hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋混合過程における二重拡散対流の役割

2.三陸沖合海域でXCTDにより、暖水塊を横断する精密観測を行った。その結果暖水塊の辺縁部のフロント域で、多くの階段状構造、観入構造が観測され、密度比の分布状態から活発に二重拡散対流が生起していることが示された。詳細なT-Sダイアグラム解析から北方の親潮系水と南方の黒潮系水が暖水塊辺縁部のストリーマ発生を通じて、入り交じり、二重拡散対流を介して混合する様子が示唆された。3.SCORワーキンググループの一員として、二重拡散対流による数値実験結果を集大成し、二重拡散対流に関わる鉛直輸送過程の評価、並びにより時空間スケール大きい現象への影響についてまとめ、海外学術誌に学会誌に発表した。WOCEデータセットを用いて全球での密度比の分布を調べた。その結果、全球海洋の42.8%にも上る層で二重拡散対流の発生条件が満たされ、海洋大循環過程、水塊形成過程などに二重拡散対流が影響を及ぼしている可能性が示唆された。また、Levitus気候値データによる密度比の分布と比較すると、水平、鉛直スケールが大きく、定常的な海洋構造における分布はほぼ一致したが、(1)黒潮と親潮の混合域などの時間と共に変化する海洋のフロント域では、WOCEデータセットでは水温、塩分のシャープなフロントが見られ、R_ρ、Turner angleから二重拡散対流が活発であることがわかった。その一方でLevitus気候値データではシャープなフロント域が平均することによってなまらされてしまっていた。(2)北大西洋地中海、インド洋紅海から放出される高温・高塩分水の上層では二重拡散対流によって生じたと考えられるsalt finger、diffusive型対流の発生条件を満たす層が交互に重なる相互貫入現象が見られたが、その構造の鉛直スケールが小さいため、Levitus気候値データはこの構造を捉えていなかった。北太平洋中層水(NPIW)の起源水塊の三陸沖合混合水域における密度増加について中立面解析、乱流混合資料解析、水平貫入モデル解析を行い、以下のような描像が得た。NPIWの起源水塊(親潮系水)は、何らかの力学機構によって亜寒帯循環から亜熱帯循環に移流し、混合水域において黒潮系水と混合し変質する。変質は、主に等密度面上の水平拡散により、それに伴ったキャベリングによる密度増加が起こる。一方、鉛直混合過程として、乱流と二重拡散対流の両方が起こり得る。特に、異なる水塊が接し、大きい水温・塩分偏差が形成されると、二重拡散対流による浮力フラックスが、乱流によるそれより卓越し、下層を重くする。これらの鉛直混合過程によって起こり得る最大密度増加量の見積りから、親潮冬季混合層水は、σ_θ=26.80kg/m^3より浅い層の低塩分化に寄与する。この結果から、σ_θ=26.80kg/m^3周辺の低塩分化には、オホーツク海モード水が主に寄与すると考えられる。
新規有機超原子価化合物の設計

15属元素ポルフィリン錯体の展開:RPCl_2と(OEP)H_2の反応で,[(OEP)P(R)(OH)]^+Cl^-(10)と(OEP)PR(=O)(1)が平衡混合物として得られることを見出した.10のOH基のプロトンは酸性が高く,pHを調整することで10と1を選択的に単離できた.1のX線構造解析でP=O二重結合が存在することを確認した.ヒ素についても,[(OEP)As(R)(OH)]^+X^-(13)の合成を確立し,これを塩基で処理して(OEP)As(R)(=O)(14)を得た.13はX線構造解析により,はじめて完全に同定されたヒ素ポルフィリン錯体である.13と14の間にもリンと同様の平衡が存在することを確認し,13のプロトンの酸性度は10よりも低いことをNMRから明らかにした.10や13のプロトンの酸性度が高いことを利用して,ヘテロ二核錯体のμ-オキソ積層ポルフィリン[(OEP)Al-O-E(OEP)(R)]ClO_4(E=P,As)を合成した.Sb錯体も光反応を用いて合成できることがわかった.積層ポルフィリンにおいて,光励起により分子内エキサイプレックスが生成することを示唆する結果を得た.また,Sb^V-TPP錯体について,Sbの電子状態が軸配位子の影響を強く受けることを^<121>Sbメスバウアー分光法から明らかにした.hypervalentな5配位炭素・ホウ素化合物の新展開:O_2C型3座配位子1,8-ジメトキシアントラセンを用いて,初めて5配位超原子価炭素化合物を合成・単離した.X線構造解析により,超原子価O-C-O結合の存在を確認し,さらに密度汎関数法(DFT)による計算からC-O原子間に結合的な相互作用が存在することを示した.同じ配位子を用いると,5配位超原子価ホウ素化合物もできることを示し,構造をX線から確認,DFT計算から結合相互作用を確認した.立体的によりflexibleなvan Koten型配位子を用いても,5配位超原子価炭素化学種を得ることができた.5配位ホスホラン化学の展開:apicophilicity ruleに反する5配位リン化合物(2:O-cis体)を速度論的生成物として得た.2はO-trans体(3)よりも求核反応性が高いことを明らかにし,分子内配位子交換反応の機構に対する考察をした.また2の方が,αプロトンの酸性が高いことを見出し,そのアニオンとベンズアルデヒドの反応において6配位Wittig型反応の中間体の単離にも成功した.15属元素ポルフィリン錯体の展開:RPCl_2と(OEP)H_2の反応で,[(OEP)P(R)(OH)]^+Cl^-(10)と(OEP)PR(=O)(1)が平衡混合物として得られることを見出した.10のOH基のプロトンは酸性が高く,pHを調整することで10と1を選択的に単離できた.1のX線構造解析でP=O二重結合が存在することを確認した.ヒ素についても,[(OEP)As(R)(OH)]^+X^-(13)の合成を確立し,これを塩基で処理して(OEP)As(R)(=O)(14)を得た.13はX線構造解析により,はじめて完全に同定されたヒ素ポルフィリン錯体である.13と14の間にもリンと同様の平衡が存在することを確認し,13のプロトンの酸性度は10よりも低いことをNMRから明らかにした.10や13のプロトンの酸性度が高いことを利用して,ヘテロ二核錯体のμ-オキソ積層ポルフィリン[(OEP)Al-O-E(OEP)(R)]ClO_4(E=P,As)を合成した.Sb錯体も光反応を用いて合成できることがわかった.積層ポルフィリンにおいて,光励起により分子内エキサイプレックスが生成することを示唆する結果を得た.また,Sb^V-TPP錯体について,Sbの電子状態が軸配位子の影響を強く受けることを^<121>Sbメスバウアー分光法から明らかにした.hypervalentな5配位炭素・ホウ素化合物の新展開:O_2C型3座配位子1,8-ジメトキシアントラセンを用いて,初めて5配位超原子価炭素化合物を合成・単離した.X線構造解析により,超原子価O-C-O結合の存在を確認し,さらに密度汎関数法(DFT)による計算からC-O原子間に結合的な相互作用が存在することを示した.同じ配位子を用いると,5配位超原子価ホウ素化合物もできることを示し,構造をX線から確認,DFT計算から結合相互作用を確認した.立体的によりflexibleなvan Koten型配位子を用いても,5配位超原子価炭素化学種を得ることができた.5配位ホスホラン化学の展開:apicophilicity ruleに反する5配位リン化合物(2:O-cis体)を速度論的生成物として得た.2はO-

