hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵癌に対するリンパ節転移・切除断端診断機器の開発

胃癌・大腸癌との確定診断を受けた術前患者を検索対象とし、術前に5-ALA20mg/kgを内服し、通常の切除術を施行。切除標本に対して蛍光観察を行った。以前に報告した通り、リンパ濾胞へのPpIXの集積が問題となった。形態的に診断することは可能であるが、客観的に診断するために以下の2通りの方法で診断することとした。まず、差分法である。これは、リンパ節から得られた組織の蛍光スペクトルを測定し、PpIXがpeakを持つ635nm付近において、強い自家蛍光を持つコラーゲンなどのsignalを推定しそれを差し引くことで、PpIX特異的のsignalを算出する方法である。次にratio法である。これは、PpIXは光照射を続けると光酸化作用によりPPpに変換され、蛍光ピークが635nmから675nmにシフトする。この光酸化作用を検出することで、特にスペクトルが変化しない自家蛍光物質の影響を排除して、PpIX蛍光の局在を特異的にとらえることができる方法である。ここで675mmと635mmのintensityの比を求める。PpIXでは光照射前後でこれが増加する。ただし、コラーゲンやFADはintensityの比は照射前後でほとんど変化しない。この性質を利用して自家蛍光を除去する方法である。これら、二つの方法で、従来の蛍光の有無のみの診断と比較すると、リンパ濾胞を加味した診断法と同等の結果が得られた。しかし、まだ数例のみの検討であるため、症例数を増やし、検討していく。胃癌・大腸癌・膵癌細胞株にGGTプローブを噴霧すると、経時的に蛍光を呈することが分かった。しかし、細胞株によってその蛍光強度に違いが認められた。細胞株をライセート化し、GGT活性を測定すると、GGT活性に伴い、その蛍光強度の違いが確認できた。今後は臨床検体を用いて、そのGGT活性を測定する。本年は初年度であるが、従来の主観に頼ってPpIXの蓄積したリンパ濾胞を形態的に判断し、診断するだけではなく、客観的な診断を行うために、差分法とratio法を取り入れ、客観的な診断が可能になることを示した。しかし、まだ症例数が少ないためにその精度がどの程度であるかについては症例数を増やして検討する必要がある。GGTプローブについては、各種の胃癌・大腸癌・膵癌細胞株で噴霧することでその蛍光が経時的に確認された。細胞株によりその蛍光強度の違いが認めれらたため、細胞株をライセート化し、GGT活性を測定すると、蛍光強度に比例してGGT活性が高値であった。GGT活性の低い細胞ではGGTプローブによる診断が困難となる可能性があるため、今後は臨床検体を用いてGGT活性を測定する。平成30年度は概ね予定通りに遂行できた。5-ALAを用いたリンパ節転移・断端診断について症例数を増やし、検討する。また、差分法とratio法を自動的に行うシステムについても同時に開発する。GGT活性については、細胞株のみではなく、切除検体でどの程度の活性を認めるのかについて測定し、実臨床で用いることの有用性について検討していく。まず、差分法である。

しかし、まだ症例数が少ないためにその精度がどの程度であるかについては症例数を増やして検討する必要がある。GGTプローブについては、各種の胃癌・大腸癌・膵癌細胞株で噴霧することでその蛍光が経時的に確認された。細胞株によりその蛍光強度の違いが認めれらたため、細胞株をライセート化し、GGT活性を測定すると、蛍光強度に比例してGGT活性が高値であった。GGT活性の低い細胞ではGGTプローブによる診断が困難となる可能性があるため、今後は臨床検体を用いてGGT活性を測定する。平成30年度は概ね予定通りに遂行できた。5-ALAを用いたリンパ節転移・断端診断について症例数を増やし、検討する。また、差分法とratio法を自動的に行うシステムについても同時に開発する。GGT活性については、細胞株のみではなく、切除検体でどの程度の活性を認めるのかについて測定し、実臨床で用いることの有用性について検討していく。
炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気消化管内視鏡の安全性と有用性の検討

本研究は炎症性腸疾患患者に対する炭酸ガス送気内視鏡の実用性、安全性と有用性を評価する臨床的研究である。初年度に実用性と安全性を確認した後、有用性評価を行った。クローン病、潰瘍性大腸炎計21症例において、エア送気、炭酸ガスのいずれかを無作為に割り付けて内視鏡を施行したところ、両群間に検査時間、合併症、検査後の腹部ガス残存状況の差を認めず、また検査後の病勢変化も認めなかった。以上より、炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡はエア送気内視鏡と比して完遂性、安全性の面で非劣性であることが示唆された。当施設倫理審査委員会より「炭酸ガス送気内視鏡とエア送気内視鏡のランダム化比較試験」の承認を得た後、研究プロトコルに準じて下記の2課題に取り組んだ。課題I:炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の実用性の検証11例の炭酸ガス送気消化管内視鏡検査を行った結果、検査所用時間は平均22分であり、対照群であるエア送気群(平均20分)との間に統計学的な有意差を認めなかった。また両群ともに検査に伴う偶発症は認めなかった。検査施行医による送気力、送気スピード、送水力、送気頻度の4項目に関する5段階評価では、いずれの項目についても対照群であるエア送気群(n=16)との間に有意差を認めなかった。以上より、炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の実用性には特に問題はないものと考えられた。課題II:炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の安全性の検証1.経皮炭酸ガス分圧計(TOSCA 500ラジオメータ・バーゼル社)を用いて呼気終末炭酸ガス分圧を連続的に記録した結果、安定したデータが得られた後半の6例においては、異常な炭酸ガス分圧の上昇を認めなかった。2.無作為に並び替えた連続撮影内視鏡画像の盲検による検証では、炭酸ガス送気群の1例に経時的な粘膜発赤の増強が指摘されたが、エア送気群との間に統計学的な有意差は認めなかろた。粘膜生検を行った10例(炭酸ガス誰3例、エア群7例)においては、両群ともに生検部位の止血に問題を認めなかった。臓器反射スペクトル解析装置による腸管壁酸素飽和度の経時的変化は、パイロット研究の段階で技術的に因難かっ再現性に乏しいことが判明したため、以後の検討から除外した。また両群において、検査前、検査後1日、1週周、1ヶ月の病勢活動性スコアに差を認めなかった。以上より、データ数が乏しいものの現時点では炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の安全性に深刻な問題はないものと考えられた。平成21年度計画で実施した実用性および安全性の検証結果を受け、平成22年度は課題III「炎症性腸疾患に対するエア送気vs.炭酸ガス送気消化管内視鏡検査の比較試験」を開始した。1.クローン病患者9名(うち術後症例5例)、潰瘍性大腸炎患者8名(うち術後症例8例)を無作為にエア送気群と炭酸ガス送気群に割り当てた。両群とも検査中は心電計を装着し、経皮炭酸ガス分圧計(TOSCA 500ラジオメータ・バーゼル社)を用いて呼気終末炭酸ガス分圧を連続的に記録した。エア送気群では現行のエアコンプレッサーを用い、炭酸ガス送気群では専用送気装置(UCR、オリンパスメディカルシステムズ)を使用した。うち5例は全身麻酔下に施行した(術直前の評価目的)。3.内視鏡施行時間は平均11分で、全例検査目的を達成し得た。検査中の高炭酸ガス血症を含む有害事象は認めなかった。生検を行った症例においても、生検部位からの異常出血等を認めなかった。4.内視鏡検査中1分毎に連続撮影したスチル写真を無作為に並び替え、blinded reviewerによる検証を行ったが、炭酸ガス気群エア送気群との間に粘膜所見の差を認めなかった。VAS scoreのでは、炭酸ガス群において、検査終了後1時間、6時間目での腹部膨満感、腹痛がエア送気群に比して少ない傾向が見られたが統計学的有意差には至らなかった。検査1週間後、1ヶ月後の病勢活動性スコアには両群間で差を認めなかった。今後はさらに症例を集積し、炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の有用性を検証していく方針である。【炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡の有効性の検証】<方法>クローン病もしくは潰瘍性大腸炎の患者で、病状観察や治療を目的として上部消化管内視鏡、小腸内視鏡、大腸内視鏡および潰瘍性大腸炎大腸全摘術後の回腸嚢内視鏡を施行する症例を、通常のエア送気群、もしくは消化

