hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規パーキンソン病神経保護薬meloxicam誘導体の開発

非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)のmeloxicamは、in vitroおよび腹腔内投与によるin vivoパーキンソン病(PD)モデルにおいて神経細胞死を新規メカニズムで抑制することをわかっている。しかしmeloxicamを経口投与した場合、COX阻害の消化器毒性と脳内移行性が低いため、薬効を確認できていない。すでにmeloxicam誘導体を合成し特許出願したが、meloxicamと同等以上の薬効を経口投与で示す化合物は得られていない。上記の問題点を克服した誘導体で臨床開発候補化合物を得ることが目標となる。
新エネルギー資源創製のための高活性高分子触媒の開発と解析に関する研究

光化学エネルギー変換で重要な,高分子膜系における光励起状態の電子移動反応を研究するために,ナフィオン膜にRu(bpy)_3^<2+>およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)を吸着し,Ru錯体光励起状態からMV^<2+>への電子移動反応を研究した.特に,共存する水の効果を明らかにするために,吸湿膜と乾燥膜について比較した.ビオロゲン濃度を関数とした発光強度および励起状態の減衰から,いずれも分子が動かないで電子移動が起こる静的機構で進行することが明らかとなった.乾燥膜では電子移動の間に分子が全く動かない機構で進行するのに対し,吸湿膜では励起状態の間に分子が少し動いて動的に電子移動が起こる過程も含み,しかも反応効率がはるかに大きいことが分かった.基底状態の電子移動について電気化学的に機構を解析し,系の違いや移動する電荷種の違いにより,分子拡散,電荷ホッピングと機構が異なることを明らかにした.水の酸化触媒として,アンモニアやビピリジンを配位子とするルテニウム錯体の高分子膜中における活性を解析して,高分子膜中における触媒分子間の相互作用が,水の酸化の4電子過程や触媒の2分子間分解に及ぼす効果を定量的に解析した.また,高分子膜に分散したポルフィリンやフタロシアニン,あるいはポリピリジン錯体などが,電気触媒化学的プロトン還元による水素発生に高い活性を持つことを明らかにし,基礎的挙動を解析した.光化学エネルギー変換で重要な,高分子膜系における光励起状態の電子移動反応を研究するために,ナフィオン膜にRu(bpy)_3^<2+>およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)を吸着し,Ru錯体光励起状態からMV^<2+>への電子移動反応を研究した.特に,共存する水の効果を明らかにするために,吸湿膜と乾燥膜について比較した.ビオロゲン濃度を関数とした発光強度および励起状態の減衰から,いずれも分子が動かないで電子移動が起こる静的機構で進行することが明らかとなった.乾燥膜では電子移動の間に分子が全く動かない機構で進行するのに対し,吸湿膜では励起状態の間に分子が少し動いて動的に電子移動が起こる過程も含み,しかも反応効率がはるかに大きいことが分かった.基底状態の電子移動について電気化学的に機構を解析し,系の違いや移動する電荷種の違いにより,分子拡散,電荷ホッピングと機構が異なることを明らかにした.水の酸化触媒として,アンモニアやビピリジンを配位子とするルテニウム錯体の高分子膜中における活性を解析して,高分子膜中における触媒分子間の相互作用が,水の酸化の4電子過程や触媒の2分子間分解に及ぼす効果を定量的に解析した.また,高分子膜に分散したポルフィリンやフタロシアニン,あるいはポリピリジン錯体などが,電気触媒化学的プロトン還元による水素発生に高い活性を持つことを明らかにし,基礎的挙動を解析した.太陽光と水から新エネルギー資源を創製するための人工光合成系構築において,最も重要な水の酸化触媒系を設計,研究した.触媒としては,当研究室で以前から進めているルテニウム-アンミン錯体を中心に検討した.Ce(IV)イオンを酸化剤として用いた化学的水の酸化において,触媒としてのcis-[RU(NH_3)_4Cl_2]^+が1分子で水の4電子酸化を行うのに対し,このtrans-型は2電子酸化能力しかないため,2分子が協同的に作用して水の4電子酸化を行うことを見出した.この種の触媒で問題になる2分子的分解は,錯体をナフィオンなどの高分子膜中に固定化すると抑制できる.trans-型錯体のナフィオン膜中における見かけの触媒活性(単位時間当たりの触媒のターンオーバー数)は,触媒濃度を高めると極大を経て減少し,さらに濃度を高めると活性が再び増加することを見出した.これを,水の酸化触媒活性,2分子の協同相互作用距離,2分子的分解距離,多核化による高活性錯体の生成というパラメーターにより解析した.膜中の触媒の無秩序的分散を考慮して錯体間最近接距離の分布を取り入れた式をたてて解析した結果,実験データとよくフィットしたものとなり,新しい提案となった.このtrans型は,これまで調べた内では最も触媒活性が高いことが分かった.水を電子供与体とする可視光利用の人工光合成構築に向け、次のステップである、水の酸化触媒と光励起系の結合を目指した。両者の結合は、電荷の再結合等の問題が存在し、難題である。しかし、両者を兼ねる物質が存在すればこの問題は解決される。本研究では、420nmにLMCTバンドを持ち、水の酸化触媒としても期待されるベルリンブラウンを用いて、光電気触媒化学的研究を行った。電気触媒化学的実験により、ベルリンブラウンが暗時においても水の酸化触媒活性を有することが明らかとなった。さらに、光照射下においては、同電位において活性が著しく増大するだけでなく、より卑な電位から水の酸化反応が進行することを見出した。また、この触媒は、長時間活性が維持されることが示された。それと平行して、高分子膜系で人工光合成系を構築する際基礎となる、より高活性な酸化触媒としてルテニウムアンミン錯体の開発を行い、プロトン還元触媒(フタロシアニン錯体)を見出した。光化学エネルギー変換で重要な,高分子膜系における光励起状態の電子移動反応を研究するために,ナフィオン膜にRu(bpy)_3^<2+>およびメチルビオロゲン(MV^<2+>)を吸着し,Ru錯体光励起状態からMV^<2+>への電子移動反応を研究した.

