hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞周期制御因子CDKによる染色体DNA複製制御システムの異常とゲノムの不安定化

がんは正常な増殖制御を失い異常増殖する細胞の集団であり、がん細胞では、i)細胞周期の制御経路の異常や、ii)ゲノムの不安定化がその特徴として観察される。CDK(サイクリン依存性キナーゼ)は真核細胞の細胞周期の進行を制御するのみならず、染色体DNA複製が細胞周期につき一度だけ起きるようにする制御システムの中心にある。本研究から、CDKがDNA複製開始に関わる複数の因子を重複して制御していること、複数の制御系を持つことがゲノムの安定維持に重要であること、がわかった。がんは正常な増殖制御を失い異常増殖する細胞の集団であり、がん細胞はその細胞周期制御機構、あるいはそこに起因する異常を持つ。がん細胞では、i)細胞周期の進行制御経路の異常や、ii)ゲノムの不安定化がその特徴として観察される。CDK(サイクリン依存性キナーゼ)は真核細胞の細胞周期の進行を制御するのみならず、染色体DNA複製が各細胞周期につき一度だけ起きるようにする制御システムの中心にある。本課題ではCDKによる染色体DNA複製制御システムに異常がある時に、染色体の安定性がどのように損なわれ、不安定化してゆくのかを分子レベルで明らかにし、理解することを目指し、解析を行っている。真核細胞の染色体DNA複製はCDKにより制御を受ける以下のような2段階の反応で起こる。細胞周期のG1期に複製前複合体(pre-RC)が形成されて準備を整え、S期に入るとpre-RCが活性化され(複製開始)、複製フォークが形成される。本年度の解析では、pre-RC活性化経路がCDKでどのように制御されるのか、またその制御機構のゲノム安定維持における役割を解析した。複製開始時に、CDKはSld2, Sld3という2つのタンパクをリン酸化し、リン酸化ペプチド結合タンパクであるDpb11との複合体形成を促進する。これらのうち、Sld2はS期にそのmRNAならびにタンパクレベルが上昇するが、S期以外、とくにG1期でSld2レベルを抑えることは、非特異的な複製開始を抑えるために一定の役割を果たしていることがわかった。また、Sld2、Sld3のリン酸化をバイパスするような変異では、ゲノム不安定化が顕著であったことから、CDKが複数の因子を重複して制御し、非特異的複製開始を抑えることで、ゲノムが安定に維持されていることがわかった。がんは正常な増殖制御を失い異常増殖する細胞の集団であり、がん細胞はその細胞周期制御機構自体、あるいはそこに起因する異常を持つ。がん細胞では、i)細胞周期の進行制御経路の異常や、ii)ゲノムの不安定化がその特徴として記述される。これらの反応が同時に起きると、染色体DNAの再複製が起きるため、これらの反応は細胞周期中で完全に分離しておかれている。本年度は真核細胞のモデルである出芽酵母を用いて、G1期に形成されたpre-RCがS期に入る前に時期尚早に、活性化されないようにしている機構を解析した。出芽酵母はこのような解析を行うことができる現在唯一の系である。その結果、人為的にG1期で複製を誘導すると、ごく初期から細胞は致死となる。生き残る細胞もごく少数存在するが、そのゲノムが著しく不安定化することがわかった。この系ではCDKのターゲットを含む複数の因子が重複して制御されており、そのうちどれかでも破綻すると染色体の不安定化が起きることから、複数の制御系を持つことで非特異的複製開始を抑え、ゲノムを安定に維持していることがわかった(論文投稿準備中)。
新しい植物神経伝達様システムの解明

近年、申請者らは、植物の神経伝達様システム(仮称)という新しい植物情報伝達システムを提唱し、その存在を証明することが本研究の目的である。動物の神経伝達システムは、アセチルコリン(ACh)、アセチルコリン受容体(AChR)およびACh分解酵素(アセチルコリンエステラーゼ, AChE)の3者からなり、動物の筋収縮に関わる生命維持に必須である。植物においては、AChとAChEの2者の存在が認められているが、植物AChRについては、未発見である。本研究では、植物AChR遺伝子の発見を目指し、初めにムスカリン性およびニコチン性AChRリガンドに対して高い結合能を有する植物のスクリーニングを行った。ムスカリン性AChRリガンドとしてトリチウム標識のQNBを、ニコチン性AChRリガンドとしてヨウ素125で標識されたα-ブンガロトキシンを使用した。また、植物試料についてはACh含有量が多い種を約30種選抜し、それらの粗膜画分を用いて本スクリーニングを行った。その結果、ハーブ類の粗膜画分において動物細胞と同程度のニコチン性AChRリガンドに対する結合能が認められた。次に同試料を用いて薬理試験を行った結果、動物のニコチン性AChRのブロッカーであるd-ツボクラリンに対する結合能を示した。これらのことから、植物においてもAChR様タンパク質の存在が推察され、本タンパク質は動物のニコチン性AChRの薬理特性と類似することが推測された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、植物AChR遺伝子の発見を目指し、初めにムスカリン性AChRリガンドに対して高い結合能を有する植物のスクリーニングを行った。スクリーニングには、動物薬理学でよく使用されているRIリガンド結合試験を用いた。ムスカリン性AChRリガンドとしてトリチウム標識のQNBをを使用した。その結果、動物のリコンビナントAChRのリガンド結合能と比較して、植物にもAChRのリガンド結合能が存在することが推測された。しかし、植物細胞由来の非特異反応が検出されたため、RIリガンド結合試験の最適化を行った。今後、引き続き目標とするリガンド結合量である≧0.51pmol/mg総タンパク質を示す植物体を選定するためにスクリーニングを続ける予定である。本実験で重要なのは植物AChRの精製に適した植物種を入念に選定することである。植物種でのACh量やAChE活性を指標にAChR発現量が多いと推測される植物を入手した。既に、植物のACh研究の権威であるRoshchina教授から動物のニコチン性受容体の特性を有するマメ科植物が本実験に適するとの助言を得ていることから、マメ科植物も入手した。東京農業大学冨澤元博教授からの研究協力支援により、放射性同位体(RI)標識した動物AChRのリガンドに対する結合能および阻害剤との競合試験を指標に実験材料となる植物体をスクリーニングした。その際に、ヒト由来のAChRを動物細胞で発現させ、リコンビナントAChRに対するリガンド結合量と比較することで植物の結合能を評価した。

