hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞壁多糖の細胞間輸送のための必須因子の同定

植物の細胞壁は多様な多糖類やタンパク質で構築される複雑かつ動的な高次構造物であるが、この細胞壁構造の構築や再編には、細胞外空間の適切なポイントへの酵素や基質の輸送が重要な役割を果たしていると考えられる。しかしながら、今日まで細胞壁構築のための酵素や基質の細胞外での輸送の分子メカニズムについてはほとんど解明されていない。本研究では、この輸送システムに必要な制御因子の同定を試み、細胞壁構築関連分子の輸送と細胞壁構築の理解のための新たな分子モデルを確立した。「キシログルカンが方向性のない分泌・拡散の後に師管の細胞壁によって補足される機構があるのか、あるいは方向性をもって師管の細胞壁だけに輸送されるのかを明らかにする」という研究目標に関して、キシログルカンを細胞壁に組込むXTHの研究結果からのだけではなく、キシログルカン分子の局在部位を免疫電子顕微鏡法で詳細に解析することで、方向性をもった輸送制御機構であることを直接示すことに成功した。またこれまで以上にキシログルカンの輸送経路を限定することに成功するとともに、そのような限られた1数細胞の領域をサンプリングする技術を開発した。生物学平成27年度は、1数細胞の微量サンプルからタンパク質の精製法を改良し、イネの維管束組織におけるキシログルカンの輸送に関わる制御因子の単離を試みる。平成26年度までに開発したマイクロダイセクションによるサンプリング方法では、精度の高いプロテオーム解析をするためには質と量ともに十分ではない可能性が示唆されたことから、本年度は、以下の点を改良して、プロテオーム解析を行い、制御因子の同定を試みる。1)組織切片のパッケージング方法を改良し、マイクロダイセクションによって目的細胞を迅速かつ多量に回収する。2)マイクロダイセクションによって回収された目的細胞のタンパク質の安定化の方法、さらには細胞からのタンパク質の抽出方法を改良する。3)抽出したタンパク質の断片を高感度で検出する技術を用いる。平成27年度は、上記の方法に加え、輸送経路周辺の細胞に特異的に発現している遺伝子を網羅的に同定し、多面的な方法で制御因子の同定を目指す。また師管細胞の細胞壁へ組み込む機能をもつキシログルカン転移酵素/加水分解酵素の基質特異性などから、輸送されるキシログルカン分子の構造を明らかにする。これによりキシログルカン分子の輸送に直接関わる候補因子なども推定できる。以上の研究成果を国内外の学会、そして学術論文を通じて平成27年度中に発表する。昨年度の研究実地計画で示した「キシログルカンが方向性のない分泌・拡散の後に師管の細胞壁によって補足される機構があるのか、あるいは方向性をもって師管の細胞壁だけに輸送されるのかを明らかにする」という目標は、免疫染色などで移動中のキシログルカン分子を観察することはできなかったが、キシログルカンを細胞壁に組込む酵素の同定と機能解明を進めることによって、方向性をもった輸送制御機構であることを示すことに成功した。またその輸送経路におけるキシログルカン分子や、輸送制御に関連するタンパク質を同定するためのマイクロダイセクション法によるサンプリング法を開発できた。キシログルカン分子の輸送が方向性のない分泌・拡散ではなく、特定の経路で師管の細胞壁へ輸送されることが示されたことから、この輸送経路で機能するタンパク質等の同定に重点を置く。
tRNAと定分子RNAの新機能

1)大腸菌の低分子RNAの一つである10SaRNAは、アラニンをチヤージしてtRNA分子としてリボソームに取り込まれた後、mRNA分子としても働くというモデル(trans-translation model)が提出されている。これに対して我々は、10SaRNAは温度ストレスの解消に何らかの役割をもつ可能性を一貫して探ってきている。たとえば、大腸菌の10SaRNA遺伝子の欠失株から温度感受性のthyA (thymidylate synthase)変異株を分離したが、これらの変異株はすべて10SaRNA遺伝子によって相補されることはなかった。しかし、thyAts12,thyAts85,thyAts144などの株は10SaRNA遺伝子存在下で自然に復帰変異を起こし、10SaRNA遺伝子に依存した温度耐性復帰変異株が分離できることが判明した。これまでの解析の結果、thyAts12の変異はP228Lであること、この10SaRNA依存性復帰変異株のthyAts12-13,thyAts12-20はP228Lの他にT216Aの変異があることがわかった。2)大腸菌のtRNALeu6はnon-essentialなtRNAの一つである。tRNAの新しい機能を調べる目的で、大腸菌の生育にこのtRNAを必要とするts変異株を分離した。遺伝的解析の結果、分離したtRNALeu6要求性変異株は二種類に分類できることが明らかになった。グループ1と命名した10株はmiaA遺伝子に欠損があった。グループ2の6株はgidAと呼ばれているori領域の隣りの遺伝子に変異があった。この遺伝子は細胞分裂に関与しているが、tRNALeu6が細胞分裂に関わっていることを示す新しい事実として注目される。
バイオマスの構造特性に立脚した5員環ラクトン・ラクタム合成

本研究では,種々の金属酸化物を用いて単糖(グルコース及び1,3-ジヒドロキシアセトン)から一段階で乳酸を与える新たな触媒反応系の確立を目的とした.酵素がその細孔内に作り出す酸塩基の特異な構造に着想を得て,種々の両性酸化物(アルミナ,チタニア,ジルコニア,セリア,すず等)を既報に従い調製した.それらを用いて1,3-ジヒドロキシアセトンを基質とする触媒反応へと適用したところ,Al2O3を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えることが明らかになった.特に,金属酸化物の焼成温度が反応収率に大きく影響することがわかり,500°Cとした場合に最も高い収率で乳酸を与えることが明らかになった.さらに,グルコースを用いても同様に,Al2O3を500°Cで焼成した触媒を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えた.これらの要因を明らかにするために,X線回折(XRD),窒素吸脱着測定,フーリエ変換型赤外分光(FT-IR)測定を行った.その結果,Al2O3表面上における酸・塩基点の存在が示された.本測定結果は金属酸化物表面上の酸・塩基点が協同的に反応基質と相互作用して目的の反応が促進されたことを示しており,本研究の目的である「酵素の機能模倣した固体表面反応場の形成」に成功したことを示唆する結果である.今後,金属酸化物表面上における酸塩基協同効果の基質適用範囲の向上を目指し,高難度な物質変換反応系へと展開していく予定である.本研究では,種々の金属酸化物を用いて単糖(グルコース及び1,3-ジヒドロキシアセトン)から一段階で乳酸を与える新たな触媒反応系の確立を目的とした.酵素がその細孔内に作り出す酸塩基の特異な構造に着想を得て,種々の両性酸化物(アルミナ,チタニア,ジルコニア,セリア,すず等)を既報に従い調製した.それらを用いて1,3-ジヒドロキシアセトンを基質とする触媒反応へと適用したところ,Al2O3を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えることが明らかになった.特に,金属酸化物の焼成温度が反応収率に大きく影響することがわかり,500°Cとした場合に最も高い収率で乳酸を与えることが明らかになった.さらに,グルコースを用いても同様に,Al2O3を500°Cで焼成した触媒を用いた場合に最も高い乳酸収率を与えた.これらの要因を明らかにするために,X線回折(XRD),窒素吸脱着測定,フーリエ変換型赤外分光(FT-IR)測定を行った.その結果,Al2O3表面上における酸・塩基点の存在が示された.本測定結果は金属酸化物表面上の酸・塩基点が協同的に反応基質と相互作用して目的の反応が促進されたことを示しており,本研究の目的である「酵素の機能模倣した固体表面反応場の形成」に成功したことを示唆する結果である.今後,金属酸化物表面上における酸塩基協同効果の基質適用範囲の向上を目指し,高難度な物質変換反応系へと展開していく予定である.
宿主との共進化をメルクマールとした家畜用プロバイオティクスの選抜と機能開発

