hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
in vivo胎仔ニューロン活動に対する低酸素の影響:パッチクランプ法による解析

母体と臍帯でつながったラット胎仔の脳の神経活動に対する低酸素の影響について研究し検討を行った。胎仔脳の低酸素負荷は臍帯を微小動脈クリップで一定時間結紮(1-5分)することによって行った。また、結紮解除後の臍帯の血流再開を容易にするため、血管拡張剤(papaverine)を使用した。まず、このような方法が低酸素モデルとして実際に有効であるか否かを調べるため、胎仔脳の酸素分圧(Po_2)と脳血流量(BF)の変化を観察した。Po_2電極とBF電極を大脳皮質下に挿入した。臍帯結紮後、Po_2は速やかに減少した。BFはPo_2と殆ど平行して減少した。また、同時に心拍数の減少と脈波の増高が見られた。これらの反応は結紮解除後、もとのレベルに回復した。しかし、これらの反応は結紮を繰り返すと減弱し、もとのレベルへの回復が障害された。次に、このモデルを用いて脳幹神経活動の変化を単一ニューロン放電の記録法を用いて観察した(全11例)。4例において、臍帯結紮(1-2分)後、神経活動は完全に停止し、結紮解除直後、高振幅、高頻度の活動電位が一過性に出現した。その後、振幅と頻度はもとのレベル以下に減少した。また5例において、結紮後、活動電位の振幅と頻度の減少が観察された。結紮解除後活動はもとのレベルに戻らなかった。他の2例においては、結紮後活動電位の減少と頻度の増加を示した。これらの結果から、低酸素負荷に対して胎仔脳の神経活動には顕著な変化がみとめられた。これらの変化が低酸素による重篤な脳の障害と関与することが十分が考えられる。さらに本研究は胎仔における低酸素症のモデルとして非常に有用であることが分かった。今回の報告は胎仔神経細胞の細胞外活動電位の記録に留まったが、なお現在、patch電極を用いたwhole-cell recordingの実験も進行しつつある。
ナノメートル分極制御を用いた和周波光混合デジタルイメージ変換の研究

本研究では、提案したデバイスの作製において重要となる分極制御技術と微細加工技術に関する研究を行った結果、以下の研究成果が得られた。1)新規分極反転制御法の提案と実証:LiNbO_3(LN)結晶を用いた2μm以下の微小周期分極反転形成を目的として新しい円電極法を提案した。まず、理論解析を行った結果、結晶に点接触する円形電極形状が分極反転制御に有効であることが示唆された。つぎに、円電極法を実証するために2μm周期の円形電極を二光束干渉露光により作製し、電界印加分極反転実験を行った。その結果、厚さ500μmのLN結晶において、2μm周期の分極反転の作製に成功した。また、一部分ではあるが、0.15μmの極微小分極反転の作製に成功し、提案した円電極法の有効性を実証することができた。2)結晶の抵抗率と分極反転特性との関係:本研究の目的である微小周期分極反転技術の確立を目指し、抵抗率ρを制御したLN結晶を用いて分極反転特性を調べた。具体的にはLN結晶の抵抗率を4桁低下させたBlack-LN結晶を用いて分極反転実験を行った結果、分極反転閾値Vthは100V程度であり、Vthはρ^<1/2>に比例することを見いだした。また、ドット状周期電極を作製して、電圧100Vを印加した結果、周期ドットパターンを均一に作製することができた。この結果から、結晶の抵抗率を制御することにより、従来と比較し1/100以下の印加電圧で微小周期反転構造を形成できることを明らかにした。3)ダイシングソーを用いたリッジ型光導波路の作製:ブレードの回転速度および送り速度をそれぞれ30,000回転、0.3mm/秒の条件で行った時、幅5μm、深さ10-30μm、長さ50mmの平滑で断面凸状のリッジ形状が形成され、Tiを熱拡散した5μm x 5μm程度の矩形光導波路を作製することができた。作製した光導波路の挿入損失および伝搬損失をHe-Neレーザを用いて測定した結果、それぞれ1dB/cm、7dBであった。現時点での導波特性はまだ十分ではないが、加工条件の最適化により、長尺リッジ型光導波路作製の可能性を示すことができた。本研究では、提案したデバイスの効率に直接関係する分極反転の機構、ダイナミクスを研究することを目的とし、本年度の研究では以下のような研究成果が得られた。1)低電界印加法による分極制御の実験的検討:核形成しきい値に達しない電界を結晶に印加することによってマイクロドメイン(自発分極の向きが反転した微小領域)を形成できることを見いだし、印加電流の積分値を制御することにより、結晶中に存在する反転核を電極端近傍に集合させ、反転ドメインを成長可能であることを明らかにした。

2)核移動法による分極制御:核移動による分極反転領域と従来用いてきたパルス印加による分極反転領域の核形成位置の比較検討を行った。その結果、核移動法による分極反転領域を電極近傍に形成することが可能であり、微細パターン形成に有利であることを明らかにした。3)周期分極制御用レーザ露光装置の作製:所望のコヒーレント長の分極制御を行うために、結晶基板上へ任意周期パターンを長距離に渡って作製できるレーザ描画装置を試作した。波長473nmのレーザを用いた結果、全長40mm、最小寸法2μmの微小周期パターンを作製することができた。4)分極制御に及ぼす結晶の抵抗率の影響:抵抗率の異なるLiTaO_3結晶を用いて分極反転実験を行った。その結果、抵抗率の高い結晶を用いることにより、電極パターンに近い周期分極反転層を形成することができ、分極制御機構に関する新たな知見を得ることができた。5)FCE(Full Cover Electrode)法の実験的検討:FCE法を用いて微小周期分極反転実験を行った。電極とレジスト直下の電界強度比が大きく、レジストの誘電率の値が小さいほど分極制御に有利であることを実験的に証明した。そして、従来分極制御が困難であった500μm厚の結晶を用いて、周期4μmの均一な周期分極反転層を形成することができた。本研究では、提案したデバイスの作製において重要となる分極制御技術と微細加工技術に関する研究を行った。本年度では以下のような研究成果が得られた。1)分極制御の理論的検討:従来の矩形電極を用いた周期分極制御の問題点を打破し得る新しい概念について検討した。電極とレジスト直下の電界強度比が大きく、かつ結晶中に電界集中部を作らない条件を満足する電極形状を印加電界分布の計算から求めた。その結果、点接触の円形電極を用いることで上記条件を満たすことを明らかにした。2)円形電極を用いた微小周期分極制御の実験的検討:理論計算から得られた周期2μmの円形電極を二光束干渉露光により作製し、Full Cover Electrode法により分極反転実験を行った。その結果、厚さ500μmの結晶において、2μm周期の分極反転の作製に初めて成功した。また、従来困難であった0.56μm幅の極微小分極反転の作製に成功した。3)レーザ光照射による低電圧印加分極制御:レーザ光照射による微小分極制御について検討を行った。その結果、LiNbO_3結晶に対して強い吸収をもつ325nmレーザ光の照射により、結晶の抵抗率が光照射前の値に比べて5桁程度低下することを明らかにした。そして、光照射なしでの印加電圧(10.7kV)より十分低い印加電圧(3.6kV)で幅200nmライン、直径1.0μmφの微小分極反転構造を作製することができた。4)ダイシングソーを用いた微細加工:光導波路の作製に必要な加工条件の検討を行った。その結果、0.3mm/sの高速加工の条件で、幅5μm、長さ50mmの平滑で矩形の光導波路形状を作製することができた。本研究では、提案したデバイスの作製において重要となる分極制御技術と微細加工技術に関する研究を行った結果、以下の研究成果が得られた。1)新規分極反転制御法の提案と実証:LiNbO_3(LN)結晶を用いた2μm以下の微小周期分極反転形成を目的として新しい円電極法を提案した。まず、理論解析を行った結果、結晶に点接触する円形電極形状が分極反転制御に有効であることが示唆された。つぎに、円電極法を実証するために2μm周期の円形電極を二光束干渉露光により作製し、電界印加分極反転実験を行った。その結果、厚さ500μmのLN結晶において、2μm周期の分極反転の作製に成功した。また、一部分ではあるが、0.15μmの極微小分極反転の作製に成功し、提案した円電極法の有効性を実証することができた。
化学・熱・電気エネルギー変換に依存した海底生命圏を支える電子移動論の開拓

