hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ファジィ連想記憶を用いた感覚駆動型インターフェースの構築

1.理論基礎検討(1)連想記憶方式の基本的考え方を調査すると同時に,オントワジーの基本的考え方および応用事例の調査を行い,ファジィ集合による両者の融合方式について検討した.その際特に下記の観点で成果を得た.・双方向連想記憶以外の連想機構の導入:CFSにおいて概念同士の説明関係をうまく表現するためホップフィールドニューラルネットの使用を試み,断片知識同士の分離性,層状に制約されない知識表現の可能性を確認.・順序性の導入手法:クロックの推移をノードに割り当てることにより,時間を表現できることを確認した.(2)テキストによる概念の表現方式とマッチング方式およびパターン情報とシンボル情報のマッチング方式.2.プロトタイプシステムの開発以下の応用領域における,プロトタイプシステムを開発し,いずれも人間の感覚により近い結果を得られることを確認した.(1)番組推薦:デジタルTV放送において視聴者が過去に見た番組のEPG(Electric Program Guide)に含まれる重要語から視聴者の好みをオン下ロジー内に学習により形づくり,新しく視聴候補となる番組の選好度を求め番組推薦を行う.(2)音楽検索:手紙文からその雰囲気をオントロジーを用いて認識し,それに近い雰囲気の曲を選択する.(3)検索エンジン:「冬」「スポーツ」といったキーワード入力から「スキー」や「スケート」といった具体的概念を含むホームページにまで検索対象を拡張.またスコアリングを伴った検索を行う.(4)文書分類:文章中に直接含まれる単語の出現頻度による類似性評価ではなく,間接的な語に置き換え,概念的な距離を測ることにより,より人間の感覚に近い分類を行う.(5)画像検索:感覚的表現のキーワード(例:ゴージャス)からの,花の画像検索プロトタイプシステムを構築た.その結果,人間の感覚にあった検索が行われることが確認された.1.理論基礎検討(1)連想記憶方式の基本的考え方を調査すると同時に,オントワジーの基本的考え方および応用事例の調査を行い,ファジィ集合による両者の融合方式について検討した.その際特に下記の観点で成果を得た.・双方向連想記憶以外の連想機構の導入:CFSにおいて概念同士の説明関係をうまく表現するためホップフィールドニューラルネットの使用を試み,断片知識同士の分離性,層状に制約されない知識表現の可能性を確認.・順序性の導入手法:クロックの推移をノードに割り当てることにより,時間を表現できることを確認した.(2)テキストによる概念の表現方式とマッチング方式およびパターン情報とシンボル情報のマッチング方式.2.プロトタイプシステムの開発以下の応用領域における,プロトタイプシステムを開発し,いずれも人間の感覚により近い結果を得られることを確認した.(1)番組推薦:デジタルTV放送において視聴者が過去に見た番組のEPG(Electric Program Guide)に含まれる重要語から視聴者の好みをオン下ロジー内に学習により形づくり,新しく視聴候補となる番組の選好度を求め番組推薦を行う.(2)音楽検索:手紙文からその雰囲気をオントロジーを用いて認識し,それに近い雰囲気の曲を選択する.(3)検索エンジン:「冬」「スポーツ」といったキーワード入力から「スキー」や「スケート」といった具体的概念を含むホームページにまで検索対象を拡張.またスコアリングを伴った検索を行う.(4)文書分類:文章中に直接含まれる単語の出現頻度による類似性評価ではなく,間接的な語に置き換え,概念的な距離を測ることにより,より人間の感覚に近い分類を行う.(5)画像検索:感覚的表現のキーワード(例:ゴージャス)からの,花の画像検索プロトタイプシステムを構築た.その結果,人間の感覚にあった検索が行われることが確認された.1.理論基礎検討連想記憶方式の基本的考え方を調査すると同時に,オントロジーの基本的考え方および応用事例の調査を行い,ファジィ集合による両者の融合方式について検討した.2.典型的な応用領域での課題抽出(1)テキスト同士のマッチングによる情報検索:典型的な応用事例として,デジタルTV放送での視聴者の好みの学習と番組推薦,サーチエンジン,文書の自動分類を取り上げ,テキストによる概念の表現方式とマッチング方式について検討した.(2)パターンと言語とのマッチングによる情報検索:典型的な応用事例として,音楽検索,画像検索,自動車の運転者の断片的挙動からの意図の推論を取り上げ,パターン情報とシンボル情報の融合処理に関する課題を検討した.3.基本的知識処理フレームワークの検討および検証テキストで記述された対象同士をオントロジーを経由して間接的にマッチングする方法が有効であると判断しその処理の基本的な考え方をまとめた.また,パターン情報をプリミティブなシンボルの記述に変換しさらに上位のシンボルに段階的に結び付け全体を統合処理する方法が有効であると判断しその処理の基本的な考え方をまとめた.上記事例,「デジタルTV放送での視聴者の好みの学習と番組推薦」において,視聴者が過去に見た番組のEPG(Electric Program Guide)に含まれる重要語から視聴者の好みをオントロジー内に学習により形づくり,新しく視聴候補となる番組の選好度を求める方法を提案した.またその成果を,SMC'99及びAROB'00で発表した.また事例「音楽検索」では,手紙文からその雰囲気をオントロジーを用いて認識し,それに近い雰囲気の曲を選択する方法を提案した.またその結果をFUZZ-IEEE'99で発表した.1.知識処理フレームワークの提案(1)連想記憶・双方向連想記憶以外の連想機構の導入CFSにおいて概念同士の説明関係をうまく表現するためホップフィールドニューラルネットの使用を試み,断片知識同士の分離性,層状に制約されない知識表現の可能性を確認した.・論理性、順序性、などの導入手法検討

クロックの推移をノードに割り当てることにより,時間を表現できることを確認した.(2)オントロジーとの融合:オントロジーの満たすべき要件とCFSによる知識表現との両立について検討した.2.応用領域におけるプロトタイプシステムの開発(1)テキスト同士のマッチング(1)検索エンジン「冬」「スポーツ」といったキーワード入力から「スキー」や「スケート」といった具体的概念を含むホームページにまで検索対象を拡張できることを確認した.(2)文書分類本手法により,直接含まれる単語による類似性評価ではなく,間接的な語に置き換え,概念的な距離を測ることにより,より分類結果が人間の感覚に近づくことを確認した.(2)パターンと言語のマッチング(1)画像検索感覚的表現のキーワード(例:ゴージャス)からの,花の検索プロトタイプシステムを構築した.その結果,人間の感覚にあった検索が行われることが確認された.(1)異常センサー自動車の運転において,運転者の挙動からその意図を予測し,ミスを発見する運転支援システムを想定し,プロトタイプを開発すると同時にシミュレーションによってその有効性を示した.
援助要請のダークサイド