その結果、動物のリコンビナントAChRのリガンド結合能と比較して、植物にもAChRのリガンド結合能が存在することが明らかとなった。しかし、目標とするリガンド結合量である≧0.51pmol/mg総タンパク質(LC-MS/MSの感度限界が約25 fmolであることを考慮した目標値)を示す植物体は存在せず、引き続きスクリーニングを行う予定となっている。実験計画が遅れた原因としては、動物薬理学でよく使用されているRIリガンド結合試験を植物用に改良するために想定以上に時間を要したことにある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、目標とするリガンド結合量(≧0.51pmol/mg総タンパク質)を有する植物が得られなかったとしても、スクリーニングで得られた最大リガンド結合能を有する植物を用いて、植物のAChRタンパク質の同定を進める。その際には、膜タンパク質の可溶化後のアフィニティークロマトグラフィー精製は、その条件検討に時間が費やされるため、光親和性リガンドを使用した精製法を行う予定である。放射線同位体(RI)標識した光親和性AChRリガンドを粗タンパク質抽出液に加え、反応後、未反応のリガンドを除去する。その後、タンパク質試料に光を照射し、リガンドとタンパク質を化学的に架橋する。光架橋した試料を電気泳動することでRI標識リガンドが結合したタンパク質をゲル上で検出・回収し、そのゲル片をLC-MS/MS解析する予定である。本方法で研究が飛躍的に進むことを期待している。
高次構造を高度に制御した高分子強誘電性薄膜の光機能物性発現機構の結晶光学的解明

本課題の目的は,高分子強誘電性結晶の光学物性を,結晶光学的手法を駆使し,解明することである.最近,強誘電性高分子の高次構造を制御する技術が進歩し,高度に二重配向したほぼ非晶相のない膜が作製されるようになった.この膜では,マクロな軸と結晶の軸を対応させることが可能になり,結晶光学的研究が可能になる.一方,触媒を使わず不純物の混入が無く,合成・製膜・成形を同時に行う蒸着重合法が注目を集めている.本研究では,試料として,前者の方法でフッ化ビニリデン/三フッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE)),後者の方法でポリ尿素(PU)を作製した.以下に得られた重要な成果をまとめる.1.高分子薄膜用電気光学効果測定装置の試作高分子薄膜の屈折率楕円体の測定を行う精度の高い汎用的な市販装置は,現在,見あたらない.そこで,(1)厚み(40)μm以上の膜の屈折率楕円体の測定(2)膜厚変化に起因する見かけの光学物性の補正(3)Pockelsテンソル成分の正負を含めた測定が可能な装債を試作した.P(VDF/TrFE)膜の屈折率楕円体・ヒステリシス測定中のPockels効果の測定を行い,得られた結果を解析し,膜全体が単結晶的に振る舞うことを証明した.また,系の対称性から予測されるすべてのPockelsテンソル成分の測定に成功した.その結果,この膜のPockels効果は電界により体積変化が起こる高分子独特の寸法効果が支配的であることを見出した.また,試作したPockels素子が10pm/V(LiTaO_3の1/5)と驚異的な値を示し,十分実用可能であることを示した.PUは強誘電性に疑義を持たれていたが,精密なswitching測定を通して強誘電性分極反転の存在を証明した.また,そのPockels効果は比較的大きいことが分かり,光機能性高分子として大きな可能性があることを見出した.本課題の目的は,高分子強誘電性結晶の光学物性を,結晶光学的手法を駆使し,解明することである.最近,強誘電性高分子の高次構造を制御する技術が進歩し,高度に二重配向したほぼ非晶相のない膜が作製されるようになった.この膜では,マクロな軸と結晶の軸を対応させることが可能になり,結晶光学的研究が可能になる.一方,触媒を使わず不純物の混入が無く,合成・製膜・成形を同時に行う蒸着重合法が注目を集めている.本研究では,試料として,前者の方法でフッ化ビニリデン/三フッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE)),後者の方法でポリ尿素(PU)を作製した.以下に得られた重要な成果をまとめる.1.高分子薄膜用電気光学効果測定装置の試作高分子薄膜の屈折率楕円体の測定を行う精度の高い汎用的な市販装置は,現在,見あたらない.そこで,(1)厚み(40)μm以上の膜の屈折率楕円体の測定(2)膜厚変化に起因する見かけの光学物性の補正(3)Pockelsテンソル成分の正負を含めた測定が可能な装債を試作した.P(VDF/TrFE)膜の屈折率楕円体・ヒステリシス測定中のPockels効果の測定を行い,得られた結果を解析し,膜全体が単結晶的に振る舞うことを証明した.また,系の対称性から予測されるすべてのPockelsテンソル成分の測定に成功した.その結果,この膜のPockels効果は電界により体積変化が起こる高分子独特の寸法効果が支配的であることを見出した.また,試作したPockels素子が10pm/V(LiTaO_3の1/5)と驚異的な値を示し,十分実用可能であることを示した.PUは強誘電性に疑義を持たれていたが,精密なswitching測定を通して強誘電性分極反転の存在を証明した.また,そのPockels効果は比較的大きいことが分かり,光機能性高分子として大きな可能性があることを見出した.本課題では従来高次構造の影響などのために明らかにできなかった高分子強誘電性結晶のintrinsicな光学物性を結晶物理学的に理解することを目的とし研究を行う.高分子強誘電性結晶としてフッ化ビニリデン-三フッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE))を取り上げる.P(VDF/TrFE)結晶はその対称性がC_<2V>で分類されることから5個の独立なintrinsicなPockelsテンソル成分が存在する.ここでは,まずこれを求め,光学物性を結晶物理学的に解析することを目指している.また,測定用フィルムとして,以前大東(研究分担者)等により報告された,高度に二重配向したほぼ非晶相のない“単結晶状膜"を作製した.本年度は以下の成果を得た.(1)電気物性同時測定型高分子薄膜用電気光学効果測定装置の開発:高分子薄膜は一般に4050μmのものが通常用いられる.各Pockelsテンソル成分を求めるためにはlaser beamをフィルム表面に垂直に入射する他,厚み方向に垂直に入射する必要がある.

