hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音声対話システムに対するインタラクション欲求向上のためのユーザ印象空間の推定

本研究の目的は、音声対話システムの発話の音声言語的特徴制御によるユーザのインタラクション欲求向上について検証することである。エージェントに対する印象の強さはユーザごとに個人差がある可能性がある。模擬的な共同タスク環境を設計したうえで被験者実験を行い、個人の特性とエージェントに対する印象の関係を明らかにした。さらに、具体的な音声言語的特徴制御の例としてユーモアを扱い、ユーモア発話生成がユーザのインタラクション欲求向上に与える影響を、対話システム開発を通じて検証した。ユーモアを含まない発話文を選択する手法よりも提案したユーモア発話生成手法の方がユーザの対話継続欲求を向上できることが示された。「エージェントに対する印象が個人間でどのように異なるか」を明らかにするために、どのような実験デザインが必要かの議論と、先行研究調査を行った。本研究はエージェントに対する印象空間に基づき、被験者を分類する個人差研究であり、また、人に対する印象空間よりも、エージェントに対する印象空間の方が多様であると仮説を立てている。これを明らかにするために、制御要因は対話相手がエージェントのとき・人のときの2条件とし、被験者の体験の質や、対話行動の自由度を制限するために、神経衰弱ゲームを対話相手と一緒に解くタスクを設定した。実験方法を検討し、対話相手のみを制御し、被験者が対話相手にどのような印象を抱くのかを行動・印象の観測因子から分析することにした。また、被験者が対話相手に対して抱く信頼感・親密感は、提案受諾率、応答アイコン、応答速度などの観測因子で測定することにした。以上の実験仕様を決め、年度後半は実験用のアプリケーションを開発した。さらに、被験者を分類するための性格特性アンケートの詳細、どのような対話が対話参加者の「信頼性」「親密性」を高めるかの知見の検討を行った。交付申請書では「平成26年度の前半は、聞き手のインタラクション欲求を高める話し手の発話内容や言語的・音響的特性を明らかにするために、まずは人同士の対話収録実験を行う。」と記したが、人同士の実験の位置づけを変えて、エージェントと人との対話実験の比較対象として平成27年度に実施することにした。前年度に計画したとおり、対話相手をCGエージェントと人とする対話実験を行った。ただし、計画にあった音響的・言語的特性の制御に関しては、最大の目的である印象の個人差を解析するためには、当初の計画より大規模の被検者数が必要であり交付された予算では実施困難であることがわかったため、今後に持ち越すことにした。当該年度の実験では、音響的・言語的要因を統制するために、実験は非対面で、定型文とアイコンのみを介した対話とした。被験者12名について神経衰弱タスクを課して対話を行ってもらい、対話終了後の印象評価結果の分析によって、「CGエージェントに対する方が、評定者の印象評価値が多様になる」という仮説を検証した。検証した結果として、「やさしい」「複雑な」「うちとけた」の項目において対エージェント条件の方が標準偏差が大きいことがわかった。実験の内容を若干変更したものの、計画していたとおりに実験と分析を完了した。今年度は前年度に実施した対話実験の結果の分析を継続して行った。その分析結果に基づいて、エージェントの要因を制御して印象空間の変化を観測する実験を計画し、実施するのが当初の予定であったが、種々の理由から十分な研究時間が確保できなかったため、期間を延長して十分に時間を確保したうえで実験を実施することにした。研究代表者の私的な都合と、研究分担者の異動に伴って、研究体制が整わなかったために、一年の期間延長をした。前年度までに、「エージェントに対する印象が個人間でどのように異なるか」を明らかにするために、どのような実験デザインが必要かの議論と、先行研究調査を行った。実験仕様を決め、実験用のアプリケーションを開発した。そのうえで対話相手をCGエージェントと人とする対話実験を行った。神経衰弱タスクを課して対話を行ってもらい、対話終了後の印象評価結果の分析によって、「CGエージェントに対する方が、評定者の印象評価値が多様になる」という仮説を検証した。今年度は、2年目に実施した対話実験の結果の詳細な分析を行った。分析の結果、協調相手に対する印象形成に影響する個人差として、対エージェント評価は対人評価より全般的に低いこと、対人評価では信頼性、親密性、積極性、対エージェント評価では親密性、応答性が重視されること、プログラミング経験や情動的共感性により評価傾向の違いがあることを明らかにした。さらに、ユーザの印象空間を変化させられるエージェントの要因としてユーモアをとりあげ、ユーモア発話生成とそれが対エージェント評価に及ぼす影響について、システム開発および評価実験を行った。エージェントの発話内容を制御して意図的にユーモアを生成する手法については、それによって人間による主観的評価とシステム内部での評価をある程度一致させられることを確認した。また、インタラクション相手の入力画像からユーモア発話を生成する手法については、ユーモア生成によってエージェントとのインタラクション欲求を高めることができることを確認した。あわせて個人差の影響について考察した。

ユーモアを含まない発話文を選択する手法よりも提案したユーモア発話生成手法の方がユーザの対話継続欲求を向上できることが示された。実験計画を立てるにあたって充分に時間をかけて先行研究調査を行った。その結果、計画時点よりも効果的な実験方法を採用できるに至った。当初初年度に予定していた実験を、位置づけを変えて2年目に実施することにしたが、既に実験デザインは決定できており、計画の遅れにはならない。28年度は27年度の実験を踏まえて、被検者数を増やし、より統計的な信頼性を高めることを目指す。部分的にエージェント発話の言語的・音響的要因を制御する実験を実施する予定である。26年度の実験結果を踏まえて、被験者数を増やし、より統計的な信頼性を高めることを目指す。部分的にエージェントの発話の音響的・言語的要因を制御する実験を実施する予定である。ヒューマンエージェントインタラクション27年度前半は、音響的・言語的特性を制御したMEエージェントとユーザの1回目の対話実験を行い、後半はユーザの印象空間の分析を行う。ユーザが人に対して、MEエージェントとは異なる印象空間を抱くという仮説を検証するために、MEエージェントとユーザに加えて、ベースラインとして人とユーザの実験も行う。28年度は2回目の対話実験を行い、ユーザの印象空間を変化させられるMEエージェントの要因を調べる。また、それまでの研究を総合し、ユーザの印象空間とMEエージェントの要因の関係をまとめる。28年度は、研究代表者の私的な状況と研究分担者の異動に伴って、十分な研究体制がとれず、前年度に実施した実験の結果分析をしたのみであった。したがって28年度は研究費の使用には至らず、期間を延長したうえで29年度に使用することにした。当初計画していた実験を実施しなかったため、人件費・謝金の費目の残額が発生した。実験で使用するエージェントシステムの開発に必要な機器および開発人件費、実験の被験者謝金、研究成果の発表に関わる旅費などの項目に使用する予定である。平成26年度に実施する予定であった実験の位置づけを変えて平成27年度前半に実施するため、人件費・謝金として使用する予定である。
胎児期のポリアミンによるエピゲノム変化の必須性