家畜用のプロバイオは、ヒト用に開発された菌株を転用したものが多く、家畜に適しているかどうか曖昧である。宿主と共進化してきた菌種を分離し、ゲノム解析と抗菌作用検定を組み合わせた。飼養形態と品種を異にする、野生と飼育下のアジアイノシシ、アカカワイノシシ、イボイノシシの新鮮糞のNGSによるメタゲノム解析のほか、単離乳酸菌の全ゲノム解析を行った。ブタ用プロバイオ候補菌として、イノシシ科の共生乳酸菌B. thermacidophilumやL. mucosaeの可能性が高いと判断した。B. tは、薬剤耐性を伝播するので、抗菌性に優れた菌株も存在したL. mucosaeが有力であると考えられた。Sus属は、家畜ブタ(日本産10頭、ガボン産2頭)、飼育リュウキュウイノシシおよびイノブタ8頭、野生イノシシ4頭、Potamochoerus属アカカワイノシシ飼育個体5頭、野生個体群3群から新鮮糞便を採取し、Lactobacillus属細菌約200株およびBifidobacterium属細菌約30株を単離した。16S rRNA遺伝子による系統解析を行い、全ゲノム解析に供する菌株を選抜した。48菌株のゲノムをシーケンスし、マッピングの後、COGデーターベースに基づいて遺伝子の有無を判定した。すべての分離ビフィズス菌はB.thermophilumであり、B.t.thermophilumとB.t.porcinumの2亜種のいずれかに分類された。乳酸桿菌は、L.mucosae, L.amylovorus, L.reuteri, L. ruminis, L.delbreuckiiのいずれかに属していた。L.mucosaeが最も単離例が多く、ついでL.amylovorusであった。L.mucosaeが野生・飼育を問わずSus属とPotamochoerus属の個体から分離されたのに対し、L.amylovorusは、飼育された個体からしか単離されなかった。この2菌種についてCOG解析をおこなったところ、L.mucosaeにセルラーゼやキシラナーゼなどの構造性多糖分解酵素は見つからないものの、いわゆるヘミセルロースの分解に必要なグリコシダーゼ類が見られ、さらにトランスポーターについてもセロビオース特異的なPTSがあり、キシラン分解物に対応したXylH, XylTとXynTがみられ、繊維性の食事への適応を示した。またキチナーゼは、野生イノシシ類がキノコを常食するので腸内細菌の機能性として重要である。L.amylovorusに認められたものとして、マルトオリゴ糖輸送系と代謝系が見つかった。25年度と同様にイノシシ科動物より乳酸菌の分離を行った。26年度は、ガボン産アフリカ種ブタ2頭、野生ニホンイノシシ(<i>Sus scrofa scrofa</i>)捕獲個体2頭、ガーナ共和国野生イボイノシシ(<i>Phacochoerus africanus</i>)野生個体3頭およびアクラ動物園飼育個体6頭より糞便試料を採取した。それぞれからBS培地、LBS培地を用いて乳酸菌を分離し、純粋化ののちDNAを抽出した。16S rRNA遺伝子の塩基配列にもとづいて同定をおこない、昨年度に引き続きイノシシ科に共通する乳酸菌として<i>Lactobacillus mucosae</i>を、飼育個体に共通する乳酸菌として<i>L. amylovorus</i>、<i>L. reuteri</i>を得た。26年度もゲノム支援の援助を受けて、上記3種乳酸菌の合計80株の全ゲノムシーケンスを宮崎大学医学部において実施した。解読されたシーケンスに基づき現在アセンブル作業を継続している。25年度に実施したイノシシ科6種動物の新鮮糞のメタゲノム解析データを解析することで原核生物の分布と真核生物の分布を数量化した。食物由来と考えられる真核生物のメタゲノム情報には種間および飼育条件間に大きな違いがなかったものの、原核生物由来の遺伝子の構成には、1)野生個体か飼育個体か、2)家畜ブタであるかイノシシ(あるいはアカカワイノシシ)であるかの間に大きな差異を認めた。飼育個体では、種にかかわりなく<i>Lactobacillus</i>属が優勢化しているのに対し、野生個体では<i>Bifidobacterium</i>属が最優勢の乳酸菌であった。一方、家畜ブタではアカカワイノシシおよび野生ニホンイノシシと比較して大腸菌群が卓越化していることが明らかとなった。現在、これらの情報について論文を投稿中である。27年度までに採取した乳酸菌のうち、ブタと野生ニホンイノシシ由来のビフィズス菌ゲノムの詳細解析を実施した。Bifidonbacterium thermoacidophilumが、両亜種に共通して検出されるビフィズス菌であった。アセンブルおよびアノーテーション後の比較ゲノム解析の結果、養豚場のブタ由来のビフィズス菌についてのみ、薬剤耐性遺伝子の存在が示唆された。テトラサイクリン耐性遺伝子のtetWとリンコマイシン耐性の薬剤排出ポンプ遺伝子が、措定されたが、ディスクディフージョン法で検討した結果、テトラサイクリンに対してのみ耐性を示した。tetW周辺の構造を解析した結果、tetW上流には、水平移動を可能にするトランスポザーセの存在が検出された。水平移動によって、分断された遺伝子が、耐性遺伝子を持たない、野生イノシシ由来株と無薬飼育をしている大学農場飼育ブタ由来株との比較の結果、アラビノース輸送タンパク質をコードする遺伝子であることが判明した。この他、家畜化することに対応して、野生イノシシ

