hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下顎骨再建手術シュミレーションシステムの開発

下顎骨に原発あるいは浸潤する悪性腫瘍の治療法として区域切除を選択する場合があるが、切除のみでは下顎骨の連続性が断たれ患者にとって著しいQOL低下をきたすこととなる。本研究では、術後の審美性や咀嚼嚥下および構音機能の低下に影響を与える高難易度の手術として、下顎区域切除および顎骨再建手術を対象とし、手術プロセスの改善に寄与する定量的な術前シミュレーションの開発とその評価を行った。今年度は、本対象手術患者20人の術後整容性を評価した。審美性の評価は、患者および臨床医による主観評価をおこなった。しかし、審美性に対する基準は評価者間また評価のタイミングで違いがあり、臨床医複数人で評価した。また、新たに客観評価として、3Dカメラにより得られた画像を解析した。術後の3D顔面画像は、非再健側を正中で反転し再健側と重ね合わせることで、この両者間の誤差として「差分体積」「最大陥凹値」「最大突出値」を新たな定量評価として提唱し検討した。下顎骨の切除量が増加すると、臨床医による整容性の主観評価は低下していた。しかし、評価者間でのばらつきが見られた。患者による主観評価は、下顎骨の切除量を含め、手術による因子とは相関せず、それぞれの審美性の基準が異なることが原因と考えられた。複数人の臨床医による主観評価の平均と3Dカメラで得られ、今回我々が新たに提唱する「差分体積」「最大陥凹値」は負の相関を示しており、新たな術後整容性の評価として有用であると考えられた。この新たな客観的定量評価を用いることで、評価者による整容性の違いを解消できるとともに、複数人での評価を行うより短時間での評価を可能とすると思われた。下顎骨再建手術における軟組織の審美性の定量評価を行う.顔面軟組織のデータは3Dカメラにより採取する.また,力学的な評価として,三次元有限要素解析を進める.術前シミュレーションに基づいた手術を行った結果として審美性の定量評価,強度の定量評価を行う.下顎骨再建手術における,下顎骨の定量評価を行う.さらに,顔面軟組織の評価を行う必要があり,これに関しては3Dカメラを用いる.下顎切除および再建手術後,6か月経過した段階での評価を行う。評価項目としては,これまでに得られている硬組織の再建手術の正確性,また,術後機能として嚥下機能,構音機能,また,術後の整容についての主観評価であり,これに加えて3Dカメラを用いた,顔面軟組織表面の画像データによる客観的な整容性の評価を追加する。次年度使用額が生じた理由としては,研究図書の購入を行わなかったこと.また,初年度ということもあり,研究成果が学会発表の水準にまでは達しなかった部分があり,学会などへの出張費用が予定より少なかったこと.また,海外文献の作成に至らなかったため,翻訳のための料金が発生しなかったことが挙げられる次年度使用額が生じた理由としては,研究成果の遅れがあり,学会発表に至らなかった部分があり,学会などへの出張費用が予定より少なかったこと.また,海外文献の作成に至らなかったため,英文校正費用が生じなかったことが挙げられる.次年度使用額が生じた理由としては,研究成果の遅れがあり,学会発表はおこなっているが海外文献の作成に至らなかったため,英文校正費用が生じなかったことが挙げられる.本年度で生じた次年度使用顎と,以降に請求する研究費を合わせた使用計画として,手術結果の評価法を考案し,学会発表および論文作成を行うことを計画している.本年度で生じた次年度使用額と,以降に請求する研究費を合わせた使用計画として,研究図書の購入を行うこと.学会への参加のための旅費に使用すること,海外文献の翻訳のための料金として使用することなどを計画している.
コリメーションパッタに関する基礎的研究

本研究ではコリメーションスパッタに関する基礎的な研究を行い、多くの新しい知見を得た。特にコリメーションスパッタでスパッタビームの直進性を向上し、より多くのビームを効率良くコリメータを通過させるための実験とシミレーションを行い解決策を得た。この研究成果は超LSIで微細コンタクト電極技術として広く用いられる。コリメーションスパッタは1/4ミクロン以下のパターン寸法を有した超LSIでは必須なプロセス技術となりつつある。しかしこの技術の基礎的な研究、特にこのスパッタに用いるターゲットに関する研究はほとんど行われていないのが現状で、これらの基礎的研究を大学に望まれていた。このスパッタの現用のターゲットをそのまま用いると、放射されたビームのほとんどはターゲットと基板の間に置かれたアスペクト比の大きなコリメータの側壁にトラップされ、実際に基板に堆積されるのはごくわずかとなる。実際にはどのようなターゲットを用いたらよいか分からないため、従来のベ-サル面(200)配向の高いターゲットがそのまま用いられている。本研究ではコリメーションスパッタの原理に解析を加え、従来のターゲットと配向の異なった5種類のターゲットを実際に作製した。(米国及び国内にターゲットメーカに作製依頼)この配向の異なったターゲットに対する諸特性、ターゲット自体の配向性、ターゲットから放射されるビーム角度分布、コリメータを通過するビームの直進性などを実測した。これらの実験結果からこのコリメーションスパッタ技術を実用化する上で必要なデータをほとんどとることができた。このような実験では今までほとんど行われていなかった。これらの実験結果を計算機によるシミレーションから、コリメータを通過する直進性ビーム成分の強いターゲットは従来用いられているターゲットと逆にベ-サル面(200)配向の低いターゲットであることを明らかにした。これらの結果から、今後超LSIに広く用いられるコリメーションスパッタには用いるターゲットは現在用いられているベ-サル面(200)配向の高いターゲットではなく、ベ-サル面(200)配向の低いコリメーションスパッタ専用のターゲットを新たに開発し用いることが必要ことがあきらかになった。研究は計画通り進行し、本年度下記の研究成果を得た。1)ターゲットの角度ビーム分布に関するコンピュータシュミレイションを行い、現用ターゲットに対する結果を得た。この結果はこのターゲットをコリメーションスパッタに用いると法線方向のビーム強度が非常に弱く、著しく低速度と堆積となることが明らかになった。2)コリメーションターゲットとして最適配向引立を決定するため、ベ-サル面配向の異ったTiターゲットを用意し、シュミレーションおよび実験により角度ビーム分布を求めた。3)得られた実験結果はシュミレーション結果と一致を示した。これらの結果をもとに実験を進める。超LSIに用いる電極をスパッタ法による堆積する場合の新しい現象に関する研究を行い十分な成果が得られた。これらの成果は、学問的にも実用的にも有用なものと考える。微細化された、とくに1/4ミクロン以下のパターンでは従来のスパッタ法を用いるとコンタクト在部には膜がほとんど堆積しないことが知られている。本研究では、スパッタビームの直進先を高めるため、コリメータを用いることを提案し高アスペクト比のコリメータを通過するのに必要なビームについて解析を行った。

とくに、このスパッタに必要なビーム角度として直進性の強いターゲットをターゲットメーカーに依頼、試作してもらい用いた。これらの研究結果からコリメーションスパッタに用いるターゲットも明らかになった。
周期構造の階層化による角度依存性のない刺激応答性フォトニック結晶センサーの構築