管内視鏡専用炭酸ガス送気装置(UCR)を用いた炭酸ガス送気群のいずれかに無作為割り付けて内視鏡検査を行った。検査終了後は腹部レントゲン撮影を行って5段階スコアで腹部ガスの残存状況を評価するとともに、内視鏡施行前後の病勢変化をCDAI等の病勢インデックスを用いて臨床的に評価し記録した。<結果>H24年3月までに計11名(クローン病4名、潰瘍性大腸炎7名)の炎症性腸疾患患者について上記評価を行った。クローン病の4名は小腸大腸型2名、大腸型2名、潰瘍性大腸炎の患者はすべて全大腸炎型、術前2名、術後(回腸嚢内視鏡の評価)5名であった。無作為割り付けの結果、5名がエア送気群、6名が炭酸ガス送気群に割り付けられた。両群間には年齢、性別、病型、罹病期間、内視鏡施行時の病勢スコアに有意差は認めなかった。内視鏡は全例で合併症なく完遂し、内視鏡施行時間の中央値はエア送気群21分、炭酸ガス送気群19分で両群間に有意差を認めなかった。検査中に生検を施行した症例は各群4名ずつで、いずれも出血等の偶発症を認めず。検査後の腹部ガス残存状況を5段階スコアの中央値で評価すると、エア送気群、炭酸ガス送気群ともにスコア=3で差を認めなかった。また、両群間で検査後の病勢にも変化を認めなかった。<考察>炎症性腸疾患に対する炭酸ガス送気内視鏡はエア送気内視鏡と比して完遂性、安全性の面で非劣性であることが示唆された。引き続き症例を集積し、さらなる検討を重ねていく予定である。
身振りと延滞模倣の縦断的発達研究

平成7年度の重点「認知・言語」の科研費による研究として、以下の4つのことを行った。(1)筆者の申請テーマである身振りや延滞模倣と理論的に深く関連した乳幼児期のセルフ発達について、論文「人生における乳幼児期の意味-私たちのセルフの起源-」(1995)において、"ふり"の発達も絡めて幅広い視点から理論的なレヴュ-を行った。(2)乳児Uの生後2年目・3年目のビデオ記録テープを遂語的に文字記録化する作業を引き続いて行った。この作業のために人件費を用いた。(3)筆者が長期に渡って全生活を日誌的に縦断的観察を行った乳児Uの生後2年目のデータについて、その日誌的観察記録の分析・整理の作業を行い、それらの分析資料の一部を整理し(その際科研費で購入したパソコンを用いた)、そのデータをもとに"ふり"を次の4つのタイプに分類する新たな理論を提出した。(1)コミュニケーション行為としての"ふり"、(2)「動作による表象」としての“ふり"、(3)記号行為としての"ふり"、(3)象徴的行為としての“ふり"。これは筆者が昨年度提出していた「"ふり"の3つのタイプ」(1994)という理論を新たな分析データを基に修正したものである。これを「"ふり"の4つのレベル」(1996)という論文にまとめた。(4)自閉症児の療育に参加し、その遊びを観察し記録することによて、彼らの象徴能力・ふりの能力の特異性を明らかにする長期的縦断研究を継続して行った。また、自閉症児の"ふり"や象徴能力についてレヴュ-的研究を行い、それを論文「"ふり"と象徴能力;自閉症巡る諸問題」(1996)としてまとめた。
環境調和型の貴金属・レアメタルのリサイクル技術の開発

