hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二次元超流動ヘリウム3の探索

二次元におけるヘリウム3の新しい凝縮状態を検索するための高感度ねじれ振り子測定器の開発のため、非常に高い磁束密度を持つサマリウムコバルト磁石を用いた位置検出器の開発を行った。通常ねじれ振り子測定は電極が振動することによるキャパシタンスの変化をバイアス電圧と電流増幅器で測定するが、これをねじれ振り子に取り付けられたサマリウムコバルト磁石とSQUIDの磁束検出器に置き換えることで簡便かつ非常に高感度の測定が可能になる。液体ヘリウム中において、電圧で駆動できる薄いフィルムにサマリウムコバルト磁石を取り付けた予備実験を行い15V/nmの測定感度が確認された。これはキャパシタンス法に比べて一万倍以上の感度に相当する。現在、サマリウムコバルト磁石を取り付けたねじれ振り子を作成中であり、数ヶ月中にねじれ振り子とこの測定システムを組み合わせたときの性能が確認される予定である。以上の高感度測定においては特殊な防振処理が施された極小振動環境が必須で、そのためにコーネル大学J.C.Davis研究室にある防振室において実験を行ってきた。ここでは部屋全体を空気バネによって浮かせることが可能でそれにより外からの振動を除去し、フェムトメーターオーダーの極小の振動下で測定が可能である。この高感度位置検出器の開発を完了させるため、一年半を超えてアメリカに滞在する必要が生じたため、学振特別研究員を中途辞退することとした。今年度は二次元におけるヘリウム3の新しい凝縮状態を探索するために必要な高感度ねじれ振り子測定器の開発を行った。ねじれ振り子測定は通常、電極が振動することによる変化をキャパシタンスの変化として測定されるが、このキャパシタンス測定をSQUIDによる距離測定に置き換えることでより高感度な測定が可能である。また、この方法により、キャパシタンス特定の場合に必要であった長い積分時間が不要となり、ねじれ振り子の振動をリアルタイムに測定することが可能となる。このSQUIDによるナノスケールの微小距離測定は超伝導体間のインダクタンスの変化を磁束の変化としてSQUIDで測定することで行われる。この技術はコーネル大学のJ.C.Davisグループが非常に得意としており、今年度後半はこのグループとの共同でSQUIDによるねじれ振り子測定技術の開発を行った。SQUIDによるねじれ振り子測定ではSQUIDの発生する磁場が問題となるため、超伝導シールドによる遮蔽の影響や、ねじれ振り子を金属ではなくサファイアによって作ることでその影響を抑えるテストを行う予定である。現在その性能テストも兼ね、固体ヘリウムで起こるとされている超流動測定用の冷凍機と測定装置を立ち上げている。この現象は固体ヘリウムの中で微小な超流動成分が観測されているという現象で、比較的高温の200mKで観測されているため二次元超流動に必要な数十μKの超低温は必要ないために、この測定方法の有効性と微小変化の測定性能を確認できると考えている。
注視点移動を指標として用いた2,3歳児の空間的他視点取得能力の測定

本研究は、「自己の視点を操作する能力」を測定するための手法を考案し、この能力が2,3,歳児においてどの程度獲得されているのかを明らかにすることを目的とした。2,3歳児にもなじみのある人の′′顔′′を刺激とし、顔刺激を回転して提示した場合にも、それは正立した顔の像として認識されるであろうと考えた。この仮定のもとに、以下の課題が考案された。直径80cmの円形のベニア板の中心から10cmずつ離れたところに半径5cmの穴を開け、これらの穴を目とみなして板上に顔を描き、刺激とした。これを縦横55cm、高さ15cmの台に載せた。左右の目は手元のスイッチによって光るようにし、同時に2種の異なるブザ-音が鳴るようにした。顔刺激は回転させることができる。まず顔刺激を子どもの方向(A)に正立して向け、次いで90度(もしくは180度、270度)回転させた後、ブサ-音とともに左右どちらかの目を点灯した。その後再び顔刺激をAに回して戻し、先ほどのブザ-音を再提示した。課題は、この時点灯すべき側の目を指摘することである。子どもの動作(特に指さし)や表情(特に視線の方向)、会話等に注目し、ビデオ録画を3名の評定者に後ほど見せ、反応内容をカテゴリーに分類してもらった。判定は、3名の内2名以上の評定が一致した時はその評定を採用し、3名とも不一致の時には判定不可能とした。なお、被験児は2,3歳児16名であった。被験者中、完全に正答した者はいなかったが、3歳児のうち3名が90,270度方向への回転に対して、ほぼ正しい反応を示すことができた。この者達でも、180度方向への反応は不完全であった。一方、2歳児は全て課題に失敗した。このことより、C.A.3歳を越える者に「自己の視点を操作する能力」を獲得した者がいることを確認することができた。ただ、実験課題の内容を理解できなかった者も数名おり、手続きの改善が今後の課題とされた。
サルES細胞由来肝細胞のセルソーターによる分離と再培養系の確立及び薬物動態試験

【目的】ヒト胚性肝細胞(ES細胞)は、あらゆる細胞に分化可能な万能細胞であり、肝細胞に分化させた場合再生医療の他に、薬物動態試験など創薬研究への応用も期待されている。しかし、ヒトES細胞は生命倫理上の問題があり、実際の利用は困難である。カニクイザル肝の薬物代謝酵素の性質はヒトと良く類似していることから、ヒトのモデルとして用いられている。本研究の目的は、カニクイザルES細胞の肝細胞への効率的な分化法を確立し、薬物動態試験に利用可能か薬物代謝酵素シトクロムP450(CYP)の活性とその誘導性について明らかにすることである。【方法】内胚様及び肝細胞への分化誘導因子としてアクチビンA、ジメチルスルホキシド、肝細胞増殖因子、オンコスタチンM、デキサメタゾン等を添加した。細胞培養には、細胞外マトリックスとしてマウス腫瘍細胞抽出成分であるBDマトリゲルを用い、培地は変法ランフォード培地を用いて培養を行った。【結果・考察】カニクイザルES細胞から肝細胞への分化は、ROCK阻害剤(Y-27632)存在下でフィーダーレス培養を行った後、アクチビンAで4日間処理することで内胚様に分化させた。次いで、マトリゲル上でジメチルスルホキシド、肝細胞増殖因子、オンコスタチンM、デキサメタゾンを添加した変法ランフォード培地にて培養を行うことで効率的に肝細胞に分化することが明らかとなった。また、カニクイザルES細胞由来肝細胞のCYP3A活性を、cmCYP3A4のmRNA発現量およびテストステロン6β-水酸化活性によって評価した。その結果、CYP3Aの誘導剤であるリファンピシンで、cmCYP3A4のmRNA発現量はコントロールの7.4倍、テストステロン6β-水酸化活性は4.3倍に上昇した。以上の結果から、本研究によって得られたカニクイザルES細胞由来肝細胞は、ヒト肝細胞と同様な性質を示すことが明らかとなり、薬物動態試験に利用可能であることが示唆された。
植物の刺激・応答におけるセカンドメッセンジャーとしてのカルシウムイオンの役割