助け合いを活性化するためには、援助要請(困っている人が自ら他者に援助を求めること)を推奨・促進することが有効であると従来は考えられてきた。しかし、援助要請を過度に推奨・促進することで、過剰な援助要請まで促進されたり、日本的な社会文化的規範からの逸脱による悪影響が生じたり、自己責任論の拡張解釈が生じることによって逆に援助授受が抑制される、などの諸問題が副作用的に生じる可能性も考えられる。そこで本研究では一連の実証研究を通じて、これらの論点について検証する。
入札制度の競争性確保と公共工事の品質維持の両立に関する学際的研究

1990年代以降に社会問題となった入札談合は、多くの公共部門で入札制度改革を促してきた。本研究は、これまでに行われてきた入札制度改革の実態と特徴を探ると共に、この改革の意味について学際的な視点から分析を行ってきた。そこでは、主として入札談合を抑止する仕組みがもたらす効果、総合評価方式(価格以外の要素を考慮する入札方法)導入の効果と意味、入札者(建設業者)間の建設技術をめぐるコーディネーションがもたらす効果に関する諸研究を通じて、この制度改革が持つ意味について学術的な検討が行われた。本研究課題は、(1)入札制度の競争性の向上と建設生産物の品質の関係に関する研究、(2)工法協会の活動と入札の競争性・建設生産物の品質との関係に関する研究、(3)入札制度の競争性の向上が地域経済・中小企業経営に与える効果に関する研究、の3つの課題で構成されている。平成20年度においては、主として(1)の課題を田中・林・花薗、(2)の課題を田中・笹原、(3)の課題を佐竹・林が担当するという役割分担を行い研究活動に従事してきた。課題(1)に関しては、林・田中が最近の入札制度改革の現況を探りながら、この制度改革に対する法と経済学からの接近を試みた。そこでは、指名競争・一般競争・総合評価の各入札方式の採用状況の調査が行われると共に、それらが入札制度の競争性に及ぼす効果について検討された。加えて、指名競争と総合評価の入札制度間の選択が事後的な検査体制のあり方に大きく依存することが示されている。花薗は総合評価方式に関して、現在経済理論的な観点からのモデル分析の検討途上にある。課題(2)では、田中が建設業界(アンカー技術分野)における共同研究開発の特徴と工法協会のあり方との関係を研究する作業に着手している。現在のところ、共同研究開発の特徴と工法協会の活動実態についてはある程度明らかにされてきているが、これら両者の関係やこの関係が入札制度に及ぼす効果については、笹原と共に研究途上にある。課題(3)では、佐竹が特に兵庫県における建設企業のケーススタディを通じて、とりわけ中小建設企業に対する入札制度改革の効果について検討を行い、これらの改革に対応していくに当たって企業の存立基盤強化の必要性の指摘を行った。これらの検討は、林にフィードバックされ、現在入札制度が地域経済に与える効果を探る作業の検討に着手している。課題(1)に関しては、前年度の研究に引き続き、林・田中が発注者の採用する入札方式の選択に関する法と経済学からの接近を行い、入札方式選択が競争性の程度やenforcementの態様に依存することを示した。また、花薗は総合評価(除算)方式に関する理論モデルを構築し、入札者に与える価格競争・品質向上インセンティブが入札者のタイプによって異なることを明らかにした。課題(2)では、田中・笹原が建設業界(アンカー技術分野)における工法協会の存立理由が、工法開発企業と施工企業の垂直的関係から生じる外部性を内部化する点にあることを示した上で、工法協会加盟企業間の関係が入札制度をめぐる競争性や建設技術に対する研究開発に大きな影響を与えうることを示した。課題(3)では、佐竹が、中小企業の存立基盤についての検討を行い、中小企業の存立基盤強化に対する中小企業政策の役割について分析を行った。これらの分析はフィードバックされて、入札制度が地域経済に与える効果を探る作業の検討に活かされている。平成22年度においては主に上記(1)の課題を中心に、各メンバーがその役割分担に応じて研究活動を行ってきた。具体的には、田中・林が、前年度末に行った地方自治体へのアンケート調査をベースにして、日本における官製談合の成立メカニズムを論じた上で、この種の談合を抑止するために効果的な政策装置の手段について実証的な分析を行った。加えて、前年度の研究に引き続いて、発注者の採用する入札方式の選択に関する法と経済学からの接近を行い、アンケート調査の対象とされた地方自治体による総合評価方式の選択が競争性の程度と事務的コストに依存することを示した。また、花薗は総合評価方式の実行に際して、専門家や実務家が建設プロジェクトをどのように評価していくべきかについて、情報伝達と組織デザインの観点から分析を行った。

さらに、前年度からの研究を継続し、総合評価方式における除算方式・加算方式が効率性の観点から異なったパフォーマンスをもたらしうることを厳密な理論モデルを通じて明らかにする作業を行った。佐竹は、建設中小企業が直面する景況の実態を分析することを通じて、入札制度が地域経済に与える効果を探る作業の検討を行った。また、笹原は田中と共に行った工法協会の役割についての研究を継続し、そのとりまとめについて検討する作業を行った。なお、こうしたメンバーの研究の成果の一部は、国際学会(IPPC2010)において報告され、また淡路島で行ったワークショップの形態でも紹介された。
フッ素修飾による疎水性メソ空間の創製と環境汚染物質の高度濃縮・光触媒分解

