hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水晶振動子マイクロバランス法を用いる大気有機エアロゾル成分の有機ガス吸収の解析

水晶振動子上の大気エアロゾルのモデル物質や大気エアロゾルからの抽出物を、水蒸気やエタノールの蒸気に曝露した。硫酸アンモニウムの水蒸気への曝露、レボグルコサンの水蒸気やエタノールへの曝露や、大気エアロゾル試料から抽出した成分のエタノール蒸気への曝露で、共振周波数の変化を観察した。これらの結果は、水晶振動子上の物質の質量の増加と、その粘性の低下によると考えられ、詳細な解釈は今後の課題として残された。本研究は、質量変化を高感度で計測する水晶振動子マイクロバランス法を用いて、大気中の微粒子(エアロゾル粒子)に含まれる化学成分が有機ガスを吸収する程度を測る手法を確立すること、そしてその手法を用いて、大気有機エアロゾル成分の有機ガス吸収能力の特徴を明らかにすることを目的としている。今年度は、水晶振動子マイクロバランス法による計測を行うための機器を新規に調達し、それを用いた簡易的なテストを実施した。このテストでは、水晶振動子に大気エアロゾル試料の抽出に利用できる溶媒(メタノール、ジクロロメタン)をマイクロシリンジから滴下し、溶媒が揮発した後に共振周波数の変動の程度を計測した。また、2010年に名古屋大学においてエアサンプラを用いて採取した大気エアロゾル試料に対して超音波抽出を行って得た溶液試料を用い、共振周波数の変動を計測した。同時期に用意したブランクフィルタに対して抽出作業を行って得た試料に対しても同様の観察を行った。なお、この方法では水晶振動子の表面に薄い膜を適切な位置に生成することが難しいと考えられることから、これらは予備的な動作確認としての実施にとどめ、今後、アトマイザを利用して水晶振動子に試料を吹き付ける方法の検討に移る必要がある。また、有機ガスを導入する配管を用意し試料を付着させた水晶振動子に曝露するテストもこれから実施し、有機ガスを吸収する程度を測定するための本格的なデータの取得に移る予定である。大気エアロゾル成分のモデル物質の水溶液や、大気エアロゾル抽出物のメタノール溶液を噴霧し、水晶振動子に付着させた。硫酸アンモニウムを付着させた水晶振動子を水蒸気に曝露したところ、低湿度の条件から高湿度の条件に変化させる過程において、共振周波数の明確な上昇が見られた。これは、相対湿度がおよそ80%からおよそ90%に切り替えた時であり、付着した硫酸アンモニウムが潮解により固体結晶から液体に変化する際に、粘性の低下の効果が質量増加の効果よりも強く現れたためだと推測される。レボグルコサンを付着させた水晶振動子を水蒸気に曝露した実験では、50%未満の相対湿度において湿度の上昇とともに共振周波数の低下が見られた一方、50%を超える相対湿度においては、共振周波数が上昇に転じる現象が見られた。レボグルコサンをエタノール蒸気に曝露する実験や、名古屋の大気エアロゾル試料から抽出した成分を水晶振動子に付着させ、エタノール蒸気に曝露する実験も行ったが、その結果は十分に解釈できていない。今回の実験で得られた水晶振動子の共振周波数の変化を解釈するには、気相物質の取り込みに伴う付着物の質量の増加と、粘性の低下の2つの効果を考慮する必要があると考えられ、今後、この点について評価をするためには、水晶振動子法と異なる方法との比較検討を要するかもしれない。気相/粒子相間の物質移動の定量は達成できておらず、先行研究の例がある潮解点の計測において技術的知見を蓄積した後に検討に移ることが有効な方針として考えられる。当初計画していた研究を実施するための時間を十分に確保するに至らず、初年度の研究は予定よりも遅れている。大気化学アトマイザを用いて溶液を微粒子化して水晶振動子の表面に付着させる手法を確立することが本研究の目的を達成する上で特に重要だと考えられ、この早期の実現を目指す。有機物の化学構造の特徴に関する解析を強化することを視野に入れていたが、H26年度内にはその強化のために十分に使用するに至らなかった。有機物の化学構造の特徴に関する解析にあてることを基本とするが、研究の進捗状況を考慮してその使用について判断する可能性がある。
地方における国際化と家族間紛争処理をめぐる比較研究

1.国際結婚と国際離婚も増えてきている。こうした傾向は地方都市にも見られており、国際家族をめぐる粉争に対して、適切な対応や手続きを用意する必要は高まっている。新潟では、男女共同参画社会審議会が、国際家族への多様な支援をするべきであるとの指摘しており、地方においてもこうした問題へ社会の関心が集まっている。2.現在、国際結婚としては、日本人と中国国籍を有する配偶者〔妻〕の婚姻が著しい増加傾向を見せてきた。また、中国においても中国人と非中国国籍を有する者との婚姻が増加している。そこで、中国における離婚をめぐる様々な論議と法の運用ならびに離婚をめぐる問題点を整理することにした。中国では、社会の変動に伴い婚姻法等の改正作業が進められており、離婚をめぐる議論も盛んである。離婚数が激増し、離婚原因、離婚と財産の処理、離婚と婚姻用の住居の処理、離婚と子どもの扶養などをめぐって「司法解釈」を中心とした対応が見られる。こうした状況の中で、中国と日本における家族観の違いによっては、国際離婚の当事者に不要な軋轢や不当な損失を招く危険があり、紛争当事者に対して適切な情報開示〔啓蒙的意味があろう〕や紛争処理の仕組みが求められる。3.国際離婚において子どもの処遇もまた重大な課題である。通常、離婚により父母は国を隔てて別居することが多いので、子どもの帰属と親権の所在をどのようにするかは、子どもの福祉にとって決定的に重要な論点である。国際離婚の場合、子の福祉を判定する作業において、父母の背後にある子育ての文化や国の社会経済状況が必然的に関わってくるので複雑な性格と複眼的な考慮を必要とする。法実務においては、父母の一人が外国人であるから特に配慮をするという傾向は強く見られるとは言えないが、親子のコミュニケーションを円滑にするために必要な手段〔言葉の習得〕などについては、一定の考慮がなされて子の福祉が検討されている。〔1〕日本国内における論点の研究:日本国内における外国人の動向を統計資料などで整理した。特に、ここ20年の間の来日ならびに在留外国人数の推移と、外国籍の者と日本国籍の者との婚姻離婚の変遷を検討した。また、新潟県における外国人数の動きと、いわゆる国際結婚の実状を分析した。さらに、外国籍の者と日本国籍の者の離婚が、紛争性を高めて家庭裁判所などで処理される実数も統計などでまとめた。日本における来日ならびに在留外国人は1970年代から徐々に増加したが、1980年代になって著しく増加した。とりわけ、中国、フィリピン、ブラジルなどからの来日外国人は他の外国からの来日者に比べて二次関数的に増えている。また、それに伴いいわゆる国際結婚にも大きな変化が起こっている。1966年、国際結婚は全婚姻数の0.4パーセントに過ぎなかったが、1997年には3.6パーセントを示している。また、日本人男性が外国籍女性〔とりわけ中国やフィリピンなど〕と結婚する数の上昇が明らかである。さらに、日本国籍女性が結婚する外国籍男性の国籍は多様化している。一方、離婚もまた増加しており、日本国籍男性が家裁を利用する率が高い。〔2〕中国に関する研究:中国家族法の立法資料を収集し、主要法令の翻訳整理をおこなう一方、1980年に現行の婚姻法が公布されてからの20年間における離婚の情況を分析した。統計によると、中国の離婚率は85年の0.9‰から98年の1.9‰ヘと急増している。また、裁判所の分析によると、その背景には経済改革と対外開放の政策の進展およびそれによる社会の変動と人々の意識変化がある。

