hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会的場面におけるワーキングメモリ機能とその認知的基盤

本年度の研究実施状況については、以下に述べる3点が挙げられる。第一に、修士課程からの研究とその研究に関するフォローアップ研究をまとめ、定評のある国際誌に論文が受理されたことが挙げられる。この研究から2つの重要な知見が得られた。初めに、ワーキングメモリ機能において、人物情報が文脈手がかりとして記憶項目の符号化・検索に影響を与えることを示した。この効果は、人物情報ではなくモノ情報を使用した際には確認されず、ワーキングメモリ機能における人物情報の特異性を示した。近年、社会的ワーキングメモリというワーキングメモリ機能の社会的な側面が注目されており、これらの研究に強く貢献する知見であると考えられる。次に、ワーキングメモリ機能において、処理課題の内容が文脈手がかりとして働くことを新たに実証できたことが挙げられる。処理課題の内容が文脈手がかりとして働く可能性については理論的に予測されていたが、実験的に実証できたことは極めて重要であると考えられる。第二に、上記の処理課題の内容が文脈手がかりとして働く可能性について検討するための新たな心理学実験を行なったことが挙げられる。この実験では期待される結果が得られなかった一方で、実験手続きの改善を検討する中で新たな実験計画を作成することができた。30年度から31年度にかけて、新たな実験計画をRegistered reportとして投稿するために論文の作成を行なっている。第三に、西オーストラリア大学の研究室に滞在し、ワーキングメモリに関する計算論モデルを学んだことが挙げられる。さらに、計算論モデルを習得する過程で得られた成果は、自身のGithubリポジトリで公開しており(https://github.com/grocio)、他の研究者と共有している。今年度は、これらの計算論モデルを用い、自身のこれまでの研究を計算論的に検討することを目指す。修士課程からの研究とその研究に関するフォローアップ研究をまとめ、定評のある国際誌に論文が受理されたことは研究課題の進捗状況として芳しい。この論文における一連の実験では、ワーキングメモリ機能における人物情報の保持の特異性を示したものであり、研究課題としての社会的な場面におけるワーキングメモリ機能を捉えたものであると考えられる。さらに、実験結果からは、その機能を支える認知的なメカニズムとして文脈情報を用いた検索という下位機能が示唆され、研究課題の対象である認知的な側面を捉えていると考えられる。また、これまでに計算論的モデルの習得を行い、2018年の夏には西オーストラリア大学にて計算論モデルの学習を行った。これまでの自身の研究では、主に行動データに注目してきたが、計算論的モデルを用いることで、さらに詳細なワーキングメモリ機能の解明を行うことができると考えられる。これらのことから、本研究課題の進捗状況については、当初の計画以上に進展していると考えられる。第一に、社会的な情報として、人物の顔刺激に対する示差性を評定してもらい、この評定値を記憶課題によって妥当化した研究データがあり、この研究の出版を行う。これは、社会的な情報を対象とする本研究課題を遂行する上で重要な研究となる。第二に、2018年に受理された論文のフォローアップ研究を行う。この論文では、人物情報が文脈手がかりとしてことが示唆されたが、人物情報が直接的に手がかりとなるのか、もしくは人物情報に基づく状況モデルが手がかりとして働くのかについて弁別することができていなかった。これらの二つの説を弁別する実験を実施する。第三に、これまでの研究をまとめ、博士論文の執筆を行う。社会的な情報の保持がどのような認知メカニズムによって実現されるかを検討するため、人物情報に加えて人物情報以外の情報にも対象を広げ実験を行った。第一に、申請書中に記述した実験のフォローアップを行った。申請書中の実験結果は、人物情報については、課題とは直接関係がない文脈情報がワーキングメモリ成績に影響を与えることを示していたが、29年度は人物情報ではなく、物の名前を文脈情報として与えることの影響を検討した。実験結果は、人物情報を文脈情報として与えた際には見られた条件差が、物の名前を文脈情報として与えた際には見られないことを示し、人物情報と非人物情報がワーキングメモリに与える影響が異なることを示唆している。これらの研究は、国際雑誌への投稿を行うために改稿中である。第二に、一般的なコンプレックススパン課題で用いられる認知課題(「図形の左右対称性の判断」および「計算式の正しさの正誤判断」)が文脈情報として働く可能性について検討した。予備実験及び2回の本実験を実施したが、想定していた文脈の効果は見られなかった。この原因として、文脈情報以外にも時間情報を参加者が用いることができ、相対的に文脈情報の有用性が低下していた可能性が考えられた。第三に、人物情報として重要であると考えられる人物の顔刺激について記憶実験を行った。記憶実験に先立ち、顔刺激間の類似度を評定する実験を行い、類似度の評定値に基づき実験を実施した。刺激への評定を行う実験と記憶実験を合わせて行うことにより、記憶実験とは独立して取得した刺激の特徴が記憶成績に与える影響を検討することが可能であった。実験の結果は、顔刺激において刺激間の類似度が記憶成績に影響を与えることを示しており、言語刺激では見られる刺激間の類似度が記憶成績に影響を与える現象を、顔刺激の領域においても確認できた。申請書中に記載した一連の研究をまとめ、国際雑誌へ投稿をした。追加実験を求められたため、29年度に追加実験を行い、現在論文の改稿中である。

これらの研究は、従来主に学校での成績などとの関連が検討されてきたワーキングメモリ研究を社会的な場面にまで広げるという意義がある研究であり、ワーキングメモリ研究へ新しい観点を呈示することができると考えられる。一方で、一般的なコンプレックススパン課題で用いられる認知課題が文脈情報として働く可能性について検討した研究は期待通りの実験結果が得られなかった。この点は、30年度の課題であり、30年度は実験計画の改良を目指す。また、本年度は海外の研究者からコンピュータシミュレーションのトレーニングを受けており、30年度も継続してコンピュータシミュレーションの学習を行う。認知心理学研究の方法論としてコンピュータシミュレーションは有効な手段であり、今後の自身の研究を発展させるための技能を習得しつつある。本年度の研究実施状況については、以下に述べる3点が挙げられる。第一に、修士課程からの研究とその研究に関するフォローアップ研究をまとめ、定評のある国際誌に論文が受理されたことが挙げられる。この研究から2つの重要な知見が得られた。初めに、ワーキングメモリ機能において、人物情報が文脈手がかりとして記憶項目の符号化・検索に影響を与えることを示した。この効果は、人物情報ではなくモノ情報を使用した際には確認されず、ワーキングメモリ機能における人物情報の特異性を示した。近年、社会的ワーキングメモリというワーキングメモリ機能の社会的な側面が注目されており、これらの研究に強く貢献する知見であると考えられる。次に、ワーキングメモリ機能において、処理課題の内容が文脈手がかりとして働くことを新たに実証できたことが挙げられる。処理課題の内容が文脈手がかりとして働く可能性については理論的に予測されていたが、実験的に実証できたことは極めて重要であると考えられる。第二に、上記の処理課題の内容が文脈手がかりとして働く可能性について検討するための新たな心理学実験を行なったことが挙げられる。この実験では期待される結果が得られなかった一方で、実験手続きの改善を検討する中で新たな実験計画を作成することができた。30年度から31年度にかけて、新たな実験計画をRegistered reportとして投稿するために論文の作成を行なっている。第三に、西オーストラリア大学の研究室に滞在し、ワーキングメモリに関する計算論モデルを学んだことが挙げられる。さらに、計算論モデルを習得する過程で得られた成果は、自身のGithubリポジトリで公開しており(https://github.com/grocio)、他の研究者と共有している。今年度は、これらの計算論モデルを用い、自身のこれまでの研究を計算論的に検討することを目指す。修士課程からの研究とその研究に関するフォローアップ研究をまとめ、定評のある国際誌に論文が受理されたことは研究課題の進捗状況として芳しい。この論文における一連の実験では、ワーキングメモリ機能における人物情報の保持の特異性を示したものであり、研究課題としての社会的な場面におけるワーキングメモリ機能を捉えたものであると考えられる。
巨大な湾曲炭素分子の創製

