hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒストンメチル化酵素による遺伝子特異的転写制御機構の解明

真核生物は、遺伝情報を安定に保ち正確に発現して細胞分化を維持するために多様な機構を働かせいる。そのうち一つは、クロマチンと呼ばれるゲノムDNAの高次構造である。遺伝子発現の制御機構焦点をあてると、クロマチン構造そのものは転写抑制の方向に機能する。よって、クロマチン構造の変化をもたらす因子は遺伝子発現制御の基盤を成すものと考えられる。クロマチンはその凝集の程度によりユークロマチンとヘテロクロマチンとに分類される。発現が活性化されている遺伝子はユークロマチンの状態にあり、ヘテロクロマチンで特遺伝子発現は不活化され、HP1などの複数のヘテロクロマチンに特異的なタンパクにより構成されている。ユークロマチンからヘテロクロマチン、あるいはその逆の変換過程は未だ不明であるが、局所的なクロマチン構造変換とは異なり、広い範囲にわたる遺伝子発現制御機構の一つとして興味深い。われわれは、本研究において、ヘテロクロマチンの形成に重要な役割を演じるHP分子とヒストンメチル化酵素SUV39分子の相互作用を解析し、HP1分子のダイマー形成がSUV39との直接的な相互作用に必須であることをまず明らかにした。さらにポリコームの一つであるSUZ12分子がヒストンメチル化酵素であるEZH2分子をHP1分子が結合するクロマチン上にリクルートし、ヘテロクロマチンの維持あるいは形成に関与する可能性を示した。これは、ヘテロクロマチンとポリコーム分子群による転写制御機構の機能的な関連を示している。このように、本研究ではヘテロクロマチンの形成・維持に関わる分子機構の一端を解明し、特に、ポリコーム分子SUZ12およびEZH2分子の関与を明確に証明した。クロマチン構造の変化をもたらす因子は遺伝子発現制御の基盤を成すものと考えられ、近年、ヒストンH3のN末端のメチル化酵素が同定され、メチル化ヒストンH3特異的にヘテロクロマチンタンパクHP1が結合することが明らかになった。これはユークロマチン構造からヘテロクロマチン構造への転換機序の第一段階を示すものであり注目される。本研究の目的は、ヒストンメチル化酵素と結合し、遺伝子特異的なヘテロクロマチンへの転換をもたらす転写因子・転写共役因子を見出し、これまでとは異なるクロマチンレベルでの転写制御機構を明らかにすることである。平成14年度は、ヒストンメチル化酵素の一つであるSUV39H1と相互作用する分子の同定と分子生物学的解析を行い以下の成果を挙げた。SUV39H1とHP1分子が直接的に結合することを証明した。この結合には、HP1分子のクロモシャドウドメインを介したダイマー形成が必須であり、これによって新たに作られる分子表面が、SUV39H1との結合に関与することを示した。また、両者のin vitroでの結合は高塩濃度でも保持され安定である。これらの結果は、クロモドメインを介してヌクレオソームに結合したHP1がヌクレオソーム上でダイマーを形成し、これにSUV39H1が直接結合することによって近接したヌクレオソームのH3をメチル化するという、ヘテロクロマチンの一つの誘導・維持機構を示唆する。2)SUV39H1と相互作用する分子の同定SUV39H1のN末約40アミノ酸がHP1との結合に重要であることを1)において明らかにし、これを除く部位と結合する分子を同定した。この分子は、RNAポリメラーゼIIのサブユニットの一つであり、この結合が転写に及ぼす影響を現在解析している。クロマチン構造の変化をもたらす因子は遺伝子発現制御の基盤を成すものと考えられる。近年、ヒストンH3のN末端(H3-K9)のメチル化酵素が同定され、メチル化ヒストンH3-K9特異的にヘテロクロマチンタンパクHP1が結合することが明らかになった。これはユークロマチン構造からヘテロクロマチン構造への転換機序の第一段階を示すものと考えられ注目される。

しかしながら、ヒストンメチル化酵素をヌクレオソームにリクルートする因子や、その活性を制御する因子は同定されていない。本研究の目的は、ヒストンメチル化酵素と結合し、遺伝子特異的なヘテロクロマチンへの転換をもたらす転写因子・転写共役因子あるいはヒストンメチル化酵素の活性を制御する因子を見出し、これまでとは異なるクロマチンレベルでの転写制御機構を明らかにすることである。我々は、ヒストンメチル化酵素の一つであるSUV39H1の全長および機能ドメインであるSETドメインを含むC末部分と相互作用する分子を酵母2ハイブリッドスクリーニングにより同定した。その結果、1)SUV39H1のN末端部分とHP1分子のクロモシャドウドメインが直接的に相互作用し、それには、HP1分子のダイマー形成が必須であることを証明した。この結果により、ヘテロクロマチン形成・維持における、HP1との相互作用を介したSUV39H1の関与が直接的に示された。2)SUV39H1とRNAポリメーラーゼサブユニットRPB5が相互作用し、SUV39H1のヒストンH3メチル化活性を抑制すること、これによって、SUV39H1による転写抑制作用が解除されること、を見出した。RNAポリメラーゼの一サブユニットがヒストンメチル化酵素と相互作用し、その活性を制御するという分子機序は、転写制御の新しいモデルを提唱するものであり、今後、具体的にどの遺伝子の発現制御に関与するかを解明する必要があろう。
1秒で完結する超高速リビングカチオン重合