つまり数的な変化と質的な変化が中国の離婚に顕著に規れていた。そうした変化への対応は立法機関ではなく司法機関に委ねられ、裁判所が司法解釈を適宜制定することによって離婚に関する裁判基準を定立しているが、その内容は、事実婚、離婚理由、子の扶養、財産分割を柱としている。1.国際結婚と国際離婚も増えてきている。こうした傾向は地方都市にも見られており、国際家族をめぐる紛争に対して、適切な対応や手続きを用意する必要は高まっている。新潟では、男女共同参画社会審議会が、国際家族への多様な支援をするべきであるとの指摘しており、地方においてもこうした問題へ社会の関心が集まっている。2.現在、国際結婚としては、日本人と中国国籍を有する配偶者〔妻〕の婚姻が著しい増加傾向を見せてきた。また、中国においても中国人と非中国国籍を有する者との婚姻が増加している。そこで、中国における離婚をめぐる様々な論議と法の運用ならびに離婚をめぐる問題点を整理することにした。中国では、社会の変動に伴い婚姻法等の改正作業が進められており、離婚をめぐる論議も盛んである。離婚数が激増し、離婚原因、離婚と財産の処理、離婚と婚姻用の住居の処理、離婚と子どもの扶養などをめぐって「司法解釈」を中心とした対応が見られる。こうした状況の中で、中国と日本における家族観の違いによっては、国際離婚の当事者に不要な軋轢や不当な損失を招く危険があり、紛争当事者に対して適切な情報開示〔啓蒙的意味があろう〕や紛争処理の仕組みが求められる。3.国際離婚において子どもの処遇もまた重大な課題である。通常、離婚により父母は国を隔てて別居することが多いので、子どもの帰属と親権の所在をどのようにするかは、子どもの福祉にとって決定的に重要な論点である。国際離婚の場合、子の福祉を判定する作業において、父母の背後にある子育ての文化や国の社会経済状況が必然的に関わってくるので復雑な性格と複眼的な考慮を必要とする。法実務においては、父母の一人が外国人であるから特に配慮をするという傾向は強く見られるとは言えないが、親子のコミュニケーションを円滑にするために必要な手段〔言葉の習得〕などについては、一定の考慮がなされて子の福祉が検討されている。
磁気機能性流体を用いた沸騰熱伝達能動制御技術の開発

電磁誘導計測法および近赤外線を用いた光学的可視化により,非一様磁場下における沸騰気泡は,印加磁場強度を増加させるにつれ減少することが定量的に示された.また,数値シミュレーションにより,気泡離脱は表面張力と磁気浮力が支配的であることがわかった.伝熱面に非一様磁場を印加することで,核沸騰領域において,最大13%もの熱伝達率の向上を確認した.非一様磁場下を印加することで,沸騰熱伝達を能動的に制御することが可能であることがわかった.本研究では,磁気機能性流体の沸騰現象を計測し,そのメカニズムを解明することを目的として,磁気排除効果を用いた新しい熱輸送装置を提案することを目指している.本年度は,主に非一様磁場下における気泡生成のメカニズムについて実験的,解析的に調査を行った.実験装置として,近赤外線光を光源とした可視化装置を試作し,黒色不透明な磁気機能性流体中の気泡の可視化を行った.その結果,気泡に作用する力の釣り合いおよび磁気圧を考慮することにより,磁場下における気泡径は圧力と密度,磁場の関数で表されることが判明した.また,流体計算として,移流項にCIP法を用いるVSIAM3法および気液界面の補完にLevel Set法とVOF法を組み合わせたCLSVOF法,磁場計算として自己修正法を用いて,流体・磁場カップリングした数値解析的調査を行った.その結果,液相側に磁気圧力が作用することにより,無磁場時に比べ,磁場下では,磁場勾配方向に対して気泡が伸長し,気泡が早く離脱することを確認した.さらに,磁場下における沸騰熱伝達の基礎特性の把握するために,白金線を用いた沸騰熱伝達特性評価装置を試作し,磁場下における沸騰熱伝達の計測を行った.その結果,伝熱面に非一様磁場を印加することで,核沸騰領域において,最大13%もの熱伝達率の向上を確認した.同時に,非一様磁場下での,自然対流領域から核沸騰領域における沸騰曲線の作成に成功し,沸騰熱伝達能動制御へ向けた基礎データを取得した.非一様磁場下における気泡生成のメカニズムについて実験的に調査し,気泡と磁場の関係を実験式にまとめることができた.また,解析コードの作成も終了した.さらに,沸騰熱伝達の計測装置を試作し,非一様磁場下における沸騰曲線の作成に成功した.このことから本研究課題に対して,おおむね順調に進展しているものと考えられる.本研究では,磁気機能性流体の沸騰現象を計測し,そのメカニズムを解明することを目的として,磁気排除効果を用いた新しい熱輸送装置を提案することを目指している.本年度は,主に非一様磁場下における気泡挙動について実験的,解析的に調査を行った.実験装置として,昨年度と同様の近赤外線光を光源とした可視化装置を用いて,黒色不透明な磁気機能性流体中の気泡の可視化を行った.また、併せて最大泡圧法を用いた磁場下での表面張力係数の計測を行った。その結果,非一様磁場下においては、表面張力係数は印加磁場強度を増加させると減少することが確認できた。また、磁場強度に依存する表面張力係数を考慮することにより、昨年度作成した非一様磁場下での離脱気泡径の実験式をより詳細に説明することが可能であった.また,流体計算として,移流項にCIP法を用いるVSIAM3法および気液界面の補完にLevel Set法とVOF法を組み合わせたCLSVOF法,磁場計算として自己修正法を用いて,流体・磁場カップリングした数値シミュレーションを行った.本年度は流体計算と磁場計算を共にGPUを用いた並列計算用プログラムの作成を行い、20倍もの計算速度の増加に成功した。また、実際の実験での系での計算を行うことに成功し、離脱気泡径における実験データとの良い一致を確認することが可能であった.そして、気泡に作用する力成分を解析し、気泡の変形および離脱メカニズムを説明することが可能であった。電磁誘導計測法および近赤外線を用いた光学的可視化により,非一様磁場下における沸騰気泡は,印加磁場強度を増加させるにつれ減少することが定量的に示された.また,数値シミュレーションにより,気泡離脱は表面張力と磁気浮力が支配的であることがわかった.伝熱面に非一様磁場を印加することで,核沸騰領域において,最大13%もの熱伝達率の向上を確認した.非一様磁場下を印加することで,沸騰熱伝達を能動的に制御することが可能であることがわかった.本研究の特徴である膜沸騰領域を核沸騰領域まで遷移させるべく,これまでの実験装置に対して,より入熱流束を大きくできるよう装置を改良し,無磁場下で膜沸騰領域における実験を行う.また,試作した解析コードを並列化可能なコードに改良し,定量的なデータを収集する.また,工学的応用を念頭とした,平面加熱より磁性流体の沸騰を実現する実験装置を試作し,非一様磁場よる磁気排除効果および磁気圧の影響による沸騰熱伝達特性を評価する.以上の結果を基に,高熱流束域の沸騰熱伝達およびその能動制御可能なこれまでにない革新的な熱交換技術を提案する.29年度が最終年度であるため、記入しない。流体工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
うつ病における血中バイオマーカーの探索

