hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
政権移行の米韓比較研究

本研究では、アメリカを参照事例に韓国における政権移行の過程を調査・分析した。分かったことは以下の2点である。第1に、同じく大統領制を採用していても、政権移行のパフォーマンスは米韓で大きく異なる。その差異には官僚制のあり方が関係している。猟官制をとり交代時に官僚が入れ替わるアメリカとそうではない韓国とでは、政権運営に関する「制度記憶」の継承に大きな違いが生じる。第2に、政権移行チームの存在が円滑な移行を阻害しうる。移行チームは本来円滑な移行を目的とする。政権移行チームは、本来、政権移行期の混乱を最小限にするために設けられるものであり、猟官制をとるアメリカにおいては政権交代に伴う制度記憶喪失を補完する装置であった。しかし、同様の装置を、制度的文脈が異なる韓国に置くと、逆に制度記憶の継承を阻害するよう機能してしまうことがある。本研究の目的は、政権移行時における新旧政権間における政策の連続性と変化が何によってもたらせるかを、政権移行に参加する、旧政権、新大統領、新与党政治家、官僚などのアクターに注目して明らかにすることである。そのために調査、分析する対象は、政権交代の効果が明示しやすい大統領制をとり、かつ政権移行委員会を設置して移行手続きを行なっているアメリカと韓国である。このために、平成22年度は、第1に、韓国・アメリカにおける政権移行に関する先行研究および資料の整理をした。アメリカについては移行に関する整理や、個別の政権移行に関する論文があるので、これらを分析し、他方、韓国については政権移行に関する政府の報告書が作成されているのでそれらを入手し整理した。第2に、韓国の政権移行のプロセスシーキングをおこなった。順序は、(1)盧武鉉政権から李明博政権への移行過程、(2)金大中政権から盧武鉉政権への移行過程、(3)盧泰愚政権から金泳三政権への移行過程、である。以上の作業で分かったことは以下の2点である。第2に、政権移行委員会の存在が円滑な移行を阻害しうる。移行委員会は本来円滑な移行を目的とするが、委員会のメンバーの選好を考慮すると逆の結果が招来しうる。2009年9月の日本における鳩山政権誕生時に明らかになったように、日本において政権移行に関する研究はほとんどなく、知見の蓄積もない。先行し、しかも日本以外では研究のある米韓の事例を研究することで、政権移行時に生じる国政運営の連続性と変化の関係を理論的に説明するモデルを提示する。平成23年度は、平成22年度に調査対象としなかった政権移行およびアメリカとの比較、理論的な整理・分析をおこなう。第1に、前年に引き続き韓国における政権移行を調査した。金大中政権から盧武鉉政権、盧武鉉政権から李明博政権への移行に関する調査は前年度でほぼ終了したので、具体的には、(1)全斗煥政権から盧泰愚政権への移行、(2)金泳三政権から金大中政権への移行である。大統領選挙と国会議員選挙の間の選挙サイクルのずれを重視する本研究の理論的含意から引き出されるように、前者については同程度のずれが見られる盧武鉉政権から李明博政権への移行と、後者については、盧泰愚政権から金泳三政権への移行との類似性が見られた。すなわち、選挙サイクルのずれが政権交代のあり方、政治家と官僚の協力のあり方に大きな影響を与えていることが明らかになった。第2に、これまでに調査した内容を、アメリカの政権移行と比較した。アメリカで対象としたのは、クリントン政権からブッシュ調査への移行と、ブッシュ政権からオバマ政権への移行である。
B型肝炎ウイルスコアプロモーター領域の変異と発癌メカニズムの解明

1、多施設共同臨床研究a)B型肝炎ウイルス(HBV)の遺伝子型やその特異的変異が肝病態進展、特に肝細胞癌や劇症肝炎に寄与していることを示した。b)HBVの遺伝子型C1/C2におけるenhance II/core promoter領域の遺伝子変異(T1653、V1753、Tl762/A1764)が肝発癌(HCC)に寄与していることを報告した。c)セロコンバージョン後にHCCを発症した8例と無症候性キャリア(IC)8例に関して、セロコンバージョン前後でのHBV全塩基配列を比較した。セロコンバージョン前のpreSやコア領域の欠失及びセロコンバージョン後のT1653変異がHCC発症に寄与していた。