メソ多孔質シリカ、ゼオライトの表面または骨格にフッ素イオンを修飾することにより、有機物の吸着濃縮に適した疎水性表面を有するメソ多孔質シリカ、ゼオライトを創製した。これを触媒担体とし酸化チタン光触媒と組み合わすことにより、水中に希薄に拡散している有機汚染物質(プロパノール、フェノール)を高度に吸着濃縮し、さらに光触媒反応により効率よく酸化分解する環境浄化システムを開発した。環境ホルモン、有機ハロゲン化物、シックハウス症候群の原因となるアルデヒド、色素廃液、畜産糞尿廃液など、実際に問題になっている環境汚染有機物質の省エネプロセスでの濃縮分解を試みることで、開発した疎水性吸着剤/光触媒系の実用への可能性と問題点を検討し、改良を試みた。吸着剤の高性能化を目指して、細孔径の異なる細孔を有するメソ多孔質シリカ、ゼオライトを調製し、その表面をFイオンにて疎水化することにより、より大きなサイズを有する汚染物質の濃縮分解無害化を試みた。また、酸化チタン光触媒を細孔内だけでなくシリカ骨格構造に組み込んだ配位構造の異なる四配位酸化チタン種を設計し、その反応性の検討を行った。配位構造の異なる四配位酸化チタン種が高い光触媒活性を発揮することを見出した。一方、C、Vドープなどを利用して、可視光応答性がある光触媒を調製すべく改良を試みた。これら、ドープした金属イオン種の配位構造は放射光を利用するXAFS測定などにより解析し、孤立高分散状態で添加されていることを明らかにした。メソ多孔質シリカの表面または骨格にフッ素イオンを修飾することにより、有機物の吸着濃縮に適した疎水性表面を有するメソ多孔質シリカを新たに創製することを試みた。これを触媒担体とし酸化チタン光触媒と組み合わすことにより、環境ホルモンやダイオキシンなど環境内に希薄に拡散している有機汚染物質を高度に吸着濃縮し、さらに光触媒反応により効率よく酸化分解する環境浄化システムを開発した。本年度の研究では、1)フッ素イオン修飾による新規疎水性メソ多孔質シリカの創製、2)酸化チタン光触媒との複合化、3)開発した吸着剤/光触媒系の濃縮作用と光触媒作用の評価、を段階的に行った。フッ素イオン修飾の手法として、メソ多孔質シリカ合成時に構造規制剤のテンプレートにフッ素を含有した有機化合物を混合する方法、フッ素を含む無機塩を混合する方法、フッ素を含む溶媒中での合成を試みる方法などを試み、その最適条件を探索した。合成した疎水性メソ担体にポストシンセシス的に光触媒を固定化する手法として、平衡吸着法、CVD法、単原子層析出法などを試みた。また、ゾル-ゲル法類似の手法を適用し、メソ多孔質シリカ合成時に酸化チタン種を骨格に組み込む試みを行い、触媒調製の最適化を検討した。開発した吸着剤/光触媒系の選択吸着・濃縮作用の評価には、水分子や有機分子についての選択的ガス吸着測定、TPD測定、表面OH基のIR観察などを通して行った。開発した吸着剤/光触媒系の光触媒作用の評価には、空気や水中の希薄に拡散した有機汚染物質のモデル反応として、有機ハロゲン化物、芳香族有機化合物、アルデヒド類、環境ホルモンのモデル化合物の酸化分解反応を検討した。メソ多孔質シリカの表面または骨格にフッ素イオンを修飾することにより、有機物の吸着濃縮に適した疎水性表面を有するメソ多孔質シリカを新たに創製した。

吸着剤の高性能化を目指して、細孔径の異なるメソ細孔を有するメソ多孔質シリカを調製し、その表面を疎水化することにより、より大きなサイズを有する汚染物質の濃縮分解無害化を試みた。また、メソ多孔質シリカの表面疎水性をさらに高め、有機汚染物質の濃縮能を向上させるために、前年度行ったFイオンの添加以外に、Nイオン、Sイオン、C原子のシリカ骨格内への組み込みを試みた。酸化チタン光触媒をメソ細孔内だけでなくシリカ骨格構造に組み込んだ配位構造の異なる四配位酸化チタン種を設計し、その反応性の検討を行った。配位構造の異なる四配位酸化チタン種が高い光触媒活性を発揮することを見出した。一方、すでに申請者等が実績を積んでいる金属イオン注入法などを利用して、可視光応答性がある光触媒を調製すべく改良を試みた。メソ多孔質シリカ、ゼオライトの表面または骨格にフッ素イオンを修飾することにより、有機物の吸着濃縮に適した疎水性表面を有するメソ多孔質シリカ、ゼオライトを創製した。これを触媒担体とし酸化チタン光触媒と組み合わすことにより、水中に希薄に拡散している有機汚染物質(プロパノール、フェノール)を高度に吸着濃縮し、さらに光触媒反応により効率よく酸化分解する環境浄化システムを開発した。環境ホルモン、有機ハロゲン化物、シックハウス症候群の原因となるアルデヒド、色素廃液、畜産糞尿廃液など、実際に問題になっている環境汚染有機物質の省エネプロセスでの濃縮分解を試みることで、開発した疎水性吸着剤/光触媒系の実用への可能性と問題点を検討し、改良を試みた。吸着剤の高性能化を目指して、細孔径の異なる細孔を有するメソ多孔質シリカ、ゼオライトを調製し、その表面をFイオンにて疎水化することにより、より大きなサイズを有する汚染物質の濃縮分解無害化を試みた。また、酸化チタン光触媒を細孔内だけでなくシリカ骨格構造に組み込んだ配位構造の異なる四配位酸化チタン種を設計し、その反応性の検討を行った。一方、C、Vドープなどを利用して、可視光応答性がある光触媒を調製すべく改良を試みた。これら、ドープした金属イオン種の配位構造は放射光を利用するXAFS測定などにより解析し、孤立高分散状態で添加されていることを明らかにした。
擬似細胞と微粒子間の相互作用の直接観測とモデリング

巨大な脂質二分子膜小胞(ジャイアントベシクル)と固体粒子間の相互作用力について、原子間力顕微鏡による直接測定と計算機によるモデリングを行った。その結果、粒子の表面物性は粒子・ジャイアントベシクル間の相互作用力に大きく影響することが明らかになった。特に、疎水性表面をもつ粒子では、ジャイアントベシクル表面から粒子を引き離す時、階段状のフォースカーブが得られた。このようなフォースカーブは、生細胞・粒子間の相互作用力でも観察された。生体膜の主な構成物質であるリン脂質は、水溶液中で自己会合し、脂質二分子膜小胞(リポソーム)と呼ばれるベシクル構造をとる。ベシクルは実際の細胞膜と類似した組成・構造を持ち、その大きさは数十nm数百μmである。ベシクルは、細胞膜の単純なモデルとしてだけではなく、医薬品、食品、化粧品などに広く用いられている。このような製品の製造プロセスまたは物性評価において、固体表面へのベシクルの付着現象を理解することは極めて重要である。そこで本研究では、ベシクル・粒子間の相互作用力の直接測定を原子間力顕微鏡(AFM)により行った。中性リン脂質として、DOPC(dioleoyl phosphatidylcholine)を用いた。粒子として、カーボン粒子(表面が疎水性)、およびシリカ粒子(表面が親水性)を用いた。DOPC分子が溶解した水溶液中において、疎水性のカーボン粒子表面に対して、DOPC分子がその疎水鎖を表面に向けて親水基を水溶液側に向けるように吸着することにより、DOPCの単分子吸着層を形成していた。この吸着層の存在により、カーボン粒子・ベシクル間には、両表面を引き離す時に引力すなわち接着力が観察された。一方、親水性のシリカ粒子表面に対して、DOPCは吸着層を形成しなかった。そのため、シリカ粒子・ベシクル間には、両表面を引き離す時にも斥力のみが生じ、接着力は観察されなかった。生体膜の主な質であるリン脂質は、水溶液で自己会合し、脂質二分子膜小胞(リボソームと呼ばれるベシクル構造をとる。本年度は、前年度にAMF測定した巨大ベシクル-粒子間の相互作用力と比較するため、同じ粒子(カーボン粒子、シリカ粒子)を用いて生細胞一粒子間の相互作用力のAFM測定を行った。生細胞表面から各粒子を引き離す時、階段状のフォースカーブが得られた。これは、生細胞表面と粒子表面との脱着が一気に起こるのではなく、段階的に起こることを示唆している。このフォースカーブを詳細に解析すると、近距離(<35μm)では急な階段に相当するJステップ、遠距離(>35μm)では緩やかな階段に相当するTステップが見られた。「1段当たりの高さ」に相当する接着力の平均値は、JステップとTステップとも3540pNでほぼ同じであった。一方、「1段当たりの水平距離」に相当する粒子の移動距離間隔は、Jステップで数十nmと短く、Tステップでは、13μmと長かった。この階段状のフォースカーブは、カーボン粒子・ベシクル間でも観察されている。今後は、このようなフォースカーブをさらに観測・解析することにより、生細胞とベシクルの脱着挙動をより詳細に検討することが課題になるであろう。巨大ベシクル-微粒子間接着のモデリングを目的として、我々が世界に先駆けて開発した「陰溶媒モデルによる界面活性剤水溶液系の大規模な分子シミュレーション手法」をさらに発展させることを試みた。
嗅覚神経系の髄鞘形成グリア細胞がもつ神経再生促進機能の分子生物学的研究

