hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症性脱髄におけるミッドカインファミリーの役割

多発性硬化症、自己免疫性脳脊髄炎などの炎症性脱髄において、ミッドカインが、自己免疫を調節している調節性T細胞や調節性樹状細胞の機能を抑制することによりその発症に関与していることを明らかにした.さらに、抗体よりも優れた結合力と特異性をもつRNAアプタマーを用いたミッドカイン機能の制御によって、自己免疫性脳脊髄炎の発症を効果的に抑制することができた.本研究は、ミッドカイン抑制を標的とした炎症性脱髄疾患の新規治療法の可能性を示すものである.多発性硬化症、自己免疫性脳脊髄炎などの炎症性脱髄において、ミッドカインが、自己免疫を調節している調節性T細胞や調節性樹状細胞の機能を抑制することによりその発症に関与していることを明らかにした.さらに、抗体よりも優れた結合力と特異性をもつRNAアプタマーを用いたミッドカイン機能の制御によって、自己免疫性脳脊髄炎の発症を効果的に抑制することができた.本研究は、ミッドカイン抑制を標的とした炎症性脱髄疾患の新規治療法の可能性を示すものである.培養ミクログリアに対するミッドカインのサイトカイン、ケモカイン、神経栄養因子、一酸化窒素産生、および、抗原提示関連分子(MHC-class II、CD40、B7-1、B7-2)の発現に及ぼす作用について検討したところ有意な変化は認められなかった。しかしながら、MKノックアウトマウスに実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を誘導し検討を加えたところMK抑制によりCD4^+D25^+Foxp3^+制御性T細胞(Treg)の増加を介してEAEが抑制されることが明らかとなった。さらに、多発性硬化症の新規治療法開発を目指して、抗MK中和抗体及び抗MK RNA aptamerを用いたMK阻害によるEAE抑制効果について検討を行ったところ、中和抗体、aptamerともに、臨床症状を有意に改善した。In vitroでの検討においても、抗MK中和抗体投与群及び抗MK RNA aptamer投与群では、濃度依存的にTregを増加させた。これは、MK抑制によりTregが誘導され、自己反応性T細胞の免疫反応の抑制及び中枢神経系の炎症細胞浸潤の抑制の結果、EAE発症が抑制されるものと考えられた。中和抗体及びRNA aptamerを用いてMK抑制を標的とすることは、多発性硬化症をはじめとした自己免疫疾患に対する新たな治療法となりうることが明らかとなった。(1)ミッドカインの神経系細胞に対する作用の検討ミッドカインは、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の神経症状を悪化させることから、ミッドカインの直接的な神経細胞傷害に対する作用を培養大脳皮質神経細胞を用いて検討した。その結果、神経細胞傷害は認められず、神経細胞への直接的な作用はないものと考えられた。同様にオリゴデンドロサイトの株化細胞に対しても細胞傷害作用は認められなかった。(2)ミッドカインの実験的自己免疫性脳脊髄炎発現における作用の検討これまでの研究で、MKノックアウトマウスに誘導した実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)は、CD4+CD25+Foxp3+制御性T細胞(Treg)の増加によって抑制されることを明らかにしたが、今年度は、その詳細な機序について解析した。その結果、MK抑制によりCD4+T細胞でのSHP-2発現が低下し、STAT5リン酸化を介したFoxp3の発現増加とそれに伴う抗原特異性Tregの活性化が誘導された。これらのことから、自己反応性Th1/Th17細胞の免疫反応の抑制および中枢神経系の炎症細胞浸潤が抑制されることにより、EAEの発症が抑制されるものと考えられた。さらに、EAE発症後に、抗MK RNA aptamerを投与したところ、有意に神経症状の改善が認められた。aptamerを用いたMK阻害は、多発性硬化症をはじめとする自己免疫疾患に対する新たな治療戦略になりうるものと考えられた。本研究において、ミッドカインの自己免疫性脳脊髄炎(EAE)発現における作用の解明を行った。これまでの研究で、ミッドカインが、自己免疫を調節しているCD4, CD25陽性調節性T細胞の機能を抑制することによりEAE発症に強く関与することを明らかにした。さらにRNAアプタマーを用いたミッドカイン機能の抑制はEAEの発症抑制に有用であることを示した。本年度は、ミッドカインがT細胞機能制御作用を持つ調節性樹状細胞に対してもその機能を抑制していることを明らかにした。さらに、ミッドカインRNAアプタマーが調節性樹状細胞の機能を回復することが確かめられた。また、炎症性脱髄における脳脊髄血管内皮細胞の傷害においてIL-25が低下することが明らかとなり、この障害に対するミッドカインRNAアプタマーの有用性も確かめられた。脳脊髄血管内皮細胞傷害は、EAE病初期より認められることからミッドカインRNAアプタマーの早期投与は、炎症性脱髄疾患の早期治療薬として有用であることが示唆された。アストロサイト、ミクログリア等のグリア細胞に対するミッドカインの関与は軽微であった。これらの成果を踏まえ、ミッドカインRNAアプタマーの多発性硬化症への治験も2010年に予定されており、多発性硬化症の新たな治療薬として実用化に向けて進捗している。
微小重力燃焼における機能性カーボン粒子の生成と構造

微小重力Fにおいてブタンガス拡散火炎中カーボン粒子の成長挙動を種々の条件において観察し、その生成位置、生成機構等について検討した。変化させた実験条件としては、雰囲気酸素濃度、周囲の流動条件、電場である。微小重力下においてカーボン粒子は地上におけるものの数百倍以上の大きさまで成長することがわかったが、この成長の程度は、燃焼条件によって異なる。雰囲気酸素濃度は、2150%の範囲でこの成長が観察されたが、その生成は3040%で最もさかんであった。低酸素濃度条件では温度条件が低く、高酸素濃度条件では一度生成されたカーボンの酸化が進行してしまうため最も生成されやすい酸素濃度条件が存在することが予測された。次に周囲の流動条件の影響を調べた。周囲が流動している場合、カーボン粒子の成長は急速に抑制され地上と類似の生成状況となった。このことから火炎中においてカーボン粒子の生成は極めて限定された位置で行なわれ、その位置における滞留時間が重要なパラメータであることがわかった。電場をかけた場合カーボン粒子の生成そのものは、電場の有無によらず進行するが、その後粒子は電極方向へ引き寄せられるような挙動を示した。このことから粒子は凝集後ある特定の電荷を帯びていることがわかった。これらの結果から微小重力下で生じる巨大カーボン粒子は拡散火炎の極めて限定された場所で長時間滞留することにより生じ、またその凝集過程には何らかの電気的な力が作用していることが示唆された。なお、本成果は、これまで取り扱われたことのない全く新たな成果である。
微小重力地質学の創成: 粉体物理が拓く太陽系科学の新展開