健常人(n=20)とうつ病患者(n=5)との血中proBDNF(brain derived neurotrophic factor)濃度の比較では、有意差は得られなかった。白血球由来のBDNFアンチセンスRNAをreal-time PCRで測定した。健常者(n=5)でのみ測定可能であった。セロトニントランスポーター(5ーHTT)の発現調節部位であるSLC6A4のCpGアイランドのメチル化率を健常者(n=50)とうつ病患者(n=50)で比較することによって、うつ病のバイオマーカーとはなり得ないが、薬剤反応性のマーカーとなりうる可能性が示唆された。本研究では、うつ病の新たな発症機序の解明、および診断バイオマーカーの開発を目的として、課題1)うつ病患者の血中proBDNFの計測による、BDNFのプロセッシング障害とうつ病発症機序の解明、課題2)うつ病患者の血中BDNFのアンチセンスRNAの計測による、新たなBDNF低下の機序の解明、課題3)うつ病患者の末梢血DNAを用いたDNAメチル化解析による診断バイオマーカーの開発に取り組んだ。本年度は、課題1)では、市販ELISAは検出感度が悪く、サンプルの約30%が測定不可であったが、北里大学高橋正身先生らが独自に開発したELISA法を用いたところ同割合を約5%にまで向上させることに成功した。今後うつ病患者の血清proBDNF濃度を測定する予定である。課題2)では、健常者白血球由来RNA中のBDNFアンチセンスRNAを測定した結果、real-time PCR法検出限界ぎりぎりのごく微量しか存在しないことが明らかとなった。RNA抽出や逆転写条件の検討により幾分検出感度の向上に成功した。今後、さらに検出感度の向上条件の検討を行い、うつ病患者サンプルを用いて測定する予定である。課題3)では、抗うつ薬の治療ターゲットと考えられているセロトニントランスポーター(5HTT)遺伝子について、健常対象者と未治療うつ病患者の末梢血よりゲノムDNAを抽出し、MassARRAY SYSTEMを用いることで5HTT遺伝子のエクソンI近傍のCpGアイランドのメチル化をクラスタリング解析した。結果健常者とうつ病患者を分類することは困難であったが、特定のCpGアイランドのメチル化がうつ病における過去のストレスの影響や治療反応性を推測できる可能性が示唆された。今年度は、課題1では昨年度に引き続き、北里大学高橋正身先生らが独自に開発したELISA法について、健常者血液を用いて、血清中pro-BDNF測定条件検討を進め、最適条件を決定した。健常者20名、うつ病患者5名について血清pro-BDNF濃度測定を行ったところ、健常者とうつ病患者に統計的に有意な差は見られなかった。課題2では昨年度に引き続き、RNA抽出や逆転写条件の検討を進め、白血球由来BDNFアンチセンスRNA濃度をreal-time PCRで測定する最適条件を決定した。健常者5名について白血球由来BDNFアンチセンスRNA濃度を測定した。今後、健常者に加え、うつ病患者についても測定を進める予定である。課題3においてはセロトニントランスポーター(5ーHTT)の発現調節部位であるSLC6A4のCpGアイランドのメチル化率を健常者とうつ病群で比較することによって、うつ病のバイオマーカーとはなり得ないが、薬剤反応性のマーカーとなりうる可能性を報告した。うつ病課題1については、当初の方法では検出能力が不十分であったが、proBDNFに精通した研究者に助言を求め、より精度を高めた方法を習得することができている。課題2については、当初の方法では検出限度の限界に近い微量なRNAを健常者とうつ病群で比較するには、検出感度が不充分であることが判明た。新たに検出感度向上をもたらす条件を模索する必要性が出てきたために、すでに取り組んでいる。課題1については、新たな方法は確立されており、今後目的のサンプルを解析することで十分に達成できる見込みがある。課題2では、条件検討を十分に行った上で、サンプルの解析を進める。
大規模配送計画問題に対する高性能解法の研究