末梢神経に比べ中枢神経の軸索再生は困難である。しかし嗅覚ニューロンは日常的に死滅と新生を繰り返し、新生ニューロンからは新しい軸索が嗅脳に伸びてシナプスを形成する。この特殊な軸索再生能は髄鞘を形成するユニークなグリア細胞(olfactory ensheathing glia : OEG)が担っており、損傷後の脊髄に移植すると著明な軸索再生促進効果を示すことから医学的応用が強く期待されている。本研究はOEGのどのような性質(分子あるいは機能)がこの能力と関わっているのかを解明することにある。これまでにDNAマイクロアレイ解析でOEGに特異的な分子を見つけようとしたが純粋なOEGを十分量確保することは困難であった。そこで嗅脳組織のなかのOEGの分布密度の高い部位(Or)と低い部位(ニューロンの多い部位、Nr)を分離して採取し、両者の間でDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、マトリックスメタロプロテイナーゼ14(MMP14)とMMPの組織内阻害物質3(Timp3)の発現がOrで高くNrで低いことを見出した。培養OEGでもこれらの遺伝子は高い発現レベルで発現していた。そこで他のMMPも含めて純粋なOEGでの発現を調べたところMMP10がOEGにほぼ特異的に発現していることが判明した。MMPは28種類ものファミリー分子からなる細胞外エンドペプチダーゼ群であり、細胞移動や軸索伸長およびシナプス可塑性にも関与すると考えられている。そこで我々は、MMPとその阻害物質であるTimpの発現制御によってOEGの軸索ガイド能が調節されているのではないかという考えに到達した。今後はMMPやTimp発現遺伝子やその発現阻害遺伝子をOEGのほかシュワン細胞やアストロサイトなどに導入し軸索ガイド能力への効果を調べることによりこの仮説を証明するべく努力する所存である。末梢神経に比べ中枢神経の再生は困難であり内在的要因や微小環境が問題視されている。嗅覚ニューロンは日常的に死滅と新生を繰り返し、新生ニューロンは新しい軸索を嗅脳の定位置に伸ばしシナプスを形成する。この軸索再生は髄鞘を形成するユニークなグリア細胞(olfactory ensheathing glia : OEG)が担っている。本研究はOEGの機能に直結する特異的な遺伝子またはタンパク質を同定することを最終目標にしている。本年度はまず、成熟ラット嗅脳から純粋にOEGを培養する方法を確立した。嗅脳の培養細胞にはOEGのほかアストロサイトやニューロンが多数含まれている。そこでOEG表面に発現するp75に対する抗体を結合したビーズにOEGを選択的に結合させ、ほぼ純粋なOEG集団を得ることができた。OEGは形態的にシュワン細胞に類似しており、加えて細胞移動能の高い細胞であった。このOEGの易移動能と軸索再生能との間には何らかの関連性があるものと推定された。OEGとシュワン細胞はいずれも軸索再生を引き出す能力をもつが中枢性、末梢性の違いがある。そこでポリアクリルアミドゲルニ次元電気泳動を行って、両細胞の発現タンパク質パターンを比較した。その結果、OEGで増加している19個のスポットと、減少している12個のスポットを観察した。現在、差の顕著な数個のスポットについてタンパク種の同定のためトフーマススペクトルで解析中である。さらに、OEGの存在密度の高い嗅脳領域と低い同領域からmRNAを調製し、OEGに特異的に発現する遺伝子を同定するため、現在cDNAアレイ解析を実施している。末梢神経に比べ中枢神軽の軸索再生は困難であり、内在的要因や微小環境の違いが問題とされている。しかし嗅覚ニューロンは日常的に死滅と新生を繰り返し、新生ニューロンからは新しい軸索が嗅脳の定位置に伸長しシナプスを形成する。この特殊な軸索再生能は髄鞘を形成するユニークなグリア細胞(olfactory ensheathing glia:OEG)が担っており、損傷脊髄に移植すると著明な損傷修復効果が認められることから、医学的応用が期待されている。本研究はOEGの機能に直結する分子基盤を解明することを目標にしている。昨年度確立したOEGの純粋培養法を駆使して本年度は、OEGの軸索再生能と関連が深い、1)神経栄養因子の産生能、2)細胞運動能とその制御機構を検討し、OEGに特異的に発現する分子を同定するため、3)DNAマイクロアレイ解析、プロテオーム解析を実施した。その結果、1)神経栄養因子と受容体は、NGF、GDNFのmRNA発現は認められたが、BDNF、NT-3のmRNAは検出できなかった。一方、神経栄養因子の受容体についてはp75とTrkc、GFRα1mRNAだけが発現しており、OEGはNT-3とGDNFに選択的に応答することが示唆された。2)OEGはアストロサイトと比較して運動量の大きな細胞であり、運動量はNT-3の作用で減少し、細胞内cAMPを上昇させるforskolin処理に伴って減少した。すなわちOEGの運動量は外的刺激や細胞内の特定シグナル伝達で調節されることが示唆された。3)OEGのDNAマイクロアレイ解析、プロテオーム解析は現在進行中である。OEGに特異的で、軸索再生や細胞運動に関係する分子の同定が期待される。

