hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然災害及び武力攻撃事態を対象とした包括的自治体危機管理法制の比較実証研究

有事法制、国民保護法制の基本的な制度・運用に関する文献研究に重点を置き、その上で、先進的な取り組みを進めてきた自治体の運用研究と取り組んだ。具体的には、住民避難マニュアルの作成等と熱心に取り組んできた鳥取県などを対象に、既に存在する自然災害対策の運用と新規に立法された国民保護法制の運用がどのような関係にあるのか、両者の異同、担当組織関係、行政外アクターとの連携状況を解明した。(a)武力攻撃事態の際の住民避難に対応した具体的制度設計として「住民避難マニュアル」を分析した。これは都道府県を中心とした制度連携の試みであるが、こうした消防、警察、自衛隊、地元自治体の間の協力関係の構築を国民保護法制定後の状況に重点を置きながら調査した。(b)このほか、自治体の区域内に自衛隊やアメリカ軍の基地を抱えており、有事法制のあり方に関して、とりわけ関心の強い自治体に関しても、研究を進めた。(c)本年度は、自然災害に関する主要法律の分析に重点を置いた。具体的には、明治30年の砂防法、昭和33年の地滑り等防止法、昭和44年の急傾斜地の崩壊による災害の防止に関する法律、平成13年の土砂災害警戒区域等における土砂災害防止対策の推進に関する法律の研究である。国土交通省の河川局砂防部砂防計画課でヒアリングを実施した。あわせて、自然災害に対する自治体の法システムを見直し、独自の条例を制定するなど、自治体法務をリードしてきた自治体施策を検証した。(d)社会現象としては共通性をもつように見える災害被害と武力攻撃被害とで、どのような違いがあるのか、武力事態に関しては災害対策基本法の延長で処理していくべきなのか、類似性をもちつつもそれとは異なった法制を構想すべきなのか、などを対象に検討した。合わせて、国法がどのような自治体支援を実施できるのか、について分析した。2年間にわたり実施した比較法研究、国内運用調査をふまえて、3年目には研究成果をとりまとめた。まず、平成18年度に分析できなかった部分、具体的には、国民保護法制や災害対策法制の近接領域に関して、文献を収集し、国内法・外国法に関して補充を行った。3年間の研究をとりまとめるにあたり、ドイツ連邦共和国のコンスタンツ大学法学部ハンス・クリスティアン・レール教授を訪問した。具体的には、2007年8月20日から同年9月4目の間、同大学のゲストハウスに滞在し、同大学の総合図書館を活用して、危機管理法制に関するドイツの法制度、判例を収集・分析したほか、同大学において研究報告を主題とする会を実施した。同大学では、レール教授のほか、ハルトムート・マウラー教授、ビンフリート・ブローム教授、ディーター・ロレンツ教授とも、意見交換の機会をもつことができた。道路法のコンメンタールを公刊しているロレンツ教授とは、公共施設管理法制における安全確保の問題を議論する機会に恵まれた。ドイツの諸教授との議論の中で、特に、日本法における行政法の機能に関し、誘導という視点の重要性に議論が集中したため、この問題を主題にしてドイツ語で論文を執筆した。これは、2008年6月にシュミット・アスマン教授古稀記念論文集に掲載されることが決定している(校正作業も終了している)。また、リスク管理に関する行政法制度に関する日独の異同も研究の対象に含めて検討を行った。
資産価値の維持・向上効果からみた住宅市街地改善手法の評価に関する研究

比較的高容積の住宅市街地において形態規制が住環境向上に一定の効果があることは既存の研究でもよく示されている。しかし、規制導入のためには、建築主体-主として住民が、規制を受けることで生じる環境価値の変化をどのように評価するかが重要であり、そのためには規制による制約とメリットとのバランスが定量的に提示されることが、合理的な判断のための重要な資料として必要である。本研究ではその指標として資産価値という視点から評価を行う。そこで本研究では、まず環境評価基準の整理や地価変動の分析を通じて資産価値の変化を定量的に分析し、市街地コントロール手法の実効性のために、経済インセンティブを高める方法を検討することを目的としている。平成14年度は、対象地区の抽出とそれによる地区環境の変化の調査分析に費やされた。具体的には東京都が作成している土地利用現況調査のGISデータを用い、基礎調査として1990年代の建物変化状況を概観した。それによれば、土地の細分化は一般に考えられているようには進んでいるわけではなく敷地の集約などもそれなりに行われていること、建物の階数は増加しているが建ぺい率の増加傾向には地区ごとにばらつきがあることなどが示された。また住宅市街地を取り上げ、それらのタイプ分類も行った。さらに特に地区計画がかけられている地区は建物ボリューム、高さ、建ぺい面積等において他地区に比較して望ましいと思われる変化であることが示された。それらを通じて来年度以降、資産価値変化との関連を分析し、配置コントロール手法の資産価値向上効果を計測・分析するための基礎が作られた。
高域動的特性を有する超精密・高速位置決めテーブルシステムに関する研究

