hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子シンクロを用いた高電荷輸送性ポリペプチド液晶の調製と新規画像素子への展開

ポリペプチドの側鎖に電荷輸送性分子をペンダントさせることで側鎖分子は規則的に配列し、高効率な電荷輸送が期待できる。カルバゾリル基を側鎖にペンダントしたポリペプチドpoly(γ-[2-(9-calbazolyl) ethyl]-L-glutamate)(PCLG)を合成し、その電荷輸送特性について検討を行ってきた。ポリペプチドはαヘリックス構造を有する剛直な棒状分子であるため、適切な溶媒と濃度を選択することでリオトロピック液晶を形成する。PCLGを液晶状態とし、配向させることにより優れた電荷輸送特性を示すことが確認されている。一方、この素子は直流高電圧を印加することで白濁化する特性を有している。本研究では、このPCLG液晶セルの電界白濁化の機構解析と、それらが電荷輸送特性に与える影響について検討した。PCLG液晶セルに0100Vを印加した場合、電圧を印加することにより、350nm付近のカルバゾール基に起因する吸収ピークの減少が確認された。これはPCLG分子主鎖の配向によると考えられる。一方、可視域における吸収は300V以下では認められず、300V異常で認められるこの領域での吸収の増加が白濁化現象に起因していると考えられる。すなわち白濁化は低電圧域におけるPCLG分子の配向状態の変化に起因する現象でないと考えられる。また電圧印加除去後の吸収スペクトルは電圧印加前の状態に戻ることから、電圧印加に伴うPCLG分子構造変化はないものと考えられる。さらに、このセルの偏光顕微鏡写真における詳細な検討から、この白濁化が電極近傍における電気流体力学的不安定性による乱流運動に基づく動的散乱効果であることが明らかとなった。次に、このPCLG液晶セルの電界白濁化および液晶状態の電荷輸送特性への影響について検討した。その結果、キャリア移動度は電場印加に伴うネマチック相からホメオトロピック配向への状態変化で上昇し、さらにそれ以上の電圧印加における動的散乱状態ではネマチック相より減少することが明らかとなった。電場方向におけるPCLG主鎖の配向状態と電荷輸送特性に大きな相関があることが明らかとなった。αヘリックス構造を有する剛直な棒状高分子であるポリペプチドは、適切な溶媒と濃度を選択することでリオトロピック液晶を形成する。規則配列された側鎖に電荷輸送サイトとなるカルバゾール基を導入したポリグルタメート(PCLG)を液晶状態とすることで固体膜に比べ高い移動度(【approximately equal】10_<-3>cm_2/V・sec)が得られ、高分子鎖間における構造規則性の重要性が明らかとなった。しかしながら、リオトロピック液晶であるためイオン性キャリアの寄与も考えられ、電荷輸送機構に不透明な部分が残っている。ここではこのPCLGリオトロピック液晶の電荷輸送特性に関し詳細な検討を行った。1,4-ジオキサン中にPCLGを溶解し、溶媒に対して25wt.%以上のPCLG濃度を有するリオトロピック液晶を作製した。光起電力、閉路電流は液晶中のポリマー濃度増加に伴い増加し、イオン性キャリアに影響を与える液晶粘度ではなく電子的な電荷ホッピングサイト数の影響を受けることが確認された。液晶セルの電極間に電場を短時間印加したところカルバゾリル基のモノマー発光に由来する蛍光が減少し、電場のON/OFFによる繰り返し特性も得られた。また、液晶の配向状態の変化による消光について検討したところ、液晶の配向の度合いが向上すると消光の度合いも増加した。液晶状態が配向ネマチックに変化することにより電荷キャリアの輸送が有利な構造となり、そのため消光が増したと考えられる。また、光電流アクションスペクトルや移動度、熱刺激電流法による解析から、キャリア生成が側鎖カルバゾリル基に起因しており、PCLGリオトロピック液晶において発現される非常に高い移動度はイオン性キャリアではなく電子的なキャリアの移動に基づくことが示唆された。

さらに、このセルの偏光顕微鏡写真における詳細な検討から、この白濁化が電極近傍における電気流体力学的不安定性による乱流運動に基づく動的散乱効果であることが明らかとなった。次に、このPCLG液晶セルの電界白濁化および液晶状態の電荷輸送特性への影響について検討した。その結果、キャリア移動度は電場印加に伴うネマチック相からホメオトロピック配向への状態変化で上昇し、さらにそれ以上の電圧印加における動的散乱状態ではネマチック相より減少することが明らかとなった。電場方向におけるPCLG主鎖の配向状態と電荷輸送特性に大きな相関があることが明らかとなった。
動作教示に注目した気管挿管教育支援システムの研究