糖尿病の罹患者は世界中で増加の一途をたどっている。糖尿病は、日常的に厳密な血糖コントロールが重要で、血中のグルコース濃度を恒常的に把握する必要がある。本研究では、高価な血糖値測定器を用いない、比色センシングによる血糖値測定紙の作製を考えた。具体的には、高分子ラメラ薄膜の構造色由来の色彩変化をグルコース検出に用いた。視認性を向上させるために、ガラスビーズの曲面上にラメラ薄膜を作製し、視野角依存性のない構造色の発現を実現した。分子設計によりグルコース応答性高分子ゲルを合成し、それらをラメラ薄膜内に導入することで、グルコースに応答して色彩変化するラメラ薄膜の作製に成功した。視野角依存性を持たない刺激応答性のフォトニック結晶を周期構造の階層化によって作製することを目的とした。従来のアモルファス構造によるフォトニック結晶と比較して、発想を逆転し、むしろ周期構造を階層化させることで実現可能であると仮説を立てた。一つ目の周期構造として、ブロック共重合体のラメラ相分離膜を作製し、構造色が発現することを確認した。また、そのラメラ薄膜のイオン強度応答性、溶媒応答性を確認し、外部刺激によって色調が変化しうることを確認した。二つ目の周期構造として、直径30-100マイクロメートル程度のガラスビーズをガラス基板に固定した。この時、ガラスビーズの曲率を損なわずに固定するよう溶融温度を調節した。二つの周期構造を階層化するために、種々検討を重ねてガラスビーズ集積体上にラメラ薄膜を形成すること、すなわち、ラメラ薄膜に曲率を持たせることに成功した。構造色の視野角依存性を調査した結果、曲率を持ったラメラ薄膜の構造色は、平面基板上に形成したラメラ薄膜の構造色と比較して、角度依存性が低減されることがわかった。グルコースに応答して収縮するゲル材料の作製を検討した。グルコース応答性分子としてよく知られるメタクリルアミドフェニルボロン酸とカチオン性モノマーを所定の割合でラジカル共重合することで、グルコース添加に伴い収縮するゲルを作製できた。前年度までに作製したブロック共重合体のラメラ薄膜にグルコース応答能を付与するために、フェニルボロン酸を、ラメラ薄膜の膨潤層に導入することを検討した。種々検討の結果、メタクリルアミドフェニルボロン酸を中性モノマーとランダム共重合して膜内に導入することができた。また、共重合組成比を変化させ、メタクリルアミドフェニルボロン酸の導入量を制御することで、ラメラ薄膜にグルコース応答能を付与できることがわかった。グルコース濃度の上昇に伴い反射ピークはブルーシフトしたことから、薄膜がグルコース添加に伴い収縮していることが示唆された。これらの成果は、視野角依存性を持たない、簡便に視認可能な血糖値分析紙としての応用が期待される。周期構造が階層化されたフォトニック結晶をガラスビーズとブロック共重合体の相分離に伴う階層化を一段階で作製する予定であった。しかし、曲率を持ったラメラ薄膜の構造色が視野角依存性を低減する仮説の検証実験に重きを置いたため、今年度は二段階の作成手法をとった。つまり、ガラスビーズを基板上に配列させて固定すること(一段階目)、次にその曲率面にラメラ薄膜を形成すること(二段階目)によって複合膜を作製した。そのため、平成26年度に予定していた計画が遅れていると評価した。機能性高分子検証実験により基本的な仮説は実証できたことから、平成27年度に遅れを取り戻せるものと期待している。したがって、1今後はフォトニック結晶の一段階での作製、2刺激応答性の付与を同時に検討する。フォトニック結晶の一段階作製を検討しながら(1)、二段階で作製した複合膜に対して刺激応答性を付与を実施する(2)。刺激応答性として、ラメラ薄膜にグルコース応答性部位を導入する。グルコース濃度依存的な色彩変化を定量的に評価する予定である。これらの結果を一段階合成したフォトニック結晶にフィードバックする。研究の萌芽性を証明するために、検証実験に重点を置いて検討を重ねた。実際仮説は証明されたものの、研究計画自体が遅れている。したがって、試薬等の消耗品費、学会参加のための旅費等を使用が少なかったため、請求金額に差額が生じた。研究は遅れているものの、研究の方向性には変更がないため、計画的に遂行できると考えられる。特に薄膜への刺激応答性の付与など合成試薬を多く使用する。まった、基礎的知見は徐々に収集されているため、成果の報告を学会で行う予定である。したがって、試薬購入、成果発表のための旅費などに用いる。
単一光子―単一電子スピン結合系における量子状態転写の研究