本研究では、硫化鉄鉱物から構成される深海熱噴出孔が「化学・熱・電気エネルギーの変換場」として働くことを示した申請者らの研究に基づき、電気化学代謝計測を海洋微生物-底生動物複合系に適用し、異種生物の相互作用により生成する電流の計測、ならびに電位変調による代謝制御を行うことを目的としている。最終年度、人為的に鉱物材料の電位を制御した際、海洋底生動物(Oligochaeta)の代謝活性ならびに行動がどの様に変化するのかについて解析を進めてきた。その結果、鉱物材料の電位を正にすることでTCAが活性かし、一方、電位を負にすることでフマル酸呼吸が活性化することを見出した。また、電位の正と負に応じて底生動物の運動性が大きく異なることを見出した。すなわち、電位を正にすることで、底生動物は底質に対して尻尾を海水側に出すのに対し、電位が負の場合には、底質に潜り体全体を底質の中に沈める。また、これらの行動性の変化は、電位の正負の切り替えに対して可逆的に変化することを確認した。以上の結果は、底生動物の代謝さらには運動性を、電位という物理化学パラメーターを用いて可逆的に制御することが可能であることを示した最初の報告である。平成28年度は、高濃度の硫化水素ならびに電気伝導性を有する硫化鉄の存在下でも生存可能な新規海洋底生動物(Oligochaeta)と共生微生物複合系から生成する代謝電流のリアルタイム計測と速度論解析について検討を進めてきた。具体的には、電気化学反応リアクター内にOligochaetaと硫酸還元菌が共存する硫化鉄堆積物環境を再構築し、微生物と動物双方から作り出される電流のリアルタイム計測を行った。その結果Oligochaetaと硫酸還元菌の共培養時においてのみ電位が時間と共に正に大きくシフトすることを見出した。一方で、Oligochaetaまたは微生物の何れかのみを含む系においては、電位の正方向へのシフトは観測されなかった。この結果は、Oligochaetaと硫酸還元菌の共生系が成立する環境では、それぞれが単独に存在する場合と比べて、代謝電流の生成機構に大きな違いがあることを示している。引き続き、コットレル解析により代謝電流の速度論解析を行ったところ、共生が成立する系においては、代謝電流の生成が電気伝導性を有する硫化鉱物を介した電子移動律速反応になっていることが明らかとなった。一方で、Oligochaetaまたは微生物のみを含む系においては、代謝電流は硫化水素を介した物質拡散律速となった。これらの結果は、硫化鉱物の存在下でOligochaetaと微生物が共生系を構築することにより、従来の物質を介した相互作用に加えて、電流の介した電気共生ともいうべき新たな相互作用が存在することを示している。Oligochaetaと共生微生物複合系(硫酸還元菌が優占種である自然群集)から生成する代謝電流のリアルタイム計測と速度論解析に成功し、電流を介した動物/微生物間の相互作用に関する知見が得られたため。平成29年度は、高濃度の硫化水素ならびに電気伝導性を有する硫化鉄の存在下でも生存可能な新規海洋底生動物(Oligochaeta)と共生微生物複合系から生成する代謝電流のリアルタイム計測とNMRを用いた電位に応じた代謝生成物の解析を進めてきた。その結果、鉱物材料の電位に応じてOligochaetaの中心代謝(TCA)が変動することを見出した。より具体的には、餌投与により電位は大きく負にシフトし、Oligochaeta内にコハク酸の蓄積が確認された。コハク酸はTCA回路の中間体であり、その蓄積はTCA回路が停止してエネルギー生産の活性が低下していることを示している。電位が回復したサンプルではコハク酸の蓄積は解消されており、電位がOligochaetaの代謝を反映していることが確認された。また、電気化学的に電位を任意的に制御した環境においてOligochaetaの代謝分析をNMRにより行った。その結果、負の電位を印加した際にはコハク酸の蓄積が観測された。一方で、電位を正に印加した環境で培養したOligochaetaにおいては、コハク酸の蓄積は観測されずTCAが活発化することを見出した。以上の結果は、外部電位に応じてOligochaetaのTCA活性が変動し、その活性を人為的に制御可能であることを示すものである。電位に依存したOligochaetaの代謝産物の検出に成功したが、それに同調した微生物菌叢の特定には至っていないため。