カルシウムイオン(Ca^<2+>)がセカンドメッセンジャーとして機能するためには,平常時はサイトゾルのCa^<2+>は10^<-6>以下に保持され,細胞が刺激を受けた時に一過的に10^<-6>M程度に上昇しなくてはならない.サイトゾルCa^<2+>濃度を低く保つ機構として, Ca^<2+>の細胞外への排出と細胞内オルガネラへの隔離が考えられる.植物のサイトゾルCa^<2+>濃度調節機構を知る目的で,トウモロコシ黄化葉から,各種オルガネラを単離し,それらのCa^<2+>輸送能を調べた.まず,ミトコンドリアは高い輸送能を示したが, Kn(Ca^<2+>)≒30μMであり, 10^<-6>M前後で変化する濃度の調節に寄与する可能性は少ないと考えられた.次にミクロソーム分画に混在する他の膜成分をほとんど含まない原形質膜を単離した.この単離膜はright-side outの小胞を形成しているため,そのままではCa^<2+>輸送能もH^+輸送能も持たなかった. Triton X-100処理によりinside outの小胞に変換すると,両イオンの輸送能が発現された.この反転膜小胞を用いて, ^<45>Ca^<2+>輸送を測定した. Ca^<2+>輸送にはATPとMg^<2+>を必要とし,至適pHは78であった. pH7においてKm(Ca^<2+>)=1.6μM, Km(ATP)=8.5μMであった.このCa^<2+>に対する高い親和生は,サイトゾルモデュリンにより約15%活性化を受け,カルモデュリン阻害剤によって約15%阻害されたことから,少なくとも一部はカルモデュリン依存性ATPアーゼが働いているものと考えられる.一方,原形質膜をATPとMg^<2+>と共にインキュベートすると膜タンパク質がリン酸化を受けることを見出した.このリン酸化には10^<-5>M程度のCa^<2+>を必要とするが,カルモデュリンやCAMPによっては影響されなかった.このCa^<2+>依存性プロテヘィンキナーゼと, Ca^<2+>輸送性ATPアーゼの関係は興味ある課題である.カルシウムイオン(Ca^<2+>)がセカンドメッセンジャーとして機能するためには,平常時はサイトゾルのCa^<2+>は10^<-6>以下に保持され,細胞が刺激を受けた時に一過的に10^<-6>M程度に上昇しなくてはならない.サイトゾルCa^<2+>濃度を低く保つ機構として, Ca^<2+>の細胞外への排出と細胞内オルガネラへの隔離が考えられる.植物のサイトゾルCa^<2+>濃度調節機構を知る目的で,トウモロコシ黄化葉から,各種オルガネラを単離し,それらのCa^<2+>輸送能を調べた.まず,ミトコンドリアは高い輸送能を示したが, Kn(Ca^<2+>)≒30μMであり, 10^<-6>M前後で変化する濃度の調節に寄与する可能性は少ないと考えられた.次にミクロソーム分画に混在する他の膜成分をほとんど含まない原形質膜を単離した.この単離膜はright-side outの小胞を形成しているため,そのままではCa^<2+>輸送能もH^+輸送能も持たなかった. Triton X-100処理によりinside outの小胞に変換すると,両イオンの輸送能が発現された.この反転膜小胞を用いて, ^<45>Ca^<2+>輸送を測定した. Ca^<2+>輸送にはATPとMg^<2+>を必要とし,至適pHは78であった. pH7においてKm(Ca^<2+>)=1.6μM, Km(ATP)=8.5μMであった.このCa^<2+>に対する高い親和生は,サイトゾルモデュリンにより約15%活性化を受け,カルモデュリン阻害剤によって約15%阻害されたことから,少なくとも一部はカルモデュリン依存性ATPアーゼが働いているものと考えられる.一方,原形質膜をATPとMg^<2+>と共にインキュベートすると膜タンパク質がリン酸化を受けることを見出した.このリン酸化には10^<-5>M程度のCa^<2+>を必要とするが,カルモデュリンやCAMPによっては影響されなかった.このCa^<2+>依存性プロテヘィンキナーゼと, Ca^<2+>輸送性ATPアーゼの関係は興味ある課題である.
分子系統樹に基づく超遺伝子族の分類と進化

現在遺伝子族の種類数並びに各遺伝子族のメンバ-の数が急速に増加しているが、本研究はこれらのメンバ-を整理・分類し、そこから遺伝子の機能・構造及び進化に関する新しい情報を得ることを目的とする。そのための解析手段の開発と分子系統樹による分類を試みた。1)新しい簡便なマルチプルアラインメント法を開発した。この方法の特徴はアニ-リングによりベストに近いアラインメントを実現する点にある。この方法はワ-クステ-ションによく適合し、百本程の配列を数分程度でアラインメントを行うことが出来る。2)推定した系統樹の信頼性を量的に示すブ-トストラップ確率を樹上に示すコンピュ-タプログラムを開発した。3)同一遺伝子族に属する既知のメンバ-を集め、複数の保存領域の各座位に出現するアミノ酸の頻度を求め、それを基に類似の配列を探査する新しい『局所探査法』を開発した。この方法を免疫グロブリン、フィブリノネクチンタイプ3、カドヘリン超遺伝子族に応用し、レセプタ-型チロシンキナ-ゼ遺伝子族のメンバ-にそれぞれに類似の配列を検出した。これらの結果を基に、この遺伝子族を分類することを試みた。4)上記の新たに開発した方法によって13の遺伝子族について各超遺伝子族メンバ-の分子系統樹を推定し、以下の2つの特微が例外無く成立していることを見い出した:(イ)遺伝子重複によるメンバ-の機能分化は脊椎/無脊椎動物の分岐以前に起こる。(ロ)その分岐後組織特異的に発現する遺伝子の分化が起こる。更に小胞体など細胞内分画に局在するタンパク質では、その分岐が非常に古い事が明かになった。これらの結果は表現形の進化と分子進化を関連づける重要な知見となるものと期待される。(1)GーProteinーcoupled receptor族、Gータンパク質族、アセチルコリンレセプタ-族、Na,Ca及びKチャネル族、ATPア-ゼ(ポンプ)族、src族のそれぞれについて、メンバ-間のアラインメントを実行し、それに基づいて最近接法(NJ法)によって分子系統樹を推定した。その結果、異なる機能を持つメンバ-は、それぞれ系統樹上で一つのクラスタ-を形成し、その分岐は脊椎動物と無脊椎動物の分岐前に辿ること、かつ組織あるいは細胞特異的に発現するメンバ-の分化は脊椎/無脊椎動物の分岐後、各系統で独立に起ったことが明らかになった。さらに細胞内の異なる分画で特異的に発現しているメンバ-間では、その分岐が非常に古いことが明らかになった。これらの結果は分子系統樹上でのメンバ-間の分岐パタ-ンと組織や細胞内分画との間にある一定の相関があることを示しており、後者のような表現形の進化がメンバ-の分子系統樹に基づいて分子レベルで解明する手がかりとなるものと期待される。(2)既存の分子系統樹推定法より高い精度を持ち、かつ推定された系統樹の信頼性を定量的にチェックし得る新しい方法を開発し、(1)で推定された系統樹のおのおのに対して応用し、信頼性をテストした。さらに既存の方法であるブ-ツストラップ法も合せて適用し、信頼性を確認した。(3)新しい遺伝子族メンバ-を検出するための新しいコンピュ-タ法を開発した:既知のメンバ-のアラインメントから、強く保存された領域で出現するアミノ酸頻度を算出し、それに基づいて各アミノ酸座位のスコア値を決定した。このスコアシステムを利用すると、従来の方法より高い感度で相同な配列を持つメンバ-が同定できる。この方法を免疫グロブリン族に応用し、新たにウイルスから3つのメンバ-を同定した。

