hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒素酸化物の個人被曝量と行動様式に関する疫学的研究

住宅構造別では居間おける【NO_2】濃度で比較すると、木造でアルミ窓群,木造で木枠窓群,鉄骨アパート群,鉄筋一戸建住宅群の順で高かった。住宅構造,暖房器具,調理器具,調理時間,瞬間湯沸し器等の因子の【NO_2】濃度を比較すると、暖房器具,調理時間と器具,瞬間湯沸し器の使用の有無が、室内【NO_2】および個人被曝量に与える影響が大きいことが示唆された。前年度は室内汚染を構成する重要な因子として,住宅構造・暖房器具・個人の行動様式とNO_2個人被曝量の関連,および室内のNO_2濃度について冬期における調査を実施した.本年度は昨年度と同一の55世帯・学童・母親共に同一対象者について夏期の調査わ行なった.今回はNO_2個人被曝量,各部屋および戸外のNO_2濃度の測定と共に,台所で調理する時のみ使用するNO_2簡易サンプラーを全世帯に配布し,調理時のNO_2濃度を測定した.夏期のNO_2個人被曝量は冬期に比べ,学童・母親共に1/21/3に減少し,また室内のNO_2濃度も1/21/3に減少した.これらを日本の大気NO_2環境基準(1時間値の1日平均値が0.04ppmから0.06ppmまでのゾーン内又はそれ以下であること)と比較すると,冬期においては台所で53%,居間で42%,個人被曝量においても35%,学童で20%で20%が環境基準を越えていたのに対し,夏期調査においては,台所でわずか1例のみが環境基準を越えたにすぎなかった.戸外のNO_2濃度との比較では,冬期においては室内NO_2濃度が約2倍以上に達したが,夏期においては,戸外NO_2濃度と同一或いはそれ以下であった.しかし夏期においても台所調理時間のピーク濃度は,平均105ppbと,戸外に比べ約2.8倍高く,短時間であっても調理器具から発生するNO_2の影響は注目すべきであろう.住宅構造による室内NO_2濃度および個人被曝量の違いは,冬期において顕著に差が認められたが,夏期においてはその差は極めて僅かであった.台所で使用するガス炊飯器・ガス瞬間湯わかし器の使用の有無および調理時間の長さによってNO_2室内濃度および個人被曝量を分類して検討したが,統計的に有意な差は認められなかった.各世帯の部屋数により4間以内, 56間, 7間以上に分類して各々のNO_2濃度を比較すると,部屋数が増加するにつれNO_2濃度の平均値も減少したが,夏期においては冬期程,顕著な差は認められなかった.NO_2個人被曝量は、外気濃度のみならず室内で使用する暖房器具或いは調理器具からも影響を受け、近年の密閉性の高い住宅構造とも相まって、かなり多様化している。そこで横浜市内60世帯の主婦およびその学童を対象として、冬期及び夏期において、室内の台所・居間・寝室および外気NO_2濃度、NO_2個人被曝量を測定、また各被検者の生活行動様式各家庭の環境条件を調査し、疫学的に研究を行なった。冬期は夏期に比べ、室内各部屋の濃度、NO_2個人被曝量は高く、日本の環境基準(1時間値の1日平均値が0.04ppmから0.06ppmまでのブーン内又はそれ以下であること)を超えている母親が35%、学童20%が存在したが、夏期においては1名もなかった。冬期においてNO_2レベルが高かった世帯は非排気型ストーブを使用する家庭であった。またガス調理器具を使用する家庭で、使用時間が長い程NO_2レベルが高くなる傾向が窺われたが、統計的有意性は認められなかった。冬期調査で住宅構造の密閉度の高い家庭また、部屋数の少ない家庭においてNO_2レベルが高かったが、夏期調査ではほとんど差は認められなかった。冬期においては個人被曝量、居間・台所・寝室間、相互に高相関が認められたが、屋外との相関は全く認められなかった。
未利用熱帯バイオマスを原料とするバイオプラスチック用乳酸の発酵カラムの開発

バイオマスを化石資源の代替に利用する場合、食料とのバッティングが社会問題を引き起こしている。そこで未利用バイオマスとしてNipahに注目した。バイオ由来のプラスチック、バイオプラスチックは(1)地球温暖化の低減に有効であり、(2)化石資源を節約することができ、(3)環境負荷が低い、など、循環型社会を構築する「キー・マテリアル」として、社会の期待は非常に大きいが、その利用は極めて限られている。その最大の理由はバイオプラスチックが化石資源由来の汎用性プラスチックに比べ、510倍と高価であるためである。ここで提案する研究は代表的なバイオプラスチックであるポリ乳酸を発酵から合成までオンサイトで一貫生産することで、その生産コストを現在の汎用性プラスチックと同程度に低減することを目指した環境調和型ポリ乳酸の合成プロセスを、熱帯地方に豊富に存在する未利用バイオマス“Nipah"から直接乳酸を発酵させるカラムを開発し次の成果を得た。(1)線流速が1cm/h以下の場合には乳酸の濃度が2%以上の溶液が得られる。(2)一方線流速が2cm/h以上の場合にはフラッデングが起き、濃度も1%以下となり、最適発酵効率は1-2cm/h程度で運転する必要がある。ここで提案する研究は代表的なバイオプラスチックであるポリ乳酸を発酵から合成までオンサイトで一貫生産することで、その生産コストを現在の汎用性プラスチックと同程度に低減することを目指した環境調和型ポリ乳酸の合成プロセスを、熱帯地方に豊富に存在する未利用バイオマス"Nipah"から直接乳酸を発酵させるカラムを開発した。その結果下記の成果を得た。(1)乳酸発酵力ラムによる生成物阻害の低威が可能一本の茎から糖濃度1-20%の溶液が0-3l/dayで流入する場合を設定し、それぞれのケースで最大乳酸濃度(糖の残余濃度の最小化)を得る乳酸発酵カラムを設計し、実験を行なった結果、乳酸の生産速度は3.2g/l/hとキャッサバの生産速度より10-20%大きい。(2)発酵工程以降の分離プロセスの負荷の低減発酵によるポリ乳酸の生産コストが高くつく最大の背景はアルコール発酵と異なり、乳酸が揮発性がなく、蒸留で分離するにはエステル化し、高温(187°C)で蒸留する必要があり、多くのエネルギーを要し、さらに回収率も低い。したがって分離精製の負担の軽減することはコストダウンに直接つながる。(3)しかし、発酵乳酸の濃度レベルが34wt%と低く、更なるカラムの開発が必要である。発酵の必要条件は高い生産性と発酵乳酸の濃度レベルが高い必要がある。そのためカラムの最適条件の検索を後半(2年目)の研究で行い、豊富に存在する熱帯バイオマス"Nipah"を原料に用いたメンブレンバイオリアクターを完成させる。
フェムト秒時間分解電子顕微鏡の基礎研究