妊娠期の栄養状態の悪化は次世代の生活習慣病のリスク増大に関わるとの新規仮説が証明されつつあるが、どの栄養素・代謝物質がどのように生活習慣病を悪化させるのかは十分に調べられていない。これまで、高血圧ラットの母獣に低タンパク質飼料を与えると、仔の高血圧の症状がさらに悪化すること、またそれにはDNAのメチル化が関与することが報告されている。本研究では、この高血圧の症状悪化およびDNAメチル化は、胎仔中に高濃度で存在するポリアミンによって調節されるという挑戦的仮説を検証する。さらに、DNA・RNA・代謝物レベルでの網羅的解析(マルチオミクス解析)を駆使して、ポリアミンの作用機序を明らかにする。
スリランカにおける宗教対話の基礎的研究

スリランカは長い内戦により社会的な平和の危機が続いてきた。スリランカ社会は現在経済復興に主眼があり、民族和解とその共存等の具体的な問題には、まだ手がついていないように思われる。しかし内紛の禍根、また再燃を未然に防ぐためにも、異民族、宗教間の相互理解が不可欠となる。幸いスリランカは対話と寛容の精神を醸成してきた歴史があり、本プロジェクトはその歴史を再発掘し、広くスリランカの人々に彼らの寛容と共助の精神史を知らしめる一助となることを目指した。その為に既に英文とシンハラ語にて宗教対話に関する書物も出版し、彼らの寛容の精神史の啓蒙活動を実践した。本研究の結果一層宗教対話が基礎づけられたと思う。平成24年度の当該研究は、先ずスリランカへ渡航し現地の調査研究による挑戦的萌芽的に研究を進めることであった。具体的にはスリランカにおいて140年前に、前後5回行われたキリスト教・仏教との教理論争に関する五大論争地を順次訪ね、現在の宗教の状況ならびに共存関係などを調査しその課題を解明することといえよう。と同時に、五大論争の思想的意義、諸宗教間の対話の現況を含む宗教的意味などを中心に現地の専門研究者を訪ね総括的調査を実施し、今日的な課題を明らかにするため関連の大学における資料収集などをも行った。結果として、1スリランカでは未だ「宗教対話」に関する意識が乏しく、今後においても宗教対話に関する必要性すら考えていない。2一方においては国の政策により、スリランカ歴史上、長く続けられてきた「仏教優先政策」がなくなり、他宗教との共存を選んでいる。3これらの現況を踏まえて、当該研究課題である「スリランカにおける宗教対話の基礎的研究」をより挑戦的進めるに欠かすことの出来ない基礎的資料として1899年行われた仏教とキリスト教双方が自らの宗教の優越性を主張するために国の許可を得て公衆の面前で行った「Urugodawatta Maha Vadaya」つまり「ウルゴタワッターにおける大論争」をスリランカ民族の伝統的言語であるシンハラ語から英訳し、原本であるシンハラ語と英訳を合本にしてスリランカにおいて出版した。埋没されているシンハラ本は実に64年ぶりの再版であると同時に、初英訳によってスリランカだけではなく、宗教対話の重要性を歴史的証言を通して世界に知らせられるに違いないと確信をしている。その実、日本やスリランカにおいて多くの反響を及んでいることからも知り得る実績といえよう。本プロジェクト最終年度、研究代表者釈は、引き続き「パーナドゥラ論争」論争に関係して、ペラデニア大学のニャーナナンダ教授の協力のもと、現地調査や資料の発掘、さらには現地の研究者への聞き込み調査を積極的に行った。今回は更に、ウルゴラダワッタ論争に関して、基本資料の発掘や現地調査をおこなった。またスリランカ・イスラームの躍進を、南アジア全域のイスラームの拡大と云う視点から検討する連携研究者保坂は、釈と共に現地調査を行い、さらにスリランカ・ムスリムの要人とインタヴューを行いスリランカにおける諸宗教の共存思想とその現状について研究を行った。殊に、急激に勢力を拡大するイスラーム勢力は、新たな宗教対立を生む危険性を孕んでいるが、その一方でコロンボ屈指のモスクであるマラダナ・モスクのイマームは、同行した仏教僧に、「このモスクの歴史上はじめての僧侶の訪問である」と感激し、研究に多くの便宜を図ってくれた。恰も、我々のコロンボ滞在中に、コロンボのモスクへの爆弾テロがあり、その事件をめぐる報道に対する仏教、イスラーム、有識者など多方面の言説を直接聞くことができ、スリランカの諸宗教共存の問題点について、多くの知見と分析結果を得られたことは、大変有益なことであった。スリランカは、平和社会の復活とその経済復興の途上に在り、宗教の共存等の問題には手がついていない。しかし、今後民族問題に、宗教対立の問題が再燃する懸念があるが、本プロジェクトの目指す宗教共存思想の研究成果は、スリランカ社会建設に有益な提言ができると予想される。なお既に、本研究成果の一端は“The Great Debate of Urugodawatta"にて英訳及びシンハラ語を公開し、スリランカのみならずグローバルな視点において挑戦的かつ萌芽的発信すると共に、全体の最終研究成果を目下出版準備中である。スリランカは四半世紀に及ぶ政府とタミル系ヒンドゥー教徒との宗教対立の国のイメージがあるが、歴史的には仏教を中心に宗教討論を通じての宗教共存が積極的に行われてきた。その典型が、仏教とキリスト教の対論である「パーナドゥラ論争」である。しかし、この対話の文化は今日のスリランカでは積極的な評価が得られていない、とされる。本研究はスリランカにおける異宗教間対話研究のパイオニア的存在との評もある本研究代表者釈悟