d)患者80例(HCC)_対照80例(non-HCC)研究:X領域core promoter領域の全塩基配列を決定した結果、basal core promoter変異(Tl762/Al764)にalpha box 1653番目のCからTへの変異(T1653)や1753番目の変異が加わることにより肝癌発生に関与することを確認した。e)海外との共同研究:HCCに寄与するHBV genotypeや遺伝子変異を明らかにした。2、HBV複製増殖系を用いた検討c)三次元培養ヒト肝細胞への感染実験系を確立した。d)ヒト肝細胞置換キメラマウス(in vivo HBV感染・複製系)を用いて、HBV genotype Gの効率的な複製には、他のgenotypes(A,C)の共感染が必須であることを証明した。また、共感染により、肝繊維化が惹起されることもわかった。1.多施設共同臨床研究【成績】1)HBeAg陽性C1では、V1753のみ、HBeAg陽性C2ではT1653のみ、HBeAg陰性C2ではT1653、V1753がHCCに寄与する有意な遺伝子変異であった。2)症例全体でのHCCに関与する因子は、男性、50歳以上、HBeAg陽性、C2、T1653、V1753、T1762/A1764が関連因子として示された。【結論】HBeAgの有無、subgenotype C1/C2によってHCCに寄与する因子が異なることから、これらの因子を組み合わせたHBV関連HCCの囲い込みが可能と思われた(文献1)。2.HBV複製増殖系を用いた検討各種HBV genotypeの複製クローンを作成し、genotypeによるウイルス学的な特徴を明らかにした(文献2)。さらに、Genotype Cの全長の1.3倍長のHBV複製クローンを作成し、肝発癌に寄与する1653T、1762T/1764A変異を導入し、細胞培養系において野生株とウイルス複製効率、蛋白発現レベルの比較検討を行った。1653T、1762T/1764A変異により細胞内のウイルス複製は亢進したが、HBe抗原の分泌は抑制された。興味深いことに培養上清中のHBVDNA量は変異株で低く、細胞内へのウイルス蓄積が考えられた。特に、免疫染色の結果とあわせて小胞体への蓄積が示唆された。1.多施設共同臨床研究a)B型肝炎ウイルス(HBV)の遺伝子型やその特異的変異が肝病態進展、特に肝細胞癌や劇症肝炎に寄与していることを示した。b)セロコンバージョン前後のHBV変異が肝病態進展に与える影響:我々は臨床病態とウイルス変異の関係をより明らかにするために、セロコンバージョン後に肝細胞癌(HCC)を発症した8例と無症候性キャリア(IC)8例に関して、セロコンバージョン前後でのHBV全塩基配列を比較した。d)海外との共同研究:HCCに寄与するHBV genotypeや遺伝子変異を明らかにした。

2.HBV複製増殖系を用いた検討a)三次元培養ヒト肝細胞への感染実験系を確立した。b)ヒト肝細胞置換キメラマウス(in vivo HBV感染・複製系)を用いて、HBV genotype Gの効率的な複製には、他のgenotypes(A, C)の共感染が必須であることを証明した。また、共感染により、肝繊維化が惹起されることもわかった。
ストレスが依存性薬物への欲求行動を増強させる神経機構の解明

薬物依存患者ではストレスにより、一旦止めた依存性薬物を再摂取してしまう再燃が重大な問題となる。よって、ストレスによる行動変容の神経機構を解明することは極めて重要である。本研究では、研究代表者が独自に確立した、急性ストレス負荷とコカイン条件付け場所嗜好性試験の組み合わせによる薬物欲求行動増大モデルに、電気生理学、行動薬理学、薬理遺伝学の融合的研究手法を駆使して、ストレスによる行動変容の神経機構を、特に内側前頭前野(mPFC)でのノルアドレナリン(NA)神経伝達に着目して明らかにすることを目的とする。具体的にはmPFC神経細胞レベルでのNAの作用、拘束および社会敗北ストレスによる薬物欲求行動増強におけるNAの役割、mPFC細胞種選択的活動抑制がストレスによる薬物欲求増強に与える影響を明らかにする。本年度は、mPFC V層錐体細胞に対するNAの作用を脳スライスにホールセルパッチクランプ法を適用することで検討した。その結果、NAはmPFC V層錐体細胞を脱分極させるとともに、興奮性シナプス伝達を増大させることが明らかとなった。また、薬理学的解析からこれらのNAによる作用はα1受容体を介して誘導されること、さらに、TTX存在下で観察される活動電位非依存性のシナプス伝達にはNAは影響を与えなかったことから、NAによる興奮性シナプス伝達増大作用は、プレシナプスではなくポストシナプスを介した応答であることも明らかとなった。