本研究課題では、量子ネットワークの構築や長距離通信を可能にする量子中継器の実現に向け、単一光子と量子ドット中の単一電子スピン間の量子転写に取り組んだ。まず理論提案に従って設計した量子井戸基板を使い量子ドットを作製してg因子を評価し、量子状態転写の条件を満たす量子ドットが実現できたことを明らかにした。このドットにおいて二重量子ドットの共鳴ドット間遷移を使った光生成単一電子検出を達成し、単一光子検出の信頼性を大きく向上させた。さらに2電子スピンのパウリ則と組み合わせて、識別度90%以上で光生成単一電子スピンを検出することに成功した。これらの成果により量子状態転写に向けて大きく前進した。(1)量子ドット中の偏光選択励起による光子偏光-スピン量子状態転写(1)2重量子ドットにおける光子生成単一電子スピン検出(角運動量転写)光検出用遮光マスクを持つ2重量子ドットを開発し、パウリスピブロッケード効果を利用したスピン検出を目指した。その結果、単一光子検出確率が、照射光の円偏光度に明確に依存するという結果を得た。これは単一光子から単一電子スピンへの角運動量転写が達成できたことを示している。現在はスピン検出メカニズムがスピンブロッケードか、電極に形成されたエッジ状態によるものか、判別を行っている。(2)コヒーレント転写用量子井戸素子の開発光子から電子スピンへのコヒーレントな転写のためは量子井戸2次元電子系に量子ドットを作製する必要がある。今年度、カナダのNational Research Council(NRC)のG.Austing博士へ依頼して、井戸幅を制御した高品質2次元量子井戸基板の開発に着手した。(3)単一光子検出の検出アルゴリズムと自動判定プログラムの開発これまでは、光照射毎に信号波形から単一光子検出の有無を目で判定していた。しかし今後は、多数回測定し、統計的なデータの解析が必要になるため、光照射とデータ取得の自動化と、単一光子検出判定のためのアルゴリズムの開発を行い、実際に上述のスピン検出実験で使用した。このプログラム開発は今後の測定結果の信頼度を大きく向上する。(2)超伝導共振器中の光子状態-電子スピン結合の物理と応用平成21年6月にIBM Watson研を訪問し、日本で作製したInAs量子ドット共振器の予備測定を行った。その後、研究室の希釈冷凍機に高周波透過測定系を構築し、超伝導共振器を使ったテスト測定を行い、Q値が3000程度とやや低いものの、希釈冷凍機温度で単一光子レベルの入力-100dBmでの透過測定を実現した。(1)量子ドット中の偏光選択励起による光子偏光-スピン量子状態転写(1)単一円偏光光子が生成する単一電子スピンの方向検出単一円偏光光子から単一電子のスピン方向の角運動量転写を目指し、今年度は二重量子ドットのスピンプロッケード、または単一ドットの一重項-三重項状態によるスピン依存トンネルを利用した実験を行ったが、何れのドットも低電子数で安定して動作させることができず、角運動量転写の実験を十分に行うことができなかった。(2)2重量子ドットにおける共鳴ドット間遷移を利用した単一光子検出光検出用遮光マスクを持つ2重量子ドットを作製し、特に2つのドットの準位が共鳴にある場合の共鳴ドット間遷移により、従来の検出法よりもより信頼性の高い検出が可能であることを示した。次年度以降、スピン依存ドット間トンネルと組み合わせて、光生成単一電子スピンの検出へと拡張を図る。(3)コヒーレント転写用量子井戸素子の開発光子の偏光状態から電子スピンの重ね合わせ状態へコヒーレントな転写を実現するためは量子井戸2次元電子系に量子ドットを作製することが必要である。この量子井戸構造基板を、カナダのNational Research CouncilのG.Austing博士から提供を受け、2次元電子の特性評価と、g因子の評価を行い、設計どおりg因子が小さいことが確認できた。次年度以降、量子ドットの作製と単一光子検出、さらに光生成電子スピン検出を目指す。(2)超伝導共振器中の光子状態-電子スピン結合の物理と応用今年度はInAs自己形成量子ドットを含む超伝導共振器について、高周波透過率測定から共振器-量子ドット結合を示す真空ラビ分裂の観測を目指した。しかしGaAs基板における散逸によるQ値の低下や、磁場効果などの問題点について試料の改善を図ってきた。[連携研究者]東京大学生産技術研究所教授平川一彦InAsドット試料の作製。(1)量子ドット中の偏光選択励起による光子偏光-スピン量子状態転写(1)単一円偏光光子生成する単一電子スピンの方向検出単一量子ドットの2電子領域におけるスピン1重項と3重項状態のトンネル時間差を利用し、単一円偏光光子が生成する単一電子スピン検出を試みた。スピン検出と矛盾しない結果が得たが、次年度以降、さらなる確認の実験を行う。(2)二重量子ドットにおける単一光子生成

単一電子スピン検出スピンブロッケードを利用した角運動量転写の実証を進めた。特に昨年度、通常のGaAs系HEMT基板上の二重量子ドットで得られたデータの解析と検討を進めた結果、スピン依存トンネルによって、円偏光単一光子が生成する単一電子スピンが検出でき、角運動量転写を達成できたとの結論に至った(論文準備中)。(3)コヒーレント転写用量子井戸素子の開発光子偏光-スピン量子状態転写には量子井戸2次元電子系に量子ドットを作製することが必要である。そこで昨年度g因子を評価したコヒーレント転写用基板を使って二重量子ドットの作製を行い、やはり昨年実現したドット間トンネルによる単一光子検出法を利用し、コヒーレント転写量子ドットにおいて単一光子検出に成功した。これはコヒーレント転写実現に向け大きな前進である。(2)超伝導共振器中の光子状態-電子スピン結合の物理と応用今年度は、InAsドットに加えInSbナノワイヤーも取り入れて、試料構造の大きな改善を図り、共振器の透過測定と同時に量子ドット電流も測定できるようにし、両者に静電的な結合があることを見出した。しかし電子スピンとの結合を示す信号は得られていないので、スピン軌道相互作用による結合のほかに、研究分担者がスピン量子ビットの開発に用いている微小磁石を応用して、共振器-電子スピン結合系の実現を目指す。[連携研究者]東京大学生産技術研究所教授平川一彦InAsドット試料の作製1.量子ドット中の偏光選択励起による光子偏光ースピン量子状態転写昨年度開発したコヒーレント転写用量子井戸基板を用いて二重量子ドットを作製し、スピンブロッケードを観測することに成功した。さらに、昨年度達成したドット間トンネルを利用した単一光子検出とスピンブロッケード効果を組み合わせることで、直線偏光照射により生成される単一電子スピンの方向を実時間でかつ高い信頼性で検出することに正孔した。これは量子インターフェースの実現に重要な世界初の成果である。円偏光照射による角運動量転写の実証までは年度内に達成できなかったが、現在も角運動量転写の実験を継続している。コヒーレント転写の実証については、量子井戸基板上の量子ドットについて、励起波長を変え、重い正孔と軽い正孔状態を区別して、コヒーレント転写に必要な軽い正孔からの励起による単一光子検出に成功した。さらにこれを使いコヒーレント転写が可能な実験条件下でコヒーレント転写を試みるところまで達成できたが、コヒーレント転写の実証には至っていない。これら一連の実験からコヒーレント転写のための量子井戸構造最適化の指針を得ることが出来た。2.超伝導共振器中の光子状態ー電子スピン結合の物理と応用超伝導共振器に量子ドットを含む構造を作製し、スピン軌道相互作用による共振器光子と電子スピンとの結合の実現を目指した。結合のパラメータの一つであるg因子についてInAs量子ドットにおいて3次元的異方性とその電気的制御を明らかにした。また微小磁石による磁場勾配を用いた新たな結合実現の方法も試みた。
血管平滑筋細胞の老化における尿毒症毒素の役割