震を中心に、連携研究者保坂俊司と共に、同国における異宗教間の共存思想およびその具体的な展開としての対話の歴史の発掘と、その現代的な意義を明らかにし、日本のみならず世界に向けて、スリランカにおいて醸成された諸宗教間対話の思想と、その21世紀的な意義を発信し、特に、スリランカの人々に彼らの文化の再評価を提言することをめざす。平成23年度は、研究代表者の釈が研究全体を総括しつつ、「パーナドゥラ論争」に代表される仏教とキリスト教の宗教対話の全貌を明らかにするために、現地調査や資料収集をスリランカの名門ペラデニヤ大学やルフナ大学の協力を得て行う計画を実施し、連携研究者保坂は、スリランカ南部のイスラム密集地域のゴール地域のイスラムと比較的新しい改宗者が多い、仏教の聖地も近い中部丘陵地域のキャンディ周辺のムスリムの現地調査を行う予定であったが、渡航先のスリランカ国立ペラデニヤ大学並びにルフナ大学が学生運動などにより、大学が平常でない状況や、タミル民族との紛争が未だに完了されていない政治的不安要素もあり、現地調査ができなかった。しかし、平成24年度に実施すべく、諸般の実施計画に必要とする基礎的準備と共に、当該課題遂行のために、日本では初めて刊行される『上座仏教事典』に「スリランカにおける宗教対話の基礎的研究」に関わる多くの項目を執筆した。(1)スリランカのみならず世界的な宗教対話の基礎的研究に一助を与えるような前世紀において仏教とキリスト教双方が自らの宗教の優越性を主張するために国の許可を得て公衆の面前で繰広げられた「ウルゴタワッターにおける大論争」という当該研究課題に関する最も基礎的資料として欠かすことの出来ない重要なテキストを世界的普遍的言語として知られている英語に翻訳し公刊したこと。(2)埋没されているシンハラ本が実に64年ぶり再版されたことにより、スリランカにおける「宗教対話の重要性」が今一度再起され、同国のみならず世界において宗教対話が真摯に進められる発信力を培養できる基礎的研究資料としての一端が一層可能になったこと。以上の観点から当該研究課題の目標達成に、おおむね順調に進展しているといえよう。平成24年度中に日本では初めて刊行を目指す『上座仏教事典』において「スリランカにおける宗教対話の基礎的研究」に関わる多くの項目に対し集約的に専門的かつ挑戦的研究を一般に広げる執筆を行った。このように、宗教対話の基礎的意味を専門者だけではなく、社会全体的に広く発せられることは大きな評価を有すると思われる。平成25年度について釈はプロジェクトを総括すると同時に、スリランカで前世紀において激しく衝突した仏キ論争を始め、五大論争地の調査やコロンボにての論争の調査研究を行い、埋もれている資料の引きつづき発掘作業を行う。その際、ペラデニヤ大学のスタッフの協力を得て同国立大学や国立公文書館やマスコミ各社などが所蔵する資料の閲覧や調査、更に資料収集を行う。又その論争が起因となり世界的な仏教復興運動へと連なっていった思想的背景や運動の経緯を解明する。更に七万人を超える死者を出した内戦の終結と共に、多数派で仏教徒中心のシンハラ人と、少数派ヒンドゥー教徒中心のタミル人との間に深刻な亀裂が生まれている現在、同民族による宗教対立を超えた平和社会の構築という社会的・政治的重要課題に対して、その解決策を同国歴史の中から見出す為の基礎資料の提示として、本研究成果を同国民族に向けて発信するための努力を行う。
線虫C.elegansの神経分化千回路形成に異常を示す突然変異体の探索

線虫C.elegansは、雌雄同体の302個の細胞からなる神経回路の全構造が電子顕微鏡により決定され、また発生過程における全細胞系譜も明らかになっているほか遺伝学的解析も可能である。このため、神経系に関する問題を解くための優れたモデル動物であると考えられる。我々は、C.elegansの介在神経の機能を明らかにするために、介在神経の形態に異常を示す変異体を単離・解析することを目的として研究をすすめている。本年度は、ゲノムプロジェクトによって同定されたグリシン・グルタミン酸などの神経情報伝達物質受容体遺伝子に着目して研究を行った。これらの遺伝子のプロモーターの下流にクラゲのGreen Fluorescent Protein(GFP)のcDNAをつなぎ線虫に導入し、神経細胞に特異的なマーカーを作製した。形質転換した線虫でGFPが発現している細胞を同定したところ、これらのマーカーのうち6種類では介在神経での発現が観察された。次に、これらのマーカー遺伝子を染色体へ挿入した形質転換体を作製した。一方、これらプロモーターの下流に、発現すると細胞が変性して死ぬmec-4(d)遺伝子(変異したNa^+チャンネルをコード)を挿入し、介在神経を破壊し、これらの介在神経の機能を明らかにすることを試みた。その結果、少なくとも数種類の介在神経の細胞が死んでいることが確認されたが、mec-4(d)遺伝子が発現しても死なない細胞があることがわかった。これは、それらの細胞での発現が十分でないことや細胞が死ぬためには他の遺伝子の機能が必要であることなどが考えられた。これらの受容体遺伝子が発現している介在神経の機能を明らかにするために、これらの遺伝子にトランスポゾンが挿入した変異体の分離を試み、4種類の遺伝子について変異体を得ることができた。今後は、これらの変異体の行動における表現型を解析し、その行動を指標にして介在神経の形態異常を示す変異体を探索していきたい。
専門分野外国語教育のための法律スペイン語研究