配送計画問題は,様々な制約条件の下で,複数の車両を用いて全ての客をちょうど1回ずつ訪問するような経路の中で,コストが最小のものを求める問題である.これは、非常に実用性のある問題であるが,厳密な最適解を求めることは極めて困難であると考えられている.本研究では,大規模な問題例でも現実的な時間で高品質な解を求めることを目的として,問題例の縮約法を提案し,それを組込むことで広大な探索空間を効率的に探索する解法を開発した.配送計画問題は,様々な制約条件の下で,複数の車両を用いて全ての客をちょうど1回ずつ訪問するような経路の中で,コストが最小のものを求める問題である.これは、非常に実用性のある問題であるが,厳密な最適解を求めることは極めて困難であると考えられている.本研究では,大規模な問題例でも現実的な時間で高品質な解を求めることを目的として,問題例の縮約法を提案し,それを組込むことで広大な探索空間を効率的に探索する解法を開発した.配送計画問題は,様々な制約条件の下で,複数の車両を用いて全ての客をちょうど一回ずつ訪問するような経路の中で,コストが最小のものを求める問題である.これは代表的な組合せ最適化問題の一つであり,また非常に実用性のある問題である.しかし,配送計画問題はNP困難であることが知られており,与えられる問題例に対して厳密な最適解を求めることは現実的に極めて困難であると考えられている.そのような問題に対する現実的妥協策として近似解法の研究が重要である.近似解法の設計において,proximate optimality principle(良い解同士は似通った構造を持っている)という概念が知られている.本研究では,良い解同士における同一構造に着目し,大規模な問題例でも現実的な時間で高品質な解を求める探索法の開発を目指す.本年度は,同一構造をグラフのマッチングを用いて表現する手法を試みた.配送計画問題の良い解の中では,ほぼ同じ訪問順序で客を巡回することが頻繁に見受けられる.そこで,そのような良い解において客の訪問順序で頻繁に用いられている枝を保存するように,マッチングを用いて問題を縮小し探索を行う手法を検討した.また,同様の手法をグラフ分割問題に適用した.グラフ分割問題は,グラフの節点集合を容量が満たされるように部分集合に分割するときに,異なる部分集合をまたがる枝の数を最小化する問題である.配送計画問題においても客集合の(車両への)分割を行うという同じ問題構造があるため非常に関連のある問題で,またより単純な問題であるため,その探索効果をより顕著に観測することができた.配送計画問題は,様々な制約条件の下で,複数の車両を用いて全ての客をちょうど1回ずつ訪問するような経路の中で,コストが最小のものを求める問題である.これは非常に実用性のある問題であるが,NP困難であることが知られており,与えられる問題例に対して厳密な最適解を求めることは現実的に極めて困難であると考えられている.そのような問題に対する現実的妥協策として近似解法の研究が重要である.大規模な問題例の解空間全体を効率良く探索するためには,何らかの方法で解空間を抽象化することで探索空間を縮小する必要がある.メタ戦略の設計において,proximate optimality principle(よい解同士は似通った構造を持っている)という概念が知られている.このことは,大規模な問題例に対しても,このような解の同一構造の関係に着目することで探索空間を大幅に縮小し抽象度の高いレベルでの探索を組込むことで高品質な解を求めることができるという可能性を示唆している.本年度の成果として次の2点が挙げられる.1.解同士の同一構造を縮約し,与えられた問題例をより小さな問題例へ変換する手法を提案した.この変換法を用いて問題例を縮約することで,効率的に探索を行うことが可能となる.また,変換後の問題例も同じ配送計画問題の問題例として扱うことができるため,(本研究で提案する解法に限らず)既存の解法を縮約後の問題例に適用することも可能である.2.この縮約法を組込んだ発見的解法を開発した.本解法は,探索中に得られた良い解集合に共通して現れる同一構造を縮約し探索を行う,という操作を反復する.それにより広大な探索空間全体を効率よく探索することが可能となる.計算実験を行った結果,いくつかのベンチマーク問題例に対して現在知られている最良解を上回る解を発見することができた.
インセンティブを考慮した暗号基盤技術の構築

本研究ではインセンティブの設計を様々な暗号技術(電子署名・相手認証・ブロックチェーン技術)に拡張することを目的としている。この目的のため、研究課題を2つ設定し、各課題に対して研究期間を大きく3つに分ける。課題(A)の既存暗号技術に対するインセンティブ設計では、合理的証明にもとづいた委託計算で利用されている報酬の技術的な設定手法を電子署名や相手認証などへ応用し、さらにその手法をその他の技術へ適用可能な形へ一般化させる。課題(B)のブロックチェーンに対するインセンティブ設計では、ブロックチェーンに対して適切にインセンティブを設定する手法を考案し、そのインセンティブの設定を、課題(A)で発展させたインセンティブの技術的設定手法で実現する。各技術の設計・解析では、モデル設計、技術設計、行動解析、効率解析を繰り返して研究を進める。課題(A)に対しては、平成30年度は平成29年度から引き続き、第1フェーズのインセンティブ設計技法に関する調査と研究を行なった。特に既存研究を、具体的なプロトコルに対するインセンティブ設計手法と、一般的なインセンティブ設計手法に分類し、詳細な調査やこれら手法の比較を行なった。課題(B)に対しては、平成30年度は平成29年度から引き続き、第1フェーズのブロックチェーンに関する調査と研究を行った。特に、スマートコントラクトと呼ばれるブロックチェーン上でのある種のプログラミング環境を成り立たせる枠組みついてて詳細に調査を行ない、そこで利用されているインセンティブ設計手法を抽出した。研究実績の概要で述べたように、課題(A)既存暗号技術に対するインセンティブ設計、および、課題(B)ブロックチェーンに対するインセンティブ設計ともに、平成30年度は平成29年度に引き続き、第1フェーズとして、インセンティブ設計技法に関する既存研究の調査を主に行った。このフェーズは、当初予定していたよりも長い時間をかけている。これはインセンティブ設計に関する研究が当初想定していたより多くの要素を含み、また、優れた新しい研究が多く行われているためである。この調査により、以降のフェーズに向けての知識の蓄積がより豊富なものとなった。課題(A):既存暗号技術に対するインセンティブ設計では、2019年度は、2018年度までに行った第1フェーズ「インセンティブ設計技法に関する調査と研究」で得られた知見を活用し、第2フェーズ「インセンティブを用いた電子署名・相手認証のモデルと技術の設計」を行う。電子署名・相手認証は対話証明を基盤にした技術であるため、委託計算で利用された手法が適用できる可能性が高いと考えられる一方、委託計算と異なり秘密情報を漏らさず実現する仕組みが必要である。課題(B):ブロックチェーンに対するインセンティブ設計では、2019年度は、2018年度までに行った第1フェーズ「ブロックチェーンに関する調査と研究」で得られた知見を活用し、第2フェーズ「インセンティブを用いたブロックチェーンのモデルと技術の設計」を行う。ここでは、ブロックチェーン技術に必要なインセンティブの仕組みを抽出し、それを実現する具体的方法を設計し、形式的な議論による分析を行う。課題(A)に対しては、平成29年度はその第1フェーズのインセンティブ設計技法に関する調査と研究を行った。特に、既存研究の調査を主に行なった。ここでは、報酬の技術的設計の仕組みを深く理解するために合理的証明に着目した。さらに合理的証明の委託計算への応用についても調査を行った。課題(B)に対しては、平成29年度は第1フェーズのブロックチェーンに関する調査と研究を行った。特に、既存研究の調査を主に行った。ここでは、理論的な枠組みを用いて証明や議論を行っている研究に着目し、ブロックチェーンを成り立たせるための必要な要素について抽出を試みた。研究実績の概要で述べたように、課題(A)既存暗号技術に対するインセンティブ設計、および、課題(B)ブロックチェーンに対するインセンティブ設計ともに、平成29年度はその第1フェーズとして、インセンティブ設計技法に関する既存研究の調査を主に行った。このフェーズは、以降のフェーズに向けての知識の蓄積が目的であったが概ね当初の目的は達成できている。なお、ブロックチェーンは研究分野において共通認識が定まっていない技術であるが、既存研究を具体的に改良することを試みるなどにより、技術に対する理解を深めている。