trans体(3)よりも求核反応性が高いことを明らかにし,分子内配位子交換反応の機構に対する考察をした.また2の方が,αプロトンの酸性が高いことを見出し,そのアニオンとベンズアルデヒドの反応において6配位Wittig型反応の中間体の単離にも成功した.2。アンチモンポルフィリンアンチモンポルフィリン[(OEP)Sb(R)(OH)]^+X^-を合成し、東邦大学理学部、高橋正助教授によりメスバウアー測定を行った結果、中心のアンチモン原子に対して、軸配位子が大きな電子的影響を与えていることを見いだした。3。5配位ホスホラン化学アピコフィリシティールールに反した5配位リン化合物(O-cis体)の安定トランス構造(O-trans体)への異性化エネルギーを測定した。種々の類縁体の合成条件の検討の結果、アミノ体(O-cis体)の生成は一級アミノでのみ起こることを見いだした。これは窒素のlone pairからのn-σ^*P-O軌道相互作用への流込における立体障害と結論づけた。4。配位原子が酸素である平面3座アントラセン配位子の合成と5配位炭素化合物の単離S_N2反応における遷移状態、hypervalent5配位炭素化合物、が単離されて構造が確定した例はなかった。本研究で、アントラセン骨格をrigidな3座配位子の骨格として用いて、配座的な自由度を減少させ、1,8位の2つの配位原子が、比較的強く相補的に中心の9位の炭素カチオンの安定化に寄与することを期待して研究を行った結果、1,8-位に酸素原子を有する新規3座配位子の合成に成功し、目的とするカチオン体のX線解析にも成功した。その結果、1,8-位の酸素配位子から中心の炭素原子までの距離はほぼ等しい上に、かなり短い元素間距離(2.43(1)Åおよび2.45(1)Å)を有することから、配位子間と中心炭素原子の間にはかなりの強さの相互作用があることがわかった。東京都立大の永瀬先生による密度汎関数法計算において、この1,8-位の酸素原子と中心の炭素原子間に比較的弱いかなり分極した求引的相互作用の存在が確認でき、その成果を論文で公表したところ、アメリカ化学会の機関誌、Chemical&EngineeringNews、でトピックとして取り上げられた(November29,1999,p29)。hypervalentな5配位炭素の新展開:昨年度rigidな配位子である1,8-ジメトキシアントラセンを用いて,初めて5配位超原子価炭素化合物を合成し,完全なspecificationを行なった.本年度は,立体的によりflexibleなvan Koten型配位子に発展させて,5配位超原子価炭素化学種を安定に単離した.これにより超原子価炭素化学種がより普遍的な存在であることが明らかになった.5配位ホスホラン化学の展開:Martinリガンドを配位子とするapicophilicity ruleに反するスピロホスホラン(2:O-cis体)を速度論的生成物として得た.2はO-trans体よりも求核反応性が高いことを明らかにし,分子内配位子交換反応の機構に対する考察を行なった.また2の方がαプロトンの酸性が高いことを見出し,2のαアニオンと塩化ベンゾイルの反応では付加に引き続いて転移が進行することを明らかにし,2のσ^*(P-O)軌道の高い求電子性がわかった.また2のαアニオンとベンズアルデヒドの反応において6配位Wittig型反応の中間体の単離にも成功した.研究をapicophilicity ruleに反するアミノスピロホスホランに発展させ,速度論的研究を展開した.窒素原子の非共有電子電子対からσ^*(P-O)結合への電子の流れ込みが重要であることを明らかにした.
大量ゲノム情報に対する配列相同性検索を中心とする大規模配列解析の研究