これらのNAによるmPFC錐体細胞の興奮性増大作用がストレスによる薬物欲求増強に関与する可能性が考えられた。研究実施計画に記載した計画通りに進んでいるため。H30年度の結果から、NAによるmPFC神経細胞活動の上昇にはα1受容体を介した神経伝達が重要であることが明らかとなったことから、インビボでのコカイン条件付け場所嗜好性試験におけるストレスによる場所嗜好性の増大に、mPFCでのα1受容体を介した神経伝達が関与するのかどうかを薬物の局所投与により詳細に検討していく。また、社会敗北ストレスによっても場所嗜好性の増大が認められるのか否かを検討する。購入予定の試薬の価格が上昇し、当該助成金では購入出来なかったため、翌年度分として請求した助成金とあわせて購入することとする。
ゲルダナマイシンの神経保護作用の分子機構の解明

HSP-90の強力な阻害剤ゲルダナマイシン(GA)は、低濃度で神経保護作用を示す。我々はHSP-90との結合に重要な7位のカルバモイル基を除去した誘導体(DCGA)がGAと同等の神経保護作用を示す事を見いだした。そこで、DCGAにビオチンを結合させた2種の分子を使って、DCGAが示す神経保護作用の機構を研究した。細胞抽出液から結合タンパクを探索したが、HSP-90以外の有為に結合するタンパクは見つからなかった。また、プロテオーム解析でもGAとDCGA間で有為な差はなかった。以上の結果より、DCGAの示す神経保護作用はHSP-90への結合によって引き起こされていると結論した。ゲルダナマイシン(GA)のアナログ合成:まず、GAをt-BuOKで処理することで7位のカルバモイル基を除去し、デカルバモイルゲルダナマイシン(DCGA)を得た。ついで、アリルアミン、プロパルギルアミンと反応させる事で、17位OMeを変換した化合物を合成した。また、7位の置換基効果を見る為に、エステル体とフェニルカルバメート体を合成した。生物活性試験:まず今回合成したDCGAアナログのP-19細胞に対する細胞毒性とP-19由来のニューロンに対する細胞毒性を評価した。ついで、P-19由来のニューロンを、DCGAアナログの存在下で、抗がん剤であるタキソールで処理し、その生存率で、細胞保護作用を評価した。その結果、DCGAアナログは、いずれも細胞毒性が低下しているにもかかわらず、神経保護作用を示す事が明らかになった。そこで、DCGAの標的タンパクを探索するために、7, 17位にそれぞれビオチンタグを結合させた分子プローブを合成した。計画以上の進展をみた。DCGAアナログの合成と活性評価が順調に進み、2年目に予定していた7,17位にビオチンタグを結合した化合物を合成する事ができたため。ゲルダナマイシン(GA)は、シャペロン蛋白質の一つHSP-90(ヒートショックタンパク-90)の強力な阻害剤として知られている。一方で、ゲルダナマイシンは、低濃度で神経保護作用を示すことも報告されてきた。本研究の代表者らは、GAの構造活性相関研究から、GAの7位に存するカルバモイル基を除去した誘導体カルバモイルゲルダナマイシン(DCGA)も、GAと同様の神経保護作用を示す事を見いだした。GAの7位に存在するカルバモイル基は、HSP-90への結合に極めて重要とされているため、GAの示す神経保護作用には、HSP-90を介さない未知の機構が存在すると考えるに至った。本研究では、DCGAを使ってゲルダナマイシンの示す神経保護作用の新たな作用機構を明らかにすることが目的である。今年度は、昨年度合成したCー7位とC-17位にビオチンタグを導入した2種類のDCGAを使って細胞抽出液からのプルダウン実験を行った。しかし、両者ともHSP-90以外の有為にプルダウンされるタンパク質は見いだされなかった。次に、HSP-90をクローニングしてGA、DCGAとの結合性を直接調べた。その結果GAとは極めて強い結合が、DCGAとは弱いが、しかし確かに結合が観測された。(以上、井本正哉教授(慶応大理工学部)との共同研究)更に、プロテオーム解析を実施した。すなわち、蛍光ディファレンスゲル二次元電気泳動(2D-DIGE)を使って、GAとDCGAの投与によるHeLa細胞におけるタンパクの発現量の差を網羅的に調べた。しかしながら、両者に有為な差は認められなかった。