その結果、鉱物材料の電位を正にすることでTCAが活性かし、一方、電位を負にすることでフマル酸呼吸が活性化することを見出した。また、電位の正と負に応じて底生動物の運動性が大きく異なることを見出した。すなわち、電位を正にすることで、底生動物は底質に対して尻尾を海水側に出すのに対し、電位が負の場合には、底質に潜り体全体を底質の中に沈める。また、これらの行動性の変化は、電位の正負の切り替えに対して可逆的に変化することを確認した。以上の結果は、底生動物の代謝さらには運動性を、電位という物理化学パラメーターを用いて可逆的に制御することが可能であることを示した最初の報告である。平成29年は、電流生成環境下における微生物ならびにOligochaetaの遺伝子発現解析に基づいた微生物菌叢構造ならびに代謝ネットワーク変動解析を行う。電極電位に依存したOligochaetaの代謝産物の検出と同調する微生物菌叢の解析に着手する。また、電位に応じたOligochaetaの運動性についても検討を進める。それにより、本課題提案である、「電子・代謝分子・菌叢、そして運動性」という階層を超えた微生物・動物共生の動態を明らかにする。代謝電流計測ならびに速度論解析が当初の計画以上に進展した。それに伴い、2年度目に実施を予定していた次世代シーケンサーを用いた菌叢構造ならびに代謝プロファイリング相関解析により重点を置くため、初年度購入を予定していた電気化学実験に関する消耗品の購入を抑えたため。微生物と底生動物の電気的相互作用の理解と制御を目的として、これまでにNMRを用いた代謝解析により、底生動物のTCAサイクルの制御が可能であることを実証した。しかし、電気刺激に伴う微生物叢の制御に関しては、サンプル間でのデータ変動が大きく、信頼に足るデータの取得に至っていない。電気刺激に応答する微生物叢を特定することを目的及び使途として、研究期間を1年間延長した。2年度目に実施を予定している次世代シーケンサーを用いた菌叢構造ならびに代謝プロファイリング相関解析により重点を置くため、必要な微生物学実験・消耗品の購入する。
ハイドロサーマル・ソノケミストリーによる二酸化炭素の固定化と廃棄物の処理・資源化

1.高温高圧反応場に置けるソノケミストリ応用の可能性反応容器に超音波を入射できる小型バッチ式反応装置を製作し、反応容器を加熱して高温高圧水中に超音波を入射、同様な歪み波形の観測が可能かどうかを調べ、これをキャビティ発生の判断基準とする超臨界水の条件(374°C,22MPa)まで昇温させて温度による影響の有無を調べた。超臨界水条件でも超音波を利用したホットスポットの発生は可能であり、これによるソノケミストリ反応が水熱反応における反応効果の促進に有効な可能性が示された。ビチュメン等の実際に反応プロセスの対象となる物質については十分に有効な反応条件の詳細まで明らかにすることはできなかった。この一因として本実験に使用した装置では反応管内部の撹搾ができないため均一な反応を行わせて比較することが困難であった為と考えられる。2.硫化水素による水からの水素生成の検討平成17年度までに、加硫ゴムおよび硫化水素によるCO_2の還元固定について検討し、CO_2の還元固定効果は硫化水素による水からの水素によりCO_2を還元したと推測される。よって、硫化水素による水からの水素生成反応に及ぼす反応条件の影響および反応機構について調べた。(1)硫化水素による水からの水素生成反応に及ぼす反応条件の影響(a)硫化水素による水からの水素生成反応には250°C以上のアルカリ水熱反応場が必要であることがわかった。(b)反応時間の増加に伴い、60minより早い時間で水素の発生量は急増するが、60min以後の増加は横ばいになる。(c)水素の発生量はHS-の量に依存する。(2)硫化水素による水からの水素生成反応機構反応後の水溶液についてイオン分析を行った結果、亜硫酸・チオ硫酸イオンが検出された。この結果から、H_2Sが酸化され、電子を放出して還元のために電子を供給したものと考えられる。3.炭水化物を還元剤とした場合のCO_2還元の検討炭水化物のモデル物としてグルコースを用い実験を行った結果、反応後CO_2量は若干減少していたが、グルコースの有無による有意な差はみられなかった。本年度実施項目ごとに得られた結果の概要は以下のようである。1.反応後のガスを分析するためサンプリングができる反応装置の設計・製作超音波を水熱反応場に照射できるバッチ反応装置にガスを収集できる反応装置を設計・製作した。2.加硫ゴムを還元剤試料とした場合のCO_2の還元固定まず、加硫ゴムの還元性が高いと考え、加硫ゴムによるCO_2の還元固定の効果について検討した。EPDM加硫ポリマーを用い、反応温度を400°Cから450°C変化させ、CO_2の添加有無の場合の実験を行った。反応後の液相の生成物について、CO_2を添加した場合において、ギ酸が大量に生成した。このギ酸はCO_2の還元したものと考えられる。さらに、ガスを分析した結果、CO_2を添加した場合において、メタン、エタンなどのガスが大量生成し、水素も多量に検出した。反応前後のCO_2の量を正確的に測定するのが困難であるが、10%近いCO_2の減少がみられた。さらに、430°Cの場合に、比較高CO_2固定効果がみられた。

3.硫化水素を還元剤試料とした場合のCO_2の還元固定加硫ゴム中に含まれる硫黄は水熱反応条件下で硫化水素を生成し、この硫化水素を還元剤としてCO_2を有機物に還元させると推測して硫化水素を用いてCO_2の固定効果について検討した。まず、超音波を照射しない場合、EPDM加硫ポリマーを用いた場合と同様に、CO_2を添加した場合において、大量な蟻酸、メタン、エタンおよび水素ガスが生成した。さらに、反応後のCO_2の量約10%以上が減少した。これらの結果は、加硫ゴムの還元作用が加硫ゴム中に含まれる硫黄は水熱反応条件下で生成した硫化水素を還元剤として働いていることを示唆する。さらに、超音波の照射効果の有無を調べるため、超音波を照射する場合の実験を行った。反応後CO_2量は若干減少したような傾向がみられたが、超音波の照射の有無による有意な差がみられなかった。4.硫化水素を還元剤とした場合水から水素を生成する機構の検討加硫ゴムおよび硫化水素を還元剤とした場合、CO_2の還元固定効果がみられたが、この効果が増加させるため、その機構の解明が必要である。加硫ゴムおよび硫化水素によるCO_2の還元機構は硫化水素による水から水素を発生したためと考え、硫化水素による水から水発生機構について調べた。硫化水素による水から水素の発生は確認し、水素の発生量はpHへの依存性が強いことも分かった。1.硫化水素による水からの水素生成の検討平成17年度まてに、加硫ゴムおよび硫化水素によるCO_2の還元固定について検討し、CO_2の還元固定効果は硫化水素による水からの水素によりCO_2を還元したと推測される。よって、硫化水素による水からの水素生成反応に及ぼす反応条件の影響および反応機構について調べた。(1)硫化水素による水からの水素生成反応に及ぼす反応条件の影響(a)硫化水素による水からの水素生成反応には250°C以上のアルカリ水熱反応場が必要であることかわかった。(b)反応時間の増加に伴い、60secより早い時間で水素の発生量は急増するが、60sec以後の増加は横ばいになる。(c)水素の発生量はHS^-の量に依存する。(2)硫化水素による水からの水素生成反応機構反応後の水溶液についてイオン分析を行った結果、亜硫酸・チオ硫酸イオンが検出された。この結果から、H_2Sが酸化され、電子を放出して還元のために電子を供給したものと考えられる。2.炭水化物を還元剤とした場合のCO_2還元の検討炭水化物のモデル物としてグルコースを用い実験を行った結果、反応後CO_2量は若干減少していたか、グルコースの有無による有意な差はみられなかった。3.グルコースからの水素生成の検討上記2の結果より直接の還元剤てはなくグルコースを酸化させて得られるギ酸からの水素生成について検討した。(1)グルコースの湿式酸化によるギ酸の生成反応温度200-400°C、反応時間10-300sec、酸素供給率0-150%の条件て、グルコースからのギ酸生成を調べた結果、最大ギ酸収率は25%で、それ以上の収率が得られない理由として生成したギ酸が酸化分解されたと考えられたため、ギ酸の酸化分解を防止することを目的としてアルカリを加えた結果、ギ酸収率は75%まで増加した。(2)ギ酸からの水素生成反応温度200-400°C、反応時間30-600secて、ギ酸からの水素生成を調べた。
サンの養育行動および乳幼児発達に関する人類学的研究