本研究では,超精密・高速位置決めテーブルシステムにおける更なる高性能化を実現する上で重要となる広域動的特性の向上を目的として,電界の印加により粘度が変化するER流体を応用したテーブルシステム,超精密・高速テーブルシステムに対する繰返し制御の適用,並びにテーブルの非接触駆動が可能で推力リップルが存在せず高速・高加速駆動が可能なハイブリッドリニア駆動機構をそれぞれ新たに提案するとともに,実際にテーブルシステムを設計,試作することにより,提案したシステムの有用性について詳細な検討を行った.その結果,以下のような研究成果が得られた.1.ER流体を応用した超精密・高速位置決めテーブルシステムを開発し,ER流体の特性とテーブルの動特性との関係について検討を行った結果,ER流体に電界を印加することにより,テーブル送り方向の動特性が向上することを明らかにした.さらに,従来ほとんど検討されていなかった微小剪断ひずみ領域におけるER流体の粘弾性特性を明らかにした.2.複数の因子の影響を一括して補償可能な繰返し制御を超精密位置決めテーブルシステムに適用することにより,目標値追従精度の向上が可能であることを実際のテーブル駆動実験により明らかにした.3.ボイスコイルモータと粗動機構を組み合わせたハイブリッド駆動機構を提案するとともに,実際に空気静圧案内方式の非接触支持・駆動形位置決めテーブルシステムを構築した結果,広範なテーブル駆動条件におけるナノメートルオーダの位置決め精度を実現し,提案した駆動機構の有用性を明らかにした.本研究では,超精密・高速位置決めテーブルシステムにおける更なる高性能化を実現する上で重要となる広域動的特性の向上を目的として,電界の印加により粘度が変化するER流体を応用したテーブルシステム,超精密・高速テーブルシステムに対する繰返し制御の適用,並びにテーブルの非接触駆動が可能で推力リップルが存在せず高速・高加速駆動が可能なハイブリッドリニア駆動機構をそれぞれ新たに提案するとともに,実際にテーブルシステムを設計,試作することにより,提案したシステムの有用性について詳細な検討を行った.その結果,以下のような研究成果が得られた.1.ER流体を応用した超精密・高速位置決めテーブルシステムを開発し,ER流体の特性とテーブルの動特性との関係について検討を行った結果,ER流体に電界を印加することにより,テーブル送り方向の動特性が向上することを明らかにした.さらに,従来ほとんど検討されていなかった微小剪断ひずみ領域におけるER流体の粘弾性特性を明らかにした.2.複数の因子の影響を一括して補償可能な繰返し制御を超精密位置決めテーブルシステムに適用することにより,目標値追従精度の向上が可能であることを実際のテーブル駆動実験により明らかにした.3.ボイスコイルモータと粗動機構を組み合わせたハイブリッド駆動機構を提案するとともに,実際に空気静圧案内方式の非接触支持・駆動形位置決めテーブルシステムを構築した結果,広範なテーブル駆動条件におけるナノメートルオーダの位置決め精度を実現し,提案した駆動機構の有用性を明らかにした.本研究では,ハイブリッド形リニアモータの構築,テーブルシステムの熱変形挙動の解明,並びにER流体による高域動的特性の向上に関して詳細な検討を行い,超精密・高速位置決めテーブルシステムの総合的な高度化を実現することを目的としている.平成12年度においては,ハイブリッド形リニアモータ駆動方式の超精密位置決めテーブルシステムを構築し,その位置決め特性について詳細な検討を行った.その結果,以下のような研究成果が得られた.(1)テーブルの非接触駆動が可能でかつストローク全域に渡り推力リップルを発生しない駆動方式として,ボイスコイルモータと粗動機構を組み合わせたハイブリッドリニア駆動機構を提案するとともに,実際に構築した.(2)ハイブリッド駆動機構をモデル化し,粗動機構の運動誤差がテーブルに与える影響について検討を行った結果,構築したテーブルシステムの場合,その最大ゲインは約-77dBであり,テーブルの超精密位置決めを実現する上で十分であることを明らかにした.また,ハイブリッド駆動機構の設計の際には,送り方向における粗動機構とテーブルの共振周波数を一致させないことが重要であることを指摘した.(3)ハイブリッド駆動機構を組み込み構築したテーブルシステムが,ナノメートルオーダの位置決め分解能を有することを明らかにした.(4)基本駆動要素であるボイスコイルモータのストロークを上回るロングストロークの位置決めを行った結果,テーブルと粗動機構の間には大きな相対変位が発生するものの,粗動機構の運動誤差はテーブルの運動にほとんど影響を及ぼさないことを明らかにした.本研究では,ハイブリッド形リニアモータの構築,繰返し制御によるナノメートル位置決めの実現,並びにER流体による高域動的特性の向上に関して詳細な検討を行い,超精密・高速位置決めテーブルシステムの総合的な高度化を実現することを目的としている.平成13年度においては,研究代表者及び研究分担者が開発した高速ナノメートル位置決めテーブルシステム対して繰返し制御系を新たに適用し,その位置決め特性について詳細な検討を行った.その結果,以下のような研究成果が得られた.1.複数の因子の影響を一括して補償可能な繰返し制御を超精密位置決めテーブルシステムに適用することにより,目標値追従精度の大幅は向上が可能であることを実際のテーブル駆動実験により明らかにした.2.構築したテーブルシステムにおいて,数回の繰返しにより追従誤差が速やかに収束し,高速・高加速駆動時においてもナノメートルオーダの追従精度が実現実現可能であることを示した.具体的には,最大速度200mm/s,最大加速度5m/s2の駆動条件における追従誤差の標準偏差12nmを実現した.3.繰返し制御系におけるローパスフィルタの特性と位置決め特性との関係について検討を行った結果,ローパスフィルタのカットオフ周波数には最適値が存在し,構築したテーブルシステムにおいては100(8160)16150Hzの領域に存在することを明らかにした.
全天X線モニターと可視・赤外偏光観測によるマグネターの放射機構の解明

全天X線観測監視装置「MAXI」が2009年7月に打ち上げられ、観測を開始した。本研究期間中、MAXIは新天体を4つ発見した。また、突発天体や変動天体の報告を世界中に配信した(ATEL:62件、GCN:17件)。そして、数個のマグネターに対して常時監視する体制が整った。また、全く予想外の出来事であったカニ星雲のGeVガンマ線フレアと同時期にX線観測を行ない、X線パルス成分に変化がないことを示した。GeVガンマ線フレアの原因がPulsar Wind Nebulaであるとする説を支持する結果である。本研究では、宇宙最強の超強磁場を持つ中性子星「マグネター」の放射機構の解明を目指す。そのために、可視赤外望遠鏡「すばる望遠鏡」「あかり]、全天X線監視装置「MAXI」を用いる。マグネターは突発的な変動をするため、X線の波長域でのモニター観測を行なうMAXIに対しては世界中の研究者が注目している。MAXIは2009年7月に打ち上げられ観測を開始した。私は特に、突発天体の位置決めの速報を行ない、多くの速報を世界に発信した。また、マグネターと同様強い磁場を持つと考えられている天体の観測を行なっており、学会発表を行なっている。また、MAXIのキャリブレーションについてまとめた論文を投稿する予定である。また、「すばる望遠鏡」の観測提案が受理され、2009年10月にマグネターの可視光偏光観測を行なった。さらに同じ天体に対して「すばる望遠鏡」と「X線衛星RXTElで同時観測を行なった結果をまとめた論文を投稿した。また、マグネター1E 2259+586に対して、RXTE衛星で観測したデータを注意深く解析することにより、変動するサイクロトロン吸収線の存在を確かめた。この結果は天文学会にて複数回報告しており、今年度論文を投稿する予定である。さらに、赤外観測衛星「あかり」で複数のマグネターを観測した。赤外放射機構を解明する上でユニークなデータを得た。そのために、可視赤外望遠鏡「すばる望遠鏡」、「あかり」、全天X線監視装置「MAXI」を用いる。マグネターは突発的な変動をするため、X線の波長域でのモニター観測を行なうMAXIは世界中の研究者が注目している。MAXIは2009年8月から観測を開始し、約1年半以上経った現在も順調に観測を続けている。私は、MAXIの位置分解能を向上させるためのアライメント較正を杉森氏と共に行ない、較正前は約1度あった位置の系統誤差を0.2度以下に抑えることに成功した。これにより、MAXIが発見した新天体の対応天体を他の衛星で観測することが可能になり、MAXIの名を冠する新天体の発見に結びついた(現在までに4天体見つかった)。また、突発天体の位置決めの速報を行ない、多くの速報を世界に発信した。一方、2010年9月に発生したかにパルサーのガンマ線フレアと同時期のMAXIの観測データを解析し、パルス成分に変動がないことを示した(Morii et al. PASJ投稿中)常時全天を監視するMAXIの特長を生かした研究である。マグネターの可視赤外観測に向けた研究も、位相分割測光の試験と、偏光素子の性能評価を行なった。
レーザープロセスによるＳＷＮＴ単一ナノチャネルの作製と分子吸脱着現象の観測