我々はこれまで、構造や分子量の制御された刺激応答性ポリマー合成のために、リビングカチオン重合の開始剤の検討を行ってきた。しかし、分子量分布の狭いリビングポリマーを得るためには活性種を安定化させる必要があり、重合完結に数時間から数日を要することが多かった。ビニルエーテル(VE)を用いて検討を行った結果、ルイス酸として四塩化スズを用いると、極めて分子量分布の狭いポリマーが得られるだけでなく(M_w/M_n【less than or equal】1.05)、10^3倍以上著しく重合が加速されることがわかった。また、より塩基性の弱いルイス塩基を使用したところ、12秒という極めて短い時間で、分子量分布がM_w/M_n【less than or equal】1.05のリビングポリマーが再現性よく合成できるようになった。そこで、この迅速系の反応機構について詳細に検討を行った。さらにこの触媒系の新しい特長として、従来の系でリビング重合が困難であった、アミドなどの極性官能基を有するモノマーやスチレン類のような反応性の小さなモノマー、逆に反応性が高すぎるモノマー(α-メチルVE)からもリビングポリマーを得ることができた。また、種々の中心金属を有するハロゲン化金属(ルイス酸)を用いて、新しいリビングカチオン重合の可能性を検討した。その結果、ほぼ全てのハロゲン化金属を用いた重合系において、添加塩基存在下でリビングカチオン重合が進行することがわかった。例えば、FeCl_3は、AlやSnなどの塩化物に比べ取り扱いが容易で、経済性に優れ、環境への負荷も小さい。VEのHCl付加体を開始種に用い、1,4-ジオキサン存在下、0°CでアルキルVEの重合を行ったところ、重合完了まで15秒と、反応はかなり速い上にM_w/M_nが1.05程度のポリマーが得られた。また、上述のような均一系とは異なり、固体酸(金属酸化物)を用いた不均一リビング重合の予備検討も行った。これまで、イオン重合での不均一触媒リビング系の成功例はない。用いた酸化鉄(Fe_2O_3)触媒系で得られたポリマーの分子量分布は極めて狭く、リビング性を有することが示された。また、不均一系のため触媒の除去が非常に簡単であり、従来の触媒除去には莫大な手間と費用が必要で副産物も多かったことを考えると、極めて有効な系である。さらに、触媒の再利用も可能なことがわかった。新しい機能の発現や、特異的な自己組織体をつくるため、構造や分子量の制御された高分子を、極めて短時間の反応時間(1秒程度)で合成する方法を検討した。これは、新しいリビング重合活性種への学術的な興味と、ごく短時間での大量合成への実用上の面からの検討である。指針としては、リビング活性種の安定化と対イオンの安定化を行うことを考え、種々のルイス酸を用いたリビング重合開始剤系を設計した。その結果、ルイス酸(ハロゲン化金属)の種類としては、従来のAl以外に、Fe,Ti,Sn,Ga,In,Zn,Zr,Hf,Bi,Si, Ge等のハロゲン化物がリビング重合を可能にし、しかもルイス酸の種類により重合挙動やリビング性が大きく異なることがわかった。例えば、FeCl_3では(他に比べ、環境への負荷が小さいルイス酸)、リビング重合に非常に有効であり、エーテル系添加塩基を用いると、数十数秒で単分融に近い分子量分布のポリマーを得ることが出来た。一方、SnCl_4では、同様な条件で2分程度、さらに添加塩基の塩基性を下げることにより、わずか1秒ほどでリビングポリマーを得ることが可能になった。この際、試薬の撹拌及び除熱が大きな問題になり、重合方法自体も新たに検討した。一方、この系はモノマーにアミドなどの極性基を有していても、副反応を起こさず重合することがわかった。このモノマーは従来のAl系では全く反応が進行しなかった系であり、このSnCl_4/添加塩基系で初めで重合が開始するようになり、アルキルビニルエーテルとの共重合では分子量分布の狭いポリマーが得られた。これらの重合系は、今後、さらに新しい刺激応答性ポリマーを得るための新機軸となりそうである。また、合わせてこの系の機構解明も始めた。

また、種々の中心金属を有するハロゲン化金属(ルイス酸)を用いて、新しいリビングカチオン重合の可能性を検討した。その結果、ほぼ全てのハロゲン化金属を用いた重合系において、添加塩基存在下でリビングカチオン重合が進行することがわかった。例えば、FeCl_3は、AlやSnなどの塩化物に比べ取り扱いが容易で、経済性に優れ、環境への負荷も小さい。VEのHCl付加体を開始種に用い、1,4-ジオキサン存在下、0°CでアルキルVEの重合を行ったところ、重合完了まで15秒と、反応はかなり速い上にM_w/M_nが1.05程度のポリマーが得られた。また、上述のような均一系とは異なり、固体酸(金属酸化物)を用いた不均一リビング重合の予備検討も行った。これまで、イオン重合での不均一触媒リビング系の成功例はない。用いた酸化鉄(Fe_2O_3)触媒系で得られたポリマーの分子量分布は極めて狭く、リビング性を有することが示された。また、不均一系のため触媒の除去が非常に簡単であり、従来の触媒除去には莫大な手間と費用が必要で副産物も多かったことを考えると、極めて有効な系である。さらに、触媒の再利用も可能なことがわかった。
親電子アルデヒド消去能に基づく”第二の抗酸化物質”の探索と動物への有効性評価

本研究は,細胞の酸化障害を防ぐ「第二の抗酸化物質」を発掘するチャレンジとして,過酸化物に由来する親電子アルデヒド(RES-al)を消去する物質を植物から探索し,精製,同定することをめざした。RES-al消去能を評価するには,アクロレインと目的材料を混合し,アクロレインの減少速度から求める。アクロレインを定量する方法として,ジニトロフェニルヒドラジンによる誘導体化後にHPLCで分離定量する方法をすでに確立したが,本法は分析に長時間を要するため,アルデヒドと反応する蛍光プローブを用いる、アクロレインの分光学的定量法の開発を試みた。文献に基づき1,3-cyclohexanedione (CHD)および7-hydrazino-4-nitrobenzo-2,1,3-oxadiazole (NBD-H)を用いたアクロレイン定量を行ったが,いずれの試薬もアクロレインとの反応速度が遅く,目的とする簡便な定量法の確立には至らなかった。植物材料からアクロレイン消去能をもつ物質を単離するため,まずさまざまな植物材料(食用のものに限った)58種からの抽出液のアクロレイン消去能を評価した。これらの抽出液は除タンパク処理しているため,測定結果はその植物に含まれる低分子化合物によるアクロレイン消去能と見なすことができる。評価の結果,数種類の食用植物(野菜)が新鮮重量あたりのアクロレイン消去能で高い値を示した。これ以外にも被子植物の広い系統にわたってアクロレイン消去能を示す種が分布していた。これは植物が多様なRES-al消去物質を有することを示唆している。本成果は論文執筆中である。高いアクロレイン消去能を示した植物材料からアクロレイン消去物質の精製を試み,逆相フラッシュクロマトグラフィにより,きわめて親水性の高い画分に,熱に不安定なアクロレイン消去物質の存在を見出した。従来,活性酸素による障害(糖尿病や神経変性疾患など)には抗酸化物が有効と考えられてきた。しかし抗酸化物だけでは,過酸化脂質に由来する親電子アルデヒド(RES-al)の酸化障害は防げない。RES-al消去能をもつ化合物は,"第二の抗酸化物"であり,新しい医薬開発に応用できる。本研究では,天然物からRES-al消去能を指標として新しい抗酸化防御化合物の発見が可能であることを実証する。これまでに確立したRES-al消去能の評価法では,RES-alを定量するために2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH)で誘導体化した後HPLCを用いて分離しているが,この方法は多数試料の迅速評価には最適でないため,平成29年度は新たな評価法の開発を目指した。アルデヒドと反応する2種類の蛍光試薬1,3-cyclohexanedione, 7-hydrazino-4-nitrobenzo-2,1,3-oxadiazoleを用いた分光学的なアルデヒド定量を試みたが,いずれの蛍光試薬もアルデヒドと付加体形成後,経時的に蛍光強度が変化するため,多数試料の評価法としては,再現性の確保がきわめて困難であることが明らかになった。したがって,従来のDNPH誘導体化・HPLC法によって植物試料のRES-al消去能のスクリーニングを行うことに方針決定した。DNPH誘導体化条件およびHPLCの設定を最適化した結果,1種類の試料(野菜,果物の抽出液)のRES-al消去能評価に有する時間を従来の3日から2日に短縮化できた。この方法により20種類の野菜,果実の80%エタノール抽出液のRES-al消去能を評価し,高い消去能がヘキサン抽出液に存在する植物試料を見いだした。値の高いものについて,ヘキサン抽出液,水抽出液の消去能も比較した。今後はこの脂溶性のRES-al消去物質を精製する。RES-al定量法を改善するため,RES-alと反応する2種類の蛍光試薬1,3-cyclohexanedione, 7-hydrazino-4-nitrobenzo-2,1,3-oxadiazoleを用いた分光学的定量法の開発を試みたが,いずれの蛍光試薬もRES-alとの付加体が不安定で,意図した定量法には採用できないことが明らかになった。したがって,RES-al定量には従来のDNPH誘導体化・HPLC法を採用せざるをえず,迅速定量法の確立を前提として計画していた,約100種の植物試料の評価は達成できなかった。しかし,従来より1.5倍のペースで分析を行えるようDNPH誘導体化とHPLCの条件を再検討したため,20種の植物試料の比較評価は行えた。このなかからきわめてRES-al消去能の高い脂溶性成分を見いだした。既知のRES-al消去物質はいずれも水溶性物質であり,脂溶性のRES-al消去成分は新奇物質である可能性が高い。今後はこれを精製し,構造決定することで,目標としていた新規RES-al消去物質の発見に到達できると考える。