世界に先駆けて、フォトカソード高周波(RF)電子銃を用いたフェムト秒時間分解MeV電子顕微鏡実証機を製作し、原理実証を行った。実証実験では、RF電子銃を利用して、パルス幅が100fs、エミッタンスが0.2mm-mradの高品質電子ビームを発生し、これを用いて金単結晶薄膜のMeV電子線回折像と電子顕微鏡像の観察に成功した。電子ビームの低エミッタンス化とフォトカソードRF電子銃の製作フォトカソードRF電子銃における加速高周波空洞を従来の円筒形状から丸型キャビティに変更し、フォトカソードの挿入機構やRFチューニング機構の改良を行った。製作した加速空洞のQ値は16,300と得られ、従来のRF電子銃より25%に向上することができた。これにより、RF効果によるエミッタンスの増大が極力に抑えられ、高周波空洞から発生する暗電流が大幅に低減でき、世界最高性能を有するフォトカソードRF電子銃が製作できたと言える。電子顕微鏡の入射磁気レンズの製作入射電子光学系にまずソレノイド磁石を製作し、電子ビーム輸送中に空間電荷効果によるエミッタンスの増大を補正する方法を開発した。その後、エネルギーが2MeVの電子ビーム用のダブルコンデンサー磁気レンズを設計し、製作した。これにより、RF電子銃から発生した短パルス電子ビームを試料の位置に10μmまで集束させる。フェムト秒の短パルス電子線の発生と計測今までの短パルス電子ビームの発生技術を活用して、RF電子銃から高輝度・短パルス電子ビームの発生に成功した。得られた電子ビームの特性は、パルス当たりの電荷量が1pC以上(電子数≧10^7)、エネルギーが23MeV、パルス幅が180フェムト秒、規格化エミッタンスが0.3mm-mrad、エネルギー分散が10^<-3>であった。また、RF電子銃から発生した電子ビームの特性(パルス幅、エミッタンス、エネルギー分散など)と空間電荷効果、加速RFの依存性を明らかにし、電子ビーム発生と集束のシミュレーションを行い、コンデンサー絞りを兼用したエミッタンスが0.1mm-mrad、エネルギー分散が10^<-4>のフェムト秒短パルス電子ビームの発生方法を確立した。平成23年度は、対物磁気レンズの設計・製作を行い、MeV電子線回折像とイメージ像の結像システムのを構築した。また、電子線の低照射で分析可能となる高い検出効率を持つ検出器の開発を行った。1.透過電子線回折像とイメージ像の測定システムの開発高分解能の電子顕微鏡を実現するために、できるだけ励磁を強くして、対物レンズにおける球面収差や色収差の影響を極限に低減する必要がある。これに対して、加工精度の向上やレンズの高度化のほかに、シミュレーションによる磁極形状の最適化を行い、超高圧電顕(3MeV)を対応する最大磁場強度が2.1Tの対物磁気レンズを開発した。磁極には、飽和磁束密度が2.4Tのパーメンジュール材質を採用した。焦点距離は、2MeVの電子ビームを用いた場合は10mmであり、1MeVの電子ビームを用いた場合は7mmとなる。また、試料やビーム絞り等の挿入機構と真空チェンバーを設計・製作した。フォトカソードRF電子銃から発生したフェムト秒のMeV電子線パルスを利用して、昨年度に製作した入射レンズ光学系と連結し、透過電子顕微鏡の結像と測定システムを完成した。2.高感度検出器の開発と電子顕微鏡像の記録と解析手法の確立時間分解MeV電子線回折の技術と経験を生かして、TlをドープしたCsIの柱状結晶化素子と浜松フォトニクス社製の光ファイバープレートを用いて、電子線の低照射(パルス当たり10^6-10^7個の電子)で分析可能となる高い検出効率を持つ検出器を構築した。このCsI素子は50μmの空間分解能を有しており、レンズ系を併用して拡大された回折像やイメージ像の高精度測定が実現できる。この測定システムは、阪大産研の時間分解MeV電子線回折装置を用いてテストさせ、エネルギーが2MeVのフェムト秒電子線パルスを用いてシングルショットで明瞭な回折パターンを得ることができた。平成24年度には、世界に先駆けて、フォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡実証機を製作し、フェムト秒短パルス電子ビームを利用した電子顕微鏡の原理実証に成功した。1)世界初のフォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡実証機の製作超高圧電子顕微鏡(3MeV)を対応する最大磁場強度が2T以上の投影磁気レンズと1.2T以上の中間磁気レンズを設計・製作し、平成23年度に製作した高精度対物レンズを組み合わせて拡大倍率が5000倍以上の結像レンズシステムを完成した。これを用いて、平成22年度に開発した高性能フェムト秒RF電子銃、入射レンズ光学系とMeV電子ビームが測定可能なイメージング検出器を実装し、世界に先駆けてフォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡を製作した。2)フェムト秒電子線パルスを利用した電子顕微鏡の原理実証

まず、RF電子銃の高度化により、パルス幅が100fs、エミッタンスが0.2mm-mrad、エネルギー分散が10の-4乗の高品質電子ビームの発生に成功した。このフェムト秒電子線パルスを利用し、RF電子銃を用いた電子顕微鏡実証機における明瞭な金単結晶MeV電子線回折パターンを得ることができ、シングルショット電子線回折の測定に成功した。次に、対物レンズと投影レンズを組み合わせて、フェムト秒MeV電子線パルスを利用した拡大倍率が1700倍、解像度が30nmのイメージングに成功し、金単結晶薄膜の透過電子顕微鏡像の観察に成功した。原理実証の結果により、RF電子銃はフェムト秒短パルス電子ビームが発生可能な強力なソースである。RF電子銃を用いた時間分解電子顕微鏡は、フェムト秒とナノメートルの時空間分解能が同時に実現可能な測定手法であり、物質中相転移などの原子レベルでの構造変化ダイナミクスの解明に期待される。1)対物磁気レンズの設計・製作については、磁場強度は常伝導磁石の限界に達しており、2MeVの電子ちビームに対応でき、電子顕微鏡にとって最強の対物レンズである。昨年度に製作したフォトカソードRF電子銃と入射レンズ光学系と連結し、透過電子顕微鏡の結像と測定システムを完成した。2)電子顕微鏡像の記録と解析手法については、既にエネルギーが2MeVのシングルショット電子線パルスで明瞭な回折パターンを得ることができており、今後の電子顕微鏡イメージ像の測定が期待できる状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は高精度の中間レンズと投影レンズを設計・製作し、世界初の時間分解MeV電子顕微鏡の実証機を完成する。高分解能の電子顕微鏡を実現させるためには、レンズ収差による空間分解能の影響を低減する必要がある。これに対して、加工精度の向上やレンズの高度化のほかに、シミュレーションによる磁極形状の最適化を行い、中間レンズにおける非点収差と投影レンズにおける歪み収差の低減を目指す。
CRF及びACTH関連ペプチドの基礎的、臨床的研究