【1】超遺伝子族に於ける基本的解析技術は相同性探査、複数の配列のマルチプルアラインメント及び分子系統樹推定法の3つである。前年度の研究で、これらの方法の改良が作業能率上必須であるとの反省に立って、先ずこれら基本的技術の開発、改良を行なった。1)同一遺伝子族に属する既知のメンバ-を集め、複数の保存領域の各座位に出現するアミノ酸の頻度を求め、それを基に類似の配列を探査する新しい『局所探査法』を開発した。この方法を免疫グロブリン、フィブリノネクチンタイプ3、カドヘリン超遺伝子族に応用し、レセプタ-型チロシンキナ-ゼ遺伝子族のメンバ-にそれぞれに類似の配列を検出した。これらの結果を基に、この遺伝子族を分類することを試みた。2)新しい簡便なマルチプルアラインメント法を開発した。この方法の特徴はアニ-リングによりベストに近いアラインメントを実現する点にある。この方法はワ-クステ-ションによく適合し、百本程の配列を数分程度でアラインメントを行うことが出来る。3)推定した系統樹の信頼性を量的に示すブ-トストラップ確率を樹上に示すコンピュ-タプログラムを開発した。【2】我々は前年度超遺伝子族メンバ-の分子系統樹から以下の2つの特徴を見い出した:(イ)遺伝子重複によるメンバ-の機能分化は脊椎/皆脊椎動物の分岐以前に起こる。(ロ)その分岐後、組織特異的に発現する遺伝子の分化が起こる。この結果を上記の新たに開発した方法によって13の遺伝子族について詳細に検討し、例外無く成立していることを確認した。更に小胞体など細胞内分画に局在するタンパク質では、その分岐が非常に古い事が明かになった。これらの結果は表現形の進化と分子進化を関連づける重要な知見となるものと期待される。
山地河川における転在石礫の移動限界に関する研究

本研究は,山地河川に転在する大径礫の移動限界を解明するために,それに作用する流体力の諸特性を実験的に解明するとともに,その離脱機構について理論的に考察し,露出状態ごとに相違する限界掃流力の実用的な定式化を試みたものである。以下に主要な成果を列挙する。1.大径礫に作用する流体力の特性大径礫を球,短楕円柱および短円柱にモデル化し,抗力と揚力の精密・同時計測を行う実験を実施し,以下のような成果を得た。(1)抗力,揚力の代表流速としては接近流の礫頂高さ流速が適当である。(2)時間平均の揚力/抗力比は,露出度のみの関数と見なし得る。(3)抗力,揚力係数は形状と露出度によって変化するが,相対水深にはほんんど無関係と考えてよい。両係数と形状ならびに露出度との関係は定量的にも明らかになったが,本欄での記述は紙面の都合で割愛する。(4)流体力変動の特性は,形状と相対水深の変化に対して鈍感である。(5)確率密度分布は正規分布関数に,自己相関係数とlag timeの関係は指数関数によく従う。揚力の変動の寿命時間は抗力よりもかなり短かい。(6)抗力と揚力の変動係数と露出度の関係も定量的に把握された。2.大径礫の移動限界条件の定式化移動床上の初動現象の観察結果も参考にして,大径礫の離脱の形態は主に転動であると考え,その過程を理論的に解析し,露出度別の移動限界条件式を導いた。また,本式を検証するための実験も実施した。(1)大径礫を球と見なし,一定勾配の逆斜面の下滑転動運動を解析した。(2)流体力に関する成果を活用して,簡明な条件式を得た。本式は,pickup rateの条件付きなので従来のものより物理的意義が明確ではあるが,限界掃流力を陰的に含むので,計算の煩雑さはまぬかれない。(3)上式の適合性は,実験値との比較を通して検証された。本年度は、1.移動床上に置いた球の移動限界掃流力の計測実験、ならびに、2.均一な球状粗面上の流れにさらされた球に作用する流体力の計測実験を実施するとともに、1.においては、運動力学的な観点から、ピックアップレートの条件付き限界掃流力式の誘導を試みた。なお、1.は主として中野が、2.は岡部が担当した。以下、1.および2.の内容と得られた主要な成果について箇条書きに記述する。1.移動限界掃流力について:(1)基礎的実験として、一様粒径のガラス球で作った固定床粗面上に種々の露出度で置いた球(直径は粗面要素の24倍)の露出度別移動限界掃流力を計測した。後者は前者のおおむね1/3乗に比例して変化するようである。また、この問題に対し、転動離脱を仮定した理論展開を行ない、限界掃流力を定式化し、この妥当性を実験結果との比較で検証した。(2)混合砂礫移動床上で(1)と同様な実験を行った。固定床の結果と定性的には一致する結果となったが、移動床上では転石の沈み込みの効果が無視できないことが明らかにされた。また、限界掃流力の定式化においても離脱過程を単純な転動モデルから変更する必要がある。2.流体力の特性について:(1)上記の固定床上で粒径比と露出度を多様に変化させつつ、抗力と揚力の直接・同時・連続計測を行った。定格500grfの微小荷重計を用いた。(2)抗力係数と揚力係数はともに露出度の単調減少関数であるが(代表流速は球中心位の流速)、粒径比や相対水深の変化には鈍感である。(3)抗力と揚力の変動は、正規分布よりやや偏平な密度分布に従う。変動係数は、露出や流れの条件によってさほど変化しない。(4)抗力の変動のパワースペクトルは周波数の5/32乗に比例して減少するが、揚力のそれは有帯ホワイトノイズに類似している。