慢性腎不全の合併症の1つに動脈硬化が存在するが、その原因の1つとして、腎機能の低下に伴って血中に蓄積されるインドキシル硫酸(indoxyl sulfate,IS)が関わっている事が明らかとなっている。しかし、ISがどのようなメカニズムで動脈硬化を導いているのか未解明な部分が多いのが現状である。近年、様々な病態の発症に組織の細胞性老化の関与が明らかとなっている事から、我々は慢性腎不全時に発症する動脈硬化について血管平滑筋細胞に焦点を当て、ISが細胞性老化を導くのか解析を行った。細胞性老化の指標として、老化マーカーである、SA-βgalの活性化、p53、p21、p16、Rb、prelamin Aの発現量の変化に注目した。結果として、ISはヒト大動脈血管平滑筋細胞において、時間依存的及び濃度依存的にp53とp21のmRNAとタンパク質の発現量を促進させたが、p16、Rbの変化が認められなかった。ISは時間依存的にSA-β-galの活性化を増加させた。ISによる、SA-β-galの活性化やp53とp21のmRNAとタンパク質の発現誘導は抗酸化物質であるNACかp53の阻害剤であるPFTα添加により抑制された。また、ISはprelamin Aの発現量を促進させたが、FACE1の発現量を低下させた。これらの発現量の変化はNAC添加により抑制された。さらに、免疫組織染色法により、ISは高血圧ラットの大動脈における、prelamin A、活性酸素マーカーである8-OHdGとMDAの発現量を増加させた。結論として、ISによる活性酸素の産生がSA-β-galの活性化、p53、p21、prelamin AとFACE1の発現量を共に変化させ、血管平滑筋細胞の老化を促進した。以上より、ISは活性酸素の産生を介して血管平滑筋細胞の細胞性老化を導くことで慢性腎不全時おける動脈硬化を発症させることが示唆された。慢性腎不全の合併症の1つに動脈硬化が存在するが、その原因の1つとして、腎機能の低下に伴って血中に蓄積されるインドキシル硫酸が関わっている事が明らかとなっている。しかし、インドキシル硫酸がどのようなメカニズムで動脈硬化を導いているのか未解明な部分が多いのが現状である。近年、様々な病態の発症に組織の細胞性老化の関与が明らかとなっている事から、我々は慢性腎不全時に発症する動脈硬化について血管平滑筋細胞に焦点を当て、インドキシル硫酸が血管平滑筋細胞の細胞性老化を導くのか解析を行った。細胞性老化の指標として、そのマーカー遺伝子である、Scenescence-associated β-gal (SA-βgal)の活性化、p53、p21、p16、Rbの発現量の変化に注目した。結果として、インドキシル硫酸は、ヒト大動脈血管平滑筋細胞において、時間依存的にSA-β-galの活性化を増加させた。p53、p21、p16、RbのmRNAの発現量については、p53とp21はインドキシル硫酸刺激によって時間依存的及び濃度依存的に発現量を上昇させたが、p16、Rbについては変化が認められなかった。mRNA量の変化が確認されたp53、p21についてタンパク質の発現量を確かめたところ、mRNAと同様に、時間依存的にタンパク質の発現量が亢進していた。インドキシル硫酸は、ヒト大動脈血管平滑筋細胞において活性酸素の産生を誘導する事から、インドキシル硫酸による活性酸素の産生がSA-β-galの活性化やp53とp21の発現量の変化に影響を与えているのか検討を行ったところ、SA-β-galの活性化、p53、p21のmRNAとタンパク質の発現量を共に変化させていた。以上より、インドキシル硫酸は活性酸素の産生を介して血管平滑筋細胞の細胞性老化を導く事で慢性腎不全時おける動脈硬化を発症させる事が示唆された。

結論として、ISによる活性酸素の産生がSA-β-galの活性化、p53、p21、prelamin AとFACE1の発現量を共に変化させ、血管平滑筋細胞の老化を促進した。以上より、ISは活性酸素の産生を介して血管平滑筋細胞の細胞性老化を導くことで慢性腎不全時おける動脈硬化を発症させることが示唆された。
抑うつ者にみられる思考抑制の失敗のメカニズムと介入法略の検討

平成23年度は,抑うつ者の経験する思考抑制の失敗が,メタ認知的信念と抑制意図と関連している可能性について検討するために,縦断調査と実験を実施した。まず,焦点化方略に関するメタ認知的信念と抑うつの関連について検討を行うために,ネガティブなメタ認知的信念と抑うつの程度を測定するための尺度を,1か月の期間をおいて2度実施し,交差遅れ効果モデルを用いた共分散構造分析を行った。その結果,1時点目において,抑制の対象となる,ネガティブな思考や気分の制御が困難であるというメタ認知的信念の確信度が高いほど,2時点目の抑うつの重症度が高まることが明らかになり,ネガティブなメタ認知的信念が,抑うつの重篤化を導く原因となることが示された。次に,思考抑制中に形成される抑制意図と抑うつの関連について検討を行うために,参加者に対し,思考抑制中に語彙判断課題に取り組むよう求め,課題中に呈示される,思考抑制の対象と関連の深い単語への反応時間と,抑制意図と関連の深い単語に対する反応時間を測定した。その結果,抑うつの重症度が高いほど,抑制対象に関連の深い単語と,抑制意図と関連の深い単語に対する反応時間が短くなることが示され,思考抑制中には,抑うつ者が,抑制意図を強く形成しており,また,抑制対象へのアクセスが促進されていることが示された。さらに,抑制意図は,抑うつの重症度と抑制対象へのアクセスの促進の関係を媒介する変数であることが明らかになった。これらの結果から,ネガティブなメタ認知的信念と思考抑制時の抑制意図が,抑うつ者の経験する思考抑制の失敗の原因となっている可能性が示された。これまで不明確であった,抑うつ者の侵入思考の背景プロセスを実証したことで,抑うつに対する新たな介入の方向性が示されたといえるだろう。平成21年度は,抑うつ者にみられる,ネガティブな事象についての思考抑制の失敗の背景に存在すると考えられる認知プロセスを明らかにすることを目的として,思考抑制時に用いられる方略のひとつである焦点化方略の機能に注目し,実験的検討を行った。実験においては,先行研究で明確に分離されていなかった,焦点化方略に対する認知と焦点化方略の実行という二つの段階を分離することで,特に方略を実行する段階における障害が,抑うつ者の思考抑制の失敗の原因の一つとなっている可能性についての検討を行った。その結果,抑うつ者は,焦点化方略を用いて思考抑制を行った場合に,非抑うつ者よりも多くのネガティブな侵入思考を経験することが示された。しかしながら,予測に反し,抑うつ者も非抑うつ者と同程度に,焦点化方略を実行することができることが明らかになった。これらの結果は,一般的に有効な思考抑制方略であると考えられてきた焦点化方略が,抑うつ者においては適切に機能していないことを示している。この知見から,抑うつ者のネガティブな思考抑制の失敗について治療的な介入を行う上で,焦点化方略についての信念体系の修正や,焦点化方略の実行を促進する注意機能への介入を行うだけでは,十分な治療効果が得られない可能性が示唆された。十分な治療効果を得るためには,複数の介入法を併用した多角的なアプローチが必要であると考えられる。この知見に基づき,抑うつ者の焦点化方略の機能低下を導く要因についての検討を行いながら,複数の手法を用いた最適な介入方略の検討にも力を入れていく必要がある。平成22年度は,抑うつ者にみられるネガティブな思考の抑制の失敗が,抑うつ者の焦点化方略の利用における自発性の低下と,焦点化方略の有効性の低下という2つの要因によって生じている可能性について検討するために,質問紙調査および実験を実施した。まず,焦点化方略に関するメタ認知的信念と抑うつの関連について,質問紙調査を用いて検討を行った。その結果,焦点化方略に関するメタ認知的信念は,「問題解決の阻害」,「逆説的効果」,「冷静な判断」,「記憶抑制」という4つの因子で構成されていることが示され,特に,抑うつ者は,抑制対象となるネガティブな思考やネガティブな気分の制御が困難であるというメタ認知的信念を保持している可能性が示唆された。これは,抑うつ者が,焦点化方略の結果に対してネガティブなメタ認知的信念を保持しているために,焦点化方略を自発的に利用していないという可能性を示唆している。次に,抑うつ者における焦点化方略の有効性の低下が,抑制意図の維持によって生じている可能性について,実験による検討を行った。その結果,非抑うつ群においては,焦点化方略を用いることで,抑制意図が緩和され,侵入頻度も低下するのに対し,抑うつ群では,抑制意図の緩和が生じず,侵入頻度も維持されることが明らかになった。この結果は,抑うつ者においては,抑制意図が維持され続けるために,焦点化方略の有効性が低下するという可能性を示唆している。この知見は,抑うつ者における,思考の制御に対する自己効力感の向上と,抑制意図の緩和を目的とした複合的な介入が,適切な思考抑制の実現において有効である可能性を示唆するものといえる。

