hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化ストレスの生体影響に基づく新規機能性食品の開拓

老化、生活習慣病の原因は酸化ストレスであると考えられている。一方、注目を集めるポリフェノールなどの非生理的食品成分が活性酸素を直接捕捉する効果はほとんどないことも判明した。そこで、酸化ストレスが体に悪影響を与える機構(しくみ)が問題になる。我々は、酸化ストレスにより体内でセラミドという細胞死を引き起こす脂質が増加することで悪影響を及ぼすことを動物実験で明らかにした。その機構は酸化ストレスによりスフィンゴミエリナーゼという酵素が活性化されてセラミドを発生させることである。さらに緑茶カテキン類は還元作用により、この酵素の活性化を阻害することで動脈硬化などを予防する可能性があることを明らかにした。1)研究目的の1つである、酸化ストレスとの関連が未だ不明であるアルツハイマー病(AD)の原因とされるアミロイドβペプチドのラジカル反応によって起こる変化を明らかにする実験を行った。AD発症においては、アミロイドβペプチド(Aβ)が繊維化して細胞内に沈着することで神経細胞がアポトーシスを起こすとされているが、なぜ不要なペプチドがプロテアーゼで分解されないのかなど多くの問題がある。我々は、酸化ストレス、即ち、脳に存在する濃度のアスコルビン酸と銅イオンによるラジカル反応によってAβのアミノ酸がラセミ化することを証明した。しかもラセミ化するのはアスパラギン酸とアラニンで、丁度、AD患者の脳で見出されたD-アミノ酸の量と対応する量が生成することを明らかにした。D-アミノ酸を含むペプチドはプロテアーゼに抵抗性がある可能性もあり、AD発症に1つのヒントを与えるものと考えられる。本研究は、Biosci. Biotechnol. Biochem., 77, 416-418 (2013)に発表した。2)これまで我々は、酸化ストレスが重要な役割を果たすとされる生活習慣病の代表である糖尿病合併症の発症に血液中の細胞死を引き起こす脂質であるセラミドが重要な危険因子であることを明らかにしてきた。今回研究目的の1つである、動脈硬化とセラミドの関係を明らかにする実験を行った。動脈硬化モデル動物であるアポEノックアウトマウスの老化において、血液中の分泌型スフィンゴミエリナーゼの活性が上昇し、血液中、大動脈に特有のセラミドが増加することを明らかにした。本研究は、Biol. Pharm. Bull., 36, 1192-1196 (2013)に発表した。酸化ストレスが発症に大きな役割を果たす代表例が動脈硬化である。動脈硬化発症においては、酸化ストレスを始め、脂質代謝も重要である。また酸化ストレスといっても従来の脂質過酸化だけでなく、我々が明らかにしたタンパク質のアミノ酸のラセミ化なども今後重視していく必要がある。さらに酸化ストレスで変化する生命現象を明らかにしていくことも重要である。今年の実績は、以下の通りである。1)マイクロRNA(miRNA)は脂質代謝との関係で大きな注目を集めているが、未だに食品成分との関わりは全く研究されていない。今後酸化ストレス、脂質代謝との関連でmiRNAに注目すべきであり、これについて総説を発表した(肝臓病におけるマイクロRNA-122 (miR-122)の変化とビタミン等による調節.小城勝相,ビタミン, 89, 125-132 (2015))。3)コレステロール酸化物であるオキシステロール結合タンパク質の存在がよく知られているが、その機能は不明である。その1種あるORP4欠損マウスでは精子の形態異常とともに、精子の数も減少する。精巣特異的にORP4を欠損したマウスを用いて、ORP4が生殖細胞の減数分裂に必要であることを明らかにした。本研究はGene to cells, 19, 13-27 (2014)に発表した。生活習慣病の中でも糖尿病合併症と動脈硬化症は、酸化ストレスがその発症に直接的な役割を果たしていることが分かっている。それを予防する食品成分を見つけることが本研究の目的であった。これまで我々は、酸化ストレスが生体にどのような影響を与えるのかについて多くの動物実験により研究してきた。実験動物で引き起こした糖尿病においても動脈硬化においても血中のセラミドという脂質が増加し、リスク因子として重要であることを明らかにしてきた。セラミドは細胞死を引き起こす生理活性脂質としてよく知られている。ヒトにおいては動脈硬化が進行すると血液中でセラミドが増加することも我々が既に明らかにしている。ではセラミドと酸化ストレスにはどのような関係があるのかが重要な問題となる。セラミドは細胞膜に豊富に存在するスフィンゴミエリンから分泌型スフィンゴミエリナーゼ(sSMase)という酵素によって生成することを明らかにしてきた。今回はsSMaseが酸化反応によって活性化され、還元反応によって不活化されること、これらの酸化還元反応による変化が可逆的であることを見出した。もし、sSMaseを還元剤によって不活化すればセラミドが生成しなくなり、上記の病気の予防ができることになる。我々は緑茶に含まれるカテキン類にsSMaseの強い阻害活性があることを明らかにした。これは通常の緑茶の摂取による血中濃度でも十分に有効な効果であり、緑茶など、食品中の還元物質には抗酸化機構以外に直接動脈硬化などを予防する能力があることを示した点で意義深い研究である。この研究は現在、J. Nutr. Sci. Vitaminol.誌に印刷中である。

我々は、酸化ストレスにより体内でセラミドという細胞死を引き起こす脂質が増加することで悪影響を及ぼすことを動物実験で明らかにした。その機構は酸化ストレスによりスフィンゴミエリナーゼという酵素が活性化されてセラミドを発生させることである。さらに緑茶カテキン類は還元作用により、この酵素の活性化を阻害することで動脈硬化などを予防する可能性があることを明らかにした。これまで酸化ストレスの研究といえば、脂質過酸化反応の評価だけであったが、最近ではその影響、特にシグナルネットワークや脂質代謝などに及ぶす広範な生化学的な特性を明らかにする基礎研究に重点が移っている。これらの基礎研究によって初めて、動脈硬化を初めとする酸化ストレスに起因する疾患の発症機構、これを予防するための食品成分の満たすべき条件が明らかになると考えられる。この観点から本年度は概ね順調に進展していると考えられる。栄養学酸化ストレスが及ぼす生化学的な基礎研究以外に、我々の研究によって酸化ストレスで活性化し、動脈硬化の原因の1つと考えられるスフィンゴミエリナーゼの性質とその阻害剤を食品成分の中から探索する。目的とした実験を行い、結果を出して論文を2報発表した。スフィンゴミエリナーゼの性質を調べると共に、その阻害剤を食品の中から見つける。また、ラセミ化したアミノ酸を含むAβの性質を検討する。これ以上具体的な方針は公開できない。
低酸素環境が毛乳頭細胞スフェロイドの毛包誘導力に与える効果