本研究の目的は単層カーボンナノチューブを流路とした,直径12nmレベルのナノ流路を作製し,分子の吸脱着現象を確認することである.アルコールCVD法で生成した垂直配向カーボンナノチューブに対して,レーザー加工を施すことによって,ナノ流路を作製した.水分子の吸脱着をラマン分光で観測するための測定用セルを設計・製作し,このナノ流路を水蒸気雰囲気に曝してラマン分光で観測した結果,ピークの減少およびシフトが観測されたことから,水分子がナノチューブに吸着したものと考えられる.水分子が吸着しているサイトとしてはナノチューブの内部およびナノチューブの外側の両者の可能性が考えられる.本研究の目的は単層カーボンナノチューブ(以下SWNT)をチャネル(流路)とした直径1-2nmレベルのナノチャネルを作製し,分子の吸脱着現象を確認することである.SWNTの生成はアルコールCVD方にて,シリコン基板上に垂直もしくは水平に配向するように生成し,電子顕微鏡観察およびラマン分光より垂直配向SWNTおよび水平配向SWNTの生成を確認した.また垂直配向SWNTに対しては"As grown"の試料と試料全体をポリマーで固めた試料を準備した.これらの試料に対してナノ秒パルスレーザーを用いて,SWNTの先端を除去しOpen-endの構造に加工することを試みた.用いた波長は532nmおよび266nmであり,266nmを用いた方が若干良質な加工を行えたが大きな違いは見られなかった.次にこれらの試料し対する水の吸脱着現象をラマン分光で観測するために,既存のラマン分光に適用出来るチャンバーを設計・製作し,実験を行った."As grown"の試料では,水分子吸着によるラマンスペクトル強度の減少が見られた一方で,アップシフトが見られなかった.これは計測に用いるレーザー光のエネルギーによって,ラマン分光の測定途中に水分子が蒸発した可能性が考えられる.一方でレーザー加工を施した"As grown"の試料では,水分子吸着後にこれまで報告されているアップシフト値3cm-1よりはるかに大きなアップシフトが見られた.この理由として水分子が表面上だけでなくナノチャネル内に吸着された,もしくは垂直に配向されていたSWNTがレーザープロセスによってばらばらにほどけ、より多くの水分子が表面に物理吸着されたことが考えられる.本研究の目的は単層カーボンナノチューブを流路とした,直径12nmレベルのナノ流路を作製し,分子の吸脱着現象を確認することである.アルコールCVD法で生成した垂直配向カーボンナノチューブに対して,レーザー加工を施すことによって,ナノ流路を作製した.水分子の吸脱着をラマン分光で観測するための測定用セルを設計・製作し,このナノ流路を水蒸気雰囲気に曝してラマン分光で観測した結果,ピークの減少およびシフトが観測されたことから,水分子がナノチューブに吸着したものと考えられる.水分子が吸着しているサイトとしてはナノチューブの内部およびナノチューブの外側の両者の可能性が考えられる.本年度は真空チャンバーならびに真空チャンバー内の光学系を構築し,加工雰囲気圧力,レーザー光の波長および偏光がSWNTのレーザー加工におよぼす影響を検討した.まず真空チャンバー並びに光学系の構築であるが,真空チャンバー内に真空対応のXY電動ステージを設置して,集光レンズは収差の影響を抑えるためにME(Multi Optics)レンズを使用した.試料はアルコールCVD法でシリコンもしくはガラス基板上に生成された,ランダム配向,垂直配向および水平配向のSWNT3種類である.加工はスポット加工とし,加工されたSWNTの評価はFE-SEMならびにラマン分光(波長488nm)で行った.まずランダム配向しているSWNTに対して532nmおよび266nmのレーザー光を用いて波長の効果を検討した結果,266nmで加工された試料の方が加工面が滑らかで有り,ラマン分光においても加工の際にダメージを受けるSWNTの割合が小さいことが分かった.これは266nmの1光子あたりのエネルギーが4.66eVであり,炭素間の結合エネルギーより大きいことから炭素間の結合を直接切断する効果がある程度現れたものと考えられる.次にレーザーの波長を266nmに固定し,大気中および減圧下での実験を行い,減圧の効果を検討した.その結果,減圧下で加工をした方が,加工面のエッジが滑らかであり,ラマン分光においても加工の際にダメージを受けるSWNTの割合が小さいことが分かった.酸素が少ない環境で加工を行うことにより,レーザーで加熱されることによるSWNTの温度上昇に起因するSWNTの燃焼をある程度抑えられたためと考えられる.垂直配向SWNTを試料とした加工にて,レーザー波長,雰囲気圧力の効果を検討したが,基本的にランダム配向と同様の傾向であった.まず実験環境の整備に関して,真空チャンバーならびに真空チャンバー内の光学系を構築し,加工雰囲気圧力がSWNT加工におよぼす影響を検討可能とした.真空チャンバー内に真空対応のXY電動ステージを設置して,集光レンズは収差の影響を抑えるためにME(Multi Optics)レンズを使用した構成となっている.試料の生成に関しても,本研究で使用するシリコンもしくはガラス基板上に生成された,ランダム配向,垂直配向および水平配向のSWNTをアルコールCVD法で安定的に生成可能な状況である.レーザー加工実験に於いても雰囲気圧力・レーザー波長の検討を終えている.レーザー偏光が加工に及ぼす影響については引き続きH25年度も検討するが,概ねの傾向を把握した状況である.SWNT

ナノチャネルによる分子検出法の開発に関しては,使用する真空チャンバーの設計を終えており,H25年度の早い時期に実験を開始出来る状況である.今後は「SWNTナノチャネルによる分子検出法の開発」を中心に研究を推進する.代表者・河野がナノチャネル作製およびラマン分光を担当し,分担者・千足が蛍光分光を担当する.前年度に引き続きレーザーによるナノチャネル作製を行うのに加えて,SWNTナノチャネルによる分子検出法の開発を行う.SWNTは1枚のグラフェンシートを丸めた構造であり,非常に比表面積が高い.その為,その物性は表面からの影響を強く受けて変化する.この性質を利用し,SWNTナノチャネル内の流体や気体,またその状態の検出を試みる.これまでの研究例から,SWNT表面にエタノール分子が吸着した際に,近赤外蛍光分光を適用すると,吸収する光の波長と発光波長の両方が変化することが知られている.従って,作製したSWNTナノチャンネルをエタノールガス雰囲気中に暴露し,エタノール圧力を変化させる実験等を行う計画である.他にSWNT物性の光学分光法として広く用いられるラマン分光法も含め,光学的手法を用いた単一SWNTナノチャネル内の分子・イオンなどの検出法を開発し,ナノチャネル内での流体,分子の振る舞いについての理解を進めていく.最終的には,ナノチャネル内における流体現象,界面でのイオンの振る舞いなどナノスケールにおける特殊な現象の分析を行う.物品費・・・・・H24年度に真空中でレーザー加工システムを構築したことから,今年度は光学部品,真空部品,試料・基板,ガス類,薬品類の購入を主な使途とする.旅費・・・・・研究打合せのならびに国内での学会発表出席を主な使途とする.人件費・謝金・・・・・研究補助を主な使途とする.その他・・・・・学内共通施設における装置使用料(FE-SEM)を主な使途とする.
酸化ストレスに応答する転写制御の分子機構の解明