本研究は、太陽系科学と粉体物理の学際領域で国内外の研究者と連携し、はやぶさ等の探査機による微小重力天体の地質・地形データの解析、地上での衝突・弾性波計測実験、自由落下用真空カプセルを使った微小重力環境下での衝突・粉体流動実験、数値シミュレーションなどから地質現象の発生モデルを構築し、「微小重力地質学」という新しい学問の創成を目指した。またその成果を、次世代の小天体探査計画の研究開発に応用した。H20年度は本研究の初年度であり、本研究費を代表研究者が使用できるようになったのは2008年12月であった。実質的な活動期間は3ヶ月ほどだったため、微小重力実験装置の製作・改良と関連研究者間の相互協力を促す「微小重力地質学研究会」の創設・開催が、その間の主な実績である。「研究項目1:低重力天体の地質・地形データの高解像度解析」については、JAXAの公開ドメインにある小惑星イトカワの地質・地形データを再整理した。代表研究者が関わった過去の微小重力衝突実験の取得データも再整理し、探査・実験双方のデータベースを構築した。これらを微小重力天体上の試料採取装置開発へ応用した研究発表を行った。「研究項目3:微小重力環境下での衝突実験」と「研究項目4:微小重力環境下での粉体流動実験」については、次年度からスムースに実験を開始できるよう、それぞれの実験条件を設定し、各実験装置の整備・改修、または新規設計・製作を行った。具体的には、まず本研究専用の実験スペースをJAXA相模原キャンパス内に確保し、そこに1G対照実験用バネ銃、粉体の安息角計測器、マイクロ天秤などを整備した。次に過去にMGLAB落下塔で使用していた真空チェンバ内部を全面的に改修し、様々な形状の物体が微小重力下で低速衝突できる射出機構を新作した。火薬式銃の設置が可能な落下塔チェンバについては、自由落下に供せる高速度観測用カメラと小型オシロスコープを増設し、動作確認を行った。さらにJAXA相模原キャンパス内の高度30m、自由落下時間2秒を確保できるスペースを本研究で使用できるよう所内で調整を行い、次年度に実験装置を整備できる見込みを得た。2009年2月には国内の関連研究者を招いて「第一回微小重力地質学研究会」を主宰し、今後も定期的に開催することで、新しい学問領域である本研究の裾野を広げる協力体制を構築した。H21年度は本研究の第2年度であり、新たな実験設備の開発と国内外で学際交流を深める中で、以下のような展開・成果を得た。「研究項目1:低重力天体の地質・地形データの高解像度解析」:はやぶさ探査機による小惑星イトカワ表面の岩塊と大型の普通コンドライト隕石の岩石学的比較を論じた共著論文を出版した。丸みを帯びたタイプと結晶組織が強度を支配するタイプに大別できることから、衝突破壊後の再集積・表面移動の過程での進化の重要性が示唆された。「研究項目2:地上衝突実験・弾性波計測」:高空隙率標的、粉体標的への衝突・弾性波実験のため、隕石・宇宙塵の圧縮強度データから模擬小惑星物質を試作し、一枚岩・砂礫・粉体に分割した。新たにPVDFセンサも整備した。「研究項目3:微小重力環境下での衝突実験」:本研究は、岐阜県土岐市のMGLAB自由落下塔での微小重力実験の継続的な実施を前提として研究計画を立てていた。しかし同施設がH21年度で閉鎖することとなったため、独自の自由落下用真空実験カプセルを自作することとした。H21年度はその製作と性能試験に多くの時間と予算を割いた。「研究項目4:微小重力環境下での粉体流動実験」:上記の理由で、実験データは取得できなかった。一方、欧米の研究者と国際ワークショップ「NuMAGs」を開催し、粉体物理学者と学際分野での共同研究を進めることで合意した。「研究項目5:微小重力地質学シミュレーション」:微小重力衝突実験の画像データを用いて、フランスの数値シミュレーション研究者との共同研究に合意し、データの交換を開始した。「研究項目6:微小重力地質現象の発生モデル」:土砂崩れや雪崩の専門家や、隣接分野の微小重力科学の研究者を招いて「第二回微小重力地質学研究会」を開催し、発生モデル構築に向けた共同研究を模索することになった。また、本研究の成果は逐一、現在開発中の微小重力天体上の衝突実験や試料採取などの探査計画の機器開発へ反映させる。H22年度は本研究の最終年度であり、独自微小重力実験設備の立ち上げと、これまで得た成果を次世代小惑星サンプルリターン(はやぶさ2)や小惑星着陸探査機(MASCOTやAMOR)等の開発に応用する研究が主軸となった。「研究項目1:低重力天体の地質・地形データの高解像度解析」:はやぶさ地球帰還カプセルの回収・輸送時に科学的情報を損なわない工夫を行い、収納された小惑星イトカワ起源微粒子の回収

・初期分析を可能ならしめた。他研究者によるその希ガス分析・鉱物分析などにより、提案者らが提唱している微小重力天体上の砂礫の運動について、流動・風化の証拠が物質科学的にも証明された。「研究項目2:地上衝突実験・弾性波計測」:ガラスビーズ焼結体などの模擬炭素質コンドライト物質を製作して標的とした衝突実験により、C型小惑星など強度が弱い微小重力天体上の衝突地形や放出物の振る舞いなどを、実証的に模擬した。その成果は、C型小惑星を探査する「はやぶさ後継機」の研究開発を支援する知見となった。「研究項目3:微小重力環境下での衝突実験」:H21年度のMGLAB自由落下塔閉鎖のため、独自の自由落下用真空実験カプセルを製作・立ち上げすることに注力した。またドイツブレーメンのZARM自由落下塔を訪問し、将来の共同研究に同意して、落下塔真空チェンバ内の実験装置の共通化を進めた。「研究項目4:微小重力環境下での粉体流動実験」:項目3と同じ理由から独自の有効データは取得できなかったため、過去の自由落下塔による粉体衝突の画像データの再解析を行い、砂礫・粉体の粒度および形状が粉体の流動に与える影響について考察した。「研究項目5:微小重力地質学シミュレーション」:二重結節小惑星周辺における準平衡点に関するモデル研究を行い、生成された衛星やダストトーラスの安定性に関する知見を深めた。またC型小惑星上に人工クレーターを形成した際のクレーターサイズや放出物の振る舞いについて、ハイドロコード計算による推定を行った。「研究項目6:微小重力地質現象の発生モデル」:微小重力環境下での振動に起因した「ブラジルナッツ効果」の発生規模について地上実験と物理モデル化を実施し、砂礫のサイズと振動周期、強度の間の相関関係を明らかにした。これは小惑星イトカワのようなラブルパイル天体の地下構造に新たな示唆を与えるものとなった。
hh-FABPと両心室PV100pより検討した至適心筋保護法と弁膜症の術後変化

