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瞬目の視覚的機能に関する心理生理学研究

瞬目は視覚情報の遮断を行っていて、人間の行動や情報処理の観点からは決して合目的的な装置とはいいがたい。にもかかわらず、瞬目が存在することによって人間行動に大きな支障があることを指摘する研究は少ない。そこで、本研究では、内因性瞬目の視覚機能とはどういうことかについていくつかの視覚条件を変えて検討した。本研究の中心的な実験である明・暗所視中の瞬目を比較した3つの実験を通じて見出された結論は、両条件下で瞬目率に著名な差はなく、いずれも「傾向」程度の効果しか得られなかったことである。このことは結局は瞬目のもつ視覚機能というのはいわば「退化」したもので、著名な積極的な視覚的役割を見出すことは困難だという結論になる。これは他の視覚機能を扱った実験でもほぼ同様の傾向が認められ、視覚機能単独で著名な変数になる可能性は比較的低い。また、暗所視実験での瞬目波形の変化を検討した結果、視覚入力の影響は眼瞼の振る舞いそのものに表現される可能性も示唆した。3つの実験で共通に見られたのは、暗所において瞬目はゆっくりとした動きの不完全瞬目の形への移行である。本実験でのもうひとつの結論は、多くの場合では、視覚的な機能よりも他の純粋に心理学的な要因の方が瞬目に優位に貢献しているということである。特に、外的な情報処理、情報の収集、が終わって、その素材を内的に処理する過程での瞬目の役割は今まで考えられていた以上に大きいという印象が本研究の結論のひとつである。つまり、暗算や連想あるいは課題解決の過程などのある種の内的な心的過程の、例えば「心的負荷」や「課題の困難度」あるいは「作業記憶」の指標としては、その直線性によって、今まで考えられていた以上に多くの心的過程の指標として利用可能である可能性を改めて示唆した。そういう意味でも視覚機能は「退化している」といえる。本研究の目的は、瞬目の視覚的機能の検討ということであったが、瞬目は周期的に暗闇(Blackout)を招来して、視覚情報の遮断を行っていることになり、角膜の乾燥を防ぐこと以外には、人間の行動や情報処理の観点からは決して合目的的な装置とはいいがたい。全体時間の1/3もの時間を暗闇で過ごすにも拘わらず視覚機能としては大きな支障が生じない理由は一体どこにあるのか、つまり瞬目の視覚的機能における視覚的な促進的役割は何かということを明らかにすることが本研究の目的である。この目的を検討するために、初年度は、まず、瞬目の視覚機能に当たりをつける意味での探索的研究として、(1)暗闇における瞬目の有り様の検討、(2)ズレて印刷された文字を読む際の瞬目の有り様を検討したい、としたが、実験はほぼ計画通り遂行され、目下そのデータ整理に入った段階である。瞬目によって暗闇がもたらされる意味は、視覚が関与しない暗闇における瞬目の振る舞いを検討することから始めることがひとつのヒントになる。視覚障害者(先天盲)でも瞬目が観察できることの不思議さは1928年の英国の生理学者による有名な研究によって指摘されて以来、内因性瞬目の研究者には常識になっているが、その機構はなお不明である。そこで視覚の関与しない定常状態の晴眼者の瞬目率を知るには、暗闇における瞬目率を吟味することが最も基礎的知見になる。もし本当に晴眼者が暗闇においても明所視と同じ瞬目率を示すとしたら、瞬目は本質的に視覚としての機能を果たしていないことになる。

それを確かめることが出発点であろう。今までの段階ではどうも差はなさそうなのであるが、その他に、暗闇事態では明所視以上に、注意の方向や心的負荷の影響が極めて明瞭であることが明らかになりつつある。「瞬目の視覚機能」について明らかにすることが本研究の目的であるが、そのために、初年度は約10分間の暗順応過程での瞬目の振る舞いを2つの実験によって検討した。その結果は、予想に反して、暗闇において瞬目はやや抑制されることが明らかになった。視覚障害者においても晴眼者とあまり瞬目率は差はないとする従来の研究からは予想できない結果であった。しかし、この結果は、その後引き続いての注意深い解析によって、実は実験中に入り込んだ雑音によることが判明した。雑音とは、実は暗闇が中途半端で被験者はどうも多少見えていたらしいことが分かったからである。したがって、ぼんやり見えるようになった暗闇では返って目を凝らすことになり、瞬目率は抑制されたと考えた。そこで、このことをもっと完全に確かめるために、暗順応の時間を30分に延ばし、かつ徹底した暗闇を作り、再度確かめるための実験を行った。目的はかなりの程度達成されて、目下その詳しい解析に移っているところである。まだ完全な結果は得られていないが、途中の段階での印象では、やはり、(1)暗所視と明所視では特別に瞬目率の差が出てくるとはいえない、(2)しかし、両条件では瞬目率には差がないが、瞬目波形において特徴が得られた、つまり、暗所視において波形は平坦化する傾向が認められた、(3)暗所視では心的負荷や認知的複雑さなどの心理的な要因が直線的に影響する、ことなどが示唆されつつあり、暗所視における瞬目の振る舞いの一部がある程度明らかになりつつある。瞬目の視覚機能について考える上で貴重な知見がなお得られるものと確信している。引き続き、データ解析を完全なものにして新しい知見を提供していきたい。初年度・2年度に引き続き「瞬目の視覚機能」についての実験研究を遂行してきた.3年間にわたっていくつかの「視覚機能」に即して瞬目を検討してきたが,特に「暗闇における瞬目の振る舞い」に関しては,今年度はさらに新たな傾向が明らかになりつつある.つまり,前年度の報告で報告した暗順応にまつわる瞬目の振る舞いについての(1)(3)の要点の中で,(2)と(3)はほぼ確かめられたが,(1)については,どうもある程度の差,つまり「傾向」程度の差はあるのではないか,という結論に至っている.つまり,暗闇という視覚機能が関与しない状況下ではやはりある程度瞬目は減少するのではないか,ということである.しかし,有意差が得られるほど著名な変化はしない,というのが結論である.言い換えれば,「視覚機能」の一部の役割を瞬目は果たしている,といえるのである.このようにして,順調に本研究は遂行されてきたが,今年度から新たに別の研究費による「瞬目の性差」に関する研究も平行して遂行することになり,やや進行に支障が出始めた.というのは,この新しい研究は「性周期」に着目した研究になるため,比較的長期の縦断的な研究で,12週間,3ケ月間の生理指標や行動指標の観察を必要とする実験計画になった.その結果,データの量が膨大になり,短期間でこれを処理することは困難になり,「視覚機能」に関する最終のデータの解析が終了しないで,研究費の援助期間が切れることになった.この事情は「研究経過報告書」の通りである.あと半年のデータ解析を経て,最終的な報告ができるものと期待している.
障害高齢者の自立支援に向けた「看護・介護のシーティング・ガイドライン」の開発

