hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光操作法による初期視覚回路特性の抽出と書き換えに伴う構造変化の解析

神経細胞間をつなぐシナプスにおける信号伝達効率を調整することで、情報の流れ方を変え、既存の配線を使いつつも、環境への適応・学習・記憶といった脳機能が達成されていると考えられる。ところが、脳内にどんな回路が実装されていて、個々のシナプスの可塑性がどのように進行するのかに関して、ほとんど検証が進んでいない。本研究では、まず、電気生理学・形態学・シミュレーションの全ての面で精緻な解析のしやすいcalyx of Heldシナプスを対象とした。シナプスにおける信号伝達特性を左右する重要な因子として、シナプス間隙へと放出されるグルタミン酸分子の数、および、細胞間隙におけるグルタミン酸の拡散係数が挙げられるが、この二つのパラメーターを求めることで、シナプス間隙におけるグルタミン酸の振る舞いを完全に表現することに成功した。続いて、網膜ー外側膝状体ー皮質へと伝わる初期視覚過程に関わる、メゾスコピック回路を対象とし、その特性を抽出することに挑戦。視神経線維一本を立て続けに刺激すると、応答が急速に抑制されることを見出した。細胞間隙における伝達物質拡散のシミュレーションを通して、シナプスから溢れ出た伝達物質が近隣のシナプスの受容体を脱感作させることで応答が抑制されるということが明らかになった。続いて、特定の脳細胞の活動を光操作することで、メゾ回路の書き換えを促し、回路特性の変化を生理学的に解析するという課題に取り組んだ。このために、神経やグリア細胞の活動を特異的に光で制御する方法を開発した。当初、目標としていた初期視覚回路の書き換えには成功しなかったが、光操作技術を用い、各種脳細胞間の信号伝達を操作することを通して、小脳メゾ回路におけるシナプス可塑性を誘導することに成功。個々の細胞間相互作用における変化が、メゾ回路の動作変更を誘導し、眼球運動学習といった個体全体の機能へ影響する様が評価できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、まず、網膜-外側膝状体(LGN)-皮質へと伝わる初期視覚過程に関わる、メゾスコピック回路を対象とし、その特性を抽出する。続いて、特定の網膜細胞の活動を光操作することで、この回路の書き換えを促し、回路特性の変化を生理学的に解析する。この研究を通して、1)神経細胞をつなぐシナプスの信号伝達特性が微細構造によっていかに左右されているか、2)生体内で引き起こされた局所的なシナプス伝達特性の変容が、メゾ回路全体の動作にどのように波及するのか等を明らかにする。昨年度の研究では、視神経線維一本を立て続けに刺激すると、応答が急速に抑制されることを見出した。シナプスから溢れ出た伝達物質が近隣のシナプスの受容体を脱感作させることで応答が抑制されることが明らかになった。したがって、視神経-中継細胞シナプスは一見、ローパスフィルタリングをしているように見える。しかし一本の視神経線維は複数の箇所で、ひとつの中継細胞とコンタクトを形成しており、シナプスの総数は線維毎に大きくバラつくことが判明した。シナプス総数が多い線維の場合には、シナプス後電流は抑制されるものの、元々のシナプス後電流の振幅が大きいため、続けざまの刺激に対して、中継細胞が追随して発火し、むしろハイパスフィルター様信号処理をしていることが明らかになった。

個々の細胞間相互作用における変化が、メゾ回路の動作変更を誘導し、眼球運動学習といった個体全体の機能へ影響する様が評価できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。シナプスの微細形態が信号伝達に与える影響を精緻に調べることができたという意味では、本プロジェクトの前半の目的は達成できた。続いて、光操作法を用いて、回路の書き換えを試みて、微細形態や信号伝達特性に対する影響を調べるのが後半の目的である。光操作が可能なトランスジェニックマウスの系統を複数用意することができ、これを用いての実験が進んでいることから、プロジェクトはおおむね順調に進展していると評価している。本年度は、光操作法を活用して、昨年度見出した初期視覚回路の書き換えを誘導することを目指す。このためにも網膜およびLGNの回路を利用するメリットがある。というのも、網膜は脳への窓口であり、生体を傷つけることなく、非侵襲的に光刺激を送り込むことが可能だからである。非侵襲的に網膜細胞を活性化させるために、光感受性タンパク質(ChR2)を様々な細胞種に特異的に発現するトランスジェニックマウスを作製しているが(Tanaka^*,Matsui^*,et al.,submitted)、このうち、グリア特異的に発現する系に非常に興味深い特性を見出した。このマウスにおいて、小脳バーグマングリア細胞を光刺激すると、グリアからグルタミン酸が放出され、神経細胞間のシナプス可塑性を誘導することなどが可能であることを見出した(Sasaki,...,Matsui^*,submitted)。このマウス網膜での発現を調べたところ、ミュラー細胞に強い発現が見られた。このマウスを用いることで、グリアから神経細胞への信号伝達機構を調べるとともに、この経路を利用した初期視覚回路の書き換えを試みる。また、神経細胞からグリアへの信号伝達過程も調べることで、神経回路とグリア回路のふたつの回路の間に、どのような相互作用があるのかを解明し、メゾ回路を構成する注目されざるグリア回路の役割にもスポットライトを当てていきたい。
小児の血清中総脂肪酸組成および遊離脂肪酸組成の分析

脂肪酸(FA)はエネルギー源としてだけではなく、血液凝固、免疫機能などの調節機能に関わる生理活性脂質の材料として重要な働きをしている。特に新生児では摂取する母乳やミルクの脂質組成による栄養学的影響が大きく、血液中FA組成は新生児の成長や脳の発達に重要な要素とされているが、これまで血清中の総脂肪酸(TFA)組成や遊離脂肪酸(FFA)組成の検討はほとんど行われておらず、その変動については不明である。本研究ではガスクロマトグラフィー質量分析(GC MS)を用いて微量血清(50μ1)検体で測定可能な簡便な分析法により、在胎週数22週から37週の極低出生体重児66例について出生時から生後4週までの血中TFA組成とTFA濃度の継時的な変動を測定した。また、同一サンプルで血中脂質濃度の測定も行った。出生時のTFA濃度、脂質濃度と在胎週数、出生時の体重には相関がみられなかった。TFA、総コレステロール、中性脂肪、リン脂質の濃度は出生時で低く、栄養管理が開始された生後1週から2週で上昇し、その後は栄養(脂肪乳剤、母乳、ミルク)の種類と摂取量により変化が様々であったが、生後3週から4週で変動は一定になる傾向にあった。FFA濃度はTFA濃度との変動には一致せず、生後1週または2週目に高値となる傾向があった。TFA組成については、多価不飽和脂肪酸(PUFA)を豊富に含む脂肪乳剤の影響により生後1週から2週でPUFAの比率が高く、母乳やミルクのみの栄養管理となった生後3週から4週になると飽和脂肪酸(SFA)、1価不飽和脂肪酸(MUFA)、PUFAともに組成比が一定となった。今回の研究により、極低出生体重児の成長に伴う血清脂質濃度および脂肪酸組成の変化を捉える事ができた。現在、成長と栄養の摂取状況と合わせて血清中脂質動態の統計的解析を行っている。
酵素の基質認識性及び反応性に及ぼす糖鎖の影響