本研究では、これまで合金化・塩化処理等を貴金属やレアメタルのリサイクルに応用して、有害な廃液を出すことなくスクラップから白金族金属などのレアメタルを高い効率で抽出する新しいリサイクル技術の開発を行った。一例を挙げると、自動車用排ガス処理触媒中から白金族金属(白金、パラジウム、ロジウム)を短時間で効率良く選択的濃化、抽出することを目的とした合金化・塩化処理プロセスの開発に取り組んだ。2018年度は、それらの研究成果を論文化するための追試や熱力学的考察を進めるとともに、電気・電子部品からの貴金属回収プロセスに展開することを目的とした基礎研究を進めた。ニッケル基超合金からのレニウムのリサイクルに関する研究では、これまで溶融亜鉛を用いた濃縮法の開発を行った。2018年度は、溶融亜鉛との合金化反応を利用した超合金粉末の作製および得られた合金粉末からのレニウムの分離精製手法の開発を試みた。その結果、溶融亜鉛に超合金を浸漬後に、亜鉛を揮発分離し、得られた揮発残渣を粉砕することで、レニウム合金相とニッケル合金相の二つの異なる相で構成される超合金粉末を得ることに成功した。また、本手法で作製した超合金粉末と、工業的に汎用的に利用される水アトマイズ手法で作製された超合金粉末を塩酸浸出実験に供した結果、水アトマイズ手法で作製した粉末に比べて、本手法で作製した超合金粉末からは短時間かつ低濃度の塩酸水溶液でニッケルを浸出でき、浸出残渣としてレニウムを効率的に濃縮可能なことを明らかにした。今後ニッケル浸出の反応機構について調査を続けていく。さらに、チタンスクラップの再利用を目的として、塩化マグネシウムを利用したチタンの電解脱酸プロセス開発を進めその有効性を示した。また、強力な還元力を有する希土類金属を利用する新しいチタン脱酸法の開発にも着手し、チタンスクラップのアップグレードリサイクルの可能性を示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我が国は、金属資源のほぼ全量を輸入し、高い付加価値のハイテク製品を製造して輸出することによって、豊かな生活を維持している。このため、環境保全と資源戦略の両方の観点から、環境に調和しつつレアメタルを効率良くリサイクルする新技術の開発が極めて重要な課題となっている。本研究では、貴金属と活性金属を含む複合塩化物の合成法と物性の科学的な解明に基づき、有害な廃液を出すことなくスクラップから白金やロジウムを始めとする貴金属を高い効率で抽出する環境調和型の新しいリサイクル技術の開発を行う。また、開発した「有害な廃液が出ない新しいリサイクル手法」を、レニウムやレアアースといった産業上重要な他のレアメタルのリサイクル技術へと応用し、その有効性を実証する。合金化・塩化処理には、反応活性の極めて高い活性金属や塩化物との反応を利用する。そこで、初年度である平成26年度は、マグネシウム、カルシウム、亜鉛といった活性金属の蒸気や溶体を用いた合金化処理を行うための各種インフラと装置、および塩化銅や四塩化チタンといった高揮発性金属塩化物による塩化処理が可能な各種インフラと装置の立ち上げを行った。さらに、白金について、合金化・塩化処理プロセスの確立を目指した基礎研究を実施した。例えば、マグネシウムの蒸気との反応によって合金化した後、適切な条件で塩化銅の熱分解化反応を利用して塩化処理を行えば、酸化剤を含まない塩酸や塩水によって白金を浸出できることが確かめられた。当初の計画通り、基本的な実験設備・インフラの立ち上げが完了した。また、白金を易溶化するための合金化・塩化処理プロセスについて、基礎的な知見を得ることができた。以上より、本研究は順調に進展していると判断される。平成27年度は、昨年度に引き続き、白金についてより効率的な合金化・塩化処理プロセスの探索を行った。水溶液中への溶解特性の評価に加え、雰囲気制御型のX線回折装置を使用して構造の評価も行った。また、白金族金属の中でも特に酸への溶解性の低いロジウムとイリジウムについても、合金化・塩化処理によって、酸化剤を含まない塩酸に溶解可能な状態に変換できるか調査した。マグネシウム蒸気を用いた合金化処理後に、適切な条件で塩化銅を用いた塩化処理を行えば、ロジウムとイリジウムの溶解性も向上することが確かめられた。ただし、同条件での処理した白金と比べると溶解性の向上は不十分であった。さらに、展開研究として、活性金属との合金化を利用したレニウムのリサイクル技術の開発も実施した。本年度の取り組みによって、亜鉛との合金化を利用すれば、廃液を出すことなくニッケル基超合金からレニウムを効率良く分離濃縮できる可能性が示された。当初の計画通り、ロジウムやイリジウムについても、適切な合金化・塩化処理プロセスについて、基礎的な知見を得ることができた。

ただし、同一条件で処理した場合の白金、ロジウム、イリジウムの間の溶解特性の差の要因については解明できておらず、今後更なる調査が必要である。本年度は、貴金属以外のレアメタルへの技術展開として、レニウムを取り上げ、新たな環境調和型リサイクルプロセスを実現できる可能性を示すことができた。以上の成果より、研究は順調に進捗していると判断される。我が国は、金属資源のほぼ全量を輸入し、高い付加価値のハイテク製品を製造して輸出することによって、豊かな生活を維持している。このため、環境保全と資源戦略の両方の観点から、環境に調和しつつレアメタルを効率良くリサイクルする新技術の開発が極めて重要な課題となっている。本研究では、貴金属と活性金属を含む複合塩化物の合成法と物性の科学的な解明に基づき、有害な廃液を出すことなくスクラップから白金やロジウムを始めとする貴金属を高い効率で抽出する環境調和型の新しいリサイクル技術の開発を行う。また、開発した「有害な廃液が出ない新しいリサイクル手法」を、レニウムやレアアースといった産業上重要な他のレアメタルのリサイクル技術へと応用し、その有効性を実証する。昨年度までの研究により、活性金属蒸気を用いた合金化処理後に適切な条件で塩化処理を行うことで、スクラップ中の白金やロジウム、イリジウムなどの白金族金属の酸溶解性を向上できることを明らかにした。また、活性金属との合金化を利用すれば、廃液を出すことなくニッケル基超合金からレニウムを効率良く分離濃縮するプロセスを確立できることを見出した。平成28年度は、昨年度まで行ってきた合金化・塩化処理によりルテニウムを回収するプロセスについて調査するとともに、溶融亜鉛を抽出媒体(コレクターメタル)として用いる、レニウムの新しいリサイクル技術の開発を進めた。特に実操業プロセスを想定し、反応容器の形状をるつぼ型、サイフォン型などと変更することで、反応の高効率化および収率の向上を行った。昨年度までに、スクラップ中の白金族金属の酸溶解性向上のため、白金族金属と活性金属との合金化および塩化処理技術を開発し、本技術を用いることで白金やロジウム、イリジウムなどの白金族金属の酸溶解性が向上することが実験的に実証された。また、活性金属を用いたレニウムの新しい環境調和型リサイクルプロセスの可能性を検討した。本年度は、昨年度まで行ってきた合金化・塩化処理の有用性をルテニウムについて調査した。その結果、マグネシウム蒸気を用いた合金化処理後に、適切な条件で塩化銅を用いた塩化処理を行えば、ルテニウムについても酸溶解性を向上できることを明らかにした。また、処理条件によっては、酸化剤を含まない塩化ナトリウム水溶液を用いても溶解できることを発見し、開発した新手法が白金に限らず、多くの白金族金属に対して有用であることを実証した。さらに、溶融亜鉛などの活性金属を内部で還流させる装置および反応系を自作し、活性金属を用いたレニウムのリサイクル手法が実プロセスにおいて実現可能であることを明らかにするとともに、反応の高効率化および収率の向上を行った。なお、本研究は国内外で高く評価されており、現在までに研究代表者の岡部徹は以下の賞を受賞した。
遺伝子改変マウスを用いたヒスタミンの新規生理作用の発見と病態モデル作成への応用

