幅な改善がみとめられ、多世代参加コミュニティ・エンパワメント実施群はさらに改善がみられた。積極的な社会参加を促す地域づくり型のプログラムの実施は地域の自殺対策において効果的であり、世代間交流を取り入れた多世代参加コミュニティ・エンパワメントはさらに効果的であることが示唆された。初年度は、研究分担者および行政担当者と、介入方法および介入プログラム、および研究計画全体について、綿密な検討および打合せを頻繁に実施した。行政担当者との協働により、秋田県H町において、多世代参加によるコミュニティ・エンパワメントの技法を取り入れた積極的な社会参加をうながす地域づくり型の介入プログラム(多世代参加コミュニティ・エンパワメント)を4自治会で計6回実施することができた。秋田県H町は高齢化の進んだ地域であり、予想よりも多世代の参加者を集めることは困難であったが、概ね幅広い世代の参加者を得ることができた。終了後は簡単な自記式質問紙調査を実施し、参加者の意識変化を測定した。初年度である平成26年度に予定していた介入研究は、概ね予定通り実施できた。
在日ブラジル人妊産婦の心身の健康状態とその社会的意味づけ及び対処行動について

在日ブラジル人妊産婦を対象に、「どのような心身の健康状態を体験しているのか、それについて対象者はどう解釈し、意味づけているのか、どのような対処行動を取ろうとしているのか」を明らかにすることを目的とした。彼女たちは、様々なストレス症状を呈し、日本にいながらブラジル人社会で交流が完結するという状況下で逞しく生活していた。また、両親との密接な関係や宗教の影響などの文化的背景が社会関係や対処行動に影響していることが明らかとなった。【目的】文化と女性の健康という視点から、在日ブラジル人妊産婦を対象に、「どのような心身の健康状態を体験しているのか、それについて対象者はどう解釈し、意味づけているのか、どのような対処行動を取ろうとしているのか」を妊産婦自身の考えや行動に焦点をあてながら明らかにすることを目的とする。【方法】「文化と女性の健康の概念枠組み」を用いながら質問紙とインタビューによるミックスメソッドを用いている。対象の選定は、産婦人科クリニックでの依頼や雪だるま式サンプリング方法で行っている。先ず、質問紙調査を行い、その中から、次の段階に参加を表明した妊産婦にインタビューを行っている。すべての過程にポルトガル語通訳者が同席している。質問紙内容は、ソーシャルサポート満足度、ストレス対処能力、ヘルプシーキングの尺度などである。インタビューは、身体・精神・感情の症状とそれへの意味づけ、対処方法、サポートや助けを求めた経験、自己管理などである。【結果】質問紙調査対象妊産婦は27名、インタビュー対象者は17名であった。予定していた対象者数へのインタビューが実施可能となり、結果を分析中である。結果は「ネットワーク」「対処行動」「社会的意味」に大別し、それぞれに分析を行う。しかしながら、当初予定していた質問紙調査への参加者が少ないため、来年度末まで質問紙調査を継続する予定である。【意義】在日ブラジル人妊産婦に特徴的な内容や異文化で生活する女性の課題を検討し、異文化看護に重要な示唆を得ることができる。本研究は、「文化と女性の健康」という視点から、在日ブラジル人妊産婦を対象に、「どのような心身の健康状態を体験しているのか、それについて対象者はどう解釈し、意味づけているのか、どのような対処行動を取ろうとしているのか」を質問紙調査とインタビュー調査により、明らかにすることを目的とした。データ収集は3月末をもって終了したが、全ての分析は終了していない。質問紙調査:82件、インタビュー調査:17件であった。本研究は、異文化の日本で生活するブラジル人妊産婦が、どのような心身の健康状態を体験しているのか、それに相互に影響を及ぼす社会的意味(文化の持つ価値観)、社会関係、探索行動を妊産婦自身の考えや行動に焦点をあてながら明らかにすることを目的とした。