イネalpha-アミラーゼのアイソザイムの一つである。RAmy1Aは酵素活性部位近傍に1ケ所糖鎖結合部位を有している。本研究ではRAmy1Aの糖鎖結合部位を改変した変異体をgapped duplex法を用いて遺伝子工学的に作製した。野生型酵素及び変異体酵素を酵母を用いて分泌生産し、免疫アフィニティ吸着体を用いて精製した。精製した酵素を用いてその反応動力学的特性を検討した結果以下のような結論を得た。1)糖鎖を除くことにより熱安定性が著しく低下した。たとえば80°Cで処理した場合、野生型は20分後でも初期活性の50%近い活性を維持するのに対して、変異体では5分後に10%の活性しか示さなかった。この結果は糖鎖の存在が酵素の安定性に重要な働きを持っていることを示唆している。2)可溶性デンプンに対するミハエリス定数(Km)の温度依存性を比較検討した結果、野性型の酵素は強い温度依存性を示すのに対して変異体酵素は一定値を示した。この結果は糖鎖が酵素の基質認識特性に強い影響を及ぼしていることを示唆している。また、最大反応速度(Vm)についても野生型の方が大きな値を示した。アミノ酸配列の相同性の高いタカアミラーゼの3次元構造図をもとにすると、RAmy1Aの糖鎖結合部位は活性部位近傍のタンパク質表面に存在していると考えることができる。従って、上の2)で述べた結果は酵素の糖鎖と高分子の基質である可溶性デンプンの相互作用の有無によるものと考えることができる。この結果は遺伝子操作的に糖鎖結合部位の付与や削除によって、基質認識性などの酵素の反応特性を改変できることを示唆しており、工学的にも興味深い。
モル吸光係数10^5のセンシング機能を有するヒドラゾン系試薬の開発と発色機構の解明

モル吸光係数10^5台のセンシング機能を有する呈色試薬の開発を目的として、一連のヒドラゾン化合物の合成を行った。母体となるヒドラゾンとしては、簡単な分子構造を有する2-ピリジンカルバルデヒド=2-ピルジルヒドラゾン(PAPH)に着目し、PAPHに種々の置換基を導入したヒドラゾンを合成し、これらと金属イオンとの錯形成反応並びに発色機構の解明を行った。1 PAPHのアルデヒド側のピリジン環を固定し、ヒドラジン側のピリジン環の5-位にメチル、クロロ及びニトロ基を導入したヒドラゾンを合成し、これらの化学的性質及びその錯体の性質を明らかにした。その結果、ニトロ基を導入した5-PANPHが最も高いセンシング機能を有していることがわかった。更に、3-及び3、5位にニトロ基を導入した3-PANPH及び3,5-PANPHを合成し、5-PANPHを含む都合3種類のヒドラゾンについて、呈色試薬としての有用性を検討したところ、特に3,5-PANPHがニッケルの抽出吸光分析試薬として有用であることを明らかにし、その定量法を開発した。2一方、5-PANPHのヒドラジン側の5-ニトロピリジンを固定し、アルデヒド側のピリジン環をキノリン及びフェナントリジン環に代えたヒドラゾン、それぞれQANPH及びPhANPHを合成し、これらの化学的性質並びにその錯体の性質を吸光光度法によって調べた。その結果、QANPHが銅(II)とモル吸光係数(ε)の大きな(ε=1.18×10^5lmol^<-1>cm^<-1>)1:2(銅:配位子)錯体を形成することを見いだし、微量銅の選択的吸光光度定量法を開発した。3ヒドラゾン錯体のモル吸光係数が10^5台の高いセンシング機能を有するのは、PAPHのヒドラジン側のピリジン環の5-あるいは3,5-位にニトロ基を導入した化合物だけであった。これは導入したニトロ基の誘起効果によって、共役系の長い、かつキノン型構造を形成するために錯体のモル吸光係数が大きくなったと考察し、提案した。新しい二つのタイプの荷電型キノン構造を有するヒドラゾン類合成に成功し,試薬及びそれら錯体の性質を明らかにした.それらの中で,ヒドラジンとして5-ニトロピリジルヒドラジン,アルデヒドとしてキノリンー2-アルデヒドを縮合反応させて得たヒドラゾン(QANPH)が,銅の高感度・高選択性呈式試薬であることを発見し,微量銅の吸光光度定量法を確立した.1.2-(5-ニトロ)ピリジルヒドラゾン類の合成と性質:ヒドラゾンのヒドラジン側を5-ニトロピリジンに固定し,キノリン及びフェナントリジン環を導入した新規化合物(それぞれPANPH, QANPH, PhANPH)を合成し,酸解離定数,金属イオンとの反応性,錯体の性質を吸光光度法によって調べた.その結果,いずれのヒドラゾンもその銅(II)錯体のモル吸光係数(ε)が世界で初めてε≧10^5の大台に乗せることに成功し,特にQANPHは銅の高感度呈式試薬として有用であることを明らかにした.2.2-ピリジンカルバルデヒド=2-(ニトロ置換)

