hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチオミクス解析による間葉系幹細胞の分化制御メカニズムの探索

サンプルを用いて、ChIP-seqを早期に実施し、RNA-seqサンプルとの比較情報をスーパーコンピューター上で解析する。具体的には、各MSCsのヒストン修飾状態をChIP-seqデータから明確にし、遺伝子の転写が活性、もしくは抑制されているかについてデータの集計を行う。またヒストン修飾により制御されている遺伝子群については、メチル基転移酵素やアセチル基転移酵素などの関与も考慮に入れて、RNA-seqデータをフィードバックし、これらの情報についてもデータ解析を行う。さらにHOX遺伝子やその他、分化制御にかかわる遺伝子を抽出し、in vitro実験にてその遺伝子の詳細なメカニズムを調査する。前年度は主に解析に必要な備品、およびその他付属品の購入を実施し、予定していたChIP-seqはサンプル抽出法の確立に時間がかかったため、次年度での実施となる。ChIP-seq実施に係る費用が次年度使用額として生じている。
非線形シュレディンガー方程式とメソスコピック系

1.擬共型変換で不変であるような非線形シュレディンガー方程式の爆発解の爆発時刻付近の漸近挙動および極限形状について研究をおこなった。より精密な情報を得るためには、爆発解の爆発オーダーを知る必要となった。数値実験や発見的な議論で予想されているような爆発のオーダーを、厳密に数学として証明することを目指して、これまでの漸近解析の方法とは異なった視点である確率論的な立場からこの問題を考えた。爆発解の爆発オーダーは非線形シュレディンガー方程式の解に対応する拡散過程(ネルソン拡散)を通して、ブラウン運動の重対数法則と結びついているらしいことが分かってきた。2.これまでは「エネルギー有限」なクラスで解を考えて来たが、それより弱い単に「自乗可積分なクラス」の非大域解の極限形状についても考察を進めた。結果、この解のクラスにおいても極限形状(解の絶対値の自乗から定義される極限測度)にはある大きさ以上のディラック測度が含まれることが分かった(論文準備中)。3.最近では、もう一度、非線形シュレディンガー方程式をその導出から見直すことによって、新しい知見や解析の方向性が見えてくるのではないかと考えている。実際に「非線形媒質中のレーザービームの自己集束」のモデルとしての非線形シュレディンガー方程式の新しい導出をネルソン過程を用いて行った。これにより、確率過程論を用いた新しい解析の方向性が見えてきたような気がする。擬共型変換で不変であるような非線形Schrodinger方程式の爆発解の爆発時刻付近の漸近挙動の数学的解析を行った。爆発時刻付近での解の漸近展開第一項は非線形Schrodinger方程式それ自身の“零エネルギー"零運動量"をもつ(有界な)“時間大域解"を相似変換して得られる“有限個の特異点"の重ね合わせで記述され、また漸近展開第二項目以降は、まだ“干渉性"を持ったた自由Schrodinger方程式の解を用いて表現できることが分かった。さらに、この事実より解の絶対値の自乗は爆発時刻においてDirac測度的特異点を持つことを示すことができる。また漸近展開第二項目以降には数値実験等により予測されていた“肩"と呼ばれる“非特異"な部分が、一般的に現れることが証明できた。この特異点の有限性と“干渉性"を持った“肩"の存在は、非相対論的場の量子論の「おもちゃのモデル」としての非線形Schrodinger方程式の可能性を示している。「mesoscopic系とは何か」という問題に対する数学的解決の糸口が得られたのではないかと考えている。極限においてDirac測度を与える特異点の卵達の運動を記述する古典力学系の存在の探究のためには、Nelsondiffusionのアイデアに倣い、非線形Schrodinger方程式の解に対応する拡散過程を考えることが有効なようである。実際、数値実験や発見的なな議論で予想されているような“爆発のrate"を仮定すると、より精密な爆発の漸近挙動を得ることができる。今後は、確率論的手法の可能性を模索しながら、非線形Schrodinger方程式に対応する古典力学系の存在を探究し、数学的には未解決である“爆発のrate"の証明も目指したい。昨年に続いて、擬共型変換で不変であるような非線形Schrodinger方程式の爆発解の爆発時刻付近の漸近挙動の数学的解析を行った。特に、爆発解のH^1-normの爆発rateの数学的証明を目指した。これについては、数値実験や漸近解析などの発見的な議論では、loglog lowと呼ばれるrateが報告されていた。良く知られた爆発する特殊解はこの法則を満たさないのだが、これら特殊解は「特異」な爆発解だとされており、一般的な爆発解の爆発rateは、これより緩やかなloglog lowとなる事を数学的に厳密に決定する事は当分野の重要な問題の一つである。実際、この爆発のrateを仮定すると、より精密な爆発の漸近挙動を得ることができることは昨年度の研究で分かっていた。その証明は、Nelsonの確率過程量子化のアイデアに倣い、非線形Schrodinger方程式の解に対応する拡散過程(Nelson duffisionと呼ばれる)を考えることによってなされる。丁度、上述の爆発する特殊解を排除するような爆発rateの過程の下では、この拡散過程が「おとなしく」ふるまう事が示され、爆発解の極限形状について新しい情報を得る事ができる。このとき、Nelson duffisionが満たす確率微分方程式から、爆発rateはBrown運動のloglog 1aw(重対数法則)と関係していることが分かった。未だ数学的な完全な証明にはなっていないが、このように非線形Schrodinger方程式の解の性質を対応するNelson duffisionを用い、爆発rateをBrown運動と結び付けて議論したのは初めての事であった。来年度は、爆発rateの確率論的証明の完成を目指し、その手法の、さらなる可能性を数学および物理学の両面から追求していきたい。

爆発解の爆発オーダーは非線形シュレディンガー方程式の解に対応する拡散過程(ネルソン拡散)を通して、ブラウン運動の重対数法則と結びついているらしいことが分かってきた。2.これまでは「エネルギー有限」なクラスで解を考えて来たが、それより弱い単に「自乗可積分なクラス」の非大域解の極限形状についても考察を進めた。結果、この解のクラスにおいても極限形状(解の絶対値の自乗から定義される極限測度)にはある大きさ以上のディラック測度が含まれることが分かった(論文準備中)。3.最近では、もう一度、非線形シュレディンガー方程式をその導出から見直すことによって、新しい知見や解析の方向性が見えてくるのではないかと考えている。実際に「非線形媒質中のレーザービームの自己集束」のモデルとしての非線形シュレディンガー方程式の新しい導出をネルソン過程を用いて行った。これにより、確率過程論を用いた新しい解析の方向性が見えてきたような気がする。
高効率なレアメタルの生物学的回収を可能にする光応答性担体の創製