由来のビフィズス菌のゲノムから、キシラナーゼやキチナーゼ遺伝子が欠損した可能性資された。この他、これまで不十分であった粗放な飼養形態におけるブタ由来乳酸菌を分離するため、ウガンダ共和国のアフリカ種ブタを中心に採材を行って、乳酸菌を確保することに成功した。家畜用のプロバイオは、ヒト用に開発された菌株を転用したものが多く、家畜に適しているかどうか曖昧である。宿主と共進化してきた菌種を分離し、ゲノム解析と抗菌作用検定を組み合わせた。飼養形態と品種を異にする、野生と飼育下のアジアイノシシ、アカカワイノシシ、イボイノシシの新鮮糞のNGSによるメタゲノム解析のほか、単離乳酸菌の全ゲノム解析を行った。ブタ用プロバイオ候補菌として、イノシシ科の共生乳酸菌B. thermacidophilumやL. mucosaeの可能性が高いと判断した。B. tは、薬剤耐性を伝播するので、抗菌性に優れた菌株も存在したL. mucosaeが有力であると考えられた。昨年度予定したメタゲノム解析を終了し、学会発表1回に加えて原著論文を投稿するに至った。また、アフリカにおける採材も機会を得て再度実行することができた。「ゲノム支援」に26年度も採択していただいたおかげで、全ゲノム解析が想定以上に進むこととなったことは特筆すべき点である。27年度が最終年度であるため、記入しない。動物生理学乳酸菌ゲノム情報については、25年度に解析した48株、26年度に解析した80株の解析を中心に進める。プロバイオ候補菌の選抜にあたって、重要と考えられる遺伝情報の洗い出しを開始することでドライ情報にもとづいた選抜を進め、最終年度のプロバイオ効果のウェット検定につなげていく。「ゲノム支援」に採択していただいたことによって、メタ解析ばかりでなく単離菌の全ゲノム解析も実施することができたため、当初想定していた以上の成果を上げることができた。イノシシ目Suidaeの腸内に共通して存在する乳酸菌としてL.mucosaeを想定できることがわかった。一方、ブタで優勢なL.amylovorusは、家畜化の過程でブタの腸内に侵入し定着したものと考えられた。全ゲノム解析の結果から、野生の生活で腸内細菌に要請される能力や家畜化の過程で不要あるいは必要になった能力が推測できる状況になった。今後は、イノシシ目の他属の動物由来の乳酸菌の単離を試みるとともに、25年度に解析が終了していないメタゲノム情報およびゲノム情報の解析を続ける。実験補助のためアルバイト雇用を行ったが、アルバイト人員の海外出張(別件)のためその期間の予算が不要となった。物品費として利用する。
低分子量Gタンパク質活性の生体内可視化による上皮細胞のgeometry制御の解析

ことで、器官や組織を形作る際のRhoファミリーの時空間情報を解析することを目指す。昨年度、個体レベルでのシグナルの検出が可能な発生時期・発生過程を選別し、興味深いRhoファミリーGタンパク質活性化の時空間的な変化を見出した。この活性変化について、特にRac1に注目して、ショウジョウバエの胚発生の背部閉鎖(Dorsal Closure:以下、DCと略す)過程の研究を進めた。DCでは、腹部および側面の表皮細胞が背側に侵攻し、背側中央の羊奨膜細胞が覆い尽くされ、アポトーシスによる羊奨膜細胞の細胞死が観察される。これまで、Rac1の恒常的活性化型変異体や優勢劣性変異体を用いた研究報告から、表皮および羊奨膜細胞におけるRac1活性の必要性が示唆されてきた。しかしながら、活性化モニター分子(Raichu-Rac1)を用いた解析の結果、特徴的なRac1活性のパターンがあることに気が付いた。羊奨膜細胞の部位特異的な細胞でのみ、Rac1活性が非常に高いことが示された。そしてRac1優勢劣性変異体を、羊奨膜細胞の特異的な部位の細胞に発現させると、羊奨膜細胞と表皮細胞間の細胞接着を保つことができず、正常なDCが起きないことが分かった。以上の実験結果から、Rac1は羊奨膜細胞と表皮細胞間の細胞間接着に働きかけ、正常なDCの進行に重要な役割を果たすと考えられた。また、表皮細胞は羊奨膜細胞と比較して、全ての細胞で高いRac1活性が観察された。以上の結果から、異なる細胞間でもRac1活性のレベルを変動させることで、細胞種ごとにRac1活性を使い分けている可能性を示唆している。アクチン細胞骨格を制御するRhoファミリーGタンパク質は、細胞内情報伝達における分子スイッチとして機能する。従来の発生生物学での個体レベルの研究は、標的遺伝子産物の機能欠如や変異体の導入による異常の最終形態であり、その間の過程を詳細に解析することが困難である。そのため申請者は、活性化モニター分子(Raichu-RhoA、Raichu-Rac1、Raichu-Cdc42プローブ)の利点を生かしたイメージング技術を、個体レベルへ発展させることで、器官や組織を形作る際のRhoファミリーの時空間情報を解析することを目指す。本年度は以下の成果をあげた。1.ショウジョウバエの培養細胞で、FRETプローブが上流の活性化因子(GEF)や負活性化因子(GAP)に応答することを示した。RhoファミリーGタンパク質は、哺乳類とショウジョウバエ間でよく保存されたアミノ酸配列を有しており、哺乳類のタンパク質で構成されたプローブは、種を超えて上流の制御因子に応答し、ショウジョウバエにも応用できることを示した。2.個体レベルでイメージングを行うために、FRETプローブのトランスジェニックショウジョウバエを樹立し、十分な蛍光タンパク質の発現量が得られる系統を選別した。RhoAのプローブに関しては蛍光強度が相対的に低いため、系統を組み合わせるなどの工夫が必要となった。3.共焦点レーザー顕微鏡を用いて、生体内でFRETプローブの活性変化を経時観察する実験系を立ち上げた。本年度の研究では、RhoファミリーGタンパク質の生体内活性を探る上で、基礎となる培養細胞レベルの実験系を検証することができ、さらに個体レベルの実験系の足場も固めることができたと考える。来年度は、個体レベルでのシグナルの検出と、RhoファミリーGタンパク質活性化の時空間的な変化を追求できると考えている。従来の発生生物学での個体レベルの研究は、標的遺伝子産物の異常による最終形態の観察であり、その間の過程を詳細に解析することが困難である。そのため申請者は、活性化モニター分子の利点を生かしたイメージング技術を、個体レベルへ発展させることで、器官や組織を形作る際のRhoファミリーの時空間情報を解析することを目指す。1.個体レベルでモニター分子の応答性を確認することは、生物個体差の関係で非常に難しく、手法を変更した。そのため材料の再調整を行った。2.RFP蛍光タンパク質とモニター分子の2重イメージングは、単量体で蛍光を発する改変型RFP変異体を利用しても、生物個体中で発現期間が長くなるほど凝集体を作ることがわかった。従って、GFP蛍光どの融合タンパク質を用いて、モニター分子の観察とは独立に情報を取得することにした。3.個体レベルでシグナル検出が可能な発生時期・発生現象を絞り込んだ。低分子量Gタンパク質やそれらの上流・下流の因子が関与することが示唆されている発生現象は多数ある。しかしながら、実際の活性化モニター分子の撮影条件に見合う時期や現象は限られていることが分かった。4.3で絞り込んだ発生過程のイメージング結果から、興味深いRhoファミリーGタンパク質の活性の時空間的な変化が得られた。さらに、細胞形態のパターンとRhoファミリーGタンパク質の活性変化の相関を調べるために、各種変異株との観察に利用できる系統作製を進めている。