ピリジルヒドラゾン類の合成と性質:前項の成果に基づき,より低いpHで金属イオンと錯形成し,かつ有機溶媒に対する溶解度の大きいヒドラゾンの開発を目的として,ヒドラジン側のピリジン環の3-及び5-位にニトロ基を導入した試薬の合成に着手し,分子設計した通りの高機能性ヒドラゾン類の合成に成功した.3.QANPHによる微量銅の吸光光度定量:銅(II)は水相のpH5.910.5の間でQANPHと錯体を形成し,錯体はベンゼンに定量的に抽出され, 543nmに吸収極大を示した. QANPHは銅(II)に対してモル比で18倍以上存在させれば十分でった.錯体の組成を連続変化法によって求めたところ銅(II):QANPHの結合比は1:2であった.検量線は原点を通る良好な直線となり,これより計算したε及び吸光度0.001に対する感度は,それぞれ1.18×10^5及び0.54ngcm^<-2>であった.2-ピリジンカルバルデヒド=2-(ニトロ置換)ピリジルヒドラゾン類の合成に成功したので、これらヒドラゾンの化学的性質及びその錯体の反応機構の解明を中心に研究を進め、次のような結果を得た。1 2-ピリジンカルバルデヒド=2-ピリジルヒドラゾン(PAPH)のアルデヒド側のピリジン環を固定し、ヒドラジン側のピリジン環の3-及び3,5-位にニトロ基を導入したヒドラゾン、それぞれ3-PANPHおよび3,5-PANPHを合成した。これらのヒドラゾン及び既に合成した5-PANPHの都合3種類について化学的性質を調べた。これらの有機溶媒に対する溶解度は5-PANPH<3,5-PANPH<3-PANPHの順序で大きかった。40%(V/V)ジオキサン-水系中で、イオン強度0.2、温度25°Cで吸光光度法によって酸解離定数を求めたところ、その値は3-PANPH<3,5-PANPH<5-PANPHの順序で大きかった。これらのヒドラゾンは多くの金属イオンと錯形成し、その錯体はベンゼンに抽出された。錯体の抽出性は3-PANPH<3,5-PANPH<5-PANPHの順序で良好であった。特に、5-PNAPH及び3,5-PANPHはカドミウム(II)、銅(II)、ニッケル(II)及び亜鉛(II)とモル吸光係数10^5台の大きな錯体を形成することがわかったので、これら金属錯体の吸収特性並びに発色機構の解明について検討した。2 3,5-PANPHを用いる微量ニッケル定量のための諸条件を検討し、その定量法を開発した。ニッケル(II)錯体はpH46の間でベンゼンに抽出され、484mmに吸収極大を示した。検量線は05μgの間で原点を通る良好な直線となり、吸光度0.001に対する感度は0.53ngcm^<-2>モル吸光係数は1.0×10^5lmol^<-1>cm^<-1>であった。錯体の組成は1:2であった。3ヒドラゾン錯体のモル吸光係数が10^5台を示したのは、ヒドラジン側のピリジン環の5-位に導入したニトロ基の誘起効果によって、共役系の長い、かつキノン型構造を形成したためであると考察した。
省レアメタルを可能とするHRE理想界面を持ったナノマグネットモデル薄膜の創成

Nd-Fe-B焼結磁石はハイブリッド自動車や風車用の高出力モーターなどへ広く応用される.近年,磁化を低下させることなく僅かな重希土類元素添加で保磁力を増大する粒界拡散法(GBDP)と呼ばれる新しい技術が開発されている.一方,粒界相であるNd-rich相はNd-Fe-B焼結磁石の保磁力を増大するのに有用な役割を担っていると考えられている.しかし,Dyを含むGBDP磁石の保磁力増大は,Dyリッチシェルのみであるのか,あるいはDyリッチシェルとNdリッチ相の両方が必要であるのかは明確でなかった.そこで,本研究では,Nd_2Fe_<14>Bと粒界相の界面近傍の微細構造と保磁力の関係を研究する目的で,Dy層あるいはDy/Nd二重層で被覆されたNd_2Fe_<14>B層から成るモデル界面を形成した.Nd-Fe-B焼結磁石はハイブリッド自動車や風車用の高出力モーターなどへ広く応用される.近年,磁化を低下させることなく僅かな重希土類元素添加で保磁力を増大する粒界拡散法(GBDP)と呼ばれる新しい技術が開発されている.一方,粒界相であるNd-rich相はNd-Fe-B焼結磁石の保磁力を増大するのに有用な役割を担っていると考えられている.しかし,Dyを含むGBDP磁石の保磁力増大は,Dyリッチシェルのみであるのか,あるいはDyリッチシェルとNdリッチ相の両方が必要であるのかは明確でなかった.そこで,本研究では,Nd_2Fe_<14>Bと粒界相の界面近傍の微細構造と保磁力の関係を研究する目的で,Dy層あるいはDy/Nd二重層で被覆されたNd_2Fe_<14>B層から成るモデル界面を形成した.高性能モーター用希土類永久磁石では,DyやTbなどの重希土類元素(HRE)を大量に消費するため,資源枯渇問題へと繋がる恐れが高い.よって,HREを極力使用せずに高い耐熱性を持つ高保磁力希土類焼結磁石の開発が急務である.本申請課題では高保磁力化の指導指針を獲得するために,HRE粒界拡散型Nd-Fe-B焼結磁石の粒界・界面と粒子サイズに着目し,薄膜プロセスを用いて単磁区サイズ以下の主相粒子とHREを含む粒界相との理想界面を持ったナノマグネットモデル膜を創成して保磁力メカニズムの解明を目指す.このために以下の2つのシリーズのモデル試料を作製し,その界面状態と保磁力の関係を系統的に調べた.まず,シリーズIの試料では,薄膜成長に特有な3D島状成長を利用することで主相であるNd_2Fe_<14>B粒子のサイズを変化させた.すなわち,超高真空(UHV)スパッタ装置を用い,単結晶基板上へ成長させるNd-Fe-B層厚を減少することにより,孤立状態の高品位Nd_2Fe_<14>B粒子のサイズが減少出来ることを確認した。この主相粒子サイズの低減によって保磁力が最大で16kOeまで増加する微細化効果と,この孤立粒子へNd酸化物が接している場合に保磁力が最大で26.2kOeまで増大する界面効果を見出した.さらに両効果は独立であり,且つ相補的な関係であることを明らかにした.また,HRE元素であるDy被覆したNd-Fe-B膜を作製し,これに様々な温度でポストアニールすることでDy/Nd_2Fe_<14>B界面状態を変化させた.その結果,室温でDy被覆した試料では保磁力の値は,被覆前と変わらなかったが,この試料に対して繰り返し真空中アニール(SSA)することで保磁力が増大し,特に620°Cでのアニールで12kOe以上の保磁力増大現象を確認した.高性能モーター用希土類永久磁石では,DyやTbなどの重希土類元素(HRE)を大量に消費するため,資源枯渇問題へと繋がる恐れが高い.よって,HREを極力使用せずに高い耐熱性を持つ高保磁力希土類焼結磁石の開発が急務である.本申請課題では高保磁力化の指導指針を獲得するために, HRE粒界拡散型Nd-Fe-B焼結磁石の粒界・界面と粒子サイズに着目し,薄膜プロセスを用いて単磁区サイズ以下の主相粒子とHREを含む粒界相との理想界面を持ったナノマグネットモデル膜を創成して保磁力メカニズムの解明を目指す.このために以下のモデル試料を作製し,その界面状態と保磁力の関係を系統的に調べた.超高真空(UHV)スパッタ装置を用い,高品位Nd_2Fe_<14>B粒子を作製するためにサファイア(c面)単結晶基板を導入した.この結果,Al_2O_3(0001)[2-1-10]//Mo(111)[1-10]のエピタキシャル方位関係を持つことが示されたが, Mo層とNd_2Fe_<14>B層の間にはエピ関係が示されなかった.しかし,高いc軸配向状態であることが明らかとなり,これに対応するように角形性の高い減磁曲線を持つ試料作製が可能であった.この試料へDy被覆し,様々な温度でポストアニールすることでDy/Nd_2Fe_<14>B界面状態を変化させた.

