hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
保健師のネットワーク技術獲得のためのプリセプターと住民活用による教育ツール開発

本研究の目的は、保健師のネットワーク(NW)技術獲得のためのプリセプターと住民活用による教育ツールを開発することである。新人期に担当地区でネットワーク形成経験を持つ保健師3名と、その地域の住民7名を対象に、半構成的面接を行い分析した。結果、入職1年間は週に半日ほど情報収集や住民との関係づくり、家庭訪問等を目的に、地区に行く仕組みをOJTに取り入れ、得られた気づきや疑問などを記録し、またNW形成技術項目に照らして保健師や住民プリセプターからフィードバックをもらうという内容が抽出された。行政保健師が地域の健康課題を解決し、ソーシャルキャピタルを促進するためには、キーパーソンとなる住民や専門職とのネットワーク形成が方略として有効であり、今後の重要な課題でもある。本研究は、3カ年計画で地域でのネットワーク形成実践技術を中心とする行政保健師の専門技術の獲得について、新任保健師に対するOJTに焦点化し、プリセプターを介した教育と模擬住民(患者)を活用した教育という両面から教育ツールを開発し、その介入効果をネットワーク形成実践技術尺度を用いて評価を行うことで、より効果的な教育プログラムを検討、開発することを目指すものである。平成22年度は、初年度であることから、研究目的に沿った文献検討と整理を行った。また同時にフィールドである香川県高松市の保健師管理職及び現任教育担当保健師と今後の調査研究について会議を実施し、今後の活動について検討した。その計画を踏まえ、3月までに看護職のプリセプターシップを専門とする研究協力者と共に、分担研究者を交え保健師と共にグループワークの作業を15回実施した。作業の成果として、今まで理論的な枠組みのなかで語られることが多かった、行政保健師の業務内容が明らかとなった。さらにその業務内容をたたき台に行政保健師の技術項目を抽出整理した。次年度からは、この技術項目による評価や、新人保健師のOJTに組み込んだ研修制度プログラムの作成、そしてプリセプターや住民を巻き込んだ教育プログラムのツール開発を行っていく予定である。本研究の最終目的は、行政保健師の専門技術である、地域でのネットワーク形成実践技術の獲得について、新任保健師に対し、プリセプターを介した教育と模擬住民(患者)を活用した教育という両面から教育ツールを開発、評価を行うことである。平成22年度は対象自治体と協働で基盤となる新人保健師人材育成のための教育プログラムとそのツールの試案を検討し、平成23年度からはそのプログラムを新人行政保健師とプリセプタニを対象に試行実施し、保健師専門技術獲得における達成度を量的、質的に評価した。量的評価としては、技術項目の到達度を6段階で確認し、その推移を入職時・3ヶ月・6か月・1年の時期ごとにプリセプターと一緒に評価を行った。その結果、入職時までの経験の影響はあるが、半年の時点で基本的な技術項目については、単独での技術実施が可能なレベルの技術獲得状況が伺えた。質的評価としては、3ヶ月・1年の時点で、新人とプリセプター保健師に面接調査を行い、研修の状況や新人とプリセプターとの関係、教育ツールやプログラムの評価などをデーター収集し、質的帰納的に分析した。その結果、プリセプター制については概ね良好な関係が取れ、教育効果があったが、物理的な距離や入職からの時期がその関係に影響を与えていた。また教育プログラムについての評価は良好であったが、ツールとして開発したポートフォリオについては、入職時は活用されていたが、3ヶ月くらいになると記入への負担感を訴えていた。これらの得られた結果を、随時研究者と自治体で検討を行い、ツールの改善や教育システムの充実を図った。またその結果を関連学会で発表した。今年度は、本研究の目的である、保健師のネットワーク形成技術獲得のためのプログラム開発に向け、対象地域である高松市の新人保健師とその担当地区のキーパーソンである住民を対象にインタビュー調査を行った。調査内容は、担当地区でネットワークを形成する過程で保健師は住民からどのような支援を受けたか、また、住民は保健師にどのように支援したかをそれぞれのペアでデータを収集し、質的帰納的分析を行った。分析の結果、保健師は住民から、その地域の歴史、文化、価値観を学び、またキーパーソンが集まる会合や催しで紹介してもらう、そして必要時には、関係するキーパーソンにつないでもらうなどの支援を受けており、また支援を受けることで、住民に受け入れてもらっているという情緒的支援も得ていた。一方住民は、自分の地域担当の保健師ということで、教育しているという意識の有無にかかわらず、地域住民にしかわからないような情報(暗黙のルール)を提供し、また必要時、地域のキーパーソンにつないでいた。この相互作用によるプロセスを経て、新人保健師は担当地域でネットワーク形成を行い、またその内容も充実させることができていた。さらに、新人保健師は住民からの情緒的支援により担当地域に愛着を持ち、地域に積極的に介入する動機づけを高めていた。

住民も新人ということもあり、様々な機会を利用し支援した結果として新人保健師に愛着を形成し、結果としてまた支援するといった良循環が形成されていることが明らかになった。この内容についての最終分析結果は、今後学会で発表予定である。この結果をもとに、以前より実施していた高松市における新人教育プログラムの中で、住民を活用した担当地区でのネットワーク形成支援としてプログラム化し、実施評価を行っていく予定である。本研究の最終目的である、ネットワーク技術の獲得のための住民を活用した人材育成プログラムの開発を行うためには、それを組み入れて効果を挙げるための基盤となる人材育成プログラムが必要である。しかし対象自治体には保健師の教育プログラムそのものが存在しなかったため、研究と同時進行でプログラム開発を行い、実施評価を行った。そのため初年度からの2年間は、主に新人とプリセプター保健師を対象にプログラム開発を行った。今年度は昨年から準備している、住民を対象とした調査を行い、プログラムの開発と検討を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の新人保健師と保健師プリセプターを対象に、昨年度改善した教育プログラムを継続実施し、専門技術獲得における達成度を量的、質的に評価し、昨年度の結果と比較し、より効果的な教育プログラム開発に向け、検討する。また、継続して2年目保健師とそのプリセプターを対象に、量的、質的に評価を行い、中堅期も視野に入れた今後の教育プログラムについて検討する。さらに住民を対象に、住民をプリセプターや模擬住民(患者)とした教育プログラムとツール開発に向けた面接調査を行う。分析結果を基に、対象自治体と協働で今までに開発した新人教育プログラムに組み込む形での実施と教育ツールについて検討する。以上の調査13の分析結果を基に、対象自治体の現任教育検討会委員と協働で、今までに開発した新人教育プログラムに住民参加のプログラムを組み込んだ新たなプログラムと教育ツールを開発する。加えて今後の中堅保健師の教育プログラムの開発を視野に入れた検討も行う。
重症糖尿病に対する内眼手術後の炎症メカニズムの解析