研究目的を達成するために量的・質的データを収集した。質的研究対象は、A・B県に在住する妊娠・産後約1か月にあるブラジル人女性18名で、日本人研究者と、ポルトガル語通訳者が2人1組となり、対象者の自宅で半構成的インタビューを行った。データのコーディングとテーマ抽出は分析的エスノグラフィを用い、コア・テーマを抽出した。その結果、「社会的意味」では、血の繋がりのある家族が大切、夫は生活のパートナー、母親となっても働くのが当たり前など11のアクシャルカテゴリーが抽出された。「ネットワーク」では、限られた交流、身近なブラジル人との交流など5つのアクシャルカテゴリーが抽出された。「対処」では家族に相談するなど4つのアクシャルカテゴリーが抽出された。日本とは異なる家族や親族の歴史的背景、夫婦のあり方や宗教が影響していることが考えられた。また、デカセギという境遇の中で助け合いや、実の親や親類との強い結び付きが浮かび上がった。量的データは、合計83人から回答を得ることができた。データは分析中であるが、回答者の属性を集計したところ、平均年齢は30.7歳、平均日本平均滞在年数は11.7年であった。研究目的を達成するためのデータ収集を終了し、次年度はデータ分析を行う予定であるため。地域看護学データ収集は終了し、質・量データの分析を行う予定である。雪だるま式サンプリングや産婦人科クリニックでの依頼を行っているが、初年度は当初予定していた質問紙調査への参加者が少なかった。初年度はインタビューに重点を置いたためであると考える。今年度は質問紙に重点を置き、来年度末まで期間を延長し実施する予定である。データ分析のための消耗品費の購入を次年度としたため。初年度は、当初予定していた対象者へのインタビューが実施でき、今年度は、結果を分析することにより「どのような心身の健康状態を体験しているのか、それについて対象者はどう解釈し、意味づけているのか、どのような対処行動を取ろうとしているのか」を質的面から分析することが可能となる。

しかしながら、インタビューと質問紙のミックスメソッドにより目的を明らかにすることを試みているため、継続して質問紙調査を実施していく予定である。初年度の質問紙対象者は少なかったため、今年度は質問紙調査を重点的に実施する予定である。インタビューの分析結果を学会で発表予定である。また、インタビュー結果を「文化と女性の健康概念枠組み作成者」のミシガン大学デニス先生と検討する予定である。印刷機トナーを購入する予定である。インタビュー調査は予定どおり実施できたが、質問紙調査が計画どおりに実施できなかった。そのため、旅費の経費が予定額を下回った。26年度は質問紙調査を円滑にすすめるため、クリニックの許可を得て、外来にて対象者に依頼を行う予定である。よって、旅費も次年度に支出予定である。
ADAMプロテアーゼ・メルトリンによる細胞遊走活性化制御機構

ErbBファミリーは、さまざまな癌細胞の増殖や浸潤にかかわり、この受容体の活性化を制御する方法の一つとして、プロテアーゼによる膜型リガンドの切断がある。私たちは、その切断プロセスにかかわるプロテアーゼとして、ADAMファミリーに属するメルトリンα/ADAM12とメルトリンβ/ADAM19に着目した。これまでに、メルトリンαに関しては、その欠損マウスの作成などから、骨格筋・脂肪組織の形成にかかわることを報告してきたが、メルトリンα遺伝子欠損胎児繊維芽細胞を用いることにより、膜型ErbBリガンドHB-EGFのPMA依存的な切断にかかわるとともに、細胞増殖の制御に関与していることを見出した。一方メルトリンβは、その欠損マウスを解析することにより、マウス形態形成過程におけるひとつの役割として、心臓内膜組織の形成にかかわること、心内膜間葉細胞の移動あるいは細胞分化に関わることを示した。