そのために,He-Ne laserのbeam径(1.1mmφ)を30μm前後にまで偏光状態を保持しながら絞る必要があるが,特殊レンス系を設計し,これを実現した.また,異方性の高い結晶は自然複屈折が大きいが,これを打ち消せねばPockels効果による微小な複屈折の変化を検出できないが,Berek型コンペンセ-タを改良し,変調型電気信号系を自作することでPockels効果の正確な測定を可能にした.更に,動特性を解析できるように,高圧電気系を自作しD-Eヒステリシス測定中のPockels効果を測定できるようにした.(2)温度セルの開発:強誘電性高分子結晶の相転移近傍の挙動を解析するための,微弱な光信号を欠損しない温度セルを理化学研究所の協力を得て自作した.(3)今まで得られたことのない(5個のPockelsテンソル成分のうち)3個のPockelsテンソル成分の評価に成功した.その結果,一つは異符号で,見かけのPockels定数は10pm/Vと大変大きくなる(従来のラメラ膜の25倍)ことが分かった.本研究は,強誘電性高分子薄膜の光学物性(特にPockels効果)を結晶光学的に追求することを目的としている.昨年度試作した測定システムの大きな特長は,従来困難であった膜厚方向に垂直にlaser光を入射することで,三次元的にPockels効果の測定が可能になったことである.更に本年度は,エリプソメータ法を基に,屈折率の三次元的異方性及び膜厚変化を同時に測定できる装置を試作し,測定システムに組み込んだ.その結果,本システムは,高分子薄膜の(1)屈折率楕円体の測定(2)膜厚変化に起因する見かけの光学物性の補正(3)Pockelsテンソル成分の正負を含めた測定を可能とした.試料は,高次構造を制御したフッ化ビニリデン-三フッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE))を主に研究対象とし,新たな材料として蒸着重合した不純物の殆どないポリ尿素をとり上げた.本年度得られた主な研究成果は以下の通りである.(1)P(VDF/TrFE):屈折率楕円体および5個の独立なPockelsテンソル成分γ_<ij>^T(i,j=1-6)の測定に成功した.その結果,P(VDF/TrFE)膜全体が二軸結晶的に振る舞うこと,γ_<13>^T,γ_<23>^Tが正,γ_<33>^T,γ_<42>^Tが負,γ_<51>^Tが零であるという特徴ある結果が得られた.解析を進めた結果,Pockels効果は,電界の印加により体積変化が起こる高分子独特の寸法効果が支配的であることを見出した.(2)ポリ尿素:Pockels効果は比較的大きく,不純物の影響の少ない光機能性高分子として大きな可能性があることが分かった.以上,完成した測定システムを用いることで,高分子薄膜でも,従来困難であった結晶光学的研究(屈折率楕円体を中心とした議論)が可能であることを示すことができた.今後これらの研究成果を,高分子薄膜の光機能発現機構の解明や新材料の設計に役立てたい.
芸術と日常生活の融合に関する戦後史研究：消費文化の視点から

2017年度、2018年度と国内外の芸術祭を中心に、芸術と生活の融合について考察し、論文などを執筆してきた。しかし2018年度末でだいたいそのミッションを終えたため、2018年度初めから、イギリスの抽象画家ブリジット・ライリーにおける、フランス19世紀の画家ジョルジュ・スーラとの関係性を探求してきた。これは彼らに共通する近代的な孤独への対応や、点描というデジタル的な表象方法から、21世紀の私たちの生き方を探る方策である。2017年度までで、一連の芸術祭の研究を終え、再びアーティスト研究から、芸術と生活の融合をトピックに研究を進めてきた。精力的に研究を進め、講演会を3件、論文執筆を2件行った。デジタル的言語や孤独といったものは、私たちが生きる21世紀も依然として支配しているある種のディスクールである。そうした事柄を深く掘り下げていくことにより、私たち自身が生きるヒントにしていくことができ、芸術祭だけに限らない、芸術と生活の融合の実現に役に立つだろう。現在は、SNSなどの発達、インスタ映えの評価など、近年は生活の中に美的な要素が非常に求めらえるようになってきた。そうした中で、芸術と生活の融合は重要なトピックと考えられる。当初計画していた各地の芸術祭の研究は、2017年度でほぼ終えてしまった。むろん芸術祭は各地で現在も続いているが、必ずしも独創的なものはなく、また独創的なものがないことが、芸術祭の主眼ということもあり、研究の意義が必ずしもあるとは言えないため、芸術と生活の融合に関して、よりケーススタディー的に、ブリジット・ライリーや児玉幸子らのアーティストの研究を行っている。2018年9月に調査したブリジット・ライリーの病院壁画に関する論文を書き、芸術と生活の融合の研究を進めたい。またアメリカ20世紀の美術における孤独の概念をさぐることで、21世紀を生きる私たちのヒントとして、芸術と生活の結節点を探りたい。本年度は、「芸術と生活の融合の戦後史研究」という課題に対して、1960年代のフルクサスやカウンターカルチャーの文献を収集し、読み始めていたが、出版物としてまず成果を出したのは、さいたまトリエンナーレ2016の芸術と生活の融合の事例や、障害者のバリアフリーアートの試みについてであった。また同じくさいたまトリエンナーレに関しては会場ヴォランティアの方々に現代アートの意識調査を統計的に行い、現在のアートシーンで、現代アートがどのような期待を受けているのかを浮き彫りにした。美学に社会学的研究を導入した新しい研究である。(加藤有希子「今、私たちはアートに何を求めているのかーさいたまトリエンナーレ2016サポーターアンケートを軸に考える」埼玉大学紀要(教養学部)第52巻第2号、2017年3月31日、107ー120頁。)また、その他の成果としては、芸術と障害者の生活が協同関係にある場面に焦点を当て、(加藤有希子「障害者、補助機器、バリアフリー・・・そしてアート」、立命館大学生存学研究センター監修・渡辺克典編『知のフロンティアー生存をめぐる研究の現場』ハーベスト社、2017年3月28日、74-75頁。)を上梓した。本年度は、さいたまトリエンナーレや、医療現場のバリアフリーなど、もっとも現代的な問題に取り組むことができた。当初はそれはあとまわしにする予定であったが、実際には2016年にさいたまトリエンナーレが開かれたことなどにより、時代の流れが、新しい美術の研究を求めているようであった。今後は1960年代からの古い文献、外国語文献も怠ることなく読み、今年のような現代研究の背景として、より深い思想的考察をできるといいと考えている。芸術と生活の融合に関する戦後史研究ということで、平成29年度は海外の芸術祭の調査を行った。具体的には夏にドイツのミュンスター彫刻プロジェクト、カッセルのドクメンタ14、イタリアのヴェネツィア・ビエンナーレへの現地調査をした。そしてその結果は、論文「芸術祭の時代ー政治か経済か、変わる芸術の役割」にまとめた。これを慶應義塾大学美学美術史専攻の三田芸術学会の学会誌『芸術学』に平成29年10月に投稿した。翌3月に査読が通り、現在入稿済みで、出版を待っている段階である。この論文では、経済的なモチベーションを基軸にする日本の芸術祭と、政治的なモチベーションを基軸にするヨーロッパの芸術祭との比較を行った。日本の芸術祭は越後妻有や瀬戸内国際芸術祭のように地方創生型のものが最も個性を発揮しており、それゆえ開催地の経済活性化が最大の課題となる。一方、移民を多く受け入れているヨーロッパは、政治的アイデンティティが個人の在り方を決定づけるため、政治的関心を引く作品が多い。とりわけ今回のドクメンタはその最たる例であった。しかし経済、政治、いずれにしても、それはカント以来の近代的な芸術観を覆すものである。カントは「無関心性」の美学で名高いが、経済や政治に終始する昨今の芸術祭は、生活関心に直結し、さながら昨今の自己啓発ブームすら思わせる「勇気づけ」の行為にあふれている。例えば、一般人がアーティストの活動に参加したり、アーティストが一般人が自信をもてるようななぐさめの言葉を送ったりする。VUCAと呼ばれる先の見えない不安定な世の中で、昨今の芸術は生活関心に直結し、私たちの生きる道筋を照らすともしびとなっている。それはブルデューがディスタンクシオンとよぶ差異化や、ダントーがアートワールドと規定した分離も瓦解させる動きである。本論ではそのことを指摘した。