この特殊な軸索再生能は髄鞘を形成するユニークなグリア細胞(olfactory ensheathing glia : OEG)が担っており、損傷後の脊髄に移植すると著明な軸索再生促進効果を示すことから医学的応用が強く期待されている。本研究はOEGのどのような性質(分子あるいは機能)がこの能力と関わっているのかを解明することにある。これまでにDNAマイクロアレイ解析でOEGに特異的な分子を見つけようとしたが純粋なOEGを十分量確保することは困難であった。そこで嗅脳組織のなかのOEGの分布密度の高い部位(Or)と低い部位(ニューロンの多い部位、Nr)を分離して採取し、両者の間でDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、マトリックスメタロプロテイナーゼ14(MMP14)とMMPの組織内阻害物質3(Timp3)の発現がOrで高くNrで低いことを見出した。培養OEGでもこれらの遺伝子は高い発現レベルで発現していた。そこで他のMMPも含めて純粋なOEGでの発現を調べたところMMP10がOEGにほぼ特異的に発現していることが判明した。MMPは28種類ものファミリー分子からなる細胞外エンドペプチダーゼ群であり、細胞移動や軸索伸長およびシナプス可塑性にも関与すると考えられている。そこで我々は、MMPとその阻害物質であるTimpの発現制御によってOEGの軸索ガイド能が調節されているのではないかという考えに到達した。今後はMMPやTimp発現遺伝子やその発現阻害遺伝子をOEGのほかシュワン細胞やアストロサイトなどに導入し軸索ガイド能力への効果を調べることによりこの仮説を証明するべく努力する所存である。
アイスホッケーにおける勝敗決定要因の導出

研究の目的:戦略的スポーツでは,統計データを基にした戦略立案が望まれるが,国内のアイスホッケーにおいては,戦略分析・立案は実績ある選手の経験に依るものが多く,必ずしも統計データなどの裏づけとともに語られていない.本研究は,チームごとのシュートパターンの傾向・フォーメーション分析のための基礎データを収集する.継続的なデータ収集のために,ソフトウェアの開発や,データベース化に向けた内部表現などの検討を行う.研究の方法:同レベルのチームが集まる試合をビデオ撮影し,その映像をもとに各種統計データを分析する.研究成果:1.苫小牧市で開催された第3回全国高校選抜アイスホッケー大会の全ての試合をビデオ撮影し,映像データとして蓄積した.2.試合ごとに得点時のシュート位置・シュートコース・アシストコースを手作業で記録した.現在は紙ベースでの蓄積であるが,今後の有効利用のため,あるいは大容量化への対応のため,作成したチャートのデジタル化移行作業を進める.3.システムの進化による得点シーン減少傾向にもかかわらず得点を挙げられる要因は,システムの問題に限定できない可能性を見出した.眼球運動などの生理現象等にも注目し,パスの方向(右→左/左→右)による得点シーンの偏りなど,いくつかの項目に注目して試験的な集計を進めている.4.全国大会の運営ノウハウを観察し,地元リーグでの運営に取り入れるとともに,IT技術の積極利用を進め,記録作業の電子化・省力化,記録の自動公開,メディアとの連携強化による広報活動など,関係各所を一体化させた運営形態の実験を開始した.研究の目的:戦略的スポーツでは,統計データを基にした戦略立案が望まれるが,国内のアイスホッケーにおいては,戦略分析・立案は実績ある選手の経験に依るものが多く,必ずしも統計データなどの裏づけとともに語られていない.本研究は,チームごとのシュートパターンの傾向・フォーメーション分析のための基礎データを収集する.継続的なデータ収集のために,ソフトウェアの開発や,データベース化に向けた内部表現などの検討を行う.研究の方法:同レベルのチームが集まる試合をビデオ撮影し,その映像をもとに各種統計データを分析する.研究成果:1.苫小牧市で開催された第3回全国高校選抜アイスホッケー大会の全ての試合をビデオ撮影し,映像データとして蓄積した.2.試合ごとに得点時のシュート位置・シュートコース・アシストコースを手作業で記録した.現在は紙ベースでの蓄積であるが,今後の有効利用のため,あるいは大容量化への対応のため,作成したチャートのデジタル化移行作業を進める.3.システムの進化による得点シーン減少傾向にもかかわらず得点を挙げられる要因は,システムの問題に限定できない可能性を見出した.眼球運動などの生理現象等にも注目し,パスの方向(右→左/左→右)による得点シーンの偏りなど,いくつかの項目に注目して試験的な集計を進めている.4.全国大会の運営ノウハウを観察し,地元リーグでの運営に取り入れるとともに,IT技術の積極利用を進め,記録作業の電子化・省力化,記録の自動公開,メディアとの連携強化による広報活動など,関係各所を一体化させた運営形態の実験を開始した.
コレシストキニンB受容体蛋白による軸索伸長効果

