hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咀嚼振動の周波数成分が食感におよぼす影響

前年度までに整備した入力用振動信号データ生成法,咀嚼振動供与装置とその駆動制御ソフトウエアを用いて,破砕性食品の食感について咀嚼振動中の支配的な因子の探索を以下の手順で行った.1米菓の食感用語の因子分析によるグルーピング2複数パネルによる米菓の咀嚼振動測定3咀嚼振動データの前処理4咀嚼振動パラメーターにより米菓品種間差異が明瞭な米菓の選定5選抜した米菓の食感用語の決定6食感用語別に咀嚼振動修正信号を作成7作成した修正振動を口腔内刺激供与装置経由でパネルに与えて官能評価8官能評価結果と修正振動信号パラメーターの関係から振動パラメーターの支配的因子を決定まず1から3については,咀嚼振動を微細なスパイク状振動(クラックレット)の集合体であるとし,個々のクラックレットについて各種振動パラメーターを算出し,そのパラメーターレベル別にクラックレットが出現する頻度を振動パラメーターとした.4については,10種類の米菓について複数のパネルにより咀嚼振動測定を行い,そのクラック振動パラメーターをクラスター分析に供して,同一クラスターに分類される率の高い米菓品種を選抜した.5,6については,食感評価に関する各品種の得票数を因子分析した結果,3つのグループに分類できることを明らかにした.さらに,咀嚼振動測定と官能評価の各結果に基づいて,咀嚼振動供与実験に供する米菓試料の選定方法を確立した.7と8において,食感評価項目別に整備した入力用振動信号をもとに被験者に振動刺激を与えるとともに官能評価を行い,その統計的解析により各種食感に及ぼす影響が相対的に大きい振動パラメーターの特定を行った.その結果,咀嚼振動を構成するクラックレットの食感別に特定のレベルのエネルギーと持続時間が米菓に特徴的な食感を与える因子であることを明らかにした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。破砕性食品の咀嚼信号の取得・解析および解析結果に基づく入力用信号の加工方法の検討,およびピエゾフィルムと振動子を組み込んだ予備実験用口腔内装置の設計・試作を行った.詳細は以下の通り.1)咀嚼信号検出実験と入力用振動信号の作成研究協力者から提供された10種類の米菓(おかき,せんべい)について,20人のパネルによる官能評価を行った.まず多次元尺度法を用いて米菓間の類似度の推定を行った.さらに評価の言葉出しを行い,14種類の評価用語を選定し,採点法による官能評価を行った.購入したテクスチャーアナライザーのプランジャー部にピエゾセンサーを貼付し,プランジャーの移動量と試料の破砕振動の同期を取って記録できる咀嚼振動検出装置を試作した.10種類の米菓を試料として振動検出装置により仮想的な咀嚼振動を測定し,周波数領域および時間領域解析を行った.この結果と官能評価の結果から,カリカリ感はスパイク状振動の振幅と相関する傾向を見出した.また次項で述べる口腔内装置への入力のために特定の周波数領域をカットした振動信号の作成も行った.2)口腔内装置の設計・試作咀嚼時の振動を検出するためのピエゾフィルムと振動を与える小型振動子について,研究協力者の協力を得て市販品を集め,振動検出と振動知覚が可能な装置の選抜を行った.さらにそれらのピエゾフィルム検出信号の増幅と振動子の駆動のためのアンプの設計と試作を行った.岐阜大学2名,朝日大学1名の印象を取り,口腔内装置の基礎部分(シーネ)を作製し,それにフィルムと振動子を組み込んだ口腔内装置を作製した.これを実際に口腔内に装着し,テクスチャーアナライザーで測定した信号や,ピエゾフィルムで検出した信号を振動子に入力することで,振動を感知させることに成功した.平成28年度の実施計画の2つの項目のうち,「咀嚼信号検出実験と入力用振動信号の作成」については,測定系の整備,測定したデータから口腔内装置入力用の振動信号の作成方法の開発,そして供試試料の選抜と官能評価と解析方法の検討を中心に計画時の主たる目標を達成した.もう一つの項目「口腔内装置の設計・試作」については,測定系の開発・整備,測定法の開発を中心に計画時の目標をすべて達成した.米菓の官能評価と口腔内装置による測定結果との比較検討,および入力用振動信号作成と駆動制御ソフトウェアの試作を行った.1)米菓を用いた口腔内装置による測定と官能評価との比較検討昨年度に引き続いて,研究協力者から提供された10種類の米菓(おかき,せんべい)について,再度パネルによる官能評価を行った.言葉出しした候補用語を早川の日本語テクスチャー用語体系の用語に登録されている用語に置き換え,頻出する9種類のオノマトペを選定した.このオノマトペについて10種類の米菓の得票数データをもとに主成分分析を行い,二つの因子で表すことができることを明らかにした.また,10種類の米菓について口腔内咀嚼振動検出装置を装着したパネルが一噛みしたときの咀嚼振動を採取した.孤立したクラック振動を抽出し,その振動の時間幅を求めた.