〔目的〕(1)CRF、POMCの遺伝子発現の制御因子及び、(2)CRF結合蛋白(BP)のcharacterizationとその生理的意義、について検討を行った。〔方法〕(1)拘束ストレスラットに於ける、血中及び脳、下垂体のCRF、ACTH濃度、及びCRF、POMCのmRNAレベルの変動をNorthern blot法で解析した。(2)ラット側脳室内に神経伝達物質を投与し、CRF、ACTH合成への影響を見るため、mRNAをNorthern blotで解析した。(3)人血中CRF-BPをConAカラムにかけ、皿に各種糖鎖切断酵素で処理した後、SDS-PAGEで解析した。〔結果〕(1)拘束ストレスにより、ラット視床下部CRFの分泌及びmRNAレベルの増加が見られた。(2)アンギオテンシンIIの脳室内投与により、ACTHの早期分泌と、CRFmRNA及びPOMCmRNAレベルの増加が見られた。(3)CRF-BPはConAカラムに吸着し、エンドグリコシタ-ゼ処理でその分子量が減少した。〔考察〕(1)ある種の神経伝達物質は、CRFの分泌のみならず合成も調節する。
多機能を可能とする超細径レーザ医療中空ファイバの研究

中空ファイバは,当初,波長が2μm以上の赤外光を伝送する目的で考案された.内部が中空であるため,手術中の煙の吸引・排出が可能なこと,波長が10倍以上もことなるパイロット光も伝送可能なことが分かり,一部実現してきた.中空ファイバを改良することにより,医療用途において有用な超音波およびマイクロ波をも伝送可能な超多機能性中空ファイバを実現することを目的とする.その方法として,保護層付き石英キャピラリーチューブの外部に金属層を設け,内面に銀層と有機樹脂が内装することにより,赤外光,超音波,およびマイクロ波のすべてを同時伝送可能なシステム構築をめざし,その可能性について検討した.本研究では本年度において,以下の研究を行なった.1.中空ファイバによるレーザ照射部の温度計測CO2レーザで照射された組織の温度を,同じ中空ファイバに照射部の放射光を出射端に導き,強度を分析することにより計測した.計測に最適となるファイバの伝送損失スペクトルについて理論的検討を行うともに,中空ファイバ,放射温度計,および各種光学素子で構成される温度計測システムの試作・評価を行った.2.超細径中空ファイバによる超音波伝送中空ファイバは弾性波を伝送できる構造になっている.即ち,治療のための超音波をも患部に導くことが出来ることを意味する.超音波の透過率の中空ファイバ内径依存性について,理論的・実験的な調査を行なった.3.中空ファイバによるテラヘルツ波伝送テラヘルツ領域で透明である各種の樹脂を用いて中空ファイバを構成し,テラヘルツ波の伝送を試みた.伝送損失のほか,波長特性等について基礎的検討を行った.中空ファイバは,当初,波長が2μm以上の赤外光を伝送する目的で考案された.内部が中空であるため,手術中の煙の吸引・排出が可能なこと,波長が10倍以上もことなるパイロット光も伝送可能なことが分かり,一部実現してきた.中空ファイバを改良することにより,医療用途において有用な超音波およびマイクロ波をも伝送可能な超多機能性中空ファイバを実現することを目的とする.その方法として,保護層付き石英キャピラリーチュープの外部に金属層を設け,内面に銀層と有機樹脂が内装することにより,赤外光,超音波、およびマイクロ波のすべてを同時伝送可能なシステム構築をめざし,その可能性について検討した.本研究では本年度において,以下の研究を行なった.1.パイロット光伝送可能な超細径有機樹脂内装中空ファイバの製作と評価石英キャピラリーチューブ(内径0.25mmで長さ2m,内径0.1mmで長さ50cm程度)内部に,全液相法を用い銀膜と環状オレフィンポリマー,略称COP)を1μm以下の所望の厚さにコートした.COP膜の厚さを精密に制御することによって,伝送赤外光とパイロット光(赤あるいは緑)を効率的に伝送する中空ファイバの製作を行なった.2.超細径中空ファイバによる超音波伝送中空ファイバは弾性波を伝送できる構造になっている.即ち,治療のための超音波をも患部に導くことが出来ることを意味する.超音波伝送の可能性について理論的検討を行った.3.高効率入射結合系の構築と超細径中空ファイバの評価超細径中空ファイバに,Er : YAGレーザあるいはCO2レーザ光などのように,比較的大きなスポットサイズを有する光を効率的に入射させるために,テーパー形状の入射結合器を製作した.入射結合損失を減らす構造設計ならびに,この入射結合器を用い,超細径中空ファイバの各種伝送特性を評価した.中空ファイバは,当初,波長が2μm以上の赤外光を伝送する目的で考案された.内部が中空であるため,手術中の煙の吸引・排出が可能なこと,波長が10倍以上もことなるパイロット光も伝送可能なことが分かり,一部実現してきた.中空ファイバを改良することにより,医療用途において有用な超音波およびマイクロ波をも伝送可能な超多機能性中空ファイバを実現することを目的とする.その方法として,保護層付き石英キャピラリーチューブの外部に金属層を設け,内面に銀層と有機樹脂が内装することにより,赤外光,超音波,およびマイクロ波のすべてを同時伝送可能なシステム構築をめざし,その可能性について検討した.本研究では本年度において,以下の研究を行なった.1.中空ファイバによるレーザ照射部の温度計測CO2レーザで照射された組織の温度を,同じ中空ファイバに照射部の放射光を出射端に導き,強度を分析することにより計測した.計測に最適となるファイバの伝送損失スペクトルについて理論的検討を行うともに,中空ファイバ,放射温度計,および各種光学素子で構成される温度計測システムの試作・評価を行った.2.超細径中空ファイバによる超音波伝送中空ファイバは弾性波を伝送できる構造になっている.即ち,治療のための超音波をも患部に導くことが出来ることを意味する.超音波の透過率の中空ファイバ内径依存性について,理論的・実験的な調査を行なった.3.中空ファイバによるテラヘルツ波伝送テラヘルツ領域で透明である各種の樹脂を用いて中空ファイバを構成し,テラヘルツ波の伝送を試みた.伝送損失のほか,波長特性等について基礎的検討を行った.
X線回折法によるグアノシン結晶の動的構造の解析