課題(B)のブロックチェーンに対するインセンティブ設計では、ブロックチェーンに対して適切にインセンティブを設定する手法を考案し、そのインセンティブの設定を、課題(A)で発展させたインセンティブの技術的設定手法で実現する。各技術の設計・解析では、モデル設計、技術設計、行動解析、効率解析を繰り返して研究を進める。課題(A)に対しては、平成30年度は平成29年度から引き続き、第1フェーズのインセンティブ設計技法に関する調査と研究を行なった。特に既存研究を、具体的なプロトコルに対するインセンティブ設計手法と、一般的なインセンティブ設計手法に分類し、詳細な調査やこれら手法の比較を行なった。課題(B)に対しては、平成30年度は平成29年度から引き続き、第1フェーズのブロックチェーンに関する調査と研究を行った。特に、スマートコントラクトと呼ばれるブロックチェーン上でのある種のプログラミング環境を成り立たせる枠組みついてて詳細に調査を行ない、そこで利用されているインセンティブ設計手法を抽出した。研究実績の概要で述べたように、課題(A)既存暗号技術に対するインセンティブ設計、および、課題(B)ブロックチェーンに対するインセンティブ設計ともに、平成30年度は平成29年度に引き続き、第1フェーズとして、インセンティブ設計技法に関する既存研究の調査を主に行った。このフェーズは、当初予定していたよりも長い時間をかけている。これはインセンティブ設計に関する研究が当初想定していたより多くの要素を含み、また、優れた新しい研究が多く行われているためである。この調査により、以降のフェーズに向けての知識の蓄積がより豊富なものとなった。課題(A)既存暗号技術に対するインセンティブ設計に対しては、第1フェーズのインセンティブ設計技法に関する調査を継続して行うとともに、第2フェーズのインセンティブを用いた電子署名・相手認証のモデルとプロトコルの設計を行う。このために平成29年度に行った、合理的証明やその委託計算への応用に関する調査結果を活用する。課題(B)ブロックチェーンに対するインセンティブ設計に対しては、第1フェーズのブロックチェーンに関する調査を継続して行うとともに、第2フェーズのインセンティブを用いたブロックチェーンのモデルとプロトコルの設計を行う。このために平成29年度に行った、様々な暗号通貨方式に対してインセンティブがどのように組み込まれているかに関する調査結果を活用する。課題(A):既存暗号技術に対するインセンティブ設計では、2019年度は、2018年度までに行った第1フェーズ「インセンティブ設計技法に関する調査と研究」で得られた知見を活用し、第2フェーズ「インセンティブを用いた電子署名・相手認証のモデルと技術の設計」を行う。電子署名・相手認証は対話証明を基盤にした技術であるため、委託計算で利用された手法が適用できる可能性が高いと考えられる一方、委託計算と異なり秘密情報を漏らさず実現する仕組みが必要である。
骨格筋細胞に備わっている「筋萎縮抵抗性プログラム」の解明

本研究では、筋萎縮ストレスに対する骨格筋細胞独自の適応メカニズムを明らかにする。具体的には、申請者が発見した骨格筋特異的な新規の長鎖非コードRNAが最終分化した筋管細胞に脱分化を誘導して、筋萎縮抵抗性を獲得させる分子機構を解明する。
医療的ケア児の地域ケアシステムづくりにおいて行政保健師が果たす機能に関する研究

本研究では、医療的ケア児の地域ケアシステムづくりに必要な行政保健師の能力を明らかにし、果たすべき機能を検討するために以下のことを行う。1医療的ケア児とその家族への支援事例についての行政保健師間での事例検討会、2事例検討会で出された内容に関して、実際に事例に関わった他職種による評価のためのアンケート調査、3事例検討会・アンケート調査の結果を分析し抽出された医療的ケア児に必要な行政保健師の能力から果たすべき機能の検討を行う。
ネパールにおける毒蛇咬症調査

ネパール南部のテライ地区は、インドとの国境に沿って東西に細長くのびる低地でガンジス平野の北のはずれにあたる。ここで2年にわたって毒蛇咬症の疫学調査を行った。まず22カ所の病院を訪れ、主に最近1年間の咬症データを調べた(東部と西部では1年のずれがある)。1180件ほどが確認され、このうち死亡例は29で死亡率は2.5%だった。ただし病院によってデータの精度に差があり、また数年間にわたる資料の得られた病院では年による咬症数や死亡数のばらつきが非常に大きい。咬症の起きる季節は6月から8月の雨期がほとんどで、ヘビの種類、場所、動機、症状については不十分な記録しかなく、完全に把握することはできなかった。医師の話や、症状、標本の調査から判断して、咬症を起こしているヘビは、インドコブラとインドアマガサヘヒが主であると考えられ、タイコブラも数は多くないがこれに加わる。山地森林のあるところではアオハブ咬症があるが、重症例はなかった。インドに多いクサリヘビ咬症は確認されなかった。特にルンビニとマヘンドラナガルでは、インドとの国境付近でラッセルクサリヘビの標本記録があるため、クサリヘビ咬症の有無については特に注意して調査したが、確認はされていない。治療血清はインドから輸入されている混合血清が大量に使われており、1人の患者に対して10本以上、多い場合には30本を越え、政府から支給される数がわずかなため、患者の負担が非常に大きくなっている。インドの混合血清は、コブラ、アマガサヘビ、ラッセルクサリヘビ、エキスクサリヘビの4種に対するもので、1種あたりの力価は低く、治療にあたって大量に使われる原因となっている。また、クサリヘビ類の咬症の認められないネパールでは、その半分は無駄になっていることになる。病院に行かない患者も少なくなく、町から離れると薬草や祈祷を使う治療師がいて、1人が年に10人から30人の患者を診ている。ネパールにおけるヘビ咬症の特徴の1つが、無毒蛇に咬まれて病院に行く人が多いことである。調査を始めてまもなくこれに気付いたが、このため病院では訪れたヘビ咬症患者をまず観察下に置き、毒による症状が現れはじめてから本格的な治療を行う。病院によって無毒蛇咬症が毒蛇咬症を上回る。無毒蛇咬症の実数を把握するのは非常に難しいが、1カ所、バラトブルの病院で、一般的な調査とは別に、特に念入りな調査を行った。そこでは最近1年間の救急患者の記録からヘビ咬症を全て拾い出すと共に、最近11年間の毒蛇咬症の記録を調査した。ここはテライ地区からカトマンズへの交通の要衡にあり、患者の集まりやすい所である。最近1年間では403例のヘビ咬症が記録されたが、これは他の年の毒蛇咬症の平均52の8倍近くになる。この差は無毒蛇咬症によると考えられ、その場合無毒蛇咬症は毒蛇咬症の7倍近くに達する。また1年間の死亡数の平均は12で、無毒蛇を除いた毒蛇咬症に対する死亡率は23%となる。これは一般的な調査の結果に比べかなり高く、病院によっては無毒蛇咬症が毒蛇咬症の記録に混入している可能性を示唆している。無毒蛇咬症を引き起こすヘビは、昼行性で数も多く、わりと攻撃的なナンジャとウカダが主であると考えられた。ネパールの住民はヘビを食物などとして利用することがなく、またテライ地区は比較的近年に農地として開かれた地域で、古くからの住民が少ない、などの理由で住民にヘビの知識が乏しいと言える。民間の治療師が成り立つのも、無毒蛇咬症が寄与している。咬症の疫学調査と並行して、ヘビ類の調査も行った。コブラにはインドコブラとタイコブラが認められたが、インドコブラはほとんど黒化型である。毒性には大きな差はない。チトワン国立公園ではコブラ科のベニヘビ属の新種を、ダンガリではナミヘビ科の無毒蛇の新種を見つけた。東部の山地ではアマガサヘビの1種が新たに記録され、チトワン国立公園では、ナミヘビ科のオオカミヘビの1種が新たに記録された。また、ネパールに分布するインドニシキヘビは、東と西で2亜種に分かれることが判明した。ネパールにおけるヘビ類の調査はまだまだ不十分であると言える。

