hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CD4+25+調節性T細胞の制御によるぶどう膜炎治療の開発

ヒトぶどう膜炎の動物モデルである実験的自己免疫性ぶどう膜網膜炎(EAU)マウスにおける制御性T細胞の役割と、最近明らかとなった制御性T細胞上に発現している4型葉酸受容体(FR4)の機能と役割を明らかにする目的に研究を行った。EAUマウスに対して抗FR4抗体を用いて制御性T細胞を抑制した結果、眼炎症が重症化する傾向が見られた。FR4を発現している制御性T細胞が眼炎症を抑制的に機能している可能性が示唆された。本年度は関連文献の詳細な検討と、制御性T細胞(Treg)消去実験プロトコールの作成、抗体の購入、各手技の訓練を行った。今回Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor-related protein (GITR)の抗体であるDTA-1と4型葉酸受容体(FR4)の抗体であるTH6をマウスへ投与し、実験的自己免疫性ぶどう膜網膜炎(EAU)の関与を検討するが、今までにEAUにおいてDTA-1やTH6を用いた報告はなく、抗体の投与量は腫瘍治療の論文を参考にした。GITRは501000μgの腹腔内投与で効果がみられており、少量でも効果はみられていた。TH6は100μg静脈注射で効果を挙げていた報告があったが、別の報告では100μg腹腔内投与で弱い効果が見られたのみであった。以上からDTA-1もTH6も100μg静脈注射で投与することとした。侵襲を同等にするため両者とも静脈注射とした。コントロール群には非特異的なrat IgG2bkを用いる。抗体の投与はEAU免疫日に同時に行う。安定してマウスへの静脈注射を行えるように、多くのマウスを用いて手技の習熟に努めた。さらにEAUでは抗原ペプチドの作成や投与に習熟が必要で、手技が安定しないと眼内炎症も安定しないものである。そのため習熟者の下で何度も抗体投与なしのEAUを作成し、眼底検査にて炎症の程度を評価し、現在安定した結果がえられるようになった。通常EAU実験では免疫後21日間観察するが、今回抗体の投与により炎症はより増強し遷延化すると予想される。そのため21日以上の観察をすることとする。本年度は、抗体の購入、実験的自己免疫性ぶどう膜網膜炎(EAU)への抗体投与実験、ハイブリドーマ細胞の入手、抗体精製を行った。まずマウスに網膜抗原ペプチドを免疫することでEAUを誘導し、そこへ2種類の調節性T細胞を抑制する抗体を投与する実験をおこなった。調節性T細胞を抑制する抗体として、Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor-related protein(GITR)の抗体であるDTA-1と4型葉酸受容体(FR4)の抗体であるTH6を用意した。どちらか一方の抗体を、EAU免疫日(day0)に100μg静脈注射し、コントロール群にはrat IgG2bkを注射した。当初予定した実験では、コントロール群と2種類の抗体投与群とでEAUの重症度に差は出なかったため、抑制抗体の投与日の調整、投与量の増量が必要と考えた。そこでDTA-1とFR4の抗体産生能を持つハイブリドーマ細胞を京都大学再生医科学研究所から分与していただいた。ハイブリドーマ細胞を培養し安定して抗体が精製できるようになり、抗体投与日をday0,3,7,10、投与量をDTA-1を400μg、TH6を200pgと増量した上で抗体投与実験を再度行った。その結果、TH6群はコントロール群に比べday11で臨床スコアが高く、day21で低い傾向がみられた。この結果は抗FR4抗体投与により制御性T細胞が抑制され眼内の炎症が強くなること、また、抗体の投与中止後は制御性T細胞が抑制されなくなり、炎症が持続したものと考えて矛盾のないものであった。我々の仮説が正しいことがほぼ示されたが、今後は再現性の確認、day11前後での制御性T細胞の増殖能、抑制能の検討、その際の各種炎症サイトカインの検討などを行いたい。
バイコンティニュアス構造を有する高リチウムイオン伝導体材料の創製

本研究はイオン伝導体と絶縁体のナノスケールでの複合化により、高リチウムイオン導電率を有する固体電解質を開発することを目的としている。最終年度である本年度は、前年度の結果をさらに発展させるべく、絶縁体構造の違いによる導電率の上昇を試みた。(1)ナノコンポジット固体電解質の合成絶縁体としてシリカメゾ多孔体を用いた。シリカメゾ多孔体は界面活性剤ミセルをテンプレートに用い、種々の条件で合成を行い、異なる細孔構造(比表面積、細孔容積、細孔構造の対称性など)を有する多孔体を得た。得られたメゾ多孔体に溶融させたイオン伝導体を充填し、ナノコンポジット固体電解質を合成した。イオン伝導体として、ヨウ化リチウムを用いた。特性の評価には、幾何密度X線回折、窒素吸脱着等温線、示差走査熱量の各測定により行った。(2)ナノコンポジット固体電解質のイオン導電率測定上記(1)で作製したナノコンポジット固体電解質のイオン導電率を交流二端子法により求めた。導電率は、前駆体のシリカメゾ多孔体の細孔構造に依存した。立方晶構造の試料において、より高いイオン導電率が得られた。これはイオン伝導経路の形状がイオン導電率に影響するためと考えられる。また、比表面積が大きい試料ほど高いイオン導電率を示した。これは界面に補足されるリチウムイオンが多く、欠陥濃度が高いためであるためと考えられる。本研究を通して、コンポジット固体電解質における高イオン導電体の設計指針を次のように得た。(a)イオン伝導経路の最適化。すなわち、絶縁体の細孔がイオン伝導方向に配向した構造、あるいは三次元網目状に相互貫通した構造が望ましい(b)リチウムイオンと絶縁体との相互作用がより強い系を得ることにより、欠陥濃度を上昇させることが可能となる。本年度はイオン伝導体としてヨウ化リチウム(LiI)、絶縁体としてSiO_2を用いて、ナノコンポジット固体電解質の合成と評価方法の確立を行った。(1)ナノコンポジット固体電解質の合成絶縁体としてミセル等をテンプレートにして得られるSiO_2メゾ多孔体を合成した。合成条件を変えることにより、様々な細孔構造を有するSiO_2メゾ多孔体を得た。ヨウ化リチウムとSiO_2メゾ多孔体との混合物を減圧下で加熱し、ヨウ化リチウムを融解させることにより、SiO_2細孔内に充填した。X線回折、窒素吸脱着等温線の各測定により、充填状況を評価した。その結果、SiO_2細孔内にLiIが充填されており、イオン伝導体と絶縁体とがナノスケールで複合化されていることを確認した。また示差走査熱量測定結果からも、ナノスケールでの複合体形成が示唆された。(2)ナノコンポジット固体電解質のイオン導電率測定上記(1)で作製したナノコンポジット固体電解質を交流インピーダンス測定により導電率を求めた。導電率はSiO_2組成に依存し、SiO_2細孔にLiIが過不足無く充填される組成において、極大を示した。この結果からも、細孔内にLiIが充填されていることがわかる。極大における導電率は純粋なLiIの導電率と比較して約1桁上昇した。
遺伝子導入・発現増強剤としての正電荷ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の開発