これまでの調査の成果を2冊の図書の分担執筆として公表した。以下はその概要である。サンにおけるジムナスティツク(乳児を膝の上で抱え上げ,立位を保持,あるいは上下運動させる一連の行動)は,狩猟採集に基づく移動生活と関連づけて説明されてきた。Takada(in press)ではサンの養育行動の多様性を検討するため,サンの中でも定住化や農耕牧畜民との交渉が進んでいるナミドアのクンで調査を行った。その結果,先行研究から示唆される予想に反して,クンでも乳児に早くから頻繁にジムナスティックを行うことがわかった。これは,ジムナスティックがしばしば「あやし」として行われることによる。この研究をふまえて高田(印刷中)では,サンの別グループであるボツワナのグイやガナにおいて,ジムナスティック場面の特徴を記述・分析した。すると,グイやガナでも乳児に早くから頻繁にジムナスティックを行うこと,ジムナスティックにはやはり乳児をあやす効果があること,ただしグイやガナはジムナスティックが乳児の歩く力を育てるとも考えていること,が示された。以上から,文化的に共有された民俗理論がどのように組織化されているのかを明らかにすることが,ジムナスティックの行為実践を論じるうえで重要であると考えられる。この作業はジムナステイックをめぐる文化的構造を論じることにつながる。また,これまでの調査の成果を独立行政法人通信総合研究所における国際ワークショップ,第102回アメリカ人類学会において発表した。さらに,ワシントン州立大学,カリフォルニア大学ロスアンゼルス校,国立衛生研究所(NIH)において,会話分析,子ども研究,狩猟採集民研究に関する資料収集および研究打ち合わせを行った。これらにより,サンの養育者-乳児関係や環境認識に関するこれまでの研究をより幅広い理論的な展望のもとに考察していくための貴重なコメントや資料を得た。その成果を公表するために学術雑誌に論文を投稿する予定である。これまでの調査の成果を3本の学術雑誌論文,2冊の図書の分担執筆,第9回国際狩猟採集民会議での学会発表として公表した。また,ボツワナおよびナミビアで以下の調査を行った。サンは遠くの動物等を瞬時にみつける。また視界の悪い地形や平坦な地形でも方向感覚を失わない。これらの特徴をさらに論じるために,まず人々の最小分離閾を測定した。すると,視力の平均値は1.4であった。加えて,遠くに現れた動物を同定してもらったところ,同定の精度は必ずしも先の視力(最小分離閾)と対応していなかった。これらから,サンが動物をみる時には経験に基づく直感的推論が重要なこと,サンでは具体的な手がかりに対する閾値や態度が私たちと異なることが示唆される。またキャンプ間移動の調査から,サンの優れた方向感覚を基礎づける膨大な民俗知識について以下の構造的側面が明らかになった。移動の際には,視界の先に特定の樹木等のランドマークが連なっている。ランドマークは関連するエピソードと共に記憶されている。いくつかのランドマークを過ぎると森や水場に到達する。森や水場は以前のキャンプ地で,生活空間としてのまとまりを持つ。目的地までには水場や森がいくつもあり,移動のルートはそれらを列挙して語られる。さらに大きな自然環境を表す概念として,洪積世の川跡を指す!?aeがある。人々は!?aeを水場が連なった線としてとらえる。これらは,サンの生活は環境に対する独自の認識と切り離せないことを示す。次の課題は,その環境認識の発達的な変化過程を明らかにすることである。またフィンランド福音ルーテル教団において,ナミビアでの同教団の活動等に関する資料収集を行った。これにより,ナミビア北部でのキリスト教の浸透過程やそれに伴うサンの社会・文化変容に関する貴重かつ重要な資料を得ることができた。これらの成果を公表するために,学術雑誌に論文を投稿する予定である。

これらにより,サンの養育者-乳児関係や環境認識に関するこれまでの研究をより幅広い理論的な展望のもとに考察していくための貴重なコメントや資料を得た。その成果を公表するために学術雑誌に論文を投稿する予定である。
衛星画像を用いたブナ天然林の分布特性の解析およびモニタリングシステムの開発

