hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境デザイン初期段階における統合型コラボレイティブデザインシステムの開発

様々な関係者の参画を可能にする環境、活動、場という一般的なデザインフェーズに沿って、デザインで取り扱う情報を、取り扱う空間の次元という観点から、実空間3Dモデル及び写真や地図など既存のメディアからなる2Dモデルとして整理して、データベースサブシステムを構築した。次にこれらのモデルを用いて環境、活動、場を交互に参照しながら計画検討ができる環境空間リアルタイム検討サブシステムの構築を行った。さらに、それらの情報を扱う統合型コラボレイティブデザインシステムの全体フレームを設計し、プロトタイプシステムの実装を行い、実際のデザインプロジェクトでシステムを運用して検証した。システムの全体フレームは、2Dモデル、実空間3Dモデルと、それらのモデルを統合して取り扱うことが可能なプラットホームであるリアルタイム・シミュレーション技術、2Dモデルを扱う各種ツールから構成される。実空間3Dモデルについては、地形、空中写真などのディジタル・アーカイブや地域分析情報モデルからなる3D環境モデル、対象地で人々が行う活動を表現するために実空間3Dモデルに2Dイメージデータを配置するNEZモデル、デザインの考え方を示した可視化モデルからなるコンセプト表現モデル、デザイン対象モデル、デザイン参照モデルからなる。2Dモデルは、2D環境モデル、2D活動モデル、スケッチモデル、2D参照モデルからなる。システムに必要な機能については、実空間3Dモデル全般のブラウジングと表現に関わる基幹機能を整理した。実空間3Dモデルの取扱いについては、すべての実空間3Dモデルを同一のシステムかつ共通のインターフェースで取扱えるように、Dirext3D【○!R】テクノロジーを用いたVirtools社のVirtoolsDev【○!R】を基盤ソフトウェアとして、一連のプログラムを機能ごとに単位化したBehavior Blockを使い開発を行った。
低メトキシルペクチンの食品機能及びその利用に関する研究

1.低メトキシル(LM)ペクチンの食品機能に関する基礎的研究としては、LMペクチンと各種カルシウム化合物による会合現象を把握する目的で、粘性挙動の面から検討した。ペクチン濃度が希薄な場合、一定量のCa^<2+>による会合現象に最も影響を及ぼすのは付随する陰イオンであることを明らかにした。Ca化合物の種類によって動粘度の値に差がみられた。炭酸Caのみが動粘度を増加させた。その他のCa化合物は硫酸Ca>塩化Ca>乳酸Ca=リン酸Ca>酢酸Caの順に従って動粘度を低下させた。2.愛玉子子実から得られる水溶性多糖(ポリガラクチュロン酸)に注目し、分子量と慣性半径の経時変化を光散乱法によって測定した。重量平均分子量は果実ペクチンのLM,HMペクチンに比べて非常に大きく、80×10^54×10^6であった。また、分子量と慣性半径の関係より得られる傾きの指数は、溶液中の分子のコンフォメーションを示唆するものであるが、0.37が得られ、果実ペクチンの指数0.55よりもかなり小さかった。このことは、愛玉子ペクチンはすでに、内在するカリウムやカルシウムによって配位結合またはイオン結合による会合が進捗し、かなり収縮しているものと考えられた。3.近年、多糖類ゲルについて混合ゲルに関する基礎的研究が求められているが、カードランのデザ-トゼリーへの利用法を検索する目的で、カードランにペクチン、カラギ-ナン、キサンタンガムを混合し、ゲルの特性を機器測定と官能評価によって比較検討した。走査型電子顕微鏡観察では、ゲルの網目構造の特徴が明確に認められ、機器測定による物性値の違いを裏付けることができた。官能評価の結果は、機器測定値と良い相関が得られた。また、混合ゲルの特性はどちらかに惹かれるものと、個性を示すものとがあった。4.ルバ-ブはタデ科の多年草でその外観はフキに似ている。健康・自然食ブームにより、ルバ-ブの食物繊維が注目されているが、とくにペクチンの理化学的性質について検討した。総食物繊維含量は2.793.72%であり、その中ペクチンの含有量が最も高く、約40%を占めていた。セルロースとヘミセルロースはほぼ同比率で含まれ2430%であり、リグニンは5%に過ぎなかった。ペクチンでは熱水可溶性画分が80%を占めていることは、食物繊維の機能性として興味あることである。また、ルバ-ブジャムの調製し、各種ジャムとの比較検討を行い、ルバ-ブジャムのキャラクタリゼーションを行った。平成5年度は、以下の項目について検討した。1.低メトキシル(LM)

ペクチンの食品機能に関する基礎的研究としては、分子量及び官能基を異にする市販ペクチンを用いて、LMペクチンと各種カルシウム化合物による会合現象を把握するために、粘性挙動の面から検討した。ペクチン濃度が希薄な場合、一定量のCa^<2+>による会合現象に最も影響を及ぼすのは付随する陰イオンであることを明らかにした。影響が大きい陰イオンは、硫酸>塩素>乳酸>リン酸>酢酸>炭酸イオンの順であった。また、ペクチン濃度別にCa^<2+>、Al^<3+>及びFe^<3+>イオンがゲル形成能に及ぼす影響についてゾル-ゲル転移過程の物性を動的粘弾性解析システム(本年度科研費交付による)を用いて検討した。Ca^<2+>はすみやかに均一なゲルを形成するが、Al^<3+>及びFe^<3+>においても一定の濃度で均一なゲルを形成することが認められた。しかし、その濃度範囲はCa^<2+>が最も広く、Al^<3+>、Fe^<3+>は狭かった。2.LMペクチンの好ましいテクスチャー発現素材としての基礎研究としては、起源、脱メチル化法を異にするLMペクチンと他のゲル化剤による混合多糖ゾル-ゲルを試作してその物性を検討した。示差走査熱量計を用いてゲルの熱的性質を測定した結果、融解にともなう吸熱ピークは、添加する他の多糖類の影響を受けて高温側にシフトした。また、吸熱エンタルピーにも影響を及ぼすことが明らかになった。ゲルの破断特性、テクスチャー特性の面から検討した結果、ペクチン単独に比較して多糖の混合により種々の特性を有するゲルの調製が可能であることが認められた。ゲルの官能評価を行って得られた特性値と機器測定によって得られた特性値を用いてステップワイズ判別分析により検討した結果、単独及び混合ゲルの判別が可能であることが認められた。また、ゲルの外観、食感及び飲み込んだときの印象について官能評価を行い、数量化理論第II類による判別分析を行った結果、ゲルの特徴づけに関与する因子を明らかにすることができた。走査型電子顕微鏡によるゲルの割断面の観察を行った結果、物性値、官能評価を裏付ける組織構造が明らかになった。平成6年度は、以下の項目について検討した。1.低メトキシル(LM)ペクチンの食品機能に関する基礎的研究としては、愛玉子から得られる水溶性多糖類に注目した。この水溶性多糖類は、室温でも自動的にゲル化する性質を有し、LMペクチンと比較的近似した性質であるが、他のゲル化剤とは異なる食感をもち、新しい食品素材として期待される。しかし、ゲルの硬さは、調製後一定時間後にピークを示すが、その後経時的にゲルが脆弱化する傾向がある。そこで、利用上の向上を目的としてゲルの脆弱化の要因について検討した。水抽出液の分子量分布は、保存時間が長くなるに従いピークが低分子側にシフトした。水抽出液中の還元糖及び遊離メタノール量を測定した結果、ペクチンエステラーゼによって低メトキシル化が進行し、ポリガラクチュロナーゼの働きが誘導されることが示唆された。凍結走査型電子顕微鏡によるゲルの割断面の観察では、愛玉子ゲルは保存時間が長くなるに従いルーズな網目構造になることが示されたゲルの凍結・解凍に伴う離漿率は、愛玉子ゲルはLMペクチンゲルに比べて著しく高かった。
ホスホリパーゼA_2の構造化学的研究と特異的阻害剤の分子設計