査読の関係で出版が遅れているが、論文の執筆は順調に進んでいる。2017年度、2018年度と国内外の芸術祭を中心に、芸術と生活の融合について考察し、論文などを執筆してきた。しかし2018年度末でだいたいそのミッションを終えたため、2018年度初めから、イギリスの抽象画家ブリジット・ライリーにおける、フランス19世紀の画家ジョルジュ・スーラとの関係性を探求してきた。これは彼らに共通する近代的な孤独への対応や、点描というデジタル的な表象方法から、21世紀の私たちの生き方を探る方策である。2017年度までで、一連の芸術祭の研究を終え、再びアーティスト研究から、芸術と生活の融合をトピックに研究を進めてきた。精力的に研究を進め、講演会を3件、論文執筆を2件行った。デジタル的言語や孤独といったものは、私たちが生きる21世紀も依然として支配しているある種のディスクールである。そうした事柄を深く掘り下げていくことにより、私たち自身が生きるヒントにしていくことができ、芸術祭だけに限らない、芸術と生活の融合の実現に役に立つだろう。現在は、SNSなどの発達、インスタ映えの評価など、近年は生活の中に美的な要素が非常に求めらえるようになってきた。そうした中で、芸術と生活の融合は重要なトピックと考えられる。当初計画していた各地の芸術祭の研究は、2017年度でほぼ終えてしまった。むろん芸術祭は各地で現在も続いているが、必ずしも独創的なものはなく、また独創的なものがないことが、芸術祭の主眼ということもあり、研究の意義が必ずしもあるとは言えないため、芸術と生活の融合に関して、よりケーススタディー的に、ブリジット・ライリーや児玉幸子らのアーティストの研究を行っている。今後は、昨年度に引き続き、さいたまトリエンナーレに類する新しい芸術祭の動向、とりわけ会場ヴォランティアの動向を知ることに努めたい。それは無償でアートシーンにかかわるもっとも先鋭的な「期待の地平」をもっている人々の芸術観を知ることであり、今後のアートの動向をもっとも的確に知ることになるからである。具体的にはヨコハマ・トリエンナーレ、札幌国際芸術祭、北アルプス国際芸術祭、AFFなどの芸術団体で、「現代アートに何を期待しますか」などのアンケートを行っていく。また私の芸術学の授業をとっている学生にアンケートを行い、学生の意識調査をすることも目的である。それらのアンケートを通じて、カント以来の無関心性の美学から生じている唯美主義的な美術観が、近年どう崩れてきているのかを哲学的、理論的に考察していきたい。また1990年代の関係性に美学が登場して以来、人的資本を重視する新しい美学が多く出てきており、それに関する著作も多数あるため、順調に読み進め、理論的に層を厚くしていきたい。2017年度はミュンスター彫刻プロジェクト、カッセルのドクメンタ14、ヴェネツィアビエンナーレにも出かけ、海外と日本の芸術祭の違いも明らかにしていかねばならない。芸術と生活の融合という観点から言えば、日本国内の芸術祭は類似するものが多く、また数も多数にわたり、実のある議論をするには調査対象をしぼりこむ必要がある。
環境因子による自己反応性獲得機構の解明～自己免疫疾患の新たな病因論～

自己免疫疾患の発症因子の中でも環境因子を起点とした免疫トレランスの破綻は極めて複雑で、その詳細なメカニズムは不明な点が多い。生体内で、加齢、性ホルモンの変動、メタボリズム異常などの環境の変化が免疫トレランスの維持機構に大きな影響を与えるものと考えられている。本研究では、環境因子変動モデルと自己免疫疾患モデルの複合モデルを応用し、自己反応性獲得機構を多角的なアプローチから詳細に検討した。加齢変化で変動する組織常在型マクロファージに関して、シェーグレン症候群モデルマウスを用いて、病態に関与する分子の網羅的な探索を実施した結果、CCL22産生マクロファージが病態発症に関与していることが判明した(Front Immunol 9:2594, 2018)。さらに、環境因子に関与するナノマテリアルの暴露後の加齢変化として、肺あるいは全身臓器の免疫担当細胞の動態を詳細に検討した(PLoS One 13(10):e0205702, 2018)。加えて、シェーグレン症候群モデルを用いて、T細胞の加齢変化と自己免疫に関与する遺伝子を同定しており、現在論文投稿中である。性ホルモンと自己免疫に関しては、前年度までに妊娠期のマウス胸腺を用いた遺伝子の網羅的解析により同定したマクロファージにおけるIGFBP5の発現パターンおよびマクロファージを含めた免疫細胞分化との関連性が明らかにされつつあり、現在その詳細な分子機序に関して論文作成準備中である。肥満と自己免疫に関しては、高脂肪食をシェーグレン症候群疾患モデルに与えたときの、唾液腺における遺伝子変化を網羅的に解析した結果から、T細胞あるいはマクロファージにおいて加齢に関与する遺伝子が同定され、現在詳細な機能解析を進めており、今後の研究発展につながった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、環境因子変動モデルと自己免疫疾患モデルの複合モデルを応用し、自己反応性獲得機構を多角的なアプローチから詳細に検討する。加齢と自己免疫に関連して、シェーグレン症候群の疾患モデルの一つであるaly/alyマウス(NIK遺伝子変異)を用いて、加齢に伴って増加するメモリー型のCD4陽性T細胞が標的臓器に浸潤する機構を探索すると、ケモカインの一つであるCXCL12及びその受容体であるCXCR4を介した反応が重要であることが判明した(投稿準備中)。一方で、加齢に伴って変動する自己抗体の産生機構に関しても探索中である。性ホルモンと自己免疫に関しては、妊娠期のマウス胸腺を用いた遺伝子の網羅的解析により、マクロファージのIGFBP5を同定した(J Oral Health Biosci. 2017 in press)。現在、IGFBP5ノックアウトマウスを用いた免疫系への影響を検討中である。一方で、環境ホルモン受容体の一つであるAhRを介した単球/マクロファージ/破骨細胞系の分化に関する結果を報告した(J Immunol 2016)肥満と自己免疫に関しては、高脂肪食をシェーグレン症候群疾患モデルに与えたときの、唾液腺における遺伝子変化を網羅的に解析した結果から、現在いくつかの因子に絞り込み詳細な機能解析を実施している。加齢と自己免疫に関しては、T細胞、B細胞あるいはマクロファージそれぞれの自己免疫疾患に関与する因子の同定を目指しており、T細胞に関しては具体的に見出し、その因子を用いた治療法の開発の可能性に関して検討を進めており、計画以上の成果が期待できる。B細胞系に関しても、加齢に伴う自己抗体の産生機構に関して、疾患モデルを用い、詳細に検討を進めており、次年度には成果を報告できるものと考えられる。性ホルモンと自己免疫に関しては、妊娠期というエストロゲンが低下した状態における胸腺に焦点を当て、ユニークな因子の同定ができた。さらに、同定因子と免疫システムとの関連性あるいは自己免疫疾患の発症との関係を探索中であり、大きな成果が期待できる。実際の自己免疫疾患との関連性を裏付けるデータを様々な角度から探索する必要性がある。メタボリズムと自己免疫に関しては、免疫システムだけではなく標的臓器における末梢トレランス破綻に焦点が当てられた結果が得られており、次年度には成果を報告する予定である。メタボリズムと免疫システムに関しては多くの報告があるため、自己免疫疾患の発症機序に結びつくような内容に絞り込む予定である。以上のように、多角的なアプローチよって環境因子と自己免疫疾患に関する大枠を明らかにできていることから、概ね順調に進んでいるといえる。加齢と自己免疫に関連して、シェーグレン症候群の疾患モデルの一つであるaly/alyマウス(NIK遺伝子変異)を用いて、加齢に伴って増加するメモリー型のCD4陽性T細胞が標的臓器に浸潤する機構を探索すると、ケモカインの一つであるCXCL

