hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹木バイオマス相対成長式の統合と生態系純生産量の試算

生態系純生産量は森林の純生産量と土壌呼吸量より推定される。土壌呼吸量は、植物根や微生物の呼吸により土壌から放出されるCO2で、季節や空間による変動が大きい。本研究では、季節変化や空間変動を考慮した土壌呼吸量の推定と、生態系純生産量の年次変動を明らかにすることを目的とした。岐阜県荘川村六厩の110年生の落葉広葉樹林に設置した調査区内(100m×100m)の25地点で土壌呼吸速度と環境要因(地温、土壌含水率)を測定し、年間の土壌呼吸量を推定した。また、人工降雨実験より降雨が土壌呼吸速度に与える影響についても検討した。森林の純生産量は積み上げ法(小川,1967)を用いて樹木の成長量、枯死量、被食量より推定した。土壌呼吸速度は、5cm深の地温との間に最も高い相関があり、2000年から2004年にかけての土壌呼吸量を5cm深の地温より推定すると7.277.59tC/ha/yrであった。5cm深の地温が約8°Cから約19°Cに上昇するときの土壌呼吸速度の増加割合を各地点で比較すると、1.2倍7.0倍と大きくばらついていた。土壌中における根、石礫、間隙の量や状態の違いにより、地温に伴う土壌呼吸速度の増加の割合に空間変動が生じるものと考えた。降雨による土壌呼吸速度の変動は、降雨直後に一時的にみられたのみであった。2000年から2004年にかけての生態系純生産量は-0.39+0.12tC/ha/yrで、この森林の炭素収支はほぼ±0であることがわかった。生態系純生産量の年次変動を、成長量、枯死量、土壌呼吸量と気象要因(降水、気温、日照)との関係より検討した。生育期間(5月9月)の平均気温の増加に伴う土壌呼吸量の増加は、同様に生じた枯死量の増加により相殺されていた。5年間の成長量は、ほぼ一定の値を示した。この結果、2000年から2004年にかけての生態系純生産量の年次変動は小さくなっていた。本研究では、季節変化や空間変動を考慮した地下部バイオマスの推定と生態系純生産量の年次変動を明らかにすることを目的とした。岐阜県高山市荘川町六厩の地下部細根量を把握するため、5m×5mの調査地に、30cm間隔の格子をとり、2週間毎にランダム地点20箇所で、土壌コアにより細根と土壌を採取した。2mm以下の根を細根とした。研究室に土壌コアの内容物を持ち帰り、肉眼で生根と死根を選別し、それらの乾燥重量を測定した。以上の研究期間のデータより、一次純生産量NPPを最終的に推定した。2000年から2004年の5年間の平均値で、この110年生落葉広葉樹二次林では、地上部についてNPP=9.96 t/ha/yr、これに地下部細根のNPP=0.97 t/ha/yrを加えて、NPP=10.93 t/ha/yrを得た。一方、生態系純生産量NEPは、一次純生産量NPPから異化呼吸量HRを差し引いた値として求めた。異化呼吸量を土壌呼吸量の50%(小泉,2001)と仮定し、樹体やリターに含まれる炭素含有率を50%と仮定して求めた。すなわち、NEP=NPP-HR=4.98-3.71=1.27tC/ha/yrを得た。調査期間5年間を平均すると、この森林は年間あたり1.27トンの炭素を吸収しているという目下の結論を得た。
ルテインとカテキンのロコモティブシンドローム予防機能に関する研究

中高年齢者の健康を目的とし、ロコモティブシンドローム(ロコモ:運動器症候群)の予防に食品由来成分を活用する研究を実施した。ロコモは運動機能の低下によって発症し、加齢・骨量減少・筋萎縮・運動不足を原因とする。尾部懸垂マウスを用い、DEXAにより骨密度を3次元マイクロCTにより骨・筋形態計測を実施し、生体マウスで評価するロコモ解析法を確立した。尾部懸垂マウスにルテインを投与すると、不動による骨量低下が軽減した。質量分析イメージングによる解析を行い、ルテイン分子の同定とイメージングに成功した。本研究により、ルテインを活用したロコモ予防に有効な機能性食品の開発の基盤的データを獲得した。1尾部懸垂マウスへの食品成分の投与尾部懸垂マウスでは、懸垂から24週後に骨量と筋量が減少する。雄マウスを用いて尾部懸垂を実施し、対照マウス(尾部懸垂なし)を用意し、各群のマウスの一部に、キサントフィルを経口投与した。その結果、キサントフィル投与により、尾部懸垂による骨量減少が軽減することが明らかとなった。2骨と筋の機能解析尾部懸垂マウスを用い、経日的に、骨量と筋量は生体用3次元CTにより大腿骨を用いて同時測定し、尾部懸垂の影響が出る位置が骨と筋で一致しているか解析した。筋力については、マウス筋力測定装置により測定した。歩行パターン解析は、歩行機能解析システム(GAIT)を用い解析した。懸垂後、1週後ならびに2週後、上記の生体計測を実施した後にマウスを屠殺し、四肢の骨(大腿骨および脛骨)を採取して、DEXAにより骨密度を測定すると共に、小動物用の3次元マイクロCTにより骨形態計測を実施した。四肢の筋肉もマイクロCTにより形態計測を実施した。これら解析により、尾部懸垂による骨と筋の機能変化を生体マウスで評価するロコモ評価法を確立した。3“質量分析イメージング"を用いた解析後肢の骨と筋から切片用標本を作成して凍結保管し、質量分析イメージング装置を用いて、各種成分の組織内分布解析法を検討した。実際に投与した成分が組織に局在している量と分布画像を取得した。骨組織の切片を用いた質量分析イメージングの成功は世界初めての成果である。・尾部懸垂モデルを用い、生体マウスCT解析によって骨と筋を同時解析する方法を確立したこと。・骨と筋の質量分析イメージングの解析法を1分子対応同定で成功したこと。中高年齢者の健康維持において課題となっているロコモティブシンドローム(ロコモ:運動器症候群)の予防に食品由来成分を活用することを目指す研究を実施した。ロコモは運動機能の低下によって発症し、加齢・骨量減少・筋萎縮・運動不足等を原因とする。尾部懸垂マウスを用い、経日的に、骨量は生体用3次元CTにより大腿骨を用いて同時測定した。懸垂後、1週後ならびに2週後、四肢の骨(大腿骨および脛骨)を採取してDEXAにより骨密度を測定すると共に、小動物用の3次元マイクロCTにより骨形態計測を実施した。本解析により尾部懸垂による運動機能変化を生体マウスで評価するロコモ評価法を確立した。カロテノイド系のキサントフィルの一種であるルテインは、培養系において骨吸収を抑制し、骨形成を促進することを明らかとした。そこで、ルテインを尾部懸垂マウスに経口投与したころ、尾部懸垂により低下した四肢の骨量がルテイン投与により改善することを見出した。従って、ルテインが骨組織に作用して、不動によって亢進する骨吸収を抑制、低下する骨形成を増大して、骨量減少を阻止する効果を発揮すると考えられる。茶カテキンについては、卵巣摘出による骨粗鬆症発症を軽減することが認められたが、同等の摂取量では、尾部懸垂の骨量低下に対しては明瞭な作用が認められず、更なる検討が必要である。ルテインはホウレン草に豊富に含まれることから食品から摂取してロコモ予防に活用する可能性も重要であるが、有効量を確実に摂取するにはサプリメント等による摂取法も検討する必要があると考察できる。平成28年度の成果をふまえ、平成29年度は、尾部懸垂マウスに、ルテインとカテキンを併用経口投与する実験を行なう。骨と筋の計測、生体用CTによる骨と筋の同時解析、歩行パターンと自発運動量を計測する。懸垂34週後に、生体による計測の後にマウスを屠殺し、摘出した大腿骨を用いた骨密度・骨量・形態計測、腓腹筋・ヒラメ筋を用いた筋量・組織解析を実施する。2成分の併用効果について、初年度に作成したロコモ評価基準により評価する。