その結果,1時点目において,抑制の対象となる,ネガティブな思考や気分の制御が困難であるというメタ認知的信念の確信度が高いほど,2時点目の抑うつの重症度が高まることが明らかになり,ネガティブなメタ認知的信念が,抑うつの重篤化を導く原因となることが示された。次に,思考抑制中に形成される抑制意図と抑うつの関連について検討を行うために,参加者に対し,思考抑制中に語彙判断課題に取り組むよう求め,課題中に呈示される,思考抑制の対象と関連の深い単語への反応時間と,抑制意図と関連の深い単語に対する反応時間を測定した。その結果,抑うつの重症度が高いほど,抑制対象に関連の深い単語と,抑制意図と関連の深い単語に対する反応時間が短くなることが示され,思考抑制中には,抑うつ者が,抑制意図を強く形成しており,また,抑制対象へのアクセスが促進されていることが示された。さらに,抑制意図は,抑うつの重症度と抑制対象へのアクセスの促進の関係を媒介する変数であることが明らかになった。これらの結果から,ネガティブなメタ認知的信念と思考抑制時の抑制意図が,抑うつ者の経験する思考抑制の失敗の原因となっている可能性が示された。これまで不明確であった,抑うつ者の侵入思考の背景プロセスを実証したことで,抑うつに対する新たな介入の方向性が示されたといえるだろう。
吸着現象の応用によるエネルギー変換技術の高度化に関する研究

作動媒体として選定されたアンモニア媒体に対する最適吸着コア構造を検討するために、前年度までに、数値解析した吸着コア技術に関して、試作コアを用いた実験的に検討により数値解析モデルの妥当性評価を行った。具体的には、ステンレス素材を用いたフィンチューブ型熱交換器を試作し、活性炭を充填した吸着コアに対しての吸着特性や伝熱特性を実験的に測定した。また、数値解析モデルと比較検討を行い、昨年度の研究の妥当性を検討した。検討の結果妥当性が得られたなめ、数値解析を用いた最適構造の決定を試みた。また、新たに吸着材塗布モデル及び固着モデルの提案をし、数値解析による評価を行った。その結果、アンモニアにおいては、粒子径の小さな吸着材をバインダーとともに固着する方式がコア構造として最も優れていることをあきらかとした。また、フィンチューブ型熱交換器に対して、十分な吸着速度を得る最適構造を決定するとともに、本技術を達成するために必要な高速な吸脱着が可能な吸着コアの設計指針を確立した。また、吸着材に関しては引き続き検討を行ったが、昨年度までに選定した吸着材を超える材料については、見つけ出すことはできなかった。本研究では、吸着現象を応用した発電プロセスについて、このサイクルが、実用レベルの高い発電効率、低コスト、低環境負荷などを兼ね備え、低温エネルギーの回収問題を解決できることを示すことを目的とする。本システムでは、吸着材と吸着質の吸着平衡・速度特性がシステム性能を支配すると考えられる。この特性は吸着質分子の大きさ、吸着材表面との親和性、吸着材細孔径により決まるため、これらを考慮に入れた本システムに最適な吸着材・吸着質問の相互パラメータを理論的に解析し、適応する既往吸着材の探索及び、新規吸着材の開発を行っていく必要がある。また、分子レベルの材料設計手法が提案され応用範囲が拡大している吸着技術操作について、さらなる操作性の拡大を目的として熱の供給・除去を速やかに行える高性能熱交換器の数値解析による設計手法の確立を行い、作動媒体の吸・脱着速度の向上を目指す。本年度は、材料開発の観点からまずは市販されている活性炭の評価を吸着容量の観点から比較し、最適な吸着剤を求めた。これらから、捜査範囲内でアンモニア吸着に必要とされる条件を特定した。アンモニア用吸着機用の熱交換器の設計指針を得るためにステンレス製のフィンチューブ型熱交換器を試作し、熱交換器と吸着剤の総合的な吸着速度測定試験機を開発、その吸着速度を測定した。また、その実験結果をベースに吸着現象をモデリングした数値解析モデルを作成し、熱交換器の最適形状を求めた。
生体組織親和性素材による歯髄細胞の石灰化能亢進と直接覆髄法への応用

6週令のウイスター系雄性ラットの下顎切歯に窩洞を形成、鋭利な歯科用探針で露髄部を形成した後、キトサンモノマー(グルコサミン)を覆髄剤として貼付し、グラスアイオノマーセメントで仮封した。術後0,1,3,5,7日後、露髄部を含む下顎切歯をできるだけ小さく摘出し、エポキシレジンに包埋後、切片を作製した。準超薄切片はトルイジンブルー染色後、光学顕微鏡にて歯髄創傷治癒過程の観察を行った。さらに、超薄切片を作製し透過型電子顕微鏡を使い観察した。術直後、窩洞内はグルコサミンによって満たされ表層の歯髄組織に限局して変性、壊死した細胞が存在していた。周辺には軽度の炎症性細胞の浸潤がみられた。術後1日目、貼付したグルコサミンの間隙にはわずかであるが好中球が散在していた。術直後と比較して、表層の変性、壊死した歯髄組織の拡大、及び炎症性細胞の広がりは確認できなかった。術後3日目になると炎症性細胞の浸潤、及び表層の変性、壊死した歯髄細胞層は観察されなくなり、窩洞内の大部分は線維芽細胞によって満たされていた。術後5日目には、さらに窩洞内の線維芽細胞の浸潤が顕著になり、象牙芽細胞様細胞も周辺にみられた。さらに、石灰化物の沈着も確認された。術後7日目、線維芽細胞の浸潤がさらに進み、一部、新生硬組織が露髄部を覆っていた。従来、我々が実験に用いてきたキトサンポリマーは初期の強い炎症反応が常に認められ、線維芽細胞の浸潤も貼付したキトサンポリマーの周囲に限局されていた。しかし、今回用いたキトサンモノマーは初期の炎症反応をほとんど起こさず、早期に線維芽細胞に置換し、さらにわずかではあるが石灰化物の産生も確認することができた。よって、今回の結果からキトサンモノマーは生体親和性素材として優れた性質をもった材料だと考えられる。6週令のウイスター系雄性ラットの下顎切歯に窩洞を形成、鋭利な探針で露髄部を形成した後、キトサンモノマー(グルコサミン)を覆髄剤として貼付し、グラスアイオノマーセメントで仮封した。術後0、1、3、5、7日後、露髄部を含む下顎切歯をできるだけ小さく摘出し、エポキシレジンに包埋後、切片を作製し、トルイジンブルー染色後、光学顕微鏡にて歯髄創傷治癒過程の観察を行った。術直後、グルコサミンに接した表層の歯髄組織には変性、壊死した細胞が存在していた。周辺には、限局した軽度の炎症性細胞の浸潤がみられた。術後1日目、貼付したグルコサミンの間隙にわずかではあるが好中球が散在していた。術後3日目になると炎症性細胞の浸潤及び表層の変性、壊死した歯髄細胞層は観察されなくなり、窩洞内の大部分は線維芽細胞によって満たされていた。術後5日目には、さらに窩洞内の線維芽細胞の浸潤が顕著になった。そして、術後7日目には点状に石灰化物も観察されるようになった。しかし、今回用いたキトサンモノマーは初期の炎症反応はほとんど起こさず、早期に線維芽細胞に置換し、さらにわずかではあるが石灰化物の産生も確認することができた。