2.1Å分解能での両複合体の構造を比較すると,蛋白質分子の全体構造にはほとんど違いが無かった.また,N-末端のプロ部分ならびに6570残基目ループ部分は揺らぎが大きく,正確な構造を決定することが出来なかった.両基質アナログの蛋白質分子との相互作用様式の比較では,アナログ分子のリン酸基部分およびアルキル鎖部分の相互作用は,コリン型,グリコール型両アナログにおいて大きな違いは無かった.しかし,コリン基,およびグリコール基近傍で蛋白質分子との相互作用に大きな違いが確認された.更に,グリコール型のアナログ分子はグリコール部分の負電荷が,触媒活性部位に存在する水素結合ネットワークに大きく影響を与え,酵素単独の構造とは変化していることが明らかとなった.2.1Å分解能での両複合体の構造を比較すると,蛋白質分子の全体構造にはほとんど違いが無かった.また,N-末端のプロ部分ならびに6570残基目ループ部分は揺らぎが大きく,正確な構造を決定することが出来なかった.両基質アナログの蛋白質分子との相互作用様式の比較では,アナログ分子のリン酸基部分およびアルキル鎖部分の相互作用は,コリン型,グリコール型両アナログにおいて大きな違いは無かった.しかし,コリン基,およびグリコール基近傍で蛋白質分子との相互作用に大きな違いが確認された.更に,グリコール型のアナログ分子はグリコール部分の負電荷が,触媒活性部位に存在する水素結合ネットワークに大きく影響を与え,酵素単独の構造とは変化していることが明らかとなった.
ソグド語と古代チュルク語の言語接触に関する包括的研究

4年の研究期間の間に,(1)ソグド語と古代チュルク語との言語接触を色濃く反映するテキストを,未発表の写本も含めて可能な限り集めて研究した.(2)次に言語接触の結果発生したと考えられる現象を体系的・網羅的に収集し,音韻論,形態論など見地から言語学的に分類した.(3)その後,言語接触に関する社会言語学的な研究を参考にして,それらの現象が成立した背景やメカニズムを解明しようとした.シルクロードの交易民族として有名なソグド人はイラン系の民族であり印欧語の話者であった.彼らは紀元後11世紀以前の中央アジアにおいて,アルタイ系の言語を話す古代のチュルク人(突厥,ウイグルなど)と交流し,その結果としてソグド語および古代チュルク語も変容した.(1)この言語接触の具体的な様相とそれによる言語変化の結果との全貌を解明するとともに,(2)言語接触に関する言語学的研究一般の中に位置づけることが本研究の計画である4年の研究期間の間に,(1)ソグド語と古代チュルク語との言語接触を色濃く反映するテキストを,未発表の写本も含めて可能な限り集めて研究した.(2)次に言語接触の結果発生したと考えられる現象を体系的・網羅的に収集し,音韻論,形態論など見地から言語学的に分類した.(3)その後,言語接触に関する社会言語学的な研究を参考にして,それらの現象が成立した背景やメカニズムを解明しようとした.平成20年度は,ソグド語と古代チュルク語の言語接触の証拠となる文献資料の調査研究を一貫して行った.ベルリンには未発表のソグド語文書が多数保管されており,それらは幸いにしてインターネット上で公開されている.何千点にも及ぶ資料の中からソグド語の断片を選び出し解読するという作業を行った.20年度は主にマニ文字で書かれた資料を見た.マニ教文献の大半は10世紀にさかのぼり,ソグド語と古代チュルク語の接触が最も活発な時期であったから,重要な資料が含まれている可能性が高い.事実,バイリンガルの文献も見つかっており,その位置づけは今後研究していく必要がある.ソグド文字で書かれた資料は昨年度までに一応の研究を終えており,それをもとに,2006年にドイツの研究者が発表したカタログを改善することができた.それを英文の書評として国際誌で発表した.仏教文献に見られるソグド語と古代チュルク語の関係についても論文を発表したが,ドイツ語に翻訳されハンガリーの東洋学関係の雑誌に発表された.マニ教文献についての研究の副産物として,日本にあるマニ教絵画を発見することもできた.この発見は一般の注目を集め,新聞紙上にも発表された.その後,海外のマニ教学者とともにこの絵画についての論文集を編集した.そこに掲載された論文も新聞紙上で報道された.平成21年度に於いて,以下のような研究実績があった.第一に,新資料の発掘作業として,昨年度より一貫して,ベルリンのトルファン学研究所が保管しているソグド語資料の解読を行ってきている.昨年は,その中でもマニ文字で書かれた文献を扱った.全体で1000点ほどあるうちのほぼ半分について初歩的な解読を終えることができた.これらの文献は小さい断片であったため解読には予想以上に時間がかかった.第二に,研究成果を一部発表した.まずソグド語と古代チュルク語の言語接触を扱った論文を英文で発表した.また言語接触も含むソグド語の文法記述を,やはり英語で発表した.これはイギリスの出版社が編集したイラン系の言語の概説書の1章を構成するものである.第三に,言語接触は歴史的な現象でもあり,歴史的な背景についての知識が不可欠である.イスラム化以前の中央アジアに古代チュルク語を話す民族が,いつどのような形で侵入したかを論じる論文も英文で発表した.第四に,ソグド人と古代チュルク人の言語接触の背景ともなったマニ教信仰にかかわる研究として,日本に伝来しているマニ教絵画を発見していたが,昨年新たに5点を発見し,ダブリンで開催された世界マニ教学会で発表するとともに,論文にして公表した.またマニ教絵画については新聞でも報道された.(1)新資料の調査と研究.ソグド語と古代のチュルク民族との言語接触を反映する文献資料をあらたに2点発見し解読した.トルファンで発見された10世紀頃の文書の写真が現在イスタンブールにある旧アラト教授の保管資料のなかに見つかった.原文書はドイツのトルファン探検隊が20世紀初頭に発見したものだが,第二次大戦の争乱の中で失われていた.この文書はソグド語で書かれているが,ウイグル語の強い影響を示しており,著しく草書化した文字で書かれていることもあって解読はきわめて困難であったが,内容を解明し言語的な特徴を明らかにした.またこのような言語が成立する背景を,言語接触に関する理論を援用して解明するとともに,歴史資料のなかにそれが反映されていることを明らかにした(2)カラバルガスン碑文の研究.9世紀始めにウイグル可汗国の都(現在のモンゴル共和国カラバルガスン)で建てられた碑文のソグド語版のなかで,従来内容が明らかでなかった部分を解明した.ソグド語で書かれた古代ウイグル民族の歴史の中には,当然のことながらウイグル語からの借用語が含まれているが,これまでのソグド語研究者は言語接触の背景を考慮していなかったので理解できない部分であった.