DNA配列の読み取り技術は日々進歩しており,単位時間当たりの解読量は急速に増加する傾向にある.さらに,現在,新しいDNA配列の読み取り技術を用いた次々世代シークエンサが開発され,十倍以上の大量なデータが読み取れるようになると予想されている.このため,次々世代シークエンサに対応可能な高速な配列解析の技術が必要とされている.本研究は大規模配列解析の高速化という観点から次世代、そして次々世代DNAシークエンサに対応したメタゲノムの配列の高速な配列相同性検索ツールの開発を行うものである.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。DNA配列の読み取り技術は日々進歩しており,単位時間当たりの解読量は急速に増加する傾向にある.さらに,現在,新しいDNA配列の読み取り技術を用いた次々世代シークエンサが開発され,今以上に長いDNA断片配列や十倍以上の大量なデータが読み取れるようになると予想されている.このため,次々世代シークエンサに対応可能な高速な配列解析の技術が必要とされている.本研究は大規模配列解析の高速化という観点からメタゲノムの配列の高速な配列相同性検索ツールとしてGraphics Processing Unit(GPU)を用いた「GHOSTM」とアルゴリズムを工夫することで高速化した「GHOSTX」の開発を行い,次世代、そして次々世代DNAシークエンサに対応したソフトウェアの開発を行うものである.第一年度は1.GPUを用いた配列相同性検索ツールGHOSTMの開発,2.GHOSTXのキャッシュによる検索の高速化,3.GHOSTMについては大規模計算機による実行を実施し,それぞれで従来用いられてきたBLASTと比較し検索の精度を保ったまま高速化した.第一の,Graphics Processing Unit(GPU)を活用した高速化のアプローチでは,独自のGHOSTMソフトウェアを完成し,その成果が著名な国際論文誌であるPLoSONE誌に掲載された.これに関連して,GPU関連の国際会議での審査付きポスター発表も,本年度内に2件採択された.第二の,キャッシュメモリを活かした局所的な表引きと二分探索の併用による部分文字列検索の高速化の方法を新規に考案し,自身が開発中の独自ソフトウェアGHOSTXを従来の2倍程度高速化することに成功した.この成果は,情報処理学会第29回バイオ情報研究会において発表した.DNA配列の読み取り技術は日々進歩しており,単位時間当たりの解読量は急速に増加する傾向にある.さらに,現在,新しいDNA配列の読み取り技術を用いた次々世代シークエンサが開発され,今以上に長いDNA断片配列や十倍以上の大量なデータが読み取れるようになると予想されている.このため,次々世代シークエンサに対応可能な高速な配列解析の技術が必要とされている.本研究は大規模配列解析の高速化という観点から次世代、そして次々世代DNAシークエンサに対応したメタゲノムの配列の高速な配列相同性検索ッールの開発を行うものである.第二年度は1.データベースの部分文字列のクラスタリングを組み合わせて配列相同性検索を高速化した手法の提案, 2.今後、配列相同性検索と組み合わせる計画であるアセンブリの高速化のために非常に計算時間のかかるK-merの頻度カウントの高速な手法の提案を行った.第一の,データベースの部分文字列のクラスタリングを組み合わせて配列相同性検索を高速化した手法の提案し,従来の手法よりも約2倍程度高速化することに成功した.この成果は情報処理学会バイオ情報学研究会第34回研究会において発表した.DNA配列の読み取り技術は日々進歩しており,単位時間当たりの解読量は急速に増加する傾向にある.さらに,現在,新しいDNA配列の読み取り技術を用いた次々世代シークエンサが開発され,十倍以上の大量なデータが読み取れるようになると予想されている.このため,次々世代シークエンサに対応可能な高速な配列解析の技術が必要とされている.本研究は大規模配列解析の高速化という観点から次世代、そして次々世代DNAシークエンサに対応したメタゲノムの配列の高速な配列相同性検索ツールの開発を行うものである.本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本年度で研究計画にある東京工業大学が有するTSUBAME2上でGPUを用いた配列相同性検索の高速化を行い,またTSUBAME2の全ノードを用いた大規模な配列相同性検索の実行についての発表も行った.このため,概ね順調に進展しているといえる.本年度で研究計画にあるクラスタリングを組み合わせた配列相同性検索の高速化を行い、今後、配列相同性検索と組み合わせる計画であるアセンブリの高速化のために非常に計算時間のかかるK-merの頻度カウントの高速化を行った.このため、概ね順調に進展しているといえる.今後は次々世代シークエンサが出力する長いDNA断片配列にも対応について研究を行う.これを実施する上で、DNA断片配列が長くなっているため配列相同性検索の際に考慮しなければいけないデータベースの配列の数が増加する.このため、従来よりも効率的な配列相同性検索が必要となっている.この問題を解決するために,最適なDNA断片配列の分割数やデータベースの分割数を明らかにし,効率的な検索の分散処理を行えるようにする.今後は次々世代シークエンサが出力する長いDNA断片配列にも対応について研究を行う.これを実施する上で、DNA断片配列のデータ量が増加を考慮する必要がある.このため、アセンブリと組み合わせた配列相同性検索の手法を開発し、効率的な配列相同性検索を行えるようにする.
メタボリックシンドロームを合併した2型糖尿病者における運動療法の体組成への影響

「こまめに」と「まとまって」体を動かす指導の効果を、内臓脂肪・脂肪肝・筋肉内脂肪といった脂肪のつき方(体脂肪分布)に注目して検討した。前者は、減量効果に優れ、後者は、より体力向上効果が期待でき、結果として両者ともに内臓脂肪をはじめとした脂肪のつき方の改善につながる可能性が示唆された。ただし、肥満者・2型糖尿病者への適切な運動指導方法やどちらの指導がより有効か、そのメカニズムについてはさらに検討が必要と考えられた。日本人と欧米人では、その体組成が大きく異なることが知られている。日本人では軽度の肥満でも脂肪肝や内臓脂肪蓄積をきたしやすく(Azuma 2009, Metabolism)、肝臓インスリン抵抗性が惹起される結果、糖尿病を発症しやすくなると考えられる。そのため軽度の減量にても脂肪肝の大幅な改善が期待でき、血糖代謝指標の改善も起こりやすい。一方で、筋肉への脂肪蓄積については日本人ではむしろ、欧米人に比して肥満してもおこりにくい可能性が示唆されている。その場合には、減量より運動が、筋肉内脂質バランスの是正ひいては筋肉インスリン抵抗性の改善により有効である可能性があり、日本人2型糖尿病者における運動療法の効果・最適な方法を明らかにするうえで重要な点であると考えている。現在までの症例で検討を行うと、断面検討では、脂肪肝がBMIや体脂肪量と有意な正の相関を示すのに対して、大腿及び大腰筋筋肉脂肪の指標である筋肉CT値は相互には強い相関がある一方で、いずれもBMIや体脂肪量とは相関を認めず、大腰筋CT値は、脂肪量よりも除脂肪量とよく正相関した。少数例での運動介入結果よりは、肝脂肪だけでなく、大腰筋脂肪についても脂肪量の減少と正の相関を認めた一方、大腿筋肉脂肪については相関がなく、運動による筋肉脂肪増加の影響が打ち消しあったものと推察している。筋肉脂肪の変化は、運動と減量の両者に左右され複雑であるが、個々にとってより運動が重要か、食事による減量が重要かを明らかにできる可能性があり、オーダーメイドの運動療法を提供していくための一助となると考えている。日本人では軽度の肥満でも脂肪肝や内臓脂肪蓄積をきたしやすく(Azuma2009,Metabolism)、肝臓インスリン抵抗性が惹起される結果、糖尿病を発症しやすくなると考えられる。現在までの症例で検討を行うと(男5女12、年齢54±8、BMI27±5)、断面検討では、脂肪肝がBMIや体脂肪量と有意な正の相関を示すのに対して、大腿筋肉脂肪の指標である筋肉CT値はBMIや体脂肪量とは相関を認めなかった。運動介入結果よりは、体重はわずか平均3%の減少にとどまったが、有意差はないものの肝脂肪は約7%、内臓脂肪は約10%減少したのに対して、大腿筋肉脂肪については全く変化を認めなかった。なお、運動介入の結果、持久性体力レベル(最高酸素摂取量)の改善を認めた症例では、改善を認めなかった症例に比べて、有意差はないものの内臓脂肪の減少が大きい傾向がみられた。一方、脂肪肝の改善については体力レベルの変化とは関連がなく、体脂肪率の変化とのみ相関がみられた(p<0.05)。筋肉脂肪については、体力レベル、体脂肪量の変化の両者とも関連は認めなかった。以上、運動療法の減量とは独立した効果の判定に、体組成の変化をどのように役立てていくかについて、さらに症例を蓄積して検討していく必要があると考えた。日本人は、欧米人に比し軽度の肥満で、内臓脂肪や脂肪肝・筋肉内脂肪といった、代謝疾患と結びつきが強い「悪玉」の脂肪蓄積が起きやすい。一方で、これらの異所性脂肪は、運動でもたらせられるような軽度の減量で、減少しやすいことも知られており、運動の効果判定に有用かもしれない。そこで、1こまめに体を動かすと、総消費エネルギー量は増加しやすく減量効果に優れるが、筋肉局所への影響は小さい2まとまった運動は、減量効果は高くないが、筋肉局所への刺激が強く、筋肉内脂肪はもちろん、マイオカインなどを介して内臓脂肪や脂肪肝の減少しやすい、という仮説をたてた。肥満糖尿病者の検討(n=19)で、6か月の非監視下での運動介入の結果、有意な脂肪量の減少(1.9kg)に伴い、内臓脂肪断面積・肝脂肪(肝CT値)の減少を観察した。一方で、大腿筋肉断面積や筋肉内脂肪(大腿筋肉CT値)は変化せず、これら体脂肪分布の改善と心肺持久力の改善との関連も明らかでなかった。