その結果,室温でDy被覆した試料では保磁力の値は,被覆前と変わらなかったが,アニール温度に依存して保磁力が増大し,350°Cでのアニールでわずかな保磁力増大現象を確認した.しかしながら,その保磁力増加量は,期待される値よりも低いものであった.さらに高温でのアニールによって保磁力が減少し,この際,DyFe相が析出することが明らかとなった.この結果から,今回,Dy被覆とポストアニールの組み合わせで作製した試料のモデル界面では,高い保磁力を得ることが困難であることが明確となった.一方,Nd被覆した試料については高い保磁力が得られていることから, Dy粒界拡散磁石の高い保磁力の原因としてNdの含まれている粒界相の形成が不可欠であることが示唆された.本研究はDyなどの重希土類元素(HRE)の使用を極力低減するための重要な技術であるDy粒界拡散型ネオジム(Nd-Fe-B)焼結磁石の保磁力発生機構の指導原理の獲得を最終目標とした.そのための手法として,薄膜プロセスによって保磁力を増大させるNd2Fe14B粒子と希土類(DyとNd)被覆層のモデル界面の形成を目指し,以下の3つのシリーズの薄膜を作製することで,その構造と磁気特性の関係について検討した.シリーズIでは,高真空スパッタ法を用い,1 μm厚のNd2Fe14B厚膜へ200 nmのDy層を被覆し,真空中アニールをすることにより,保磁力増加量ΔHc = 11 kOeを確認した.さらに,シリーズIIでは,チャンバー内残留酸素を低減した超高真空成膜装置によって,高c軸配向したNd2Fe14B微細粒子の成長に成功し,Dy層被覆とその場ポストアニールにより,ΔHc = 6 kOeを確認した.また,シリーズIIIではDyの置換とNd粒界相の両効果を検討するため,シリーズIIと同様に高品位Nd2Fe14B粒子を成長させ,この上へDy/Nd二重被覆層を形成しその場ポストアニールすることで,ΔHc = 17 kOeに至る大きな保磁力増大現象を実証した.以上の一連のモデル試料を用いた実験から,表面近傍のNdの一部がDyと置換したNd2Fe14B粒子が単磁区臨界寸法以下まで微細化され,これと接して界面を形成する非磁性Nd金属粒界相の存在によってNd2Fe14B微細粒子同士の磁気的交換相互作用が,抑制されたことで保磁力が増大したことが示唆された.このことから,Dy粒界拡散型Nd-Fe-B系永久磁石において保磁力を増大させるための主な条件は,第一に主相となるNd2Fe14B粒子サイズの微細化,第二に主相粒子表面近傍のNdのDy置換,第三としてNd金属からなる非磁性粒界相の存在である.H22年度の研究期間中において東北大震災が発生したため,研究計画が遅れた.しかしながら, H23年度実施期間中には,当初計画していた手法よりも,簡便な方法で界面状態を変化させる方法と条件を取り入れたことで,遅れを取り戻すことが出来た.24年度が最終年度であるため、記入しない。界面状態を変化させる簡便法を用いて磁気特性との関係を明らかにすると共に,これに合わせてH24年度研究計画にそって界面状態の組成分布ならびに微細構造観察を行い,極力Dyを使用しないネオジム磁石において高い保磁力を与えるメカニズムの解明に取り組む.24年度が最終年度であるため、記入しない。
フランチャイズ・システムにおける内発的動機付けの機能に関する理論的・実証的研究

本研究では(1)フランチャイズ・システムの利用によって外発的動機づけを強めることが内発的動機づけを弱めることにつながるならばエージェンシー理論が妥当するとは限らないのではないか(2)フランチャイザーとフランチャイジーとの間の良好な関係を維持する上で内発的動機づけが果たす役割は何かという2点を明らかにするために質問票調査を実施することによって検討を加えた。それによると外発的動機づけが内発的動機づけを低下させていることは確認されず内発的動機づけを考慮してもエージェンシー理論が妥当することが明らかとなった。フランチャイザーとフランチャイジーとの関係では手続き的公正は内発的動機づけに影響を与えないが分配的公正と相互作用的公正は内発的動機づけを高めることが明らかとなった。また内発的動機づけが高まるとフランチャイジーの感情的コミットメントが高まることも判明した。本年度は、フランチャイズ・システムにおける加盟店の店長の内発的動機づけが店舗運営に与える影響を考察するために、検証すべき仮説構築に向けた文献調査と仮説を検証するための質問票調査を実施した。まず、文献調査については、質問票による調査を実施する前提として、内発的動機づけに関する文献を包括的にサーベイした。そこでは、心理学の分野において、外発的動機づけが内発的動機づけに対して与える影響に関する多くの研究蓄積が存在することが明らかとなり、その内容の吸収に努めた。特に、教育分野を中心に、外発的動機づけが内発的動機づけを低下させることを示す数多くの理論的・実証的研究の理解を進めた。また、内発的動機づけがイノベーションにプラスの影響を与えるのに対し、外発的動機づけがマイナスの影響を与えるという研究の理解にも努めた。次に、文献調査を踏まえ、大手外食チェーン3社の加盟店店長に対して、郵送による質問票調査を実施した。具体的には、文献調査の結果を踏まえた上で、フランチャイズ加盟店の店長の動機づけの水準を計測できる質問票を作成した。続いて、各社のホームページ上に掲載されている店舗情報をもとに送付先リストを作成し、3463の調査票を送付した。回収された調査票は357であり、回収率は10.3%であった。現在は、回収された調査票の整理を進め、共分散構造分析を実施中である。共分散構造分析によって、内発的動機づけが外発的動機づけに与える影響の方向性が明らかとなると考えられる。その結果によって、フランチャイズ・システムにおいて、店舗運営をオーナー店長と雇用店長のいずれに委ねることがより効果的であるかという点に関する何らかの示唆が得られると考えられる。本年度は、フランチャイズ・システムにおける加盟店の店長の内発的動機づけに影響を与えると考えられる公正感に焦点を当てた分析を行った。具体的には、フランチャイザーと加盟店が良好な関係を構築し業績を向上させる上で、内発的動機づけが公正感と業績との間に介在する媒介変数になるという仮説構築を行い、仮説を検証するための質問票調査を実施した。まず、文献調査については、質問票による調査を実施する前提として、公正感に関する文献を包括的にサーベイした。そこでは、社会心理学および組織論の分野において、公正理論の研究が極めて盛んに行われていることが明らかとなり、その内容の吸収に努めた。特に、公正感が、分配的公正、手続き的公正、相互作用的公正に区分され、これらの公正感と信頼との関係、公正感と感情との関係に関する数多くの理論的・実証的研究の理解を進めた。次に、文献調査と理論構築を踏まえ、大手コンビニエンス・ストアの加盟者に対して、郵送による質問票調査を実施した。具体的には、文献調査の結果を踏まえた上で、フランチャイズ加盟者の3種類の公正感、内発的動機づけの水準、信頼感などを計測できる質問票を作成した。続いて、対象企業のホームページ上に掲載されている店舗情報をもとに送付先リストを作成し、2494の調査票を送付した。回収された調査票は200であり、回収率は8.0%であった。回収された調査票の整理を進め、共分散構造分析を実施した結果、次のようなことが判明した。(1)手続き的公正と相互作用的公正は信頼に有意な正の影響を与えている、(2)分配的公正は内発的動機づけに有意な正の影響を与えている、(3)信頼と内発的動機づけはコミットメントに有意な正の影響を与えている、(4)コミットメントはパフォーマンスに有意な正の影響を与えている。本年度は、近年増加している複数店を保有する加盟者(マルチユニット・フランチャイジー)の動機づけが、単独店加盟者の動機づけと異なるのかどうかという点に焦点を当てて分析を行った。