質量分析イメージングを用い、2成分を併用投与した骨と筋の組織を用いて、2成分の同時検出と組織内分布画像の取得に挑戦する。また、質量分析イメージングにより、併用投与した2成分を組織内で同時検出し、組織分布画像の取得に挑戦する。ホウレン草パウダーと茶飲料の併用摂取試験を実施する。この試験により、両食品中の2成分の含有量から有効摂取量を試算し、ロコモ予防に画期的効能を有する機能性食品開発の基盤データを得る。ルテインや茶カテキンを活用したロコモ予防に有用な機能性食品の開発を目指す。栄養生理学
過小肝グラフトの肝再生を賦活する体外灌流治療の開発とメカニズム探索

肝移植における過小グラフト症候群は移植臓器が小さいことに起因する障害であり、移植後肝不全の危険因子である。本研究の目的は過小グラフト症候群克服のために、移植後早期に十分な肝再生を達成する方法を探索し、そのメカニズムを解明することである。ラット肝を酸素化体外灌流(MP)し、虚血性変化からの回復、各種薬剤による灌流中の肝再生シグナル増強、の至適条件を検討する。ラット部分肝(30%)を至適条件で処置した後に同系ラットに移植し、術後生存、血液生化学、組織障害を評価する。
古代東アジアにおける都城と葬送地に関する考古学的研究

本研究は古代都城の成立とともに設置されたと考えられる都城の「葬送地」の実態解明を目的とする。本研究では、古代東アジアの各都城の外側に葬送地が設置されていたことを見出し、都城と葬送地との位置関係や墳墓の様相には、中国をモデルとする共通の要素と、各国の独自性が現われる要素があることを見出した。古代東アジアにおける都城の葬送地のあり方には各国の国家理念や墓制に対する意識の違いが反映していると考えられる。本研究は、古代都城の成立ととともに設置されたと考えられる都城の「葬送地」の実態を明らかにするために、当該期の東アジアにおける葬制に関する資料を集成し、考古学的手法を用いて都城の「葬送地」とそこへ葬られた墓の抽出をおこなうことを目的としている。研究初年度は、基礎資料の整理として、中国・韓国の報告書を中心にデータ集成に努めた。特に韓国では、慶州・扶余・益山周辺の報告書や論文を収集し、韓国においても都城の成立と共に、墓の分布に変化があること、都城内では埋葬例はかなり限定的であること、伝統的墓地では都城の成立と無関係に墓が連続的に営まれていることなどを見出した。これらは、今後、資料の実見調査や実地踏査を踏まえ、時期的位置づけや、周辺遺構との関連など「墓地の連続性」と「墓の構造」や「葬送作法」といった観点から、都城の葬送地の抽出をおこない、藤原京・平城京周辺の様相と比較をおこなう予定である。国内では、墓に副葬・供献された土器の流通・入手ルートから造墓集団像について検討するため、藤原京・平城京出土の土器について土師器を中心に実見調査をおこない、都城以外の地域から出土した土器との比較をおこなった。また、従来の研究成果および本研究の今後の見通したついて、2009年5月に「古代火葬墓の世界」と題する一般講演を、2010年2月に国立慶州文化財研究所において「日本古代火葬墓の比較研究」と題する研究発表をおこなった。加えて、国内における学会・研究会に参加し、研究者との意見交換や情報収集をおこなった。本研究は、古代都城の成立とともに設置されたと考えられる都城の「葬送地」の実態を明らかにするために、当該期の東アジアにおける葬制に関連する資料を集成し、考古学的手法を用いて、「葬送地」とそこへ葬られた墓の抽出をおこなうことを目的としている。研究計画の2年目にあたる本年度は、前年度の資料集成作業をふまえ、国内・韓半島の資料調査と遺跡踏査をおこなった。特に韓国の扶余地域周辺の遺跡踏査をおこない、博物館において出土瓦・土器の調査をおこなった。この中で、泗〓期における王陵である陵山里古墳群と陵山里寺、東羅城との位置関係が注目される。これら王陵と、都城を取り巻く石室墳群との関係について、今後、墓の構造と墓域の連続性の分析を通じて明らかにしたい。なお、扶余周辺では王陵・寺院が都城と密接な関連をもって配置され、石室墳も羅城外に築かれるのに対し、火葬墓のみが羅城内にあるという点は特異である。羅城内の火葬墓については墓以外の性格をもつ可能性も視野に入れつつ、再評価をおこないたい。国内では、都城および大宰府・各国府域周辺の墓地について、遺跡踏査や出土土器の観察をおこなった。今後、都城との比較のため、大宰府や国府など地方官衙と墓地との関係についても検討を深めたい。また、現時点での研究成果について、2010年12月に九州史学会考古学部会において「日韓古代火葬墓の比較研究」と題する研究発表をおこない、同内容を2011年3月に論文として発表した。加えて、国内における学会・研究会に参加し、情報収集に努めると共に、他研究者との意見交換を積極的におこなった。本研究は、古代都城の成立とともに設置されたと考えられる都城の「葬送地」の実態を明らかにするために、当該期の東アジアにおける葬制に関連する資料を集成し、考古学的手法を用いて「葬送地」とそこへ葬られた墓の抽出をおこなうことを目的としている。研究計画の3年目にあたる本年度は中国調査を中心とし、陝西省西安の唐代皇帝陵および隋唐長安城周辺の墓地の遺跡踏査・資料見学をおこなった。唐代皇帝陵では昭陵・乾陵を見学し、立地や石刻、倍葬墓など陵園を構成する各遺構を見学すると共に、出土遺物の見学をおこなった。長安城周辺の墓地では、長安城東郊の郭家灘地区周辺を踏査した。また、中国社会科学院西安研究室および陝西省文物考古研究所を訪問し、研究者との意見交換をおこなった。これらの調査により、分布図上では類似する平城京と唐長安城の天皇陵・皇帝陵および墓の立地の差異を見いだすと共に、都城周辺の墓地・葬地の設定原理の共通点と相違点についての見通しを得た。唐皇帝陵周辺では、墓の立地・構造からみて等級制度に基づく造墓がおこなわれており、制度に則った個人単位の墓といえる。