文献に基づき1,3-cyclohexanedione (CHD)および7-hydrazino-4-nitrobenzo-2,1,3-oxadiazole (NBD-H)を用いたアクロレイン定量を行ったが,いずれの試薬もアクロレインとの反応速度が遅く,目的とする簡便な定量法の確立には至らなかった。植物材料からアクロレイン消去能をもつ物質を単離するため,まずさまざまな植物材料(食用のものに限った)58種からの抽出液のアクロレイン消去能を評価した。これらの抽出液は除タンパク処理しているため,測定結果はその植物に含まれる低分子化合物によるアクロレイン消去能と見なすことができる。評価の結果,数種類の食用植物(野菜)が新鮮重量あたりのアクロレイン消去能で高い値を示した。これ以外にも被子植物の広い系統にわたってアクロレイン消去能を示す種が分布していた。これは植物が多様なRES-al消去物質を有することを示唆している。本成果は論文執筆中である。高いアクロレイン消去能を示した植物材料からアクロレイン消去物質の精製を試み,逆相フラッシュクロマトグラフィにより,きわめて親水性の高い画分に,熱に不安定なアクロレイン消去物質の存在を見出した。(1) DNPH誘導体化・HPLCによるRES-al定量法を用い,より多くの野菜,果物の抽出液のRES-al消去能を比較評価する。この中から,消去能が高く,分類学的に遠いものを2つ以上選び,RES-al消去成分を精製する。さらに,NMRなど有機分析による構造決定を行う。(2)精製したRES-al消去成分の,動物細胞における酸化障害軽減効果を検証する。酸化ストレス評価培養細胞系(ヒト由来HEK293T細胞およびSOD1遺伝子欠損マウス細胞)を用い,本研究の有効性と発展性を検証する。酸化ストレス障害が軽減されるか検証する。RES-al消去能評価法を迅速化する計画だったが,既報によるRES-al検出蛍光物質の利用を検討した結果,本計画の解析には不適当であることが判明した。実験補助員を雇用し多数の植物試料の解析を進める予定であったが,迅速評価法が確立できなかったため,平成29年度は補助員を雇用しなかった。このことで予算執行が計画と異なることになった。次年度は,新規RES-al消去成分の発見という計画を達成するために,平成29年度に発見した脂溶性のRES-al消去成分候補の精製に重点を置く。このために,新たなクロマト装置購入に予算を使用する。また,多種類の植物試料の比較評価という計画を達成するために,平成29年度に改善した分析法に基づいた植物試料の解析を行う実験補助員の雇用に予算を使用する。
国際的な知財信託に関する総合的研究

