hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織内で変換・生成するビタミンＫ２の変換機構とその生理的役割に関する研究

一方、糖尿病を発症しない正常マウスを用いて同様の解析を行ったが、K欠乏食によるインスリン分泌量の低下が観察されなかった。以上のことから、K欠乏食は、II型糖尿病モデル動物において、肝臓、膵臓の遺伝子発現変化やそれに伴うグルコース応答の減弱により、病態増悪を促進させることが示唆された。2)ビタミンKの生体内変換の分子機構の解析ヒト肝癌由来培養細胞での変換系を用いて、外因性の側鎖供与が変換に及ぼす影響について解析を行った。ゲラニルゲラニル二リン酸(GGPP)で処理した場合、変換量に変化は見られなかったが、ゲラニルゲラニオール(GGOH)で処理した場合、変換量が有意に上昇した。細胞内GGPP、GGOH量を測定したところ、メナキノンー4変換量と細胞内GGPP量との間に相関関係があることが示唆された。また、メナキノンー4の代謝酵素阻害剤を共存させた場合、メナキノンー4量の増加が観察されたことから、変換生成されたメナキノンー4は、速やかに代謝されていることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。栄養化学26年度が最終年度であるため、記入しない。1)MK-4によるインスリン分泌促進作用本年度は、KKAyマウスを使用して解析を行ったが、病態悪化が急速に進み、最終的には欠乏食の影響が見えづらい結果となった。本動物以外の糖尿病モデル動物でメナキノン-4の影響の解析を行う必要がある。2)MK-4による抗炎症作用の分子機構免疫沈降に使用したIKKγの抗体の特異性が弱く、一部不明瞭なデータが得られた。他社抗体によって確認する必要がある。3)MK-4生体内変換の反応機構の解析ゲラニルゲラニル二リン酸の細胞内量をLC-MS/MSによって測定する予定で、定量法の確立を目指したが、定量的解析を行うまで、まだ条件検討が必要である。マウス脳のスライス培養において、個体間、スライス間で、変換量にばらつきがあり、定量性を高める必要がある。1)ビタミンK欠乏飼料で飼育した動物の膵臓ランゲルハンス島を分離・培養し、グルコースに応答したインスリン分泌能について解析を行う。また、β細胞を分離し、遺伝子発現、各種シグナル分子の発現量を測定する。2)MK-4処理したマクロファージのTAK1のK63ユビキチン化量が増加していたことから、脱ユビキチン化酵素の発現量を測定する。また、MK-4処理した細胞のコンディション培地に抗炎症性の高分子成分が含まれることから、これを分離し、その性状を明らかにする。3)ゲラニルゲラニル二リン酸など、イソプレノイドで細胞を処理した場合の細胞内イソプレノイド量をLC-MS/MS法で測定する。脳スライス培養系において、ビタミンK1の側鎖開裂に関わる因子の解析を進める。コンディションメディウムに含まれる抗炎症性物質について、質量分析機を用いた解析を行い、変化の見られる因子の性状を明らかにする。ビタミンK欠乏食を与えたマウスから膵臓ランゲルハンス島を分離し、グルコースに応答するインスリン分泌を引き続き測定するが、特に、ビタミンKを共存させた場合の影響について解析する。
開口放出様式を制御する分子機構の可視化解析

私達の身体は環境変化に対応するため、ホルモンを分泌することにより体内の恒常性を一定に保っている。この機構の破綻は、アレルギー、糖尿病等の種々の疾患に直結する。しかしホルモン分泌の詳細な分子メカニズムについては解明されていない。そこで、超高感度、超高解像度を持つ蛍光顕微鏡を新規開発し、内分泌細胞から起こるホルモン分泌反応を直接可視化計測することに成功した。そして、ホルモン分泌制御機構の詳細な分子メカニズムの一端を解明した。ホルモン分泌顆粒の輸送を司る低分子量G蛋白質Rabファミリーは、ホルモン分泌顆粒の細胞膜方向への輸送、細胞膜へのドッキング、融合の「センサー」として機能すると推測されている。60種類存在するRabファミリーのうち、Rab27AとRab27A結合蛋白質であるシナプトタグミン様蛋白質ファミリー(synaptotagmin like protein : Slp)がホルモン分泌顆粒輸送制御分子として同定された。しかし、Slpファミリーがホルモン分泌をどのように制御しているのかについては、不明である。そこで緑色蛍光蛋白質結合Slpファミリーをホルモン分泌のモデル細胞である副腎髄質クロマフィン細胞由来PC12細胞に過剰発現させ、開口放出反応及び、ホルモン分泌顆粒の細胞膜とのドッキングへの影響を全反射蛍光顕微鏡により可視化解析した。その結果、すべてのSlpファミリーがホルモン分泌顆粒膜上に局在し、特にSlp3-a及びSlp5が開口放出反応を促進した。一方、Slp4-aは、ホルモン分泌顆粒の細胞膜とのドッキング過程を促進するにも関わらず、開口放出反応数を抑制した。そこで、このSlp4-aの機能について詳細な解析を行った。その結果、ホルモン分泌顆粒膜上のRab27AにSlp4-aのRab結合領域が結合し、Slp4-aのlinker領域に細胞質内のMunc18-1が結合し、さらにMunc18-1が細胞膜上のsyntaxin-1aと結合することによって形成される蛋白質複合体により、ホルモン分泌顆粒を細胞膜上につなぎとめ、開口放出を抑制することを見出した。Full fusion型、kiss-and-run型、そしてsequential型エキソサイトーシスを制御する因子の一つとして、カルシウムイオンが1つの候補に挙げられている。分泌顆粒膜上には、カルシウムイオンの濃度変化を感受するカルシウムセンサーが必要であると考えられており、現在ではシナプトタグミン(Syt)ファミリーがこの役割を担っていると考えられている。そこで本年度は、ホルモン含有分泌穎粒のfull fusion型、kiss-and-run型、そしてsequential型エキソサイトーシスを制御するSytの同定を試みた。実験の結果、カテコールアミンを分泌するPC12細胞に野生型SytVII(SytVII-WT)を過剰発現させるとホルモン分泌が促進される結果が得られた。次にSytVII-WTにGFPを結合させたコンストラクト(SytVII-WT-GFP)、または、カルシウム結合能を欠損させたSytVII変異体にGFPを結合させたコンストラクト(SytVII-DN-GFP)を恒常的に発現するPC12細胞株を樹立し、全反射蛍光顕微鏡を用いてホルモン分泌動態を可視化解析した。SytVII-WT-GFPの恒常的発現は、PC12細胞からのニューロペプチドY-Venusの分泌を促進したが、SytVII-DN-GFPは、分泌を抑制した。さらに、SytVII-GFPの恒常的発現は、分子サイズの大きいCFP標識した組織型プラスミノーゲン活性化因子のfull fusion型エキソサイトーシス数を増加させたが、SytVII-GFPの発現ではそのような現象は観察されながった。以上のことから、SytVIIは、融合孔の大きさを調節することによりホルモン分泌量を制御していることが明らかになった。分泌顆粒膜上には、カルシウムイオンの濃度変化を感受するカルシウムセンサーが必要であると考えられており、カルシウムとリン脂質に結合するC2様ドメインを有するタンパク質ファミリーがこの役割を担っていると考えられている。そこで、ホルモン含有分泌顆粒のエキソサイトーシスにおける2つのC2様ドメインを持つDoc2Aタンパク質についての解析を行った。全反射蛍光顕微鏡を用いて、カテコールアミンを分泌するPC12細胞に野生型Doc2Aとその変異体を過剰発現させ、エキソサイトーシス反応への影響を可視化解析した。Doc2Aには、N末端にエキソサイトーシス制御タンパク質であるMunc13と結合するドメインが、C末端に2つのC2様ドメイン(C2Aドメイン及びC2Bドメイン)が存在する。そこで、Munc13結合ドメイン欠損型(C2AB)、カルシウム結合ドメイン欠損型(DN)、C2Aドメインのみ(C2A)の3種類の変異体を作製し、それらのエキソサイトーシスへの影響を観察した。いずれの変異体を細胞へ遺伝子導入しても細胞膜にドッキングしている分泌顆粒の密度に差は見られなかった。一方で、Doc2A