開心術における心筋傷害の程度を評価するために体外循環開始前,大動脈遮断後(15分間隔),体外循環離脱後の各h-FABP,CPK,CPK-MB,トロポニンI,トロポニンTを測定し検討しました.h-FABPは,心筋細胞の障害時に速やかに血中へ逸脱っする蛋白であり,他の検査項目に比べ大動脈遮断時の虚血状態での反応をも鋭敏に繁栄していました.しかし,遮断時間とh-FABPの値との間には完全な相関はなく,心筋保護の方法での差が表されていると考えました.特に,逆行性心筋保護のみに頼った保護法では一部でh-FABP(1峰目)はもちろん他のデータも高値を認めました.今後も症例を加え検討する予知があります・h-FABPの最大値は大動脈遮断後1時間と8時間の2峰性を示しており,反応の鋭敏さから大動脈遮断に伴う虚血(心筋予後の有用性)と大動脈遮断解除に伴う再灌流障害が示されました.特に,術後人口心肺離脱時に大量のカテコラミンを使用した症例では,2峰目のピ-ク値が高値でありありました.これは,十分な心機能が回復する前に人工心肺から離脱するために大量のカテコラミンを使用した症例でした.十分なエナルギー代謝のできていない心筋に対し,強制的にカテーコラミンを使用することで心筋の酸素消費量が亢進し再灌流障害を助長したと考えています.逆行性心筋保護のみに頼った保護法は十分とは言えず,順向性を加える必要があります.また,人口心肺からの離脱は慎重に行い,最小限度のカテコラミン使用が望ましいと考えられます.逆行性心筋保護のみに頼った保護法の中にも,h-FABPが上昇しない症例もあり検討が必要であります.開心術における心筋障害の程度を評価するために体外循環開始前,大動脈遮断後(15分間隔),体外循環離脱後の各h-FABP,CPK,CPK-MB,トロポニンI,トロポニンTを測定し検討しました.h-FABPは,心筋細胞の障害時に速やかに血中へ逸脱する蛋白であり,他の検査項目に比べ大動脈遮断時の虚血状態での反応をも鋭敏に繁栄していました.また,h-FABPの最大値は大動脈遮断後1時間と8時間の2峰性を示しており,反応の鋭敏さから大動脈遮断に伴う虚血と大動脈遮断解除に伴う再潅流障害が示された可能性が考えられました.今後症例を重ね検討していく予定です.さらに,h-FABPの反応の速やかさを考慮し心筋保護法につて検討していく予定です.開心術における心筋傷害の程度を評価するために体外循環開始前,大動脈遮断後(15分間隔),体外循環離脱後の各h-FABP,CPK,CPK-MB,トロポニンI,トロポニンTを測定し検討しました.h-FABPは,心筋細胞の障害時に速やかに血中へ逸脱っする蛋白であり,他の検査項目に比べ大動脈遮断時の虚血状態での反応をも鋭敏に繁栄していました.しかし,遮断時間とh-FABPの値との間には完全な相関はなく,心筋保護の方法での差が表されていると考えました.特に,逆行性心筋保護のみに頼った保護法では一部でh-FABP(1峰目)はもちろん他のデータも高値を認めました.今後も症例を加え検討する予知があります・h-FABPの最大値は大動脈遮断後1時間と8時間の2峰性を示しており,反応の鋭敏さから大動脈遮断に伴う虚血(心筋予後の有用性)と大動脈遮断解除に伴う再灌流障害が示されました.特に,術後人口心肺離脱時に大量のカテコラミンを使用した症例では,2峰目のピ-ク値が高値でありありました.これは,十分な心機能が回復する前に人工心肺から離脱するために大量のカテコラミンを使用した症例でした.十分なエナルギー代謝のできていない心筋に対し,強制的にカテーコラミンを使用することで心筋の酸素消費量が亢進し再灌流障害を助長したと考えています.逆行性心筋保護のみに頼った保護法は十分とは言えず,順向性を加える必要があります.また,人口心肺からの離脱は慎重に行い,最小限度のカテコラミン使用が望ましいと考えられます.逆行性心筋保護のみに頼った保護法の中にも,h-FABPが上昇しない症例もあり検討が必要であります.
化学発癌剤等による精子形成不全と協調するタンパク質DJ-1-男性抗不妊薬の可能性-

1.DJ-1遺伝子の単離とプロモーター解析マウスDJ-1 cDNAをプローブとして、ES細胞ゲノムライブラリーよりゲノムDNAをまずクローニングした。高々21KDaと小さなDJ-1タンパク質であるが、10個以上にあたるエキソンを有するものであった。DJ-1遺伝子発現制御機構の解析のために、転写開始点上流にルシフェラーゼ遺伝子を連結させた各種欠損レポーター遺伝子を作製、培養細胞に導入することでプロモーター解析も既に終了した(Taira et al.投稿中)。2.DJ-1とその結合タンパク質のDJ-1機能への関わり3.内分泌かく乱物質,不妊とDJ-1との相関マウスにオルニタゾールなどの内分泌かく乱物質を投与するとオスマウスは不妊となるが,これと平行してDHJ-1が顕著に減少した.また,種々の男性不妊患者の精液中のDJ-1は健常人に比較して顕著に減少していた.これより,DJ-1が精子形成に関与し,男性不妊のターゲットタンパク質である可能性が強く示唆された.1.DJ-1遺伝子の単離とプロモーター解析マウスDJ-1 cDNAをプローブとして、ES細胞ゲノムライブラリーよりゲノムDNAをまずクローニングした。2.DJ-1とその結合タンパク質のDJ-1機能への関わり3.内分泌かく乱物質,不妊とDJ-1との相関マウスにオルニタゾールなどの内分泌かく乱物質を投与するとオスマウスは不妊となるが,これと平行してDHJ-1が顕著に減少した.また,種々の男性不妊患者の精液中のDJ-1は健常人に比較して顕著に減少していた.これより,DJ-1が精子形成に関与し,男性不妊のターゲットタンパク質である可能性が強く示唆された.
プラスチドＲＮＡ編集酵素の生化学的同定