本研究は、国際知財信託に対する法適用原則について、信託関係の基本構造に関する理論的特徴との関係、知財信託の本質的特徴との関係の双方向から、多様な解釈の可能性を検討したものである。その結果、信託関係の基本構造について複数存在する理論構成は、この方面の解釈においても、複雑に交錯していること、また、知財信託の本質的特徴に関しては、権利者の知的活動という点を中心に考えることによって、より多様な解釈が可能となり、今後の研究の方向性がより明確になった。以上の成果は、学会発表及び論文により公表されている。本年度については、前年度からの研究活動及びその成果を踏まえ、国際的な知財信託関係を理論的に分析した場合、どのように捉えることが合理的であるかを検討すると共に、現実の局面における知財信託がどのような問題を抱え、実務がそれに対してどのように対処しているかを、実務家から任意の協力を得て検討した。もっとも、後者の検討対象については、学術論文として公表することにいてやや問題となる状況も存在していたため、得られた具体的知見や実務的感覚を、可能な限り抽象化して理論的観点として分析検討に役立てることを試みた。従って、本年度の研究実績として具体的な成果が挙がったのは、知財信託の基本構造に関する理論的検討に関する部分であるが、学術的研究としては、むしろこの方面における理論的観点を深化させることによって、実務における具体的な問題点を解決するための用に役立たせる方が、望ましいとも考えられる。本年度段階における理論上の観点としては、まず、信託関係一般における理論的観点としての、債権説、物権説(受益者実質所有権説)、信託財産実質所有権説の示す信託の基本構造との関係で、知財信託がどのような特性を発揮しうるかについて検討を加えた結果、これら三者の分析視点は互いに優劣があり、どれか1つの観点によって全ての知財信託関係を一律に分析できるわけでないこと、また、一般の信託関係と比較した場合における知財信託固有の特徴を考えようとする場合には、無形財産としての債権信託等との連続性を考えるよりも、知的財産が知的活動の成果であることから議論を出発させる方が、より優れた観点を抽出できる可能性があることが明らかになっている。来年度においては、研究活動の最終年度として、上記に述べた理論的観点の深化をさらに図り、知財信託固有の特徴についても、これまでにない新たな理論的観点を発見できるよう全力を挙げたい。本年度は、本研究での検討結果をとりまとめ、学術論文として完成させた。具体的な検討結果は、次のとおりである。1.信託関係は、理論的に等価値の複数の理論構成によって説明されうるが、国際的な知財信託に関する法適用原則を検討する際にも、この複数の理論構成との関係を常に意識する必要がある。2.国際信託に関する法適用原則に関しては、1信託の設定と有効性、2信託財産、3信託財産の管理、4受益権、5信託に対する監督、6信託関係と第三者、7信託の変更・終了・継続、の各局面において、信託の基本構造に関するどの理論構成を採用するかによって、それぞれ解釈の方向性や結論が複雑に交錯している。かつ、前述のとおり、信託の基本構造に関する理論構成については、理論的に優越するものが存在しない以上、信託関係当事者間の個々の合意の解釈を行わざるを得ず、この解釈自体が判断者や法域等によって画一的なものとならないため、議論はさらに不安定なものとなる。3.他方、知財信託の理論的特徴について、本研究では、過去の研究や他の制度との連続性を考えやすい無形財産の信託としてでなく、敢えて権利者の知的活動としての側面に重点をおいて検討を加えた。この考え方の下では、国際的な知財信託に対する法適用原則に関しては、信託関係当事者や信託財産の所在地、信託財産の管理地のほか、さらに、知的活動を行った者が属する国家、知的活動が行われた地、知的活動の成果が知的財産に結実した地、のそれぞれの法が、どのように影響するかが問題となる。また、受益権と信託財産とを同一の財産でないと考えれば、議論はさらに発展することとなる。以上のとおり、現段階では、実務上明確な基準は見いだせていないものの、理論的な方向性がほぼ明らかになってきた状況であり、本研究期間の終了後もさらに研究を継続し、理論上のみならず実務上有益な視点を獲得できるよう努力したい。今年度は、当初計画に従い、国際的な知財信託に関する理論上及び実務上の問題点の抽出に、時間と精力を傾注した。その結果、当初において予測していた各局面における問題点について、概ね以下のようなことが明らかになった。第1に、信託の基本構造に関する理論構成について、平成18年の現行信託法成立前において対立していた複数の信託法理論の相互関係については、現行信託法が理論的に中立の立場を採用したことから、特定の信託法理論が他の信託法理論に対して理論的に優越することがなくなった。

このことは、信託関係の解釈において、特定の信託法理論のみに依拠することのない柔軟な解決が可能となる反面、常に複数の信託法理論の適用可能性を解釈において考慮する必要があることを意味しており、解釈が複雑となることが避けられない。従って、知財信託においても、特定の信託法理論が特に適合することはなく、個々の信託関係の目的に応じた柔軟な解釈を、複数の信託法理論の適用を念頭に置いて行う必要があることが、明らかになったということができる。第2に、国際的な法律関係としての問題点についても、信託関係の基本構造に関する理論構成が、密接に関連することが判明した。すなわち、受益権が「債権」であるか「物権」であるか、信託財産が誰に「所有」され、あるいはされていないかによって、牴触法上の解釈が異なるわけであるが、前述のとおり、信託関係に関する基本構造は、信託目的と信託条項とによって大きく変化しうるものであるため、事態は必ずしも単純でない。来年度以降は、上記のような観点に基づき、国際的な知財信託における問題構造を具体的に明らかにし、多様な信託法理論に基づいた柔軟な解釈指針を提示することに全力を挙げたい。本研究の最終的な目的は、国際的な知財信託に関する理論的実務的観点を提示することにあるところ、現段階においては、国際的な知財信託における最も検討が必要な部分はどこにあるかまでが、ほぼ明らかになっている。もっとも、その部分とは、「知財が人の知的活動である」という点から知的財産の理論的特徴を考える、という、多くの学者は「解決困難」ないし「将来の課題」として実質的に検討対象としないものであるが、残り1年間に自由な考察を経ることによって、相当程度説得力かつ合理性のある理論的観点を抽出することは十分可能であると考えられる。今年度は、当初計画において予定していた、国際的な知財信託における問題点の抽出について、一応の成果を挙げることができ、来年度における研究の方向性を確立することが可能となった。上記のとおり、来年度は、研究の最終年度であり、当初目標を達成するための理論的観点を発見するため、ひたすら考えることに中心を置くこととなる。その際、必要に応じて、考察の中途段階における結論を公表することや、新たな観点発見のために追加的に知見を広めることも、鋭意行う所存である。来年度以降については、牴触法上の信託の解釈指針に関する問題点を中心に、国際的な知財信託に関する問題の構造を明らかにし、複数の信託法理論を柔軟に適用した解釈指針の提示に全力を挙げる。収支状況報告書において次年度使用額となっている37,779円については、本年度3月に行った佐賀地方裁判所への調査のための旅費として支出が確定している。今年度と同様、文献資料等による情報収集が必要となるほか、実務専門家ないし紛争当事者からの知見ないし情報の提供を受けるため、相当回数の調査等が必要となり、それらのための費用の支出が見込まれる。
刺激伝導系の形態変化と機能変化の相関に関する顕微測光と画像処理による定量的研究