近年、生体外における毛髪再生技術が注目されている。毛髪生産において重要な役割を果たす細胞の一つが「毛乳頭細胞(DP細胞)」である。申請者は、ヒト由来DP細胞の「スフェロイド+低酸素」培養を行うことで、生体外でDP細胞の毛髪生産能力を高めることが出来ると発想した。そこで本研究では、(1)ヒト由来DP細胞スフェロイド形成技術の確立、および(2)DP細胞への低酸素培養の効果を検証した。その結果、微細加工技術を利用することで、効率的にスフェロイドを形成可能な技術を確立した。一方、今回の低酸素培養条件では、ヒト由来DP細胞に対する低酸素培養の効果を見出すことが出来なかった。今後詳細な検討が必要である。毛髪は保温や紫外線からの保護といった機能面だけでなく、喪失した場合、精神面にも影響を与えうる重要な器官である。近年in vitroでの「毛髪再生」の実用化に向けた研究が国内外で盛んに取り組まれており、人々の関心・ニーズも高い分野である。本研究では、毛包形成をつかさどる毛乳頭細胞(Dermal Papilla Cell、DP細胞)の「毛包誘導力」を高めるため、DP細胞の「スフェロイド化」、および「低酸素環境」を組み合わせた培養方法を発想した。具体的には1独自のマイクロウェルチップ技術を用いてDP細胞スフェロイドの形成技術を確立する、そして、2低酸素培養環境下でのDP細胞スフェロイドの毛包誘導力を評価し、低酸素環境がDP細胞の毛包誘導力に与える影響を明らかにしていくことを目的とする。H27年度は、上記1の目的を達成するため、アガロースゲルで作製したマイクロウェルチップを用いて、DPスフェロイド形成が可能か検討した。その結果、DP細胞の培養は、DP細胞増殖因子を添加していないDMEM培地でも良好に行うことが可能であった。スフェロイド化したDP細胞の増殖は、単層培養と比較して著しく抑制されるが、数週間その形状を維持することが可能であった。また、マイクロウェルチップのウェルサイズ、および初期の播種密度(ウェルあたりの細胞数)によってスフェロイドのサイズを制御することが可能であった。今回行った実験条件の範囲内(スフェロイド直径:100μm)では、スフェロイド内部の細胞も良好に生存していることが示唆された。DP細胞の培養方法、およびDP細胞のスフェロイド形成技術を確立することが出来たが、初期の実験室整備に時間を要し、当初の予定よりやや遅れている。毛髪は、保温や紫外線からの保護といった機能面だけではなく、喪失した場合に精神面にも影響を与えうる重要な器官である。近年では、共培養やiPS細胞からの分化誘導技術などを駆使し、in vitroでの「毛髪再生」の実用化に向けた研究が盛んに取り組まれている。申請者は、毛包形成を司る毛乳頭細胞(以下、DP細胞)に着目し、「スフェロイド培養+低酸素培養」を行うことによって、毛包誘導力を高めることが出来るのではないかと発想した。そこで本研究では、1独自のマイクロウェルチップ技術を用いてDP細胞スフェロイド形成技術を確立すること、および2低酸素環境下でのDP細胞の毛包誘導力を評価し、低酸素環境がDP細胞に与える影響を評価することを目的とした。H27年度では1の目標を達成したため、H28編度では2の評価に向けて、DP細胞スフェロイドの特性を評価した。DP細胞のスフェロイドは、直径160μmを越えると死細胞の割合が50%程度に達することがわかったため、スフェロイド全体が良好に生存している直径100μmのスフェロイドを用いて検討した。DP細胞スフェロイドの分泌タンパク質として、HGF、FGF-7、VEGFをELISAにて分析したところ、培養DP細胞ではVEGFの分泌が最も盛んであることがわかった。そこで、低酸素培養キットを用いて約1.52%の酸素濃度下でDP細胞(単層状態)の培養を行ったが、VEGFの分泌量の顕著な増加は見られず、通常の酸素濃度での培養とほぼ同等の分泌量であった。以上の結果から、DP細胞のスフェロイド培養を確立することが出来たが、さらなる機能向上のための培養条件を見出すことが出来なかった。今後、詳細な検討が必要である。現在のところ、研究計画の大幅な変更は予定していない。当初の予定通り、遅れているスフェロイドの毛包誘導力の評価(遺伝子解析等)を速やかに行い、スフェロイドの有効性を実証した後、低酸素培養の評価に取り組んでいく。28年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマテリアル28年度が最終年度であるため、記入しない。
生体機能性樹状高分子を用いたソフトインターフェースの設計

樹状高分子を基軸として、界面に規則正しく分子を配列、配向した界面の創製を行い、生体機能界面としての機能について検討を行った。まず、クリックケミストリーを用いて、糖デンドリマーの合成と界面固定化を行い、糖タンパク質の相互作用を解析するための糖デンドリマーアレイの創製を行った。糖デンドリマーアレイではデンドリマーの世代の上昇とともに糖の集合構造が提示された。硫酸化糖によるデンドリマーアレイでは、アルツハイマー病アミロイドβに対する相互作用を示し、糖の価数によって相互作用、形態、毒性が変化することがわかった。また、デンドリマーを固定化した界面の濡れ性やタンパク質忌避活性を検討した。オリゴエチレングリコールで修飾したデンドリマー自己組織化膜では、高いタンパク質忌避活性を発揮した。オリゴエチレングリコールで修飾したデンドリマーは末端がメチルエーテルである場合に大腸菌に対する親和性を示し、分子配向と粘弾性に対応することが明らかになった。本研究では精密な高分子を利用して、バイオインターフェースを創製し、生体間相互作用を制御することを目的とする。特にタンパク質を認識する分子として糖鎖を取り上げる。(1)糖鎖を活用した樹状高分子バイオインターフェースの創製細胞表面の生理活性糖鎖は生命の認識信号として機能しているこのことから、精密な高分子である、デンドリマーを利用した糖鎖の空間配置を行い、タンパク質との相互作用の解析、制御、生体機能の制御を行う界面の創製を行う。(2)樹状高分子高分子を用いた界面の機能制御デンドリマーを固定化した界面はポリマーブラシのミミック構造となっている。そこで、デンドリマー固定化界面を利用することで、精密ブラシ構造を作製し、物性、生体機能性を明らかにしていく。また、デンドリマーをテンプレートとすることで、ポリマーや分子のブラシ密度を制御した材料の検討を行う。本研究では、金基板上の自己組織化単分子膜を中心とした、デンドリマー及び糖デンドリマー単分子膜の創製と基本的な性質の解析を行った。(1)糖鎖結合デンドリマーの合成とその生体機能の解析ベンジルエーテル型のデンドロンについてクリックケミストリーを用いて、コンバージェント法を用いて合成した。このデンドリマーでは分子末端に糖鎖を持つデンドリマーとして合成し、糖鎖としてはαマンノース、βガラクトース、βアセチルグルコサミン、硫酸化グルコサミンを選び結合させた。合成したデンドリマーは円錐型になった形状で糖鎖を外側に提示しており、コア部分にアジド基を持つ。一方で、アセチレン基を末端に有する自己組織化膜を形成させた。クリック反応を利用して、糖鎖を末端にもつデンドリマーを金基板に固定化させた。この基板をSPRと組み合わせることで、タンパク質との結合解析を行い、糖認識タンパク質との結合が糖の多価性によって変わることや多価性の寄与がタンパク質ごとに異なることを示した。(2)糖鎖結合デンドリマーによるタンパク質の機能制御6位硫酸化グルコサミンを結合させた糖鎖多価化合物をクリックケミストリーによって基板に結合させて、アルツハイマー病アミロイドβの相互作用の解析を行った。糖鎖の価数によってアミロイドβの結合の様子が変化した。特にアミロイドβの核形成が変化し、アミロイド形成に変化が現れることがわかった。(3)デンドリマー自己組織化膜の創製とタンパク質吸着性の制御ポリアミドアミン骨格のデンドリマーを水溶液中で金基板を漬せきして、自己組織化膜を形成させた。デンドリマー薄膜について、種々の当電点を持つタンパク質を用いて表面プラズモンを測定して測定した。タンパク質吸着性とデンドリマー世代数には相関関係が見られた。デンドリマー及び糖デンドリマー単分子膜の創製と生体機能解析を行った。(1)糖鎖結合デンドリマーによるタンパク質の機能制御6位硫酸化グルコサミンをヒドロキシ安息香酸に結合させた、糖鎖多価化合物(単価、二価、三価)を調製し、クリックケミストリーによって基板に結合させて、アルツハイマー病アミロイドβの相互作用の解析を行った。表面プラズモンでその相互作用を調べると、価数が高い糖の基板上で、アミロイドβに対して強い相互作用を示すことが分かった。また、糖鎖の価数が高くなるほどタンパク質がその上で球状の凝集体を形成する傾向にあることがわかった。このような糖鎖基板上で、細胞の培養を行うと、タンパク質凝集体ができる条件では、高い細胞毒性を発揮することがわかった。また、硫酸化糖のモデルとして、硫酸を結合させた時も同様にタンパク質の凝集系が制御できることがわかった。