レアメタルの高効率な生物学的回収のために、レアメタルを吸着する微生物を安定に高密度で培養でき反応後には微生物を回収できる担体の創製を目指す。チタン金属表面に光触媒活性の高い酸化チタン層を形成させる酸化条件を明らかにし、紫外光照射がその酸化チタン層上での微生物の挙動に与える影響を明らかにする。最後に、この材料にレアメタルを吸着できる微生物を担持しレアメタルの回収実験を行い、高効率なレアメタルの生物学的回収を可能とする光応答性担体としての有用性を調べる。
高性能光触媒創製のためのTiO_2系複合超微粒子の粒子径と表面構造の制御

本研究ではTiO_2超微粒子を単独、あるいは他の機能をもつ微粒子とともに無機担体へ均一に固定化し、実用段階により近い条件における光触媒の性能向上を図ることを目的とした。特に、反応物の高吸着能など新たな機能を光触媒に付加することによって総合的な光触媒性能の向上を試みた。TiO_2超微粒子の調製には次の方法を用いる。濃厚系マイクロエマルション溶液中でチタニウムテトラブトキシド(TTB)の加水分解を行い、TiO_2超微粒子を調製する。沈殿を回収した後、洗浄と焼成処理を施してTiO_2を結晶化させた。まず、界面活性剤のイオン性を変えてTiO_2微粒子を調整した。非イオン性の界面活性剤を用いたマイクロエマルションを利用してTiO_2を調整すると、粒子系が8.5nmと非常に小さく、高表面積のTiO_2微粒子を合成することができた。市販の高活性TiO_2触媒と酢酸の光分解活性と比較したところ、本研究で調整したTiO_2は、約3倍高活性であった。次に、分解物質(酢酸)に対する吸着力をTiO_2に賦与するため、TiO_2を活性炭に固定化することを検討した。フェノール樹脂のメタノール溶液中でTiO_2の原料アルコキシドの加水分解を行い、その後、炭化・賦活処理を施すことにより、活性炭担持TiO_2触媒を調整した。この方法では、結晶径が非常に小さい(6.0nm7.1nm)アナターゼ型のTiO_2を活性炭に担持することができた。さらに、空気賦活による担体炭素の高表面積化が、酢酸の吸着力の増大に非常に有効であり、その結果TiO_2触媒の光分解活性を向上させることができた。本研究ではTiO_2超微粒子を単独,あるいは他の機能をもつ微粒子とともに無機担体へ均一固定化し,実用段階により近い条件における光触媒の性能向上を図ることを目的とする.本年度は,TiO_2超微粒子の活性炭への均一固定化およびTiO_2粒子径の最小化について検討を行い,以下の知見を得た.TiO_2の活性炭への担持法として,ポリマーで保護されたTiO_2コロイドを合成し,そのコロイドを窒素焼成・賦活処理してTiO_2微粒子が担持された活性炭触媒を調製するという新規な方法を提案した.ポリマー(炭素原料)としてはフェノール樹脂を選択したが,その中でもアルキルベンゼン系フェノール樹脂を用いた場合にTiO_2粒子径が最も小さく(6nm)なることがわかった.また,触媒中のTiO_2含有量を1090wt%の間で変化させてTiO_2/炭素触媒を調製したところ,本法によるTiO_2/炭素触媒(賦活処理前)は、TiO_2担持量が大きくなってもTiO_2粒子径が67nmと非常に小さいまま変わらなかった(含浸法TiO_2/活性炭触媒は1318nm).このように本調製法では従来の含浸法よりもTiO_2を炭素上に高分散できることがわかった.さらに,薬品賦活法および空気賦活法の2種類の方法で担体炭素の賦活について検討した。薬品賦活法ではBET表面積の著しい向上(1300m^2/g)が認められたが,賦活の際にTiO_2粒子の凝集(結晶径15nm)が起こった.これに対して、空気賦活を行ったTiO_2/活性炭触媒は、BET表面積はそれほど大きくならなかった(150m^2/g)が、TiO_2粒子の凝集も起こらなかった(7nm).この触媒は,含浸法触媒の2倍,および市販の高活性光触媒であるP-25(日本デグサ)の3倍も高い酢酸光分解活性を示した。

さらに、空気賦活による担体炭素の高表面積化が、酢酸の吸着力の増大に非常に有効であり、その結果TiO_2触媒の光分解活性を向上させることができた。本研究ではTiO_2超微粒子を単独、あるいは他の機能をもつ微粒子とともに無機担体へ均一に固定化し、実用段階により近い条件における光触媒の性能向上を図ることを目的とした。特に、反応物の高吸着能など新たな機能を光触媒に付加することによって総合的な光触媒性能の向上を試みた。TiO_2超微粒子の調製には次の方法を用いる。濃厚系マイクロエマルション溶液中でチタニウムテトラブトキシド(TTB)の加水分解を行い、TiO_2超微粒子を調製する。沈殿を回収した後、洗浄と焼成処理を施してTiO_2を結晶化させた。まず、界面活性剤のイオン性を変えてTiO_2微粒子を調製した。非イオン性の界面活性剤を用いたマイクロエマルションを利用してTiO_2を調製すると、粒子径が8.5nmと非常に小さく、高表面積のTiO_2微粒子を合成することができた。市販の高活性TiO_2触媒と酢酸の光分解活性をと比較したところ、本研究で調製したTiO_2は、約3倍高活性であった。次に、分解物質(酢酸)に対する吸着力をTiO_2に賦与するため、TiO_2を活性炭に固定化することを検討した。フェノール樹脂のメタノール溶液中でTiO_2の原料アルコキシドの加水分解を行い、その後、炭化・賦活処理を施すことにより、活性炭担持TiO_2触媒を調製した。この方法では、結晶径が非常に小さい(6.0nm7.0nm)anatase型のTiO_2を活性炭に担持することができた。
周術期患者へ対する口腔感染リスクの探索と術後早期口腔機能回復の確立