顕微蛍光測光法によるヒト房室結節細胞の核DNA定量の方法を開発した.その要点は, Levらの連続切片法によって得られた厚切片から房室結節を剔出し,細胞を単離, AzocarminGとAciiflavine Reulgen染色を行ない,細胞質の横紋を指標として選択的に房室結節細胞の核DNA定量することであった.その結果,房室伝導障害のない剖検心から得られた房室結節細胞の核DNA分布パターンは,全年齢を通じて心重量と関係なく一定しており, 2倍体細胞が94.5%98.5%, 4倍体細胞が5.5%1.5%を占め,その中間値のDNA量をもつ細胞や8倍体以上の多倍体細胞は認められなかった.このことは房室結節細胞が,加齢や肥大によって多倍体細胞が出現する一般心筋と異なり,核DNA合成能においても特殊な心筋細胞であることを示している.さらに房室結節が,加齢に伴って示す組織学的変化について検討するため,房室伝導障害のない剖検心についてディジタル画像処理システムを用いて定量的な解析を行なった.その結果, 1)房室結節の体積は学童期までに一定の大きさに達し,その後は加齢や病的肥大心においても体積に変化がみられなかった.2)房室結節細胞の体積は学童期までに一定となり,その後は成長や心重量の増加によっても体積は増加しなかった.これはこの細胞が心重量が増加しても多倍体化しない所見と一致するものであった.3)房室結節内の線維化の進行は,学童期以降では加齢や心重量との相関は認められなかった.4)房室結節内の脂肪織は,症例によっては学童期から認められたが,房室結節細胞の脱落とは無関係であり,著明な例では房室結節細胞の体積が増加していることから,脂肪浸潤と考えられた.以上より,房室結節の組織像は学童期でほぼ一定となり,その後は加齢により房室結節細胞の体積が減少するが,そのために線維化が進行したり,脂肪浸潤が増加することはなく,冠動脈硬化との関係もないと思われた.顕微蛍光測光法によるヒト房室結節細胞の核DNA定量の方法を開発した.その要点は, Levらの連続切片法によって得られた厚切片から房室結節を剔出し,細胞を単離, AzocarminGとAciiflavine Reulgen染色を行ない,細胞質の横紋を指標として選択的に房室結節細胞の核DNA定量することであった.その結果,房室伝導障害のない剖検心から得られた房室結節細胞の核DNA分布パターンは,全年齢を通じて心重量と関係なく一定しており, 2倍体細胞が94.5%98.5%, 4倍体細胞が5.5%1.5%を占め,その中間値のDNA量をもつ細胞や8倍体以上の多倍体細胞は認められなかった.このことは房室結節細胞が,加齢や肥大によって多倍体細胞が出現する一般心筋と異なり,核DNA合成能においても特殊な心筋細胞であることを示している.さらに房室結節が,加齢に伴って示す組織学的変化について検討するため,房室伝導障害のない剖検心についてディジタル画像処理システムを用いて定量的な解析を行なった.その結果, 1)房室結節の体積は学童期までに一定の大きさに達し,その後は加齢や病的肥大心においても体積に変化がみられなかった.2)房室結節細胞の体積は学童期までに一定となり,その後は成長や心重量の増加によっても体積は増加しなかった.これはこの細胞が心重量が増加しても多倍体化しない所見と一致するものであった.3)房室結節内の線維化の進行は,学童期以降では加齢や心重量との相関は認められなかった.4)房室結節内の脂肪織は,症例によっては学童期から認められたが,房室結節細胞の脱落とは無関係であり,著明な例では房室結節細胞の体積が増加していることから,脂肪浸潤と考えられた.以上より,房室結節の組織像は学童期でほぼ一定となり,その後は加齢により房室結節細胞の体積が減少するが,そのために線維化が進行したり,脂肪浸潤が増加することはなく,冠動脈硬化との関係もないと思われた.本年度は主として顕微蛍光測光法によるヒト房室結節細胞の核DNA定量を行なった。Levらの連続切片法によって得られた厚切片から房室結節を剔出し、細胞単離,アゾカルミンGとアクリフラビン-フォイルゲン重染色を行ない、細胞質の横紋を指標にして選択的に房室結節細胞の核DNAを定量したところ、次の結果を得た。1.房室伝導障害をはじめ循環器疾患を持たないコントロール心から得られた房室結節細胞の核DNA分布パターンは、全年齢を通じて心重量と関係なく一定しており、2倍体細胞が94.5%98.5%,4倍体細胞が1.5%5.5%を占め、その中間値のDNA量をもつ細胞や8倍体細胞以上の多倍体細胞は認められなかった。2.心重量が400g以上の肥大心や心筋症の例においても、核DNA分布パターンは1.のコントロール心同様変化がなく、2倍体および4倍体細胞の出現率も一定であった。

以上の結果から、刺激伝導系を構成する特殊心筋細胞である房室結節細胞が、生後DNA合成を行なわない中枢神経のニューロンとよく似た細胞動態にあることを強く示唆した。つまり、成長や負荷に応じて生後もDNA合成を行なう一般心筋細胞と特殊心筋細胞は細胞動態の上からも全く異なった細胞群であると考えられる。
ヒツジ体内を介したヒトiPS細胞由来の機能的造血幹細胞の作製・増幅技術の開発

我々は、動物体内でヒトiPS細胞由来の造血幹細胞を作製することを目指している。本研究は、ヒツジ胎仔肝臓を介してヒトiPS細胞から造血幹細胞を作ることを目的とする。ヒトiPS細胞を造血分化培養し、移植前にブスルファンで処置したヒツジ胎仔の肝臓内に移植した。その結果4頭の産仔が得られ、ヒトiPS細胞由来造血細胞の生着が確認できた。また、産仔へのヒトリンパ球投与により、ヒトiPS細胞由来造血細胞の生着効率を向上させることができた。以上より、ヒツジ胎仔肝臓内の微小環境を介してヒトiPS細胞から造血細胞を作製し、さらにそれを体内増幅することに成功した。今後は、当該ヒツジからヒト造血細胞の取り出しを図る。移植ドナーが不足している現在、造血幹細胞の大量生産は血液の再生医療・がん治療において極めて重要な課題である。近年、iPS細胞が新たな移植ソースとして期待されているが、造血幹細胞への分化誘導にはいまだに成功していない。一方、申請者は、妊娠早期(約60日齢、満期は147日齢)のヒツジ胎仔が免疫寛容を誘導することを利用し、造血発生の場である肝臓内でヒトiPS細胞由来の中胚葉細胞から造血幹細胞を作り出せることを見出した。しかしながら、ヒツジ体内におけるヒト造血幹細胞の作製効率は必ずしも高くないため、ヒツジ体外へ分離するのは容易でなく、正常で安全な造血機能を有するかは明らかではない。そこで本研究では、1ヒト由来細胞の刺激、2ヒツジ造血系の抑制により、ヒト造血幹細胞をヒツジ体内で増幅し、大量作製する技術を開発する。平成28年度は、移植6日前に妊娠ヒツジ静脈内にブスルファンを投与する(上記2ヒツジ造血系の抑制に該当する方法)ことで、ヒトiPS細胞由来造血細胞をもつヒツジ複数頭を安定的に作出できた。次に、当該ヒツジに対して、ヒトリンパ球を投与することで、ヒト造血比率を向上できるか検証した。その結果、複数頭のヒツジにおいて、ヒト造血比率を数倍向上させることに成功した。さらに、ヒトリンパ球投与によってヒト造血比率が向上するメカニズムを解析した。平成28年度の研究結果から、ヒツジ体内でヒトiPS細胞由来造血幹細胞を量的に向上させる技術ができた。当該技術は、ヒツジ体内からヒトiPS細胞由来造血幹細胞の取り出しを効率化させる技術として、極めて有用である。平成28年度は、ヒツジ体内のヒトiPS細胞由来造血幹細胞を増幅できるか検証した。移植6日前に妊娠ヒツジ静脈内にブスルファンを投与することで、ヒトiPS細胞由来造血細胞をもつヒツジ複数頭を安定的に作出することができた。次に、当該ヒツジに対してヒトリンパ球を投与することで、ヒト造血比率を向上できるかを検証した。その結果、複数頭のヒツジでヒト造血比率を数倍向上させることに成功している。さらに、ヒトリンパ球投与によってヒト造血比率が向上するメカニズムについて、解析を行っている。ヒトリンパ球輸注後のヒツジの皮下に、水疱が形成された。これをバイオプシーし、組織片を免疫染色したところ、IFN-γを発現するNK細胞やγδT細胞などのMHC非拘束性のリンパ球が集積していることがわかった。また、ヒト造血比率が向上するタイミングと同時期に、ヒツジ末梢血中にヒトIFN-γが検出されること、ヒツジ骨髄における造血コロニー数が有意に減少すること、を明らかにした。以上の結果、本研究から、ヒトリンパ球投与によるヒト造血比率向上のメカニズムとして、MHC非拘束性ヒトリンパ球によるヒツジ細胞への障害作用により、ヒツジ造血が抑制された結果、ヒト造血比率が向上する、ということが示された。まずは、移植6日前に妊娠ヒツジ静脈内にブスルファンを投与する(上記2ヒツジ造血系の抑制に該当する方法)ことで、ヒトiPS細胞由来造血細胞をもつヒツジ複数頭を安定的に作出できた。次に、当該ヒツジに対してヒトリンパ球を投与することで、ヒト造血比率を向上できるか(上記1ヒト由来細胞の刺激と2を組み合わせた方法)を検証した。その結果、ヒト造血比率を約2 - 5倍に向上させることに成功した。また、ヒトリンパ球投与によってヒト造血比率が向上するメカニズムの1つとして、MHC非拘束性リンパ球による細胞性免疫が内因性造血抑制を起こしていることを明らかにした。

