hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい保育政策下におけるローカルな子育て支援のニーズと育児資源の地理学的評価

本研究は,政府の新しい子育て支援策の影響について,地理学的視点と方法を用いて検討を加えた結果,次の点が明らかになった.(1)保育・子育て支援へのニーズには地域差があり,大都市では保育サービスの量的不足が顕著にみられるが,保育所待機児童が発生していない地方都市でも,別の種類の育児支援へのニーズが存在する.(2)政府が新制度を導入して以降,各自治体の保育サービス供給は増えたものの,待機児童数は大幅に減った事例ある一方で,逆に増えたところもある.(3)子育て支援事業の効果を評価するために,ローカルな保育サービス需給ギャップの視覚化方法を開発し,いくつかの自治体に適用し,その有効性を確認した.本研究は、平成27年度に政府が導入した「子ども・子育て支援新制度」が、地域の子育てに与える影響について、地理学的観点から明らかにするこをを目的とする。平成27年度は、以下の2つのサブテーマについて研究を行った。(1)ニーズ調査結果の収集と地域間比較子育て支援新制度の導入に向けて内閣府の指導の下で自治体が実施したニーズ調査について、インターネット等で公開された報告書を収集した。収集した情報は、研究分担者と共同で分析を行い、報告書に共通する主要な調査項目を抽出してアンケート結果をデータベース化する作業を進めている。(2)自治体内の子育て支援のニーズと育児資源の総合的把握自治体内の子育て支援のニーズと資源を総合的に評価するために、大都市中心部として東京都区部(杉並区,荒川区),大都市郊外の多摩市と横浜市,広域中心都市として広島市,地方都市として大分市,中山間地域の合併自治体の事例として石川県白山市,および地方圏では例外的に保育所待機児童が多い沖縄県那覇市と石垣市について資料収集を行った。インターネットを活用した自治体の情報公開が進んだため、現地調査の前にある程度の行政資料を入手できるようになり、調査も効率的に進めることができた。ただし、育児資源の総合的把握には事業者や利用者を含めた現地調査が必要なため、対象地域をさらに絞り込んで調査する必要がある。2016年度は,前年度に引き続き,いくつかの自治体で保育サービスへのニーズ調査結果の収集と地域間比較を行うとともに,(1)自治体内の子育て支援のニーズと育児資源の総合的把握,(2)子育て支援事業計画の分析と評価について研究を行った.(1)については,東京都,広島県,大分県,沖縄県の市町村を対象に,役所や子育て支援施設を訪問して聞き取り調査を行い,各自治体の子育て支援に対する需要と供給の地域内でのバランスを分析した.また,協力が得られた子育て支援施設に対しては,利用者へのアンケート調査を依頼し,回収して分析を行った.また,個人や民間企業,NPOなどのボランタリー組織が運営する認可外保育施設や幼児教育施設にも調査を行い,子育て支援の担い手からみた地域的特徴を検討した.(3)については,事例地域における子育て支援新制度のもとでの事業計画の資料を収集するとともに,計画の進捗状況について聞き取り調査を行った.そこで得られた情報についての詳しい分析は,次年度に継続して行う予定である.これらの研究成果の一部は,北京で開催された国際地理学会議(IGC)や国内学会で報告を行った.2016年度は研究代表者が在外研究のため日本に不在の期間があり,研究分担者の1人も公務が多忙だったため計画通りの調査ができなかった.そのため,全体的にやや遅れ気味であるが,次年度で挽回できる見込みである.2015年から導入された「子ども・子育て支援新制度」は,日本の保育や幼児教育の仕組みを大きく転換させる可能性があるが,その影響には運用を委ねられる自治体ごとに違いが生じると考えられる.本研究は,各自治体の子育て支援政策について,地理学的視点と方法を用いながら,次の3つの側面から検討した.すなわち,(1)子育て支援に対する自治体のニーズ調査結果の収集と地域間比較,(2)自治体内の子育て支援のニーズと育児資源の総合的把握,(3)子育て支援事業計画の分析と評価である.これらについて,いくつかの自治体をとりあげて分析を行った.その結果,新制度が発足して以降の変化については,那覇市のように大幅に待機児童を減らした事例ある一方で,大分市のように待機児童が増えたケースもあることがわかった.そこで,こうした違いの背景と問題点を詳しく検討したところ,那覇市の場合は認可保育所の新設によって急速に保育定員を増やしたことが待機児童を減らした背景にあるが,地区の間でのアンバランスも生じていることが明らかになった.これは,事業計画におけるゾーニングに問題があることを示唆している.一方,大分市では待機児童の定義の見なおしが見かけ上の待機児童数を増やした一因であるが,それ以外にも潜在的な需要が喚起されて保育所の利用希望者数が増加したこと,中心市街地の再開発地区での保育需要の高まりによる需給ギャップの発生などが背景にあることが判明した.このことから,自治体のニーズ調査では保育需要の変化を的確に捉え切れていないことがわかる.こうした研究成果の一部は,2018年度日本地理学会春季学術大会やICC2017など内外の学会で発表するとともに,いくつかの論文にまとめて学会誌に投稿する準備を進めている.本研究は,政府の新しい子育て支援策の影響について,地理学的視点と方法を用いて検討を加えた結果,次の点が明らかになった.(1)保育・子育て支援へのニーズには地域差があり,大都市では保育サービスの量的不足が顕著にみられるが,保育所待機児童が発生していない地方都市でも,別の種類の育児支援へのニーズが存在する.

(2)政府が新制度を導入して以降,各自治体の保育サービス供給は増えたものの,待機児童数は大幅に減った事例ある一方で,逆に増えたところもある.(3)子育て支援事業の効果を評価するために,ローカルな保育サービス需給ギャップの視覚化方法を開発し,いくつかの自治体に適用し,その有効性を確認した.平成27年度に取り組んだ2つのサブテーマ(子育てに関するニーズ調査結果の収集と地域間比較,各自治体における子育て支援のニーズと育児資源の総合的評価)に加えて、平成28年度は自治体の子育て支援事業計画の分析と評価を行う。前年度に引き続き,(1)自治体内の子育て支援のニーズと育児資源の総合的把握,(2)子育て支援事業計画の分析と評価調査と分析を進めるとともに,研究成果のとりまとめと成果発表に努める.人文地理学研究分担者が本務校の業務多忙のため,共同での現地調査の調整が難かったため,日程を短縮する必要があった.また,2016年3月から4月にかけて,年度をまたいだ国際学会に参加したため,費用の一部を次年度予算から支払うことになったため.研究代表者が在外研究のため日本に不在の期間があり,研究分担者の1人も公務で多忙であったため,予定していた調査の一部が実施できなかった.27年度に共同調査に参加できなかった分担者は,28年度に改めて調査を実施する.また,年度をまたいだ国際会議の旅費については,28年度分に繰り越して支出する.繰越予算を使って,前年度に計画しながら実施できなかった調査を実施する.
大口径チェレンコフ望遠鏡を使ったステレオ観測による宇宙線陽子加速の研究