さらに周波数解析により個々のクラック振動について振動エネルギーと最大パワーを算出した.それぞれパラメーターについて,階級別のクラック振動頻度を求めたところ,先にもとめた因子ごとに特徴的なパターンを示した.また次項で述べる方法でパネルに人工振動刺激を与え,官能評価を行うことができた.2)入力用振動信号と駆動制御ソフトウェアの試作測定した振動信号について,前項で求めた特徴的なパターンの一部を欠損,あるいは強度を調整した振動信号を表計算ソフトウェアと自作ソフトウェアの組合せで作成する方法を確立した.また代表的なクラック振動を基準振動として,その振幅,振動時間幅,単位時間当たりのクラック振動頻度を任意に調整した人工破砕振動を作成できるソフトウェアをMATLABで開発した.昨年度から開発してきた振動を口腔に供与する装置(アクチュエーター)に,調整して作成した信号を入力して人工的に破砕振動信号を与え,その振動刺激をもとに官能評価できる測定系の構築に成功した.平成29年度の実施計画の2つの項目のうち,「食品モデルによる口腔内装置評価実験と官能評価実験」については,昨年度に開発した口腔内咀嚼振動検出装置と口腔内刺激供与装置を用いて,米菓を用いて振動刺激を取得し,その振動信号の特定の成分を調整した人工振動信号を口腔内装置経由でパネルに振動刺激として供与できるシステムを完成させ,実際に人工振動による官能評価を実現することで計画の主たる目標を達成した.もう一つの項目「入力用振動信号と駆動制御ソフトウェアの試作」については,ソフトウェのアルゴリズムの開発,プログラミング・実装,そしてそれをもとに駆動した人工振動刺激実験を可能にしたことから,計画時の目標をすべて達成したと判断できる.ただし,予算と製造に要する時間の制限で口腔内装置の製作個数を変更することになった.前年度までに整備した入力用振動信号データ生成法,咀嚼振動供与装置とその駆動制御ソフトウエアを用いて,破砕性食品の食感について咀嚼振動中の支配的な因子の探索を以下の手順で行った.1米菓の食感用語の因子分析によるグルーピング2複数パネルによる米菓の咀嚼振動測定3咀嚼振動データの前処理4咀嚼振動パラメーターにより米菓品種間差異が明瞭な米菓の選定5選抜した米菓の食感用語の決定6食感用語別に咀嚼振動修正信号を作成7作成した修正振動を口腔内刺激供与装置経由でパネルに与えて官能評価8官能評価結果と修正振動信号パラメーターの関係から振動パラメーターの支配的因子を決定まず1から3については,咀嚼振動を微細なスパイク状振動(クラックレット)の集合体であるとし,個々のクラックレットについて各種振動パラメーターを算出し,そのパラメーターレベル別にクラックレットが出現する頻度を振動パラメーターとした.4については,10種類の米菓について複数のパネルにより咀嚼振動測定を行い,そのクラック振動パラメーターをクラスター分析に供して,同一クラスターに分類される率の高い米菓品種を選抜した.5,6については,食感評価に関する各品種の得票数を因子分析した結果,3つのグループに分類できることを明らかにした.さらに,咀嚼振動測定と官能評価の各結果に基づいて,咀嚼振動供与実験に供する米菓試料の選定方法を確立した.7と8において,食感評価項目別に整備した入力用振動信号をもとに被験者に振動刺激を与えるとともに官能評価を行い,その統計的解析により各種食感に及ぼす影響が相対的に大きい振動パラメーターの特定を行った.その結果,咀嚼振動を構成するクラックレットの食感別に特定のレベルのエネルギーと持続時間が米菓に特徴的な食感を与える因子であることを明らかにした.
ビル内廃棄物の収集及び処理の観点からみた建築計画・設計資料の作成

本研究は、社会における円滑なごみの処理・処分・再資源化に対応し得る建築物内のごみの扱いと、そのために建築計画・設計時点で考慮されるべき内容を明らかにすることを目的として、平成6年度の単年度で実施したものである。現場での業務に直接携わっているビルメンテナンス従業員を対象に、作成したアンケート調査票に基づく実態調査を実施し、13の建物用途にわたるビルから227件の有効回答を得た。調査対象とした建物用途は、(1)一般事務所:その他一般、(2)一般事務所:コンピューターセンター、(3)一般事務所:金融、(4)一般事務所:報道(電波)、(5)一般事務所:商社、(6)一般事務所:出版、(7)一般事務所:報道(活字)、(8)一般事務所:広告宣伝、(9)宿泊施設、(10)百貨店・大型物品販売、(11)劇場・ホール・集会場、(12)教育施設、(13)飲食店である。この結果、以下の各項目ごとに建物用途別の解析結果が提示された、後掲の研究発表成果に結びついたものである。1)ビル内廃棄物の収集・運搬・処理・保管に関わる諸データの種類別分析・廃棄物排出原単位の算定・効率的運搬、処理のための必要設備とスペース・分別を前提とした集積所所要面積の提示2)ビルメンテナンス側からみた建築計画・設計に対する改善・要望事項の抽出3)建築計画・設計資料として用いられるべき諸条件・数値の妥当性の検討および将来の変動要因本研究は、社会における円滑なごみの処理・処分・再資源化に対応し得る建築物内のごみの扱いと、そのために建築計画・設計時点で考慮されるべき内容を明らかにすることを目的として、平成6年度の単年度で実施したものである。1)ビル内廃棄物の収集・運搬・処理・保管に関わる諸データの種類別分析・廃棄物排出原単位の算定・効率的運搬、処理のための必要設備とスペース・分別を前提とした集積所所要面積の提示2)ビルメンテナンス側からみた建築計画・設計に対する改善・要望事項の抽出3)建築計画・設計資料として用いられるべき諸条件・数値の妥当性の検討および将来の変動要因
シンクロナイズドスイミング競技の採点方法に関する研究

本研究、シンクロ競技の採点方法をより客観性・妥当性の高いものとしてゆくために、現在の競技方法と採点方法の問題点を明かとし、今後の方向について検討することを目的とした。日本水泳連盟シンクロ公認審判(国内A級・国際)10名および強化コーチ(ナショナル・上級)5名を対象に、現在の採点方法と競技方法に関する意識調査を行った。また、競技方法がもっとも類似しているフィギュアスケート競技、とくに女子シングルとアイスダンシングとの比較研究を行った。その結果、現競技方法の問題点は、(1)フィギュア競技の必要性が乏しい(2)選手の実績(ネ-ムヴァリュー)の評価への影響(3)テクニカルルーティン(TR)とフリールーティン(FR)の採点基準の違いの明確化(4)競技順のグループ化による評価への影響(5)テクニカルメリット(Tン)とア-ティスティックインプレッション(AI)の採点の明確化、があげられた。また、他の採点競技との比較からシングル競技の特長は、(1)音楽の重要性が非常に高い(2)専門技術の難易度に関する基準が明文化されていない(3)器械体操での落下や転倒、フィギュアスケートての転倒のように明らかな失敗がない(4)競技レベルの差と比べて点数が接近している(5)演技構成の流行の影響が大きい(6)減点数ではなく、競技レベルのカテゴリー別での順位採点である、といえる。これらの結果から、シンクロ競技をよりクリアな競技としてゆくためには、(1)フィギュア競技を廃止する方向へ進める(2)各技術に対する難易度をおおまかでもよいから明文化させる(3)ルーティンは2パネルでのジャッジングを行う(4)TRはTMの比率を従来の60%よりも高くし、技術点重視の意向を強め、FRとの個別性を明瞭にする、という方向に押し進めていく必要があろうと結論づけられた。
発達期における延髄縫線核の傷害が睡眠に及ぼす影響