これは中央アジアの歴史を解明する上でも大きな貢献になった(3)研究成果の発表.上記二つの研究の成果を,昨年10月に中国で開催された国際学会に招待された際に発表し,その後おのおの論文と事典の項目として刊行した.また京都大学人文科学研究所では,本科学研究費で行っている研究概要と,これまでの成果を講演した本研究は,ソグド語と古代のチュルク語との言語接触の全貌を,我々に残されている資料が許す限り包括的に明らかにすることを目的としてきた.この目的のもとに,言語接触が最も如実に表れるマニ教ソグド語資料のうち,未研究のものを全点調査し文字転写を作成した.これは未発表であるが300頁ほどに及ぶ.また1011世紀において,古代チュルク語とソグド語のバイリンガルの話者が書いた特異なソグド語について,一般言語学の知見を援用し言語学的な分析を加え論文として発表していたが,この論文を発表した後にも新たに同種の資料が発見され,その文書(手紙と帳簿)を世界に先駆け研究し発表することができた.チュルク語の強い影響を示すこの種の特異なソグド語の嚆矢が,9世紀初めのカラバルガスン碑文であることを示したのは筆者であるが,この間には歴史学的に見ても重要なこの碑文のソグド語テキストの全面的な改訂版を作成し,特に重要な知見を論文として発表した.これまで言及したものは主に古代チュルク語からソグド語への影響であるが,ソグド語から古代チュルク語への影響として,ウイグル語(古代チュルク語の重要な方言)文献に見られるソグド語からの借用語をあつめて整理した.ウイグル語文献は現在までに発表されたものだけでも膨大で,網羅的に収集することはできないが,相当数の借用語を集めることができた.ただまだ発表できる段階に至っていない.これらの主に言語学的な研究とは別に,言語接触が発生した歴史的な背景を明らかにするために,ソグド民族の歴史を包括的に検討したが,その成果としてソグド人の歴史と文化に関する本を出版していた.この年度ではその副産物として,本来横書きのソグド文字が縦書きされるようになった時代や経緯について研究発表を行った,
圧電フィルムを用いた積層型セルフセンシングアクチュエータ

本研究では,昨年度に引き続き,複数の圧電フイルムを積層構造とし,これと外部のブリッジ回路との組合せによるセルフセンシングアクチュエータについて検討した.前年度の結果をもとに,積層型セルフセンシングアクチュエータの二次元構造物への適用を考え,4層構造の積層型セルフセンシングアクチュエータが2次元平面上での振動検出/制御が可能となるように,積層パラメータを設計した.制御対象構造物として,厚さ0.5mm,幅240mm長さ300mmアルミニウムの平板を考え,その一表面に上記で設計した積層化圧電フイルムを貼付した場合について,理論解析によって,得られる振動制御効果について検討した.平板の境界条件を周辺単純支持条件として,その1点に衝撃入力が加わる場合の平板の観測点変位の時刻暦応答を非制御時・制御時について計算した結果,変位応答について支配的であった1次振動モード(固有振動数36.0Hz)について制御効果が得られることを確認した.さらに実際に平板に圧電フイルムを積層化して貼付し,ブリッジ回路をパワーOPアンプに基づくアナログ回路で構成した実験装置を作製し,これを用いて制御実験を行った結果,実際に制御効果が得られ,また理論解析と実験が良く一致することも確認できた.以上より本手法によって二次元構造物のスマート振動制御が可能であることが理論的・実験的に示された.本研究では,複数の圧電フィルムを積層構造とし,これと外部のブリッジ回路との組み合わせによるセルフセンシングアクチュエータの開発を目的として,積層化された圧電フィルムセンサ/アクチュエータが貼付された梁を知的構造システムのモデルとしてとりあげた.まず,柔軟梁の一面に2枚あるいは4枚の積層化された圧電フィルムを貼付し,これらを用いてアクティブRCブリッジ回路を構成するセルフセンシングアクチュエータを考え,エネルギー原理に基づきシステムの基礎方程式を導いた.次に,各層の圧電フィルムのパラメータを厚さ,形状,配向角,極性とし,またブリッジ回路への結線として直列および並列配置を考え,以上の組み合わせについて,ノイズと温度に対する補償,センサとしての感度,アクチュエータとしてのパワー効率について検討し,センサ/アクチュエータとしての性能を発揮しつつ,上記の補償効果をも有する積層化メカニズムを予備実験により明らかにした.これをもとに2枚および4枚の圧電フィルムを用いた3種類の積層型セルフセンシングアクチュエータを提案した.次いで,幅30mm,長さ300mm厚さ0.5mm片持ち梁に提案するセルフセンシングアクチュエータを適用した場合の自由振動応答を数値解析によって求めた.さらに,実際にアルミニウム梁に積層化圧電フィルムを貼付した試験片を作製し,これとアナログ電子回路によってブリッジ回路を構成した実験装置によって自由振動応答の制御を行い,はり先端変位の時刻暦応答を非制御時・制御時について測定し,これらを理論解析結果と比較した.その結果,提案するいずれの手法においても制振効果が得られ,また実験結果は理論解析結果と精度良く一致することを確認した.本研究では,昨年度に引き続き,複数の圧電フイルムを積層構造とし,これと外部のブリッジ回路との組合せによるセルフセンシングアクチュエータについて検討した.前年度の結果をもとに,積層型セルフセンシングアクチュエータの二次元構造物への適用を考え,4層構造の積層型セルフセンシングアクチュエータが2次元平面上での振動検出/制御が可能となるように,積層パラメータを設計した.制御対象構造物として,厚さ0.5mm,幅240mm長さ300mmアルミニウムの平板を考え,その一表面に上記で設計した積層化圧電フイルムを貼付した場合について,理論解析によって,得られる振動制御効果について検討した.平板の境界条件を周辺単純支持条件として,その1点に衝撃入力が加わる場合の平板の観測点変位の時刻暦応答を非制御時・制御時について計算した結果,変位応答について支配的であった1次振動モード(固有振動数36.0Hz)について制御効果が得られることを確認した.さらに実際に平板に圧電フイルムを積層化して貼付し,ブリッジ回路をパワーOPアンプに基づくアナログ回路で構成した実験装置を作製し,これを用いて制御実験を行った結果,実際に制御効果が得られ,また理論解析と実験が良く一致することも確認できた.以上より本手法によって二次元構造物のスマート振動制御が可能であることが理論的・実験的に示された.
乳幼児の足の成長に関する研究