ブナ天然林が分布する地域を1.原生林地域、2.二次林地区と大きく2つに分け、それぞれの地区におけるブナ林に対するモニタリングシステムの構築を試みた。原生林地区は急峻な山岳地帯に分布しており、地形補正が必要である。ここでは、ミンナート関数による地形補正が有効であることを明らかにした。補正後の輝度値を使用して、現地調査を行った21個のプロットの林分因子との関連を解析した。その結果、バンド6以外の各バンドの輝度値、タッセルドキャップ、植生指数と、うっぺい度、材積、断面積合計、haあたり本数との間に有意な相関関係が得られた。一方、二次林地区では、ブナ混交率とバンド4,5,6における平均輝度値との間に有意な相関関係が得られた。ブナ林のモニタリング゙を構築する際には、ブナ原生林と二次林では、モニタリングの意味が大きく異なる。原生林の場合は、林分を維持する上で上木の本数管理が特に重要である。一方、二次林ではブナの混交率の変化を捉えることが最も重要である。原生林ではRVIとうっぺい度との間の回帰式を、二次林ではバンド4,5,6の平均輝度値とブナ混交率との間の回帰式を利用することによりブナ天然林の変化が衛星画像上から把握できるモニタリング例を示すことができた。その一方でブナ林は社会環境と自然環境の両方の影響を受けて変化していく。人間活動の強度が景観多様度の変化に大きく影響していることが分かった。ブナ林のモニタリングを構築していく上で人間活動の強度を十分考慮しなければならない。わが国では、衛星データによるブナ天然林の動態把握に関する研究例は報告されてはいない。山岳地帯のブナ天然林を対象に、衛星データによる解析を行うとすれば、技術的にいくつかの課題がある。第一は、幾何補正の困難、第二は、立地条件により樹種構成が変化するので、ブナ天然林の分類精度がどの程度なのか、そして第三は地形補正に関する効果的な方法の確立である。平成9年度は、新潟県と福島県の県境に位置する日尊の倉山周辺、総面積約730haを対象に、50m×50mのプロット21個を設定した。この管内は標高が500m1300m、平均傾斜度25°の急峻な地帯である。幾何補正は、通常、25,000分の1を使用するが、森林基本図5,000分の1を用いて、詳細に行った。その結果、RMSが0.428であり、高精度に幾何補正が行えた。一方、最尤法による教師付き分類では、User′s accuracyは、99.%を示し、ブナ天然林が高精度で分類可能であることを確かめることができた。山岳地帯における画像処理では、地形補正が必要である。しかし、わが国では、その方法論が確立していない。そこで、地形補正方法を確立するために、プロットの林分因子とピクセルの輝度値との関連性を解析した。その結果、バンド1,2,3では地形要因の変動が少なく、バンド4,5,7では大きいことが分かった。地形補正法は、ミンナート関数を利用した補正を行ったところ、バンド4,5,7において傾斜角が増加すると、未補正ではピクセルの輝度値は大きくなるが、補正後は、輝度値はほぼ一定値を保ち、地形補正効果が認められた。このように、有効な地形補正方法を示すことができた。平成10年度は、補正された輝度値を基に、ブナ天然林の動態把握方法の確立を行う予定である。平成10年度はブナ二次林を対象に、モニタリングシステムの構築を試みた。

原生林地区は急峻な山岳地帯に分布しており、地形補正が必要である。ここでは、ミンナート関数による地形補正が有効であることを明らかにした。補正後の輝度値を使用して、現地調査を行った21個のプロットの林分因子との関連を解析した。その結果、バンド6以外の各バンドの輝度値、タッセルドキャップ、植生指数と、うっぺい度、材積、断面積合計、haあたり本数との間に有意な相関関係が得られた。一方、二次林地区では、ブナ混交率とバンド4,5,6における平均輝度値との間に有意な相関関係が得られた。ブナ林のモニタリングを構築する際には、ブナ原生林と二次林では、モニタリングの意味が大きく異なる。原生林の場合は、林分を維持する上で上木の本数管理が特に重要である。一方、二次林ではブナの混交率の変化を捉えることが最も重要である。原生林ではRVIとうっぺい度との間の回帰式を、二次林ではバンド4,5,6の平均輝度値とブナ混交率との間の回帰式を利用することによりブナ天然林の変化が衛星画像上から把握できるモニタリング例を示すことができた。その一方でブナ林は社会環境と自然環境の両方の影響を受けて変化していく。人間活動の強度が景観多様度の変化に大きく影響していることが分かった。ブナ林のモニタリングを構築していく上で人間活動の強度を十分考慮しなければならない。
複数職務下での経営者報酬及び雇用政策

これまでのところ、以下のような理論モデルを想定して、短期の報酬契約かあるいは長期の報酬契約かあるいはその混合形態がいいのかという問題、および、報酬契約の最適な付与期間と報酬開始までの期間がどうなるかという問題に関して、定性的な結果および数値計算による定量的な結果を得るためのモデルを構築している。構築した理論モデルでは、投資家と創業者(兼CEO)がおり、投資家が創業者に企業経営を委託して投資を行わせて生産物を生産させる。企業の生産物としては、観察可能で契約可能な生産物、および、観察可能ではあるが契約に書くことができないという意味で立証不可能な生産物という2種類の生産物がある物とする。各生産物の生産過程は独立していてそれぞれ投資が必要である。ただし、各生産過程での投資量は観察可能ではあるが立証不可能であるものと仮定し、2期間モデルを想定する。各生産物の生産過程での創業者の投資は企業利益に影響を与えて投資家の収入に大きな影響を与える。その一方で、投資家は創業者の行う各生産過程での投資に直接影響を与えることができない。そのため、創業者に対する報酬契約をうまくデザインして創業者の行う各生産過程での投資水準を投資家にとって最適な水準に決めてやる必要がある。この目的のために、投資家は短期の報酬契約と長期の報酬契約のいずれか、あるいは、両者の組み合わせを創業者に提示する必要がある。短期の報酬契約及び長期の報酬契約のどちらのタイプも、企業のパフォーマンスから独立な固定報酬型のものになる可能性と企業のパフォーマンスと連動した株価連動型のものになる可能性がある。また、後者の株価連動型の場合には報酬の付与時点が企業のパフォーマンスに応じてどのように決まってくるかという問題も解くことになり、企業のパフォーマンスに応じた最適な付与期間を決定することが可能になる。理論モデルをうまく組み立てることができ、理論的結果もある程度まで予想できるので、おおむね順調に進展しているといえる。今後は、理論モデルを定性的に解いて、報酬契約を内生的に決定していく。さらにできれば、数値計算例も組み合わせて、説明をよりわかりやすいものにしたいと考えている。とくに定性的な結果を得るのが難しい場合には、数値計算による定量的な結果で補完していきたい。また、報酬契約のみならず、負債契約などにもモデルを拡張できないかどうか考察中です。モデルの拡張も進めていく予定である。
プロテオリポソームを用いた輸送小胞形成機構の解析