本研究者は前年度までの研究において、コラニュレンを基盤とする新奇湾曲炭素分子の合成と物性評価を行い、三次元に広がる湾曲炭素分子の開拓的研究を行ってきた。これらの成果をもとに、今年度はさらに新奇湾曲炭化水素の合成と性質解明を行った。受け入れ研究室ですでに報告されている、「ワープドナノグラフェン(以下WNG)」の合成経路解析をしていく中で、7員環を3つ含むWNG合成中間体が湾曲しているにも関わらず、結晶中で大きなπ-π相互作用をもつことが明らかとなった。そこで、新たにWNG合成中間体からビフェニル基を除いた構造の湾曲π共役骨格である欠損型WNGを合成した。欠損型WNGは有機溶媒に溶解させた後、過飽和状態にさせることでゲル化することが明らかとなった。TEM観察によりファイバーの形成が確認された。この世界初となる無置換PAHの超分子ゲル化剤に関して、学会発表を8件行った。巨大湾曲炭素分子へのヘテロ原子の導入による電気的・光学的性質の変化を明らかにするために、WNGと5重ヘリセンのチオフェン縮合類似体の合成を行った。さらに、単結晶X線構造解析および理論化学計算をもちいた構造的特徴の解明を行った。このチオフェン縮合類似体については論文としてChemical Scienceに発表した。巨大湾曲炭化水素として複数7員環を含む3回回転対象性のプロペラ分子の合成と構造的特徴の解明を行い、論文1件(Organic Letters)、学会発表1件を行った。また昨年度報告した5重ヘリセンに関連して、近年の対象性多重カルボヘリセン研究を総説としてSynlettで発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ヘリセンは、芳香環がオルト位で縮環したらせん型π共役系であり、動的ならせん反転挙動やキラル光学特性を有する化合物群である。その中でもπ共役系に複数のヘリセン構造を含む『多重ヘリセン』は、円偏光発光特性の向上(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5555.)や特異な分子集積様式(J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7763.)を示すことから近年注目を集めている。今回我々は、5回対称性をもつはじめての多重ヘリセンである5重[6]ヘリセンの合成に成功し、5重[6]ヘリセンのラセミ化障壁について実験および計算の両面から解析した(Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 1337.)。5重[6]ヘリセンの合成は、5つのクロロ基をもつ前駆体を原料として、パラジウム触媒をもちいた脱塩化水素を伴う環化反応によりおこなった。X線結晶構造解析から、5重[6]ヘリセンがらせん不斉のそろったプロペラ型構造であることを明らかにした。さらにキラルHPLCによって5重[6]ヘリセンの不斉分割に成功し、ラセミ化速度からその障壁を算出した。これはDFT計算によって見積もられた値と良い一致を示したことから、律速段階は5つのヘリセン構造のうちひとつ目のらせん反転の段階であると示唆される。また、5重[6]ヘリセンのラセミ化障壁は[6]ヘリセンの値と比較すると若干低く、これは中心のコラニュレン骨格の歪みがらせん反転を容易にしているためであると考えられる。また、5重[6]ヘリセンの蛍光・吸収および円二色性も光学測定により明らかにした。今年度、本研究員は研究計画に基づき積極的に課題に取り組み、予想を超える成果をあげている。具体的には、新たな巨大湾曲炭素分子として、C5対称性を有する5重の[6]ヘリセンの合成と単結晶X線構造解析に成功している。5重ヘリセンは、市販されているコラニュレンをビルディングブロックとして用い、CH活性化を含む短段階で合成した。さらに、この5重ヘリセンの各種光学測定により物性解明を行い、さらに実験と量子化学計算の両面からヘリセンの異性化経路の解明に成功している。この成果はAngew. Chem.誌にすでに発表されており、Hot paperとして選出されている。最近では、巨大湾曲分子の直接ホウ素化反応の改良を行い簡便かつ高収率での合成を実現した。これは、無置換多環芳香族炭化水素の最多ホウ素化反応である。さらに、それに続く各種官能基化も達成しており、官能基によって巨大湾曲分子の電子構造を変化させることに成功している。特に、強い電子供与基を導入した際に、蛍光量子収率を維持したまま赤色発光を得ることができた。以上のことから本研究員の今年度の研究は期待以上の進展があったことは明らかである。今後は、π拡張ユニットの導入とそれに続く縮環反応を検討することで、さらに巨大な湾曲炭素分子の創製を目指す予定である。

欠損型WNGは有機溶媒に溶解させた後、過飽和状態にさせることでゲル化することが明らかとなった。TEM観察によりファイバーの形成が確認された。この世界初となる無置換PAHの超分子ゲル化剤に関して、学会発表を8件行った。巨大湾曲炭素分子へのヘテロ原子の導入による電気的・光学的性質の変化を明らかにするために、WNGと5重ヘリセンのチオフェン縮合類似体の合成を行った。さらに、単結晶X線構造解析および理論化学計算をもちいた構造的特徴の解明を行った。このチオフェン縮合類似体については論文としてChemical Scienceに発表した。巨大湾曲炭化水素として複数7員環を含む3回回転対象性のプロペラ分子の合成と構造的特徴の解明を行い、論文1件(Organic Letters)、学会発表1件を行った。また昨年度報告した5重ヘリセンに関連して、近年の対象性多重カルボヘリセン研究を総説としてSynlettで発表した。多環芳香族炭化水素(PAH)は6員環を基本構造とした平面分子がよく知られているが、5員環や7員環を内部に含ませることでお椀状や鞍状に歪み、複雑に湾曲した構造を形成することが可能になる。湾曲PAHは、平面状PAHとは異なる動的挙動、電子特性、パッキング構造などに興味がもたれている一方、7員環をもつ湾曲PAHは特に合成が難しく、極めて少ないのが現状である。申請者の所属する研究室では、5つの7員環をもち大きなうねり構造をとる「ワープドナノグラフェン(以下WNG)」の合成に成功している。申請者はこれまでの研究において、コラニュレンを基盤とする新奇湾曲PAHの合成と物性評価を行い三次元に広がる湾曲PAHの開拓的研究を行ってきた。WNGはその独特なうねり構造に基づく物性に興味がもたれ基礎研究が行われている。一方でWNGの大量供給が困難であり、WNGの反応性や有機材料への応用は進んでいなかった。そこで申請者はまず精製法の改善によるWNGの大量供給を実現した。WNGの反応性を明らかにし、また様々な誘導体を合成するために、WNGのCーH直接官能基化反応の開発を行った。種々検討の結果、イリジウム触媒を用いてWNGを10ヶ所ホウ素化することに成功した。これは無置換のPAHに対する1段階のホウ素化反応として史上最多であり、10回の反応を経ても高収率で生成物が得られる本反応は驚異的である。本年度は導入したホウ素を電子求引基や電子供与基へと変換することで、WNGの溶解度の向上、電子構造の調節および光学物性改良を行う。合成したWNG誘導体は、理論計算による予備検討では、電子供与基を10個導入することでHOMOが大きく上昇し、吸収・蛍光波長の長波長化が予測されている。水溶性WNGの長波長化が必要とされていたことから、今回合成するWNG誘導体の光誘導細胞死能を明らかにしていく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト膵癌の抗ras癌遺伝子療法の実験的研究