本研究では,以下の実験を実施した.1.Nrf2に相互作用する因子の同定:Nrf2に特異的に相互作用する因子として,TIF1β,TIF1γ,BAF53,TRRAPを同定した.また,免疫沈降実験により,BAF53を含むクロマチン構造変換複合体の中心サブユニットであるBRG1とNrf2が相互作用することを見いだした.BRG1のノックダウンおよび一過性過剰発現実験から,BRGIはHO-1遺伝子の発現を選択的に増強することを発見した.さらに,HO-1遺伝子の発現増強には,BRGIによるHO-1遺伝子プロモーター近傍のZ-DNA形成が重要であることを解明した.Nrf2転写制御メカニズムを解析するため,FLAG標識したNrf2,転写活性化ドメインNeh4およびNeh5の欠損変異体,各種アミノ酸変異体をテトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を構築し,これらの細胞株を用いて,Nrf2と上記の相互作用因子との結合能,その転写活性化への影響を解析した.2.Nrf2が転写応答する場の同定および解析:Nrf2転写応答における相互作用因子の影響を調べるために,TRRAPおよびBRG1のノックダウン細胞を作成し,Nrf2標的遺伝子座へのリクルートをクロマチン免疫沈降法により検討した.TRRAPノックダウン細胞では,Nrf2のARE配列へのリクルートが増強していたが,BRG1ノックダウン細胞では,Nrf2への影響は認められなかった.一方,Nrf2ノックダウンによりBRG1のリクルートは消失した.上記のテトラサイクリン誘導性Nrf2発現細胞を用いて,Nrf2標的遺伝子座へのNrf2と相互作用因子のリクルートを検討している.さらに,Nrf2およびFLAGに対する抗体を用いて,Nrf2変異体の核内局在を検討しているところである.3.DEMに応答するレポーター遺伝子の作製:RNAiライブラリーを用いて,Nrf2の親電子性物質応答に関与する因子をスクリーニングするために,ヒトとマウスNQO1およびHO-1遺伝子のARE配列を含むプロモーター領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子またはチミジンキナーゼ遺伝子を連結したレポーター構築を作製した.これらレポーター構築を安定導入した細胞を作製した後に,スクリーニングを開始する予定である.本研究では,以下の実験を実施した.1.Nrf2に相互作用する因子の同定:Nrf2に特異的に相互作用する因子として,TIF1β,TIF1γ,BAF53,TRRAPを同定した.また,免疫沈降実験により,BAF53を含むクロマチン構造変換複合体の中心サブユニットであるBRG1とNrf2が相互作用することを見いだした.BRG1のノックダウンおよび一過性過剰発現実験から,BRGIはHO-1遺伝子の発現を選択的に増強することを発見した.さらに,HO-1遺伝子の発現増強には,BRGIによるHO-1遺伝子プロモーター近傍のZ-DNA形成が重要であることを解明した.Nrf2転写制御メカニズムを解析するため,FLAG標識したNrf2,転写活性化ドメインNeh4およびNeh5の欠損変異体,各種アミノ酸変異体をテトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を構築し,これらの細胞株を用いて,Nrf2と上記の相互作用因子との結合能,その転写活性化への影響を解析した.2.Nrf2が転写応答する場の同定および解析:Nrf2転写応答における相互作用因子の影響を調べるために,TRRAPおよびBRG1のノックダウン細胞を作成し,Nrf2標的遺伝子座へのリクルートをクロマチン免疫沈降法により検討した.TRRAPノックダウン細胞では,Nrf2のARE配列へのリクルートが増強していたが,BRG1ノックダウン細胞では,Nrf2への影響は認められなかった.一方,Nrf2ノックダウンによりBRG1のリクルートは消失した.上記のテトラサイクリン誘導性Nrf2発現細胞を用いて,Nrf2標的遺伝子座へのNrf2と相互作用因子のリクルートを検討している.さらに,Nrf2およびFLAGに対する抗体を用いて,Nrf2変異体の核内局在を検討しているところである.3.DEMに応答するレポーター遺伝子の作製:RNAiライブラリーを用いて,Nrf2の親電子性物質応答に関与する因子をスクリーニングするために,ヒトとマウスNQO1およびHO-1遺伝子のARE配列を含むプロモーター領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子またはチミジンキナーゼ遺伝子を連結したレポーター構築を作製した.これらレポーター構築を安定導入した細胞を作製した後に,スクリーニングを開始する予定である.本年度は以下の実験を実施した。1)Nrf2蛋白質に相互作用する因子の同定Nrf2による転写調節に協調的に働く共役因子を同定するために,Nrf2の活性化ドメインであるN末端領域に、ヒスチジンタグとフラッグタグで二重標識した蛋白質を大腸菌に発現させて精製した。この蛋白質を用いて、Nrf2のN末端領域に特異的に相互作用するタンパク質をHeLa細胞の核抽出液からアフィニティー精製し,TOF/MSにより蛋白質を同定した.その結果、TRRAP、TIF1β、TIF1γ、BAF53などの因子をNrf2に相互作用する因子として同定した。一過性共発現実験により解析すると、TRRAPとTIF1γはNrf2の転写活性抑制に、TIF1βはNrf2の転写活性化に働くことが明らかになった。さらに、TRRAPのノックダウン細胞を作製して解析したところ、親電子性物質によるNrf2標的遺伝子の誘導が増強していたことから、TRRAPはNrf2による転写の抑制因子であることが明らかになった。また、Nrf2を含む転写の複合体を解析するため、Nrf2に3つのフラッグ標識を連結した融合蛋白質の発現プラスミドを構築した。