(以上、理化学研究所環境資源科学研究センターケミカルバイオロジー研究グループの長田裕之博士、室井誠博士らと共同研究)以上の結果をより、DCGAの示す神経保護作用は、その結合はきわめて弱いながらHSP-90への結合によって引き起こされている可能性が高いと結論した。この結論は、従来ゲルダナマイシンが示す神経保護作用のメカニズムと同じである。計画通りDCGAアナログがHSPー90の機能を阻害するかを調べる.一方で、初年度作製したDCGAのビオチン結合体を使って、標的タンパクを特定する。有機化学当初、かなりの試行錯誤が必要だと考えていたDCGAアナログの合成が、予想以上に順調に進んだため、高価なGAの購入にかかる費用が想定を下回ったため。今後のDCGAの標的同定にあたっては、かなりの量のDCGAのアナログの合成が必要であり、そのための合成用試薬と、標的同定の為の生化学試薬に使用する計画である。
自閉症児の社会性の発達を促す相互模倣の神経基盤

自閉症スペクトラム(ASD)は相互模倣(他者の動作を模倣すること;模倣、他者から模倣されること;被模倣)に障害を持ち、ASD児は相互模倣を用いた介入によって社会性・コミュニケーション能力の向上を示すことがわかっている。研究代表者はASD児への介入効果を測る生理学的指標の確立をめざし、ASDにおいて相互模倣の神経基盤について研究を行ってきた。前年度までに、健常成人を対象として相互模倣に関わる神経基盤を同定し、成人ASDを対象に相互模倣課題を用いてfMRI研究を実施してきた。当該年度は、成人ASDを対象にした研究の解析及び論文執筆を進めた結果、成人ASDでは健常成人と比較し自動な模倣や被模倣に関わる領域に活動低下を示したが、自発的な模倣に関わる活動に非典型性は見られなかった。この結果は成人ASDでは自発的な社会行動は獲得できるが、自動的な社会行動に障害が残るという仮説を支持する結果である。また、成人ASDで獲得された自発的な模倣能力も、ASD児においては障害を示すことがわかっている。また、ASD児においても自発的な模倣能力は発達に伴い行動することから、ASD児では自発的な模倣に関わる活動に非典型性を示し、模倣能力の向上とともに活動が改善すると考えられる。そこで、当該年度はASD児を対象とした研究を進めるため、相互模倣課題の改良し予備実験を実施した。現在、小児でも実施できる課題作成のため課題の簡略化、時間短縮を行い、健常児を対象にfMRI実験を開始するところである。自閉症スペクトラム(ASD)児は相互模倣(他者を模倣する:模倣、他者から模倣される:被模倣)に障害を持ち、相互模倣を用いた介入が社会性の向上に寄与する可能性が示唆されている。私は、これまでの健常者を対象とした研究で、ジェスチャーの相互模倣時にExtrastriate body area (EBA)が自他の動作の比較に関与することを明らかにしてきた(2009年SfNで発表、次年度に学術雑誌投稿予定)。1自閉症スペクトラムにおけるEBAの機能低下ASDにおいてEBAに機能低下があるか検討するため、青年ASD群を対象としジェスチャーの相互模倣時の脳活動を測定した。健常者群と比較し、ASD群でEBAの脳活動が低下することが明らかになった。さらに、自閉症スペクトラム指数の高い被験者ほどEBAの脳活動の低下が大きかった。この結果は、ASDにおけるEBAの機能低下が、相互模倣や他の社会能力の障害に関与する可能性を示唆するものである。結果は、日本ヒト脳機能マッピング学会で、発表(口頭・ポスター)を行う予定である(東北関東大震災のため、2011年9月に延期)。本研究は、福井大学医学部精神科との共同研究で実施され、研究代表者が中心的に行った。2相互模倣時の自他の表情の比較にかかわる神経基盤本研究では健常者を対象として、表情(顔)の相互模倣では自他の表情の比較がどの領域で行われているか検討した。この結果、表情の相互模倣でも、ジェスチャーと同様にEBAで自他の比較が行われることが明らかになった。本研究は、東京大学医学部精神科との共同研究で実施され、研究代表者が中心に行っているものである。これらの結果は、ASDの病態解明に寄与し、EBAをターゲットとした「相互模倣課題」が教育現場等の臨床応用へ有効である可能性を示すものだと考えられる。自閉症スペクトラム(ASD)児は相互模倣(模倣することと模倣されること)に障害を持ち、相互模倣を用いた介入が社会性の向上に寄与する可能性が示唆されている。そこで、研究代表者はfMRIを用いて、成人ASDおよび健常成人を対象に相互模倣に関与する神経基盤ついて検討してきた。