DCでは、腹部および側面の表皮細胞が背側に侵攻し、背側中央の羊奨膜細胞が覆い尽くされ、アポトーシスによる羊奨膜細胞の細胞死が観察される。これまで、Rac1の恒常的活性化型変異体や優勢劣性変異体を用いた研究報告から、表皮および羊奨膜細胞におけるRac1活性の必要性が示唆されてきた。しかしながら、活性化モニター分子(Raichu-Rac1)を用いた解析の結果、特徴的なRac1活性のパターンがあることに気が付いた。羊奨膜細胞の部位特異的な細胞でのみ、Rac1活性が非常に高いことが示された。そしてRac1優勢劣性変異体を、羊奨膜細胞の特異的な部位の細胞に発現させると、羊奨膜細胞と表皮細胞間の細胞接着を保つことができず、正常なDCが起きないことが分かった。以上の実験結果から、Rac1は羊奨膜細胞と表皮細胞間の細胞間接着に働きかけ、正常なDCの進行に重要な役割を果たすと考えられた。また、表皮細胞は羊奨膜細胞と比較して、全ての細胞で高いRac1活性が観察された。以上の結果から、異なる細胞間でもRac1活性のレベルを変動させることで、細胞種ごとにRac1活性を使い分けている可能性を示唆している。
胃粘膜の多角的解析

我々は、ヒスタミンH2受容体(H2受容体)を中心に胃粘膜および胃酸分泌機構の研究を進めてきた。同遺伝子をクローニングし、さらに、同受容体欠損マウスを作成した。またガストリン受容体欠損マウスとH2受容体欠損マウスを掛け合わせることにより、両遺伝子を欠損するマウス(ダブル欠損マウス)を作製した。これらのマウスの解析により、両受容体が胃酸分泌のみならず、胃底腺粘膜の分化増殖にも大変重要であることを解明している。今回ヒスタミンH2受容体欠損マウスにおけるグレリンの血液濃度や胃組織中での発現を解析した。また胃組織の病理標本を免疫組織染色および電子顕微鏡で解析した。胃のプレプログレリンmRNA,血漿のグレリン濃度、および胃粘膜のグレリン免疫染色陽性細胞はヒスタミンH2受容体欠損マウスにおいてワイルドタイプのマウスに比べ著増していた。グレリン陽性の免疫金染色陽性濃度はヒスタミンH2受容体欠損マウスのA様細胞(A-1ike cells)で減弱していた。これらの結果からヒスタミンH2受容体欠損マウスにおいて胃底腺のA様細胞からのグレリン産生と分泌がupregulationを受けていることが示唆された。胃底腺のmorphogenとして知られるsonichedgehog(Shh)はヘリコバクター・ピロリの感染症に伴う萎縮性胃炎において発現が減弱していることが報告されているが、Shhの発現低下がこららの慢性炎症に伴う変化であるかまだ不明な点が多い。今回ピロリ感染とは無関係の炎症性変化のないヒスタミンH2受容体欠損マウスを用いて壁細胞のdysfunctionの観点からShhとTEF2との発現を検討した。その結果ヒスタミンH2受容体欠損マウスにおいて胃PHは上昇し、Shhは発現低下、TEF2は発現増加が観察された。これらの解析の結果ピロリ菌による慢性炎症がなくても持続的な壁細胞の機能低下(dysfunction)だけで胃底腺領域のTEF2発現増加部位においてShhのdown-regulationが起こることが示唆された。本研究の目的は次の2項目である。(1)ヒスタミンH2受容体欠損マウス、ヒスタミンH2受容体ガストリン受容体ダブル欠損マウスの胃粘膜の解析。(2)蛍光色素(FRET)を用いた細胞内シグナルモニタリングシステムを確立し、欠損マウスの胃粘膜にも応用して、胃粘膜の切片のなかで観察を行うことで、新たなシグナル系の発見をすること。これらのうち(1)について、現時点でデータが得られている。ヒスタミンH2受容体欠損マウスの胃粘膜では、主細胞系の成熟異常が認められている。基本的には、頚部粘液細胞が増加して、主細胞の減少している。今回の解析で、同部位にはTFF2の発現が増加して、正常な胃粘膜の分化に必要とされるSHHの発現が減少していることが判明して、形態的データの裏づけをするデータが得られた。このデータは、胃酸分泌と胃粘膜の分化とを関連付ける重要なものであると考えている。(Journal of Pathology印刷中)さらなる解析を進めたい。グレリンは胃から分泌される内分泌ホルモンで、成長ホルモンの分泌促進の他にも多様な作用を持っている。今回ヒスタミンH2受容体欠損マウスで、グレリンの発現を検討したところ、胃粘膜でグレリンの発現が増加していることが判明した。これも胃粘膜の分化がグレリンを通じて全身的な作用のコントロールに関与しめす点で重要なデータであると考えている。(投稿中)

(2)についても鋭意研究を進めている。本研究の目的は次の2項目である。(1)ヒスタミンH2受容体欠損マウス、ヒスタミンH2受容体ガストリン受容体ダブル欠損マウスの胃粘膜の解析。(2)蛍光色素(FRET)を用いた細胞内シグナルモニタリングシステムを確立し、欠損マウスの胃粘膜にも応用して、胃粘膜の切片のなかで観察を行うことで、新たなシグナル系の発見をすること。これらのうち(1)について、現時点でデータが得られている。ヒスタミンH2受容体欠損マウスの胃粘膜では、主細胞系の成熟異常が認められている。基本的には、頚部粘液細胞が増加して、主細胞の減少している。今回の解析で、同部位にはTFF2の発現が増加して、正常な胃粘膜の分化に必要とされるSHHの発現が減少していることが判明して、形態的データの裏づけをするデータが得られた。このデータは、胃酸分泌と胃粘膜の分化とを関連付ける重要なものであると考えている。(Journal of Pathology)さらなる解析を進めたい。グレリンは胃から分泌される内分泌ホルモンで、成長ホルモンの分泌促進の他にも多様な作用を持っている。今回ヒスタミンH2受容体欠損マウスで、グレリンの発現を検討したところ、胃粘膜でグレリンの発現が増加していることが判明した。これも胃粘膜の分化がグレリンを通じて全身的な作用のコントロールに関与しめす点で重要なデータであると考えている。(JGastroenterology)
インド諸言語のための機械可読辞書とパーザの開発