特に,共存する水の効果を明らかにするために,吸湿膜と乾燥膜について比較した.ビオロゲン濃度を関数とした発光強度および励起状態の減衰から,いずれも分子が動かないで電子移動が起こる静的機構で進行することが明らかとなった.乾燥膜では電子移動の間に分子が全く動かない機構で進行するのに対し,吸湿膜では励起状態の間に分子が少し動いて動的に電子移動が起こる過程も含み,しかも反応効率がはるかに大きいことが分かった.基底状態の電子移動について電気化学的に機構を解析し,系の違いや移動する電荷種の違いにより,分子拡散,電荷ホッピングと機構が異なることを明らかにした.水の酸化触媒として,アンモニアやビピリジンを配位子とするルテニウム錯体の高分子膜中における活性を解析して,高分子膜中における触媒分子間の相互作用が,水の酸化の4電子過程や触媒の2分子間分解に及ぼす効果を定量的に解析した.また,高分子膜に分散したポルフィリンやフタロシアニン,あるいはポリピリジン錯体などが,電気触媒化学的プロトン還元による水素発生に高い活性を持つことを明らかにし,基礎的挙動を解析した.
糖ペプチドホルモンを介した腸による成長速度制御と自然免疫応答の解析

線虫C.elegansでの遺伝学的解析により、個体の成長速度と自然免疫応答は、糖タンパク質ホルモンによって制御されていることが分かった。線虫には、糖タンパク質ホルモンホモログとしてFLR-2,FLR-5が、糖タンパク質ホルモン受容体ホモログとしてFSHR-1が存在する。発現解析の結果、糖タンパク質ホルモンは神経系で、糖タンパク質ホルモン受容体は体中で発現していることが分かった。個体の成長速度や自然免疫応答を制御する組織を明らかにするために、糖タンパク質ホルモン受容体の組織特異的機能回復実験をおこなった結果、腸の糖タンパク質ホルモンシグナル伝達系が、個体の成長速度や自然免疫応答を制御していることが示された。本年度は昨年度に引き続き、腸での糖タンパク質ホルモンシグナル伝達経路の全貌を明らかにするために、糖タンパク質ホルモン受容体の下流分子のスクリーニングをおこなった。フィーディングRNAi用の大腸菌上で、腸特異的にRNAi感受性になった線虫を飼育することで、特定のタンパク質の機能を腸特異的に阻害したのち、成長速度や病原菌感受性を測定した。既に市販されているフィーディングRNAi用の大腸菌ライブラリーを利用して、網羅的スクリーニングをおこなう一方、そこに含まれていない有力候補に関しては、個別にフィーディングRNAi用大腸菌株を作成した。スクリーニングの結果、その機能を阻害した場合に、成長速度に変化がみられたり、病原菌超感受性になったりしたタンパク質がいくつも単離された。現在、この中から、糖タンパク質ホルモン受容体の下流分子め可能性が高いタンパク質に焦点を絞り、発現解析や機能回復実験などをおこなっている。線虫の成長速度と自然免疫応答を制御するタンパク質として、糖タンパク質ホルモンα/βサブユニットであるFLR-2/FLR-5と、その受容体FSHR-1を同定した。抗体や蛍光タンパク質融合遺伝子を利用した発現解析により、FLR-2、FLR-5は神経細胞で、その受容体のFSHR-1は体中で発現していることが分かった。受容体FSHR-1の組織特異的機能回復実験により、腸の糖ペプチドホルモンシグナル伝達経路は、線虫の成長速度や自然免疫応答を制御していることが明らかになった。成長速度制御や自然免疫応答における腸の機能を明らかにするために、まずFSHR-1の下流ではたらく因子の探索をおこなった。FSHR-1はGタンパク質結合型受容体であるため、下流分子の第一候補として、Gタンパク質が挙げられる。しかし、一部のGタンパク質遺伝子では、その発現が全身で低下することで致死や著しい成長阻害が起こることが報告されている。目的遺伝子の発現阻害の影響を最小限に抑えるために、RNAi耐性であるrde-1変異体を利用して、腸でのみRNAi感受性となるトランスジェニック線虫を作成した。この株を用いて、下流分子の候補であるGタンパク質などについて、遺伝子の発現阻害をおこない、成長速度や自然免疫応答への影響を観察した。その結果、Gタンパク質をコードするgsa-1の発現を阻害した場合に、成長が早くなったり、病原菌超感受性になったりしたため、GSA-1をFSHR-1の下流分子候補とした。糖タンパク質ホルモンα/βサブユニットであるFLR-2/FLR-5、およびその受容体FSHR-1は、個体の成長速度と自然免疫応答を制御するタンパク質である。発現解析や組織特異的機能回復実験により、神経細胞から分泌されたFLR-2、FLR-5は、腸の糖ペプチドホルモン受容体に結合することで、個体の成長速度や自然免疫応答を制御していることが明らかになった。本年度は昨年度に引き続き、腸での糖ペプチドホルモンシグナル伝達経路を明らかにするために、糖ペプチドホルモン受容体FSHR-1の下流分子のスクリーニングをおこなった。フィーディングRNAi用の大腸菌ライブラリーを利用して、網羅的スクリーニングをおこなう一方、大腸菌ライブラリーに含まれていない有力候補に関しては、個別にフィーディングRNAi用株を作成し、その効果を検証した。スクリーニングの結果、Gタンパク質やその下流のアデニル酸シクラーゼの機能を阻害した場合、成長が早くなったり、病原菌超感受性になったりした。これは、fshr-1変異体と同様の表現型であったため、Gタンパク質やアデニル酸シクラーゼは、FSHR-1の下流分子候補と予想された。また、この他にもいくつか有力な下流分子候補が見いだすことができた。

スクリーニングの結果、その機能を阻害した場合に、成長速度に変化がみられたり、病原菌超感受性になったりしたタンパク質がいくつも単離された。現在、この中から、糖タンパク質ホルモン受容体の下流分子め可能性が高いタンパク質に焦点を絞り、発現解析や機能回復実験などをおこなっている。
ポリアミンを指標にした腸内微生物群制御による腸内環境コントロール