リポフェクション法による、動物細胞内への遺伝子導入技術は、その安全性や実験方法の簡便性から最も汎用されているが、その遺伝子導入・発現効率が比較的低く、改善が求められている。そこで、本研究では遺伝子発現上昇作用が期待されるヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤と既存のリポフェクション試薬とを組み合わせた高効率の遺伝子導入・発現剤の開発を目指した。その結果、従来法の20倍以上に遺伝子発現を増強する薬剤の開発に成功した。動物細胞への安全で効率の良い遺伝子導入・発現技術が現在、広く生命科学の諸分野の研究で求められている。本研究は当該技術の一つとして開発するものであり、21年度には以下の研究結果を得た。遺伝子発現増強剤の構造活性相関種々の遺伝子発現増強剤の合成を行い、それらの構造活性相関を基に、構造最適化を行った。本剤の基盤となるHDAC阻害剤としては、安全性の評価を考慮し、すでに米国において、承認され上市されているVorinostatを用い、この薬剤を種々の脂肪酸で修飾し、プロドラッグ化した化合物を遺伝子発現増強剤とした。この脂肪酸修飾の違いによる活性の強弱について検証し、最適なものを選抜した。リポフェクション試薬の検討近年、リポフェクション法による遺伝子導入技術が広範な分野へ応用されるようになり、様々なものが開発されている。その中で、インビトロジェン社製のLipofectamineRが最も汎用されている。本研究では、このLipofectamineRの遺伝子発現に対する遺伝子発現増強剤の効果を検討した。また、共同研究者のグループでその効果を実証した、正電荷ナノ粒子に対する遺伝子発現増強剤の効果についても調べた。種々の細胞に対する遺伝子発現増強作用の最適化と実証試験本剤の処方の最適化と実証試験を兼ねて、何種類かのハムスターやヒトの正常・がん細胞に対する効果を検証した。また、発現増強のメカニズムを分子生物学的手法により解明した。本研究ではヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤と既存のリポフェクション試薬とを組み合わせ、高い遺伝子導入率と高い遺伝子発現効率を併せ持つ、遺伝子導入剤の開発を目的とする。本遺伝子導入製剤により、既存の非ウイルスベクター法であるリポフェクション法の遺伝子発現効率を10100倍に増強することを目標とし、現行のリポフェクションでは導入遺伝子の発現効率の悪い系においても、発現効率を高めることを目指す。また、細胞レベルでの製剤の最適化の後、in vivoにおけるがん細胞への遺伝子送達性能について検討し、遺伝子治療製剤としての可能性も探る。以上の目的を達成すべく、平成22年度には、鋭意、化合物や方法の改良を行ったところ、既存のリポフェクション試薬(従来法)に新規に開発したHDAC阻害剤誘導体を添加すると、従来法の約25倍の遺伝子発現率を達成することに成功した。これは、今まで4-5倍の発現効率の上昇にとどまっていたものを格段に上昇できた点で大きな進歩と言える。さらに、平成22年度には今後この遺伝子発現上昇の詳細なメカニズムを評価する系として、フローサイトメトリーを使った細胞ごとの評価系を検討し、本法を確立するに至った。この評価系を用いて、平成23年度には平成22年度までの成果をさらに発展すべく、化合物の改良と細胞種やその他の条件の影響を含む実施例の詳細な検討を行い、さらに発現効率の高いリポフェクションエンハンサーの開発に結びつけたい。リポフェクション法による、動物細胞内への遺伝子導入技術は、その安全性や実験方法の簡便性から最も汎用されている遺伝子導入法である。しかしながら、本法はウイルスベクターなどを用いた方法と比べ、遺伝子導入・発現効率が低く、その改善が求められている。そこで、本研究では遺伝子発現上昇作用が期待されるヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤と既存のリポフェクション試薬とを組み合わせ、高い遺伝子導入率と高い遺伝子発現効率を併せ持つ、遺伝子導入剤の開発を目的とした。遺伝子発現効率を既存のリポフェクション試薬(従来法)を用いた場合の10倍以上に増強するという当初の目標を掲げたが、平成22年度までに、新規HDAC阻害剤脂質複合体の開発により、この目標は達成された。平成23年度は、本剤の汎用性を証明するために、市販のリポフェクション試薬5種について本剤添加時の導入遺伝子発現増強作用について調べた。その結果、Lipofectamine2000という、一般によく使われる遺伝子導入剤で最もその効果を発揮することが分かった。遺伝子導入の対象となる細胞種についても、4種類の異なるものを用いたが、いずれの細胞種でも、同様な促進効果が認められた。さらに、平成23年度には遺伝子発現上昇の詳細なメカニズムを評価する系として、フローサイトメトリーを使った細胞ごとの評価系を検討した。GFP発現遺伝子を細胞に導入することにより各細胞ごとの発現量を比較した。その結果、本剤の効果として、各細胞の遺伝子発現量はさほど上げないが、発現細胞数が増えることが分かった。

また、蛍光ラベルした遺伝子を導入し、共焦点レーザー顕微鏡で調べたところ、遺伝子の核への移動にはさほど影響を及ぼさないことも分かった。
原子の共鳴現象を利用した電磁波リアルタイムイメージングの研究

本研究では原子の共鳴現象を用いた電磁波計測技術に以下の工夫を行い、新たに空間中の電磁波のイメージング技術、特にアンテナの放射パターンの高精度評価を目指す。1電磁波をトリガーとして発せられるセシウム原子の蛍光を観察することで、電磁波を可視化することができる。そこで、蛍光の観察に特化した測定系を構築し、リアルタイムイメージングが可能な測定手法を開発する。2上記の手法をアンテナの放射パターン測定に適用する。アンテナ形状や駆動状態に応じたイメージング結果に対して理論的検証を行うことで、本イメージング手法の妥当性を確認すると共に、アンテナをはじめとする電磁波の空間強度測定に対し有効性を検証する。
オキシトシンとドパミンの相互作用による社会行動制御についての研究