本研究の目的は喉頭展開の際の喉頭鏡の動かし方を教示するための触覚提示装置を開発することである。このために、まず教示者の持つ喉頭鏡と習得者の持つ喉頭鏡の動作を機構的に同期させることのできる「位置・動作伝達型喉頭鏡」と、気管挿管実施者の視線とほぼ一致した映像を撮影することの出来る視線一致カメラを開発し、実験により有効性を確認した。現在は、習得者の手の外側から力覚を提示することの出来る、「外装型力覚提示装置」を開発している。5自由度であったために操作性に問題があったマスタスレーブ型喉頭鏡を6自由度に改良した。これによって、喉頭鏡を自由に操作できるようになった。さらに、気管挿管実施者の視線に近い映像を撮影することのできる、頭部搭載型カメラを製作した。装着者毎にカメラの取り付け位置と角度を微調整することができるように工夫することによって、容易に試技中の口腔内の映像が撮影できるようになった。このシステムを利用して、帝京大学の医学部学生に対して気管挿管の教示実験を実施した。被験者は2群に分け、片方の群は提案装置を利用して教示し、もう片方の群は従来の方法で教示した。その結果、提案装置を利用した被験者群の方が、気管挿管において失敗(前歯の欠損)をする回数が少ないことがわかった。頭部搭載型のカメラについては、頭部搭載型ディスプレイとカメラを組み合わせた装置も試作した。教示者はこの、カメラで撮影された映像を頭部搭載型ディスプレイで見ながら気管挿管を実施する。教示者が見ている映像は外部のディスプレイに表示され、実習者がこれを観察する。さらにこの映像には、教示者の手振りがスーパーインポーズされる。これによって実習者は口腔内の各部位や喉頭鏡の動作に関する説明を手振りつきで聞くことができる。実験の結果、この装置を利用して教示を受けた被験者は、従来の教示方法で教示を受けた被験者と比較して、短い時間で気管挿管を達成することができる可能性が示された。昨年度までの装置ではスレーブ機構が重かったため、学習者が喉頭鏡を操作するのが困難であった。そこで、モータ駆動型のスレーブ喉頭鏡の開発をおこなった。まず、スレーブ機構に必要な性能を確認するために、喉頭展開に必要なトルクと速度を計測した。その結果、喉頭鏡の持ち手方向の軸まわりに対して1.7Nm、手前に倒す方向に6Nm、左右にねじる方向に6.2Nmのトルクが必要であることがわかった。また、平行移動速度として最大0.45m/sec、回転の角速度として最大400度/secの性能が必要であることがわかった。この結果に基づいて、スレーブ喉頭鏡の機構設計をおこなった。喉頭展開に必要な動作を得るために、機構は6自由度を持たせることとしたが、喉頭鏡部分で可能な限り大きな力を確保するために、ベルト駆動を用いることによって、モータは第1関節部分にできるだけ集中させることとした。しかし機構全体の重量と大きさに配慮した設計とした結果、現状ではリンク先端部の出力は、必要トルクぎりぎりの出力しか出すことができていない。そこで平成22年度は喉頭鏡自身を駆動するのではなく、人の反射動作を利用する手法を試みる。腕の皮膚の一定方向に剪断力を与えると、その力を回避する方向に腕が自然に動いてしまうことが知られている。そこで喉頭鏡を持つ手の皮膚に剪断力を与え、これによって手の動きを誘導する方式を研究し、喉頭鏡操作の誘導が可能な装置を開発する。その装置は平成21年度に開発したスレーブ機構の先端に取り付ける予定である。本研究の目的は、喉頭展開の際の喉頭鏡の動かし方を教示するための触角提示装置を開発することである。このような場合、従来の手法では喉頭鏡を直接モータで駆動することによって、喉頭鏡を通して力覚を提示していた。しかし、喉頭展開において学習者は喉頭鏡を強い力で握る必要があるため、この方法では喉頭鏡の駆動に大きなトルクが必要である。一方、手の外側に力を加えれば、比較的小さな力で動作方向を知覚させられると想像された。そこで、本研究では外側から手を把持する装置を開発し、これを駆動することによって、少ないトルクで喉頭鏡の動作方向を学習者に提示することとした。このために、6自由度のマニピュレータと手を外側から把持する器具で構成される、外装型触角提示装置の開発をおこなった。手を外側から把持する装置は、外側にシリコンを巻いた4本のステンレスバネを利用した。この装置の効果を検証するために、予備実験を実施した。この実験では、学習者が喉頭鏡を把持している状態で、外装型触角提示装置で力を提示する条件と、喉頭鏡を直接駆動して力を提示する条件とを比較した。学習者が喉頭鏡を把持する握力は、5段階に設定した。

今回の実験からは、提案手法の有効性を明確に示すことはできなかったも現在の把持器具は、学習者毎の手の大きさに合わせる仕組みが無いため、この機能について改善する必要がある。また、手の外側にどのように力を提示すると、最も明確に手の動作方向を知覚させることができるかということについて、さらに研究を進める必要がある。
強相関系亜酸化物薄膜の合成と物性評価

バナジウム一酸化物(VO)は、物性的に興味深い物質であるにもかかわらず、大気圧下での合成が困難なため、電子状態が未解明で、V酸化物が一般的に示す金属絶縁体転移(MIT)についてはその有無すら未解明であった。本研究は、VOと格子の整合性の良いAg(100)を基板として用いてその単結晶薄膜を合成し、VOの電子状態を解明することを目指したものである。平成28年度においては、系統的な条件探査の結果Ag(100)上に(1×1)周期のV酸化物薄膜を合成することに成功し、光電子分光(PES)およびX線吸収分光の解析よりこれをVO(100)薄膜と同定した。これは、分光学的研究を可能とするサイズのVO結晶の初めての合成例であり、今後のVOの物性、機能性の研究の進展に資するところが大きい。平成29年度には、合成したVO薄膜についてPESによる詳細な電子状態の測定を行い、価電子帯の電子状態を決定し、これがほぼ理論の予測と一致することを見出した。焦点となるフェルミ準位近傍の電子状態について、放射光を用いた高分解能PES測定を行い、室温以下4.86 KまでVOの電子状態が金属的であることを見出した。VOの基底状態が金属か絶縁体かは理論的に見解が分かれていたが、本研究の結果はこれに明快な結論を与えたものである。また、他のV酸化物と異なり、VOはMITを起こさないことが明らかとなった。PESの結果を詳細に解析し、VO薄膜の電子状態を理論的に解明するためには、その構造の詳しい決定が必要である。最終年度(平成30年度)は、表面の構造を極めて鋭敏に決定しうる全反射高速陽電子回折を用いることにより、VO(100)薄膜の構造決定を目指した。その結果、単原子層VO(100)薄膜においてVとOは同一平面上に位置し、それらはAg(100)上0.18 nmに位置することを見出すなど、詳細な構造決定に成功した。VOは、物性的に極めて興味深い物質であるにも関わらず、合成が困難であるためこれまでその電子状態や金属絶縁体転移(MIT)の有無について未解決の状態にあった。本研究は、VOと格子の整合性のよいAg(100)を基板として用いることによりVOの単結晶薄膜を合成し、その電子状態を解明することを目指したものである。Ag(100)上に酸素雰囲気下でVを蒸着し、その後様々な条件で加熱処理することによりV酸化物の単結晶薄膜の合成を目指した。条件探査の結果、Ag(100)上には作成条件に応じて、(1×1)、六方晶、(4×1)の周期性を示す少なくとも3種類の単結晶薄膜が合成できることが分かった。このうち、六方晶薄膜についてては、光電子分光(PES)及びX線吸収分光(XAS)による解析の結果、V2O3薄膜と同定した。さらに、低速電子回折(LEED)の解析より、薄膜はコランダム型V2O3の(0001)薄膜であるとのモデルを得た。(1×1)薄膜についも、PES、XASによる解析を行い、その結果これをVO薄膜と同定した。さらに、LEEDの解析より、この薄膜はNaCl型VO結晶の(100)薄膜であるとのモデルを得た。(4×1)薄膜については、まだキャラクタリゼーションを行っていない。VOの単結晶薄膜の合成に成功したので、その電子状態の解明を目指し、VO/Ag(100)に対してPESによる価電子状態の測定を行った。理論の予想通り、VOの価電子領域はV3dバンド(0-4 eV)とO2pバンド(4-10 eV)から成る。焦点となるフェルミ準位近傍の電子状態について精密測定を行い、その結果、VOは金属的電子状態を持つことが判明した。VOの電子状態については、これまでは理論研究が先行し、その電子状態が金属か絶縁体かが論争の的となっていた。本研究は、その論争に終止符を打つものと言える。本研究は、Ag(100)上にVOの単結晶薄膜を合成し、その電子状態を解明することを目指すものである。平成28年度において設定していた課題は、1. VO薄膜の合成条件の探査、2. VO薄膜の化学状態の評価、3. VO薄膜の電子状態の解明、であった。以下、これらについての研究結果について報告する。1.については、条件探査の結果、3.7×10-9 Torrの低圧酸素雰囲気下でAg(100)上にバナジウム原子を電子ビーム蒸着源より蒸着し、その後超高真空下で450°Cで30分間加熱することにより(1×1)LEEDパターンを示すVO(100)薄膜を合成できることを見出し、その合成条件を確定した。2.については、XASにおけるV L端吸収ピークの解析より、薄膜中のVの酸化数が2.0であることを実証した。この場合、Vの3d準位には3個の電子が収容され、これらは高スピン状態を取ると予想される。この場合、XASにおけるO2p-V3d準位を終状態とするO K端吸収ピークは1本になると予想されるが、予想に反してこのピークは2本観測された。この点については、薄膜化による対称性の低下により、終状態の3d egサブバンドの縮退が解けたためと解釈している。