非監視下の運動指導で、「こまめな活動」と「まとまった運動」を明確に区別することは困難で、後者の効果は、健常男性(n=16)にて監視下高強度インターバル運動を用いて検討した。結果、わずか週2回、16週間、1回約45分のトレーニングにて顕著な(20%)心肺持久力の改善と、わずかながら有意な筋肉量の増加を認めた。さらに、減量効果は認めなかったものの内臓脂肪の減少が一部の症例で観察された。肥満者・健常者いずれの検討でもマイオカインの一つである血中BDNF濃度に介入前後で明らかな変化はなく、体組成指標との関連も明らかでなかった。以上より、当初の仮説は十分に検討できなかったが、高強度インターバル運動は、減量とは独立して体脂肪分布を改善させる可能性が示唆され、運動指導方法の一つのオプションとして今後メカニズムを含めたさらなる検討の価値があるものと考えた。本研究では、メタボリックシンドロームを合併した2型糖尿病者を、対象としているが、このような症例では、運動単独よりもむしろ、減量を希望されて来院される場合が多く、また大学病院の性格上、合併症の進行のない早期2型糖尿病者は集まりにくい現状がある。また、現在の非監視下運動では、整形外科疾患の発症や忙しさ、モチベーションの低下を理由としたドロップアウトも少なくない。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度も、引き続き対象症例を増やしていく予定であるが、その際に、ドロップアウトを防止する目的で、監視下での運動の指導、3か月の時点での中間評価、加速度計の目標値を、消費カロリーと歩数に分けて、結果をわかりやすくフィードバックすることを対応策として考えている。また、新たに開設された健診センターとの連携を強化して被験者のリクルートを行う、食事による減量をある程度達成できた症例に介入を行っていくことを考えている。
子どもの咬合力と咀嚼筋形態の横断的資料の収集および運動がそれらの発達に及ぼす影響

幼児から高校生に至る子どもたちの咬合力と、咬合力を発揮させる咀嚼筋形態の実態を把握するとともに、運動経験・運動習慣が咬合力と咀嚼筋の発達に及ぼす影響について検討した。咬合力の高い幼児では,閉眼時において単位軌跡長との間に有意な負の相関が認められ,咬合力の高い幼児ほど身体平衡機能が優れていた。また、咬合力の低い幼児の重心動揺において,その揺れの特徴として左右方向に高周波数帯域,すなわち小刻みな揺れを示す特徴が認められた。幼児期の咬合力および咬筋横断面積については、乳歯咬合完成直後の34歳児と第一大臼歯萌出の影響を受ける56歳児頃の前期と後期に分類し検討した。幼児期の咬合力と咬筋横断面積との問には有意な相関は認められなかった。咬筋の横断面積は、6歳までの幼児期には有意な変化はみられなかったが、7歳からは年齢に比例して咬筋の発達が認められた。中でも10歳から11歳までの問は、他の年齢間に比して高い増加傾向を示した。咬筋横断面積と身長と体重には有意な相関が認められたことから、発育に応じた発達がなされていることが伺えた。小学生高学年(5年、6年)に着目し、運動系スポーツクラブに所属している児童と、所属していない児童との間で、咬筋横断面積および咬合力を比較したところ、有意に運動系スポーツクラブに所属する児童の集団がいずれにおいても高い値を示した。このことから、児童においても運動習慣は咬筋の発達に影響を及ぼす重要な因子であることが確認された。しかし、下肢伸展筋力値と咬合力および咬筋横断面積の間には総体的には有意な相関は認められなかった。以上のことから、咬合力および咬筋横断面積と運動機能との関連性については、小学生高学年から、その関連性が顕著にみられてくることが推察された。また運動習慣は、それに強い影響を及ぼす因子であることも示唆された。幼児から高校生に至る子どもたちの咬合力と、咬合力を発揮させる咀嚼筋形態の実態を把握するとともに、運動経験・運動習慣が咬合力と咀嚼筋の発達に及ぼす影響について検討するため、本年度は幼児から小学生を対象に咬合力、咬筋横断面積および脚伸展筋力、重心動揺測定を実施した。幼児の脚伸展筋力測定には安全性を考慮し、新たな測定器を独自に開発し測定に望んだ。この測定器により、下肢筋力値とその発揮パワーを測定することが可能となり、検討に加えることとした。本年度は幼児の咬合力と重心動揺との関連性に着目して論文をとりまとめた。要旨は以下の通りである。身体活動量の低下などに起因する咬合力の低下が,身体平衡機能の発達に負の影響を及ぼしているのではないかと考え,幼児の咬合力と静的姿勢保持の指標である重心動揺との関連性を検討し,咬合力と身体平衡機能との関連性を明らかにすることを目的として,5歳6歳の幼稚園児47名(男児18名,女児29名)を対象に,咬合力測定と重心動揺測定を実施し,各項目を比較検討し,以下の結果を得た。1.咬合力値では,男女間の性差は認められなかった。2.重心動揺では,閉眼時の単位軌跡長で男児が女児に対して有意に高い値を示した。単位面積軌跡長では,男女間に性差は認められなかった。