さらに、テトラサイクリン誘導系を用いて、標識したNrf2を安定発現するヒト細胞株を作製した。このシステムを用いて、Nrf2の転写の複合体を精製する予定である。2)DEMに応答するレポーター遺伝子の作製RNAiライブラリーを用いてスクリーニングを行うために、ヒトNQO1およびHO-1遺伝子のAREを含むプロモーター領域を緑色蛍光タンパク質遺伝子(EGFP)またはチミジンキナーゼ遺伝子に連結したリポーター遺伝子を構築した。今後、神経芽細胞株HT22にこれらリポーターを安定形質導入し、スクリーニングを開始する。本年度は以下の実験を実施した1)Nrf2に相互作用する因子の同定昨年度,Nrf2に特異的に相互作用する因子としてBAF53を同定したが,今回そのBAF53を含むクロマチン構造変換複合体の中心サブユニットであるBRG1がNrf2と相互作用することを免疫沈降により見いだした.BRG1のノックダウンおよび一過性過剰発現の実験から,BRG1はHO-1遺伝子の発現を選択的に増強させることがわかった.さらに.HO-1遺伝子の発現増強には,BRG1によるHO-1遺伝子プロモーター付近のZ-DNA形成が重要であることを明らかにした.現在,Nrf2転写制御メカニズムを解析するため,FLAG標識を連結したNrf2,N末端の転写活性化ドメインNeh4およびNeh5の欠損変異体,および各種アミノ酸変異体を,テトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を構築したので,これらの細胞株を用いて,Nrf2と相互作用因子との結合能,転写活性化への影響を解析している.2)Nrf2が転写応答する場の同定および解析Nrf2の転写応答における相互作用因子の影響を調べるために,TRRAP(昨年度相互作用分子として同定)およびBRG1のノックダウン細胞を作成し,Nrf2標的遺伝子座へのリクルートをクロマチン免疫沈降法により検討した.TRRAPノックダウン細胞では,Nrf2の標的配列へのリクルートが増強していたが,BRG1ノックダウン細胞では,Nrf2結合への影響は認められなかった.一方Nrf2ノックダウンによりBRG1のリクルートは消失した.現在,上記テトラサイクリン誘導性Nrf2発現細胞を用いて,Nrf2標的遺伝子座へのNrf2および相互作用因子のリクルートを検討している.さらに,Nrf2およびFLAGに対する抗体を用いて,Nrf2変異体の核内局在を検討している.3)DEMに応答するレポーター遺伝子の作成RNAiライブラリーを用いてNrf2の親電子性物質応答に関与する因子をスクリーニングするために、ヒトまたはマウスNOO1およびHO-1遺伝子のNrf2標的配列を含むプロモーター領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子(GFP)またはチミジンキナーゼ遺伝子を連結したレポーター構築を作製した.これらレポーター構築を安定導入した細胞を作製後、スクリーニングを開始する.
高温融体による球殻の連続生成と相転移特性

本研究によって,互いに混ざり合わない二つの液体の水平な液ー液界面に気体噴流を垂直に接近させるとき形成される中空液滴を効果的に活用して,従来用いられている方法とは全く異なる球殻生成システムを確立した。すなわち,溶融塩を用いた中空液滴生成槽を試作し,その一部を強制冷却し,高温融体の流動場ならびに温度場制御によって中空液滴を連続的に凝固させながら,従来実現が困難であった比較的大きな固体球殻を生成させた。さらに,高温融体の凝固界面の成長時間と圧力,流量,温度などの計測結果の統計評価から,この種の連続球殻生成に関与する基本的な流体力学上の制御要因を理論および実験の両面から解明した。さらに,球殻生成法の最適化を計るために,装置内の温度・圧力を変化させた時の試験部における高温融体の流量,圧力,温度などを実測し,高温融体の凝固流動制御に必要な基礎デ-タを蓄積した。また,中空液滴の流動特性および熱伝達特性を明らかにするため,支配方程式の導出ならびに数値シュミレ-ション手法の開発を行い,ス-パ-コンピュ-タを用いてこれらの解析を行った。すなわち,中空液滴の周囲の液体,液滴を構成する液体および内部の気体の三つの流体に対して質量,運動量およびエネルギ-の保存を表す偏微分方程式を境界問題として数値的に解き,同心球形状の中空液滴に対し,その運動ならびに熱伝達特性のシュミレ-ションを行った。以上の研究成果を総括し,本研究によって開発された液ー液ー気系生成槽を利用すれば大量の球殻の連続生成が可能であることを具体的に明らかにした。これらの成果は新素材の製造技術の進展に寄与するものと信ずる。
高次元宇宙モデルにおける高次元ブラックホール

本研究では、5次元最小超重力理論におけるコンパクト化されているブラックホール解(カルツァ・クラインブラックホール)の唯一性定理について議論した。定常性と回転対称性を仮定して、球画の位相に微分同相なブラックホールは、その質量、角運動量、電荷、磁荷に加え、次元低下で現れる電荷や磁化によって一意に特徴づけられること、そして、ディラトン場やアクシオン場などのスカラー場のチャージが独立な物理的自由度にはならないことを示した。また、ホライズンがブラックリングに微分同相なブラックホールは、そうしたチャージに加えて、双極磁荷によって一意的に特徴づけられることを証明した。また、論文では、11次元超重力理論からトーラスコンパクト化によって得られる5次元U(1)^3超重力理論におけるヴェティック・ヨウムブラックホール解をスコッシングと呼ばれる位相変形をすることにより、同じ理論のカルツァ・クラインブフックホールの新たな厳密解を構成した。私は、高エネルギー加速器研究機構所属の共同研究者と其に、5次元超重力理論中心に、幾つかのブラックホール解を発見した。特に、回転しているブラックホール解を様々な手法を用いて発見した。第一に、Squashing transformationと呼ばれる手法を駆使して、既存の解から新しい5次元のコンパクトな余剰次元をもつブラックホール解を構成した。第2に「G2変換」と呼ばれる変換を適用することによって、5次元最小超重力理論の新しい帯電回転ブラックホール解を構成することに成功した。第3に、5次元超重力理論の超対称解の解の構成法を利用して、超対称な多体ブラックホール解を発見した。この解の背景時空は、ブラックホールの角運動量とは別に、固有の角運動量をもっていることがわかった。4次元理論では、ブラックホール解は、質量、角運動量と電荷いうパラメーターだけで特徴付けられる「カーニューマンブラックホール解」、唯一しか存在しないことが知られている。これはブラックホールの「一意性定理」と呼ばれ、現在、天体物理学の研究の基盤をなすものである.しかし、5次元超重力理論では、チャーン-サイモン項の存在で、ブラックホール解が質量、角運動量と電荷だけでは一意的に決まらないという数値的な示唆がある。チャーンサイモンの係数がある特別な値のときに、理論は5次元最小超重力理論に一致する。5次元最小超重力理論のブラックホールは、ブラックホールのトポロジーを球面に仮定すれば、質量、角運動量と電荷だけで特徴付けられる「チョン・クベチック・リュー・ポップ解」唯一しか存在しないことを示した。(1)前研究では、[squashing transformation]と呼ばれる幾何学的変形を利用して、5次元超重力理論の既知の解から同じ理論における様々な新たなブラックホール解を構成した.浦和大学・初田真知子教授と共に、超重力理論の解の様々な解を系統的に幾何変形するための基礎公式を導いた.将来的には、フェルミオンを含めた場合にも一般化し、超対称性を保存する変形をすることによって、超弦理論における既知の超対称解から新たな超対称解を導出することに役立つと期待される.(2)前研究で、大阪市立大学・石原秀樹教授とともに発見したコンパクトな余剰次元をもつ動的多体ブラックホール解の解析を数値的に行った.この解では、2つの球形のブラックホールが合体して十分に時間が経つとレンズ空間にトポロジー変化する.そのトポロジー変化の時間発展を数値的に追った。漸近平坦なブラックホールの合体とは異なり、合体の途中段階では一時的に(球形なブラックホールだけではなく)ブラックリングのような非球形のブラックホールが形成されることを明らかにした。(3)高次元、特に5次元の重力理論では、漸近的平坦なブラックホール解は、2種類の形状のブラックホール解が発見されており、4次元の理論で決定的な役割を果たしてきた一意性定理成り立たない.しかし、高次元のブラックホール解にも、ブラックホールの表面の形状を特定すれば、何らかの意味において、一意性が成立すると考えられる.本研究では、大阪市立大学・安井幸則准教授とKEK石橋明浩研究員とともに5次元最小超重力理論の非球形ブラックホールの一意性について研究した.特にブラックリングの場合は、質量、角運動量、電荷に加えて磁気双極子によって一意的に特徴付けられることを示した.本研究では、5次元最小超重力理論におけるコンパクト化されているブラックホール解(カルツァ・クラインブラックホール)の唯一性定理について議論した。
極端条件下におけるＧＥＭの動作研究