3.については、合成したVO(100)/Ag(100)薄膜の価電子状態の解明を目指して、放射光を用いたPES測定を実施した。、その結果、理論の予想通り、価電子領域の電子状態はV3dバンド(0-4 eV)とO2pバンド(4-10 eV)から成る事がわかった。焦点となるフェルミ準位近傍の電子状態について精密測定を行った。スペクトルの線形解析より得られたカットオフの位置は、VO/Ag(100)と電気的に接続したTaのスペクトルのカットオフと完全に一致した。これは、VO薄膜が金属的電子状態を持つことを実証するものである。バナジウム一酸化物(VO)は、物性的に興味深い物質であるにもかかわらず、大気圧下での合成が困難なため電子状態や金属絶縁体転移(MIT)の有無について未解決であった。本研究は、VOと格子の整合性の良いAg(100)を基板として用いることによりその単結晶薄膜を合成し、VOの電子状態を解明することを目指すものである。平成28年度において、Ag(100)上に(1×1)周期のV酸化物薄膜を合成ことに成功し、さらに光電子分光(PES)及びX線吸収分光の解析よりこれをVO(100)薄膜と同定した。平成29年度は、この成果を踏まえ、VO/Ag(100)薄膜の構造、電子状態についてより詳しい解析を行った。VO/Ag(100)薄膜について共鳴PES測定を行い、フェルミ準位ー2.5 eVに主としてV 3dよりなる伝導帯、4 - 10 eVに主としてO 2pよりなる価電子帯が形成されることを見出した。これは、理論的に予想されていた電子状態にほぼ一致する。焦点となるフェルミ準位近傍の電子状態について、アンジュレーター光を用いた高分解能PES測定を行った。その結果、薄膜は室温から4.86 Kまで金属的電子状態を持つことを見出した。これは、VOは他のV酸化物と異なり、MITを起こさないことを示唆するものである。また、VOの基底状態は金属か絶縁体かで理論的にも意見が別れていたが、本研究により基底状態は金属であることが確定的となった。VO薄膜の構造について、NaCl型構造の(100)薄膜とするモデルを提案しているが、実験的データは得られていない。PESの結果を理論的に解析し、電子状態を解明するためには、その構造を詳しく解析する必要がある。そのため、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)によるVO/Ag(100)の構造解析を開始した。現在、予備測定の結果を踏まえて、測定条件を検討中である。平成29年度以降に設定していた計画は、(1)VO薄膜のMITの測定、(2)NbO薄膜の合成とその電子状態の解明、であった。平成29年度は、主として(1)についての研究を遂行した。VO/Ag(100)薄膜について共鳴PES測定を行い、薄膜の価電子状態を解明した。フェルミ準位から2.5 eVまでの領域に観測されるバンドはV 3pの光励起閾値付近において強い共鳴を示し、これはバンドが主としてV 3dよりなる伝導帯であることを示すものである。室温における共鳴PES測定の結果、スペクトルのフェルミ端が金属的カットオフを持つことが分かった。これは室温において薄膜が金属的電子状態を持つことを示すものであり、これよりMITは存在するとすれば低温にある事が分かった。焦点となるフェルミ準位近傍の電子状態に対し、分子研UVSORにおけるアンジュレータービームライン(BL5U)において高分解能PES測定を行った。室温から4.86 Kにおいて、薄膜のフェルミ端は金フィルムのスペクトルにおけるフェルミ端に一致した。これは、4.86 K以上において薄膜が金属的電子状態を取ることを示しており、これは他のV酸化物と異なりVOにはMITは存在しないことを示すものである。
黒毛和種牛の遺伝性腎尿細管形成不全症におけるparacellin-1の解析

1.ウシParacellin-1 mRNAの発現ウシParacellin-1遺伝子を保有する正常な黒毛和種牛2頭とParacellin-1遺伝子のexon1-4が欠失した遺伝性腎尿細管形成不全症(Renal tuber dysplasia, RTD)の黒毛和種牛1頭を対象にして,腎,脳,心,肺,肝,脾,膵,皮膚(頚部),骨格筋(大腿),蹄,第I, II, IIIおよびIV胃,空腸,結腸の16臓器・組織におけるParacellin-1 mRNAの発現について検討した.方法は各臓器・組織からtotal RNAを抽出し,RT-PCR法とnested PCR法によりParacellin-1 mRNAを増幅し,アガロースゲル電気泳動法によって確認した.その結果,Paracellin-1 mRNAは正常黒毛和種牛の腎臓においてのみ発現が認められたが,RTD牛では腎臓を含むすべての臓器・組織において発現が認められなかった.RTD牛で見られる尿細管形成不全にParacellin-1の関与が考えられ,尿細管機能との関係を検討する必要があると考えられた.2.RTD牛におけるマグネシウム(Mg)およびカルシウム(Ca)の腎における再吸収RTD牛における血清Mg, Ca濃度と尿へのMg, Caの排泄動態を知るために,RTD牛33頭,キャリア牛17頭,正常牛27頭を対象に血中Mg, Ca濃度ならびに尿中Mg, Ca濃度を測定した。血清Mg濃度はRTD牛では正常からやや高い範囲に分布し,低Mg血症を示した例はなかった。一方,血清Ca濃度はRTD牛で低い値を示した。尿中のMg, Ca濃度には3群の間に有意差はなかった。糸球体ろ過率はRTD牛で著しく低く,これと平行してMgとCaのろ過率も低い値であった。Mg再吸収量をろ過率で除したMg再吸収率はRTD牛で低い値を示したが,Caの再吸収率はRTD牛と正常牛で差がなかった。RTDでは腎臓におけるMgの再吸収率が低く,Paracellin-1の欠損が尿細管におけるMgの再吸収に影響を及ぼしていると考えられた。1.ウシParacellin-1 mRNAの発現ウシParacellin-1遺伝子の塩基配列から抗原性が強いと推定されるペプチドを合成し,これをウサギに免疫して抗ウシParacellin-1ペプチド抗体を作製した.免疫されたウサギから採取した血清は,ELISA法で合成ペプチドと1/25,000の力価で結合した.ついで得られた抗体とParacellin-1抗原との反応性を確認するために,ウシParacellin-1 mRNAが発現している正常牛の腎臓を材料にして,SDS/PAGE・ウエスタンブロット法を行った.しかし,ペプチド抗体に反応するバンドは検出されなかった.1.ウシParacellin-1 mRNAの発現ウシParacellin-1遺伝子を保有する正常な黒毛和種牛2頭とParacellin-1遺伝子のexon1-4が欠失した遺伝性腎尿細管形成不全症(Renal tublar dysplasia, RTD)の黒毛和種牛1頭を対象にして,腎,悩,心,肺,肝,脾,膵,皮膚(頚部),骨格筋(大腿),蹄,第I, II, IIIおよびIV胃,空腸,結腸の16臓器・組織におけるParacellin-