糖尿病患者は全身に慢性炎症を生じており、局所手術である白内障手術や硝子体手術を施行した場合、炎症が重症化・遷延化すると考えられているが定量されてはいなかった。本研究によって、糖尿病患者における、白内障および硝子体手術時の術後の眼内炎症の経時変化は、非糖尿病患者に比較すると、術前から炎症が認められ、術後の炎症も、より強く認められることが示された。また、術後の一時的な炎症増悪の改善は、非糖尿病患者では1か月以内に認められるのに対し、糖尿病患者では3か月以上必要であることが示された。この術後の眼内炎症の重症化・遷延化に影響を及ぼす因子として、術中の手術時間と光凝固数が有意に相関していた。該当年度は重症糖尿病患者100名の白内障手術を施行する予定であったが、40名に留まり、十分なサンプル数が得られない状態である。原因としては、全身状態の重症度が想定以上に悪く、手術そのものが出来ない症例が20例近く発生してしまったからである。一方、現時点で組み入れることの出来た白内障手術を施行した重症糖尿病患者については、前房水サンプルも確保でき、臨床パラメータとしての視力や網膜黄斑部厚、そして炎症の指標である前房水蛋白濃度の経時的な測定は行われている。前房水サンプルはー80度の冷凍保存の状態で確保されており、50例に達した時点でサイトカイン濃度測定を行う予定である。なお、コントロールとしての正常者100名のサンプル採取および臨床経過の測定はすでに終了した。今後は正常者の散サンプル解析を開始する予定である。重症糖尿病患者の白内障手術の臨床及び基礎的な解析を行うに当たり、該当した患者の全身状態の重症度が想定以上に悪く、手術そのものが出来ない症例が20例近く発生してしまったため。また該当年度途中で、共同研究者の野間准教授が海外留学で1年間不在となり、サンプル解析にやや遅れが生じている。白内障手術と同時に、硝子体手術を施行する症例について、当初は重症糖尿病のみを対象にしていたが、至適サンプル数が不足したため、黄斑円孔、黄斑前膜、裂孔原性網膜剥離、糖尿病黄斑浮腫といった網膜硝子体疾患に対象を広げたところ、200眼近く集めることが出来、これらの術後の炎症をレーザーフレアセルメーターで経時的に測定したところ、黄斑円孔や黄斑前膜の手術においては、術後炎症はほとんど見られないが、糖尿病黄斑浮腫の手術においては術前からすでに炎症が生じており、術後はさらに上昇、1か月かかっても回復しないことを見出した。また裂孔原性網膜剥離においては症例間のばらつきが大きく、手術までの日数や網膜剥離の範囲、さらに術中に施行された光凝固の照射数に、術後炎症が比例することが判明した。同時に裂孔原性網膜剥離と糖尿病黄斑浮腫の症例については、硝子体手術の術後に、ステロイド点眼と非ステロイド点眼の比較対照試験も行い、その結果、非ステロイド点眼において、術後炎症の早期の立ち上がりを抑制できることを見出した。これらの結果をまとめて、英文雑誌に投稿したところ、軽微な変更において受理されることがわかり、追加症例をまとめて、本年中に正式に受理された。(Journal of Ocular Pharmacology and Therapeutics)一方、重症糖尿病については、臨床現場において手術適応の決定が出来ないことが多く、全身コントロールのため内科入院中に重症度が下がってしまう。また、ほとんどが重症の網膜症を伴うため、白内障単独症例の選定が難しいこともわかった。サンプル数の不足は否めないものの、術後炎症の評価を様々な網膜硝子体疾患に広げることで、術後炎症の経時変化の違いをとらえることが出来、しかも英文論文にて発表することが出来た。当初の重症糖尿病網膜症については、手術適応の問題はあるものの、ある程度集まっているため、引き続き解析に向けて資料を集めていく。重症糖尿病における白内障手術の術後に与える影響を調べる本研究では、術前・術後の前房炎症を臨床的にレーザーフレアセルメーターで測定し、また手術時における前房水のサイトカイン濃度解析を行って、その相関から安全な白内障手術方法の開発を目指すものであった。最終年度では当初の目標における50症例を得ることが出来たが、臨床的な炎症経過について、正常コントロールの白内障手術後との有意な変化を捉えることが出来なかった。また、サイトカイン濃度の測定については、現状測定しうる種類のサイトカインについて、全て正常コントロールに対して有意な上昇を得られたが、術後炎症との相関を得ることが出来なかった。すなわち、白内障手術においては、重症糖尿病においても、通常と変わらない方法をとって問題ないことが示された。一方、硝子体手術については、術後の炎症を眼圧上昇で再評価したところ、増殖糖尿病網膜症では、予想に反して周術期の変化が少なく、網膜剥離や硝子体出血などの再手術の必要がない経過良好な症例では術後3日までに眼圧上昇がみられなければ、10日以内に退院可能になっていることも判明した。なお、増殖糖尿病網膜症で再手術が見られた症例については、術後炎症や眼圧上昇とも相関していないことが判明した。これらの症例はそもそも例数が少なく、臨床的(フレア数)にも基礎的(サイトカイン濃度)も様々な値をとるため、コントロールとの統計処理が行うことに科学的な意味づけが難しく今後の課題とすることにした。

本研究によって、糖尿病患者における、白内障および硝子体手術時の術後の眼内炎症の経時変化は、非糖尿病患者に比較すると、術前から炎症が認められ、術後の炎症も、より強く認められることが示された。また、術後の一時的な炎症増悪の改善は、非糖尿病患者では1か月以内に認められるのに対し、糖尿病患者では3か月以上必要であることが示された。この術後の眼内炎症の重症化・遷延化に影響を及ぼす因子として、術中の手術時間と光凝固数が有意に相関していた。引き続き症例を増やしていく予定であるが、糖尿病内科と相談し、全身状態が悪いものの比較的経過の安定している症例を、近隣関連施設から紹介してもらい、眼科受診を推奨することで対象症例を増加させるようにしている。次年度には共同研究者の野間准教授が帰国予定のため、サンプル解析が遅滞なく遂行されるものと思われる重症糖尿病で、著明な網膜症がないものの白内障手術適応である症例を対象にしてきたが、実際臨床においては意外と適応症例が少ないことが判明した。といっても20例近くはサンプルとして保存されているため、当初の50症例には満たないものの30症例の時点で、サイトカイン濃度測定を行い、予後との関連性を検討していきたい網膜硝子体サンプル解析に至るまでのサンプル数に達しなかったため野間准教授の海外留学によって、サンプル解析にやや支障を生じたため少額の残金を繰り越したため次年度にサンプル解析を行う。野間准教授は次年度中に帰国予定であり、帰国によってサンプル解析が遅滞なく遂行されるものと思われる次年度予算と合わせて消耗品の購入に充てる
体細胞性ゲノム編集を応用した癌の根本治療への挑戦