周術期医療において,術後肺炎予防と早期経口摂取を達成するためには,口腔内環境の器質的改善と機能的回復が不可欠である。本研究では,「周術期における高齢患者での口腔機能と歯周環境に関する術後合併症(咀嚼嚥下障害と肺炎)のリスク因子の解明」を主目的とする。近年,高齢者における術前のサルコペニア(筋力低下)が術後合併症のリスク因子として注目されている。高齢者では,周術期における咀嚼嚥下関連筋群の筋力低下が,術後の経口摂取にも影響を及ぼすことが考えられる。本検討により,周術期における口腔関連のリスク因子が明らかになり,高齢患者に対して,より適切で効果的な周術期口腔機能・衛生管理が行えると考える。2018年度は,周術期口腔管理を実施した患者を対象として,口腔機能の状態について評価した。日本老年歯科医学会の診断基準に準じ,口腔機能7項目を測定し,各項目について,両群で平均値を算出した。診断基準に準じ,3項目以上が診断基準に該当した場合に,口腔機能低下症と定義した。また,Oral Health Assesssment Tool(OHAT)スコアも評価した。胃がんと弁置換の両群間で,口腔機能の測定値,口腔機能低下症の該当者率に差があるか,統計学的に検討した。対象は,胃がん61名,弁置換63名であった。口腔機能の各項目の比較では,口腔衛生状態,OHAT合計スコアで胃がん群の方が弁置換群よりも有意に高い値を示した。舌口唇運動機能は,胃がん群の方が高い傾向を示したが,他の口腔機能は両群間で有意な差を認めなかった。口腔機能低下症に該当した者は胃がん群で25人(41%),弁置換群で34人(54%)であった。周術期患者においても,一定の割合で,口腔機能が低下している者がいることが明らかになった。今後,周術期における口腔機能の変化や術後全身合併症との関連性について検討していく予定である。今年度は,研究初年度として,研究計画の立案から,倫理審査委員会への申請ならびに承認を経て,研究データの採取がスタートした。1年間終わって160例程度の症例のデータが集まった。データの集積状況は概ね順調である。術後のデータ採取に際して,当初予定していた症例数には達していないが,データ採取方法を共同研究者とともに確認することで,データ採取も問題なくなったと考える。また,集めている研究データは,予想していたような結果としてでてきているため,研究計画も現在の計画に沿った形で進めていけると考える。周術期における口腔機能の変化について,今後もデータを蓄積していく予定である。また,術前の全身のデータとして,全身の筋肉量と筋力および栄養の情報についても今後はデータを集めていく予定である。集まったデータは逐次解析を行い,国内,国外の関連学会で積極的に発表していく予定である。今年は,日本老年歯科医学会,Europe College of Gerodontology,European Society of Swallowing Disorderなどで発表予定である。

また,集めている研究データは,予想していたような結果としてでてきているため,研究計画も現在の計画に沿った形で進めていけると考える。周術期における口腔機能の変化について,今後もデータを蓄積していく予定である。また,術前の全身のデータとして,全身の筋肉量と筋力および栄養の情報についても今後はデータを集めていく予定である。集まったデータは逐次解析を行い,国内,国外の関連学会で積極的に発表していく予定である。今年は,日本老年歯科医学会,Europe College of Gerodontology,European Society of Swallowing Disorderなどで発表予定である。理由:今年度は,概ね予定通りであったが,消耗品の購入に関して予算よりも少ない見積での購入となったため,若干の次年度使用額が生じた。使用計画:次年度は積極的にデータ採取を行っていく予定である。また研究成果を多くの国内および国際学会で発表していく予定でもある。計画通り進めば翌年度分として請求した助成金の予算に見合った支出が予想される。
岩澤理論の一般化から派生する数学の新展開

(1)混標数の完備局所環の研究(下元氏と共同),(2)虚数乗法をもつヒルベルトモジュラー形式の岩澤主予想(原氏と共同),(3) non ordinaryなガロア変形のColeman写像の構成(Nuccio氏と共同),を中心に研究した. (1)の研究では本研究中に最初の可換環論部分に関する論文を完成させ投稿し受理にこぎつけた.可換論的な結果を数論的な状況に応用する第二論文を準備中である.(2)に関しては現在最初の論文を最終的に推敲する段階である.近いうちに投稿し次のステップに進みたい. (3)に関しては引き続き論文の細部を書き進めている段階である.まず完成を急ぎたい.今年度は,(1)ガロア変形に対するColeman-PerrinRiou写像と呼ばれる写像を構成するための研究(2)虚数乗法をもつヒルベルトモジュラー形式の岩澤主予想の研究(3)特異点を持つ変形環上のEuler系の理論に関連した混標数の完備可換環の研究で大きな進展があった. (1)の研究は,私自身が発表した以前の発表論文“A generalization of the Coleman map forHida deformation"(American Jour. of Math., 2003)で得られていたordinaryかつ階数2という仮定の下でのガロア表現のBloch-加藤の指数写像の補間をnonordinaryへと一般化したものである.Filippo Nuccio氏との共同研究で上記論文の結果を階数は2でnon-ordinary Colemanfamilyへと一般化することを目指していたが,現在はほぼ細部のステップまで検証が終わりつつあり,実際論文作成の段階までこぎ着けている.年度内に論文を書きあげるまで至らなかったが共同研究の最初の論文の執筆は最終段階に近づきつつある.(2)の研究は,以前に虚数乗法を持つ楕円モジュラー形式の場合にPrasanna氏と重なっていた研究をヒルベルトモジュラーの場合に一般化するものであり,原隆氏との共同研究である.こちらも論文執筆の最後の段階に近づきつつある. (3)の研究では,混標数の完備正規局所環をイデアルで特殊化するときにどれくらい正規性が保たれるかを定量的に記述する論文を投稿していたが,査読レポートにしたがって何度かの徹底したrevisionを行った.(1)混標数の完備局所環の研究(下元氏と共同),(2)虚数乗法をもつヒルベルトモジュラー形式の岩澤主予想(原氏と共同),(3) non ordinaryなガロア変形のColeman写像の構成(Nuccio氏と共同),を中心に研究した. (1)の研究では本研究中に最初の可換環論部分に関する論文を完成させ投稿し受理にこぎつけた.可換論的な結果を数論的な状況に応用する第二論文を準備中である.(2)に関しては現在最初の論文を最終的に推敲する段階である.近いうちに投稿し次のステップに進みたい. (3)に関しては引き続き論文の細部を書き進めている段階である.まず完成を急ぎたい.今年度は,ガロア変形に対するColeman-PerrinRiou写像と呼ばれる写像を構成するための研究と虚数乗法をもつヒルベルトモジュラー形式の岩澤主予想の研究で大きな進展があった.前者の研究は,私自身が発表した以前の発表論文で得られていたordinaryかつ階数2という仮定の下でのガロア表現のBloch-加藤の指数写像の補間をnonordinaryへと一般化したものである.Filippo Nuccio氏との共同研究で上記論文の結果を階数は2でnon-ordinary Colemanfamilyへと一般化することを目指した.一年の間に様々な細かい技術的な障害に遭遇してその都度ひとつひとつ地道にクリアしてきた.以前のPerrin-Riouの仕事等でも若干あいまいに済まされていたDistribution algebraのintegralstructureやColeman familyの精密な記述などに気をつけながらdual exponential mapを補間するほぼ欲しい結果を得つつある.現在,それらをまとめて論文に仕上げる最終段階である.後者の研究は,以前に虚数乗法を持つ楕円モジュラー形式の場合にPrasanna氏と重なっていた研究をヒルベルトモジュラーの場合に一般化するものであり,原隆氏との共同研究である.特にCM体のSelmer群の擬零部分群の非存在やCM体のp進L函数に現れる様々な項のモジュラー形式的な解釈などで正確な理解が得られ欲しい岩澤主予想の結果がほぼ得られつつある.昨年度は,主に次のテーマについての研究を行った(1)虚数乗法をもつ肥田変形の岩澤理論(原氏との共同研究), (2) Coleman族に関する円分岩澤理論の研究(Nuccio氏との共同研究),(3)特異点をもつ肥田変形に対するEuler系の理論の研究(下元氏との共同研究),(4)非可換岩澤代数の代数的な振る舞いの研究(Jha氏との共同研究).(1)についてはCMを持つHilbertモジュラー形式の円分岩澤主予想を適当な条件や予想のもとで示す最初の論文は全て細部まで証明を書き終えており,読みやすさや数学的な定式化などに関して推敲する最終段階にある.近いうちに投稿したいと考えている.(2)のNuccio氏との共同研究は最初の論文の完成にだいぶ近づいているがまだ埋めるべき細部が幾つかあるので完成を急ぎたい.

