1 0 0 0 OA 成長期からの潜在的亜鉛欠乏が精神発達・気分障害に及ぼす影響
うつ病患者では、血清亜鉛濃度の低下、脳内セロトニン分泌の低下などが臨床報告されてきた。そこで、成長期からの潜在的亜鉛欠乏が精神発達・気分障害に及ぼす影響を明らかにするためラットを用いて検討した。睡眠時(明期)に対する活動時(暗期)自発行動量は、亜鉛欠乏食給餌12日目で有意に低下し、以降は低値を維持し、うつ様行動の可能性が考えらえれた。実験食給餌0~4日目のラットで、視床下部外側野におけるセロトニン・ノルエピネフリン放出量をマイクロダイアリシス法にて追跡した。その結果、亜鉛欠乏食給餌4日目の高カリウム刺激時におけるセロトニン・ノルエピネフリン放出量が低下傾向を示した。
1 0 0 0 OA 境界層埋没型ボルテックスジェネレーターによる境界層剥離抑制の数値的研究
複雑形状を有する境界層埋没型ボルテックスジェネレーター(SVG)周りの圧縮性粘性流れ場解析のために,不連続ガレルキン法に基づく非構造格子法を構築した。既存の風洞試験結果の再現によって解析手法の検証を行ったのちに,ベーン型や2段直列のダブレット型とウィッシュボーン型SVGの解析を行ない,SVGで生成される縦渦の融合や渦核位置について検討した。2段直列型のSVGでは,初段で形成された縦渦が後段で生成された渦と融合することによって渦度を保つとともに,後段のSVGを乗り越える際に渦核位置が壁面からリフトアップすることによって壁面近くの強い散逸領域を逃れ,縦渦の効果が下流側に及ぶことを見出した。
1 0 0 0 偏微分方程式の幾何学と逆問題
研究目的は偏微分方程式で記述される問題の解の幾何学的性質の探求を主眼に, 偏微分方程式を介在として幾何学と逆問題を有機的に結びつけより一層発展させることにある。代表者坂口の主な成果の一つは2相熱伝導体上の熱流が定温度の界面を持つのは界面が超平面に限ることを示し複合媒質と単一媒質の決定的な違いを熱拡散方程式の視点から明らかにしたものであり, もう一つは位相的トーラス上の反応拡散方程式における幾らでも多くの個数の臨界点をもつ安定解の新しい単純な構成法の提示である。磯部は平坦トーラスへの漸近的に2次の摂動項を持つディラック・調和写像の個数の下からの評価とコンパクト性定理の証明及びディラック・測地線に対するモース・フレアー型のホモロジーを摂動項がスピノルに関して3次以上の増大度を持つ場合に構成した。川上は単位球の外部領域における動的境界条件を有する拡散方程式の拡散極限, 時空間に依存す非斉次項を有する非線形拡散方程式の大域可解性に関する臨界指数の導出, 及びCartan-Hafamard多様体上のSobolev不等式の考察を行った。船野は閉リーマン多様体及び境界付きコンパクトリーマン多様体上のp-ラプラシアンの固有値及び等周定数の上からの評価を与え, その応用として境界付きの場合にp-ラプラシアンの固有値による内接球の半径の上からの評価を得た。池畠は熱弾性体の方程式系で記述される物体内の空洞の幾何学的情報を物体表面上の有限時間にわたる一組のデータから抽出する問題を囲い込み法を用いて考察し, 未知の空洞を含む任意に与えられた点を中心とした最小の球を求める公式を確立した。福泉はデイラックのデルタ測度による強い特異性を伴う非線形項をもつ非線形シュレディンガー方程式において, 非線形デルタ相互作用がグラフの節点で発生している量子グラフに起因する量子ウォークの漸近挙動を調べた。
1 0 0 0 OA 日本古代における戒律思想の定着と発展
1 0 0 0 修飾RNAを主体とする新規液性因子による緑内障病態の解明
1 0 0 0 最上川流域の地形構造に関する研究