本研究ではCRISPR-Cas9によるゲノム編集を体細胞性に応用し、癌における遺伝子異常を根本的に修復する新たな癌治療法開発として、CRISPR-Cas9法による変異特異的遺伝子ノックアウトおよび遺伝子変異部位修復により、異常活性化癌遺伝子の特異的破壊、正常遺伝子との入れ替えを行い、癌における遺伝子異常を根本的に修復する、これまでに無い極めて画期的な癌治療の実現を試みた。膵癌では90%でKRAS遺伝子の特定のコドンに機能亢進性変異を有しており、それを標的とすることで膵癌細胞の増殖が抑制されるか検証するため変異特異的にCRISPR-Cas9法によるターゲッティングを行なった。pCas-Guideプラスミドベクター(Origene, Rockville, MD, USA)に標的とするKRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したguide RNAを挿入したターゲッティングベクターを構築し、リポフェクション法で膵癌細胞にトランスフェクションしてその表現型を解析した。結果、配列特異的に種々の程度の増殖抑制効果を認めた。より高効率で、かつ、導入量の調整がしやすく、また、一過性発現でホストのゲノムへのインテグレーションを起こさないアデノウィルスベクターによるゲノム編集治療実験を行うべく、当初計画に沿って、構築したKRAS遺伝子変異特異的pCas-GuideプラスミドベクターからKRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域を切り出し、アデノウィルスコスミドベクターにインフュージョン法によりクローニングし、アデノウィルスの骨格となる、KRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域をもつコスミドベクターを構築し、293細胞内で組み替えを起こさせることによりアデノウィルスを構築した。本研究ではCRISPR-Cas9によるゲノム編集を体細胞性に応用し、癌における遺伝子異常を根本的に修復する新たな癌治療法開発に挑戦する。CRISPR-Cas9法による変異特異的遺伝子ノックアウトおよび遺伝子変異部位修復により、異常活性化癌遺伝子の特異的破壊、正常遺伝子との入れ替えを行い、癌における遺伝子異常を根本的に修復する、これまでに無い極めて画期的な癌治療の実現につなげる。当初計画に従って,変異特異的あるいは変異近傍配列標的CRISPR-Cas9ベクターの構築、CRISPR-Cas9ベクターのトランスフェクションとゲノム編集効果の評価を行った。ベクター作製において、単一ベクターにガイドRNAとCas9発現配列を組込むpCAS-Guideベクター(Origene)を使用し、変異遺伝子配列に相当する、あるいは、変異近傍の野生型配列を標的とするガイドRNAをデザインして、U6プロモーター下に挿入した。標的配列はKRAS遺伝子コドン12部分の変異配列とした。KRAS codon12はPAM配列を一部含む形になっているためPAM配列を含む変異特異的ガイドRNAの構築が可能であった。それらをリポフェクション法で膵癌細胞にトランスフェクションし,増殖効率をMTT法でアッセイした。膵癌細胞はKRASコドン12部分に異なった変異配列を持つものを用い,アッセイした結果,配列特異的に種々の程度で増殖抑制効果が認められた。本結果はゲノム編集により癌細胞の増殖をコントロールできる可能性を示すものと考えられた。当初計画に沿って研究を進め,概ね仮説通りの結果が得られている。前年度までに標的とするKRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したpCas-Guideプラスミドベクターを構築してリポフェクション法で膵癌細胞にトランスフェクションし、その表現型を解析したところ、配列特異的に種々の程度の増殖抑制効果を認めたため、より高効率で、かつ、導入量の調整がしやすく、また、一過性発現でホストのゲノムへのインテグレーションを起こさないアデノウィルスベクターによるゲノム編集治療実験を行うべく、当初計画に沿って、構築したKRAS遺伝子変異特異的pCas-GuideプラスミドベクターからKRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域を切り出し、アデノウィルスコスミドベクターにインフュージョン法によりクローニングして、サンガーシーケンスにより正しくクローニングされていることを確認することで、アデノウィルスの骨格となる、KRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域をもつコスミドベクターの構築を終了した。当初計画に沿って、アデノウィルスベクターの構築に従事した。pCas-Guideプラスミドベクター(Origene, Rockville, MD, USA)に標的とするKRAS

遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したguide RNAを挿入したターゲッティングベクターを構築し、リポフェクション法で膵癌細胞にトランスフェクションしてその表現型を解析した。結果、配列特異的に種々の程度の増殖抑制効果を認めた。より高効率で、かつ、導入量の調整がしやすく、また、一過性発現でホストのゲノムへのインテグレーションを起こさないアデノウィルスベクターによるゲノム編集治療実験を行うべく、当初計画に沿って、構築したKRAS遺伝子変異特異的pCas-GuideプラスミドベクターからKRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域を切り出し、アデノウィルスコスミドベクターにインフュージョン法によりクローニングし、アデノウィルスの骨格となる、KRAS遺伝子コドン12の種々の変異パターンに対応したガイドRNA発現システム及びCas9コーデング領域をもつコスミドベクターを構築し、293細胞内で組み替えを起こさせることによりアデノウィルスを構築した。当初計画に従って研究を進める。当初計画に沿ってアデノウィルスベクターによるゲノム編集治療実験を施行し、研究の取りまとめを行う。
典型元素とアズレンを基盤とする光機能性π電子系の創出