野生型、C2AB、そしてC2Aを過剰発現させた細胞では、エキソサイトーシス数が増加したが、DNを過剰発現させた細胞では減少した。しかしながらいずれの場合においても、ホルモン放出動態には何の変化も見られなかった。以上の結果から、Doc2AのC2Aドメインが膜融合、特にFull Fusion型エキソサイトーシスを制御していることが示唆された。
癌浸潤、転移に寄与する腫瘍内免疫細胞由来因子の役割とその治療的制御法の確立

難治性固形癌に対する免疫療法の奏功性を抑制する因子として、腫瘍微小環境を構成する腫瘍浸潤性マクロファージ、未熟ミエロイド細胞の寄与が注目されている。本研究において第1に、上皮性増殖因子スパーファミリーのひとつMFG-E8が、腫瘍内マクロファージ、未熟ミェロイド細胞で高率に産生させることを見出した。更にMFG-E8遺伝子発現骨髄細胞を移植したMFG-E8ノックアウトマウス(MFG-E8骨髄キメラマウス)を用いたメラノーマ腫瘍皮下発症モデルにて、腫瘍内の樹状細胞数の減少や活性抑制、腫瘍特異的細胞障害性リンパ球機能の低下が、コントロール遺伝子導入骨髄細胞を移植したキメラマウスと比較して顕著であった。更に、骨髄細胞由来MFG-E8は、腫瘍血管新生、腫瘍細胞の抗がん剤、分子標的療法による細胞死抵抗性に有意に相関していた。またin vivoで皮下摂取したメラノーマは、MFG-E8骨髄キメラマウスでは、コントロールキメラマウスと比較して腫瘍径増強を認めた他、その30%に肺転移を認めた。以上より、骨髄ミエロイド細胞由来のMFG-E8は、腫瘍内免疫応答、血管新生、腫瘍増殖能を調節することで、腫瘍進展、転移能活性を惹起する重妻な因子であることを明らかとした。第2に、申請者はMFG-E8抗体作成を施行し、その特異的阻害活性を検証している。今後この抗体を併用することにより、腫瘍微小環境内の腫瘍免疫応答の回復や抗がん剤による細胞死抵抗性の克服が可能であるかin vivo、in vitroの実験系で検討していくことで、MFG-E8阻害剤の臨床応用の可能性につき検討していくことを予定している。
帯状回の遠心路の検討と多重標識の試み

サルとネコの能染上帯状回の皮質間結合をWGA-HRP法で検討し,この線〓結合には次の様な,両動物に共通した特長があることを見入出した.サルにおいて,特にそうであるが,この領域の帯状回は前部24野と後部23野とに,細胞構築学的にも,機能的にも分けられるという考えが強い.しかし,この研究では,両領野に共通な〓〓が多い.帯状回の皮質間結合は主として,前頭,頭頂,側頭連合野と旁辺像皮質とからなっているが,これらは,この帯状回領域に通して認められる.ただ,ごく前部(サルではA25以前,ネコでは十字溝の後端より前方皮質)では頭頂連合領との結合を欠き,ごく後部では,近隣の皮質間結合が優位になる傾向がある.細胞構築学的にはネコでは頸〓層の発達が悪く,サルの様にagranular,dysgranularとgranularに分ける事が出来ないが,線〓結合に関しては,サルと同様前傾向が認められた.多重標識に関しては,経費のかからないネコを使った.ネコにおいてサルに相当する投射がみられている領域3ケ所を選び,まず,これらについて二重標識を検討した.この3領域は, 1.シルヴィウス上回の前部も中部(7野),2.プロレウス回の周辺皮質(前頭連合野と旁辺像皮質), 3.鼻溝皮質(旁辺像皮質)である. 1と2, 1と3, 2と3の組合せで,帯状回ニューロンの逆行性標識をレクチンの一種であるWGA,コレラ毒素のB囲単位であるコレラゲノイドの二種により, ABC法, ABC-AP法で,それぞれ免疫組織学的に証明しようと試みた.いずれの切片でも,重染あるいは鏡像にした隣接切片上で,二重標識を確認することが出来なかった.帯状回ニューロンは,あまり例枝を多領域に出さずに, 1対1対応の投射域をもっていると考えられる.今後一層の検討が期待される.サルとネコの能染上帯状回の皮質間結合をWGA-HRP法で検討し,この線〓結合には次の様な,両動物に共通した特長があることを見入出した.サルにおいて,特にそうであるが,この領域の帯状回は前部24野と後部23野とに,細胞構築学的にも,機能的にも分けられるという考えが強い.しかし,この研究では,両領野に共通な〓〓が多い.帯状回の皮質間結合は主として,前頭,頭頂,側頭連合野と旁辺像皮質とからなっているが,これらは,この帯状回領域に通して認められる.ただ,ごく前部(サルではA25以前,ネコでは十字溝の後端より前方皮質)では頭頂連合領との結合を欠き,ごく後部では,近隣の皮質間結合が優位になる傾向がある.細胞構築学的にはネコでは頸〓層の発達が悪く,サルの様にagranular,dysgranularとgranularに分ける事が出来ないが,線〓結合に関しては,サルと同様前傾向が認められた.多重標識に関しては,経費のかからないネコを使った.ネコにおいてサルに相当する投射がみられている領域3ケ所を選び,まず,これらについて二重標識を検討した.この3領域は, 1.シルヴィウス上回の前部も中部(7野),2.プロレウス回の周辺皮質(前頭連合野と旁辺像皮質), 3.鼻溝皮質(旁辺像皮質)である. 1と2, 1と3, 2と3の組合せで,帯状回ニューロンの逆行性標識をレクチンの一種であるWGA,コレラ毒素のB囲単位であるコレラゲノイドの二種により, ABC法, ABC-AP法で,それぞれ免疫組織学的に証明しようと試みた.いずれの切片でも,重染あるいは鏡像にした隣接切片上で,二重標識を確認することが出来なかった.帯状回ニューロンは,あまり例枝を多領域に出さずに, 1対1対応の投射域をもっていると考えられる.今後一層の検討が期待される.本年度はニホンザルの帯状回の遠心路の検討とレクチンによる多重標識の手技の確立に重点をおいた。後者は使用したLCA(レンズマメ凝集素)とSBA(ダイズ凝集素)の軸索内輸送が顕著でなく、ABC(アビケンビオチンペルオキンダーゼコンプレックス)法で証明するに到らなかったため、前者のWGA-HRP(コムギハイ凝集素と西洋わさびペルオキシダーゼコンプレックス)法を使用した帯状回の遠心路(求心路も同時に証明される)について概説する。方法と結果:サル7匹の帯状回(主として脳梁上部域)の各所にWGA-HRPを注入し、二つからの求・遠心路をTMB(テトラメチルベンチヂン)法法で追跡した。從来、この帯状回域は、細胞構築学似にBrod mannによって24野(前部,無顆粒皮質)と23野(後部,顆粒皮質)に分けられていたが、この区分はあまり適切でなく、純粋な無顆粒皮質は24野の前半で、BoninとBaileyのLA域にほゞ相当し、その後方は次第に顆粒層が発達してくる(乏顆粒皮質から顆粒皮質へ移行,BoninとBaileyのLC域)。これらの領域の皮質間結合は両行性で多領域にわたり、しかも共通した結合が特長であった。