1.インドの主要8言語(内、インド・アーリア諸語はヒンディー、ベンガル、マラーティー、サンスクリット語、ドラヴィダ諸語はタミル、テルグ、カンナダ、マラヤーラム語)の各言語別にフォーマット(見出し語形、文法情報、発音、語源、語義、文化情報などを含む)の記述方式に従って基本的な機械可読辞書を作成した。2.上記の機械可読辞書を用いて、インド諸語中央研究所との協力により得られた入力済みの各言語のコーパスデータについて、スペルチェック、構文解析の実験を行った。3.各言語について、見出し語形の発音をつづりから自動生成させるために必要なプログラムを作成した。4.パーザ(構文解析プログラム)を、プロトタイプから順次改良を進め、ヒンディー語については、web上で試験的に公開した。5.サンスクリット語の電子辞書をweb上で試験的に公開した。6.インド諸語中央研究所において入力された、アッサム語、ベンガル語、ヒンディー語、カンナダ語、カシミーリー語、マラヤーラム語、マラーティー語、オリヤー語、パンジャービー語、タミル語、テルグ語、ウルドゥー語の教科書等の言語コーパスデータを利用するための校正支援プログラムに必要なデータの構造解析およびそれを構成するツール類の開発を行った。本年度は,インド中央諸語研究所と共同で、インドの主要8言語(内、インド・ア-リア諸語はヒンディー、ベンガル、マラ-ティー、サンスクリット語、ドラヴィダ諸語はタミル、テルグ、カンナダ、マラヤ-ラム語)について、機械可読辞書に盛り込む内容について検討した。これらの言語について、見出し語形、文法情報、発音、語源、語義、文化情報などを盛り込むべきことを確認したが、特に機械辞書においては、従来の印刷物としての辞書以上に、各項目の構造化について、一層精密な検討が必要であることが明らかになった。特に、辞書の任意の2項目のとりうる論理的な関係を属性の束として捉え、これを組み合わせた場合に、主として以下のような関係が辞書記述の上で問題になることが明らかになった。すなわち、綴りの変異形、交代形、同音異義語、発音の変異形、同字異語、二重語、類義語、あるいは偶然の一致である。そこでこれらの情報を適切に反映する辞書項目の構造化の方法について検討し、これを実装するための試験的な辞書の開発を行った。また、インドで開発されたインド文字処理ソフトを購入し、その文字コードおよび文字処理原理について検討した。本年度は,インド中央諸語研究所と共同で、インドの主要8言語について、昨年度に機械可読辞書について検討した内容を試験的に入力し、その結果を検証した。1.昨年度の研究で決定した共通フォーマットを機械辞書の内容(見出し語形文法情報、発音、語源、語義、文化情報など)に適用し、その有効性を検証し、部分的の機械辞書のフォーマットを修正した。・各言語について、見出し語形の発音をつづりから自動生成させるために必要なプログラムを修正、拡張した。・引き続き、対象8言語を表記するインド系文字の文字コードを吟味した。・日本及びインド側が蓄積してきた対象8言語の辞書データベース、テキストデータベースをチェックし、本研究における再利用を前提に、コンバート等の問題点を検討した。2.構文解析用プログラムのプロトタイプの機能をチェックした。3.さらに、インド諸語中央研究所において入力された、アッサム語、ベンガル語、ヒンディー語、カンナダ語、カシミーリー語、マラヤーラム語、マラーティー語、オリャー語、パンジャービー語、タミル語、テルグ語、ウルドゥー語の教科書等の言語コーバスデータ総計約240MBytesを受領し、今後これをテキストコーパスとして利用する際に問題となる、スペルチェックテキストタグなどについて検討した。1.機械可読辞書の拡張昨年度に引き続いて、インドの主要8言語の各言語別にフォーマット(見出し語形、文法情報、発音、語源、語義、文化情報などを含む)の記述方式に従って作成した機械可読辞書の内容を吟味し、CIILとの協力により得られた入力済みの各言語のコーパスデータについて、上記の機械可読辞書を用いて、スペルチェック、構文解析の実験を行った。2.構文解析プログラムの改良上記の結果に基づき、これまで開発してきた構文解析プログラムの改良を進めて、web上で試験的に公開した。3.データの校正支援プログラム開発

インド諸語中央研究所において入力された、アッサム語、ベンガル語、ヒンディー語、カンナダ語、カシミーリー語、マラヤーラム語、マラーティー語、オリヤー語、パンジャービー語、タミル語、テルグ語、ウルドゥー語の教科書等の言語コーパスデータを利用するための校正支援プログラムに必要なデータの構造解析およびそれを構成するツール類の開発を行った。
ボース凝縮体を用いた内部自由度を持つ量子渦生成

多成分量子渦生成のために必須である2つの重要な実験を行った。スピン2の内部自由度を持つ凝縮体(BEC)を用いた実験の全ての基礎となる非弾性衝突の定量的評価を実験および計算を行い、非弾性衝突パラメータを初めて見積った。また2成分BECの相互作用による相分離のダイナミクスを外場に対して安定なスピン状態で初めて行い、多成分BECを用いたダイナミクス解明へ向けた実験結果を示すことができた。光トラップ中に保持されたBECを使った内部自由度を有する量子渦生成のためにはまず内部自由度をもつBECの定量的理解が必要である。特に本研究の特徴であるスピン2BECでは上準基底状態を利用するため、スピン状態間の非弾性衝突を理解しなければならない。しかしこの非弾性突がスピン成分に依存するか非依存なのかは実験的および理論的にもよく知られていない。本年度スピン状態間の非弾性衝突ダイナミクスの解明を目指した。非弾性衝突レートを求める実験では、研究分野で有用な破壊測定の性質上BECの原子数について高精度な再現性が求められる。このため験制御装置の改善、実験装置の温度制御および光トラップの改良によって、BEC原子数の再現性を上できた。実験においてまず|F=2,m_F=+1>-|F=2,m_F=-1>を1対1の原子数比で用意したときの時間発展を磁場3Gにおいて観察した。結果スピン交換衝突が生じず、理論で予想されたように|F=2,m_F=0>の非弾性衝突レートと同程度となった。他のスピン成分間衝突の実験も行い、ほぼ定量的な一致を得たことにより、非弾性衝突がスピンに依存することで説明できることがわかった。一方、|F=2,m_F=+2>-|F=2,m_F=-2>やF=2, m_F=+1>-|F=2,m_F=-2>の実験においては理論の予想と有意な差を生じていたが、2成分BECの異なる重心運動によって説明できうることを示した。また超微細構造準位の異なる2成分間|F=2,m_F=-2>-|F=1,m_F=-1>のダイナミクの観測も行った。この系では同じF=2同士のBECとは異なり、F=2とF=1BEC間でお互いを退け合う傾が見られた。これらの重心運動は磁場勾配によって説明でき、2成分BECの重心運動の定性的な理解を得た。磁場の条件を変えて同様の観測を行うと、過渡的な状態でドメイン構造が新たに見られた。内部自由度を有する量子渦の研究において凝縮体を光トラップ中に保持する必要があり、内部自由度をもつBECの定量的理解が必要である。特に本研究で行う特異なスピン2BECでは上準位基底状態を利用するため、各スピン状態間の非弾性衝突を定量的に理解する必要がある。非弾性衝突は実験的および理論的にもよく知られていなかったため、本年度において全てのスピンの組み合わせにおける2体間の非弾性衝突ダイナミクスの解明を目指した。本研究分野で有用な破壊測定の性質上、これらを定量的に求めるために高精度な再現性が求められるため、前年度に続き実験制御装置および光トラップの改善によって、BEC原子数の再現性を向上させた。実験においてまず|F=2, m_F=0>およびF=2, m_F=-1>の1成分BECの時間発展を磁場3Gにおいて観察した。結果、非弾性衝突レートの重要な2つのパラメータを見積ることができた。次に|2, 0>-|2, -1>、|2, +1>|-2, -2>、|2, 0>-|2, -2>、|2, -1>-|2, -2>の2成分BECにおいて時間発展を観測した。1成分BECから求めたパラメータによる計算結果との比較により、勾配磁場による相分離を考慮に入れると実験と計算がよい一致を得ることがわかった。また超微細構造準位の異なる2成分間|2, -2>-|1, -1>、|2, 0>-|1, 0>、|2, -1>-|1, +1>においてダイナミクスの観測を行った。F=2とF=1BEC間でお互いを水平方向に退け合う組み合わせと、軸対称の相分離をする組み合わせが見られた。これらは弾性衝突を表す散乱長と磁場勾配によって説明でき、2成分BECの時間発展の定性的な理解を得た。また相分離の実験と理論計算を比較することで散乱長を精度良く求めることができるため、この結果は理論家に向けた有用な実験結果となる。内部自由度を有する量子渦生成に向けて、スピン2系における未知の重要な2種のパラメータ(弾性衝突および非弾性衝突)についての定量的な研究成果を得ることができた。
科学的エビデンスに基づく体験型地震防災保育の質的改善を目指す実証研究