脳幹正中部の縫線核群は、運動、感覚、自律神経系、記憶などの各種機能の調節に関与し、睡眠に対しても大きな役割を演じていることが知られている。本研究では、成熟ラット及び幼若ラットの延髄縫線核をカイニン酸を用いて傷害し、呼吸運動への影響を調べ、更に幼若ラットの延髄縫線核の傷害がその後の睡眠へ及ぼす影響を調べた。成熟及び幼若ラットの延髄縫線核の傷害により呼吸頻度は一時的に増加したがその後減少し、無呼吸が誘発された。幼若期にこの部位を傷害した群は、その後、正常群に比べて睡眠が浅くなった。延髄縫線核の傷害は呼吸運動に影響を及ぼし、幼若期でのこの部位の傷害はその後の睡眠へも影響を及ぼすことが示唆された。本年度は2,3,8週齢のラットを用い慢性動物を作製した。慢性動物作製にあたり、まず各週齢で急性実験を行い次に慢性動物を作製した。またこれらの実験で記録したデータで解析プログラムの作製をおこなった。以下に実施した内容と結果について述べる。〈急性実験〉まずペントバルビタール麻酔下で脳波、頚筋筋電図、心電図、横隔膜筋電図用の電極を装着し、記録した。横隔膜筋電図の記録は3週齢以下のラットでは困難であり、外肋間筋からの筋電図を記録し全週齢で安定して記録できた。そこで横隔膜筋電図の代わりに外肋間筋筋電図を記録した。〈慢性実験〉急性実験で確かめた脳波、頚筋筋電図、心電図、外肋間筋筋電図用のそれぞれのコードを頭部のコネクターにつなきデンタルセメントで固定し無菌的に慢性動物を作製した。3,8週齢のラットは術後管理に注意すれば3週間以上にわたって記録は可能であった。しかし2週齢のラットについては侵襲が大きく死亡率が高いことがわかった。手術内容と術後管理の検討し、改善を行っている。さらに延髄縫線核破壊後の記録に向けて手術・術後管理を試みている。〈解析プログラム〉上記実験で脳波、頚筋筋電図を20秒ごとにデータを分割し、各データで脳波ついては周波数解析、頚筋筋電図については活動の大きさを計算するプログラムをMATLABを用いて作製し、脳波、頚筋筋電図の変化で睡眠、覚醒期の判定をした。現時点では記録開始直後ではβ波優位であり週齢間の差異は不明である。今後長時間の記録に向け修正を行っている。本年度は2,3,8週齢のラットを用いて、延髄縫線核を薬物を用いて傷害し、その効果を調べた。延髄縫線核を化学的に傷害するために、従来神経細胞を選択的に破壊するのに使用されてきたカイニン酸を用いた。8週齢のラットをペントバルビタール麻酔下で麻酔し、心電図、呼吸運動の指標のための横隔膜筋電図用電極を装着した。その後、薬物注入用に後頭のラムダ縫合を指標にして正中部にドリルで微小の穴をあけた。心電図及び横隔膜筋電図を記録しながら、その穴に0.1%のカイニン酸を満たしたハミルトン・シリンジを挿入してカイニン酸を微量注入した。注入後、呼吸運動は低下し、20分後、無呼吸が生じ、カイニン酸の注入量により、無呼吸及び心停止後に死亡、あるいは無呼吸からの回復が観察された。後の組織学的検索により、注入部位は、不確縫線核と淡蒼縫線核であることが確認された。2及び3週齢のラットについて、呼吸運動の指標として、気管切開の後、差圧トランスデューサーに接続して呼吸気流を記録して、同様の実験を行った。2週齢ラットについてはハミルトン・シリンジ挿入による侵襲が大きく死亡率が高かったが、3週齢ラットについては死亡率は幾分低下した。カイニン酸注入の方法と注入量を検討し、延髄縫線核傷害後の記録に向けて、改善を行っている。記録は全てサーマルアレイレコーダーで同時記録すると共に、データ収集・解析システムにとりこみ、松尾聡(分担者)と共にオフラインでの解析を行った。I.本年度は、ラットの延髄縫線核の各部位をカイニン酸を用いて傷害し、呼吸運動に対する影響を詳細に調べた。18週齢ラットをペントバルビタール麻酔下で麻酔し、心電図、横隔膜筋電図を記録しながら、延髄正中部に0.1%カイニン酸を満たしたハミルトンシリンジを挿入して、カイニン酸を微量注入した。2μLの注入量で、横隔膜筋電図活動は一時的に消失したが、すぐに回復し、注入後25分で無呼吸に至り、その後は回復しなかった。1μL0.06

μLに注入量を減らして呼吸に対する影響を調べた結果、obexの前方13mmへの0.1μLの注入により、無呼吸が一時的に出現したが、その後回復し、0.1μLの追加注入により横隔膜筋電図活動は完全に消失して、無呼吸が続き、回復しなかった。2幼若ラット(2及び3週齢)をペントバルビタール麻酔下で麻酔し、延髄縫線核に0.1%カイニン酸を満たしたハミルトンシリンジを挿入して、カイニン酸を微量注入した。注入量は1を参考にした。2週齢ラットは延髄縫線核の手術による侵襲によりほとんど死亡し、データが得られなかった。3週齢ラットについては0.02μLの注入により呼吸頻度は50%減少した。0.05μLの注入により無呼吸が一時的に出現したが、不規則な呼吸が続いた。II.3週齢ラットをペントバルビタール麻酔下で麻酔し、後頭部の皮膚を切開してラムダ縫合を指標にして正中部に微小の穴を開け0.1%カイニン酸を満たしたハミルトンシリンジを挿入して、2を参考にしてカイニン酸を微量注入し、切開部を縫合して飼育ケージに戻した。1週間後の呼吸運動は正常であった。III.今回の結果から、2週齢ラットは、延髄縫線核の外科的手術による侵襲は呼吸運動出力に大きな損傷を受けるが、3週齢ラットについては影響を被らないことが示唆された8週齢ラットでは、延髄縫線核へのカイニン酸の微量注入により、呼吸運動は一旦停止するが、その後回復しほぼ正常に戻ることがわかった。しかし、傷害の程度が大になると、無呼吸からの回復はみられなかった。幼若ラットのうち2週齢ラットでは、延髄縫線核へのハミルトン・シリンジ挿入による物理的傷害で、3週齢ラットではカイニン酸注入によ化学的傷害で、呼吸停止が起こりやすいことがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。2及び3週齢ラットの延髄縫線核について、カイニン酸の注入量を検討し、呼吸停止その後の回復状態について調べる。延髄縫線核の傷害がその後の8週齢までの成長過程に及ぼす影響について検討する。
果樹のもつ花芽分化および形態形成関連遺伝子の単離と機能解析