12及びその受容体であるCXCR4を介した反応が重要であることを報告した(Arthritis Rheumatol. 2017, 69:2193-2202)。性ホルモンと自己免疫に関しては、前年度に妊娠期のマウス胸腺を用いた遺伝子の網羅的解析により、マクロファージのIGFBP5を同定した(J Oral Health Biosci. 2017)。現在、IGFBP5ノックアウトマウスを用いた免疫系への影響を検討中である。肥満と自己免疫に関しては、高脂肪食をシェーグレン症候群疾患モデルに与えたときの、唾液腺における遺伝子変化を網羅的に解析した結果から、現在いくつかの因子に絞り込み、病変との関係性など詳細な解析を実施している。さらに、唾液腺における組織常在型マクロファージのユニークな特徴を探索中であり、病態の時間軸にあわせて変化することが明らかになっている。さらに、自己免疫反応に重要な役割を果たしている胚中心反応の分子機序に関しても研究を進めている。平成29年度には、8本の英文論文(査読あり)とともに、英文著書1本、和文総説を1本公表している。さらに、歯科基礎医学会日本学術会議のシンポジウム、各学会での特別講演の演者を務めた。また、学会発表においても日本病理学会、日本免疫学会、日本シェーグレン症候群学会、国際シェーグレン学会、国際自己免疫学会などで発表している。ほとんどの業績が、本研究と関連する内容である。自己免疫とT細胞に関する内容(J Exp Med 2017 214:1925-1935, Arthritis Rheumatol. 2017, 69:2193-2202, J Clin Cell Immunol. 2017, 8(4):1000512)などオリジナル研究が中心であり、共同研究での論文もある。中でも、加齢に関連したメモリー型T細胞のケモカインを介した自己免疫反応に関する新知見は、自己免疫疾患の新たなメカニズムであるとともに、臨床応用の可能性を示している。また、免疫疾患だけではなく腫瘍に関しても研究を進めており、幅広い研究活動を展開している。さらに、国際共同研究に関しても論文発表成果をあげている。以上のことから、当初計画していた内容に加えて本研究をさらに発展できるような研究業績をあげており、おおむね順調に進んでいるものと考えられる。自己免疫疾患の発症因子の中でも環境因子を起点とした免疫トレランスの破綻は極めて複雑で、その詳細なメカニズムは不明な点が多い。生体内で、加齢、性ホルモンの変動、メタボリズム異常などの環境の変化が免疫トレランスの維持機構に大きな影響を与えるものと考えられている。本研究では、環境因子変動モデルと自己免疫疾患モデルの複合モデルを応用し、自己反応性獲得機構を多角的なアプローチから詳細に検討した。加齢変化で変動する組織常在型マクロファージに関して、シェーグレン症候群モデルマウスを用いて、病態に関与する分子の網羅的な探索を実施した結果、CCL22産生マクロファージが病態発症に関与していることが判明した(Front Immunol 9:2594, 2018)。
半商品経済を組み込んだ生消共型の農林産物と流通に関する総合的研究

半商品とは商品の取引において社会的な関係性を重視し,生産者の個性が残っているため,市場取引を超えた交換形態が相応しいものである。特に,農産物は半商品の例示として相応しく,農産物取引が半商品的取引に転換しやすいのは,(1)日常性・多様性,(2)生産物の非均質性,(3)生産・消費の近接性,(4)公共財の利用と保全・創出,(5)歴史性などの特性があるからである。また,半商品経済の視点からCSAの特徴と国内での展開の可能性を検討した結果,有機農産物のやり取りのための関係と,その関係性における食の自給,安全を確認できる生活の在り方を希求する自給農場的なCSAは半商品経済関係の器足り得ると言える。本研究では,「半商品」=「生産者と消費者が商品を超えた使用価値を見いだした農林産物」の生産と流通を行う事例を国内及び海外の調査により広く探索する。そして,「半商品」を生み出す生消共生型の生産と流通のあり方を分析するためのフレームワークを理論的・方法論的に確定する。最終的には,このフレームワークに基づいて,半商品経済を組み込んだ生消共生型農林産物の生産・流通の仮説的モデルを提示する。1)哲学者・内山節氏を本研究会に招聘し意見交換を行った。渡植彦太郎の「使用価値と社会学」と「半商品」の概念整理を行い,本研究課題のフレームワークをより明確にした。その際,群馬県上野村の事例調査から,「半商品」概念は単なる「ものの取引」に終わらず,生産者と消費者が互いの暮らしを成り立たせようとする次段階的な概念として位置付けられことを明らかにした。2)中国・雲南省社会科学院民族学研究の程厚思教授(研究協力者)の全面的な協力を得て,雲南省〓西県の漢族及び苗族の集落調査を行った。そこでは集落内における農家間の経済格差が大きいこと,また商品経済が進展しているにもかかわらず,都市への移動についてあまり関心がないことが明らかになった。3)多様な人材の協働によって運営される農業体験,里山保全,農産物直売等の活動の分析結果から,活動に関わる多様な人材間にコミュニケーションの契機を与え,活動に対する参加インセンティブとして機能する媒体の必要性を明らかにした。有効な媒体の一つに地域通貨を挙げ,農産物や里山資源等を原資とする地域通貨の優位性を考察した。そして,「半商品」を生み出す生消共生型の生産と流通のあり方を分析するためのプレームワークを理論的・方法論的に確定する。1)アメリカ合衆国カリフォルニア州におけるCSAおよびファーマーズマーケット(FM)の実態調査を行った。その結果,CSAとFMはともに数を増大させていること。そして,それらの運営形態は多様で消費者や会員の要望も高度化しており,生産者団体はその対応に苦慮していることが明らかになった。2)神戸消費者クラブ(兵庫県西宮市)の会員約600名を対象としたアンケート調査を行った。現在分析途中であるが,食べ物を入手するための対価として,価格,労力,時間,信頼関係,関係者への配慮や関与・責任などの諸関係について明らかにする予定である。3)CSAの国内先進事例である神奈川県大和市なないろ畑農場,北海道長沼町メノビレッジ長沼への調査の結果,消費者による農場へのボランティア参加や会員同士の交流が行われ,CSAが農家と消費者間のコミュニティー形成に寄与することを把握した。また,日本におけるCSA成立の可能性を検討し,農場と会員の居住区域が近接して,一定の会員数が確保できる都市近郊地域において成立の可能性があることを指摘した。1)半商品の概念規定半商品とは商品の取引において社会的な関係性を重視し,生産者の個性が残っているため,市場取引を超えた交換形態が相応しいものである。