(6)抗力と揚力の変動係数と露出度の関係も定量的に把握された。2.大径礫の移動限界条件の定式化移動床上の初動現象の観察結果も参考にして,大径礫の離脱の形態は主に転動であると考え,その過程を理論的に解析し,露出度別の移動限界条件式を導いた。また,本式を検証するための実験も実施した。(1)大径礫を球と見なし,一定勾配の逆斜面の下滑転動運動を解析した。(2)流体力に関する成果を活用して,簡明な条件式を得た。本式は,pickup rateの条件付きなので従来のものより物理的意義が明確ではあるが,限界掃流力を陰的に含むので,計算の煩雑さはまぬかれない。(3)上式の適合性は,実験値との比較を通して検証された。本研究は、山地河川に転在する粗礫の移動限界を明らかにするために作用する流体力の特性と粗礫の動的応答特性を実験的・理論的に検討するものである。本年度は、まず、礫モデルとして球および楕円体を用い、これらをビ-玉粗面から種々の高さで露出させた状態において抗力と揚力の同時・連続計測を行った。球の計測は前年度も実施したが、計測精度ならびに実験条件設定に若干の問題が残されたので、再計測した。ついで、粗礫の応答特性については、当初は移動床の条件での実験を計画していたが、予備実験において、現象があまりにも複雑かつ難解であり、この段階でそれを行うことは困難と判断したため、予定を変更し、固定床条件下の実験のみ実施した。移動限界の評価法については、昨年度の移動確率の条件付き条件式に改善を加えるとともに、その一般化を試みた。以下に、本年度の主な成果を列挙する。(1)河床から露出した礫モデルの抗力係数と揚力係数は、代表流速として頂点の高さを通る接近流速を採用するとき、露出度の影響を受けない。両者に対する水深の影響は、これが粒径の1.5倍以下で顕著である。(2)流体力の変動成分の確率分布はガウス式で十分近似できる。また、抗力。揚力の変動係数は、ほぼ普遍的に、それぞれ0.15、0.4程度である。なお、両者の自己相関はともに指数関数的である。(3)理論的考察の結果、任意の粒径、露出度の粗礫の単位時間当りの移動確率条件付き限界掃流力が一般的に定式化された。この式は、孤立球などの実験結果をかなり良く説明した。(4)上述(3)の成果に基づき、混合礫から成る実際河床における粗礫の移動限界のシミュレ-ション・モデルを構築した。いくつかの試行計算の結果は、実験などで見出されている傾向を良く再現した。
B細胞性慢性リンパ性白血病群の抗CD40抗体反応性とその分類への応用

抗CD40抗体刺激によるB-CLLs細胞の潜在的免疫細胞学的性格の解明については、B-CLLs細胞株(FH-5)を用いて抗CD40抗体の種類、間質細胞の影響、サイトカイン(IL-2,IL-4,IL-10,TNFα,TGFβ)の影響について検討した。その結果、FH-5の免疫グロブリン産生に関しては抗CD40抗体はMAB89が効果的であるが、その作用は間質細胞やサイトカインには影響されなかった。また、抗CD40抗体を固相化した場合により強い作用が認められ、この場合では免疫グロブリンアイソタイプスイッチ(IgEの産生誘導)も認めた。これらの結果から、今までに報告されてきた様な抗CD40抗体刺激においての間質細胞の存在は必須ではなく、サイトカインの役割も少ないことが明らかになった。
巡廻分解可能な一般化釣合型不完備ブロック計画及び関連計画の構造分類とその構成理論

1.巡廻分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の関連計画として,分解可能性とrotationalityという巡廻的な性質を併せ持つ2-fold 4-cycle systemの構成法について示した.この構成法は,これまでの有限体や射影幾何による構成法とは異なり,extended Skolem sequenceとこれに関連した新たな系列を利用したことで,その存在の必要十分性までをも完全に示すことに成功した.(本研究の成果は投稿中)2.巡廻分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の工学的応用として,スペクトラム拡散通信における周波数ホッピング系列(FH sequence)に着目し,その有効性と妥当性をはじめて示した.(日本数学会2000年秋季総合分科会統計数学分科会特別講演にて発表.なお,本研究は来年度以降も継続予定)3.分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の一般形として,行列型の巣構造を持つ釣合い型不完備ブロック計画の構成法を示した.これにより,これまでの構成法では与えることのできなかったパラメータのシリーズを与えることができた.(本研究の成果は現在投稿準備中)4.釣合い型2部ブロック計画(balanced bipartite block design)の存在については,ブロックサイズ3,4のときの必要十分性の完全証明を目指し,これまでのところ,ブロックサイズ3の場合の必要条件をパラメータの表として与え,更に2部の会合数が等しく,bipartite部分の会合数がそれより小さい場合について,組分け計画(group divisible design)やグラフ分解(graph decomposition)等の手法を用いて十分性を示すにまで至っている.今年度に行った研究によって得た成果は以下の通りである.2.1997年から取り組んでいる分解可能性(resolvablility)を持ったcyclic Steiner 2-designの存在と構成法の発展として,それらの特殊形であるcyclic Mendelsohntriplesystemについても同様の性質を持ったもの存在と構成法を示した.更に会合数が1及び2のとき,点の数が100以下のものについて初期ブロックのリストを与えた.4.2つのBIB計画からなるbalanced bipartite block designについて,射影幾何とα-resolvable BIB計画を使った構成法を与えた.更にこの研究を進めるにあたり,現在ブロック数4のときに限定して,group数2の2つのアソシエーションを持つgroup divisibledesignの存在という同値問題に置き換え,台湾のFuとともにグラフ分解(Graph Decomposition)の手法を用いて存在の為の必要条件の十分性の証明を行っているところである.1.巡廻分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の関連計画として,分解可能性とrotationalityという巡廻的な性質を併せ持つ2-fold 4-cycle systemの構成法について示した.この構成法は,これまでの有限体や射影幾何による構成法とは異なり,extended Skolem sequenceとこれに関連した新たな系列を利用したことで,その存在の必要十分性までをも完全に示すことに成功した.(本研究の成果は投稿中)2.巡廻分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の工学的応用として,スペクトラム拡散通信における周波数ホッピング系列(FH sequence)に着目し,その有効性と妥当性をはじめて示した.(日本数学会2000年秋季総合分科会統計数学分科会特別講演にて発表.なお,本研究は来年度以降も継続予定)3.分解可能な釣合い型不完備ブロック計画の一般形として,行列型の巣構造を持つ釣合い型不完備ブロック計画の構成法を示した.これにより,これまでの構成法では与えることのできなかったパラメータのシリーズを与えることができた.(本研究の成果は現在投稿準備中)4.釣合い型2部ブロック計画(balanced bipartite block design)の存在については,ブロックサイズ3,4のときの必要十分性の完全証明を目指し,これまでのところ,ブロックサイズ3の場合の必要条件をパラメータの表として与え,更に2部の会合数が等しく,bipartite部分の会合数がそれより小さい場合について,組分け計画(group divisible design)やグラフ分解(graph decomposition)等の手法を用いて十分性を示すにまで至っている.
活動基準原価計算を活用した時間縦断的・多軸的な患者別原価測定方法の開発研究-妥当な施設間比較と政策応用に向けて-