大腸内でポリアミン濃度を上昇させるためには、腸内細菌の持つポリアミン放出系とポリアミン吸収系の双方を制御する必要がある。そこで、今年度はモデル生物大腸菌を用い、ポリアミン放出系とポリアミン吸収系の同定を進めた。その結果、吸収系と放出系共に新規のものをほぼ同定した。吸収系すなわちインポーターについては、YeeFが新規プトレッシンインポーターであることが確認された。YdcSTUVについては嫌気条件で作用するインポーターであることを示すデータを得ており、腸内環境下での作用も期待でき、現在詳細に解析中である。プトレッシン放出系については、大腸菌網羅的遺伝子破壊株コレクションから輸送系遺伝子破壊株について158株を取得し実験を試みた。その結果、細胞プトレッシン濃度が他と比較して著しく低いsapD破壊株、sapF破壊株を見出した。sapDとsapFはsapBCDFオペロンを形成していたので、現在sapBCDFオペロンに注目して、遺伝子破壊株、遺伝子相補株を作製し、細胞外ポリアミン濃度を測定したところ、遺伝子破壊株では細胞外プトレッシン濃度が低く、野生株、遺伝子相補株においては細胞外プトレッシン濃度が高かった。また、大腸菌の主要なプトレッシン分解系の抑制因子である調節タンパク質PuuRがpuuDの上流域に結合することを明らかとした。このことは、PuuRのpuuDの上流域への結合を活性化する成分が重要なポリアミン濃度制御物質(腸管内でポリアミン濃度を上昇させる成分)となりうる可能性を示唆している。ポリアミン(PA)は分子内にアミノ基を二つ以上もつ塩基性物質で、プトレッシン(Put)、スペルミジン(Spd)、スペルミンが存在する。PAは、核酸、タンパク質などと相互作用することにより、生体内で様々な働きをする生理活性物質である。大腸内においてPAは、腸管バリア機能を高めることによって、粘膜を通した異物や病原菌の侵入とそれに伴う炎症を抑制している。食物由来のPAはそのほとんどが小腸で吸収されるため、大腸内で数百μMのオーダーで存在するPAのほとんどは、腸内細菌由来であると考えられる。ヒト大腸内には、千種類以上の腸内細菌が群集を形成しており、PAを腸管から細菌細胞へ吸収、もしくは、細菌細胞から腸管へ放出していると考えられる。この平衡を放出側へ移動させることが、腸管内で高PA状態を実現し、健康への寄与へとつながると考えられる。本研究では、遺伝子操作が容易な大腸菌のPAインポーターに注目して実験を行った。大腸菌は4つの同定済みPAインポーターを持ち、そのそれぞれが環境条件に応じて発現調節を受けていると考えられる。そこで、ヒト大腸内の環境を再現する目的で、嫌気条件下での糞便培養を用いた。この培養条件において、SpdインポーターであるPotABCDが糞便中からSpdを吸収する際に機能していることが明らかとなった。また、Putについては、同定されているPutインポーターそれぞれがある程度機能したが、その中でもPuuPが最もよく機能していることが示唆された。しかし、これらの結果は培養に用いた糞便の違いによってばらつきが大きいことも明らかとなった。この研究の過程で、大腸菌が固形培地上を活発に移動する現象である「遊走」に、Spdが細胞間シグナルとして重要な役割を果たしており、SpdインポーターであるPotABCDがこのシグナルを受け取る際に重要な役割を果たしていることが発見された。大腸は病気の発信源であり、腸内環境を改善することは疾病予防に効果的である。腸内環境は、食品由来成分、腸内細菌、腸内細菌の放出する代謝産物の三者によって構成される。本研究は、腸内細菌の放出する代謝産物のひとつであるポリアミン(PA)に注目して実験を行った。腸内PA濃度を上昇させるためには、腸内細菌のPA吸収、放出系の解析が重要である。(腸内細菌のPA吸収を抑え、放出を促進すれば腸内PA濃度は上昇する。)そこで、モデル生物である大腸菌を用い、PA吸収系の探索を行った。筆者らのこれまでの研究から、大腸菌が細胞外プトレッシン(Put)を栄養源として生育する際に必須のPut吸収系であるPuuPの性質を解析し、Journal of Bacteriology誌に報告した。また、PA吸収系の実験を行う過程で、大腸菌がPAの一種であるスペルミジン(Spd)とSpd吸収系であるPotABCDに依存して遊走を行うことを発見し、FEMS Microbiology Letters誌に報告した。さらに、この遊走を指標として、大腸菌のこれまで報告のなかったPut吸収系を発見した。この新規Put吸収系は、筆者らの報告したPuuPのホモログであり、これまで機能未知のORFであったYeeFであった。YeeFは大腸菌が0.5%グルコースを添加されたLB培地で生育する場合、生育初期に発現するPut吸収系であり、大腸菌がPutを細胞外シグナルとして利用し、遊走を行う際に必須の因子であることが明らかとなった。また、これまでに報告のある、他の4つのPA吸収系はこの機構には関わらないことが明らかとなった。このことは、大腸菌が様々な環境に応じてPA吸収系を使い分けていることを示しており、腸内PA濃度を上昇させるためには発現制御物質の存在を考慮する必要性があることを強く示唆する結果であった。現在この内容については、Molecular Microbiology誌に投稿することを予定し、論文執筆中である。

そこで、今年度はモデル生物大腸菌を用い、ポリアミン放出系とポリアミン吸収系の同定を進めた。その結果、吸収系と放出系共に新規のものをほぼ同定した。吸収系すなわちインポーターについては、YeeFが新規プトレッシンインポーターであることが確認された。YdcSTUVについては嫌気条件で作用するインポーターであることを示すデータを得ており、腸内環境下での作用も期待でき、現在詳細に解析中である。プトレッシン放出系については、大腸菌網羅的遺伝子破壊株コレクションから輸送系遺伝子破壊株について158株を取得し実験を試みた。その結果、細胞プトレッシン濃度が他と比較して著しく低いsapD破壊株、sapF破壊株を見出した。sapDとsapFはsapBCDFオペロンを形成していたので、現在sapBCDFオペロンに注目して、遺伝子破壊株、遺伝子相補株を作製し、細胞外ポリアミン濃度を測定したところ、遺伝子破壊株では細胞外プトレッシン濃度が低く、野生株、遺伝子相補株においては細胞外プトレッシン濃度が高かった。また、大腸菌の主要なプトレッシン分解系の抑制因子である調節タンパク質PuuRがpuuDの上流域に結合することを明らかとした。このことは、PuuRのpuuDの上流域への結合を活性化する成分が重要なポリアミン濃度制御物質(腸管内でポリアミン濃度を上昇させる成分)となりうる可能性を示唆している。
多角的認知活動計測解析システムの開発

本プロジェクトでの研究成果は、認知機能に関する下記1)8)に分けられる。各項目の研究実績概要は以下の通り。1)乳児における視覚定位過程:生後、視覚系がどのように確立してゆくのかは、人間の認知機能を考える上でも興味深いが、言語的コミュニケーションが困難な新生児や乳児がどのように外界を見ているのかは、彼らの行動情報が拠り所になる。今回は4分割同時記録画情報で多角的に乳児の視覚行動をを解析することが有効であることを見出した。2)幼児における手指運動過程:幼児期には動作が急速に確立してゆき、特に手指運動機能の発達は著じい。今回、幼児期の描画行動や遊びを調査するとともに、幾何学パターン触察過程をマルチカメラでの多角的映像で検討し、3歳児に比べ4歳児は触察もより効率的な方略を体得しており、視覚的イメージ情報との照合も的確であることを見出した。3)知的障害児における認知過程:眼球運動計測により視線位置を知ることができるが、そのためにはセンサー等を付け姿勢を拘束する必要があるため幼児や知的障害児での計測は困難であった。そこで計測方式を非接触型にして多数の観測角度から多角的同時映像を集録することにより、これまで困難であった子ども達の視覚認知過程を検討できるようになった。さらに、数字刺激処理中の脳内情報処理や有効視野についても検討した。4)発語と言語知覚:語音の認知は言語コミュニケーションの基礎である。ダウン症児の発語状況を調べるとともに、子音と母音からなる単音節の母音部切断音の聴取状況と事象関連電位を調べ、語音のカテゴリー的知覚を検討した。5)視覚障害者における認知:視覚障害者は視覚以外の感覚情報への依存割合が高い。指先振動刺激での脳内反応も視覚障害者ではより明瞭に出現していたが、両耳で音響特性が異なる聴覚刺激の認知は晴眼者とほぼ類敗していた。6)重度障害児・者における認知:重症心身障害は感覚や表出機能が制約されており、外界情報取り込みやその認識が可能か否かの評価が難しい。重症心身障害児者の応答を「快・不快」の行動反応や心拍による期待反応から検討した。7)脳波・事象関連電位での検討:行動反応にともなう脳内情報処理と関連して、有効視野の違いによる脳波トポグラフィーや背景脳波によって評価される脳のマイクロステイツについても言及した。8)運動負荷による検討:運動に伴う身体的変化をマルチカメラ行動観察システムにより検討した。有酸素運動時の心拍、呼吸、体表面温度、歩幅、歩数を計測し,ダイナミックな運動負荷が身体にいかなる影響を及ぼすのか検討した。以上の個別課題の検討の結果、本プロジェクトで開発したシステムが個体差が著しく実験条件のコントロールが困離な乳幼児や障害児の行動解析に幅広く活用できる目処がついた。