PGR3は葉緑体局在の27のPPRモチーフからなるタンパク質で、petLオペロンmRNAの安定化とpetLとndhAの翻訳に関わる。各PPRモチーフの機能を特異的に破壊する変異を導入し、二つの標的RNAに対する機能の影響を調べた。N末側のPPRモチーフは、異なるセットのモチーフを活用することで、二つの標的RNAの認識に寄与しており、一方、C末側のPPRモチーフは翻訳に必須で、RNAの二次構造を変えることで、翻訳装置を呼び込むことが示唆された。このC末の機能は、RNA編集に関わるPPRタンパク質のものと類似し、同様にRNAの二次構造を変えることで編集装置を呼び込むモデルが考えられる。PGR3は27のPPRモチーフから成るタンパク質で、1)petLオペロンRNAの安定化、2)petLの翻訳、3)ndhAの翻訳の3つの機能に関わる。我々は、PPRモチーフの4番目のスレオニンをイソロイシンに置換することで、タンパク質全体の安定性を損なうことなく特定のPPRに機能を破壊できることを明らかにしている。そこでこの変異をそれぞれのPPRに導入し、各PPRの機能を特定した。その結果、N末の16のPPRモチーフがpetLとndhA mRNAの5'UTRへの結合に必須で、それぞれのRNAの認識に必要なPPRを特定した。またC末の11のPPRは、RNAの認識、結合ではなく、翻訳活性化に必要であることを明らかにした。連続したPPRタンパクミチーフを機能ドメインに分けた報告は初めてのものである。本年度は、論文発表に必要なデータを集めると同時に、PPRモチーフの14番目のアミノ酸が、そのPPRモチーフの機能の強さを決めることを明らかにした。PPRタンパク質ではすべてのモチーフが均一な機能の強さを持つ訳ではなく、この調節により、配列認識の多様性がもたらされると考えられる。この発見は、バイオインフォマティクスによる予測を逆遺伝学で証明したものであり、アプローチとして斬新であるばかりでなく、発見そのものも極めて重要である。以上の成果をまとめて論文に投稿した。PPRタンパク質は、葉緑体とミトコンドリアにおいて特定のRNA配列を認識、結合し、そのサイトにRNA編集、安定化、翻訳、RNA切断などの関わる装置をリクルートする。シロイヌナズナPGR3は27のPPRモチーフからなり、petLオペロンRNAの5' UTRに結合し、RNAを安定化する。またpetLとおそらくndhAの翻訳を活性化する。本研究では、PGR3のRNA結合に関わると考えられるPPRモチーフに変異を導入し、petLとndhAの異なる標的配列を認識するメカニズムを明らかにした。またC末側のPPRモチーフは、いずれの標的認識にも関わらないが、petLとndhAの翻訳に必須であることが明らかになった。C末側もRNA結合活性があると考えられ、この部分が標的配列の下流に存在する翻訳開始点付近のRNAの二次構造を破壊することでリボソームをリクルートすると考えられる。最終年度は、論文作成と追加実験を行い、その成果を論文発した。本プロジェクトは当初PPRタンパク質が、タンパク質間相互作用でRNA編集装置を呼び込む分子機構の解明を目指した。しかしながら、研究開始当初から、RNAの二次構造を介したRNA成熟化装置のリクルートの可能性が高くなり、計画を一部変更している。最終的に、仮説が証明され、RNA編集装置の呼び込みにもこのメカニズムが関与している可能性が示唆された。PPRタンパク質は、葉緑体、ミトコンドリアにおいてRNA編集を含む様々なRNAの成熟化の過程に関与する。タンパク質を構成するPPRモチーフは、特定のRNA配列の認識に関わる。一部のPPRタンパク質はC末領域に異なる機能を有する領域を持ち、我々はCRR2のC末に存在するDYWドメインがRNA切断に寄与することを報告している。本研究は、当初、RNA編集に関わるPPRタンパク質のC末領域と相互作用する編集酵素の特定を目指した。しかし、PPRタンパク質のC末部分がRNA構造を変えることで、編集酵素や翻訳装置等をサイトに呼び込むという新しい考えが現実味を帯びて来た。そこで本研究は、PPRタンパク質であるPGR3を材料に、このPPRタンパク質が翻訳装置を呼び込む分子機構を解き明かすことにまず焦点を置いた。PGR3は27のPPRモチーフからなり、我々は本年度、PGR3がpetLオペロンRNAの安定化、petLおよびndhAの翻訳に関わることを報告した。さらに、PGR3のPPRモチーフに変異を導入し、それらをシロイヌナズナpgr3-1変異株に導入し、3つの機能をそれぞれ相補するかを検討した。その結果、27のPPRモチーフのうち、前半はpetLあるいはndhAの5'UTRとの結合さらにはpetLオペロンRNAの安定化に寄与し、後半部分は両者の翻訳に関わることが明らかになった。この結果は、RNA構造変化を介した翻訳装置の呼び込みのモデルを支持し、さらに直接的な実証を目指す。

当初計画では、RNA編集におけるPPRタンパク質のC末の領域の機能解析を相互作用タンパク質の特定を中心に提案した。しかし、研究開始時には、PPRタンパク質のC末領域はRNAの構造を変えることに働き、そこにRNAの修飾に関わるタンパク質を呼び込むのはRNAの二次構造の変化であることを示唆するデータが出てきた。そこで我々がC末が翻訳に関わることを明らかにしているPGR3タンパク質に焦点を絞り、計画を一部変更した。実際、PGR3のC末で翻訳に関わる領域は11のPPRモチーフから成り、そのRNAの結合能を変えると、標的RNAとの結合は影響を受けないが、翻訳が阻害されることを明らかにした。この結果は、我々の修正モデルが正しいことを示唆している。成果を投稿したが、若干のデータの追加を要求され、次年度も研究を継続する必要がある。また、PGR3のC末がRNAの二次構造の変化を引き起こすことの直接的な証明と、それによってリクルートされるタンパク質の同定は、今後の研究の課題として残された。PPRタンパク質がRNA編集装置の構成因子であることが明らかになり、編集酵素の同定は現実的な目標となった。一部のPPRタンパク質のC末に存在するDYWモチーフがその実体であるという仮説が提唱されているが、それを支持する結果も否定する結果も得られていない。本研究は、生化学による編集酵素の同定を目指したものである。そのような状況のなか、編集装置の呼び込みには、PPRタンパク質によるRNAの構造変化が介在するアイデアが浮上した。また、未発表の情報を含めて、編集装置の実体がかなり複雑であることが創造できるようになった。そこで、当初の戦略を一部変更し、PPRタンパク質がRNAの二次構造を変えることで、そこに他のタンパク質を呼び込む分子機構の解明を当初目標とした。計画の見直しはあったものの、PGR3が翻訳装置を呼び込む分子機構について着実に知見を蓄積し、RNA編集装置の呼び込み機構にもつながる重要な進展であると自己評価する。現在までの達成度に示したように、PGR3のC末がRNAの二次構造を変えることの直接的な証明には至っていない。我々の戦略は、逆遺伝学を用いたin vivoでの評価であるが、その目的には、in vitroでの実験系を立ち上げる必要がある。またRNAの二次構造を認識するタンパク質の同定は、PPRタンパク質の研究の枠を超えており、共同研究も視野に入れて、将来的に取り組みたい次年度は、さらに様々な変異型PGR3を植物に導入し、N末が異なるRNA配列を認識する機構、さらにC末がRNAの二次構造を変えることで翻訳装置を呼び込む機構をin vivoで調べる。さらに直接的な証拠を得る目的でRNAの二次構造の変化をin vitroで評価する。研究実績の概要に記した成果を論文に投稿した。おおむね高い評価であったが、in vitro実験を補足することを求められた。それを含め、若干の研究を継続と最終的な論文発表のため一部予算を繰り越した研究費は、分子生物学に用いる試薬等に主に支出予定である。
従業員の認識共有とその支援に関する研究