本研究では、活動基準原価計算のフレームをも活用してより正確に原価計算を行うしくみとして多軸的に診療の原価を患者レベルで日常的に測定するシステム構築の設計を行う。その際に、日本のデータ下部構造や会計のしくみ、病院会計準則、医事データの標準フォーマット、医薬品・検査等に関わる標準コード体系、標準的なデータセットなどの諸要素と構造を整理して当原価計算に活用できるようにした。これらに基づき、多施設で共有して使えること、それにより、妥当な施設間比較ができるようになり、医療の経営品質と政策に資することを目指すものである。また、技術的には、原価の割り当ての方法について、正確さの程度により、直課から荒い配賦まで、整理してまとめ、原価計算に活用した。日常診療の診療情報管理、医事システム、給与システム、経理や物流のシステム、勤務の割振り実態などのデータを統合して、患者ごとのデータを日常的に継続的に出すしくみである。国内のデータコーディング、財務諸表の標準化、従来使われている部門別原価計算方法も踏まえて原価を妥当に算出する方法論基盤を既に作っている。医療機関内すべてを網羅する部門を設定して部門区分の粒度を高め、各種サービス種別に対応する細部門別の原価を第一段階とし、近年の医事コンピュータの電算化や抽出データの標準化を活用して直課相当しうる部分を患者に直課し、一方で細部門にプールされた原価を原価作用因でもって活動基準原価計算の一種として患者に按分する方法である。データは日毎に分割し、しかも、人、薬剤、診療材料などの勘定項目からなる原価諸要素と、手術、各種検査などサービス内容諸要素との、多軸構成を持たせてある。その上で、諸切り口で算出した原価について、診療科目や患者分類や重症度関連指標、ならびに部署や諸機能の質や効率・経済性を含む業績評価との関係性を分析し、活動基準管理への活用方法を検討した。本研究は我が国のデータ下部構造や会計のしくみに則って安定したデータ収集のしくみを構築し、活動基準原価計算のフレームをも活用してより正確に、多軸的に診療の原価を患者レベルで測定するシステム、しかも日常的に、かつ多施設で共有して使えるシステムの構築を行うことを目的とする。さらに患者ケースミックス分類や重症度と連結し、原価のばらつき、関係性の解析,施設間差の要因分析等を行う。国内のデータコーディング、財務諸表の標準化、海外の方法も踏まえて、妥当な方法論をまず開発し原価を正確に算出する基盤を作った。医療機関内すべてを網羅する部門を設定して部門区分の粒度を高め、各種サービス種別に対応する細部門別の原価を第一段階として出した。近年の医事コンピュータの電算化や抽出データの標準化のために、次に直課に活用できるようになった部分を患者に直課し、細部門原価から差し引いた。コストセンターたる細部門の原価をコストドライバーで患者に配分した。データは日毎に分割し、しかも、勘定項目の内容(各職種人件費、薬剤費など)とサービス内容(手術、各種画像検査など)の多軸データの構成を持たせた。日常診療の診療情報管理、医事システム、給与システム、経理や物流のシステム、医師等職員のタイムスタディなどからのデータを統合して、患者ごとのデータを日常的に継続的に出すしくみである。さらに、診療情報管理室や医師などがそれぞれ構築している診療データベースで得られるデータから、日常医療の効果や過程を継続的に把握し、診断群分類および重症度情報とリンクさせ、患者状態と医療内容とともに、原価を有意義に情報化することができる。今後の課題は、活動基準に焦点をおいて、活動基準マネジメントに活用できるしくみに展開するべく諸々のシステムを構築して行くことである。
オペラント行動としての眼球運動の制御と解析

探索、観察、注意といった一連の「見る」行動を理解する上で、基盤となる眼球運動の制御と解析は重要な位置を占めている。本研究では比較的手に入りやすい価格の市販の眼球運動測定装置を利用して、オペラント行動としての眼球運動の分析装置と制御手続きの開発を試み、眼球運動の学習過程を分析した。そのためにマウス・ディバイスを用いた標的の選択行動と眼球運動を同時に記録し、それらをCRT上の刺激提示と結びつけるための3つの課題場面と手続き、(1)探索行動分析用同一物間選択場面、(2)眼球運動の速さの条件づけ用視覚探索場面、(3)眼球運動の運動方向の条件づけ用視覚探索場面、が用意されプログラムが開発された。(1)ではCRT上に4種類の配列で提示される12個の選択肢のうち1つをマウスで選択する単純な課題で、この選択行動と眼球運動とがどのように連動しているかが調べられた。過去の実験結果から実験参加者は下部にある選択肢をめったに第1回目に選ばないことが分かっているが、本実験でも同様な結果が得られ、眼球運動も下部選択肢をほとんど探索していなかった。詳細な観察から、試行を経ることで「見る」行動の機能が変わっていく事が分かった。(2)は円周上に等間隔でランダムに配置された1から8の数字がついた選択肢を昇順にマウスで選んでいく課題で、(運動距離を試行時間で除した)眼球運動の運行速度に基づいて得点が変わり、それに応じた金額が払われた。単一被験体実験法での結果、8名中6名でほぼ条件にしたがった速度制御がなされていた。(3)は、同様に配置された8選択肢から、他のものとは逆にランドルト環の空きがある標的を探索する課題で、はじめに見た選択肢から時計回りもしくは反時計回りに見ていくことで得点に差が表れるよう条件の設定を考えていたが、手続き上うまく実現することができず、参加者4名の結果も、一貫したものは得られなかった。オペラント行動としての眼球運動を制御するには、1)視点の測定、2)眼球運動以外の行動の測定、3)眼球運動の特性把握、4)行動課題の作成、といった小テーマを克服していく必要がある。現在までに、1)市販の眼球運動測定装置から60分の1秒ごとの安定した視点データを得ることができ、2)それと同時に生じている画面上でのマウス操作をその位置とボタン状態で把握することができるようになった。ただし複雑な視覚刺激を提示するためのコントローラの信号系が眼球運動測定装置とコンフリクトを起こすために、とりあえず刺激提示はこちらでプログラムしたものを用いることとし、メーカーと原因を検討中である。また3)眼球運動の先行研究、特に探索に関するものから、眼球運動の方向と速度の2点のオペラント制御に研究目標を絞ることとして関連する処理プログラムを開発し、4)単純な行動課題として、同一物選択場面(identical options:スーパーの棚から同じ種類の缶詰めの1つを取り出すような場面)での選択行動の実験を行った。参加者は4種類(2行6列、3行4列、4行3列、6行2列)のどれか1つの配置におかれた12個の選択箱から1つをマウスクリックで選び、もしも当たりであれば報酬が与えられる。実際には3回ごとに当たりとなり、それ以外は自分の選んだ箱の左隣が当たりとなる。各配置は10試行ずつ行われ、その後別の配置を経験した。