(1)ヒト膵癌細胞株におけるK-ras癌遺伝子の点突然変異の検討以上より,p21-ras活性化機構を抑制するHMG-CoA還元酵素阻害剤および,Fa-rnesyl transferase inhibitorはin vitro増殖抑制実験にて,p21-ras活性化腫瘍細胞の増殖を抑制し,抗腫瘍剤としての有効性が認められた。(1)ヒト膵癌細胞株におけるK-ras癌遺伝子の点突然変異結果:対象とした上記の6種のヒト膵癌細胞株の全株において,K-ras癌遺伝子のcodon 12に点突然変異を確認した。結果:sinvastatin投与48時間後の% inhibitionを下記の表に示す。以上の結果より,sinvastatinにより濃度依存性に明らかな(P<0.01)増殖抑制効果を認めた。ras癌遺伝子導入細胞におけるHMG-CoA reductase阻害剤の浸潤抑制効果ヒト膵癌細胞ではras癌遺伝子産物であるp21-rasの活性化が高率に認められている。p21-rasはそのC末端がfarnesy1化される事により細胞膜でその機能を発揮する。したがって,farnesyltransferase inhibitor(FTI)である。Gliotoxin(GT)でP21-ras活性化機構を抑制し,癌細胞の増殖が抑制される事を明らかにすべくin vito実験を行った。MTTassayでは50%cytotoxicityを得るGT濃度は0.3μg/mlであった。GTのcytotoxicdoseではDNA fragmentation,chromatin condensation,nuclear fragmentationが確認され,アポトーシスを誘導することが判明した。以上より,farnesyltransferase inhibitor(FTI)であるGliotoxinは,p21-ras活性化腫瘍細胞でアポトーシスを誘導し,抗腫瘍効果が認められることが明らかになり,今後p21-ras機構の活性化が高率に認められるヒト膵癌に対する抗癌剤としての有効性が示唆された。
人命保全を指標化した設計で要求される耐震安全性レベルに関する基礎研究

現在の構造安全水準には、人命保全や財産保全について具体的には指標化されてこなかった。そこで、人命と財産の保全という建築物の使命に立ち戻り、震災時の建物被害状況と人命損失状況の関係について考察を行う。過去から現在までの建築構造物が有する耐震安全水準を、地震被害から導かれる定量的な関係を用いて指標化することを目的とする。指標は、信頼性理論に基づく信頼性指標βで表すのが適当と考えた。既往の被害地震における建物倒壊数と人命損失状況には、比例関係があることを明らかにしてきた。これを、不確定性を考慮にいれた信頼性指標によって表すことを試みた。この指標に基づき、居住者が要望する安全水準や、今後確保すべき安全水準を、社会全体から広く調査していくことを計画し、次の点から今年度の研究を遂行した。(1)日本における被害地震の地震特性の分類と建物・人命被害状況の把握(2)構造種別を鑑みた構造安全水準の指標化(3)居住者や専門家が要望する構造安全水準の意識調査(1)は、過去の被害地震を地震特性ごとに分類して、その被害状況の概要を把握し、建物の被害状況と家屋の倒壊による人命損失状況の特徴を調査した。大地震時の建築物の被害データから、その被害の甚大さを表すための指標の抽出および安全性レベルを確率として表現できることを示した。(2)では、(1)をふまえて既往のデータに基づく既往の安全水準の指標化を図った。それを基礎として、安全性のレベル変動と社会とがどう関連しているかについて考察した。(3)の要望調査では、一般居住者の安全水準に対する意識を問うた。潜在的な意識を抽出するよう、心理学的手法に基づく意識調査の基礎調査を実施し、結果を分析した。以上の成果は、日本建築学会および関連諸学会と紀要論文に発表した。
配糖体色素の精密構造認識によるキラル超分子の形成と発色

1.超分子錯体色素による青色発現ヤグルマギク青色花弁色素プロトシアニンを構成成分から再構築し、Fe^<3+>が青色発色に不可欠であることを明らかにした。磁気円二色性、およびMossbauerスペクトル、レーザーラマンスペクトルの測定により、最も波波長側の吸収帯がシアニジン母核からFe^<3+>への荷電移動吸収帯(LMCT)によることを解明した。金属錯体分子色素による青色花色発現の普遍性を明らかにするため、多数の青色花弁を調査した。青色サルビア(Salvia uliginosa)色素のシアノサルビアニン、およびネモフィラ(Nemophila menziesii)色素のネモフィリンの構成成分を単離構造決定し、それらと金属イオンから花弁と同じ色を示す色素の再構築を行うことにより、いずれも金属錯体超分子色素であることを明らかにした。アントシアニン成分、フラボン成分はツユクサ色素やヤグルマギク色素などとも類似の構造で、シアノサルビアニンはMg^<2+>2原子、ネモフィリンはMg^<2+>2とFe^<3+>が含まれるものと推定できた。2.超分子色素の会合における糖のコンフォーメーション超分子錯体色素のキラルな会合は、糖分子が方向性を規定していると推定できた。そこで、コンメリニンのX線結晶構造解析のデータとコンピュータ支援コンフォーメーション解析により解析を試みた。アントシアニン母核3位の糖は母核ベンゼン環に対してφとθがほぼ0°10°をとり、さらに、B環との立体障害のため糖のピラノース環の作る平面は、ほぼ母核に対して60°くらいの角度を持つことがわかった。母核部分は発色団同志が交差平行に会合しており、先の3位の糖のコンフォーメーションにより、発色団の双極子モーメントがほぼ-60°-70°の左旋的な会合をとることが明らかになった。
粒界ディープレベルと疲労損傷との関連によるポリシリコンの新しい信頼性評価