小胞体から形成される輸送小胞は、COPIIコートと呼ばれるタンパク質複合体によって覆われていることからCOPII小胞と呼ばれる。COPIIコートは、小胞体膜上の輸送されるタンパク質が持つ輸送シグナルと特異的に結合し、この複合体が膜上で集合することにより、目的のタンパク質を選択的に取り込んだCOPII小胞が形成されると考えられている。COPIIコートと輸送されるタンパク質が結合するには、低分子量GTPaseであるSar1pが必要であり、昨年度までの研究により、Sar1pはGTPase活性により輸送されるタンパク質の輸送小胞への取り込みの選別を行っているということを明らかにしている。本年度は、このCOPII小胞形成反応を顕微鏡下において、人工脂質平面膜上に再現し、COPII小胞形成過程の1分子レベルでの可視化を行うためめ準備を行った。蛍光標識した輸送される基質タンパク質を人工脂質平面膜上に自然膜融合法によって再構成する手法を開発した。さらに、ここにCOPII小胞の形成に必要な可溶性因子、Sar1p, Sec23/24p, Sec13/31pを順に加えると、各因子の添加にともなって、蛍光標識した輸送される基質タンパク質(Bet1p-Cy3)の人工脂質平面膜上での2次元拡散が変化する様子が1分子レベルで計測できるようになった。また、Sar1p添加後、ここにCOPIIコートタンパク質(Sec23/24p, Sec13/31p)を添加すると、輸送される基質タンパク質の平面膜上での凝集を観察することが出来るまでに至っている小胞体から形成される輸送小胞は、COPIIコートと呼ばれるタンパク質複合体によって覆われていることからCOPII小胞と呼ばれる。COPIIコートと輸送されるタンパク質が結合するには、低分子量GTPaseであるSar1pが必要であり、Sar1pのGTPase活性により輸送されるタンパク質の輸送小胞への取り込みが厳密に制御されていると考えられているものの、その詳細なメカニズムは不明であった。その理由の一つとして、これまでの細胞から分画したオルガネラを用いたin vitro実験系では、さまざまな種類のGTPaseが混在しているため、輸送小胞形成過程で機能するGTPase機能のみを切り離して解析することが非常に困難であったことが挙げられる。これまでに開発した、小胞体からのCOPII小胞形成を必要最小限の精製因子で再現する完全再構成系を用いることにより、COPII小胞形成反応で中心的な役割を担っているSar1pのGTP加水分解の様子を直接測定することが可能となった。さらに、COPIIコートにYFP、プロテオリポソーム上の輸送されるタンパク質にCFPを融合させ、COPII小胞形成過程におけるCOPIIコートと輸送されるタンパク質との分子間相互作用をCFP-YFP間のFRETを指標としてリアルタイムで追跡することのできる実験系を開発した。これらのオリジナルな実験系を用いて詳細に解析を行った結果、Sar1pはGTP加水分解のエネルギーを利用して、輸送小胞に取り込むタンパク質の選別を行っているという現象を見いだすことができた。また、Sar1p添加後、ここにCOPIIコートタンパク質(Sec23/24p, Sec13/31p)を添加すると、輸送される基質タンパク質の平面膜上での凝集を観察することが出来るまでに至っている
非圧縮性粘性流体の渦度場に関連した非線形偏微分方程式の研究

水などの非圧縮性流体の運動においてはその渦度場が重要な役割を果たすことが知られている。本研究では、この渦度場に関連した非線形偏微分方程式を中心としてその数学解析を行い、いくつかの大きな成果を挙げることができた。特に、乱流中で普遍的に表れる微細な渦管構造と関連した、ある定常な流れの安定性解析を行い、その結果、その定常な流れが3次元的な微小撹乱に対して安定であることを数学的に証明することに成功した。本研究で得られたこうした成果は、偏微分方程式の解析や乱流における複雑な局所構造の解明に大きく貢献するものである。非圧縮性粘性流体の局所的構造との関連が深いBurgers渦と呼ばれるNavier-Stokes方程式のある特殊な定常解について研究を進めた。Burgers渦は具体的な関数でexplicitに表される軸対称なものと、具体的には表示できない非軸対称なものが考えられる。非軸対称なBurgers渦についてはそれらが実際に存在するか否かが未解決であったが、本研究によって数学的に厳密にその存在を示すことができた。Burgers渦は定常解であるため、それが小さな擾乱に対して安定かどうかという問題は、流体の局所構造の理解のためにも重要である。既存の研究によって擾乱が2次元的な流れである場合にはBurgers渦の安定性はある程度解明されていた。しかし、擾乱が3次元的な流れである場合、3次元渦度方程式と呼ばれる複雑な非線形偏微分方程式の解析が必要となり、数学的には本質的に未解決であった。本研究におけるプロジェクトの中で、研究代表者はこの分野の専門家であるThierry Gallay氏(Grenoble, France)との共同研究を行い、Burgers渦が3次元的な擾乱に対しても安定であることを厳密に証明することに成功した。この研究成果については近く公表する予定である。また、Burgers渦に対する線形化作用素の解析にも重要な役割を果たす、ある2階楕円型偏微分作用素の研究を行った。この微分作用素は非線形熱方程式の自己相似解を調べる際にも現れる重要なものである。本研究では特に、対応するレゾルベント方程式の解に対する空間遠方での減衰評価の研究を行い、詳細な各点評価を得ることに成功した。さらにこの結果を応用することによって、ある非線形熱方程式の自己相似解に対する空間遠方での詳細な各点評価を得ることができた。また、本研究を遂行するためにミネソタ大学のIMAに2009年9月から2010年3月にかけて滞在した。
選択的還元によって傾斜機能を持たせた高光歪セラミックの開発

本研究では光歪を示すPLZTセラミックスを選択的還元(セラミックスの片側の還元処理)することによって傾斜機能を持たせ、高い光歪みを得ることにより「歪の絶対量が小さい」と「応答速度が小さい」の問題を解決することを目的とする。電気伝導率の傾斜分布を持たせることで電気機械結合係数および光→電気エネルギー変換能(特に応答速度)を向上させること、そして熱歪みにより電気→力学エネルギー変換能を改善することを期待している。本年度の研究実績をまとめると、下記のようになる。1.選択的還元を施したPLZTセラミックスの光→変換特性(光起電力、応答速度)を評価した。その結果、選択的還元を施した試料はしないものに比べて光歪が3倍以上に向上し、かつ緩和時間も1/2以下になった。これは、傾斜化により見掛けの電気機械結合係数が大きくなったことと、部分的伝導化により光活性のキャリヤ-が増大したためであると考えられる。2.還元が組成の傾斜に及ぼす影響をEPMAやESCA等で、および微構造をSEMで、機械的性質を微小ビッカース硬度で、相の分布をX線回折計で評価した。その結果、未還元側から還元側に向かって、これまで従来報告されていなかった部分還元相の存在が明らかになった。3.誘電特性(εの周波数依存性)・強誘電特性(D-Eヒシステリシス)・電気伝導性をセラミックスの厚さ方向に測定し、『強誘電体-伝導体』傾斜機能を評価した。2)と同様に部分的還元(伝導)相の存在が明らかになった。4.現在、エネルギー変換機能について還元状態の最適化を行いつつある。
RGD配列に富む細胞高親和性リコンビナントペプチドからなる骨再生足場素材の開発