末梢神経損傷により神経細胞は励起状態となる。更に二度目の損傷が加わると軸索再生が著しく促進する現象はconditioning効果と呼ばれ、中枢神経再生の鍵と考えられている.今回, conditioningによりマウス後根神経節で発現が10倍以上上昇する遺伝子CCKBRの神経再生への関与について検討した.CCKBRアンタゴニスト投与による坐骨神経損傷後の後根神経節培養神経細胞での喪失実験において軸索伸長が180μmから65μm,発芽率が20%から4%に有意に抑制され, CCKBRのconditioning効果への関与が示唆された。【コレシストキニンB受容体蛋白の局在実験】正常のL3-5の後根神経節と,坐骨神経損傷5日後の同側のL3-5後根神経節を摘出し,正常群,坐骨神経損傷群の2群で抗コレシストキニンB受容体抗体を用いて,そのコレシストキニンB受容体蛋白の局在を調査したところ,コレシストキニンB受容体蛋白は後根神経節神経細胞の細胞膜に発現し,坐骨神経損傷5日後に発現が増強されていた.【坐骨神経損傷モデルを用いた遺伝子発現実験】正常.坐骨神経損傷後1,3,7,14日後の後根神経節におけるコレシストキニンB受容体のmRNA発現を定量PCRにて検討したところ,坐骨神経損傷後7日にかけて790倍まで発現が増加し, 14日目には減少していくという結果が得られた.【コレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用確認実験】コレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用を検討するために正常群,コレシストキニンB蛋白添加群,コレシストキニンB受容体阻害薬添加群の3群で後根神経節単離培養細胞を用いたin vitroでの検討を行った.具体的にはマウスの後根神経節を摘出し,コラゲナーゼ処理をして初代培養神経細胞を3群作製する.そのうち2群はそれぞれ培養神経細胞にコレシストキニンB蛋白もしくはコレシストキニンB受容体阻害薬を添加し, lamininコーティングでは18時間後, PDLコーティングのみの場合は24時間後, βtublinを用いて神経細胞と軸索を染色し正常群とコレシストキニンB蛋白添加群,コレシストキニンB受容体阻害薬添加群の3群で軸索伸長距離と一つの神経細胞に対する発芽率を画像解析法で観察した.画像解析にはWeizmann Instituteより提供されているソフトウエアNeuroMathを用いた.しかし現在のところ各群の比較で有意な差は得られていない.コレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用確認実験においてコレシストキニンB蛋白の軸索伸長に関する作用が確認できていないため.【コレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用確認実験】コレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用を検討するために正常群,コレシストキニンB蛋白添加群,コレシストキニンB受容体阻害薬添加群の3群で後根神経節単離培養細胞を用いたin vitroでの検討を行った.具体的にはマウスの後根神経節を摘出し,コラゲナーゼ処理をして初代培養神経細胞を3群作製した.そのうち2群はそれぞれ培養神経細胞にコレシストキニンB蛋白もしくはコレシストキニンB受容体阻害薬を添加し, PDLコーティングのwellで24時間培養後, βtublinを用いて神経細胞と軸索を染色し正常群とコレシストキニンB蛋白添加群,コレシストキニンB受容体阻害薬添加群の3群で軸索伸長距離と一つの神経細胞に対する発芽率を画像解析法で観察した.また各3群は培養の5日前にConditioningとして坐骨神経損傷を加えた群と加えない群も作成し比較検討した.画像解析にはWeizmann Instituteより提供されているソフトウエアNeuroMathを用いた.コレシストキニンB受容体阻害薬投与による坐骨神経損傷後の後根神経節培養神経細胞での喪失実験においてConditioningを施行した群では軸索伸長が180μmから65μm,発芽率が20%から4%に有意に抑制され(P<0.001, <0.001), Conditioningを施行しなかった群でも発芽率は7%から2%に有意に抑制された(P<0.05).コレシストキニンB蛋白添加による獲得実験ではコレシストキニンB蛋白を添加した群の方が軸索伸長および神経発芽が促進される傾向はあったが, Conditioningの有無に関わらず,軸索伸長および発芽率において各群で統計学的に有意な差はみられなかった.機能獲得、喪失実験の試薬の濃度調整、培地の調整、培養時間の調整、再現性の評価に予想以上の時間がかかったため。【KOマウスを用いたコレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用確認実験】712週齢のKOマウスおよびWild type(W)マウスを用いる(n=4, respectively計8匹).左坐骨神経損傷後5日に同側のL3-5のDRGを摘出し,損傷していない対側L35のDRGも摘出する.コラゲナーゼ処理をして初代培養神経細胞を作製する.PDLコートプレートにて24時間の培養し,抗βtublin抗体を用いて神経細胞と軸索を染色する.KOマウスの坐骨神経損傷あり群となし群, Wマウスの坐骨神経損傷あり群となし群の4群間で神経発芽率および軸索伸長距離を計測する.計測にはWeizmann Instituteより提供されているソフトウエアNeuroMathを用いる.2018年から徐々にKOマウスを用いた検討を施行しているが、まだデータが揃っていないため昨年までに得られた以下の結果を用いて論文を作成し投稿中である。1CCKBRの局在

実験:抗CCKBR抗体を用いた免疫染色にてCCKBRはDRG細胞膜に局在し、坐骨神経損傷後に発現が増加傾向である。2cckbr遺伝子のPCRデータ:坐骨神経損傷後0, 1, 3, 7, 14日目における後根神経節(L3-5)でのCCKBRmRNAの発現量の経時的変化を観察し3日目に発現が有意に増加し、7日目に最大で0日目の790倍になった。3CCKBRアゴニスト、アンタゴニストを用いた機能獲得、喪失実験:CCKBRアンタゴニスト投与による坐骨神経損傷後の後根神経節培養神経細胞ではコントロールと比較して軸索伸長が180μmから65μm,発芽率が20%から4%に有意に抑制されたが、アゴニストでは損傷後も有意な差はみられなかった。末梢神経損傷により神経細胞は励起状態となる。更に二度目の損傷が加わると軸索再生が著しく促進する現象はconditioning効果と呼ばれ、中枢神経再生の鍵と考えられている.今回, conditioningによりマウス後根神経節で発現が10倍以上上昇する遺伝子CCKBRの神経再生への関与について検討した.CCKBRアンタゴニスト投与による坐骨神経損傷後の後根神経節培養神経細胞での喪失実験において軸索伸長が180μmから65μm,発芽率が20%から4%に有意に抑制され, CCKBRのconditioning効果への関与が示唆された。培養細胞数,培地の調整,試薬濃度を変えてコレシストキニンB蛋白の軸索伸長に対する作用確認実験を継続する.現在CCKBRヘテロマウスを理研から購入し,当施設でノックアウトマウスを繁殖中である.ノックアウトマウス完成後に初代後根神経節神経細胞培養によるin vitro実験および坐骨神経損傷モデル,視神経損傷モデルを用いたin vivoにおける軸索伸長の検討を計画している.神経再生予定通り適切に使用しましたが、旅費が予定より安く済んだため、差額が生じました。今年度分の旅費または物品に使用予定です。
太陽ニュートリノスペクトルを精密測定するためのエネルギー較正線源の作成

太陽ニュートリノ問題を説明できるとされているニュートリノ振動解は、非断熱解・準真空解・長基線の真空中での振動解の3つである。これらの解を検証するためには、それぞれ太陽ニュートリノのエネルギースペクトル・昼夜のニュートリノ量の変化・ニュートリノ量の季節変化を正確に観測する必要がある。そのためには、既知のエネルギーの放射線源を使って、エネルギースケールの正確な較正・検出装置の感度の一様性の検定・長期安定性の検定をしなければならない。しかしながら、太陽ニュートリノで関心のある515MeV程度の高エネルギーを直接発生できる放射線源は無く、これまではニッケルが中性子を捕獲する際に放出する9MeVのガンマ線を使っていた。その際、中性子源にはCf-252の核分裂の際放出される中性子を用いるため、同時に放出されるガンマ線がバックグランドとなり、エネルギー較正においての大きな系統誤差の要因となっていた。また、エネルギーの較正点は9MeVの1点のみであり、広いエネルギー範囲の中心付近のみしか較正することができなかった。そこで、ニッケルの線材で中性子線源を取り囲み、中性子捕獲の効率を5倍に高めるガンマ線源を作成し、中性子源からのガンマ線の影響を小さくした。その際、中性子の振る舞いをシミュレーションすることで最適で形状を算出した。さらに、中性子源からのガンマ線と中性子捕獲で放出されるガンマ線が100200マイクロ秒タイミングがずれることを利用して、中性子捕獲のガンマ線のみを選択する技術も併用して、完全に中性子源からのガンマ線の影響をなくすことに成功した。これによって、エネルギーの較正精度を十分に高めることに成功した。また、ニッケル以外にもチタン・鉄といった異なるエネルギーのガンマ線を放出する線材を用いて、広いエネルギー範囲での較正を実現した。
顎口腔機能が身体平衡機能に及ぼす影響に関する研究