以上の個別課題の検討の結果、本プロジェクトで開発したシステムが個体差が著しく実験条件のコントロールが困離な乳幼児や障害児の行動解析に幅広く活用できる目処がついた。リアルタイムに取り込んだ感覚情報にもとづいて様々な行動が展開されているが、なかでも視覚系からの情報は、環境認識から小さな文字の識別に至るまで絶えづ活用されている。発達障害児の場合、視機能自体には問題がないにも関わらず視覚的認知が弱い子どもが多い。しかし、彼らの視覚認知が困難になる原因や仕組みに関しては必ずしも明らかにされていない。本研究は、乳幼児や発達障害児などその行動評価が困難な子ども達における視覚系を中心とした認知活動を定量的に計測解析するシステムを開発しようとするものである。本年度には、同システム開発のために下記の点について取り組み、システムの基本設計をおこなった。(1)眼球位置の安定的撮影直径7mm・重量4gの超小型マイクロカメラを導入してヘッドホルダーに取り付け、眼窩斜め下方から眼球映像を捉えることにより、頭が動いても眼窩全体が映像上で動くことなく眼球の動きを連続撮影することが可能となった。(2)眼球映像の画像処理による視線位置連続計測画像処理ボード(XE/55V:IMB)を導入し、連続撮影して眼球映像を画像処理してリアルタイムで虹彩の重心座標を計測することにより、視線位置を推定することが可能であることを確認した。これら二点についての技術的な目処がついてので、来年度においてはこの方式での計測を、乳幼児や発達障害児の行動映像に適用し、彼らの認知過程の解明につとめる予定である。本研究は、極力負荷が少ない自然な環境条件下における幼児や障害児の認知的活動過程をリアルタイムにて追跡できるシステム開発を意図したものである。このような意図を実現するために、1)技術的側面の条件整備と2)計測データ評価、に分かれる。これらについて、平成8年度から9年度にかけて取り組み、以下の諸点が新たな知見として得られた。1)技術的側面についてセンサー接着などの制約を極力減じ、より自然な状態下での認知活動計測評価を可能にすることが本研究を進めるためには必須の要件である。そこで、非接触計測可能なマイクロカメラを最大4本組み合わせて配置したマルチカメラシステムを用いリアルタイムでの複数画像を同時記録するとともに、その画像を画像処理ボードを介してパソコンに取り込み、視線位置座標などを推定することにより、行動をミリ秒の単位で追跡するシステムを開発した。2)計測データ評価について(1)3歳と4歳の幼児における触察過程,(2)精神発達遅滞児における視覚認知課題遂行過程、(3)書字困難児の書字過程、などをマルチカメラシステムを用いて計測し、それぞれの過程を検討するための最適評価パラメータを抽出した。最終年度である平成10年度には、これらの抽出パラメータをさらに乳幼児や発達障害児の多様な行動に適用し、多角的認知活動計測解析システムを完成させたい。本プロジェクトでの研究成果は、認知機能に関する下記1)8)に分けられる。各項目の研究実績概要は以下の通り。
長期再解析データによる人間活動を含めた陸域大気水循環の変動の評価

ヨーロッパ中期予報センター(ECMWF)の再解析(ERA15, ERA40, ERA-interim)、米国気候予報センター(NCEP)再解析、日本の再解析(JRA25)を用いて、アジア地域の水蒸気収支を計算し、相互比較した。これらと代表者らが別課題で作成したアジアの精密な長期降水量データ(APHRODITE, Yatagai et al., 2009)により、水収支各項を定量的に評価した。実蒸発散量と予報値による蒸発散量を比較し、トルコ、インド、中央アジア、中国で、農業水利用等人為的な蒸発散量の増加を評価した。長期再解析データとして広く用いられるヨーロッパ中期予報センター(ECMWF)の15年再解析(ERA15),45年再解析(ERA40)、米国気候予報センター(NCEP)再解析、日本の再解析(JRA25)を用いて、アジア地域の水循環の気候要素を計算し、相互比較を行った。広域的な水収支的検証は、シベリア地域で行うこととし、初期成果の発表を平成20年度開催の学会で発表する申請を行ったところである。再解析データの、地表面フラックスや降水量の比較検証は、平成19年度以前から行っていたが、本研究補助金を使用した研究実績として、11研究発表に示すように、複数の査読付論文が受理された。またいくつかの国際会議において口頭発表、招待講演を行うこととなった。さらには、日本気象学会誌「天気」の創立125周年解説記事に、水循環・降水をテーマとして執筆を依頼され、本研究成果を一部含む解説記事を執筆した。また、再解析データと併用する降水量データの作成や山岳地域の水循環解析精度向上のための、衛星データや同位体を利用した研究も、着実に進めることが出来、国内外の学会等で成果公表と情報収集に努めている。サイエンス的側面では、トルコ・中国乾燥地域のほかにも、インドの半乾燥地域の水循環の経年変動成分に自然変動成分と人間活動の影響とみられる成分を見出すことができた。これらについても論文を投稿中(一部は印刷中)である。今後は長期的な変動成分(20年40年間の変動)の解析を、より細かい分解能のデータを利用して行う予定である。インド南部の半乾燥地域について、水循環の経年変動とエルニーニョ、インド洋ダイポールモードとの関係について解析した結果はHydrological Processesに論文として掲載された(Geethalakshmi et al.(2009))。また、インド気象庁(IMD)と熱帯降雨観測衛星(TRMM)による降水見積もり(3B42)によりインド全域について予報解析研究を行った結果が気象集誌に掲載された(Krishnamurti et al.(2009))。シベリアについて再解析(ERA40)と雨量計による降水量により水収支の季節変化を解析した(Takashima et al.,2009)。またヒマラヤ地域の水収支評価には降水量定量評価が最も重要な課題のため定量評価に注力した(Yatagai and Kawamoto,2008;谷田貝,2009)。人間活動の影響については、温暖化との関係もあり中近東の乾燥地域が最も懸念されることが明らかになったため(Kitoh et al.,2008)、モデル評価、日降水量データ作成(Yatagai et al.,2008)、水収支変動解析を行い国際学会で成果を公表した(From Desert to Monsoons)。これまで中近東全体、インド全体、シベリア全体を対象とし、1000kmから数1000kmスケールの解析を行った結果、降水・水循環トレンドの支配要因は大規模な地形の影響を受けていることは知られていたが、トルコとイランではトレンドの空間スケールが全く異なること、一方で、逆に数100km以下の山岳の影響を受けたトレンドにも人間活動の影響が見られることがわかった。ヨーロッパ中期予報センター(ECMWF)および気象庁(JMA)の再解析データを用いて、大気水収支法により蒸発散量を計算した。我々はアジアの降水量グリッドデータ(APHRODITE)を作成するシステムを所有するため、再解析データのグリッドに合わせて降水量グリッド値を計算することにより、残さとしての蒸発散量の誤差を減らすことが出来る。APHRODITEは平成21年度初めに1961-2004年の44年分のプロダクト(APHRO_V0902)をリリースしたため、今年度はECMWF40年再解析(ERA40)のN80ガウシアングリッド上の水蒸気発散量データを用いた。推進費の当初計画外の仕様のため雨量計データの入力数を整える計算に至らなかったが、それでも残さとしてのトレンドを計算した。特に夏季、中央アジアのアラル湖周辺や、インドのラジャスタン沙漠周辺で顕著な蒸発散量の増加がみられた。予報値は増加していないため、これは人間活動による河川水や地下水の農業などへの利用の増加と推測された。