以上の研究結果から、ヒツジ体内でヒトiPS細胞由来造血幹細胞を量的に向上させる技術ができた。当該技術は、ヒツジ体内からヒトiPS細胞由来造血幹細胞の取り出しを効率化させる技術として、極めて有用である。これらの成果は、特許出願した(特願2015-168702、PCT/JP2016/075743)。我々は、動物体内でヒトiPS細胞由来の造血幹細胞を作製することを目指している。本研究は、ヒツジ胎仔肝臓を介してヒトiPS細胞から造血幹細胞を作ることを目的とする。ヒトiPS細胞を造血分化培養し、移植前にブスルファンで処置したヒツジ胎仔の肝臓内に移植した。その結果4頭の産仔が得られ、ヒトiPS細胞由来造血細胞の生着が確認できた。また、産仔へのヒトリンパ球投与により、ヒトiPS細胞由来造血細胞の生着効率を向上させることができた。以上より、ヒツジ胎仔肝臓内の微小環境を介してヒトiPS細胞から造血細胞を作製し、さらにそれを体内増幅することに成功した。今後は、当該ヒツジからヒト造血細胞の取り出しを図る。ヒツジ体内におけるヒトiPS細胞由来造血幹細胞は、PCRによる遺伝子増幅法では検出できるが、フローサイトメトリーでは検出・計数できていない。この原因として、ヒト造血幹細胞の数が極めて少ないといった量的な側面、あるいは造血細胞の表面抗原として既知であるマーカーの発現強度が低いといった質的な側面を考えている。これらの課題に対し、平成28年度の研究結果から、ヒツジ体内でヒトiPS細胞由来造血幹細胞を量的に向上させる技術を開発できたと考えている。当該技術は、ヒツジ体内からヒトiPS細胞由来造血幹細胞の取り出しを効率化できる技術として有用である。平成29年度は、当該技術を活用し、ヒツジ体内からのヒト細胞の取り出し技術の開発を進める。具体的には、免疫染色やフローサイトメトリーを用いて、候補となる細胞表面抗原およびこれに対する抗体の検索を行うことで、質的課題の解決策を導き出す。ヒト細胞の取り出しに成功したら、分離細胞の体外培養試験、免疫不全マウスへの移植試験および遺伝子発現解析による造血幹細胞としての機能評価を行う。血液内科学
粒重の異なるイネ品種間における登熟特性とデンプン合成関連酵素活性との関係

これまでの研究から,イネの最終粒重が大きい品種ほど穀粒生長速度(GGR)は速く,胚乳細胞数,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度も大きくなった.胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度は,基質である胚乳中の糖濃度との相関がなかったので,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度と胚乳中のデンプン合成に関連する酵素活性との関係を本研究で調査した.粒重の異なる7品種を用い,分げつ除去土耕栽培し,出穂期以降昼24°C夜19°Cのファイトトロンに移動した.籾殻を透かして穎果が籾殻を埋め尽くした日から,0,2,4,6,8,10日後に強勢な穎果をサンプルした.これらについて,生体重,乾物重,糖濃度,酵素活性を測定し,完熟時のサンプルから胚乳細胞数を算出した.デンプン合成に関連する酵素として,スクロース合成酵素(SuS),ADP-グルコースピロホスホリラーゼ(ADPGPP),可溶性デンプン合成酵素(sStS),不溶性デンプン合成酵素(bStS)の酵素活性を測定した.SuSでは,1粒当たりの活性には有意な品種間差があったが,生体重当たりの活性と胚乳細胞当たりの活性には有意な品種間差がなかった.また胚乳中の糖濃度にも有意な品種間差がなかったことから,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度にSuS活性は影響を与えていないことが示唆された.ADPGPP,sStS,bStSでは,1粒当たりの活性,生体重当たりの活性,胚乳細胞当たりの活性の全てに有意な品種間差があった.生体重当たりの活性とGGR,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度との間では,ADPGPP,sStS,bStSそれぞれに有意な相関があった.しかし胚乳細胞当たりの活性では,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度と有意な相関があったのは,ADPGPPだけであった.以上,胚乳細胞当たりの活性を検討することにより,ADPGPPが胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度に影響を与えている可能性が示唆された.本研究は,本年度と来年度の2年間で,粒重の大きく異なる品種を用い,シンクサイズである胚乳細胞数の視点から,頴果の直線的な乾物蓄積期間における胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度の品種間差と胚乳のデンプン合成に関連する酵素活性との関係を調査することを目的として行った.本年度は,実験に供試する品種の栽培と活性を測定する酵素の検討を行った.小粒品種から大粒品種までの7つの品種を栽培した.出穂直前から酵素活性測定用サンプル終了までファイトトロンへ移動し登熟期間の温度環境を一定に保つようにした.これらの品種の強勢な頴果について,胚乳が籾殻を埋め尽くしした日を基準に,0, 2, 4, 6, 8, 10日後にサンプルを行った.サンプルは,籾重を測定後すくに液体窒素で凍結し,-80°Cで保存した.測定する酵素は,現有設備で測定可能なSucrose Synthase, ADP-glucose pyrophosphorylase, Starch synthaseとした.Socrose synthaseは胚乳に転流してきたSucroseを最初に代謝する酵素であり,ADP-glucose pyrophosphorylaseはデンプン合成のキ-酵素と考えられており,これにより生成したADP-glucoseからStarch synthaseがデンプンを合成する.酵素の抽出法及びADP-glucose pyrophosphorylase, Starch synthaseについては,Nakamuraら(1989)の方法を用いることにし,Sucrose Synthaseは,Kerrら(1984)を参考にしてSucroseを合成する方の波のを行わせ,合成されたSucroseをガスクロマトグラフィーで分析する方法を検討している.現在,酵素活性を測定するための種々の条件を調査・測定しているところである.これまでの研究から,イネの最終粒重が大きい品種ほど穀粒生長速度(GGR)は速く,胚乳細胞数,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度も大きくなった.胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度は,基質である胚乳中の糖濃度との相関がなかったので,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度と胚乳中のデンプン合成に関連する酵素活性との関係を本研究で調査した.粒重の異なる7品種を用い,分げつ除去土耕栽培し,出穂期以降昼24°C夜19°Cのファイトトロンに移動した.籾殻を透かして穎果が籾殻を埋め尽くした日から,0,2,4,6,8,10日後に強勢な穎果をサンプルした.これらについて,生体重,乾物重,糖濃度,酵素活性を測定し,完熟時のサンプルから胚乳細胞数を算出した.デンプン合成に関連する酵素として,スクロース合成酵素(SuS),ADP-グルコースピロホスホリラーゼ(ADPGPP),可溶性デンプン合成酵素(sStS),不溶性デンプン合成酵素(bStS)の酵素活性を測定した.SuSでは,1粒当たりの活性には有意な品種間差があったが,生体重当たりの活性と胚乳細胞当たりの活性には有意な品種間差がなかった.また胚乳中の糖濃度にも有意な品種間差がなかったことから,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度にSuS活性は影響を与えていないことが示唆された.ADPGPP,sStS,bStSでは,1粒当たりの活性,生体重当たりの活性,胚乳細胞当たりの活性の全てに有意な品種間差があった.