1 mRNAの発現について検討した.方法は各臓器・組織からtotal RNAを抽出し,RT-PCR法とnasted-PCR法によりParacellin-1 mRNAを増幅し,アガロースゲル電気泳動法に,よって確認した.その結果,Paracellin-1 mRNAは正常黒毛和種牛の腎臓においてのみ発現が認められたが,RTD牛では腎臓を含むすべての臓器・組織において発現が認められなかった.RTD牛で見られる尿細管形成不全にParacellin-1の関与が考えられ,尿細管機能との関係を検討する必要があると考えられた.2.RTD牛におけるマグネシウム(Mg)およびカルシウム(Ca)の腎における再吸収RTD牛における血清Mg, Ca濃度と尿へのMg, Caの排泄動態を知るために,RTD牛33頭,キャリア牛17頭,正常牛27頭を対象に血中Mg, Ca濃度ならびに尿中Mg, Ca濃度を測定した。血清Mg濃度はRTD牛では正常からやや高い範囲に分布し,低Mg血症を示した例はなかった。一方,血清Ca濃度は,RTD牛で低い値を示した。尿中のMg, Ca濃度には3群の間に有意差はなかった。糸球体ろ過率はRTD牛で著しく低く,これと平行してMgとCaのろ過率も低い値であった。Mg再吸収量をろ過率で除したMg、再吸収率はRTD牛で低い値を示したが,Caの再吸収率はRTD牛と正常牛で差がなかった。RTDでは腎臓におけるMgの再吸収率が低くParacellin-1の欠損が尿細管におけるMgの再吸収に影響を及ぼしていると考えられた。
魚類配偶子形成における減数分裂開始の分子制御機構に関する研究

ニホンウナギの配偶子形成のうち雄の精子形成は、ヒト絨毛性生殖腺刺激ホルモン(HCG)を投与することにより精原細胞の増殖から減数分裂、精子変態に至る全過程が誘起されるが、HCGを投与しても精子形成が完全に進行しない個体もまれに出現する。この様な精子形成不全魚の精子形成過程を形態学的に詳しく観察したところ、これらの精巣には、4または5回の体細胞分裂を経た後期B型精原細胞が多く存在し、減数分裂開始前の精原細胞の増殖途中で精子形成が停止していることが明らかとなった。この結果は、この時期に減数分裂以降の精子形成に対する何らかの制御機構が存在していることを示している。次に、減数分裂開始の制御に関わる因子を得る目的で、この時期に精巣で特異的に発現するmRNAをディファレンシャル・ディスプレー法により検索したところ、計4種類のcDNAクローンを得ることができた。これらのcDNAクローンの内2種類について全塩基配列を決定したところ、1つのcDNAクローン(クローン1)は、全長1571bpで260個のアミノ酸からなるORFが存在した。予想されるアミノ酸配列より、このcDNAはDNAポリメラーゼδの補助因子である増殖細胞核抗原(PCNA)に高い相同性があることが明らかとなった。もう一方のcDNAクローン(クローン2)は全長472bpで145個のアミノ酸からなるORFが存在した。予想されるアミノ酸配列より、このcDNAはヒストンH1に高い相同性があることが明らかとなった。これらの遺伝子の精巣での発現をノーザンおよびin situハイブリダイゼーションにより調べたところ、クローン1は分裂回数が6回以下と思われる後期B型精原細胞に、クローン2は後期B型精原細胞と精母細胞に強い発現が認められた。この結果より、これらのcDNAがコードするタンパクは減数分裂の制御に深い関わりがあるものと推察された。
現代日本における努力主義の実証的研究―教育選抜と不平等生成におけるその役割―

平成30年度には、学習における「努力」の主たる指標の1つとして扱われてきた学校外学習時間をはじめとする学習行動を中心に、1)高校という教育課程においてそこにどのような階層化が生じているのか、2)そのような階層化は、高校の階層構造における位置に基づくどのような学校環境の違いによって生まれるのか、の2点について、前年度に引き続き検討を進めた具体的には、以下の各点である。(1)進路選択および学習行動の、高校の階層構造に基づく格差が、高校学科・ランク(学校トラック間)のどのような学校環境の違いによって生じるのかについて検討を進め、授業での指導、また生徒自身の自分に対する期待が持つ媒介効果の大きさを明らかにした。(2)上に述べた学校トラックと学習行動の結びつきについて、学校文化の受容による学習姿勢の分化という観点から、パネル調査データを用いて検討を行い、学習姿勢の分化が学習行動の分化を促していることを明らかにした。(3)上記のような、高校が生徒にもたらす影響力を精緻に検討する上では、高校生時から高卒後までを追跡するような設計を持つパネル調査データの分析が不可欠だが、そのようなパネル調査データは標本脱落によるバイアスを持ちやすい。そこで、「東大社研・高卒パネル調査」を事例として、バイアス補正の可能性について検討し、ウェイトを用いて重み付けすることによってバイアスをある程度補正することができることを明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。苅谷(1995,『大衆教育社会のゆくえ』)や竹内(1995,『日本のメリトクラシー』)などによって、戦後日本社会の教育選抜の特徴だとされる「努力」に着目し、その努力においていかなる格差が生まれているのか、また、その努力の格差がいかなる不平等を生み出すのか、の2点について、「規範および意識」としての努力と、「行動」としての努力という2側面を念頭に置きつつ、以下の4点において、検討を進めた。1. Young(1958=1982,『メリトクラシー』)によってIQ + Effortと定義された「メリトクラシー」概念がその後どのように扱われてきたのか、その概念を用いることで得られる、社会理念及びそれを目指した社会制度について検討する上でのメリットは何か、検討を進めた。2.努力において、出身階層を統制した上で高校段階のトラッキング構造による異なりがみられるのか、行動面・意識面の双方について実証的検討を進めた。また、その異なりはその後のライフコースにおいても持続するような「分化」だといえるのか、検証を行った。3.成人において、努力意識・行動の決定において重要な判断基準となると思われる、社会認知は属性的地位によって規定されるのか、出身階層変数を中心に実証的検討を進めた。4.今後、「意識」変数を扱ったり、意識・行動の変化をみるためにパネルデータを扱ったりする上で、高度な計量分析手法およびデータについての適切な把握が必要なため、計量分析手法の習得および今後用いうるデータについての理解を進めた。研究課題を遂行する上での前提条件となる、努力に関する先行研究群の検討、基本的な実証分析、実証分析を行う上での方法論の検討を進めた。成果として論文を発表することは十分にできなかったものの、おおむね順調に進展していると自己評価する。教育社会学分野で,学習における「努力」としてこれまで複数の研究において検討がなされてきた学習行動について,1)高校の過程でどのような差異化・分化が生じているのか,2)それは高校のどのような働き・役割に基づくのか,3)高校で生じた学習行動の分化は高卒後も格差として持続するのか,の各点について引き続き検討を進めた。具体的には,以下の3点において研究を実施した。(1)社会階層や,学力に基づく高校間の階層構造の影響下で,学校外学習時間に代表される学習行動の分化が生じているのは,先行研究が指摘するとおりである(苅谷2000、Matsuoka 2013など)。このような学習行動の分化のうち,高校間の階層構造の下で生じるものが,高校間のどのような違いによって生じるのかを検討した。この検討の結果は,国内学会にて発表した。(2)高校生までに生じた学習行動の格差は果たして分化と言えるのか。すなわち,格差が高卒後も何らかの形で影響を及ぼすのかについて,1)高卒後進路,2)高卒後10年目の学習行動,という2つの指標を用いて検討した。これらの結果は,国際学会・国内学会にて発表した。(3)とくに(1)のように高校が生徒に与える影響を検討する場合,高校間の背景情報の違いを統制しつつ学校の影響,個々の生徒の家庭背景の影響を検討する実証的手法を用いることが求められる。そのため,このような実証的手法,またそれを用いるための統計ソフト・使用データについての理解を深めた。前年度における努力概念の基礎的検討を踏まえて、高校生の学習行動と社会構造の関連について実証的検討を進め、国内外の学会にて成果を発表した。成果として論文を刊行することはできなかったものの、おおむね順調に進展していると自己評価する。