トルコでも残さの蒸発散量に増加がみられたが、発散量そのものの増加傾向があり、人間活動の影響についてはより詳細な分析が必要であることがわかった。中国は、対象期間の降水インプットデータ数の変遷が少ないので、比較的きちんとトレンドを計算できる。これにより、黄河の下流では従来から検出されていた蒸発散量の増加がみられたが、上流・中流は降水量そのものが少ないためもあり、蒸発散には有意なトレンドは検出されなかった。これらの成果を、2010年1月のアメリカ気象学会で発表したところ、定量評価という点では、冬季の雨量計の捕捉率補正をするという課題が残されているというコメントがあった。残さによる蒸発散の計算精度を上げるには、さらなる主夫が必要であることがわかった。
ランダム行列理論モデルの社会調査データへの応用

二年度目である平成30年度には、主に3つの課題、(1)欠損値を含む大規模社会調査データの処理における効果的な手法の開発と応用、(2)直接測定されない潜在構造を分析する計量社会学的モデルの応用、(3)国際学会での研究成果の報告および論文執筆による成果の還元、を柱に研究に取り組み成果をあげた。具体的には、第一の成果とは、欠損値を含むデータセットを分析する際に従来から用いられてきたリストワイズ削除法(完全ケースに基づく分析)について、昨年度より検討してきた最適化手法をさらに発展させたモデルを提案したことである。この発展モデルとは、データセットの中で例えば独立変数としてのフェイスシート情報などのように重要で分析には不可欠な諸変数が優先的にデータセットに含まれるようウェイトを与えたうえで最適化する手続きである。さらに実行するためのコードをRにより作成した。第二の成果は、欠測を考慮した潜在クラスモデルについて検討し、アイテムノンレスポンスとユニットノンレスポンスの両方の欠測を考慮した手法の提案とその応用を進めたことである。この研究はミラノビコッカ大学の研究協力者との共同研究により進めてきた。第三の成果は、第二の研究成果を国際学会(ASMOD2018)において報告し論文としてまとめたこと、加えて昨年度に学会報告した成果を英語の論文としてまとめたことである。昨年度報告の成果論文は査読および修正を経てすでに掲載が決まっている。報告時の質問・コメントや査読者のコメントから、手法の応用領域や欠損データの対処手法についてなど多様なフィードバックを得ることができた。近年の統計分析技法の顕著な発展に比して、欠損データへの対処手法は調査データ分析においてはあまり注意が払われないが、起こりうる推定バイアスを回避するための技法上の洗練という点で、本研究成果は重要な意義を持つ。今年度の目標としていた課題であった、欠損値を含むデータセットを解析する際に最適な変数選択を行い最適なデータセットを得る技法の提案という成果をあげることができ、さらにそれを、優先的にデータセットに含める変数を分析者が定義できるようウェイトを与えた手法にまで発展させた。複数の社会学的な大規模データセット(2015年SSP調査データおよびHomeless Management Information System (HMIS)によるホームレス調査データ)に提案手法を応用した研究を進め、その成果の一部は国際学会において発表を行った後に論文にまとめあげた。また研究実績の概要に示したように、2018年3月より共同研究を開始したミラノビコッカ大学のPennoni教授とともに進めてきた研究も学会発表および論文による成果の公表に結びついている。2018年10月の国際学会(イタリア・ナポリ)では、欠測を含む調査データをジェンダー不平等をめぐる課題の視点から分析を行った研究発表に対して、多様なフィードバックを得ることができ、本研究の意義とその課題をあわせて示すとともに今後の研究を深化させることに繋がったと考える。報告に対してもらった質問・サジェスチョンなどから課題への対処や新たな課題が明確になり、学会発表後の研究打合せにおいて次年度の研究目標を明確化しながら研究を深化させることができたため、次年度も速やかに研究をスタートできる状況にある。平成31年度は、これまでの数年間の研究を通じて検討した手法を実際の社会調査データ分析に応用することで、欠損値が多く含まれるデータにしばしば伴う偏りの問題や精度の課題に対して、より精度の高い推定を可能にする。具体的には第一に、多くの欠測を含むHomeless Management Information System (HMIS)によるホームレス調査データに提案手法を応用する。高い精度で種々の変数との関係を推定することが可能になればホームレス状態になる理由の解明など政策的インプリケーションを得ることに結びつく。第二に、ジェンダー不平等の視座から2015年SSP-I調査データおよび2018年SSP-W調査データという新たに収集されたデータの分析を行う。欠測を考慮に入れ、さらにカテゴリカルな潜在構造を仮定したモデルを応用することで、「男性稼ぎ主」型の福祉国家としての日本の課題をより精度の高い推定により検討することが可能となる。第三に、これらの研究は、平成31年度に成果を国際学会において発表する計画である。上記の研究遂行は研究協力者との連携を通じて全体テーマを学際的・総合的に推進する。海外の研究協力者とは、日常的には電子メールなどオンラインによる情報の共有を図るとともに、本格的な議論を展開し新たな知見を見いだしていくための研究会開催を年2回程度予定している。加えて国際学会IFCS2019への参加・報告を予定している。本プロジェクト初年度である平成29年度には、主に3つの課題、(1)行列理論の応用と欠損値を含む大規模社会調査データセットの最適化、(2)反復調査データの分析、(3)国際学会での成果の報告、を柱に研究に取り組み成果をあげた。第一の成果は具体的には、社会調査データにほぼ必然的に発生しうる欠損値の問題に関し、欠損値が存在するデータセットを扱う際によく用いられるリストワイズ削除法を適用する場合の最適化の手法を提案した。新規のアルゴリズムにより、回答者と変数からなる最適なデータセットを選択して分析対象とすることができる。さらにこれを実行するためのアルゴリズムをMatlabおよびRにより作成した。第二について具体的には、反復社会調査データを用いた分析を進める中で、複数年次にわたる繰り返しのクロスセクション調査を扱う際の、データの欠損のために生じる可能性のあるバイアスについて検討を行った。年次によって欠測サンプルによる推定のバイアスが生じる可能性があるため、サンプリングウェイトを考慮した分析を進めた。