肉体および精神の安定にとって、社会行動は重要な役割を担っている。また、統合失調症や自閉症などの精神神経疾患において、社会行動の障害が認められる。そのため、その制御機構を明らかにすることは重要な研究課題と考えられる。これまで、神経ペプチドの1つであるオキシトシン(OXT)がその制御に関わる分子として示されているが、その詳細な機序は明らかにされていない。我々はこれまでの研究で、シナプス伝達を制御する開口放出関連分子シンタキシン1A(STX1A)を欠損したマウスで社会行動の障害が認められ、この障害にOXT分泌の低下が関わることを明らかにした。そこで、STX1Aの欠損マウスをモデル動物として、社会行動制御に対するOXTの作用機構について研究を行った。その結果、興味深いことに、OXTによる社会行動制御にドパミン(DA)が関与することが明らかになった。また、野生型マウスを用いた薬理学的、細胞生物学的解析により、中枢神経系においてOXT神経とDA神経が相互作用することを明らかにした。さらに、OXTと近縁の神経ペプチドであるバソプレシン(VP)の作用について検討したところ、社会行動に影響を与えていることが明らかとなった。これらの詳細な作用機序を解析するため、初代培養細胞を用いた解析を行った結果、OXTがDA神経に発現するOXT受容体とVP受容体の一部に作用してDA分泌を引き起こすことを新たに明らかにした。これらの成果に基づき、OXT神経とDA神経の相互作用と精神神経疾患の病態の関連について検討を行っている。2018年度に現在の職場に異動したので、実験環境の整備などに費やす時間が必要となった。そのため、本来最終年度に実施する予定であった研究がほとんど実施できなかった。研究環境の変化に伴い、初代培養細胞を用いた実験など条件の再検討が必要となった項目があった。現在、その一部は実験が実施できる準備が整ったので、最終年度に実施する計画であった研究成果をまとめる作業に移る予定である。社会行動の障害は、統合失調症や自閉症などの精神神経疾患で認められる。近年、その制御に関わる因子としてオキシトシンなどが見出されてきたが、その作用機序の詳細は不明である。本研究ではシナプス機能による社会行動制御について検討するため、シナプス前終末でシナプス伝達放出を制御するsyntaxin1Aを欠損したマウス(STX1A KO)マウスを用いた解析を行っている。本研究でマウスの社会行動について解析する新たな実験系を確立した。これは被験体マウスが、ビデオ解析ソフトにより、フィールド内の一定の位置におかれたマウスと接触する時間を測定する簡便かつ客観的な方法である。この測定系を用いて、STX1A KOの社会行動を解析したところ、既知と新規のマウスの識別に障害を認めた。この行動障害はドパミン作動薬およびオキシトシンの投与により改善され、STX1A KOでこれらの分泌量が低下していることを示した(Fujiwara et al 2016 J Neurochem)。また、オキシトシンと類似の神経ペプチドであるバソプレシンについても検討したところ、同様の改善効果がみられた。さらに、オキシトシン、ドパミンの作用機序について薬理学的解析を行ったところ、STX1A KOの社会行動障害に対するオキシトシンの作用はドパミン受容体のアンタゴニストにより阻害され、またドパミンの作用はオキシトシン受容体のアンタゴニストにより阻害されることがわかった。STX1A KOにおける社会行動障害に対する薬理学的解析を計画通りに遂行することができ、その成果の一部を論文、学会で発表した。シナプス伝達の制御機構は、脳の高次機能の基盤を担っている。そのため、シナプス伝達の障害は、様々な神経症状の原因になるとされている。我々は、ヒト精神神経疾患とシナプス小胞の開口放出に関わる蛋白質(SNARE蛋白質)の関連について解析を行ってきた。興味深いことに、SNARE蛋白質の1つであるSTX1Aの遺伝子を欠損させたマウス(STX1A KO)で、ヒト精神神経疾患の患者の症状に類似したいくつかの異常行動がみられ、社会行動、社会認知記憶の障害が認められた。これらのうち社会認知記憶の障害は、オキシトシンまたはいくつかのドパミン作動薬の投与により改善された。また我々は、STX1A KOで、これらの伝達物質の放出が低下していることを見出した。これらの結果から、オキシトシン神経およびドパミン神経が社会認知機能の制御に関わることを明らかにした。また、最近の研究で、社会行動に障害を呈する自閉性疾患の患者の1部で、STX1A遺伝子が半接合体欠損していることを見出した。そこで我々は、STX1A遺伝子、およびSTX1Aにより調節されているオキシトシン神経系およびドパミン神経系が、社会行動を制御する機序をより明確にするため、飼育ケージ内での社会行動の評価を試みた。この研究では新たな研究手法として、体温変化を指標とした自律神経応答、並びに多頭数飼育によるストレス応答の軽減、いわゆるsocial bufferingについて解析を行った。その結果、ホームケージ内での社会行動の制御もオキシトシン、ドパミンが関わることが分かった。さらに、薬理学的解析、細胞生物学的解析により、オキシトシン神経系とドパミン神経系の双方向性の制御が重要な働きをしていることが示された。オキシトシン神経とドパミン神経について、薬理学的解析を行うとともに、in vitroの実験によりその相互作用を明らかにした。また、その成果を昨年度に引き続き学会発表した。

肉体および精神の安定にとって、社会行動は重要な役割を担っている。また、統合失調症や自閉症などの精神神経疾患において、社会行動の障害が認められる。そのため、その制御機構を明らかにすることは重要な研究課題と考えられる。これまで、神経ペプチドの1つであるオキシトシン(OXT)がその制御に関わる分子として示されているが、その詳細な機序は明らかにされていない。我々はこれまでの研究で、シナプス伝達を制御する開口放出関連分子シンタキシン1A(STX1A)を欠損したマウスで社会行動の障害が認められ、この障害にOXT分泌の低下が関わることを明らかにした。そこで、STX1Aの欠損マウスをモデル動物として、社会行動制御に対するOXTの作用機構について研究を行った。その結果、興味深いことに、OXTによる社会行動制御にドパミン(DA)が関与することが明らかになった。また、野生型マウスを用いた薬理学的、細胞生物学的解析により、中枢神経系においてOXT神経とDA神経が相互作用することを明らかにした。さらに、OXTと近縁の神経ペプチドであるバソプレシン(VP)の作用について検討したところ、社会行動に影響を与えていることが明らかとなった。これらの詳細な作用機序を解析するため、初代培養細胞を用いた解析を行った結果、OXTがDA神経に発現するOXT受容体とVP受容体の一部に作用してDA分泌を引き起こすことを新たに明らかにした。これらの成果に基づき、OXT神経とDA神経の相互作用と精神神経疾患の病態の関連について検討を行っている。2018年度に現在の職場に異動したので、実験環境の整備などに費やす時間が必要となった。そのため、本来最終年度に実施する予定であった研究がほとんど実施できなかった。組織化学的解析、薬理学的解析を行い、社会行動制御に対するオキシトシンおよびドパミンの相互作用について検討する。また、STX1A KO以外の社会行動に障害がみられるモデル動物として、enrichmentな飼育環境での飼育やストレス負荷したマウスを用いて、オキシトシンおよびドパミンの作用について検討する。2017年度、光遺伝学的手法を用いて、オキシトシン神経とドパミン神経が相互作用することが海外の研究グループにより報告された。昨年度の米国での学会で、それらのグループの研究者と議論し、その相互作用についてより詳細な組織化学的、薬理学的解析が必要であることがわかった。そのため、この相互作用がどのように社会行動の制御に係わるかについて、それらのグループと連絡を密にとり、我々独自の行動薬理学的解析、生化学的解析を進めていく。研究環境の変化に伴い、初代培養細胞を用いた実験など条件の再検討が必要となった項目があった。現在、その一部は実験が実施できる準備が整ったので、最終年度に実施する計画であった研究成果をまとめる作業に移る予定である。マウスを使った実験が順調に進んだため、研究開始前に予想した使用予定数を下回った。それに伴い、各種消耗品の使用量も少なくなったため。2017年度はマウスの行動解析で、予想外に興味深い結果を得た。そのため、行動薬理学的を追加して行った。
外核の化学組成の決定

