hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グラファイト及びその層間化合物のポイントコンタクトスペクトル

1.Gaのスペクトル-測定系の改良を兼ね通常金属中では測定が困難とされてきたGa単結晶でスペクトルの観測を試み、成功した。観測された6つのピークは中性子非弾性散乱により求められたフォノン状態密度のそれと良く対応付られた。又30mVの光学フォノンモードが他のモードに比べ伝導電子との結合が非常に小さいことを見いだした。2.グラファイトおよびGICのスペクトル-(1)種々のグラファイト(kish,HOPG,grassy carbon等)で測定が成された。微分抵抗のバイアス電圧依存性が通常金属の物と異なり、O-バイアス近傍で最大を持ちバイアス電圧と共に減少することが見いだされた。これはグラファイトではFermi面近傍で電子状態密度のエネルギー依存性が急であるためとして解釈された。抵抗の大きなコンタクトでは中性子散乱より求められたフォノン状態密度のピークに対応する2つのピークが数10mVの範囲に見いだされた。抵抗の小さいコンタクトでは2階微分信号に鋭い谷を見いだした。磁場依存性、ド.ハースシュブニコフ振動が観測される等グラファイト特有の現象であるが、更に詳しく調べる必要がある。(2)SbCl_5、AsF_5-GICで測定が成された。電子-フォノン相互作用に関する情報を得る為に、非常に微妙な接触のコンタクトで測定を繰り返した所、グラファイトと類似の結果が得られた。GICの表面からは化合物が逃げだしているという光測定の報告もあり検討の必要がある。3.heterocontactのスペクトル-異種間コンタクトスペクトルに関し、Baranger等により理論的予言が成されたが、これをAl/ln系で検証することに成功した。4.広く稀土類化合物、特にCe金属間化合物に適用され、それらの熱電能測定と共に興味ある結果を与えた。5.新しい手法の開発という立場から、2接点方(Transverse Electron Focusing)の信号の電流依存性を測定することを試み、Alにおいて特有の軌道上の電子とフォノンの相互作用を見ることに成功した。
数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータからのデータマイニング

本研究課題の目的は,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータとみなせるデータを対象として,有益な知識やパターンを発見し,有用な情報を抽出するための理論的基礎を確立し,データマイニシグシステムを実現するこどである.HTML/XMLファイルは木構造データとみなせるので,木構造デ一タから特徴的パターンを発見する手法は有用である.そこで,与えられた正事例と負事例である木構造データから,正事例をすべて説明し,負事例をひとつも説明しない木構造パターンを発見するシステムを,遺伝的プログラミングを応用して実現した.木構造パターンとしてタグ木パターンを用いた.タグ木パターンの変数は,任意の木を代入できる構造的な変数であるが,この変数は表現としては特別な辺とみなせるため,木構造を対象とする遺伝的手法である,遺伝的プログラミングを自然に応用できることがわかった.実験や観測によって得られた数値データから,そのデータを説明する実数値関数を推論することは,数値データからのデータマイニングを実現するための基本的な学習手法である.帰納的実数とはコンピュータで扱うことのできる実数のことである.そこで,帰納的実数値関数の帰納推論可能性を調べた.自然数上の帰納的関数の予測を拡張して,帰納的実数値関数の予測を無限の過程とみなす推論基準および,有限個の例から帰納的実数値関数を予測する有限予測という推論基準を提案した.帰納的実数値関数の予測,有限予測について,具体的な関数のクラスの推論可能性を調べ,従来からある帰納的実数値関数の帰納推論における推論基準と推論能力を比較した.半構造データストリームの構造的特徴を抽出するアルゴリズムを提案し,新たなグラフ言語のクラスに対して正データからの多項式時間学習アルゴリズムを与えた.以上が,本研究課題で得た研究成果の概略である.本研究課題の目的は,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータとみなせるデータを対象として,有益な知識やパターンを発見し,有用な情報を抽出するための理論的基礎を確立し,データマイニシグシステムを実現するこどである.HTML/XMLファイルは木構造データとみなせるので,木構造デ一タから特徴的パターンを発見する手法は有用である.そこで,与えられた正事例と負事例である木構造データから,正事例をすべて説明し,負事例をひとつも説明しない木構造パターンを発見するシステムを,遺伝的プログラミングを応用して実現した.木構造パターンとしてタグ木パターンを用いた.タグ木パターンの変数は,任意の木を代入できる構造的な変数であるが,この変数は表現としては特別な辺とみなせるため,木構造を対象とする遺伝的手法である,遺伝的プログラミングを自然に応用できることがわかった.実験や観測によって得られた数値データから,そのデータを説明する実数値関数を推論することは,数値データからのデータマイニングを実現するための基本的な学習手法である.帰納的実数とはコンピュータで扱うことのできる実数のことである.そこで,帰納的実数値関数の帰納推論可能性を調べた.自然数上の帰納的関数の予測を拡張して,帰納的実数値関数の予測を無限の過程とみなす推論基準および,有限個の例から帰納的実数値関数を予測する有限予測という推論基準を提案した.帰納的実数値関数の予測,有限予測について,具体的な関数のクラスの推論可能性を調べ,従来からある帰納的実数値関数の帰納推論における推論基準と推論能力を比較した.半構造データストリームの構造的特徴を抽出するアルゴリズムを提案し,新たなグラフ言語のクラスに対して正データからの多項式時間学習アルゴリズムを与えた.以上が,本研究課題で得た研究成果の概略である.本研究課題では,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータからのデータマイニングについて研究を行い,本年度は次の成果を得た.本研究の目的は,コンピュータ上,インターネット上に存在するデジタルデータのうちで,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータとみなせるデータを対象として,有益な知識やパターンを発見し,有用な情報を抽出するための理論的基礎を確立し,データマイニングシステムを実現することである.極小一般化タグ木パターン発見システムを利用して,Webデータ,HTML/XMLファイルからの情報抽出を行い,タグ情報,テキスト情報数値データなどに分けて,データを切り出す.極小一般化タグ木パターンのタグの解析木と数値データを組み合わせて,タグを属性とみなし,対応する数値データを,その属性値とみなす.このアプローチを,帰納的実数を用いる枠組みへ拡張する.実験や観測によって得られた数値データから,そのデータを説明する実数値関数を推論することは,数値データからのデータマイニングを実現するための基本的な学習手法である.このような数値データは,一般に,実験や観測による誤差を含んでおり,、実際の値そのものではない.そこで,観測による誤差限界を考え合わせ,その値の範囲を特定し,実数値を実際の値を含む閉区間として表す.この実数値の表現方法は区間解析の分野における区関数として知られており,帰納的実数とはコンピュータで扱うことのできる実数のことである.そこで,論駁推論と信頼推論に注目して,帰納的実数値関数の帰納推論可能性を調べた.また,Webデータからの情報抽出に利用できる,高さ制約変数を持つ順序項木の学習可能性を調べた.本研究課題では,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータからのデータマイニングについて研究を行い,本年度は次の成果を得た.本研究の目的は,コンピュータ上,インターネット上に存在するデジタルデータのうちで,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータとみなせるデータを対象として,有益な知識やパターンを発見し,有用な情報を抽出するための理論的基礎を確立し,データマイニングシステムを実現することである.