(2)デンドリマー自己組織化膜の創製とタンパク質吸着性の制御ポリアミドアミンデンドリマー自己組織化膜を形成させた金基板上で、タンパク質の吸着性を検討したところ、デンドリマーの世代数が高い程タンパク質の吸着性が減少することが分かった。一方で、デンドリマー自己組織化膜を形成させた基板上にマイクロ流路を作成して、タンパク質の分離を試みたところ、タンパク質の電荷によって、流速が異なることがわかった。また、デンドリマー自己組織化膜を半球状にして基板に結合させると、カルボン酸末端を持つポリアミドアミンデンドリマーの場合に、超親水性を示すことが分かった。この超親水性は高密度に配置した親水性官能基とデンドリマー特有の3次元構造に基づくものと思われた。規則正しい枝分かれ構造と精密なナノ構造を持つ樹状高分子を利用して、生体機能性バイオインターフェースの設計、機能の解析を行った。この高分子を金微粒子、金基板、ガラス基板に結合させた界面を作製した上で、生理活性糖鎖を結合させて、多価効果を発揮して、タンパク質と強く相互作用する基材を作製した。マンノースを結合させた界面では、レクチンに対して特異的な認識作用を示し、その多価効果による増強作用は糖鎖の密度によって大きく異なった。同様の界面にグロボビオース(Gb2)を結合させた場合には、顕著な多価効果が認められた。認識特異性については糖鎖の密度ではなく、固定化させる糖鎖構造に依存していた。このような樹状高分子固定化界面ではナノレベルの凹凸に基づいて、界面に固定化した官能基の性質が強調されていた。カルボン酸アニオンを樹状高分子末端として固定化した界面では、官能基の高密度三次元配置に伴って表面エネルギーが高くなり超親水性を示した。また、こうした界面では、分子間斥力が強く作用するようになって、樹状高分子であるデンドリマーの世代が高くなるにつれて、タンパク質の付着が抑えられることがわかった。デンドリマー末端に、ホスフォリルコリンやオリゴエチレングリコールといった官能基を結合させると特にタンパク質忌避活性が高くなり、第1世代デンドリマーと第4世代デンドリマーを比較するとタンパク質の付着量が5分の1以下に抑えられていることがわかった。この高分子を金微粒子、金基板、ガラス基板に結合させた界面を作製した上で、生体機能の解析を行った。オリゴエチレングリコールで末端を修飾したデンドリマーを作製し、これで金基板表面を修飾し、タンパク質(リゾチーム、シトクロムC、牛血清アルブミン、フィブリノーゲン)の非特異的吸着の度合いを調べた。単純にオリゴエチレングリコールを修飾した薄膜では、タンパク質の添加量の度合いに従って、タンパク質の吸着が多くみられた。一方で、デンドリマーオリゴエチレングリコール複合体薄膜では、タンパク質の電荷に関わらず、非特異吸着がみられないことが分かった。
会計保守主義と経営者の投資意思決定に関する実証研究