こちらも最初の論文のColeman写像を元に岩澤主予想を考えるなど続きの計画があり,最初の論文にめどがつき次第次の段階に共同研究を進めたい. (3)については最初の論文の掲載が決定し現在はその続編となる第2本目もだいぶ完成に近づいてきている.(4)についてはある程度議論がまとまり論文の作成に取り掛かったところである.執筆を急ぎたい.また,一般的なガロワ表現やガロワ変形に対する岩澤主予想の一般的な枠組みを定式化して整理することにも取り組んだ.成果を準備中の著書にまとめるべく準備中である.数論幾何学可換環論の仕事に関してはほぼ論文を作成することができた.どの研究もかなりの細部まで検証や執筆が進み,少しずつ進展して完成に近づいているが,年度内に執筆が完成することを自己ノルマとして課していたのが実現しなかった意味でやや遅れているという項目を選んだ.目的の欄に記した下元数馬氏との共同研究に関しては,若干の理解の深化はあったが大きな進歩はなかった.第一論文は完成し投稿中であるが,第二論文は完全に終わらせることができなかった.一方で,原隆氏との研究においては少しずつではあるが進歩が進み,特に論文としての執筆がかなり進行した.計画に置けるCMをもつヒルベルトモジュラー形式の円分変形の岩澤主予想を取り扱う第一論文はかなりの部分が書き上がりつつある.肥田変形がからむ第二論文はまだ執筆に着手していないが概ね順調に研究が進んでいると見なしてよいのではないかと思われる.特に, Nuccio氏との共同研究と原隆氏との共同研究の最初の論文を完成させて投稿することを目指したい. Nuccio氏との研究は最初の論文を仕上げた後もその続きとなる岩澤主予想的な研究が議論されており,最初の論文の執筆と投稿が済んだ後は次のステップに進みたい.原氏との共同研究も同じく,最初の論文を仕上げた後は肥田変形の絡む次の継続研究プランが明確に定まっている.こちらの研究も最初の論文の執筆を投稿が済んだ後は同様に次のステップに進んで行きたい.原氏との共同研究においてはまず,円分変形における岩澤主予想の細部までを書き下し第一論文を投稿したい.その上で肥田変形が絡むようなCMヒルベルト野ジュラー形式の変数の大きな変形においても岩澤主予想を確立したい.下元氏との共同研究においては,混標数の可換環論の基礎研究である第一論文を応用して,特異点をもつ変形空間におけるEuler系の理論を確立する第二論文の研究を完成させたい.昨年度は,大型の国際研究集会を研究代表者として12月に京都大学数理解析研究所で開催した.その都合上,準備などで予想より多くの手間と問題が生じたため,予定した共同研究者との打ち合わせなどを十分行えなかった.昨年度に十分行えなかった共同研究者との打ち合わせを行いたい.また,今年度は, UC Berkelyへの長期滞在,韓国での2回の国際研究集会発表,インドでの国際研究集会の発表も予定しておりそれらの海外旅費の一部としても使用を予定している.Euler系, p進表現の理論, Hilbert modular形式に関連した研究書籍の購入などの消耗品,下元氏との共同研究のための研究打ち合わせ,上述のテーマに関する研究集会に参加および研究発表を行うための出張旅費を計上したい.
新規分子CAMPが分裂期の染色体整列を維持させる分子機構の解明

適切な染色体の分配にとって、染色体が分裂期中期に細胞中央部で整列することが必要である。これまでに申請者は染色体の整列の維持に働く新規分子を発見し、CAMPと命名した(EMBOJ,2011)。本研究はCAMPが染色体整列を維持させる分子機構の解明を目的とする。そこで、申請者は分裂期特異的にCAMPと結合する分子を同定し、これらの分子がCAMPの機能にどのように貢献するかを検討した。この整列には、微小管と染色体中部に位置するキネトコアが安定して結合することが重要である。申請者は染色体の整列を維持に働く新規分子を発見し、CAMPと命名した(EMBO 2011)。そこで、平成23年度では、新規分子CAMPの染色体整列に関する機能を明らかにするために、1.CAMPに結合する分子の同定と2.CAMPと微小管の結合を検討した。1.CAMPに結合する分子の同定申請者はFlag tagをもつCAMP全長を発現するHEC293細胞を樹立し、分裂期に同調させた細胞の抽出液についてFlagに対する抗体をもちいて免疫沈降を行った。免疫沈降産物中に含まれる分子をマススペクトロメトリーにて同定した結果、CAMPが染色他分配の進行に関与する分子であるHP1、POGZ、MAD2L2と結合することが明らかとなった。2.CAMPと微小管の結合を検討CAMP全長をGSTタグとの融合タンパク質として昆虫細胞または大腸菌に発現させ、精製した。これらの精製したタンパク質と微小管をin vitroで反応させた後に、超遠心を行い、微小管と結合して沈殿するかどうかを検討した。結果として、CAMPは分裂期に紡錘体に局在する分子であるが、微小管との直接的な結合は確認できなかった。正確な染色体分配にとって、染色体が分裂期中期に細胞中央部で整列(染色体整列)することは必要である。研究代表者が同定した新規分子CAMPは染色体整列にとって重要な役割をもつ分子である。本研究ではCAMPがどのような分子機構により染色体整列に関与するかを明らかにするために、1) CAMP関連分子を探索した。また、CAMPは分裂期染色体の動態の制御にとって重要である紡錘体微小管に存在する分子であるため、2) CAMPがどのようにして微小管に存在するのか調べた。1)CAMP関連分子の探索に関して、FlagタグをもつCAMP全長を発現するHEC293細胞を樹立した後、この細胞を分裂期に同調させ、細胞を溶解し、Flagに対する抗体によって免疫沈降をおこなった。このFlag-CAMP抽出液中(免疫沈降産物中)に含まれる分子をマススペクトロメトリーにて同定した。結果、CAMPは主にHP1、POGZ、MAD2L2と結合することが明らかとなった。近年、これらの分子が正常な染色体分配の進行にとって機能する分子であることがわかってきた。今後はCAMPのどの部位がこれら分子と結合し、その結果CAMPがこれらの分子とともにどのようにして染色体整列の維持に関与するかを順次検討していく。2) CAMPと微小管との関連について、精製したGST-CAMP全長と微小管をin vitroで反応させ、微小管と結合して沈殿するのかどうか調べた(Microtubule co-sedimentation assay)。結果、これらの直接的な結合は確認できなかった。この結果よりCAMPと微小管が間接的に結合していることが考えられる。そこで、CAMPがCAMP関連分子を介して重合した微小管に結合できるかどうかを検討している。平成23年度はCAMPに結合する分子の同定を目指した。申請者はFlag-CAMP安定発現株を樹立し、本細胞抽出液とFlag抗体との免疫沈降により得た免疫沈降産物中の分子をマススペクトロメトリーにより解析し、CAMP結合分子群の同定に至った。24年度が最終年度であるため、記入しない。CAMPの染色体整列に関する機能を明らかにするために、CAMPと平成23年度に同定したCAMP結合分子との関連を検討する。そこでCAMPとそれら分子がどの部位で結合するのか明らかにする。また、高解像度生のライブセルイメージを用いて、それらの特定した部位が染色体整列に関与するかどうかを検討する。平成23年度、CAMPと微小管の直接的な結合を確認できなかった。そこで、CAMPと微小管が紡錘体微小管上の分子を介して間接的に結合するかどうかを検討する。
骨模倣型アパタイトセメントによる骨置換速度の増進