(1)進路選択および学習行動の、高校の階層構造に基づく格差が、高校学科・ランク(学校トラック間)のどのような学校環境の違いによって生じるのかについて検討を進め、授業での指導、また生徒自身の自分に対する期待が持つ媒介効果の大きさを明らかにした。(2)上に述べた学校トラックと学習行動の結びつきについて、学校文化の受容による学習姿勢の分化という観点から、パネル調査データを用いて検討を行い、学習姿勢の分化が学習行動の分化を促していることを明らかにした。(3)上記のような、高校が生徒にもたらす影響力を精緻に検討する上では、高校生時から高卒後までを追跡するような設計を持つパネル調査データの分析が不可欠だが、そのようなパネル調査データは標本脱落によるバイアスを持ちやすい。そこで、「東大社研・高卒パネル調査」を事例として、バイアス補正の可能性について検討し、ウェイトを用いて重み付けすることによってバイアスをある程度補正することができることを明らかにした。2016年度に十分に進めることのできなかった、「行動」としての努力にかかる実証的検討をすすめる必要がある。その成果については、複数の学会大会にて報告の上、論文として発表することを目指す。一方、「規範・意識」としての努力については、取り扱う上での指標化の再検討を進める。国内外の学会発表にて得られた助言等を参考に、高校生の学習行動と社会構造の関連を整理し、雑誌論文として刊行することを目指す。また、OECDが実施するPISA(Programme for International Student Assessment)データの利用などを通じて、高校の階層構造とその中で生じる社会化について、学習行動という観点から整理することを進めてゆく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
生産性成長がマクロ経済に与える影響の研究、および日本経済への応用

昨年度より取り組んでいる将来の生産性に関するニュースと景気循環の関係についての研究を継続して行った。まず、"Internal and external habits and news-driven business cycles"を発表した。消費の習慣形成は、自分自身の過去の消費によって習慣が形成されるinternal habitと世の中の平均消費によって、習慣が形成されるexternal habitがあり、これら二つの差は、従来の景気循環モデルではほとんどないとされてきていた。しかし、同論文では、将来の生産性に関するニュースに対ける経済の反応を考える上では、非常に重要な違いがあることを指摘した。さらに、同じく昨年度初稿をあげた"On equivalence results in business cycle accounting"は、日本経済学会2008年度秋季大会、横浜国立大学などの学会・セミナーで報告を行った。また同論文は、討論者や学会参加者や投稿先のレフェリーのコメントをもとに、大幅な改訂作業を行った。マクロ経済の景気循環の原因を、生産性や労働および投資の歪みなどに分解する方法として、注目を浴びているBusiness Cycle Accountingを資産価格モデルに拡張し、"Asset Pricing Accounting"として発表した。同論文は、日本経済学会2007年度春季大会などで報告が行われた。また、Business Cycle Accountingにおいて用いられるモデルは、幅広いクラスのモデルをカバーできるという、いわゆる『同値定理』が主張されているが、標準的な定式化では同値定理を示せるモデルのクラスは、かなり限定的であることを発見し、その解決策を含めて"On Equivalence Resultsin Business Cycle Accounting"としてまとめた。また、近年注目を浴びているトピックのひとつとして、将来の生産性に関するポジティブなニュースによってマクロの景気循環が引き起こされるとするNews-Driven Business Cycleがある。その理論的基礎付けのひとつとして、担保制約の重要性を発見し、"CollateralizedCapital and News-Driven Cycles"として発表した。同論文は、Economies Bulletinに投稿・受理され、掲載された。また、News-Driven Business Cycleの新たな理論的基礎として、価格の名目硬直性が重要な役割を持つことを発見し、"Nominal Rigidities,News-Driven Business Cycles,and Monetary Policy"としてまとめた。
MPCポリマーを用いたウェアラブル酸素センサの開発