研究目的は「従業員がどのように認識の共有を周囲と行っているのか」、そのメカニズムを明らかにし、マネジメント方法を解明することである。この目的を達成するためには、まず既存研究でどこまで議論が進んでいるのか、あるいはどのように既存研究を応用できるのかを把握する必要がある。ある程度の理解が進んだところで、1探索的調査をし、実際のデータから理解を深める。量的データでは得られない情報を2インタビュー調査で補完し、導出した仮説を3質問票調査で検証する。このようにして具体的な施策の提言につなげることを考えている。
T_1緩和時間MRI法を用いた脳室周囲器官群の水透過性の解析

本研究は、脳室周囲器官群部位での血液脳関門(BBB)・脳脊髄液脳関門の水透過性を、明らかにすることを目的として実施した。まず、NMRプローブ(高周波検出用コイル)を、ラット脳測定用に最適化し、高感度化・高均一度化した。測定パルスにAdiabatic pulseを導入することにより、視床下部・下垂体に至るまで高精度のT_1緩和時間測定を可能とした。正常のBBBを透過しない緩和試薬(Gd-DTPA)を血管内に連続投与し、血管内の水の緩和時間を短縮させた時、血管壁を介しての水の透過性が高ければ、水の交換により血管外組織の水T_1緩和時間は短縮される。Gd-DTPAを静注し、脳室周囲器官および脳実質各部位のT_1緩和速度を測定した。投与量を漸次増加していくと、BBBの堅固な皮質や視床では1/T1(0.7/s)は変化しなかったが、脳弓下器官(SFO)では1.5/sに増加し、1.5mmol/kg以上では一定値を示した。下垂体後葉やBBBの存在しない皮膚では、Gd-DTPA投与量に比例して1/T1が増加した(>10/s)。また、BBBを高張輸液により破壊した場合、脳実質やSFOでは1/T1の増加が認められたが、下垂体後葉や皮膚では変化しなかった。以上の結果より、正常なSFO毛細血管はGd-DTPAを透過せず、Gd-DTPA投与による1/T1の変化量(0.84/s)は、毛細血管を介しての水の交換速度を反映していると考えられる。毛細血管体積表面積比より、拡散透過係数は3.7x10-3cm/sとなった。この値は、腎直血管や筋毛細血管と同程度の値であり、BBBより10から100倍大きいことが明らかとなった。本研究は、脳室周囲器官群部位での血液脳関門・脳脊髄液脳関門の水透過性を、明らかにすることを目的として実施した。まず、NMRプローブ(高周波検出用コイル)を、ラット脳測定用に最適化し、高感度化・高均一度化し、視床下部・下垂体に至るまで測定を可能とした。緩和試薬として、Mn^<2+>,Gd-DTPA, USPIOを検討し、脳室周囲器官群部位での水透過性の測定には、Gd-DTPAが適当であることが明らかとなった。正常のBBBを透過しないGd-DTPAを血管内に連続投与し、血管内の水の緩和時間を短縮させた。血管壁を介しての水の透過性が高ければ、水の交換により血管外組織の水T_1緩和時間は短縮される。この短縮をT_1強調画像法で検出することから始めた。脳弓下器官(SFO)が高信号に検出されたが、視床下部には優位な領域は検出されなかった。また、終板器管(OVLT)や交連下器官(SCO)は部位が小さく、血管や脳室が隣接するため部位の同定が困難であった。SFOについては、i)三次元血管造影(3D MRA)を行い、同部位に隣接した大きな動静脈が無いことを確認した。ii)長時間造影でも高信号領域が拡大しないこと、また、bolus injectionでの造影によりこの部位の信号強度の変化が血管内のGd-

DTPAの濃度変化に時間遅れなく追随する事から、Gd-DTPAの血管外への漏出がないことを確認した。すなわち、SFOでは、血管壁を介した水の交換により、組織の水のT_1緩和時間が短縮しT_1強調画像により高信号に検出されていると結論した。水透過係数の決定にはT_1緩和時間の決定が必要である。表面コイルを用いる場合、RF強度が部位によって異なるために、困難な場合が多い。T_1測定パルス系列にAdiabatic pulseを導入することにより、高精度の測定を可能とした。また、上記の研究課題のひとつとして行われた「ラット脳室潅流モデルを用いた脳脊髄液潅流測定に関する研究」の成果は、Jpn.J.Physiol.に発表した。本研究は、脳室周囲器官群部位での血液脳関門(BBB)・脳脊髄液脳関門の水透過性を、明らかにすることを目的として実施した。まず、NMRプローブ(高周波検出用コイル)を、ラット脳測定用に最適化し、高感度化・高均一度化した。測定パルスにAdiabatic pulseを導入することにより、視床下部・下垂体に至るまで高精度のT_1緩和時間測定を可能とした。正常のBBBを透過しない緩和試薬(Gd-DTPA)を血管内に連続投与し、血管内の水の緩和時間を短縮させた時、血管壁を介しての水の透過性が高ければ、水の交換により血管外組織の水T_1緩和時間は短縮される。Gd-DTPAを静注し、脳室周囲器官および脳実質各部位のT_1緩和速度を測定した。投与量を漸次増加していくと、BBBの堅固な皮質や視床では1/T1(0.7/s)は変化しなかったが、脳弓下器官(SFO)では1.5/sに増加し、1.5mmol/kg以上では一定値を示した。下垂体後葉やBBBの存在しない皮膚では、Gd-DTPA投与量に比例して1/T1が増加した(>10/s)。また、BBBを高張輸液により破壊した場合、脳実質やSFOでは1/T1の増加が認められたが、下垂体後葉や皮膚では変化しなかった。以上の結果より、正常なSFO毛細血管はGd-DTPAを透過せず、Gd-DTPA投与による1/T1の変化量(0.84/s)は、毛細血管を介しての水の交換速度を反映していると考えられる。毛細血管体積表面積比より、拡散透過係数は3.7×10-3cm/sとなった。この値は、腎直血管や筋毛細血管と同程度の値であり、BBBより10から100倍大きいことが明らかとなった。
細胞壁SOD-germin様蛋白の環境ストレス耐性機能への関与