具体的には、(1)当初のフランチャイズへの加盟を決定づけた動機とその後の複数店を保有することを決定づけた動機の比較分析、(2)マルチユニット・フランチャイズの選択行動を決定づける、心理的要因を考慮したモデル構築による分析を行った。動機の解明およびモデル分析のために質問票調査を実施した。分析の手順は次のとおりである。まず、文献調査については、質問票による調査を実施する前提として、マルチユニット・フランチャイズに関する文献を包括的にサーベイした。それによると、米国やオーストラリアなどの海外では、それほど多くはないものの実証分析が行われていることが判明した。また、心理学分野では、近年発展が続いているパーソナリティ理論に関する文献を調査した。次に、文献調査をもとに、マルチユニット・フランチャイジーが多く存在する大手コンビニエンス・ストアの加盟者に対して、郵送による質問票調査を実施した。具体的には、文献調査の結果を踏まえた上で、フランチャイズ加盟者の加盟動機、パーソナリティ、店舗経営状況などを計測する質問票を作成した。続いて、対象企業のホームページ上に掲載されている店舗情報をもとに送付先リストを作成し、2987の調査票を送付した。回収された調査票は192であり、回収率は6.4%であった。回収された調査票の整理を進め、共分散構造分析などを実施した結果、次のようなことが現時点では判明している。(1)海外の研究と異なり、加盟時点の動機とその後の複数店の保有を決定づける動機には大きな違いがみられない、(2)加盟者のいくつかのパーソナリティは、マルチユニット・フランチャイジーとなることに影響を与えている。フランチャイズ・システムにおける内発的動機づけについて、平成22年度は内発的動機づけと外発的動機づけの関係を分析し、平成23年度は内発的動機づけと公正感の分析を行ったことにより、フランチャイズ・システムにおける内発的動機づけの機能がかなり判明してきたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。フランチャイズ・システムにおいては、複数店を保有する加盟者と単独店を保有する加盟者が混在し、現在は複数店加盟者が増加している。複数店保有者と単独店保有者については、動機づけの内容ならびにその影響が異なる可能性があるので、平成24年度はこの点が明らかとなるように研究を遂行する。
有機ホウ素を利用する光学活性シクロプロパノ-ルの新規合成法の開発とその利用

末端アルケニルボロン酸を酒石酸エステルまたはアミドなどのキラルなジオ-ルでエステル化することにより不斉修飾し,ついでシモンズ・スミス反応を行なうことにより,高いジアステレオ面区別性をもってシクロプロパン化できることを明らかにした。また,生成したシクロプロピルボロン酸誘導体は温和な条件下に酸化反応を行なうことにより光学活性なシクロプロパノ-ルへ変換できることを示した。他方,内部アルケニルボロン酸誘導体はシモンズ・スミス法および他のいくつかの方法を試みたが,スム-ズにシクロプロパン化されなかった。このことから,α位のアルキル側鎖が遷移状態で立体障害を生じることが示唆された。上で得られたシクロプロパノ-ルはシリルエ-テルとした後アセトキシ水銀化反応を行なうことにより,不斉炭素部分にさわることなく開環生成物へと導けることを確認した。さらに,この不斉シクロプロパン化反応で得られる光学活性シクロプロピルボロン酸誘導体は,酸化反応ばかりでなく有機ホウ素化合物に既知の多様な変換反応を使って様々な有用物質へと導くことができることは言うまでもないが,ここではその1つのデモンストレ-ションとして最も基本的なクロロメチルリチウムによる1炭素延長反応を行なった。その生成物を酸化処理することにより光学活性を失なうことなく対応するシクロプロピルメタノ-ル誘導体が得られたが,これはさらにオキシ水銀化反応に付すことによってレジオ選択的にまた立体特異的に開環しトレオー2ーメチル1,3ージオ-ルへと変換できることが知られている。したがって,この不斉シクロプロパン化反応は有機合成上有用なキラルシントンを調製するうえで広い応用の可能性をもつことが明らかにできたと思われる。トランスアルケニルボロン酸のエステル(1の置換パタ-ン)がシモンズ・スミス法によって実際に収率よくシクロプロパン化できること,またそのようにして生成したシクロプロパンボロン酸は中性条件下での酸化反応によってスム-ズにシクロプロパノ-ルに変換できることが明らかとなった。その際に,光学活性なジオ-ルのエステルとして不斉修飾した反応基質を用いることによって実際に不斉シクロプロパン化が可能なこと,そのためのジオ-ルとしては天然に存在する安価な酒石酸のアミドが大きな不斉誘起の効果を示すことを明らかにし,既に一部論文誌に発表した。反応基質としてシス2置換アルケニル誘導体(すなわち6__の置換パタ-ン)のシクロヘキセニルボロン酸エステルを用いたり,光学活性ジオ-ルとして極性基をもたない2,3ーブタンジオ-ルを用いたりすると不斉誘起の効率が目立って低下することなどから,反応機構についての示唆を含む重要な知見が得られた。また,この反応はシクロプロパン化試剤の種類にも鋭敏で,ヨウ化メチレン/亜鉛・銅カップルの代りにヨウ化メチレン/ジエチル亜鉛を用いた場合には不斉収率は目立って低下した。さらに,まだ一例ながら,ヨウ化メチレン/サマリウムを用いると不斉誘起の方向が逆転するという予想外の結果も得られており,選択性発現のメカニズムとの関連においても興味がもたれるので,平成3年度には従来の計画(この反応で得られた光学活性シクロプロパノ-ルのレジオ選択的開環反応の検討)に加えて,このサマリウムを使った系の反応についてさらに検討を続けることを考えている。末端アルケニルボロン酸誘導が標準的シモンズースミス法により効率よくシクロプロパン化され,そのさいに酒石酸エステルまたはアミドで不斉修飾しジアステレオ面区別性を発現させることで高い不斉誘起ができること,さらに生成したシクロプロピルボロン酸誘導体を温和な条件で酸化することにより光学活性なシクロプロパノ-ルが得られることを昨年度までに明らかにした。