厚さ50μmGEMの1,2,3層構造でのドリフト領域,転送領域,信号誘起領域の適正な電場を求め,55FeからのX線による電荷増幅率が3層で約10000倍を得る事が出来た。これらの結果から,厚さ50μmGEMを用いた場合の最適な電圧条件を見いだす事が出来た。さらにGEMへ供給する電圧の分割回路を製作した。また液体アルゴン三次元位置検出器(TPC)の基本的データを収集するため10リットルの高真空断熱容器とそれに内蔵するコッククロフト・ウオルトン型高電圧整流器を製作し,適正な電場を有するプロトタイプのTPCを製作した。高エネルギー物理実験用位置検出器として、以前は多線式比例計数管やドリフト・チェンバーのような細い芯線を用いた検出器が用いられてきた。しかし、電子の増幅作用のため空間電荷が生じ、これにより電子による雪崩が抑制される。このような空間電荷の効果のため高い検出効率や高い精度での実験が不可能になっている。このような問題点を克服するため半導体微細加工技術を応用したマイクロパターンガス検出器(GEM)の開発がおこなわれている。この検出器はカプトンのフレキシブル両面基板に多数の細孔をあけ,その両面に金属を蒸着し,この両面に高電圧を印加して細孔内の高電場を利用してガス増幅を得るものである。この一個,一個の細孔がガス増幅器として動作するので,芯線を利用した検出器と比べると正イオンによる空間電荷効果が少ない分高計数効率を有している。またGEMは平面上に多数の細孔があるため2次元の位置情報を得ることができる。このGEMの最適化をシミュレーションで求め、55Feによる電荷分布と電子増幅率を中心に実験を行った。実験に用いたGEMの大きさは10cm×10cm,厚さは50μm,100μmのカプトンの上下に銅を蒸着して電極として用い,細孔の径は70μm,間隔は140μmである。実験はAr(70)+CO2(30),CO2(20),CO2(10)の混合ガスとAr(100)を用いて2種類のGEMをシングルとタンデムにしたときの各印加電圧における増幅度の変化を求めた。始めにタンデムでのドリフト領域、転送領域、信号誘起領域の適正な電場を求めた。これらの実験による知見から各混合ガスにおけるGEMの最適電圧条件を見いだす事が出来た。さらに将来の素粒子実験に用いる液体アルゴン三次元位置検出器(TPC)の基本的データを収集するため10リットルの高真空断熱容器を制作し、プロトタイプのTPCを製作した。実験に用いたGEMの大きさは10cm×10cm,厚さが50μm,100μmの2種類のカプトン上下に銅を蒸着して電極として用い,細孔の径は70μm,間隔は140μmとした。実験はAr(70)+CO2(30)の混合ガスを用いて2種類のGEMをシングルとタンデムにしたときの各印加電圧における増幅度の変化を求めた。その条件下で厚さ50μmではシングルで700V、3000倍、タンデムで560V、25000倍となり、厚さ100μmでは520Vで400倍、460Vで3000倍の増幅率を得る事が出来た。これらの実験による知見からGEMを用いた場合の最適な電圧条件を見いだす事が出来た。素粒子物理実験用位置検出器として、ドリフトチェンバー等の細い芯線を用いた検出器が用いられている。

しかし、電子の増幅作用のため空間電荷が生じ、電子による雪崩が抑制されるため、高い計数効率や高い精度での実験が制約を受けている。このような問題点を克服するため半導体微細加工技術を応用したガス電子増幅器(GEM)の開発が行なわれている。この検出器はカプトンの両面基板に多数の細孔をあけ,その両面に金属を蒸着し,そこに高電圧を印加して細孔内の高電場を利用してガス増幅を得るものである。この一個,一個の細孔がガス増幅器として動作するので,芯線を利用した検出器と比べると正イオンによる空間電荷効果が少なく、高計数効率を有している。このGEMの極端条件下による動作確認のため55Feによる電荷分布と電子増幅率を中心に東北学院大学で実験を行った。実験に用いたGEMの大きさは10cm×10cm,厚さは50μm,100μmのカプトンの上下に銅を蒸着して電極として用い,細孔の径は70μm,間隔は140μmである。実験はAr(70)+CO2(30),CO2(20),CO2(10)の混合ガスとAr(100)を用いて2種類のGEMをシングルとタンデムにしたときの各印加電圧における増幅度の変化を求めた。これらの実験による知見から各混合ガスにおけるGEMの最適電圧条件を見いだす事が出来た。さらに岩手大学において、液体アルゴン三次元位置検出器(TPC)の基本的データを収集するため10リットルの高真空断熱容器を制作し、気相によるGEMの55Feによる実験を行なっている。これらの最終年度における実験から、気相に置けるGEMの最適な電圧条件を見いだす事が出来ると考えている。さらにTPCの電場整形用リングの製作を行い、電場整形用直流電源としてコッククロフト-ウオルトン回路を製作した。現在,極低温環境下でのGEMを実験中である。放射線計測学平成25年度の研究計画ではタンデム構造の最適化を行い、液体アルゴン用の真空容器を製作し、GEM読み出しによる宇宙線を中心に実験を行うとしていた。始めにGEMの細孔とその形状、細孔の間隔による電場のシミュレーションを行ない、最適な細孔形状と細孔間隔を求めた。GEMの大きさは10cm×10cm,厚さは50μm,100μmの2種類である。このカプトンの上下に銅を蒸着して電極として用い,細孔の径は70μm,間隔は140μmである。これらの実験による知見からGEMを用いた場合の最適な電圧条件を見いだす事が出来た。また低温でのGEMの低圧での液体アルゴンの気相におけるGEMの性能評価をする目的で高真空断熱容器の設計を行った。さらにTPCの電場整形用リングの製作を行い、さらに電場整形用直流電源としてコッククロフト-ウオルトン回路を現在製作し、極低温環境下での特性を実験中である。平成24年度の研究計画のもとにタンデム構造の最適化を放射線源による電荷分布を中心に実験を行った。実験は2種類のGEMをシングルとタンデムにしたときのドリフト領域、転送領域、信号誘起領域の適正な電場を求め、各GEMへの印加電圧における増幅度の変化を55FeのX線を用いて行なった。実験に用いた混合ガスはAr(70)+CO2(30)である。
選挙啓発と社会教育に関する総合的研究