アズレンの5員環部にリンあるいはホウ素を導入し、隣接する配位性官能基をこれらの典型元素に分子内配位させて、典型元素とアズレンの特異な電子特性を活かした光機能性π電子系の構築を検討した。具体的には、ピリジル基とリンの分子内配位による共役系の拡張と最長波長部吸収帯の長波長化、ならびに、イミノ基とホウ素の分子内配位を利用した固体状態におけるアミノ酸の呈色識別について精査した。π電子系化合物の光化学的な機能性(近赤外線吸収特性、二光子吸収特性、発光特性)に着目し、このような性質を持つ新しいタイプのπ電子系を開発する際に基盤となる化合物群の創出を目的とする。具体的には、特異なπ電子系を持つことで知られるアズレンの電子構造をもとに、1)典型元素の特性をブレンドすることによりHOMO-LUMOギャップの小さいアズレン誘導体を構築するとともに、2)光機能化学的に有用なπ電子系との連結によりハイブリッド型分子を形成することで、新しい光応答性分子を提示する。まず、1)については、HOMO係数の大きいアズレン5員環部の1,3位に電子供与性基として作用するフルオロ基を導入し、LUMO係数が大きい2,6位には電子受容性能の高いボリル基やホスホリル基を導入することに成功した。特に、フッ素化に関しては、種々の反応条件の検討により、穏和な条件下で効率的なフッ素化を可能にする有用試薬を見出すことに成功した。また、ホスホリル基のアズレン骨格への導入部位が光機能特性に重要な効果を及ぼすことも明らかにし、アズレンのπ分能能を反映した結果と言える。一方、ボリル基の反応特性を活かしてカップリング反応によりビアズレン系へ展開するとともに、類縁体としてエチニル基を挟んだジアズレニルアセチレン誘導体に展開することも可能となった。2)に関しては、光化学的に有用な機能性π電子系として知られるホスホールとアズレン系の連結によるハイブリッド型分子の構築にも成功し、レドックス特性や発光特性などの光化学的特性を明らかにした。アズレン誘導体の多くは、その構造に由来したπ-πスタッキングを形成することが知られている。つまり、構造が互いに異なるアズレン誘導体は異なったπ-πスタッキングを形成し、これにより固体状態で呈色に差が生じると考えられる。大環状機能性色素であるポルフィリンに比べ、アズレンはコンパクトな分子でありながら様々な呈色状態を示すため、わずかな分子構造の違いが結晶構造に反映されやすいと言える。本研究ではこのような考えに基づき、分子構造の違いがアズレン間のπ-πスタッキング様式の違い、すなわち固体状態における呈色の違いに反映される系の構築を検討した。そのような試みとして、アズレニルホウ酸にアミノ酸ユニットをイミノ結合を介して導入したところ、アミノ酸の構造の違いが固体状態におけるアズレン誘導体の呈色の違いに反映されることを見出した。アズレニルホウ酸は、水素結合を介して自己集合によりネットワーク構造を形成することが予想されるため、このネットワークにより結晶構造を築き、アミノ酸ユニットの構造の違いがπ-πスタッキング様式の違いを誘起し、これが呈色の違いに現れたと考えられる。さらに、これらのアズレニルホウ酸誘導体のホウ素上で不斉誘導を行い、生成したジアステレオマーを光学分割することで、ジアステレオマー間に呈色状態の違いが見られるか検討した。生成するジアステレオマーは、アミノ酸由来のキラル中心と不斉誘導により生じたホウ素上のキラル中心を持つ。したがって、ホウ素上の置換基R'がアミノ酸ユニットの置換基Rに対してシス、あるいはトランスの配置をとると考えられ、その立体構造の違いがスタッキング様式に差を生じ、呈色状態に反映されると考えられる。様々な溶媒を用いてジアステレオマーの分割を試みたが、各ジアステレオマーの単離には至らなかった。分割条件を検討中である。一方、アズレンの5員環内(1位)に窒素原子を導入したアザアズレンがDNAにインターカレートする特性を利用して、HeLa細胞に対して強力な細胞毒性を示す縮環型アザアズレンの合成に成功した。バイオプローブとしての機能も同時に付与するため、チオフェンやトロポンを縮環させて蛍光特性の向上を図ったが、現在のところ顕著な電子的効果の発現には至っていない。1位と2位にジフェニルホスホリル基と2-ピリジル基をそれぞれ導入したアズレン誘導体を合成し、ピリジル基のホスホリル基への分子内配位がアズレンのπ電子構造に及ぼす効果について検討を行った。まず、目的化合物の合成は、2-ボリルピリジンを2-ブロモピリジンとクロスカップリングさせた後、1位のハロゲン化と続くリチオ化を経由して行った。ハロゲン化の際、通常不安定な1-ハロゲン化体を安定に単離することができた。この時、1,3-ジハロゲン化体も生成した。2-ピリジル基を3-ピリジル基、4-ピリジル基に変えて同様にハロゲン化を行ったところ、相当するハロゲン化体を安定に得ることができた。1,3-ジハロゲン化体の生成比はピリジル基の種類に依存した。

ハロゲンーメタル交換により発生したリチオ体とジフェニルクロロホスフィンとの反応では、相当する3価ホスフィンの他にホスホリル化された目的生成物も同時に得られた。3価ホスフィンについては、酸化して目的化合物へ誘導した。目的化合物のX線結晶構造解析の結果、窒素原子とリン原子の間には配位相互作用が見られたが、両者の原子間距離の和はvan der Waals半径の和よりも若干短い程度であった。また、ピリジル基とアズレニル基は互いに共平面の関係にはなく、若干ねじれた構造をとっており、配位の効果は弱いことがわかる。紫外/可視吸収スペクトルの測定により、最長波長部吸収帯はおよそアズレンとおおよそ同じ波長領域で観測された。当初より予定していた研究計画通りに進んでいる。設計した分子の合成も順調に進み、おおむね予想した成果が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。アズレン系ならびにアザアズレン系において蛍光特性の飛躍的な向上を図るため、緻密な分子設計を行い、光機能性の光度化を目指す。具体的には、分子軌道計算による振動子強度の予測を利用して、分子構造の最適化を行う。
キメラ肝臓を用いた次世代の肝臓移植に関する基礎研究