乳幼児の定期検診の機会を利用して、生後4ケ月から36ケ月の乳幼児男女449名について、生年月日、性別、身長、体重、這い這い、つかまり立ち、ひとり歩きの有無に関するアンケ-トを保護者から取るとともに、ピドスコ-プを用いて足底側から足部輪郭形状を写真撮影し、長径5項目、幅径2項目の間接計測を行った。これらの横断的デ-タから、各計測値、プロポ-ション、スケルトン法による輪郭形状の年齢推移、およびこれらと姿勢・歩行機能の発達の関連について調べ,以下の結果を得た。1.足の大きさについて:(1)体部が7ケ月まで急速に成長するのに対して、足は12ケ月まで急速な成長がつづく.(2)4ケ月から18ケ月までは男児が女児を上まわるが、それ以降性差は認められない.(3)3歳水準に到達するのは足の幅径が最も早く、ついで足の長径、身長がつづき、体重が最も遅い.2.足のプロポ-ションについて:(1)身長に対する足の相対的大きさ(比足長)は12ケ月まで増加し、その後停滞する。(2)長径のプロポ-ションには遂年変化は見られない.(3)前足部は成長とともに細長化するのに対して、踵部は18ケ月までしだいに幅広になった後、再び細長化する.3.足の輸郭形状について:(1)後足部の回内傾向は712ケ月の間に出現するが、以後あまり変化しない.(2)前足部の内反傾向は加齢とともに少しづつ強まる.4.姿勢・歩行機能との関連について:(1)「つかまり立ち」や「ひとり歩き」を始めた子ども達は、まだ始めていない子どもに比べ足が絶対的にも相対的にも大きいが,身体の大きさは変らない.(2)姿勢・歩行機能の発達と足のプロポ-ションには関連がみられない.(3)「つかまり立ち」の開始とともに、前足部の内反傾向がやや強まるが、歩行開始前後では足の輪郭形状に変化はみとめられない。本年度は足型デ-タの収集及び超音波断層画像法を足の成長の研究に適用するための基礎的検討を行った。主な結果は下記の通りである。1.乳幼児の足型デ-タを縦断的に収集するために、T市S支所における乳幼児定期検診(4ケ月、7ケ月、12ケ月、18ケ月、27ケ月、36ケ月)の機会を利用して保護者に協力を依頼し、ピドスコ-プを用いて左右の足型の写真撮影を行った。その際、身長、体重、ロコモ-ションの発達についても聴きとりによる調査を行った。現在までの収集資料の延べ数はつぎの通りである;4ケ月児:78人(男34,女44),7ケ月児:86人(男49,女37),12ケ月児:107人(男66,女41),18ケ月児:(83人(男41,女42),27ケ月児:75人(男32,女43),36ケ月児:41人(男21,女20),合計470人(男243,女227).現在、得られた画像をデジタイザ-を用いてコンピュ-タで扱える形に変換する作業を行っている。2.超音波断層画像による足弓形態計測法について検討し、下記の結果を得た。

(1)断層部位が同じであれば、被験者の違いに関係なく同様な画像イメ-ジが得られ、中足部において足底の浅筋群が連続的に観察できた。(2)反復撮影された画像から得られる超音波計測値の変動係数は中足部(midfoot)において最も小さかった。(3)超音波計測値とX線計測値の相関は中足部において最も高く、楔状骨部で0.88,舟状骨部で0.84(ともにP<0.001)であった。(4)超音波値とX線値の差には部位による一定の傾向はなく、前者が後者より26mm小さい。この結果、相対偏差は計測値の大きい中足部で最も小さくなった。(5)以上により、足弓形態を対象とする超音波計測には、楔状骨から舟状骨を含む断層部位が有効であることが示唆された。乳幼児の定期検診の機会を利用して、生後4ケ月から36ケ月の乳幼児男女449名について、生年月日、性別、身長、体重、這い這い、つかまり立ち、ひとり歩きの有無に関するアンケ-トを保護者から取るとともに、ピドスコ-プを用いて足底側から足部輪郭形状を写真撮影し、長径5項目、幅径2項目の関接計測を行った。これらの横断的デ-タから、各計測値、プロポ-ション、スケルトン法による輪郭形状の年齢推移、およびこれらと姿勢・歩行機能の発達の関連について調べ、以下の結果を得た。1.足の大きさについて:(1)体部が7ケ月まで急速に成長するのに対して、足は12ケ月まで急速な成長がつづく。(2)4ケ月から18ケ月までは男児が女児を上まわるが、それ以降性差は認められない。(3)3歳水準に到達するのは足の幅径が最も早く、ついで足の長径、身長がつづき、体重が最も遅い。2.足のプロポ-ションについて:(1)身長に対する足の相対的大きさ(比足長)は12ケ月まで増加し、その後停滞する。(2)長径のプロポ-ションには逐手変化は見られない。(3)前足部は成長とともに細長化するのに対して、踵部は18ケ月までしだいに幅広になった後、再び細長化する。3.足の輪郭形状について:(1)後足部の回内傾向は712ケ月の間に出現するのが、以後あまり変化しない。(2)前足部の内反傾向は加齢とともに少しづつ強まる。4.姿勢・歩行機能との関連について:(1)「つかまり立ち」や「ひとり歩き」を始めた子ども達は、まだ始めていない子どもに比べ足が絶対的にも相対的にも大きいが、身体の大きさは変らない。(2)姿勢・歩行機能の発達と足のプロポ-ションには関連がみられない。(3)「つかまり立ち」の開始とともに、前足部の内反傾向がやや強まるが、歩行開始前後では足の輪郭形状に変化はみとめられない。
真胎生魚をモデルとして一次造血機構の意義と進化を探る