即ち、新皮質領域では、前頭連合野(主溝と弓状溝を中心とする領域)、側頭連合野(上側頭溝上唇を中心とする領域)と頭頂連合野(頭頂間溝の後部外方皮質域と前楔状域,但しLA域はこの結合を欠く),辺像皮質あるいは旁辺像皮質域では、海馬旁回,鼻溝,眼窩面皮質や島との皮質間結合を示す。LA領域がなぜ頭頂連合野との結合を欠くのかは不明であるが、これらの結果は、帯状回領域が全体として、辺像皮質と新皮質連合領の両者の活動を調整している可能性を示唆する。以上の全結果は現在投稿中である。(裏面参照)。
睡眠時無呼吸症候群に対する口腔内装置治療の使用継続率と咬合との関連性

閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)に対する口腔内装置(OA)治療の使用継続率, OA治療の中断例の時期や理由,特に咬合や顎関節症状につき調査,検討を行った.その結果,咬合や顎関節への影響が使用の継続を困難とさせる大きな要因と考えられたが,適切に対応することで使用継続率を向上させることが可能であると考えられ,特に装着後3か月までの対応が重要であることが判明した.また, OSASの重症度と歯列形態の関連を調査,検討した.閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)に対する口腔内装置(OA)治療の使用継続率, OA治療の中断例の時期や理由,特に咬合や顎関節症状につき調査,検討を行った.その結果,咬合や顎関節への影響が使用の継続を困難とさせる大きな要因と考えられたが,適切に対応することで使用継続率を向上させることが可能であると考えられ,特に装着後3か月までの対応が重要であることが判明した.また, OSASの重症度と歯列形態の関連を調査,検討した.閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)に対する口腔内装置(OA)治療はOSASの軽度から中等度またはCPAPが適応できない症例に適応されているが、短期的な臨床効果や使用継続率についての報告は散見されるものの,長期予後,長期使用における影響およびQOLについては不明な点が多い.また近年,咬合変化への影響が報告されてきており,OAを使用出来なくなった脱落例の中には咬合変化の影響によるものも考えられる.睡眠時無呼吸症候群に対する口腔内装置治療の使用継続率と咬合との関連性を検討するのが,本研究の目的である.(平成22年度)・当科におけるOA治療の使用継続率。・全体におけるOA治療脱落例の時期や理由など現在、調査,検討中である.・長期間使用後の咬合変化に関して長期間使用後の咬合変化を確認するにあたり、当科を受診したOSAS患者の研究用模型を用い大臼歯の前後的関係(Class I, Class II, Class III),上下顎歯列弓の幅径・周長などにつき調査中である。この中から、歯列弓長,歯列弓幅径,口蓋高径等を計測した結果と、PSGによって判明した無呼吸低呼吸指数(Apnea Hypopnea Index:以下AHI)により分類し、検討した結果を第24回日本顎頭蓋機能学会学術大会で発表した。(閉塞性睡眠時無呼吸症候群患者間の顎骨形態比較分析に関する研究:久保州敬、後藤基宏他)閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)に対する口腔内装置(OA)治療はOSASの軽度から中等度またはCPAPが適応できない症例に適応されているが、短期的な臨床効果や使用継続率についての報告は散見されるものの,長期予後,長期使用における影響およびQOLについては不明な点が多い.また近年,咬合変化への影響が報告されてきており,OAを使用出来なくなった脱落例の中には咬合変化の影響によるものも考えられる.睡眠時無呼吸症候群に対する口腔内装置治療の使用継続率と咬合との関連性を検討するのが,本研究の目的である.・当科におけるOA治療の使用継続率・全体におけるOA治療脱落例の時期や理由など使用継続率の傾向を調査した研究結果から,脱落症例の中で特に「顎関節症状」を中心に検討を行った.その結果は第24回日本顎関節学会学術大会ならびに第25回日本口腔リハビリテーション学会学術大会で発表した.また,口腔内装置治療を行なっている症例に対し、使用後のアンケート調査を行った結果は,第42回日本口腔外科学会近畿地方会で発表した.・長期間使用後の咬合変化に関して長期間使用後の咬合変化を確認するにあたり、当科を受診したOSAS患者の研究用模型を用い、歯列弓長,歯列弓幅径,口蓋高径等を計測した結果と、PSGによって判明した無呼吸低呼吸指数(Apnea Hypopnea Index:以下AHI)により分類し、検討した結果を第10回日本睡眠歯科学会学術大会で発表した。・鼻咽腔ならびに下咽頭を内視鏡で観察し、OA治療の咬合採得や経過観察時に利用する現在使用し、口腔内装置治療の質を上げることで、より高い継続率につながる可能性があると考えられる。
臨床応用を目指した幹細胞プレコンディショニングによる血管細胞治療の効果の向上