深刻な肝移植ドナー不足の解消を目指して、キメラ技術を用いた肝臓グラフトの検討を行った。マウス体内でラット由来肝実質とマウス由来肝非実質組織で構成されたキメラ肝臓をラット・レシピエントに移植し、免疫抑制剤を用いながらその生着や機能を評価したところ、適切な免疫抑制剤使用により有意にグラフト生存が延長し、組織学的にも肝組織が維持された。また、4ヶ月にわたりアルブミン産生能が保たれ、グラフトとしての可能性が示された。日本のみならず世界中で移植臓器の不足が深刻さを増し、organ traffickingやtransplant tourismが国際的問題となっている。現在の移植医療の枠組みでは根本的な解決が困難と考えられる現状に対し、我々は新たな"移植可能な再生臓器"を作成すべく、他動物をscaffoldにして再生させたキメラ臓器に注目した。今年度我々は、キメラ肝臓を移植に用いる場合の利点や問題点を明らかにし、その対処法を探る目的で、マウス内にラット由来肝細胞とマウス由来支持組織を併せ持った肝臓(キメラ肝臓)を作成して、その肝細胞と同種同系もしくは同種異系ラット・レシピエントに臓器移植する系を確立した。また、ラット肝細胞のドナーにluciferase遺伝子導入の遺伝子改変ラットを用いることで、ラット・レシピエントを犠牲死させることなく、移植後キメラ肝臓のviabilityを経時的に評価するシステムも確立した。レシピエント・ラットはキメラ肝臓を構成するマウス由来組織に対して拒絶反応を示すが、肝移植臨床で一般に用いられるtacrolimusを術後投与することで拒絶の改善を認めた。また、cyclophosphamideを投与することで更なる改善を、luciferaseによるin vivo imagingや組織学的評価で認め、多剤併用による拒絶コントロールの可能性が示された。また、レシピエント・ラット内でキメラ肝臓由来のアルブミン産生をELISAを用いて計測したところ、luciferase発光量に相関した血中濃度を確認した。今後は、移植後キメラ肝臓に対する拒絶制御と、レシピエント・ラットに対するlife support能、キメラ肝臓内の支持組織を更にラット由来組織に置換する可能性を検討していく予定である。我々は今日の肝臓移植医療を取り巻く困難を乗り越える戦略としてscaffold(足場)に注目した再生肝臓の利用を目指している。その基礎研究としてuPA/SCIDマウス内にて異種動物であるラット肝細胞を再生させたキメラ肝臓を作成し、それをラットに移植する系を作成した。そしてキメラ肝臓をラット・レシピエントに移植することで、移植後のキメラ肝臓がレシピエント体内で長期に生着することを確認してきた。本研究では、キメラ肝臓そのものの詳細な機能評価、並びにキメラ肝臓移植によって引き起こされる免疫反応検討、キメラ肝臓自体の異種成分の更なる置換を柱とした。ナガセ無アルブミン・ラットをレシピエントに用いてアルブミン産生能を評価し、術後2ヶ月にわたりキメラ肝臓が産生するラット・アルブミンをレシピエント血中で認めた。また、キメラ肝臓のlife-support能を評価する目的で、レシピエント・ラットの致死的肝切除モデルの作成を行っている。キメラ肝臓に対するレシピエントの免疫反応を抑制する目的でtacrolimus連日投与に加え、cyclophosphamideの術前投与を行い、キメラ肝臓のviabilityの維持に効果があることを示し、組織学的にも上乗せ効果を示した。キメラ肝臓のマウス由来成分をラット成分に置換する研究として、そのモデル作成の為にSCIDマウスを用いて、crotalineを投与して肝血管障害を引き起こし、それにラット由来骨髄細胞や血管内皮細胞を移植した。crotaline投与量や移植細胞数などの至適なプロトコルおよびscaffoldマウスに対する放射線照射による肝血管障害の可能性を検討していく予定である。前年度までの本研究では、移植後キメラ肝臓の短期の機能評価、および免疫抑制プロトコルの併用によるグラフト保護効果を示してきた。本年度には、アルブミン産生に注目して移植後キメラ肝臓が4ヶ月間にわたり機能を維持することを示した。更に、免疫染色を用いて移植後キメラ肝臓が、レシピエント・ラットからの肝再生促進シグナルに対して反応し得ることを示した。また、前年度までの成果から、遺残する異種成分に対する拒絶コントロールが重要であることを改めて示され、血管内皮などの臓器構成成分も置換することを検討した。マウスに対して、Monocrotalinや放射線照射により肝血管内皮障害を引き起こし、そこに肝類洞内皮細胞や骨髄由来細胞などを細胞移植してその置換の可否を検討したところ、骨髄由来細胞による置換の可能性を示す結果を得て、更なる詳細な検討を行った。
好奇心と物欲の系譜-教養文化とは何であったか?

本研究プロジェクトでは,「消費文化史研究会」開催を通じて,この新領域に関する共通認識を培いつつ,構成員をそれぞれ単独執筆者とする著作シリーズ発刊の準備を進めてきた.成果の一部は, 2009年社会経済史学会のパネル報告「消費社会における教養を考える」で公表された.また, 2011年度末に開催された国際シンポジウムでは,国内外の研究者25名の講演・発表を通じて,研究成果を集約するとともに,今後の学問的課題を確認した.本研究プロジェクトでは,「消費文化史研究会」開催を通じて,この新領域に関する共通認識を培いつつ,構成員をそれぞれ単独執筆者とする著作シリーズ発刊の準備を進めてきた.成果の一部は, 2009年社会経済史学会のパネル報告「消費社会における教養を考える」で公表された.また, 2011年度末に開催された国際シンポジウムでは,国内外の研究者25名の講演・発表を通じて,研究成果を集約するとともに,今後の学問的課題を確認した.平成21年度は,経済史・歴史学・文学の学際的領域における,経済成長とそれに伴う消費文化の変化についての研究を確認し,それぞれテーマを分担し適宜に検証と批判を行った.すでに,平成20牢3月に立ち上げた消費文化史研究会にて課題報告を済ませていた,草光(研究分担者),大石(研究分担者),新井(研究分担者),眞嶋(研究代表者)は,それぞれ1冊,合計四冊の単行本の執筆にとりかかり,平成21年4月からは新たに菅(研究分担者),大橋(研究分担者),新(研究協力者),田中(研究協力者)が課題報告をおこなった。菅(研究分担者)は「論題:<緑>の消費文化史--室内緑化とモダニティ」を報告し,大橋(研究分担者)は「論題:オークション・マニアの時代-18世紀イギリス消費文化の一側面オークション」,新(研究協力者)が「論題:愚かな投資家?-イギリス国営富くじと投資における教養」,田中(研究協力者)は「論題:効率的消費の誕生-個人主義と合理主義の消費文化史」を報告して,当研究グループ内8名の課題報告を一巡させた。平成21年度の締めくくりは、単行本原稿を読み合わせと詳細にわたる検証を目論見,草光(研究分担者)による執筆報告が行われた。さらに,富山氏(連携研究者)の報告「論題:<消費>の境界線-近代イギリスにおける「公共圏」と「暴動」の系譜学」に,コメンテーターとしては見市氏(連携研究者)を迎えて,活発な議論が交わされた。また,平成21年9月には,東洋大学で開催された社会経済史学会に,当研究グループから草光(研究分担者)の司会の下,新井(研究分担者),新(研究協力者),田中(研究協力者),眞嶋(研究代表者)の4名がパネル報告に参加し,研究成果の一般公開に努めた。パネル報告で提示された諸課題は,さらにそれぞれ独立した論文として執筆,学会誌「社会経済史学」へ投稿され,現在査読中である。平成22年度は,本研究プロジェクトの母体である消費文化史研究会で研究課題報告をおこなった草光(研究分担者),大石(研究分担者),新井(研究分担者),眞嶋(研究代表者),菅(研究分担者),大橋(研究分担者),新(研究協力者),田中(研究協力者)は,それぞれ並行して研究調査・論文および単行本の執筆を進めた.本年度は,上記の研究者のうち5名が当補助金を海外研修旅費に充当して使用し,希少価値の高い資料の収集を綿密に行うことができた.具体的には,眞嶋が大英図書館コリンデール分室にて1887年創刊の服飾業界新聞Drapers Recordの調査を行い,19世紀末以来の英国繊維産業の衰退と消費者嗜好の変化に対する分析を進め,大石(研究分担者)は18世紀における消費文化とチャリティーの関係について,特に奴隷貿易廃止運動を消費というキーワードで読み変えていく調査を行った.田中(研究協力者)はバーミンガム大学において19世紀以降,労働者階級のための職住近接の理想都市を実現した菓子飲料業界大手Cadburyを主に調査し,大英図書館において19世紀末における住宅問題に関連する史料を広く集めた.一方で,研究の相互チェックにより,学術的なレベルと広い読者層向けの魅力を一層高いものにすることを目的として,消費文化史研究会において3ヶ月ごとに執筆報告会を行い,単行本に用いる執筆文をもとに意見交換を繰り返した.本年度から,研究会顧問の富山太佳夫(青山学院大学教授)見市雅俊(中央大学教授)が,積極的に関与して単行本シリーズの監修役を務めるとともに,それぞれ研究課題報告をおこなった.また海外における先端的な研究者との連携も強め,平成24年3月開催の国際シンポジウムに招聘予定のJohn Brewer(米国カリフォルニア工科大学)とAvner Offer(英国オクスフォード大学)と機密な連絡・会合を持ちつつ,国際シンポジウムの企画準備を進めた.国内外の研究者と開かれた形で既存の研究成果を問い直し,幅広い意見交換を行うことをめざして,報告論文の募集をおこなったところ,数十本の海外からの応募を得られたため,多彩なシンポジウムプログラムが計画されつつある.平成23年度は,本研究プロジェクトの母体である消費文化史研究会で共同研究を進めてきた眞嶋(代表者),草光,大石,新井,菅,大橋(分担者),新,田中(協力者)が,それぞれ論文および単行本の執筆を進める一方で,国際シンポジウムの準備と開催をおこなった.