地球外核は、その大部分が金属鉄の溶融体であるが、化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられている。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、解明を試みた。その結果、珪素、酸素、硫黄は、その候補物質として不適格である可能性がきわめて高いことが判明し、炭素と水素が適合することが予想された。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、外核候補物質の密度および地震波速度を精密に決定する。研究結果から、ある化学組成に対応した密度と地震波速度データを見積もることができるので、観測されている外核の密度および地震波速度を比較し、外核の化学組成の解明を試みることを目指している。初年度は、研究で用いる第一原理計算の信頼性を上げるため、室内実験との比較を行った。まず、室内実験のための実験機器の立ち上げを行った。高温高圧条件下で液体の状態分析を行うため、特殊なラマン分光システムを作製した。特に、紫外線を励起光源としたことにより、従来のラマン分光装置よりも高温条件で精度の高いデータの取得が可能になった。その装置を用い、金属メルトの分析を行い、メルトの構造に対応するラマン光の波数データを測定した。そして、分析された金属メルトの構造を、量子力学計算で、どの程度再現することが可能であるかをチェックした。その結果、構造変化の圧力依存性と温度依存性について、実験データとの差異が確認された。そのため、量子力学計算の計算精度を高めるために、計算コードで使用している近似法の再検討を行うことが必要であり、次年度以降は、改良した量子力学計算手法を用いて、金属メルトの物性変化を見積もる予定である。昨年度までの研究により、量子力学計算の計算精度を高める必要が明らかになったので、本年度では、計算コードの改良から始めた。地球外核の化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられている。この軽い元素の正体を、スーパーコンピュータを用いた量子力学計算と、ダイヤモンドアンビルセル高温高圧実験との二つの異なる手法を有機的に結びつけて、外核候補物質の密度および地震波速度を精密に決定することが目的である。したがって、量子力学計算では、従来報告されてきた研究より、高精度の計算結果が必要である。改良した計算コードでは、近年提案されている、高信頼度のポテンシャルを採用した、その結果、ある化学組成に対応した密度と地震波速度データを見積もる際のエラーがきわめて小さくなった。このデータであれば、地震波速度の観測から見積もられている外核の密度および地震波速度との比較が可能であると思われる。さらに、昨年度に立ち上げた室内実験機器を用いて、実験データが得られるようになったため、高温高圧条件下で液体鉄の状態分析を行い、メルトの構造に対応するラマン光の波数データの測定ができた。次年度では、分析された金属メルトの構造を、量子力学計算で、どの程度再現することが可能であるかをチェックし、その結果から、外核の化学組成の見積もりに対する制限条件を得ることができると考えている。そして、これまでの研究データを精密に解析して、研究のまとめを行う予定である。昨年度までの研究により、量子力学計算の計算精度が飛躍的に向上し、目的の結果を得ることができると予想された。そこで本年度は、液体鉄および鉄・軽元素系の液体について計算を行った。地球外核の化学組成は純粋な鉄でなく、軽い密度の元素が溶融していると考えられているためである。量子力学計算では、過去の研究より、高精度の計算結果が必要であるため、近年提案されている、高信頼度のポテンシャルを採用した。一方、一昨年度に立ち上げた室内実験機器を用いて、実験データ収集も継続して行った。高温高圧条件下で液体鉄の状態分析を行い、メルトの構造に対応するラマン光の波数データの測定がえられているので、量子力学計算で得られた結果と比較を行った。その結果が示していることは、非常に高い精度で、量子力学計算が液体鉄の構造を予言できているという事である。したがって、この研究手法を、軽元素が混じっている液体鉄へ応用した。軽元素としてケイ素を最大50%まで混ぜた液体鉄の密度と弾性波速度を見積もったところ、地震学的観測から見積もられている値を再現することは困難であることが判明した。この結果は、地球外核の候補となる軽元素にケイ素は不適格であることを示唆する。

他の候補軽元素についても、同様の研究を行った結果、炭素と硫黄の計算結果が、現実の地球外核の物性値をほぼ再現することができることが明らかになった。数値計算研究と室内実験研究の両方のデータが、おおむね矛盾ないことが確認され、本研究で用いている研究手法が有効であることが確認できた。今後は、この研究手法に沿って計画を進めていけば、当初の目標通りの研究結果が得られると予想されるためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、理論計算と室内実験を組み合わせることにより、より信頼性の高い理論計算手法が確立された。今後の研究では、この理論計算手法を、積極的に取り入れて、研究を進める予定である。
分子マーカーによる遺伝子単離のための遠縁種属間(体細胞)雑種及びその後代の解析

研究成果の概要分子遺伝学的手法によって野生種のもつ有用遺伝子を解析するため、遠縁交雑の遺伝的多様性を利用する研究は今後有望であると考えられる。しかし、これまでトマトにおいてこのような研究は高い交雑不親和性の障壁のため殆ど皆無であった。本研究は、まず、(1)独自に開発した胚珠選抜培養法の雑種獲得効率を検討すると共に、本研究の植物材料である種間雑種及びその後代一戻し交雑世代の育成経過を明らかにした。つぎに、(2)栽培種ア-リピンクと野生種L.peruvianum var.humifusum間の戻し交雑世代B_2、B_3、B_4について、インベルターゼ遺伝子判定用プライマー(Harada et al.1995)を栽培種とL.peruvianum間の雑種及び後代に対して初めて適用し、L.peruvianumのショ糖蓄積型インベルターゼ遺伝子をホモにもつ(L.peruvianum遺伝子型)、自家和合性で栽培種の遺伝的背景をもつ系統を選抜することに成功した。(3)これまで検討されていない栽培種とL.peruvianum,L.chilenseの戻し交雑世代における分子マーカー(RAPD,酸性ホスファターゼ遺伝子、インベルターゼ遺伝子)の分離の歪みを検討した。(4)不定芽形成能と分子マーカーの連鎖を明らかにするため、栽培種と野生種L.chilenseの種間雑種後代一戻し交雑世代B_1、B_2を分析し、根切片培養における高度不定芽形成能と密接に連鎖する2個のRAPDマーカーを見出し、また、第3染色体に座乗すると考えられるインベルターゼ遺伝子が不定芽形成能関連遺伝子の一つと密接に連鎖することを明らかにした。(5)栽培種とS.lycopersicoidesの体細胞雑種及び後代について、葉緑体DNAの種類の判定、Tanksley et al.(1992)のRFLPプローブによる核DNA分析、、GISHによる染色体分類を行い、親の葉緑体は雑種個体へ均等に分配されること、雑種個体の大部分は両親のRFLPバンドをもつが、新しいバンドをもつ個体も存在すること、GISH法により両親の染色体の判別が明確に可能であることを明らかにした。(1)PCR分析によってperuvianumのインベルターゼ遺伝子は栽培種、L.chmielewskii、L.hirsutumとは異なる長さをもち、しかも多型であるつことが分かった。(2)インベルターゼ遺伝子に関して、B2F2の28系統中、23系統は栽培種型個体のみ、5系統は栽培種型、野生種型、及びF1型個体を含む混合型であった。野生種型及びF1型個体の果実はシュークロースをほとんど含まないヘキソース型固体であり、野生種型個体はシューフローすを50%以上含むシュークロース型個体であった。L.peruvianumのインベルターゼ遺伝子を自家和合性の準栽培種系統に導入した最初のケースである。2.トマト栽培種x野生種L.peruvianum PI126944のB1F2の根培養による苗条再分化能のRAPDマ-マ-分析B1F2系統の苗条再分化能とRAPDマ-マ-の関連をバルク分析した。