平成14年度では、炭酸カルシウムの粒度調整を行い、リン酸水素カルシウムと混和後、中性リン酸水溶液を加えて硬化体を作成した。さらに種類の異なる炭酸カルシウムを用いて、約24時間でハイドロキシアパタイトに変換することを確認した。平成15年度では、この試作セメントの破骨細胞に対する吸収活性の評価を行った。まず、試作セメントの弱酸性溶液に対する溶解性を調べた結果、酸溶液が増大するにしたがって、アパタイトの溶解量も大きくなることがわかった。ついで、破骨細胞による吸収性の実験を行った結果、セメント硬化体は破骨細胞により吸収されること、その溶解速度は溶解性実験の結果に一致致しているという結果を得た。平成16年度では、試作セメントの骨形成能に関する評価を行った。試作セメント上で骨芽細胞を培養し、骨芽細胞の分化マーカーについてRT-PCR法を用いて定量的にかつ経時的に測定し、検討を行った。その結果、従来型のアパタイトセメントと同様に骨形成能が上昇することがわかった。しかしながら、従来型と比較した場合、その差は有意ではなかった。次に、実験動物を用いて、同セメントを脛骨に埋入後、その組織学的検索と新生骨量と吸収量を骨置換速度の観点から検討した結果、同セメントの骨置換は組織学的には従来型とほぼ同様であったが、これは埋入期間が短かったことが原因とされる。引き続いて、長期的な動物実験を行っている最中である。本研究の目的は、炭酸カルシウムの粒度調整(粒径が小さくすると比表面積が大きくなり、溶解度が速くなる)および炭酸カルシウムの種類(カルサイト(溶解性小)、アラゴナイト(溶解性中)、バテライト(溶解性大))を制御することにより骨類似の炭酸アパタイトを形成するアパタイトセメントを開発することである。さらに試作したアパタイトセメントの骨置換性を破骨細胞の吸収活性の観点から定量化し、実験動物を用いて試作アパタイトセメントの組織親和性および骨置換性についての検討を行った。まず、炭酸カルシウムの粒度調整を行った。粒径10ミクロンの炭酸カルシウムを粉砕機を用いて粒径1ミクロンに調整した。作製した試料とリン酸水素カルシウムを混和した後、中性リン酸水溶液を加えて練和すると硬化体となった。練和後1週間でわずかなハイドロキシアパタイトの存在を確認できた。さらに混和物の比を変化させたが、ハイドロキシアパタイトの増加はみられなかった。この際、いずれの試料も間接引っ張り強さは小さかった。ついで、炭酸カルシウムの種類を変えるべく、アラゴナイトを用いた。粒径1ミクロンのアラゴナイトおよびリン酸カルシウムを混和し、中性リン酸水溶液で練和すると、24時間後にわずかなハイドロキシアパタイトが確認できた。さらに、同試料を37°C、相対湿度100%の条件下で保存すると、経時的にハイドロキシアパタイトの占める割合が多くなってきた。アラゴナイトを細粉し、同条件下で練和・保持すると、さらに硬化体中に占めるハイドロキシアパタイトの割合が多くなるのを確認した。以上のことから、粉砕したアラゴナイトとリン酸カルシウムを練和することにより、ハイドロキシアパタイトを作製できることを確認した。本研究の目的は、炭酸カルシウムの粒度調整を制御することにより骨類似の炭酸アパタイトを形成するアパタイトセメントを開発することである。さらに試作したアパタイトセメントの骨置換性を破骨細胞の吸収活性の観点から定量化し、実験動物を用いて試作アパタイトセメントの組織親和性および骨置換性についての検討を行う。H14年度では、まず炭酸カルシウムの粒度調整を行い、粒径1ミクロンの炭酸カルシウムを調整した。リン酸水素カルシウムと混和後、中性リン酸水溶液を加えて硬化体を作製した。練和後1週間でハイドロキシアパタイトの存在を確認できた。次に炭酸カルシウムの種類を変えるべく、粒径1ミクロンのアラゴナイトを使用した。その結果、24時間後にハイドロキシアパタイトを確認できた。

H15年度では、試作セメントの破骨細胞に対する吸収活性の指標として、試作セメントの弱酸溶液に対する溶解性を定量化した。具体的には、破骨細胞が形成するラッフルボーダー内のpHが45と報告されているので、試作セメントをpH4の緩衝液に浸漬し、アパタイトの溶解に伴う溶液のpH増大を酸溶液滴下により補正し、酸滴定速度から溶解速度を定量化した。その結果、酸溶液が増大するにしたがって、アパタイトの溶解量が大きくなることがわかった。また、実際に試作した各種試作したセメント硬化体のディスク上に破骨細胞を播種後約5日間培養を行い、破骨細胞の吸収活性をセメント表面の吸収窩数および吸収窩面積により定量化を行った。破骨細胞による吸収活性の評価と疑似ラッフルボーダー実験によるセメント硬化体の溶解速度の結果から、セメント硬化体の溶解性は破骨細胞による硬化体の吸収に影響を及ぼすことがわかった。平成14年度では、炭酸カルシウムの粒度調整を行い、リン酸水素カルシウムと混和後、中性リン酸水溶液を加えて硬化体を作成した。さらに種類の異なる炭酸カルシウムを用いて、約24時間でハイドロキシアパタイトに変換することを確認した。平成15年度では、この試作セメントの破骨細胞に対する吸収活性の評価を行った。まず、試作セメントの弱酸性溶液に対する溶解性を調べた結果、酸溶液が増大するにしたがって、アパタイトの溶解量も大きくなることがわかった。ついで、破骨細胞による吸収性の実験を行った結果、セメント硬化体は破骨細胞により吸収されること、その溶解速度は溶解性実験の結果に一致しているという結果を得た。平成16年度では、試作セメントの骨形成能に関する評価を行った。試作セメント上で骨芽細胞を培養し、骨芽細胞の分化マーカーについてRT-PCR法を用いて定量的にかつ経時的に測定し、検討を行った。その結果、従来型のアパタイトセメントと同様に骨形成能が上昇することがわかった。しかしながら、従来型と比較した場合、その差は有意ではなかった。次に、実験動物を用いて、同セメントを脛骨に埋入後、その組織学的検索と新生骨量と吸収量を骨置換速度の観点から検討した結果、同セメントの骨置換は組織学的には従来型とほぼ同様であったが、これは埋入期間が短かったことが原因とされる。
中枢神経細胞再生システム機能における内在性活性酸素シグナル分子の関与に関する研究