我々は、核酸の構成要素の一つであるグアノシンが、温度条件、湿度条件に依存し、可逆的結晶構造転移を起こす現象を見いだした。本研究は、X線回折法により、その構造変化の詳細を明かにし、核酸の機能発現の重要な要因となっている構造柔軟性、多様性の発現に関し、知見を得ることを目的としている。核酸の水和状態の湿度依存性については、ヒステリシスが存在することが報告されているが、グアノシンの結晶構造転移においてもヒステリシスが存在することが明かになった。グアノシンの結晶構造転移は、相対湿度0ー25%領域で引き起こされる。相対湿度25%以上の領域では二水和物構造が安定であるが、相対湿度の低下にともないグアノシン結晶は除々に結晶水を失い、相対湿度0%では無水物となる。この結晶水の離脱過程において、二つの中間状態(1、2)を経ることが見いだされた。中間状態(1)では、グアニル基部分に関しては、二水和物結晶中の構造がほぼ保持されているが、リボ-ス部分のコンホメ-ション変化が生じ、結晶のa軸長が約1%短くなっている。さらに低湿度の条件下で実現される中間状態(2)および無水物では、グアノシン分子の形成するカラム間に存在していた結晶水が離脱し、これと対応して結晶のa軸長が約6%短くなる。また、グアニル基間の水素結合構造にも変化がもたらされる。無水物では、結晶性の低下がみられ、構造の乱れが大きいが、無水物の周りの相対湿度を再び上昇させて行くと、結晶性が回復し、(1)とは異なる中間状態(3)を経て、二水和物の構造に戻ることがわかった。中間状態(3)においては、グアニル基のスタッキング構造にずれの変位が生じており核酸の構造転移との関連において注目される。中間状態(3)について、粉末X線回折パタ-ンのリ-トベルト法解析を行うことを目的とし、初期構造モデルを得るための分子動力学計算を進めている。
脳低温療法をより有効かつ安全に行うための実験的基礎研究

虚血性脳傷害に対する急性期軽度低体温療法は極めて有効な脳保護効果を有する可能性がある。実験動物脳虚血モデルを用いて、その効果を検討した。特に血管閉塞後、再灌流の達成されることのない永久局所脳虚血に基づく強度の脳梗塞に対する脳保護効果を検討した。永久局所脳虚血モデルに関しては、再現性よく虚血巣の出現する従来のモデルでは、長期生存が困難で、長期予後の評価が不可能であったため、当研究グループは、局所永久脳虚血導入後も長期にわたり、生存する新たな永久局所脳虚血モデルを作成し、このモデルを用いて、軽度低体温の有する脳保護効果を長期にわたり、検討した。その結果、1.24時間にわたる軽度の低体温療法は、虚血開始後、3週間後に判定した脳梗塞巣の体積を有意に縮小させた。2.24時間にわたる軽度の低体温療法は、虚血後に生じる脳神経脱落機能を急性期から慢性期にかけるすべての期間において改善した。3.局所脳血流は、局所永久脳虚血開始直後より徐々に改善したにも関わらず、虚血開始2日後に判定した脳梗塞巣体積に比し、その3週問後の亜急性期に計測した脳梗塞巣が有意に増大していた。4.長期軽度低体温療法は、急性期の脳傷害のみではなく、いわゆる遷延性脳梗塞巣の増大をも阻止することが明らかとなった。すなわち、局所永久脳虚血という病態においては、急性期に脳虚血が改善する一過性局所脳虚血的な性格があるにも関わらず、その後、遷延性に病巣の増大が起こり得ることが示された。この原因としては、局所の脳浮腫あるいは血管内血栓の成長等の機構が考えられた。軽度の低体温は、これら、亜急性期の病態進展に抑制効果を果たすことが明らかとなった。近年、軽度低体温が重症頭部外傷に対して有効であるとの報告があるが、脳虚血に対しての有効性は明らかでない。軽度低体温療法が一過性局所脳虚血に対して永続する保護効果を有するか否かに関して検討した。一過性局所脳虚血モデルは、すでに報告したラット3血管(両側頸動脈と一側中大脳動脈近位部閉塞)モデル(Brain Res Protoc.3,209-220,1998)を用いた。気管挿管下に調節呼吸とし、各種生体徴候を生理的範囲に制御した。摂氏33度の軽度低体温導入・維持を次の4グループ、1.虚血中のみ。2.虚血中および虚血後の3時間。3.虚血中および虚血後の22時間。4.虚血後のみ。へそれぞれ行った。脳傷害に対する保護効果は、2日後あるいは4週間後の脳梗塞体積を用いて評価した。また、脳機能障害に関しても独自のスコアリングスケールを用いて検討した。その結果、各群ですべて約30%以上の脳梗塞体積の縮小(抑制)効果を認めた。中でも、虚血中および虚血後の双方に低体温療法を行った2群では、2日後の判定にて有意差を持って、抑制効果を示した。しかしながら、4週間後の脳梗塞体積の検討では、唯一虚血中および虚血後22時間の低体温療法群が、約50%の抑制効果を示し、この差のみ有意差が確認された。かつて、一過性低体温療法は、一時的な脳保護効果を示すのみで、必ずしも永続しないものあるいは、脳神経傷害の進行を遅らせるのみであるとの報告があった。しかしながら、軽度低体温療法は、長期にわたり行うことで、永続する、また機能改善を伴う脳保護効果を有することが今回の研究で明らかとなった(Stroke,30,2720-2726)。

軽度低体温の有する脳保護効果は、脳虚血による脳傷害に対しては、極めて有効である可能性がある。すでに我々が行った一過性局所脳虚血に対する効果の検討により、軽度低体温を虚血導入の初期より長期間にわたり用いた場合には、永続する脳保護効果を有することが明らかとなった(Stroke,30,2720-2726,1999)。しかしながら、再灌流の達成されることのない永久局所脳虚血に基づく脳梗塞の場合には、低体温は無力であるとの実験結果がわずかにあるのみであった。このことに関して、ラットを用いて、独自の永久局所脳虚血モデルを作成し、軽度あるいは中等度の低体温の有する脳保護効果を検討した。その結果、軽度の低体温であってもそれを24時間という長期に用いた場合、3週間後に判定〓脳梗塞巣の体積を有意に縮小させる効果のあることが明らかとなった。また、同時に測定した脳機能評価においても低体温治療を受けた群において急性期から慢性期にかけてすべての測定機関において低体温群が有意に軽度の神経脱落機能を示した。さらに虚血中の局所脳血流を測定した結果、常温下では、虚血後4時間から側副血行の増加により、虚血辺縁部の血流が虚血前値の50%以上に回復することが示された。また、低体温下では、虚血辺縁部の血流が虚血後3時間から虚血前値の50%以上に回復することが示された。すなわち、軽度低体温は、虚血巣の血流をさらに下げないこと、また、永久局所脳虚血導入後の局所脳血流は、必ずしも永続する脳虚血の低下をもたらさないため軽度低体温療法は有力な治療手段になり得ることが明らかとなった。虚血性脳傷害に対する急性期軽度低体温療法は極めて有効な脳保護効果を有する可能性がある。実験動物脳虚血モデルを用いて、その効果を検討した。特に血管閉塞後、再灌流の達成されることのない永久局所脳虚血に基づく強度の脳梗塞に対する脳保護効果を検討した。永久局所脳虚血モデルに関しては、再現性よく虚血巣の出現する従来のモデルでは、長期生存が困難で、長期予後の評価が不可能であったため、当研究グループは、局所永久脳虚血導入後も長期にわたり、生存する新たな永久局所脳虚血モデルを作成し、このモデルを用いて、軽度低体温の有する脳保護効果を長期にわたり、検討した。その結果、1.24時間にわたる軽度の低体温療法は、虚血開始後、3週間後に判定した脳梗塞巣の体積を有意に縮小させた。2.24時間にわたる軽度の低体温療法は、虚血後に生じる脳神経脱落機能を急性期から慢性期にかけるすべての期間において改善した。3.局所脳血流は、局所永久脳虚血開始直後より徐々に改善したにも関わらず、虚血開始2日後に判定した脳梗塞巣体積に比し、その3週間後の亜急性期に計測した脳梗塞巣が有意に増大していた。4.長期軽度低体温療法は、急性期の脳傷害のみではなく、いわゆる遷延性脳梗塞巣の増大をも阻止することが明らかとなった。すなわち、局所永久脳虚血という病態においては、急性期に脳虚血が改善する一過性局所脳虚血的な性格があるにも関わらず、その後、遷延性に病巣の増大が起こり得ることが示された。この原因としては、局所の脳浮腫あるいは血管内血栓の成長等の機構が考えられた。軽度の低体温は、これら、亜急性期の病態進展に抑制効果を果たすことが明らかとなった。
成長極性をモニターする新規チェックポイント機構