申請者は前年度までに、リンゴにもホメオボックス遺伝子が存在することを示している。本年度は、落葉果樹生産において特に問題となる樹体の自発休眠現象に対するホメオボックス遺伝子の関与について解析を進めた。自発休眠は、茎頂分裂組織が自身の活性を自律的かつ可逆的に低下させる現象であるととらえることができ、またホメオボックス遺伝子は一般に植物の形態形成、特に茎頂分裂組織の維持、形成に関与していると考えられているため、この現象においてホメオボックス遺伝子が極めて重要な機能を担っている可能性が考えられるためである。リンゴから単離した2種類のホメオボックス遺伝子APHBl、APHB2の塩基配列をもとに、ニホンナシ茎頂由来のcDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、4種類の異なるクローンが得られた。このうちJPHlとJPH21の2クローンがそれぞれAPHBl.APHB2と極めて高い相同性を示した。推定されるアミノ酸配列を用い、すでに報告されている他のホメオボックス遺伝子とクラスター分析を行ったところ、ニホンナシの4つのクローンはそれぞれ機能分化が予測される異なる遺伝子群に分類された。実際にこれら4つのホメオボックス遺伝子の発現を、ニホンナシの各器官ごとにRNA gel blot analysisにより解析したところ、JPHl、JPH6、JPH27の3クローンはいずれも茎頂および茎で発現しており、未熟葉、成熟葉のどちらにも発現は認められなかった。一方JPH21は供試したすべての器官に発現していた。さらに興味深いことに、JPHl.JPH6、JPII21の3クローンは休眠頂芽内においても引き続き発現が認められたが、JPH21は休眠頂芽内で発現が消えていた。休眠期の分裂組織内における発現パターンの違いから、ニホンナシの自発休眠にホメオボックス遺伝子が関与している可能性が示唆された。これらの研究成果は園芸学会平成10年度秋季大会において口頭発表した。リンゴのゲノムDNAからPCRによって、イントロンを含むホメオボックス遺伝子の保存領域の単離を試みたところ、塩基配列の異なる2種類の部分配列が得られ、これらをAPHB1、APHB2と名付けた。両者は塩基配列で40.7%の相同性を示した。このうちAPHB2は、すでにニホンナシから単離されている部分配列の同じ領域と、塩基配列で94.8%、推定されるアミノ酸配列では完全に一致した。この結果から、リンゴのホメオボックス遺伝子の塩基配列は、比較的近縁な属間では、通常変異の集積しやすいイントロン領域を含み、高度に保存されていることが示唆された。推定されるアミノ酸配列を他のホメオボックス遺伝子と比較したところ、それぞれのトウモロコシやイネから単離されているclass1,Class2と呼ばれるホメオボックス遺伝子群との間に高い相同性が認められた。classlとClass2はともにKnotted1型のホメオボックス遺伝子であるが、アミノ酸配列ばかりでなく発現パターンにも違いがみられていることから、それぞれ生体内で異なる機能をもっていると考えられている。実際にリンゴから得られた2つの遺伝子の発現をRT-PCRによって解析したところ、APHB1の発現は茎頂と茎および花に限られていたのに対し、APHB2は成熟葉と未熟果を含む供試したすべての器官に発現が認められ、それぞれ既知のclassl、class2型の遺伝子群とよく似た発現パターンを示した。以上の結果から、リンゴには少なくとも2種類のホメオボックス遺伝子が存在し、それぞれ異なる形態形成についてその調節に関与している可能性が示唆された。
ヒト乳歯歯根吸収組織由来の細胞生化学的研究

成長発育時に口腔内の顕著な変化として,乳歯から永久歯への交換が挙げられる。この交換の状況により将来の永久歯列が決定されると考えられる。その結果として,咀嚼能率および発音能力において適切な発育が保障されると考えられる。そこで,小児歯科領域において限定したならば乳歯の形成,萠出,吸収そして,永久歯の萠出というそれぞれの過程についての研究が急務とされてきた。我々は,ヒト乳歯歯根膜由来培養線維芽細胞(HPLFーY)とヒト永久歯歯根膜由来培養線維芽細胞(HPLF)の培養系への導入を試み,得られた細胞のcharacterizationを行い,HPLFーY,HPーLFの細胞の性質の違いを明らかにすることが,乳歯から永久歯へ移行していく過程を解明する上で非常に重要であると考えられた。本研究においてHPLFーY,HPLFを初代培養,継代培養を行った。次に,間葉系結合組織を主体とする歯胚の基質形成には,growth factorの一つであるアスユルビン酸の関与が必要であることからLーAscorbic acid(AsA),LーAscorbic acidー2ーPhosphato(AsAーP)のHPLFーY,HPLFに対する効果について調べたところ,各々の細胞において、細胞の性質に相異が確認できたことは,歯ならびに歯周組織の形成と発育を知る上で非常に重要であると考えられた。さらに,HPLFーY由来の細胞成長因子および調節因子の存在とHPLFY,HPLFに対する細胞増殖および分化の機構について定量的に解析できたことは、HPLFーY,HPLFの培養系の確立が重要な役割をになっているものと考えられた。以上の事から、今後、乳歯から永久歯への移行という現象をとらえる上で、乳歯および永久歯の歯周組織、中でも歯根膜由来の培養線維芽細胞の培養系を用い,その応答(メカノサイトロジ-)を研究することによって乳歯歯根の吸収のメカニズムを知る一助となることを期待するものである。小児歯科学にとって歯ならびに歯周組織の形成と発育について研究することは重要なテ-マである。特に間葉系結合組織細胞を主体とする歯胚の基質形成には、growth factorの1つであるアスコルビン酸の密接な関与が知られている。そこで歯周組織中でも歯根膜由来の線維芽細胞におけるLーAscorbic acid(ASA),安定型のLーAscorbic acid 2ーPhosphateの影響について検索するために,ヒト乳歯の歯根膜由来の線維芽細胞(HPLFーY),ヒト永久歯の歯根膜由来の線維芽細胞(HPLF)の継代培養細胞を用いて,各々の細胞の増殖,分化ならびに細胞接着、伸展性について比較検討を行った。HPLFーY,HPLFは神奈川歯科大学小児歯科外来より咬合誘導上の目的で抜去した歯根2/3以上残存する乳歯および歯根完成後の永久歯より採取した歯根膜を斉藤らの方法によりmigrateした細胞を継代培養を行った。得られたHPLFーY,HPLFを2mg/mlFCSP、50μg/mlAscorbic acidを含むDMEMで1日間培養後、Ascorbic acid無添加の培地を2日毎に交換し、7日間培養後、細胞増殖の指標であるDNA量,細胞分化の指標であるALPase活性について検索した。