1)私たちはHDC遺伝子ノックアウトマウスの製作を手がけ,マウスを完成している.このマウスは全身のヒスタミンを欠如し,ヒスタミン欠如モデルとして有用である.2)現在,表現型を解析中であり,行動,アレルギー反応,炎症反応などに興味深い現象が見つかってきている.3)例えば,ノックアウトマウスでは皮膚の即時型アレルギー反応において,エバンスブルーという色素を前処置していた所,ワイルドタイプにみられる漏出反応が全く見られなくなる.さらに,ヒスタミンを外側から食餌性に補充したマウスにおいて,消失していた漏出反応が再現された.このことから,即時型アレルギー反応における血管漏出反応は,ヒスタミンによってコントロールされている事が判明した.4)全身性アナフィラキシー反応などに大きく抑制がかかる。5)昼夜の運動量もヒスタミンによってコントロールされていることが判明した.6)また,感染に対する態度もノックアウトとワイルドタイプに差がみられ,現在,投稿論文を準備中である.7)発がんや浸潤・転移にも異常がおこる可能性が高いので,現在このプロジェクトも実行中である.具体的には,紫外線照射による発がん態度や,培養がん細胞の接種による浸潤・転移を解析中である.8)さらに,ヒスタミンを逆に高発現すべく,トランスジェニックマウスも用意している.今後,これらのマウスを使い全身的なヒスタミンの機能を明らかにしていくつもりである.1)私たちはHDC遺伝子ノックアウトマウスの製作を手がけ,マウスを完成している.このマウスは全身のヒスタミンを欠如し,ヒスタミン欠如モデルとして有用である.2)現在,表現型を解析中であり,行動,アレルギー反応,炎症反応などに興味深い現象が見つかってきている.3)例えば,ノックアウトマウスでは皮膚の即時型アレルギー反応において,エバンスブルーという色素を前処置していた所,ワイルドタイプにみられる漏出反応が全く見られなくなる.さらに,ヒスタミンを外側から食餌性に補充したマウスにおいて,消失していた漏出反応が再現された.このことから,即時型アレルギー反応における血管漏出反応は,ヒスタミンによってコントロールされている事が判明した.4)全身性アナフィラキシー反応などに大きく抑制がかかる。5)昼夜の運動量もヒスタミンによってコントロールされていることが判明した.6)また,感染に対する態度もノックアウトとワイルドタイプに差がみられ,現在,投稿論文を準備中である.7)発がんや浸潤・転移にも異常がおこる可能性が高いので,現在このプロジェクトも実行中である.具体的には,紫外線照射による発がん態度や,培養がん細胞の接種による浸潤・転移を解析中である.8)さらに,ヒスタミンを逆に高発現すべく,トランスジェニックマウスも用意している.今後,これらのマウスを使い全身的なヒスタミンの機能を明らかにしていくつもりである.ヒスタミン合成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子のノックアウトマウスは体内にヒスタミンを欠如するため,ヒスタミン欠如マウスとして使用できることが判明した.このマウスを使い,現在までの所以下のようなことが分かった.1)このマウスをcompACTという行動を経時的に測定する機械にいれて動きをモニターしたところ夜の行動量が減少し,日中の行動量が増加した.更に食餌中に含まれるヒスタミンの量を調節する事によって,体内でのヒスタミン量も調節する事ができる事が判明した.この系を使って食餌中のヒスタミン量を増して,体内でのヒスタミンを上昇させると,夜間の行動量の減少が改善される事が判明した.このことは,ヒスタミンが夜間の行動量に決定的に重要である事を示している.2)このマウスは眼電位図に変化があり,アマタリン細胞での神経伝達に異常があることが示唆された.実際HDC蛋白の抗体をつかって,網膜を染色してみるとアマタリン細胞のみが強く染色されてきた.これによってOP waveの異常はアマタリン細胞からのヒスタミン放出が影響することが示唆された.現在までのところ,マウスの視覚の伝達機構にヒスタミンが関与するという報告は無く,新しい研究が展開していく可能性が高い.3)皮膚にBSA(bovine senurm albumin)で起こしたアレルギー反応がノックアウトマウスでは強く抑えられる事が分かった.さらに,この反応の場にヒスタミンを加える事によって,野生型で起きている反応を再現できたためやはりこの反応抑制もヒスタミンによる事が明らかになった.この事は皮膚におけるアレルギー反応にヒスタミンが絶対的に重要な働きをしている事を示唆している.現在さらに,新たな表現系を探索していると共に,ヒスタミンを高発現させるべくHDCトランスジェニックマウスも作製した所である.1)私たちはHDC遺伝子ノックアウトマウスの製作を手がけ、マウスを完成している.このマウスは全身のヒスタミンを欠如し,ヒスタミン欠如モデルとして有用である.2)現在,表現型を解析中であり,行動,アレルギー反応,炎症反応などに興味深い現象が見つかってきている.3)例えば,ノックアウトマウスでは皮膚の即時型アレルギー反応において,エバンスブルーという色素を前処置していた所,ワイルドタイプにみられる漏出反応がまったく見られなくなる.さらに,ヒスタミンを外側から食餌性に補充したマウスにおいて,消失していた漏出反応が再現された.このことから,即時型アレルギー反応における血管漏出反応は,ヒスタミンによってコントロールされている事が判明した.4)全身性のアナフィラキシー反応などに大きく抑制がかかる.5)昼夜の運動量もヒスタミンによってコントロールされていることが判明した.6)また,感染に対する態度もノックアウトとワイルドタイプに差がみられ,現在,投稿論文を準備中である.

7)発がんや浸潤・転移にも異常がおこる可能性が高いことが判明した.具体的には,紫外線照射による発がん態度や,培養がん細胞の接種による浸潤・転移が深く関係していることが判明した.
熱圏直接観測による中規模大気重力波と電離圏プラズマバブルの発生関係の検証

本研究は、GOCE衛星による電離圏F層下部の大気重力波、密度、風速の直接観測と、電離圏赤道プラズマバブルの衛星・地上観測と、高精細EPBモデルを併用して、大気重力波のプラズマバブル励起源としての役割を詳細に解明するを目的としている。今年度はデータ解析を行い、研究打ち合わせと研究発表を中心にプロジェクトをすすめた。研究業績は以下ようにまとめた。1データ解析について。プラズマバブル(EPB)内を通過するGPS信号に強いシンチレーションが生じるため、シンチレーションを観測することによりプラズマバブルの発生をモニターすることができる。ゆえにシンチレーションのS4指数はEPBの良い指標である。本研究はCOSMIC衛星群観測から得られたS4指数を用いて、GOCE衛星ミッションの2009-2013年の期間中、全球におけるEPBの発生頻度と季節変化を調べた。これらの結果は、先行研究に一致した。また、これらの特徴とGOCE衛星からの熱圏背景風速と大気重力波との関連性を統計解析したところ、鮮明な関連性を見つけなかった。よって、熱圏背景風速と大気重力波は大き時には、プラズマバブルの発生率必ずしも高くないことを示している。また、プラズマバブルとプラズマブロブの同時観測の事例を解析し、プラズマブロブの発生機構を調べた。以上の通り解析が進んでいることから、プロジェクトの進展は順調と判断する。今年度はモデルシミュレーションを行い、大気重力波の役割を詳しく調べる本研究は、GOCE衛星による電離圏F層下部の大気重力波、密度、風速の直接観測と、電離圏赤道プラズマバブルの衛星・地上観測と、高精細EPBモデルを併用して、大気重力波のプラズマバブル励起源としての役割を詳細に解明するを目的としている。今年度はモデルシミュレーションを行い、大気重力波の役割を詳しく調べる
原子核の構造関数とスケーリング