高齢者の健康・生活への座位姿勢の影響、座位姿勢の観察と判断、いすや車いすなどの選択と調整、座位姿勢を確認・修正する具体的方法、支援の実際(事例)などからなるシーティング・ガイドラインを作成した。介護老人福祉施設2ヶ所で、シーティング・ガイドラインを視聴してもらい、職員のケアの変化、高齢者の変化を調査している。現在までの事例分析の結果:事例Aでは昼食時間が1時間を超えると、姿勢の傾きが大きく、昼食前後の変化の幅も大きかった。事例B・Cでは、シーティング・ガイドラインを適用して職員が考えたプランにより座圧ピーク値が減少した。障害高齢者の日常生活自立度の維持・向上を目的とする「看護・介護のシーティング・ガイドライン」の開発を目指して、今年度は文献研究、国内の先駆的施設での実地調査を行った。1.文献研究看護学分野、理学・作業療法学分野、介護福祉分野におけるシーティングおよび姿勢保持に関する文献を検索・収集し、実地調査に用いる調査票を作成した。2.国内の先駆的施設における実地調査[調査対象]シーティング・コンサルタント協会が推薦した介護老人福祉施設(特養)4か所、介護老人保健施設(老健)4か所で、理学/作業療法士、看護職員、介護職員各々1名を対象者とした。[調査方法]各職種別に、看護師や介護職員のシーティングへの参加の必要性、判断の手がかりなどを内容とする調査票に基づいてインタビューを行うとともに、シーティングの実際を視察した。[結果と考察]看護・介護職員のシーティングへの参加は対象者全てが必要と回答した。判断の手がかりは、看護職員は姿勢、疾患・障害、褥瘡を、介護職員は姿勢、訴え、生活行動と回答した。シーティングの実施範囲は、看護師は生活スケジュールの調整や座り直し、介護職員はこれらに加えて、特に特養では除圧クッションや椅子の使用等も行っていた。いずれの施設でも高齢者の姿勢や日常生活行動の改善、ケアの質向上等の効果を確認し、理学/作業療法士の指導のもと、組織的に推進していた。業務範囲や施設方針等により各職種の役割は異なるが、看護・介護職員の専門性を活かした判断を共有してシーティングが行われていた。今後は判断や実施範囲を具体的に分析し、ガイドライン作成に活用する。「看護・介護のシーティング・ガイドライン」の開発を目指して、21年度に実施した国内での実地調査の分析を行うとともに、高齢者ケアの先進国での調査を実施した。1. 21年度国内調査結果の分析シーティングを実施している7か所の高齢者施設で、看護・介護職の取り組みを中心に調査を行った。いずれの職種も看護・介護職のシーティングへの関与は必要と回答し、看護・介護職の役割は「観察」「褥瘡予防」「ケア」等をあげていた。その必要性の判断の手がかりは「姿勢」「訴え」「離床/座位時間」を共通項に、看護職は「疾患・障害」等、介護職は「食事行動」等も回答した。実施可能なケアは「座り直し」「生活スケジュールの見直し」を共通項に、看護・介護職は「クッション等による姿勢調整」「車いすを椅子に替える」等も回答した。シーティングの効果は「姿勢の改善」「褥瘡の減少」「食事動作の改善」「職員の負担軽減」「家族からの感謝」等をあげていた。2.海外調査の実施フィンランド、オーストラリア、カナダ、アメリカ、ドイツで、協力の得られた高齢者施設とその関連企業の理学/作業療法士や看護・介護職に各職種の役割や教育などをインタビューし、シーティングの実際を視察した。現在、分析途中であるが、「椅子を選ぶ」意識と環境、理学/作業療法士を中心とするシステム、高齢者の姿勢に対する看護・介護職員の知識・技術とその教育の機会などについて情報を得ることができた。[具体的内容]「看護・介護のためのシーティング・ガイドライン」の枠組みを検討し、そのコンテンツとなる映像データ等を加工・製作した。1.シーティング・ガイドラインの枠組みの検討これまでの調査等の結果を合わせて検討し、シーティング・ガイドラインの枠組みを検討した。その結果、枠組みは(1)高齢者の健康・生活への座位姿勢の影響、(2)看護・介護職による座位姿勢の観察・判断、(3)物品の選択と調整、(4)座り方の支援などとした。2.実際事例の映像データの抽出と加工これまでにシーティングによる介入研究で撮影した事例の映像データから、ガイドラインに有用と考えられるものを抽出し、プライバシー保護等の観点から加工した。3.シーティングに必要な技術の映像データ製作上記1の枠組みのうち、座位姿勢の観察・判断、物品の選択と調整、座り方の支援の方法などについて撮影を行い、その映像を編集した。[意義・重要性等]今年度は看護師や介護職員が実施できるシーティングの範囲や方法を検討し、それらを分かりやすく解説する映像データも製作することができた。

これらを用いれば、看護師や介護職員がシーティングを安全に実施できると期待でき、24年度はその効果や実施可能性について検証する予定である。1.実践応用性の検証(継続):介護老人福祉施設2で、看護・介護職員等に作成したシーティングガイドラインを視聴してもらい、その前後におけるケアの変化、高齢者の変化等を確認している。2.収集したデータを事例ごとに分析している。事例Aでは、シーティング・ガイドラインを適用して職員が考えたケアに関わらず、昼食時間が1時間を超えると、姿勢の傾きが大きく、昼食前後の変化の幅も大きかった。事例B・Cでは、シーティング・ガイドラインを適用して職員が考えたプラン実施後に座圧のピーク値が減少していた。これらの結果を学会で発表する予定である。1.シーティング・ガイドラインの編集:看護・介護職員が現場でガイドラインを視聴しやすいように、コンテンツの再編集を行った。ガイドラインの具体的な内容は、看護・介護職員が日常的にシーティングを実施できるように、座位姿勢の観察・判断、いすや車いすの選択や調整などの知識や技術、実際に支援した事例について、写真や動画を用いてわかりやすく解説している。なお、いつでも気軽に視聴できるようにiPadに保存するとともに、多数に解説できるようにパワーポイントによる提示資料を作成した。2.実践応用性の検証:作成したガイドラインの実践応用性の検証をするために、介護保険施設(特別養護老人ホーム)の看護・介護職員および作業療法士とともに研究を進めている。研究のベースラインとして、シーティングガイドライン視聴前のケアの内容と高齢者の状況を調査した。次に、看護・介護職員および作業療法士が考えたシーティングを実施したケアの内容と高齢者の状況を調査した。その後、シーティング・ガイドラインを用いた研修を行った。(シーティング・ガイドラインはいつでも視聴できるようにiPadを看護・介護職員等に貸し出している。)交付申請書の研究の目的に記載したとおり、「看護・介護のためのシーティング・ガイドライン」の枠組みを検討し、そのコンテンツとなる映像データ等を加工・製作できたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、「看護・介護のシーティング・ガイドライン」を開発し、その実践応用性を検証することを目的としており、現在の達成度は以下のとおりである。1.「看護・介護のシーティング・ガイドライン」の作成これまでの文献研究、シーティングの実地調査、介入研究の結果をもとに、看護・介護職員や理学・作業療法士でシーティング・ガイドラインの枠組みと内容を協議し、「看護・介護のシーティング・ガイドライン」を作成した。2.「看護・介護のシーティング・ガイドライン」の実践応用性の検証実践応用性を検証する方法として、高齢者の健康や生活を把握するための調査票を作成し、高齢者の姿勢を評価するための測定機器の使用方法を習得した。研究計画について倫理審査委員会の承認を得た。現在、介護保険施設(特別養護老人ホーム)の看護・介護職員および作業療法士とともに、ベースライン、看護・介護職員および作業療法士のみで考えた介入後のデータ収集を終えている。
老化と病的過程における免疫グロブリン 増加とBリンパ球の分化・増殖に関する解析