昨年度より継続した機械的疲労試験においてロードセル剛性の不足が問題化した。複数試験片を平行に配置した構造を用いて疲労試験をする場合、一部の試験片が破断した際に発生する負荷変位の増大を無視できる程度に抑える必要がある。このため高剛性荷重検出器の内部開発を行ったが、要求される剛性と安定した出力の確保が相反し、荷重計測の信頼性が著しく低下する結果を招いた。そこで水晶を受感部に使用したキスラー社製の高剛性ロードセルをを新たに購入し、所要の性能を満足することを確認した。今後は安定した疲労試験の実行が可能になる。上記疲労試験手法の確立の過程において、ワイブル統計を導入することで疲労破壊挙動を効果的に定量解析可能であることが確認された。これに関連する成果を、機械学会年次大会および東海支部講演会において3件の講演として発表するとともに、次年度において電気特性との関連を確立するために必要な「制御された疲労損傷の導入」を実現する見通しを得た。昨年度に顕在化した当初設計の電極による疲労損傷検出困難の問題に対し、金属ショットキー電極を試験片表面に作製した電極構造による検出法を試みた。損傷による準位の信号が十分に大きければ常温で計測可能な手法が技術の適用性において当初計画のDLTSに勝ると考えられたため、試験的にアドミッタンスの周波数依存性を評価した。しかし電極材料の経時変化によるものと見られる影響により特性が安定せず、問題を残す結果となった。またDLTSによる計測をも実施し、損傷の有無により得られる信号が異なることを確認した。適切な電極構造を見出すことが最終年度である来年度の最大の課題となっており、フライブルク大学において試験片のポリシリコンに電極機能を作りこむことを含め、いくつかの改善策を計画している。本年度は本研究計画の初年度であり、まず機械的疲労試験を実行して基礎的なデータを収集することを企図した。フライブルク大学において作製された試験構造体の疲労試験に対し、当初目標とした1kHzを上回る疲労負荷装置の設計・製作を行い、基本的な動作の確認をした。現在疲労データの蓄積が進行中であり、この成果については2005年9月の機械学会における発表を予定している。なお、変位計測においては温度(室温)の変動による影響が大きく、長時間にわたる疲労試験においては一定の変位ストロークを維持することが困難であることが判明したため、恒温恒湿器を購入して試験装置を一定環境条件に保つことで必要な実験精度を確保した。一方、来年度の重点項目である粒界準位の計測について、アルミニウムをスパッタして電極を形成した試験片により予備的な実験を行った。この結果、ポリシリコン薄膜作製時にドーピングをした試験片においては電気抵抗が低すぎて粒界バリアハイトが過小となり、ノンドープの試験片では逆に抵抗が高すぎて基板のシリコンウエハーと配線との界面準位が見えてしまい、いずれの場合においても供試ポリシリコン粒界の準位を精度よく観測することが困難であることが判明した。このため、次年度の疲労と準位との関連の調査に当たっては、この点を考慮して試験片を改良する必要があると考えられる。現在、予備的な計測の結果に基づいて、いくつかの具体的な対応策を検討している。
現象学的意味論を通してみた『万葉集』のレトリック－恋の表現を中心に－

本研究の目的は、近現代の意味論的理論が、『万葉集』の分析にもたらす可能性を明らかにすることである。そのため、歌の解釈における読者の役割を検討し、歌を成り立たせる内在的要素を探る。歌に見られる表現技法と、それらが読者の心に与える作用との関係を考察すべく、普遍的な主題である「恋」を、万葉時代に特有のレトリックで表現する歌を分析対象としたい。「恋」の普遍性とレトリックの特殊性を議論の前提としながら、詩人の実際の経験とその表現、つまり現象学的知覚とそれを歌の形で表す過程を結ぶ関係を示したい。以上の分析により、比較文学研究の観点から、『万葉集』研究の新たな地平を拓く。
ワイル磁性体における電気磁気応答の発現機構の解明

強相関電子系において実現したトポロジカルな量子相「ワイル磁性体」は、新しい量子機能を提供する革新的な物質群として注目される。ここでは、研究代表者らが世界に先駆けて開発したワイル反強磁性体や強磁性体等に着目し、その電気磁気応答を決める電子相関、乱れ、量子相転移、界面等の効果についての研究を通してその発現機構の解明を行い、この電気磁気応答と新しいスピントロニクス機能の制御のための学理構築を行う。代表者らが世界に先駆けて開発したワイル反強磁性体を主な研究対象として、ワイル点形成条件、2種類のワイル粒子間の量子相転移、さらには界面のトポロジカル効果を解明することを目的とした、極めてレベルの高い独創的な計画である。実験と理論の共同研究展開を行う計画であり、応用面での展開も期待される計画である。ワイル反強磁性体Mn3X(X=Sn,Ge)やワイル強磁性体Co2MnGa等に着目し、その電気磁気応答を決める性質について、その発現機構の解明が期待される。具体的には、(1)運動量空間におけるワイル点形成に対する電子相関や乱れの効果、(2)ワイル粒子の間のトポロジカルな量子相転移の効果、(3)実空間でのバルクーエッジ対応による界面のトポロジカルな効果の研究からの発現機構の解明が期待される。
簡易マイクロバブル発生ノズルの開発

1.研究目的本研究は,家庭などにおけるマイクロバブルの活用を考え,水道からの全圧により小さなマイクロバブルの大量発生が可能となる,簡易的なマイクロバブル発生ノズルを開発・製作することである。以前に製作したノズルでは,入口側と出口側の形状が異なるノズルを組み合わせることにより,20160N/cm^3のマイクロバブルの発生が可能となっていた。そこで,今回の奨励研究の目的は,以前のノズルよりも,より細かく大量のマイクロバブルの発生が可能となるノズルを開発・製作することである。2.研究方法ノズル形状は,以前は入口・出口側ともに直線テーパにしていたが,今回は,入口側は直線テーパ,出口側は形状が異なる2つの楕円テーパを繋げた2段構造に改良した。実験は,ホース先端に取付けたノズルへ水道から水を全圧で流し,発生したマイクロバブルを水槽の水中へ噴出した。定容量を採取し,顕微鏡カメラで撮影して,その画像を解析ソフトで画像解析を行い,発生個数と最小・最大・平均粒径を測定した。3.測定結果以前のノズルでは,発生個数20160N/cm^3最小粒径28.84μm最大粒径319.56μm平均粒径123.49μmだったが,今回製作したノズルでは,発生個数100348N/cm^3最小粒径25.84μm最大粒径232.37μm平均粒径81.95μmのマイクロバブルが発生した。比較すると最小粒径は,あまり差はないが,最大・平均粒径は小さくなり,発生個数も約5倍となり性能が大幅に向上した。以上の結果から目的とした,以前のノズルよりも,細かく大量のマイクロバブルの発生が可能となるノズルの開発に成功したと考え,研究の成果とする。
帝国主義時代のイギリスにおける教育の総合的研究