CANGAROO望遠鏡を使い2004年5月に超新星残骸SN1006を観測した。この天体は非熱的な電子が放出するX線を日本の天文衛星あすかが発見しており、高エネルギーの電子が起こす逆インバースコンプトン散乱によりガンマ線の検出が予想された。観測したデータを解析した結果、現在のCANGAROO望遠鏡では有意に検出はできなかった。検出できなかったので、上限値を求めこれを2005年夏インドで行われた宇宙線国際会議でグループの結果として発表された。またCANGAROO望遠鏡を使い、超新星残骸RXJ1713.7-3946の観測を2005年5月に行なった。2004年12月に新しいステレオ観測用のトリガーシステムを導入した。これにともない既存のデータベース構築プログラムのヴァージョンアップをする必要があり、それを精力的に行った。この新しいプログラムを使い、2005年5月に観測したデータを解析した。古いステレオトリガーシステムの時にバックグランドとして、大気ミューオンのデータが天体ガンマ線と区別が難しくシグナル/ノイズの比率を悪くしていたが、新しいステレオトリガーシステムのデータにおいては大気ミューオンのデータを検出しないようになっていることを確かめた。これらの天体の解析プログラムは汎用性をもつように開発を行い、同じ研究グループのメンバーも使っている。解析プログラムの共通化を行ったため、個人が解析プログラムの作成をする必要がなくなったため、解析時間の短縮とバグによる解析ミスがなくなった。オーストラリアに設置したCANGAROO-III天体サブTeV-TeVガンマ線望遠鏡の4台目が平成16年4月に完成し、空気シャワーの4台によるステレオ観測が行われるようになった。非熱的X線が検出された超新星残骸SN1006の観測を5月に行い、現在解析中である。さらに、TeVガンマ線領域において唯一のキャリブレーション天体であり重要なカニ星雲の観測を、大天頂角で同年11月から行ない、解析を行った。その結果、有意に信号が検出できていることが分かった。また微分スペクトルを求めたところ、他のグループの結果とよく一致していた。現在はカニ星雲の解析結果をSN1006にフィードバックして解析を行っているところである。これらの解析に加えて、同年12月に、データ収集システムの新しいトリガーシステムの導入を行った。これは、ステレオ観測中にリアルタイムで、宇宙線ミューオンや夜光によるバックグランド事象を効率的に除去することにより、より低いハードウェア閾値を目指すものである。この新しいシステムで同年12月に、カニ星雲を観測した。従来のデータ形式と異なる部分があるため、それに対応した解析ソフトウェアの開発も行い、現在データを解析中である。観測時のトリガーレートから見積もると、カニ星雲の場合で、従来よりも200GeVほどエネルギー閾値が下がっていることが分かった。また、このトリガーシステムは、S/Nが良くなるので、データ量を軽減することができ、効率的な解析が行なえるようになった。以上の結果を平成17年3月の物理学会で発表した。
自己細胞と生分解性ポリマーによる高圧系再生血管の作成

我々は生体吸収性ポリマーを足場(Scaffold)として、自己骨髄細胞をそれらに播種培養することで生体内で目的組織を作製するTissue Engineeringの手法を用いた再生血管の研究を行っている。ビーグル犬を用いた下大静脈移植術の実験モデルを確立し、再生組織の成熟度およびその経時的変化、播種した骨髄細胞のポリマー内での影響を解明してきた。それらの基礎的研究の成果を受け、2000年から院内倫理委員会承認のもと、Tissue-Engineered Vascular Autograft(TEVA)の臨床応用を開始し、良好な中期遠隔成績を得ている。しかし現在、TEVAの適応はその耐久性の問題から下大静脈または肺動脈といった低圧系に限られており、高圧系動脈グラフトとしての使用に関しては未知である。本研究の要旨は、TEVAの高圧系における適応の探究である。従来静脈用として使用していたポリマーの組成を変更し、より吸収期間の長いポリ2乳酸(PLLA)を補強材として用いた。これをイヌ下行大動脈へパッチ(30×10mm)として移植し、1、3、6ヶ月経過観察し組織を評価した。採取した組織の肉眼像では破裂・瘤化症例は認められなかった。1ヵ月の時点でパッチ内腔側は内皮化され、免疫染色ではvon Willebrand Factor陽性の血管内皮細胞が内腔面に一層に並ぶ様子が確認された。マッソン染色では1ヵ月の時点ですでに血管平滑筋細胞が認められ、これらは経時的に増殖する傾向がみられた。また線維芽細胞や膠原線維などの細胞外組織がポリマーのスポンジ間隙で増殖し、時間経過とともにより強固な組織を形成していることが確認された。生化学的な評価としてポリマー内のVascular Endothelial Growth Factor(VEGF)およびsmooth muscle myosin heavy chain(snMHC)のmRNAの発現量を計測、比較した。内皮化が進んでいると思われた1ヵ月の時点で、VEGFの発現は有意に高く、その後経時的に漸減し6ヶ月の時点ではNative組織と同様の値となった。またsmMHC mRNAの発現量は6ヶ月の時点でNative組織の約60%の値まで達した。これらの結果で、今回新しくデザインした吸収期間の延長を図った生体吸収性ポリマーは、高圧系再生血管素材として使用できる可能性が示唆された。移植後より早期に、より成熟した血管組織が構築できるよう、初期ポリマーのさらなる至適条件の検討や、ポリマーへの骨髄細胞播種の影響を評価していく予定である。
メタボローム解析による乳癌サブタイプ別の代謝特性の解析と新規個別化治療戦略の確立