本研究の目的は会計保守主義が経営者の投資意思決定を規律付けるか,またどのようなメカニズムによって企業における会計の保守性が高まるのかについて実証分析を行うことにある.分析の結果,次の3つの結果が得られている.(i)会計の保守性が高い企業ほど投資の効率性が高い,(ii)社外取締役比率の高い企業ほど会計の保守性が高い,(iii)監査の質が高い企業ほど会計の保守性が高いことが確認されている.本研究の目的は保守主義が経営者の投資意思決定を規律付けるか,またそうであるならどのようなメカニズムによって企業における会計の保守性が高まるのかについて実証分析を行うことにある.保守主義とはバッド・ニュースとグッド・ニュースを会計上非対称に認識する方法である.近年,基準設定機関を中心に保守主義を排除する動きが広まっているが,いくつかの学術研究からは,保守主義には株主と経営者との間で結ばれる雇用契約を効率的にする効果があるとの指摘がなされている.本研究では特に,設備投資,M&A,在庫投資といった経営者が下す企業の投資意思決定に着目し,保守主義が経営者に対する株主のモニタリングを促進することを通じて,経営者の機会主義的な投資意思決定を規律付けるかどうかについて検証を行う.また,どのようなメカニズムによって,会計の保守性が高まるのかについて分析する.平成28年度は,「保守主義と経営者の投資意思決定との関係に関する研究」を行っている.まず,会計とファイナンスの領域の大規模な文献のサーベイを実施し,経営者の投資意思決定に関する理論やそれに保守主義が及ぼす影響について整理した上で,具体的な仮説とその背後にある論理の洗練化を図っている.続いて,今後必要となるデータベースの構築を行っている.なお,検証を行う上で一部のデータが購入予定のデータベースに収録されていないため,当該データについては手収集を行っている.さらに,構築したデータベースにもとづいて検証を行い,論文の執筆を行っている.「保守主義と経営者の投資意思決定との関係に関する研究」を進めるうえでは,一部のデータについては手収集を行う必要がある.この作業に予想以上の時間を要したため,研究の進捗状況が若干遅れている.ゆえに,平成28年度の進捗状況を「やや遅れている」としている.本研究の目的は保守主義が経営者の投資意思決定を規律付けるか,またそうであるならどのようなメカニズムによって企業における会計の保守性が高まるのかについて実証分析を行うことにある.保守主義とはバッド・ニュースとグッド・ニュースを会計上非対称に認識する方法である.近年,基準設定機関を中心に保守主義を排除する動きが広まっているが,いくつかの学術研究からは,保守主義には株主と経営者との間で結ばれる雇用契約を効率的にする効果があるとの指摘がなされている.本研究では特に,設備投資,M&A,在庫投資といった経営者が下す企業の投資意思決定に着目し,保守主義が経営者に対する株主のモニタリングを促進することを通じて,経営者の機会主義的な投資意思決定を規律付けるかどうかについて検証を行う.また,どのようなメカニズムによって,会計の保守性が高まるのかについて分析する.平成29年度は,平成28年度に実施した「保守主義と経営者の投資意思決定との関係に関する研究」を引き続き行った.具体的には,平成28年度に構築したデータベースをもとに検証を行った.また,「保守主義を高めるメカニズムに関する研究」にも着手した.まず,日本取引所グループが上場会社に対して提出を求めている『コーポレート・ガバナンスに関する報告書』からコーポレート・ガバナンスに関するデータ,日本公認会計士監査協会が発行している『上場企業監査人・監査報酬実態調査報告書』から会計監査のデータをて収集で入手した.続いて,会計の知識が豊富な社外取締役の導入や質の高い監査法人への会計監査の委託によって企業における会計の保守性が増すかを検証した.本研究の目的は会計保守主義が経営者の投資意思決定を規律付けるか,またどのようなメカニズムによって企業における会計の保守性が高まるのかについて実証分析を行うことにある.分析の結果,次の3つの結果が得られている.(i)会計の保守性が高い企業ほど投資の効率性が高い,(ii)社外取締役比率の高い企業ほど会計の保守性が高い,(iii)監査の質が高い企業ほど会計の保守性が高いことが確認されている.「保守主義と経営者の投資意思決定との関係に関する研究」を進めるのに必要なデータが一通り揃ったため,順次研究を進める予定である.なお,平成29年度より「保守主義を高めるメカニズムに関する研究」も行う予定であり,これに必要なデータも一部手収集を要する.これらの作業については申請者が所属している研究科の学生に協力を依頼する予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。会計学29年度が最終年度であるため、記入しない。
母性生殖行動と分娩に於けるオキシトシン受容体機能の分子生物学・分子生理学的解析

オキシトシン受容体KOマウスとOxtr-Venusマウスを用い、分娩後母性行動が誘導された際の脳内オキシトシン受容体遺伝子発現の変化を解析した。その結果、母性行動制御領域と知られる視索前野と多くのオキシトシンニューロンが分布する視索上核で、オキシトシン受容体発現ニューロンが増加した。同様のオキシトシン受容体発現ニューロン増加は、未妊娠マウスに母性行動を強制的に誘導した場合にも観察された。一方、OXTR(-/-), Fp(-/-)ダブルKO-雌マウスで分娩直前に発現上昇する遺伝子を探索し、TGF-β関連の幾つかの遺伝子が分娩時の子宮体部において、プロゲステロン受容体抑制を介して発現し、分娩を制御している可能性を見出した。OXT・OXTR(オキシトシン・オキシトシン受容体)系と社会行動との関連を細胞・分子レベルで明らかにする上で、OXTRが発現するニューロンを特定するためOXTR発現ニューロンで蛍光タンパク質であるVenusを発現するOXTR-Venus Knock-inマウス(OxtrVenus/+)を作製した。この理由は、これまでOXTRを認識できる良好な抗体が作製されていないことも大きな理由である。このマウスの脳で、Venusの発現部位がOXTRの発現部位と一致していることを示す必要があり、このことを示すために、脳の連続切片を作製、Oxtr mRNAの発現をin situ hybridizationにより、Venusの発現を免疫組織学的染色により特定し、その局在について連続切片とin situ hybridizationにより、Oxtr mRNAとvenusが同じ局在を示し、こvenusの発現とOXTRの発現が一致していることを確認した。未経産マウス(virgin(diestrus・estrus))・分娩中マウス(On parturition)・分娩終了後12時間以内のマウス(Postpartum)のそれぞれの脳をサンプリングし、免疫組織学的染色によりOXTRニューロンの発現変化を経時的に追うと共に、神経活動の活性マーカーであるc-fosの発現を観察した。この結果、母性行動の発現に伴い脳内の視索前野(MPOA)・偏桃体(MeA)・視索上核(SON)において有意なVenus発現細胞の増加を確認した。MPOAに関しては母性行動の中枢であることから予測できた結果であったが、SONに関してはVirginマウスでVenus陽性細胞はほとんど認められないものの、母性行動の発現に伴い、その発現が誘導されるという興味深い結果が得られた。SONで誘導がかかる原因は現在解析中だが、SONでのOXT産生増加に伴うautocrineの可能性を一つ考えており、視索上核を含む脳スライスを器官培養し、OXTを加えることでVenusの発現が誘導されるかにつき、引き続き解析を続行する予定である。最近母性行動がセロトニンニュロンに大きく依存していることを示すことが報告された。我々は、セロトニンニューロンが局在する縫線核のTPHII酵素とVenusが今日局3することを見出し、オキシトシン受容体による母性行動制御のメカニズムが縫線核のセロトニンニュローンと深く関わっている可能性について今後研究を広げていく予定である。また、SONでの誘導にセロトニンが関わっている可能性も考え、この点に関してもin vivoでの解析を行っていく予定である。オキシトシン受容体(OXTR)遺伝子KOマウス解析から、OXTは脳内のOXTRを介し母性行動、母子関係行動、社会的認知能、攻撃行動などの社会行動制御に深く関与することが見出された(Takayanagi他,PNAS,2005)。オキシトシン受容体の脳内での詳細な発現分布を明らかにし、行動制御作用や記憶、情動など、それぞれの脳機能毎に機能分担されている脳内の様々な神経核のうち、これらオキシトシン受容体が発現している領域の役割を明らかにする為、Oxtr-Venusノックインマウスを作製し、その解析を行った。その結果、オキシトシン受容体は、社会行動に関わるとされる脳内の様々な領域で興味深い発現分布をしいる事が明らかとなった(Yoshida他,J.NS,2009)。我々は更に、OXTR発現用AAV-Oxtrベクターを開発し(Sato他,BBB,2009)、様々な領域で発現するOXTRの役割を明らかにするrescue exp.を開始した。この系を用い、母性行動に関与する脳内領域へオキシトシン受容体遺伝子の感染を行ったところ、中隔(lateralseptal nucleus)への感染により母性行動の回復傾向が見出された。一方、母性行動と密接に関係する視索前野やオキシトシン合成主要神経核のSONでは、分娩や母性行動誘導に伴いOXTR発現の上昇することがOXT-Venusマウスの解析により見出された。