特にルンビニとマヘンドラナガルでは、インドとの国境付近でラッセルクサリヘビの標本記録があるため、クサリヘビ咬症の有無については特に注意して調査したが、確認はされていない。治療血清はインドから輸入されている混合血清が大量に使われており、1人の患者に対して10本以上、多い場合には30本を越え、政府から支給される数がわずかなため、患者の負担が非常に大きくなっている。インドの混合血清は、コブラ、アマガサヘビ、ラッセルクサリヘビ、エキスクサリヘビの4種に対するもので、1種あたりの力価は低く、治療にあたって大量に使われる原因となっている。また、クサリヘビ類の咬症の認められないネパールでは、その半分は無駄になっていることになる。病院に行かない患者も少なくなく、町から離れると薬草や祈祷を使う治療師がいて、1人が年に10人から30人の患者を診ている。ネパールにおけるヘビ咬症の特徴の1つが、無毒蛇に咬まれて病院に行く人が多いことである。調査を始めてまもなくこれに気付いたが、このため病院では訪れたヘビ咬症患者をまず観察下に置き、毒による症状が現れはじめてから本格的な治療を行う。病院によって無毒蛇咬症が毒蛇咬症を上回る。無毒蛇咬症の実数を把握するのは非常に難しいが、1カ所、バラトブルの病院で、一般的な調査とは別に、特に念入りな調査を行った。そこでは最近1年間の救急患者の記録からヘビ咬症を全て拾い出すと共に、最近11年間の毒蛇咬症の記録を調査した。ここはテライ地区からカトマンズへの交通の要衡にあり、患者の集まりやすい所である。最近1年間では403例のヘビ咬症が記録されたが、これは他の年の毒蛇咬症の平均52の8倍近くになる。この差は無毒蛇咬症によると考えられ、その場合無毒蛇咬症は毒蛇咬症の7倍近くに達する。また1年間の死亡数の平均は12で、無毒蛇を除いた毒蛇咬症に対する死亡率は23%となる。これは一般的な調査の結果に比べかなり高く、病院によっては無毒蛇咬症が毒蛇咬症の記録に混入している可能性を示唆している。無毒蛇咬症を引き起こすヘビは、昼行性で数も多く、わりと攻撃的なナンジャとウカダが主であると考えられた。ネパールの住民はヘビを食物などとして利用することがなく、またテライ地区は比較的近年に農地として開かれた地域で、古くからの住民が少ない、などの理由で住民にヘビの知識が乏しいと言える。民間の治療師が成り立つのも、無毒蛇咬症が寄与している。咬症の疫学調査と並行して、ヘビ類の調査も行った。コブラにはインドコブラとタイコブラが認められたが、インドコブラはほとんど黒化型である。毒性には大きな差はない。チトワン国立公園ではコブラ科のベニヘビ属の新種を、ダンガリではナミヘビ科の無毒蛇の新種を見つけた。東部の山地ではアマガサヘビの1種が新たに記録され、チトワン国立公園では、ナミヘビ科のオオカミヘビの1種が新たに記録された。また、ネパールに分布するインドニシキヘビは、東と西で2亜種に分かれることが判明した。ネパールにおけるヘビ類の調査はまだまだ不十分であると言える。ネパール南部のテライ地区で、東部と中部の病院において毒蛇咬症の疫学調査を行った。14カ所の病院を訪れ、最近1年間の咬症データを調べた。650件ほどが確認されたが、咬症の種類、場所、動機、症状などについては、不十分な記録しかなく、これらを把握するためには調査方法の変更が必要と考えられた。死亡例は13で2%であるが、過去の調査記録から考え、もっとあると思われる。
内分泌細胞のシナプス小胞様顆粒に存在するグルタミン酸輸送体の同定と性質

シナプトフィジンはマイクロベジクルのよいマーカーであり、これを指標として、我々は、最近、脳下垂体後葉と松果体のマイクロベジクルの単離に成功した。直径が脳下垂体後葉の場合、約60nm、松果体のものはシナプス小胞と同じ50nmであった。いずれも内部の電子密度が低い特徴がある。免疫電子顕微鏡法とイムノブロッティングを組み合わせて、マイクロベジクルの構成タンパクを解析した。その結果、マイクロベジクルにはシナプトタグミンやVAMP2等のexocytosisに関与する一連のタンパクを含んでいた。また,マイクロベジクルの総タンパクの数パーセントをV-ATPaseが占めていた。従って、ATPの添加によりこのオルガネラは内部が酸性となり正の膜電位が形成される。このプロトンの電気化学的ポテンシャル差を利用して、脳下垂体後葉のマイクロベジクルはアドレナリンを、松果体のものはグルタミン酸をATP依存性に能動輸送した。従って、マイクロベジクルは伝達物質の濃縮装置も備えており、機能的にもシナプス小胞と同等であることがわかった。松果体マイクロベジクルのグルタミン酸トランスポーターにつき以下の性質を明らかにした。(1)このトランスポーターは、膜電位を駆動力として用いる能動輸送系であり、このエネルギーはV-ATPaseが供給する。(2)低濃度(4-5mM)の塩素イオンにより10倍以上活性化される。この活性化は、トランスポーター内に存在する塩素イオン結合部位を介して起こる。Fイオンはこの結合部位を塩素イオンと競合するこtにより阻害する。これらの性質はシナプス小胞のグルタミン酸トランスポーターの性質と一致しており、同じトランスポーター(vesicular glutamate transporter)が松果体マイクロベジクルでも機能していると結論した。また、さらに、(3)この輸送系rの基質特異性をはじめて詳細に調べ、基質認識に関する情報を得た。
自由空間におけるナノ・スケール二液相分離と臨界現象