生体重当たりの活性とGGR,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度との間では,ADPGPP,sStS,bStSそれぞれに有意な相関があった.しかし胚乳細胞当たりの活性では,胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度と有意な相関があったのは,ADPGPPだけであった.以上,胚乳細胞当たりの活性を検討することにより,ADPGPPが胚乳細胞当たりの乾物蓄積速度に影響を与えている可能性が示唆された.
生体情報で個人に最適化された活動によるデイケア利用者の意欲とQOLの向上

本研究は,認知・身体機能の低下により,生活に意欲を失いつつある認知症者が,デイケア施設で自分に最適な活動を提供されることで,生きがいをもって通所することを目指し,「活動計画立案システム」の構築と,その活動方法を利用者に最適化する例として,「活動支援システム(ピアノ模範演奏システム)」を構築することを目的とした.今年度は,以下の4つのテーマを遂行した.第一に,認知症者デイケア施設のスタッフの会話を分析し,適切な活動計画立案が遂行される要因を明らかにした.第二に,日々の日誌から適切な活動計画ができるように,IBMワトソンの技術を応用し,施設スタッフの日誌やメモから,情報を検索できるシステムの構築を進めてきた.しかし,通常の検索以上の有用性を得られなかったため,手法や研究の目的を再検討することとなった.第三に,複合拡張現実感の技術を使って,患者が楽しみながら上肢機能のリハビリテーションができて,上肢機能の動きのデータも取得できるシステムを開発した.第四に,上記の技術を応用して音響を生成する,テーブルトップシステムを開発した.ユーザはセンサを内蔵したテーブル上で,センサを内蔵したブロックを移動,回転することで音響を出力できる.さらに,既定の位置にブロックが置かれていない場合には,正しい位置への設置を促すためのガイド領域を表示する.認知症者に使ってもらう実験には進めなかったが,ブロックを移動,回転することで音響が異なり,システム自体も小型であるため,音楽療法の1つとして使える可能性が示唆された.第五に,障がい者でも使えることを目的とした新楽器はいろいろ提案されているが,初心者にとってリズムは,タイミングを表示されても,合わせることが難しい.そこで本年度はリズムの表示方法と習得しやすさについて実験を行った.その結果,動的に先が見通せる表示方法が最も習得しやすいことがわかった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,デイケア施設などで,高齢者が自分に最適な活動を提供されることで,生きがいをもつことを目的とする.本年度は,重度認知症者を対象としたデイケアでの作業療法において,ベテランのスタッフが,各利用者の色塗りの作業に寄り添いながら,認知・身体機能,意欲,達成感などを判断する過程を分析した.その結果をもとに,スタッフのためのチェックシートを作成し,新人のスタッフに使ってもらった.その結果,新人スタッフは,各チェック項目がなぜ必要であるか,理解しきれていないため,チェックシートを使っても,認知・身体機能の判断につながらなかった.ここから,ベテランスタッフの「知」の伝達は段階的である必要があることがわかった.また,鍵盤楽器の経験がない高齢者でも,ピアノの練習に取り組みやすく,練習が継続することを目的とした練習方法を提案した.ハーフミラーを使うことで,ユーザは自分の手を,鍵盤上に映し出された模範演奏の映像の手にかぶせながら弾くことができる.課題曲は,両手で1つのメロディを弾く.まず10名の大学生に試してもらったところ,全く演奏経験がない学生でも,1回目ですべて正しく演奏することができた.10回弾いたあとでは,模範演奏の映像がなくても弾けるようになった学生がいた.次に,演奏経験のない高齢者10名に試してもらった.10分間練習してもらったところ,半数以上の高齢者はだいたい弾けるになったが,模範演奏を映さなくても弾ける人はいなかった.練習しても弾けるようにならなかった高齢者の中には,もともと手の震えがある人や,打鍵が1音程度遅れてしまう人がいた.模範演奏の映像がもっと遅ければ,練習できた可能性がある.ここから,各高齢者の状態に合わせて,練習方法を個人化する方法を提案する必要があることがわかった.ハーフミラーを使ったピアノ練習方法は,当初予定していたシステム以上に有用な方法を提案することができたため.1.重度認知症患者デイケア施設Aの利用者は心身共に安定した状態で日々を過ごしている.我々はその理由の1つが,「ゆずの里式作業プログラム」と考え,(1)介護スタッフと利用者のコミュニケーション(導入や作業中の声掛けのタイミングや内容)(2)作業プログラムの実施の他,その準備・振り返りミーティングが,作業プログラムの個人化には重要であることがわかった.デイケアAの2日間のスタッフの発話を収録し,本年度は振り返りミーティングでの会話を分析した.各スタッフは観察したことや気づきをこぞって発言し,リーダーは,作業プログラムの目的に沿った観点から議論できるように,随所で他のスタッフとは異なる見解を差し込んでいた.このような振り返りミーティングでは,作業療法士(OT)が次の作業プログラムを計画するための材料が,スタッフから提供されていた.2.施設Aでは,作業プログラムでのスタッフの気づきや,振り返りミーティングの結果をメモしている.重要な内容であるが,のちに検索してそのメモを探し出すことは難しい.そこで,IBMのワトソンの技術を応用し,振り返りのメモを検索するシステムを構築した.3.ピアノの模範演奏を提示するシステムを,手の巧緻性が低くなっている高齢者でも,自分のペースに合わせて練習できるようにするために,速度の異なる模範演奏のデータを作成した.また,ピアノの演奏時の肘や手首の動きを,3次元位置センサで取得し,演奏データと照らし合わせて,なめらかに弾けるときの手首の動きを明らかにした.デイケアAの作業プログラムの手法を,他施設へ伝授することで,この手法の有用性を示す計画であったが,順調にはいかなかった.