末梢血単核球(PBMNCs)は虚血下肢の血管新生を誘導する強力な細胞移植ツールであるが、従来の移植方法では重症下肢虚血患者における治療効果は軽微である。本研究では、PBMNCsに対する低酸素プレコンディショニング法が下肢虚血の有効な治療手段となり得るかを自家細胞移植系で検証した。結果、低酸素で刺激したウサギPBMNCsは細胞機能が賦活化された。また、低酸素処理したPBMNCsをウサギ下肢虚血モデルへ自家移植すると、血管新生促進と血流改善が生じた。これらの結果は、低酸素プレコンディショニング法が虚血組織における移植細胞の生着性の向上や血管新生促進を誘導する有用性の高い手法であることを示している。麻酔下で耳静脈より採取した血液を比重遠心法を用いて細胞画分に分離し末梢血単核球を単離した。単離したウサギ末梢血単核球を2%酸素の低酸素条件で一晩培養したのち、コラーゲンコートした培養皿に播種し接着性を確認したところ、通常条件で培養したウサギ末梢血単核球と比較して有意に接着性が増加していた。同様に、細胞遊走に関与するCXCR4遺伝子発現、酸化ストレス抵抗性の増加も認めた。本研究は中型動物を用いた前臨床試験の位置づけであり、ウサギ末梢血単核球における低酸素プレコンディショニングの有用性が認められたため、さらにヒト末梢血単核球における細胞機能増強効果を検証した。その結果、ウサギ同様に酸化ストレスに対する抵抗性の増加など細胞機能の増強が確認できた。またヒト末梢血単核球では、ELISAにより血管新生因子VEGFの測定を行ったが、低酸素条件下で培養したヒト末梢血単核球においてVEGFの有意な増加が認められた。本研究成果は、これまでに我々が推進してきた小動物を用いた研究成果と同等なものであり、自己の末梢血単核球を用いて自家移植を行う次年度以降に期待の持てるものである。重症下肢虚血は、糖尿病や閉塞性動脈硬化、膠原病などによって生じる疾患であり、超高齢化社会において看過することはできない。しかしながら、本疾患に対する効果的な治療法はなく、指や四肢の切断に至るケースが頻発する。これまでに我々は、骨髄単核球細胞や末梢血単核球を重症下肢虚血患者に移植する細胞移植療法を世界に先駆けて実施し、本領域を長年リードしてきた。しかしながら、これらの細胞を単純に移植するだけでは、患者の虚血肢に新たな血管を新生させるには至らず、新たな方法を模索してきた。平成25年度より、重症下肢虚血に対する新たな細胞移植治療法の開発に取り組み、ウサギおよびヒト末梢血単核球細胞に対する低酸素プレコンディショニング法の細胞機能増強効果について検証してきた。平成27年度には、ウサギ下肢虚血モデルに対する機能増強した自家細胞移植を実施し、血管新生効果および血流改善効果を確認した。また、ヒト末梢血単核球細胞を下肢虚血ヌードマウスへ移植し、その治療効果についても確認した。ウサギおよびマウスを用いた実験では、機能増強を施していない通常の末梢血単核球との比較も行っており、いずれの動物種においても低酸素刺激により機能増強した末梢血単核球細胞の移植によってより高い治療効果が得られている。これらの結果は、本法が実臨床において極めて有望な治療法になり得ることを示しており、山口大学附属病院において臨床試験を開始した。小児外科初年度に計画していた中型動物からの末梢血単核球の単離および低酸素刺激による細胞機能増強の試みについて、期待通りの成果が得られたことから概ね順調に進展していると判断した。初年度の結果をもとに、機能増強した自己末梢血単核球のウサギ下肢虚血モデルにおける血管新生効果を検証していく。当初予定していた血管新生因子群(VEGF、bFGF)の測定が、ウサギ検体に用いることのできるELISAキットがない為に行えず繰り越し金が発生した。初年度に計画していたELISAによる血管新生因子の測定を変更し、次年度には当初計画していなかったFACS解析などを行い、ウサギあるいはヒト末梢血単核球に対する低酸素プレコンディショニングの細胞のキャラクター変化について検証するための費用に充てる。
折り畳み鎖高分子結晶表面の融解およびラフニング転移の理論的研究

1.ハードコア条件のみを考慮した無限に長い高分子鎖溶媒についてのみ化学ポテンシャルを導入するというセミグランドカノニカル集団を、二次元格子フェルミオン法で記述した。バルク部分の融解は二次転移であり、ホールド面は常に融解状態で融解面厚は有限であることがわかった。高分子鎖のつながっているという非局所的な束縛条件は、バルク部分を高分子鎖の供給源と書き換えることで導出される“高分子鎖セグメントの化学ポテンシャル"という概念を用いて取り扱った。2.ハードコア条件、セグメント間相互作用を考慮した無限に長い高分子鎖1.で用いたモデルにセグメント間の引力相互作用をいれる。転送行列は、相互作用するフェルミオンで記述され、それを平均場近似で取り扱う。バルク部分は一次相転移で融解することがわかった。剛性の大きい極限では、ホールド面は面の高さに比例するポテンシャルを持つSolid-on-Sold型模型で書けることがわかった。このことより、ホールド面はラフになりえないことがわかる。剛性有限の場合、ホールド面は有限温度で一次転移で融解し、さらに一次転移を逐次的におこしながら融解面厚が増加するという結論が得られた。計算機シミュレーションでは、ホールド面の融解は確認できたが、相転移の次数および、逐次相転移については現在の所確認されていない。これらは今後の課題である。3.ハードコア条件、モノマー間相互作用を考慮した多数の有限長高分子鎖高分子鎖を示すフェルミオンから溶媒を示すフェルミオンへの変換過程を導入することで鎖長有限の効果を記述する。
ランダムな実および複素力学系、正則写像半群とフラクタル幾何学の研究

(A)ランダムな実および複素力学系、(B)写像の半群の力学系、多価写像の力学系、(C)フラクタル幾何学の研究を行う。「力学系理論」では、物事がある規則に従って時間とともに変化する様子を探るが、自然界や社会現象ではランダム項が存在するので、その規則がランダムに変化するようなランダム力学系の研究が必要となる。ランダム性がもたらす新しい現象の発見とそのメカニズムの解明を行う。それに関連して多価写像の力学系やフラクタルの研究を行うことが重要である。それらを全て合わせて総合的に多角的に研究を行っていく。
高品質極薄Si系絶縁膜の低温形成と機能評価に関する研究

本研究では、高活性なプラズマの生成が容易に実現できるECR(Electron Cyclotron Resonance)マイクロ波プラズマとSiターゲットからのスパッタリングを組み合わせたECRスパッタ法を用いて、Si系絶縁膜を低温で堆積するプロセス技術を確立し、堆積された膜の機能性を発現させることを目的としている。この研究で得られた成果は、以下の通りである。(1)プラズマ条件を最適化することにより、130°Cの低温で成膜速度23nm/min、絶縁破壊電界10MV/cmを有するSi酸化膜を形成する技術を確立した。(2) Si酸化膜堆積前にプラズマ酸化処理を行い、それに続く130°Cでの低温堆積と450°Cでのアニールにより、9nmの極薄Si酸化膜の低温形成プロセスを確立した。このSi酸化膜は、絶縁破壊電界9MV/cm、界面準位密度1x10^<11>cm^<-2>eV^<-1>以下、固定電荷密度1x10^<11>cm^<-2>以下の機能を有する。(3)酸素と窒素の混合プラズマを用いてプラズマ条件を最適化することにより、130°Cの低温で、絶縁破壊電界13MV/cmを有するSi酸窒化膜が形成できることを明らかにした。(4)緻密なSiN膜がECRスパッター法を用いて室温で堆積された。この窒化膜は、屈折率、赤外吸収、化学エッチングレイト等の特性は高温CVDで成膜したものと同等であることが明らかとなった。シリコン半導体デバイスにおける絶縁膜として、熱酸化膜は極めて重要な役割を果たして来た。しかしながら、近年の超々LSIでは膜圧10nm以下の絶縁膜が必要となり、その結果として、熱酸化膜の特性改善に対する研究ばかりでなく、熱酸化膜以外の極薄絶縁膜に対する研究が強く求められている。本研究では、高活性なプラズマの生成が容易に実現できるECR(Electron Cyclotron Resonance)マイクロ波プラズマとSiターゲットからのスパッタリングを組み合わせたECRスパッタ法を用いて、Si系絶縁膜を低温で堆積するプロセス技術を確立することを目的としている。本年度得られた成果は、以下の通りである。また、膜構造をXPS、FTIR、エリプソメトリにより評価した。(2)Si酸化膜堆積前にプラズマ酸化処理を行い、それに続く130°Cでの低温堆積と450°Cでのアニールにより、9nmの極薄Si酸化膜の低温形成プロセスを確立した。シリコン半導体デバイスにおける絶縁膜として、熱酸化は極めて重要な役割を果たして来た。しかしながら、近年の半導体デバイスでは膜厚10nm以下の絶縁膜が必要となり、その結果として、熱酸化膜の特性改善に対する研究ばかりでなく、熱酸化膜以外の極薄絶縁膜に対する研究が強く求められている。(1)室温で堆積されたSiO_2及び堆積後450900°Cでアニールした試料を赤外吸収法及びX線光電子分光法により調べた。