本研究では、選挙啓発と社会教育が歴史的にどのように結びついてきたのかを施策と実践の両面から総合的に検証した。官民における政治教育事業、知識人や官僚の思想、政策文書の分析を通じて、1920年代から1950年代にかけて、選挙啓発が学校教育のみならず、社会教育も視野に入れる形で教育事業として展開され、同時期に行政面からも理論面からも近代化が図られていった社会教育とも連動しながら振興されていった過程を明らかにした。選挙時における投票率の低下などに顕著にみられるように、現代社会において、市民の政治的無関心はますます広がりをみせている。このような中、市民が地域課題、政治課題に対する意識を高めるための学習機会(政治教育・市民教育)の充実が求められている。本研究の目的は、学校外(=社会教育)において、いかに政治教育・市民教育が展開され得るかを検証することである。具体的には、これまで社会教育研究において、着目されてこなかった「選挙啓発と社会教育」という視点に着目し、選挙啓発と社会教育が歴史的にどのように結びついてきたのかを施策と実践の両面から総合的に検証する。平成20年度に行なった研究活動は、主に以下の二点である。第一に、選挙啓発と社会教育にかかわる施策の検討に関しては、選挙啓発が本格化するのが、普通選挙によって有権者数が一挙に拡大した1920年代以降であることをふまえ、戦前を中心に資料の収集と分析を行った。特に1930年代に展開された選挙粛正運動前後における政府の取り組みや、民間レベルの動きについての分析を進めている。第二に、選挙啓発と社会教育にかかわる実践の検討に関しては、戦前と戦後を視野にいれて研究を進めた。戦前については、政府レベル、民間レベルで行われた政治教育事業、政治教育実践に関する資料収集とその分析を進めるとともに、選挙粛正運動にも関わった田澤義鋪ら代表的な論者の言説の検証も進めている。戦後については、選挙管理委員会、明るい選挙推進協会等の選挙啓発組織、社会教育行政(教育委員会)等が連携する形で展開されてきた各地の政治教育実践の歴史と現状についての分析を、資料収集とヒアリング調査をつうじて進めた。地方分権が本格的に進行しているが、その背景には、自治体経営の合理化の問題もある。したがって、昨今の市民の政治システムへの参加が形式的・動員的にならないようにするためには、住民・市民が地域課題、政治課題に対する意識を高めるための学習機会(政治教育・市民教育)の充実が求められる。本研究では、特に学校外(=社会教育)において、いがに政治教育・市民教育が展開され得るかを構想するために、これまでほとんど着目されてこなかった「選挙啓発と社会教育」という視点に着目し、選挙啓発と社会教育が歴史的にどのように結びついてきたのかを施策と実践の両面から総合的に検証する。平成21年度に行なった研究活動は、主に以下の二点である。第一が、戦前期を対象とした研究である。特に、政府レベル、民間レベルで行われた政治教育事業、政治教育実践に関する資料収集を進め、選拳粛正運動にも関わった田澤義鋪らの思想分析も行った。その成果の一部として、日本社会教育学会第56回研究大会において、「社会教育における公民教育論の検討-田澤義鋪を中心に-」という題目で報告をした。第二が、戦後を対象とした研究である.選挙管理委員会、明るい選挙推進協会等の選挙啓発組織、社会教育行政(教育委員会)等が連携する形で展開されてきた各地の政治教育実践の歴史と現状について分析すべく、資料収集を進めた。その成果の一部として、「選挙啓発と社会教育-選挙啓発活動の現状に関する調査報告を中心に-」という論文発表を行うとともに、日本社会教育学会第56回研究大会において、「生涯教育政策・コミュニティ政策の展開と社会教育の再編成」という題目で報告をした。本研究では、特に学校外(=社会教育)において、いかに政治教育・市民教育が展開され得るかを構想するために、これまでほとんど着目されてこなかった「選挙啓発と社会教育」という視点に着目し、選挙啓発と社会教育が歴史的にどのように結びついてきたのかを施策と実践の両面から総合的に検証する。平成22年度に行なった研究活動は、主に以下の二点である。政府レベルの検証としては、1930年代の選挙粛正に関する政策文書の収集と分析を特に精力的に行い、民間レベルの検証としては、前年度に引き続き、選挙粛正運動にも関わった田澤義鋪の思想分析を進めるとともに、田澤の影響も受けて、学校外の青年教育に携わった下村湖人の思想分析も行った。第二が、戦後を対象とした研究である。

前年度に引き続き、選挙管理委員会、明るい選挙推進協会等の選挙啓発組織、社会教育行政(教育委員会)等が連携する形で展開されてきた各地の政治教育実践の歴史と現状について分析すべく、資料収集を進めた。また、選挙啓発が、戦後、広くコミュニティ振興とも関連しながら展開してきたこともふまえ、1970年代以降に展開してきたコミュニティ政策の分析も行った。
腕神経叢引き抜き損傷に対する前処理自家神経を用いた神経根再移植術