網膜中心動脈塞栓症、脳梗塞など脳循環障害の基づく疾患に対して、障害部位への血流改善と酸素供給のために交感神経節ブロック(星状神経節ブロック:SGB)や高圧酸素治療、炭酸ガス併用酸素吸入などが治療法として用いられるが、これらの治療が脳血流に対してどの程度の効果を及ぼすかについては議論が多いところである。そこで本研究では脳における血流両と酸素供給の面から、脳の血流障害時の治療法として何かが効果的であるかを解明することを目的とした。平成2年度には犬でのSGBの実験法を確立し、SGBと酸素、炭素ガス吸入の併用効果については検討し、その結果、脳血流量(レーザードップラー血流計を用い脳表部で測定)は、SGBによってやや減少すること、脳への酸素供給の面からはSGBよりも酸素と炭素ガスとの併用吸入が有用と思われた。平成3-4年度はSGBとプロシタグランジンEI(PGEI)との併用効果について椎骨動脈血流量(VBF)への影響も含めて検討した。PGEIの投与量は、血圧に影響せず総頚動脈血流量(Ca-BF)の増加が得られる200ng/kg/分とした。PGEI投与によって、心拍出量は約5%、Ca-BFは約10%それぞれ増加した。左SGBによって、ブロック側のCa-BFは約35%増加し、対側では約10%減少した。SGB後にPGEIを併用すると、ブロック側のCa-BFはSGBによる増加量のさらに約10%が上乗せされ、また内頚動脈系の血流量を示すCBFは影響されなかったことから、SGBとPGEIによるCa-BFの増加作用は外頚動脈系での血管拡張効果と思われた。VBFはSGBによって増加し、またPGEIに対する反応は、SGB前は約10%程度の増加であったの対し、SGB後はブラック側で30-50%と増加率が大きくなった。このように、SGB側の外頚動脈系と椎骨動脈系ではPGEIの血流増加作用が増強されることから、SGBとPGEI持続静注の併用療法は頭部血流障害に対して有用と思われた。
本研究においては、主として以下の3つの事業を遂行する。①三世代コホートのアドオンコホートの実施、②オミックス解析と疾患クラスタリング、③クラスタリング結果に基づき、アドオンコホートデータとオミックス解析データのシェアリング及び統合解析によるアトピー性皮膚炎と自閉スペクトラム症のリスク予測式構築及び病態解明。①のアドオンコホートについては、これを実施できる期間が限られている。三世代コホートの児が4歳~5歳となり、センター型調査を受けるのは2021年3月31日ですべての児について完了する。本研究課題の遂行は喫緊の課題であり、この時期に実施しなければ二度とこのような調査は実施できない。
1 0 0 0 初公表著作に基づくマルクスのトラヴァース分析に関する比較理論研究
1 0 0 0 自閉症スペクトラム症のミトコンドリア障害と治療薬開発
自閉症スペクトラム症(ASD)の頻度は約1%で、男性有意に発症する難治性小児疾患である。対症療法以外に根本的治療法はない。病因の一つにミトコンドリア機能異常が知られており、ミトコンドリア関連遺伝子の変異も明らかにされている。本研究では(A)ミトコンドリア機能改善薬5-アミノレブリン酸(5-ALA)のASDマウスにおけるミトコンドリア機能および社会性行動改善の機序を明らかにする。(B) TAAR1受容体アゴニストのASDマウスの社会性行動改善作用とその機序を解明する。(C) 自閉症者リンパ球のミトコンドリア機能がバイオマーカーになるか検証する。
1 0 0 0 情動に関与する神経の可塑的変化とモノアミン神経伝達の分子機構
コカイン報酬効果の検討では、いずれかのモノアミントランスポーターが欠損しても他のトランスポーターが補う可能性が示唆され、脳内微少透析法による検討では、ドーパミントランスポーター(DAT)欠損マウスにおいてコカイン投与により線条体の細胞外ドーパミン(DA)が上昇したが、DAT欠損マウスにセロトニントランスポーター(SERT)欠損が加わったDAT/SERTダブルKOマウスでは、その上昇が観察されなかったことから、SERTがDA再取り込みを補完したと考えられた。