従来、我々が実験に用いてきたキトサンポリマーは初期の強い炎症反応が常に認められ、線維芽細胞の浸潤も貼付したキトサンポリマーの周囲に限局されていた。しかし、今回用いたキトサンモノマーは初期の炎症反応をほとんど起こさず、早期に線維芽細胞に置換し、さらにわずかではあるが石灰化物の産生も確認することができた。よって、今回の結果からキトサンモノマーは生体親和性素材として優れた性質をもった材料だと考えられる。
介護ストレス症候群の治療・介入によるバイオマーカーの変化の検討

認知症患者の介護は、身体的・精神的な負担をもたらす。介護ストレスを評価し、介入によるストレスの変化を心理検査や唾液アミラーゼで測定した。1年半の経過で、薬物療法を変更していない10例において、介護保険利用状況にわけて、検討を行った。認知症は進行しているが、介護サービスを必要に応じて増やした群は、介護者の状態不安、怒り-敵意、QOL(Quality of Life)が改善していた。それに比べ、認知症の進行はあまりないものの、介護保険未申請群は、疲労、緊張、うつ、QOLが悪化していた。介護保険のサービスを個々の必要に応じて変更することで、介護者の心身の健康状態が改善することが予測された。平成23年・24年は、平成21-22年に実施した32組(2名死亡)の老老介護中の認知症患者と介護者の介護ストレスの追跡調査を行った。年1回患者の心理検査・介護家族の心理検査、月1回の外来ごとに検査負担の少ない、唾液アミラーゼによるストレス評価を行い、認知症進行の程度や介護サービスの変更による介護者ストレスの変化を追っている。現在、データの解析を行っている。認知症治療薬は、10年来ドネペジル塩酸塩だけであったが、アセチルコリンエステラーゼ阻害薬(ドネペジル塩酸塩、ガランタミン、リバスチグミン)、NMDA受容体拮抗薬(メマンチン)が承認され、認知症治療の選択肢が広がった。平成24年度は、これらの治療薬の開始時、増量時、変更時の介護ストレスの変化の調査を行っている。患者のADLの変化、認知症に伴う行動・心理症状(BPSD;(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia)の変化とストレスとの関係を経時的に調査している。平成21ー22年度の調査のサブ解析を行い、うつ評価であるGDS(Geriatric depression scale)やZarit介護負担感・心理検査のデータから、男性介護者は妻の認知症が進行すると介護負担・うつ・不安が増えるが、女性介護者は夫の認知症初期から介護負担大きく、逆に進行するとうつや敵意が減ることがわかった。このように、介護ストレスには性差があり、それを考慮した介護支援が望まれる。認知症患者は年々増加し、その介護者の心身の負担は非常に大きなものがあり、介護負担が原因で病気になる家族も増えている。そこで、認知症患者の高齢者総合機能評価と介護者の心理検査やストレスマーカーの測定を実施した。ストレスマーカーの一つ、唾液アミラーゼは、唾液アミラーゼモニターで測定した。介護者ストレス第1回目の調査から1年半たった患者の認知症の進行の程度と介護者のストレスの評価を行った。14症例は、薬物療法の変更をしており、認知機能の低下が目立つ患者の介護者は、QOLが悪化していたが、認知機能が保たれている患者の介護者は、QOLに変化は見られなかった。薬物療法を変更していない10例において、介護保険利用状況にわけて、検討を行った。認知症は進行しているが、介護サービスを必要に応じて増やした群(平均FAST 5.3)は、介護者の状態不安、怒り-敵意、QOLが改善していた。それに比べ、認知症の進行はあまりないものの、介護保険未申請群(平均FAST4.5)は、疲労、緊張、うつ、QOLが悪化していた。介護保険のサービスを個々の必要に応じて、増やす、変更することで、介護者の心身の健康状態が改善することが予測された。認知症患者ストレス認知症患者は、外来に来たがらないこともあり、時に介護者を困らせることもある。患者と介護者の通院の負担を評価することを目的とし、ストレスのマーカーである唾液アミラーゼの測定を行った。FAST分類の4以下(軽度)とFAST5以上(中等度以上)に分けて解析したところ、FAST4以下の軽度認知症の男性患者(12名)において、平均自宅アミラーゼ濃度134±57mg/dlが外来受診時315±213mg/dlと有意に上昇していた。女性患者や進行した男性患者、介護者のアミラーゼ濃度に変化は認められなかった。認知症初期は、外来通院がストレスに感じる可能性が示唆された。平成21年ー22年に実施した[介護ストレス症候群のバイオマーカーの確立]の研究参加者のうち、老々介護世帯32組(2名死亡)の2年後の介護ストレス追跡調査を行っている。認知症進行の程度や介護サービスを変更による介護者ストレスの変化を追う。現在、外来にてデータ回収中である。

平成21ー22年度の調査のサブ解析を行い、うつ評価であるGDS(Geriatric depression scale)やZarit介護負担感・心理検査のデータから、男性介護者は妻の認知症が進行すると介護負担・うつ・不安が増えるが、女性介護者は夫の認知症初期から介護負担大きく、逆に進行するとうつや敵意が減ることがわかった。このように、介護ストレスには性差があり、それを考慮した介護支援が望まれる。平成21ー22年度の調査では、唾液アミラーゼをストレスマーカーとして使用していたが、ほかのストレスマーカーとして知られているコルチゾール、クロモグラニンA、IgAの測定を追加で行った。検査キットと予算の関係で16組(32名)での解析であるが、患者と介護者を比較するとクロモグラニンAは介護者のほうが平均200%増、IgAは164%増で、症例数が少なく有意差はでないが、クロモグラニンAとIgAは、介護者のうつ状態(GDS;Geriatric Depression Scale)と関連がみられる可能性があり、症例数を増やして検討することにした。配偶者介護群50組、子供介護群50組を研究対象と予定していたが、子供介護群は、子供さんが仕事をしていて平日に調査協力することが難しく、嫁は勝手に研究に参加できない、などの理由で、10組しか協力がいない。思うように研究参加者が集まらず、やや遅れている。調査を開始してから2年たち、認知症患者の症状は進行しており、介護度・介護サービスを変更・追加して治療を行っている。認知症進行による介護者ストレスの変化や介護サービスによる介護者ストレスの変化を老老介護中の介護者32組で順調に調査できている。患者、家族に気分の日記をつけてもらい、アミラーゼモニターを貸出し、ディサービスのある日とない日の唾液アミラーゼの測定をしていただき、介護サービスによるストレス変化を外来患者にて調査する。回収した老老介護ストレス調査のデータ解析、2年間での認知症の進行・介護サービスとストレスとの関係の調査を行う。関連施設を利用している患者、介護者における介護サービス導入前後のストレス調査を新たに行う。検体検査、唾液アミラーゼモニター測定、唾液クロモグラニンA、IgA測定(外注)が主で、心理検査施行・採点のための人件費の使用予定がある。検体検査や唾液アミラーゼ、コルチゾール、クロモグラニンA、IgAの測定のためのキットの購入が主で、心理検査購入、心理検査施行・採点のための臨床心理士の人件費、関連施設での介護者ストレス調査のための旅費、学会発表のための旅費の使用予定がある。
寒冷環境における反芻動物のGH、IGF-I分泌特性