Webデータ,HTML/XMLファイルからの情報抽出を行い,タグ情報,テキスト情報,数値データなどに分けて,データを切り出す.タグの解析木と数値データを組み合わせて,タグを属性とみなし,対応する数値データを,その属性値とみなしてデータマイニングを行う.このアプローチを,帰納的実数を用いる枠組みへ拡張する.実験や観測によって得られた数値データから,そのデータを説明する実数値関数を推論することは,数値データからのデータマイニングを実現するための基本的な学習手法である.帰納的実数とはコンピュータで扱うことのできる実数のことである.そこで,帰納的実数値関数の帰納推論可能性を調べた.まず,自然数上の帰納的関数の予測を拡張して,帰納的実数値関数の予測を無限の過程とみなす推論基準を考えた.さらに,有限個の例から帰納的実数値関数を予測する有限予測という推論基準を提案した.帰納的実数値関数の予測,有限予測について,具体的な関数のクラスの推論可能性を調べ,従来からある帰納的実数値関数の帰納推論における推論基準と推論能力を比較した.本研究課題では,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータからのデータマイニングについて研究を行い,本年度は次の成果を得た.本研究の目的は,コンピュータ上,インターネット上に存在するデジタルデータのうちで,数値属性とグラフ構造を有するハイブリッドデータとみなせるデータを対象として,有益な知識やパターンを発見し有用な情報を抽出するための理論的基礎を確立し,データマイニングシステムを実現することである.HTML/XMLファイルは木構造データとみなせるので,木構造データから特徴的パターンを発見する手法は有用である.そこで,与えられた正事例と負事例である木構造データから,正事例をすべて説明し,負事例をひとつも説明しない木構造パターンを発見する方法を,遺伝的プログラミングを応用して実現した木構造パターンとしてタグ木パターンを用いた.タグ木パターンの変数は,任意の木を代入できる構造的な変数であるが,この変数は表現としては特別な辺とみなせるため,木構造を対象とする遺伝的手法である,遺伝的プログラミングを自然に応用できることがわかった.実験や観測によって得られた数値データから,そのデータを説明する実数値関数を推論することは,数値データからのデータマイニングを実現するための基本的な学習手法である.前年度の研究を発展させて,有限個の例から帰納的実数値関数を予測する有限予測という推論基準について,無矛盾推論,有限推論などの帰納的実数値関数の帰納推論における推論基準と推論能力を比較した.
ラット新生仔の呼吸循環器に存在する酵素センサー遺伝子の同定と機能解析

本研究は、「酸素濃度変化は酸素センサーで感知され、酸素センサーから発するシグナルが情報伝達系を経由して多様な標的分子に伝わる。この様な機構により、酸素温度の急上昇という単一の変化が、動脈管の閉館、肺動脈圧の低下、そして、酸価ストレスへの適応という多様な反応を導く。」との仮説に基づき、酸素センサー遺伝子を同定し、その機能解析を行うことを目的として、研究を行った。ラット胎仔肺から分離した線維芽細胞を培養し、低酸素暴露を行い、誘導される遺伝子をDifferential Display法を用いて検索した。その結果、プロコラーゲンの水酸化を行うprolyl 4-hydroxylaseが同定された。低酸素暴露により、prolyl 4-hydroxylaseのmRNA量が、酸素濃度が低下するほど増加し、また、その増加は、低酸素の暴露時間に依存して増加した。その誘導は、転写の速度の段階で、調節を受けていることをRUN-ON法を用いて明らかにした。その誘導機構を解析するため、prolyl 4-hydroxylaseの染色体遺伝子をクローニングした。その結果、prolyl 4-hydroxylaseの染色体遺伝子のプロモーター部位に低酸素応答性転写調節因子が結合する配列が存在し、その因子の結合が低酸素による本遺伝子の誘導的発現を調節していることを、レポータ遺伝子を用いた、一過性遺伝子導入法とゲルシフト法を用いて明らかにした。本研究の目的は、酸素センサー遺伝子をクローニングすることにある。低酸素による遺伝子誘導は、その転写活性化機構が詳細に検討されているため、酸素センサー遺伝子を同定する系として最も適切と考えられる。酸素刺激が、酸素センサー--->シグナル伝達系---->HIF-1--->標的遺伝子--->動脈管の閉管および肺動脈の弛緩と伝達されるスキームを考えて実験を進めている。低酸素刺激に応答するエンハンサーとして、これまで、Phosphofluctokinase L,Lactate dehydrogenase A,および、Erythropoietin遺伝子の制御配列を用いてエンハンサー活性を検討してきた。Erythropoitinのエンハンサーを直列に4個結合し,SV40プロモターの制御下に転写が開始するキメラ遺伝子が低酸素応答性をモニターするプラスミッドベクターとして優れていることが明らかになった。レポーター遺伝子としてGreen Fluorecence Protein(GFP)のいくつかの変異体を検討した結果、Packard社から販売されているGFPレポーターが最も蛍光収率がよいことが明らかとなった。午後、上記遺伝子を安定的に発現する細胞を用いて、酸素応答性の変異した細胞を作成し酸素センサー遺伝子をクローニングする予定である。このような機構により、酸素濃度の急上昇という単一の変化が、動脈管の閉管、肺動脈圧の低下、そして、酸化ストレスへの適応という多様な反応を導く。」との仮説に基づき、酸素センサー遺伝子を同定し、肺動脈平滑筋の酸素誘導性弛緩における酸素センサー分子の機能を解析することを目的と、研究を行った。エリスロポイエチンのHIF-1応答性プロモター配列をレポーター遺伝子(Green Fluorescence Protein遺伝子等を使用)に結合したキメラ遺伝子を作成した。この遺伝子を動物細胞に導入し、低酸素応答性をGreen Fluorescence Proteinの蛍光強度として観察することに成功した。このキメラ遺伝子をBa/F3細胞に導入したStable Transformantを作製し、変異を導入した結果、低酸素応答に異状をきたした細胞のクローンが複数分離された。現在変異体の遺伝的背景を解析している。
フィンランドにおける家族介護支援の認定プロセスについての人類学的研究