堆積させただけの試料は近似的に化学両論比の組成比(SiO_2)を持つが、微量のSiO_xおよびAr原子を含む。Ar原子は450550°Cの熱処理で拡散し消失し、SiO_xの組成は750950°Cの熱処理でSiO_2とクラスター状のSiに分解することが分かった。(2) SiO_2堆積時の酸素ガス流量変化に対する膜質変化を電気的測定およびエリプソメトリ、赤外分光、XPS、化学エッチング等の構造的測定より調べた。酸素ガス流量増加に伴い、電気的性質は向上する。これは、Si-O-Siボンド角の分布とSi-Oボンドの応力が低減したことによることを明らかにした。(3) SiN堆積を窒素ガス流量を変化させて行い、最適条件を明らかにした。窒素ガス流量が低い場合、屈折率が大きく、Siリッチの膜となる。また、窒素ガスを過度に増加させると、窒素ガスが膜中に混在して欠陥密度が増大する。これに伴い、電気特性及び構造特性が劣化する。しかし、最適窒素ガス条件で成膜した窒化膜は、屈折率、赤外吸収、化学エッチングレイト等の特性は高温CVDで成漠したものと同等であることが明らかとなった。これにより、室温での高品質SiN堆積プロセスが確立した。
ゲノム編集技術を用いたSOX2発現制御機構の解明

Cas9及びgRNA発現ベクター、相同組換えベクターを遺伝子導入し(ゲノム編集法)、乳がん細胞株MCF-7のSOX2遺伝子C末端側にVenus等の蛍光遺伝子を組み込んだ。相同組換え体の細胞株では、核に局在して緑色蛍光を発したが、その蛍光は弱く、蛍光顕微鏡で生細胞のまま細胞内の局在を解析するのは困難であった。加えて、親株と比較して細胞株ごとに細胞増殖にバラツキがあり、gRNAによるoff-targetが予想された。同様な結果は、他の遺伝子のゲノム編集でも認められた。そこで、in vitroでCas9タンパク質及びgRNA複合体を形成し、これを導入した。現在新たな相同組換え体の解析を行っている。CRISPR-Cas9システムを用いて、ヒトSOX2を標的とする複数のGuide RNAを設計した。設計したGuide RNAとCas9をヒト乳がん細胞株MCF-7に遺伝子導入し、ゲノム編集の有無をT7 endonuclease Assayにより確認した。次ぎに、Cas9の酵素活性部位に変異があるCas9D10Aを用いて、最も効率の良かったGuide RNA及び、その反対側にGuide RNAを設計し、同様にゲノム編集を確認した。ゲノム編集が認められたコンビネーションの標的部位に変異を導入したSOX2-Venus相同組換えベクターを、先のCas9D10A, guide RNAと供にMCF-7に遺伝子導入した。同時に、Cas9及びGuide RNAと相同組換えベクターの遺伝子導入も行った。薬剤選択後、生き残った細胞を蛍光顕微鏡観察し、核内にVenusの発現が認められるクローンのゲノムDNAを抽出し、PCR法により相同組換えを確認した。現在、相同組換えベクターのゲノム他領域への組み込みの有無をサザンブロット法により、更にSOX2発現量とVenusの蛍光シグナルに相関性があるかを、qRT-PCR及びウエスタンブロット法により解析中である。昨年度作成したSOX2-Venus遺伝子の細胞内局在を解析したところ、核や細胞質の一部に蛍光が認められたが、そのシグナルはかなり弱く、バックグラントとの判別が困難であった。また、VenusはDimer形成をすることが知られており、SOX2の機能への影響も予想された。そこで緑色の蛍光遺伝子であるVenusを、Monomerで赤色の蛍光を発するmCherryに変更した。現在、相同組換え体の選択を再度行っている。同時にSOX2制御遺伝子として以前同定した遺伝子群の欠損体をゲノム編集で作成中である。また、以前乳がん細胞株MCF-7においてSOX2の発現に重要であったSOX2プロモーター領域の解析を(Liang S et al. BBRC, 2013)、神経系における解析を、共同研究により行った。その結果1)神経系では、従来SOX2エンハンサーに比べ、転写への役割が低いと思われていたSOX2プロモーターは、乳腺上皮細胞と同様にSOX2転写に重要であること、2)神経細胞に発現するベータアミドイド前駆体(bAPP)は、ADAM10によってプロセッシングを受け、SOX2プロモーターに結合してSOX2の発現を増強すること。3)逆にγセクレターゼによりプロセッシングを受けたbAPPは、プロモーター活性を抑制することが明らかとなった(Salark G et al. Neuroscience, 2016)。現在、これらの研究結果が、SOX2-mCherryで再現可能かどうか、さらなる解析を進めている。2014年に北海道大より島根大に移籍したこともあり、人材、施設、機器等の不足から当初の計画よりやや遅れている。移籍したラボでの研究室立ち上げを急ピッチで行っており、基本的なセットアップは完了した。現在、ゲノム編集を精力的に行っている。ゲノム編集法を用いた相同組換え法により、癌幹細胞に高発現しているSOX2のC末端側に、Venus及びmCherry等の蛍光強度の強い遺伝子を組み込んだ。しかし顕微鏡で観察される蛍光シグナルは弱く、細胞内における局在を明確に識別することが困難であった。そこで、ゲノム編集法を異なるアプローチに用いることにした。即ち、SOX2制御因子として以前同定したDNA結合タンパク質の遺伝子欠損体を通常のゲノム編集法で作成した。ゲノム編集法により遺伝子欠損体を得る為に、癌細胞株において高発現し、腫瘍悪性化への関与が指摘されているAPOBECファミリー遺伝子、及びETSファミリー遺伝子について、2つの手法を比較、検討した。1つ目は、Cas9及びguide RNA発現ベクターの過剰発現であり、高頻度(30%)に欠損体を得ることができたが、細胞の形態及び増殖速度について株間のばらつきが大きく、off-targetが予想された。そこで、2つ目にCas9タンパク質及びguide RNA複合体(RNPs)をin vitroで形成させ、細胞内へ導入した。その結果、遺伝子欠損株の樹立頻度は、10%程度まで低下したが、細胞増殖速度及び関連遺伝子の発現量にバラツキが少ないクローンを得ることができた。そこで、後者の方法により遺伝子欠損株をMCF7で作成したところ、得られたクローンは分化型ではなく盛り上がった形態となり、また細胞増殖も低下していた。現在、SOX2の発現量を含む遺伝子プロファイル及び、Sphere forming assay等を行い癌幹細胞としての性質を解析していてる。またこれら実験とは別に、タイの研究チームと国際共同研究を行い、SOX2プロモーターが神経細胞におけるSOX2遺伝子発現の制御に重要なことを明らかにした。本研究成果は、Neurosience誌に掲載された。