塩生植物Atriplex lentiformisの細胞壁SODgermin-like protein (AIGLP : ABO24338)のカルスにおける局在性を免疫電顕法により調査したところ,このタンパク質は細胞壁の表面の粘液状の物体上に存在することが認められた。植物体での存在も調査したがバックグラウンドが高く,どこに局在するかについては判断できなかったTissueprint immunoblot法を用いて植物体レベルの局在性を調査した結果,このタンパク質は少なくとも根の表面に存在することが示された。野外では,根の表面は微生物の攻撃にさらされており,また,伸長時に土壌粒子との摩擦が発生するが,そのため根表面の細胞壁の補強を行うため過酸化水素発生に関わるAIGLPを放出するのではないかと推察された。このタンパク質が属するgerminファミリーのタンパク質には,強いプロテアーゼ耐性能を持つタンパク質が報告されているが,このAIGLPもペプシンやプロテイナーゼKに対して非常に強い耐性を持つことがわかった。土壌中の微生物が放出するプロテアーゼの存在下でも長期間安定的に酵素特性を維持できることができると考えられた。どの様な条件下でAIGLPの発現が誘導されるか検討し,葉においてAIGLPのmRNA発現はmethyl jasraonate処理や傷害ストレスにより上昇し,ABA処理により抑制された。一般的にABAは傷害ストレスにおけるシグナル伝達物質であると考えられている。そのためAIGLPはABAにより発現の抑制が起こる珍しいタイプの傷害誘導遺伝子であることが示され,今後,AIGLPと環境ストレス耐性への発展的な研究が可能であることが認められた。既にクローニングしている塩生植物Atriplex lentiformisの細胞壁SOD-germin遺伝子(AB024338)を,タバコ,アラビドプシス等にAgrobacterium系ベクターを用いて遺伝子導入し,その再生植物体を得て成育させ種子を収穫した。その発芽植物体でのSOD-germinの過剰発現を確認し、種々実験に供した。また、この遺伝子を大腸菌によりヒスチジン-タグ法によりタンパクを発現させ精製しウサギから抗体を作製し、環境ストレスとSDS-germin様タンパク質の発現と蓄積の関連を調べた。遺伝子導入したタバコ植物体はその形態や成長のスピードなど非形質転換体とほどんど差がなかった。またタバコ赤星病菌に対する対応を調べたが、非形質転換体と比較しても同じように感染し、病斑にも大きな違いが無く、赤星病への耐性への効果はみられなかった。しかし、葉からプロトプラストの調製をしたところ、形質転換体では、プロトプラスト化を抑制し、細胞壁の補強が行われていることが認められ細胞壁SODによるものと推測された。また、A. lentiformis植物体での発現を調べたところ、カルス、根で高く、茎、葉での発現は認められなかった。しかし、メチルジャスモン酸を処理すること、また傷を付けることで、葉でもmRNAの発現が誘導されるようになり、その発現はABA処理でうち消された。ジャスモン酸の関与する環境ストレス対応に関係していることが示唆された。特に障害に対する応答に関与して細胞壁の構造変化に関与していることがうかがわれる。さらに、遺伝子導入タバコ、アラビドプシスの種子を用いて、germin様タンパク質自身と重金属の相互作用についても調べ,germin-SODの重金属耐性と集積機構を検討しつつある。これらのことより,SOD-germin様タンパク質の耐病性,重金属耐性との関連性を明らかにし,不明であったgerminの機能を解明するとともに,将来の,耐病性付与,汚染土壌修復のための集積能などの環境ストレス耐性を持った植物の育成の可能性を探りたい.塩生植物Atriplex lentiformisの細胞壁SODgermin-like protein (AIGLP : ABO24338)のカルスにおける局在性を免疫電顕法により調査したところ,このタンパク質は細胞壁の表面の粘液状の物体上に存在することが認められた。
漢籍のテキスト・デ-タベ-ス化と応用に関する諸問題

本研究の実績概要は以下のようなものである。1.『真誥』のテキスト・デ-タベ-スおよび一字索引の作成これに関しては、平成2年度京都大学人文科学研究所の研究報告として『真誥一字索引』が出版されることになった。2.『周氏冥通記』『霊宝度人経四註』などのテキスト・デ-タベ-スの作成これに関してはすでにパソコン上で検索可能になっている。3.漢籍テキスト・デ-タベ-ス作成及びパソコン用検索プログラムの編成これに関しては、一応満足すべきものが完成し、頒布可能である。4.漢籍テキスト・デ-タベ-ス作成上の問題点の整理1.デ-タ構造の問題漢籍の典型ともいうべき経書は、一般に経、注、疏、校勘という四層構造を有するが、そのデ-タベ-ス化はそれほど容易ではない。経、注、疏の各一字毎に、注、疏、校勘情報へのリンクを附すのが最良であるが、検索に相当時間がかかりパソコンレベルでは現実的ではないこと、現状では一字索引方式がもっとも効果的であることが明らかになった。2.外字処理の問題『真誥』12万字程度の書物で、JIS規格外の外字が500字あまり生ずる。異体字を厳密に区別するとその数はもっと増える。現在のMS-DOSパソコンは、使用可能外字は最大188字程度であるから完全に役不足である。解決策としては、ビットマップ・ディスプレ-を使用するのが一番簡便な方法であるが、文字コ-ドが未定義であるため互換性に問題が生ずる。
ネステッド構造をもつ分割型2因子実験の構成法の研究