3.咬合力の高い幼児では,閉眼時において単位軌跡長との間に有意な負の相関が認められ,咬合力の高い幼児ほど身体平衡機能が優れていた。4.咬合力の低い幼児の重心動揺において,その揺れの特徴として左右方向に高周波数帯域,すなわち小刻みな揺れを示す特徴が認められた。今後は、上記の結果に加え、咀嚼筋形態との関連性と運動習慣ならびに運動機能との関連性を検討するとともに、対象者を中学・高校生まで拡げて横断的資料の作成に努めたい。幼児から小学生に至る子どもたちの咬合力と、咬合力を発揮させる咀嚼筋形態の実態を把握するとともに、運動経験・運動習慣が咬合力と咀嚼筋の発達に及ぼす影響について検討するため、咬合力、咬筋横断面積の測定、および下肢伸展筋力、重心動揺測定を実施し、相互の関連性について検討した。幼児期の咬合力および咬筋横断面積については、乳歯咬合完成直後の34歳児と第一大臼歯萌出の影響を受ける56歳児頃の前期と後期に分類し検討した。幼児期の咬合力と咬筋横断面積との間には有意な相関は認められなかった。咬筋の横断面積は、6歳までの幼児期には有意な変化はみられなかったが、7歳からは年齢に比例して咬筋の発達が認められた。中でも10歳から11歳までの間は、他の年齢間に比して高い増加傾向を示した。咬筋横断面積と身長と体重には有意な相関が認められたことから、発育に応じた発達がなされていることが伺えた。小学生高学年(5年、6年)に着目し、運動系スポーツクラブに所属している児童と、所属していない児童との間で、咬筋横断面積および咬合力を比較したところ、有意に運動系スポーツクラブに所属する児童の集団がいずれにおいても高い値を示した。このことから、児童においても運動習慣は咬筋の発達に影響を及ぼす重要な因子であることが確認された。下肢伸展筋力値と咬合力および咬筋横断面積の間には総体的には有意な相関は認められなかった。しかし、男児高学年(5年、6年>のみ、有意な相関がみられた。以上のことから、咬合力および咬筋横断面積と運動機能との関連性については、小学生高学年から、その関連性が顕著にみられてくることが推察された。また運動習慣は、それに強い影響を及ぼす因子であることも示唆された。
ゼブラフィッシュ初期胚における中枢神経系の前後軸成立機構の解析

神経組織の前後軸形成に関与すると思われる外胚葉の反応能の差(differential competence)は、腹側も含めた胚盤周縁の中胚葉から分泌される後方化因子が関与している(Koshida et al.,1998)。今年度、我々は胚盤周縁部で胞胚期から発現するzebrafish wnt8に注目し、後方化因子として機能し得るかどうかを過剰発現等の手法で解析した。さらに、本年度の研究の過程で、後方神経領域でBMP signalとFGF signalとの拮抗していることが明らかになった。(1)神経組織の前後軸形成におけるWnt8の役割我々が想定する後方化因子は、過剰発現した場合、前方神経マーカーの発現を抑制して後方神経マーカーの発現を誘導し、そのシグナル経路を阻害した場合は、過剰発現と逆の結果となることが必須の条件である。そこで、Wnt8のRNAの受精卵への顕微注入による過剰発現の神経前後軸への影響を調べた。その結果、過剰発現させると前方神経のマーカーであるotx2の発現の減少と後方神経マーカーであるhoxa-1の発現上昇を誘導することが判明した。しかし、Wnt8過剰発現胚でのhoxa-1の発現は、発現領域が拡大しているものの頭部まで及んでいなかった。また、Wnt8のdominant-negative formの過剰発現も頭部領域の明らかな拡大が見られなかった。以上の結果より、wntシグナルは神経組織の前後軸形成に関与しているものの、胚盤周縁部で発現するWnt8が濃度勾配を形成して前後軸形成に直接関与する可能性は低いと結論された。(2)後方神経領域におけるBMPとFGFの桔抗関係最近我々は、constitutive active型BMP受容体の過剰発現した胚で、後方神経誘導が阻害されないこと、constitutive active型BMP受容体とdominant negative型FGF受容体を共発現させた場合にはじめて後方神経の発生が阻害されることを観察した。以上の結果はゼブラフィッシュ神経誘導(BMPシグナルの阻害)には2つの経路が存在することを示している。一つは、オーガナイザー因子で細胞外でBMPと結合する。もう一つは、後方神経誘導に関与する胚盤周縁からのFGFで、標的細胞内でBMPシグナルと拮抗する。
高速・高倍率濃縮分離システムの構築による環境水の革新的分析に関する研究

本研究の目的は,申請者が提案する高速・高倍率濃縮分離システムの創出によって環境水(河川水など)に存在する外因性内分泌攪乱物質(環境ホルモン)の定量分析を行なうことにある。三ヵ年の期間で,この目的を達成するための研究を遂行した。以下に各年度の主な研究成果を示す。(平成14年度)(1)極性有機溶媒中で起こる新規相分離現象の各因子の最適化を行なった。(2)均一液液抽出法による濃縮/高速液体クロマトグラフィー分析システムを開発した。(平成15年度)(1)均一液液抽出法に適合した分析法としてキャピラリー電気泳動(CE)を見出した。(2)固相抽出によるサンプル水の高速処理と均一液液抽出法との融合を行なった。ここまでの研究成果に基づき,青綿法/均一液液抽出法・CEオンライン濃縮法によって構成されるTriplex concentrationsystem(TRICOM)を開発した。(平成16年度)(1)河川水中の多環芳香族化合物(PAHs)の超微量分析を行なった。(2)TRICOM法の評価を行なった。本研究課題によって得られたTRICOM法は,環境水中に含まれる超微量PAHsなどの環境ホルモンを,全操作時間は1時間以内,最大濃縮倍率は1,000万倍(20L→2μl)で数pptの濃度レベルを分析することができる。今後,本法のコンセプトは,様々な環境試料に対して有用なだけでなく,サイエンスの根幹の一つである極限計測にブレークスルーを生み出す基礎となるものと期待される。本研究の目的は,申請者が提案する高速・高倍率濃縮分離システムの創出によって環境水(海水,湖水,河川水,雨水,地下水等)や大気中に存在する外因性内分泌撹乱物質(環境ホルモン)の定量分析を行うことにある。3ケ年の研究期間で,この研究目的を達成する。初年度に当たる本年度は,下記の事項を検討した。1.極性溶媒中で起こる新規相分離現象の検討新しい均一液液抽出法を開発するには,溶液中の新規な相分離現象の発見が前提である。申請者はアセトン/微量クロロホルムの均一混合溶媒中への水の添加による簡便な相分離現象に着目した。この基礎的検討として,析出相の溶解度,目的溶質の濃縮率,分相の速度等を検討した。また,この溶液系の因子の最適化により,新しい均一液液抽出法を確立した。2.均一液液抽出法による濃縮/高速液体クロマトグラフィー分析システムの開発次に均一液液抽出法と高速液体クロマトグラフィーとの融合による高感度分析システムに関する検討を行なった。特に,濃縮・検出システムに適合する溶媒系の選択,及び蛍光検出/高速液体クロマトグラフィーの諸条件の検討を行い,社会的分析ニーズの高い環境ホルモン(多環芳香族類)についての分析を行なった。多環芳香族としては,ベンズ(a)ピレン,ピレン,ベンズ(e)ピレンなどを検討し,数pptレベルの分析法を開発した。これは,ベンズ(a)ピレンを例にとると環境下限基準25pptを十分下回る方法であり,今後の環境試料への適用が期待される。本年度は、申請者が提案する高速・高倍率濃縮分離システムの創出を目指し、下記の事項を検討した。その結果、予備的結果ながらシステム開発の見通しを得た。1.均一液液抽出法に適合した分析法の選択均一液液抽出法とキャピラリー電気泳動法(CE)との融合による高感度分析システムに関する検討を行った。本システムに適合する界面活性剤として、炭化フッ素系化合物(PFOA, PFOS)の有用性を見出した。また、大気・環境水における内分泌撹乱物質として認定されているベンズピレンをはじめとする多環芳香族化合物(PAHs)を分析モデルとすることによって、CEの諸条件について詳細に検討を加えた。その他、均一液液抽出法とマイクロプレート比色法との融合を実現するために機能性マイクロプレートの設計・製作を行った。