平成4年度、5年度の奨励研究の結果から、ヒツジのGHおよびIGF-I分泌は、アドレナリン作動性α作用により修飾を受けており、更にα_2受容体刺激薬を投与することにより、GH分泌は促進、IGF-I分泌は抑制されることを報告した。そこで、今回の申請研究では、寒冷環境下においてもIGF-Iのアドレナリン作動性分泌調節系、特にα_2受容体を介するIGF-I分泌抑制系が存在するか否かを確認し、併せてGHに関しても考察を加えることを目的とした。【結果および考察】常温(20°C)生理食塩水投与、寒冷(0°C)生理食塩水投与、プロプラノロール(β遮断薬)投与、プロプラノロール+ヨヒンビン(β+α_2遮断薬)投与、プロプラノロール+プラゾシン(β+α_1遮断薬)投与を行い、血漿GH、IGF-I、Insulin濃度の各々の平均値を表に示した。寒冷環境において、β遮断薬であるプロプラノロールを投与することによりGH濃度が10.8ng/mlに上昇した。また、β+α_1遮断薬の投与でGHは12.9ng/mlと有意に上昇した。このことはα作用によって促進された寒冷環境でのGH分泌が、アドレナリン作動性α_2受容体を介するものであることを示唆している。IGF-I濃度は、β+α_1遮断薬投与により44.8ng/mlと有意に低下したことから、寒冷環境でのIGF-I分泌抑制もアドレナリン作動性α_2受容体を介して生じたものと考えられた。インスリン分泌についても寒冷環境では、アドレナリン作動性α_2受容体を介する分泌抑制であることが確認できた。
混晶デバイスと新プロセス技術に関する研究

混晶デバイスと新プロセス技術に関して研究を行い、以下に述べることを明らかにした。有機金属気相エピタキシーによるGaInAsP/InP単層量子井戸レーザの発振に成功し、さらに、量子化の次元を進めた三次元量子井戸構造について、より低しきい値で動作する半導体レーザの可能性を理論的に示し、試作を行い、電流注入による発光を得た。プラズマアシステッドエピタキシー法によるInAs、InSb、のGaAs、InP基板上へのエピタキシャル成長法を確立し、組成不安定領域の(In、Ga)Asの低温エピタキシャル成長に有効であり、水素プラズマ処理によって、Si表面の低温清浄化が可能であることを示した。混晶の混合不安定性について三元及び四元混晶の相図に及ぼす影響を明らかにし、GaAs上GaInPAs四元混晶の液相成長において混合不安定性の影響が結晶の方位面に強く依存することを見いだすとともに、混合不安定領域の結晶の組成変動による異常が熱処理で消失することを見いだした。GaAs/AlAs混晶多層薄膜構造についてその励起子吸収ピーク付近の非線形屈折率を実験的に求め、この結果を非線形導波路に用いて、強度依存光閉じ込めが十分起こることを解析により示し、混晶ヘテロ接合界面2次元電子ガスを用いた光検出器で、22psの高速応答を実験的に得た。電界下での量子井戸構造の屈折率と光吸収係数についての測定を行い、室温においても励起子が安定に存在する結果として、電界効果により屈折率の大きな変化が得られることを見いだし、また、電界による吸収係数変化と屈折率変化の関係を検討した。混晶材料のリアテイブイオンエッチング技術について確立し、これを用い、AlGaAs材料では、CTJ型面発光素子、InGaAsP材料ではetched cavityレーザという新しい混晶光デバイスの試作し、この加工技術の優れた特性を明らかにした。
アンチセンス遺伝子Tsixによるクロマチン構造初期化の研究

TsixによるヒストンH3リジン27残基のトリメチル化(H3K27m3)抑制の生物学的な役割を明らかにするために、EedノックアウトES細胞を用いてTsix遺伝子トラップを行いX染色体不活性化に与える影響を調べた。TsixとEedのダブルミュータント雄マウスES細胞では、ES細胞の分化誘導に伴ってXist遺伝子の異常な転写活性化が認められた。TsixあるいはEed単独の変異雄ES細胞ではこのようなXist遺伝子転写活性化は起きないことから、アンチセンス遺伝子Tsixとポリコーム蛋白質Eedが協調的に働いてXist遺伝子の異常な転写活性化を抑制していることが分かった。一般的にEedを含むポリコーム複合体2(PRC2)によるH3K27m3修飾は、Hox遺伝子など発生時期特異的に発現する遺伝子の異所性発現抑制に寄与していることが知られている。Xist遺伝子も雌細胞の不活化X染色体で分化に伴って発現する発生時期特異的遺伝子と考えることができる。今回の我々の結果はアンチセンス遺伝子Tsixの転写がヒストン修飾を妨げてクロマチン構造の変化を抑制し、分化誘導時にXist転写をONにもOFFにも出来る状態を維持するように働いていることを示している。一方でEedは非特異的な転写因子によるXist遺伝子の異所性発現を抑制しているものと考えられた。興味深いことに雌ES細胞ではXist遺伝子プロモータがH3K27m3修飾を受けていてもXist遺伝子の転写誘導が起きることが報告されている。つまりH3K27m3修飾は生理的な遺伝子活性化を妨げず非特異的な異所性発現のみを抑制していると考えられ、これを実現する分子メカニズムの解明が待たれる。(1)コンディショナルTsix発現細胞の樹立と解析:テトラサイクリン依存性コンディショナルプロモータ(TRE)をTsix遺伝子中にノックインしたES細胞株を複数樹立し解析を行った(国立国際医療センター升井伸治博士との共同研究)。その結果、全ての細胞株でテトラサイクリンの有無にかかわらずTsix発現の持続が見られ、コンディショナルにTsix発現をコントロールするという初期の目的が達成されていないことが判明した。TRE単体をノックインした細胞や転写安定化のためTREとβ-globin intronからなるミニコンストラクトをノックインした細胞、また雄ES,雌ES,フィーダー非依存性ES細胞でも同様の結果であったため、Tsix遺伝子中ノックイン部位のクロマチン構造がTREによる制御に非許容性であるのではないかと考え、現在別のストラテジーを模索している。(2)Tsix遺伝子転写によるヒストンH3トリメチルリジン27(H3-3mK27)修飾抑制の意義の解明:Tsix転写をトラップしたES細胞ではその部位のH3-3mK27修飾が上昇していることを発見し論文を投稿していたが、このヒストン修飾変化の生物学的意義を明らかにせよとのレフェリーの指摘を受け、EedノックアウトES細胞を用いて現在解析を実施中である(Anton Wutz博士,Research Institute of Molecular Pathology, Austriaとの共同研究)。
株化細胞の分化過程に対する内分泌攪乱物質の影響評価法の開発