15種のタンダムプライマーを用いたRAPD分析の結果、栽培種と野生種の特異的バンドは各々55と73であった。B1F2において野生種の特異的バンドは27観察された。その内、5本のバンドが苗条再分化能と関連する結果が得られた。3.トマト栽培種x野生種L.chilense PI128644のB1F1について根培養によって病条再分化能の判定を行い、高再分化能個体を選抜した。4.トマト栽培種x野生種L.peruvianum LA2575におけるB1F1の立性形質とRAPDマーカー分析LA2575のもつ立性形質の遺伝分析を行うため、B1F1 50個体についてRAPD分析を行っている灰色カビ病抵抗性に関して、各世代とも分離がみられ、抵抗性の選抜がなされた。12種のプライマーによって得られたS.lycopersicoidesに特異的なバンドの中に灰色カビ病抵抗性に関連をもつバンドは今のところ見いだされていない。分子遺伝学的手法によって野生種のもつ有用遺伝子を解析するため、遠縁交雑の遺伝的多様性を利用する研究は今後有望であると考えられる。しかし、このような研究は、これまでトマトのみならず他の作物においても高い交雑不親和性などの障壁のため殆ど皆無であった。平成8年度は、前年度に引き続き、(1)これまで検討されていない栽培種とL.peruvianumLA2575及びL.chilensePI128652の戻し交雑世代を材料として、分子マーカー(RAPD,酸性ホスファターゼ遺伝子、インベルターゼ遺伝子)の分離の歪みを検討し、B_1においてはヘテロ型が約2倍多くなる分離の歪みが観察された。(2)不定芽形成能と分子マーカーの連鎖を明らかにするため、栽培種と野生種L.chilensePI128644の種間雑種後代一戻し交雑世代B_1、B_2を分析し、根切片培養における高度不定芽形成能と密接に連鎖する2個のRAPDマーカーを見出し、また、第3染色体に座乗すると考えられるインベルターゼ遺伝子が不定芽形成能関連遺伝子の一つと密接に連鎖することを明らかにした。(3)栽培種とS.lycopersicoidesの大細胞雑種及び後代について、葉緑体DNAの種類の判定、Tanksley et al.(1992)のRFLPプローブによる核DNA分析、、GISHによる染色体分類を行い、親の葉緑体は雑種固体へ均等に分配されること、雑種固体の大部分は両親のRFLPバンドをもつが、新しいバンドをもつ固体も存在すること、GISH法により両親の染色体の判別が明確に可能であることを明らかにした。
移流集積プロセスを用いたコロイドナノ粒子のパターン状配列手法の確立とその応用展開

テンプレートフリーなコロイド粒子の周期構造形成機構の解明と配列制御手法の確立を試みた。用いた手法は,メニスカス先端からの蒸発に誘起される溶媒の対流によりコロイド粒子を自己集積させる移流集積法である。本手法により,ストライプ状の粒子配列膜が形成される機構を明らかにするため,粒子濃度,粒子径,粒子種,蒸発速度などの操作因子が構造に及ぼす影響を系統的に調べ,構造周期性(粒子細線の幅・間隔)の予測を可能にするモデルを提案し,その定量的な妥当性を確認した。さらに,粒子の集積過程を,光干渉法を用いて直接観察した結果,周期構造の発現が,蒸発の進行に伴って下に引き伸ばされたメニスカスの破断現象に起因し,形成される周期構造は液の物性(メニスカス形状)によって決定することを明らかにした。透明導電膜などへの応用展開を考えたときには,このような周期性は自在に制御できることが望ましい場合がある。そこで,溶液の吸引(注入)操作によって液面高さを制御する「液レベル制御式移流集積法」を開発した。これにより,ストライプや格子ネットワーク状の粒子配列膜を自在に設計・制御することが可能となった。また,蒸発のみに頼っていた従来の移流集積法に比べて作製時間は1/10以下にまで短縮することに成功した。以上の結果は,自己集積プロセスのみによるコロイド粒子のパターン状配列手法を確立したという意味において,工学的に極めて意義深い成果であると言える。
東アジアにおける自由貿易協定と海外直接投資に関する実証研究