2.固相抽出によるサンプル水の高速処理と均一液液抽出法との融合コットン固相抽出法として青綿法に着目し、環境水中のPAHsに照準を合わせた濃縮分離システムを構築した。特に、PAHsの吸着・脱着挙動を明らかにした。以上の研究成果に基づき、青綿法/均一液液抽出法/CEオンライン濃縮法によって構成されるTriplex concentrationsystem(TRICOMと命名)を開発した。全操作時間は1時間以内、最大濃縮倍率は1,000万倍(20L→2μL)である。今後、環境試料に対して、画期的な分析技術になるものと期待される。本年度は、本研究課題の最終年度に当たるため申請者が前年度開発したTriplex concentration system(TRICOMと命名)の実用サンプル分析への応用と分析システムとしての評価を中心に検討を行った。1.河川水中の多環芳香族化合物(PAHs)の超微量分析コットン固相抽出法の一つである青綿法を組み入れ、かつ河川水中のPAHsに照準を合わせた濃縮分離システムとして青綿法/均一液液抽出法/CEオンライン濃縮法を開発し、使用した。サンプリングから分析結果を出すまでの全操作時間は1時間以内、最大濃縮倍率は、1,000万倍(20L→2μl)である。河川水としては、茨城県日立市内を流れる宮田川においてサンプリングを行った。環境ホルモン:ベンズピレンをはじめとする数pptレベルのPAHsを検出・定量できた。これは、環境省が提唱するGC/MS法による基準検出下限値10pptを下回る濃度レベルの環境ホルモンを分析したことになる。本法は、既存の環境評価法に一石を投じるものである。2.TRICOM法の評価TRICOM法は試料が比較的大量である環境試料に対して画期的な分析技術となった。今後、様々な環境試料(大気、河川、海水、土壌など)に適用可能であり超微量成分の実用分析法としても広範囲に応用されていくものと期待できる。本研究課題期間中では、本課題のコンセプトに基づく自動分析装置の開発だけは、実現に至らなかったが、近い将来、その実現の可能性も極めて高いと予想される。
重複障害児の心理アセスメントにおける行動観察マニュアルの作成に関する日韓共同研究

本研究の目的は、熟練教師の行動観察上の特性(視点及び方略)をもとに、重複障害児の心理アセスメントに用いる行動観察マニュアルを作成し、特別支援教育を専攻する日韓の大学生を対象としてその有効性を検証することであった。マニュアルは、1自立活動6区分を念頭に置いた上で行動観察を実施すること、2子どもをみる視点を固定した上で視野を広げるように観察すること、などであった。その結果、一部修正すべき部分はあるが、大学における教員養成や臨床教育への活用可能性が高いと評価された。今後、このマニュアルに基づいた「行動観察教育プログラム」を開発して、日韓の教師教育の更なる発展に貢献したいと思う。平成26年度は、肢体不自由に知的障害を併せ有する重複障害児の指導に携わる熟練教師の行動観察上の特性について明らかにするとともに、行動観察マニュアルの作成のための方向性について検討した。1.熟練教師の行動観察上の特性特別支援学校に在職している熟練教師20名(日本10名,韓国10名)を対象として、重複障害児の行動観察上の特性(視点と方略など)を明らかにするため、アイ・トラッキングとインタビュー調査を行った。方法は、科研費による研究(研究課題番号:24653176)と同様であった。ただし、本研究では、アイ・トラッキングとインタビュー調査のデータのみに注目するというよりも、研究対象者が実験中に作成した実態把握シート、特に「今後の課題」との関連性に焦点をあてて分析を行った。現在、データを分析しており、その一部は日本特殊教育学会第52大会で発表済みである。2.行動観察マニュアルの作成本研究の挑戦的なポイントは、日韓の教員に適用できるガイドラインとしての「行動観察マニュアル」を作成することである。そこで、上記の「1.重熟練教師の行動観察上の特性」を明らかにする研究を行っている一方で、日韓の特別支援教育における「重度・重複障害児への教育的対応」について両国の共同理解を高めるための場(会議や発表など)を設けている。第8回滄波国際学術大会への参加・発表もその一環である。現在、日韓の関連研究者と協議しながら、行動観察マニュアルの方向性(内容及び範囲など)について検討している。2015(平成27)年度は、2014年度の研究Iの成果をもとに、重複障害児の心理アセスメントに用いる行動観察マニュアルを作成し、日韓の大学生20名(日本10名,韓国10名)を対象としてマニュアルの有効性を検討した(研究II)。マニュアル内容については、本研究が進行中であるため、ここでは省略する。研究IIは、マニュアル活用群と非活用群に分けて、実験とインタビュー調査を実施した。研究方法は研究Iと同様であった。現在、大学生のデータ(マニュアル活用群、非活用群)と熟練教師のデータ(研究I)を比較しており、マニュアル活用による効果を明らかにしている。現段階において断言することはできないが、本研究で作成した行動観察マニュアルは一部修正する必要があるが、その有効性については異論の余地がないと判断する。研究成果の一部は、日韓の学会などにおいて発表している。例えば、第1回韓日特殊教育セミナー(2016年1月)では、重複障害児の心理アセスメントにおける熟練教師の行動観察特性(研究Iの成果)を紹介した。この発表には、日韓の熟練教師とも、重複障害児の行動観察において同様の行動特性を有することが強調された。また、この発表後の意見交換により、日韓共通の行動観察マニュアルを作成し、特別支援教育に携わる両国の教師の養成及び研修に適用することも問題がない、むしろアジア型の特別支援教育(特に,重複障害教育)を再構築するための土台になることが確認された。研究代表者の異動(筑波大学から群馬大学へ,2015年4月)に伴い、研究実施環境の整備のため、研究計画は全体に予定よりも「やや遅れている」と判断している。特に、アイトラッカーの購入及び設置まで数ヶ月を要した。研究が当初計画どおりに進まなくなったことから、補助事業期間延長を申請して、2016年度完了を目指すことにした。研究代表者の異動(2015年4月)に伴い、本研究は、当初計画より1年遅れた2016年度に完了した。2016年度は、重複障害児の心理アセスメントに用いる行動観察マニュアル(研究Iの成果:2014年度完了)の有効性を明らかにするため、日韓の大学生のデータと熟練教師のデータを比較検討した。その結果、大学生のうちマニュアル活用群のデータが熟練教師のデータと共通する点が多くみられ、非活用群よりも、重複障害児のニーズをよく把握していることが推察された。文字数の関係上、ここでマニュアルの詳細を紹介することはできないが、1自立活動の6区分を念頭に置いた上で行動観察を実施すること、2子どもをみる視点を固定した上で視野を広げるようにすること、などは特に有効であることが明らかになった。研究成果は、まず日本、中国、韓国の国際会議で発表した。例えば、2016 International Forum on Education for Children with Autism(2016年11月,中国)においては、教育工学的アプローチを用いた重複障害児の行動観察研究の必要性と可能性について説明した。また、The 9th Chang-Pha International Symposium(2016年5月,韓国)においては、重複障害児の指導及び支援における行動観察の重要性を強調し、マニュアルの一般化、すなわちベトナムをはじめとする途上国への適用可能性についても提案した。