本研究は胎生魚Xenotocaeiseniを使い、非哺乳類における胎生機構の仕組みを解析した。Xenotocaeiseniでは、哺乳類のような明確な胎盤および臍帯構造は確認できなかったが、胎仔の肛門部分にリボン上の特徴的な構造を見いだした。この構造は母親からの栄養供給を受ける器官と推測され、出産直前にプログラム細胞死により除去されることを明らかにした。これは哺乳類の胎盤や臍帯では報告のない、胎生魚類にユニークな機構である。2013年度は昨年度の発展として、胎生魚ハイランドカープの胎仔が母体から栄養供給を受けるための器官「栄養リボン」に関する解析を行った。昨年度までに出産直前の胎仔において、栄養リボンがアポトーシスで退縮することを明らかにしていた。今年度は退縮過程にある栄養リボンを組織染色により詳細に観察し、上皮および間充織構造は盛んに細胞死を起こし崩壊しているものの、血管は接着構造を維持してアポトーシスが殆ど起こっていないことを見いだした。また約4週齢の胎仔を摘出し母体外ですると、伸長していた栄養リボンが48時間以内にアポトーシスが起こし、速やかに退縮する。このことから、母体内環境においてはアポトーシスの抑制が起こっており、これが妊娠を継続させるメカニズムのひとつであることが示唆された。今年度の解析で胎仔の母体外培養が可能になったことで、胚操作や薬剤処理を駆使することでアポトーシスの制御機構に迫ることが可能となった。栄養リボンは哺乳類における胎盤および臍帯と機能的に相似である。哺乳類の胎盤および臍帯は出産後に、環境変化や乾燥に曝されることで脱落を開始する、しかし、胎生魚類の栄養リボンは出産前にプログラムされた細胞死を開始する。これは哺乳類とは独立して胎生形質を獲得した魚類(ハイランドカープ)にユニークな形質であると考えられる。2年間の解析により、胎生魚ハイランドカープを飼育下で維持・繁殖させ、非哺乳類の胎生動物モデルとして取り扱うことが可能となった。今後、形態や行動など様々な研究対象として発展させていくための基盤が構築できたと考えている。2012年度は主として南米産胎生魚類ハイランドカープの飼育・繁殖法の確立を実施した。ペットショップより購入したハイランドカープは従来のゼブラフィッシュ向けの集合型小型魚類水槽で飼育・繁殖可能であった。次にハイランドカープの交尾行動のビデオ記録を行い、妊娠期間の調査を行なった。妊娠期間には個体差があり、おおよそ30-40日であった。産仔数も親のサイズにより10-40匹とばらつきがあった。出生した稚魚は約3ヶ月で性成熟を迎え、次世代を採取できる。以上から、飼育下でのハイランドカープのライフサイクルはおよそ45ヶ月となることが分かった。次に妊娠雌個体から胎仔を摘出し観察を行なった。ハイランドカープの属するグーデア科の胎仔は「栄養リボン」と呼ばれるリボン状の構造を肛門周辺から伸長させ、母体からの栄養供給を受ける。栄養リボンは母体とは繋がっておらず、分泌された栄養分を吸収していると考えられる。交尾後2週、3週および4週でそれぞれ摘出した胎仔の比較から、栄養リボンは受精後の形態形成ですぐに形成されるのではなく、10日前後から伸長を始めることが示唆された。それまでの期間は卵生魚類と同様に、自身の卵黄成分に依存して成長していると考えられる。栄養リボンは表面に上皮様の細胞が密に存在し、内部はECMに満たされ細胞は疎な間充織様の構造をとる。また栄養リボン内には血流を伴う血管が走行している。血管造影実験により、栄養リボンと胎仔本体の間で血流を介したガス・栄養分の供給が行なわれていることが示唆された。また栄養リボンは出生時には退縮しているが、これがアポトーシスによる細胞死であることも明らかにした。以上、現在までにハイランドカープの飼育・繁殖法の確立と、ユニークな発生様式の一端を明らかにすることができた。今後、胎仔の発生様式の更なる解析に加え、成魚の繁殖行動の調査を予定している。本研究課題は本来、胎生魚ハイランドカープでの初期造血の解析を主たる目的として立案された。これは当初、ハイランドカープが哺乳類と同様の、母体と連結した臍帯様構造による栄養供給方式を保持していると見込んでいたためである。しかし予想に反して、ハイランドカープは受精直後には卵生魚類と同様の卵黄依存型の発生を行い、その後に母体からの従属栄養供給に移行することが示唆された。受精後間もない胚のサンプリングが出来ていないため、直接的な証明は出来ていないものの、未受精卵(卵母細胞)などの形態から現時点ではそのように考えている。その反面、栄養リボンが発生の途中から新たに形成される器官であり、出産直前にアポトーシスにより退縮する仕組みは、別種の胎生魚類(ウミタナゴ(スズキ目)、ヨツメウオ(カダヤシ目ヨツメウオ科)、

※ハイランドカープはカダヤシ目グーデア科)にも見られないユニークなものである。栄養リボンについての構造的・機能的解析はほぼ完了し、来年度は伸長や退縮の仕組みにさらに迫りたいと考えており、順調に進捗していると考えている。また、成魚の繁殖行動に興味深い点を見いだしており、生殖器の構造と交尾行動の関連などについて調査する予定である。現時点で採取・解析できていない受精後まもない胚の解析を行なう。この解析により、ハイランドカープが受精直後から一定期間は卵生魚類と同様の卵黄栄養による発生を行なうことを検証できる。また、栄養リボンが伸長を始める時期と、その起源を明らかにする。ハイランドカープはメダカおよびプラティと近縁であるため、これらの生物のゲノム情報を元に遺伝子発現解析を実施する予定である。これにより栄養リボンがどのような機構により伸長し、維持され、アポトーシスによる退縮に向かうのかを明らかにしたい。成魚の繁殖行動については、外部生殖器の左右性と交尾行動との関連に着目している。同じカダヤシ目の胎生魚でヨツメウオでは、外部生殖器の非対称性と交尾行動の左右性の関連が示唆されているが、その点に着目して解析を行なった報告は無い。小型淡水魚であるハイランドカープには、これらを検証するモデル動物としての可能性を見いだしている。現在、外部生殖器のタイプ別の交配・繁殖を開始しており、これらが遺伝形質であるかどうかの検証と共に、今後の実験の材料として育成中である。今後、外部生殖器のタイプの差異が繁殖の可否および交尾行動に与える影響の調査を行なう。ハイランドカープ胎仔を用いた分子生物学的解析を行なうための試薬、キットおよび抗体などの購入を予定している。具体的には「遺伝子抽出用試薬・キット」「whole-mount in situ hybridization用試薬一式」「魚類での組織染色が可能な抗体」である。また、使用個体数の増加に伴って飼育用のアクリル水槽、および繁殖・維持に関わる飼料・濾過材などを購入する。胎仔、成魚の形態観察用の組織切片作成の外部委託を行なう。また、学会発表および共同研究(北里大学医学部)のための旅費としての使用も計上している。
多機能性タンパク質コラゲナーゼインヒビターの細胞内動態に関する研究