I.免疫グロブリン産生細胞の分離とテロメア長の解析(1)外科的処置により得られたリンパ節より、IgM,IgG,IgAを産生する各形質細胞の分離を行った。昨年度の方法(Fcレセプターを介した非特異的反応を抑制するためのインキュベーション法と通常の抗体を結合させた既製の磁気粒子によるpositive selectionとの組み合わせ)では解析に十分なDNA量を得ることは困難であったが、抗ヒトIg抗体にF(ab')_2を用いて磁気粒子に結合させることで容易にDNAが得られ、テロメア解析に供することが可能となった。(2) FI-11-dUTP標識したテロメアプローブ(TTAGGG)_4を用いて、サザンブロットハイリダイゼーションを行い、dioxetane検出系にてテロメア領域を検出し、その平均長をデンシトメーターで計測した。計測方法については、昨年度確立した再現性の良好な方法に従った。(3)本年度に用いた試料でも、昨年度と同様にIgM,IgG,IgA産生細胞の各テロメア長の差は僅かであった。テロメア長短縮の動向は、クラススイッチにより互いに関連すると考えられることから、細胞分裂回数をより詳細に反映できる平均テロメア長以外の解析パラメーターの導入を引き続き試みた。II.免疫グロブリン産生細胞の構成比の解析(1)フローサイトメトリーにて免疫グロブリン産生細胞の構成比の解析を行った。解析の再現性は比較的良好であった。この構成比とテロメア長との比較から、Bリンパ球の分化と分裂に関する考察を行った。免疫グロブリン産生細胞の分離とテロメア長の解析(1)外科的処置により得られたリンパ節より、IgM,IgG,IgAを産生する各形質細胞の分離を行った。Fcレセプターを介した非特異的反応を抑制するためのインキュベート法と、通常の抗体を結合させた既製の磁気粒子によるpositive selectionとの組み合わせでは、テロメア解析(サザンブロット法)に必要な十分量のDNAを得ることはできなかった。このため、分離細胞の特異性を高めながら、DNAの収量を上げるため、抗ヒトIg抗体にF(ab')_2を用いて磁気粒子に結合させ、分離したところ、解析可能なDNA量を得ることができた。(2)FI-11-dUTP標識したテロメアプローブ(TTAGGG)_4を用いて、サザンブロットハイブリダイゼーションを行い、dioxetane検出系にてテロメア領域を検出し、その平均長をデンシトメーターで計測した。(3)IgM,IgG,IgA産生細胞の各テロメア長の差は僅かであったことから、計測を精度良く行う必要があると考えられた。このため、デンシトグラムを用いた再現性の良い一定の計測方法を確立した。同一検体のテロメア長計測の変動範囲は0.3-0.4kbと良好であった。また、各細胞群のテロメア短縮の動向は、クラススイッチにより互いに関連することから、解析の指標として平均テロメア長だけでなく、その他のパラメーターの導入を試みた。
法学分野における議論教育の手法としてのアカデミック・ディベートの活用に関する研究

6月17日に九州大学において本年度第1回研究会を開催した。研究代表者・分担者全員が参加し、アカデミックディベートの3つの特質(evidence-basedな議論/switch-sideする議論/ゲーム形式によるアクティブ・ラーニング)を踏まえた上で法学教育にどのように生かすかという本研究の基本的問題意識を踏まえた上で、前年度に確認した(1)アカデミック・ディベート類似の他の教育手法との比較(2)法学専門教育に資するディベート・フォーマットの作成について意見交換を行った。その後、(2)について、法科大学院生・修了者、法学部生等の協力を得て、「法律事例ディベート」のフォーマットの試作および設定の準備を進め、8月10日には神戸大学でJR東海事件最高裁判決(最判2016年3月1日民集70巻3号681頁)を素材としたディベートの模擬試合を行った。その後参加者等からのフィードバックによりフォーマット等の検証を進めている。また、(1)について、研究代表者角松が福井法教育研究会(6/30、福井大学)に参加し、「法学専門教育におけるアカデミック・ディベートの活用について」と題する報告を行い、高校生模擬裁判に関する意見交換を行った。また、高校生模擬裁判関西大会を観戦した(8/4、大阪弁護士会館)。加えて、研究分担者師岡・久保が3大学知財ゼミ対抗ディベートを観戦した(11/29-30,早稲田大学)。その他各研究分担者が、パーラメンタリー・ディベート等、アカデミック・ディベート類似の他の教育手法との比較検討を進めている。「研究実績の概要」欄に記載したように、本研究のさしあたりの目標である(1)アカデミック・ディベート類似の他の教育手法との比較(2)法学専門教育に資するディベート・フォーマットの作成に向けて、研究を順調に進展させている。2回の研究会開催(第1回は7/27、北海道大学)を予定し、とりまとめに向けて研究を進めていく。法律事例ディベートのフォーマット及び教育手法の検討と、他の教育手法との比較分析に重点を置く。学会報告を含め、成果発表方法についても検討する。本研究は、法学分野という特定の専門ディシプリンに即して、議論教育の手法としてのアカデミック・ディベートの活用可能性を探求するものである。2018年9月3日に第1回研究会を神戸大学で開催し、各分担者の問題意識を共有した(1)法学専門教育に即した効果測定としては、(a)規範定立と当てはめの区別(b)大陸法的な議論とコモン・ロー的な議論との区別が必要なのではないか、(2)効果測定にあたっては、量的効果測定の困難さと信頼度が期待できないことに鑑みて、質的効果測定に重点を置くべきではないか等の議論がなされた。また、(3)アカデミック・ディベート、パーラメンタリー・ディベートなどのディベートのスタイル相互の教育効果の比較や、模擬裁判・模擬仲裁等との比較を行っていく必要性が確認された。第2回研究会を2018年3月4日、津田塾大学で開催し、久保健治氏(NPO法人全日本ディベート連盟専務理事、九州大学言語文化研究院学術研究員)が企業・大学におけるディベート研修の実情についての報告を行った。企業研修ではディベートに対する一定の需要があるものの広がりや獲得目標の明確化が課題となっていること、大学教育では教育手法としてのディベートの認知が未だ十分ではないことなどの実情が明らかとなった。2018年度には、(1)アカデミック・ディベートと類似した教育手法の比較(2)法学専門教育に資するディベート・フォーマットの試作を目標として研究を進めることを確認した。第1回・第2回研究会の成果により法学専門教育の手法としてのアカデミック・ディベートの活用可能性に関する問題意識を共有した上で、今後の研究の具体的方向性について展望を得ている。「研究実績の概要」欄に記載したように、本研究のさしあたりの目標である(1)アカデミック・ディベート類似の他の教育手法との比較