乳癌はintrinsic subtypeごとに治療方針が異なるが、サブタイプ別に臨床検体および細胞株に生じる代謝特性の違いについて検討した。穿刺吸引組織診検体をCE-MSを用いて解析すると、ホルモン受容体陽性・HER2陰性のluminal typeとホルモン受容体陰性・HER2陰性のTriplenegative typeでは代謝特性が大きく異なっていた。また免疫不全マウスへの乳癌細胞株移植により形成された腫瘍を、MALDI-IMSを用いて解析したところ、サブタイプ間に特徴的な差異が認められた。今後は先端計測技術による代謝解析の構築により、乳癌のテーラーメイド治療が可能になると考えられた。乳癌はIntrinsic subtypeごとにその治療法が異なるが、このサブタイプ別に臨床検体および細胞株における代謝特性にどのような違いが認められるかを検討した。まず、穿刺吸引組織診を行い、30秒以内に液体窒素へ保存した検体では、血管結紮を要する術中消化器組織検体と比較して、高いエネルギーチャージを維持することが確認された。これらをサブタイプ別にCE-MSを用いて解析を行うと、各サブタイプ別に特徴的な代謝特性を示すことが示唆された。特に、ホルモン受容体陽性・HER2陰性であるLuminal typeとホルモン受容体陰性・HER2陰性であるTriple negative typeの間ではその代謝特性が大きく異なることが確認された。すなわち、Luminal A typeの臨床検体においては、解糖系が亢進することでATP産生が大幅に亢進しているのに比較して、Triple negative typeでは、メチレーション回路の代謝産物のほとんどにおいて高値を示すことが確認された。また、GSH/GSSG比においてはTriple negative typeにおいて高値を示し、これらサブタイプにおいて還元型であるGSH量が豊富に存在することで、抗癌剤感受性に影響を与えている可能性が示唆された。これらをMALDI-IMSにおいて、癌部のみの代謝特性を比較したところ、やはり同様の代謝特性の差異が多く検出され、サブタイプごとに全く異なる細胞増殖のメカニズムが存在することが示唆された。これらの結果から、今後は複数の先端計測技術を用いた代謝解析の構築により、これらサブタイプ間の相違を利用した個別治療やより細かいテーラーメイド医療が可能となると考えられた。乳癌組織中で不均一に生じる変異を、MALDI-IMSを利用して同定すると同時に可視化することで、変異の局在を二次元情報として把握することが可能である。我々はこの手法を用いて、乳癌における針生検検体へその応用を広げ、解析を施行した。穿刺吸引法により採取された乳癌針生検検体は30秒以内に液体窒素へ保存することが可能であり、検体の劣化が生じることがないため、メタボローム解析やMALDI-IMSによる解析に非常に適している。我々は乳癌におけるintrinsic subtype別の代謝活性の違いを明らかにすることを目的として、サブタイプごとにまずはCE-MSを用いたメタボローム解析を行い、特にトリプルネガティブ乳癌における非常に特徴的な差異を検出することが可能であった。またこれら特徴が癌部・非癌部等の組織のどの部位に認められるのかを同定するため、MALDI-IMSを用いて2次元平面上で質量分析の画像の作成を試みた。まず各サブタイプに属する乳癌細胞株を用いてマウス異種移植モデルを作成し、採取した腫瘍におけるサブタイプ間の相違をMALDI-IMSを用いて解析を行った。さらに、ヒト臨床検体を用いて同様の差異が観察されるかを検討したところ、特定の代謝産物の発現が細胞株からの腫瘍における発現に一致することが観察され、抗癌剤耐性に関わる物質であることが同定された。今後は本代謝産物に着目し、これら代謝経路の差異を利用して、抗癌剤への感受性を予測可能か否かを検討していく予定である。また、MALDI-IMSを用いて代謝産物の網羅的解析と癌部・間質・血管内皮等のどの部位で変化が生じているかを検証しており、データを蓄積中である。Basal-like乳癌はmammary progenitorcell由来である事が示唆され、癌幹細胞との関わりが深いとの報告が多数なされている。このことからbasal-like乳癌におけるGSHの蓄積が乳癌癌幹細胞分画による、シスチントランスポーターとCD44の相互作用である可能性が示唆される。よって今後の本研究の推進方策として以下のように予定している。蓄積した約300例の乳癌凍結検体におけるGSH濃度を測定し、各サブタイプ別の相違を検証する。これら検体のCD44の発現検討を行い、GSH濃度との関連性を検討する。細胞内GSHレベルに影響を与えるγ-グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)の阻害剤であるGGsTopおよびアシビシンを、細胞株による異種移植モデルへ適用する。

各種細胞へvenus-luciferaseを導入することで、in vivoでの腫瘍量・転移の有無をマウス体外からluciferase活性を測定することで、検知することが可能であり、Basal乳癌に対してGGT阻害剤、抗癌剤との併用が効果的であるかを検証することで、トリプルネガティブ乳癌に対する新しい治療戦略の可能性を探る。動物購入費用、メタボローム解析に関わる実費、PCRや免疫染色に必要な試薬・消耗品を購入する。また、国内・外国旅費、謝金、印刷代等に利用する予定である。本研究において使用する大型機器の購入計画はなし。
プロテアソームによるウイルス感染制御の解析