今年度は,反応基質として内部アルケニル型のボロン酸誘導体を調製し,その不斉シクロプロパン化反応についてまず検討した。環状のシクロヘキセニルと非環状の3ーヘキセニルボロン酸エステルをその代表として,標準的シモンズ・スミス反応を適用したり,ジエチル亜鉛を用いる別法,塩化亜鉛や塩化銅の存在下にジアゾメタンでシグクプロパン化する方法などの他の方法を適用したりして検討した。これらの反応は通常電子豊富な,すなわち置換基の多い,アルケンの方が反応性が高い筈である。しかしながら内部アルケニルボロン酸誘導体は,その傾向に反して,これらシクロプロパン化に対してきわめて低い反応性しか示さないことが明らかとなった。前年度,スチリ-ルボロン酸に適用したとき,シモンズ・スミス法とは逆のジアステレオ面区別性を示したヨウ化メチレン/サマリウム金属を用いるシクロプロパン化法をシクロヘキセニル誘導体にも適用してみたが,数パ-セント程度のシクロプロパノ-ルを与えるにすぎなかった。これらの検討により内部アルケニルボロン酸誘導体の反応においては,遷移状態でα位のアルキル側鎖が立体障害となることが示唆される。得られたシクロプロパノ-ルの開環反応については,臭素との反応は,おそらくβ脱離を伴なうためか,良好な結果が得られなかったが,シクロプロピル・シリル・エ-テルに導いてアセトキシ水銀化反応を行なうことにより,不斉中心を損なうことなく開環生成物に導けることを明らかにした。
知的財産と無形資産の価値評価に関する研究

今回の基礎的研究から得られた成果は、次の7点にまとめることができる.(1) 1990年代にはいって「知的財産」という「サイバー空間」の産物が独立したものとして識別されるようになった。(2)その評価基準は理論的に体系化されていない。価値評価の範囲においても同様のことがいえる.しかし、制度的な変革を後追いするように評価の手順が確立しつつある.(3)知的財産に係わる統計データは未整備の状態である。今回の研究では、300企業の「知的財産に係わる統計データ」を解析することができた。今後、体系化されることを望む。(4)「知的財産の数量指標」として、条件付で「件数」を用いた。研究開発、売上高、管理コストなどとの間に「規模の経済性」が発生する。(5)「知的財産の価格」として、ロイヤルティ単価、特許出願単価、侵害賠償の平均単価などを試算した。(6)「知的財産のキャッシュフロー」と売上高の関係から判断して、休眠資産状態の知的財産(「休眠知的財産」)が多い可能性がある。(7)知的財産を取り巻く環境の変質を勘案した場合、「新たな評価基準の体系化」を推進する必要がある。成熟したソフト社会の中では、特許権、著作権、商標、映像権などの知的財産や無形資産が競争的市場において交換される。インターネットなどのメディアの中では、すでに、サイバー経済(Cyber economy)が発生している。しかし、知的財産をベースとした知的プレミア商品の市場価格決定メカニズムは解明されていない。さらに、組織内部で処理される知的財産の内部市場の決定メカニズも不明である。本年度は研究の中間年にあたる。現時点で得られた研究成果を個条書きでまとめる。(1)知的財産の価値評価を実施している企業は約25%(1万人規模以上の大企業では、45%)であった。(2)知的財産の管理費用は、売上総額の約0.2%であるが、精密機械、電子・家電、一般機械、化学系産業では、0.40.7%と大きい。(3)知的財産からの収益を重視した、ライセンス・イン&アウトを行っている企業が増えた。(4)知的財産の価格決定方式は未成熟である。業界内部においても、かつ、知的財産の種別においても標準化はなされていない。しかし、企業内部では内部市場を定めている企業が増えている。(5)知的財産の組織間取引は、ロイヤルティ価格、あるいは、損害賠償価格などの移転価格にもとづいて行われている。しかし、多くの場合、知的財産の価値寄与度に関する算定は不安定である。今回の基礎的研究から得られた成果は、次の7点にまとめることができる。(1)1990年代にはいって「知的財産」という「サイバー空間」の産物が独立したものとして識別されるようになった。価値評価の範囲においても同様のことがいえる。しかし、制度的な変革を後追いするように評価の手順が確立しつつある。(3)知的財産に係わる統計データは未整備の状態である。(5)「知的財産のキャッシュフロー」と売上高の関係から判断して、休眠資産状態の知的財産(「休眠知的財産」)が多い可能性がある。
近現代日本の国際関係思想の形成　「未知との出会い」としての国際文化交渉

2018年度は、「未知との出会い」に関する基礎的な作業として、理論的な精錬と具体的な研究対象におけるその適用可能性について、検討を進めた。また、「未知との出会い」を担った研究者や実務経験者へ、スイス・リヒテンシュタインに在住しつつ国際文化交流活動に貢献してきた日本人への聴き取り調査、関連文献・資料収集も一定の進展を得ることができた。その業績の一部は、所属する学部の論集に収録した複数の単著論文、共著書、学会報告などによって公表し、議論を深めることができた。また、スイス、リヒテンシュタインに上記調査のため滞在し、研究対象に対するインタビューや資料収集を行った。具体的には、バーゼルを拠点として、日本とスイス、および日本とリヒテンシュタインの間で、クラシック音楽を中心とした国際文化交流活動を長年行ってきた野川等氏、およびリヒテンシュタイン在住で、日本とリヒテンシュタインの国際親善に大きく貢献してきた瀬尾恒雄氏に取材し、日本で開催されたそれぞれの文化交流活動の現場を観察することもできた。加えて、バーゼル大学ヨーロピアン・グローバル・スタディーズ研究所や、関連するスイス国内の文化交流関連施設(プロ・ヘルベティア、IBBY)などを訪問し、資料収集や研究の見通しについて調査し、同研究所所属研究員と、研究上の連携可能性について協議を行った。今年度は、昨年度より進めている理論的な考察及び、具体的な事例(スイス・リヒテンシュタインにおける国際文化交流のあり方、近現代日本の国際文化交流の歴史、「未知との出会い」を担った実務経験者や研究者への聞き取り調査など)に関する調査をさらに進展させることで、実証的な考察と理論的な検討を複合的に進めていく作業をさらに発展させていく予定である。当初予定していた出張関係の経費および消耗品の購入が、予定より少なく済んだため、未使用額が生じた。次年度使用額に関しては、前年度予定していて実現できなかった国内・国外での調査や専門的知識の提供などに充当する予定である。
高精度フェムト秒赤外分光システムの開発