また、メルトリンβ欠損胎児繊維芽細胞を用い、(1)メルトリンβが、膜型ErbBリガンドニューレグリンの、PMA依存的な切断に関わること、(2)胎児繊維芽細胞においてニューレグリン切断活性は、低密度に培養された細胞においてはメルトリンβに依存するが、高密度に培養されたときは、他のメタロプロテアーゼに依存することを明らかにした(kurohara et al., 2004)。さらに、メルトリンβと基質はともに、コレステロールリッチな膜ラフト画分に存在することを見出した。メルトリンβの膜ラフトへの局在には膜貫通領域が必須である。メルトリンβが膜ラフトに局在することは基質の切断を正に制御しており、膜ラフトに存在できないと、基質切断活性をもたない。このことから、メルトリンβと基質の膜ラフトにおける共局在が、その切断に重要な意義をもつことを明らかにした(Wakatsuki et al., 2004)。
MRSA感染熱傷創に対する光線力学療法の検討

in vitroにおいて、5-ALAをMRSAに添加した際に、緑膿菌と比べ総ポルフィリン量は3倍に増加し、そのうち16%がPpIXであった。5-ALAとEDTAを同時に添加した場合は、緑膿菌内ではPpIXの量が7倍に増加したのに対し、MRSA内では16%から11%に減少した。MRSAに対しては5-ALA単独投与の方が効果的であることがわかった。in vivoでは、マウスに5-ALAを腹腔内投与することにより、創面のMRSAにPpIXが蓄積することがわかった。さらにALA-PDTは創傷治癒を促進した。これによりALA-PDTはMRSA感染潰瘍の新たな治療法になる可能性あることが示された。5-アミノレブリン酸(5-ALA)を用いた光線力学療法(PDT)を検証するにあたり、再度in vitroにおいて、グラム陽性球菌としてMRSAを、グラム陰性桿菌として緑膿菌を用いて菌種による違いを検証した。5-ALAはそれ自体は光感受性を示さないが、細胞内に取り込まれるとポルフィリン代謝を経てプロトポルフィリンIX(PpIX)が産生される。PpIXに2価の鉄イオンが配位されるとヘムとなり、ヘムは電子伝達系などで利用される。このPpIXが光感受性を有しており、5-ALAを加えることで細菌内のPpIXが増加するか液体クロマトグラフィーで確認した。まずは緑膿菌、及びMRSAに0.5 mg/mlの5-ALAを添加した。結果、MRSA内では緑膿菌に比べ総ポルフィリン量は3倍に増加し、そのポルフィリン量のうち16%がPpIXであった。次に細菌内のPpIXを増加させる為に、PpIXからヘムに移行するのを抑制する為に、鉄イオンを吸着するキレート剤を添加し、液体クロマトグラフィーで確認した。結果、緑膿菌内においてはPpIXの産生量が増加したが、MRSA内ではPpIXが16%から11%に減少し、総ポルフィリン量もキレート剤無添加のものと比べ15%減少した。この結果、グラム陽性球菌とグラム陰性桿菌では、5-ALAをもちいてPDTをする際に、添加する薬剤をかえる必要があることがわかった。今後は、この結果をもとにin vivoでの検証を行っていく。in vitroにおいて、高速液体クロマトグラフィーを用い、5-アミノレブリン酸(5-ALA)をMRSAに添加した際に、緑膿菌と比べ総ポルフィリン量は3倍に増加し、そのポルフィリン量のうち16%がプロトポルフィリン9(PpIX)であることがわかった。またキレート剤であるEDTAを同時に添加した場合は、緑膿菌内ではPpIXの量が7倍に増加したのに対し、MRSA内では16%から11%に減少し、総ポルフィリン量も15%減少することがわかった。この結果により、MRSAに対しては、EDTAを添加せずに5-ALAのみを投与した方が効果的に光線力学療法を行えることがわかった。次にin vivoでの検証を行った。マウスの背部に2度熱傷を作成後にMRSAを接菌し、5-ALAを全身投与したが、生存率が極端に低かった。そのため、小さい皮膚欠損創に変更し、MRSAを接菌し、5-ALAを全身投与してPDTを行った。創部のMRSAにPpIXが蓄積することがわかり、5-ALAの全身投与によるPDTの可能性が広がった。その後、波長410 nmの発光ダイオード(LED)を照射することにより、創部の菌量が減少し、創傷治癒を促進することがわかった。この結果により、5-ALAの全身投与と広範囲に照射可能なLEDを組み合わせることにより、熱傷などの大きな面積に対してPDTを行える可能性が示唆された。形成外科