フィンランド西南部の自治体パルガス町における家族介護支援制度に関する計2ヵ月強の実地調査を実施し、町行政による社会福祉サービスの現場での参与観察を行った。これらの調査から、現在の親族介護支援制度が、社会民主主義型の福祉国家が新自由主義的な構造改革を遂げる中で増強されてきたものであることが分かった。社会福祉サービスの消費者としての親族介護者と、社会福祉サービスを提供する労働者としての親族介護者という二つの側面が、親族介護者の認定/棄却過程においてコンフリクトを生んでいることが分かった。こうした調査結果にもとづき、国際学会2件を含む学会発表や論文という形で成果発表を行った。採用初年度にあたる平成25年は、フィンランド西南部の自治体パルガス町における家族介護支援制度に関する集中的な実地調査を行った。現地調査の成果としては、2013年9月、2013年12月および、2014年2月3月に、フィンランド南西部の自治体パルガス町でフィールドワークを行った。自治体のホームヘルプ、訪問看護、および家族介護支援課のスタッフに同行し、支援制度の実体把握につとめると同時に、同行取材を通じて知り合った家族介護者たちへのインタビューを実施した。さらに、施設入居を希望する高齢者からの申請を受けて行われる行政スタッフと家族、高齢者本人とのミーティングの様子を記録した。また、親族介護者支援を行う第三セクター(赤十字、フィンランドルーテル派教会、民衆の健康と呼ばれるNPOなど)の支援活動についても取材を行った。また、出発物の形で研究成果の発表を行った。人文書院から出版された共著『境界を生きるシングルたちーシングルの人類学1』に「孤独への道程ーフィンランドの独居高齢者の社会生活と在宅介護」と題する論文を寄せた。これはフィンランドの独居高齢者の在宅介護サービスの利用形態に関する民族誌的記述から、社会科学的孤独研究を再解釈するものである。採用最終年度となる平成26年は、フィンランド西南部の自治体パルガス町における家族介護支援制度に関する集中的な実地調査を行った。平成26年89月、平成26年12月、平成27年3月に、パルガス町行政による社会福祉サービスの現場に赴いた。自治体の訪問介護、訪問看護に同行したほか、行政の家族介護支援の担当者、施設介護を受ける高齢者の脱施設化を支援する帰還担当官、作業療法士等へのインタビューを行い、行政による親族介護支援の対象者への家庭訪問やケアミーティングに参加した。特に、消費者本位の論理が推進される中で、社会福祉サービスの消費者としての親族介護者と、社会福祉サービスを提供する労働者としての親族介護者という二つの側面が、親族介護者の認定/棄却過程においてコンフリクトを生んでいることが分かった。こうした調査結果にもとづき、学会発表や出版物という形で成果発表を行った。福祉社会学会での発表は、フィンランドの親族介護支援制度の概要を紹介し、社会福祉学の議論に対するインパクトを評価するものであった。対して、IUAESとEASAという二つの国際学会での発表は、人類学理論への貢献を企図するものであった。特にEASAでの発表は、人類学の親族理論が従来度外視してきた、専門職としてのケアワーカーと扶養者としての親族の類似という問題について、親族介護支援の現場におけるコンフリクトから考察するものであった。さらに、雑誌「現代思想」に発表した論文は「認知症新時代」と題する特集に寄せたものであり、認知症高齢者とそれをケアする家族との関係についての民族誌的記述から、認知症高齢者の自己決定と介護者による介入が、どのように折り合っているのかを考察した。26年度が最終年度であるため、記入しない。文化人類学26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は、夏季と冬季、春季に計3ヶ月程度フィンランド・パルガス町に滞在し、家族介護支援制度に関する現地調査を行って現地で整備されつつある制度の現状を記録することができた。また、関連テーマの編著や英語の論集に研究成果をまとめたものが掲載された。こうした成果をかんがみれば、おおむね順調に当初の研究目的に沿った形で、研究が進展していると言えよう。採用最終年度となる平成26年度は、前年に引き続きパルガス町での現地調査を行うと同時に、研究成果をまとめていく所存である。国際人類学民族科学連合やヨーロッパ社会人類学会といった国際学会での発表が既に予定されているほか、文化人類学の学会誌への論文投稿を予定している。
風力発電システムの雷害防止用大気圧プラズマシールド

ウインドファームを構成する1機当たり1MW級の大型風力発電設備に関しては,雷撃による風車ブレードの損傷が深刻な課題として国際的に認識されている。本研究では従来の避雷針・避雷塔や避雷シールド線などの受動的避雷技術とは異なり,大気圧プラズマによる電荷を利用して風車ブレード近傍の電界を制御する能動方式を提案し,実験的に検証した。以下成果を具体的に述べる。なお評価に際し波高値200300kVの雷インパルス電圧を使用した。1.絶縁物表面電荷の雷撃経路に及ぼす影響:ワイヤコロナ放電によりイオンを発生させて絶縁物表面を帯電させた。表面電荷が雷インパルス電圧と逆極性である場合は絶縁体表面にまとわりつくように放電が進展するのに対し,同極性の場合は表面から離れて放電路が形成されることをはじめて見出した。この結果絶縁物表面の保護が可能になる。2.絶縁物周辺空間電荷が雷撃経路に及ぼす影響:雷インパルス電圧と同極性の空間電荷が大気中に存在する場合は50%フラッシオーバー電圧が増加し,逆極性電荷が存在する場合は減少することを実験的に確認した。この際空間電荷量を確保するため,帯電した微小水滴を空間に噴霧して供給した。3.水膜による絶縁体表面保護:絶縁物表面に水膜を形成すると雷インパルス電圧による放電は水膜上を進展し,絶縁物表面には触れないことがわかった。また使用する溶液の導電率が塩分を含む様な高導電率の場合には,水溶液中を放電電流が流れ,これ以下の場合は水面上に放電が形成されることを見出した。この現象を,溶液抵抗値とこれによって発生する水面電位との関係で説明した。以上から,雷撃から風車ブレードを保護する手段として,絶縁体であるブレード表面の電荷制御が有効であること,また空間電荷による雷撃経路の制御も効果が認められること,さらにブレードへ着雷した場合でも水膜によって表面保護が可能であることを示した。ウインドファームを構成する1機当たり1MW級の大型風力発電設備では,緊急に解決すべき日本特有の課題として,雷撃による風車ブレードの損傷とその2次被害である電磁誘導による周辺電力機器の損傷がある。本研究では従来の避雷針・避雷塔や避雷シールド線などの受動避雷技術とは異なり,大気圧プラズマによる空間電荷を利用して風車ブレード近傍の電界を制御する方式を提案し,実験的に検証するものである。初年度の実施事項を以下,具体的に述べる。1.高電圧パルス発生装置の導入:雷を模擬するパルス波形はピーク電圧400kVの標準インパルス電圧を基準とすし,さらに大容量の雷撃に相当する持続時間の長いパルス電圧の発生も検討した。これらの指針に従って,インパルス電圧発生装置の定格詳細を決定して導入し,内部および外部トリガ信号によって所定のインパルス電圧が得られることを波形観測により確認した。2.空間電荷形成用プラズマ源の開発:プラズマの発生方法としては,2枚の金属電極で誘電体を挟み込んだ構造の貫通穴型のマイクロホローカソード型電極を使用し,中央の貫通穴に大気圧以上の空気を流入させ,イオン化した後に放出する方法を基本とした。なおマイクロホローカソード電極の穴径は数100マイクロメートルのため,点放射源となりこれを多数個配置する必要がある。このため,広範囲にプラズマを放出できるように電極構造を改良し,合わせて流れ解析を行うことによって,実際にプラズマ流を拡げることができた。3.波長可変パルスレーザ光によるプラズマ空間分布の計測:空間に放出されたプラズマの電離状態や発生したラジカル分布を計測するため,波長可変パルス色素レーザを導入した。