この研究はミラノビコッカ大学の研究協力者との共同研究により進めており、知見は論文(英語)としてまとめている最中である。(1)および(2)の一部の研究成果については国際学会(IFCS2017およびCLADAG2017)において報告し、手法の応用領域についてや、欠損データの対処手法についてなど多様なフィードバックを得ることができた。近年の統計分析技法の顕著な発展に比して、欠損データへの対処手法は調査データ分析においてはあまり注意が払われないが、起こりうる推定バイアスを回避するための技法という点で、本研究成果は重要な意義を持つ。今年度の目標としていた課題、とくに欠損データを含むデータセットの諸課題について成果をあげた。行列理論の応用による新たなアルゴリズムにより変数選択手法を提案し、その提案手法を社会学的なデータセットに応用した。最適な変数選択の計算過程で浮上した課題に取り組むため、複数の社会学的な大規模データセット(2015年SSP調査データおよびHomeless Management Information System (HMIS)によるホームレス調査データ)に提案手法を応用した研究を進め、その成果の一部は国際学会において発表を行ってきた。研究実績の概要に示したように、2017年7月と9月の国際学会での研究成果の発表(東京およびイタリア・ミラノ)では、行列理論の応用についてや欠損のあるデータセットへの対処に関する新たな手法の提案などを行い、多様なフィードバックを得ることができ、本研究の意義とその課題をあわせて示すとともに今後の研究を深化させることに繋がったと考える。発表へのコメントなどから課題への対処や新たな課題が明確になり、国際学会での議論を契機として新たな国際共同研究の開始にも結びついており、2018年よりミラノビコッカ大学の共同研究者とともに共同研究に取り組んでいるところである。国際学会報告において情報交換を行うとともに、プログラミング言語Rによるパッケージの作成にすでに着手した。この点において、欠損値への対処技法を備えた各種アプリケーション・パッケージとの比較およびプログラムの作成という次年度の研究目標を速やかにスタートできる状況にもある。二年度目である平成30年度には、主に3つの課題、(1)欠損値を含む大規模社会調査データの処理における効果的な手法の開発と応用、(2)直接測定されない潜在構造を分析する計量社会学的モデルの応用、(3)国際学会での研究成果の報告および論文執筆による成果の還元、を柱に研究に取り組み成果をあげた。具体的には、第一の成果とは、欠損値を含むデータセットを分析する際に従来から用いられてきたリストワイズ削除法(完全ケースに基づく分析)について、昨年度より検討してきた最適化手法をさらに発展させたモデルを提案したことである。この発展モデルとは、データセットの中で例えば独立変数としてのフェイスシート情報などのように重要で分析には不可欠な諸変数が優先的にデータセットに含まれるようウェイトを与えたうえで最適化する手続きである。
siRNAを用いた早期エンドゾーム中のプリオン複製補助因子の探索

感染因子プリオンの複製増殖(すなわち正常型プリオン蛋白から異常型プリオン蛋白への立体構造変換)に関与するプレーヤーとしては、いまだにプリオン蛋白以外のものについてはよくわかっていない。本研究では、プリオン複製増殖の場と考えられている早期エンドゾーム細胞膜で発現している分子をsiRNAノックダウン法でスクリーニングを行い、プリオンの複製増殖に関わるプリオン蛋白以外のプレーヤーについて手がかりを得ようとした。3年間で約150種の分子について、プリオン持続感染細胞においてRNA干渉を用いて調べた。一次スクリーニングではプラスミド型shRNAを用いて検討を行い、異常型プリオン蛋白の産生低下をもたらしたものについて新たな配列を設計したり、化学合成siRNAを用いたりするなどして二次スクリーニングを行った。その結果、2つの分子が見つかったので、レスキュー実験等により入念に特異性を確認した。一つは、GABAA受容体サブユニットβ1で、β1以外の他のサブユニットに関する検討や各種GABAA受容体作用化合物についてさらに検討した。その結果、GabrblのGABAA受容体と関係しない別の機能がプリオンの産生に関与していることが強く示唆された。もう一つは、ある多機能受容体蛋白質で、この蛋白質の阻害蛋白質を発現誘導するとプリオンの産生が低下した。ことより、この蛋白質と阻害蛋白質の両者がプリオン産生を調整していることが示唆された。プリオンの複製増殖に関与するプリオン蛋白以外のプレーヤー候補として上記の2つの分子を発見することができ、当初の目標を達成した。本研究では、プリオン複製増殖の場と考えられている細胞膜ラフトあるいは阜期エンドゾームのうち、申請者らが注目している早期エンドゾームに焦点を絞り、そこで発現している分子をsiRNAノックダウン法でスクリーニングを行い、プリオンの複製増殖に関わるプリオン蛋白以外のプレーヤーについて手がかりを得ることを目的とした。今年度は、文献的に早期エンドゾームで発現が確認されている約50種の分子について検討を終了した。プリオン持続感染細胞2種においてRNA干渉を用いて任意に選択した早期エンドゾーム関連分子をノックダウンした。標的遺伝子の発現抑制を確認しながら、プロテネースK抵抗性である異常型プリオン蛋白の産生量への影響を検討した。プリオン蛋白を直接の標的とした塩基配列を陽性対照とした。一次スクリーニングでプラスミド型shRNAを用いて異常型プリオン蛋白量に変動が観察されたものが、4因子あった。そこで、新たな配列を設計したり、化学合成siRNAを用いたりするなどして二次スクリーニングでさらに検討を加えた。その結果、4因子のうち3因子は細胞障害によるアーチファクト、残りの1因子はオフターゲットによる効果であったことが判明した。当初の目標である3年間で150種類以上の早期エンドゾーム関連分子のスクリーニングに向けて、引き続き実験を継続している。本研究では、プリオン複製増殖の場と考えられている細胞膜ラフトあるいは早期エンドゾームのうち、申請者らが注目している早期エンドゾームに焦点を絞り、そこで発現している分子をsiRNAノックダウン法でスクリーニングを行い、プリオンの複製増殖に関わるプリオン蛋白以外のプレーヤーについて手がかりを得ることを目的とした。今年度は、昨年度に引き続き文献的に早期エンドゾームで発現が確認されている約50種の分子について検討を終了した。一次スクリーニングでプラスミド型shRNAを用いて異常型プリオン蛋白量に変動が観察されたものが、2因子あった。その結果、2因子のうち1因子は細胞障害によるアーチファクト、残りの1因子はレスキュー実験等によりさらに入念に特異性を確認する必要があるものの、目的の宿主因子の一つである可能性が示唆された。当初の目標である3年間で150種類以上の早期エンドゾーム関連分子のスクリーニングに向けて、引き続き実験を継続する。