地震の揺れを経験することの少ない地域の子供たちに対し,突然の強震動(地震の強い揺れ)による『人的被害ゼロ』にするために,防災保育の質的改善を念頭に1擬似体験を通じた効果的で印象に残る教具教材と飽きない教育啓蒙手法の開発拡充,2模範的防災保育実践の水平展開,3防災保育の妥当性の検討を含む効果検証手法の開発の3本柱に取り組む。この中では,保育園・幼稚園・認定こども園との連携による防災教育実践活動を通じた取り組みだけでなく,3にウェイトを置いたその効果を検証する方法を構築する。
情報理論によるスピングラスの研究

本研究では、スピングラスと呼ばれる磁性体の平衡状態が、データ圧縮過程を定義する方程式系の解として記述できる事実に注目している。そして、シャノンの情報理論に基づいた新しい分析枠組を提唱し、古典的な統計物理学のアプローチと統合することで、数値的な検証が難しいスピングラスの非自明な性質を厳密評価の立場で解明するのが目的である。本年度は、情報理論に基づく物性解析の新しい手法について、その基本的な原理を確立し、計算機による大規模な検証実験を実施した。新しく開発した手法は、それが適用できる磁性体の種類・構造等に強い制約が認められるが、数学的には非常に洗練された手法となっており、基礎研究の結果として重要な報告になると考えられる。本研究が提案する代数的な立場による分析技術は、これまでの統計物理学で常套手段としてみなされてきた解析的な立場による分析技術と相補的な関係を築くことが予想される。その結果、新しい磁性体を設計するときなどに、より高い精度でその物性を予測することが可能になると期待できる。尚、新しく開発した分析技術の本格的な誤差解析は実施していないが、研究計画が今後も順調に推移した場合は、こちらについても理論的な評価をできないか検討したいと考えている。ただし、当初の研究計画で提案していた再帰的な分析枠組の構築については、数学的に困難な状況であることが判明しており、この方向での検討は中止する見込みである。ほぼ予想した内容で研究成果が得られており、研究計画としては、おおむね順調に進展していると考えている。特に、本研究の理論的予想が計算機実験で検証できているのは安心材料となっている。ただし、研究計画の一部には数学的に困難な問題が含まれていることが判明しており、若干の修正は余儀なくされている。今後は、本研究で開発した磁性体の代数的解析技術を、物理学分野の学術誌に発表する段階になる。また、研究成果の報告後は、関連する学会・研究会などで専門家との議論を重ねていくことで、研究成果の妥当性についても再検証していく。尚、本研究で開発した統計物理学のための手法は、情報理論が対象とする諸課題にも有用であることが予想されるので、新しい研究計画のシーズとして検討していきたい。本年度は、交付申請書の「研究実施計画」に基づき、最も単純なスピングラス模型に対して提案している解析の方法が有効かどうかを検証した。現実的な模型を現段階で扱うのは数学的に困難であり、また当該研究課題の目的には必ずしも必要でないため、このようなアプローチを取っている。具体的には、ある希釈系スピングラス模型について、その束縛条件と等価な符号化の代数方程式を構成し、情報理論から要請される代数的な制約条件がシステムの物性にどのように影響をあたえるのかを精密な立場から分析した。ここでいう物性とは、スピングラスの巨視的な性質を決定できる少数のパラメータ(秩序変数)の集合を指すと考えて良い。この結果、「研究の目的」で期待していたように、自発磁化と呼ばれる秩序変数の挙動に制限がかかることが数値的に確認された。特に、分析対象となっているスピングラスが西森条件という特殊な条件を満足するとき、本研究のアプローチで非自明な結果が得られることが数値的及び一部は解析的に検証できた。現在は、連携研究者と連絡を取り合い、数値的に確認された事象を完全に解析的に再現するための諸条件について検討を急いでいる。いくつかの重要な発見は連携研究者からも指摘されており、今後は、この研究体制にさらに研究協力者を加えた布陣で国際会議や学術論文などの成果報告を目指したいと考えている。まずは、研究期間が終了するまでに中間的な報告を実施できないか検討している。学務の負担が予想よりも多くなり、当該研究課題に割り当てられるエフォートを削減しなければならない状況が起きたため。

ただし、研究計画の一部には数学的に困難な問題が含まれていることが判明しており、若干の修正は余儀なくされている。今後は、本年度の研究体制を維持しながら、「研究実施計画」の内容を推進する。具体的には、自発磁化の記述を精密化する方向と、別の秩序変数の取り扱いに関する処方箋の拡張を目指す方向を検討している。今後は、本研究で開発した磁性体の代数的解析技術を、物理学分野の学術誌に発表する段階になる。また、研究成果の報告後は、関連する学会・研究会などで専門家との議論を重ねていくことで、研究成果の妥当性についても再検証していく。尚、本研究で開発した統計物理学のための手法は、情報理論が対象とする諸課題にも有用であることが予想されるので、新しい研究計画のシーズとして検討していきたい。
Bayesian Tensor Models for Multiway Structural Data: A Theoretical Study and Applications