脳神経変性疾患に対する治療を目的とした神経系幹細胞の基礎・臨床研究が世界中で進められているが、根本的な再生治療法は確立されておらず、神経系幹・前駆細胞を用いた再生医療を神経疾患に応用していくためには内在性神経細胞再生システム機能を解明する必要がある。本研究では、神経系幹・前駆細胞の増殖メカニズムが活性酸素種の一つであるNADPHオキシダーゼおよび一酸化窒素(NO)によって制御されることが明らかとなった。すなわち、本研究で明らかとなったNOあるいはNADPHオキシダーゼが内在性神経細胞再生システムの制御ターゲット分子として、新たな神経変性疾患の治療方法構築に寄与出来る可能性が示された。成体哺乳動物中枢神経系において、ニューロン障害後にニューロン新生が促進されることは周知の事実である。有機スズ化合物であるトリメチルスズ(TMT)により作成した海馬歯状回ニューロン障害・再生モデル動物において、歯状回ニューロン障害に伴い同部位では活性酸素種の1つである一酸化窒素(NO)の増加が認められる。すなわち、そこに存在する神経系幹・前駆細胞に対してNOを始めする各種活性酸素シグナル入力あるいは付加タンパク質が機能的に関与する可能性は十分に考えられる。本研究ではニューロン変性後のニューロン新生過程での活性酸素の新規生理的役割を明らかにするために、海馬歯状回ニューロン障害後のニューロン新生制御メカニズムにおける活性酸素シグナル入力とその関連分子の影響について解析した。海馬歯状回ニューロン障害・再生モデル動物の歯状回から、インビトロ条件下で神経系幹・前駆細胞を培養した。得られた歯状回由来神経系幹・前駆細胞に対して、Apocynin(NADPHオキシダーゼ阻害薬)、L-NAME(NO合成阻害薬)およびNOC18(NOジェネレーター)活性酸素シグナル入力の影響について解析した。神経系幹・前駆細胞は培養条件下において活発な増殖能を示す。ApocyninおよびL-NAMEは培養神経系幹・前駆細胞の増殖を著明に減少させた。さらに、NOC18は培養神経系幹・前駆細胞の増殖を有意に増加させた。以上のことから、ニューロン障害後のニューロン新生メカニズムの一部に活性酸素シグナルとしてNOおよびNADPHオキシダーゼによる神経系幹・前駆細胞の制御メカニズムが存在する可能性が示唆された。ニューロン障害に伴い同部位では活性酸素種由来の付加蛋白質の蓄積が認められる。すなわち、そこに存在する神経系幹・前駆細胞に対して活性酸素シグナル入力あるいは付加蛋白質の機能的に関与する可能性が考えられる。本研究ではニューロン変性後のニューロン新生過程での活性酸素種の役割を明らかにするため、海馬歯状回ニューロン障害後のニューロン新生における一酸化窒素(NO)の関与について解析した。ddY系雄性マウスに海馬歯状回選択的神経毒性を示すトリメチルスズ(TMT)を腹腔内投与し、海馬歯状回について免疫組織化学法およびRT-PCR法により各種タンパク質および遺伝子の発現変動を解析した。また、これら各種因子の発現に対するミノサイクリンの影響について解析した。TMT処置によりNOS2遺伝子の有意な発現増加が認められた。また、これらの発現増強はミノサイクリン処置により有意に減少した。一方、神経幹細胞のマーカー蛋白質であるnestinに陽性な細胞の発現を免疫組織化学法により解析したところ、歯状回では未処置群に比べTMT処置群で著明なnestin陽性細胞数の増加が認められたが、このnestin陽性細胞数の発現増加はミノサイクリン処置により明らかに減少した。また、ミノサイクリン処置はTMT処置30日後の歯状回において、障害後に出現した神経系幹・前駆細胞由来ニューロン数を有意に減少させた。さらにTMT処置したマウスについて受動型逃避行動試験を行ったところ、ミノサイクリン処置はニューロン新生に伴う記憶障害の改善を抑制した。以上の結果から、ニューロン障害後のニューロン新生メカニズムの一部に活性酸素種の一つであるNOを介した神経系幹・前駆細胞の制御メカニズムが存在する可能性が示唆された。中枢神経系において神経細胞障害後に神経新生が惹起されることが分かってきており、神経変性疾患に対する治療標的として内在性の神経系幹・前駆細胞を制御する事は重要な課題である。。本研究では、中枢神経細胞障害後に出現する神経系幹・前駆細胞の制御メカニズムを解明する目的で、神経系未分化前駆細胞の増殖および分化メカニズムにおける一酸化窒素とそのシグナル制御について解析を行った。ddY系雄性マウスに海馬歯状回選択的神経毒性を示すトリメチルスズ(TMT)を腹腔内投与し、投与3日目の海馬歯状回について免疫組織化学法およびRT-PCR法により解析した。また、TMT投与3日目の海馬歯状回から神経系幹・前駆細胞の単離培養を行った。