その結果、GabrblのGABAA受容体と関係しない別の機能がプリオンの産生に関与していることが強く示唆された。もう一つは、ある多機能受容体蛋白質で、この蛋白質の阻害蛋白質を発現誘導するとプリオンの産生が低下した。ことより、この蛋白質と阻害蛋白質の両者がプリオン産生を調整していることが示唆された。プリオンの複製増殖に関与するプリオン蛋白以外のプレーヤー候補として上記の2つの分子を発見することができ、当初の目標を達成した。
ヒトB細胞のマクロファージへのLineage転換:ホジキンリンパ腫の病態との関連

我々はこれまでヒト末梢血単球の分化のサイトカインによる制御機構について研究してきた。本研究はB細胞の抗原提示細胞への分化とホジキンリンパ腫の病態生理との関連性の探究を目的に開始された。その過程で、ヒト末梢血単球が皮膚環境で産生されるNotchリガンドDelta-1(Delta-1)、GM-CSF、TGF-β1の存在下でLangerhans細胞に分化することを見出した。これらの細胞はCD1a、E-cadherin、Langerin、CCR6を発現し、Birbeck穎粒を有しており、貪食能とMIP-3αに対する走化性を示した。成熟させると、これらの細胞はMIP-3βに対する走化性を示し、T細胞刺激能を獲得した。GM-CSFとIL-3はシグナル伝達に関わる受容体サブユニットを共有するが、IL-3は皮膚では構成的に産生されていない。そこで、末梢血単球のLangerhans細胞への分化におけるGM-CSFの位置づけを明確にするために、GM-CSFとIL-3を比較検討した。GM-CSFをIL-3に替えて培養すると、単球はLangerhans細胞へ分化しなかったが、そこにGM-CSFをさらに添加するとLangerhans細胞へ分化した。末梢血単球のLangerhans細胞へ分化におけるGM-CSFの不可欠性を示している。遺伝子の発現プロファイルをmicroarrayで解析したところ、IL-3+TGF-β1+Delta-1で培養された細胞と比べGM-CSF+TGF-β1+Delta-1で生成されたLangerhans細胞に特異的に発現されている遺伝子にはLangerhans細胞に特徴的なE-cadherinとLangerinの遺伝子が含まれていた。以上の結果は末梢血単球のLangerhans細胞への分化における皮膚のサイトカイン環境の重要性を示している。我々はこれまでヒト末梢血単球の真皮型樹状細胞への分化の制御機構におけるサイトカインの役割についての研究を遂行してきた。本研究では、B細胞の抗原提示細胞への分化とホジキンリンパ腫の病態との関連性について研究を開始した。その過程で、ヒト末梢血単球が皮膚環境で産生されるNotchリガンドDelta-1、GM-CSF、TGF-β1の存在下でLangerhans細胞に分化することを見出した。これらの細胞はCD1a、E-Cadherin、Langerin、CCR6を発現し、Birbeck顆粒を有していた。また、貪食能とMIP-3αに対する走化性を示した。TNF-αとCD40リガンドで分化させると、MIP-3βに対する走化性を獲得し、CD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞を刺激した。GM-CSFとIL-3はシグナル伝達に関与する受容体subunitを共有するが、IL-3は皮膚環境において構成的には産生されていない。そこで、末梢血単球のLangerhans細胞への分化におけるGM-CSFの皮膚環境での位置づけをより明確にするために、GM-CSFとIL-3を比較検討した。GM-CSFをIL-3に替えて培養すると、末梢血単球はLangerhans細胞へ分化しなかった。予備的実験において、遺伝子の発現プロファイルをmicroarrayで解析したところ、GM-CSF+TGF-β1+Delta-1で生成されたLangerhans細胞とIL-3+TGF-β1+Delta-1で培養された細胞は、異なったプロファイルを示した。末梢血単球のLangerhans細胞へ分化における皮膚環境の重要性を示している。

我々はヒト末梢血単球を皮膚環境で産生されるサイトカインであるGM-CSF、TGF-β1、Notch ligand Delta-1(Delta-1)存在下で培養すると、それらは皮膚表皮に存在する抗原提示細胞であるLangerhans細胞へ分化することを報告してきた。GM-CSFとIL-3の受容体はそれぞれに特異的なα鎖と共通のβ鎖があり、その刺激はβ鎖を介して細胞内に伝達されると考えられている。そこで、末梢血単球からLangerhans細胞への分化におけるIL-3の作用についてGM-CSFと比較検討した。まず、ヒト末梢血単球表面におけるIL-3受容体α鎖(IL-3Rα)とGM-CSF受容体α鎖(GM-CSFRα)の発現について検討したところ、IL-3Rαの発現レベルが若干低いものの、IL-3RαとGM-CSFRαはともに単球に発現されていた。GM-CSF+TGF-β1+Delta-1存在下での培養とは対照的に、IL-3+TGF-β1+Delta-1存在下では、単球はLangerhans細胞へ分化しなかった。GM-CSF+TGF-β1+Delta-1存在下で培養した細胞とIL-3+TGF-β1+Delta-1存在下で培養した細胞の遺伝子発現をmicroarrayにて検討したところ、IL-3+TGF-β1+Delta-1存在下で培養された細胞と比べ、GM-CSF+TGF-β1+Delta-1存在下で培養した細胞に特異的に発現している遺伝子にE-cadherinとLangerinの遺伝子が含まれていた。これらの結果は、ヒト末梢血単球からLangerhans細胞への分化におけるGM-CSFに特異的なシグナルの必要性を示唆しており、細胞分化における組織環境の重要性を指摘している。
Barre-Lieou症候群に対するニューロリハビリテーション