しかし,その原因を分析することで,作業プログラムの前後に行われるミーティングにおいて,介護スタッフ間で準備や振り返りを共有することの重要性がわかった.そして,スタッフによる気づきや振り返りミーティングでのメモを検索できるシステムを構築した.また,高齢者のためのピアノの模範演奏提示システムについては,模範演奏の速さの異なる画像データを作成することができた.これらの状況から(2)と判断した.本研究は,認知・身体機能の低下により,生活に意欲を失いつつある認知症者が,デイケア施設で自分に最適な活動を提供されることで,生きがいをもって通所することを目指している.本年度は下記の項目について研究を行った.1.各認知症者に合う作業プログラムを提供するには,作業プログラム終了後の介護スタッフのミーティングが重要である.日頃より適切な作業プログラムを検討し,提供している重度認知症者が通うデイケアにおいて,ベテランの介護スタッフによる発話データを収集した.その結果,作業プログラムの準備,実施,振り返りの過程で,各認知症者の状態や様子について,スタッフ間で随時共有していることがわかった.2.高齢者などの作業療法(塗り絵)において,作業療法士が観察・判断すべきポイントをチェックできるアプリケーションを構築した.塗り絵は下絵に番号がついた枠があり,指定された色と数字に合わせて塗っていく方法を採用した.作業療法士に協力を得て,アプリケーションに搭載する評価項目を提案した.アプリケーションにしたことにより,作業療法中にもリアルタイムにチェックできるようになった.そのため,対象者のワーキングメモリを評価することが可能となった.高齢者と学生を対象者とした実験を行った.認知機能検査(MoCA)も行った.「視空間/遂行」「言語」「遅延再生」の各項目において,学生と高齢者群間で有意差があった.また年齢とアプリケーションの様々な評価項目との相関が強かった.これらの結果から,構築した塗り絵の作業療法を評価するアプリケーションは,年齢による機能低下を評価できると考えられる.3.Augmented Reality (AR)の映像の中で,筋電図信号(EMG)をもとに,バーチャルな義手を動かすことができるシステムを構築した.手の寸法や動きは,実際の手に非常に近いものとなった.作業療法を評価するアプリケーションの開発や,ARの映像の中でリアルに感じられる手の動きを実現できており,当初の計画以上に,システム開発が進んだ.本研究は,認知・身体機能の低下により,生活に意欲を失いつつある認知症者が,デイケア施設で自分に最適な活動を提供されることで,生きがいをもって通所することを目指し,「活動計画立案システム」の構築と,その活動方法を利用者に最適化する例として,「活動支援システム(ピアノ模範演奏システム)」を構築することを目的とした.今年度は,以下の4つのテーマを遂行した.第一に,認知症者デイケア施設のスタッフの会話を分析し,適切な活動計画立案が遂行される要因を明らかにした.第二に,日々の日誌から適切な活動計画ができるように,IBMワトソンの技術を応用し,施設スタッフの日誌やメモから,情報を検索できるシステムの構築を進めてきた.
ダイヤモンドNVセンタと構造制御CNTのエネルギー移動に関する研究

今年度は実験につかうカーボンナノチューブの分離・ナノダイヤモンドの基板への分散の検討等を行った。エネルギー移動の確認のためには、単一のNVセンタを使用して寿命を測定する必要がある。当初のバルクのダイヤモンドからのエネルギー移動を観測することを考えていたが,バルク中の単一のNVセンタの近傍に配置することが難しかったため,エネルギー移動の確認に関してはナノダイヤモンドを使用することも検討することにした.単一のNVセンタを含む購入したナノダイヤモンドをそのまま基板上に分散すると凝集する問題と、共焦点顕微鏡で測定する際に適した濃度で分散する必要があり、濃度、分散条件、スピンコートの条件等の検討を行った。分散後,走査電子顕微鏡による観察により、基板上に適した濃度で粒子同士が凝集することなく分散されていることを確認した。また、共焦点顕微鏡により、NVセンタの確認を行った。しかし、寿命計測の測定装置が故障中であったため、蛍光寿命の測定には至っていない。カーボンナノチューブに関しては分離したカーボンナノチューブを基板上に適切な条件で分散する条件も探索した。カーボンナノチューブに光を当てたときの蛍光が少々残ってしまい、これは界面活性剤等が取り切れていない可能性もあるため,来年度以降対策を考える必要がある.少し進捗が遅れているが、来年度これら2つを組み合わせたときの寿命を測定し、エネルギー移動の証拠を得ることを目指す。2019年度から所属機関を変わる必要があったため、就職活動、引っ越し、計測につかう装置等の検討も行う必要があった。少々遅れが生じているものの予定通り遂行できるよう調整中である。実験の遂行は提案書通りに行う予定で、エネルギー移動の証拠をみつけるため、寿命計測を行う。一方今年度から新しい所属先に移ったために装置をたちあげ、実験条件等を整える必要や、使う予定であった実験装置等も検討しなおす必要がでてきている。電気的計測に向けて、必要な物品をそろえる予定である。当初の予定ではカーボンナノチューブやダイヤモンド等の実験の材料費にあてる予定であったが、試料の量産体制に至る前の段階であったため、使用金額がすくなくなった。次年度転出予定となったため、大きな物品の購入は見送った。2019年度はあたらしい所属に移り実験環境が変わったため、分離に使用する薬品や、材料等をあらたに購入する必要がでてきたとともに、予定通り実験を遂行するための装置の購入が必要となる。