領域・時期特異的OXTR遺伝子不活性化実験のためのコンディショナル型Oktr(fx/fx)マウスとAAV-Creベクターも開発し終わり、最終年度はこれらツールを駆使しOXTRによる社会行動制御の解析を続けてく計画である。オキシトシン(OXT)は脳下垂体後葉から分泌されるペプチドホルモンであり、その受容体(OXTR)は、広範囲の組織で発現している。Oxytocin receptor (Oxtr)遺伝子欠損(Oxtr-/-)マウスには、社会行動や母性行動の低下が見出された(Takayanagi,Y et al., 2005)。さらに、当時の未発表実験データで、母性行動の低下したOxtr-/-マウスのマウス脳のLS(外側中隔)およびMPOA(視索前野)領域で、野生型に比べてを示すc-fos活性(ニューロン活性化)の低下を確認していた。一方、当研究室の吉田らはOXTR遺伝子直下に蛍光蛋白のVenusを挿入したOxtr Venusマウスを開発、母性行動に関連すると思われるMPOAやLSでOXTR遺伝子の発現していることを確認した(Yoshida,M, et al, 2009)。さらにその後、本研究室で佐藤・青柳らにより脳へOxtr遺伝子する為のAAVウィルスベクターを開発しており、母性行動制御に関わる領域について、このOxtr-venus-AAVベクターの注入感染により、OXTRによる母性行動のレスキュー実験を行う準備が整った。ステレオタキシックとマイクロポンプを利用し、Oxtr-/-マウス頭部にOxtr-venus-AAVベクターをを注入感染させたところ、LS(外側中隔)領域では快復妊娠後に。出産時母性行動の回復が見られ、野生型に近い表現型が観察できた。しかし、fx(コンディショナル)型OXTR遺伝子欠損マウスのLS領域にAAV-Creマウスを注入し、出産時母性行動の障害が見られるかを観察した実験では、有意な母性行動の低下は見られなかった。これは、OXTR遺伝子存在下で形成された母性行動制御神経回路が、形成後OXTRが失われても維持されるか、或いは、OXTR依存性の母性行動制御回路がLS以外にも存在し、バックアップをしている、等のメカニズムの存在を示唆している。一方、OXTR-/-マウスの低温暴露後の体温低下の解析により、寒冷時の熱産生を制御する褐色脂肪細胞(BAT)の形態異常と体温調節能の低下を見出した。詳細に解析を行ったところ、野生型マウスの低温暴露時には縫線核の尾側縫線核群に属するNRM(大縫線核)OXTR遺伝子発現ニューロンが活性化し、OXTR-/-マウスの同領域は低温暴露時にも活性化しないことが明らかとなった。このOXTR遺伝子発現ニューロンはグルタミン酸型のものであることも明らかとなった。これより寒冷時のOXT→OXTR→グルタミン酸(→褐色脂肪組織?)と言う回路の存在が示唆された。これらの結果は現在投稿中、及び投稿準備中である。
高時空間分解動画像解析に基づく微表情・偽装表情の検出

本研究では、動画像を解析することにより、瞬時に表れて消えるわずか0.2秒以下の表情を捉え認識し、人の隠された感情を計算機で理解する微表情を検出するシステムの実現を試みた。この目的のため、顔の重要なランドマークを安定して検出する手法を開発し、これらの点に基づいて決定される注目領域の運動特徴量を求めた。こうして得られた運動特徴量を用いて認識手法の1つであるサポートベクトルマシンにより微表情の検出を行った。結果として81.8%の検出精度を得ることができた.初年度は、100Hz撮影が可能なカメラを購入し、得られた動画像を元にOpenFrameworksを用いた顔検出ライブラリを利用し変化の起こり得る領域の検討するプログラムを作成した。これにより、顔の向き姿勢が変動してもこれに追従し注目領域を顔表面に貼りつけたように特徴量を計算することが可能になった。基礎的な実験により、特に口元の非対称性に着目し実験を行い、わずかな非対称性を検出することができた。一方で、微表情を確実に引き起こす方法については未だ検討中であり,継続して検討していく必要がある。使用予定のカメラ開発が遅れの納入が遅くなってしまったため、高時空間分解能オプティカルフローをもとにした微表情検出の検討を行うことができていない。具体的には、まず、深層学習技術を適用し、顔のランドマークを追跡する手法を開発した。これにより、顔の上下動や左右の動きなど表情変化とは関係ない運動の影響を受けずに、顔の重要なランドマークを追跡することが可能となった。そうして、得られたランドマークから顔表面上のいくつかの注目領域を自動的に決定する。こうして求められたそれぞれの注目領域でオプティカルフローに基づくHOOF(Histgram of Oriented Optical Flow)特徴量を求めた。これは運動の方向を離散化したビンを考え領域内で投票する方法である。こうして得られた特徴量を元に認識手法の1つであるSVM(サポートベクトルマシン)により微表情を検出した。微表情の検出はある程度の精度で可能となったが、その内容(ポジティブな反応なのか、ネガティブな反応なのか、どういった感情が隠されているのか)については、まったく情報が得られていない。これについてもこれまでの表情に関する学問的知見をもとに解析を進める必要があると考えている。一方で、信頼できる微表情のデータ収集は非常に困難であった。このため、ランドマークの学習や手法の検証という点では十分に行えたとは言い切れない。結果として81.8%の検出精度を得ることができた.ここまで開発を進めてきたOpenFrameworksライブラリ上のシステムを高時空間分解能オプティカルフロー検出装置に組み合わせ、注目領域のオプティカルフロー検出を安定して行うことを目標に早期に開発を行う。画像計測
食品成分機能性・安全性評価用ｉｎ　ｖｉｖｏスクリーニング法の開発