これは長安城周辺の墓地に認められる、居住区に程近い場所に家族・氏族墓としてのまとまりを保って造墓する様相とは異なる。今後、日本や韓半島(新羅・百済)の都城周辺の墓の様相と比較する上で重要な視点と考える。国内では、都城および豊前・豊後地域周辺の墓地について、遺跡踏査や出土遺物の観察をおこなった。また、現在までの研究成果の一部を2011年11月に論文として発表した。加えて、国内における学会・研究会に参加し、情報収集に努めると共に、他研究者との意見交換を積極的におこなった。本研究は、古代都城の成立とともに設置されたと考えられる都城の「葬送地」の実態を明らかにするために、当該期の東アジアにおける葬制に関する資料を集成し、考古学的手法を用いて「葬送地」とそこへ葬られた墓の抽出をおこなうことを目的としている。研究最終年度にあたる本年度は、補足調査として国内の地方官衙遺跡周辺の踏査をおこなった上で、4年間の研究の総括をおこなった。東アジアでは、古代都城の成立により、居住区と墓域との区分が明確となり、墓域は都城の外側に設置されている。この墓域は、都城周辺に無秩序に作られるのではなく、政治的な背景をもって設置されており、そこに各国の統治思想・政治意識・国際意識などが反映されている。本研究では、古代東アジアの都城と葬送地との関係について、1都城・交通路との位置関係、2墓構造・立地からみた階層性、の2点に着目した。日本では、都城背後に天皇陵を配置し、都城から視覚的に遮断された大和高原や生駒山麓に官人墓地が作られた。また墓構造の分析からは、造墓の際の決まったシステムの存在を示唆する階層性を見出し、背景として「喪葬令」に則った葬送がおこなわれた可能性を考えた。新羅・百済では、王陵が都城への進入路に面して立地する点に特徴があり、これらは視覚的側面を重視して設置されたと考えられる。また、新羅王京周辺の火葬墓や、百済の石室墳には階層性が存在し、日本同様「喪葬令」との関連が考えられる。中国では、唐代皇帝陵周辺において、立地・墓構造・副葬品に明確な等級制度に基づく造墓がおこなわれた一方、長安城周辺では、居住区にほど近い城外での家族・氏族墓地が営まれた事例も存在する。以上、本研究で見出した各国の都城と葬送地のあり方の違いとその背景について、分析結果を総括するとともに、考察をおこなった。中国調査の時期が当初予定とは変更になったが、調査対象遺跡の踏査および遺物の実見調査は予定通りに実施できた。中国・韓半島における実地調査は予定通りに実施でき、東アジア各都城の葬送地を比較するための基礎資料を集めることができたことから、研究はおおむね順調に進展している。今後これらの調査成果をとりまとめ、分析・考察を進めたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の進展にともない、国内における国府周辺の「葬送地」の実態に関する知見が深まりつつある。当初計画どおりの中国・韓半島・日本の都城周辺の葬送地の分析に加え、日本国内における都城と地方官衙(大宰府・多賀城・国府)周辺の葬送地のあり方も視野に入れて分析・考察を進めたい。
測度双曲性と標準束の正値性

前年度では、コンパクトな複素多様体上で部分多様体に沿った普遍被覆のカラテオドリー測度双曲性と部分多様体に沿った標準束の正値性を比較することに主に取り組んだ。これは私が証明したカラテオドリー全測度と標準束の体積の間の不等式の"制限型"を示すことにあたる。標準束の体積の制限型(制限型体積)は、外に拡張できる切断を考慮に入れて定義され、部分多様体に沿ったその正値性を測る量と見なされる。私はその類似でカラテオドリー擬体積形式の制限型(制限型カラテオドリー擬体積形式)を導入し体質的にはアイゼンマン氏による)、目標の不等式を得たと考えた。しかし今年度、その証明の中で重要な役割を果たす曲率の不等式に本質的な間違いを見付け、その修正を試みたが完全には出来ず、その制限型の不等式は予想である。しかしその制限型カラテオドリー測度を小さい制限型に代用すると、その予想の標準束の制限型体積と制限型カラテオドリー測度の代用品の間の不等式が成り立つことを示した。正確には部分多様体はカラテオドリー擬体積形式の退化集合に含、まれないと仮定し、それを除くと反例がある。これは「部分多様体に沿った標準束の正値性が部分多様体に沿ったカラテオドリー測度双曲性よりも大きい」という事実をそれぞれを測る量の間の不等式の形で数値的に表している。この結果から、強カラテオドリー測度双曲性がただ豊富性を導くことだけでなく、中井の豊富性判定法から全ての部分多様体との交点数が豊富性を測る量であるので、上の制限型の不等式は「豊富性は強カラテオドリー測度双曲性より大きい」とも解釈出来る。また制限型カラテオドリー擬体積形式の曲率が-1以下であることから、余接束のネフという正値性が制限型カラテオドリー全測度を用いて、カラテオドリー測度双曲性で下から評価出来た。
RGDペプタイドによる緑膿菌の角膜感染防御効果

1.緑膿菌の接着において、RGD配列を有するファイブロネクチン(FN)が、何等かの関与をしているかをFNコートと非コートのプレートに緑膿菌を接着させ、走査電顕(SEM)にて菌数をカウントした。その結果、FNコートプレートでは、有意に菌の接着が促進された。これより眼表面上で、特に創傷治癒過程において大量に出現するFNは菌の接着に関与することが示唆された。2.外来より投与されたRGDペプタイドがFNを介した菌の接着らいかなる影響をおよぼすか検討した。RGD配列をもつ合成ペプチド3種類、RGD配列を持たない合成ペプチド1種類で培養緑膿菌をプレインキュベートし、FNコートプレートにて接着実験を行った。RGD配列を有す3種のヘプチドを加えた菌では菌の接着が有意に抑制された。一方コントロールおよびRGD配列を持たないペプチドでは接着抑制は認められなかった。以上より外来より加えたRGDペプタイドはFNのRGD配列と緑膿菌上のレセプターを競合することにより、緑膿菌の接着を阻害する可能性が考えられた。現在培養角膜上皮において同様の実験を行っている。
生活習慣病の予防に対する運動の効果を予測するバイオマーカーの探索