本プロジェクトでは、テンソル因子分解の確率モデル及び脳波信号とコンピュータビジョン応用の研究を行っていた。1)部分的に観測されたデータを用いて調整パラメーターなしでCPランクを自動的に推測し、外れ値を取り出すことが出来る。2)潜在変数に対する平滑制約付きテンソル補完法を提案した。視覚データ処理に優れた。3)勾配法による低ランク近似分解における効率的な非負タッカー分解算法を提案した。4)非線形テンソル部分的最小二乗算法に基づくマルチブロックテンソルに対して回帰モデルを提案した。5)提案したテンソル算法による脳波アーチファクト、画像やビデオおよびMRIデータのノイズ除去を行った。情報学
異種界面接合を基盤とする高分子光運動材料の構築

本研究課題では,液晶の分子構造,相状態,分子配向や高分子の架橋密度など種々の項目を検討し最適化するとともに,電子線架橋,光架橋,精密重合などの手法を駆使し様々な基材フィルムとの強固な異種界面接合を形成することにより,高性能光運動材料の構築を目的としている。本年度は,高性能高分子光運動材料の構築において必要不可欠である駆動原理探求を目的として,種々の架橋液晶高分子を合成するとともに,分光法および力学物性評価法を用いて,分子レベルから巨視的レベルまでメカニズムを検討した。架橋液晶高分子におけるアゾベンゼンの影響を結合位置および濃度について詳細に調べたところ,架橋部位にアゾベンゼンを20%程度含む場合に最も高い発生応力を得られることが明らかとなった。光運動挙動は,分子構造,分子の初期配向,異性化挙動,温度,光強度,光照射時間などに大きく依存し,アゾベンゼンの光異性化を分子配向変化へ増幅するプロセスが極めて重要であることがわかった。材料形状の変化についても検討を行った。より自由度の高い光運動材料を目指して繊維状の架橋液晶高分子を作製し光照射を行ったところ,照射方向に応じて三次元的な光運動を誘起できた。一方,アゾベンゼン液晶高分子とPVAを交互にスピン塗布した膜を作製したところ,従来と異なる光屈伸挙動を観察できた。新たな基材の開発および異種界面接合の形成についても検討を進めた。塩化コバルトを有機アルミニウムで活性化した触媒系を用いて少量のホスフィン共存下ブタジエンの重合を行うことにより,結晶性のシンジオタクチック1,2-連鎖と非晶性のシス1,4-連鎖からなるマルチブロック共重合体の合成に成功した。
計算障害、発達性ゲルストマン症候群の認知特性の研究

発達性ゲルストマン症候群の5つの徴候のうち、主要な計算障害、書字障害、左右混乱、手指認知の併存状況を検討し、必ずしもこれらの徴候の併存率が高くないことを確認した。計算障害の認知特徴を検討する基礎として、数の量的把握を調べる検査を開発し、健常児のデータを採取した。数的事実、計算手続きの速さと正確さの計算技能各要素を、共分散構造分析にかけ、数的事実の速さが計算手続きの速さ、計算手続きの正確さに影響する結果を得た。数的事実の不十分な自動化が、計算能力の低下の原因となることが示唆される。また、数の量的把握は数的事実の速さに相関することがわかった。計算能力の解析は、支援介入の構成に不可欠な情報と考える。1.数の量的把握能力検査の開発;集団筆記式の検査を試作し、小学校の通常学級に通う児童を対象として施行し、正答率の学園平均知推移と標準偏差を求めた。結果を第108回日本小児精神神経学会で発表した。24年度は対象者の数を増やしたので、論文とし投稿準備中である。2.手指認知、左右認知調査;手指認知、左右認知に関する検査を、小学校の通常学級に通う児童を対象として施行し、正答率の学園平均知推移と標準偏差を求めた。結果を第107回日本小児精神神経学会で発表した。3.文字の読み書き困難と計算困難を訴える器質的脳障害のないFIQ85以上の小学生を対象に、読字、書字、計算、および上記の手指認知、左右認知の検査を行った。結果を第115回日本小児科学会で発表した。発達性ゲルストマン症候群の疾患アイデンティティを示唆しない結果が出たので、読み書き障害における計算能力、手指、左右認知の状態としてまとめなおし、論文にまとめる予定である。4.計算技能の認知的構造の検討のため、数的事実、計算手続きの速さと正確さの要素関連性を共分散構造分析を用いて明らかにした。第54回日本小児神経学会で発表した。乗除算の分析にはより多くの症例数が必要である。5.数の量的把握能力が計算技能に及ぼす影響を検討するため、数的事実、計算手続きの速さと正確さの各要素と数の量的把握検査成績の相関を求めた。第55回日本小児神経学会で発表予定である。1.数の量的把握能力検査の開発;2425年度に、計算、読字、書字に困難をもつ児童に対して新規開発した選択筆記式検査を施行した。2324年度に同検査を、通常学級に通う児童対象に施行し得られた対照データと比較し、感受性、妥当性を検討した。第112回小児精神神経学会で発表予定である。通常学級に通う児童のデータの学年別平均値・標準偏差とともに論文としてまとめ、投稿準備中である。2.計算、読字、書字に困難をもつ児童に対して、読字、書字、計算検査とともに手指認知、左右認知調査を25年度も引き続き施行した。第107回日本小児科学会で発表した際の論旨である発達性ゲルストマン症候群の疾患アイデンティティーを支持しない結果が示されたので、論文としてまとめ投稿中である。3.数的事実、計算手続きの速さと正確さの要素関連性を明らかにするため、25年度も学習困難を訴える児童の計算検査を継続した。中高学年のみが対象となる乗除算の分析のためにはさらに症例数の積み上げが必要である。26年度以降も引き続き測定を続ける。4.数的事実、計算手続きの速さ・正確さの各要素と数の量的把握検査成績との相関性を求め、第55回日本小児神経学会で発表した。さらに症例数を増やし、共分散構造分析を用いて因果関係を検討する予定である。5.視覚関連基礎スキル広範囲アセスメントの視覚記憶課題の成績と、読字、書字、計算能力、および数の量的把握検査を含む関連認知課題の関係性を検討した。第56回小児神経学会で発表予定である。1.数の量的把握検査の開発;集団筆記式のテストを試作、小学校の通常学級に通う児童を対象として施行し、正答率の学年別平均値、標準偏差を求めた。結果を第108回日本小児精神神経学会に発表予定である。感受性、妥当性の検討のため、計算障害の子どもを対象としてデータを集積中である。2.手指認知、左右認知調査;手指認知、左右認知に関するオリジナル判検査を、小学校の通常学級に通う児童を対象として施行、正答率の学年別平均値、標準偏差を求めた。結果をまとめて第107回日本小児精神神経学会で発表予定である。