相分離傾向が異なる二元系希ガスクラスターを取り上げて、硬X線を用いた光イオン-光電子同期計測(PEPICO)を行った。具体的には、クラスターにおいて二相分離が期待されるNe-Krクラスターと、均一層を形成すると期待されるAr-Krクラスターで、それぞれ平均サイズと組成を調整したクラスタービームを生成し、X線照射によって生成する解離イオンをPEPICOによって測定した。硬X線の元素選択性を利用することで、Krのみを選択的に励起して実験が可能である。得られたPEPICOスペクトルは明瞭なクラスターサイズ依存性と組成依存性を示し、その振る舞いにNe-Kr系とAr-Kr系では混和性の差に起因すると考えられる違いが見られた。一例としては、低Kr濃度のAr-Krクラスターから得られる子イオン収量のサイズ依存性は、Kr単体クラスターのそれと類似の挙動を示し、混合クラスター中でKr原子が概ね均一に分散してと考えられる。一方、Ne-Krクラスターの子イオン収量は、それとは異なる傾向を示しており、Kr原子を核として、その周囲にNe原子が凝集したクラスターを形成していると考えられる結果であった。さらにAr-Krクラスターの子イオン収量を詳細に見ると、Ar-Krクラスターの表面一原子層のみでKr濃度が極端に低下していることを示唆する結果が得られた。以上の結果はX線吸収後の脱励起過程がクラスターのサイトに依存することを利用した物であるが、こうした手法が自由クラスターの相分離挙動の測定に有効であることが実証された。さらに本研究から、クラスター表面での原子一層レベルでの濃度揺らぎを検出可能な、新しい実験手法も提案される。平成15年は、比較的大きなサイズのクラスターを高い効率で生成することができること、連続ビームが得られるためシンクロトロン放射光を利用するX線吸収分光測定に適していること等の理由により、マグネトロン・スパッタリング法を採用したクラスター源の設計・製作を行った。製作した装置では、マグネトロンからのスパッタによって生成した試料ガスを、液体窒素冷却したアルゴンなどの不活性ガスと混合することでクラスター生成を行う。製作したクラスター源の性能評価を行うため、典型的な金属である、アルミニウムを試料として予備実験を行い、装置パラメータの最適化を行った。本装置では中性クラスターの他に荷電クラスターも生成されるため、予備実験に際しては、中性クラスターと荷電クラスターを弁別するための偏向電極をもうけ、実験パラメータによる中性/荷電クラスター比の評価も行い、十分な強度の中性クラスタービームが得られていることを確認した。製作したクラスター源を既存の実験装置に組み込み、最適化した実験パラメータでアルミニウムクラスターを作製し、質量分析を行い、最大百数十個の原子からなるアルミニウム・クラスターが十分な強度で生成していることを確認した。また、大型放射光施設SPring-8において、予備的な実験として、クリプトン・クラスターを試料としたX線吸収分光測定を行い、X線吸収後の脱励起過程に顕著なクラスターサイズ依存性があることを見いだした。
全ゲノム塩基配列情報に基づく根粒菌の共生機構の解明

本調査の目的は、根粒菌とマメ科植物の共生機構および生態を根粒菌ポストゲノム解析により明らかにする総合的な戦略を練り、食糧生産および環境保全に資する共生科学を創成することにある。8月12-13日に仙台において、ワークショップ「根粒菌のポストゲノム研究の展開」を開催し、数回の打合せ行い、以下のような項目について調査を行った。1)モデルマメ科植物分子遺伝解析に対応したミヤコグサ根粒菌の戦略の検討:根粒菌の遺伝子が宿主植物側の共生受容系や防御応答系とどのような相互作用を通じて共生成立に至るのかという点を、モデルマメ科植物ミヤコグサの分子遺伝解析タイアップしながら進行させる必要がある。既に共同研究として論文発表した網羅的な遺伝子発現解析・破壊株の共生特性の解析以外に、CalcofluorやTn-phoA変異などの根粒菌の細胞膜構造、分泌タンパク、多糖生産の変異株が、相互作用機構解明に適したアプローチ方法であると結論された。2)ダイズ根粒菌のアレイ解析・ライブラリー構築利用の基本戦略の策定:ミヤコグサ根粒菌と同様に整列化コスミッドライブラリーが、品種特異的共生因子の同定に有効であると判断された。また、ミヤコグサ根粒菌で使用したマクロアレイ系のダイズ根粒菌への適用は、クローンの選択・RNA抽出方法などの改善が必要であると考えられた。3)食糧生産および環境保全への応用:根粒菌ゲノム情報から難分解物質分解系遺伝子、脱窒遺伝子群は、根粒菌接種に環境保全への付加価値をつけ、また機能性遺伝子導入根粒菌による共生環境修復への発展性が期待された。また、グリシンベタインによる浸透圧(塩)耐性、乾燥耐性は、応用研究に有効であると考えられた。野外利用はセルフクローニング系が有望であった。4)クローン管理およびデータベース構築:データベース構築・公開は大阪大学で、クローン管理は東北大学と東京農工大学で共同で行うこととした。
日華区系の植物分子系統分類

本研究は日華植物区系の植物群、特に照葉樹林の構成要素について、その中心地域である中国南部で現地調査を行い、主に形態情報の比較に基づいた種レベルの分類の再検討、および系統分類上問題のある群についての分子系統学的解析を通じて、日華植物区系における中国、日本の特徴と関連を示すことを目的としている。今年度は1994年7-9月に邑田・岩槻・菅原・永益・河原と武・成の7名で云南省南部の主に緑春・麻栗坡地区において現地調査を行い、帰国後の分類学的検討のため標本資料を採集した。また生材料を採取して昆明植物研究所に持ち帰り、Asplenium(チャセンシダ科)、Arisaema,Typhonium(サトイモ科)、Eurya(ツバキ科)、Symplocos(ハイノキ科)、Asarum(ウマノスズクサ科)などについて胡と共にDNAの抽出を行った。このDNAを日本に持ち帰り、東京大学理学部付属植物園においてPCRでrbcLなどの遺伝子を増幅した後その塩基配列決定を行っている。塩基配列が明らかになったグループのデーターをコンピューターを用いて解析し、系統樹を作成して、日華区系の植物について考察を行った。この結果、サトイモ科については中国産のHapalineと南米産のUrearum、中国・熱帯アジアのCryptocoryneと南米産のSpathicarpaやTaccarumがそれぞれ単系統となるなど、様々な群に地球レベルの大分化が起こっていることが明らかとなった。またAspleniumではホウビシダ群について、ヤクシマホウビシダ類似の種類が大陸まで広く分布していること、シマオオタニワタリは世界に広く分布していると考えられてきたが、じつは遺伝的にかなり分化した複数の種からなっていることなどが明らかとなった。その他の群についても解析を実施中である。1994年9-10月には邑田がパリ自然誌博物館植物標本室で標本調査を行い、インドシナ産植物と、採集資料を含む中国産植物との比較検討を行った。本年度は8月に武素功、成暁両氏を東京大学に招聘して、中国での植物相調査のための打ち合わせを行なった。同時に、東京大学理学部の標本室に所蔵されている標本をもとにして中国雲南省産植物の研究も行なった。9月中旬から10月中旬にかけて約1ヶ月間、村上と菅原が中国雲南省へ行き、成暁らと協力して保山地区の植物調査および細胞分類学的・分子系統学的解析のための試料の採集を行なった。この地区は予想していたよりも森林の破壊が進んでおり、さらに今年の集中豪雨で道路が寸断されていたこともあって、調査はあまりはかどらなかった。しかし、それでもヤクシマホウビシダモドキ類などヒマラヤから日本南部へとつながる植物相を示標するものを多数採集することができた。ヤクシマホウビシダモドキ類については、日本に持ち帰ったサンプルを解析した結果、rbcLの塩基配列がかなり異なりそれゆえ独立種と考えられるものを複数含んでいることが明かになった。2月上旬から3月中旬にかけて、邑田と河原が中国雲南省へ行き、今度は東南部ベトナム国境近くの文山地区で植物調査ならびに解剖学的・分子系統学的解析用の試料を採集した。この地域は亜熱帯域に属する。世界的に見ても亜熱帯域の森林は破壊が進んでしまっているが、この地域にはまだ良い森林が残存しており、それゆえに植物学的に興味深い植物を多数採集することができた。これから、採集してきた試料の分子系統学的解析を行ない、文山地区の植物相と日本あるいはヒマラヤの植物相との比較をして植物地理学的な理解を深めたいと考えている。
脳におけるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンと神経回路可塑性