2)半商品経済視点からのCSA分析CSAの源流であるスイスでの取り組みと国内の産消提携との比較において,半商品経済の視点からCSAの特徴と国内での展開の可能性を検討した。その結果,有機農産物のやり取りのための関係と,その関係性における食の自給,安全を確認できる生活の在り方を希求する自給農場的なCSAは半商品経済関係の器足り得ると言える。3)半商品の視点による産直農産物購入者の類型化分析農産物供給組織において,商品を購入している会員へのアンケート調査の結果,産直野菜の商品性とは,「栄養を提供し,おいしい味覚があり,安全性が高い」ことが期待されて取引が行われるモノ自体に対する評価であった。またそれに付加される形の半商品性とは,「その商品に関する,生産,流通,販売などを安定的に支える」ために必要であると判断された対価と考えられた。
グラフェンナノ表面における核酸の定量解析と核酸結合リガンド選択システムの構築

単層の炭素からなるグラフェン酸化物(GO)は、高感度でかつ小型のセンサー構築に適したナノマテリアルである。しかし、生体分子とGOの結合特性やGO表面における生体分子の分子物性は明らかにされておらず、GOを用いたバイオセンサーを合理設計する指針が存在しない。そこで本研究では、(1)GO表面にみられる非理想状態におけるDNAの分子物性を解析し、(2)DNAのGO表面に対する吸着機構を熱力学的・速度論的に提唱した。さらに、得られた知見を用いて、(3)DNA四重らせん構造を対象にしたセンシングリガンドを開発し、それを用いたスクリーニングシステムを構築した。広いπ平面と負電荷をもつグラフェン酸化物(以下GOと記す)が水溶液中で様々な分子と吸着することを利用したバイオセンサーの構築が注目されている。しかし、基板表面という非理想環境にあるGOと生体分子の結合特性や、GO表面に吸着することで分子が密集した状態における生体分子の物性に関する定量的解析は全く行われておらず、GOを用いたバイオセンサーの合理設計指針は存在しない。そこで本研究では、GOナノ表面に対する生体分子の吸着.脱着機構を決定し、GOナノ表面におけるDNAの挙動を世界に先駆けて解明することに取り組んでいる。さらに、得られた定量的諸量を活用して、細胞のがん化や加齢に関与するテロメアDNAが形成する四重らせん構造と特異的に結合できるリガンドを開発するために必要なスクリーニングシステムを開発することを試みる。平成24年度においては、非理想環境におけるテロメアDNAが形成する高次構造とその熱力学的安定性を検討した。その結果、基板表面を模倣した分子が密集した分子環境において、長鎖のテロメアDNAが数珠状の高次構造を形成することが示された。さらに、四重らせん構造の熱力学的安定性を希薄水溶液中と基板表面を模倣した環境中で比較することで、非理想環境下で四重らせん構造がどのように熱力学的安定性を変化させるかを予測することも可能となった。これらの成果は、米国化学会誌をはじめ国際専門誌への論文投稿および国内外の学会発表にて報告した。特に、非理想環境におけるテロメアDNAの物性解析に関する成果は、米国化学会誌(J. Am. Chem. Soc.)の表紙として採択され、同誌における注目の論文を紹介する「Spotlights on Recent JACS Publications」にも掲載された。高感度バイオセンサーの開発に有用なマテリアルとして、グラフェン酸化物(以下GOと記す)が注目されている。しかし、GOをはじめとする固体の基板表面は、溶液中の均一な理想環境とは著しく異なる分子環境にある。このような非理想状態にあるGOと生体分子の結合特性や、GO表面に吸着することで分子が密集した状態における生体分子の物性に関する定量的解析は検討例がほとんどない。そのため、GOを用いたバイオセンサーの合理設計指針は存在しない。そこで本研究では、GOナノ表面に対する生体分子の吸着・脱着機構を決定し、非理想環境におけるDNAの挙動を解明することに取り組んでいる。さらに、得られた定量的諸量を活用して、細胞のがん化に関与するテロメアDNAが形成する四重らせん構造に対するリガンドの取得に必要なスクリーニングシステムを開発することも目標としている。平成24年度には、標的としているテロメアDNAの非理想環境下での構造や熱力学的安定性に関する知見を得た。また、GOを用いた各種バイオセンサーの構築も行った。そこで平成25年度には、非理想状態においてテロメアDNAが形成する四重らせん構造とリガンドの結合挙動の解明や、リガントのスクリーニングシステムの構築に必要な機能性分子の取得を試みた。その結果、非理想環境で活性を保持するために有用な相互作用様式を見出すことに成功し、非理想環境下における機能性分子の設計指針を提示できた。この成果は、米国化学会発刊の、J. Phys. Chem. Bの表紙として掲載された。リガンドスクリーニングシステムに関しては、システム開発の要となる、四重らせん構造に特異的に結合し蛍光を発光する分子を取得できた。蛍光分子はGOを用いたバイオセンサーにおいて最も汎用性が高いことから、目標とするスクリーニングシステムの開発に目処がついた。炭素の単層シートであるグラフェンとその酸化物であるグラフェン酸化物(以下、GOと記す)は、その物理的・電気的・光学的特性から、様々な用途への展開が検討されている。GOは、グラフェンを酸化することで調製される。酸化によりカルボキシル基や水酸基等の官能基がGOに導入されることから、GOは比較的高い水溶性をもつ。このような水溶性をもつナノ界面材料は谷はほとんど例がないことから、GOのバイオ分野への応用が注目されている。例えば、GOが様々な生体分子を吸着して蛍光を消光することを利用するバイオセンサーが数多く報告されている。しかし、生体分子のGOナノ表面における分子物性や、GOに対する吸着挙動はほとんど明らかではない。