ユビキチン非依存プロテアソーム活性は、C型肝炎ウイルス(HCV)感染を正に制御するが、その作用点は不明であった。ユビキチン非依存プロテアソーム活性の抑制に伴って、ウイルスゲノム複製以降の過程が低下し、マウス肝臓内における細胞増殖とDNA修復に影響することが示唆された。本研究の結果から、HCV感染と感染による病原性発現にユビキチン非依存プロテアソーム系が関与していることが示唆された。核内ではユビキチン非依存プロテアソーム活性によって、ウイルスコア蛋白質は分解されることが知られている。そこで、C型肝炎ウイルスのゲノムRNAをin vitroで転写し、合成されたウイルスRNAを直接トランスフェクションして上清中のウイルス量をフォーカスフォーミングアッセイにて測定した。その結果、上清中のウイルス量はユビキチン非依存プロテアソームを抑制したとき有為に低下した。また、上清中に放出されるウイルスRNA量をReal time PCRにて測定した結果、ユビキチン非依存プロテアソーム活性の抑制に伴って、ウイルスRNAの低下が認められた。したがって、ユビキチン非依存プロテアソーム活性は、ウイルス複製から放出までの過程に重要である事が分かった。また、ユビキチン非依存プロテアソームを抑制したときに、コア蛋白質の細胞内局在は核へ約六倍多く分画されることが分かった。ユビキチン非依存プロテアソーム活性を低下させたとき、細胞増殖には有為な差は認めれなかった。ユビキチン非依存プロテアソーム活性抑制状態から、ユビキチン非依存プロテソーム活性化とウイルス増殖の回復は相関しており、ウイルス増殖にはプロテアソーム活性化能が重要であることが示唆された。以上の結果から、ユビキチン非依存プロテアソーム活性は、ウイルスキャプシド蛋白質のコア蛋白質の細胞内局在とウイルス複製以降のウイルス増殖過程を調節していることが分かった。本年度の研究目的は、C型肝炎ウイルス感染とユビキチン非依存プロテアソーム活性との関連性を明らかにし、蛋白質分解機構を標的にした新規予防治療法開発の基盤確立を目指すことである。C型肝炎ウイルスコア蛋白質に結合する宿主蛋白質して、プロテアソーム活性化因子を以前に同定している。その生理機能は明確になっていない。既報で報告があるこのプロテアソーム活性化因子PA28γに依存してユビキチン非依存プロテアソームで分解される内在性基質はp21、p53やSRC-3などが知られているが、少なくともHCV感染に感受性である肝臓細胞では、PA28γのノックダウンによって変化は認められなかった。プロテアソーム活性化因子PA28γのノックダウン細胞にC型肝炎ウイルスを感染させたとき、培養上清中のウイルス量は1/10以下に減少し、その減少はプロテアソーム活性化因子の発現回復によって、ウイルス量も回復した。プロテアソーム活性化に関与するPA28γ内のアミノ酸残基に変異を入れた変異体の強制発現によって、ノックダウンによって減少したウイルス量は回復しないことから、プロテアソーム活性化能によってウイルス産生が維持されているものと思われた。フラビウイルス科に属する日本脳炎ウイルスのウイルス増殖は抑制されないことから、C型肝炎ウイルス特異的現象と思われる。今後、他、RNAウイルスで検討を行い、ウイルス増殖および宿主細胞への影響を解析する計画である。PA28γに依存してユビキチン非依存プロテアソームで分解される内在性基質はp21、p53やSRC-3などが知られているが、少なくともHCV感染に感受性である肝臓細胞では、PA28γのノックダウンによって変化は認められなかった。PA28γノックダヴンによって、HCVの培養上清中のウイルス量は1/10以下に減少し、その減少はPA28γの発現回復によって、ウイルス量も回復した。プロテアソーム活性化に関与するPA28γ内のアミノ酸残基に変異を入れたPA28γ変異体の強制発現によって、PA28γノックダウンによって減少したウイルス量は回復しないことから、プロテアソーム活性化能によってウイルス産生が維持されているものと思われた。PA28γに相互作用する分子を単離したところユビキチン化酵素E3が含まれており、宿主細胞内の遺伝子発現に寄与していることが示唆された。また、CC14刺激時、コア蛋白質の発現によって、マウス肝臓内でDNA修復能は低下し、細胞増殖能は維持されいた。一方、PA28γをノックアウトするとコア蛋白質発現非発現に関わらずマウス肝臓内で細胞増殖能とDNA修復能は低下したことから、PA28γの機能はHCVコア蛋白質による肝癌発症機構に関与することが示唆された。
相模原地区における家族性パーキンソニズムの原因遺伝子の探索

相模原地区におけるパーキンソニズム家系(相模原家系)は常染色体優性遺伝形式をとり,発症年齢や臨床経過等は通常の孤発性パーキンソン病とほぼ同一である.これまでに(1)他の家族性パーキンソニズムの原因遺伝子であるα-synuclein, parkin, tau, UCH-Llについて,相模原家系患者には変異および連鎖がないこと,(2)Microsatelliteをもちいたゲノムワイド連鎖解析から,相模原家系の原因遺伝子座が12p11.2-q13.1の約13cMの範囲に存在することを報告し,PARK8として登録した.本研究ではPARK8の遣伝子本体を同定すべく,候補領域にマップされている遺伝子を網羅的に解析し,疾患特異的遺伝子変異を探索した.また同時に,候補領域を絞り込むため,PARK8に連鎖する新たなパーキンソニズム家系の探索を行った.1.PARK8の遺伝子本体の探索:候補領域に存在する75遺伝子(720exons)についてPCR-direct sequencingを行い,46遺伝子(740exons)が終了した.GenBankの情報と異なる配列については,発症との関連を比較検討中である.2.PARK8に連鎖する家系の探索:相模原家系患者に特異的なgenotypeであるD12S345のallele230は,正常対照群のfrequencyが非常に低く,自験家系と連鎖している.よって,D12S345を探索ツールとして,パーキンソン病患者80名のDNAをもちいてgenotypingを行った結果,1名の患者からallele230を検出した.この患者についてPARK8に存在する他のmicrosatelliteについてgenotypingを行った結果,相模原家系患者のhaplotypeと共通した部分が存在し,かつ組換えが想定され,候補領域を10cMめ範囲まで狭めることができた.相模原地区におけるパーキンソニズム家系(相模原家系)は常染色体優性遺伝形式をとり,発症年齢や臨床経過等は通常の孤発性パーキンソン病とほぼ同一である.これまでに(1)他の家族性パーキンソニズムの原因遺伝子であるα-synuclein, parkin, tau, UCH-Llについて,相模原家系患者には変異および連鎖がないこと,(2)Microsatelliteをもちいたゲノムワイド連鎖解析から,相模原家系の原因遺伝子座が12p11.2-q13.1の約13cMの範囲に存在することを報告し,PARK8として登録した.本研究ではPARK8の遣伝子本体を同定すべく,候補領域にマップされている遺伝子を網羅的に解析し,疾患特異的遺伝子変異を探索した.また同時に,候補領域を絞り込むため,PARK8に連鎖する新たなパーキンソニズム家系の探索を行った.1.PARK8の遺伝子本体の探索:候補領域に存在する75遺伝子(720exons)についてPCR-direct sequencingを行い,46遺伝子(740exons)が終了した.GenBankの情報と異なる配列については,発症との関連を比較検討中である.2.PARK8に連鎖する家系の探索:相模原家系患者に特異的なgenotypeであるD12S345のallele230は,正常対照群のfrequencyが非常に低く,自験家系と連鎖している.よって,D12S345を探索ツールとして,パーキンソン病患者80名のDNAをもちいてgenotypingを行った結果,1名の患者からallele230を検出した.この患者についてPARK8に存在する他のmicrosatelliteについてgenotypingを行った結果,相模原家系患者のhaplotypeと共通した部分が存在し,かつ組換えが想定され,候補領域を10cMめ範囲まで狭めることができた.
アリ類コロニーにおける働きアリ卵巣の機能とその意義