この対応しないモノアミントランスポーターによるモノアミンの取り込みをin vivoで確認するため、SERT欠損マウスを用いて、免疫組織化学染色法によりDAニューロンへのセロトニン(5-HT)取り込みがみられるか検討した結果、DAT,5-HTの二重染色により、特定の脳部位でDAニューロンに5-HTが取り込まれていることが確認された。モノアミントランスポーター欠損マウスを用いて、選択的5-HT取り込み阻害剤(SSRI)投与時の前頭前野皮質(PFc)、線条体(CPu)におけるモノアミン動態を脳内微小透析法により測定し、モノアミントランスポーターの代償機構を検討した。フルオキセチン投与時、DAT/SERTダブル欠損マウスにおいて、PFcの細胞外DA,ノルエピネフリン(NE)が上昇したことから、Fluoxetineがノルエピネフリントランスポーター(NET)に作用した可能性と、同部位でのDA制御へのNETの関与が示唆された。CPuではDA上昇は認められず、前頭前野皮質のモノアミン神経伝達は線条体とは異なったメカニズムにより情動機能を制御していると考えられた。以上、異種同属トランスポーターによるモノアミンの代償的取り込み機構の存在を支持する結果が得られた。
1 0 0 0 OA スキー競技のためのワックスおよびストラクチャの高精度計測と最適選定手法の研究
スキー競技において,ワックスおよびストラクチャは勝敗を決める最重要要素である.本研究では,ワックスおよびストラクチャの摩擦係数を推定するための高精度GPS装置を開発した.摩擦係数の推定はエネルギー保存の法則を用いた.本手法により,摩擦係数が0.001の精度で計測できることを確認した.スキーの滑走性能は雪面状態や気象条件に大きく依存する.競技コースの雪面状態および気象条件とワックスおよびストラクチャの摩擦係数を関連付けてデータベース化した.これにより,スキー競技における最適なワックスおよびストラクチャを選定するための基礎を構築した.
1 0 0 0 神経病状態の発症脆弱性における脳ドパミントランスポーターの役割
メタンフェタミン(MAP)やアンフェタミン(AMP)などの覚せい剤を長期反復投与した際に観察される逆耐性現象(以下逆耐性と略)は,その出現様式,行動内容の変化及び抗精神病薬への反応性の類似から覚せい剤神経病の発症と再発の生物学的機序に関する研究モデルとされている.逆耐性に最も直接的に関連した神経化学的な変化は逆耐性形成動物に覚せい剤を再投与した際のドパミン(DA)作動性神経終末からのDAの過剰放出である.低用量の覚せい剤はドパミントランスポーター(DAT)に作用してDAを細胞外へ輸送する(交換拡散モデル:FischerとCho.1979)と考えられており,最近DATの発現を阻止したマウスでは上記のDA過剰放出や逆耐性が形成されないことが確認された(Girosら,1996)ことから逆耐性形成時にはDATのDA放出機構に何らかの異常が生じている可能性が示唆されている.そこで今回我々はMAP逆耐性形成後断薬7日目の,1.ラット脳線条体を用いてDATに特異的なリガンドである〔^<125>I〕RTI 55の結合実験を行い,逆耐性に伴うDATの変化を検討し,2.定常状態での^<11>C-MAPの脳内動態の変化について検討した.非線形最小二乗法による解析の結果,DATへの〔^<125>I〕RTI 55の特異結合は高親和性,低親和性部位の2つが存在した.解離恒数(Xd)に関しては両群に有意な差は認められなかったが,逆耐性群では高親和性部位の最大結合数(Bmax)が対照群に比較して有意に増加していた(p<0.05,t-test)).しかし,^<11>C-MAPの脳内動態は線条体,側坐核/嗅結節,小脳のいずれの部位でも両群に有意な差は認められなかった.最近,コカイン誘導体で標識されるDATの高親和性部位はDAT機能を反映することが報告されており,今回の結果はMAP逆耐性に伴って少なくとも断薬7日目にはDATの高親和性部位のBmaxが増加し,再投与の際のDA過剰放出の一部に関与することを示唆すものであるが,薬物動態の変化はある特定の神経細胞の変化のみでは説明が困難であると考察した.