1.核子の模型構造関数(1)バッグ模型及び色誘電体模型を用いて、核子のスピン依存構造関数を計算し、クォークの波動関数に対する依存性を調べた。とくに、g_2構造関数についてはtwist-2及び-3部分の分離を行い、後者についてはより模型依存性が大きいことを明らかにした。(2)クォーク模型による構造関数を高エネルギー領域で得られている実験と比較するため、QCDの摂動論的な発展方程式を解いた。この結果、模型による構造関数は実験に比べより狭いx-分布を与えることがわかった。一方模型依存性は高エネルギーでも残ることが示された。(3)構造関数のsinglet部分のQCD発展や、スピン依存構造関数の計算を完全にするために、バッグ模型の枠内でグルーオン分布を計算した。クォークの放射するグルーオン場から、非常にソフトなグルーオン分布が得られることを示した。2.原子核の構造関数核子間の短距離相関を取り入れたスペクトル関数を用いて、重陽子及びヘリウム4原子核の構造関数を求めた。この結果、次のような点が示された。(1)Bjorken変数x<1の領域では、EMC効果に見られる比F_2^A(x)/F_2^N(x)が実験値をよく再現する。(2)核子間相関が重要となるx>1の領域では、上記の比はスペクトル関数の詳細にい強く依存する。とくに、x=1の近傍では、残留核の状態による寄与がそれぞれ特徴的な振舞いを示す。また、核物質におけるパイ-中間子の分布関数を計算し、局所密度近似及び畳み込み模型で、小さいxの領域での構造関数を求め、実験と比較した。3.QCD和則を用いた構造関数のモーメントの計算を開始し、まずパイ中間子に対する計算を行って、実験値とだいたい合う結果を得た。本年度は特に核子の模型に基づく構造関数の計算を中心的に行ない、また原子核の構造関数計算のための準備、さらに構造関数の別の計算方法の検討を行なった。核子の模型としては、バッグ模型および色誘電体模型を用い、通常の構造関数と共にスピン依存構造関数g_1とg_2を計算した。これらは核子のスピン分布を表しており、前者はSLAC及びCERNにおける実験がある。一方後者の測定は現在提案中であり、とくに高次-twist成分が調べられると期待される。上の計算ではこの高次-twist成分を分離し、その模型依存性を調べた。その結果1.高次-twist成分を分離することによりg_2構造関数の模型依存性が強くなる。2.バッグ模型に比べ、色誘電体模型は構成子クォーク模型により近い予言を与える。ことがわかった。この構造関数はしかし低い運動量(Q^2)でのものであり、将来の実験と比較するためには発展方程式を解く必要がある。これは高次-twistを含む場合に問題があり、現在検討中である。スピンを含まない構造関数も特徴は上記と同様であり、(valence)クォーク分布のピーク、幅はクォークのフェルミ運動から予想されるものとなる。このような有効模型と全く異なる立場からの構造関数の計算法としてQCD和則を用いる方法がある。本年はこの方法の検討も行ない、まずπ中間子の構造関数の二次モーメントの計算を行なった。原子核への拡張としては少数系の構造関数を求めるための定式化を進めている。同時にスピン依存構造関数の計算を行なうため、スピン1の粒子の偏極量の特徴を調べ、重陽子の散乱現象に適用した。1.核子の模型構造関数前年度に行なったクォーク模型に基づく核子の構造関数の研究をいくつかの面で発展させた。

(1)クォーク模型による構造関数は、そのままで高エネルギー実験で得られる構造関数と比較はできない。これは、運動量移行Q^2とともに構造関数に寄与するパートン分布が変化するためである。実験との比較を行なう方法として、模型構造関数のQ^2依存性が通常のQCD発展方程式に従うと仮定し、この微積分方程式を解いて高運動量移行領域の構造関数を求めた。(2)上記の計算で求められるのは構造関数のうちグルーオンと結合しない部分のみである。上記の発展方程式の妥当性を仮定すると、模型計算の段階でもグルーオンの寄与が必要であることが示される。このため、バッグ模型の枠内で、クォークが放射するグルーオン場を求め、分布関数を計算した。2.原子核の構造関数核子間の短距離相関を取り入れたスペクトル関数を用いて、重陽子及びヘリウム4原子核の構造関数を求めた。この際、核子の構造関数としては、実験値を再現するような経験的模型を用いた。この結果、次のような点が示された。(1)Bjorken変数x<1の領域では、EMC効果に見られる比F_2^A(x)/F_2^N(x)が実験値をよく再現する。(2)核子間相関が重要となるx>1の領域では、上記の比はスペクトル関数の詳細に強く依存する。とくに、x=1の近傍では、残留核の状態による寄与がそれぞれ特徴的な振舞いを示す。3.以上の他、QCD和則を用いた構造関数のモーメントの計算を開始し、まず中間子に対する計算を行なって、実験値とだいたい合う結果を得た。
高校における写真教育のガイドラインの開発