(2)法学専門教育に資するディベート・フォーマットの作成に向けて、研究を順調に進展させている。(1)他の教育手法((a)厳密なスタイルを採らないゼミ等で行われているディベート(b)模擬仲裁・模擬裁判・模擬国連(c)パーラメンタリーディベート等)などの実践に関するインタビュー、(2)法学専門教育に適したディベートのフォーマットの試作(3)ディベート経験の質的効果測定などを行っていく予定である。なお、第2回研究会で報告した久保健治氏には、新たに研究分担者に加わってもらうこととなった。2回の研究会開催(第1回は7/27、北海道大学)を予定し、とりまとめに向けて研究を進めていく。法律事例ディベートのフォーマット及び教育手法の検討と、他の教育手法との比較分析に重点を置く。学会報告を含め、成果発表方法についても検討する。研究計画に関する打合せの結果、2018年度・2019年度にはインタビュー調査の費用や研究会開催費用の増加が見込まれたため、2017年度の支出額を削減してそれに充てることとした。当初2回の共同研究会の実施を予定していたところ、次年度にまとめて研究会を実施した方が研究活動を進める上で効率的と判断したため
磁性体中の光学的キャリヤー注入による超高速磁気変調効果

研究計画に沿い、磁性体の光キャリャー注入効果を調ベるたに先ず半導体GaAs/AlGaAsの量子井戸について光励起スピン配向の測定を行った。光源にパルス幅160fsのチタン・サファイアレーザーを用い、ハンド端の励起子共鳴吸収による吸収の過渡飽和を観測した。重い励起子の励起では従来の報告通り円偏光のセンスに対応した吸収飽和の減少及び増大が見出され、電子スピン±1/2の準位間のスピン緩和時間20psが得られた。一方、軽い励起子を励起した場合にも同様の吸収飽和における円偏光依存性が観測され、スピン緩和時間2ピコ秒が得られた。GaAs/AlGaAsについて軽い励起子のスピン緩和を直接観測したのは我々が最初である(発表予定)。また重い励起子ではスピン緩和時間の励起光強度依存性も新しく見出された。励起子の緩和については従来の報告により励起密度が高いと励起子の電子と正孔間のクーロン力が多数のキャリャーによってスクリーニングされることが指摘されているが、励起子スピンに関してもこれを反映しているかどうかはさらに詳しい実験を要する。ポンプ・プローブ法による高速スピン緩和の測定法が確立できたので、本装置を用いて目的とする磁性半導体CdMnTeを低温で調ベた。励起子の共鳴エネルギーに同調させ、数ピコ秒の緩和波形が観測され、偏光依存性も見出された。本物質は透過で観測できないので反射による測定を行った。信号の偏光依存性はスピン選択性から期待されるものと一致しないので、現在、試料を薄膜にし透過で測定できるよう準備中である。磁性絶縁体MrO単結晶についても光励起スピン配向を測定した。室温では常磁性で77Kでは反強磁性であるが、いずれの温度でもピックアップコイルによる磁化の検出方法では信号が得られなかった。室温ではナノ秒以下の速いスピン緩和により、また低温では強い交換力のため磁化の検出が困難になっていると思われるので時間分解能の改善が必要。
携帯マルチメディア情報通信用VLSIの低消費電力化に関する研究

本研究では,マルチメディア情報通信向けシステムの構築と,その低消費電力VLSI化に関する研究開発を行った.具体的には,1)エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計,2)オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計,3)音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計,4)低演算3D音像定位アルゴリズムの実装,5)W-CDMAベースバンド処理VLSI化設計,および6)アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計を行った.1.エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計前年度の成果に基づき,エラー検出・エラー隠蔽アルゴリズムを組み合わせた,エラー耐性アルゴリズムの評価およびアーキテクチャ設計を行った.エラー隠蔽は動き検出処理との共有化を行うことにより,小面積化を実現した.2.オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計前年度の成果を基にオブジェクト抽出アルゴリズムの高精度,低演算量化に向けて改良を行った.また,各処理に関して,ソフト実装,ハード実装それぞれの評価を行い,アーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.3.音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計前年度の成果を基に,メモリ構成など全体のアーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.また,いくつかのアルゴリズムを実装し,性能評価を行った.4.低演算3D音像定位アルゴリズムの実装前年度の成果に基づき,3D音像定位アルゴリズムのDSPによる実装を行い,低演算量にて実現可能であることを実証した.さらに,音源の移動した場合の頭部伝達関数のパラメータ化やその実装手法などに関しても検討した.ベースバンド処理でも特に演算量の多い,マッチドフィルタ処理やターボコーデック処理を,メモリや演算器の共有化などにより,効率よく実現するアーキテクチャを考案し,そのVLSI化設計を行った.6.アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計前年度の成果に基づき,アーキテクチャ評価システムのさらなる精度向上と,それをもちいた,マルチメディア処理システムのアーキテクチャ評価を行い,最適なアーキテクチャを決定,そのVLSI化設計を行った.本研究では,マルチメディア情報通信向けシステムの構築と,その低消費電力VLSI化に関する研究開発を行った.具体的には,1)エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計,2)オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計,3)音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計,4)低演算3D音像定位アルゴリズムの実装,5)W-CDMAベースバンド処理VLSI化設計,および6)アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計を行った.1.エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計前年度の成果に基づき,エラー検出・エラー隠蔽アルゴリズムを組み合わせた,エラー耐性アルゴリズムの評価およびアーキテクチャ設計を行った.エラー隠蔽は動き検出処理との共有化を行うことにより,小面積化を実現した.2.オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計前年度の成果を基にオブジェクト抽出アルゴリズムの高精度,低演算量化に向けて改良を行った.また,各処理に関して,ソフト実装,ハード実装それぞれの評価を行い,アーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.3.音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計前年度の成果を基に,メモリ構成など全体のアーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.また,いくつかのアルゴリズムを実装し,性能評価を行った.4.低演算3D音像定位アルゴリズムの実装前年度の成果に基づき,3D音像定位アルゴリズムのDSPによる実装を行い,低演算量にて実現可能であることを実証した.さらに,音源の移動した場合の頭部伝達関数のパラメータ化やその実装手法などに関しても検討した.ベースバンド処理でも特に演算量の多い,マッチドフィルタ処理やターボコーデック処理を,メモリや演算器の共有化などにより,効率よく実現するアーキテクチャを考案し,そのVLSI化設計を行った.6.アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計前年度の成果に基づき,アーキテクチャ評価システムのさらなる精度向上と,それをもちいた,マルチメディア処理システムのアーキテクチャ評価を行い,最適なアーキテクチャを決定,そのVLSI化設計を行った.本研究では,マルチメディア情報通信向けシステムの構築と,その低消費電力VLSI化に関する研究開発を行った.具体的には1)エラー検出・エラー隠蔽アルゴリズム開発と評価,2)低演算オブジェクト抽出アルゴリズム開発,3)音楽符号・復号化アーキテクチャ開発,4)低演算3D音像定位アルゴリズム開発と評価,5)JAVAアクセラレータVLSI化設計,および6)アーキテクチャレベル評価システムの構築を行った.1.エラー検出・エラー隠蔽アルゴリズム開発と評価画質の劣化が少ない電子透かしの埋め込み手法を考案し,エラー検出の効果を評価することにより,エラー検出アルゴリズムを開発した.また,周囲マクロブロックの動きベクトル情報や周囲の画素情報の選択的方法を検証し,低演算エラー隠蔽アルゴリズムを考案した.2.低演算オブジェクト抽出アルゴリズム開発人の顔情報(色・形状)をパラメータ化し,座標変換等を用いて効率よく抽出することにより,低演算オブジェクト抽出アルゴリズムを開発した.3.音楽符号・復号化アーキテクチャ開発次世代音楽符号化アルゴリズムを解析し,共通となる処理やボトルネックとなる処理を抽出した.それらに対し,効率よく処理可能な演算器,データパス構成を考案し,性能評価を行った.4.低演算3D音像定位アルゴリズム開発と評価3D音像定位に必要不可欠な頭部伝達関数をダミーヘッドを用いて測定し,少数パラメータによるモデル化を行った.DSP上にモデル化した頭部伝達関数によるフィルタ処理を実装し,有用性に関し,主観的な評価を行った.5.JAVAアクセラレータVLSI化設計携帯機器向けJAVA命令セットを解析し,演算器の構成を検討した.それに伴い,JAVAアクセラレータのパイプライン構成を検討し,スタック処理などに関して効率のよいアーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.6.アーキテクチャレベル評価システムの構築