コラゲナーゼインヒビター(TIMPと略称)はその名称である機能の他、サイトカインとして赤血球系細胞や他の多くの培養細胞に対して増殖刺激活性をもつことが分かって、その多彩な機能が注目されている。本研究はTIMPの細胞内動態、特に、細胞核への集積現象について検索し、その機能的意義を考察するものである。本研究によって得られた成果は、以下の点にまとめられる。1.TIMPはコラーゲン・コラゲナーゼ産生正常線維芽細胞のみならずRaji,HeLa細胞などコラーゲン非産生細胞においても産生される。2.TIMPは細胞外に分泌されるタンパク質として知られているが、調べたすべての細胞において細胞核へ移行する画分のあることが分かった。3.Raji細胞についてエルトリエーター分画のTIMP免疫染色及び分離核のTIMPとDNAの二重蛍光染色・FACS分析を行ない、核内TIMP量はDNA量と相関なく正規分布を示し、細胞周期の推移に関係して増減することが示唆された。4.ヒト正常線維芽細胞の細胞周期同調的培養によって、TIMPの核への移行・集積は細胞分裂周期に関連して起こり、さらに増殖細胞核抗原(PCNA)とS期細胞との比較検討から、TIMPの核内集積はG1期途中に始まってS期後まで存在し、G0期において著減することが明らかになった。5.増殖活性の高い腫瘍性細胞HeLa細胞ではPCNA陽性率が90%以上で、TIMPの核陽性率も80%以上を示した。以上の一連の研究結果から、TIMPの核内への移行・集積は細胞増殖と関連して起こると結論できる。非ライソソーム性プロテアーゼ(Proteasome)が細胞周期と関係して核へ移行することが最近明らかにされており、プロテアーゼインヒビターであるTIMPもまた細胞増殖の調節に何か関与する可能性が考えられる。この点の解明が今後の興味ある研究課題である。コラゲナーゼインヒビターは結合組織の線維性基質に存在し、TIMP(Tissue Inhibitor of Metalloproteinase)と略称されるが、最近、このTIMPが他に多彩な機能をもつのではないかと注目されている。本研究はTIMPの、特に、細胞内の働きを知るためにその細胞内動態を検索するものである。本年度に得られた成果は、以下の点にまとめられる。1)コラーゲン産生細胞及び非産生細胞におけるTIMPの由来について:抗ヒト-及び抗ウシTIMP抗体を用いてヒト培養細胞内TIMPの免疫染色を行なった結果、細胞内TIMPは抗ヒトTIMP抗体で染色されたが、抗ウシTIMP抗体では染色されなかった。すなわち、ヒト細胞内TIMPは細胞自ら産生したものであって、培養液から取り込んだウシTIMPではないことが明らかになった。2)TIMPの細胞内局在と細胞周期との関係:コラーゲン非産生細胞であるヒト培養Raji細胞をエルトリエーターによって分画し、各分画におけるG0/G1、S、G2/M期細胞の割合をFACSにより算定し、同時に、各分画の塗抹標本についてTIMPの免疫染色を行なった結果、ほとんど全てのRaji細胞の細胞質にTIMPが証明された。また、核内のTIMP陽性細胞の割合はS期細胞の多い分画にピークを示し、かつ、G1からG2/M期にもまたがって核内TIMP陽性細胞が存在することが分かった。以上の成果は日本解剖学会第52回中部地方会において発表し、投稿準備中である。

今後、さらに、分離核による検討、あるいは、G0期細胞の多い非腫瘍性細胞について同調培養を試行し、TIMPの核内移行と細胞周期との関係より明確にする必要があると考えている。コラゲナーゼインヒビター(TIMPと略称)はその名称である機能の他、サイトカインとして赤血球系細胞や他の多くの培養細胞に対して増殖刺激活性をもつことが分かって、その多彩な機能が注目されている。本研究はTIMPの細胞内動態、特に、細胞核への集積現象について検索し、その機能的意義を考察するものである。本年度に得られた成果は、以下の点にまとめられる。1.分離核におけるTIMP量とDNA量との関係:Raji細胞を用い、ホモゲナイザーによる軽い破砕と数回の洗浄・遠沈により分離核を得た。これをTIMP免疫蛍光染色及びPIによるDNAの蛍光染色により二重染色して・FACS分析した。分離核はその約45%がTIMP陽性で蛍光強度はほぼ正規分布を示し、DNA量とは相関しなかった。このことからTIMPは細胞周期の推移に関係して増減することが示唆された。2.ヒト培養線維芽細胞におけるTIMPの動態:ヒト歯肉由来線維芽細胞(Gin-1)を用いてTIMP産生細胞におけるTIMPの核内集積の動態を、増殖細胞核抗原(PCNA)とBrdUによるS期ラベリング細胞の動態と比較した。細胞周期同調培養において、TIMPの核への移行・集積はG1期途中に始まってS期後までに存在し、G0期において著減することが明らかになった。3.増殖活性の高い腫瘍性細胞におけるTIMPの細胞内動態:HeLa細胞ではPCNA陽性率が90%以上で、細胞質のTIMPが高く、TIMPの核陽性率も80%以上を示した。以上の一連の研究結果から、TIMPの核内への移行・集積は細胞増殖と関連して起こると結論された。
トポロジカル絶縁体の不純物及び電子相関効果の理論的研究

トポロジカル絶縁体・超伝導体の分類をディラック質量項の分類問題として定式化した。ディラック・ハミルトニアンと対称変換演算子から生成されるクリフォード代数の拡大問題を考え、その解として得られる分類空間のトポロジーからトポロジカル相を分類する理論の枠組みを整理した。この理論を応用して、弱いZ2トポロジカル絶縁体・超伝導体の表面状態の乱れに対する安定性を示し、トポロジカル絶縁体・超伝導体のアンダーソン局在問題における一般的な相構造を明らかにし、Z2トポロジカル荷をもつワイル半金属・ディラック半金属の分類を行った。さらに、強相関のトポロジカル相の例としてSU(3)スピン模型を構築した。1.結晶が鏡映対称性をもつ絶縁体や超伝導体に対するトポロジカル相の一般的な分類理論をクリフォード代数の拡大問題として定式化し、各空間次元と対称性クラスに対する分類表を完成させた。さらに、表面ディラック電子状態の安定性を議論した。2.Z2トポロジカル絶縁体(超伝導体)を積層させて実現される弱いZ2トポロジカル絶縁体(超伝導体)の表面には、一般に2個(あるいは偶数個)のディラック・コーンが存在する。これらのディラック状態は、積層間のカップリングに強弱をつけることで時間反転対称性を保ったままギャップを開くことができる。このギャップが開いた状態はZ2トポロジカル数で区別され、乱れがある場合でも積層間カップリングが(平均として)一様な状態は必ずディラック状態は非局在となることを、クリフォード代数の方法を用いて示した。3.3次元の弱いZ2トポロジカル絶縁体の表面状態のアンダーソン局在問題を調べるため、異方的な2次元ネットワーク模型を構築し、その相図を転送行列の方法を用いて数値的に決定した。層間のトンネル結合がほぼ一様のときは金属相であり、結合の強弱が十分大きいときに絶縁相となる。金属・絶縁体転移点での局在長の発散の臨界指数を数値的に決定した。4.1次元の相互作用する電子系の低エネルギー有効理論について考察し、低エネルギー励起の分散が線形でないときには、フェルミオンがよい準粒子励起となり、その寿命が励起エネルギーの8乗に反比例することを示した。1.3次元の時間反転対称な弱いトポロジカル絶縁体の2次元表面のディラック電子のアンダーソン局在問題を解明するため、2次元ネットワーク模型を構築し、転送行列法による数値シミュレーションを行った。3次元弱トポロジカル絶縁体を2次元トポロジカル絶縁体を層状に重ねたものと見なすと、このネットワーク模型は各層のヘリカル端状態を(スピン反転過程を含む一般的な)時間反転対称なトンネル行列で結合させたものとなっており、層に平行方向と垂直方向の伝導性が大きく異なった異方的ネットワーク模型である。準1次元系の局在長の有限サイズスケーリングによる解析から、層間トンネルの強さが一様な場合にはアンダーソン局在が起こらないことを確認した。一方、層間トンネルの強さを交替させると、金属絶縁体転移が起こることを確認した。この転移点での局在長の発散の臨界指数がシンプレクティック・クラスに対して知られている値(約2.7)と一致するかどうか現在調べている。2.対称性によって守られたトポロジカル相の代表例に、整数スピン反強磁性量子スピン鎖のハルデン相がある。最近接交換相互作用が強磁性的で、次近接交換相互作用が反強磁性的なスピン1/2の量子スピン鎖模型において、基底状態で自発的にスピンのダイマー化が起こることにより、実効的にスピン1反強磁性量子スピン鎖と同様な状況になって、ハルデン相が生じることを明らかにした。3.ディラック・ハミルトニアンを例にとり、通常の時間反転対称性や粒子正孔対称性の有無に加えて、反転対称性をもつ場合のトポロジカル絶縁体・トポロジカル超伝導体の分類理論の構築に取り組んだ。1.摂動に対して安定なバンド縮退点をもつ3次元半金属であるワイル半金属では、バンド縮退点(ワイル点)の安定性は、ワイル点がチャーン数のトポロジカル荷をもっていることによっている。その一般化として、時間反転対称性及び鏡映対称性または反転対称性の条件のもとで、二値(Z2)のトポロジカル荷をもつワイル点あるいはディラック点の存在可能性をクリフォード代数を用いて解析し、具体的な模型を構成した。特に、スピン軌道相互作用が弱く、時間反転と空間反転で対称なディラック半金属は、Z2トポロジカル荷で特徴づけられることを示した。2.対称性によって守られたトポロジカル相の例として、Z3*Z3対称性のもとで安定なトポロジカル相を実現する1次元SU(3)スピン模型を構成した。その基底状態は行列積波動関数として書くことができ、SU(2)スピンのAKLT波動関数の拡張になっている。