本研究は、日本の企業が海外直接投資先を決定する際にFTAがどのように影響するのかを、1990年代以降から最新年までの企業レベルデータと、日本がこれまでに締結したFTAの情報を合わせて用いた、企業の直接投資行動の実証研究である。分析の結果、FTAによる貿易自由化は、垂直型直接投資を行っている企業を中心に製造業・非製造業の両部門で直接投資を促す効果があることが分かった。特に、投資先国がより大きな市場規模をもつ第三国とのFTAを締結しているケースでも直接投資が促されることも示された。地域大の経済統合などより広いFTAネットワークによって、財貿易のみならず、直接投資も活発化されることが示唆されている。平成25年度の前半の課題は、前年度までに計画していたFTAが直接投資に与える「直接的効果」についての推計と分析を行い、論文の執筆と報告を行うことで本研究課題の第一段階の成果を完成させることであった。企業レベルデータの整理と加工を行い、FTAデータベースを完成させ、推計・分析および論文執筆を行った。平成25年度中に、国際大西洋経済学会での報告が受理され、平成26年4月初旬に発表を行った。さらに、平成25年度の後半の課題として、非関税障壁データの整備を計画し、これについては、ASEAN域内貿易の特に農産物を中心とする貿易コストの増大要因に関する研究を行い、データを蓄積した。また、FTAが直接投資に与える間接的効果についての研究は、貿易相手国との自由貿易協定の相手国だけではなく、貿易相手国と第三国との間の自由貿易協定が、日本からの直接投資に与える影響の推計を、前述の「直接効果」と合わせて推計・分析を行った。この分析のために、日本のFTA相手国の締結している第三国とのFTAに関する「間接的FTAネットワーク」のデータを構築し、空間推計の手法を応用した推計を行った。当初の計画に従って、分析は動学的パネルデータを用いたものを適用しているが、推計の過程で、企業データレベルでの欠損値が数多く見つかった。そのため、一時的に、企業データを集計したデータとして欠損値を埋める形で推計を行っている。これらの分析は、論文にまとめて前述の学会で報告したが、平成26年度には企業レベルデータの分析に発展させ、学会報告および専門誌への投稿を予定している。今年度は研究計画の初年度にあたり、基礎的なデータを収集・加工し、企業レベルの直接投資モデルの推計の準備を行った。24年度の計画は、FTAの直接投資に与える効果のうち、「直接的効果」にあてた分析を行うためのデータベースの収集と加工を行うことであった。FTAの直接投資に対する「直接的効果」の分析とは、FTAが投資を促進する取決めを盛り込んだ協定であった場合に、それらが直接投資に及ぼす効果のメカニズム、および水準を検証するものである。今年度の実績は、必要なデータベースの構築が中心である。まず、対象となる日本の関係するEPAに関する条文を収集し、投資関連についての取決めについての情報を集める作業を行った。これは、先行研究を基礎にすることから開始したが、新しいEPAについての収集と分類の作業には予想より時間が必要であった。先行研究の分類方法に従ってこれらを計量可能なデータに置き換える作業を実施しているが、日本のEPAの全てをカバーするまでかなり時間がかかるため、現在も継続中である。平成24年度の後半10月以降は、上記のFTA投資データの構築と平行して、企業データの収集と整備を行った。企業データは経済産業省「海外事業活動基本調査」を用いたが、申請手続きのため、約2カ月を要した。平成25年1月以降は、これらのデータを推計に用いるためのデータ加工を行った。なお、経済産業省「海外事業活動基本調査」の企業データは申請者本人(科研代表者)のみが、申請した場所・コンピュータに限って作業を行うなど、厳重に情報を保守する必要がある。そのため、作業にはかなり時間を要した。作業は、まず、年毎のデータを企業ごとに接続して、パネルデータとして加工し、その後、産業、規模等の企業特性のデータ、直接投資先、規模等のデータを整理統合して、推計のためのデータベース構築を行った。本研究の目的は、東アジアの自由貿易協定(FTA)が直接投資(FDI)に及ぼす「直接・間接的効果」を企業データによって明らかにするものである。初年度は企業データと、FTA関連のデータの収集・加工を中心に行った。企業データは時系列で接続したデータベースを作成し、FTA関連のデータは各協定の投資関連条項のデータ化作業を行った。同時にFTA関連データを用いた非関税障壁の推計を行い、研究成果を国際学会で報告した。翌年度には、FTAのFDIに対する「直接的効果」の推計を行った。

産業毎データを用いた分析と、企業レベルのFDIタイプ別の分析を行って、直接的効果をもつFTAは製造業では少数のFTAに限られることが分かった。これらの成果を国際学会で報告した。最終年度は、「間接的効果」の分析を中心に行った。これまでに構築した企業データを用いて、FDIタイプ別に関税・非関税障壁の引下げによる「間接的効果」の分析を行った。特に、多国間FTA締結による子会社の統合があるケースに着目し、FTA相手国だけではなく、第三国とのFTAがFDIに影響を及ぼすことを想定した推計モデルを使用し、関税・非関税障壁撤廃によるFDI促進だけでなく、多国間FTAによる転換効果も生じるケースがあることを見出した。これらは学会報告の後、学術誌に投稿中である。期間全体の成果として、二国間FTAでは、関税・非関税障壁撤廃措置によって、企業レベルのFDI活動を促進する効果があることが見出せた。特に二国間FTAの効果は、産業や、投資先の経済条件によって効果が異なる点に特徴がみられた。一方、多国間FTAの場合、FDIへの効果は企業タイプ毎に大きく異なる。これは、地域大で生産・販売分業を行う企業のFDI戦略にFTAが重要な投資要因となることを示唆している。これらの分析により、FTAが企業のFDI活動に与える影響のパターンは、FTA、加盟国、企業の属性別に区分することができることを示した。国際経済学FTAが直接投資に与える間接的な効果については、日本のFTA相手国が第三国と締結しているFTAが日本企業の直接投資に与える影響を中心に分析する。その際、動学的パネルデータの手法を用いているが、欠損値データが多く、ミクロレベルでの推計がまだ完成していない。引き続き、分析手法を工夫し、ミクロレベルでの分析を完了したい。また、非関税障壁については、特定の品目およびASEAN諸国に限定されている。これは、非関税障壁の範囲が非常に広く、膨大なためであるが、優先順位をつけて順次拡大していく。平成24年度計画では、FTAが直接投資に与える「直接的効果」の推計・分析を行い、論文の草稿を完成させる予定であった。しかし、分析に必要なデータベースの構築が予定より時間がかかっており、現在は、推計・分析のための準備ができた段階である。計画の遅延の理由として以下の二点があげられる。一つは、FTA投資データが、先行研究から現在まだに成立した日本のEPAが複数あり、また投資条項について詳細な取決めが増えていたことから、収集と分類に予想よりも時間が必要であったことである。二つ目は、企業データの収集と分類に時間がかかったことである。経済産業省「海外事業所活動基本調査」を学術研究に使用する場合は、政府統計の「目的外使用申請」を行う必要があり、詳細な書類と所属機関内の長の申請として届け出た後、審査を経て許可される。これらの一連の手続きに約2カ月を要した。また、データは企業レベルであることから、これらをパネルデータにするためには、詳細なデータのチェックが必要であるため、かなり時間を要する。また、政府統計の使用は、申請者本人(科研代表者)のみが、申請した場所・コンピュータに限って作業を行うなど、厳重に情報を保守する必要がある。そのため、作業は予定より日数を要するものであった。
接触面の摩擦に関する諸量を測定可能な小型・廉価な触覚センサの研究