同一物選択場面では、一般に極端に端の部分、特に下方の左右の端を選ぶことが少ないことが先行研究から分かっているが、本研究では、参加者がそのような部分を凝視していても、マウスによる最終的な選択は極端な部分を避ける事が確認された。刺激提示からマウス選択まで数秒の間に、参加者はマウスの動きとは別にいろいろな選択箱を見ており、今後これらのデータをベースに眼球運動の方向と速度の制御に取り組みたいと考えている。探索、観察、注意といった一連の「見る」行動=視行動を理解する上で、基盤となる眼球運動の制御と解析は重要な位置を占めている。本研究では比較的手に入りやすい価格の市販の眼球運動測定装置を利用して、オペラント行動としての眼球運動の分析装置と手続きの開発を試み、眼球運動についての学習過程の分析を行うことを考えた。そのために実験参加者のマウスを用いた選択行動と眼球運動を同時に記録し、それらを刺激の提示と結びつけるための装置上の工夫とプログラムが開発された。これに基づき(1)探索行動分析用同一物間選択場面、(2)眼球運動の速さの条件づけ用視覚探索場面、(3)眼球運動の運動方向の条件づけ用視覚探索場面、の学習過程分析用の手続きが用意され、以下の結果が得られている。(1)ではCRT上に4種類の配列で提示される12個の選択肢のうち1つをマウスで選択する単純な課題で、この選択行動と眼球運動とがどのように連動しているかが調べられた。過去の実験結果から参加者は下部にある選択肢をめったに第1回目に選ばないことが分かっているが、本実験でも同様な結果が得られ、眼球運動も下部選択肢をほとんど探索していないことが明らとなった。(2)は円周上に等間隔に配置された1から8の数字がついた選択肢を昇順にマウスで選んでいく課題で、(運動距離を試行時間で除した)眼球運動の速さに基づいて得点が変わり、それに応じた金額が払われた。その結果、8名中6名でほぼ条件どおりの速さの制御がなされていた。(3)は、同様に配置された8選択肢から、他のものと逆の方向に円環上の空きがある標的を探索する課題で、はじめに見た選択肢から時計回りもしくは反時計回りに見ていくことで得点に差が表れるよう条件が設定してある。参加者4名の結果は、一貫していなかった。現在、これらの実験手続きに改良を加え、観察行動の分析が可能な手続きの構築を継続している。
マウス筋原細胞の筋分化に及ぼす群生効果の解析

C2C12筋原細胞の筋分化における群生効果を確認するために異なった細胞密度で培養して、細胞濃度が高い程筋分化が促進されること、筋分化マーカーのMyoDとmyogenin、殖抑制因子CDKIp21の発現が増加することを確認した。筋分化には細胞増殖と接触増殖抑制が必要である事が示唆された。また、臨床的に筋力増強が股関節装具の機能的運動能力改善に重要である事を明らかにした。平成23年度に、C2C12筋原細胞の筋分化におけるcommunity effectを、濃度差として16,000 cells/cm2と2,500 cells/cm2の間で明確に確認でき、その関連分子として,ドレブリン蛋白が同定された。これを基に,今年度は昨年度の推進予定どおり細胞密度に関連する運動因子autocrine motility factor (AMF)に着目して、AMFの観点からその分子の役割をいろいろな角度から解析したところ,ハイパーサーミアにおける細胞の運動能は,phagokinetic assay及びwound healing assayで抑制されることが明らかとなり、その細胞運動機能活性の低下はAMFの蛋白及びRNAメッセージの発現低下によって引き起こされていることが明らかとなった。本研究課題の主要な筋に分化する筋原細胞はC2C12細胞を用いる計画であったが,非常に稀な疾患で筋細胞と同じ間葉系である骨の間葉系幹細胞の異常増殖が病態であると考えられるGorham病の患者の組織採取ができたために,筋分化への異なったアプローチを目的にこの細胞培養に着手したが、長期培養株の確立には至らなかったものの,採取患者の経過が良好であったので、症例報告をすることができた。一方,23年度にリハビリテーションの臨床で、股関節の筋力の増強が関与する股関節装具の効果がTimed up and go (TUG)testに反映されることが明らかにしたが、本年度ではその一因として、罹患股関節の外施時に筋力増強効果を発現することを報告した。また、24年度には細胞密度に関連する運動因子autocrine motility factor (AMF)の分子発現の解析から、ハイパーサーミアにおける細胞の運動能抑制機構がAMFの発現抑制に関連することを明らかにした。一方、本研究課題の主要な筋に分化する筋原細胞はC2C12細胞を用いる計画であったが,非常に稀な疾患で筋細胞と同じ間葉系である骨の間葉系幹細胞の異常増殖が病態であると考えられるGorham病の患者の組織採取ができたために,筋分化への異なったアプローチを目的にこの細胞培養に着手したが、長期培養株の確立には至らなかった。本年度は,細胞密度を変化させて増殖関連分子と接着因子の発現変化を調べたが、有意に変化する分子種の同定には至らなかった。一方,23年度にリハビリテーションの臨床で、股関節の筋力の増強が関与する股関節の装具の効果がTimed up and go (TUG) testに反映されることが明らかにし、24年度ではその一因として、罹患股関節の外施時に筋力増強効果を発現することを見いだしたが、本年度は直接股関節周囲の筋力の変化を解析して筋力が増強する筋を明らかにした。また、筋活動は体の移動との関連(kinematics)で検討する必要があるために、上肢の前方挙上動作における体幹の筋活動を筋電図と3次元動作解析で検討したところ、挙上側と反対に回旋する事が確認され、挙上面を肩甲骨面に合わす様な機構の存在が示唆された。本結果は現在論文として作成中である。C2C12筋原細胞の筋分化におけるcommunity effectを確認するために、十分に分化が確認される濃度(1.6 x 104 cells/cm2)を基準に、4倍希釈し、4 x 103 cells/cm2、1 x 103 cells/cm2、2.5 x 102 cells/cm2、の4段階の細胞密度で培養皿に播き、3日間維持培養液で培養し、血清濃度を下げた分化誘導培養液に変えて筋分化の解析を実施した。免疫蛍光抗体法、immunoblot法には、抗Myosin Heavy Chain (MHC)抗体を用い、またMyogenin, MyoD遺伝子のmRNAの発現をPCR分析して筋の分化を解析した。さらにmicroarrayを用いてそのcommunity effectに関与する分子種を解析した。そしてその結果得られたドレブリン蛋白の発現を免疫蛍光抗体法、immunoblot法で確認して筋分化との関連を解析した。その結果、蛋白と遺伝子の発現から,第一に、細胞濃度の低下に依存して筋の分化誘導が抑制され,MHCの発現やMyogenin, MyoD遺伝子のmRNAの発現が抑制されることが明らかとなった。第二に、かつ神経関連分子のドレブリンの発現も変化することが明らかとなった。