得られた神経系幹・前駆細胞の増殖に対するNOC18(NO発生剤)、8-Br-cGMP(cGMPアナログ)およびKT5823(PKG阻害剤)の影響についてMTT assayにより解析した。TMT処置3日目の海馬歯状回について、免疫組織化学法により神経系幹・前駆細胞のマーカー蛋白質であるnestinの発現を解析したところ、nestin陽性細胞の著明な発現増加が認められた。また、TMT処置2から3日目にかけてNOS2遺伝子の有意な発現増加が認められた。続いて、TMT処置後の海馬歯状回から得られた細胞は活発な増殖能を示し、培養日数依存的なMTT還元能の増加が認められた。また、得られた細胞の90%以上がnestin陽性であった。さらに、NOC暴露は細胞の増殖に伴うMTT還元能の増加を有意に促進した。これに対して、8-Br-cGMPおよびKT5823暴露はMTT還元能の増加に影響しなかった。以上の結果から、ニューロン障害後のニューロン新生メカニズムの一部にNOSを介した神経系幹・前駆細胞の増殖制御が関与する可能性が推察され、その制御にcGMP経路は関与しないことが示唆される。神経薬理学有機スズ化合物であるトリメチルスズ(TMT)により作成した海馬歯状回障害・再生モデル動物の海馬歯状回から得られた細胞は培養条件下において活発な増殖能を示し、神経系幹・前駆細胞のマーカータンパク質であるnestinに陽性であったことから、本研究において本モデル動物から効率よく神経系幹・前駆細胞を培養することが可能となった。ApocyninおよびL-NAMEは、ニューロン障害・再生モデル動物海馬歯状回由来培養神経系幹・前駆細胞の増殖を抑制することが明らかとなった。また、NOC18は培養神経系幹・前駆細胞の増殖を促進することが明らかとなった。すなわち、ニューロン障害後のニューロン再生過程での神経系幹・前駆細胞の制御において、一酸化窒素(NO)およびNADPHオキシダーゼが重要なシグナル分子の1つである可能性が示唆された。さらに、NO等の活性酸素種およびNADPHオキシダーゼをターゲットとしたニューロン新生促進薬をスクリーニングおよび開発できる可能性も見出された。また、本研究に関連して学術論文3報および学会発表17回を報告出来たことは特筆に値する。有機スズ化合物であるトリメチルスズ(TMT)により作成した海馬歯状回障害・再生モデル動物を用いて、海馬歯状回ではニューロン障害後に一酸化窒素合成酵素(NOS)の発現が増強し、ニトロ化蛋白質の発現が増加することが明らかとなった。また、NOSの発現を抑制すると、ニューロン障害後に出現する神経系幹・前駆細胞の増殖が抑制されることが明らかとなった。さらに、ニューロン新生の抑制が記憶障害の改善を抑制することが明らかとなった。よって、当初の目的であるニューロン変性後のニューロン新生過程での活性酸素種の新規生理的役割について、活性酸素種の一つである一酸化窒素(NO)がニューロン障害後のニューロン再生過程に重要なシグナル分子である可能性を見出せた。
電波補償光学のための超伝導回路を用いた相関型偏波カメラの開発

次世代の電波望遠鏡となる大口径単一鏡において鏡面形状を保つための鏡面測定と形状補正を可能にする方法として、電波点回折干渉計によって望遠鏡光学系を通過したビーム波面を測定する手法が提案されている。本研究の目的は、電波点回折干渉計に向けて多素子化が容易な偏波計を開発することである。提案する偏波計は、平面アンテナと超伝導回路から成り、MKIDという超伝導検出器を用いるという新しいタイプの相関型偏波計である。本研究によって多素子化と製作も容易な偏波計が実現できれば、電波望遠鏡での補償光学への道を拓くことができる。
放射形二次電子増倍管の試作

水面に落とした石によってできる波紋のように、放射状に電子倍増させるという、これまでに全くない新しいタイプの二次電子増倍管を試作し、各種特性を測定した。以上のような固有の知見が得られた。1.分割ダイノード形の二次電子増倍管を試作し、入出力電流特性を測定したところ、増倍率の点では問題があるものの、70μAの出力電流でも飽和を示さず、室間電荷効果が軽減された。2.連続ダイノード形の二次電子増倍管を試作し、入出力電流特性を測定したところ、市販品と同程度の増倍率のものであり、出力電流は2μAを越えても飽和しない。これ以上の増倍率については、測定器の問題があり、決定できないが、直流法としては十分のものといえる。3.連続ダイノード形の二次電子増倍管の中心軸にそって、直流および交流磁場を印加したところ、いずれの場合もある範囲で利得の上昇がみられた。これは、ローレンツカガダイノード面に対して平行に働き、電子がうずまき状に走行することにより、衝突回数が増え、利得が増加するものと思われる。空間電荷効果の軽減と、磁場特性の増加は、放射形二次電子増倍管に特有の現象であり、直流法で使用するには有用なものとなろう。今後は、より高い増倍率の測定および磁場特性をとること、またこれを利用した各種の実験を行ない実用化をめざす予定である。構造上の問題はあまりないので、表面処理に関する技術・設備の整った機関との共同研究により性能を改良したい。本年度は、昨年度に得られた知見をもとに、申請書に従って連続ダイノード形の放射形2次電子増倍管を試作し、実験を行なった。その結果を以下に記す。1.空間電荷効果は前年度の分割ダイノード形と同様に軽減されて、2MAでも全く飽和しないことが確認された。2.増倍率に関しても、印加電圧1.4KVで、10^4倍程度あり、前年度のタイプにくらべても、飛躍的に上がった。これは、一般の市販品と比べても、同電圧の領域では決っしてひけをとるものではない。これ以上の増倍率は、測定装置の問題から測定できなかっただけであり、十分高い利得が実現されていると思われる。申請書においては雑音特性、周波数特性等をとる予定であったが、磁場特性に関して新たな知見が得られ、実用上、こちらの方が重要であると考え実験を行なった。本方式によれば、増倍管に軸方向に磁場がかかった場合、二枚の平行なダイノード面に対して横方向にローレンツ力がかかるので、増倍された電子は、ダイノード面にもどされることなく運動をつづける。この際うず巻状の電子運動となるので、走行距離が長くなり、衝突回数が増え利得がかえって増加するのではないかと考えられる。実験はこれを示しており、200ガウスで、利得は2倍ほど増加した。今後は、より高い増倍率の測定、磁場特性を測定する予定である。
CRPS患者の運動障害における脳機能異常