近年、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術は、医療、IT、通信など多くの分野で実用化され、現代社会において必要不可欠なものとなっている。生体へのMEMS応用において、ガラスやシリコンが基板材料とするデバイスの小型化、軽量化という目的を中心に技術開発が進み、無痛針や生体内への埋め込み型のデバイスなどが提案されてきた。しかし、生体への適用という観点では、小型化への要求に応えるとともに、セシサやアクチュエータといったデバイスに生体への適合性や物理的な柔軟性という機能性を付与することこそが本質的に重要である。そこで、本研究では柔軟性に富み、高い生体適合性を有するポリマー材料を構造部材として用いることで、装着性に優れたバイオデバイスの開発を行い、生体情報モニタリングへの応用可能性を検討することを目的とした。実験では、厚さ25μmのfluorinated ethylene-propylene(FEP)膜上に半導体プロセスを用いて電極を形成し、熱溶着性のpoly(ethylenecomethacrylic acid)を用いて電解液を封入した短冊状のバイオセンサを開発した。本センサを前腕部に装着し、経皮ガス計測に適用したところ、従来法と比較して装着部位への圧迫が少なく、被験者の負担が低減した。また、従来法では43.5度の加温を要したのに対し、本技術を用いることで40度以下の温度において計測が可能であった。43度以上の加温では低温やけど等の恐れがあるため長時間の計測が困難であったが、本手法を用いることでこの問題が解決された。また、生体適合性を向上させるため、センサ材料として2-methacryloyloxyethyl phosphorylcho1ine(MPC)とdodecyl methacrylate(DMA)の共重合体(PMD)を用いることを検討した。PMDは生体膜類似構造を有する極めて生体適合性の高いポリマーである。polydimethly siloxane(PDMS)膜上に前述の手法で電極を形成し、グルコース酸化酵素を分散させたPMD溶液を電極上で硬化させ、ウエアラブルグルコースセンサを作製した。本センサは0.06-2.00mmo1/1の範囲でグルコースを定量可能であり、眼部に直接装着し、涙液糖計測などへの利用可能性が示唆された。「医療と健康の情報化」の時代に即した家庭でも安心して使える生体計測用センサをめざし、生体適合性と柔軟性を特長とした酸素センサ及びバイオセンサを開発した。生体計測用のセンサにおいては単に感度や信頼性を上げるだけでなく、装着感や安全性といった機能も重要視される。そこで、本センサは、ポリジメチルシロキサン(PDMS)及び2-メタクリロイルオキシエチルポスホリルコリン(MPC)とドデシルメタクリレート(DMA)の共重合体(PMD)を構造部材およびセンサ機能を実現するための構成材料として用いることとした。PMDはMPCポリマーと呼ばれる細胞膜の分子構造を高分子化学の手法で模倣した機能性高分子膜の一種で、極めて高い生体適合性を有している。本研究においては、これまでセンサ材料として用いられることの無かったPMDの機能を活用し、センサを構築するため、まずPMDの有する過酸化水素や酸素の透過性を評価した後、エタノールを溶媒としたPMDと酵素を混合することにより容易に包括固定化が可能であることを明らかにした。センサの作製では、シリコンウエハ上にPDMS膜を形成した後、従来のウエアラブル酸素センサと同様に半導体プロセスを用いて白金および銀電極をパターン形成した後、塩化処理にて銀・塩化銀電極とした。その後、GODとPMD溶液を混合したものをセンサ官能部に塗布し、グルコースセンサとした。本センサの特性評価の結果、涙液の糖分である0.14mmo1/1を含む0.06-2.00 mm。1/1の濃度範囲でグルコースを定量可能(相関係数:0.997)であった。今後は、電解液を本センサに内包することにより酸素センサとし、酸素検出型のグルコースセンサへと改良を行紆予定である。上記改良により、今後は眼部における涙液グルコースの連続計測など、非侵襲バイオモニタリングへの応用展開が期待される。

43度以上の加温では低温やけど等の恐れがあるため長時間の計測が困難であったが、本手法を用いることでこの問題が解決された。また、生体適合性を向上させるため、センサ材料として2-methacryloyloxyethyl phosphorylcho1ine(MPC)とdodecyl methacrylate(DMA)の共重合体(PMD)を用いることを検討した。PMDは生体膜類似構造を有する極めて生体適合性の高いポリマーである。polydimethly siloxane(PDMS)膜上に前述の手法で電極を形成し、グルコース酸化酵素を分散させたPMD溶液を電極上で硬化させ、ウエアラブルグルコースセンサを作製した。本センサは0.06-2.00mmo1/1の範囲でグルコースを定量可能であり、眼部に直接装着し、涙液糖計測などへの利用可能性が示唆された。
乳癌の可塑性、ホルモン療法耐性の起源と癌幹細胞性

これまでERE-GFP導入ER陽性乳癌細胞から樹立した8種類のホルモン療法耐性モデル細胞の研究から、ドライバーシグナル経路の変化による複数の耐性機序の関与を明らかにした。そこでAI耐性株、fulvestrant耐性株等を用いて、その癌幹細胞性を、スフェア形成能、SP画分解析、CD44/CD24発現のFACS解析などから検討したところ、ER発現を有するホルモン療法耐性株は一様に高い癌幹細胞性を示すのに対して、ER発現を失ったホルモン療法耐性株は従来の癌幹細胞性マーカーは低いことが明らかとなった。進行再発乳癌の新規治療法開発に重要な知見と思われる。近年の閉経後乳癌の内分泌治療の中心である第3世代のアロマターゼ阻害剤(AI)が臨床に用いられるようになって10年以上が経過し、近年ではその再発や耐性が大きな問題となっている。これまで我々はERE-GFP導入ER陽性乳癌細胞から樹立した6種類の各種耐性モデル細胞の研究から、細胞内エストロゲンシグナル経路の変化による複数の機序が本耐性に関与していることを明らかにした。その中で、ホルモン耐性と乳癌幹細胞性との関係も疑われた。そこでまず本年度は、MCF-7細胞を親株として作製したAI耐性株Type 1細胞、Type 2細胞、抗エストロゲン剤fulvestrant耐性株であるMFR細胞等を用いて、その癌幹細胞性を、スフェア形成能、SP画分解析、CD44/CD24発現のFACS解析などから検討した。その結果、ER発現を有するホルモン療法耐性株は一様に高い癌幹細胞性を示すのに対して、ER発現を失ったホルモン療法耐性株は癌幹細胞性が低いことが明らかとなった。従って、従来ER陰性細胞であるbasal-like乳癌細胞は、癌幹細胞性がこれらのマーカーの幹細胞性が高いことが知られているが、Luminal型乳癌細胞ではこれとは大きく状況が異なると思われる。Luminal型乳癌では、その癌幹細胞性はERシグナル系によって支えられているのかもしれない。これまでの各種耐性モデル細胞の研究から、ホルモン耐性と乳癌幹細胞性との関係が疑われた。そこでMCF-7細胞を親株として作製したAI耐性株Type 1細胞、Type 2細胞、抗エストロゲン剤fulvestrant耐性株であるMFR細胞等を用いて、その癌幹細胞性を、スフェア形成能、SP画分解析、CD44/CD24発現のFACS解析などから検討したところ、ER発現を有するホルモン療法耐性株は一様に高い癌幹細胞性を示すのに対して、ER発現を失ったホルモン療法耐性株は癌幹細胞性が低いことが明らかとなった。従来ER陰性細胞であるbasal-like乳癌細胞は、癌幹細胞性がこれらのマーカーの幹細胞性が高いことが知られているが、Luminal型乳癌細胞ではこれとは大きく状況が異なると思われる。このようにLuminal型乳癌にとってERの存在の有無は癌細胞の性質を規定するのにきわめて重要なファクターであることがわかった。さらにこれらにNanogが関与している可能性もしめされた。一方、ERが陰転化した乳癌は、幹細胞性がむしろ低いことが示されたが、その予後は悪く、ホルモン療法の効果はもはや期待できず、化学療法以外有効な治療法はない。そこで、このようなERが陰転化した細胞のER遺伝子のエピゲノム制御機構についても解析し、その原因を明らかにし、乳癌の可塑性を利用した新規治療法開発の可能性について検討した。その結果、癌細胞の種類によってメチル化による制御が優先されるもの(MCF-7細胞)と、おそらくヒストン制御によるもの(T47D細胞)があることが推察された。一部のヒストン修飾薬がERの再発現やホルモン療法の感受性回復を誘導することが示され、新たな治療ストラテジーの可能性が示された。概要で述べたように、交付申請書に記載した研究実施計画の大部分を達成し、これまで明らかとなっていなかったLuminal型乳癌とそのホルモン療法耐性株の癌幹細胞性を明らかにし、新たな知見を得ることができた。また、研究の進展に伴って、その方向性が当初の予定から若干修正されてきた。特に本年度はER発現の可塑性、その機構としてエピゲノム制御解明に力を入れ、臨床応用可能な進行再発Luminal型乳癌の新たな治療戦略の可能性が見えてきた。一方、乳癌臨床検体を用いた癌幹細胞性の検討は引き続き継続し、結果を蓄積している。内分泌治療の中心であるアロマターゼ阻害剤(AI)が臨床に用いられるようになって10年以上が経過し、近年ではその再発や耐性が大きな問題となっている。MCF-7細胞を親株として作製したAI耐性株Type 1細胞、Type 2細胞、抗エストロゲン剤fulvestrant耐性株であるMFR細胞等を用いて、その癌幹細胞性を、スフェア形成能、SP画分解析、CD44/CD24発現のFACS解析などから検討したところ、ER発現を有するホルモン療法耐性株は一様に高い癌幹細胞性を示すのに対して、ER発現を失ったホルモン療法耐性株は癌幹細胞性が低いことが明らかとなった。一方、ERが陰転化した乳癌の予後は悪く、ホルモン療法の効果はもはや期待できず、化学療法以外有効な治療法はない。