予定していたRey's Auditory-Verbal Learning Testの正常値採取は、授業時間を多く割くことになるので断念した。3.脳に器質的障害がなくWISCIIIのFIQが85以上で、文字の読み書き困難、または計算困難を主訴に来所する小学生を対象として、読字障害、書字障害、計算障害、手指認知障害、左右混乱を検討し、学習技能障害の子どもの中の発達性ゲルストマン症候群のおおよその頻度を調べた。第115回日本小児科学会学術集会にて発表した。4.計算に要する認知分析の手始めとして、小学生の計算における数的事実と計算手続き、それぞれの速度、正確性の各要素の関係性を共分散構造分析を用いて検討した。結果をまとめて第54回日本小児神経学会で発表する予定である。それぞれの発表内容は順次論文としていく予定である。23年度の実績は、計算障害の認知基盤を解明するための検査、計算障害に合併しやすいと考えられている認知機能障害の判定基準を整備したことである。今後の研究の土台をとなる。また併存頻度の検討により、計算障害と読み書き障害が高頻度に合併することが明らかになり、発達性ゲルストマン症候群の枠にとらわれることなく、各障害要素の併存に留意して診断する必要性が明らかになった。24年度は、23年度と別の地域の小学校の協力を得て、学習上の問題のない小学生の正常対照データを積み増し、数の量的把握検査と左右・手指認知検査の正常値の確実さを増すことができた。23年度に行った左右・手指認知検査、数の量的把握検査の対照データのまとめ、学会報告を行い、その後24年度に加えた対照データとともに論文にまとめ投稿準備をした。読み書き障害や左右・手指認知と計算障害の合併、計算技能の認知構造分析について学会報告をした。この二つについては、引き続き計算障害の子どものデータを収集中であり、十分な例数が集まれば論文にまとめる予定である。また、読み書きや計算など学習に困難を訴える子どもに対して、計算検査(特異的発達障害診断と治療のためのガイドライン)と数の量的把握検査を行い、計算の計算手続きの速さと正確さの各要素との相関を求めた。数の量的把握能力は、主に計算の速さに対して関連が強いことが示唆された。24年度は、左右・手指認知検査と数の量的把握検査の対照データを積み増すこと、計算障害の子どものデータを集めて、計算の認知特性を明らかにすることが目標であるため、ほぼ順調に進展しているものと認識している。23年度の研究予定は、数の量的把握の検査法を新規に開発すること、左右認知、手指認知、AVLTの基準値を調査することであった。数概念の検査は集団筆記式の検査を試作し、小学校通常級に通う児童のデータを採取、学年別平均値、標準偏差を求めた。計算障害の子どものデータは順次採取中で、20名以上に検査を施行した。手指認知、左右認知の小学生正常値も採取し、学年別平均値、標準偏差を出すことができた。AVLTに関してはデータ採取のために授業時間を多く割くことになるので断念した。従って、AVLTを除いては23年度の当初研究予定は順調に進行している。さらに上記の手指認知、左右認知検査の基準値も利用し、計算障害、手指認知障害、左右混乱の併存状況と読字障害、書字障害の合併率を求め、学習障害の中のゲルストマン症候群の大まかな頻度や、発達性ディスレクシアに計算障害が比較的高頻度に合併することを示した。また共分散構造分析を用いて、数的事実と計算手続きの発達段階におけるの関係性を検討することができた。
歯科医療材料における炎症反応の免疫学的解析

近年、医療用生体材料の多くが開発され、広く用いられている。金属は加工が容易であり、金属は剛性、弾性、及び延性を有するため、金属は、歯科治療における生体材料の構成成分として用いられる。歯科において、金属はしばしば義歯、インプラントと歯冠修復物の一部として使用される。また、それは、血管ステントおよび医学分野にいて人工関節の材料としても利用される。しかし、金属は、口腔疾患、炎症及びアレルギー性皮膚炎を引き起こすために、その危険性は、以前から指摘されてきた。近年、医療や歯科技術の向上により、金属材料の使用頻度が高くなっており、また、ネックレス、イヤリングなどの装飾品をつける人が増加しているために、金属によって引き起こされるアレルギー性皮膚炎または炎症の患者が増加している。しかしながら、金属によって引き起こされる疾患の病因はよく理解されていない。本研究では、実験動物モデルを用いて、金属により引き起こされる遅延型過敏症や炎症に対する新しい診断法を開発することを目指した。また、我々は、金属アレルギーや炎症の開発のための分子機構を探った。金属アレルギーの診断のためのリンパ球刺激試験において、我々は、CTLA-4を阻害することにより、患者の末梢血を使用することによって感度が向上することを見出した。この方法では、金属アレルギーの診断のためのリンパ球刺激試験の新しい方法を開発することができると考えられた。金属アレルギーマウスモデルでは、ヒト病理に近い金属アレルギーの新たな動物モデルを開発することができた。近年、金属による疾患、すなわち炎症やアレルギー性皮膚炎は増加の一途にある。その背景として、歯科を含む医療技術の向上による金属材料の使用頻度の増加、およびピアスやネックレスなど装飾品をつける人の増加が挙げられる。しかし、金属による疾患の病態解明は進んでいない。本研究は、医療用材料、特に金属が引き起こす様々な障害、すなわち炎症や遅延型過敏反応について、申請者らが開発した動物実験モデルを用いて、その発症の分子機構を明らかにし新規診断法の開発へ向けた理論的基盤を確立することを目的とし、研究を遂行した。本年度は、金属に反応する特異的T細胞集団の同定を中心に研究を行った。1.申請者らの開発したマウスモデルを用いて、金属炎症および、金属による遅延型過敏反応(金属アレルギー)を誘導した。これまでの結果から、耳介に皮内投与する金属溶液濃度が高いと炎症が引き起こされることから、金属炎症と遅延型過敏反応との間で応答する免疫細胞集団の違いをフローサイトメトリー法、免疫組織染色法を用いて解析し、T細胞の浸潤を認めた。2.金属に特異的に反応すると考えられるT細胞集団を濃縮するため、所属リンパ節からリンパ球を採取し、ヌードマウスへ移入後、金属溶液を耳介へ接種することにより金属アレルギーの誘導を行った。この「リンパ球移入金属アレルギー誘導」を繰り返し、金属アレルギー特異的に増殖・活性化されるT細胞を濃縮することに成功した。現在、多くの医療用生体材料が開発され臨床応用されている。歯科治療においては、金属やレジン、セラミックスなどの材料が多用されている。特に金属は、その物質的特性である剛性、弾性、延性および加工のしやすさから、歯科領域においては義歯材料、歯冠修復材料、そしてインプラント体ならびにその上部構造材料等として、また医科領域においても人工関節材料、血管ステント材料等として頻用されている。しかしその一方では、金属による炎症や口腔疾患、アレルギー性皮膚炎が誘導される場合があり、その危険性は以前から指摘されてきた。例えば、厚生労働省の実態調査によると家庭用品に係る皮膚障害の約半数が金属炎症、アレルギーを含む皮膚炎であるとされている。