ペルーの刑事事件一件文書を素材に、法律スペイン語の語彙と表現を、関連する法制度に位置づけながら言語学的に分析し、「法」という公的空間における法律用語そのものが持つ強制力や権威という性格を示した。スペイン語圏のうち多くの定住外国人の母語であるペルー・スペイン語の研究として待遇形式の地域差および人称代名詞の特徴を明らかにした。日本の法廷用語のスペイン語訳を検討し、コミュニケーション支援のための語学テキストに含める工夫を提案した。日本弁護士会「法廷用語の日常語化に関するプロジェクトチーム」の報告書で扱われた法廷用語を、日本の公的機関の監修・編集による日本語スペイン語語彙集4種にあるスペイン語訳を検証する形で、両言語の対訳リストを作成した。これは、近日中にウエブ・ページで公開する。コミュニケーション支援のための語学教育用テキストについて考察し、以下の点を含める必要があることを提案した。(1)実際の特定領域の場面での具体的な会話例を提示する。学習者はその例文をそのまま、あるいは一部の語を入れ替えることで現場において使用することができる。(2)現場の専門家の日本語をスペイン語へ、定住外国人のスペイン語を日本語へ訳す練習を想定した形式にする。具体的には登場人物ごとの言語によって会話が進行するテキストを提示し、学習者は、現場と同じように、もう一方への言語へ訳する練習をすることができる形式にする。(3)語の派生や日本語内の借入語(カタカナ語)を利用して特定専門場面で必要な語彙、表現を増やす工夫をする。4)授業終了後も自律学習継続できるためのヒントとして、参考文献やインターネット上の情報検索先を例として提示する。ブラジル・ペルーにおける国家と人種/民族・文化・ルーツ、パラグアイにおける言語教育政策について調査、考察を行なった。司法/法廷通訳者及び警察官対象ブラジル・ポルトガル語教育従事者に聞き取り調査を実施した。またスペイン語通訳付き裁判を傍聴した。これらの調査結果を踏まえ次年度の調査研究を継続する。日本弁護士会「法廷用語の日常語化に関するプロジェクトチーム」の報告書で扱われた法廷用語を、日本の公的機関の監修・編集による日本語スペイン語語彙集4種にあるスペイン語訳を検証する形で、両言語の対訳リストを作成、ウエブ・ページで公開した(http://www.for.aichi-pu.ac.jp/hotta-hi/Kakn09_11/index.html)。また、(1)実際の特定領域の場面での具体的な会話例の提示、(2)現場の専門家の日本語をスペイン語へ、定住外国人のスペイン語を日本語へ訳す練習を想定した形式を導入したテキストの提示、(3)語の派生や日本語内の借入語(カタカナ語)を利用して特定専門場面で必要な語彙、表現を増やす工夫、(4)授業終了後も自律学習継続できるための参考文献やインターネット上の情報検索先の提示、等を含むコミュニケーション支援のための語学教育用テキストについては今後も継続の課題である。なおペルー・ラ・リベルタ高等検察庁の協力により、実際の裁判一件文書のすべてを入手した。その際、同国高等検察庁での法律スペイン語および法制度に関する検察官への聞き取りと同時に、彼らとの共同研究会を実施した。今後同文書の言語構造的分析とそれと法制度との関連を明らかにする課題が残されている。引き続き今年度も、パラグアイにおける言語教育政策について調査、司法/法廷通訳者への聞き取り調査を実施した。スペイン語通訳およびポルトガル語通訳付き裁判を傍聴し、制度・理論的側面と現実を架橋する研究の手掛かりを得る機会も得たことから、最終年度には、これらの調査結果を総合しつつ、同時に明らかになる課題の明確化を継続して行う必要がある。ペルーのある刑事事件に関する一件文書を入手し、それらを仔細に分析することによって、ペルーにおける法律スペイン語の構造を言語学的に明らかにした。法律スペイン語の一断面を、関連する法制度に位置づけながら、「法律スペイン語」と位置づけられる専門用語と同時に、日常の慣用句が「法の世界」において担わされる意味を、「法」という国家の公共空間で解き明かした。ここでは対象とするスペイン語が、「法(律)」という<一般的な公的空間>のものであると同時に、刑事事件という<特定の法領域>のものである点を考慮し、市民の国家法空間への参入(とりわけ公判廷)、規範強制力の担保、権威の付与といった性格を剔抉した。定住外国人が多く居住している地域では、スペイン語の中でもペルーのスペイン語が、異文化間の仲介と法律・教育・医療分野や自然災害時の通訳翻訳の対象となっているため、ペルー・スペイン語の研究を継続し、今年度は、主に待遇形式の地域差および人称代名詞の特徴を明らかにした。また、外国語としてのスペイン語教育に組み込むために、スペイン語圏の国々の法律スペイン語の違いや、翻訳通訳のための法律分野スペイン語を分析する際の理論と方法を考察した。日本の司法通訳の研修や現場を観察した結果については、実際の運用は必ずしも言語学的合理性に従っているわけではないといった問題点を見た。これらの点については事例が限られているのでさらなる観察と、別の観点から考察することが必要であることがわかった。
人工光合成触媒を目指す第一遷移金属シフト

人工光合成の実用化の第一歩としてその触媒に、第一遷移金属を用いる事を意図した。人工光合成の触媒としてはRu、Pt,Ru等の貴金属であるものが多い。我々はトリスピリジンチオメタニドの配位した、M-C結合を持つ第一遷移金属錯体に代替を求めた。この錯体群はCO_2,キノン、そしてプロトンの還元的触媒になる可能性がある。そこで、トリスピリジルチオメタニド(tptm)の配位した第一遷移金属が人工光合成触媒になる可能性を検討した。新規配位子系の確立:トリスピリジルチオメタン(tptmH : SSS)で表すことが出来るチアピリジンを一般化する方向でtptmの骨格が三つの硫黄を含むもの(SSS)であることに対応し、二つの硫黄と一つの炭素がカルバニオンに結合したSSCの配位系をもつ配位子群を設計合成し、新規配位子系を確立した。化学量論的に変換してきた、キノン/ヒドロキノン変換の時系列変化を検討し定量的2分子反応のパスを見いだした。この反応はプロトン協奏的電子移動過程で水のプロトン還元プロセスを含む。SSC配位子を用いることによって、触媒化を検討したが、系が不十分であったのでさらにSCC配位子を設計・錯体合成を行い検討中である。現在合成可能な各種[M(tptm)X](M : Fe, Ni, Cu, Zn)を用いて、触媒的プロセスの解明を検討中である。Ni、及びFe錯体においてはM-C、金属カルバニオン結合をもつ錯体を合成できる。この場合、Cu(II)/Cu(III)の場合には見られない予見不可能な反応が進行する。Ni(sss)錯体では可逆性のよいNi(II)/Ni(III)酸化還元反応が進行し、その後SSS配位子の再配向が見られる。そこで反応のメカニズム、詳細な内容を検討した。Fe(II)錯体ではメタセシス反応の基礎ともいえるカルベン/カルバニオン反応をも見いだしたので、これを詳細に検討し、電気化学測定によってそのメカニズムを解明した。今後の光還元プロセス解明の第一歩となると思われる。M-C結合を有するトリポッド型錯体、[M(tptm)X](tptm=tris(pyridylthio)methanide)のうち未完であったM=Coについて一連の錯体を合成した。このときtptm中のC-S結合がきわめて解離しやすい事がわかった。そこで、一つのピリジルチオ基をピリジルケタニドに変えたppteトリポッドを用いて、[Co(ppte)Cl_2]錯体を合成した。この錯体は二酸化炭素気流中で、その還元に基づく大きな還元電流を-1.0V付近に測定した。まだ詳細は明らかではないが、二酸化炭素の還元が触媒されたものとして着目している。以前我々が合成した、[Zn(tptm)Cl]錯体は二酸化炭素の固定や還元に活性がある事がわかってきた。「この錯体についても配位子の安定性に問題があるので、ppteを用いて、[Zn(ppte)Cl]を合成した。この錯体はきわめて明瞭なしかも繰り返しに再現性の高い電気化学的なECEC過程を辿る。酸化ピーク還元ピークともに十分鋭く、前者は+0.4V,後者は-2.0Vにピークを示す。このような電位幅の大きなヒステリシスは電荷分離や優れた酸化還元触媒へと転用できる資質を持つものと考えられる。Zn-Cトリポッド系の潜在的二酸化炭素還元触媒を発展させる契機となるものと期待している。一方、FeCl2とppteHを1:1で反応させると二核高スピンの[Fe(PPte)Cl]_2が、1:2で反応させるとケト型ppteとエノール型ppte'の双方が配位した低スピンの[Fe(ppte)(ppte')]錯体が得られた。高スピン中のFe-C結合距離は2,38A以上ときわめて長いものであった。このようなFe-Cを含む有機金属鉄の高スピン型錯体で、6配位8面体構造をとるものは他に存在せず、特殊な構造、ppteのケトエノールの共存構造のためではないかと推定している。たが、tptmの配位座を一部改良し、より安定な配位子を作成する事によって、この錯体と還元型第一遷移金属錯体の合成を試みた。具体的にはppte (1-pyridine-2-yl-2,2-bis(pyridine-2-ylthio)ethanoneを用いた。この配位子は脱プロトンして、カルバニオンとなる中心の炭素にケトピリジンが置換基として配置されている。この為にトリポッド型の配位子の安定性が格段に向上した。様々な錯体で、M(II)/M(III)の酸化が正側にシフトするとわかった。ppte