そこで、このようなERが陰転化した細胞のER遺伝子のエピゲノム制御機構についても解析し、その原因を明らかにし、乳癌の可塑性を利用した新規治療法開発の可能性について検討した。一部のヒストン修飾薬がERの再発現やホルモン療法の感受性回復を誘導することが示され、新たな治療ストラテジーの可能性が示された。さらに細胞内リン酸化シグナル経路がこれらER陰転化進行再発乳癌の治療標的になり得るかについても検討した。その結果、PI3K阻害剤が特にこれらの細胞の増殖抑制に有用であることが明らかとなった。また細胞周期阻害剤であるCDK4/6阻害薬もきわめて効果的であった。これまでERE-GFP導入ER陽性乳癌細胞から樹立した8種類のホルモン療法耐性モデル細胞の研究から、ドライバーシグナル経路の変化による複数の耐性機序の関与を明らかにした。そこでAI耐性株、fulvestrant耐性株等を用いて、その癌幹細胞性を、スフェア形成能、SP画分解析、CD44/CD24発現のFACS解析などから検討したところ、ER発現を有するホルモン療法耐性株は一様に高い癌幹細胞性を示すのに対して、ER発現を失ったホルモン療法耐性株は従来の癌幹細胞性マーカーは低いことが明らかとなった。進行再発乳癌の新規治療法開発に重要な知見と思われる。概要で述べたように、交付申請書に記載した平成26年度の研究実施計画のほぼすべてを達成し、これまで明らかとなっていなかったLuminal型乳癌とそのホルモン療法耐性株の癌幹細胞性を明らかにし、新たな知見を得ることができた。乳癌幹細胞性とホルモン療法耐性との関係の解明を目指し、引き続き、手術検体が入手できたときに臨床検体を用いた検討を行って、そのデータをさらに蓄積していく。特にNanogやKlf4など、これまでのin vitro研究の結果から重要性が示唆された因子に注目した検討も行っていく。一方、予後が悪いが幹細胞性はむしろ低いことが示された、ER陰転化ホルモン療法耐性細胞についてさらに研究を進め、エピゲノム制御薬を用いた新たな耐性克服のための戦略を検討したい。分子腫瘍学これら耐性株のin vitroでの浸潤能などのバイオアッセイやスフェア培養下での各種薬剤感受性などを検討し、前年度に得られた各種幹細胞性の指標と比較検討を行う。特に各種ホルモン療法剤のみでなく、耐性機序との関係が推察される細胞内リン酸化シグナル因子を標的とした分子標的治療薬の効果と、その幹細胞性に与える影響を検討する。見出された耐性機序と密接に関連する幹細胞性関連因子、あるいは各種薬剤感受性との関連が見出された幹細胞関連因子について、その発現ベクターやshRNA等を用いた分子生物学的検討を行い、luminal型乳癌の中での役割について解明する。これらによって乳癌幹細胞性とホルモン耐性との関係を分子生物学的に明らかにし、耐性克服のための根本的解決策を得るヒントとしたい。
下水汚泥消化施設に基づいた廃棄物エネルギー化システムの革新

本研究は既存下水汚泥嫌気性消化槽のポテンシャル拡大に着目し、混合発酵法と消化液後処理の導入によって地域の廃棄物エネルギー化システムの効率化について考察し、実用化に向けた技術システムの確立と効率化を目指す。具体的には、回分実験と連続実験により混合発酵法と消化液後処理の最適化条件を求め、既往に開発された低コスト水素発酵の要素技術と組合せ、微生物群集構造解析および数理モデリングによりメカニズム解明を行う。本研究によって、消化槽を新築せずに地域廃棄物と消化残渣を削減すると共に、既存嫌気性消化槽より地域エネ自給率を向上でき、環境と社会発展の好循環を実現できる。
ディーゼルエンジン用CWM製造のための低品位炭のハイブリッド(改質・選炭)加工