国内各地で多種のアリ類を採集して女王アリと働きアリの卵巣小管数を算定するとともに、飼育下で働きアリによる栄養卵産卵の有無、栄養卵の消費のされかたなどについて調査した。また、これまで蓄積してきた世界各地のアリ類の卵巣小管数の知見をまとめようとした。主な結果は以下の通り。(1)2018年度以前も含めて、これまでに13亜科141属390種を解剖し、女王と働きアリの卵巣小管数を記録した。ハリアリ群の働きアリは多くの種が6本か8本であったが、女王が2本や4本しか持たない種では働きアリも同様に2本や4本であった。ヤマアリ群の働きアリでは2本の種が多かったが、カタアリ亜科では体サイズが著しく小さいコヌカアリ属でも4本もち、他の属も4本以上の種が多かった。卵巣小管がまったくない種が14属で見られ、そのうち12属では属内の全ての種の働きアリが卵巣を持っていなかった。これらの結果をコロニーサイズやカスト分化程度などと関連させて卵巣小管数の多様性の意義を議論する予定である。(2)ヨナグニアシナガアリを中心にアシナガアリ属の行動を調査した。ヨナグニアシナガアリでは女王存在下では働きアリが栄養卵を産み、その多くが幼虫に与えられた。女王は直接餌を食べるか栄養卵を食べたが、栄養卵生産頻度と女王による摂食頻度は餌条件で変化し、餌がない条件では栄養卵の生産頻度が有意に高くなり、女王による摂食頻度も高くなる傾向があった。同様な傾向がアルゼンチンアリをはじめとするいくつかの種類で観察された。(3)卵巣を保持している種について、女王不在条件で飼育したとこと、多くの種では働きアリが繁殖卵を産み、オスが生産されたが、アルゼンチンアリでは卵生産が観察できなかった。多くの種を解剖し、卵巣小管数のデータを得ることができた。また多種を室内で飼育して栄養卵生産とその消費過程を観察できた。無女王条件での雄卵生産についても多くの知見が得られた。これからも各地に出かけたおりに、これまでにまだ観察できていないアリ類のコロニーを採集して、卵巣小管数のデータを得るとともに、飼育観察によって栄養卵生産とその消費過程、無女王条件での雄卵生産についての実験を継続する。また,解剖データに関しては論文にまとめる。
デジタルアプリケーション使用における養育者－乳児相互作用の文化横断的多次元解析

本研究は、デジタル絵本などのような子ども向けデジタルアプリケーションが乳児の社会的認知発達に与えるリスクを軽減するため,リスクをもたらす要因を,特に共同注意に焦点を当てながら解明することを目的とするものである。具体的には,まず,養育者と乳児がアプリケーションを使用する際の相互作用を非接触的な工学技術を用いて多次元解析することで,共同注意の様相をより客観的に検討することを目指している。さらに、東アジア圏とは大人の視線パターンの異なる西洋文化圏でもデータを収集し、効果の文化普遍性を検討することも、本研究の目的である。初年度である2018年度は,第一に,養育者と子どものやりとりの撮影映像から視線方向を詳細かつ客観的に記録するシステムを画像解析により構築する。具体的には、顔映像から視線方向を推定するシステムから、実際の3次元空間においてどの座標範囲を注視しているかを推定するようなシステムを開発した。現在、大人を用いたテストが完了しており、大人と乳児の相互作用データの収集を実施している。さらに、イギリスにおいて予定していた通りのデータ(デジタルアプリケーション使用時の乳児ー養育者相互作用データ)を収集し、日本で収集済みデータと同様の解析を進めている。解析後、従来の手法によって解析したデータで、デジタルアプリケーションを使用する際の乳児ー養育者の相互作用が日英で異なるか否かを検討する予定である。初年度の目標は、多次元解析システムの開発および既存の方法での英国データ収集であった。本年度は、多次元解析システムの開発に成功し、英国データでの収集も実施できたため、当初の予定通りに研究が進捗していると言える。今年度は、第一に、多次元解析システムの精度を更に上げることを試みる。乳児と大人のやりとりでは、大人同士のやりとりとは異なる要素があり、それによりやや精度の劣る場面がある。それゆえ、その解決に最適な方策を同定し、精度の改善を試みる。第二に、多次元解析システムの精度がある程度高くなったところで、日本で収集したのと同様の方法によって英国データの収集を試みる。イギリスでの打合せを予定していたが、他用で共同研究者と打ち合わせる機会があり、イギリスへの渡航が不要となったため、助成金に残金が生じた。ただし、現在開発中の多次元解析システムの使用に際して、機械学習が可能な高スペックのコンピュータが必要であるため、その購入に使用する予定である。
共役π電子系のさまざまな光学的性質に対する電子・振動相互作用の役割に関する研究

電子・振動相互作用は,共役π電子系の分子振動を扱う際に最も重要な問題の1つである。近年においては,電子相関の効果を取り入れた電子波動関数を用いて,共役π電子系の分子振動を数値計算できるようになり,電子・振動相互作用の定量的評価という点に関しては,解決の方向に向かっている。しかし,共役π電子系における電子-振動相互作用に対する理解を深めるためには,振動力場(スペクトルの横軸)のみではなく,赤外・ラマン強度(スペクトルの縦軸)にも注目する必要がある。また,共役π電子系分子が持つさまざまな光学的性質に対する分子振動の寄与を考察する際にも,電子・振動相互作用に対する理解が重要な鍵になる。本研究では,このような考察に基づき,平成11年度に引き続いて以下の2点について研究を行った。(1)赤外・ラマン強度に関係した,分子振動に伴う電子構造変化の解析平成11年度までに考案・拡張した理論手法・モデルを総合的に適用して,chrysene radical cationなどの大きな共役π電子系分子について,主に赤外強度に関係した電子構造変化を理論的に検討した。その結果,これらの分子系における電子・振動相互作用の様子を明確にすることができた。(2)共役π電子系のさまざまな光学的性質と電子・振動相互作用の関係の解析共役π電子系分子が持つさまざまな光学的性質を記述するのに重要な,超分極率に対する分子振動の寄与を検討するために考案した,intensity-carrying modesの理論を用いて,レチナールシッフ塩基などの分子を例とした理論的解析を行った。電子構造の違いによる非線形光学的性質の相違について,典型例を基準とした分類わけの指針を得ることができた。電子・振動相互作用は,共役πの電子系の分子振動を扱う際に最も重要な問題の1つである。本研究では,このような考察に基づき,以下の2点について研究を行った。(1)赤外・ラマン強度に関係した,分子振動に伴う電子構造変化の解析平成10年度までに考案した理論モデルをさらに拡張し,赤外・ラマン強度に関係した電子構造変化を大きな分子系について論じるための,理論的手法について検討した。大きな分子系は,多くの振動自由度をもつため,赤外・ラマン強度に大きく寄与する振動を的確に取り出す必要がある。この目的には,以前に考案した3次元doorway-state理論(intesity-carrying modesの理論)を用いた。これにより,複雑な共役π電子ネットワークを持つ分子に関しても,電子-振動相互作用の様子を明確にすることができた。(2)分極した共役π電子系のさまざまな光学的性質と電子-振動相互作用との関係の解析分極した共役π電子系分子が持つさまざまな光学的性質に重要な超分極率に対する分子振動の寄与を,intensity-carrying modesの理論を用いて解析した。超分極率に対する分子振動の寄与を表す表式に含まれる双極子微分・分極率微分などを生み出す振動モードの形を詳細に検討した。
河川感潮域における底泥の堆積プロセス及び強度発現メカニズムの解明