そこで本研究では、(1)核酸のGOナノ表面での物性を解明するために、ナノ界面という特殊な分子環境である非理想溶液中での核酸の定量解析を行った。その結果、ナノ表面をはじめとする非理想溶液中では、核酸構造の非塩基対部位が全体構造やその熱力学的安定性に重要な役割を果たすことが示された。これらの成果は、掲載されたジャーナルの当該号の背表紙を飾り、新聞紙面においても。さらに、(2)GOナノ表面と核酸の吸着挙動を熱力学的・速度論的に解析すると同時に、その知見をバイオセンサーの構築に展開した。その結果、GOと核酸の吸着機構が示唆された。さらに、これらの知見を基に様々なタイプのバイオセンサーも構築できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。分子設計化学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画通り、GOナノ表面の分子環境を模倣した状態におけるテロメアDNAの高次構造やその熱力学的安定性を解明した。また、平成24年度に取得した装置(迅速混合装置を蛍光分光光度計に組み込んだもの)を用いて、GOとDNAの吸着過程を追跡することにも成功した。これらの成果は、平成25年度の研究を加速するものと期待できる。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。平成25年度においては、(1)非理想環境におけるテロメアDNAの物性に関する知見、(2)非理想状態でも活性を保持する機能分子の設計指針、(3)リガンドスクリーニングシステムの開発に必要となる蛍光分子の取得、(4)GOを用いたバイオセンサーの開発、を達成し、その成果を発表した。その他にも、グラフェンと生体分子に関する総説や、非理想環境におけるDNAの物性に関する総説を刊行した。さらに、研究最終年度に向けて、GOを用いたバイオセンサーの高感度化や、GOナノ界面に対するDNAの吸着と脱着挙動に関する定量的知見も蓄積していることから、当初の研究計画通りにおおむね順調に進展していると言える。平成24年度には、DNAの非理想環境における物性について興味深い結果が得られた。平成25年度は、これらをより系統的に解析する予定である。また、平成24年度に購入した装置を用いてGOとDNAの吸着・脱着挙動を追跡できることが明らかになったことから、定量的な解析を進める予定である。さらに、非理想環境下におけるリガントとテロメアDNAの結合挙動についても検討を進め、リガンドスクリーニングシステムの構築への足がかりを得る予定である。研究の最終年度には、GOナノ界面に対するDNAの吸着と脱着挙動を熱力学的・速度論的に解明することを目指す。熱力学的解析に関しては、吸着挙動と脱着挙動ともに多くの知見が得られている。そこで、平成26年度には、速度論的解析を進める予定である。特に、本申請課題で購入した迅速混合装置は、速い反応速度を示す吸着挙動の解析に威力を発揮する。また平成25年度の成果として、DNAの形成する二次構造に依存した吸着機構の存在が示唆されている。
周生期覚醒剤曝露が小脳形態形成と小脳性運動獲得に及ぼす影響

SDラットの妊娠1020日にメタンフェタミン(MA) 5mg/kg/dayを皮下投与し、仔を胎生21日齢および生後7週齢で実験に用いた。対照としては生理食塩水を皮下投与したラットの仔を用いた。生後7週齢のラットに対し平行棒歩行試験を行ったところ、MA曝露ラットに異常を認められなかった。胎生期MA曝露では小脳小葉癒合や組織構築異常が報告されており、運動障害などの原因となる可能性が示唆されていたが、今回の結果から、平行棒歩行試験で検出可能な運動障害には達していないと考えられた。ラット胎仔脳のホモジネートを調整し、HPCLによりアミン類とその代謝産物の定量を行った。MA曝露したラット胎仔脳においては、ドーパミン(DA)と代謝産物であるDOPACおよびセロトニン(5-HT)とその代謝産物である5-HIAA量に変化は認められなかった。また、ラット胎仔の脳をブアン液にて浸漬固定した後、パラフィン切片を作製し、抗チロシン水酸化酵素抗体および抗5-HT抗体を用いて免疫染色を行ったところ、やはり変化は認められなかった。よって胎生期のMA曝露はDAおよび5-HT神経系の発達に影響しない可能性が示唆された。MAをDA神経に取り込むドーパミントランスポーターは、ラットでは、出生後に発現が増加することが知られており、DA神経系に対するMAの影響は、胎生期のラットでは成獣より少ない可能性が考えられた。ラット胎仔脳のホモジネートを調整して、Western blot法により脳形態形成に関与する細胞外基質であるNCAM、L1、およびラミニンの発現を解析したところ、いずれもMA曝露の影響を受けていなかった。免疫組織染色によりこれらの局在を調べたところ、変化は認められなかった。胎生期MA曝露によって引き起こされる脳形態異常の原因についてはさらに検討が必要であると考えられる。妊娠SDラットにメタンフェタミン(5mg/kg/day)を妊娠10日から20日まで皮下投与した(MA群)。対照ラットには生理的食塩水を皮下投与した(SAL群)。妊娠21日に母獣を帝王切開して胎仔を取り出し、胎仔脳をブアン液またはザンボニ液に浸漬固定した。脳の前頭断パラフィン切片を作製し、組織構築を観察した。一部胎仔は無処置の母獣に育てさせ、生後8週で灌流固定した後、脳を取り出した。脳のパラフィン切片を作製し、HE染色または免疫染色により脳の組織構築を観察した。MA投与妊娠ラットの体重増加率は投与期間を通してSALラットより低く、妊娠15日からは有意な差が認められた。母獣あたりの胎仔数には有意な差が認められなかったが、胎生21日胎仔の体重と脳重は雌雄ともにMAラットでSALラットより有意に低い値を示した。胎仔の脳重/体重比には雌雄共に有意差が認められなかった。胎生21日MAラットでは、microgyria、脳表面から深部にまで及ぶ溝、脳表面に突出した異所性細胞塊、大脳皮質第I層の部分的欠失、側脳室に突出した細胞塊、海馬の低形成など、多様な組織構築異常が認められた。生後8週のMAラット小脳では、V葉とVI葉の癒合が認められた。癒合部周囲では、分子層に異所性顆粒細胞を認めた。また、GFAP陽性のBurgmann glia繊維の乱れや、その終足によって形成されるGlia limitansの欠失が観察された。以上の結果から、胎生期のメタンフェタミン曝露は大脳と小脳において組織構築の異常を引き起こすことが示唆された。これらの形態異常は脳の機能障害をもたらすと推察される。
皮膚コラーゲン新生に果たすビタミンB_6の鍵的役割