これと既存の紫外光源および2次元光学観測システムを組み合わせることで,空間のOHラジカル分布の計測に成功した。ウインドファームを構成する1機当たり1MW級の大型風力発電設備に関しては,雷撃による風車ブレードの損傷が深刻な課題として国際的に認識されている。本研究では従来の避雷針・避雷塔や避雷シールド線などの受動的避雷技術とは異なり,大気圧プラズマによる電荷を利用して風車ブレード近傍の電界を制御する能動方式を提案し,実験的に検証した。以下成果を具体的に述べる。なお評価に際し波高値200300kVの雷インパルス電圧を使用した。1.絶縁物表面電荷の雷撃経路に及ぼす影響:ワイヤコロナ放電によりイオンを発生させて絶縁物表面を帯電させた。表面電荷が雷インパルス電圧と逆極性である場合は絶縁体表面にまとわりつくように放電が進展するのに対し,同極性の場合は表面から離れて放電路が形成されることをはじめて見出した。この結果絶縁物表面の保護が可能になる。2.絶縁物周辺空間電荷が雷撃経路に及ぼす影響:雷インパルス電圧と同極性の空間電荷が大気中に存在する場合は50%フラッシオーバー電圧が増加し,逆極性電荷が存在する場合は減少することを実験的に確認した。この際空間電荷量を確保するため,帯電した微小水滴を空間に噴霧して供給した。3.水膜による絶縁体表面保護:絶縁物表面に水膜を形成すると雷インパルス電圧による放電は水膜上を進展し,絶縁物表面には触れないことがわかった。また使用する溶液の導電率が塩分を含む様な高導電率の場合には,水溶液中を放電電流が流れ,これ以下の場合は水面上に放電が形成されることを見出した。この現象を,溶液抵抗値とこれによって発生する水面電位との関係で説明した。以上から,雷撃から風車ブレードを保護する手段として,絶縁体であるブレード表面の電荷制御が有効であること,また空間電荷による雷撃経路の制御も効果が認められること,さらにブレードへ着雷した場合でも水膜にって表面保護が可能であることを示した。
流路を備えた微小柔軟多機能神経電極の開発

本研究は,柔軟な神経電極の基板上に微小流路を統合した多機能微小神経プローブの高機能化の追求を目的として行った.これにより薬液投与と神経信号計測の統合をはじめとした次世代の神経プローブに求められる様々な機能が実現可能になると考えられ,神経インタフェースを利用した補綴システムの実現や脳科学のツールとして大きく寄与するものと考えられる.具体的には以下の課題の遂行を目標とし,さらに各機能の統合を目指すこととした.A)流路による薬液入出力(注入とサンプリング)性能の向上(形状の工夫,弁の利用など)B)神経信号計測と薬液注入の同時実現C)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討(電磁気や薬液利用の検討)平成18年度末までに,前年度に引き続いて下記の課題を遂行した.1)流路による薬液入出力の高精度化流路による薬液入出力(注入とサンプリング)の高精度化を図るため,弁等による方法を検討した.2)神経信号計測と薬液注入の同時実現薬液に対する神経細胞の応答を計測するための技術的な課題について検討した.具体的には,注入によるプローブの微小な動きなどの防止を検討した.3)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討電磁気や薬液等を利用することによって,流路内に再生軸索を誘導し,個別に計測・刺激することを検討した.4)成果の統合及び多点化の検討,長期埋め込みの評価流路機能と神経電極機能の統合を確認する.薬液注入によるプローブの物理的な動きが計測に及ぼす影響や多点化による相互の影響についても調べた.また長期埋め込みにおける侵襲性について調べた.本研究は,柔軟な神経電極の基板上に微小流路を統合した多機能微小神経プローブの高機能化の追求を目的として行った.これにより薬液投与と神経信号計測の統合をはじめとした次世代の神経プローブに求められる様々な機能が実現可能になると考えられ,神経インタフェースを利用した補綴システムの実現や脳科学のツールとして大きく寄与するものと考えられる.具体的には以下の課題の遂行を目標とした.各課題毎にin vitroの評価から,動物の神経を対象としたin vivo評価実験までを行ない,さらに各機能の統合を目指すこととした.A)流路による薬液入出力(注入とサンプリング)性能の向上(形状の工夫,磁気弁の利用など)B)神経信号計測と薬液注入の同時実現C)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討(電磁気や薬液利用の検討)平成17年度末までに,下記の課題を遂行した.1)プローブの作成方法の確立:計画にある各課題を遂行するために,様々な仕様の電極を再現性良く作成するための電極作成方法の確立を行った.特に流路を形成する2つのパリレン層の相互の接着性の向上を図り,実現した.2)流路による薬液入出力の高精度化:流路による薬液入出力(注入とサンプリング)の高精度化を図るため,流路自体の形状,作成方法の改善を行った.また,電磁弁の実現についての検討を行った.3)神経再生促進方法の検討:プローブ周辺での神経組織の再生等を促進する方法について検討し,実際にプローブの試作に成功した.神経栄養因子などの薬剤を一定の期間徐放し続けるために,ポリマーに包埋する方法について検討を行った.本研究は,柔軟な神経電極の基板上に微小流路を統合した多機能微小神経プローブの高機能化の追求を目的として行った.これにより薬液投与と神経信号計測の統合をはじめとした次世代の神経プローブに求められる様々な機能が実現可能になると考えられ,神経インタフェースを利用した補綴システムの実現や脳科学のツールとして大きく寄与するものと考えられる.具体的には以下の課題の遂行を目標とし,さらに各機能の統合を目指すこととした.A)流路による薬液入出力(注入とサンプリング)性能の向上(形状の工夫,弁の利用など)B)神経信号計測と薬液注入の同時実現C)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討(電磁気や薬液利用の検討)平成18年度末までに,前年度に引き続いて下記の課題を遂行した.1)流路による薬液入出力の高精度化流路による薬液入出力(注入とサンプリング)の高精度化を図るため,弁等による方法を検討した.2)神経信号計測と薬液注入の同時実現薬液に対する神経細胞の応答を計測するための技術的な課題について検討した.具体的には,注入によるプローブの微小な動きなどの防止を検討した.3)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討電磁気や薬液等を利用することによって,流路内に再生軸索を誘導し,個別に計測・刺激することを検討した.4)成果の統合及び多点化の検討,長期埋め込みの評価流路機能と神経電極機能の統合を確認する.薬液注入によるプローブの物理的な動きが計測に及ぼす影響や多点化による相互の影響についても調べた.また長期埋め込みにおける侵襲性について調べた.
ゲル・固体界面の微細周期構造による乾湿摩擦の制御と福祉関連機器への適用