配位子は,金属イオンにケト型あるいはエノール型で配位する.Fe(II)に対しては[Fe(ppte-keto)(ppte-enol)]の様に配位すると低スピンに、[Fe(ppte)Cl]2のように配位すると低スピン型になる.このときにppteはケト型とエノール型の中間となっている.[Zn(ppte)Cl]ではtptm錯体(3角両錐)と異なり複核で、Zn周りはより6配位8面体型に近くなっている.このときZn-Cは2.38Åとかなり長くなり、ケト、エノールの中間的な値となっている.この為、錯体の安定性は低下し、更なる反応への利用は困難とわかった.Ni(II)に配位させる事によって、新たな反応性を見いだす事を試みた.この場合、[Ni(tptm)X]2同様に2量体構造をとる.電気化学、あるいは化学酸化の振る舞いは異なっており、ステップワイズな段階的な2電子酸化を行った.そこで、トリス(パラトルイル)アミニウムPF6で酸化する事によって、混合原子価状態で有るNi(II)Ni(III)錯体やNi(III)2錯体を単離合成する事ができた.錯体の合成は順調に進行し、第一遷移金属による第二遷移金属様の特性がでている。ほとんどすべての合成した錯体は最初に予想した性質よりも奇妙な性質を示している。この意味では計画を凌駕しているが、人工光合成の触媒としての機能を十分発揮するには至っていないという点で、やや遅れている。総合的には"2"と判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに合成してきた錯体群を用いて実際に水素発生や、メタノールあるいはギ酸の発生を試みる。還元側の触媒についてはおおむね良好に進行しているが、酸化側の触媒については今後にゆだねるところがほとんどである。現在の範疇を超えて、ナノ構造を持つ錯体の合成が望ましく、これについての計画、および、PSIIミミックの錯体合成を同時並行的に進行している。
有機修飾無機層間化合物による非イオン性有機化合物の選択的認識・捕捉機能の開拓（国際共同研究強化）

層状複水酸化物(LDH)は、層間に様々なアニオンをインターカレートすることができる。芳香族化合物は、π電子に起因する相互作用によって、分子同士が重なり合う性質がある。π-πスタッキング相互作用は、電子密度の大きい芳香環と、電子密度の小さい芳香環との間でより強く働くことが知られている。電子密度の大きい芳香環を有するアニオンをインターカレートしたLDHは、芳香環電子密度の小さい有機化合物を優先的に捕捉することが可能となる。本研究では、芳香環電子密度の大きい1-ナフトール-3,8-ジスルホン酸イオン(NDS2-)をインターカレートしたLDHを用い、電子密度の異なる5種の置換フェノールの捕捉を行った。反応を平衡論的に解析し、芳香環相互作用が働く捕捉の機構を検討した。吸着等温線はLangmuir式、熱力学的平衡定数の算出にはギブズの式を用いた。Langmuir式より飽和吸着量を算出した結果、NDS2-型Cu-Al LDHは、芳香環電子密度の小さい置換フェノールほど多く吸着することが分かった。これは、電子密度の大きな芳香環を有するNDS2-が、π-πスタッキング相互作用により、電子密度の小さい芳香環を多く引きつけたことを示している。ギブズ式より算出した熱力学的平衡定数より、芳香環電子密度の小さい置換フェノールほど、LDHに対する吸着エネルギー|△G|が大きいことがわかった。これはNDS2-の有する豊富なπ電子が、電子密度の小さい芳香環と強く相互作用を生じたことを示している。吸着エネルギーは20kJ/mol以下が物理吸着、80400 kJ/molが化学吸着である。本反応は芳香環相互作用が働く吸着であり、物理吸着に分類される。実験結果より算出した吸着エネルギーは全て20kJ/mol以下であり、物理吸着による反応であることを裏付ける結果となった。内定年度:2015渡航した際にスムーズに研究が始められるように、国内で関連分野に関する文献調査を行っている。また、適宜、メール等でディスカッションを行っている。また、オーストラリアで研究をする場合、subclass402というビザが必要なため、メルボルン大学からのFormal Invitation Letterの発行を待っている。また、そのFormal InvitationLetterの発行のために情報交換を行うため、メルボルン大学と適宜メールのやりとりを行っている。研究ビザ(サブクラス402ビザ)取得のための進捗状況は、以下の通りである。1メルボルン博物館のStuart J Mills博士へ、メルボルン博物館が私の受け入れ機関になれるか確認してもらう。2メルボルン博物館が私の受け入れ機関になれないことが判明し、オーストラリア移民局の規則により、受け入れ機関になれない機関では、私が研究できないことが明らかになった。3メルボルン大学は受け入れ機関になれるため、メルボルン大学のBrendan Abrahams教授に、ビザの取得に必要なFormal Invitation Letterの発行を依頼したが、諸事情により、Formal Invitation Letterは発行できないと回答があった。4メルボルン大学のRachel Caruso教授に、Formal Invitation Letterの発行を依頼し、発行できるとの回答があった。5Formal InvitationLetterの発行には時間を要するため、平成27年度末現在、発行を待っている段階である。従って、メルボルン大学を研究機関として、Rachel Caruso教授と共に、共同研究を行うことになった。以上、順調に準備を進めている。芳香族アニオン修飾層状複水酸化物(LDH)による非イオン性芳香族化合物の捕捉に関する大きな課題は、芳香族アニオン修飾LDHの吸着効率が非常に悪いことである。これは、層間内部の芳香族アニオンによる吸着の寄与が非常に低いことに原因がある。本年度は、無機物質として層間化合物ではなく、比表面積の大きな酸化物を用いて有機修飾を行い、その非イオン性芳香族化合物の捕捉について検討した。ゾルゲル法及びソルボサーマル法により、メソポーラス酸化チタンの合成を行った。酸化チタンの比表面積は100m2/g程度であった。この物質は非イオン性のビスフェノールAを水溶液からほとんど捕捉することができなかった(5 mg/g程度)。吸着等温式は、Langmuir式ではなくFreundlich式によく一致した。これは、多分子層吸着を示唆している。比表面積が50m2/g程度の酸化チタンでも、ビスフェノールAの吸着量は5 mg/g程度であり、比表面積の影響は小さかった。一方、メソポーラス酸化チタンの表面に、カテコールを有機修飾できることがわかった(0.05 mmol/g)。この有機修飾物質は、非イオン性のビスフェノールAを水溶液から捕捉することができた(30 mg/g程度)。これは、カテコールとビスフェノールAの芳香環同士の疎水性相互作用によるものと考えられる。【追記】化学関連の研究室の合同セミナーにおいて、LDHに関する研究成果を発表した。本研究課題の研究展開、さらには申請者の研究フィールドを大きく広げることができた。すなわち、無機物質として層間化合物ではなく、酸化チタンを用いても、カテコールにより表面を有機修飾することができた。そして、この有機修飾物質は、非イオン性のビスフェノールAを水溶液から捕捉することができた。単分子層吸着を表すLangmuir式、不均一吸着を表すDubimin - Radushkevich(D-R)式ではなく、多分子層吸着を表すFreundlich式で、本吸着現象を表現できたことは、吸着効率が大幅に向上したことを示している。