近代のイギリスは、経済の最先進国で、自由放任の風潮が支配的であったため、他の西欧諸国とし比べて、大衆の公教育化のテンポはそれだけ遅く、エリート教育は、アマチュアリズムのジエントルマン教育がその特色となっていた。だが、1870年代から20世紀初頭にいたる帝国主義期には、国内では大衆への選挙権拡大によって政治の大衆化・民主化が進み、いっぽう対外的には、民族主義の台頭を背景に、帝国(=植民地)総合を目指す帝国主義政策が推進された。それゆえこの時期には、イギリスの教育のあり方も大きく変わったはずで、その変化の様相を解明するのが、本総合研究の目的であった。われわれは、この帝国主義期にはイギリスでも教育の近代化(=民主化と専門化)が著しく進んだという予測を抱いて研究を始めたが、研究の結果は、この予測を大きく裏切るものとなった。なるほど大衆の公教育化は、1870年の初等教育法成立以降、たしかに進んだ。だがエリート教育の面では、筆記試験制度の導入などそれなりの専門化・合理化が計られたとはいえ、医学教育以外のほとんどの分野で、中流層を取り込んで伝統的なジエントルマン教育がむしろ強化されていくという実状が判明した。とくにジエントルマン教育を保存しようとした中等教育の保守的改革が、その核となったといいうる。また女子教育も、拡大されたとはいえ、淑女教育の理想を克服するにはいたらなかった。以上が本総合研究が到達した一つの結論である。なお本総合研究の成果の詳細は、平成8年3月に『大英帝国の教育と社会』の標題で名古屋大学出版会から刊行される予定である。【本年度の研究経過】年度内に5回の研究会をもち、8人の研究分担者がそれぞれの分担テーマについて報告を行ったほか、国際日本文化研究センター助教授の園田英弘氏と京大教育学部教授の竹内洋氏(いずれも教育社会学専攻)を招いて近年におけるイギリスの受験事情とパブリック・スクールについて報告していただいた。両氏の報告は、いずれも専門家の立場から、われわれの総合研究にきわめて有益な知識を提供するものであった。【本年度の研究成果】イギリスの19世紀末葉から20世紀初頭にいたる帝国主義期は、大衆への選挙権拡大によって政治の大衆化・民主化が進むいっぽう、対外的には民族主義の台頭を背景に帝国統合をめざす帝国主義政策が推し進められた時であった。われわれの研究テーマは、この状況の中でイギリスの教育はどう変わったかというものであったが、本年度の参加者全員による報告と討論を通じて、次の諸点が明らかになった。1.初等(=大衆)教育の面ではたしかにこの時期に義務教育が着実に拡大され、教育の民主化が進んだ。2.だがエリート教育(=中等教育以上)の分野では、中等教育・大学教育・陸軍士官教育などの部門で、伝統的なジェントルマン教育が中流階級の子弟を取り込む形でそのヘゲモニー支配の射程を拡大した。そしてその際、この時期に体育として導入されたゲーム・スポーツが、一つの大きな役割を演じた。3.医学教育は、実験科学の性格をおびてそれなりの進展を見せたが、女子の高等教育と法学教育の合理化(=試験制度の導入)の歩みは、遅々たるものであった。【来年度の研究予定】来年度はさらに研究を積み重ねてその成果を一本にまとめ、平成7年3月に名古屋大学出版会から刊行する予定である。【本年度の研究経過】前年度に引き続き今年も、留学した1名(秋田茂)を除き、10名の研究分担者全員がそれぞれ報告を行い、その都度全員での討議を繰り返した。会合は都合3回行われ、内2回は2日間にわたり、合宿の形をとった。【本年度の研究成果】本年度の総合研究を通じて、前年度の研究で明らかになってきたことが(この点については、平成5年度の実績報告を参照)、さらに一層明確となった。

19世紀のイギリスは経済最先進国で、自由放任の風潮が支配的であたため、他の西欧諸国と比べて、大衆の公教育化のテンポがそれだけ遅く、エリート教育は、アマチュアリズムのジェントルマン教育がその特色となっていた。研究を始めるにあたって、われわれは、1870年代以降20世紀初頭の帝国主義期には、イギリスにおいても教育の近代化(=民主化と専門化)が著しく進んだと予測していたが、研究の結果はこの期待を大きく裏切るものとなった。たしかにこの時期に、大衆の公教育化は進んだが、エリート教育では、試験制度の導入などそれなりの専門化が計られたとはいえ、医学教育以外のほとんどの分野で、中流層を広範に取り込んでむしろ伝統的なジェントルマン教育が強化されていく実態が判明した。とくに中等教育の保守的改革がその核となったといいうる。女子教育も、拡大されたといえ、なお淑女教育の域を出ることができなかった。【今後の予定】本総合研究の成果の詳細は、平成8年3月に『大英帝国の教育と社会』の標題で名古屋大学出版会から刊行される予定である。
媒介蚊体内でのマラリア原虫の分化・発育誘導に関与するハマダラカ特異的因子の同定