滑りに起因する事故等の抑制を目指し,床や手すりに微細凹凸構造を設けることで乾湿状態によらず摩擦を一定に保つための指針を検討した.人の踏込み動作を模擬した実験を行い,適切な設計によって水や油が介在する条件でも滑りにくい表面が得られることを明らかにした.さらに,手すりの把持のように接触後に往復摺動する動作も検討し,官能試験とも合わせたところ,痛点間隔よりも小さい300ミクロン程度の間隔で構造を設けた場合に,痛みが小さく,かつ滑りにくくできることがわかった.滑りに起因する事故等の抑制を目指し,床や手すりに微細凹凸構造を設けることで乾湿状態によらず摩擦を一定に保つための指針を検討した.人の踏込み動作を模擬した実験を行い,適切な設計によって水や油が介在する条件でも滑りにくい表面が得られることを明らかにした.さらに,手すりの把持のように接触後に往復摺動する動作も検討し,官能試験とも合わせたところ,痛点間隔よりも小さい300ミクロン程度の間隔で構造を設けた場合に,痛みが小さく,かつ滑りにくくできることがわかった.表面に微細構造を設けることで乾湿によらず安定した摩擦を得ることが考えられ,例えばロボットグリッパの性能向上,あるいは浴室における転倒事故を防ぐための床の実現が期待できる.本研究では,乾湿環境下での安定した摩擦を得るためのゲル材料あるいは床表面の設計・製造技術の確立を目的に,下記の研究を進めた.(1)弾性流体潤滑(EHL)モデルに基づいた動圧効果の解析と設計指針矩形断面状の微細構造を設けた床(剛体)と弾性体(足モデル)の間に水を挟んで相対運動を行った場合の動圧効果を有限要素解析によって調べ,構造の寸法仕様が動圧効果に及ぼす影響を明らかにした.その結果,適切な設計によって動圧効果を抑制し,より滑りにくい床が得られることが分かった.弾性体の粘弾性特性の考慮や,設計の一般化が今後の課題として残っている.(2)実験装置の試作と床材の影響評価直線運動の組合せにより,滑り運動に同期して押付け圧を変化させたときの法線力と摩擦力を測定できるような装置を開発した.面圧と滑り速度は人の歩行と同等にした.不飽和ポリエステルとシリコーンゴムの組合せに対し,乾湿両方の環境で実験を行い,摩擦係数の速度依存性(ストライベック曲線)までを求めた.適切な構造設計(ピッチ0.1-0.3mm程度,深さ50-100μm程度)により,滑り速度が速いなど,より厳しい条件でも滑りにくい表面が得られることを検証した.多様な設計に対する効果の検証が今後の課題として残った.(3)ゲル材に構造を設けた場合の評価シリコーンゴム側に矩形構造を設け,平滑面との間の摩擦も評価した.やはり,適切な構造を設けることで乾湿どちらの場合にも摩擦特性が改善できることが分かった.ただし,寸法の適正化についてはさらに検討が必要である.以上,床側,ゲル側の両方の構造について寸法形状設計の概略指針が得られたものの,設計の一般化とリソグラフィなどを含めた製作法の検討が引続き必要であることがわかった.表面に微細構造を設けることで乾湿によらず安定した摩擦を得ることが考えられ,浴室での転倒事故を防ぐための床や,快適な福祉機器ハンドルなどの実現が期待できる.本研究では,乾湿環境下での安定した摩擦を得るためのゲル材料あるいは床表面の設計・製造技術の確立を目的に,下記の研究を進めた.(1)設計論の検討(水/油を介在させた場合)昨年実施した実験では介在物を水だけとしたが,今年度は油を介在させた場合の実験も行い,これらの結果に基づく設計論を検討した.ラインアンドスペース状の凹凸構造を種々変えながら水/油の排出性を高め,摩擦特性を改善できることがわかったが,水と油では適切な条件が異なることがわかった.介在物の排出性を高めることの有効性は容易に推察できるが,油の場合は凹凸構造エッジ部のスクレーパ的な効果が有効であることがわかった.(2)複周期構造の検討摩擦・付着力で興味深い特性を持つヤモリの指は,長い周期構造に短い周期構造が重畳した形になっており,機能的合理性があるとみられる.これを模擬し,一様なラインアンドスペース構造ではなく,長い周期の構造上に周期の短い構造を重畳させた構造で更なる性能の向上が試みた.(3)ナノ構造製作と転写特性の評価上記の短周期構造製作のため,直径300nmのシリカ微粒子を自己整列させ,これをマスクとしたナノ構造を型とした転写特性の評価を行った.基礎実験として,PMMAへの形状転写が行えることを確認した.

以上,摩擦特性改善の方向性は明らかとなったが,複周期構造の設計指針に関する検討と福祉関連機器への適用を引き続き検討する必要がある.固体表面に微細構造を設けることで乾湿によらず安定した摩擦を得ることが考えられ,昨年までは浴室等での転倒事故を防ぐための床の設計を検討してきた.今年度は,福祉機器ハンドルや手すりなどへの適用を想定し,滑りにくく,かつ感触のよい表面微細構造の設計・製造技術の確立を目的として,下記の研究を進めた.(1)ハンドルを想定した摩擦実験足裏での摩擦とは異なり,手すりやハンドルの把持に際しては面圧をかけた後の往復摺動が多いため,摩擦試験機のプログラムをそのように修正した.また,従来行ってきた溝状の微細構造は方向性が強いため,今年度は円柱が並んだ微細構造に変え,これとシリコーンコムの間の摩擦を測定した,その結果,ピッチ300-500ミクロン,高さ100ミクロン程度の構造が摩擦を大きくする点からは有効であることわかった.(2)官能試験との対応摩擦を大きくできても痛みを感じるようでは好ましくないため,官能試験を行った.その結果,受容器間隔(0.5-1mm)よりも小さい300ミクロンピッチの場合に,痛みが小さく,かつ滑りにくいことがわかり,人に触れる機器類の摩擦を適切に設計するための重要な知見が得られた.
反応アーク溶解法によるニューコンセプト複合材料の合成と評価