本研究課題では,新規機能性食品成分および安全性評価のための線虫の成分既知の合成培地を用いたin vivo試験法の開発を行った.本評価系で,抗酸化作用を持つクエルセチンなどのフラボノイド化合物の培地への添加は線虫の成長に有利な効果を示すこと,銅,亜鉛などの微量元素を欠如すると繁殖が顕著に抑制された.さらに,医薬品インスリンと血糖降下作用が期待されているバナジウムの複合影響を評価したところ,遺伝子の発現変化を測定することで,形質として現れない影響を評価することができ,複合することでバナジウムの毒性が増強される可能性が示唆された.このことは,本評価系が有効な手法であることを示すものである.本研究課題では,新規機能性食品成分および安全性評価のための線虫の成分既知の合成培地を用いたin vivo試験法の開発を行った.本評価系で,抗酸化作用を持つクエルセチンなどのフラボノイド化合物の培地への添加は線虫の成長に有利な効果を示すこと,銅,亜鉛などの微量元素を欠如すると繁殖が顕著に抑制された.さらに,医薬品インスリンと血糖降下作用が期待されているバナジウムの複合影響を評価したところ,遺伝子の発現変化を測定することで,形質として現れない影響を評価することができ,複合することでバナジウムの毒性が増強される可能性が示唆された.このことは,本評価系が有効な手法であることを示すものである.今年度は,本研究課題の基盤となる条件設定を中心に行った.線虫培養の合成培地による培養において成長の個体差が大きいためグルコース濃度および微量金属の影響を調査した.グルコースは基本培地としたGrace昆虫細胞培地に含有する700mg/lおよび2倍濃度を試したところ,線虫の成長に大きな違いは見られなかった.微量金属では,Cuを培地から除くと線虫の成長に遅れが見られ,成虫まで成長する個体数が減少した.一方,6mg/lで成虫まで成長する個体が増えたが,12mg/lに濃度を上昇させると成長に遅れが見られ10日前後でコントロールに比べ有意だったことから,Cuは成長に必須微量元素ではあるが,必要量の濃度域は狭いことが分かった.Znについても調査を行ったが,Znは成長に影響を及ぼす濃度はCuに比べ高濃度であり,未影響濃度域は比較的広かった.インスリン様の機能性が期待される金属であるバナジウムに影響についてバナデートを用いて検討したが,低濃度のバナデート添加で線虫の成長は影響されなかったが,高濃度では毒性影響が現われ,成長阻害が起こった.DNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析は,6000遺伝子のプローブ設計を行い,マイクロアレイによる遺伝子発現解析に必要なRNAが抽出可能な線虫の量は2から3万匹であることが分かったことから,機能性等の評価を行うために10ml程度の培養で1試料が調製できると考えられた.実際に解析を試みるため,現在,Cuの濃度影響とバナジウムの暴露影響について検討を始めており,72時間暴露でのDNAマイクロアレイのデータ取得が終了した段階であり,次年度には解析を行う予定である.今年度は,本研究課題で開発した線虫培養合成培地を用いた評価系の有効性について検討した.サプリメントと医薬品との併用効果についてインスリンおよびバナジウムの培地への添加の影響について主に検討した.インスリンは線虫の成長に影響するという報告が多いが,ヒトに投与する程度の濃度では全く影響を示さなかった.バナジウムもサプリメント程度の低濃度では影響を示さなかったが,高濃度になると用量依存的に成長の抑制を示した.また,種々濃度のバナジウムに低濃度のインスリンを同時暴露しても成長に関してはバナジウム単独の影響と同様な成長阻害しか観察されなかった.一方,DNAマイクロアレイによる遺伝子発現変動の調査では,成長に影響を与えない程度の濃度であっても両物質ともに特徴的に発現量が変化する遺伝子が検出された.さらに同時暴露においては,その数が増加した.二次元電気泳動およびPhosTagによるリン酸化タンパク質の分析において単独暴露と同時暴露において共通あるいは条件特異的なタンパク質を検出することができた.以上のことから,線虫を用いることで形態レベルの評価が行えるが,遺伝子発現およびタンパク質レベルで評価を合わせることで,さらに形態に現れないレベルの変化を知ることができることが分かった.遺伝子発現レベルでは,バナジウム単独暴露の場合に発現が減少傾向にあった遺伝子がインスリンを共存させることでさらに強い発現減少を示すものがあることが分かり,インスリンを服用している際にバナジウムの摂取を行うことはバナジウムの毒性作用が現れやすくなる可能性が高いことが示唆された.また,本研究課題を通して,線虫を培養可能な合成培地を用いることで,食品成分の機能や有効性,さらには,複合影響がより正確に評価できる可能性が高いことを示すことができた.今年度は,線虫培養培地の改良の効果をDNAマイクロアレイで検討した.基本培地として用いたGrace昆虫細胞培地および本研究で作製した培地それぞれで線虫を96時間培養し,mRNAを抽出し,発現変動遺伝子を比較したところ,Grace培地に比べhSP-12.3ストレス応答遺伝子の発現が有意に減少した,一方で脂質代謝関連酵素の発現が有意に上昇した.このことは,今回作製した培地が線虫の培養に優れていることを示唆する.また,食品機能性成分について抗酸化能を示すフラボノイド化合物のクエルセチン,ルチン,カテキンについて効果を調査した.その結果,これら3化合物はともに線虫の成長を促進することが分かり,中でもクエルセチンが最も高い効果を示すことが分かった.

フラボノイドではない抗酸化物質トコフェロールの培地への添加では高濃度において成長阻害が観察されたものの幅広い濃度範囲で培養を行ったが,促進効果は全く見られなかった.以上のことから,成長促進作用は,抗酸化能を持つフラボノイド化合物に特有なものであると肝が和えられた.また,クエルセチンおよびルチン添加培地で培養した線虫の遺伝子発現状態をDNAマイクロアレイで解析したところ,クエルセチンはルチンで発現が変動した遺伝子をほぼ包括し,かつ,より多くの遺伝子の発現を変動させていた.このことは,ルチンで発現が変動していた遺伝子が成長促進効果に基本的に必要なものであり,クエルセチンのみで変動している遺伝子が加わることで成長促進の効果を高めていると考えられる.また,昨年度に引き続き,微量元素の効果の検討を行ったところ,Znの最適濃度を決定できた.また,CuおよびZnのDNAマイクロアレイ解析を行い,データの収集を終了した.培地成分の見直しおよび基本的な実験条件の設定等は計画通りに進展している.しかしながら,基礎的な条件設定が主であったため,研究成果の公表が積極的にできていない.25年度が最終年度であるため、記入しない。線虫を成虫まで成長させられる培地がほぼ完成でき,数種類の微量金属の有効量の測定が可能であることが分かった.また,その培地を用いて食品の機能性成分のいくつかを成長等指標でin vivo評価行い,いくつかのフラボノイド化合物の有効性が確認できた.また,いくつかの機能性成分添加による線虫における遺伝子発現変動解析もDNAマイクロアレイを用いて行い,データの収集は行えている.また,本研究の成果をもとに特許出願を最終年度4月に行ったことから,おおむね順調と判断した.今後は,研究の計画通りに進めることに配慮するとともに,実際の機能性評価や安全性評価を視野に効率的な評価法の構築を試みる,また,研究成果の公表を積極的に進めていく.25年度が最終年度であるため、記入しない。培養培地もほぼ完成できた.当初計画に従い,微量元素および食品の機能性成分の評価を行ったが,これまでに行ったDNAマイクロアレイのデータの遺伝子発現変動データのリアルタイムPCR等による検証を行うとともに,医薬品および複合影響を含めた新規の条件についても検討を行い,研究の目標達成に努める.また,特許出願を行うために実証データの外部発表を控えていたが,最終年度当初(4月)に出願を行ったことから,今年度は成果発表に努める.
Intronless遺伝子の分子進化-ヒスタミンH1受容体を例として-