A)培養細胞へのリコンビナントRGDペプチド(FBG)の増殖・分化促進作用の検証リコンビナントRGDペプチドコーティング-シャーレ上での培養による培養骨膜細胞の接着、骨芽細胞分化誘導効果を解析した。方法:患者から骨膜を採取し培養シャーレ上で3種類の培地=M199+10%FBS(現在ヒトの歯槽骨再生に実施しているもの)、MSC-PCM(培養骨膜用新型培地)+2%多血小板フィブリン抽出液(PRF)およびMSC-PCM+4%FBSの各培地を用いた培養法による比較を行った。培養は28日間実施し、製造された培養骨膜シートについて、長径、形態、を観察した。結果と考察:1FBGのコーテイングによって培養細胞の増殖は促進される傾向を示し、培養された骨膜シートの長径は増大した。この効果は現行のM199+10%FBSによる培養系で最も顕著であったものの、2%PRFおよびMSC-PCM+4%FBSの各培地を用いた培養法では明らかな差は見出されなかった。細胞シートに生ずる剥がれ現象はいずれの培養条件でも起きなかった。FBGコーティングによるもう一つの特徴はシャーレー上に複数のコロニーが形成される現象がいずれの培地条件においても共通にみられた。これは培地中に遊離浮遊した細胞が再度シャーレー上に定着し増殖する所見と考えられた。2FBGコーティングシャーレー上の培養によって骨膜細胞の骨分化傾向に明らかな促進所見は見いだされなかった。ただしこれはアリザリンレッドSおよびアルカリフォスファターゼ染色の傾向であり定量的結果ではない。骨分化には様々な段階がありそれに応じたマーカーもあるので、さらに詳細の分析が必要である。3MSC-PCM(培養骨膜用新型培地)が骨膜培養に有用であり、かつ動物由来成分の使用を回避できる可能性が示唆された。予定したリコンビナントRGDペプチド(FBG)の増殖・分化促進作用の検証ならびに骨膜シート培養を効果的にする専用培地MSC-PCM培地の開発を複数の企業の協力を得て実施した。1従来のM199+10%FBSによる骨膜細胞シートの製造は6週間という長期の培養を必要とすることに加え、10%FBSを使用するために生物由来材料の使用に伴うリスクを回避できないことと、高価な医療用FBSを10%で使用するためにコスト的な問題があった。協力企業(コージンバイオ株式会社)が開発したMSC-PCM(骨膜培養専用培地)は2%PRF抽出液と4%FBS添加の条件で同様に従来法のM199+10%FBSと比較して優れた細胞増殖効果を示した。さらに培養期間を4週間に短縮すると同時に、従来法のM199+10%FBSによる6週間の培養よりも大きな細胞シートの作成が可能であり、時間短縮と細胞数の増加を可能にしている。本研究課題の目的である新型培地の使用方法について多くの示唆を与えるデータが得られている。2FBGの培養シャーレーのコーティングが細胞の増殖を促進する作用を有することが示唆された。特に従来法のM199+10%FBS培地条件では効果がより鮮明に確認された。一方のMSC-PCM新型培地の条件ではその効果は比較的不鮮明であり、FBGコーティングは必ずしも必要でないことが示された。今後の培養骨膜細胞による骨再生細胞療法の開発の方向性について、有意義な示唆を与える結果が得られた。1FBGの培養シャーレコーティングが一定の細胞装飾効果を示し、効率的な培養骨膜細胞の製造を可能にすることを示唆したものの、MSC-PCM新型培地の使用により特別な材料の使用をしなくとも効率的に培養骨膜細胞を製造できることが示唆された。この結果から、2018年度においても引き続きより細かなデータの蓄積を継続して行うが、FBGの材料としての開発の方向性を培養系での作用から、移植された細胞への効果に重点を移し今後の開発を進めることを検討する。2MSC-PCM新型培地の効果が示さられことから、2018年度の培養系での研究開発の重点を培地条件に移し、この培地を用いた、PRF抽出液およびFBSによつ効果の比較とともに最適条件を決定する。これについては2017年度中にすでに着手している。

FBGコーティングによるもう一つの特徴はシャーレー上に複数のコロニーが形成される現象がいずれの培地条件においても共通にみられた。これは培地中に遊離浮遊した細胞が再度シャーレー上に定着し増殖する所見と考えられた。2FBGコーティングシャーレー上の培養によって骨膜細胞の骨分化傾向に明らかな促進所見は見いだされなかった。ただしこれはアリザリンレッドSおよびアルカリフォスファターゼ染色の傾向であり定量的結果ではない。骨分化には様々な段階がありそれに応じたマーカーもあるので、さらに詳細の分析が必要である。3MSC-PCM(培養骨膜用新型培地)が骨膜培養に有用であり、かつ動物由来成分の使用を回避できる可能性が示唆された。予定したリコンビナントRGDペプチド(FBG)の増殖・分化促進作用の検証ならびに骨膜シート培養を効果的にする専用培地MSC-PCM培地の開発を複数の企業の協力を得て実施した。1従来のM199+10%FBSによる骨膜細胞シートの製造は6週間という長期の培養を必要とすることに加え、10%FBSを使用するために生物由来材料の使用に伴うリスクを回避できないことと、高価な医療用FBSを10%で使用するためにコスト的な問題があった。協力企業(コージンバイオ株式会社)が開発したMSC-PCM(骨膜培養専用培地)は2%PRF抽出液と4%FBS添加の条件で同様に従来法のM199+10%FBSと比較して優れた細胞増殖効果を示した。さらに培養期間を4週間に短縮すると同時に、従来法のM199+10%FBSによる6週間の培養よりも大きな細胞シートの作成が可能であり、時間短縮と細胞数の増加を可能にしている。本研究課題の目的である新型培地の使用方法について多くの示唆を与えるデータが得られている。2FBGの培養シャーレーのコーティングが細胞の増殖を促進する作用を有することが示唆された。特に従来法のM199+10%FBS培地条件では効果がより鮮明に確認された。一方のMSC-PCM新型培地の条件ではその効果は比較的不鮮明であり、FBGコーティングは必ずしも必要でないことが示された。今後の培養骨膜細胞による骨再生細胞療法の開発の方向性について、有意義な示唆を与える結果が得られた。1FBGの培養シャーレコーティングが一定の細胞装飾効果を示し、効率的な培養骨膜細胞の製造を可能にすることを示唆したものの、MSC-PCM新型培地の使用により特別な材料の使用をしなくとも効率的に培養骨膜細胞を製造できることが示唆された。この結果から、2018年度においても引き続きより細かなデータの蓄積を継続して行うが、FBGの材料としての開発の方向性を培養系での作用から、移植された細胞への効果に重点を移し今後の開発を進めることを検討する。2MSC-PCM新型培地の効果が示さられことから、2018年度の培養系での研究開発の重点を培地条件に移し、この培地を用いた、PRF抽出液およびFBSによつ効果の比較とともに最適条件を決定する。これについては2017年度中にすでに着手している。今年度の実験に用いたFBGおよび培地は共同研究を実施している企業からの供与を受けることができたため、実験の経費の大きな部分の経費を消費する必要がなかったことが予想以上に経費がかからなかった原因と考えている。
地表付近の基盤岩に発達する断層破砕帯における最近の地震性すべり検出方法の開発