河川感潮域おける地形と底質の形成過程を解明することを目的として,筑後川において河床変動に関する長期広域的な検討を行い,さらに底泥の堆積過程を詳細に調べた.塩水遡上が活発に生ずる領域では底泥の堆積と洪水時の浸食が毎年繰り返し生じていた.湾曲部では二次流が発生して懸濁土砂が内岸側に輸送され,約半年間で最大2mの堆積が見られた.SSの堆積が始まってから数日後には粘着力が新規に獲得されており,日数に比例して獲得粘度は増大していた.河川感潮域おける地形と底質の形成過程を解明することを目的として,筑後川において河床変動に関する長期広域的な検討を行い,さらに底泥の堆積過程を詳細に調べた.塩水遡上が活発に生ずる領域では底泥の堆積と洪水時の浸食が毎年繰り返し生じていた.湾曲部では二次流が発生して懸濁土砂が内岸側に輸送され,約半年間で最大2mの堆積が見られた.SSの堆積が始まってから数日後には粘着力が新規に獲得されており,日数に比例して獲得粘度は増大していた.河川感潮域において治水と環境管理を両立するためには,地形と底質の形成過程を解明し,予測する技術が必要である.河川感潮域では洪水時の土砂移動現象と平常時の潮汐流による土砂輸送現象が生じ,それらによって地形と底質の状態が規定される.本研究は潮汐流に起因する地形・底質形成メカニズムを解明することを目的として,(1)高濁度水塊の運動特性に関する調査研究と(2)底泥の堆積過程に関する調査研究を実施した.調査地点は筑後川河口から14km上流の横断面である.(1)1潮汐にわたって塩分, SS,流速の横断分布を詳細に計測した結果,河川蛇行の影響で湾曲部の2次流が生じ,それによってSSが内岸側に輸送されていた.内岸側では流速が低下するためSS粒子が沈降しやすく,底面に沈殿層を形成していた。沈殿層の厚さをラウス分布により解析したところ最大で1mに達しており, 1潮汐での正味堆積量は0.2mであった.横断面内の輸送フラックスを計算し1潮汐の正味輸送量を求めたところ,湾曲の外岸側では土砂輸送が河口に向かっており,内岸側では上流に向かっており,全断面積分値としては上流側に向いていた。以上より,高濁度水塊が遡上する際に湾曲の内岸側にSS粒子が堆積しやすいことが示された.(2)全長12mの底泥コアを1年間に4回採取した.コアは自然堆積状態の粘度と攪拌後粘度を計測しこれをベーン剪断強度に変換し,含水比と粒度分布も分析した.その結果,底泥は単位時間あたりの堆積量が多いほどベーン剪断強度が増加することが分かった.攪拌後のベーンせん断強度は比較的分散が小さいが,自然堆積状態は含水比が低下するほど分布範囲が広くなっており,含水比が低下する過程で粒子間結合が大幅に強化されると推察された.砂分の含有率が数%違うだけで粒子間結合の進行が阻害され,せん断強度を得にくいことが推定された.河川感潮域において治水と環境管理を両立するためには,地形と底質の形成過程を解明し,予測する技術が必要である.本研究は潮汐流に起因する地形・底質形成メカニズムを解明することを目的として,河床変動特性に関する長期的・広域的な検討と,底泥の堆積過程にスポット調査を実施した.調査地点は筑後川河口の感潮河道であり,得られた成果は以下の通り.(1) 2002年から2009年までに継続的に得られた測量・底質データを解析した.10.216kmの河床は非洪水期に泥質であったが,洪水時に1m程度低下して,半分以上の領域で砂質に変化した.その後,数ヶ月の間にシルト・粘土の堆積が進行した.この浸食・堆積現象はほぼ毎年生じており,河床にシルト・粘土と砂の互層が形成される原因となっている.砂層に近い部分のシルト・粘土は含水比が低く,圧密が進みやすい.(2)河口から14km地点の河床にフレームを組み,濁度計,超音波流速計,河床面センサーを設置し,2週間にわたって河床の昇降状況をモニタリングした.その結果,小潮時には河床の変動は見られなかったが,中潮から大潮にかけて徐々に浮泥が堆積してゆく様子が捉えられた.半日周期の現象として,上げ潮では河床面が乱れて水中のSS濃度が急上昇し,満潮時にSS濃度が急減して河床面が上昇し,下げ潮では徐々に河床が低下していた.SS濃度と底面勇断応力の関係を調べたところ,小潮よりも大潮の方が同じ剪断応力でもSS濃度が高くなっていた.この原因として,小潮から大潮期にかけて底面勇断応力が増加してゆき,その応力履歴によって底泥が巻き上がりやすい環境が形成されると推測できる.また,泥の堆積が進行することで巻き上げられやすい層の厚みが増す事も原因と考えられる.
均質化問題の研究及び数値流体と弾性問題におけるアルゴリズムの研究と開発