Cas9及びgRNA発現ベクター、相同組換えベクターを遺伝子導入し(ゲノム編集法)、乳がん細胞株MCF-7のSOX2遺伝子C末端側にVenus等の蛍光遺伝子を組み込んだ。相同組換え体の細胞株では、核に局在して緑色蛍光を発したが、その蛍光は弱く、蛍光顕微鏡で生細胞のまま細胞内の局在を解析するのは困難であった。加えて、親株と比較して細胞株ごとに細胞増殖にバラツキがあり、gRNAによるoff-targetが予想された。同様な結果は、他の遺伝子のゲノム編集でも認められた。そこで、in vitroでCas9タンパク質及びgRNA複合体を形成し、これを導入した。現在新たな相同組換え体の解析を行っている。当初の計画よりやや遅れているが、申請者が研究機関を異動し、異動先にて新たに実験系を立ち上げたことを考えると順調に進展していると思われる。現在、MCF-7のみならず複数の細胞株で同様の実験を行っている。また、ゲノム編集自体の効率を上げるために、Cas9タンパク質の購入や異なるベクターの使用を行っている。腫瘍学RNA学研究申請書と同様の手法に従い、実験を進める。実験途中にMCF-7で問題が生じる可能性も考え、他の細胞株もゲノム編集によりSOX2遺伝子の改変を行っていく。更に、ゲノム編集技術そのものの精度を高めるために、他遺伝子についても遺伝子改変を行う。古い機器(顕微鏡等)が年度末に壊れ、最終年度に購入するする必要があっため。繰り越したお金を使い、顕微鏡を1台購入する予定である。
市民社会論と立憲主義

本研究では、インターナショナル・ミニマムを世界共通課題としてとらえ、普遍的な立場からこれを国際レベルの政治機構を通じて組織・制御することの妥当性を問うた。またナショナル・ミニマムを国レベルの政府によって組織・制御する具体的な制度が問われ、分節的な構成による組織・制御が展望される一方で、私たちが有する社会・政府観の再検討が提起された。全体として、国際レベルから地域レベルへといたる多元・重層的な政治を構想することができたのではないかと考える。1.研究会の実施(2008年6月21日於中央大学)本年度の計画である基礎的研究の中の「近年のセキュリティ論」および「立憲主義の理論的検討」について、研究分担者山崎望が「現代社会におけるセキュリティとデモクラシー」また研究担当の高橋和則が「専制・マルティチュード・超法規的なもの」の題で報告を行った。これらの報告によって、本研究に携わる者の基本的認識の確認と共有が得られた。2、研究会の実施(2009年1月17日於法政大学)本年度の計画にある「グローバル化における立憲主義の現状」について理解を深めるべく、憲法学者長谷部恭男氏(東京大学教授)を招聘し、「立憲主義の意義と憲法9条」の題で専門的知識の提供を得た。本研究にとって中心的課題に関わる報告であり、研究に携わる者の立憲主義についての理解の向上に対し極めて大きな役割を果たしたものである。3.合宿形式での共同研究会の実施(2008年9月1、2日於長野県松本市)本研究課題の主要な目的である政治理論と憲法学の交錯という観点から、憲法学者との交流を深めるべく、現代政治理論の論客の一人である姜尚中氏の著書『マックス・ウェーバーと近代』について細井が報告をおこなった。また、参加した憲法学者たちからは、日本とアメリカにおける近年の立憲主義の動向レヴューも交えた報告を受け、その後、踏み込んだ質疑と積極的な意見交換をおこなった。中堅、若手の憲法学者たちとの交流、及び議論は、本研究課題の遂行上、たいへん有意義なものとなった。3年計画の中間年である本年度は、グローバル化の現実、およびそれに起因する問題性に対して立憲主義と市民社会論の有する射程を、この両者を比較しつつ、究明した(研究班I)。また、一方で、現代における国家学の可能性を模索し、他方で、セキュリティの観念や感覚と結び付いた権力の肥大化を、民主的にコントロールするための政治理論の開発を試み、共和主義論と市民社会論の交錯部分の解明にとりくんだ(研究班II)。さらに、従前の市民社会論が提起して来た国家への対抗という側面は保持しつつ、市民社会と国家の相互補完性も視野に入れ得るような政治思想の観点を探った(研究班III)。1.研究会の実施(2009年7月11日立教大学)。本年度の研究計画中研究班IIIにかかわる論点について、研究協力者の高浦一氏が「レヴィナスとイスラエルをめぐる試論」と題して報告をおこなった。また研究班IIにかかわる論点として、研究協力者の宮浦貴子氏が「明治時代における出入国管理の思想形成」と題して報告をおこなった。両報告は、共和主義論と市民社会論の交錯、市民社会と国家の相互補完性についての理解を深めるうえで極めて示唆に富むものであった。2.研究協力者による国内外での研究調査。研究協力者の青木裕子氏がフランス、パリのフランス学士院内にあるマザラン図書館においてド・レス枢機卿の資料調査をおこなった。研究協力者の小林丈人氏は、フィリピンにおける直接民主主義について、行政機関、NPOにインタビューおよび資料収集をおこなった。宮浦貴子氏が日本国内の外国人居留地跡地にて、近代日本における出入国管理体制の成立過程をあとづける資料を収集した。3年計画の最終年である22年度は、残された研究課題を究明するとともに、研究成果の出版刊行へ向けて準備をした。当該年度は各自がそれぞれの分担にしたがって研究を進め論文の執筆に取り組んだ。また研究成果の公表へ向けた具体的な段取りと相互調整をはかるために9月に法政大学で会合をもった。これまでと同様に三班に分かれて研究をしてきたが、実践的な提言へと研究を昇華させることが残された課題として残っていた。実践的な提言つまり政策・制度論への具体化は班あるいは分担者によっても異なるが、班ごとに争点は明確になったように思われる。I班では、グローバル化の現実を世界共通課題としてとらえ、普遍的な立場からこれを国際レベルの政治機構を通じて組織・制御することの妥当性が問われたといえる。II、III班では、国レベルの政府を組織・制御する具体的な制度が問われ、分節的な構成による組織・制御が構想される一方で、私たちが有する権力観を揺るがすことが必要なのではないかという問題提起がなされた。全班をつらぬく一つの結論をあえて特定の観点から整理するならば、国際レベルから地域レベルへといたる多元・重層的な政治を構想することができたのではないかと考える。