増幅されたフェムト秒近赤外パルスから、波長可変な赤外超短パルスを生成し、中赤外領域におけるサブピコ秒過渡吸収変化を高感度に検出する測定システムを開発した。これをヘムタンパク等の化学、生物学的に重要な研究試料に適用して性能を実証する。本分光装置は市販のフェムト秒モード同期チタンサファイアを基本とした。これより得られる光を増幅し、さらにパラメトリック増幅によって可変波長化して2つの波長の差周波を発生させて、可変波長のフェムト秒中赤外光(12.5μmから3.57μmまで)(800cm^<-1>から2800cm^<-1>まで)までを得た。パルス幅は200fsである。フェムト秒チタンサファイアレーザーの2倍高調波(400nm)を励起源(ポンプ光)として振動スペクトルの時間変化を赤外光で検出する高感度分光装置を開発した。本分光装置の全体の時間分解能は250fsかこれ以上である。2秒間の積算で感度1×10^<-4>(吸光度差)を得ることが出来、赤外超高速高感度分光装値の開発に成功した。これは通常困難な赤外領域としては大変優れたものであり可視部における値と比べて遜色のない優れたものである。装値の性能を確認するためミオグロビンにおける一酸化炭素の解離と再結合ダイナミックスを観測した。偏光実験からCOの分子軸とポルフィリンの分子面のなす角度は垂直より約6度かそれ以下であることが分かった。これらによって本装値の総合性能を確認した。遺伝子転写制御機能を有するヘムタンパクCooAの分子構造ダイナミックスの研究を進めた。これによって遺伝伝達信号分子(一酸化炭素分子)がヘムから光解離して再結合するピコ秒領域のダイナミックスの研究を行い所定の成果を得て現在発表準備中である。なお本装置には一般性があると思われるので今後多く用いられることを期待している。超高速の分子構造変化の情報を、主に可視波長領域で蓄積されてきた電子状態の情報と組み合わせる事で、超高速時間(フェムト秒)分解赤外分光の有用性を示し、多くの大学、研究所の研究者に用いられ易いような汎用性をもつ測定システムを開発することが本研究の目的である。本年度はフェムト秒赤外光の発生に成功した。すなわち、増幅された800nmのパルスエネルギーの一部をサファイア板に集光し、フェムト秒白色光を得た。残りの800nmパルス光のエネルギーを、白色光とともに非線形結晶に集光して、100フェムト秒程度の赤外パルスを得た。1kHzの繰り返しのレーザーを用いて、1秒間の積算でノイズレベルを1ミリ吸光度以下に抑え、高感度・高速データ処理システムを構築することに部分的に成功した。これを用いて標準試料としての色素の赤外領域のダイナミックスの測定を行った。また、ミオグロビンに結合した一酸化炭素(1945cm^<-1>)のスペクトルとフェムト秒光解離ダイナミックスの研究に着手した。赤外検出法はシングルチャンネル検出器を用いた1波長毎の検出である。今後はマルチチャンネル検出を行う予定であるが、この為にはさらに技術開発が必要であると考えている。遺伝子転写制御機能を有するヘムタンパクCooAの可視部のダイナミックスの研究を成功裏に開始している。この情報を基に赤外部で観測が可能な分子構造ダイナミックスの研究を次年度に進める予定である。

これによって遺伝伝達信号分子(一酸化炭素分子)がヘムから光解離して再結合するピコ秒領域のダイナミックスの研究が進むと考えている。波長可変な赤外超短パルスを生成し、中赤外領域におけるサブピコ秒過渡吸収変化を高感度に検出する測定システムを開発した。これをヘムタンパク等の化学、生物学的に重要な研究試料に適用して性能を実証した。増幅された800nmのパルスエネルギーの一部をサファイア板に集光し、フェムト秒白色光を得た。残りの800nmパルス光のエネルギーを、白色光とともに非線形結晶に集光して、100フェムト秒程度の赤外パルスを得た。1kHzの繰り返しのレーザーを用いて、1秒間の積算でノイズレベルを1ミリ吸光度以下に抑え、高感度・高速データ処理システムを構築することに成功した。偏光解消ダイナミックスも高精度で測定可能である。測定可能波長範囲は800-2800cm^<-1>である。これを用いて標準試料(ミオグロビンに結合した一酸化炭素(1945cm^<-1>))のスペクトルとフェムト秒光解離ダイナミックスの研究を行うことによってシステム総合性能を確認した。これらを含めた本システムの技術的な内容を専門雑誌「分光研究」に発表した。さらにこのシステムを用いた本格的研究として、遺伝子転写制御機能を有するヘムタンパクCooAの分子構造ダイナミックスの研究を進めた。これによって遺伝伝達信号分子(一酸化炭素分子)がヘムから光解離して再結合するピコ秒領域のダイナミックスの研究を行った。その結果、このタンパクの場合信号分子は複雑なタンパク自身の構造変化を伴いつつ、タンパク中のヘム分子に結合することが分かった。またその速度はミオグロビンなどと比較して桁違いに(2-3桁)速い(数100ピコ秒)こと、COが結合中に方向を変えないことなど多くの興味ある事実が明らかになった。以上のような実証の結果、本装置には一般性があると思われる。今後広く応用されることを期待している。
DNA損傷の形態学的品質評価法を用いた歯髄幹細胞の最適培養法の開発