細胞極性は細胞周期と連動して適切に制御され、それは、個々の細胞の機能発現にとって必須である。本研究では、単細胞モデル生物・酵母をつかって、両者を連携制御する新規チェックポイント機構について解析し、以下の知見を得た。1)EtOHストレスによる細胞形態形成チェックポイントの活性化:出芽酵母の細胞極性へのEtOHストレスの効果を解析した結果、EtOHストレスにより、アクチン細胞骨格の一過的分散が起こり、同時に、細胞周期のG2期遅延が誘導されることがわかった。2)中心体から発信される細胞極性ネットワークの発見:分裂酵母において、進化上保存された、M025-like/Pmo25, GC kinase/Nak1, Furry-like/Mor2, NDR kinase/Orb6, Mob2が、細胞質分裂後の細胞分離と細胞極性制御に重要な形態形成ネットワークMOR (Morphogenesis Orb6 Network)を構成することを見出した。Pmo25はM期では中心体/SPBに局在し、その後、隔壁形成部位に局在変化することがわかった。また、Pmo25はNak1と複合体を形成し、Orb6の上流で機能することを示した。さらに、Pmo25のM期中心体への局在と、細胞分離後の細胞周期間期のNak1-Orb6 kinase活性が、細胞質分裂の開始を制御するSIN経路(Septation Initiation Network)に依存することを見出した。以上の結果は、細胞周期間期の細胞極性制御に重要なシグナル伝達経路が、中心体から発信されることを示唆する。また、MORの構成因子の変異体では、mor2変異と同様、成長極性をモニターするチェックポイント機構々活性することを示した。3)チューブリン変異によるBub1依存的チェックポイントの活性化:細胞骨格の微小管の構成因子α-チューブリンの変異が、微小管のダイナミクスとEB1/Mal3(癌抑制因子APCの結合タンパク質のホモログ)の局在に影響を与え、Bub1依存的チェックポイントを活性化することを示した。4)酵母の成長極性を把握する画像解析プログラムの構築:酵母の細胞極性を把握する画像解析プログラムを構築し、実際、このプログラムを使って、変異体の形態把握が可能なことを示した。本研究では、モデル生物・酵母を使い、成長極性をモニターする新規チェックポイント機構について解析し、以下の知見を得た。1.Mor2/Furry-Orb6/NDR経路が機能する成長極性制御機構における新規制御因子の同定:成長極性に必須な分子Mor2と機能関連する分子を同定するため、mor2変異と同様の表現型を示す変異体mor4の原因遺伝子を同定したところ、Nak1/Orb3 kinaseを同定した。実際、Nak1は、Mor2-Orb6と相互作用し、Mor2の上流で機能することがわかった(投稿中)。2.成長極性欠損により誘導されるチェックポイント機構に必要な分子の同定:前述のNak1と相互作用する分子を同定したところ、進化上保存された分子(Pmo25と命名)を得た。Pmo25変異体を構築したところ、この変異もmor2変異体と同様、高温で球形となることがわかった。さらに、mor2pmo25二重変異体では、mor2変異体の細胞周期遅延が起こらないことから、Pmo25が成長極性欠損により誘導されるチェックポイント

機構に重要な分子であることがわかった(投稿準備中)。3.EtOHストレスによる形態チェックポイントの活性化:細胞増殖へのEtOHストレスの効果を調べた結果、EtOH添加によって、アクチン細胞骨格が一過的に分散し、それと同時に、M期開始が阻害され、母細胞のサイズが増加することがわかった。その際、細胞周期エンジンを抑制するSwel kinase(Weel kinaseホモログ)が重要で、実際、蛋白量が一過的に増加すること、swel欠損株では細胞サイズの増加が観察されなかった。以上より、EtOHストレスは、Swelを介し、形態(極性)チェックポイントを活性化することが示唆された(S.Kubota et al.,Biosci.Biotechnol.Biochem.,2004)。本研究では、分裂酵母において見出されたmor2変異体による成長極性異常をモニターする新規チェックポイント機構について解析し、以下の知見を得た。1.シグナル経路による細胞周期制御機構の解析(wee1様変異株の解析)mor2変異による細胞周期停止には、Wee1キナーゼの活性化が重要であることを見いだしている。そこで、mor2変異による異常シグナル伝達経路によって制御されるWee1の新たな調節分子を同定するため、wee1様変異株と同様、高温で細胞サイズの減少する変異株を取得・解析した結果、それらの変異の原因遺伝子として、複数のキナーゼを同定した。そこで、これらのキナーゼがmor2変異による細胞周期遅延に重要かどうか検討するため、二重変異体を構築し表現型を詳細に解析した結果、それらの中で、mor2wel2二重変異体では細胞周期遅延が起こらず致死性を示すことがわかった。2. Mor2が関与する成長極性制御機構の解析これまでに、mor2変異の高温での極性欠損や微小管重合阻害剤感受性などの表現型を抑圧する抑圧変異株を複数、取得した。そこで、それらの原因遺伝子を同定したところ、Mor4がNak1キナーゼであることがわかった。さらに、Mor2やNak1と機能関連する分子として、進化上保存されたMO25蛋白質Pmo25を見出した。Pmo25-Nak1と、Mor2との機能的ヒエラルキーを、局在や下流キナーゼの活性測定等により解析したところ、これらは、Mor2-Orb6の上流で機能することが示唆された(M.Kanai et al.,EMBO J.2005)。3. mor2変異株における細胞骨格(微小管)ダイナミクスの解析mor2変異体は微小管重合阻害剤に感受性を示すが、この表現型と細胞極性異常との関係は不明である。そこで、mor2変異体での微小管ダイナミクスを詳細に解析したところ、Mor2が微小管の機能発現に関与する可能性を見出した。以上の結果を踏まえ、本年度は、上記1と3を中心に、さらに研究を進めたい。本研究では、酵母の細胞極性異常変異体において見出された、成長極性異常をモニターする新規チェックポイント機構について解析し、以下の知見を得た。1.シグナル経路による細胞周期制御機構の解析mor2変異による細胞周期停止には、Wee
半導体デバイス応用を目指したグラフェンナノリボンの創製