これまでに5種類の哺乳動物(ヒト、ウシ、ラット,マウス,モルモット)のヒスタミンH1受容体についてウシに関してはcDNAを,また,それ以外についてはゲノム遺伝子をクローン化した.ヒト,ラット,及びモルモットヒスタミンH1受容体のゲノムDNAはいずれもIntronless遺伝子であることを確認した.また,ヒトでは第三染色体p25にその遺伝子が存在した.マウスH1受容体遺伝子については九州大学生体防御医学研究所感染防御学部門渡辺武教授の共同研究によって蛋白質コード領域についてイントロンがないことを確認した.クローン化したH1受容体の蛋白質一次構造について種による違いを比較したところ,そのホモロジーは71-81%とイントロンがないH1受容体において種による違いが著しいことが判明した.このようにイントロンがないH1受容体において種による違いが著しいことは単にH1受容体が受ける機能的制約が少ないためではなく,イントロンが接極的に変異を抑制する役割を果たしている可能性が考えられた.よく似た2つの遺伝子間で相同組替え(homologous recombination)といわれる機構によって組替えがおこることが知られているが,イントロンは遺伝子の間に入りこんでホモロジーのある領域の長さを減少させこの相同組替えを抑制する機能を担っており,その結果イントロンを持っていない遺伝子は進化が速いとする考えである.phosphoglycerate kinase(Pgk)には2つのアイソザイムがありそれぞれイントロンを持つPgk1とイントロンを持たないPgk2の2つの遺伝子にコードされている.ところがPgk2の進化のほうが速いことが報告され,またPyruvate dehydrogenase E1αでも同様のことが報告されている.これらはイントロンが変異を抑制する役割を果たしていることを反映しているのではないかと考え,現在検討している.これまでに5種類の哺乳動物(ヒト、ウシ、ラット,マウス,モルモット)のヒスタミンH1受容体についてウシに関してはcDNAを,また,それ以外についてはゲノム遺伝子をクローン化した.ヒト,ラット,及びモルモットヒスタミンH1受容体のゲノムDNAはいずれもIntronless遺伝子であることを確認した.また,ヒトでは第三染色体p25にその遺伝子が存在した.マウスH1受容体遺伝子については九州大学生体防御医学研究所感染防御学部門渡辺武教授の共同研究によって蛋白質コード領域についてイントロンがないことを確認した.クローン化したH1受容体の蛋白質一次構造について種による違いを比較したところ,そのホモロジーは71-81%とイントロンがないH1受容体において種による違いが著しいことが判明した.このようにイントロンがないH1受容体において種による違いが著しいことは単にH1受容体が受ける機能的制約が少ないためではなく,イントロンが接極的に変異を抑制する役割を果たしている可能性が考えられた.よく似た2つの遺伝子間で相同組替え(homologous recombination)といわれる機構によって組替えがおこることが知られているが,イントロンは遺伝子の間に入りこんでホモロジーのある領域の長さを減少させこの相同組替えを抑制する機能を担っており,その結果イントロンを持っていない遺伝子は進化が速いとする考えである.phosphoglycerate kinase(Pgk)には2つのアイソザイムがありそれぞれイントロンを持つPgk1とイントロンを持たないPgk2の2つの遺伝子にコードされている.ところがPgk2の進化のほうが速いことが報告され,またPyruvate dehydrogenase E1αでも同様のことが報告されている.これらはイントロンが変異を抑制する役割を果たしていることを反映しているのではないかと考え,現在検討している.
マルチバンドレシーバのためのアンテナ一体型送受信回路の開発

ADSL、FTTHなど有線ブロードバンド通信の普及や、衛星デジタル放送、地上波デジタルTV開始にともなう動画コンテンツの増大により、無線LANなどの高速無線データ通信のニーズは急拡大しているが、IEEE802.11a, b, g等の無線規格では速度及び安定性の面から性能面で不十分といわれている。このためUltra Wide Band(UWB)などの新しい通信方式が開発されているが、アンテナや高周波外付けチップ等の数が増えるためデバイスを小型化設計することが大きな課題となっている。本研究では、セラミックなどの誘電体基板上にUWB用の広帯域アンテナをスロットダイポールの平面アンテナを利用して設計する。アンテナを小型化設計すると、狭帯域になってしまうという問題点があるので、アンテナの設計で小型化かつ広帯域化するにはとても難しい。今回は、3個の共振を利用することで、広帯域アンテナを実現する。また、最近では片面指向性アンテナに注目が集まっている。金属版に貼り付けても特性が変わらず、またアンテナの裏側に無線チップを実装することができるので、全体として小型化することができるからである。本研究では、このような点をふまえて、片面指向性かつ広帯域アンテナの設計を行い、実際に試作して測定を行ったのでここに報告する。ADSL、FTTHなど有線ブロードバンド通信の普及や、衛星デジタル放送、地上波デジタルTV開始にともなう動画コンテンツの増大により、無線LANなどの高速無線データ通信のニーズは急拡大している。現在普及してきているIEEE802.11a,b,g等の無線規格では速度及び安定性の面から性能面で不十分といわれている。このためUWBなどの新しい通信方式が開発されているが、アンテナや高周波外付けチップ等の数が増えるためデバイスを小型化設計することが大きな課題となっている。本研究では、セラミックなどの誘電体基板上に複数の平面型アンテナを配置し、そのアンテナに直結したCPW (Coplanar Wave Guide)による広帯域インピーダンス整合回路を構成し、さらに今回新たに提案するマルチバンドパスフィルタを直結することで、マルチバンドアンテナ一体型デバイスを開発するものである。本年度(平成19年3月31日)の研究実績を示す。1)広帯域スロットアンテナの設計については、申請者らが提案したCPW整合回路一体型スロットアンテナの設計の妥当性を検証するために、電磁界シミュレータを用いて小型アンテナの設計を行う。なお、本設計理論では簡単化のため、導体の損失無し、導体厚=0としたが、実際のデバイスを設計する際には、導体厚と損失を考慮して設計した。2)整合回路一体型マルチバンドアンテナの開発については、申請者らが提案したマルチバンドフィルタを複数のアンテナに適応し一体化設計を行い、小型化設計を行った。形状はマルチジャンクション構造とした。理論を検証するために一例として、フィルタ1の周波数を5GHz、フィルタ2の周波数を6GHz、フィルタ3の周波数を7GHzとした。現在普及してきているIEEE802.11a、b、g等の無線規格では速度及び安定性の面から性能面で不十分といわれている。本研究では、セラミックなどの誘電体基板上に複数の平面型アンテナを配置し、そのアンテナに直結したCPW(Coplanar Wave Guide)による広帯域インピーダンス整合回路を構成し、さらに今回新たに提案するマルチバンドパスフィルタを直結することで、マルチバンドアンテナー体型デバイスを開発するものである。(1)小型アンテナの評価:前年度得られた小型アンテナの設計値をもとに、実際にスロットアンテナを試作した。インピーダンス整合状態を評価するためにプローブシステムを用いて、ベクトルネットワークアナライザ。(HP社)により計測した。(2)整合回路-体型広帯域フィルタの開発:アンテナ部から伸びる整合回路に3つの分岐線を設けそれぞれに異なる中心周波数、を持たせることにより広帯域のフィルタ存実現した。