我々は最近、ローデントマラリア原虫の媒介蚊体内での発育ステージを培養で再現することに成功した。しかし培養条件下で形成されたスポロゾイトはマウスに対して感染性を持たないことから、蚊の体内で感染性をもつスポロゾイトが作られるには、媒介蚊のもつ特有の因子が必要であるという作業仮説を立てた。蚊の抽出物を培養系に添加する実験を行ったところ、サナギ抽出物はわずかにスポロゾイト形成促進効果を示したが、成虫抽出物では効果が認められなかった。抽出物調製手順の改良によって、より高濃度の抽出液を調製することができれば、ハマダラカ因子の同定が可能になると期待される。Plasmodium Mosquito Stage培養の評価系を改良する目的で、培養フラスコを用いての基礎実験を行った。感染マウスから採取した血液の血球成分に対してキサンツレンを添加して生殖体形成を誘導し、この混液を25cm2の培養フラスコに移して19°Cで振盪培養を開始した。培養開始8日目にはフラスコ底面に接着しているオオシストが認められた。9日目にはオオシストは最大径12.5μmまで発育していたが、一部で底面から遊離して浮遊状態となっていた。培養10日目では大部分のオオシストが浮遊状態へと移行していた。細胞成分をギムザ染色したところ、オオシストの核分裂像が認められた。培養12日目のギムザ染色像では10日目よりも核分裂が進展していたが、一部のオオシストに変性傾向が認められた。培養13日目にはオオシスト数が激減しており、培養継続が困難となった。従来のチャンバースライドやマルチウェルプレートよりも効率良く培地の循環をはかる目的で、培養フラスコを用いての振盪培養を行ったが、シェーカーの仕様上の制約から振盪強度が強過ぎたことが、フラスコ底面へのオオシストの定着が完成されなかった要因であったと考えられる。また、培地交換の度にオオシストに対して過大な圧力負荷がかかったことが、接着しかけたオオシストを底面から遊離させたと考えられる。オオシストにおける核分裂の進行が認められたことから、フラスコによる振盪培養は有効な方法であることがわかったが、振盪強度についての再検討を要する。別のシェーカーに変更して振盪強度の軽減をはかり、最適条件を決定する。さらに重要な問題として、培地交換によるオオシストへの圧力負荷がオオシスト成熟の妨げとなることが示唆されたが、この問題を解決すべく、トランスウェルを用いるフォーマットで培養を行い、オオシストにかかる圧力負荷を最小限に抑えた状態でのオオシストの成熟をはかる予定である。ローデントマラリア原虫(Plasmodium berghei ANKA株)を用いるPlasmodium Mosquito Stage培養にハマダラカ抽出物を添加し、スポロゾイト形成促進効果について検討する実験を行った。ハマダラカ雌成虫のホモジネートと、サナギのホモジネートを調製したところ、いずれのホモジネートも淡い黒緑色の色調を示し、プロフェノール酸化酵素カスケード活性化による色素形成が示唆された。還元剤添加による色素形成阻害を避け、加熱によるタンパク変性処理で、それ以上の色素形成の進展を抑えることとした。各ホモジネートは加熱処理後に遠心により変性タンパクを沈殿させ、上清部分を濾過滅菌したものを抽出液として実験に用いた。ハマダラカ虫体抽出液を培養系に添加し、オオシスト形成および発育に対する影響を観察したところ、成虫抽出液添加群、サナギ抽出液添加群とも、非添加群に比して明らかな差が認められなかった。しかしながらオオシストからスポロゾイトが形成される時期では、サナギ抽出液添加群で若干のスポロゾイト形成促進効果が認められたが、成虫抽出液添加群では促進効果が認められなかった。これは本研究の作業仮説に反する結果であり、その要因について考察した。まず第一に、サナギは水中生活しているのに対して、成虫は羽化後は水中に浸ることはなく、両者の水分含有量が著しく異なることが活性物質の抽出効率の差として現れたと考えられる。次回は成虫虫体を抽出用緩衝液に一晩浸漬してから破砕処理を行うことで、サナギでの条件に近づける必要がある。次に、今回用いた抽出方法では、加熱処理によりタンパク成分の大部分を失った可能性を考慮する必要がある。細胞毒性を考慮して還元剤を使用しなかったが、次回は還元剤を添加してタンパク成分を十分含む抽出液を調製することで、有意なスポロゾイト形成促進効果の上昇を期待できると考える。Plasmodium Mosquito Stage培養におけるハマダラカ成分の影響を検証する目的で、蚊成虫の抽出物を添加する実験を行った。

羽化後57日目の蚊を集めて麻酔したマウスに吸血させた後、吸血メス、非吸血メス、オスの3群に分けた。吸血5日後に、それぞれの群の蚊をエタノールで洗浄した後、PBSに懸濁してホモジナイズし、遠心後の上清を回収して抽出液とした。各抽出液をオオシスト培地と1:1の割合で希釈し、約30匹/mL相当の蚊抽出物を含む培養液を調製して培養を開始した。培養容器にはibidi社のμ-slide (無処理、ibi処理、ポリ-L-リジン、4型コラーゲン、フィブロネクチン)を用いた。培養5日目までは低率ながらオオキネートから幼若オオシストへの分化が認められたが、その後雑菌の繁殖によるコンタミネーションの徴候が出現し、蚊抽出液を用いた群では十分なオオシスト発育に至らなかった。対照として実施した、蚊抽出液を添加しない群では一定の大きさまでオオシストの発育が認められたが、スポロゾイト形成には至らなかった。コーティングの種類別では、フィブロネクチン処理が最もオオシスト発育が良好であった。別の蚊抽出液を調製して同じ実験を繰り返したが、同様の結果となった。上記の結果から、蚊成虫の表面はエタノールである程度殺菌処理が可能であるが、中腸内の細菌の持ち込みを防ぐことは極めて難しいことがわかった。特に吸血の前後で中腸内の細菌数は10倍以上に増殖するため、吸血蚊の抽出液を使用することは現実的ではないと考えられる。平成24年度に実施した、サナギの抽出物を用いた実験では、コンタミネーションによるダメージはわずかであったことから、今後サナギの抽出液を用いて、細胞外基質の効果を検証してゆく予定である。寄生虫学Plasmodium Mosquito Stage培養におけるオオシスト成熟ならびにスポロゾイト形成のため培養条件の最適化について検討していた途中で、培養に必須の機器である冷却循環装置が故障してしまった(平成25年10月)ため、培養実験を行うことができなくなった。同装置はメーカーから修理不能と宣告され、急遽代替機を購入せざるを得なくなった。ところが納入された代替機にも不具合(配管接合部の破断)が見つかり、交換に2ヶ月を要することとなり、平成26年3月にようやく培養実験を再開する準備が整った。1)スポロゾイト成熟マーカー遺伝子の同定スポロゾイト成熟マーカー遺伝子の同定については、Plasmodium Mosquito Stage培養で十分量のスポロゾイト材料を得ることができず、本年度は達成できていない。マイクログラム単位の材料を得るためには、スポロゾイト形成を促進する因子を先に見出す必要があると考える。2)ハマダラカ虫体抽出物のスポロゾイト感染性に及ぼす影響の評価スポロゾイトの形成および成熟を促進する因子を同定すべく、ハマダラカ抽出物を培養系に添加する実験を行ったが、得られた抽出液の性状が十分なものではなく、当初の目的を達成するに至っていない。早急にハマダラカ抽出液調製プロトコルの最適化をはかる必要がある。1)冷却循環装置のトラブルで進行が遅れた、オオシスト成熟ならびにスポロゾイト形成のため培養条件の最適化を早急に実施する。2)ハマダラカ虫体抽出液調製のためのプロトコルを確立し、Plasmodium Mosquito Stage培養系におけるスポロゾイト形成率および機能的発育を促進するサンプルを得る。次いで、分画化したサンプルを用いて活性分画の性状を特定し、ハマダラカ因子を同定する。
運動認知メカニズムにおける時間・空間制約に関する研究