さらに,HPLFーY,HPLF培養後ASA無添加のDMEM中に25μg/mlの濃度に希釈したASA,ASAーPを2日毎に培地を交換し、7日までの各々の上清(CM)を採取し,その後,CMを疎水性のwellにcoatingし,3HーTdR標識HPLFーY,HPLFをこれらのwellにinoculateし3hの培養を行った。その後、plateの底面には付着した細胞を位相差顕微鏡により形態を観察し、3HーTdR標識の付着細胞について3Hの放射活性を測定した。その結果,AsA,AsAーPのHPLFーY,HPLFに対する(1)細胞増殖における効果は、共に認められた。(2)ALPase活性の上昇,(3)さらに細胞の接着,伸展活性物質の分泌量は、HPLFよりもHPLFーYでより効果的であることを確認し,その効果は、細胞間で性質に相異があることを確認した。AsuorbicAcidは、霊長類において必須のビタミンであり、結合組織の形成に重要な役割を果たしているが、歯周組織への効果は不明な点が多い。そこで,ヒト乳歯および永久歯歯根膜培養線維芽細胞(HPLFーY,HPLF)におけるLーAscorbicーAcid(AsA)、LーAscorbicacidー2phosphute(ASAーP)の細胞増殖分化,細胞接着,伸展性について平成2年度科学研究実績報告において報告した。そこで我々は,今回,細胞接着因子の分離,さらに,各溶出分画における細胞接着,伸展活性について比較検討を行った。斉藤らの方法により、migrateしたHPLFーY,HPLFを培養し,DーMEM中にASAおよびASAーPを50mg/nlの濃度に調整し、2日毎の培地交換時に添加した。培養7日目にserunーfree培地と交換後,confluent Cellsのconーditionel mediwm(cu)を採取し、PDー10カラムにて脱塩後,凍結乾燥を行ないGPCカラム(Poー60k)により分離した。さらに,各溶出分画における細胞接着,伸展因子についてDNA量を測定することにより解析した。その結果,HPLFーY,HPLFのCM中の細胞接着因子をGPCカラム(POー60K)によりHPLCを用いて分離した溶出パタ-ンは、分画IVの5分画となった。また溶出パタ-ンから明らかにHPLFーY,とHPLFで異っており,さらにコントロ-ルと比較して、ASAとASAーP添加によりHPLFーYがより異なる結果となった。従って,細胞外成分のゲルクロマトグラフィ-の結果からもコラ-ゲン分成ばかりでなく比較的低分子の蛋白質にもASAとASAーPが,細胞接着と伸展活性に影響を与えるものと考えられる。また,HPLFーY,HPLFに対する効果は、ACAとASAーPで共通する分子と異なる物質が示唆されたので,これらの物質の分離,同定が歯周組織および歯胚の発育の細胞生化学的な機能を知る上で重要と思われた。
外国語教育における教室内モティベーションの質的・量的研究

外国語教育におけるモティベーションの研究は、これまで社会心理学的なアプローチを主流として進められてきた。しかしながら、Gardner(1985)らが主張しているような目標言語や目標文化に対する統合的動機づけのような枠組みは、日本のような言語環境下にある学習者には必ずしもあてはまらない。外国語学習において、学習者のモティベーションは学習プロセス、学習内容、学習方法などによって、高くなったり低くなったりするなどの可変性を有している。したがって、外国語学習の改善には、刻々と推移する「教室内モティベーション」に関する研究が必要である。本研究では、日本の英語教育や外国人のための日本語教育における学習者のモティベーションを、従来の社会心理学的なアプローチによって調査・分析するとともに、日常の授業における「教室内モティベーション」に関しての質的・量的研究を実施した。具体的には、自己決定理論の日本人英語学習者への拡張として、内発的/外発的動機づけの構成概念の妥当性を検証した。さらには、Clement & Kruidenier(1983)の5つのタイプの学習志向性との関係が測られ、尺度の結果が心理的理論からなされる判断とどの程度まで関係づけられるのかが検証された。また、日本語作文における学習者の文法性判断能力と文法修正能力、日本語習熟度、モティベーションとの関連を考察するため、初級上級レベルの日本語学習者45名、日本語母語話者35名を被験者として、日本語作文の文法性判断能力と文法修正能力を調査した。本研究では、これらの調査結果から「教室内モティベーション」を高めるための方法を模索した。モティベーションが低い学習者については外国語学習に対するモティベーションを高め、はじめから高いモティベーションを有する学習者にはこれを維持できるように、あるいはさらに学習意欲を高めるように、理論と実践の両面から「教室内モティベーション」の高揚のための方法論を提案した。1.『擬似体験による日本人英語学習者の異文化適応度の調査」(本田・佐久:2004):質問紙により日本人英語学習者の異文化適用モデルの検討を試みた。2.「教師の専門能力開発をめぐる研究」(望月通子:2004):学習者の動機付けの高揚には教師の質がかかわる。教師教育の諸相と背景・現状および問題点を指摘し、教師の将来像を明らかにしようとした。具体事例として豪国の言語政策に言及し、日本の小学校英語の教科化を論じている。4.『第二言語習得における学習者要因-動機づけの新しい枠組みについて-」(本田:2005):学習者に内在し言語学習に影響する「学習者要因」の文献研究。学習環境に影響する「社会的要因」、学習者に内在する「情意的要因」および「認知的要因」の3観点から、各学習者要因を考察し、1990年代以降の新理論やモデルが日本の教育現場の課題を解決できるかを明確にした。本年度の研究業績は以下の概要で述べるように、モティベーションに関して6編の論文を発表した。(1)「語彙学習における学習者要因-モティベーションとストラテジーの観点から-」(本田2006)では、語彙学習における学習者要因という観点から、「タスクに焦点をあてた動機づけ」や「Trait&Stateモティベーション」を語彙学習の中に適切に位置づける必要性を論じている。(3)「英語科における観点別評価と「学力」」(本田2006)では、「関心・意欲・態度」という観点から、観点別評価とその評価基準を考察し、英語学習へのモティベーションの向上と英語科における「学力」との関連を論じている。(4)「日本語作文における学習者によるコレクションの研究-

日本語学習者はどこまで修正できるか:習熟度・学習ストラテジー・モティベーションの観点から-」(望月・本田・佐久2006)では、日本語作文における学習者の文法性判断能力と文法修正能力が、学習者のティベーションとどのように関連するかを検証している。(5)「小学校英語教育における語彙教材の開発に向けて」(本田・柏木・神白・中河2006)では、小学校英語教育で教えられている語彙の現状を踏まえ、小学校英語活動における語彙教材を提示している。シンプルかつユーモラスなオブジェクトを使って語彙教材を作成することによって、児童のモティベーションが向上することを指摘している。(6)「高校生を対象とした英単語親密度の調査-話し言葉のデータベースから-」(本田2006)では、英語の話し言葉のデータベースから頻度の高い単語を抽出し、それらの単語親密度を日本人高校生に調査した結果を報告している。学習者に内在し、語彙学習に影響を与える情意的・認知的要因について論じている。
母体腹壁からの非侵襲的胎児酸素モニタリングの開発