グラフェンは、高い移動度と光透過性、機械的柔軟性といった特徴をもつことから、フレキシブル/ウェアラブルデバイスや高周波デバイス、センサーなどといった多様な応用研究が活発に行なわれている。一方、グラフェンがバンドギャップを持たないことがこれらの応用研究の妨げになっている。本研究は、バンドギャップを開くためにグラフェンナノリボンをトップダウンで調製する方法を開発すること、そしてそれを用いてデバイスを作製して、優れた特性を得ることでグラフェンデバイスの可能性を示すことを目的としている。前年度までの研究では、金属ナノ粒子の異方性エッチングというユニークな手法を用いることで、グラフェンシートからグラフェンナノリボンを高密度かつ高配向に作製する方法を開発した。さらに、この高配向グラフェンナノリボンの化学修飾による電気特性の制御について研究を行い、極性制御に有効なドーパント物質を特定した。当該年度は、グラフェンの極性制御をさらに発展させ、より高度な制御方法の開発を主眼とした研究を行なった。グラフェンの電子状態を化学ドーピングで制御する研究は既に多数あるが、これを動的に制御する方法は知られていなかった。我々は、様々な検討を行い、ピペリジン分子でグラフェンを化学修飾することによって、グラフェンのドーピングレベルがゲート電圧で動的に制御できることを初めて見出した。具体的には、n型ドーパントであるピペリジンをグラフェン表面に吸着させ、それにゲート電圧をかけることで、電荷中性点をチューニングすることを可能にした。このドーピング制御は可逆であり、グラフェンの光エレクトロニクスや不揮発性メモリ等への応用の新たな方向性を示すものと期待している。この他にも、グラフェンシート内のグレイン構造の可視化やフレキシブル歪みセンサーに関わる研究にも携わり、グラフェン合成・応用の基礎的研究にも寄与した。27年度が最終年度であるため、記入しない。グラフェンは非常に高いキャリア移動度を示し、光透過性と機械的柔軟性を有することから、電子デバイスへの応用に向けた研究が活発に行われている。集積回路や高周波トランジスタ、センサーなどの半導体として応用するためにはグラフェンのバンドギャップを開く必要があり、グラフェンナノリボン(GNR)と呼ばれる一次元ナノ構造体がバンドギャップを開くことができる手法として期待を集めている。本研究課題は、金属ナノ粒子によるグラフェンシートのエッチング反応を利用して、このGNRを高密度に作製する技術を開発し、フレキシブルデバイス等へ展開していくことを目的としている。平成25年度においては、銅を触媒とした化学蒸着法(CVD法)により大面積の単層グラフェンシートを合成し、これを単結晶基板に転写して金属ナノ粒子の高温反応を利用して直線状にエッチングすることでナノリボンを作製することを試みた。表面異方性を有する単結晶サファイアr面基板に単層グラフェンを転写し、スパッタリング法で堆積したNiナノ粒子を触媒として用いることで、サファイアの異方性に沿った特定の方向にグラフェンを高密度にエッチングできることを見出した。実験条件の検討を通じて平均で20nm程度の非常に幅の狭いGNRを高密度・高配向に得ることができた。さらに、高配向GNRを絶縁酸化膜付シリコン基板に再転写し、電界効果トランジスタを作製して電気特性を評価したところ、高密度のGNRにおいてon/off比が5000の半導体特性を得ることもできた。グラフェンは1万cm2/Vsを超える高い移動度に加え、透明性が高く、また機械的にも柔軟であることから、フレキシブルデバイス、ウェアラブルデバイスから高周波デバイス、センサーなど様々な応用が活発に研究されている。しかし、グラフェンがバンドギャップを持たないことが、こういった応用の実現における大きな障害になっている。本研究では、バンドギャップを開くことができるグラフェンナノリボンをトップダウンで作製する技術を開発するとともに、実際のデバイスの可能性を検討することを目標としている。

昨年度の研究を通じて、非常に高密度に配向したグラフェンナノリボンを作製することに成功している。当該年度はこの知見をさらに発展させるため、トップダウンで作製したグラフェンナノリボンに化学修飾を行い、ナノリボンのp型、n型の極性制御に関する研究を行った。種々の分子を検討した結果、ジアゾニウム塩およびアミン分子がそれぞれp型、n型のドーパントとして作用することを見出した。さらにグラフェンナノリボンに存在するエッジがこれらの分子の吸着サイトとして有効であり、グラフェン格子に欠陥も生じないことを実験的に示すことができた。他にも、グラフェンに生じた原子レベルの欠陥が物性に与える影響について、スペインのグループと共同研究を行うことができた。プラズマ酸化により低密度の欠陥を制御しながらグラフェンに導入することができた。また、STMやトランジスタ特性の測定により、欠陥の導入量が物性に影響を与えること、グラフェンがp型になることなどを見出した。単結晶基板上でのグラフェンシートの金属ナノ粒子によるエッチング作用を用いた新規なグラフェンナノリボンの合成法を確立することができた。さらにグラフェンデバイスの動作に重要となる、デバイスの極性制御も化学修飾によって実現しており、目標に向かって研究は順調に進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度に行ったグラフェンナノリボンの化学修飾に関する研究を進めている過程で、電場によってグラフェンのドーピングレベルを制御できるという非常に興味深い現象を見出した。この方法は共有結合を用いないので、グラフェンへのダメージがほとんどないという利点も有している、今後、この研究シーズを発展させて、メモリーへの応用研究などを推進していく予定である。また、フレキシブルデバイス化の方向に関しても検討を行う計画をしている。当初の計画では、平成25年度において高配向GNRの合成を目的としており、それに成功している。さらに、平成27年度上半期に予定していたGNRの化学修節による特性制御について、前倒しで検討を始めており、論文・学会発表も行うことができている。今後、高配向グラフェンナノリボンについて、化学修飾の影響をラマン分光とデバイス評価を通じて、さらに詳細に調べていく予定である。グラフェンナノリボンの電子物性に与える影響は全く調べられておらず、今後はこういった新たな観点でフレキシブルデバイスとの関連付けながら検討していく計画も考えている。また、本研究はグループ内だけにとどまらず、国際的なネットワークを活かした共同研究を積極的に行ってより高いレベルでの研究を進めていくことを目指す。
ヒトデにおける個体発生と系統との関係:下等な群、スナヒトデ属を用いての解析