特にそれぞれ研究成果の一部を,国際シンポジウムにおける報告と,英文のプロシーディングス論文という二本立ての形式で,広く国内外に発表できるよう、入念に時間をかけて準備をしたため,日本の読者を想定した単行本シリーズの執筆にかける時間がやや不足しがちになってしまったが,国際シンポジウムでの議論の中では,本研究プロジェクトをさらに進展させる新たな視点や研究結果も見いだされたため,単行本の最終稿を書き上げる中でも役立っているといえよう。上記共同研究者の具体的な発表内容はとしては,眞嶋(代表者)は,19世紀イギリスとフランスのファッション産業の在り方を産業革命という転換点を重視して比較分析し,草光(分担者)は,ルネッサンス・イタリアに端を発する植物の「消費」における植物学の重要性を指摘し,大石(分担者)は,18世紀イギリスの感受性とチャリティと消費文化の関係性を,文学的表象の中において歴史的文脈と比較考察した。また,菅(分担者)は,産業革命の結果としての屋内での植物観賞について,特に大英博覧会開催時の論議に注目し,新井(分担者)は,19世紀海浜リゾートにおける観光の発展に関して文学的資料を用いて議論し,大橋(分担者)は,18世紀における消費・流通の形態として重要なオークションについて,具体的な担い手を綿密な資料分析によって洗い出した。国際シンポジウムには,消費文化史の先駆者で国際的な権威であるJohn Brewer(米国カリフォルニア工科大学),Avner Offer(英国オクスフォード大学),John Styles(ハートフォードシャ大学)を招聘講演者として招き,また国内外の一般公募でも非常に高いレベルの研究者が参集したため,質の高い学術的な議論の中で,開かれた形で共同研究の研究成果を問い直し,幅広い意見交換を行うことができた。
関節リウマチ新規治療ターゲットとしてのBCMA分子の関節炎への病的関与の解明

次に我々は、これまでB細胞の生存因子の一つと考えられていたAPRILとその受容体であるBCMAが、RA患者FLSに病的に発現しているメカニズムについて検討した。PU. 1およびOBF. 1はBCMAの発現調節に関わる転写因子およびコアクチベーターとして報告されている。エピジェネティックなPU. 1およびOBF. 1発現調節の破綻が、病的なBCMA発現の一因である可能性があると予測し、RAと疾患コントロールの変形性関節症(osteoarthritis ; OA)患者FLSにおいて、PU. 1およびOBF. 1遺伝子の発現について比較検討した。その結果、RA患者では,疾患コントロールのOA患者FLSと比して、PU. 1およびOBF. 1遺伝子の発現が有意に亢進していることが示された。さらに、PU. 1およびOBF. 1遺伝子の発現は、RA患者FLSにおいて、BCMAの遺伝子発現と有意に正の相関を認めることを示した。以上の検討から、エピジェネティックなPU. 1およびOBF. 1発現亢進が、BCMAの病的発現亢進に関与し、RA患者FLSにおいてはAPRIL-BCMAのオートクラインループが形成され、炎症性サイトカインや破骨細胞分化因子の発現を亢進させることによりRAの病態に関与している可能性が示唆された。我々はAPRILとその受容体であるBCMAが関節リウマチ(RA)患者の関節線維芽細胞様滑膜細胞(FLS)に発現しており、RA患者では血清APRIL濃度が有意に高いことを見い出した。さらに、FLSにin vitroでAPRILを添加すると、FLSの有意な増殖と、炎症性サイトカインであるTNF-α、IL-1β、IL-6および破骨細胞分化因子であるRANKLmRNA発現が有意に増加することを示した。我々はまず、これまでB細胞の生存因子の一つと考えられていたAPRILとその受容体であるBCMAがRA患者FLSに病的に発現しているメカニズムについて検討した。エピジェネティクスは、ゲノムDNAの後天的な修飾、制御によってゲノム情報を活用する高次の生体システムである。RAのように、遺伝因子や環境因子のような異なる複数の病因が複雑に関与する疾患では、エピジェネティクスが、その両者の橋渡しをする要素として注目されている。PU.1およびOBF.1はBCMAの発現調節に関わる転写因子およびコアクチベーターとして報告されている。エピジェネティクなPU.1およびOBF.1発現調節の破綻が、病的なBCMA発現の-因である可能性があると予測し、RAと疾患コントロールの変形性関節症(OA)患者FLSにおいて、PU.1およびOBF.1遺伝子の発現について比較検討した。その結果、RA患者では、疾患コントロールのOA患者FLSと比して、PU.1およびOBF.1遺伝子の発現が有意に亢進していることが示された。以上の検討から、エピジェネティクなPU.1およびOBF.1発現亢進がBCMAの病的発現亢進に関与し、RA患者FLSにおいてはAPRIL-BCMAのオートクラインループが形成され、炎症性サイトカインや破骨細胞分化因子の発現を亢進させることによりRAの病態に関与している可能性が示唆された。さらに、FLSをin vitroでAPRILにて刺激すると、FLSの有意な増殖と、炎症性サイトカインであるTNF-α、IL-1β、IL-6および破骨細胞分化因子であるRANKLmRNA発現が有意に増加することを示した。次に、当施設に通院中のRA患者34人に対してTNF阻害薬を使用した。6ヶ月後の評価で16人が有効、18人が無効と判断された。6ヶ月後のTNF阻害薬無効群と比して、TNF阻害薬有効群では有意に血中IL-33濃度が低下していた。TNF阻害薬有効群では、関節液中IL-33濃度が著明に低下していた。また、関節液中IL-33濃度は関節液中IL-1β濃度と有意な正の相関関係を認めた。