胎児の酸素動態を非侵襲的に測定するため、近赤外線分光法による経母体腹壁からの測定システムの開発を行った。センサー、近赤外光分光器、解析ソフトの開発を行い母体腹壁から4cmまでの深度の酸素飽和度の測定が可能になった。ヒトの予備的実験及びミニブタを用いた動物実験では、母体腹壁から胎児の酸素飽和度を精度よく測定することが難しいことが困難であった。しかし、胎児の酸素動態を反映する胎盤の酸素飽和度は我々の方法で測定可能であることを発見した。予備実験を踏まえて臨床的検討を行った。正常妊娠では胎盤の酸素飽和度が70%前後であるのに対して、胎児低酸素状態、胎児発育不全、妊娠高血圧症候群では78%前後と上昇していることが明らかになった。分娩後の検索では、胎盤の酸素飽和度が高い症例では臍帯異常やchorangiosisなどの胎盤の異常が見られた。近赤外線を用い非侵襲的に胎盤の酸素動態を測定することが可能になった。本法が新しい胎盤機能検査、胎児機能検査になることが判明した。胎児の酸素情報が安全かつ簡便にとらえることができれば脳性麻痺などの重篤な後遺症を減少させることができ、周産期管理に多いに貢献すると考えられる。母体腹壁から侵襲なく胎児の酸素動態を測定する装置を開発することが本研究の目的である。母体腹壁からの測定を可能にするためには、1)深達度のある光を見いだすこと2)腹壁の動きや子宮収縮の変動に影響されないプローベの作成3)微量なフォトンでも精度よく検出できる分光器およびコンピュータシステム4)胎児酸素濃度を捉えている確証の4点である。平成18年度は母体腹壁から到達深度の高い光としてNIRO100のレーザーが適切であることを突き止めてた。腹壁からヒトの子宮筋情報をコンスタントに確実に得ている証拠としてチトクロームCの値は変動がほとんどないことがポイントであることを確認した。次に従来型のプローブを腹部に装着すると子宮収縮などの動きにより光軸がぶれてしまい安定したデータが得られない。適切な硬度と装着性、遮光性を実現することが課題となる。プローブの形態と材質を検討したところ比較的硬い素材のプローブを用いると光軸がぶれないことを突き止めた。具体的には硬質プラスチック、ジュラルミン、アルミなどがよいことが判明した。次に実際の妊婦で測定を行った。インフォームドコンセントを充分得た後、超音波断層法を事前に行い、胎盤、胎児、羊水の関係を確認する。胎盤や胎児を確実に捉える腹壁上の部位を決定し、分娩監視装置も同時に装着し酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンそして胎児心拍数、子宮収縮を同時に測定した。その結果胎盤の正常のTOI(組織酸素飽和度)は71%前後であることが明らかとなった。胎児の酸素情報が安全かつ簡便にとらえることができれば脳性麻痺などの重篤な後遺症を減少させることができ,周産期管理に多いに貢献すると考えられる。昨年までの研究で,我々が作成したセンサーで胎盤の酸素動態が測定できることが判明した。正常妊娠では胎盤の酸素飽和度が70%前後であるのに対して,IUGRや妊娠高血圧症候群では78%前後と上昇していることが明らかになった。また胎盤の酸素飽和度が高い胎盤の病理では絨毛のchorangiosisや問質の形成不全が見られた。胎盤の機能を胎盤の酸素飽和度により推定sれることが考えられた。またなぜIUGRや妊娠高血圧症候群では胎盤の酸素飽和度が上昇しているのかをミニブタを用いた動物実験で検討した。その結果子宮の血流低下では絨毛間腔の酸素飽和度が低下したが,臍帯血流が減少することにより絨毛間腔の酸素飽和度が上昇することが観察された。胎児循環が絨毛間腔の酸素飽和度と密接に関連していることが示唆された。胎盤、胎仔の酸素動態を精度よく捉えているかについて動物実験を行った。妊娠ミニブタ2頭の9ブタ胎仔を全身麻酔下に開腹し、胎盤直上の子宮および胎仔にセンサーを装着し、胎盤、胎仔の組織酸素飽和度(TOI)を測定した。臍帯閉塞、臍帯血の脱血を行い胎盤のTOIを測定した。

その結果、臍帯閉塞前の胎盤TOIの平均値は56.3±7.6%であったが、臍帯閉塞により60.9±8.1%まで速やかに上昇した。また臍帯血の脱血でも速やかに胎盤TOIは上昇した。胎仔TOIは臍帯閉塞及び臍帯血の脱血で速やかに低下した。妊婦の測定では、超音波断層法を事前に行い、胎盤、胎児、羊水の関係を確認した。胎児の酸素飽和度は羊水量や、位置、胎動、陣痛などの影響があり安定した結果は得られなかった。一方、胎盤については後壁付着以外では安定したデータが得られた。正常妊娠では胎盤の酸素飽和度が70%前後であるのに対して、胎児発育不全、妊娠高血圧症候群では78%前後と上昇していることが明らかになった。
マイクロ流路デバイスの最適流路創成設計を目的としたトポロジー最適化