これは市民の自発性を起点とする自治・共和型の理論である市民社会論の系譜にたつとともに、自治体、国レベルの政府、国際機構をそれぞれ独自の課題を有する政府とみなし、これら政府間の相互抑制をめざす立憲主義の系譜にも立つ。
メディア間の相補的関係を用いたクロスメディア画像検索

本研究では,典型的な非テキスト情報である静止画像-特に単語で内容説明(アノテーション)が付けられた画像-をテキストで問い合わせるクロスメディア検索を対象とし,問い合わせと画像とを対応付ける検索モデルを開発している.そこでの中心的課題は検索モデル自動構築の際のデータガ疎であることであり,複数メディアの組み合わせによりデータを補完するプロセスを構築することで,このボトルネックの解消を図る.昨年度に引き続き,検索の対象をこれまでのような単一異言語コレクションと想定するのではなく,複数の言語が混在するようなコレクションに対する検索,すなわちマルチリンガルクロスメディア検索を想定して,検索手法の開発を行った.具体的には以下のとおりである.まず,問い合わせと異なる言語でアノテーションが付加された画像全てを,アノテーションが欠落した画像とみなす.そして,検索対象となる異言語混在画像全てを,画像の視覚的情報のみに基づきクラスタリングする.次に,問い合わせと同一言語でのアノテーションを持つ画像のみを対象にしてテキストに基づいた単言語検索を行う.最後に,既に行った視覚的クラスタリングの結果を元に,異なる言語でアノテーションが付与された画像を,単一言語に基づくランキング結果の中に挿入する.これは,原ランキング上位の画像と同一クラスターに所属する画像を同位置に配置することにより,新たなランキングを作り出すという,再ランキング事後処理である.本年度は,このテキスト情報の不足を補うために画像情報を,前処理及び後処理において使用して,複数情報源を処理の異なる段階で使用する手法にどのようなトピック依存性(問い合わせの主題により性能が変化する)があるか,また視覚的な特徴量の適切な抽出手法やクラスタリングの閾値について検討した.本研究では、典型的な非テキスト情報である静止画像-特に単語で内容説明(アノテーション)が付けられた画像-をテキストで問い合わせるクロスメディア検索を対象とし,問い合わせと画像とを対応付ける検索モデルを開発している.中心的課題は検索モデル自動構築の際のデータが疎であることであり,複数メディアの組み合わせによりデータを補完するアルゴリズムにより,このボトルネックの解消を目指している.本年度は,各種データセットを入手し,画像及びアノテーションの統計的性質を調査すること,また,性能評価実験のための計算環境の整備を行う計画であった.前者については,欧州の研究者を中心に実施されている言語横断画像検索の評価型ワークショップへの参加を通じ,検索性能評価のために整備されたデータセットを入手することができた.また,これまでに開発した単言語クロスメディア検索モデルを言語横断検索の枠組みの中で活用する可能性を示した.性能評価実験結果を報告するワークショップにおいては,検索性能のみを見れば必ずしも優れていなかったものの,アプローチのユニークさにより,数多くの参加チームの中から口頭発表対象に選ばれるなど,提案検索手法を印象付けることができた.後者については,評価実験およびデータ蓄積用の装置を導入し,大規模実験を可能とする環境がほぼ整った.また,当初は静止画像のみを対象として想定していたが,動画像も対象とすることで,周囲の研究者とのより強いコラボレーションが期待できることから,動画像処理にも対応可能な環境の整備も進めた.上記に加え,秋ごろより外部の研究機関の研究者との研究交流を開始し,よりインタラクティブな側面を強調したクロスメディア検索方法についても検討を開始している.本研究では,典型的な非テキスト情報である静止画像-特に単語で内容説明(アノテーション)が付けられた画像-をテキストで問い合わせるクロスメディア検索を対象とし,問い合わせと画像とを対応付ける検索モデルを開発している.中心的課題は検索モデル自動構築の際のデータが疎であることであり,複数メディアの組み合わせによりデータを保管するアルゴリズムにより,このボトルネックの解消を目指している.昨年度は,問い合わせの言語と異なる単一多言語のコレクションを検索する単言語クロスメディア検索モデルを,言語横断検索の枠組みの中で活用する可能性について検討した.今年度は,検索の対象をこれまでのような単一異言語コレクションと想定するのではなく,複数の言語が混在するようなコレクションに対する検索,すなわちマルチリンガルクロスメディア検索を想定して,検索手法の開発を行った.具体的には以下のとおりである.まず,問い合わせと異なる言語でアノテーションが付加された画像全てを,アノテーションが欠落した画像とみなす.そして,検索対象となる異言語混在画像全てを,画像の視覚的情報のみに基づきクラスタリングする.次に,問い合わせと同一言語でのアノテーションを持つ画像のみを対象にしてテキストに基づいた単言語検索を行う.最後に,既に行った視覚的クラスタリングの結果を元に,異なる言語でアノテーションが付与された画像を,単一言語に基づくランキング結果の中に挿入する.これは,原ランキング上位の画像と同一クラスターに所属する画像を同位置に配置することにより,新たなランキングを作り出すという,再ランキング事後処理である.けっかとして,テキスト情報の不足を補うために画像情報を,前処理及び後処理において使用することになる.このように,複数情報源を処理の異なる段階で使用するという点で,既存の複数情報源を検索の際に一括して使用する手法に比べ,高い柔軟性を実現した.実験により,提案手法ではトピック依存性(問い合わせの主題により性能が変化する)傾向が顕著であることがわかった.本年度は,この問題への対処方法の検討と,ノイズの除去を中心とした検索プロセスを進める予定である.本研究では,典型的な非テキスト情報である静止画像-特に単語で内容説明(アノテーション)が付けられた画像-をテキストで問い合わせるクロスメディア検索を対象とし,問い合わせと画像とを対応付ける検索モデルを開発している.