今後、本研究の成果である行動観察マニュアルが、特別支援教育に携わる教師の養成と研修に活用できるよう、モデル事業や研究を継続的に推進していきたい。また、本研究が契機となり構築された日韓の研究者ネットワークを発展させ、世界の特別支援教育及び障害児の臨床・実践に貢献したい。本研究の目的は、熟練教師の行動観察上の特性(視点及び方略)をもとに、重複障害児の心理アセスメントに用いる行動観察マニュアルを作成し、特別支援教育を専攻する日韓の大学生を対象としてその有効性を検証することであった。マニュアルは、1自立活動6区分を念頭に置いた上で行動観察を実施すること、2子どもをみる視点を固定した上で視野を広げるように観察すること、などであった。その結果、一部修正すべき部分はあるが、大学における教員養成や臨床教育への活用可能性が高いと評価された。今後、このマニュアルに基づいた「行動観察教育プログラム」を開発して、日韓の教師教育の更なる発展に貢献したいと思う。現在、研究対象である熟練教師20名(日本10名,韓国10名)の行動観察データを分析しており、平成27年度5月頃には完了予定である。平成27年4月に研究代表者の所属機関異動が生じ、分析が少し遅れてはいるが、本研究全体の推進状況に大きな支障は生じない程度であるため、「おおむね順調に進展している」と判断した。2016年度(補助事業期間延長期間)までに完了する。当初の計画より1年ほど遅れることになったが、本来の研究内容に変更があったわけではないので、これまで進めてきた研究を継続的かつ着実に推進する。研究IIの実験は実施済みであり、現在、データを分析している。2016年度には、日韓の大学生20名のデータ(マニュアル活用群、非活用群)と日韓の熟練教師のデータ(研究I)を比較することで、マニュアルの有効性について検証する予定である。研究成果は日韓の関連学会で発表する予定である。特別支援教育平成26年度の研究成果をもとに、重複障害児の実態把握に用いる「行動観察マニュアル」を作成し、日韓の教員養成系大学の学生(日本10名,韓国10名)を対象としてその有効性を検討する。研究対象者は、行動観察マニュアル活用群と非活用群に分け、両者のマニュアル活用による影響を明らかにした上で、日韓の共通する行動観察上のガイドラインを提案したい。研究代表者の異動(筑波大学から群馬大学へ,2015年4月)に伴い、研究実施環境(アイトラッカーの購入・設置)の整備などのため、当初の計画に遅れが生じている。このことから、補助事業期間延長を申請して、2016年度完了を目指すことにした。また、129,917円の次年度使用額が生じた。平成27年4月に研究代表者の所属機関異動が生じ、異動先での研究基盤整備(アイトラッカーの購入など)が不可欠であった。アイトラッカーは、本研究を推進するにあたって重要で高価な実験装置であるため、研究費使用計画の調整を行ったことから。つまり、未使用額が生じた。次年度使用額129,917円は、主にデータ分析のための人件費として使用する。また、一部は国内の学会発表を行う出張のための旅費に使用する。
一酸化炭素中毒による脳損傷の発現閾値に関する研究

一酸化炭素(CO)中毒のラット線条体において、酸化ストレスに関連する遺伝子のうち重度CO中毒でのみmRNA発現が著明に増加する遺伝子として、NADPHoxidasefamilyに属するdualoxidase 2を検出した。NADPHoxidaseを阻害すると、重度CO中毒による活性酸素生成だけでなく、細胞内cAMP増加による活性酸素生成も抑制された。このような知見から、CO中毒による脳損傷には、cAMP情報伝達経路下流に位置するNADPHoxidase familyが関与することが示唆された。しかし、その中でどのisozymeが主役かについてはさらなる検討が必要である。SD系雄性ラットに1000 ppmあるいは3000 ppmの一酸化炭素(CO)を40分間曝露した直後に線条体を摘出し、dual oxidase 2 (DUOX2) mRNAの発現量をリアルタイムPCRにより測定した。この場合、housekeeping geneの中で曝露CO濃度および曝露後の経過時間による変動が小さいbeta-2 microglobulin mRNA(前年度の結果)を標準として算出した。DUOX2 mRNA発現量は、CO濃度に依存して増加し、3000 ppmでは0 ppmの約2倍まで増加した。DUOX1 mRNAの発現量についても測定したが、COによる影響はまったく認められなかった。これらの結果は、1000 ppm COよる弱いDUOX2 mRNA発現誘導を除き、マイクロアレイ分析の結果と一致していた。一方、3000 ppm CO曝露による線条体のヒドロキシルラジカル(・OH)生成は、DUOX阻害作用を有するDPI (diphenylene iodonium chloride)およびAEBSF (4-(2-Aminoethyl)benzenesulfonyl fluoride hydrochloride)で抑制された。また、DUOX2に対するsiRNAを線条体に投与すると、3000 ppm COによるDUOX2 mRNA発現誘導が抑制されるとともに、・OH生成も抑制された。この場合、DUOX2タンパク量の測定を市販のELISA kitを用いて試みたが、明確な結果を得ることが出来なかった。DPIは、cAMP生成を促進するfolskolinの線条体内投与による・OH生成も抑制した。以上の結果およびこれまでの報告から、CO中毒ではcAMP経路を介するDUOXにより・OH生成が促進されることが示唆された。ラットに1000 ppmあるいは3000 ppmの一酸化炭素(CO)、あるいは5%酸素(3000 ppm COと同程度の低酸素状態)を40分間曝露後、0、2、6および12 h (5%酸素は6hまで)の脳線条体mRNA発現を無処置ラットと比較した。3000ppm COの0hで発現が確実に検出できたmRNAのうち、Normalized値(N)>2、且つ1000ppm COで<1の条件で検索した結果、N>4: alkaline phosphatase1(intestinal, defined by SSR)、common salivary protein 1 (CSP1); 3<N<4:dual oxidase 2 (Duox2)、transformationrelated protein 63、Ac2-248; 2<N<3:tryptophan 5-hydroxylase 1、chemokine (CXC motif) ligand 1および2、GATA binding protein 6、troponin I(skeletal, slow 1)であった。これらの発現は、無処置ではほとんど認められなかった。また、CSP1は、2h (N=2.8)、6h (N=1.9)と発現誘導が持続した。ただし、5%酸素の2hでN=4.5であった。一方、1<N<2のなかで、oxoglutarate receptor 1は、0h(N=1.8)から6h(N=0.4)まで検出可能であったのに対し、1000 ppm COおよび5%酸素ではほとんど認められなかった。また、すべての測定で発現が認められたheat shock 70kD protein 1Aは、3000 ppm CO、0h6hでのみ弱いながらも発現が誘導された(N=1.11.3)のに対し、それ以外では抑制された。リアルタイムPCRによる一酸化炭素(CO)曝露後のラット線条体dualoxidase 2 (DUOX2; NADPHoxidasefamilyに属する)mRNA発現量は、housekeeping geneとしてglyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)を用いた場合でも、beta-2 microglobulin(B2M)の場合と同様、3000 ppm COにより増加したことから、重度CO中毒によるDUOX2 mRNA発現の誘導が確認された。