反応アーク溶解法を用い、Ti、Al、Cの各粉末からγ-TiAlをマトリックスとし、炭化物セラミックスTi_2AlCが微細均一に分散したTiAl基複合材料を合成することに成功した。マトリックスの結晶粒径は、Ti-Al二元系では70250μmの範囲でばらつきがあるが、Cを含む場合にはほとんどの結晶粒は50μm程度と微細かつ均一なものになる。これは、燃焼反応中に形成されるTi_2AlCは高融点であるが、アーク溶解中に溶融し、その後に凝固することに起因している。固相になったTi_2AlCは周りの液相状態のTi-Al系融液(約1600°C)の凝固時に結晶化の核として働くと考えられる。このことが結晶粒の数を増加させ、粒径を微細なものにする。ここで重要なことは、高融点のTi_2AlCが溶融状態を経た後に凝固することである。通常のアーク溶解ではこれほどの高融点材料(約3000°C)の溶解は困難であるが、本プロセスは燃焼反応とアーク溶解を合体させたものであり、素粉末間に生じる反応熱がアーク熱をアシストする役目を担い、通常困難であるとされる材料の溶解を可能にしたことになる。つぎに、反応アーク溶解中にマトリックスγ-TiAl相とともに形成されるα_2-Ti_3Al相に着目した。マトリックスの配合組成はγ-TiAlの化学量論組成であるので、Ti-Al二元系状態図によればα_2相は出現しないはずである、しかし、一般的に、溶解した後の凝固過程において、γ-TiAl相とα_2-Ti_3Al相は層状のラメラ組織を形成することが知られている。さらに、Ti-Al-C三元系状態図によれば、γ-TiAl中よりもα_2により多くのCが固溶するとされている。このため、平衡相を得るために行った焼鈍中に、非平衡に存在していたα_2相が消滅し、γ-TiAl単相に変化すること、およびα_2中に存在したCが固相反応、すなわち析出現象を起こしα_2相の跡地に新たに微細なTi_2AlC粒子が形成されることが透過電子顕微鏡観察から明確となった。これら微細に析出したTi_2AlC粒子は本複合材料の強度を増加させるばかりでなく、変形時にはクラックの伝播を分岐あるいは阻止し、破壊靱性値の著しい改善に寄与することが明らかになった。TiAlは低密度、高強度および優れた耐酸化性を有することから次世代の軽量高温材料として期待されている。一方、強度、延性さらには靭性が不足しているとの指摘もある。これらを改善するために、マトリックスにセラミックス粒子を分散させ複合材料化することが有効であり、多くの研究結果が報告されている。そこで我々は、Ti,Al,Cの混合粉末から三元系炭化物Ti_2AlC粒子分散γ-TiAl基複合材料をin-situ(その場)でマトリックスと粒子の合成および試料の緻密化を行う反応

アーク溶解法により作製した。今回はこれまでよりもC量を少なくし、アーク溶解時に合成される幅15μm、長さ1020μmの粗大なTi_2AlCの形成を極力抑え、熱処理によりきわめて微細なTi_2AlC粒子を固相-固相反応により析出させる手法を採用した。また、析出した粒子とマトリックスの界面を透過電子顕微鏡による高分解能観察により詳細に観察した。as-cast材のマトリックスは(γ+α_2-Ti_3Al)ラメラ粒+γ粒からなり、ラメラ中のα_2への固溶限を超えたCは粗大なTi_2AlC粒子を生成した。このときのマトリックスの平均粒径は50μm程度であり、粒径に大きなバラツキは見られなかった。このことから、粗大なTi_2AlC粒子は結晶微細化に効果を発揮することが明らかとなった。一方、1000°Cによる熱処理によりラメラ組織は消滅し、γ単相のマトリックスが得られた。さらに、α_2の消滅に伴い、α_2が存在した場所に0.5μm程度の微細なTi_2AlC粒子が析出していた。微細粒子とマトリックス界面には反応性生物等はまったく形成さない。そして電子顕微鏡観察よりマトリックス/粒子界面にはの方位関係があり、原子オーダーで整合関係が保たれていることが明確になった。反応アーク溶解法を用い、Ti、Al、Cの各粉末からγ-TiAlをマトリックスとし、炭化物セラミックスTi_2AlCが微細均一に分散したTiAl基複合材料を合成することに成功した。マトリックスの結晶粒径は、Ti-Al二元系では70250μmの範囲でばらつきがあるが、Cを含む場合にはほとんどの結晶粒は50μm程度と微細かつ均一なものになる。これは、燃焼反応中に形成されるTi_2AlCは高融点であるが、アーク溶解中に溶融し、その後に凝固することに起因している。固相になったTi_2AlCは周りの液相状態のTi-Al系融液(約1600°C)の凝固時に結晶化の核として働くと考えられる。このことが結晶粒の数を増加させ、粒径を微細なものにする。ここで重要なことは、高融点のTi_2AlCが溶融状態を経た後に凝固することである。通常のアーク溶解ではこれほどの高融点材料(約3000°C)の溶解は困難であるが、本プロセスは燃焼反応とアーク溶解を合体させたものであり、素粉末間に生じる反応熱がアーク熱をアシストする役目を担い、通常困難であるとされる材料の溶解を可能にしたことになる。つぎに、反応アーク溶解中にマトリックスγ-TiAl相とともに形成されるα_2-Ti_3Al相に着目した。マトリックスの配合組成はγ-TiAlの化学量論組成であるので、Ti-Al二元系状態図によればα_2相は出現しないはずである。しかし、一般的に、溶解した後の凝固過程において、γ-TiAl相とα_2-Ti_3Al相は層状のラメラ組織を形成することが知られている。さらに、Ti-Al-C三元系状態図によれば、γ-TiAl中よりもα_2により多くのCが固溶するとされている。このため、平衡相を得るために行った焼鈍中に、非平衡に存在していたα_2相が消滅し、γ-TiAl単相に変化すること、およびα_2中に存在したCが固相反応、すなわち析出現象を起こしα_2相の跡地に新たに微細なTi_2AlC粒子が形成されることが透過電子顕微鏡観察から明確となった。これら微細に析出したTi_2AlC粒子は本複合材料の強度を増加させるばかりでなく、変形時にはクラックの伝播を分岐あるいは阻止し、破壊靱性値の著しい改善に寄与することが明らかになった。
ケモカインを指標とする胸腺萎縮の分子メカニズムの解析とその法医学的応用