1.数値流体(1)非多層流体について成果が得られた.特に互いに混合可能な,固有の密度が異なる多層流に対し,アルゴリズムを提案し,その離散解がある解空間上で収束し,その極限解が,密度依存ストークス方程式を厳密に満たす事を証明した.現在学術雑誌に投稿中である.混合可能な流体の支配方程式としてナビエ・ストークス方程式に対して同様な結果を次に考察する.(2)上記に述べたアルゴリズムの離間解の誤差の,時間・空間刻みに対するオーダ評価が得られ,これは現在学術雑誌に投稿中である.また,混合不能な2層流は自由境界をもつ.自由境界で表面張力が働く場合について,アルゴリズムを提案し,各研究会及び学会で口頭発表している.今後自由境界をもつ2層流の収束する有限要素スキームを提案する予定である.2.弾性波問題(1)弾性波問題の解明に平面波分解は標準的に用いら,分かり易いが概念的なものとして扱われていた.本研究では分解の基礎たる平面波の具体的表示式を求め,現在学術雑誌に投稿中である.他に異なる材質が共存する界面を伝わるレーリー波のエネルギー伝播に注目し,その特徴を明らかにした.(2)弾性波に対する離散解の構成今回離散解の構成はかなわなかった.上記結果を反映するアルゴリズムの提案を計画したい3.一般境界値問題楕円型偏微分方程式に対する一般境界値問題の統一的な解法を考案するため,静弾性方程式のスカラー版であるラプラス方程式を先ず,考えた.境界の一部にディクレデータが与えられ,一部にはノイマンデータが与えられたときの領域内部の解を求めるため,問題を変分法により定式化し,原問題と随伴問題に再定式化して数値解を構成するアルゴリズムを示した.4.均質化問題今後上記の内で数値流体に関わる問題に対し周期的な微小構造をもつ問題を研究する予定である.1.数値流体(1)非多層流体について成果が得られた.特に互いに混合可能な,固有の密度が異なる多層流に対し,アルゴリズムを提案し,その離散解がある解空間上で収束し,その極限解が,密度依存ストークス方程式を厳密に満たす事を証明した.現在学術雑誌に投稿中である.混合可能な流体の支配方程式としてナビエ・ストークス方程式に対して同様な結果を次に考察する.(2)上記に述べたアルゴリズムの離間解の誤差の,時間・空間刻みに対するオーダ評価が得られ,これは現在学術雑誌に投稿中である.また,混合不能な2層流は自由境界をもつ.自由境界で表面張力が働く場合について,アルゴリズムを提案し,各研究会及び学会で口頭発表している.今後自由境界をもつ2層流の収束する有限要素スキームを提案する予定である.2.弾性波問題(1)弾性波問題の解明に平面波分解は標準的に用いら,分かり易いが概念的なものとして扱われていた.本研究では分解の基礎たる平面波の具体的表示式を求め,現在学術雑誌に投稿中である.他に異なる材質が共存する界面を伝わるレーリー波のエネルギー伝播に注目し,その特徴を明らかにした.(2)弾性波に対する離散解の構成今回離散解の構成はかなわなかった.上記結果を反映するアルゴリズムの提案を計画したい3.一般境界値問題楕円型偏微分方程式に対する一般境界値問題の統一的な解法を考案するため,静弾性方程式のスカラー版であるラプラス方程式を先ず,考えた.境界の一部にディクレデータが与えられ,一部にはノイマンデータが与えられたときの領域内部の解を求めるため,問題を変分法により定式化し,原問題と随伴問題に再定式化して数値解を構成するアルゴリズムを示した.4.均質化問題今後上記の内で数値流体に関わる問題に対し周期的な微小構造をもつ問題を研究する予定である.本年度の成果として項目別に簡単に述べる.1.流れ問題(1)密度依存流れ問題として,密度依存Stokes問題を研究し,成果が得た.即ち,有限要素スキームを提案し,その近似解の誤差のオーダが得た.この結果は数値解析の国際学術雑誌に投稿中てある.また,密度依存Stokes問題は,厳密には解の存在が知られていない.この現状に対し,新スキームの解の極限として解を構成できる事を示した.この成果を踏まえて数値解を得る事が来年度目標である(海津).(2).領域分割法による流れの高速計算の成果をもとに,表面張力を考慮した2流体問題の研究に進展があった.特に界面の,数値スキームによる補足で進展があった.このスキームでは擬密度関数を用いるが,擬密度関数が厳密解に収束するならば,界面がある意味で収束する事が示せた.又,Rayleigh-Taylor不安定性が数値解で捉えられた.界面間の表面張力計算5要素程度が妥当との指針が得られた(藤間).(3)圧縮性流体のNavier-Stokes方程式の初期値問題が時間大域的,強い解の存在をある状況の下で示した(川下).2.弾性波解析:弾性波の中でRayleigh波は表面波であり,従来解析が十分行き渡っていない.表面波,全反射波の漸近表現式の構成を通じて散乱理論の構成が可能である事を明らかにできた(曽我).3.ラプラス・ポアソン方程式の数値解法,ラプラス・ポアソン方程式の一般境界値問題,即ち,従来の境界値問題や,初期値問題,過剰ないし不足決定系を逆問題の立場で捉え,変分法的統一数値解法を進めた(大西).1.数値流体(1)非多層流体について成果が得られた.

特に互いに混合可能な,固有の密度が異なる多層流に対し,アルゴリズムを提案し,その離散解がある解空間上で収束し,その極限解が,密度依存ストークス方程式を厳密に満たす事を証明した.現在学術雑誌に投稿中である.混合可能な流体の支配方程式としてナビエ・ストークス方程式に対して同様な結果を次に考察する.(2)上記に述べたアルゴリズムの離間解の誤差の,時間・空間刻みに対するオーダ評価が得られ,これは現在学術雑誌に投稿中である.また,混合不能な2層流は自由境界をもつ.自由境界で表面張力が働く場合について,アルゴリズムを提案し,各研究会及び学会で口頭発表している.今後自由境界をもつ2層流の収束する有限要素スキームを提案する予定である.2.弾性波問題(1)弾性波問題の解明に平面波分解は標準的に用いら,分かり易いが概念的なものとして扱われていた.本研究では分解の基礎たる平面波の具体的表示式を求め,現在学術雑誌に投稿中である.他に異なる材質が共存する界面を伝わるレーリー波のエネルギー伝播に注目し,その特徴を明らかにした.(2)弾性波に対する離散解の構成今回離散解の構成はかなわなかった.上記結果を反映するアルゴリズムの提案を計画したい.3.均質化問題今後上記数値流体に対して微小周期構造をもつ問題を考えたい.
発達障害の病態理解に向けた小脳－前頭前野－領野連関の解明