ヤツデスナヒトデ(Luidia maculata)を主な材料として、変態を通じての発生を明らかにし、スナヒトデ属における個体発生と系統との関係を解析することを中心に研究した。1.ヤツデスナヒトデの発生:本種において1-メチルアデニンを用いて人工受精を行い、また幼生に餌の藻類を与えて温度調節・撹拌装置付きの水槽で飼育し、卵から稚ヒトデまでの発生の全過程を観察した。卵の直径は170μmで、卵割は全等割・放射型である。室温約20度で受精の1時間後に第1卵割が起こる。胚は皺胞胚期経て、受精の2日後にはビピンナリア幼生になる。成長した幼生は5対のビピンナリア腕を有し、体長が2.5mmである。その後ヒトデ原基が形成され、幼生器官は消失する。受精の2ヶ月後に変態が完了し、稚ヒトデは直径が0.7mmで、9本の腕を有する。なお、この成果については投稿準備中である。2.個体発生と系統との関係:本研究により以下の点について、本属の発生は系統学的に意義があることが示唆された。(1)成体の分類学的位置と幼生の形態には系統学的に関連がある;本種のビピンナリアが2.5mmで腕が5対であった。このことは、本属の幼生は大型である定説に対して必ずしもそうではないという今までの研究代表者の反論を支持するものである。また、本種が本属で分類学的に下等であることより、高等な種は大型の複雑な形の幼生をもつが、下等な種の幼生は小型で単純な形態である。(2)ヒトデの発生は系統学的に重要な特徴になりえる;本種の幼生がブラキオラリアに発達することなく変態することより、本種の発生は非ブラキオラリア型であることが明らかになった。この観察結果は、非ブラキオラリア発生は分類学的に下等なスナヒトデ属とモミジガイ属のヒトデに限られることを証明するものである。ヒトデにおいてスナヒトデ類は分類学的に下等で、スナヒトデ科は1属(スナヒトデ属Luidia)よりなる。従来、本属の幼生は大形で、腕が長く複雑な形態であるという考えが定説化していた。しかし、報告者は最近スナヒトデ類の個体発生を明かにするとともに、この定説を覆す結果を集積しつつある。本研究により、ヤツデスナヒトデの発生を変態を通じての全過程について観察した。その結果、本種の最も成長したビピンナリア幼生は、体長が2.5mmで、腕が5対であった。この幼生の形態的特徴と、Doderlein(1920)による本属の種の分化に関する説との間に相関の関係が認められた。即ち、彼は本属を4群に分け、最も下等な群はClathrataあり、それがAlternata群とQuinaria群に分化し、更に最も特殊化したCilialis群はAlternata群より生じたとした。本種はAlternata群に属するが、幼生はQuinaria群のL.quinariaと同じ大きさであり、Ciriaris群のL.sarsiの30mmなどより非常に小さい。

また、本種の幼生の腕の数は、QuinariaとCiliarisの群より1対少なく、AlternataとClathrataの群と同じであった。以上はスナヒトデ類の幼生は必ずしも大形でなく、大形の幼生は特殊なグル-プに限られるという報告者の意見を支持するものである。また本結果がDoderleinの説と一致したことは、スナヒトデ類の個体発生は本属ばかりでなくヒトデ全体の進化を考える上で重要であると推察される。一方、ヒトデ類の発生は3つのタイプ(直接、間接そして非ブラキオラリア)に分けられるが、発生が知られている総てのスナヒトデの発生は非ブラキオラリア型である。本観察により、本種はビピンナリア幼生期のみを経過する非ブラキオラリア型の発生を行なうことが確認された。このような分類学的に下等なスナヒトデ類が非ブラキオラリア型の発生であることは、ヒトデの発生が系統学的に意義があることを示すものである。ヤツデスヒトデ(Luidia maculata)を主な材料として,変態を通じての発生を明らかにし,スナヒトデ属における個体発生と系統との関係を解析することを中心に研究した.1.ヤツデスナヒトデの発生:本種において1-メチルアデニンを用いて人工受精を行い,また幼生に餌の藻類を与えて温度調節・撹拌装置付きの水槽で飼育し,卵から稚ヒトデまでの発生の全過程を観察した.卵の直径は170μmで,卵割は全等割・放射型である.室温約20度で受精の1時間後に第1卵割が起こる.胚は皺胞胚期経て,受精の2日後にはビピンナリア幼生になる.成長した幼生は5対のビピンナリア腕を有し,体長が2.5mmである.その後ヒトデ原基が形成され,幼生器官は消失する.受精の2ケ月後に変態が完了し,稚ヒトデは直径が0.7mmで,9本の腕を有する.なお,この成果については投稿準備中である2.個体発生と系統との関係:本研究により以下の点について,本属の発生は系統学的に意義があることが示唆された.(1)成体の分類学的位置と幼生の形態には系統学的に関連がある;本種のビピンナリアが2.5mmで腕が5対であった.このことは,本属の幼生は大型である定説に対して必ずしもそうではないという今までの研究代表者の反論を支持するものである.また,本種が本属で分類学的に下等であることにより,高等な種は大型の複雑な形の幼生をもつが,下等の種の幼生は小型で単純な形態である.(2)ヒトデの発生は系統学的に重要な特徴になりえる;本種の幼生はブラキオラリアに発達することなく変態することにより,本種の発生は非ブラキオラリア型であることが明らかになった.この観察結果は,非ブラキオラリア発生は分類学的に下等なスナヒトデ属とモミジガイ属のヒトデに限られることを証明するものである.
中国文化大革命期の基礎的研究

1966年から1976年にわたる中国文化大革命の政治史的研究を行う基礎作業として、以下の作業を行った。(1)基礎的資料の調査,収集,整理を行った。(2)この時期の年表を作成し、コンピュターに入れた。(3)文化大革命に関する中国の評価を検討した。(4)この時期の中央指導部レベルの人事の確認,分析を行った。以上の作業をもとに、(1)中国文化大革命の概説を共同で執筆し、出版した。(2)文化革命についての中国の評価を檢統・研究し、論文として執筆し、発表の予定である。(3)1969年4月から1980年6月までの年表は、本研究報告の一部として、印刷を行っている。
言語生成・理解障害検査のための脳活動情報解析・判別支援システム