本年度は、種々の流路デバイスの抜本的な性能向上、あるいは革新的な流路構造の創成を目的として、熱と流体のマルチフィジックスを考慮したヒートシンクの熱交換性能最大化問題、および異なる不混和性の溶媒を利用した液液抽出マイクロ流路の抽出性能最大化問題を対象としたトポロジー最適設計法に関する研究を行った。これらの研究では、前年度までに構築した流体場と随伴場の解析に格子ボルツマン法を用いる感度解析手法を導入することで、設計感度を効率的かつ正確に算出可能な最適化アルゴリズムを開発した。まず、ヒートシンクのトポロジー最適設計法では、熱交換性能最大化と、圧力損失の最大値を規定する制約条件により最適化問題を定式化し、数値例により提案手法の妥当性を検証した。その結果、幾何学的に複雑な流路構造が得られることを確認している。また、二相流を扱う流路デバイスのトポロジー最適設計法では、液液抽出を移流拡散方程式に帰着させる方法と、二相流の界面を捕捉するためのフェーズフィールド法とを組み合わせて最適化問題を定式化し、格子ボルツマン法により液液抽出と二相流を同時に解析する最適化アルゴリズムを構築した。数値例により提案手法の妥当性と有効性を検証した結果、液液抽出が十分に完了するように、従来から使用されているような波状の流路形状が最適解として得られることを確認している。また、圧力損失の最大値を規定するパラメータを変更することにより、圧力損失と抽出性能の相反関係を考慮しながら液液抽出マイクロ流路の最適設計を行うことが可能であることがわかった。なお、これらの研究成果は、国内外の主要な学術論文に6報掲載されている。本研究の研究成果により、これまでにない画期的な流路デバイスの新たな創成設計法の確立が今後期待できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,マイクロ流路デバイスの最適流路創成設計法の開発を目的として,流体問題を対象とした新しいトポロジー最適化手法を構築する.ヒートシンクやマイクロリアクタといったマイクロ流路デバイスでは,流路形状がデバイスの各性能を大きく左右することから,本研究では流路デバイスを設計する上で基本性能として重要な,圧力損失効率,ヒートシンク等の熱交換器の設計で重要な熱交換効率,マイクロリアクタ等の攪拌器の設計で重要撹拌効率の最大化を目的として,流路形状のトポロジー最適化手法を開発する.これらの方法が確立されれば,数学的および理化学的知見に基づく高性能な流路デバイスの創成設計が可能となる.本年度はまずマイクロ流路デバイスの基礎的な設計手法を確立するために,圧力損失最小化問題を対象としたトポロジー最適化手法を構築した.将来的に混相流を扱うマイクロリアクタの最適設計手法へ展開することを予定しているため,混相流解析に適した手法として数値流体力学の分野で注目を集めている格子ボルツマン法を用いて流体解析を行う方法論を構築し,流れの状態を決める重要なパラメータであるレイノルズ数の最適構造に対する依存性を検証した.また,提案手法をスカラ輸送問題へと展開し,熱交換効率最大化を目的としたヒートシンクの基礎的な創成設計手法を構築した.なお,これらの最適化手法を構築するにあたり,格子ボルツマン法が完全陽解法であることを利用して,最適化の過程で高速に設計感度を算出可能な新しい最適化アルゴリズムの開発にも取り組み,従来の有限要素法を用いた方法と比較して約十倍程度の高速化を実現することに成功した.また,次年度に二相流問題へ展開するため,二相系格子ボルツマン法に基づく流体解析ソルバの開発に着手し,基礎検討を行った.本年度は、種々の流路デバイスの抜本的な性能向上、あるいは革新的な流路構造の創成を目的として、熱と流体のマルチフィジックスを考慮したヒートシンクの熱交換性能最大化問題、および異なる不混和性の溶媒を利用した液液抽出マイクロ流路の抽出性能最大化問題を対象としたトポロジー最適設計法に関する研究を行った。

流体問題を対象としたトポロジー最適化では,各最適化ステップで毎回流体解析が必要であることから,流体解析に費やす数値計算コストの削減は重要な課題である.これに対し本年度は,格子ボルツマン法を用いた新しい最適化アルゴリズムを開発することで,従来の手法と比べ大幅な計算コストの削減に成功し,基礎的な流路設計問題を対象として提案手法の妥当性を検証した.これにより,構築した方法を用いることで,次年度は混相流を扱うマイクロリアクタの設計に加え,大規模問題への展開が十分に可能であると考えられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの単層流体を対象として構築した方法論を,混相流を対象としたトポロジー最適化手法へ展開する.また,撹拌効率に加え,スカラー輸送における混合率を評価関数に加えることで,二相の界面が存在する流路における,混合・撹拌・抽出の行程を迅速に完結可能なマイクロ流路デバイスの創成設計手法の開発に取り組む予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。
単純ヘルペスウイルスの分子疫学的研究

我が国は地域で分離した275株の単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)分離株ゲノムを3制限酵素を用いて切断し、114切断点の獲得・消失によってHSV-1ゲノムのパターン化を標準株F株との比較によって行った。また、パターン化した分離株のクラスター分析を行い、我が国のHSV-1株ゲノムの分子疫学的解析により以下の成績を得た。1.解析した275のHSV-1株は87という多数の切断パターンに分類された。これらの株は、遺伝的に遠く離れた4切断パターン、すなわち、パターン6に24株、27に62株、59に15株、76に12株と4つの主要パターンに集中した。2.最も頻度の多いパターン27において、札幌-香川、秋田-鳥取間などでまたパターン76においては香川-久留米間において、分離株の頻度に有意差が認められた。3.18切断中、BamHIにおけるA、A ́間の切断点消失とAの切断点獲得、D、H間の切断点消失とAの切断点の獲得など、特定の切断点の間に変異の相関が認められた。4.クラスター分析法により、87の切断パターン間でゲノムの類縁関係を明らかにし、樹状図を作成した。現在日本人に感染しているHSV-1ゲノムは、系統分類学的に2-6(C_<a1>-C_<b6>)に大きくぶんりいするのが妥当と考えられた。以上から、我が国のHSV-1株は、国内の分離地域によってゲノム構造に差があるものの、我が国特有のゲノムを保有していることが明らかとなった。また、我が国において極めて長期にわたって生じた変異がHSV-1ゲノム上に蓄積し、我が国特有のゲノム変異を持ったHSV-1が現在の日本人に定着したものと考えられる。我が国の8分離地域(札幌市,秋田県,長野県,名古屋市,京都市,鳥取県,香川県,および久留米市)で分離された,疫学的に関連のない301株の単純ヘルペスウィルス1型(HSV-1)遺伝子を制限酵素切断点の異同を用いて系統的分類を行い,以下の結果が得られた.1.遺伝子を19の切断点を用いて,制限酵素切断パターンに分類したところ, 87の異なる切断パターンに区別された.一方,これらの分離株は,遺伝的に離れた4切断パターンに集中した.2.これらの分離株で, BamHIA, A間の切断点の欠如とAのa1, a2への切断など,多数の切断点間で有意の相関々係が認められた.3.特定の切断パターンにおいて,分離株の頻度に地域差が認められた.4.クラスター分析法によって,日本人由来HSV-1分離株の樹形図を作製した.以上の結果は,現在我が国で分離されるHSV-1株遺伝子は多数の切断パターンに分類可能であるが,系統分類的に主要な4つの集団から成り,その1部の頻度が分離地域によって異なることを示唆する.これらはいつ,どこで遺伝子の分岐的変異を起こしつゝ現在の日本人に定着するようになったのかが,今後の研究課題の1つとなろう.1.単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)分離株鑑別の判定基準を得るため、(1)HSV-1ゲノム(F株)マップユニット0.47付近にあり、BamHIDとSalIBが共有し、更に分離株間で大きさの異なる7kb(BS7)のゲノムをクローニングした。(2)BS7を更にSmaIで切断し切断地図を作製したところ、12断片があることが分った。