身体部位(手)のメンタルローテーション課題を用いた心理物理学的実験では,上肢CRPS患者8名と健康成人40名のデータを取得した。両群の正答率および反応時間を比較した結果,健常者に比べCRPS患者で有意な正答率の低下と反応時間の遅延を認めた。健康成人のデータについては,これまで検討されてこなかった回転角度の増加に対する反応時間の変化にばらつきがあることに着目して統計学的解析を行った結果,4つのグループに分類することができ,「手の左右判別課題時には自身の手を動かす運動イメージを行っている」とする先行研究の結論とは異なる回答方略をとるものが存在することを明らかにした。我々はCRPS患者における運動機能障害と大脳運動関連領野における機能異常との関係を検討するため、mental rotation taskを用いた心理物理・生理心理実験を計画している。本年度は健常成人8名を対象に、手のmental rotation taskを用いて、課題遂行中の脳波を計測する予備実験をおこなった。先行研究では、手のmental rotationにおいて回転角度の増加に伴う反応時間の延長と共に、手の回転方向によって反応時間の延長に非対称性があることが報告されているが、今回の予備実験では、そのような回転方向による非対称性は認められなかった。したがって、先行研究での結果は、実験条件などにより容易に変化する性質のものであることが分かった。一方、課題遂行中に計測していた脳波では、運動の実施・企図で出現が抑制されるμ波が、手のmental rotation task中、手の写真を示した直後から消失することが確認できた。これは、手のmental rotation taskの遂行に置いて一次運動野が関与することを示す結果であり、我々の「CRPS患者における運動機能障害は大脳運動関連領野における機能異常と関連している」という予測と合致するものである。さらに、CRPS患者を対象として、脳の活動状態を検討するためにresting-state fMRIと健側肢によるタッピング課題を用いたfMRI実験を行った。5名のCRPS患者で撮像を行い、rs-fMRIでは両側一次運動野間の結合が健康成人と比べて低下している傾向があることが分かった。またタッピング課題では、健側肢の運動であるにもかかわらず、健康成人では見られない両側感覚運動野の活動が見られた。このことは、当研究の予測と合致するものである。複合性局所疼痛(CRPS)患者における運動機能障害と心的回転能力、安静時脳活動との関連を検討するため、CRPS患者並びに健康成人に対して安静時fMRI (rs-fMRI)による計測と身体部位の心的回転課題(MRT)を用いた心理物理学的実験をおこなった。(1)脳機能画像実験ではCRPS患者と年齢・性別を対応させた健康成人に対してrs-fMRIの撮像をおこなった。その中から上肢CRPS患者16名と健康成人16名で比較をおこなったところ、健康成人では見られた左右一次運動野間、補足運動野・頭頂皮質間、補足運動野・島皮質間の有意な機能的結合がCRPS患者では見られなかった。また、左右小脳の間でも、一次運動野と同様に、健康成人で見られた有意な機能的結合が、CRPS患者では見られなかった。運動の企図や遂行に関連する領野において、このような機能的結合の異常がCRPS患者で見られたことは、これらの脳部位間の機能的結合の異常とCRPS患者における運動機能障害に間に関連連がある可能性がある。(2)身体部位MRTを用いた心理物理学的実験では、上肢CRPS患者6名と健康成人40名を対象にデータを取得した。健康成人のデータ群全体として身体部位と物体の心的回転との間で回転の大きさと反応時間の関係の間に違いがあるという先行研究と一致した結果が得られ、今後の比較の基準値を得ることができた。またCRPS患者でも、正答率・反応時間の回転角度による変化は健康成人と一致した傾向が示された。しかし、正答率・反応時間いずれの計測値とも患者ごとのばらつきが健常者に比べ大きく、また物体の心的回転に比べ身体部位の心的回転で大きかった。このことは、症例数は十分ではないが、CRPS患者の運動機能障害と身体部位の心的回転の能力との関連性を示唆する結果であると考えられる。脳機能画像研究、心理物理学的研究とも順調に進展していることから、本研究全体としてもおおむね順調に進展していると考えている。脳機能画像研究においては、今年度までに16名のCRPS患者および健康成人の比較をおこなうことによって、運動機能障害と関連する可能性がある安静時脳活動の異常、脳部位間の機能的結合の異常を見出すことができたことから、順調に進展しているものと考えている。さらに、この結果を踏まえ、現在上肢CRPS患者では、rs-fMRIの撮像に加えて、運動機能などの臨床的な評価やMRT課題の実施をおこなっている。まだ症例数が十分ではなく、脳部位間の機能的結合とそれらの指標や成績との関連を検討するまでには至っていないが、来年度にはこれらの関係の評価をおこなえるであろうところまで研究を進めることができてきており、おおむね順調に進展していると考えている。一方、心理物理学的研究においても、若干遅れはあるものの、順調に進展していると考える。健康成人を対象とした身体部位MRTの心理物理実験については、40名からデータを得て解析を進めているところであり、これまでの先行研究との一致だけでなく、これまでの研究では見落とされてきた被験者ごとの回答方略のばらつきの検討を進めているところであり、順調に進展していると考える。

一方、CRPS患者を対象とした実験については、CRPSが希少疾患であることもあり、データを収集できた症例が6名と少なく、一定の傾向性やCRPS患者と健康成人との違いなども少しずつ分かってきてはいるが、データ解析が十分におこなえていない状況であり、進展はやや遅れていると考える。しかし、全体としては、おおむね順調に進展しているものと考えている。上肢CRPS患者8名(男性2名女性6名、平均年齢47.2+/-18.3歳(30-78歳)全例右利き右上肢痛3名、左上肢痛4名、両上肢痛1名)と健康成人39名(男性21名、女性18名、平均年齢21.2 +/- 1.1歳右利き36名、左利き3名)を対象に身体部位(手)のメンタルローテーション課題を用いた心理物理学的実験を実施しデータを取得した。提示された1枚の手の写真が左右どちらの手かを判断するLaterality judgmentと、提示された2枚の手の写真が同じ側の手か対側の手かを判断するSame-Different judgmentの2つの課題を実施した。両群の正答率および反応時間を比較した結果,健常者に比べCRPS患者で有意な正答率の低下と反応時間の遅延を認めた(三元配置分散分析)。健康成人のデータについて個人解析を行った結果,回転角度と反応時間の分布から、4つのグループに分類することができた。すなわち、回転角度を横軸に反応時間を縦軸にとった時、45°から135°の回帰直線の傾きが、45°から180°の傾きと比較して1平行のもの245&#730;-135&#730;の傾きに比べ45度-180度;の傾きが大きいもの345度-135度の傾きに比45度-180度の傾きが小さいもの4反応時間が回転角度によらず一定のものの4つである。右手掌の内向きLaterality judgmentを例に採ると、162% 23% 33% 431%であった。先行研究では、「手の左右判別課題時には自身の手を動かす運動イメージを行っている」とされており、今回個人解析を行うことにより「手の左右判別課題時には自身の手を動かす運動イメージを行っていない例」も一定数存在し、回答方略には複数のものがあり状況によって使い分けている可能性を示すことができた。身体部位(手)のメンタルローテーション課題を用いた心理物理学的実験では,上肢CRPS患者8名と健康成人40名のデータを取得した。両群の正答率および反応時間を比較した結果,健常者に比べCRPS患者で有意な正答率の低下と反応時間の遅延を認めた。健康成人のデータについては,これまで検討されてこなかった回転角度の増加に対する反応時間の変化にばらつきがあることに着目して統計学的解析を行った結果,4つのグループに分類することができ,「手の左右判別課題時には自身の手を動かす運動イメージを行っている」とする先行研究の結論とは異なる回答方略をとるものが存在することを明らかにした。mental rotation taskなど本研究にかかわる108の英語論文について調査したところ、研究のセッティングによって結果が異なることが明らかとなった。CRPS患者を対象としてmental rotation taskをどのように行うかに時間を費やしている。