1 0 0 0 脳血管モヤモヤ病の地誌的、民族的分布の不均衡の原因の解明
民族進化の歴史と家族性モヤモヤ病の地誌的分布とに共通項があるか否がを明らかにすることを研究目的とした。民族の進化の跡を追跡する手段として、ミトコンドリアDNAの塩基変化を比較検討を行なった。これは、ミトコンドリアDNAが、主に母系遺伝をするがために、母系のルーツを探ることができるためである。また、Y染色体の染色体多型を用いて、父系系譜よりルーツを探った。家族性モヤモヤ病患者58名(男性16名、女性42名)と、モヤモヤ病がないと判断された健康人60名を対象とした。Y染色体の解析は、DYS287(YAP)locusと、DYS19locusとを行った。この解析結果から、父系には、大きく2つのルーツからの流れがあることが判明し、コントール集団と比べ、集積性があることが判明した。また、ミトコンドリアD-ループ領域のhypervariable region IIの(MT3)の検討を行った。ヌクレオチドは、Cambridge Reference Sequence(CRS)の93-110番及び、326-307番に相応している。家族性モヤモヤ病患者群では、MT3の塩基配列の違いがら見て10個のハプロタイプが存在したのみであったが、コントロール群では、30個のハプロタイプが見られた。また、平均塩基置換数を見ると、家族性モヤモヤ病群とコントロール群とでは、有意差が見られた(P<0.0001)。以上から、家族性モヤモヤ病には、ルーツがあり、モンゴロイドの移動進化とともに地球上に分布したと考えれた。
1 0 0 0 IR 東北の一山組織の研究
1 0 0 0 中世東国における領主権力と地域社会
本研究は、中世後期における関東・奥羽の領主権力の実態(「洞」を基盤とする権力編成のあり方)を解明し、当該地域における研究概念の枠組みを再構築することを課題としている。今年度の研究実績について、以下の3点にまとめて報告する。①関連史料の調査・集積:昨年度に引き続き、研究の基盤となる史料の集積に取り組んだ。特に、室町期佐竹氏の由緒や礼節が記載された「康応記録」という史料の網羅的収集を試みた。調査成果から「「康応記録」の成立と伝来―戦国期佐竹家中の系図類作成に関する一考察―」と題した論文を執筆し、『常総中世史研究』5(茨城大学中世史研究会、2017年3月)に掲載が決定した。②戦国期北関東・南奥羽の領主権力及び領域支配構造の実態解明:昨年度研究に取り組んだ、15世紀の常陸領主に関する研究をまとめた「佐竹氏と江戸氏・小野崎氏」と題した論文が、高橋修編『佐竹一族の中世』(高志書院、2017年1月)に掲載された。16世紀における北関東の領主権力について、主に常陸江戸氏を対象に据え研究に取り組み、「洞」研究会や歴史学研究会中世史部会例会にて口頭発表を行った。一方、南奥羽の領主権力については岩城氏を対象に据え研究に取り組んだ。昨年度行った口頭発表の成果を基に「一五世紀における岩城氏の内訌と惣領」という論文を執筆し、『歴史』128(東北史学会、2017年5月)に掲載が決定した。③福島第一原子力発電所事故被災地の歴史・文化の継承の取り組み:本研究の対象地域の一つである福島県浜通り地区は、原発事故により地域コミュニティが崩壊し、歴史・文化を継承することが非常に困難な状況にある。そのため、地域に残されている歴史資料を保全し、後世に継承することが重要であると考え、資料保全活動に取り組むとともに、学会・国際シンポジウム・海外の大学にて状況を発信することで、当該地域の課題を共有することに努めた。