自閉スペクトラム症(ASD)などの発達障害は、増加傾向にあることから病態の解明が重要な課題となっている。しかし、その症状をもたらすメカニズムについては未解明な点が多い。近年、ASD者では脳領域間の機能的な結合性が健常者と異なることが報告された。また、小脳の病理的異常については以前から報告があり、ASD者では小脳皮質と前頭前野の結合性に変化があることも指摘されている。これらの知見は、小脳と前頭前野が機能的に結合しASDに関連する高次機能を制御することを示唆するが、2つの領域間の領野連関について生理的意義を実証した研究は少ない。そこで本研究では、小脳と前頭前野間の領野連関に焦点をあて、その解剖学的経路と生理的意義を明らかにし、回路形成を担う分子を同定することを目的とした。長期的には発達障害のモデルマウスへ研究を発展させることを目指し、2018年度は主に技術基盤の構築を行った。小脳から前頭前野へ至る投射経路をマウスの脳で可視化するため、アデノ随伴ウイルスベクターを用いたトレーシング実験を立ち上げ、変異型狂犬病ウイルスの作製条件を検討した。また、前頭前野が重要な役割を担うとされる作業記憶を、マウスで効率よく定量化するために、タッチパネルを用いた新しい作業記憶課題を開発した。従来から用いられてきた作業記憶課題は時間がかかり煩雑であることが問題だったが、新しい課題はほぼ全自動で施行することができ、これらの問題が解決したと考えている。さらに、小脳ー前頭前野間の神経回路が適切に形成されるために必要な分子を明らかにするため、小脳の出力核に発現するシナプスオーガナイザーの局在解析をすすめている。以上で開発した技術を野生型のマウスだけでなく、発達障害のモデルマウスの解析にも応用することで、今後、病態の解明につなげていく計画である。小脳からの入力が前頭前野の機能にどのような影響をもたらすのかを明らかにするため、2018年度は主に以下の課題を中心に技術基盤の構築を主に行った。1)小脳から前頭前野への投射経路の同定:小脳から前頭前野に至る神経経路を明らかにするため、アデノ随伴ウイルスベクターと変異型組み換え狂犬病ウイルスを利用する計画である。本年度は、これらのウイルスを作成するためのプロトコールを最適化した。2018年度中旬に申請を経て変異型組み換え狂犬病ウイルスを使用する許可が得られ、ウイルス作成に着手した。既報のプロトコールに基づきウイルスを作成し、条件検討を経て目標とするタイターのウイルスが得らた。試験的にマウスの脳に注入したところ、感染細胞(一次感染細胞と2次感染細胞)が確認できた。2)ホームケージシステムを用いた新しい作業記憶課題の開発:前頭前野が制御する代表的な機能が作業記憶であり、作業記憶の障害は様々な疾患との関連が示唆されている。従来の齧歯類を対象とした作業記憶課題は、時間がかかり、結果のばらつきが大きい等の問題があった。そこでこれらの問題を解決するため、タッチパネルを用いた新しい作業記憶課題を開発した。使用した装置には3つの点灯するパネルが装備されており、パネルを決められたパターンでタッチするとマウスは報酬として水を飲むことがきる。パネルをタッチする間隔(Delay)を制御することで、作業記憶への負荷を調節できる。様々なパラメーターを検討した結果、安定した実験データを得られるようになった。3)小脳ー前頭前野投射経路ー制御分子の同定:小脳ー前頭前野間の神経回路が適切に形成されるために必要な分子機構を明らかにするため、小脳の出力核に発現するシナプスオーガナイザーの局在解析をすすめている。今後は小脳から前頭前野に至る投射経路がもつ生理的機能を明らかにすることを目的として、2018年度に確立したウイルスベクターと新しい作業記憶課題を利用し、実験を進める計画である。以下の3つの課題を主軸として、目的の達成に向けて計画を遂行する。課題1では、小脳からの出力がどのような投射経路で前頭前野と結合しているのかを明らかにするため、野生型マウスを用い、ウイルスベクターによるトレーシング実験を行う。2018年度には、変異型狂犬病ウイルスの作成条件を最適化し、アデノ随伴ウイルスの血清型について選別を行った。2019年度はこれらのウイルスを用い、深部小脳核から前頭前野にいたる投射経路を同定する。課題2では、課題1で明らかにする投射経路が、マウスの行動制御に果たす生理的機能を明らかにすることを目指している。2018年度には、新しい作業記憶の解析装置を開発した。マウスの作業記憶能力がほぼ自動で測定できるようになり、効率よく実験をすすめることが可能となった。2019年度は本装置を利用し、課題1で明らかにした経路の神経活動を薬理学的手法により制御し、作業記憶にどのような影響が見られるのか解析する。課題3では、上記で確立した技術を発達障害モデルマウスに応用し、モデルマウスの脳で小脳ー前頭前野間の結合経路にどのような変化が見られるのか明らかにする。課題1で確立する技術を用い、モデルマウスでみられる投射経路を野生型マウスの結果と比較し、変化の有無を検証する。以上の3課題から得られた知見を統合し、小脳-前頭前野間の機能的結合が発達障害の病態に果たす役割について考察する。

自閉スペクトラム症(ASD)などの発達障害は、増加傾向にあることから病態の解明が重要な課題となっている。しかし、その症状をもたらすメカニズムについては未解明な点が多い。近年、ASD者では脳領域間の機能的な結合性が健常者と異なることが報告された。また、小脳の病理的異常については以前から報告があり、ASD者では小脳皮質と前頭前野の結合性に変化があることも指摘されている。これらの知見は、小脳と前頭前野が機能的に結合しASDに関連する高次機能を制御することを示唆するが、2つの領域間の領野連関について生理的意義を実証した研究は少ない。そこで本研究では、小脳と前頭前野間の領野連関に焦点をあて、その解剖学的経路と生理的意義を明らかにし、回路形成を担う分子を同定することを目的とした。長期的には発達障害のモデルマウスへ研究を発展させることを目指し、2018年度は主に技術基盤の構築を行った。小脳から前頭前野へ至る投射経路をマウスの脳で可視化するため、アデノ随伴ウイルスベクターを用いたトレーシング実験を立ち上げ、変異型狂犬病ウイルスの作製条件を検討した。また、前頭前野が重要な役割を担うとされる作業記憶を、マウスで効率よく定量化するために、タッチパネルを用いた新しい作業記憶課題を開発した。従来から用いられてきた作業記憶課題は時間がかかり煩雑であることが問題だったが、新しい課題はほぼ全自動で施行することができ、これらの問題が解決したと考えている。さらに、小脳ー前頭前野間の神経回路が適切に形成されるために必要な分子を明らかにするため、小脳の出力核に発現するシナプスオーガナイザーの局在解析をすすめている。以上で開発した技術を野生型のマウスだけでなく、発達障害のモデルマウスの解析にも応用することで、今後、病態の解明につなげていく計画である。小脳からの入力が前頭前野の機能にどのような影響をもたらすのかを明らかにするため、2018年度は主に以下の課題を中心に技術基盤の構築を主に行った。1)小脳から前頭前野への投射経路の同定:小脳から前頭前野に至る神経経路を明らかにするため、アデノ随伴ウイルスベクターと変異型組み換え狂犬病ウイルスを利用する計画である。本年度は、これらのウイルスを作成するためのプロトコールを最適化した。2018年度中旬に申請を経て変異型組み換え狂犬病ウイルスを使用する許可が得られ、ウイルス作成に着手した。既報のプロトコールに基づきウイルスを作成し、条件検討を経て目標とするタイターのウイルスが得らた。試験的にマウスの脳に注入したところ、感染細胞(一次感染細胞と2次感染細胞)が確認できた。2)ホームケージシステムを用いた新しい作業記憶課題の開発:前頭前野が制御する代表的な機能が作業記憶であり、作業記憶の障害は様々な疾患との関連が示唆されている。従来の齧歯類を対象とした作業記憶課題は、時間がかかり、結果のばらつきが大きい等の問題があった。そこでこれらの問題を解決するため、タッチパネルを用いた新しい作業記憶課題を開発した。使用した装置には3つの点灯するパネルが装備されており、パネルを決められたパターンでタッチするとマウスは報酬として水を飲むことがきる。パネルをタッチする間隔(Delay)を制御することで、作業記憶への負荷を調節できる。様々なパラメーターを検討した結果、安定した実験データを得られるようになった。3)小脳ー前頭前野投射経路ー制御分子の同定:小脳ー前頭