1891年濃尾地震で地表変位を生じた根尾谷断層を対象として、地表露頭調査とともに、原子力規制庁が平成30年度から掘削を予定している140 m孔と700 m孔のボーリングコアを対象として、破砕物質の粒径変化、風化生成物の取り込み、酸化条件に伴う化学組成の変化、温度変化に伴う粘土鉱物の変化、濃尾地震の地表変位の有無に着目した断層破砕帯調査を調べることにより、地表付近の基盤岩に発達する断層破砕帯から最近の地震性すべりの有無の検出を試みる。
高温熱電変換用新素材としてのSiCセラミックスの研究

今年度は、中実および中空状微粒子の焼結によって得られる多孔質SiCセラミックスの熱電性能評価を行い、微細構造と性能指数の相関性を詳細に検討した。その結果、いくつかの微細構造設計指針を導くことができ、変換効率も昨年度に比べて約1桁向上することが可能となった。1.β-セラミックスの微細構造と性能指数-中空状β-SiC微粒子を用い、1750-2000°C、N_2中3h焼結した試料について、熱電測定、XRD、SEMおよびTEM観察などを行った。ゼーベック係数が焼結温度の上昇すなわち粒成長にともなって増加する事実を見いだしたが、これは粒成長による面欠陥密度の低下がフォノンの平均自由行程を増大させ、フォノンドラック効果をより顕著にさせたためと考えられた。導電率は2000°Cまでは焼結温度の上昇と共に増加するが、2000°C以上ではβ相が一部α相に転移するため低下することが分かった。2.添加物の影響-中空状および中空状微粒子を用い、B、C、BNをそれぞれ1wt%添加した焼結体を作製した。N_2中焼結試料はすべてn-typeであった。Bの添加は無添加のものに比べて導電率を若干低下させるが、ゼーベック係数を増加させ、結果としてpower factorをもっとも大きくすることが判明した。Ar中焼結試料はすべてp-typeであり、XRDによればほとんどα相へ転移していた。C添加では、無添加に比べて導電率はあまり下げずにゼーベック係数を上げるため、p型の中ではもっとも大きいpower factorを与えた。3.微細構造の設計指針-n型β-SiCの熱電変換効率向上のためには、1)密度を低く保ったまま粒成長を促進する、2)α相への転移を抑制する、3)N、Bなどのドーピングによりキャリア濃度を制御することが重要であるとの結論を得た。微細構造の制御、B、Cの添加により、変換効率を昨年度までに得られた値と比較して約1桁向上することができた。
神経-免疫シナプスの形成とそれを介した細胞間相互作用の可視化機能解析

神経系と免疫系の間には密接な相互作用が存在し、両者の相互作用が生体機能を巧妙に調節していることが明らかになりつつある。我々は、上頸神経節(SCG)とマスト細胞が接着分子N-cadherinやCADM1のそれぞれホモフィリックな結合を介して接着し、サブスタンスPやATPをメディエーターとした効率のよい情報交換を行っていることを明らかにしてきた。本研究では、感覚神経である後根神経節(DRG)とマスト細胞の相互作用の分子機構を明らかにすることを試みた。新生児マウスから単離したDRGはCADM1がほとんど発現していなかったが、DRGと骨髄由来マスト細胞BMMCを共存培養したところ、CADM1が接着部位に強く集積していることが分かった。そこで、CADM1を発現していないマスト細胞株IC-2細胞を用いてDRGとマスト細胞の相互作用におけるCADM1の役割を追究した。IC-2細胞にCADM1を発現させた細胞株を作製し、DRGに対する接着効率を調べたところ、CADM1発現IC-2細胞は野生型のIC-2細胞に比べて接着効率が有意に増加した。また、CADM1はDRGとの接着部位に強く集積しており、ここには神経シナプスのマーカー蛋白質であるVGLUT1も局在していた。一方、神経刺激に伴う応答率もCADM1発現IC-2細胞の方が野生型のIC-2よりも有意に高かった。マスト細胞側のCADM1と結合するDRG側の接着分子について検討したところ、nectin-3の関与を示唆する結果が得られた。このことから、マスト細胞に発現しているCADM1はDRGに発現しているnectin-3とヘテロフィリックに結合して両社の効率的な相互作用に関与していると考えられた。また、CADM1はSCGとランゲルハンス島α細胞との相互作用にも接着分子として重要な役割を果たしていることも見いだした。我々は、上頸神経節(SCG)とマスト細胞が接着分子N-cadherinやNecl-2のそれぞれホモフィリックな結合を介して接着し、サブスタンスPやATPをメディエーターとした効率のよい情報交換を行っていることを明らかにしてきた。本研究では、感覚神経である後根神経節(DRG)とマスト細胞株(IC-2)の相互作用の分子機構を明らかにすることを試みた。新生児マウスから単離したDRGはNecl-2がほとんど発現していなかったが、DRGと骨髄由来マスト細胞BMMCを共存培養したところ、Necl-2が接着部位に強く集積していることが分かった。そこで、Necl-2を発現していないIC-2細胞を用いてDRGとマスト細胞の相互作用におけるNecl-2の役割を追究した。IC-2細胞にNecl-2を発現させた細胞株を作製し、DRGに対する接着効率を調べたところ、Necl-2発現IC-2細胞は野生型のIC-2細胞に比べて接着効率が有意に増加した。また、Necl-2はDRGとの接着部位に強く集積しており、ここには神経シナプスのマーカー蛋白質であるVGLUT1も局在していた。一方、神経刺激に伴う応答率もNecl-2発現IC-2細胞の方が野生型のIC-2よりも有意に高かった。このことから、マスト細胞に発現しているNecl-2がDRGとの効率的な相互作用に関与していると考えられた。次に、マスト細胞側のNecl-2と結合するDRG側の接着分子について検討したところ、nectin-3の寄与を示唆する結果を得た。また、CADM1はSCGとランゲルハンス島