好ましくない生活習慣は、メタボリックシンドローム(MetS)や動脈硬化など、生活習慣病の基盤となる病態をもたらし、ひいては冠動脈疾患や脳血管疾患などの致命的な疾患につながる。日常的な運動は生活習慣病予防に極めて有効な習慣であるが、個人差を考慮し、その効果を的確にモニターしながら運動の量や質を加減することが、より確実な効果をもたらす。本研究では、この運動効果を見極める手がかりとなる最適なバイオマーカーを探索することを目的とした。対象はMetS該当者と予備群の男性26名であった。対象者に週2回フィットネスクラブでの運動を指示し、日常生活でより多くきびきび歩くこと、階段を使うことなどを指導した。この運動介入開始前と16週間の介入終了後に諸検査を実施した。その結果、体重は平均6.1kg減少し、内臓脂肪面積は平均28%減少した。その他、MetS診断基準に用いられる検査項目すべてにおいて、有意な改善が認められた。粥状動脈硬化形成に直接関与するリポタンパクの指標であるsmall,dense LDLコレステロールとRLPコレステロールは運動介入後に有意に低下したが、その変化に個人差が認められ、運動効果のバイオマーカー候補と考えられた。有益なアディポカインであるアディポネクチンは有意に増加し、身体活動量の多寡とこの変化が有意な正相関を示したことから、マーカー候補の1つと考えられた。骨格筋由来分泌タンパク(マイオカイン)として、動物実験よりマーカー候補として抽出されたSPARCは、今回の運動介入前後では有意な変化が認められず、さらなる検討が必要と考えられた。しかし同様に糖代謝に対するマイオカインとしての意義が報告されているFGF21は明らかな低下を示し、運動効果の新規バイオマーカーとなる可能性が考えられた。今後これら新規バイオマーカーを活用して、的確な運動指導が行えるようになることが期待される。本研究課題の予備調査を実施した。和歌山健康センターにて健康づくり教室に参加し、3ヶ月間の運動トレーニングを実施した男女30名を対象とし、われわれが今後評価に用いる予定の指標の妥当性について検討した。従来よりわれわれが用いている糖代謝や脂質代謝の指標となる血液生化学検査項目や安静時上腕-足首脈波伝播速度に加え、血液流動性検査、アディポサイトカイン、炎症関連項目、酸化ストレス・抗酸化マーカーや、新たに開発中の運動負荷脈波検査を実施し、運動トレーニングの効果を評価する上での有用性を検証した。この結果、まず血液流動性検査において、従来の抗凝固剤入り血液を用いて従来通りに測定すると測定不能になるケースがいくつか認められ、この点に関し基礎検討を加える必要性が出てきたので、適切な抗凝固剤の種類やマイクロアレイに関する検討を実施した。この検討は平成18年度も継続して実施する予定である。運動負荷脈波検査については、負荷前に対する変化度で評価すると何らかの指標になる可能性が考えられたので、この指標が何を示すか、詳細な検討をすべく解析中である。また内臓脂肪面積が100cm2以上の内臓脂肪型肥満の人で、特に運動トレーニングによる安静時上腕-足首脈波伝播速度が改善することが示され、さらに内臓脂肪面積の減少度と動脈スティフネスの改善が相関することが示唆されたので、このメカニズムについて詳細に明らかにすべく、特に炎症関連サイトカインや酸化ストレス・抗酸化マーカーとの関連を中心に詳細に検討を進めた。その結果、酸化ストレスの関与が推察された。また当初の計画に追加して、自律神経機能を評価する指標として、心拍変動の測定を検討した。血漿タンパクプロテオーム解析用のサンプルは凍結保存してあり、今後順次測定に供する予定である。

本年度から所属が変わったために、当初本年度実施する計画にしていた本試験にあたる運動トレーニングの介入が実施できず、暫定的に引き続き基礎検討を実施した。血液流動性の評価に関し、本年度は新規の血液抗凝固剤を用いた基礎検討を行なった。まず、ヘパリンを抗凝固剤として用いた従来法にて血清脂質との関係を見たところ、血清トリグリセリド(TG)値が著しく高い場合に測定不能となるケースが多いことがわかり、測定可能であったサンプルについてはTG値と血液通過時間との間に相関関係が認められた。またヘパリン添加で測定不能となる血液サンプルに新規抗トロンビン剤を添加した場合には、血液通過時間の測定が可能となることがわかった。以上より、本測定系の血液流動時間はTG値と関連しており、著明高値になるとヘパリンとの何らかの相互作用により測定系での凝固が亢進してしまう可能性が示唆された。したがって、本研究では新規抗トロンビン剤を添加したサンプルを用いることとし、そのプロトコールを完成させた。また、最近普及してきたディスポーザブルのマイクロチャンネルチップを用いた場合、測定値のばらつきが多く、現時点では本研究で用いるには適さないものと判断し、従来型のマイクロチャンネルチップを用いて検討することとした。本研究における内臓脂肪の最終評価にはCTによる内臓脂肪面積を用いるが、頻回に行なうには適さないので、それに代わるものとしてインピーダンス法に基づく体組成測定装置(InBody720)を用い、内臓脂肪面積を始めとする体組成測定の信頼性と有用性につき検討した。体脂肪率(量)について、空気置換法体脂肪測定装置(BODPOD)で測定した値とInBody720で測定した値を比較検討したところ、ほぼ一致した値が得られ、また簡便に測定可能であることから有用性が高いものと考えられた。今後頻回の検査の際にはInBody720を用いて体組成をチェックすることとした。今年度は、運動を中心とした生活習慣の介入を行い、メタボリックシンドロームの改善に連動して変化する様々なパラメーターを捉えることで、運動関連バイオマーカーの探索を試みた。本年度再び研究代表者の所属機関が変わったため、被験者の募集や運動トレーニングの実施施設を確保するのに苦慮し、介入の開始が予定より大幅に遅れて平成19年12月からの介入となった。運動は京都テルサフィットネスクラブで、エルゴメーターあるいはトレッドミルを用いた有酸素運動(AT強度)を30分、レジスタンス運動とストレッチを30分程度で合計1時間、週2回以上行なわせ、運動トレーニング開始前検査と、現時点で開始後4週、16週の時点での検査まで終了した。介入は現在も進行中である。対象者は運動実施施設の都合により、当初の計画より少ない19名(メタボリックシンドロームの該当者か予備軍)でスタートしたが、医学的な判断や個人の都合により、最終的には13名(すべて男性)となった(今年度再募集し介入を実施して例数を増やす計画中)。平均年齢は45.5歳、平均身長173.8cm、平均体重80.1kg、平均腹囲93.0cmであった。なお介入期間中の平均運動量は38.8Ex/週であった。
文字科学 ― 文字の機能の多面的解明