当該年度は、これまで研究を行ってきた実験結果の論文執筆を進めるとともに(実験1、2)、健常児・ASD児を対象にした研究について検討した(実験3)。実験1:健常者を対象に相互模倣に関与する神経基盤を同定した。その結果、相互模倣時にExtrastriatebody area (EBA)が自己と他者の動作の比較に関与することが明らかになった。当該年度は論文執筆を進め、現在cerebral cortex誌に投稿中である。実験2:成人ASDと健常成人を比較した研究で、成人ASD群の相互模倣時のEBAの機能低下を認めた。さらに、自閉症傾向の高い被験者ほどEBAの活動がより低下した。当該年度は研究結果をまとめ、第13回日本ヒト脳機能マッピング学会で発表を行い、学会奨励賞を受賞した。(福井大学医学部との共同研究)実験3:現在、健常児・ASD児の模倣能力の発達とEBAの機能変化を明らかにする課題について検討中である。さらにこれまで得られた結果が、ASD児の教育・介入などを含めた臨床現場にどのように応用できるかを検討する予定である。(鳥取大学地域学部との共同研究)実験2の結果は、成人ASDにおいて初めてEBAに機能低下があることを証明したものである。また、小児の発達に伴うEBAの機能変化を明らかにすることは、ASDの病態解明につながるだけでなく、ASDの教育・介入の効果検討などの臨床応用に使用できるASDのbiomarkerを作成する上で意義があると考えられる。

研究代表者はASD児への介入効果を測る生理学的指標の確立をめざし、ASDにおいて相互模倣の神経基盤について研究を行ってきた。前年度までに、健常成人を対象として相互模倣に関わる神経基盤を同定し、成人ASDを対象に相互模倣課題を用いてfMRI研究を実施してきた。当該年度は、成人ASDを対象にした研究の解析及び論文執筆を進めた結果、成人ASDでは健常成人と比較し自動な模倣や被模倣に関わる領域に活動低下を示したが、自発的な模倣に関わる活動に非典型性は見られなかった。この結果は成人ASDでは自発的な社会行動は獲得できるが、自動的な社会行動に障害が残るという仮説を支持する結果である。また、成人ASDで獲得された自発的な模倣能力も、ASD児においては障害を示すことがわかっている。また、ASD児においても自発的な模倣能力は発達に伴い行動することから、ASD児では自発的な模倣に関わる活動に非典型性を示し、模倣能力の向上とともに活動が改善すると考えられる。そこで、当該年度はASD児を対象とした研究を進めるため、相互模倣課題の改良し予備実験を実施した。現在、小児でも実施できる課題作成のため課題の簡略化、時間短縮を行い、健常児を対象にfMRI実験を開始するところである。これまで行った研究(実験1、2)の解析および論文執筆が順調に進んでおり、論文1については現在論文を投稿中である。また、「ASDの教育・介入の効果検討などの臨床応用に使用できるASDのbiomarkerを作成」という研究目的に向かって、健常児・ASD児へのfMRIを用いた相互模倣の適用(実験3)について検討を進めており、研究はおおむね順調に進展している。今後はこれまでの結果について論文化し、国際学会に投稿する予定である。また、健常児・ASD児の模倣能力の発達とEBAの機能変化に対する検討については、fMRI実験の予備実験として行動実験を行うことで、健常児・ASD児の模倣能力の発達の違いを検討する予定である。
位置や形状変化をともなう時空間データのモデリングとデータ管理構造に関する研究

技術設計のデータベースにおいては,各設計間での参照関係が存在する.また,ある設計を一部修正して別のバージョンの設計とすることがしばしばである.設計データベースにおいては,図面が重要な役割をはたす.図面データを効率的に管理することが設計データベース管理システムでは要求されるが,各バージョンに対応した図面間では,一部しか変化していないにもかかわらず,全データをデータベースに格納されることが多く,データ量の増大をもたらす.そこで,本研究では,図面間の差分を効率的に管理し,変化しない部分を共有化する方式を提案した.すなわち,複数バージョンの図面データから重複部分を除くことで,効率的なバージョン管理構造を発案した.シミュレーション実験によれば,従来のもっとも単純な方式に比べ,必要なメモリー量を1/3に削減することが可能となった.しかも,データ検索効率は,従来法とほとんど同等の性能であった.