この模型はSU(3)の8表現のスピン演算子のbilinear-biquadraticハミルトニアンになっており、結合定数の比を変えるとトポロジカル相からダイマー相への連続転移が起こることを、iDMRG法を用いた数値計算により示した。3.トポロジカル絶縁体に対する不純物効果をアンダーソン局在の観点から研究した。一般の対称性クラスと空間次元に対して、トポロジカル絶縁体もしくはトポロジカル超伝導体となるディラック・ハミルトニアンにおいてディラック質量項がランダムになったときのアンダーソン局在の一般的な相構造を明らかにした。4.磁場中のトポロジカル絶縁体薄膜における整数量子ホール状態の最近の実験を念頭に、トポロジカル絶縁体側面の伝導チャンネルによる電荷およびスピン輸送特性を、ランダウ準位占有率が0の量子ホール状態に対して計算した。物性理論弱いZ2トポロジカル絶縁体の表面状態の乱れに対する安定性(アンダーソン局在)の問題については、クリフォード代数を用いた解析的なアプローチとネットワーク模型の数値シミュレーションの両方によって、最終的な結論を得ることができた。また、クリフォード代数を用いた分類理論を、ワイル反金属やディラック反金属におけるワイル点・ディラック点の安定性の解析や、1次元や2次元でのディラック電子のアンダーソン局在の問題に応用することができた。3次元の弱いトポロジカル絶縁体の2次元表面のアンダーソン局在問題に対しては、ネットワーク模型の数値計算がほぼ収束しつつあり、パラメータ空間での相図に対する理解についても進展が見られた。もう少し詳細をつめれば、研究成果を論文にまとめることができる。また、反転対称性をさらに課した場合のトポロジカル絶縁体・超伝導体の分類理論についても大きな進展がえられたので、論文をまとめつつある状況である。電子間相互作用が強いときのトポロジカル相の研究として、1次元のハルデン・スピン鎖を一般化した模型(例えばSU(3)スピン模型)を構築し、その性質を解析する。また、ディラック電子のアンダーソン局在の問題に関して、クリフォード代数を用いた解析的な理論からの予想を、ネットワーク模型を用いて数値的に検証することを試みる。また、トポロジカル絶縁体表面のデイラック電子の磁場中の振る舞いについて、最近の整数量子ホール効果の実験結果を念頭に、解析を行う。3次元の弱いトポロジカル絶縁体の2次元表面のアンダーソン局在問題について、ネットワーク模型に基づく理論解析を早期にとりまとめ、論文発表を行う。反転対称性のあるトポロジカル絶縁体・超伝導体の分類理論の応用例や変形について考察する。また、相互作用している多粒子系の(対称性に守られた)トポロジカル相について、2次元でのチャーン・サイモンズ理論に基づく有効場理論や、1次元での行列積状態に基づいた分類理論を再検討し、3次元への拡張や具体的なミクロな模型の構成を試みる。当初予定していたアメリカ物理学会での成果発表は共同研究者が行ったので、米国出張旅費を支出する必要がなくなったことが主な理由である。最新の研究情報を収集するため及び本研究課題の研究成果を発表するため、海外での国際ワークショップに参加する外国出張を複数回行う予定である。イリノイ大学の笠真生助教授やポールシェラー研究所(スイス)のムドリー博士との共同研究を継続するため、外国出張や招聘を行う。
咀嚼時の情動変化が脳賦活に与える影響

日常的な食事では「美味しい、楽しい」と感じる快情動と、「まずい、嫌い」と感じられる不快情動とが混在し、人によって「美味しさ」の感じ方は様々である。本申請課題は、「咀嚼時の情動(快・不快)は脳神経活動にどのような影響を与えるのか?」を明らかにすることを目的に,美味しい/美味しくない食品を咀嚼した際の賦活脳血流変化を脳機能イメージング法により解析し、「快・不快どちらが脳活性化に有利に働くのか?」を時間的・空間的に明らかにする。またすでに得た脳血流データに対し一般線形モデルを用いた統計的解析を行い、咀嚼する食品の味/香りの強さ,情動変化の大きさが脳血流変化に与える影響について,それぞれ検討を行う。
トンネル型磁気抵抗の発現を目的とする金属超微粒子分散高分子複合体の調製と物性