以上、本研究課題は、当初の計画以上に進展していると言える。芳香族アニオン修飾層状複水酸化物(LDH)による非イオン性芳香族化合物の捕捉に関する大きな課題は、芳香族アニオン修飾LDHの吸着効率が非常に悪いことである。これは、層間内部の芳香族アニオンによる吸着の寄与が非常に低いことに原因がある。本年度は、無機物質として層間化合物ではなく、比表面積の大きな酸化物を用いて有機修飾を行い、その非イオン性芳香族化合物の捕捉について検討した。ゾルゲル法及びソルボサーマル法により、メソポーラス酸化ジルコニウム、メソポーラス複合酸化チタン-ジルコニウムの合成を行った。酸化ジルコニウムの比表面積は77.0m2/gであった。一方、TiZr30(Zrの割合が30%)、TiZr50(Zrの割合が50%)の比表面積は、252.5m2/g、331.5m2/gであった。これらの物質は、非イオン性のビスフェノールAを水溶液から捕捉することができた。吸着等温式は、Langmuir式ではなくFreundlich式によく一致した。これは、多分子層吸着を示唆している。吸着量は各々30-40mg/g程度で比表面積の影響は小さかった。一方、合成した物質の表面に、カテコールを有機修飾できることがわかった。この有機修飾物質も、ビスフェノールAを水溶液から捕捉することができた(30-40mg/g程度)。これは、カテコールとビスフェノールAの芳香環同士の疎水性相互作用によるものと考えられる。カテコールで有機修飾を行わないのにもかかわらず、各物質によりビスフェノールAを水溶液から捕捉できた理由は、現在考察中である。本研究課題の研究展開、さらには申請者の研究フィールドを大きく広げることができた。すなわち、無機物質として層間化合物ではなく、メソポーラス酸化ジルコニウム、メソポーラス複合酸化チタン-ジルコニウムを用いても、非イオン性のビスフェノールAを水溶液から捕捉することができた。単分子吸着を表すLangmuir式、不均一吸着を表すD-R式ではなく、多分子層吸着を表すFreundlich式で、本吸着現象を表現できたことは、吸着効率が大幅に向上したことを示している。以上、本研究課題は、おおむね順調に進展していると言える。層状複水酸化物(LDH)は、層間に様々なアニオンをインターカレートすることができる。芳香族化合物は、π電子に起因する相互作用によって、分子同士が重なり合う性質がある。π-πスタッキング相互作用は、電子密度の大きい芳香環と、電子密度の小さい芳香環との間でより強く働くことが知られている。
ポリマーのトポロジーと統計物理学的エントロピーの研究

この研究では、希薄溶液内のDNAやタンパク質などの環状高分子のモデルとして考察される、立方格子に埋め込まれた結び目(格子結び目)について、そのトポロジーに関する研究と統計力学的エントロピーに相当する指数関数的増大度の研究を行った。ここで考える格子結び目は、3次元ユークリッド空間において全ての座標が整数である有限個の点とそれらの点を結ぶ長さが1の辺有限個で構成される結び目、絡み目である。今年度の研究では、石原海氏、Chris Soteros氏、Nicholas Beaton氏、Jeremy Eng氏とともに、チューブ状領域内の格子結び目の局在化に関する論文をSoft Matterに発表した。この研究は、ナノチャンネルを通過するDNAのモデル化への応用があり、既に関連論文に引用されており、注目を集めている。また、チューブ領域内の格子結び目の結び目、絡み目解消操作に関する研究と、その研究の格子結び目の統計力学的エントロピーの研究への応用研究に関する結果を、論文にまとめている。ここでは、4-platの位置にある結び目や絡み目についての交差交換とバンド手術に関する特徴付けを行い、その統計力学的応用を考察している。この論文は今後投稿予定である。これらの研究を行うために、Chris Soteros氏、Nicholas Beaton氏、Jeremy Eng氏と、カナダと東京において研究打ち合わせを行った。この研究では、希薄溶液内のDNAやタンパク質などの環状高分子のモデルとして考察される、立方格子に埋め込まれた結び目(格子結び目)について、そのトポロジーに関する研究とと統計力学的エントロピーに相当する指数関数的増大度の研究を行っている。今年度の研究では、石原海氏、Chris Soteros氏とともに、チューブ状領域内の格子結び目、絡み目に着目し研究を行った。これまでの準備的な研究で、与えられた(m x n)-チューブ状領域内で実現できる結び目型、絡み目型の特徴付けている。さらに、(2 x 1)-チューブ内の結び目解消数1の結び目は、自明な結び目と同じ指数関数的増大度を持つことを示している。今回の研究で、(2 x 1)-チューブ内の任意の結び目、および、任意の非分離絡み目は同じ指数関数的増大度を持つことを示すことが出来た。その方法は、(2 x 1)-チューブ内の結び目や絡み目は2橋結び目の連結和、非交差和で得られることを用い、交差交換やバンド手術がどの様に4-プラット表示で配置されるかを考察するものである。この研究は、2橋結び目の結び目解消操作の4-プラット表示での特徴付けを含んでいる。これにより、(2 x 1)-チューブ領域内での結び目の指数関数的増大度については、当初平成28年度に予定していた結果を得ることが出来た。さらに、2016年8月にJeremy Eng氏を埼玉大学に招き、格子結び目の数え上げと局所性に関する議論を行った。当初の予定通り、28年度内に(2 x 1)-チューブ内の任意の結び目、および、任意の非分離絡み目は同じ指数関数的増大度を持つことを示すことが出来た。さらに、(2 x 1)-チューブ内での自明な結び目についてのパターン定理の証明にも成功することが出来た。これにより、結び目の個数に関するより精密な評価を行えるようになった。これらの議論は平成29年度に行い予定であったものであり、当初の予定以上に研究が進展している。この研究では、希薄溶液内のDNAやタンパク質などの環状高分子のモデルとして考察される、立方格子に埋め込まれた結び目(格子結び目)について、そのトポロジーに関する研究と統計力学的エントロピーに相当する指数関数的増大度の研究を行っている。今年度の研究では、石原海氏、Chris Soteros氏、Nicholas Beaton氏、Jeremy Eng氏とともに、チューブ状領域内の格子結び目に着目し研究を行った。ここでは結び目の局在化について考察し、どの結び目も結び目が局在化する形状と非局在化する形状が存在することを証明した。さらに、それらの存在確率に関する成果を得ている。また、局在化結び目と非局在化結び目それぞれの長さに関する研究を行った。この成果のプレプリントを発表した(arXiv:1803.08212)。この研究は、ナノチャンネルを通過するDNAのモデル化への応用が考えられる。最近の研究で、ナノチャンネルをDNAが通過する際の情報が得られているが、その情報をもとにDNAに含まれる結び目の様子が考察されている。我々の研究は、そこに現れる結び目についての詳細な情報を与えるものとなる。これは次の研究の課題となる。昨年度の研究で(2x1)-チューブ内のエントロピーに関する結果を得たため、さらに、それらの結び目について詳しい情報を得る研究を行うことが出来た。