システム全体の構成を検討し,プロセッサ,メモリ,バス,専用回路などの各構成要素において,エネルギーに基づくモデル化を行った.本研究では,マルチメディア情報通信向けシステムの構築と,その低消費電力VLSI化に関する研究開発を行った.具体的には,1)エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計,2)オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計,3)音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計,4)低演算3D音像定位アルゴリズムの実装,5)W-CDMAベースバンド処理VLSI化設計,および6)アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計を行った.1.エラー耐性アルゴリズムのVLSI化設計前年度の成果に基づき,エラー検出・エラー隠蔽アルゴリズムを組み合わせた,エラー耐性アルゴリズムの評価およびアーキテクチャ設計を行った.エラー隠蔽は動き検出処理との共有化を行うことにより,小面積化を実現した.2.オブジェクト抽出アルゴリズムの改良とVLSI化設計前年度の成果を基にオブジェクト抽出アルゴリズムの高精度,低演算量化に向けて改良を行った.また,各処理に関して,ソフト実装,ハード実装それぞれの評価を行い,アーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.3.音楽符号・復号化アーキテクチャのVLSI化設計前年度の成果を基に,メモリ構成など全体のアーキテクチャを考案し,VLSI化設計を行った.また,いくつかのアルゴリズムを実装し,性能評価を行った.4.低演算3D音像定位アルゴリズムの実装前年度の成果に基づき,3D音像定位アルゴリズムのDSPによる実装を行い,低演算量にて実現可能であることを実証した.さらに,音源の移動した場合の頭部伝達関数のパラメータ化やその実装手法などに関しても検討した.ベースバンド処理でも特に演算量の多い,マッチドフィルタ処理やターボコーデック処理を,メモリや演算器の共有化などにより,効率よく実現するアーキテクチャを考案し,そのVLSI化設計を行った.6.アーキテクチャレベル評価システムを用いたシステム設計前年度の成果に基づき,アーキテクチャ評価システムのさらなる精度向上と,それを用いた,マルチメディア処理システムのアーキテクチャ評価を行い,最適なアーキテクチャを決定,そのVLSI化設計を行った.
血小板の脳消化管ペプチドの取り込み 能に関する電顕オ-トラジオグラフィ-による研究