本研究では現在未利用である低品位石炭の有効利用法として,改質(HWD法)・CWM化してからディーゼル発電に活用することに着目し,それに種々の物理的選炭や改質の余熱を利用した化学的選炭を組み合わせたプロセスの確立を目的としている。平成14年度の研究計画に基づき実験し,以下のことを明らかにした。*低コスト改質・選炭によるCWM製造プロセスについての研究および本研究の総括前年度では改質時に生成する改質液にCr(VI)還元能があることを明らかにしたが,今年度はCr(VI)溶液を改質液で還元した後に消石灰を用いてクロムを水酸化物として回収することについて検討した。その結果,液中の全てのクロムを水酸化クロムとして回収することが可能であり,また,通常クロム還元処理に用いられる硫酸第一鉄水溶液と比較して生成する沈殿のかさ体積が極めて少なくなる利点があることを明らかにした。また,これまでの研究成果をもとにCWM製造に関する経済性の検討を行った。その結果,中国,東南アジアで低品位炭をHWD法により改質,物理的選炭を施しCWM化して日本に輸入する場合,その試算は1.77円/1000kcalであった。LSC重油の輸入価格が約2円/1000kcalであることから本CWMは十分に競争力を持った燃料であるといえる。以上本研究では高灰分で炭化度の低い石炭(低品位炭)に対してHWD改質と物理的選炭,化学的選炭を組み合わせることで経済的なCWM製造が可能であること,また,改質時に生成する改質液にCr(VI)還元能があり,汚染環境の浄化,修復の分野で活用できることを見出した。
新たなセントラルシナプスのシナプスオーガナイザーの同定

人間の知性の源である脳の動作原理を知るためには、ニューロンがシナプス接続をする相手のニューロンをどのように見つけて認識するのか、ニューロンのどの部分に必要数のシナプスが空間的に配置されるのかという、ニューロン間の結合の特異性(wiring specificity)のメカニズムを知ることが重要である。中枢神経の微小なシナプスを可視化することはこれまで困難であったが、ショウジョウバエの神経のシナプスを特異的に標識する形質転換体が作製され、共焦点顕微鏡レベルで視神経軸索上の中枢シナプスを可視化できることが分かった。このツールを用いて、シナプスの可塑性に関する知見が特に広がったので、ここに報告したい。まず、シナプスのマーカーが長時間の光刺激の後、拡散することが分かっていたが、これを電子顕微鏡で観察することが出来た。すると、前シナプスの構造であるTバーの幅が広くなっていることが分かった。これはシナプスの強さをより強くする方向に可塑的に変化したかと思われる。また、可塑性を制御するシグナルの下流に微小管構成因子、微小管結合タンパク、キネシンなどが存在することが分かった。このことは、シナプスの可塑性がどのような分子メカニズムで起こっているのかを理解するのに一歩近づいたと言える。さらに、カドヘリンの一種であるNCadをノックアウトすると、可塑性が起こらないことがわかった。カドヘリンがシナプス可塑性に関与していることはある程度知られていたが、ここまではっきりとした構造的変化に関与していることは知られていなかった。今後、この分子メカニズムに迫りたい。最後に、あらたなシナプスオーガナイザーの同定を目的としたスクリーニングをセットアップしたので、これからペースを上げてスクリーニングに力を注ぎたいと考えている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ラット知覚ニューロンにおけるTTX非感受性ナトリウムチャネルの遺伝子工学的解析

感覚受容器に加えられた様々な感覚刺激は、一次知覚ニューロンの軸索である知覚求心神経線維において、活動電位に変換されるが、活動電位は神経細胞膜に存在するナトリウム(Na)チャネルの興奮(開口)によってNaイオンが細胞内に流入することによって引き起こされる。従って、Naチャネルは感覚情報の処理において重要な役割を担っている。私たちは、一次知覚ニューロンにおいて、機能的にも薬理学的にも性質が極めて異なる、二つのタイプのNaチャネルが存在することを明らかにした。一つのタイプは従来から多くの興奮性細胞において観察されているもので、低濃度のテトロドトキシン(TTX)によって抑制され、速い活性化および不活性化のカイネティクスを持つチャネルである。もう一つのタイプは一次知覚ニューロンに特異的に存在し、高濃度のTTXによっても全く影響を受けず、チャネルカイネティクスも前者に比較して著しく遅い(TTX-非感受性Naチャネル)。TTX-非感受性Naチャネルは一次知覚ニューロンのうち、比較的小型で無髄神経線維を発するものに選択的に存在し、主に痛覚信号の処理を担っていると考えられる。通常のNaチャネル、即ちTTX-感受性のNaチャネルに関しては、既にクローニングが成功し、その一次アミノ酸配列が決定されている。しかしTTX-非感受性Naチャネルに関しては、まがその構造が決定されていない。そこで私たちはTTX-非感受性Naチャネルの機能に関して、遺伝子工学的方法を用いてその機能的側面を検討した。ラット後根神経節細胞よりメッセンジャーRNAを抽出し、それをアフリカ爪ガエルの卵母細胞に注入し、その発現を観察することを試みたが、これは後根神経節から得られるメッセンジャーRNAの総量が極めて少なく、卵母細胞に注入した時に、有意なナトリウム電流を発生することが出来ず、はかばかしい結果は得られなかった。そこで現在は、アプローチを変えて、既知のナトリウムチャネルよりオリゴヌクレオチドプローブを作成し、PCR法によりナトリウムチャネルの一部構造を増幅し、ノーザンブロット法により特異的ナトリウムチャネルの検出を行っている。
複数記憶B細胞集団による、二次免疫応答調節機構の解析

IgM陽性記憶B細胞の機能をIgG陽性の記憶B細胞と比較するため、NP-CGGをalum adjuvantとともに免疫したマウスからIgM IgG陽性の記憶B細胞をセルソーターを用いて単離し、それぞれをあらかじめCGGで免疫したマウスへと移入した。移入後、adjuvantなしでNP-CGGを投与し、時間経過を追ってそれぞれの記憶B細胞がどのような細胞へと分化したかを検討した。我々のグループがすでに示しているとおり(投稿中)、IgG陽性細胞は抗原投与後4-5日に多数の細胞が抗体産生細胞へと分化しているが、IgM陽性細胞はそれと比較すると少数の細胞が抗体産生細胞へと分化していることが明らかとなった。また、naiveB細胞とIgM陽性記憶B細胞との比較ではIgM陽性細胞がより多くの抗体産生へと分化していることが明らかとなり、抗体産生細胞への分化能に関しては、IgM陽性記憶B細胞はIgG陽性記憶B細胞とnaive B細胞の中間の性質をもつことが示唆された。IgM陽性記憶B細胞の分化が、胚中心B細胞を経て行われるかを明らかにするため、胚中心B細胞の分化に必須のbc16分子をB細胞で欠くマウスを作成し、このマウスでIgM陽性記憶B細胞が生成するかについて検討した。その結果、bc16欠損マウスでは生成するIgM陽性記憶細胞の数は野生型マウスと比較して減少するものの、野生型で見られるものと同様の細胞表面抗原マーカーを持つIgM陽性記憶B細胞が生成することが明らかとなった。また、bc16欠損マウスでのIgM陽性記憶B細胞の減少は、高親和性抗体産生B細胞を多く含む亜集団でより顕著であった。これらのことから、IgM陽性記憶B細胞のうち、一部のものは胚中心B細胞を経由して生成され、またそのことによりIgM陽性記憶B細胞は抗原に対する高親和性を獲得することが示唆された。