めまいを主訴としたむち打ち損傷後に発生したBarre-Lieou症候群患者20人に対して、めまいの改善を目的とした、機能的リハビリテーションを考案した。受傷後1ヶ月以内の早期よりリハビリテーションを行った。めまいの発生には、脳幹に存在する前庭神経機能が大きく関与しているが、それらの機能回復のために眼球運動を中心とした、前庭眼反射、頸部を中心とした前庭脊髄反射、また末梢前庭機能の機能強化を系統的リハビリテーションを行うことで3ヶ月で90%の人に改善した。自覚的にはめまい、眼症状は15人で消失、3人で警戒、2人で残存した。そのうち1人は、めまいが強くリハビリを毎日する事ができないという問題も残存した。頭痛は10人で消失、6人で軽快、4人で残存した。従来むち打ち損傷の治療としては、安静を指示されることが多かったが、平衡機能を中心としたリハビリテーションを早期に行うことにより、めまいに対して一定の効果が期待できると考えられた。評価方法としての重心動揺計は簡便で有用であった。またMRAによる研究で、めまいを引き起こす背景因子として椎骨脳底動脈循環不全の損沿いが9人と効率に存在しその関与が強く示唆された。Barre-Lieou症状を呈した、むち打ち損傷患者20人に対して、脳幹誘発電位、重心動揺計、重心眼振図により病態のモニターを行い、受傷後1ヶ月以内の早期より、平衡機能訓練(ニューロ・リハビリテーション)を開始した。また、その背景因子として椎骨脳底動脈循環不全の有無をMRAによって検査した。受傷時の症状は、頭痛、めまい、眼症状、頸部痛、耳鳴り、手足しびれ、手指巧緻性低下などであった。ニューロ・リハビリテーションは、眼球運動、頸部運動、腰部運動、立位、閉眼運動、複合運動(ボール、自転車)より構成され、一日2回、3ヶ月間行った。結果:3ヵ月後に評価した。重心動揺計または脳幹誘発電位、電気眼振図で、改善傾向がはっきりした症例は、18人(90%)であった。自覚的には、めまい、眼症状は、15人で消失、3人で軽快、2人で残存した。そのうち一人は、めまいが強く、リハビリを毎日行うことができなかった。頭痛は、10人で消失、6人で軽快、4人で残存した。耳鳴りは、8人で消失、7人で軽快、5人で残存した。手指しびれ、巧緻性低下は、10人で消失、5人で軽快、5人で残存した。その後、リハビリを中止し、1年の追跡調査をしたところ、さらに軽快したと答えた人は6人、変化がはっきりしないと答えた人は14人であった。また、背景因子として、椎骨脳底動脈形成不全が存在した例は7人、動脈の流速に左右差を認めたものは9人と高率に存在した。考察:従来、むち打ち損傷後は、安静を指示されることが多かったが、平衡機能を中心としたリハビリテーションを早期に行うことにより、めまいに対しては、ある一定の効果が期待できると考えられた。それらの指標として、重心動揺計はめまいの種類を明確にし、振動の周波数と分布を見ることで詐病をも鑑別できると考えた。また脳幹誘発電位は神経伝導障害を知ることができ、電気眼振図は、経時的変化の推移を観察するのに有用であった。MRAによる椎骨脳底動脈循環不全の有無は、病態発生の鍵をにぎる大きな因子である可能性が強く、今後予後の研究を含めて行う必要があろう。むち打ち損傷後に、めまい、吐き気、頭痛、頚部痛、眼症状を訴え続けた、Barre-Lieou症候群患者20人に対し、3ヶ月間平衡機能訓練を中心とした、ニューロリハビリテーションを行った。運動内容は、遠方ないし近位眼球運動訓練、下肢バランス訓練、リズムに合わせた訓練を中心として、その後重心動揺計、脳幹誘発電位、電気眼振図によって評価をした。また、その背景因子として頚部における椎骨脳底動脈の形成不全の有無をMRAによって検査した。結果:20人の対象のうち18人(90%)において重心動揺計、または脳幹誘発電位、電気眼振図で改善傾向がはっきりした。

自覚症状として、めまい、眼症状は15人で消失、3人で軽快、2にで残存した。そのうち1人は、めまいが強く、毎日リハビリテーションを行うことができなかった。頭痛は、10人で消失、5人で軽快、5人で残存した。その後、リハビリを中止し、1年の追跡調査をしたところ、さらに軽快したと答えた人は6人、変化がはっきりしないと答えた人は14人であったあ。また、背景因子として、椎骨脳底動脈循環不全が存在した例は7人、動脈の流速に左右差を認めたものは9人と高率に存在した。考察:むち打ち損傷は、画像診断で異常をとらえずらい為、病態の把握にむずかしく一律に、安静を指示されることが多かった。しかし平衡機能を中心としたリハビリテーションを早期に行うことにより、めまいに対しては、ある一定の効果が期待できると考えられた。それらの指標として、重心動揺計はめまいの種類を明確にして、振動の周波数と分布を見ることで詐病をも鑑別できると考えた。また脳幹誘発電位は神経伝導障害を知ることができ、電気眼振図は、経時的変化の推移を観察するのに有用であった。MRAによる椎骨脳底動脈循環不全の有無は、病態発生の原因となる大きな因子である可能性が強く、今後の薬剤治療計画の研究に寄与する結果であろう。
ラン藻の環境ストレス検知機構の網羅的な機能解析

本研究の目的は、ラン藻のゲノム情報を基にして環境センサー・転写因子・環境ストレス応答性遺伝子の機能を統合的に理解することである。本年度は以下に示した成果が得られた。1.ラン藻Synechocystis PCC6803株の浸透圧ストレスシグナルの検知と信号伝達に関わる5つの二成分制御系を、ヒスチジンキナーゼとレスポンスレギュレーターの網羅的破壊株ライブラリーのスクリーニングにより明らかにした。一つの生物の中で機能する複数の浸透圧センサーが同定されたことは大変興味深い。また、それぞれの制御系は独立しており、それぞれ異なる遺伝子群(レギュロン)の発現を制御することがわかった。それぞれのセンサーがどの様な刺激を検知しシグナルを発信するのか興味が持たれる。浸透圧条件で発現制御が見られる遺伝子の中には、本研究で明らかにした5つの二成分制御系で制御を受けない遺伝子も多数有り、まだ見つかっていない制御システムの存在が示唆された。2.ラン藻Synechocystisの塩ストレスへの応答をDNAマイクロアレイで調べ、塩ストレス応答性遺伝子の発現誘導プロファイルが一様ではないことを明らかにするとともに、多くの塩ストレス誘導性遺伝子の発現は一過的であることを明らかにした。これらの一過的に発現が誘導される遺伝子群は多数の機能未同定遺伝子を含み、塩ストレス応答の機構には未知の機構が存在することが予想された。これまでの塩ストレス応答に必須だと考えられていた適合溶質(グルコシルグリセロール)合成に関わる遺伝子群は発現が24時間後まで高いレベルに維持される数少ない遺伝子の一つであった。