フィールドワーク調査対象としている全国高等学校総合文化祭2018長野大会の顧問教諭対象の講演会(顧問会議)にて、「写真を通して高校生に伝えたいこと各県の活動事例をもとに」と題し、作成中のガイドラインに基づいて、高校写真のあり方、生徒ののばし方等についての提言を発表した。本研究は学会等で発表するよりも現場の先生方に伝えたいものであるため、全国の代表校が集まる総文祭にて講演できたのはよかった。各県の代表である先生方510人が地元に持ち帰り、他校へあるいは生徒へと反映してくれることを願う。また、写真甲子園でのフィールド調査では、その前年度にみられた、無理にでも初出場校を増やし分母を増やそうとしているかのような審査は無くなり、本来の状況に戻ったことが判明した。そのため、過半数の強豪校のなかで、初めてに近い出場校の生徒たちが、審査ステージがあがるたびに右肩上がりでめきめきと上手くなるのが見て取れた。同年代の子のすごさを身近に感じることで、自分もそうなりたいという粘り強さが学習され、手本となる作品に触れ、その刺激を自分たちなりに咀嚼し、自らの解釈で撮影する姿はなんとも頼もしかった。一方、課程教育としての調査対象である埼玉県立芸術総合高等学校では、2019年度からの映像専攻の写真の募集を無くした。写真単体の学びではなく、動画の中の一部として多少写真も撮る程度になるようである。背景には、専門の教員の手配とその人件費、高校側の担当教員(いずれも専門科目とは異なる)の確保が難しいということらしい。全国に先駆けて始めた専門的な写真の教育を閉じることになるのは残念であるが、やはり運営的な難しさが浮かび上がった結果である。今後は、高大接続に向けて実現が可能なのかどうかも含めて、他県がどうなるのかについても調査していく。2018年度は新規の写真教育カリキュラムをもつ高校での調査及び大阪の成城高校でのメディア芸術への教育の拡大についても追加調査を行う計画であったが、2018年2月から両親の介護が始まり、平日は大学での勤務、土日は介護という生活になり時間がとれなくなったため。そのため、研究以外の業務でなかなか時間がとれないなかでやや遅れていた調査研究が一層進まなくなってしまった。また、調査対象の課程教育写真の授業は平日に行われているにもかかわらず、大学の授業回数の完全確保が厳格化されたために平日は休講しにくいため、調査にもますます出かけられなくなってしまったため。課程教育写真のある高校は、大学の授業がない8月・9月には休みであったり、試験で授業が無かったりであったり、さらに2月・3月は授業がまとめや終わりになっているため、写真の授業を運営している様子を調査することが難しい。研究の延長を認めていただけたので、なんとしても2019年度中に課程教育写真を行っている大阪の成城高等学校でのメディア芸術教育を調査してサンプル数を増やし、部活動写真との差異をより明確にし、ガイドラインの作成につなげたい。また、全国高等学校総合文化祭と写真甲子園などの大きな大会や各県の大会についても可能な限りフィールド調査し、研究当初との違いなどについても比較検討し、ガイドラインの方向性を見極めたい。さらに平成30年にスポーツ庁から発表された「運動部活動の在り方に関する総合的なガイドライン」を受けて、今年から各県で運動部と文化部を対象とした部活動全体の方針が打ち出されたが、活動のあり方について見直された結果がどうなっていくかの見通しと可能性についても見極め、次の研究につなげていきたい。高校教育課程に取り入れられた「写真」教育の現状調査として、埼玉県立芸術総合高等学校映像芸術科での2年生の授業「写真1」を調査した。写真専攻では、カメラの扱い、写真の技術的な調整方法、展示方法など写真への理解度を高めることを段階をおって行っている。2年生で学んだことを通して3年生で制作する卒業制作作品を決めるのだが、これは大学で学ぶ写真へもつながる。この高校から写真を学ぶ大学へ進学する生徒もいるのだが、うまくつなげられれば「高大接続」へ向けての一歩となる。ここでの年間カリキュラムは、生徒の興味、技術的向上、表現への意識深化などの過程を巧く捉えていて興味深い。本研究のガイドラインを考案する上で非常に重要な意義を持っていると考えられる。一方、写真部活動で積極的に活動している高校の「写真のまなび実践」の調査として、大きな写真の大会である全国高等学校総合文化祭、写真甲子園、高校生写真サミットでフィールドワーク調査し、高校生たちの作品から最近の活動傾向や表現指向について調査した。これによって、高校生の写真的興味の具合、全国のどういった学校で活動が盛んなのかが見えてきた。県として写真部間の強い絆と活動力をもつところもあり、そうした所は全県単位で調査すべきという方向性も見つけられた。中でも新潟県は特筆すべきものがあり、県展にみるレベルの高さには目をみはるものがある。長年の顧問教諭の努力を現地で聞き取り調査を行ったが、一校だけではなく県をあげての活動に教育意図が込められているようであった。さらに調査を深めたい。また、写真部強豪校である沖縄県立浦添工業高校での調査では、顧問教諭の指導方法や生徒との関係性など聞き取り調査を行い、さらに生徒からも作品制作についての活動や写真への思いなどを聞きとり調査した。これらからガイドラインに必要なポイントでもある写真部活動に重要な教諭の情熱が見えてきた。

対象となる高校を調査取材するにあたり、先方の活動をしっかり調査するにはやはり長期休暇などではなく平常時であり、そのためには本務である大学での授業を休講にせねばならず、補講日数の確保など困難を極めたため昨年度は高校別調査が不足している。長期休暇中に開催日がある全国高等学校総合文化祭、写真甲子園、高校生写真サミットなどの大きな大会での調査は実行できているので、本年度も継続する。また、強豪高校の顧問教諭への聞き取り調査は土日を利用して少しずつおこなっているが、本年度の校務状況からは昨年度のようにできるか不安である。しかしながら、できるだけ微細な時間をみつけて実行し、ガイドラインに必要な教育意図、目標等の参考意見を聞き取り調査していきたい。また、以前より危惧していた、顧問教諭の転勤にともないその学校の写真部が隆盛衰微することがここ2,3年で顕著になってきた。そのため過去に強豪校であった高校が衰退し、新たな学校が進出してくるといった写真部強豪の全国分布図が変化してきている。そのため研究計画段階で対象としていた調査対象高校にも変更が出てきそうである。そうした動向調査も併せて行わなくてはならない。昨年に引き続き、埼玉県立芸術総合高等学校映像芸術科での2年生の授業「写真1」での調査をおこなった。担当補助の教員が写真コース2年目ということもあり、課題数を増やし常に写真に関わっているようにしていた1年間であった。中でも中原中也の詩をイメージした作品集はおもしろい。写真だけでなく「ことば」とのコラボレーションは、感性の別の部分が刺激されるのか、普段制作しているような作品とは異なる新たな表現が見てとれた。一方、制作した作品に必ずプレゼン&講評という繰り返しのアクティブラーニングをおこなってもおり、それが作品として現出させる意味、「何を」伝えたいのか、「誰に」?ということを明確に考えさせていた。学年最後の作品のプレゼンテーション時には春とは明らかに向上した姿勢があり、成果がはっきりと出ていた。こうした教育方法も是非ガイドラインのなかにも取り入れるべきだということがわかった。写真部活動で積極的に活動している高校の「写真のまなび実践」の調査として、全国高等学校総合文化祭、写真甲子園、高校生写真サミットなどでのフィールドワークといくつかの県の高文連写真専門部での調査をおこなった。高校生たちの最近の作品の傾向は少しおとなしくなってきている。数年前の写真部活動が全盛に向かう途中段階では、もう少し闊達な表現が目立っていたように思う。巧いのだが、高校生らしいアンバランスさがないため、大人しく感じるのかもしれない。その原因も次年度のなかで調査検討していきたい。調査した県のうち、群馬県の写真部の活動がさらなる飛躍をしており、表現も2,3年前に比し格段にあがっている。もとより写真部が強い県ではあったが、県展での審査に外部審査員を入れ、併せて顧問教員も一緒に審査に加わることで、作品を観る眼が養われたため、上位に上がる作品のレベル向上がめざましい。こうした結果も重要なポイントとして継続調査する。職場における研究のためのフィールドワークへの理解が低いため。研究対象は高校であり高校生なのであるが、大学の教員がそこを教育的観点から研究するということに疑問をもたれてしまっている。これでは何も研究できない。
コネクティビティ解析による統合失調症の意思決定プロセスと症状の神経基盤の解明