1.ウサギの血小板と巨核球について検討して次の結果を得た。(1)血小板の母細胞である骨髄巨核球について,^3Hで放射性標識した各種ペプチドの取り込み能について光顕オ-トラジオグラフィ-で実験した。5μCi/mlのアイソト-プを含む培養液で37°C60分間in vitroで培養したものでは、血管収縮性ペプチドであるアンジオテンシンIIを巨核球は強く取り込んだ。さらにバゾプレシンを僅かに取り込んだが、ニュ-ロペプチドYやP物質は取り込まれなかった。エンケファリンは巨核球に取り込まれたが他の骨髄の血球も取り込んだので、特異的ではなかった。(2)電顕オ-トラジオグラフィ-で巨核球に取り込まれたアンジオテンシンIIとエンケファリンの局在について超微構造のレベルで検索した。アンジオテンシンIIは細胞質と核に広く分布していたが、エンケファリンは核に主として局在していた。(3)血小板については、多血小板血漿を作成し、巨核球の実験と同じ条件でアイソト-プを加えて電顕オ-トラジオグラフィ-で検討した。血小板はアンジオテンシンIIを取り込み、しかも濃漿果粒に貯蔵することが明らかになった。P物質やエンケファリンは取り込まれなかった。ニュ-ロペプチドYは微かに標識される血小板も有ったが、さらに検討を続ける必要がある。以上、ウサギの血小板と巨核球はアンジオテンシンIIを取り込み貯蔵することが明らかとなった。2.下等動物の栓球について電顕オ-トラジオグラフィ-で検討した。(1)まず栓球はアミン系も取り込むか否か明らかでないので、^3H標識ドパミンの取り込み能についてニワトリと食用ガエルについて実験し、ニワトリは取り込むがカエルは取り込まないことを明らかにした。(2)^3Hアンジオテンシンはカエルは取り込まなかったが、ニワトリは微量取り込んだ。ドパミンに比べてアンジオテンシンの取り込まれかたは非常に弱いことが明らかとなった。1.成果:ウサギの血小板とその母細胞である骨髄巨核球について検討した. ^3Fで放射性標識したペプチド5μCi/mlを含む液で37°C1時間生体外で標識し,化学固定,脱水,樹脂包埋,薄切し型のごとく光顕及び電顕オートラジオグラフィーの標本を作成し次の結果を得た.(1)血管収縮性ペプチドについて.アンジオテンシンIIは血小板及び巨核球ともに細胞質中に積極的に取り込まれ,貯蔵されることが判明した.但し,その貯蔵小器管が何んであるかは現在検討中である.ニューロペプチドYは巨核球には取り込まれないが,血小板中にはいくらか取り込まれた.バゾプレシンは血小板,巨核球共に取り込まれなかった.(2)血管拡張性ペプチドについて.P物質は巨核球には取り込まれなかったが,血小板にも取り込まれないようであった.さらに実験を続ける必要がある.(3)その他のペプチドについて.エンケフアリンは血小板には取り込まれなかったが,巨核球の核内に取り込まれた.以上の結果より,ウサギの血小板は血管収縮性ペプチドであるアンジオテンシンII及びニューロペプチドYを細胞質内に貯蔵し,血管壁の障害時にはその部に血栓を形成すると共にアンジオテンシンIIやニューロペプチドYを放出し血管を収縮させて正血に関与することが示唆された.エンケフアリンは血小板中には取り込まれず,巨核球の核内にのみ存在した.これは他の骨髄中の血球に共通した現象なのでエンケフアリンは核の機能に係っている可能性が有る.2.今後の研究計画:取り込まれたペプチドはその細胞内貯蔵の場を定量形態学的に検討する.さらに取り込まれなかったペプチドについては,放射性標識ペプチドの濃度や標本作成などの条件を変化させ実験を行い慎重に確認する.血管収縮性ペプチドの取り込み能に関して,ウサギ以外の動物や人に一般的に広くみられる現象か否か,さらに系統発生学的に下等動物の栓球の能力についても検討する.1.ウサギの血小板と巨核球について検討して次の結果を得た。

以上、ウサギの血小板と巨核球はアンジオテンシンIIを取り込み貯蔵することが明らかとなった。2.下等動物の栓球について電顕オ-トラジオグラフィ-で検討した。(1)まず栓球はアミン系も取り込むか否か明らかでないので、^3H標識ドパミンの取り込み能についてニワトリと食用ガエルについて実験し、ニワトリは取り込むがカエルは取り込まないことを明らかにした。(2)^3Hアンジオテンシンはカエルは取り込まなかったが、ニワトリは微量取り込んだ。ドパミンに比べてアンジオテンシンの取り込まれかたは非常に弱いことが明らかとなった。1.成果:血小板の脳消化管ペプチドの取り込み能について、哺乳類以下の栓球について系統発生学的な検討を形態学的に行った。(1)下等動物の栓球の微細構造について文献的にも知見が少ないので、まず哺乳類の血小板のモノアミン貯蔵器官に相当する構造物が栓球にも存在するか否かを電子顕微鏡で検討した。ニワトリ、シマヘビには電子密度の高い果粒を有する空胞が存在していたが、カエル、イモリ、コイ、サメ、及びヤツメウナギには存在していなかった。(2)そこで電子密度の高い果粒を有する構造物はモノアミン貯蔵器官であるか否かを、^3Hドパミンをモデルとしてニワトリと食用ガエルについて電顕オートラジオグラフイーで検討した。ニワトリの栓球は^3Hドパミンを取り込み、電子密度の高い果粒を有する空胞にアイソトープの存在を示す現像銀が多数存在していたが、カエルの栓球には取り込まれていなかった。(3)従ってドパミンなどのモノアミンの取り込み能は系統発生学的に両生類以下ではその能力を欠き、爬虫類以後に栓球にモノアミン貯蔵器官が出現しその能力を獲得したと考えられたが、脳消化管ペプチドも栓球に取り込まれるとしたらモノアミンと同様の結果が期待された。昨年の哺乳類の血小板ではアンジオテンシンIIが取り込まれたので、^3Hアンジオテンシンをモデルとして食用ガエル、アフリカツメガエル及びニワトリ等の栓球の取り込み能についてオートラジオグラフイーで検討した。予想されたとおりニワトリでは取り込まれたが、カエルでは取り込まれなかった。電顕で観察すると現像銀は主として空胞に分布しており、脳消化管ペプチドであるアンジオテンシンIIはモノアミンと一緒に貯蔵されていると考えられる。2.今後の研究計画:オートラジオグラフイーでアンジオテンシンIIが取り込まれるのを明らかにしたが、さらに免疫組織化学的に血小板や栓球に通常の状態で存在するか否かを検討する。
細動脈での利尿剤スピロノラクトンの情報伝達機構の解明：受容体はどこに存在するか？

我々は利尿剤のスピロノラクトン(SP)が血管平滑筋の細胞内Ca2+濃度([Ca2+]i)の上昇を示す事を報告している。本研究はその詳細な機構の解明を目的とした。IP3受容体は[Ca2+]iの変動には関与しなかった。スラミンの実験からG蛋白受容体の関与が推測された。各種蛋白キナーゼの検討では、PKAのみ部分的に関与することが示唆された。また、細胞内ステロイド受容体の一部を阻害すると、この[Ca2+]i上昇は部分的に抑制された。以上からSPは細胞内受容体に結合する以外に、細胞膜G蛋白受容体に結合する可能性が示唆された。本研究はSPのようなステロイド類似物の情報伝達研究に新しい知見を与えうる。利尿剤のspironolactone (SPL)は、現在補助的に高血圧治療薬の一つとして用いられている。これまで降圧効果の詳細はよくわかっていない。我々は以前にSPLが血管平滑筋の細胞内Ca2+濃度([Ca2+]i)の上昇を引き起こし、細胞内外からのCa2+放出・流入の双方がこれに関与している事を報告した。SPLの受容体が膜上にも存在する可能性があり、この仮説が本当なのかどうかCa2+イメージング法を用いて研究することが目的である。SPL(300μM)によって細動脈血管平滑筋細胞の収縮反応と[Ca2+]i上昇が観察されている。その上昇が細胞内と細胞外のどちらに起因するか検討したところ、双方が関与することが示唆された。受容体について詳細に検討した結果、細胞内情報伝達系において、SPLはステロイドと類似構造を持つため、細胞膜を透過し細胞内受容体に結合する以外に、細胞膜のGタンパク受容体に結合して反応を引き起こす可能性が示唆された。特に、グルココルチコイド並びにアンドロゲン受容体の関与が強く示唆された。膜受容体について各種キナーゼについても検討した結果、プロテインキナーゼAが最も関与する可能性が示唆された。これまで降圧効果は、利尿による循環血漿流量の減少に伴う二次的効果と考えられてきたが、詳細はよくわかっていない。SPL(300μM)によって細動脈血管平滑筋細胞の収縮反応と[Ca2+]i上昇が観察された。膜上の受容体の有無に関して検討したところ、Gタンパク受容体を構成するPLCβは[Ca2+]iの変動には関与せず、Giαは[Ca2+]i上昇を軽度増強させた。非特異的Gタンパク抑制剤のsuraminでもこの反応は部分的に抑制された。細胞内のシグナルメカニズムについて各種プロテインキナーゼの影響を検討したところ、上記Gタンパク及びGiαに関係すると考えられているPKAのみ部分的に[Ca2+]i上昇に関与することが確認された。また、細胞内受容体であるグルココルチコイド受容体及びアンドロゲン受容体を阻害すると、[Ca2+]i上昇は部分的に抑制された。以上の結果をまとめると、細胞内情報伝達系において、SPLはステロイドに見られるような細胞膜を透過し細胞内受容体に結合する以外に、細胞膜受容体のGタンパク受容体に結合して反応を引き起こす可能性が示唆された。特にPKAに関係してる可能性が高い。細胞生物学実験の手技や方法については以前から行っているものであり、標本作製には特に問題は見当たらず、安定して標本作製を行うことができた。Ca2+イメージングの手技についても特に問題はなく、これに関するデータも順調に収集できている。今までの結果から血管平滑筋の細胞膜上に何らかのスピロノラクトンの受容体が存在している可能性が考えられる。このため、同大学薬学部に依頼してスピロノラクトンにタグ(側鎖)をつけ、細胞内に取り込まれないような合成体を作成することを行っているが、まだ実験を行うに足るものが合成できていない。そのため、先の実験を行うことが十分にできていないのが現状である。実験の手技や方法については以前から行っているものであり、標本作製には特に問題は見当たらず、安定して標本作製を行うことができた。実験計画もきちんと立てることができ、それに従い順調に実験を行うことができた。