(3)株間、クローン間で大きさの異なる断片はこのうち、左端(5'末端)から3番目の断片(0.23Sm)にあることが分った。(4)0.23Smを再クローニングし、これをプローブとして約200のHSV-1分離株間、5つのHSV-1クローン(nHS)間で同部の大きさの差異をしらべたところ、各600bp、100bpの差がみられた。(5)F株の0.23Smの塩基配列をしらべたところ、5'-TTGGGGCTGGGG-3'の12bpが15コピーあることが分った。以上から、BS7の大きさがHSV-1株間、クローン間で異なるのは同部にある反復配列のコピー数が容易に変異するためであること、反復配列を含む断片の大きさは株鑑別の判定基準に用いられないことが分った。2.制限酵素によるa切断点の獲得、b切断点の欠如、をHSV株鑑別の判定基準として、米国ウエルカム研究所より送られた、多数の米国人由来HSV株を日本人、スウェーデン人、ケニア人から分離した株と比較した。その結果、(1)米国人には特定の頻度の高い優勢な切断パターンのHSV-1、HSV-2株が潜伏感染しながら分布していることが分った。(2)しかしながら、そのHSVゲノムは日本人HSV株よりも米国人の主体を占めている同じコーカソイドに属するスウェーデン人由来株と切断パターンが類以していることが分った。(3)また、日本人、スウェーデン人、ケニア人の主要な株と米国人由来のHSV-1、HSV-2を用いて樹形図を作製した。以上の結果から、現在世界各国に分布しているHSV株は人類の変化(進化)と共に進化していることが示唆された。
生後発達に伴う運動記憶ダイナミズムの解明と制御

D-セリンはD-アミノ酸の一種であり、記憶・学習の分子基盤とされるシナプス可塑性を制御するNMDA型グルタミン酸受容体(NMDA受容体)のコアゴニストとして働く重要な分子である。これまで私たちは、D-セリンがNMDA受容体だけでなく、小脳回路の要衝を担う顆粒細胞ープルキンエ細胞シナプスに発現するデルタ2型グルタミン酸受容体(デルタ2受容体)に結合し、シナプス可塑性や、小脳に依存した運動記憶・学習を促進させることを明らかにした(Kakegawa et al., Nat Neurosci, '11)。小脳におけるD-セリン量は生後発達期に豊富に存在するものの、その後激減し、成熟期にはD-セリンはほとんど検出されなくなる。そこで本研究では、加齢に伴ったユニークなD-セリン量変化と新規D-セリン受容体であるデルタ2受容体に着目し、生後発達に伴う小脳「記憶・学習ダイナミズム」の分子機構を解明することにした。今年度は、デルタ2受容体を介する新規D-セリンシグナリングの分子機構を明らかにすることを目的とした。まず、このシグナリングが細胞内カルシウム依存的に誘発されるかどうかを確認するため、カルシウムキレート剤存在下で実験を行うと、D-セリンシグナリングは駆動されなかった。次に、デルタ2受容体の細胞内最C末端領域に結合するチロシン脱リン酸化酵素PTPMEGの遺伝子欠損マウスを用いて同様な実験を行うと、D-セリンシグナリングは著しく障害された。このことから、デルタ2受容体を介するD-セリンシグナリングは、細胞内カルシウムとPTPMEGの活性化が必須であることが示唆された(論文投稿準備中)。今後、デルタ2受容体へのD-セリン結合がどのようにPTPMEGの活性化につながるかを明らかにしていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。D-アミノ酸の一種であるD-セリンは、シナプス可塑性や記憶・学習を制御するNMDA型グルタミン酸受容体のリガンドとして働くことがよく知られている。近年、私たちは、運動記憶・学習をささえる小脳において、D-セリンが小脳回路の要衝を担う顆粒細胞ープルキンエ細胞シナプスに選択的に発現するデルタ2型グルタミン酸受容体(デルタ2受容体)に結合し、シナプス可塑性や、小脳に依存した運動記憶・学習を制御することを明らかにした(Kakegawa et al., Nat Neurosci, '11)。脳内のD-セリンは常に合成されているものの、成熟後の小脳ではD-セリンを分解するD-アミノ酸分解酵素の発現増加に伴い、ほとんど存在しない。そこで本研究では、生後発達に伴う「記憶・学習ダイナミズム」の本質的理解をめざし、新規D-セリンシグナリングを追究することにした。まず、D-セリンシグナリングを担う分子機構を理解するために、私たちはデルタ2受容体に着目した。デルタ2受容体には、D-セリンだけでなく、シナプス前細胞から放出される分泌性タンパク質のCbln1が選択的に結合することが知られている。そこで、D-セリンシグナリングにおけるデルタ2受容体ーCbln1結合の関与を調べるため、結晶構造学的手法により両者の結合部位を同定した。次に、同定された結合部位に変異を加えCbln1結合能を欠失した変異デルタ2受容体を作製し、D-セリンシグナリングが活性化されるかを電気生理学的に観察したところ、上記シグナリングは駆動されなかった。さらに、デルタ2受容体において、Cbln1が結合する構造ドメインとD-セリンが結合する構造ドメイン間のアロステリックな構造変化がD-セリンシグナリングの駆動に必須であることが示唆された(Elegheert, Kakegawa et al., Science, '16)。これまでに得られたデルタ2受容体を起点としたD-セリンシグナリングの解明は、本研究の大きな目標のひとつである。そのため、今年度得られた新たな所見は、「生後発達に伴う記憶・学習ダイナミズムの分子的理解」のために有益な情報を与えうるものと確信している。また、これまでの成果は、米国科学雑誌「Science」に掲載され、国内雑誌においてその重要性を報告している。したがって、本研究課題は、現時点で「当初の計画以上に進展している」と言える。

次に、デルタ2受容体の細胞内最C末端領域に結合するチロシン脱リン酸化酵素PTPMEGの遺伝子欠損マウスを用いて同様な実験を行うと、D-セリンシグナリングは著しく障害された。このことから、デルタ2受容体を介するD-セリンシグナリングは、細胞内カルシウムとPTPMEGの活性化が必須であることが示唆された(論文投稿準備中)。今後、デルタ2受容体へのD-セリン結合がどのようにPTPMEGの活性化につながるかを明らかにしていきたい。今後は、D-セリンシグナリングの分子機構をより詳細に追究するとともに、成熟期においてD-セリンシグナリングを活性化させる技術を開発・駆使することで、記憶・学習形成過程を解析していきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。