本研究は,対象物との接触時に生ずる諸量を検知可能な小型で廉価な触覚センサの開発を行った.センサは,一端をゴム板製のベースの中心に固定したウイスカと呼ぶ超弾性合金製の細線を円柱状のゴムで覆い,その先端面で対象物と接触する.先端部に鉛直力が作用すると,ベースにはウイスカ装着位置を頂点とする凸状の変形が生ずる.また,先端部に水平力が作用するとベースには,ウイスカを変曲点としてS字状の変形が生ずる。また,その状態は摩擦力の方向によって変化する.先端部に鉛直力および水平力が同時に作用した場合には,これらの変形が重ね合わされる.そこで,ベースに3枚のひずみゲージを等間隔で貼付して鉛直力および水平力により生ずるひずみを検知し,これらの値を処理することで,各力の大きさ,水平力の方向を測定することを検討した.まず,検知されるひずみから,鉛直荷重の大きさ,水平荷重の大きさと方向を算出する実験式を求めるため,有限要素解析を利用して,それらの関係を予測した.その結果,鉛直荷重,水平荷重に対して,ひずみの値は線形に変化し,また,水平力によるひずみは,力の方向によって周期的に変化し,各検知位置のひずみは常に一定の位相差がみられることを確認した.以上の結果から,実験式の基礎形を導いた.次に,センサをマニピュレータの先端に取り付け,対象物をなぞる実験を行った.鉛直力に相当する押しつけ力,水平力に相当する摩擦力に対して,解析と同様なひずみが生ずることを確認するとともに,測定結果の考察によって,実験式の補正を行った.さらに,マニピュレータを用いて同様に,ガラス面,布面,ゴム面など,種々の面をなぞり,導いた実験式により,鉛直荷重,摩擦力と,その方向,さらに,これらの結果から摩擦係数を求め,ロードセルによる結果と比較した.その結果,測定精度は良好であり,提案する触覚センサの有用性が確認された.本研究は,対象物との接触時に生ずる諸量を検知可能な小型で廉価な触覚センサの開発を行った.センサは,一端をゴム板製のベースの中心に固定したウイスカと呼ぶ超弾性合金製の細線を円柱状のゴムで覆い,その先端面で対象物と接触する.先端部に鉛直力が作用すると,ベースにはウイスカ装着位置を頂点とする凸状の変形が生ずる.また,先端部に水平力が作用するとベースには,ウイスカを変曲点としてS字状の変形が生ずる。また,その状態は摩擦力の方向によって変化する.先端部に鉛直力および水平力が同時に作用した場合には,これらの変形が重ね合わされる.そこで,ベースに3枚のひずみゲージを等間隔で貼付して鉛直力および水平力により生ずるひずみを検知し,これらの値を処理することで,各力の大きさ,水平力の方向を測定することを検討した.まず,検知されるひずみから,鉛直荷重の大きさ,水平荷重の大きさと方向を算出する実験式を求めるため,有限要素解析を利用して,それらの関係を予測した.その結果,鉛直荷重,水平荷重に対して,ひずみの値は線形に変化し,また,水平力によるひずみは,力の方向によって周期的に変化し,各検知位置のひずみは常に一定の位相差がみられることを確認した.以上の結果から,実験式の基礎形を導いた.次に,センサをマニピュレータの先端に取り付け,対象物をなぞる実験を行った.鉛直力に相当する押しつけ力,水平力に相当する摩擦力に対して,解析と同様なひずみが生ずることを確認するとともに,測定結果の考察によって,実験式の補正を行った.さらに,マニピュレータを用いて同様に,ガラス面,布面,ゴム面など,種々の面をなぞり,導いた実験式により,鉛直荷重,摩擦力と,その方向,さらに,これらの結果から摩擦係数を求め,ロードセルによる結果と比較した.その結果,測定精度は良好であり,提案する触覚センサの有用性が確認された.
ワサビ墨入病菌の生産するシクロヘキサジエノン誘導体の研究

ワサビ墨入病菌を2%グルコースを添加したポテト培養液で, 25°C, 23週間静置培養すると徐々に黒色化し代謝物を生産する.培養液をクロロホルムで抽出し,得られた抽出物をベンゼンーメタノールを展開剤とする分取獲層クロマトグラフィーあるいは分取高速液体クロマトグラフィーで分離・精製し,代謝物として数種の一連の化合物を単離した.1)ワサビジエノンーAの酸化物:既に単離・構造決定したワサビジエノンーA(WA)は天然物としてはユニークなシクロヘキサジエノン骨格を持ち,容易に酸化され易く,リノレイン酸に対して抗酸化作用を示した. WAは薄層板上あるいは空気中で酸化されて褐色物になる,この酸化物を分離・精製した結果,一つでは2-ヒドロキシー6-メトキシー3.5-ジメチルー1.4-ベンゾキノンであった.他は無色粘稠な液体でWAより酵素原子1個増えたm/z284,分子式C_<14>H_<20>O_6を示した.その構造は角種スペクトルおよびアセチル誘導体, mp6016°C,の単結晶メ線構造解析を行い,絶対構造を含めて(2R, 4R)-4-ヒドロキシー5-メトキシー24-ジメチルー2-〔(2R)-2-メチルブチルオキシ〕-5-シクロヘキセンー1.3-ジオンと決定した.(2ワサビジエノンーEの構造:ワサビジエノンーE(WE)と名付けたmp132134°C,黄橙色プリズム状結晶, m/z311,分子式C_<16>H_<25>NO_5は各種スペクトルおよび芳香族化合物の誘導などの結果から, WAの5位の水酸基の代りにヒドロキシエチル基を持つ構造であると決定した.3)その他: WA, WEと共通の母核を持ち,抗菌活性を示す誘導体を3種単離しており,それらの構造も検討した.ワサビ墨入病菌を2%グルコースを添加したポテト培養液で, 25°C, 23週間静置培養すると徐々に黒色化し代謝物を生産する.培養液をクロロホルムで抽出し,得られた抽出物をベンゼンーメタノールを展開剤とする分取獲層クロマトグラフィーあるいは分取高速液体クロマトグラフィーで分離・精製し,代謝物として数種の一連の化合物を単離した.1)ワサビジエノンーAの酸化物:既に単離・構造決定したワサビジエノンーA(WA)は天然物としてはユニークなシクロヘキサジエノン骨格を持ち,容易に酸化され易く,リノレイン酸に対して抗酸化作用を示した. WAは薄層板上あるいは空気中で酸化されて褐色物になる,この酸化物を分離・精製した結果,一つでは2-ヒドロキシー6-メトキシー3.5-ジメチルー1.4-ベンゾキノンであった.他は無色粘稠な液体でWAより酵素原子1個増えたm/z284,分子式C_<14>H_<20>O_6を示した.その構造は角種スペクトルおよびアセチル誘導体, mp6016°C,の単結晶メ線構造解析を行い,絶対構造を含めて(2R, 4R)-4-ヒドロキシー5-メトキシー24-ジメチルー2-〔(2R)-2-メチルブチルオキシ〕-5-シクロヘキセンー1.3-ジオンと決定した.(2ワサビジエノンーEの構造:ワサビジエノンーE(WE)と名付けたmp132134°C,黄橙色プリズム状結晶, m/z311,分子式C_<16>H_<25>NO_5は各種スペクトルおよび芳香族化合物の誘導などの結果から, WAの5位の水酸基の代りにヒドロキシエチル基を持つ構造であると決定した.3)その他: WA, WEと共通の母核を持ち,抗菌活性を示す誘導体を3種単離しており,それらの構造も検討した.
うつ病患者の遺伝子多型が脳微細構造に及ぼす影響をMR統計画像解析を用いて評価する