「文字」は我々の文化的活動やコミュニケーションを支える最重要メディアである.本課題では,「言語であり画像でもある」という文字の二面性に注目しながら,文字の持つ多様な機能の本質を総合的に解析する新分野「文字科学」を推進する予定であった.特にこれまで注目されることのなかった文字の4機能(周囲の明確化,知識・意味伝達,雰囲気伝達,可読性維持)について,広汎で挑戦的かつ世界にも類例のない基礎的研究群を実施する予定であった.こうした予定であったところ,本課題での実施内容を含んだ基盤S課題「機械可読時代における文字科学の創成と応用展開(17H06100)」が平成29年5月末日に採択されるに至った.その結果,重複制約により,本課題に係る事業は開始後2か月で廃止される運びとなった.なお,基盤S課題の実施担当者も,本課題と同じ3名であり,本課題で実施予定だった内容は,基盤S課題においても問題なく実施可能である.本2か月間においては,代表者ならびに2名の分担者での議論により,上記の文字の4機能解明に係る課題の具体化を行った.特に,フォント自動生成,デザインとフォント形状の解明,情景内文字とその意味の関係解明,情景の画像情報が与える情報と情景内文字が与える情報の関係解明,アルファベット生成プロセスの工学的解明,等の課題について具体的な方法論を設定し,担当者を決定するとともに,データ収集・実装をスタートした.上述の通り,これらはいずれも前記基盤S課題に引き継がれることになっている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
骨髄幹細胞の無血清培地を用いた培養系の確立と脊髄再生の評価

骨髄幹細胞(MSCs)の基礎研究はウシ血清を用い行われてきたが,ヒトへ使用を考えると難しい.将来の非自己移植も考えた際,無血清培地で培養することが理想的である。当該研究はヒトMSCsの無血清培地による細胞培養系の確立とMSCsの特性の比較および損傷脊髄の治癒・再生への評価を目的とする.無血清培地で培養すると細胞の接着性は低下したが増殖性は増加した.また,培地による分化能に違いが認められた.ヒトMSCsを脊髄損傷動物に移植すると損傷の抑制が認められ,細胞の損傷領域への遊走が観察された.骨髄幹細胞(MSCs)の基礎研究はウシ血清を用い行われてきたが,ヒトへ使用を考えると難しい.将来の非自己移植も考えた際,無血清培地で培養することが理想的である。当該研究はヒトMSCsの無血清培地による細胞培養系の確立とMSCsの特性の比較および損傷脊髄の治癒・再生への評価を目的とする.無血清培地で培養すると細胞の接着性は低下したが増殖性は増加した.また,培地による分化能に違いが認められた.ヒトMSCsを脊髄損傷動物に移植すると損傷の抑制が認められ,細胞の損傷領域への遊走が観察された.当該年度は、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞を用い、骨髄由来間葉系幹細胞の同定のための骨、軟骨および脂肪細胞への分化能と、コロニー形成能を調べた。さらに、近年報告のある幹細胞の炎症に対する効果をマイクログリア系の培養細胞株BV-2との共培養システムを用い調べた。骨髄由来間葉系幹細胞は何度も繰り返し継代すると細胞の分化能やコロニー形成能が低下することが知られている。そのためこれまでは繰り返し継代した骨髄間葉系幹細胞は移植に適しないとされている。そこではじめに継代3、7、10世代の骨髄由来間葉系幹細胞を用いクラシカル培地(10%牛血清を含むalpha-MEM)において骨、軟骨、脂肪細胞に対する分化能、コロニー形成能を比較した。その結果、3継代目の骨髄由来間葉系幹細胞にくらべ7世代目ではコロニー形成能はそれほど変わらなかったが、10世代目ではコロニー形成能が有意に低下した。さらに骨、軟骨、脂肪細胞への分化能は3世代目に比べ、7世代目ですでに低下していた、しかし、最近注目されている抗炎症作用を古典的活性化させたBV-2の一酸化窒素産生能に対する影響で調べたところ、骨髄間葉系幹細胞は10世代目まで世代を超えて一酸化窒素産生能を抑制することが示され、この作用はよく保存されていることが分かった。これらの結果は、骨髄間葉系幹細胞の幹細胞の機能と抗炎症性の作用は別の作用によることが考えられた。さらにこれら細胞を用い、細胞表面マーカーを調べるとともに、培地の違いによる性質の違いを調べていく。当該研究は当該年度は、クラシカル培地(牛血清を使用した従来の培地)と近年,市販され始めたヒト骨髄間葉系幹細胞(hMSCs)用の無血清培地もしくは低血清培地を用い、従来のクラシカル培地とそれら新規培地の比較を行い,血清を用いた培養法に代わるべき移植方法の創出を目的としている.当該年度は、クラシカル培地の培養条件に従い,hMSCsを無血清培地もしくは低血清培地で培養し低密度および高密度で細胞を播いた際の増殖能,コロニー形成能,骨,脂肪細胞への分化能を調べた.細胞の増殖能はバイオステーションシステム(NIKON)を用い,経時的イメージを撮影した.コロニー形成能は,10-cmのプラスチックプレートに100個の細胞を播き,上記培地により3週間培養した後に形成されるコロニーを計数した.骨,脂肪細胞への分化能は,上記培地により培養した細胞を分化用試薬(Invirtogen)に交換しマニュアルに従い行った.骨はカルシウム形成,脂肪は脂肪滴形成を指標し行った.既存のクラシカル培地の低密度培養法に従って無血清培地,低血清培地により培養したところhMSCsはクラシカル培地の1/10程度の増殖能であった.また高密度においても細胞の培養は極めて悪かった.コロニー形成および分化能に対しても同様の結果が得られた.この結果,無血清培地,低血清培地での培養下ではhMSCsの性質,特に接着能が変化することが明らかとなった.次年度はさらに,無血清培地,低血清培地で推奨されるプレートのコーティングを行いこれらを比較するほか,FACSにより表面抗原の違いを調べる.さらに,動物への移植後の組織生着性を調べる.昨年度の研究により,申請者は,クラシカル培地(牛血清を使用した従来の培地)と比較し,無血清培地もしくは低血清培地は,骨髄間葉系幹細胞(hMSCs)の特徴とされる非コーティングプレートおよび低密度での培養が極めて困難であるとの結果を得た.そこで,本年度は無血清培地で推奨されるコーティング剤(Cellstat, Invirtogen)を用い細胞培養し,た.その結果,無血清培地のhMSCs接着性は改善し細胞増殖能は,クラシカル培地や低血清培地より極めてよかった.さらに無血清培地で培養した細胞の骨および脂肪細胞への分化能は保持されていた.