Ca2+イメージングの手技についても特に問題はなく、データも順調に収集できた。実験の進展度も期待以上のものがあり、ほぼ自分たちが考えていたように膜上の受容体が存在する可能性が示唆され、期待通りの結果が得られ満足している。スピロノラクトンにタグをつけ、細胞内に取り込まれないような合成体を作成することが急務である。その合成が可能となったところで、今までの実験と同様の実験を行い、細胞内に取り込まれない形でも同様の反応が起こるかどうか確認する予定である。すなわち、修飾薬剤の合成がうまくいくかどうか、我々が考えた通りの反応結果が得られるかが今後の課題である。我々の実験結果から、受容体の存在場所についてさらに検討する必要があり、実験を継続する必要がある。スピロノラクトンの修飾薬剤合成は今まで行われておらず、昨年度中には合成できなかった。合成薬剤が得られるまで試行錯誤の状態であり、かなりの時間と金額が必要となるので申請の金額については妥当であると考える。今後積極的に結果を報告していきたい。実験の結果を総合的に考えると、血管平滑筋の細胞膜上に何らかのスピロノラクトンの受容体が存在している可能性が考えられる。今後スピロノラクトンにタグ(側鎖)をつけたものを合成し、細胞内に取り込まれないような合成体を作成する。その作用が元のSPLの場合とどのように異なるかをCa2+イメージング法等で検討する。修飾薬剤の合成がうまくいくかどうか、思った通りの反応が得られるかが今後の課題であろう。今までの結果に加えさらに受容体の存在場所について検討する必要があり、実験を継続する必要がある。スピロノラクトンの修飾薬剤合成は今まで行われておらず、合成薬剤が得られるまで試行錯誤の状態であり、もかなりの時間と金額が必要となるので申請の金額については妥当であると考える。
マウス胚における前後軸形成及び原条・中胚葉形成機構の解明

マウス発生段階において前後(頭尾)軸形成は重要なボディープランの現象の一つである。前後軸で形成されるのは遠位臓側内胚葉(DVE)が将来の前方へ移動することが重要であり、これまで、このメカニズムをNodalとその阻害因子であるLefty1及びCerberus-relatedの関係により明らかにしてきた。また、このDVEは将来の頭部を誘導することがこれまでの報告により示唆されていることよりDVEの形成は軸形成だけに留まらず、体を制御する頭部を形成するのに重要な役割を果たしていることが示唆されている。しかし、前後軸形成はこのNodalシグナルだけでは説明の付かない現象が多く、新たなシグナルとそのメカニズム解明が重要な問題となっている。今回、我々はNodalと同じTGFbetaスーパーファミリーに属するBMPシグナルに着目して、前後軸形成とBMPシグナルとの関係をBMP受容体タイプIIの欠損マウスを用いて解析した。この欠損マウスは癌研究所の宮園浩平博士から供与して頂いた。現在、この欠損マウス杯を用いてBMPシグナルがDVEの形成に重要な役割を果たしていることを明らかにしている。これまでDVEはNodalシグナル関連因子欠損マウスで消失していることより、Nodalシグナルが誘導しているのではないかと考えられていたが、今回の研究によりNodalシグナルだけではなくBMPシグナルがNodalシグナルと協調的に働いていることが明らかになった。また、これまでNodalシグナルの発現制御はBMPシグナルがその供受容体であるEGF-CFCを誘導することによって制御されていると考えられていた。しかし、今回の研究よりEGF-CFCは二次的な要因でNodalシグナルのポジティブフィードバックループを形成しているFoxh1を制御していることが明らかとなった。
膜リン脂質の位置情報に基づく細胞骨格制御 : リン脂質配向性制御因子の同定と神経軸索形成における役割