うつ病患者と健常者におけるCOMT遺伝子多型とNET遺伝子多型が、脳微細構造に及ぼす影響を、MR統計画像解析を用いて検討した。3次元高分解能MR画像による脳容積解析では、COMT遺伝子多型のMet carrier群において、健常群に比し患者群では尾状核の体積が有意に小さかった。Valine/ Valine型においては差がなかった。NETではG1287A多型において有意な関連が見られ、G/A型やA/A型に比べG/G型では左前頭前皮質の容積減少の程度が、健常群よりも患者群において有意に大きかった。これらの所見が、MDD患者の症状に関連している可能性が示唆された。SPMのDARTELという手法を用いて、蓄積した症例を対象に脳容積に関するデータ処理および解析を行い、その実行可能性や妥当性を評価した。まずCOMT遺伝子多型のみを検討した。その結果、Valine/ Methionine型(Met carrier群)のCOMT遺伝子多型の例では、正常コントロール群に比し、MDD患者において両側の尾状核の体積が有意に小さかった。一方、Valine/ Valine型(Val/Val群)のCOMT遺伝子多型においては、正常コントロール群とMDD患者間で差は見られなかった。この所見は、MDD患者の症状に関連している可能性が示唆された。DARTELおよびSPM8を用いて、脳容積に関する解析を行ったところ、NETのT-182C遺伝子多型では、いずれの評価項目においても有意な関連を認めなかったが、G1287A多型において有意な関連が見られた。すなわちG1287A遺伝子のG/G型では、G/A型やA/A型に比べ、左のprefrontal cortex (PFC)の容積減少の程度が、健常群よりもMDD患者群において有意に大きかった。またDTI画像のTBSS解析では、脳内の数か所(inferior fronto-occipital fasciculus, uncinate fasciculus, anterior thalamic radiation)において、MDD患者で健常者よりも優位にFA値が低く、かつコルチゾールレベルと逆相関していた。DARTELおよびSPM8を用いて、脳容積に関するデータ処理および解析を行ったところ、COMT遺伝子多型の検討では、Valine/ Methionine型(Met carrier群)において、健常群に比し、患者群において両尾状核の体積が有意に小さかった。一方、Valine/ Valine型(Val/Val群)のCOMT遺伝子多型においては、健常群と患者群間で差は見られなかった。NETのT-182C遺伝子多型では、いずれの項目においても有意な関連を認めなかったが、G1287A多型において有意な関連が見られた。すなわちG1287A遺伝子のG/G型では、G/A型やA/A型に比べ、左のprefrontal cortexの容積減少の程度が、健常群よりも患者群において有意に大きかった。さらに、Oxford大学グループによって開発されたTBSSというFractional Anisotropy(FA)画像の解析手法を用いて、脳形態の違いについて群間比較した。その結果、脳内の数か所において、患者群で健常群よりも優位にFA値が低く、かつコルチゾールレベルと逆相関しているという結果が得られた。上述の検査を終了した大うつ病性障害(MDD)の症例、および正常コントロール群を用いて、昨年より解析を開始した。DTI画像の統計画像解析は高性能コンピュータを用いても非常に長時間を要する作業であるため、当初は脳容積を中心に解析したが、26年度はTBSS解析も開始した。遺伝子多型としては、25年度はCOMTを、26年度はNETを対象とした。25年度に、Met carrier群とVal/Val群のCOMT遺伝子多型において、局所的な脳容積に差異がある、正常コントロール群に比し、Met carrier群ではMDD患者において両側の尾状核の体積が有意に小さい、といった結果が得られた。さらに26年度には、G1287A遺伝子のG/G型では、左prefrontal cortexの容積減少の程度が、健常群よりもMDD患者群において有意に大きい、という結果を得た。またDTI画像のTBSS解析では、脳内の数か所において、MDD患者で健常者よりも優位にFA値が低く、かつコルチゾールレベルと逆相関する、という結果が得られた。以上より、研究の目的および当該年度の研究実施計画は十分に達成されていると考える。医歯薬学平成25年度と26年度で、種々の遺伝子多型とMDD患者の脳容積の関連、およびDTI画像解析でのMDD患者のFA異常などを見出した。

後者のDTI画像解析では、Oxford大学グループによって開発されたTBSSというFractional Anisotropy(FA)画像のvoxel-by-voxelの解析手法を用いて、脳形態の違いについて群間比較したが、TBSSで画像統計精度が向上し、従来のvoxel-by-voxel解析の手法より優れていることが示されており、極めて新しい手法である。TBSSでは、臨床症状をデータに含めることで、各臨床症状に関連する脳領域の解析も可能であり、遺伝子多型において症状に関連する脳領域の違いが解明できると考えられる。よって、最終年度においてこれらの解析も含め、全体をより網羅的に検討する予定である。当初の計画通り、今後の研究を遂行できる見込みである。上述の検査を終了した大うつ病性障害(MDD)の症例、および正常コントロール群は、すでに30例程度集積できており、これらの対象を用いて解析を開始した。ただし、拡散テンソル画像の脳MR統計画像解析は高性能コンピュータを用いても非常に長時間を要する作業であるため、当該年度はまず脳容積のみを解析した。また、まずCOMT遺伝子多型のみを対象とした。その結果、Met carrier群とVal/Val群のCOMT遺伝子多型において、局所的な脳容積に差異がある、正常コントロール群に比し、Met carrier群ではMDD患者において両側の尾状核の体積が有意に小さい、といった初期の結果が得られた。以上より、研究の目的および当該年度の研究実施計画は十分に達成されていると考える。今後はさらに症例を蓄積するとともに、拡散テンソル画像(DTI)を含め、TBSS法を用いた本格的な解析を開始する予定である。平成25年度計画を引き続き実施しながら更に症例を蓄積する。すなわちうつ病患者50例以上と正常コントロール50例以上を目標にデータを取得する。COMT遺伝子多型は上述の如くMet carrier群とVal/Val群に分類する。またNAT遺伝子多型は(T-182C)と(G1287A)の2か所の機能的SNPsに関して検討する予定である。DTI画像解析では、Oxford大学グループによって開発されたTBSSというFractional Anisotropy(FA)画像のvoxel-by-voxelの解析手法を用いて、脳形態の違いについて群間比較する。TBSSで画像統計精度が向上し、従来のvoxel-by-voxel解析の手法より優れていることが示されている。さらにTBSSでは、臨床症状をデータに含めることで、各臨床症状に関連する脳領域の解析も可能であり、遺伝子多型において症状に関連する脳領域の違いが解明できると考える。以上、当初の計画に従って今後の研究を遂行できる見込みである。