実験動物として8から10週齢の雄C57BL/6野生型(WT)及びCCR5遺伝子欠損(KO)マウスを用いて,拘束ストレスモデル(1時間拘束する処置を3日間)による胸腺萎縮の分子メカニズムを検討した.T細胞に発現していることが知られているケモカインレセプターであるCCR5の遺伝子欠損マウスを用いて拘束ストレスによる胸腺萎縮における病態生理学的役割を検討したところ,CCR5遺伝子欠損マウスでは拘束ストレスによる胸腺萎縮が野生型マウスと比較して有意に抑制されていた.そのメカニズムの1つとして胸腺細胞のアポトーシスの減少の関与が示唆された.ストレスによる胸腺萎縮の分子メカニズムを解明するために,実験動物として8から10週齢の雄C57BL/6野生型マウス及びCCR5遺伝子欠損マウスを用い,ストレスモデルとして,マウスを空気穴を開けたファルコンチューブ(50ml)内に無麻酔下で入れ,1時間拘束する処置を3日間(拘束→自由→拘束→自由→拘束)継続した.1.胸腺重量について検討したところ,拘束ストレスによって野生型マウスでは,胸腺重量が約25%程度まで減少していた.しかしながら,同様の拘束ストレス後のCCR5遺伝子欠損マウスにおける胸腺重量の減少は約50%程度までであり,明らかにストレス誘発胸腺萎縮が抑制されていた.2.副腎重量について,は野生型マウスでは,ストレス拘束後に約20%程度増加していたが,CCR5遺伝子欠損マウスでは拘束ストレス前と比較して有意な重量増加は認められなかった.すなわち,ストレスによる副腎腫大が抑制されていた.3.胸腺細胞がストレスによりアポトーシスが誘導されることから,各マウスにおける胸腺細胞のアポトーシスを検討したところ,野生型マウスではアポトーシス細胞が著明に増加していたが,CCR5遺伝子欠損マウスにおけるアポトーシス細胞数は野生型マウスの25%程度しか認められなかった.小括:T細胞に発現していることが知られているケモカインレセプターであるCCR5の遺伝子欠損マウスを用いて拘束ストレスによる胸腺萎縮における病態生理学的役割を検討したところ,CCR5遺伝子欠損マウスでは拘束ストレスによる胸腺萎縮が野生型マウスと比較して有意に抑制されていた.そのメカニズムの1つとして胸腺細胞のアポトーシスの減少の関与が示唆された.平成28年度はこれまで確立していたマウスにおける拘束ストレスによる胸腺萎縮モデルの再現性を確認し,それによって,本研究において拘束ストレスによる胸腺萎縮モデルを用いることの妥当性を再確認することができた.次に,拘束ストレスによる胸腺萎縮における分子メカニズムにおけるケモカインの病態生理学的役割を検討するためにT細胞に発現していることが知られているケモカインレセプターの1つであるCCR5の遺伝子欠損マウスを用いて,拘束ストレスによる胸腺萎縮を検討することができた.その結果として,CCR5遺伝子欠損マウスでは拘束ストレスによる胸腺萎縮が野生型マウスと比較して有意に抑制されていた.また,胸腺細胞のアポトーシスの減少がCCR5遺伝子欠損マウスにおいて観察された.以上のことから,ストレス誘発の胸腺萎縮において,CCR5介したケモカインシグナルの関与が明らかにされたことはが,概ね順調に進展していると考えた理由である.前年度に引き続きストレス誘発胸腺萎縮におけるCCR5の病態生理学的役割について検討を継続した.実験動物として8から10週齢の雄C57BL/6野生型マウス及びCCR5遺伝子欠損マウスを用い,ストレスモデルとして,マウスを空気穴を開けたファルコンチューブ(50ml)内に無麻酔下で入れ,1時間拘束する処置を3日間(拘束→自由→拘束→自由→拘束)継続した.CCR5遺伝子欠損マウスにおける胸腺重量の減少は約50%程度までであり,明らかにストレス誘発胸腺萎縮が抑制されていた.さらに,副腎重量においても野生型マウスで有意な副腎重量の増加を認めたが,CCR5遺伝子欠損マウスで副腎重量の増加を認めなかった.さらに,胸腺のアポトーシス細胞数は野生型マウスで増加し,CCR5遺伝子欠損マウスでは澄明な増加を認めなかった.これらのことからCCR5がストレス誘発胸腺萎縮に関与している可能性が示唆された.また,ヒトの胸腺組織においてCCR5の発現を認めた.一方,他のケモカインレセプターであるCCR1は,CCR5と同じリガンド(CCL3,CCL4,CCL5)に対するレセプターであることから,CCR1遺伝子欠損マウスについても同様にストレスモデルに供したところ,野生型マウスと同程度の胸腺萎縮が認められた.このことはCCR5システムのみがストレス誘発胸腺萎縮に関与している可能性が示唆された.ただし,CCR5にはCCL3,CCL4,CCL5のリガンドがあることから,これらのどのリガンドが主体として胸腺萎縮に関与しているのかについて検討する必要がある.さらに,Fas抗原等のアポトーシス誘導因子の発現についてのCCR5システムの関与を検討する必要がある.ケモカインであるCCR5システムが,法医学分野においては虐待の補助的診断および虐待期間の推定のための指標となる可能性が示唆された.実験動物として8から10週齢の雄C57BL/6野生型(WT)及びCCR5遺伝子欠損(KO)マウスを用いて,拘束ストレスモデル(1時間拘束する処置を3日間)による胸腺萎縮の分子メカニズムを検討した.T細胞に発現していることが知られているケモカインレセプターであるCCR5の遺伝子欠損マウスを用いて拘束ストレスによる胸腺萎縮における病態生理学的役割を検討したところ,CCR5遺伝子欠損マウスでは拘束ストレスによる胸腺萎縮が野生型マウスと比較して有意に抑制されていた.そのメカニズムの1つとして胸腺細胞のアポトーシスの減少の関与が示唆された.

平成28年度は拘束ストレス誘発胸腺萎縮において,ケモカインレセプターの1つであるCCR5を介したシグナルが関与していることを見出すことができた.しかしながら,その詳細な分子メカニズムについて検討する予定である.1.CCR5,CCR5のリガンドケモカインとしてCC chemokine ligand 3 (CCL3), CCL4およびCCL5の3種類が存在することから,最も胸腺萎縮に関与するケモカインの機能と動態を解析しする予定である.具体的には拘束ストレス後の血中ケモカインレベル(CCL3, CCL4およびCCL5)を解析する.次いで,胸腺組織におけるCCL3, CCL4およびCCL5遺伝子発現を検討する.さらに,これまで,胸腺萎縮に関与することが報告されているサイトカイン(IL-6, oncostatin M,レプチン等)の血中レベルを野生型マウスとCCR5遺伝子欠損マウスにおいて検討する.2.ストレスによって副腎皮質ホルモン(コーチゾル)が増加することが知られている.そこで,野生型マウスとCCR5遺伝子欠損マウスにおいて,拘束ストレス後の血中副腎皮質ホルモン(コーチゾル)を定量して,CCR5を介したシグナルの副腎皮質ホルモン(コーチゾル)に対する影響を検討する.3.実際の法医剖検事例において.虐待例・非虐待例を問わず胸腺・血清を採取してCCR5およびそのリガンドのCCL3,CCL4およびCCL5について,遺伝子およびタンパクレベルで検索し,虐待の指標となる可能性についても検討する.4.CCR5以外のケモカインレセプターについても遺伝子欠損マウスを用いて可能な範囲で検討する.29年度が最終年度であるため、記入しない。法医病理学本研究は平成28年4月から,まず実験モデルの再現性を確認するとともに,遺伝子欠損マウスの繁殖を含めて開始したものである.したがって,平成28年度内に学会発表・論文作成は時間的に困難であった.ただし,平成29年度は既に少なくとも1回は学会発表が可能な状況である.29年度が最終年度であるため、記入しない。
ビタミン、ミネラルの新しい生理作用の検察―DNAマイクロアレーを用いた解析―