本研究の目的は,顎口腔系に以下の実験的条件御与え身体平衡機能に及ぼす影響を明確にし,身体平衡機能の測定結果が,顎口腔系機能異常者の診断・治療効果の指標となりえるものとする事である。身体平衡機能の測定は,平衡機能計(1G06:NBC三栄),XYレコ-ダ-(8U16:NEC三栄)を用い,解析用コンピュ-タ-(PCー9800:NEC)にて分析検討した。日本平衡神経学会の重心動揺検査の標準的な方法に準拠し,被験者群を身体平衡機能正常者群と異常者群に分類した。それぞれの群に対し1.いわゆる下顎安静位2.中心咬合位における強い咬みしめ3.一側に物を介在させる強い咬みしめ4.咬合高径を挙上した強い咬みしめ5.最大開口6.ガム咀嚼,の6条件を開眼,閉眼でランダムに行なわせた。以上の条件で得たデ-タを,1.距離,2.面積,3標準偏差面積,の3項目で比較検討した。その結果,身体平衡機能異常者群を被験者とするのは因難であった。また,閉眼ではバラツキが大きく,目的のための条件としては不適当であると思われる。16の実験条件のうち2,3,4については,強い咬みしめを60秒間持続させるのが因難であり,一方,5最大閉口は,顎口腔系機能異常の有無に関わらず,動揺が増加する群と減少する群に分かれた。よって,2,3,4,5は目的のための条件としては不適当であると思われる。1.いわゆる下顎安静位の条件では,顎口腔機能にも関わらず動揺に差がみられなかったが,6.ガム咀嚼では,異常者群では増加し,一方正常者群では統計的に有意に減少する傾向がみられた。以上の結果より実験条件1,6を比較することは,本研究の目的である顎口腔系機能異常者の診断・治療効果の指標となりえるものであることが示唆された。
新たな非対称性ジメチルアルギニン分解活性測定法の開発と機能性食品成分探索への展開

非対称性ジメチルアルギニン(ADMA)は、強力な血管内皮由来血管弛緩因子である一酸化窒素(NO)の合成を阻害する内因性NO合成酵素阻害物質である。ADMAは体内においてタンパク質のターンオーバーで恒常的に産生されているが、ADMAの過剰蓄積はNO産生量低下を介して血管内皮障害を生じさせ、高血圧や心血管疾患の発症リスクを高める。したがって、体内ADMAを減少させることはこれら疾患の発症を予防し、健康寿命の延伸に寄与するものと考えられる。本研究は、細胞内ADMA濃度を低下させる効果を有する可能性のある機能性食品成分の探索に向けて、細胞内ADMA分解活性バイオセンサーを開発し、簡便なスクリーニング系を確立することを目的としている。本年度は昨年度に引き続き、バイオセンサーを作成するために必要なADMA依存的にdimetylarginine dimethylaminohydrase-1(DDAH-1)に結合する未知タンパク質及びペプチドを探索するため、Hisタグ融合型ヒト型DDHA-1を結合させたTALONレジンと細胞粗抽出液を用いてADMA添加、非添加条件下のプルダウンアッセイを行っている。本実験は条件検討段階であり、次年度も継続して行う。加えて本年度は、二次スクリーニングとしても使用できるよう、別法として研究室で樹立したELISAによるADMA測定系を応用したスクリーニング系の構築に向けて、検討を始めた。培養細胞の培養上清中のADMA濃度をELISAで測定し、細胞内ADMA濃度低下作用評価系とするため、スクリーニング系としてのELISAの最適条件の検討を行っている。ADMA濃度の評価系として使用するための新規バイオセンサーの作成に必要なADMA依存的DDAH結合タンパク質もしくはペプチドの探索は前年度より継続して行う。今年度より、二次スクリーニングとしても使用できるよう、研究室で樹立したELISA系を用いて培養細胞の培養上清中のADMA濃度をELISAで測定し、機能性食品成分の探索を行えるかどうかの検討を始めた。検討段階ではあるが、すでに細胞上清中のADMA濃度を変化させる食品成分を選別できている。以上より、現状はおおむね順調と判断した。ADMA依存的DDAH結合タンパク質もしくはペプチドの探索は前年度より継続して行う。ELISA系を用いた食品成分の探索は、スクリーニング系として用いるための測定条件を検討する。また、すでに見つかった細胞上清のADMA濃度を制御する食品成分についてはさらに検証を加え、論文として発表する予定である。非対称性ジメチルアルギニン(ADMA)は、新たな心血管疾患発症リスク因子であるとして注目されている。したがって、体内に蓄積したADMAを減少させることが疾病の発症、増悪の抑制に重要であると考えられるが、体内ADMAを低下させる有力な方法はまだ明らかとなっていない。ADMA低下作用を有する食品成分の探索を行うためには細胞内ADMA分解(DDAH-1)活性を一度に多検体評価可能なアッセイ系が必要である。本研究は、蛍光共鳴エネルギー移動を利用したDDAH-1活性バイオセンサーを開発し、スクリーニング系を確立することを目的とする。本年度の予定は、ADMA認識特異的にDDAH-1に結合するタンパク質、もしくはペプチドの探索を進めた。DDAH-1トランスジェニックマウスの肝臓抽出液を用いて、ADMA添加と非添加条件下で免疫沈降を行った。溶出物はSDS-PAGEで分離し、CBB染色でタンパク質パターンを確認した。しかしながら、この方法ではADMAの有無によりDDAH-1結合するタンパク質の明確な違いは認められなかった。つぎに、ADMA添加濃度など条件を振って結合タンパク質の同定を行うため、Hisタグ融合型DDAH-1を用いたプルダウンアッセイを行うこととした。本年度は、大腸菌による組み換え型DDAH-1発現を行い、Hisタグ融合型DDAH-1が溶出画分に出てくることを確認したところまで進めることができた。次年度は、発現に成功したHisタグ融合型DDAH-1を用いたプルダウンアッセイを行い、DDAH-1結合タンパク質の同定を行う。免疫沈降法では明確な結果が得られなかったためHisタグ融合型DDAH-1を用いたプルダウンアッセイを行うこととしたが、大腸菌発現系によるHisタグ融合型DDAH-1の発現に予定より手間取り、時間がかかった。現在は、可溶化されたHisタグ融合型DDAH-1発現を確認したので次年度はプルダウンアッセイを行い、DDAH-1結合タンパク質の同定を行う。