本研究では、統合失調症における意思決定プロセスの異常と症状の神経基盤を、コネクティビティ(線維連絡)の異常の観点から解明することを目的とした。まず統合失調症において全脳の平均皮質厚の減少と、全脳白質の統合性の低下との間に相関があることを示した。次に意思決定に関わる眼窩前頭皮質と視床を結ぶ経路において、統合失調症で皮質の比薄化と白質統合性の低下が密接に関連していることを明らかにした。また統合失調症における灰白質異常と主観的quality of lifeとの関連を明らかにした。本研究では、1)統合失調症の構造的・機能的コネクティビティ異常の解析、2)統合失調症の意思決定プロセスの異常の解明、3)コネクティビティ異常、意思決定プロセスの異常、症状・行動・QOLの3つの階層相互における相関の解明の3項目について明らかにすることを目的とした。平成24年度は前年度に引き続き、被験者のリクルート、構造MRI・拡散テンソル画像(DTI)・安静時機能的MRIの撮像、および意思決定課題の施行を行い、データベースの拡充に努めた。構造MRI・DTIデータを用いた構造的コネクティビティ解析では、まずDTIの全脳的解析手法であるTBSSと灰白質厚を全脳で測定するsurface-based approachを用いて、統合失調症群において全脳のDTI指標の異常と、皮質全体の菲薄化との間に相関があることを示した(Sasamoto et al, Schizophrenia Bulletin, in press)。次に局所の白質線維の異常を検討するトラクトグラフィ用いて、統合失調症において、視床から眼窩前頭皮質に投射する線維におけるDTI指標の低下が、その投射先である眼窩前頭皮質の厚さの減少と正の相関を示していることを発見した(Kubota et al, JAMAPsychiatry 201370:12-21)。これらの研究により、統合失調症の病態を、全脳レベルおよび局所のネットワークレベルにおける構造的コネクティビティ異常として明らかにすることが出来た。本研究では、統合失調症を神経ネットワークにおけるコネクティビティの障害としてとらえ、1)統合失調症の構造的・機能的コネクティビティ異常の解析、2)統合失調症の意思決定プロセスの異常の解明、3)コネクティビティ異常、意思決定プロセスの異常、症状・行動の3つの階層相互における相関の解明、の3つを目標とした。まず拡散テンソル画像(DTI)の全脳的解析手法であるTBSSと、灰白質厚を全脳で測定するsurface-based approachを用いて、統合失調症群において全脳のDTI指標の異常と、皮質全体の菲薄化との間に相関があることを示した(Sasamoto et al, 2014)。次に統合失調症における視床ー皮質経路の異常について検討し、視床から意思決定に関わる眼窩前頭皮質に投射する線維におけるDTI指標の低下が、その投射先である眼窩前頭皮質の厚さの減少と正の相関を示していることを発見した。(Kubota et al, 2013)。これらの研究により、統合失調症の病態を、全脳レべルおよび局所のネットワークレべルにおける構造的コネクティビティ異常として明らかにすることが出来た。次に、構造MRIに対するVoxel-based morphometryの手法を用いて、特定の脳領域の灰白質体積、症状の重症度、そして主観的QOLとの間の階層的な相関関係を明らかにした(Ubukata et al, 2013)。平成25年度は被験者のリクルートを継続して行い、データベースを拡充した。このデータベースからDTIと共感性尺度を用いて、統合失調症における社会的意思決定の異常が白質線維の異常と相関していることを明らかにした(Fujino et al, in press)。また統合失調症における認知的完結欲求と安静時脳活動との相関を明らかにした(磯部昌憲ら、第9回日本統合失調症学会)。本研究では、統合失調症における意思決定プロセスの異常の神経基盤を、connectivity異常の観点から解明することを目的とした。具体的には、1)統合失調症の構造的・機能的connectivity異常の解析、2)統合失調症の意思決定プロセスの異常の解明、3)connectivity異常、意思決定プロセスの異常、症状・行動の3つの階層相互における相関の解明の3項目について明らかにすることを目的とした。平成23年度は統合失調症患者、健常者のリクルート、構造MRI・拡散テンソル画像(DTI)・安静時機能的MRIの撮像、および神経経済学的課題および認知心理学的課題の施行を行い、データベースの充実に努めた。その中で比較的早い段階から使用可能となった構造MRI・DTIデータを用いて、構造的connectivity解析を行った。

まず統合失調症における灰白質病理と白質病理が脳全体として関連しているのかどうか、という問いに対して、DTIの全脳的解析手法であるTBSSと灰白質厚を全脳で測定するsurface-based approachを用いて、統合失調症群において全脳のDTI指標の異常と、皮質全体の菲薄化との間に相関があることを示した(Sasamoto et al, in preparation)。一方、トラクトグラフィを用いた局所の白質・灰白質病理の関連については、統合失調症における視床ー皮質経路の異常について検討し、視床から眼窩前頭皮質に投射する線維におけるDTI指標の低下が、その投射先である眼窩前頭皮質の厚さの減少と正の相関を示していることを発見した。(Kubota et al, in revision)。これらの研究により、統合失調症の病態を、全脳レベルおよび局所のネットワークレベルにおける統合失調症の構造的connectivity異常として明らかにすることが出来た。構造的コネクティビティ解析、および異なる階層間の相関の解析については、予定より早い段階で結果を示すことが出来た。安静時機能的fMRIを用いた機能的コネクティビティ解析については、十分なサンプル数がほぼ達成でき、現在精力的にデータ解析を進めている。意思決定課題については、健常被験者では問題なく施行可能であったものが、患者では課題の理解度に問題があり、課題を修正する必要があったため、解析に必要なサンプル数の達成にやや遅れが生じている。予定より進んでいる部分、やや遅れている部分があるが、全体としては概ね予定どおりの進行状況と考えられる。トラクトグラフィを用いた構造的コネクティビティ解析には多大な時間がかかるため、当初は平成24年度以降に着手する予定であったが、サンプル数が比較的スムーズに集まったことと、並列分散処理による画像解析が比較的速やかに行えたことで、平成23年度中に行うことが出来た点は、予定されていた以上に進展していると言える。一方、安静時機能的MRIの解析は平成23年度中に着手する予定であったが、集団解析の施行に当初予定していたよりも時間を要しており、現在施行中である。全体では概ね予定通りの進行状況と考えられる。安静時機能的MRIの集団解析により、統合失調症における機能的コネクティビティ異常を明らかにする。またそれによりコネクティビティの低下が示された灰白質領域間のトラクトグラフィを行い、機能的コネクティビティと構造的コネクティビティとの関連を検討する。また、意思決定課題の課題成績と相関する構造的・機能的コネクティビティ異常を、一般線型モデルを用いた全脳的相関解析で明らかにする。最終的に、機能的・構造的コネクティビティ異常、意思決定異常、症状・行動・QOLの3つの階層間の相関構造を明らかにする。安静時機能的MRIの集団解析を進め、これにより統合失調症における機能的connectivity異常を明らかにする。またそれによりconnectivityの低下が示された灰白質領域間のトラクトグラフィを行い、機能的connectivityの低下の構造的基盤を検討する。一方、意思決定課題の課題成績と相関する構造的・機能的connectivity異常を、一般線型モデルを用いた全脳的相関解析で明らかにする。
反射性眼球運動を用いるシナプス機能制御分子の生体でのはたらきの解析