コラーゲン組成の一つであるプロリンはピロリン-5-カルボン酸から生成され、ピロリン-5-カルボン酸はオルニチンから生成されるが、その時関与する酵素にオルニチンアミノトランスフェラーゼ(OAT)がある。ビタミンB_6欠乏ラットではOAT活性が極端に低下しプロリン形成の中間体であるピロリン-5-カルボン酸の生成が低下するという事が報告されている。そこで皮膚コラーゲン新生におけるB_6欠乏によるオルニチンからプロリン生成障害を、B_6欠乏になると食餌量自体が減ることから、その影響がない状態、すなわち対給餌(Pairfeeding)群を作成し、具体的にはOAT活性との関連で皮膚コラーゲン中のプロリン含量がどのように変化するかを、普通タンパク質レベルの飼料を与えた場合につき検討した。ラット腹部皮膚よりI型コラーゲンを抽出し加水分解後中和し、HPLCにより皮膚I型コラーゲン分画中のプロリン含量を測定した。その結果、B_6欠乏食群の皮膚1g当たりのプロリン含量はコントロール食群及びペアーフィーディング群に比較して有意に減少していた。またB_6欠乏食群の肝ホロOAT活性はコントロール食群に比較して有意に低下しており、これらの事はB_6欠乏食群においてはB_6依存性のOAT活性が低下した為に、皮膚コラーゲン新生の抑制が起きたことを示唆している。また、B_6欠乏食群においてはインスリン濃度が低下し、逆にグルカゴン濃度は上昇傾向にあり、糖利用が低下していることを確認した。以上の結果よりビタミンB_6は皮膚コラーゲン新生において重要な役割を果たしている事が証明された。さらにB_6要求量の増える高タンパク質B_6欠乏食群においての実験も現在進行中である。
人工内耳における最適スピ-チ・プロセッシングの開発

平成2年度は人工内耳におけるスピ-チ・プロセッサの作動調査並びに最適プロセッシングの予測のための加工音声を作製した。1)まず、人工内耳の子音に対する音声情報処理と刺激電極選定方式を追求するため、電極選択信号続み取り装置を作製し、/p,t,k,b,d,g,h,s,m,n,r,j,w/の各子音について電極遷移パタ-ンの計算値を求め、実測値と比較検討した。2)子音の聴取改善のためには子音のどの部分をより良く伝えればよいかを検討するため、音声加工装置ソフトを作製した。この主眼は、これを用いて子音のいわゆる雑音バ-ストを加工し、エネルギ-増幅した加工音声、持続時間を増加した加工音声を作製し、加工子音に対する正答率を原音声の正答率と比較して改善点を明らかことである。平成3年度はこれらの装置を用いて研究し、次の事を明らかとした。1)人工内耳は子音の各構音様式の特徴を一応は送っている。ただし、摩擦音、半母音、鼻音は理に叶っているが、破裂音は特異であった。2)人工内耳患者の子音の聴取は人工内耳の電極遷移パタ-ンからの予測と合致しないものがあり、これは人工内耳を通した入力と脳の語音知覚機構との整合の遅速によるものと推定された。3)音声加工のうち、正答率改善に有効なのはエネルギ-増幅のみで、しかも電極遷移パタ-ンが理に叶った子音の一部にのみ見られた。4)鼻音、半母音は正答率に高い寄与度を持つことを明らかにした。5)聾にしたネコでの実験で、脳幹反応を指標とした入出力曲線の傾斜はラセン神経節細胞の残存率が高いと急峻であることが判明した。以上から人工内耳の改良点は、破裂音の分析・コ-ド化をより精確にすること、鼻音nasal murmurを増幅することにあると結論された。本研究は人工内耳装用患者に最適な日本語音情報を伝えるための音声情報処理と聴神経刺激法の開発を目的とするものである。本年度はその第一段階として、アパ、アバ、アタ、アダ、アカ、アガアハ、アサ、アザ、アナ、アマ、アラ、アヤ、アワの14語の聴取率を人工内耳患者23名について求め、これから子音の情報伝達率を計算した。正答率と情報伝達量とを重回帰分析した結果、人工内耳の摩擦音、破裂音、半母音の情報伝達率が正答率に深く関与していることが明らかとなった。また人工内耳と読話を併用した条件下では、有声・無声と破裂音の情報伝達率、そして個人差はやや大きいが構音点の情報伝達率が正答率に寄与していることが示された。このことから、鼻音の情報伝達率は上記二つの条件下では正答率に係わるものではない結果となった。次にパ、バ、タ、ダ、カ、ガ、ハ、サ、ザ、ナ、マ、ラ、ヤ、ワの14子音の子音部および子音部から母音部への移行部分を、別個にまたは両者ともに反復(いわば時間軸上での増幅)ないしは振幅増幅した加工音声を作製した。これを検査語として手始めに中等度感音難聴者を被検者として、正答率の改善にどの加工が効果的であるのかを検討した。その結果、鼻音では振幅増幅は有効であるが反復は効果がないという結果となった。振幅増幅は無声破裂音のうち、タ、カにも正答率を高めるものであった。

人工内耳患者の場合、摩擦音は回帰係数が大きい(3.272)ので特に操作する必要はない。以上のことから、人工内耳による聞こえの改善を計るには、子音の初期部分を増幅すればよいと推定される。来年度は加工音声による人工内耳患者の聴取能検査と結果の解析、そしてこの加工をonーlineで行う回路の開発を行う予定である。平成2年度に引き続き人工内耳における最適スピ-チ・プロセッシングの開発に関する基礎的研究を行い、以下の新知見を得た。1)子音に対する人工内耳の刺激電極遷移パタ-ン追求の結果、人工内耳は子音の構音様式をそれぞれ特有な電極遷移パタ-ンで情報を送っていることが判明した。さらに子音のソナグラムからの計算による電極の遷移パタ-ンを求め、実際の電極遷移パタ-ンと比較し、摩擦音、半母音、鼻音では、電極遷移パタ-ンは一応理にかなっているが、破裂音では特異なパタ-ンをとっていることが明らかとなった。2)人工内耳患者の子音の異聴表を検討すると、1)で述べた人工内耳の電極遷移パタ-ンからの予測と必ずしも合致しない語音があった。これは人工内耳を通した入力と脳の語音知覚機構との整合の遅速によるものであり、人工内耳+脳という系での検討が重要であると判断された。3)加工音声に対する人工内耳患者の正答率を調べ、子音のエネルギ-増幅で正答率の改善される子音はあるが、時間軸上の情報量増加では改善は見られないこと、およびエネルギ-増幅は、人工内耳の電極遷移パタ-ンが理にかなった子音に対しては正答率の改善につながることがあるが、電極遷移パタ-ンが理論値と異なっている子音においては正答率改善に役立たないか逆に低下傾向を示すことが明らかとなった。4)重回帰分析から構音様式別音声の正答率への寄与度を算出し、鼻音性、半母音性が高い寄与度を持つことを明らかにした。5)聾にしたネコでラセン神経節細胞の残存率と蝸牛電気刺激による脳幹反応の入出力曲線との関係を追求し、残存率が大であれば入出力曲線の傾斜が急峻であることが判明した。以上から人工内耳の改良点は、破裂音の分析・コ-ド化をより精確にすること、鼻音のnasal murmurを増幅することにあると結論された。