矢状面における運動時間を変化させた到達運動の詳細な定量的解析より,健常者は,運動時問が短くなることにより失われる滑らかさを,手先の通過する高さを低くすることで補償している可能性があることが,滑らかさの運動規範に基づいて示されている(Wada, Aiba, Fukuzawa 2001).しかしながら,健常者と同様の運動傾向を示さない失書患者の傾向,つまり,運動時間が長いときに手先高さがほぼ一定になることなどは,上述の説明では十分ではなかった.我々は,これらを説明するために運動指令依存ノイズに基づいた終点誤差分散最小規範を検討した.第1に,運動指令依存ノイズの大きさと,手先通過高さを変化させた数値実験を行い,手先の通過する高さが同じ場合には,依存ノイズが大きいと終端誤差が大きく,依存ノイズの大きさが同程度のときは,手先の通過高さが高いほど終端誤差が小さくなることを確認した.次に,健常者に対する被験者実験において,模擬的に被験者の運動指令依存ノイズを増加させる実験環境によって,ノイズが大きい場合の運動実験を行い,手先の通過する高さが,ノイズを加えたら高くなり,終端誤差は手先の通過する高さが高くなるほど小さくなることを確認した.従って,患者のノイズが健常者よりも大きいと仮定すれば,運動時間が短いとき,患者の手先高さが低くならなかったのは,ノイズの大きさに起因する終端誤差の増加を,手先の通過する高さを高くすることで補償する患者の方策であった可能性が示唆される.また,この結果は,ヒトの運動計画には,滑らかさに関する規範とともに誤差分散最小化の規範があることを示唆しているものと考えられる.矢状面における運動時間を変化させた到達運動の詳細な定量的解析より,健常者は,運動時問が短くなることにより失われる滑らかさを,手先の通過する高さを低くすることで補償している可能性があることが,滑らかさの運動規範に基づいて示されている(Wada, Aiba, Fukuzawa 2001).しかしながら,健常者と同様の運動傾向を示さない失書患者の傾向,つまり,運動時間が長いときに手先高さがほぼ一定になることなどは,上述の説明では十分ではなかった.我々は,これらを説明するために運動指令依存ノイズに基づいた終点誤差分散最小規範を検討した.第1に,運動指令依存ノイズの大きさと,手先通過高さを変化させた数値実験を行い,手先の通過する高さが同じ場合には,依存ノイズが大きいと終端誤差が大きく,依存ノイズの大きさが同程度のときは,手先の通過高さが高いほど終端誤差が小さくなることを確認した.次に,健常者に対する被験者実験において,模擬的に被験者の運動指令依存ノイズを増加させる実験環境によって,ノイズが大きい場合の運動実験を行い,手先の通過する高さが,ノイズを加えたら高くなり,終端誤差は手先の通過する高さが高くなるほど小さくなることを確認した.従って,患者のノイズが健常者よりも大きいと仮定すれば,運動時間が短いとき,患者の手先高さが低くならなかったのは,ノイズの大きさに起因する終端誤差の増加を,手先の通過する高さを高くすることで補償する患者の方策であった可能性が示唆される.また,この結果は,ヒトの運動計画には,滑らかさに関する規範とともに誤差分散最小化の規範があることを示唆しているものと考えられる.
磁場配向を利用したハイブリッドナノ素子の開発

本研究は、ナノサイズの高集積回路を実現するための基礎技術の開発を目指した。その結果、磁性ナノ粒子と蛋白質集合体「微小管」の複合体を作ることができ、比較的弱い磁場の中でも高い精度で自発的に整列させることができた(磁場配向)。磁場配向のメカニズムを検討し、配向精度に影響する因子を明らかにした。さらに、光照射によってリポソームが出芽・分離する現象や、クロロフィル類の生合成モデル反応も見出すことができた。本研究の最終目標は、ナノサイズの高集積回路を、生体分子の特徴(動的平衡など)を応用して実現することである。そこで、(a)磁性ナノ粒子を用いて素子の配向を制御すること、(b)新たな分子素子の開発を本研究の目的とし、09年度は1.磁性ナノ粒子の凝集の抑制と、磁場配向精度の向上、2.ポリプロリン・ナノロッドを応用した分子素子の開発と、ナノ粒子との複合化を検討した。1.粒径20nmの磁性ナノ粒子が、従来は粒径2.3mmにまで凝集していたが、界面活性剤処理と超音波処理を組み合わせることにより、粒径130mmに抑えることができた。この粒子の分散液をガラス基板上に滴下して、ネオジム磁石を作用させた。SEM観察を行ったところ、磁性ナノ粒子は磁場配向して、マイクロスケールの構造体を形成していた。凝集の抑制によって、配向精度を従来の3倍以上に向上させることができた。磁性ナノ粒子は磁化による凝集が不可避であるので、マイクロスケールの構造体を用いてナノスケールの素子の集合体を作る工夫が必要と考えられた。2.新たな分子素子の基本骨格としてポリプロリンに着目した。ポリプロリンは1ピッチ0.9nm(3残基)の剛直なポリプロリンIIヘリックスを形成することが知られている。ポリプロリンを利用した分子素子は報告例がない。ポリプロリンモチーフをもつペプチドA(RKP_4HP_4C)、ペプチドB(Fmoc-P_4HP_4G)などを固相合成し、HPLCで精製した。両者はエタノール中でポリプロリンIIヘリックスを形成した。ペプチドAは金ナノ粒子表面に結合し、蛍光色素修飾もできることを確認した。また、ペプチドBにCu^<2+>イオンを添加すると、Cu^<2+>とHis残基との錯形成によって会合することがわかった。この錯体はEDTAを加えると脱会合した。これらのペプチドは、分子素子の基本骨格として期待できる。そこで、(a)磁性ナノ粒子を用いて素子の配向を制御すること、(b)新たな分子素子の開発を本研究の目的とし、10年度は、(1)ポリプロリン・ナノロッドと蛍光色素との分子間相互作用(分子素子の開発)、(2)リポソームを用いたポリプロリン・ナノロッド分子素子の集積、(3)蛍光色素の開発などに適用する新規な有機合成反応を検討した。(1)ポリプロリン・ナノロッドとクロロフィル類とから分子素子を作成した。我々が合成したポリプロリンは、メタノール中でポリプロリンIIヘリックスを形成した。このポリプロリンとクロロフィル類とが、メタノール中で分子間会合して複合体を形成することを、ポリプロリン中に組み込んだトリプトファン残基からクロロフィルへの蛍光励起エネルギー移動から確かめた。この色素-ポリプロリン・ナノロッド複合体は、光エネルギー伝達特性をもつ分子素子として機能すると期待される。(2)ポリプロリン・ナノロッドとクロロフィル類はリポソーム膜中でも分子間会合して、上と同様の複合体(分子素子)を形成することを確かめた。リポソーム膜では、脂質の組み合わせや温度によって相分離を起こすことができるので、リポソーム膜にポリプロリン分子素子を組み込み、それらの可逆的な集積や配列に膜の相挙動を利用することを目指している。(3)クロロフィル類などに対してチオール類を反応させることによって、1段階で、簡便かつ温和に、クロロフィル類がもつビニル基をフォルミル基に変換できることを見出した。この新規反応は環境低負荷であると同時に、生体内の反応のモデルとも考えられ、分子素子開発への応用展開と共に、反応機構の検討を続けている。本研究の最終目標は、生体分子の特徴(動的平衡など)を応用して、ナノサイズの高集積回路を実現することである。今年度は主にペプチドと蛍光色素との複合化、およびナノ素子が配列・集積・機能する場としてのリポソーム膜の検討を行った。新規なカチオン性ペプチド脂質を合成し、アニオン性色素とともにジャイアントリポソーム膜内に導入した。蛍光励起エネルギー移動から、この脂質と色素はリポソーム膜内で会合しており、その相互作用は他のペプチドとの相互作用よりも強いことがわかった。