1.正常者およびコミュニケーション障害を呈する分裂病者の発話時脳波と文音声を同時記録し,これら音声材料の両耳聴呈示による特定音節検知実験時の認知結果,反応時間,その他の生理心理指標と誘発脳波を記録した.2.上記により得られた文音声中の子音バースト時点,母音開始・終了時点およびフォルマント変化時点の同定とそれにより得られた時系列と左右半球・正中中心脳波との相互相関プログラムにより言語関連電位を抽出した.3.文音声の理解に必要なターゲット語の入れ換えにより文法レベルで不適合な単語入れ換え文を用いて文理解の各段階の文脈効果を操作した文音声および対照用の視覚呈示刺激材料を作成し,ディスクファイル化を行った.4.既存の脳波データ収集・処理装置に言語データ編集・呈示用ディスプレイ装置を接続し,上記解析プログラムと検査課題刺激材料を移植してディスプレイ上で文音声の編集を視覚言語材料呈示を可能とした.5.上記により得られた脳活動情報解析・判別支援システムにグラフィックディスプレイ用拡張フレームメモリを付加し,言語認知とともに非言語性認知過程に伴う脳活動情報の解析および比較機能を追加した.6.以上により完成したシステムを用いて正常者および言語生成・理解に障害を示す精神病患者,特に分裂病を対象にした臨床実験を行い,システムの臨床応用上の問題点を音声・視覚の言語・非言語課題を中心に列挙した.7.本システムによって得られた結果と過去のデータファイルとの脳活動情報の照合による異常性判別の臨床試験を実行して言語障害検査のための支援システムを完成させ,脳神経理論に基づくシステム評価を行った.以上により,言語生成・理解障害検査のための脳活動情報解析・判別支援システムに関する所期の基礎研究を終えた.課題の高度化による実験研究・理論研究が今後は必要と考えられる.1.正常者およびコミュニケーション障害を呈する分裂病者の発話時脳波と文音声を同時記録し,これら音声材料の両耳聴呈示による特定音節検知実験時の認知結果,反応時間,その他の生理心理指標と誘発脳波を記録した.2.上記により得られた文音声中の子音バースト時点,母音開始・終了時点およびフォルマント変化時点の同定とそれにより得られた時系列と左右半球・正中中心脳波との相互相関プログラムにより言語関連電位を抽出した.3.文音声の理解に必要なターゲット語の入れ換えにより文法レベルで不適合な単語入れ換え文を用いて文理解の各段階の文脈効果を操作した文音声および対照用の視覚呈示刺激材料を作成し,ディスクファイル化を行った.4.既存の脳波データ収集・処理装置に言語データ編集・呈示用ディスプレイ装置を接続し,上記解析プログラムと検査課題刺激材料を移植してディスプレイ上で文音声の編集を視覚言語材料呈示を可能とした.5.上記により得られた脳活動情報解析・判別支援システムにグラフィックディスプレイ用拡張フレームメモリを付加し,言語認知とともに非言語性認知過程に伴う脳活動情報の解析および比較機能を追加した.6.以上により完成したシステムを用いて正常者および言語生成・理解に障害を示す精神病患者,特に分裂病を対象にした臨床実験を行い,システムの臨床応用上の問題点を音声・視覚の言語・非言語課題を中心に列挙した.7.本システムによって得られた結果と過去のデータファイルとの脳活動情報の照合による異常性判別の臨床試験を実行して言語障害検査のための支援システムを完成させ,脳神経理論に基づくシステム評価を行った.以上により,言語生成・理解障害検査のための脳活動情報解析・判別支援システムに関する所期の基礎研究を終えた.課題の高度化による実験研究・理論研究が今後は必要と考えられる.1.生常者およびコミュニケーション障害を示す分裂病患者を対象に、言語理解の基本となる音節を用いた両耳聴呈示による認知実験を特定音節探知反応負荷の下で行い、認知成積、反応時間、および事象関連電位を記録し、事象関連電位のうちN100,P200,P300,N400およびNaの潜時・振幅を抽出して成積と反応時間とともにデータファイルを構成した。2.刺激または発話音声と左右の前頭,側頭,頭頂,ならびに正中中心脳波を既存の脳波データ収集・処理装置に同時収集し、音声の編集・加工,持微点の抽出および特微点と各部位脳波との相互相関を求めるためのプログラムを作成し、事象関連電位のうち発話関連・理解関連の誘発電位・律動成分の抽出を可能にした。3.文理解における文脈効果を見るための時系列刺激パタン生成プログラムを開発し、音声出力装置および視覚ディスプレイ装置に呈示するための補助プログラムとの結合を行い、予備探討のため2つの非言語音系列による文脈課題の反応負荷実験を遂行し、認知成積、反応時間、および事象関連電位を記録して文脈効果による反応パタン変化の客観的計測可能性を確認した。4.既存の脳波データ収集・処理装置に本年度において購入した言語データ編集・呈示用ディスプレイ装置を接続し、上記解析プログラムと検査課題刺激材料を移植して、ディスプレイ上で前記の各種文音声編集・パラメタ抽出と視覚言語・非言語材料呈示の可能な脳活動情報解析・判別支援システムの基本システムを完成した。本年度において完成したシステムを用いて音声・視覚認知実験と事象関連電位特微成分の解析を行うとともに、脳内言語・非言語情報処理の神経回路によるモデリングを進め、言語障害を脳内機構と活動情報との関係を基に考察することを今後予定している。
PODに局在する新規サイクリン・CDK基質蛋白、PCS1の解析

PCS1はサイクリンD1・CDK4との結合能を持ち、PODに局在する新規の蛋白で、これまでに、サイクリン・CDKのリン酸化基質であることを明らかにしている。PCS1が局在するPODは、t(15;17)転座に伴いRAR-α(retinoic acid receptor-α)との融合蛋白を作ることで急性前骨髄球性白血病の原因となるPML(promyelocytic leukemia)蛋白が正常細胞において局在する細胞核内の巨大蛋白複合体構造物で、その機能は未だ不明であるがAPL細胞においてはPODは破壊されており、レチノイン酸で治療するとPODが正常化することから、APLの発症に深く関わっていると考えられている。最近になり、種々のウイルスの初期遺伝子産物、インターフェロンによって誘導されるISG-20、蛋白の分解に重要な役割を持つユビキチンに類似した蛋白であるSUMO1、ヒストンアセチル化活性を持ちつ転写制御因子であるCBPなどがPODに局在し得ること、さらに、PMLのノックアウトマウスにおいて造血細胞系の異常が見られ、かつ、がんの易発症性が見られることが報告され、注目を集めている。PML蛋白自体にも細胞増殖に対する抑制能があることも知られており、細胞周期との関連も注目されており、細胞周期に必須であるサイクリン・CDKのリン酸化基質であり、PODに局在するPCS1はPODの機能を細胞周期につなげる可能性が期待される。今回の研究結果において、PCS1が細胞増殖に対して抑制的に働きまた、細胞周期のG2/M期の制御に関わる可能性が示され、また、PODに常に局在するわけではないことも明らかとなった。従って、今後はPCS1の局在と細胞周期、或いは細胞増殖との関連がどのようになっているのか、また、これにPCS1結合タンパクがどの様に関与し得るかを解析してくことが重要であると考えられる。