本研究では、adultでも血液脳関門を持たないといわれている脳室周囲器官の血管は未熟であるという仮説を立て、未熟脳血管で発現の高いコンドロイチン硫酸プロテオグリカンNG2と血小板由来成長因子受容体B(PDGFRB)の発現と、浸透圧刺激による血管構築変化を調べた。まず脳室周囲器官では、NG2及びPDGFRBが血管内皮細胞を取り巻くペリサイトに高い発現を示し、浸透圧刺激によってその発現量は増加した。また、脳室周囲器官の中でも特に血漿浸透圧調節に関わる脳弓下器官、終板器官において、浸透圧刺激によって血管内皮細胞とペリサイトの細胞サイズが増大し、低分子量物質FITCの血管透過性が増大した。これらの結果より、脳室周囲器官の血管系は未熟脳血管の持つNG2やPDGFRBを発現し、末梢情報の変化に従い血管構築を変え、血管透過性も変化することがわかった。また、本研究を進める過程で、脳室周囲器官ではadultでも持続的血管新生が起きていることに気付き、脳室周囲器官の正中隆起において血管内皮成長因子依存的血管新生が持続的に起きていることを発表した。この研究は脳室周囲器官がadultでも血液脳関門を持たないメカニズム解明につながると考えている。本研究に関連して、脳室周囲器官の血管透過性が部位によって異なることを明らかにした。また、シナプス可塑性マーカーのGAP-43について、初代培養神経細胞を用いてシナプス形成期における局在および発現変化を調べた。ラット海馬神経において、軸策上のパンクタにGAP-43の発現を認め、未熟なパンクタにはGAP-43の発現が高く、成熟したシナプスではGAP-43の発現は低いことを定量的に示した。これらの結果はGAP-43が未熟なプレシナプス終末に高い発現を示し、シナプスの成熟にしたがい、発現を低下することを示唆する。以上の結果を筆頭著者として4報め論文にまとめた。これまでの研究で、脳における主要な細胞外マトリックス成分であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの発現が神経活動依存的に変化することを明らかにしている。本年度はコンドロイチン硫酸プロテオグリカンNG2に着目し研究を進めた。脳血管系は、成熟に伴い血液脳関門を形成し、脳-血管間の物質透過を制限する。未熟な脳血管においてはNG2が高い発現を示すが、血管の成熟に伴いその発現は減少する。成熟脳でも脳室周囲器官と総称される脳部位は一般的な血液脳関門を持たない。センサー系脳室周囲器官の脳弓下器官、終板器官、最後野では、浸透圧、イオン、化学物質や病原体といった末梢情報を感知し、分泌系脳室周囲器官の正中隆起や下垂体後葉ではペプチドホルモンの分泌制御を行うが、脳-血管間の情報交換メカニズムは不明である。本研究では、脳室周囲器官の血管系におけるNG2を含む各種タンパク質の発現および局在を調べた。また、マウスadult脳のセンサー系脳室周囲器官において浸透圧刺激による血管構築変化がおきるかどうかを検討し、次の結果を得ることができた。1、脳室周囲器官では、NG2が特異的に高い発現を示し、血小板由来成長因子受容体B(PDGFRB)、NotchリガンドDLL4などの発生過程の脳血管で発現が認められるタンパク質も発現を示した。NG2とPDGFRBは血管内皮細胞を取り巻くペリサイトに、DLL4はペリサイトと内皮細胞の両方に局在した。2、センサー系脳室周囲器官において、浸透圧刺激によってNG2、PDGFRB、DLL4の発現量が変化した。3、浸透圧刺激によって血管内皮細胞とペリサイトの細胞サイズが増大した。4、低分子量物質FITCの血管透過性が浸透圧刺激によって増大した。これらの結果より、センサー系脳室周囲器官の血管系は、末梢情報の変化に従い血管構築を変え、血管透過性も変化することがわかった。この構築変化はおそらくNG2、PDGFRB、DLL4-Notchを介する。本研究は脳-血管間の情報交換メカニズム解明において重要な意義を持つ。

ラット海馬神経において、軸策上のパンクタにGAP-43の発現を認め、未熟なパンクタにはGAP-43の発現が高く、成熟したシナプスではGAP-43の発現は低いことを定量的に示した。これらの結果はGAP-43が未熟なプレシナプス終末に高い発現を示し、シナプスの成熟にしたがい、発現を低下することを示唆する。以上の結果を筆頭著者として4報め論文にまとめた。バソプレッシン神経におけるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの神経活動依存的分解メカニズム解明について、大幅に研究対象部位と研究内容を拡大し、上の研究実績を得た。海馬神経可塑性におけるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの関与と、培養系でのコンドロイチン硫酸プロテオグリカンによるシナプス可塑性の制御メカニズム解明については現在検討中である。以下の2点を重点的に推進する。1)成体脳の脳室周囲器官の血管において、未熟血管で発現の高いコンドロイチン硫酸プロテオグリカンNG2の高い発現が認められたこと、末梢情報変化による構築変化が認められたことから、脳室周囲器官の血管構築メカニズム解明を重点的に行う。当初の計画では神経細胞を取り巻く細胞外マトリックスとしてのコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの神経可塑性制御メカニズムに着目していたが、神経細胞、アストロサイト、血管の構築変化について総合的に取り組む。2)シナプス可塑性マーカーとしてよく知られているGAP-43は、培養系でのコンドロイチン硫酸プロテオグリカンによるシナプス可塑性制御メカニズム解明に用いる予定である。しかし、GAP-43のシナプスでの局在を示す組織学的研究がほとんどないので、初代培養神経細胞を用いてシナプス形成期における局在および発現変化について調べる。