相転移・相分離は明確には観察できなかったが、興味深いことに、この脂質-色素会合体を含むジャイアントリポソームが光照射によって容易に分離(buddingおよびfission)を起こすことを見出したことは特筆できる(光誘起リポソーム分離技術)。さらに、ミセル等を利用してジャイアントリポソームに色素やペプチドを供給することもできた。以上により、リポソームの融合・分離という動的平衡の中に、機能素子(蛍光色素、ペプヂド)を配置するための基礎技術を確立できた。また、申請者が本研究の過程で見出した新規な酸化反応を、機能素子(蛍光色素)の合成に応用することができた。また、この反応が、あるシアノバクテリアの色素生合成反応のモデルと考えられることも提案できた。以上のように、本研究によって、ナノサイズの高集積回路を動的平衡の下に実現するための基礎技術を得ることができた』すなわち、リポソームに磁性ナノ粒子を封入させれば、膜内に機能分子を集積したリポソームを磁場配向させることができると期待される。また、光誘起リポソーム膜分離や膜融合によって、膜内の機能分子等を交換することもできるだろう。さらに、これらの成果は光合成蛋白質の成熟・分解過程のモデル化や、人工細胞の構築にも寄与できるだろう。
Ｋｖ１．３移入線維芽細胞による障害心筋の電気的再生と逆リモデリング誘導の研究

in vivoモデルとして心不全ラットモデルを作成した。心筋傷害の程度、再現性、個体の死亡率から、イソプロテレノール皮下投与2日負荷、80mg/kg/dayを設定した。負荷後1週間で、組織学的には心筋の肥大と変性、間質の増殖、電気生理学的には、不応期の延長(平均52%)と活動電位持続時間の延長(MAP20で120%、MAP90で56%)を認めた。並行して生ずる液性因子として、CTGF, TGF-beta, MCP-1, IL-2があり、初期の炎症負荷が生じているものと推定された。線維芽細胞へのチャネル移入のためのプラスミドを再設計し、Kv1.3の発現も改善したが、再現性が乏しかった。1.心不全モデルラットの作成:イオンチャネル移入線維芽細胞を移植し、心機能改善を確認するためのin vivoモデルとして心不全ラットモデルを作成した。心不全を誘発する負荷としては、イソプロテレノール皮下投与を用い、1日負荷、2日負荷、ならびに20-150mg/kg/dayの用量を用い、個体の生存率、心機能、心筋組織変化ならびに心室筋の電気生理学的特性を評価した。まず1日負荷では心不全の発症に個体差が大きく、かつ評価できる変化が少なかったため、2日負荷が適切であると判断した。イソプロテレノールの用量としては100mg以上では死亡率が50%を超え、また50mg以下では有意な心筋の変化を認める個体が30%以下であったため、80mg/kg/dayが適当であると判断した。2.心筋に生ずる変化の定量:今回の検討では、心室筋組織の解剖学的変化ならびに電気生理学的特性変化を評価した。上記負荷の後1週間経過観察して個体を評価したが、組織学的には心筋の肥大と一部の変性、間質の増殖を認めた。電気生理学的には、不応期の延長(平均52%)と活動電位持続時間の延長(MAP20で120%、MAP90で56%)を認めた。3.並行する液性因子の評価:上記変化に並行して生ずる液性因子の評価を行った。有意な上昇を認めたのは、CTGF, TGF-beta, MCP-1, IL-2であり、初期の炎症負荷が生じているものと判断された。4.移植のための線維芽細胞の作成:予定している移入チャネルのうち、Kv1.3の発現が不良であり、プラスミドの設計が不適切と考えられた。現在、プラスミドを再設計し、発現効率の良いベクターを構築中である。4.移植のための線維芽細胞の作成:予定しているチャネル移入のためのプラスミドを再作成した。結果的に、前回まで発現が不良であったKv1.3も発現するようになったが、再現性が乏しく、さらに改良が必要と考えられる。最終評価に用いるためのin vivoモデルの評価は順調であるが、移植に用いるための線維芽細胞の準備が遅れている。前述の通り、目的とするイオンチャネルの発現は改善したが、再現性に乏しいため、次のステップに進めないでいる現状である。

上記負荷の後1週間経過観察して個体を評価したが、組織学的には心筋の肥大と一部の変性、間質の増殖を認めた。電気生理学的には、不応期の延長(平均52%)と活動電位持続時間の延長(MAP20で120%、MAP90で56%)を認めた。3.並行する液性因子の評価:上記変化に並行して生ずる液性因子の評価を行った。有意な上昇を認めたのは、CTGF, TGF-beta, MCP-1, IL-2であり、初期の炎症負荷が生じているものと判断された。4.移植のための線維芽細胞の作成:予定しているチャネル移入のためのプラスミドを再作成した。結果的には、前回まで発現が不良であったKv1.3も発現するようになったが、再現性が乏しく、さらに改良が必要と考えられる。5.付加的実験として、抗酸化作用を示し得るリナグリプチンを治療的に投与する実験を開始した。パイロット的研究では、不応期延長が抑制される傾向が確認されており、その効果と機序について追加的検討を予定したい。最終評価に用いるためのin vivoモデルの評価は順調であるが、移植に用いるための線維芽細胞の準備が遅れている。前述の通り、目的とするイオンチャネルの発現は改善したが、再現性に乏しいため、次のステップに進めないでいる現状である。1.心不全モデルラットの作成:イオンチャネル移入線維芽細胞を移植し、心機能改善を確認するためのin vivoモデルとして心不全ラットモデルを作成した。心不全を誘発する負荷としては、イソプロテレノール皮下投与を用い、1日負荷、2日負荷、ならびに20-150mg/kg/dayの用量を用い、個体の生存率、心機能、心筋組織変化ならびに心室筋の電気生理学的特性を評価した。まず1日負荷では心不全の発症に個体差が大きく、かつ評価できる変化が少なかったため、2日負荷が適切であると判断した。イソプロテレノールの用量としては100mg以上では死亡率が50%を超え、また50mg以下では有意な心筋の変化を認める個体が30%以下であったため、80mg/kg/dayが適当であると判断した。2.心筋に生ずる変化の定量:今回の検討では、心室筋組織の解剖学的変化ならびに電気生理学的特性変化を評価した。4.移植のための線維芽細胞の作成:予定している移入チャネルのうち、Kv1.3の発現が不良であり、プラスミドの設計が不適切と考えられた。現在、プラスミドを再設計し、発現効率の良いベクターを検討中である。in vivoモデルとして心不全ラットモデルを作成した。心筋傷害の程度、再現性、個体の死亡率から、イソプロテレノール皮下投与2日負荷、80mg/kg/dayを設定した。負荷後1週間で、組織学的には心筋の肥大と変性、間質の増殖、電気生理学的には、不応期の延長(平均52%)と活動電位持続時間の延長(MAP20で120%、MAP90で56%)を認めた。