本研究では、歯髄幹細胞の最適な培養法と品質管理・保証法を開発することを目的とした。まず品質管理・保証法として、SCPFGEを用いた幹細胞のゲノムDNA損傷の形態学的評価法の開発を試みた。しかしながら酵素や物理的方法にて細胞剥離を行うと非特異的なDNA損傷が生じた。次に歯髄幹細胞の最適な培養法に関して、tri-gas incubatorを用いて安定低酸素環境で細胞培養した。その結果、増殖促進、幹細胞性、trophic効果等より5%O2が最適であることが判明した。また、微小重力環境での細胞培養の最適条件を検討したが、通常重力を比較して、増殖、細胞安定性および品質にさほど顕著な差はみられなかった。細胞をシングルセルにする必要があることから、細胞の剥離方法について検討したが、トリプシンEDTAやトリプルセレクト等の酵素を使用する方法、スクレイパーにて物理的に細胞を剥離する方法のいずれでも、SCPFGEを行ったところ、非特異的なDNA損傷が見られた。そこで、末梢血リンパ球を使用してSCPFGEを実施した。しかし、やはり非特異的なDNA損傷が見られた。その原因を探索したところ、サイトスピン標本を作製する際の細胞への物理的衝撃によって、細胞内小器官が損傷を受け、その結果生じる活性酸素によって、DNAが損傷されていることがわかった。さらに、サイトスピン標本作製時の細胞膜の損傷部位から、培養液中に含まれる成分が細胞内に取り込まれ、活性酸素が産生され、DNA損傷が生じていることが考えられた。今後、活性酸素を主に産生する、ミトコンドリア電子伝達系の阻害剤等を添加することで、非特異的DNA損傷が抑制されるかどうかを検討する予定である。歯髄幹細胞の最適培養法について、マルチガスインキュベータを使用して、酸素分圧を3%、6%にし、その際の培養液のpHをHepes Bufferにて安定させた上で培養し、通常条件下である21%酸素分圧下で培養した細胞と、幹細胞表面マーカー、遊走能、DNA安定性を調べている。さらに、微小重力環境下で、幹細胞の未分化性の維持や増殖能が上昇する報告から、微小重力培養装置を用いて培養し、通常重力環境下(1G)で培養した歯髄幹細胞と幹細胞表面マーカー、遊走能を比較している。今後、さらにLot数を増やし、最適な条件を検討していく予定である。昨年度、購入した微小重力培養装置(北川鉄工所)を用いて、培養液を変更せず、重力環境のみを改変することで、歯髄幹細胞の形質に変化が見られるかどうかを検討した。まず、最適な回転速度と播種してから微小重力培養を開始するまでの時間を検討し、外フレーム回転速度2min-1 /内フレーム回転速度1min-1の条件が適しており、播種してから少なくとも6時間以上培養してから微小重力培養を開始する必要があることがわかった。この条件下、ヒト若齢由来歯髄幹細胞を72時間、微小重力培養(10-3G)と通常重力培養(1G)した。その結果、細胞増殖能は、ほぼ同じだが、幹細胞表面抗原のうちCXCR4の陽性率が微小重力培養によって、約2.5倍上昇することがわかった。さらに、最適な条件を検討していく予定である。また、改変したtri-gas incubatorを用いて、内蔵したculture chamberを混合ガス(O2、CO2およびN2)につなぎ、pHをHEPES bufferで調整した培地を用いて、安定した酸素分圧が得られた。その装置を用いて酸素分圧を3%、5%、および21%にて歯髄幹細胞を培養したところ、5% O2が最も細胞増殖能、遊走能、幹細胞マーカー発現、およびtrophic因子発現が高かった。また、5% O2下で培養した歯髄幹細胞secretomeが最も細胞増殖促進、遊走促進、神経分化誘導作用に優れていた。よって、5% O2で歯髄幹細胞を培養する有効性が示唆された。SCPFGEを細胞へ適用するための剥離方法は非特異的なDNA傷害を引き起こすため、その点の改善に時間がかかっているため。まず、幹細胞性を維持する最適な酸素分圧条件を決定した。すなわち、安定したガス分圧が得られる改良型tri-gas incubatorに内蔵したculture chamberを用いて3%、5%、および21% O2にて歯髄幹細胞を培養した。その結果、5% O2が最も増殖率、遊走能、幹細胞マーカー(CXCR4、G-CSFRおよびSOX2)発現が高かった。また、5% O2下で培養した歯髄幹細胞のsecretomeが最も増殖、遊走および神経突起伸長促進効果を有していた。よって、5%が最適な酸素分圧であることが示された。

さらに、増殖能、細胞安定性および品質に優れた同種移植に適した歯髄幹細胞を大量に得るため、昨年度に引き続き、三次元微小重力培養装置(Gravite&#61650;、北川鉄工所)を用いて、21% O2での最適な培養条件を検討した。播種してから少なくとも6時間以上培養し完全に付着させてから、微小重力として、内フレーム回転速度/外フレーム回転速度/重力レベル10.25/0.50/10-3G、20.15/0.30/10-3G、30.10/0.25/0.5Gの3条件にて7日間培養し、正常の重力と比較した。その結果、増殖率や老化マーカーp53, p16 mRNA発現に差はみられなかった。幹細胞マーカーNanog、Sox2のmRNAは他条件および正常重力と比べて2が最も発現が高く、神経栄養因子BDNF mRNAおよび前炎症マーカーIL-6 mRNAも2が最も発現が高かった。しかし、微小重力と正常重力を比較した場合、増殖、細胞安定性および品質に1代継代だけではさほど顕著な差はみられなかった。よって、最も差があった2の条件にてさらに3代継代したが、両者の増殖率に差はみられなかった。したがって、今後、幹細胞性を最も維持可能な5% O2にて2の条件で微小重力培養を行う必要があると考えられる。SCPFGEを歯髄幹細胞で実施するための剥離方法が日常的に実施している方法では非特異的にDNAが損傷を受けていることがわかり、その点がまだ改善されていないため。改変したtri-gas incubatorを用いて安定した酸素分圧下で培養を行い、5% O2が最適な幹細胞形質を有することをすでに明らかにした。本年度はさらに、膜分取法で分取した歯髄幹細胞(MDPSCs)の最適な酸素分圧を検討する。また、微小重力培養装置による環境をさらにより低速回転の微小重力環境で培養を行い、その影響を検討する。さらに、決定した最適な酸素分圧ならびに最適な微小重力下で長期継代培養した歯髄幹細胞を、従来の培養条件の歯髄幹細胞と比較する。すなわち、細胞形態、幹細胞表面マーカー、遊走能、DNA安定性、trophic因子発現により、増殖促進ならびに幹細胞形質の維持を検討する。また、老化細胞の排除法の検討を行う。すなわち、細胞は老化すると、遊走能が低下するため、この差を利用した装置を用いた分取法を検討する。さらに、SCPFGEを細胞へ適用するため、活性酸素防御剤を用いて非特異的なDNA傷害を防止できるかどうかを検討する。それにより、SCPFGEによる歯髄幹細胞の新規品質評価法の検討する。医歯薬学28年度が最終年度であるため、記入しない。まず、歯髄幹細胞の最適培養法の探索を行う。マルチガスインキュベータ(エアーテック)を用いて、様々な酸素分圧下(3%、6%)にて培養する。また、昨年度にひき続き、微小重力培養装置(北川鉄工所)を用いて微小重力環境下で歯髄幹細胞を培養する。様々な酸素分圧下や微小重力下で培養した歯髄幹細胞と、従来の培養条件下(5%CO2、21%O2、1G)の歯髄幹細胞の細胞形態、幹細胞表面マーカー、遊走能、DNA安定性、各種遺伝子発現(幹細胞マーカー、血管新生因子、神経栄養因子)に違いが出るかどうかを検討する。