2因子実験を行うために,いくつかの区画(ブロックという)があり,各ブロックはp行q列に分割され(この小さい区画をwhole-plotという),ある因子の水準がwhole-plotに割り付けられる.さらに,各whole-plotはいくつかのsubplotに分割され,もう1つの因子の水準がsubplotに割り付けられる.この研究において,このようなネステッド構造をもつ分割型2因子実験の構成法が与えられた.2因子実験を行うために,いくつかの区画(ブロックという)があり,各ブロックはp行q列に分割され(この小さい区画をwhole-plotという),ある因子の水準がwhole-plotに割り付けられる.さらに,各whole-plotはいくつかのsubplotに分割され,もう1つの因子の水準がsubplotに割り付けられる.この研究において,このようなネステッド構造をもつ分割型2因子実験の構成法が与えられた.実験条件のほぼ同じである大区画(ブロックという)がいくつかあり,各ブロックはp行q列に分割され(その分割された区画をwhole-plotという),各whole-plotはs個の小区画(subplotという)に分割されている.因子Aの処理をwhole-plotに割り付け,因子Bの処理をsubplotに割り付けて行われる2因子実験において,因子A,因子Bの主効果,交互作用効果を比較し,各因子のどの処理に効果があるか,また,2つの因子のどの処理組合せに効果があるかを調べることが目的であり,このような2因子実験をネステッド構造をもつ分割型2因子実験という.Kachlicka and Mejza (2004)はwhole-plot処理に関する計画にsubplot処理に関する計画をクロネッカー積によって埋め込み,whole-plot処理に関する計画として,Youden squareを用い,subplot処理に関する計画として,balanced incomplete block designを用いて(このことを以下では,[Youden square, balanced incomplete block design]と略記する),ネステッド構造をもつ分割型2因子実験に対する計画を構成し,その統計的性質を明らかにした.我々はKachlicka and Mejza (2004)の結果を一般化しつつ,[Youden square, group divisible design], [Youden square,一般のブロックサイズが一定のdesign], [cyclic design,一般のブロックサイズが一定のdesign], [nested row-column design,一般のブロックサイズが一定のdesign]に対して,ネステッド構造をもつ分割型2因子実験に対する計画を構成し,その統計的性質を明らかにした.したがって,より多くのパラメータに対して,ネステッド構造をもつ分割型2因子実験を行うことができ,実用性の観点から,これらの結果は有用であると考えられる.ネステッド構造をもつ分割型2因子実験は農事試験等に有用であり,実験条件が十分に管理されたb個の区画(ブロックという)からなる.ここで,各ブロックはp行q列に分割され(その分割されたセルをwhole-plotという),各whole-plotはs個のsubplotに分割される.因子Aの処理をwhole-plotに割り付け,因子Bの処理をsubplotに割り付けて行われる2因子実験をネステッド構造をもつ分割型2因子実験といい,今年度の主たる研究成果は次の2つである.2. Kachlicka and Mejza (2004)はwhole-plot処理に関する計画にsubplot処理に関する計画を埋め込むためにクロネッカー積を用いているが,whole-plot処理に関する計画としてresolvable designを用い,subplot処理に関する計画としてsquare lattice designを用いて,クロネッカー積ではない新しい構成法を提案し,その計画の層効率因子,標準対比を与えた.この新しい構成法はKachlicka and Mejza(2004)の方法より,実験回数のより少ない2因子実験を構成することができ,より実用的である.今後の研究課題として,2の新しい構成法に対して,whole-plot処理,subplot処理に関する計画としてどのような計画を用いることができるかについての考察が挙げられる.実験条件のほぼ同じである大きな区画(ブロックという)がいくつかあり,各ブロックはp行q列に分割され(その分割された区画をwhole-plotという),各whole-plotはs個の小区画(subplotという)に分割されている.因子Aの処理をwhole-plotに割り付け,因子Bの処理をsubplotに割り付けて行われる2因子実験において,因子A,因子Bの主効果,交互作用効果を比較し,各因子のどの処理に効果があるか,また,2つの因子のどの処理組合せに効果があるかを調べることが目的であり,このような2因子実験をネステッド構造をもつ分割型2因子実験という.従来の構成法では,whole-plot処理に関する計画にsubplot処理に関する計画をクロネッカー積によって埋め込み,ネステッド構造をもつ分割型2因子実験に対する計画を構成している.この構成法においては,1つのブロック内のすべてのwhole-plotに因子Bの同じ処理が割り付けられることになり,その双対型の計画として,我々は,各ブロックには因子Aの同じ処理を割り付け,1つのブロック内のwhole-plotには異なる処理を割り付けるようなネステッド構造をもつ分割型2因子実験を考え,subplot処理に関する計画としてsquare lattice designを用いて,この2因子実験を構成し,その計画の多重層解析における層効率因子,標準対比を与えた.このネステッド構造をもつ分割型2因子実験はクロネッカー積ではない方法であり,従来の構成法と比較すると,実験回数のより少ない2因子実験を構成することができ,より実用的であるといえる.
ゲーム機用センサを使った循環制御系の役割分担仮説の検証と健康度モニタリング