ここで考える格子結び目は、3次元ユークリッド空間において全ての座標が整数である有限個の点とそれらの点を結ぶ長さが1の辺有限個で構成される結び目、絡み目である。今年度の研究では、石原海氏、Chris Soteros氏、Nicholas Beaton氏、Jeremy Eng氏とともに、チューブ状領域内の格子結び目の局在化に関する論文をSoft Matterに発表した。この研究は、ナノチャンネルを通過するDNAのモデル化への応用があり、既に関連論文に引用されており、注目を集めている。また、チューブ領域内の格子結び目の結び目、絡み目解消操作に関する研究と、その研究の格子結び目の統計力学的エントロピーの研究への応用研究に関する結果を、論文にまとめている。ここでは、4-platの位置にある結び目や絡み目についての交差交換とバンド手術に関する特徴付けを行い、その統計力学的応用を考察している。この論文は今後投稿予定である。これらの研究を行うために、Chris Soteros氏、Nicholas Beaton氏、Jeremy Eng氏と、カナダと東京において研究打ち合わせを行った。今年度の研究成果を踏まえ、(2 x 1)-チューブ領域内でのより精密な格子結び目の個数に関する評価と、より一般の領域での指数関数的増大度の研究を行う。それに向け、チューブ状領域での結び目の形状について、局所的、非局所的という概念を導入した。(2 x 1)や(3 x 1)-チューブ領域内の結び目においてシミュレーションを行い、その割合を求めている。これらの議論は、今後より一般の領域内での結び目の形状の特徴付けへの応用があると考えている。これらの研究を、石原海氏、Chris Soteros氏、Jeremy Eng氏等と行う。今年度得られた結び目の局所化、非局所化の概念を用いて、当初の予定通り一般のチューブ領域のエントロピーの研究を進めていく方針である。
AM-RAMP2系を標的とした、網膜浮腫および線維化の新規治療法開発

アドレノメデュリン(adrenomedullin;AM)は,ヒト褐色細胞腫組織から発見された血管拡張作用を有する生理活性ペプチドである.循環器疾患や炎症性疾患では産生が増加し,臓器保護作用,血管新生作用や抗炎症作用など多彩な生理作用を有することが判明している因子である。AMとそのファミリー因子は受容体(CLR)に、RAMPという1回膜貫通型タンパクが結合することで、多彩な生理活性が生み出されると考えられている。我々はこれまでAM-RAMP2系のノックアウトマウスを用いて、網膜での発現、未熟児網膜症モデルおよび糖尿病網膜症モデルでの検討を行い血管新生における役割について明らかにしてきた。一方、AMはその作用として抗炎症作用や抗酸化作用を有し、組織保護に働くことも知られている。滲出性加齢黄斑変性症は我が国の成人失明の原因の上位を占める疾患である。現在抗VEGF薬による治療の有効性が確立されているが、浮腫焼失後の網膜の線維化や萎縮などが問題となり、新たな治療ターゲットが求められている。アドレノメデュリン(AM)とその受容体調整蛋白(RAMP2)の加齢黄斑変性への治療標的としての可能性を検討するため研究を行った。滲出性加齢黄斑変性症のモデルマウスであるレーザー誘導脈絡膜新生血管モデル(Laser inducec CNV model)を用いてた検討では、AMおよびRAMP2のノックアウトマウスにおいてはCNVサイズとそれに伴って網膜におこる線維化が拡大していることが確認された。網膜線維化には上皮観葉転移(EMT)の関与が報告されており、AM-RAMP2系のEMTにおける役割を検討した。AMは網膜色素上皮細胞でEMTを抑制し、AMDの線維化治療の標的となることが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、生理活性ペプチドであるアドレノメデュリン(AM)とAMの受容体活性調節タンパクであるRAMP2から構成されるAM-RAMP2システムに着目し、網膜疾患における線維化の抑制についての治療薬としての可能性を検討することを目的とする。眼疾患ではしばしば、疾患鎮静化後に炎症の結果、線維化が残り、それによる慢性組織障害のため視力低下を来す。本研究では、AM-RAMP2系の眼内における病態生理学的意義、特に網膜血管バリア維持機能、抗炎症作用、抗線維化作用とそのメカニズムを解明し、網膜浮腫や線維化に対する新たな治療標的とすることを目的とする。本研究では加齢黄斑変性モデルであるマウスのレーザー誘導脈絡膜新生血管モデルを用いて、AM-RAMP2の役割について検討を行うとともにそのメカニズムの検討をヒト網膜色素上皮細胞を用いて行って検討を行った。平成29年度研究実施計画に沿って研究を行った。1.レーザー誘導脈絡膜線維化モデルおよび評価方法の確立8-12週齡の雄のマウスの片眼眼底、視神経乳頭周囲網膜にアルゴンレーザー照射を行い、Bruch膜を穿破する。7日後、21日後、麻酔下に心臓からFITC-Dextranを灌流し脈絡膜新生血管を染色し、蛍光共焦点顕微鏡にて撮影を行い脈絡膜血管新生の発生および網膜の線維化の発生を確認した。脈絡膜新生血管及び脈絡膜線維化モデルが確立ができたことから、AM-RAMP2の役割を検討するため、RAMP2+/-マウスおよび野生型マウスを用いて評価を行ったところ、RAMP2では野生型マウスと比して脈絡膜血管新生の増大、線維化の増大、マクロファージ浸潤の低下を認めた。1.レーザー誘導脈絡膜新生血管モデルの確立ができ、安定して血管新生モデルが作成出来るようになってきたことから、引き続きAM-RAMP2の役割について検討を行う。