以上のことにより、筋細胞の筋分化には細胞増殖に引き続き、密度の増大に伴い細胞増殖関連の遺伝子発現の抑制、おそらくcontact inhibitionが導かれて増殖抑制が導かれ,それに伴い筋分化関連遺伝子の発現が誘導されるということが分かった。さらに,その筋分化には神経関連分子のドレブリンが関与していることが解明された。23年度に細胞分化の異なる細胞密度を比較的容易に到達でき,その分化発現を複数の分子種で確認し,かつ関連分子として新規のドレブリンが確認できたことは当初の予定を計画以上に進展させた。貴重な症例からの筋原細胞の培養細胞確立には至らなかったが,community effectに関連するphenotypeとして運動能に着目して、AMFにターゲットを絞りその基礎的発現機構を解明したことは直接的なcommunity effectの関連の実証には至らなかったものの,計画どおりに進んでいるといえる。また、リハビリテーションの臨床で、股関節の装具を用いて股関節の筋力の増強メカニズムを明らかにしたことは,筋分化の臨床的目的である筋力増強機序の新たな展開を導き,臨床へのフィードバックの観点から本研究は計画以上に進展していると言える。当初、細胞分化の異なる細胞密度を比較するのに、その濃度の決定に数回のトライアルが必要であると考えていたところ、最初に試みた濃度を1.6 x 104 cells/cm2と2.5 x 102 cells/cm2で行ったところ、先ず解析に充分な質を保ったRNAが採取でき,かつ新規のドレブリンが関連分子として浮かび上がったこと、さらに抗ドレブリン抗体が本C2C12細胞にもよく作用して発現が明白になったことが,当初の予定を計画以上に進展させた理由である。また、リハビリテーションの臨床で、股関節の筋力の増強が関与する股関節の装具の効果がTimed up and go (TUG)testに反映されることが明らかになったことは,筋力増強効果の有効性を示したものであり,臨床へのフィードバックの観点からの成果も計画以上に進展していると言える。平成23年度でmicroarrayを用いて確立されたcommunity effectに関与する分子種の中で、ドレブリン以外の細胞接着、細胞骨格に関連するもの、あるいは可能性のある分子種での筋分化での蛋白、RNA messageの発現形態を確認し、引き続き筋分化のメカニズム解明にアプローチする。細胞密度では細胞の運動に大きく関連するので運動関連分子autocrine motility factor (AMF)の役割の解明を進めるとともに筋分化での直接的関連の解析を行う。また、リハビリテーションに有効な筋力増強効果をもたらす装具療法の解析を進め、臨床への還元の観点からのアプローチも進める。平成23年度でmicroarrayを用いて確立されたcommunity effectに関与する分子種の中で、ドレブリン以外の細胞接着、細胞骨格に関連するものを選択し、筋分化での蛋白、RNA messageの発現形態を確認し、筋分化のメカニズム解明に新しい分野からアプローチする。とくに、細胞密度では細胞の運動に大きく関連するので運動関連分子autocrine motility factor (AMF)の役割をいろいろな角度から解析を試みる。
多電子複雑系における電子移動の密度汎関数法と経路積分法による研究

平成7年度の成果は以下の通りである。(1)タンパク質の全電子波動関数を計算する密度汎関数法プログラムの開発とその実行開発したプログラムは以下の14の特徴を持つ。1.オブジェクト指向言語C_<++>によるコーディング。2.ガウス型基底関数を用いた密度汎関数法。3.解析的Xα法の採用。4.タンパク質の電子状態計算のための初期電子密度作成。これを用いてADの成果を得た。A.通常のワークステーション上で120残基のグリシンペプチド鎖の全電子波動関数計算を実行した。B.独自に大規模計算のためのアルゴリズムを工夫することによって、計算時間はグリシン残基数の1.7乗の依存性を達成した。ガラス型基底関数を用いた密度汎関数法を採用しているため、計算量では数式の上ではアミノ酸残基数の3乗であったが、これを大幅に改善することができた。C.積分計算のカットオフ法による高速化を検討した。この手法により、CPU時間のみならず、計算に使用するディスク容量も大幅に節約できることができる。D.積分計算およびSCFルーチンのパラレル化を検討した。パラレル化にもオブジェクト指向の技術を採用することで、従来までのプログラミング手法では困難であった、計算モデルと実行プログラム間のセマンティックギャップの解消、並列処理部と計算実行部との明示的な分離が達成されることが明らかとなった。(2)タンパク質内の酸化還元過程における状態遷移の予測チトクロムc_3の16個の酸化状態において実験データと適合するように状態間の遷移確率をパラメータとして割り振り、確率オートマトンの方法を用いて数値シミュレーションを行なった。その結果4つのヘム間の内部ホッピングが重要な因子であることが明らかとなった。(3)これらを高機能ワークステーション上で実行し、結果を可視化する統合環境の構築独自のグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)をグラフィックスツールAVS(Application Visual System)とツールキットOSF/Motifを用いて作成し、密度汎関数法の入力データの作成や計算結果の画像表示などがマウス操作で行なえるようになった。さらに汎用的なオブジェクト指向プログラム解析システムとタンパク質構造解析システムも作成した。
マイクロ成形によるフォトニックス結晶の高精度化・量産化方式に関する研究