本実験は条件検討段階であり、次年度も継続して行う。加えて本年度は、二次スクリーニングとしても使用できるよう、別法として研究室で樹立したELISAによるADMA測定系を応用したスクリーニング系の構築に向けて、検討を始めた。培養細胞の培養上清中のADMA濃度をELISAで測定し、細胞内ADMA濃度低下作用評価系とするため、スクリーニング系としてのELISAの最適条件の検討を行っている。ADMA濃度の評価系として使用するための新規バイオセンサーの作成に必要なADMA依存的DDAH結合タンパク質もしくはペプチドの探索は前年度より継続して行う。今年度より、二次スクリーニングとしても使用できるよう、研究室で樹立したELISA系を用いて培養細胞の培養上清中のADMA濃度をELISAで測定し、機能性食品成分の探索を行えるかどうかの検討を始めた。検討段階ではあるが、すでに細胞上清中のADMA濃度を変化させる食品成分を選別できている。以上より、現状はおおむね順調と判断した。本年度は引き続き、ADMA認識特異的にDDAH-1に結合タンパク質の同定を進める。また、FRETを応用したアッセイ系の確立に向けた他の戦略としてDDAH-1のホモダイマー化条件の同定、シトルリン特異的なトランスポーターの探索とその利用可能性の検討を考慮に入れながら、研究を進める予定である。ADMA依存的DDAH結合タンパク質もしくはペプチドの探索は前年度より継続して行う。ELISA系を用いた食品成分の探索は、スクリーニング系として用いるための測定条件を検討する。また、すでに見つかった細胞上清のADMA濃度を制御する食品成分についてはさらに検証を加え、論文として発表する予定である。Hisタグ融合型DDAH-1発現が予定通りに進まず、プルダウンアッセイによる検討が行えなかったため、次年度への助成金の持ち越しが生じた。次年度は、本年度に行えなかったプルダウンアッセイ、DDAH-1のホモダイマー化条件の検討等を行い、FRETを利用したアッセイ系の作製まで進めたい。新規バイオセンサーの開発では、本年度はバイオセンサーを樹立後、培養細胞に導入する予定であったが、その段階まで進むことができなかったため細胞培養に必要な経費が次年度使用額となった。この予算は、次年度のバイオセンサー構築に向けた必要な実験及びすでに候補として見つかった食品成分のADMA制御機構の解明に必要な実験と論文投稿の費用として使用する予定である。
卵巣癌細胞の増殖機序におけるヘッジホッグ・シグナル伝達経路の解析

卵巣癌は婦人科悪性腫瘍の中でも最も予後不良の疾患であり、その要因の一つとして癌細胞の増殖がきわめて活発であることが指摘されている。本研究では、卵巣癌細胞の増殖機序におけるヘッジホッグ(Hedgehog)シグナル経路の関与について解析した。上皮性卵巣腫瘍において、Hedgehogシグナル分子(リガンドのShh, Dhh、受容体のPtch、細胞内分子のSmo, Gli)の発現を免疫染色にて検討したところ、いずれの発現も良性腫瘍に比し癌で亢進し、増殖マーカーKi-67発現と相関していた。さらに、Dhh発現が有意な予後不良因子であった。卵巣癌におけるHedgehogシグナル亢進の機序を遺伝子変異の面から解析したが、Ptch変異は認められなかった。卵巣癌細胞株(A2780.A2780/CDDP.SKOV3,0VCAR3)、および卵巣癌の発生起源である卵巣表層上皮(OSE)細胞でHedgehogシグナル分子発現を検討したところ、OSE細胞ではPtch, Gli発現がなく、一方、卵巣癌細胞ではShh, Dhh, Ptch, Gliすべての発現亢進が認められた。卵巣癌細胞にHedgehogシグナル阻害剤であるcyclopamineを添加したところ、その細胞増殖が抑制され、フローサイトメトリー解析にてGl arrestおよびアポトーシスをきたすことが判明した。卵巣癌細胞におけるHedgehogシグナル抑制による細胞増殖阻害機序をさらに検討したところ、CDK inhibitorであるp21,p27発現が亢進し、同時にcyclin A, cyclin D発現を抑制していることが判明した。今回の研究により、卵巣癌細胞の増殖にはHedgehogシグナル伝達経路が深く関与しており、その活性化が患者の予後不良とも相関していることが明らかとなった。Hedgehogシグナル阻害剤が卵巣癌細胞の増殖抑制に有効であることから、今後、Hedgehogシグナルは将来の卵巣癌治療における新たな分子標的となりうると考えられる。
Si-APD用透明セラミックスCe:LuAGシンチレータの開発

Si-APD用の透明セラミックスCe:LuAGシンチレータを開発した。Ce0.5%添加LuAGにおいては、16000ph/MeVの発光量を達成した。さらなる高特性化を目指し、バンドギャップエンジニアリングを行うため、AlサイトをGaに置換していったところ、Al:Ga=6:4の比において、21000ph/MeVの発光量を達成した。本研究の目的は、Si-APDに適合した長波長発光シンチレータの開発である。長波長発光シンチレータとしてはCe:LuAGを選択し、これを従来の単結晶から透明セラミックス化を図ることで、賦活剤濃度を増し、発光量を増加させるという手法を用いた。今年度の成果としては、透明セラミックスCe:LuAGシンチレータの合成条件を確立し、Ce 0.2%(単結晶と同等)、0.5%、1%、2%添加サンプルを作製した。これらを5×5×1mmという、Si-APDに適合する大きさに加工して実際にアセンブリしたのちに^<137>Csを照射する実験を行った。その結果、チョクラルスキー法を用いて作製した単結晶Ce:LuAGに比べて、0.5% Ce添加透明セラミックスは高い発光量を示した。単結晶Ce:LuAGはおおよそ10000ph/MeV程度の発光量と考えられているが、当該セラミックスは約16000ph/MeVという値が得られた。研究当初の目標は20000ph/MeV以上の発光量であるが、現段階ではCe濃度を大雑把に変えただけであるため、当初目標は達成可能であるとの感触を得た。詳細は省くが、本研究を行う過程でSEMによる画像解析や光物性評価も行い、Ceが粒界近傍に堆積するなど副次的な興味深い結果も得られた。次年度では、より詳細なCe濃度を変化させ、特性を最適化させることで研究目標を達成したいと考えている。昨年度の成果として、チョクラルスキー法を用いて作製した単結晶Ce:LuAGに比べて、0.5%Ce添加透明セラミックスは高い発光量を示すことが分かった。しかしながら当該セラミックスは約16000ph/MeVの発光量であり、研究当初の目標は20000ph/MeV以上の発光量にわずかながら及ばなかったため、今年度はより詳細にCe濃度を変化させて特性を調べた。結果として0.5%程度の添加量が最適値であったことが明らかとなったため、今年度はAlサイトをGaに一部置換することによってバンドギャップ制御も試みた。LuAGの発光量があまり向上しない理由としては、ホスト光子から発光中心のCe^<3+>までのエネルギー輸送の過程において、欠陥にエネルギーが流れてしまい、最終的に無輻射遷移となってしまっていることが考えられる。Gaを添加した場合、Alを用いた場合に比べてバンドギャップを狭くする効果があるため、欠陥へのエネルギー輸送確率を抑制する効果があると考えられるためである。Ga量をAlに対して0-100%の間で変化さえた結果としてLu_3Ga_2Al_2O_<12>の組成において、約21000ph/MeVの発光量を達成し、研究目標を達成することが出来た。