細胞骨格系の中でアクチンフィラメント系は細胞質分裂、細胞の分化・移動、細胞間相互作用、神経細胞における突起の形成、軸索誘導、シナプス形成において重要な役割を担うことが示されてきている。これらの様々な局面で、細胞内の特定の部位で局所的にアクチンフィラメント系の再編が行われているが、その位置情報がどのような因子により決定されているのかは明らかではない。一方、細胞の形質膜あるいは細胞内小器官の膜においてリン脂質二重層の内外で非対称に分布することが知られている。このリン脂質の非対称分布は膜の融合あるいは膜結合性酵素の活性制御等に関わると想定されているが、いかなる因子が生体膜中での配向性を規定し、細胞活動のいかなる局面に関わるのかは不明であった。本研究において、我々は生体膜中に存在するリン脂質分子を特異的に認識するプローブ群を開発し、膜中でのリン脂質分子の動きを可視化することに成功し、生体膜におけるホスファチジルエタノールアミン(PE)の局所的な非対称分布の変化がその局面における細胞骨格系の再編を引き金となることを見い出した。さらに、酵母変異株の樹立・解析を通して、脂質二分子膜間でのリン脂質配向性を制御する新たな分子ROS3を見い出し、同分子がアクチンフィラメントの再編および細胞極性の形成の制御に関わることを明らかにした。従来、細胞質分裂あるいは形態変化などの細胞のダイナミックな動きは骨格系蛋白質の解析が中心となって研究が進められており、骨格系を包む膜系は細胞骨格の動きに付随するものと想定されていた。本研究によって、膜リン脂質の動きも細胞骨格系の制御に密接に関わり、両者の時間的・空間的協調を介して膜のダイナミズムが制御されていることが明らかとなった。また膜・細胞骨格の新たなクロストークを担う分子としてROS3が同定された。細胞骨格系の中のアクチンフィラメント系は細胞質分裂、細胞の分化・移動、細胞間相互作用、神経細胞における突起の形成、軸索誘導、シナプス形成において重要な役割を担うことが示されてきている。我々は、ホスファチジルエタノールアミン(PE)に特異的に結合する環状ペプチドRo-09-0198を細胞外より添加し、形質膜上でのPE分子運動を人為的に撹乱すると、急速なストレスファイバーの消失と形質膜直下へのアクチンフィラメントのアッセンブリーが誘導されることを見い出した。また、分裂期の細胞あるいは様々な細胞株において、同ペプチドが結合した形質膜直下を起点としてアクチンフィラメントの重合が誘導されることから、形質膜上のPE分子の動態の変化がアクチンフィラメントのアッセンブリー部位を決定する重要な一因となっている可能性が示された。さらに、上記のPE特異的結合ペプチドRo09-0198を用いて、形質膜上のPE量が低下している細胞株を樹立し、その細胞株における細胞骨格系について検討を試みた。得られた変異株のうち細胞全体のPE量のみが親株の約1/2に低下しているR-41株は、通常培地中では増殖速度は親株と比べてほとんど違いがなかったが、その細胞形状は全く異なり、球状または紡錘状の形態をとった。また、高い頻度で2つの細胞が繋がったままのものが見られることから、細胞質分裂においても何らかの異常があることが予想された。

外部からPE誘導体(lyso-PE)を添加して細胞内PE量を親株と同程度にまで回復させると、これらの異常は見られなくなることから、細胞膜のPE量低下が形態異常、分裂異常の主たる原因であると考えられた。これらの結果は、形質膜PEが細胞内骨格系の制御に重要であることを強く示唆するものである。本年度、PE合成に異常を来したCHO-Kl変異細胞株R-41を用いて、細胞分裂におけるPE動態の役割について検証を進めた。動物細胞におけるPEは、主に小胞体膜上でCDPエタノールアミンとジアシルグリセロールから合成されるCDPエタノールアミン経路と小胞体で合成されたホスファチジルセリン(PS)がミトコンドリアに輸送され、ミトコンドリア内膜に存在するPS脱炭酸酵素によりPEに変換されるPS脱炭酸経路により合成される。R-41細胞株はPE結合性ペプチドへの耐性株として昨年度樹立された細胞であり、PSのミトコンドリア内膜への輸送に異常を有するためにPS脱炭酸経路からのPE合成が低下したユニークな細胞株であることが明らかとなった。この細胞の分裂像を経時的に観察すると、インキュベーションを始めて一時間以内にほとんどの細胞が分裂溝を形成するが、その後24時間まで観察を続けても細胞質分裂が完了しないまま分裂を停止することが明らかとなった。この時、緻小管や核膜の分配および再構成は完全に終了して典型的なGl期の形態をとっていたが、アクチン線維は分裂溝に重合したままで残存していた。R-41細胞においては、親株で見られるような分裂溝における有意なPE分子のスクランプリングが観察されないことから、PE分子の分裂溝における脂質こ分子膜内外での非対称分布の変化が細胞分裂の最終段階におけるアクチン線維の脱重合の制御に関わることが確認された。昨年度までに我々は、細胞分裂や開口放出に伴う形質膜の融合に伴いホスファチジルエタノールアミン(PE)の脂質二重層内外での非対称分布が一過的かつ局所的に解消され、この脂質分子の動きが局所におけるアクチンフィラメント系再編の引き金となることを明らかにした。さらにPE分子の動きが如何なる分子により制御され、その局在に関する情報がどの様なメカニズムで細胞骨格系に伝達されるのかを明らかにする目的で、形質膜におけるリン脂質配向性の制御に異常を来した酵母変異細胞株を樹立し、その原因遺伝子の解析を進めてきている。本年度、原因遺伝子の一つとして同定したROS3遺伝子のコードする蛋白質Ros3p(414アミノ酸残基)に着目して解析を進めた。その結果、1)抗ペプチド抗体による細胞染色の結果、Ros3pが形質膜に多く存在する分子である、2)蛍光標識した各種リン脂質の細胞内への取り込みを野生株、ROS3遺伝子破壊株で比較した結果、Ros3pが細胞外から細胞内へのリン脂質の輸送を制御する、3)ROS3遺伝子破壊株ではエンドサイトーシスの異常は認められないことから、Ros3pが形質膜におけるリン脂質のフリップ・フロップの制御に関わる可能性が強い、4)ROS3遺伝子破壊株は、バナナ様の形態異常、アクチンパッチの分布異常を示す、5)Ros3pを過剰発現させた株では複数ヶ所からの出芽が観察され、同分子が出芽部位の決定や極性の形成にも関与する、ことが明らかとなった。これらの結果は、Ros3pがリン脂質分子の配向性を制御するとともにアクチンフィラメント系の再編にも関わり、酵母の出芽部位の決定や極性形成にも関わることを示している。また、マウスよりROS3と相同性の高い配列を有するcDNAクローンを得て、その全遺伝子配列を決定した結果、予想されるアミノ酸配列の30%が酵母Ros3pと同一であり、全アミノ酸の48%が高い相同性を示した。
青森県内における過粘調性莢膜多糖体産生肺炎桿菌の疫学調査

【結果】2施設規模や地域によりHMV-KP検出率に有意差は認められなかった。3消化器系から検出されるK. pneumoniaeに比べ、呼吸器系や膿汁から検出されるK. pneumoniaeにおいて高率にHMV-KPが認められた。4HMV-KPにおけるmagA遺伝子保有率は15.0%、rmpA遺伝子保有率は62.5%であり、特にrmpA遺伝子保有率が高かった。【まとめ】本調査により青森県内におけるHMV-KPの保有状況は、地域や診療施設の規模・種類に関係なく19%程度保菌していることが解かった。HMV-KPを保菌しているだけで重篤な感染症を引き起こすわけではないが、本菌による感染症を発症している患者、特に敗血症例においては、眼内炎や髄膜炎などの中枢神経系における侵襲的感染症を念頭に置いた感染症診療をする必要がある。また、関連遺伝子として高率に確認されたrmpA遺伝子はプラスミド性であることから、今後伝達によるHMV-KPの拡散をモニターする必要がある。