頚髄から引き抜かれた神経根を脊髄に再移植する研究をラットモデルを用いて行った。脊髄と引き抜かれた神経根の間には、橋渡しするように自家神経を移植した。その自家神経を移植前の1週間、シュワン細胞用培地で培養した。培地にレスベラトロールを添加すると、移植神経内に神経再生を促すグリア由来神経成長因子が有意に増加した。免疫組織学的には、脱分化型シュワン細胞が有意に増加し、マクロファージ数は増加傾向にあった。レスベラトロール添加群では、術後8週では再生軸索数が著しく増加した。術後6か月目や1年目では、再生軸索数に明らかな差は無くなったが、再生神経の径は有意に大きく、電気生理検査ではより大きい振幅が得られた。レスベラトロールにより術後早期に得られた神経再生促進効果が、長期にわたり維持されていることを本研究で示すことができた。今回、長期的には再生軸索数に差が見られなかったのは、移植神経の長さが5ミリと非常に短かったためと考えている。より長い移植神経ならば、長期的にも再生軸索数にも差が生じる可能性が高い。レスベラトロール処理により、脊髄から移植神経へと誘導される再生軸索数が大幅に増加することを示すことができたため、その再生誘導能を生かして、さらに長い移植神経を扱う次のステップの研究を進める上で非常に有用な成果と考えている。上肢を支配する末梢神経の全てが、脊髄からの起始部で損傷する全型腕神経叢損傷では、肩甲骨を含む上肢機能が全廃となる。その治療は困難を極め、様々な手術方法を駆使しても限られた機能しか回復させることはできない。今回、我々が報告した移植神経にレスベラトロール処理を加える方法に、引き抜き損傷後に生じる脊髄前角細胞死を抑制する方法などの他の方法と組み合わせることで、神経根再移植術は、将来的に全型腕神経叢損傷の有用な治療の一つとなる可能性がある。腕神経叢引き抜き損傷に対する新しい治療法として、神経根再埋め込み法が臨床例でも報告されているが、現行の外科的治療法を超える方法ではなかった。その原因の一つに埋め込んだ神経内へと伸張する軸索数が少ないことがあげられる。そこで、埋め込んだ神経内へと伸張する軸索数を増やすため、脊髄と末梢神経間に橋渡し移植する自家神経に前処理を行う方法を研究している。平成28年度研究計画に掲げた主要5項目は、1)実験の対象、2)ラット頚髄神経の採取、及び器官培養、3)前処理自家神経の分子生物学的、組織学的検討、4)ラット第6頚髄神経根引き抜き損傷再移植モデルの作成、5)前処理自家神経再移植モデルの長期成績の評価であった。1)、2)、4)は予定通り行い、まず、腕神経叢ひきぬき損傷モデルを作成すると同時に第5頚髄神経根を採取した。そして、採取した神経をシュワン細胞用培地で器官培養し、1週間後にその神経を引き抜かれた神経根と脊髄髄節間に橋渡し移植するラットモデルを作成した。3)に関しても予定通り、PCRやELISAによる分子生物学的検討や組織学的検討を行ったが、脱分化シュワン細胞などの検討がまだ不十分である。使用する抗体を変更して再検討中である。5)に関しては、現在の術後8週で検討するモデルに対して、術後24週で検討する長期成績を評価するモデルを作成している。まだ十分な数がそろってはいないが、24週経過後もレスベラトロール処理による神経再生促進効果が見られるようである。現在、一つ目の論文の投稿準備中であり、おおむね計画とおり進展している。ラット第6頚髄神経引き抜き損傷モデルを作成し、同時に隣接する第5頚髄神経根を鋭的に採取する。採取した神経をレスベラトロール添加シュワン細胞用培地で1週間器官培養する。その後、前処理神経を脊髄と引き抜かれた神経根間に橋渡し移植する。このモデルでレスベラトロールの有用性を現在検証している。今回、1週間器官培養する過程で神経内に生じる変化を、PCR法やERISA法を用いて分子生物学的に検証し、BDNFがレスベラトロール添加培地で培養された神経内で優位に増加することを確認した。さらに脱分化シュワン細胞やマクロファージに対する抗体を用いて免疫組織学的に検証し、両細胞がレスベラトロール添加培地で培養された神経内で増加傾向にあることを確認した。この成果は、ラット引き抜き損傷後の神経根再移植法の術後8週目で、レスベラトロール前処理した移植神経が、神経再生を優位に促進していた結果と合わせて、現在、海外雑誌に投稿中である。また、同じ実験系で、レスベラトロール前処理による神経再生促進作用を術後6か月で検証した。術後6か月では、再生する軸索数に有意差は見られなかったが、再生神経の直径と神経周囲の髄鞘の厚みがレスベラトロール前処理群で優位に増大していた。これは、レスベラトロール前処理により、神経再生が促進され、その効果が長期に維持されることを示唆していると考える。再移植後、長期経過例の評価方法として、当初の計画では大脳電気刺激による上腕二頭筋の活動電位の計測を予定したが、検査手技および評価を安定して行うことが困難であった。そのため、昨年度に電気刺激部位を肩関節の前方、つまり移植した神経の末梢で刺激を行って上腕二頭筋への神経再生を評価することに変更した。この電気生理検査を術後1年経過した3例で今後、施行予定である。

また、Grooming testなどの機能評価が、実際にはこのモデルで評価困難なことが判明し、機能評価は省略することとした。頚髄から引き抜かれた神経根を脊髄に再移植する研究をラットモデルを用いて行った。脊髄と引き抜かれた神経根の間には、橋渡しするように自家神経を移植した。その自家神経を移植前の1週間、シュワン細胞用培地で培養した。培地にレスベラトロールを添加すると、移植神経内に神経再生を促すグリア由来神経成長因子が有意に増加した。免疫組織学的には、脱分化型シュワン細胞が有意に増加し、マクロファージ数は増加傾向にあった。レスベラトロール添加群では、術後8週では再生軸索数が著しく増加した。術後6か月目や1年目では、再生軸索数に明らかな差は無くなったが、再生神経の径は有意に大きく、電気生理検査ではより大きい振幅が得られた。レスベラトロールにより術後早期に得られた神経再生促進効果が、長期にわたり維持されていることを本研究で示すことができた。今回、長期的には再生軸索数に差が見られなかったのは、移植神経の長さが5ミリと非常に短かったためと考えている。より長い移植神経ならば、長期的にも再生軸索数にも差が生じる可能性が高い。レスベラトロール処理により、脊髄から移植神経へと誘導される再生軸索数が大幅に増加することを示すことができたため、その再生誘導能を生かして、さらに長い移植神経を扱う次のステップの研究を進める上で非常に有用な成果と考えている。上肢を支配する末梢神経の全てが、脊髄からの起始部で損傷する全型腕神経叢損傷では、肩甲骨を含む上肢機能が全廃となる。その治療は困難を極め、様々な手術方法を駆使しても限られた機能しか回復させることはできない。今回、我々が報告した移植神経にレスベラトロール処理を加える方法に、引き抜き損傷後に生じる脊髄前角細胞死を抑制する方法などの他の方法と組み合わせることで、神経根再移植術は、将来的に全型腕神経叢損傷の有用な治療の一つとなる可能性がある。レスベラトロール処理による神経再生促進効果の長期経過観察を行うとともに、電気生理学的評価、機能的評価を検討する予定である。レスベラトロール以外の薬剤として、コンドロイチナーゼABCを用いて同じ実験系で神経再生促進作用を検証中である。また、今回使用したラット実験モデルでは、C5神経根を移植神経のドナーとして使用したが、実際に臨床に反映させるには、より長い移植神経が必要と考えている。脊髄と目標筋を直接連結させるような、ラット神経根再移植モデルを現在、試作、検証中である。