気候変動が森林性大型動物（ツキノワグマとヒグマ）の土地利用に与える影響の評価

ロシア沿海地方は,大型森林性哺乳類であるツキノワグマとヒグマが同所的に生活する世界でも極めて希な地域として特徴付けられる。植物食により適応したツキノワグマと,強い雑食性を示すヒグマがどのような生息環境選択と種間関係を保つかは極めて興味深い研究課題ながら,その実態はまだほとんど明らかにされていない。このような生態的特徴を持つ沿海州であるが,近年の気候変動(温暖化)により,これまで同地に接近することのなかった台風が,この10年ほどの間に度々上陸して,森林被害を与えている。2016年夏には,北海道を通過した大型台風が上陸して,風倒木の発生,地形の侵食や崩壊が森林の極めて広い範囲で認められた。すでに構築されている日露の国際ネットワークを用いて,森林被害(生息環境の広範な改変)がクマ類などに与える影響を評価すると共に,北方原生林での大型野生動物の生態のモニタリング体制の確立を長期的目標とする。2018年度は研究の開始時期(当該科研費交付)が10月からとなり,機材の準備と現地でのロジスティック,さらにクマ類の冬眠が目前と迫っていたために,現地でのフィールド調査は実施しなかった。そのため,2019年度に向けた機材の手配と購入,またロシア側共同研究者と研究の進め方についてのメールなどを通じての打ち合わせを実施した。なお,クマ類のサンプル(血液,体毛,歯牙など)の日本国内持ち込みに関するCITES手続きのプロトコルが,ロシア側で変更になった。そのため,輸入の目処が立たなくなるという課題が生じており,この点への対応が喫緊の課題と言える。ロシア側の共同研究機関との連絡を保ちながら,研究計画を当初の目的に沿って進めていきたい。取得データの日露研究者間での共有のために,データ・アーカイブをインターネット・ストレージ上に構築し,アクセス権限を設定した上での利用を準備しているところである。また,CITES認可に関するロシア側の課題については,ロシア国内の研究機関(分析機材)を利用しての分析も視野に入れて検討する予定である。

研究開始時期が秋期(10月)となったことにより,クマ類の非活動期(冬眠時期)が直近となり,現地調査を行わなかったため。2019年度に,次年度使用額とした予算を適時執行していく予定である。
ペリニューロナル・ネットによる視覚野可塑性の制御

ペリニューロナル・ネットを構成するコンドロイチン硫酸(CS)とケラタン硫酸(KS)プロテオグリカンによる発達期視覚野可塑性の制御を解析した。CSの6位の硫酸化を担う酵素を過剰発現させたマウスを用いた解析により、CSの硫酸化の6位優位から4位優位への変化が感受性期の終了の制御に関与することが分かった。この調節はパルブアルブミンン陽性の抑制性細胞の成熟とT型Caチャネル依存性長期増強の制御を介していた。また、低硫酸化のKSがその長期増強と片眼遮蔽による非遮蔽眼反応の増強を制御することが分かった。以上の結果は、特定の硫酸化パターンを持つ糖鎖により視覚野の可塑性が制御されることを示している。視覚野のパルブアルブミン(PV)陽性細胞を取り囲む特徴的なペリニューロナル・ネット(PNN)は感受性期の制御に関与することが示唆されている。PNNの主要な構成分子であるコンドロイチン硫酸(CS)鎖の硫酸化パターンの変化が眼優位可塑性の感受性期の制御に関与する可能性を検討した。6位の硫酸化(6S)を担う硫酸転移酵素を過剰発現させたマウス(C6ST-1 TG)を用いた研究により、6Sから4Sへの硫酸化パターンの変化が感受性期の終了を制御することが分かった。