本研究の目的は、セラミックなどの誘電体基板上に複数の平面型アンテナを配置し、そのアンテナに直結したCPW(Coplanar Wave Guide)による広帯域インピーダンス整合回路を構成し、さらに今回新たに提案するマルチバンドパスフィルタを直結することで、マルチバンドアンテナー体型デバイスを開発ことである。本年度(平成19年3月31日)の研究実績を示す。Japanバンドである7.25GHzから10.3GHzをカバーするUWBアンテナを設計し、試作及び評価を行った。アンテナ基板には、高周波基板に用いられる誘電体基板であるFR4を用いた。比誘電率は4.25である。アンテナ形状は、前年度までに設計したスロットアンテナを用いた。さらに、広帯域化のための設計手法として、スロットアンテナをメインの共振とし、アンテナから基板先端までの距離及びアンテナ側面から基板までの距離を独立に制御することにより、マルチ共振を発生させた。さらに、その周波数及び入力インピーダンスを制御することで、Japanバンドの帯域を満足する広帯域アンテナを設計した。また、アンテナの小型化のため、スロット部の一部を折り曲げる構造とした。さらに、裏面にフローティンググランドを設けることにより、片面指向性アンテナも実現した。現有するネットワークアナライザによる反射特性を計測することにより、設計どおりの結果を得た。また、UWBリーダライタシステムにおける通信距離テストにより、通信可能であることを確かめた。
脳機能画像を用いた痙攣性発声障害の病態解明

痙攣性発声障害は声のつまりや震えをきたす近年増加している疾患である。その病態については未だ不明であるものの、脳機能の異常が原因と考えられている。我々は痙攣性発声障害患者に対し、機能的核磁気共鳴(functional MRI)を行い、脳機能の評価を行った。色々な発声タスク、手術前後の脳活動の比較を行うことにより、大脳基底核の異常、感覚を統合する頭頂連合野の機能異常を認めた。これらの領域が痙攣性発声障害の発症に深く関わっている可能性が示唆された。痙攣性発声障害(Spasmodic dysphonia:以下SDと略す)は、発声中の詰まりや途切れ、震えをきたす疾患であるが、原因に関しては局所ジストニアとする説が有力であるが、いまだ確定的ではない。現在我々は脳機能の観点から本疾患に対して研究を行っている。これまでSiemens社の1.5TのMRIにて実験を行い、健常人6名、SD6例に対して検討を行った。発声によるアーチファクトを最小限にするように事象関連デザインを用いて研究を行った。SD症例では健常人と比較して、一次聴覚皮質、運動性言語野、下前頭小葉、両側島、小脳でより高い賦活を認め、左一次体性感覚野、両皮質下核(被殻、淡蒼球)で低い活性を認めた。SDが中枢性の疾患であることが証明された。これはこれまでの他のSDにおける脳の賦活異常部位と同様であった。ただし、賦活の増減に関しては報告で一定していなかった。年齢構成や罹病期間、タスクの選定などが脳機能賦活部位に関係している可能性も考えられた。新しい3TのMRIになってからタスクをこれまでの「いー」のみから「いーい。いーい。」「数字を読み上げる」の3つにした。より声の悪化を誘導するタスクを検討し新しく現在研究を行っている。その成果は学会発表、論文に投稿している。痙攣性発声障害症例は当該年度までで13例の症例が集まった。これを16例の健常者と比較し検討を行った。当初持続母音のタスクで健常群との違いを検討したが、持続母音は症状の出にくいタスクであるとの報告から、2音節2回反復タスクあるいは数字の読み上げタスクとより症状が出ると思われるタスクを増やし検討した。全てのタスクで共通して小脳、尾状核、視床、中脳で強い賦活を認めた。数字の読み上げでは右感覚運動野で強い賦活を認めた。弱い賦活となった部分は、全てのタスクで頭頂皮質、前頭前皮質で認め、持続母音では補足運動野や被殻、淡蒼球、数字の読み上げでは右感覚運動皮質であった。いずれにしても小脳、大脳基底核(尾状核)、視床で異常が認められ、より言語的な数字の読み上げでは感覚運動野に異常を認めた。当初の計画では高音発声時の脳活動についても検討する予定であったが、これまでの報告で持続母音発声が症状のあまりないタスクと同様と考えられており、高音発声は症状のでないタスクであるため、あまり持続母音と違った新しい所見が出る可能性が低いこと、1症例についての課題が多くなり負担が大きいことから今回はタスクとして行わないこととした。その代わり、撮影したMRI画像を利用して構造画像から健常群と痙攣性発声障害群の脳領域の容積を比較するVBM測定を追加した。これらからも尾状核に灰白質容積の違いを認めており、これまでの報告と同様に大脳基底核に異常を認めた。我々の結果は、これまでの痙攣性発声障害の脳機能の報告、その他のジストニアの脳機能の報告と同様であった。治療前後の脳活動に関しては、これまで言われているように音声リハビリで症状が改善した症例はなく、期間中に手術を行い治療をした症例は1例のみであった。この症例に関しては検討を行い、治療後症状の改善とともに発声による脳活動が全体的に小さくなったのを確認した。痙攣性発声障害(Spasmodic dysphonia:以下SDと略す)は、発声中の詰まりや途切れ、震えをきたす原因不明の疾患である。これまでSDの原因は局所のジストニアとする説が有力で広く受け入れられているもののまだ確定的ではない。これを裏付けるための研究が進められている。我々もfunctional MRIを用いて脳機能の観点からこれを裏付けるために研究を行っている。Siemens社の1.5TのMRIにて実験を行い、健常人29名、SD6例に対して検討を行った。SD症例では健常人と比較して、感覚運動野、前運動野、補足運動野、小脳、視床、大脳基底核、前帯状皮質にて賦活の程度が少なかった。反対にブロー野やウェルニッケ野では賦活の程度は多くなっていた。