さらに、RA患者FLSを用い、in vitroでサイトカイン刺激を行い、RA患者FLSにおけるIL-33遺伝子発現を定量的PCR法を用いて調べた。RA患者FLSをAPRIL、TNFα、IL-1βにて刺激後のIL-33遺伝子発現を定量的PCR法を用いて調べたところ、APRIL、TNFα、IL-1β刺激にてIL-33遺伝子発現の増加を認めた。IL-33はIL-1ファミリーに属し、NF-κBやMAPキナーゼシグナル活性を介して炎症に関与する炎症性サイトカインの一つである。我々の検討から、APRIL刺激により関節リウマチ患者FLSからIL-33が産生されることから、APRILとその受容体であるBCMAのシグナルは、炎症性サイトカインであるIL-33産生を介して関節リウマチの病態形成に関与している可能性が示唆された。
ヒト慢性肝疾患の進展機序へのテロメラーゼ逆転写酵素の関与に関する分子病理学的解析

昨年度に引き続き、ヒト慢性肝疾患の進展各段階におけるテロメラーゼ逆転写酵素の病態への関与を明らかにすべく、その前段階として、傷害肝でのテロメア長の変化・推移と、肝傷害-テロメア長短縮の機序に重要と考えられた血管作動性物質に焦点を絞り、本年度の研究を進めた。テロメラーゼ逆転写酵素の本来の役割は、生理的に強い増殖・分裂活性をもつ細胞の染色体末端テロメア構造の延長である。炎症等で繰返し傷害を受けた細胞が、その修復に伴い短縮したテロメア長を回復すべくテロメラーゼ逆転写酵素が活性化し、これが慢性炎症を基盤とした発癌に関わっている可能性が考えられる。本酵素の活性化を誘導するテロメア短縮、その閾値の究明の為、組織を用いてのテロメア長測定を試みた。病理検体由来のDNAは微量かつ断片化したものがほとんどで、一般的なSouthern blotによるテロメア長測定は不可能である。この問題の解消に、Slot blot法を応用したテロメア長測定法を確立した(研究発表1、3)。これを肝組織に応用してテロメア長測定を行い、現在、テロメア短縮とテロメラーゼ逆転写酵素発現との関連性につき検討中である。上述の如き肝細胞のテロメア短縮を誘導する肝傷害機序の1つとして、血管作動性物質の不均衡による微小循環の障害が考えられる。血管作動性物質はさらに傷害後の組織修復・増殖にも寄与すると想定されており、傷害・修復の繰返しによるテロメア短縮に重要な要因である可能性が高い。血管作動性物質のうち、血管収縮性に作用するエンドセリン系(研究発表2,4)およびアンジオテンシン系(研究発表5)につき検討し、肝傷害・修復機序における重要性を認識しうる結果が得られたので、それぞれ発表した。以上の所見を基に、今後更なる検討を加え、慢性組織傷害を基盤にした肝発癌機序へのテロメラーゼ逆転写酵素の関与について明らかにしていく予定である。本研究はヒト慢性肝疾患、特にウイルス性慢性肝炎が慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌へと進展する各段階におけるテロメラーゼ逆転写酵素およびその遺伝子発現の組織局在を明らかにし、種々の増殖因子発現との関連について検討することにより、テロメラーゼおよびテロメラーゼ逆転写酵素の慢性肝疾患進展ならびに肝発癌過程への関与の程度を解明することを最終目標としている。計画の重要な柱は、テロメラーゼおよびテロメラーゼ逆転写酵素のRNAの組織局在とこれらRNAの発現量の定量評価である。組織中の標的RNAの分布を高感度にしかも特異性高く検出するための方法としてRNAプローブを用いたIn situハイブリダイゼーション法の採用を決めたが、まずはこの実験法が容易に繰り返し行えるように、手技の改良・簡易化を図った。RNAプローブによるIn situハイブリダイゼーションは感度、特異性の両面で、他の方法に比べ優れてはいるが、プローブ作成の煩雑さが、この手技の問題点であった。我々は、PCR反応とIn vitro逆転写反応の組み合わせからなる簡便なRNAプローブ作成法を確立し、病理学会総会においてこれを発表した(研究発表1)。また、組織片中のRNA定量法としては、PCR反応による遺伝子量解析システムを採用することとしたが、果たして病理検体がこのシステムでの解析に馴染むものか否かを確認する目的で以下の検討を行った。1つには、病理検体として容易に入手可能なホルマリン固定・パラフィン包埋標本が、この手技によりテロメラーゼRNA定量に使用可能か検証した。結果として、定量可能であり、しかも癌組織において非癌組織より有意に高値を示し、信頼性は高いものと評価し得た(研究発表2)。次に、テロメラーゼ逆転写酵素のRNAは非常に低発現量であることが予想されるが、このような低発現遺伝子の定量解析に本法が応用可能か、低発現遺伝子の1つであるエンドセリン変換酵素RNAの定量解析を試みることによって検証した。この検討には病理解剖で得られた患者肝組織を用い、予想通りの低発現ではあったものの、ほとんどの検体で定量評価可能であった(研究発表3)。以上の検討により確立された手技を用い、来年度は更なる組織化学的・分子生物学的検討を加えていきたい。

血管作動性物質はさらに傷害後の組織修復・増殖にも寄与すると想定されており、傷害・修復の繰返しによるテロメア短縮に重要な要因である可能性が高い。血管作動性物質のうち、血管収縮性に作用するエンドセリン系(研究発表2,4)およびアンジオテンシン系(研究発表5)につき検討し、肝傷害・修復機序における重要性を認識しうる結果が得られたので、それぞれ発表した。以上の所見を基に、今後更なる検討を加え、慢性組織傷害を基盤にした肝発癌機序へのテロメラーゼ逆転写酵素の関与について明らかにしていく予定である。
実機制御への応用を目指した予測性運動制御を実現する脳幹・小脳ループの神経機構理解