そこでの中心的課題は検索モデル自動構築の際のデータガ疎であることであり,複数メディアの組み合わせによりデータを補完するプロセスを構築することで,このボトルネックの解消を図る.昨年度に引き続き,検索の対象をこれまでのような単一異言語コレクションと想定するのではなく,複数の言語が混在するようなコレクションに対する検索,すなわちマルチリンガルクロスメディア検索を想定して,検索手法の開発を行った.具体的には以下のとおりである.まず,問い合わせと異なる言語でアノテーションが付加された画像全てを,アノテーションが欠落した画像とみなす.そして,検索対象となる異言語混在画像全てを,画像の視覚的情報のみに基づきクラスタリングする.次に,問い合わせと同一言語でのアノテーションを持つ画像のみを対象にしてテキストに基づいた単言語検索を行う.最後に,既に行った視覚的クラスタリングの結果を元に,異なる言語でアノテーションが付与された画像を,単一言語に基づくランキング結果の中に挿入する.これは,原ランキング上位の画像と同一クラスターに所属する画像を同位置に配置することにより,新たなランキングを作り出すという,再ランキング事後処理である.本年度は,このテキスト情報の不足を補うために画像情報を,前処理及び後処理において使用して,複数情報源を処理の異なる段階で使用する手法にどのようなトピック依存性(問い合わせの主題により性能が変化する)があるか,また視覚的な特徴量の適切な抽出手法やクラスタリングの閾値について検討した.
均一なプラズマを生成し、破損しにくく部分取り替えが可能なLaB6陰極の試作・開発

[研究目的]陰極表面の温度の不均一な分布がプラズマパラメーター分布の均一化を阻害するため、陰極形状・支持・固定などの構造の最適化により、均一なプラズマを生成し、特殊な電源を必要とせず、破損しにくく、部分的に取り替え炉可能なLaB6陰極を試作・開発する。[研究(1)方法]直熱型LaB6陰極表面温度の均一化と加熱電流の低減化-LaB6陰極の中央部が電子放出に必要な1,500°C前後の時、端部は中央部より約200°C前後下がる。そのためこれまで全長2mm厚であった陰極を、その中心部(2mm厚)より縦横それぞれの方向の端から3分の1の位置より、端部(1.5mm厚)に向けて傾斜を付け薄くすることで、陰極表面温度の均一化を試みた。[研究(2)方法]直熱型LaB6陰極の分割化と、固定・支持・防熱構造の最適化による保守性の向上とLaB6陰極の破損低減-通常陰極両端部は圧着端子状に加工しMo台座にMoボルトで固定するが、大きな形状になりLaB6陰極中央部と固定部には400°C近くの急激な温度差が生じ破損しやすい。そのため12度のV字(凸)突起状の陰極端部と12度のV字(凹)溝を入れたMo台座を押しつけのみにより固定する(陰極端部とMo台座の接触部を非常に小さくすることができる)ことでもLaB6陰極端部と中央部との温度差の縮小化を試みた。[研究成果]研究(1)では、LaB6陰極中央部と端部との温度差が縦方向では従来の半分約100°C(横方向では約50°C前後)に押さえることができ、陰極表面温度が非常に均一化された。研究(2)では、LaB6陰極中央部と端部との温度差は200°Cほどに小さくすることが出来たが、陰極端部とMo台座の接触部が異常に加熱し確実な固定に、またLaB6陰極の加工に関しても予想より実際には難しく何回も試作し直すなど課題を残した。しかし研究(1)の中で、Mo台座とLaB6陰極端部の間にほどよい熱絶縁性のあるスペーサを挟み、適度に締め付けた接触抵抗を上手く使えば、研究(2)の代替案になる可能性があることがわかった。
バリアフリー社会の実現 ～語用障害をかかえる人を再現する人工知能対話システム～

語用障害をかかえる人は,あいまいな発話の言外の意味を理解することが困難であるため,定型発達者との対人関係に問題をかかえやすい.言外の意味とは,任意のあいまいな発話の発話意図のことである.この問題の解決策は,定型発達者が具体的でストレートな表現を用いて対話を行うことである.このことから,本研究の目的はこの対人関係の問題を定型発達者側から改善することである.方法として,事例をもとに定型発達者が語用障害をかかえる人との会話を疑似体験しながら,話し方の改善策を見出すことができる対話システムを開発する.語用障害をかかえる人は,あいまいな発話の言外の意味を理解することが困難であるため,定型発達者との対人関係に問題をかかえやすい.言外の意味とは,任意のあいまいな発話の発話意図のことである.この問題の解決策は,定型発達者が具体的でストレートな表現を用いて対話を行うことである.このことから,本研究の目的はこの対人関係の問題を定型発達者側から改善することである.方法として,事例をもとに定型発達者が語用障害をかかえる人との会話を疑似体験しながら,話し方の改善策を見出すことができる対話システムを開発する.
変形性関節症の新規診断法リキッドバイオプシーの開発

変形性関節症は整形外科領域では最も頻度の高い疾患であり、我が国の潜在的な患者速く3300万人と推定されているが、適切な早期診断法がない。近年、がんの診断分野において「リキッド・バイオプシー」が注目されている。リキッド・バイオプシーは少量の血液や尿などで実施できるため(1)低侵襲(2)早期診断(3)ゲノム解析による治療薬選択など多くの利点が報告されており世界中の研究機関や医療機器メーカーが開発に乗り出している。しかし骨・関節領域でのリキッドバイオプシーは我々の知る限り臨床応用例がない。果たして、変形性関節症のリキッドバイオプシーは実現できるのか?この命題に答えを出すために、本研究では変形性関節症へのリキッドバイオプシーに挑戦した。まず、ラットに膝関節の前十字靭帯及び内側側副靭帯を切離し、内側半月板を切除した変形性関節症手術モデルを作成した。変形性関節症手術の施行前および作成後において、経時的にそれぞれ関節液および末梢血液の採取を行った。得られた関節液および血漿成分からエクソソームを含む小胞成分を精製した。血漿成分中の小胞成分の粒子径を測定したところエクソソームが含まれていることが確認された。次にエクソソーム中に含まれているRNA成分を定量した。関節液はスタート時の採取量が少ないこともあってRNA検出が非常に困難であったのに対し、血液中のエクソソームに含まれるRNAは一定量存在することが確認された。これら一連の結果は、ヒト変形性関節症患者においても関節液が大量に貯留して穿刺を行うケースは、変形性関節症早期よりも変形性関節症進行期であることを鑑みると、関節液によるリキッド・バイオプシーの妥当性に解を与えると考えられ、血液中のエクソソーム成分に着目するべきであると考えられた。さらに、血液中のエクソソーム内のRNA解析結果から超高感度測定系が必要であることが明らかとなった。果たして、変形性関節症のリキッドバイオプシーは実現できるのであろうか?この命題に答えを出すために、本研究では変形性関節症へのリキッドバイオプシーに挑戦することを計画した。変形性関節症手術の施行前および作成10日後、2週間後、4週間後、6週間後にそれぞれ関節液および末梢血液の採取を行った。小胞成分の粒子径を測定したところエクソソームが含まれていることが確認された。関節液はスタート時の採取量が少ないこともあって微量のRNAしか検出できなかったのに対し、血液中のエクソソームに含まれるRNAは一定量存在することが確認された。血液中に含まれている分泌された小胞内にエクソソームが存在していることが確認され、リキッドバイオプシーに利用できる可能性が示唆された。現在、エクソソーム内に含まれているRNAを網羅的に解析する準備を進めている。一方で関節液は手術後早期にラット膝関節から得られる量が当初想定していたよりも少なく関節内腔へ、リン酸緩衝液を注入して洗い出す方法など試みたが生体内に吸収される成分が多く回収量は増えないことが明らかとなった。これら初年度に得られた結果より、本実験系では血液に比べて関節液を用いる方法ではエクソソームの回収量が少なく直接的な比較ができないと結論づけることができた。