一方,クラシカル培地で培養したhMSCsをマウスの脊髄に移植し,hMSCsの動態をhAluのPCR法および蛍光標識した細胞により組織化学的手法により明らかにした.hMSCs(5x10^5 cells/0.5μL)にて脊髄損傷部の一椎体尾側側に移植し,最大7日間観察した.移植直後には移植部位にクラスター上に認められた蛍光標識が7日後には損傷部位へホーミングしている組織像が認められた.それらの蛍光陽性細胞はヒトマクログロブリン抗体と共染され,hMSCsの存在が確認された.これら動物よりgenomic DNAを単離しhAluのPCR法を行った.約3.5x10^5 cellsが移植直後に脊髄内に観察されたが,7日後には約5000cellsまで減少した.現在,異なる培養条件下の細胞を用い,移植後の生着を比較検討している.
トンガ語コーパス構築及び包括的言語研究における少数言語コーパスが果たす役割の考察

本研究はトンガ語のコーパス(約十万語からなるデータベース)を作成し、得られたデータを統語論や心理言語学の研究に活用することで、これまでコーパスがあまり活用されてこなかった分野においてコーパスの果たす役割を検証し、その効果的な活用を提案する。研究計画は、1コーパスの構築、2コーパスを使った専門分野での研究、3話しことばコーパス構築に向けた予備研究の三段階に分けられる。コーパスは少数言語の希少データを提供することで、今後の言語学領域の研究に広く役立つことは勿論、世界的な取り組みである少数言語の記録・保持活動の一例としての意義、共同作業を通じた現地協力機関に対する教育面での貢献が期待される。
地域住民の主観的評価に基づく地域社会の生活福祉(豊かさ、住み良さ)指標の作成

この研究の目的は、豊かさに関しての地域住民の主観的意識、主観的評価を把握し、主として主観的評価に基づいた地域社会の豊かさを評価することにある。平成11年度の研究は、9年度から10年度にかけて行った地域住民に対するAHP(階層構造分析)による豊かさ評価調査の分析を行った。調査は、宮崎県の農業地帯を対象地域として行った。農業地帯をさらに、都市近郊、中山間、山間の3地域に分け、それぞれの地域の住民を調査対象者とした。実際の調査は、それぞれの地域で開かれた集会参加者に調査票を配布し、記入後郵送してもらう方法で調査した。調査票は、まず、豊かさに関しての認識を把握することから始めた。把握した豊かさの項目を類型分けし、それを基にAHPによる調査票を作成した。豊かさの認識調査から、豊かさを「自由」、「安全・安心」、「公正」、「快適」の4項目に分け、それぞれの項目をさらに45の項目に分け、それぞれ2項目ずつ、一対比較を行い、どの項目の評価が高いかについて調査を行った。分析は、東北農試開発のAHPプログラムによって分析した。分析結果によると、都市近郊や山間地域に関わらず、「安全・安心」の項目の評価が高いという結果がでた。さらに「安全・安心」の下位項目の評価をみると、「家族で支え合って暮らせる」という項目の評価が高い結果がでている。今回の調査は、AHPによる階層3までの項目分析であった。これをさらに下位の階層分析を行うことにより、豊かさの内容を細かく把握することができる。また豊かさの項目を、今回用いた4項目だけではなく、別の豊かさ項目を用いて調査する事により、豊かさに関してさらに有効な指標を見つけだすことができるものと考えるこの研究の目的は、豊かさに関しての地域住民の主観的意識、主観的評価を把握し、主として主観的評価に基づいた地域社会の豊かさを評価することにある。また豊かさの項目を、今回用いた4項目だけではなく、別の豊かさ項目を用いて調査する事により、豊かさに関してさらに有効な指標を見つけだすことができるものと考える初年度の平成9年は、AHP(階層構造分析)による、東北地方の農村の豊かさ観の事例分析のまとめと、宮崎の農村女性の集会において、農村地域の豊かさに関して、どの様な豊かさを持っているかの調査を行った。事例分析では、豊かさ観は、豊かさを「自然」、「家庭生活」、「農業生産」、「交際」などの項目に表現されるような特徴を持ったものであった。これは、従来の豊かさ観が主として所得、財産、等で表現されてきていたのに対し、新しい豊かさ観である。豊かさの分析は、これら4項目を用いて一対比較分析により、その地域の住民が、どの項目をとくに重視しているかを把握した。それによると、住民が最も重視している豊かさの項目は「家庭生活」であることがわかった。この家庭生活の中で、さらに、下位の項目を見ると、「新鮮で、安全な食べ物が得られる」や「子供を育てるのによい環境」の項目の評価が高いことが判明した。農村生活の中での豊かさの評価として、「家庭生活」の重視度が高く、その中でも「食生活」、「子育て」が豊かさのポイントとなっている。この食と育児の基本は家庭にあり、それの充実感、あるいは、現実に実行できていることへの満足感の意味が込められているといえる。特に、「食生活」に関して、「自分で作ったものが食べられる」や「農家であるから自給できる」、「作物の安全性」、「新鮮さ」などの点に豊かさを意識している。「子育て」に関しても「子供と話し合う時間が多い」や「子供と共通の話題がもてる」「子供と一緒に仕事ができる」等の点が評価されている。宮崎の農村女性の「豊かさ観」は、豊かさのモデル的項目としては、「ゆとり」、「健康」、「自然」、「交流」、「家族」、「自給生産」、「自由な時間」等があげられていた。これらの項目を整理して、一対比較の調査票を作成し、宮崎の都市近郊の農村地帯の住民、山村地帯の住民、中山間地帯の農村の住民それぞれの、地域の特性に応じた豊かさ観が見られるか否かを調査によって把握していく。