フォトニック結晶を製造するための型となるPLZTの特性評価とフォトニック結晶の材料となる光硬化性樹脂を極微量充填する装置を組み込んだ成形装置の開発を行った。そこではPLZTを樹脂に埋め込んだ試作型を作製し、その特性を調査した。さらに位置決めを不要とする型の提案と樹脂充填量の制御を取り入れた新規の成形装置の設計を行い、試作した成形装置により実験を行った。その結果、百μm程度の三次元形状を積層することにより、複雑な形状を成形することに成功した。フォトニック結晶は、屈折率の異なる材料が光の半波長程度に周期的に配置された構造物である。この結晶の周期間隔や構造を変化させることにより光の透過・反射・屈折特性を制御できるため、光導波路等の光学部品として今後多くの需要が見込まれている。フォトニック結晶の構造(以後、フォトニック構造と呼ぶ)は、1次元、2次元、3次元構造の3種類があり、その周期形状は様々なものが提案されているが、シミュレーションにおいては解析できても作成は非常に困難となる場合がある。それはフォトニック構造が数百nmレベルの周期構造となるため、その作成が困難であり、いまだに作成技術が確立されていないことによる。現状においては、平板に加工された格子構造や球を積み上げて作成する組立法または自己集積による作成方法が提案されているが、作成コスト、作成時間、光学特性を変化させる機能性欠陥の作成が難しい等問題も多い。また、実用化の点においては量産可能な製造技術が望まれるところであるが、現状においては3次元フォトニック結晶の量産化方式は確立していない。そこで、平成20年度はフォトニック結晶を製造するための型となるPLZTの特性評価とフォトニック結晶の材料となる光硬化性樹脂を極微量充填する装置を組み込んだ成形装置の開発を行った。PLZTは照射する紫外線強度と照射時間により最大変位4μmの範囲で制御可能である。現在、成形装置に樹脂充填装置を取り付け、動作試験をしている段階であり、次年度に装置の完成を目指している。本年、平成21年度はPLZTを樹脂に埋め込んだ試作型を作製し、その特性を調査した。また、高精度の位置決めや樹脂充填量の制御を取り入れた新規の成型装置の設計を行っている。平成21年度はPLZTを樹脂に埋め込んだ試作型を作製し、その特性を調査した。平成22年度は21年度の研究をもとに位置決めのいらない型の提案と樹脂充填量の制御を取り入れた新規の成形装置の設計を行い、試作した成形装置により実験を行った。
中枢神経疾患における神経性グルタミン酸トランスポーターの役割

グルタミン酸トランスポーターはてんかん、脳虚血及び神経変性疾患等、種々の神経疾患において興奮毒性から神経細胞を保護する役割があると考えられている。我々は神経性グルタミン酸トランスポーターEAAC1(EAAT3)の発現が脳低酸素・虚血やてんかんにおいてダイナミックに変化することを報告してきた。すなわち、新生児ラット脳低酸素・虚血モデルにおいてEAAC1は梗塞境界領域(ペナンブラ)の神経細胞に高発現しており、低酸素・虚血刺激で誘導される可能性が示唆された。カイニン酸投与ラットてんかんモデルでは、痙攣重積後に大型錐体神経細胞のEAAC1が一過性に形質膜からゴルジ体に移動していた。このような現象はヒトてんかん組織である皮質異形成のdysplastic neuronにおいても同様に観察された。EAAC1の細胞内局在変化は細胞内への過剰なグルタミン酸の取り込みを防ぐことにより神経細胞の保護に重要と考えられた。さらに、EAAC1蛋白の細胞内局在変化のメカニズムを明らかにするため培養系においてGFP遺伝子を導入したEAAC1を用いてその機能を調べている。本年度は、ヒトてんかん疾患のうち皮質異形成と海馬硬化症例において、グルタミン酸トランスポーターの発現を免疫組織化学的に検討した。皮質異形成のdysplastic neuronにおいて、EAAC1の細胞内局在の変化が観察された。ラットモデルではカイニン酸投与てんかんラットを作製し、EAAC1蛋白とmRNAの経時的変化を調べた。カイニン酸投与後6時間に大脳錐体細胞においてEAAC1mRNAは発現が低下し蛋白はゴルジ体周囲への集積が認められ、蛋白の移動によりグルタミン酸取込みが調節されている可能性があると考えられた。カイニン酸投与後1週間以降では扁桃体外側と視床内側に発現の低下がみられた。以上の結果の一部をSociety for Neuroscience 31st Annual Meeting(Furuta, A et al., abstract815.5, Nov 14,SanDiego)で発表し、現在論文投稿準備中である。また、宮崎医科大学産婦人科、池田先生らのグループとの共同研究により、新生児ラット脳低酸素・虚血モデルにおいてグルタミン酸トランスポーターの変化を調べたところEAAC1がpenumbra領域の神経細胞に高発現していることが判明し、低酸素虚血刺激により誘導される可能性が示唆された(Fukamachi, Setal. Dev Brain Res2001)。来年度も引き続きヒト外科切除材料やラットモデルで得られた知見を解析し発表するとともに、培養細胞を用いてEAAC1の機能的側面を明らかにしていきたいと考えている。
太陽系の誕生から地球大気の形成に到る揮発性元素(窒素、炭素、水素)の挙動の研究

窒素、炭素、水素などの量と同位体比を使って大気の起源を明らかにするために、岩石試料中の窒素の量と同位体比を行なうためのシステムを製作し、隕石中の窒素の測定を行なうことが、本年度の目標であった。このシステムのハードウェアはすでに完成した。このシステムは岩石を加熱して窒素をN_2の分子にし、同時に出てくるH_2O、CO_2などの除去をする窒素精製装置と質量分析機から成る。四重極質量分析機が質量分析にスタティックに用いられている。これによって高感度でかつ、速く測定することができる。この分析機は質量の分解能が良くないので、窒素(質量数28、29で測定する)のピークに、一酸化炭素と炭化水素のピークがかぶってしまう。そこで我々は周辺のピーク26、30も測定することにより、一酸化炭素と炭化水素の補正を行なうことを考え、これに成功した。一方、窒素精製装置の方は、いかにしてサンプル以外から出る窒素の量を少なくするかが問題であったが、先日試験的に行なった測定ではほぼ満足のいく結果が得られている。これにより世界で最高のシステムにひけをとらない感度を持つシステムができ上がった。このシステムはごく最近完成したものなので、まだ発表できるデータは持っていない。来年度は種々の隕石、地球の試料の測定を行なう予定である。地球の試料としては、海底玄武岩、ダイアモンドなどを考えている。さらに現在、岩石試料中の炭素の測定を高感度で行なうことを考えている。同じ試料からの窒素、炭素を高感度で測定するシステムは、もし完成すれば世界初のものであり、揮発性元素の研究の発展に大いに貢献すると考えられる。微惑星中の揮発性元素の挙動については、コンピューター・シミュレーションで研究する。特に隕石のデータをもとにして、窒素の量と同位体比がどの様に変化するかを研究する予定である。