本研究では,血圧-心拍数間の動特性に基づき,光電容積脈波センサを利用した日常的に使用できる血圧反射機能を推定するシステムの開発を目的とした.まず,心拍数の平均値で規格化された標準偏差CVRR,および脈波の振幅値に関するその高周波成分に対する低周波成分の比の自然対数であるμPAは,判別力が高く,かつ,再現性の高い指標であることを明らかにした.また,両者から相関係数r=0.774で年齢を推定できることも明らかにした.さらに,ビデオカメラからの身体映像情報を処理することにより,非接触かつ遠隔的に血圧情報を取得し,この情報に基づいて血圧反射機能を推定できる可能性があることを確かめた.Mayer波帯域における血圧-心拍数間の線形相関性は,安静時に強く,映像刺激入力や姿勢変動の際に弱くなる.この現象は,「安静時には主として心拍数調節が行われ,環境変化時には心拍数調節ばかりでなく血管抵抗調節が行われる」という仮説(心拍数調節と血管抵抗調節の役割分担仮説)で説明できる可能性がある.本研究では,この仮説を検証するとともに,この仮説に基づいてゲーム用脈波センサを利用した日常的に使用できる血圧反射機能推定システムの開発を目的とした.本年度では,昨年度に引き続き,血圧反射機能を司る循環制御系の特徴を表わす指標のうち判別力と再現性の高い指標を探索した.実験では,昨年に比べて被験者数を大幅に増加させた.すなわち,健常被験者(若年者59人(25.7±6.3歳),高齢者86人(70.2±4.1歳))を対象として,安静状態における心電図・連続血圧・光電容積脈波を計測した.計測量から,心拍数の平均値で規格化された標準偏差CVRR,収縮期血圧のパワーに対する心拍間隔のパワーの比の平方根であるαLF,および,光電容積脈波の振幅値に関するその高周波成分に対する低周波成分の比の自然定数であるμPAなどを計算した.その結果,これら3つの指標は,他の従来指標と比較して,高齢者群と若年者群との間の判別力が高く,かつ,級内相関係数の観点から再現性の高い指標であることが明らかとなった.CVRRとαLFは互いに相関が強い一方,μPAとは相関が低いことがわかった.αLFは連続血圧の計測が必要であるのに対し,CVRRとμPAは光電容積脈波のみで計算できる指標であるため,ゲーム機用センサでも利用でき有用である.また,CVRRとμPAの2つから相関係数r=0.774で年齢を推定できることも明らかになり,自律神経機能の低下を定量的に推定する方法となり得ることがわかった.本研究では,血圧-心拍数間の動特性に基づき,光電容積脈波センサを利用した日常的に使用できる血圧反射機能を推定するシステムの開発を目的とした.まず,心拍数の平均値で規格化された標準偏差CVRR,および脈波の振幅値に関するその高周波成分に対する低周波成分の比の自然対数であるμPAは,判別力が高く,かつ,再現性の高い指標であることを明らかにした.また,両者から相関係数r=0.774で年齢を推定できることも明らかにした.さらに,ビデオカメラからの身体映像情報を処理することにより,非接触かつ遠隔的に血圧情報を取得し,この情報に基づいて血圧反射機能を推定できる可能性があることを確かめた.Mayer波帯域における血圧-心拍数間の線形相関性は,安静時に強く,映像刺激入力や姿勢変動の際に弱くなる.この現象は,「安静時には主として心拍数調節が行われ,環境変化時には心拍数調節ばかりでなく血管抵抗調節が行われる」という仮説(心拍数調節と血管抵抗調節の役割分担仮説)で説明できる可能性がある.本研究では,この仮説を検証するとともに,この仮説に基づいてゲーム用脈波センサを利用した日常的に使用できる血圧反射機能推定システムの開発を目的とした.本年度では,血圧反射機能の基本的な特徴を明らかにするため,血圧反射機能を司る循環制御系の特徴を表わす指標のうち,入出力間の伝達関数やコヒーレンス関数を解析した.実験では,バイオフィードバックに応用しやすい呼吸統制を健康な被験者72名に課し,このときの脈波伝搬時間(PTT)と心拍数(HR)の間の動特性を定量化することにより,自律神経機能の評価が可能かどうかを検討した.すなわち,それぞれの変数のLF成分・HF成分・LF/HF,および2変数間の相互相関係数の最大値ρmax・コヒーレンス関数γ2・伝達関数のゲイン|G(jω)|を求めた結果,次のことが分かった.1)10秒周期呼吸時のρmaxが極端に低い者は,自律神経系の働きに問題がある可能性がある.2)10秒周期呼吸時のHRのLF成分は加齢により低下する.3)安静時の|G(jω)|のLF成分の大きさに基づいて,10秒周期呼吸を実施しなくても自律神経機能の性能が推定できる可能性がある.今後は,上記の性質に基づいたバイオフィードバック,例えば効率的に血圧の低下やストレスの低減を導くような呼吸統制訓練などの具体的な方法の構築をすべきと思われる.Mayer波帯域における血圧-心拍数間の線形相関性は,安静時に強く,映像刺激入力や姿勢変動の際に弱くなる.この現象は,「安静時には主として心拍数調節が行われ,環境変化時には心拍数調節ばかりでなく血管抵抗調節が行われる」という仮説(心拍数調節と血管抵抗調節の役割分担仮説)で説明できる可能性がある.

本研究では,この仮説を検証するとともに,この仮説に基づいてゲーム用脈波センサを利用した日常的に使用できる血圧反射機能推定システムの開発を目的とした.本年度では,ビデオカメラからの身体映像情報を処理することにより,非接触かつ遠隔的に血圧情報を取得し,この情報に基づいて血圧反射機能を推定するシステムの開発を行った.まず,心臓から見た近位部である顔と遠位部である掌の映像信号のうち緑色成分の輝度平均値の時系列を求め,雑音成分を除去することによって対応する部位の脈波信号を得る.次に,各部位をヒルベルト変換することによってそれぞれの信号の瞬時位相を求め,2つの瞬時位相の差を血圧信号の代用とした.健常被験者20人に対して呼吸停止による血圧変動を誘起し,そのときの連続血圧計から得た収縮期血圧と上記の瞬時位相差の相関を求めたところ,相関係数が約0.6の正の相関が得られた.これに対して,従来用いられてきた心電図信号と指尖光電脈波から計算される脈波伝搬時間は,収縮期血圧と相関係数が約0.4で逆相関した.以上の結果は,前年までに得られた,心拍数の平均値で規格化された標準偏差CVRR,および脈波の振幅値に関するその高周波成分に対する低周波成分の比の自然定数であるμPAの2つから高い相関係数で年齢を推定できる結果と合わせることによって,血圧から心拍数までの応答感度として自律神経機能の低下を定量的に推定する方法となり得る可能性があることがわかった.生体制御工学昨年度より被験者数を大きく増やした本年度の成果では,家庭でも手軽に計測できる光電容積脈波のみで計算できる指標であるCVRRと本研究で新しく提案したμPAは,高齢者群と若年者群との間の判別力が高く,かつ,級内相関係数の観点から再現性の高い指標であることが明らかとなるとともに,この2つの指標から相関係数0.774で年齢を推定でき,加齢による自律神経機能の低下を定量的に推定できる可能性が明らかとなった.これにより,自律神経機能評価を家庭でも手軽に実施するという本研究の目的に近づいたから.本年度では,血圧反射機能の基本的な特徴を明らかにするため,血圧反射機能を司る循環制御系の特徴を表わす指標のうち,入出力間の伝達関数やコヒーレンス関数を解析した.実験では,循環制御系の特徴が現れやすく,バイオフィードバックに応用しやすい呼吸統制を課した結果,脈波伝搬時間と心拍数の間の動特性を表わす指標のいくつかが,循環制御系を支配する自律神経機能の特徴をよく反映することが明らかとなり,自律神経機能評価を家庭でも手軽に実施できる可能性が示されたから.CVRRと本研究で新しく提案した指標であるμPAは,それらの組み合わせにより自律神経機能の低下を反映する可能性があるとともに,ゲーム機用光電脈波センサでも計測可能なため,家庭での利用が想定できる.一方,通常のカメラのビデオ信号の緑色成分の解析からも,μPAの計算に必要な脈波振幅情報が得られる可能性がある.そこで来年度では,非接触かつ遠隔的に計測できるビデオ信号からμPAを算出できるかどうかについて検討する.これと並行して,効率的に血圧の低下やストレスの低減を導くような呼吸統制訓練などの具体的な方法の構築を検討する.平成24年度では,脈波伝搬時間と心拍数の間の動特性を表わす指標のいくつかが,循環制御系を支配する自律神経機能の特徴をよく反映することが明らかとなり,自律神経機能評価を家庭でも手軽に実施できる可能性が示された.しかし,脈波伝搬時間の計測には脈波信号のほかに依然として心電図信号の計測も必要である.そこで今後は,ゲーム機用センサだけでも計測可能な光電容積脈波のみで計算できるような指標を導入することが望ましい.さらに,効率的に血圧の低下やストレスの低減を導くような呼吸統制訓練などの具体的な方法の構築を検討する.