それぞれの地域の特性が出れば、地域の特性と、豊かさ観との関連性をとらえる。また、地域とは無関係に、豊かさ観が見られるならば、そこに、豊かさ観の共通性の存在を確認できる。2年目の平成10年は、初年度に宮崎県の農山村に住む女性に対して行った地域生活に関する調査の結果から得た「豊かさ観」のモデル的項目をさらに整理した。その結果豊かさ観を把握する項目として次の4つの項目、自由さ、安全・安心、公正、快適を選定した。これらの項目に基づいてAHP(階層構造分析)の調査票を作成し、宮崎県の農山村地域の住民を対象とした豊かさに関する調査を実施した。調査対象地域としては、モデルケースとして宮崎県を選び、県をさらに都市近郊、農山村、山村の3地帯に分け、それぞれの地帯の住民を対象に調査を行った。3地帯を選定した理由は、住んでいる農業地域、山村地域の地域状況によって住民の生活の豊かさ観に違いがみられるのか否かをとらえるためである。AHPのための調査票の作成は、4つの項目をそれぞれさらに細分化し、45つの下位項目を選択設定することにより行った。まず、「自由さ」の下位項目としては、「自由に自分の経営ができる」、「自分の時間がとれる」、「人に使われない」、「自分の生活設計ができる」の4項目を選択した。「安全・安心」の下位項目は、「自然の中での生活」、「食物を自分で作る」、「家族で支え合って暮らせる」、「地域社会での協力」、「ストレスのない生活」の5項目である。「公正」の下位項目は、「地城の人と平等につきあえる」、「家族・夫婦で仕事ができる」、「自分の努力で成果があがる」、「仕事に男女差がない」、「他者への貢献(ボランティア)ができる」の5項目である。「快適」の下位項目は、「自然環境がよい」、「一生働ける」、「生き甲斐がもてる」、「のんびりできる」、「新鮮なものが食べれる」の5項目である。この研究の目的は、豊かさに関しての地域住民の主観的意識、主観的評価を把握し、主として主観的評価に基づいた地域社会の豊かさを評価することにある。平成11年度の研究は、9年度から10年度にかけて行った地域住民に対するAHP(階層構造分析)による豊かさ評価調査の分析を行った。調査は、宮崎県の農業地帯を対象地域として行った。農業地帯をさらに、都市近郊、中山間、山間の3地域に分け、それぞれの地域の住民を調査対象者とした。実際の調査は、それぞれの地域で開かれた集会参加者に調査票を配布し、記入後郵送してもらう方法で調査した。調査票は、まず、豊かさに関しての認識を把握することから始めた。把握した豊かさの項目を類型分けし、それを基にAHPによる調査票を作成した。豊かさの認識調査から、豊かさを「自由」、「安全・安心」、「公正」、「快適」の4項目に分け、それぞれの項目をさらに45の項目に分け、それぞれ2項目ずつ、一対比較を行い、どの項目の評価が高いかについて調査を行った。分析は東北農試開発のAHPプログラムによって分析した。分析結果によると、都市近郊や山間地域に関わらず、「安全・安心」の項目の評価が高いという結果がでた。さらに「安全・安心」の下位項目の評価をみると、「家族で支え合って暮らせる」という項目の評価が高い結果がでている。今回の調査は、AHPによる階層3までの項目分析であった。これをさらに下位の階層分析を行うことにより、豊かさの内容を細かく把握することができる。
多様な季節的多型を誘導するホルモン協働作用の分子解析

りんごや桜の害虫として知られているヒメシロモンドクガ(Orgyiathyellina)は、幼虫期の日長条件により、翅サイズや幼虫体色、繭色、卵休眠、卵サイズ、卵色、卵殻の厚さ、産卵数などに季節的多型を持つ昆虫である。我々は、このドクガの卵休眠は、カイコの卵休眠を誘導することで知られているFXPRLアミド族神経ペプチド(FXPRLa)に属する休眠ホルモン(DH)により誘導されることを明らかにし、さらにDHは休眠だけでなく卵のさまざまな多型誘導に関わっていることを明らかにした。これらの結果より、FXPRLaは生活史トレードオフ戦略の一端を担っており、さらに、卵休眠誘導におけるペプチド作用は、FXPRLa受容体のレベルでカイコとは異なる進化過程を経ていることが推測された。ヒメシロモンドクガ(Orgyia thyellina)は、幼虫期の日長条件の違いによりさまざまな季節的多型を発現する。なかでも、その産下卵においては、長日条件では卵殻の薄い小型の非休眠卵を多数産下し、短日条件では、卵殻が厚い大型の休眠卵を少数産下する。また、長日条件の成虫は、発達した飛翔筋をもつが、短日条件では、短翅型となり決して飛ぶことができない。これらの季節的多型はoogenesis-flightシンドロームに当てはまるトレードオフ戦略であると考えられる。しかしながら、この種をはじめとする昆虫の季節的多型誘導やさまざまな生物に見られるトレードオフ戦略の分子機構の詳細は明らかにされていない。これらの分子機構を解明する目的で(1),(2),(3)のプロジェクトを立ち上げた。(1)多型誘導に関わる分子群の同定。(2)カイコおよびヒメシロモンドクガにおける休眠ホルモン(DH)の血中濃度の測定。(3)DHおよびFXPRLアミド受容体遺伝子群のクローニングと細胞生理学的解析。ヒメシロモンドクガ(Orgyia thyellina)は、幼虫期の日長条件の違いにより2つの季節的な戦略を展開する。長日条件では"夏戦略"を展開する。幼虫や蛹は淡い体色を呈し、白色の繭を葉の裏に作る。これらは熱の吸収を抑制し、葉に擬態する効果があると推測される。さらに成虫は発達した飛翔筋をもつ長翅型となり、生息範囲を拡大するために、飛翔に多くのエネルギーを費やす。そのため、多数産下される卵一つあたりのエネルギーは少なくなり、卵のサイズも小さくなる。一方、短日条件では"冬戦略"を展開する。幼虫や蛹の体色は黒化し、黒褐色の繭を樹の幹の風下に作る。これらは熱の吸収を促進するとともに樹の幹に擬態し、風害を防ぐ効果があると推測される。さらに成虫は短翅型となり、飛翔や翅の伸長に使うエネルギー消費を抑える。そして、卵形成にエネルギーを費やし、卵径が大きくて卵殻も厚く、栄養豊富な休眠卵を少数産むことで様々な耐寒性を卵に与える。このように、夏と冬にみられる翅型と卵の多型にはトレードオフ戦略が展開されていることが推測される。これまでに休眠ホルモン(DH)が卵の休眠を誘導することを明らかにした。今回はDHが休眠以外の卵の様々な季節的多型に関与しているかを調査した。その結果、FXPRLアミド神経ペプチドであるDHが、卵の様々な多型を誘導することを明らかにし、神経ペプチドがトレードオフ戦略に関与していることを初めて明らかにした。これまでに我々は、神経ペプチドである休眠ホルモン(DH)が卵の休眠をはじめとする様々な季節的多型を誘導していることを明らかにした。今回は、(1)抗DH抗体の注射による多型誘導の抑制の調査。(2)DHと同様のC末端アミノ酸配列(FXPRLアミド)をもつα-SGNP、β-SGNP、γ-SGNP、PBANのそれぞれのペプチが卵の多型におよぼす影響を調査した。