一方、DUOX2タンパク量をウエスタンブロットで測定したところ、mRNA発現量からの推測と異なり、Airのみ曝露群においても該当する分子量の明らかなシグナルが認められた。これは、DUOX2タンパクが通常状態の線条体に発現していることを示唆する。しかし、3000 ppm CO曝露では若干増加したものの著明ではなかった。DUOX2のsiRNAあるいはnegative control RNAを線条体に投与した場合、DUOX2およびB2M mRNA発現量をGAPDHに対して標準化すると、これらの発現は増加したことから、前年度の結果を再考する必要がある。そのため、siRNAあるいはnegative controlRNA投与におけるDUOX2タンパク量の測定を検討中である。一方、CO曝露後の線条体で、DNAマイクロアレイによりmRNAの顕著な増加が認められたalkaline phosphatase 1に対して血清中alkaline phosphatase活性を、また、顕著な減少が認められたアディポネクチンの血清中濃度を経時的に測定したが、両者の変動は、Air群と同程度であった。中毒学本年度の実験計画通りDUOX2についての実験を行い、上述のような結果を得たことから、おおむね順調に進展していると判断している。ただし、alkaline phosphatase 1(intestinal, defined by SSR)およびcommon salivary protein 1 (CSP1)のRT-PCRについては種々の事情により未実施である。平成24年度の実験計画通りの実験を行い、上述のような結果を得たことから、おおむね順調に進展していると判断している。前年度ELISA法で試みたDUOX2タンパク量の測定をWestern Blot法を用いて行う。この結果を平成2425年度の研究結果に加えて論文を作成する予定である。もし、追加の実験が必要であれば実施する。一方、マイクロアレイ分析において、mRNAが1000 ppm CO中毒(中程度CO中毒)および低酸素性低酸素では発現が誘導されず、3000 ppm CO中毒(重度CO中毒)で誘導されるalkaline phosphatase 1について、血液中alkaline phosphatase活性(isozymeを含む総活性)が、この変動と連動しているか否かを明らかにする。この場合、曝露終了後の経時的な変動についても検討する。また、マイクロアレイ分析において、アディポネクチンmRNA発現が、曝露CO濃度に依存して強く抑制され、また、3000 ppm COでより長時間抑制されることが認められたことから、CO曝露後の血液中アディポネクチン量を経時的に測定する。なお、低酸素性低酸素によってもアディポネクチンmRNA発現は抑制されるが、その抑制はCO曝露よりも短時間である。
過剰な攻撃行動と免疫系をつなぐ神経メカニズムの解析

ヒト研究から、攻撃性と血中の炎症系サイトカインとの相関が報告されている。しかしながら、免疫系がどのように神経系の働きに作用することで攻撃行動に影響を与えるかのメカニズムはほとんど分かっておらず、それどころか過剰な攻撃行動に関わる神経回路自体も探索段階である。本研究では、雄マウスを用い、背側縫線核(DRN)を含む神経回路がどのように免疫系によって影響をうけ、その結果攻撃行動の個体差を生み出したり、過剰な攻撃行動を引き起こすのかを明らかにすることを目指すものである。本実験から、攻撃性の異なる個体における脳内サイトカインの測定を行ったところ、DRNにおけるインターロイキン1β(IL-1β)の量が異なることが明らかとなり、攻撃行動が高い個体ほど、IL-1βレベルが低かった。そこで、DRNにおけるIL-1βが攻撃行動にどのような影響を持つかを、薬理学的操作によって検討したところ、IL-1β受容体を阻害することによって攻撃行動が増加することが明らかとなった。同様に、shRNAを用いた局所的な遺伝子発現抑制実験からも、DRNのIL-1β受容体の発現低下によって攻撃行動が増加することが明らかとなった。更に、これらの操作によってセロトニンニューロンの活動が変化することも明らかとなった。このことから、DRNにおける内在性のIL-1βが、攻撃行動に抑制的な役割を持っていることが示された。引き続き、DRNからのどのような神経投射が雄マウスの攻撃行動に関与するかについて、光遺伝学的手法やニューロントレーサーなどを用いて解析を行っている。DRN特異的なIL-1β受容体遺伝子ノックダウンによって、攻撃行動が変化するとともに、セロトニンニューロンの活性化にも変化が生ずることが明らかとなってきた。また、マイクロダイアリシスを用いて、攻撃行動中にDRN内のIL-1β放出が変動するかの検討も始め、こちらも興味深い傾向が観察されてきている。1)攻撃行動中のサイトカインの脳内放出量を、マイクロダイアリシス法を用いて測定する2)背側縫線核からの特定の神経投射が攻撃行動中に活性化しているかの解析を、トレーサーとファイバーフォトメトリー法を用いて行う3)遺伝子ノックダウンの手法を用いて、DRNのIL-1β受容体のノックダウンによって、攻撃行動中のDRNセロトニンニューロンの活性がどのように変化するかを検討する4)過剰な攻撃行動を示すMSM系統の血中と脳内のサイトカイン量を、攻撃行動が低いC57BL/6J系統のものと比較することで、過剰な攻撃性に関わる免疫系応答の変化を調べる。本研究では、雄マウスを用い、背側縫線核を含む神経回路がどのように免疫系によって影響をうけ、その結果攻撃行動の個体差を生み出したり、過剰な攻撃行動を引き起こすのかを明らかにすることを目指すものである。本研究の光操作実験から、背側縫線核から特定の脳領域への投射が攻撃行動に関与することが明らかとなってきた。そこで、この投射ニューロンの特徴を明らかにするために、投射ニューロンの標識を試みた。はじめに、一般的に別の脳領域で用いられているAAV5を用いて特定脳領域に投射している背側