1.M3E3/C3細胞の変化の検出【all-transレチノール添加】細胞を、レチノールを加えた条件において分化誘導培養を行い、肺の分化マーカーであるサーファクタント蛋白Sp-BとSp-C、及びCCSP(クララ細胞特異的分泌タンパク質)、HNF3α(肝細胞核因子)についてmRNAの発現変化を定量PCRによって検出する系を確立した。細胞は肺のクララ細胞様の分化形質を示すことがわかった。【hypoxia条件】hypoxia条件において分化誘導培養を行い、神経内分泌細胞の分化マーカーであるクロモグラニンAについて発現変化をPCRによって検出する系を確立した。この結果、細胞は肺のNeuroendocrine細胞様の分化形質を示すことが示唆された。2.ホルモン様物質の暴露による影響上記の細胞分化系にエストラジオールを添加すると、Sp-B、及びCCSPの発現が減少したが、Sp-Cについては増加した。また、クロモグラニンAの発現はエストラジオールにより減少することがわかった。3.調節因子の解析ホルモン様物質が分化の更に上流に与える影響を探るために、肺における転写調節を行っている因子(HNF3α、TTF-1)について、PCRにより検出したところ、細胞分化に伴い発現は増加した。4.エストロゲンレセプターの発現解析ER-αについてはM3E3/C3細胞サンプルにおいて発現が検出されたが、エストラジオール添加による影響はみられなかった。β型レセプターの検出を試みたが発現量が少なく検出が困難であった。5.エストロゲンの影響の解析エストラジオールの影響は、この細胞の分化因子の発現に対して抑制的であることが示唆された。その影響を分子レベルで解析する為に、ホメオボックス領域に特異的なprimerを設計し、3'-RACE法を用いて検出を試みたところ、HoxA5について、発現が抑制される傾向が示された。1.M3E3/C3細胞の変化の検出細胞を、いくつかの条件において分化培養を行い、肺の分化マーカーであるサーファクタント蛋白Sp-B、及びCCSP(クララ細胞特異的分泌タンパク質)についてmRNAの発現変化を定量PCRによって検出した。その結果、細胞は肺のクララ細胞様の分化形質を発現し、この細胞の分化能力が示された。このことは、M3E3/C3細胞培養システムが肺における細胞レベルの分化の研究を行うために有用であることを示唆している。2.ホルモン様物質の暴露上記の細胞分化系にエストラジオールを添加すると、Sp-Bの発現が増加したが、CCSPについては、ほとんど変化は見られなかった。Sp-Bの発現に変化が見られたことは、エストラジオールが細胞の分化方向性を変化させた結果と考えられる。更にいくつかの分化マーカーについて検出を行うことで、この細胞培養系において、環境中の内分泌撹乱化学物質の細胞分化への影響評価システムを構築することができると考えられる。3.調節因子の解析ホルモン様物質が分化の更に上流に与える影響を探るために、肺における転写調節を行っている因子(HNF3α、TTF-1)について、PCRの検出条件を検討し、鋭敏に検出可能なシステムを構築した。さらに定量的PCRによってその存在量を検出し、細胞内の調節因子の状態を解析する。エストラジオールの影響を検討中である。4.エストロゲンレセプターの発現解析エストラジオールによる細胞分化への影響が認められたことより、そのレセプターであるER-αについて、PCRによる検出を試みた。M3E3/C3細胞サンプルにおいて、その発現は検出されたが、エストラジオール添加による影響はみられなかった。肺ではβ型のレセプターが使用されている可能性が示唆された。
葉緑体運動メカニズムの解析

前年に続き、シロイヌナズナのtdTomato-talin、tdTomato-fimbrin発現株を用い、葉緑体の光定位にともなう葉緑体アクチン変化を励起光の干渉のない条件で、詳細に調べることを試みたが、発現が弱く、解析が難しかったため、GFP-talin株を用いることとした。強光であるGFP励起光に対する葉緑体の逃避運動を起こす実験系を確立し、この運動過程における葉緑体アクチンのダイナミクスを定量的に調べた。また、葉緑体光定位運動欠損変異体でこれがどのように変異しているか解析した。野性株では強光照射開始後、葉緑体アクチンの消失、葉緑体運動方向前端への偏在した再形成の後、運動が生じる。まず、青色光による葉緑体光定位反応を変化させることが知られている赤色光のbackground照射の作用を調べた結果、弱光では葉緑体アクチンの偏在化を早めるのに対し、強光では遅くすること、しかし、消失のタイミングには影響を与えないことがわかった。光受容体欠損株(phot1, phot2, phot1phot2)を用いて調べたところ、pht2, photlphot2変異体ではアクチン消失過程が阻害され、以後のステップが進まないこと、これに対し、phot1変異体では野生株と同様の反応を示すが、消失、偏在ともに早く起こることがわかった。また、弱光集合反応の変異体であるjac1では葉緑体アクチンの消失は一時的に認められるものの、すぐに回復することがわかった。これらの結果は光定位運動を起こす葉緑体アクチンダイナミクスの複数のステップが複数の要因によって調節されていることを示している。シロイヌナズナのtdTomato-talin、tdTomato-fimbrin発現株を作成し,葉緑体の光定位にともなう葉緑体アクチンの変化を励起光の干渉のない条件で,詳細に調べることを試みた。いずれの発現株も発現が弱く,解析が難しかったが,GFP-talin株で見られると同様な葉緑体上のアクチン構造の変化が観察されることがわかった。面白いことに,青色光照射前には葉緑体上のアクチンフィラメントは見られず,葉緑体アクチンの出現そのものが青色光反応であることがわかった。すでに強い青色光の連続照射下で葉緑体アクチンは消失することがわかっているが,この結果は運動時の葉緑体アクチンの局在化がフォトトロピンによるアクチンの重合,脱重合両者により調節されることを示している。また,葉緑体光定位運動欠損変異体における葉緑体アクチン構造変化の解析を,GFP-talinを発現する光受容体欠損株(phot1,phot2,Phot1Phot2)および弱光反応欠損株jac1を用いて調べた。phot1変異体では野生株と同様の反応を示したが,Phot2,phot1phot2変異体では連続強青色光下での葉緑体アクチン消失が認められず,この現象がフォトトロピン2依存の現象であることがわかった。jac1では葉緑体アクチンの消失は一時的に認められるものの,すぐに回復することがわかった。jac1がフォトトロピンによるアクチン重合,脱重合の調節に関与することを示唆している。