本研究では,動物に見られる予測性適応運動制御の神経機構を理解し,その工学的実現を目指す.具体的には,ほとんどの脊椎動物で観測される眼球運動である視運動性眼球運動(OKR)に着目し,ヒト,サル,マウス,ならびに金魚を対象として,種横断的にOKRの予測性適応制御の行動特性と神経機構を明らかにすることを目的とする.また,こうした予測性適応制御を実現する神経機構を人工脳として計算機上に実装し,制御コントローラとしてロボットの予測性適応制御に応用することにより,その工学的有効性を示すことを目的とする.本研究では,国内外の共同研究チームにより,次の4つのレベルの研究を進め,上記目的の達成を目指す:1行動,2神経細胞活動,3神経ネットワーク,4工学応用.2018年度は,研究代表者(平田)と分担者(Lee)が海外共同研究者の研究室(Washington University School of Medicine, Drs. Pablo Blazquez & Tatyana Yakusheva Lab)を3月に訪れ,サルとマウスを用いた実験環境(行動実験ならびに神経細胞活動計測実験)の整備と予備実験(行動実験)を実施した.また,並行して,分担者小野の研究室ではヒトを用いた行動実験環境を,分担者加藤の研究室では遺伝子改変マウスを用いた行動ならびに神経細胞活動計測実験環境の整備を進めた.研究代表者の研究室では,金魚を用いた行動ならびに神経細胞活動計測実験を進めるとともに,これらの実験データを再現可能な小脳と脳幹の間で形成される神経回路ループに関するモデルの構築と,シミュレーション解析・評価を実施した.初年度は採択通知後の研究期間が短かったが,当初の計画通り,海外共同研究者の研究室においてサルとマウスを用いた本研究用の行動ならびに神経細胞活動計測実験環境の整備を終え,予備実験も開始できた.また,研究代表者ならびに研究分担者の研究室においても,当初の計画通り,ヒト,マウス,金魚を用いた行動・神経細胞活動計測実験のための種々の準備が整い,予備・本実験を実施できた.また,神経回路モデルについても最初のバージョン(これまでの金魚で得られたデータに基づくもの)が完成し,2019年7月に開催される国際会議(28th Annual Computational Neuroscience Meeting)において研究代表者が発表する予定である.これらの進捗を鑑み,「おおむね順調に進展している」ものと考えられる.今年度は9月に研究代表者ならびに分担者全員が海外共同研究者の研究室を訪れ,サルとマウスを用いた実験を実施する.また,国内では,研究代表者の研究室において,金魚を用いた実験を引き続き実施するとともに,神経回路モデルの改良を進める.分担者Leeの研究室では,工学応用のためのロボット制御用実験環境の整備を進める.分担者加藤の研究室では,マウスを用いた行動ならびに神経細胞活動計測に関する本実験を実施し,分担者小野の研究室では,ヒト(特に,アスリートと一般人)を用いた行動実験を実施する.この間,逐次新たなデータを基に議論を進め,神経回路モデルのアップデートとシミュレーション解析,ならびに工学応用実験への適用を進める.本研究では,動物に見られる予測性適応運動制御の神経機構を理解し,その工学的実現を目指す.具体的には,ほとんどの脊椎動物で観測される眼球運動である視運動性眼球運動(OKR)に着目し,ヒト,サル,マウス,ならびに金魚を対象として,種横断的にOKRの予測性適応制御の行動特性と神経機構を明らかにすることを目的とする.また,こうした予測性適応制御を実現する神経機構を人工脳として計算機上に実装し,制御コントローラとしてロボットの予測性適応制御に応用することにより,その工学的有効性を示すことを目的とする.本研究では,国内外の共同研究チームにより,次の4つのレベルの研究を進め,上記目的の達成を目指す:1行動,2神経細胞活動,3神経ネットワーク,4工学応用.2018年度は,研究代表者(平田)と分担者(Lee)が海外共同研究者の研究室(Washington University School of Medicine, Drs. Pablo Blazquez & Tatyana Yakusheva Lab)を3月に訪れ,サルとマウスを用いた実験環境(行動実験ならびに神経細胞活動計測実験)の整備と予備実験(行動実験)を実施した.また,並行して,分担者小野の研究室ではヒトを用いた行動実験環境を,分担者加藤の研究室では遺伝子改変マウスを用いた行動ならびに神経細胞活動計測実験環境の整備を進めた.研究代表者の研究室では,金魚を用いた行動ならびに神経細胞活動計測実験を進めるとともに,これらの実験データを再現可能な小脳と脳幹の間で形成される神経回路ループに関するモデルの構築と,シミュレーション解析・評価を実施した.初年度は採択通知後の研究期間が短かったが,当初の計画通り,海外共同研究者の研究室においてサルとマウスを用いた本研究用の行動ならびに神経細胞活動計測実験環境の整備を終え,予備実験も開始できた.また,研究代表者ならびに研究分担者の研究室においても,当初の計画通り,ヒト,マウス,金魚を用いた行動・神経細胞活動計測実験のための種々の準備が整い,予備・本実験を実施できた.また,神経回路モデルについても最初のバージョン(これまでの金魚で得られたデータに基づくもの)が完成し,2019年7月に開催される国際会議(28th Annual Computational Neuroscience Meeting)において研究代表者が発表する予定である.これらの進捗を鑑み,「おおむね順調に進展している」ものと考えられる.今年度は9月に研究代表者ならびに分担者全員が海外共同研究者の研究室を訪れ,サルとマウスを用いた実験を実施する.

また,国内では,研究代表者の研究室において,金魚を用いた実験を引き続き実施するとともに,神経回路モデルの改良を進める.分担者Leeの研究室では,工学応用のためのロボット制御用実験環境の整備を進める.分担者加藤の研究室では,マウスを用いた行動ならびに神経細胞活動計測に関する本実験を実施し,分担者小野の研究室では,ヒト(特に,アスリートと一般人)を用いた行動実験を実施する.この間,逐次新たなデータを基に議論を進め,神経回路モデルのアップデートとシミュレーション解析,ならびに工学応用実験への適用を進める.予算執行可能となってから年度末の各大学の予算執行締め切りまでの期間が短く,購入予定のもののうち納品が間に合わない実験装置等があったため.また,同様の理由により,研究分担者(小野,加藤)のスケジュール調整がうまくいかず,海外共同研究者の研究室を訪問し,共同実験をする機会を持てなかったため,旅費に関わる予算を繰り越した.繰り越した予算は,上記購入予定であった物品の購入と,今年度の海外共同研究先への渡航期間の延長ならびに国内共同研究者の研究室相互訪問のための旅費として使用する.