生体分子が運動制御・運動学習において果たす役割を、神経回路レベルで検討するために、マウス反射性眼球運動計測と神経活動記録を行った。運動時の視野のブレを抑える反射である視運動性眼球運動と前庭動眼反射に注目した。これらの反射性眼球運動制御の神経回路は比較的単純であり、感覚入力・運動出力とそれらを仲介する神経細胞の活動を定量的に関係付けて解析することが可能である。また、これらの反射は状況に応じて反応の大きさ・タイミングが適応的に変化し、こうした適応現象は運動学習のモデルとされている。小脳は反射性眼球運動を仲介する脳幹の神経回路での情報伝達を制御し、適応にかかわる。こうしたことから、反射性眼球運動は、小脳で働く機能分子が、神経細胞活動制御においてどのような役割を担い、それが動物個体の運動制御や運動学習において、いかなる役割を果たすかを、解析するための優れたモデルシステムになると期待される。小脳のシナプス可塑性に必要で運動学習にも関与するイオン透過型グルタミン酸受容体δ2サブユニットと結合する蛋白質であるデルフィリン分子を欠損したミュータントマウスについて研究を行い、平行線維・プルキンエ細胞間シナプスで長期抑圧が起こりやすいが長期増強は野生型マウスと変わらないこと、視運動性眼球運動の適応はより早く起こるが前庭動眼反射の適応は野生型マウスと比較して亢進していないこと、が判明した。これらの結果から、デルフィリンマウスでは、長期抑圧が起こりやすくなったために、視運動性眼球運動の適応が促進したことが推測され、長期抑圧の運動学習への寄与が支持された。しかしながら、長期抑圧が起こりやすくなることの運動学習への影響は、課題依存的であることも明らかになった。生体分子が運動制御・学習において果たす役割を、神経回路レベルで検討するために、マウス反射性眼球運動計測と神経活動記録を行った。運動時の視野のプレを抑える反射である視運動性眼球運動に注目した。この反射性眼球運動制御の神経回路は比較的単純であり、感覚入力・運動出力とそれらを仲介する神経細胞の活動を定量的に関係付けて解析することが可能である。また、この反射は状況に応じて反応の大きさ・タイミングが適応的に変化し、この適応現象は運動学習のモデルとされている。小脳は反射性眼球運動を仲介する脳幹の神経回路での情報伝達を制御し、適応にもかかわる。こうしたことから、視運動性眼球運動は、小脳で働く機能分子が、神経細胞活動制御においてどのような役割を担い、それが個体の運動制御や学習においていかなる役割を果たすかを、解析するための優れたモデルシステムになると期待される。小脳のシナプス可塑性に必要で運動学習にも関与するイオン透過型グルタミン酸受容体δ2サブユニットを欠損したミュータントマウスでは、視運動性眼球運動のタイミング遅れが認められた。そこで、視運動性眼球運動時に小脳内のプルキンエ細胞活動を記録・解析した。プルキンエ細胞は、平行線維および登上線維から興奮性入力を受け、各々の入力は異なる型の活動電位(単純スパイクと複雑スパイク)の発火を制御する。δ2サブユニット欠損マウスでは複雑スパイクの発火頻度が野生型マウスより数倍高く、そのためにプルキンエ細胞出力(単純スパイクと複雑スパイクの和)のタイミングが遅れ、それが反射のタイミング遅れと関係していた。δ2サブユニットと結合する蛋白質であるデルフィリン分子を欠損したミュータントマウスについても研究を行い、平行線維・プルキンエ細胞間シナプスで長期抑圧が起こりやすいこと、視運動性眼球運動の適応がより早く起こることを見出した。
物理的刺激による発生・細織形態制御機構

腎臓尿細管細胞に存在する一次繊毛は尿細管内部の尿の流れを効率的に感受し、その機械的刺激(水流刺激)に応じた一次繊毛からのカルシウムイオン流入が細胞内シグナル経路を駆動すると想定されている。Inv遺伝子は近年ヒトNephronophthisis (NPHP) type 2の原因遺伝子であることが判明した。inv蛋白質も一次繊毛に局在する。本研究では、1)invマウスの尿細管細胞の水流に対する応答性に異常が存在するか否かを検討した。2)invマウスにC末端を欠如したトランスジーン(invΔ)を導入したinvΔマウスの嚢胞腎における遺伝子発現、細胞増殖、アポプトーシスに関して検討を加えた。1.invマウスの尿細管細胞の水流に対する応答性マウス腎臓尿細管細胞:正常マウスおよびinvマウスより尿細管を単離し、一晩培養後レクチンカラムにてそれぞれの尿細管細胞分画を回収した。水流負荷に対する繊毛の曲がり、および負荷中止時の繊毛の戻り、水流負荷によるカルシウム流入に関して検討したが、コントロールとinvマウスとの間に差を認めなかった。2.嚢胞腎形成・進行で発現変化をする遺伝子の特徴遺伝子の発現増加群は、コントロールでは発生・成長に伴い遺伝子発現が減少しているのに対して、嚢胞腎では減少の程度を少なく、見かけ上発現増加となっている群、コントロール群では発生・成長に伴う発現の変化は著しくないが、嚢胞腎では発現増加が見られる遺伝子群の2群に分類された。Apoptosisは3週令invΔマウスの腎臓において亢進が見られた。BrdUの取り込みは1週令・3週令で検討したところ、3週令invΔマウスの嚢胞腎において有意に取り込みが増強していた。以上より、この結果は、Inv遺伝子は発生で減少すべき遺伝子の発現抑制、もしくは分化状態の維持に関与すると考えられた。本年度の日標として、腎臓尿細管細胞への水流刺激によるカルシウム流入の有無の検討をまず行った。そのために、野生型およびinvマウスの腎臓尿細管細胞の不死化株を用いた。野生型腎臓尿細管株が培養後約3日日には繊毛を有するようになっていることを確認後、FCS2 cell culture chamberを用いて、培養細胞に水流負荷をかけた。水流負荷は0.72.0 dyne/cm2といった極小の負荷をおこなった。Fura2によるカルシウム取り込みは340nm/380nmの吸光度の比で測定している。野生型腎尿細管細胞へ水流負荷開始後、緩やかなカルシウム流入が観察されたが、ピークに達するまで約5秒必要とした。また、水流負荷停止後、カルシウム流入は低下した。水流停止後のカルシウム濃度の低下は素早く起きるのではなく、水流負荷停止から50から200秒ほどかけて緩やかに低下していることが観察された。また、invマウス由来腎臓尿細管株に対しても水流負荷を行ったが、カルシウム流入は野生型に比して少なくまた持続性がなかった。そこで、野生型とinvマウスの腎臓尿細管細胞の水流負荷に対する応答を初代培養株においても見られるかどうかを検討した。また、この水流刺激に対する応答が尿細管部位により異なるかどうかを知るためLotusおよびDBAレクチン染色により尿細管の部位を同定して、水流負荷を加えた。結果は不死化樹立細胞とは異なり、invマウス由来の腎臓尿細智細胞も水流刺激に対して野生型マウス由来細胞と同様にカルシウム流入が観察された。また、尿細管部位による反応性に差が存在するかどうかを調べたが、顕著な差異は認められなかった。