さらに(3)DHおよびFXPRLアミドペプチドの受容体cDNAのクローニングを試みた。抗DH抗体を短日条件で飼育した蛹へ注射した場合、短日型の卵のさまざまな多型誘導が抑制され、長日型の非休眠卵が産出された。また、DH以外のFXPRLアミドにおいても休眠をはじめとする短日型の表現型が誘導されることが分かった。カイコ(Bombyx mori)においては、DH以外のペプチドは休眠誘導に効果を示さないことから、2種の昆虫では異なる神経内分泌システムにより休眠が誘導されることが推測された。さらに、カイコのDHおよびPBAN受容体と相同性の高いcDNAが5種類クローニングできた。ヒメシロモンドクガ(Orgyia thyellina)は、幼虫期の日長条件の違いによりさまざまな季節的多型を発現する。なかでも、その産下卵においては、長日条件では卵殻の薄い小型の非休眠卵を多数産下し、短日条件では、卵殻が厚い大型の休眠卵を少数産下する。また、長日条件の成虫は、発達した飛翔筋をもつが、短日条件では、短翅型となり決して飛ぶことができない。これらの季節的多型はoogenesis-flightシンドロームに当てはまるトレードオフ戦略であると考えられる。しかしながら、この種をはじめとする昆虫の季節的多型誘導やさまざまな生物に見られるトレードオフ戦略の分子機構の詳細は明らかにされていない。これまでに我々は、神経ペプチドである休眠ホルモン(DH)が卵の休眠をはじめとする卵形成における季節的多型を誘導していることを明らかにした。さらに、DHと同様のC末端アミノ酸配列(FXPRLアミド)をもつα-SGNP、β-SGNP、γ-SGNP、PBANも休眠性をはじめとする卵形成における短日型の表現型を誘導することが分かった。特に、FXPRLアミド受容体の質・量的な差異が二種における多型誘導の差異をもたらすと予測し、ヒメシロモンドクガのDHおよびPBAN受容体オーソログcDNAを5種類クローニングした。現在、これらの受容体のリガンドとの親和性を細胞生理学的に解析するとともに、各組織のおける発現動態を調査中である。りんごや桜の害虫として知られているヒメシロモンドクガ(Orgyia thyellinaは、幼虫期の日長条件により、翅サイズや幼虫体色、繭色、卵休眠、卵サイズ、卵色、卵殻の厚さ、産卵数などに季節的多型を持つ昆虫である。季節的多型を持つ昆虫は数多く存在するが、日長条件一つでこれほど多様な性質が変化する昆虫は本種以外知られていない。さらに、季節への適応度を高めるため、体内のエネルギー分配を変化させるoogenesis-flightシンドロームとして知られる生活史トレードオフ戦略を行なっている。我々は、これらの季節的多型を誘導する神経内分泌機構を解析してきた。その結果、このドクガの卵休眠は、カイコの卵休眠を誘導することで知られているFXPRLアミド族神経ペプチド(FXPRLa)に属する休眠ホルモン(DH)により誘導されることを明らかにし、このDHや他のFXPRLアミドは休眠だけでなく卵のさまざまな多型誘導に関わっていることを明らかにした。さらに、カイコにおいてはDHのみが休眠誘導に関わっているが、このドクガでは、DH以外の4種類のFXPRLaも卵休眠を誘導することを明らかにした。
生体細胞と無機材料のマイクロ接合と接合界面の解明

本研究は,筋細胞を駆動源とする有機-無機ハイブリッドマイクロ機械システムの設計・製造論確立を目指し,生体細胞と無機材料の接合とその接合界面の解明を行うことを目的とする.ハイブリッドメカニカルマイクロシステムを構築するにあたって、重要な要素である細胞の接着力に着目し,加工した細胞シートの接着力を簡易に測定するシステムを構築した.測定した結果,細胞-細胞間の接着力が細胞-基板間の接着力よりも強いため,基板からシートを剥離させることが可能であることが分かり,今後の接合界面の設計評価に有効であることが分かった.本研究は,筋細胞を駆動源とする有機-無機ハイブリッドマイクロ機械システムの設計・製造論確立を目指し,生体細胞と無機材料の接合とその接合界面の解明を行うことを目的とする.ハイブリッドメカニカルマイクロシステムを構築するにあたって、重要な要素である細胞の接着力に着目し,加工した細胞シートの接着力を簡易に測定するシステムを構築した.測定した結果,細胞-細胞間の接着力が細胞-基板間の接着力よりも強いため,基板からシートを剥離させることが可能であることが分かり,今後の接合界面の設計評価に有効であることが分かった.本研究は、筋肉細胞を駆動源とする有機-無機ハイブリッドマイクロ機械システムの設計・製造論確立を目指し、生体細胞と無機材料の接合とその接合界面の解明を行うことを目的とする。本年度は、培養基板および基板の微細形状が筋肉細胞シートに与える影響の評価実験、および筋肉細胞シート接着力計測システム開発のための基礎実験を行い下記の結果を得た。(1)筋芽細胞をラット骨格筋より摘出し、プラスチック、シリコンウェハー、ガラス、カーボンなどさまざまな基板上で培養した。その結果、いずれの基板においても、適切な条件下において、筋芽細胞が収縮能を持つ筋管細胞へと分化することを確認した。また、培養基板に微細形状をパターニングすることにより、微細形状に沿って細胞の配向することを確認した。さらに、F-actinをファロイジンで蛍光染色することにより、細胞骨格の配向も確認した。(2)細胞シートを培養した基板から、力学的負荷により引き剥がすことができるのかどうか確認を行った。ピンセットで細胞シート引き剥がし試験を行ったところ、細胞-細胞間の接着力が、細胞-基板間の接着力よりも強いため基板からシートを剥離させることが可能であることが分かった。また、細胞シート剥離のために、パラフィンやシアノアクリレート系の接着剤による細胞シートとフォーストランデューサの接着方法の検討を行った。細胞シートの接着力評価のため、計測システムのセットアップを行った。本研究は、筋肉細胞を駆動源とする有機-無機ハイブリッドマイクロ機械システムの設計・製造論確立を目指し、生体細胞と無機材料の接合とその接合界面の解明をおこなうことを目的とする。ハイブリッドメカニカルマイクロシステムを構築するにあたって、細胞の接着力は重要な要素である。システムに組み込まれた細胞は様々な力学的負荷を受け、システムから剥離する可能性がある。細胞の剥離によるシステムの故障を避けるため、あらかじめ細胞の接着力を測定し、各パラメータを設定した上で設計を行う必要がある。細胞の接着力を測定する研究は多く行われており、水流や遠心力を利用した方法、マイクロサイズのピペットを利用した方法、AFMを使用した測定、さらには超音波による測定などが挙げられる。しかしながら、これらの方法は観察対象である基質条件や、観察条件に至るまでの培養期間における制限がある.そのため現状では,それぞれの結果を比較することが難しく工学的知見から利用することは難しい。そこで,これらの条件を全て包括した標準規格を目指した測定システムを提案した。本年度は、細胞シート接着力計測システムの構築と細胞シート接着力評価の際に必要なシート回収のためのマイクロツールの開発をおこない、下記の結果を得た。(1)バルクレベルでの細胞の接着力の計測方法を確立し、評価方法について検討を行った。特に、引き剥がす角度のとの依存性も評価するため、水平方向から鉛直方向まで、さまざまな角度から細胞シート引き剥がし試験がおこなえるシステムを微小フオーストランスデューサを用いて構築した。(2)細胞シートを把持するための器具の設計試作を行い、構造的に単純で重量、サイズともに非常に小さいアンカー構造体を作成し、実験により評価を行い、把持及び計測に成功した。