AMおよびRAMP2抗体を局所投与することで血管新生および線維化の治療的実験を行うともに治療前後、未治療群との比較を行い検討する。同時にリアルタイムPCR、ウェスタンブロット法による遺伝子、タンパク発現について検討を行いメカニズムの検討を進める。2.細胞実験についてはヒト網膜色素上皮細胞におけるEndMTがAMの添加にて抑制される可能性が確認できたことから、リアルタイムPCR、ウェスタンブロット法による遺伝子、タンパク発現について検討を行いメカニズムの検討を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
組換えウイルスを用いたエボラウイルスポリメラーゼ複合体の微細構造解析

本研究では、電子顕微鏡法を用いてフィロウイルスの組換えにより生じるウイルス粒子の構造の違いを明らかにし、ポリメラーゼ複合体の立体配置を明らかにする。さらに、蛍光標識した組換えウイルスを使い、転写・複製におけるウイルスタンパク質の相互作用をライブセルイメージングで解明する。これによりポリメラーゼ(L)と転写因子(VP30)の感染細胞内での時間的、空間的変化を観察することが可能になる。以上から、これまでわからなかった転写・複製におけるウイルスタンパク質間の相互作用を明らかにする。したがって本研究は、ウイルスのアセンブル阻害剤やポリメラーゼ阻害薬の開発基盤となる研究と言える。
間葉系幹細胞の分化形質転換を誘導するナノ・トレンチ構造培養基板システムの構築

従来の生物学的手法(生体シグナル因子添加や遺伝子導入での制御)ではなく、電子線リソグラフィーを基盤に開発したナノスケールの細胞パターニング基板で培養するだけで、間葉系幹細胞(MSC)を分化誘導する手法を構築した。幅500 nmの微細な溝状パターンで培養したMSCは、パターンに沿って著しく伸展し核の変形も見出された。さらに、ナノ溝パターンの深さを適切に設定すると、MSCの増殖が抑制されると共に骨や神経の分化マーカー遺伝子の発現が顕著に亢進し、分化誘導を達成した。幹細胞を特定の細胞種へと分化誘導させる技術開発は、再生医療への応用の点からも重要である。幹細胞の分化誘導には、外部から添加した液性の生体シグナル因子による刺激や遺伝子導入など生物学的手法による制御について多くの研究がなされている。一方、培養基材の硬さなど、接触する基質の材料特性に応じて幹細胞の分化に違いが生じることが報告され、培養基材の特性を利用した積極的な分化誘導の試みが新たに広がりつつある。そこで、本研究では、生体シグナル因子を使用せずに培養表面の構造により間葉系幹細胞の分化を誘導する新たな細胞培養基板の構築についても検討した。当研究室で開発した、電子線リソグラフィー技術を用いた細胞のパターニング培養基板は、ナノオーダーのサイズで精緻なパターンの描画が可能である。このシステムにより作製した、幅僅か100nmオーダーの一本の細長い溝(トレンチ)状のパターンに間葉系幹細胞を播種したところ、溝に沿って接着、伸展し、力学的負荷を伴うと考えられる紡錘状の形態を呈した。一般的な培養皿での培養と比較して、ナノ溝で培養された紡錘形の間葉系幹細胞には、接着面積の減少、溝に沿ったアクチンフィラメントの配向、核の変形が見出された。また、播種後5日間の培養期間において、神経分化マーカーであるTuj1の蛍光抗体染色に対する陽性反応が確認された。この抗体染色によるタンパク質の発現レベルでの検出に加えて、RT-PCRのmRNAの検出においてもTuj1の発現が確認された。これらの結果より、マイクロ・ナノパターンの微小培養場を適切に設計・構築し、通常とは異なる力学的環境において間葉系幹細胞を培養することで、液性因子を用いることなく特定の細胞腫(本研究では神経細胞)への分化誘導が可能であることが強く示唆された。幹細胞を特定の細胞種へと分化誘導させる技術として、従来の生物学的手法である、液性の生体シグナル因子を添加したり遺伝子を導入したりする制御ではなく、細胞が接着する培養基質の材料物性や表面微細構造より制御する新たな技術開発を進めている。そこで本研究では、ナノオーダーのサイズで精緻なパターンの描画が可能である電子線リソグラフィーを基盤とした独自の細胞パターニングシステムを用い、幅僅か100nmオーダーの一本の細長い溝(トレンチ)状のパターンを微細な培養場としてヒト間葉系幹細胞(MSC)を生体シグナル因子を使用せずに培養し、増殖や分化挙動を評価した。これまで用いてきたヒト胎盤由来MSC(hpMSC)に加えて、ヒト骨髄由来MSC(hbmMSC)の評価を行ったところ、通常平面培養細砲と比較して幅500nmの溝パターン上で培養した細胞では、有意な増殖抑制が観察された。また、GAPDHのmRNA発現を基準としたqRT-PCRによる定量的なmRNA発現解析では、神経分化マーカーであるNestinならびに骨分化マーカーであるOCNの発現の顕著な亢進がhpMSCならびにhbmMSCのいずれもで見出された(5日間培養時で、Nestinはそれぞれ約10倍と約7倍、OCNは約4倍と約3.5倍)。また、神経細胞の分化系列において、神経幹細胞マーカーのNestinはいずれのMSCで発現亢進しているが、神経前駆細胞ならびに成熟神経細飽マーカーであるTuj1はhbMSCでは亢進していなかった。すなわち、ナノパターンの微小培養場で、液性因子を用いることなく分化誘導が可能であること、また分化の方向性は定まっている訳でなく、複数の遺伝子が動いていることが強く示唆された。さらに、hpMSCとhbmMSCの比較においては、Tuj1の発現の差異が見られ、MSCの種によって分化挙動の異なることが見出された。細胞の分化誘導について、従来の生物学的手法(液性の生体シグナル因子添加や遺伝子導入での制御)ではなく、細胞が培養時に接着する基材の表面微細構造のみで制御する新たな技術開発を進めた。微細な培養環境は、100nmスケールで精緻なパターン描画が可能な電子線リソグラフィーを基盤とした独自の細胞パターニング技術を用いて作製した。本年度は、ヒト胎盤由来間葉系幹細胞(hpMSC)の分化誘導とその機構解析をさらに進展させると共に、体細胞であるアストロサイトの分化誘導も検討した。