本研究は、幾つかの栄養状態の異なるモデル動物を用いて、それらの動物における遺伝子の発現変化をDNAマイクロアレイを用いて検出し、その発現パターンをコントロールと比較することによって、栄養素が多岐に渡って遺伝子発現に影響を与えていることを確認するとともに、新規の標的遺伝子を同定し、新しい生理作用を模索することを目的とした。ビタミンKまたは亜鉛含量の異なる実験食をラットに給餌し、栄養状態の異なるモデル動物を作成した。これらの動物の栄養状態は機器分析法により評価した。ビタミンKの場合、各臓器中のビタミンK含量をHPLCで、亜鉛の場合、血漿亜鉛濃度を原子吸光分光高度計で測定し、それぞれの栄養素の欠乏状態であることを確認した。次に、各臓器からmRNAを精製し、標識ヌクレオチド存在下でcDNAを作製した。得られた標識cDNAと市販DNAマイクロアレイをハイブリダイゼーションさせ、発現プロファイルを得た。ビタミンK欠乏の場合、肝臓では急性期相タンパク質ファミリーに属する一群の遺伝子の発現が顕著に変化し、このビタミン欠乏によって組織内で炎症反応が起こっていることが示唆された。また、亜鉛欠乏ラットの脳の各部位における発現プロファイルを解析したところ、亜鉛を補因子とする酵素や転写因子の発現変化が見られた。さらに、摂食行動をコントロールするペプチドやシグナル伝達に関与するレセプター、キナーゼなどが変化し、亜鉛欠乏による摂食行動変化を裏付ける結果が得られた。発現量の異なる遺伝子種の幾つかについて、RT-PCR、ノーザンハイブリダイゼーションによってRNA量を定量的に測定したところ、マイクロアレイで得られた結果とほぼ同様の結果が得られたことから、本方法によって実際に発現量の異なる遺伝子種を検出できることが確認された。今後は、栄養素の新規作用に結びつく結果を得るために、多変量解析、階層的クラスタリング法などによって発現プロファイルを詳細に解析する。
現代人類集団におけるグルタミン反復多型多様化の意義

ヒト進化過程において、ポルグルタミン(polyQ)病の責任polyQ反復座位で反復数多型が急激に多様化したのは、polyQ長の違いが神経系の機能の多様化を創出し、人類が分業社会を作る基盤となったためである、という仮説を立て、次の2つのアプローチにより検証を進めた。第1番目として、ヒトの多型polyQの関わる相互作用のうち、神経発生のシグナル伝達経路として機能しているものを明らかにすることで、実証実験系樹立の手がかりとするため、polyQの天然変性の性質を利用して複合体を形成し、細胞質と核との間を行き来していると考えられるものを、相互作用(PPI)データベースより抽出した。その結果、polyQ配列を有する9タンパク質が細胞質と核との間を行き交うこと、およびそれらのタンパク質間で8個の相互作用が見つかった。それらはNotchシグナル、ユビキチン化、ヒストンアセチル化といったシグナル経路に関与していることを発見した。第2番目に、最近報告された、ハンチンチン・タンパク質のpolyQの反復長と神経突起の伸長が逆比例するという事例について、その分子機構検証系を樹立するために、ハンチンチンのPPIおよび神経突起伸長調整にいたるパスウェイの両知識空間を重ね合わせることにより、ハンチンチンにおいて神経突起伸長の調節に関与することが知られている経路を抽出した。その結果、ハンチンチンと相互作用するタンパク質の中から6種類が低分子量Gタンパク質を介したRasスーパーファミリーに属するシグナル伝達経路を経て、細胞骨格やアクチン・タンパク質に作用し、神経突起伸長を制御する経路につながることを見出した。申請書では本研究を解析Iと解析IIに分け、状況に応じて、進めていくことにしており、2018年度で形になったのは主に解析Iであった。解析I「各種反復の関わる相互作用における生命現象の情報探索」については、手順(I):(1)手動による分子間相互作用情報整備、(2)自動実行アルゴリズム考案、に相当する部分を2018年度に行った。正攻法的なアルゴリズムを既知の核・細胞質両局在性IDRハブタンパク質に対して実行したことで、polyQ含有タンパク質がIDRの性質を利用してシグナル伝達に広く機能している実態を明らかにすることに成功したといえる。解析II「神経細胞中のpolyQ/CAG反復および反復配列結合因子の分布と量の解明」については、当初の計画とは若干異なる時間の使い方をした。本研究の申請書を出してから米国の研究チームにより報告された、ハンチントン病患者由来iPS細胞を用いたデータ[Mehta et al. 2018]が、本研究で提唱した仮説を支持する有力な傍証となりうる可能性を見出したため、彼らの研究結果をもたらした、分子機構について解明する方向へ変更することが本研究の近道になるか、検討するための調査に時間を費やした。現状としては、申請者自身の専門技術からより離れる手法になるため、その道の専門家が興味を示して共同研究を申し出てもらえるように、バイオインフォマティクス解析を行ってより焦点を絞る研究プロジェクトを、今後進めることにした。解析Iで行った「相互作用における生命現象の情報探索」については、実際には2つの異なる手法を行っている。それらの結果それぞれを整理し、各種反復の関わるについては、短い論文としてまとめて投稿したい。また、新たに開始すべき、より進化学的解析のプロジェクトを構想中である。

解析II「神経細胞中のpolyQ/CAG反復および反復配列結合因子の分布と量の解明」については、当初の計画とは若干異なる時間の使い方をした。本研究の申請書を出してから米国の研究チームにより報告された、ハンチントン病患者由来iPS細胞を用いたデータ[Mehta et al. 2018]が、本研究で提唱した仮説を支持する有力な傍証となりうる可能性を見出したため、彼らの研究結果をもたらした、分子機構について解明する方向へ変更することが本研究の近道になるか、検討するための調査に時間を費やした。現状としては、申請者自身の専門技術からより離れる手法になるため、その道の専門家が興味を示して共同研究を申し出てもらえるように、バイオインフォマティクス解析を行ってより焦点を絞る研究プロジェクトを、今後進めることにした。解析Iで行った「相互作用における生命現象の情報探索」については、実際には2つの異なる手法を行っている。それらの結果それぞれを整理し、各種反復の関わるについては、短い論文としてまとめて投稿したい。また、新たに開始すべき、より進化学的解析のプロジェクトを構想中である。2018年度は本研究を取り巻く動向に変化が生じ、研究の方向性について調査を独力で行うことに費やし、当初計画していた実験開始を遅らせた。そのため、実験用の経費について手をつけずに繰り越すことにした。今後、申請書段階で無かった新たな解析に用いる予定である。