このTGマウスでは感受性期が延長し、成長しても感受性期型の眼優位可塑性が見られた。TGマウスでは、PV細胞の静止膜電位がより脱分極しており、活動電位の幅が広く、PV細胞の電気生理学的特性の一部に発達の遅れが見られた。このPV細胞の変化により視覚野の信号伝達に生じる変化を視覚刺激に対する視覚野細胞の反応により解析した。反応選択性は野生型と差が無かった。しかし、視覚刺激提示終了後もより長く反応が持続し、全体としては抑制がやや低下していると推定される。この抑制の低下が感受性期を延長する一因と考えられる。TGマウスのシナプス可塑性をフィールド電位記録により解析した。長期増強を誘発するために、2Hz刺激を15分間与えた。野生型マウスでは、感受性期にはNi^<2+>により誘発が阻害される、T型Ca^<2+>チャネル依存性長期増強(T-LTP)が起きた。成長すると、2Hz刺激は長期増強を誘発したが、Ni^<2+>による阻害は見られず、T-LTPとは異なる長期増強であった。成長したTGマウスでは、長期増強はNi^<2+>あるいはNMDA受容体阻害剤の単独投与では抑制されなかったが、両者の同時投与により消失した。したがって、TGマウスでは、成長してもT-LTPあるいはそれに類似したNi^<2+>感受性の長期増強が起きるものと考えられる。視覚野のパルブアルブミン陽性細胞を取り囲むペリニューロナル・ネット(PNN)は感受性期の制御に関与すると考えられている。その主要な構成分子であるコンドロイチン硫酸(CS)鎖の6位の硫酸化(6S)を担う硫酸転移酵素を過剰発現させたマウス(C6ST-1 TG)を用いた昨年度までの研究により、硫酸化パターンの6S優位から4S優位への変化が眼優位可塑性の感受性期の終了を制御することが分かった。また、このTGマウスでは感受性期が延長し、感受性期型の眼優位可塑性と、感受性期に限局して起きるT型Caチャネル依存性長期増強(T-LTP)が成熟期にもみられることも分かった。本年度は、2/3層錐体細胞からのホール・セル記録によりNi感受性T型Caチャネル電流を解析した。この電流は、野生型マウスでは感受性期から成熟期にかけて減少したが、C6ST-1 TGマウスではこの減少が起こらず、成熟しても大きいままであった。従って、6S優位から4S優位への変化がNi感受性T型Caチャネル電流を減少させ、T-LTPの発生を抑えると考えられる。ケラタン硫酸(KS)もPNNを構成する分子であり、KS欠損マウスでは、感受性期において片眼遮蔽による遮蔽眼刺激に対する視覚応答の減弱は野生型マウスと同様に起きるが、非遮蔽眼刺激に対する視覚応答の増強が起こらないことが昨年までに分かった。本年度は、KS欠損マウスでT-LTPを調べたところ感受性期においても、そのLTPは起こらないことが分かった。また、Ni感受性T型Caチャネル電流は、感受性期において野生型とKS欠損マウスで差がないことが分かった。この結果は、KS欠損マウスにおいてT-LTPの基本的な機構に異常はないが、その調節機構に障害があることを示唆している。従って、KSはその調節機構の制御に関与する可能性が強いと考えられる。ケラタン硫酸(KS)はペリニューロナル・ネットを構成する分子の一つである。KS欠損マウスの視覚野では、感受性期における片眼遮蔽による遮蔽眼刺激に対する視覚応答の減弱は野生型マウスと同様に起きるが、非遮蔽眼刺激に対する視覚応答の増強は起こらないことが昨年度までの研究で分かった。さらに、T型Ca2+チャネル依存性長期増強(T-LTP)が起こらないことも分かった。本年度は、KS欠損マウスにおけるT-LTPの障害の機構を調べた。KS欠損によりシナプスの発達に異常が生じてT-LTPが起こらない可能性も考えられるので、野生型マウスから作製した視覚野スライス標本をケラタナーゼで処理したところ、T-LTPは起こらなくなった。従って、正常な視覚野においてT-LTPを引き起こすためにKSが必要と考えられる。