炭素薄幕は高い電気伝導性、光学的異方性といった様々な興味深い物理的性質を有し、また高強度、化学的安定性といった見地からも、工業的に最も興味深い材料のひとつである。本研究ではポリアクリロニトリル(PAN)を用い、内包した金属ナノ粒子の触媒効果により炭素化、グラファイト化を促進させ、金属炭化物などの炭素副生成物の非常に少ない金属ナノ粒子-炭素複合薄膜の作製を試みた。分散質としてAuFe合金ナノ粒子を用い、ナノサイズ化による特異的な挙動について検討を行った。さらにPANの構造変化に伴う薄膜の電気特性及び温度依存性について検討し、本系における薄膜の構造変化が電子輸送特性に及ぼす影響について検討を試みた。いずれの試料も熱処理温度の上昇により薄膜中のsp^2炭素ネットワークが形成、発達しており、Feを混入することでPANの炭化過程に有効な触媒効果を発揮することが示唆される。Au_<0.25>Fe_<0.75>の組成を持つ試料の加熱処理に伴う電子線回折パターンについて検討を行ったところ、高温での炭化処理によりピークのシフトが見られた。金属の(111)面のd値から算出した格子定数の熱処理に伴う変化については、いずれの組成を持つ試料でも蒸着直後の格子定数はAu単体の場合に近い値をとるが、熱処理温度の上昇に伴い格子定数はVegardの法則から予想される値に近づいた。この結果は、蒸着直後において結晶格子内に大きな歪や欠陥を持ち準安定状態にあった合金ナノ粒子が、高温での加熱処理を加えることにより歪が緩和され、より安定な不規則合金を形成したことによるものと考えられる。すなわち、バルクでは得られないAuFe合金がナノサイズ化にともない発現することが明らかとなった。AuFe試料の抵抗率の温度依存性から試料の電子輸送は電子のトンネリングおよびホッピング伝導により行われ、温度によって変化することが明らかとなった。本研究にて目的とする合金超微粒子の合成方法を確立するために、バルクの相図では典型的な2相分離系であるAu/Co系について、微粒化に伴う相互溶解度の変化、および得られた合金粒子の結構構造の組成依存性に関して検討を行った。予めマトリクスとなるポリアクリロニトリル(PAN)を基板上に50nm蒸着した後、AuとCoを独立した2つの蒸着源を用いて真空蒸着を行い、その上にさらにPANを50nm蒸着し、サンドイッチ型の積層体を作製した。得られた薄膜は窒素雰囲気下において100°Cから600°C、1時間加熱処理を行った。電子線回折パターンより、いずれの組成の試料においても加熱処理前後とも粒子の結晶構造は面心立方構造(fcc)である事が明らかとなった。各組成において得られたナノ粒子の加熱処理前後での格子定数の変化を表にまとめた。加熱処理前では、Co組成が多くなるに従い格子定数は若干減少する傾向を示したが、いずれの組成においてもAuの格子定数(4.079Å)に近い値であった。これに対し、600°Cでの加熱処理後の試料では、合金粒子の格子定数に関して、それぞれ純成分の格子定数の組成平均で表されるVegard則から予想される値に近づいた。以上より、蒸着直後の合金粒子は熱力学的に準安定状態にあり、加熱処理に伴い微粒子内の内部応力が開放され、熱力学的に安定な構造へと変化したと考えられる。なお、Au : Co=2:8にて担持したPANの場合に最大磁気抵抗比は約80%となることが認められた。
口腔扁平上皮癌の浸潤・転移におけるPD-L1/PD-1シグナルの関与

本研究はOSCCにおいてPD-L1/PD-1シグナルを介した増殖・浸潤・転移の分子機構を解明するための基盤となる研究を行うことを目的としている。これまで我々は、OSCC生検組織の免疫組織化学的染色法を用い、OSCCにおいてPD-L1/PD-1シグナルが免疫抑制を引き起こし、OSCCの浸潤・転移に関与すること、及びOSCC組織でのPD-L1/PD-1発現が生存率を低下させていることを明らかにしてきた。また、PD-L1過剰発現株(SAS)にrecombinant human PD-1 (rhPD-1)を作用させ、PD-1からPD-L1へのシグナル伝達はOSCCの増殖を促進すること、同様にOSCCの遊走能・浸潤能を亢進することに関しても明らかにしてきた。そこで、本年度においては、SAS細胞にrhPD-1を作用させた際に変動する遺伝子の発現を、DNAマイクロアレイを用いて、OSCCの増殖・浸潤・転移における標的遺伝子の特定を行なった。その結果、SASと比較して、SAS+PD-1において、腫瘍細胞の生存、遊走、分化などの機能を制御する中心的役割を担うActivaor Protein-1(AP-1) familyのうち、FosBの発現上昇(Zscore:7.618, Ratio:10.44)を認めた。また、同様にTNF Signaling pathwayにおいて、AP-1より下流の遺伝子群(Fos,Jun,Cxcl1,2,3,etc)の発現上昇が認められた。また、細胞外基質を分解し、腫瘍の浸潤・転移に寄与すると考えられるマトリックスメタロプロテアーゼのうち、MMPー3及びMMP-10に関しても同様に発現上昇を認めた。これらのことより、PD-1はOSCCに発現しているPD-L1に作用することにより、OSCC細胞中のTNF Signaling Pathwayを活性化してOSCCの遊走及び浸潤を亢進することでOSCCの悪性化に寄与している可能性が示唆された。当初の計画では、標的遺伝子及びタンパク質の発現定量、およびこれらの発現抑制・過剰発現による機能解析までを本年度で終了する予定であった。しかしながら、現状では遺伝子発現プロファイリングまでしか終了していない。これは研究代表者の研究施設からの異動、及び研究協力者との連携不足が遅延理由と考えられる。今後はより密な連携を図り、研究を継続していく予定である。次年度以降、マイクロアレイによって得られた結果より、標的遺伝子発現についてqPCRおよびリアルタイムPCRを用いた定量を行う。また、標的タンパクについてウェスタンブロット法にて発現を検索し、免疫細胞化学的染色法にてin vitroにおける局在を確認する。また、SAS細胞とrhPD-1を用いて、下記の様に標的遺伝子の発現制御を行い、機能解析を行う予定である。1)si RNAを用いた活性阻害による機能解析;SAS細胞にrhPD-1を作用させたのち、si RNAを用いて標的遺伝子の活性を阻害し、遺伝子の発現量の変化や表現型および増殖、遊走、浸潤能への影響を検討する。2)過剰発現による機能解析;プラスミドベクターを用いて、SAS細胞に標的遺伝子を過剰発現させ、遺伝子の発現量の変化や表現型および増殖、遊走、浸潤能への影響を検討する。これまで我々は、OSCC生検組織の免疫組織化学的染色法を用いて、OSCCにおいてPD-L1/PD-1シグナルが免疫抑制を引き起こし、OSCCの浸潤・転移に関与すること、及びOSCC組織でのPD-L1/PD-1共発現が有意に生存率を低下させていることを明らかにしてきた。また、PD-L1過剰発現株(SAS細胞)にrecombinant human PD-1 (rhPD-1)を作用させ、PD-1からPD-L1へのシグナル伝達はOSCCの増殖を促進すること、同様にOSCCの遊走能・浸潤能を亢進することに関しても明らかにしてきた。そこで、本年度においては、SAS細胞にrhPD-1を作用させた際に変動する遺伝子の発現を、DNAマイクロアレイを用いてプロファイリングし、OSCCの増殖・浸潤・転移における標的遺伝子の特定を行なった。