また,HTML文書などの半構造化データを木構造で表現し,頻出する構造を検出することで,木構造を圧縮する手法を提案した.さらに,図面などの幾何構造データの接続関係,トポロジーを保存した可逆圧縮方式を提案し,グラフ文法で表現することが可能であることを示した.プラントソフトウェアの構造表現に,この方式を応用し,グラフ表現とソフトウェア構造を対応させることで,監視制御システムソフトウェアの半自動合成法を提案した.技術設計のデータベースにおいては,各設計間での参照関係が存在する.また,ある設計を一部修正して別のバージョンの設計とすることがしばしばである.設計データベースにおいては,図面が重要な役割をはたす.図面データを効率的に管理することが設計データベース管理システムでは要求されるが,各バージョンに対応した図面間では,一部しか変化していないにもかかわらず,全データをデータベースに格納されることが多く,データ量の増大をもたらす.そこで,本研究では,図面間の差分を効率的に管理し,変化しない部分を共有化する方式を提案した.すなわち,複数バージョンの図面データから重複部分を除くことで,効率的なバージョン管理構造を発案した.シミュレーション実験によれば,従来のもっとも単純な方式に比べ,必要なメモリー量を1/3に削減することが可能となった.しかも,データ検索効率は,従来法とほとんど同等の性能であった.また,HTML文書などの半構造化データを木構造で表現し,頻出する構造を検出することで,木構造を圧縮する手法を提案した.さらに,図面などの幾何構造データの接続関係,トポロジーを保存した可逆圧縮方式を提案し,グラフ文法で表現することが可能であることを示した.プラントソフトウェアの構造表現に,この方式を応用し,グラフ表現とソフトウェア構造を対応させることで,監視制御システムソフトウェアの半自動合成法を提案した.2次元や3次元空間中を移動するオブジェクト(例えば,タクシーや航空機など)を効率的に管理検索するためのデータ構造であるMV-PMD木を発案した.移動するオブジェクト数が全空間オブジェクト数に比べ,少ない場合を想定し,移動オブジェクトと静止オブジェクトの両方を効率的に管理するために,時空間外接領域(TSBB : Time Space Bounding Box)という考え方を導入し,TSBBの大きさによる移動オブジェクトの軌跡を分割管理することで,見かけのデータ数の増加を抑制し,かつ検索効率の低下を防ぐ方式を考案した.本アルゴリズムを,平成14年度購入したワークステーションで計算機上に実装し,実験により,MV-PMD木は,従来方式に比べ,必要なメモリー量を1/21/3に低減可能でかつ,時間範囲,空間範囲,およびそれらを組み合わせて空間検索の検索速度はほぼ同等の性能を有することを示した.また,時空間データ構造では,多次元空間中での近接性に基づくデータ検索が高速に可能であることから,類似性を近接性と解釈することで,膨大なデータからの類似検索が空間検索により実現できる.この性質を応用して,メロディーの類似性に基づく音楽の類似検索システムを構築した.さらに,幾何構造データの可逆圧縮に拡張した手法を発案した.この手法は、圧縮する対象である幾何構造データに複数出現する部分グラフを変数で置き換えることにより、圧縮を実現する.このため、複数出現する部分グラフを見つける発見的手法をまず提案し,その後複数の圧縮手法の提案を行った。本アルゴリズムも平成14年度購入の計算機上に実装し、提案手法の評価実験を行い,従来法に対する優位性を示した.技術設計のデータベースにおいては,各設計間での参照関係が存在する.また,ある設計を一部修正して別のバージョンの設計とすることがしばしばである.設計データベースにおいては,図面が重要な役割をはたす.図面データを効率的に管理することが設計データベース管理システムでは要求されるが,各バージョンに対応した図面間では,一部しか変化していないにもかかわらず,全データをデータベースに格納されることが多く,データ量の増大をもたらす.そこで,本研究では,図面間の差分を効率的に管理し,変化しない部分を共有化する方式を提案した.すなわち,複数バージョンの図面データから重複部分を除くことで,効率的なバージョン管理構造を発案した.シミュレーション実験によれば,従来のもっとも単純な方式に比べ,必要なメモリー量を1/3に削減することが可能となった.しかも,データ検索効率は,従来法とほとんど同等の性能であった.また,HTML文書などの半構造化データを木構造で表現し,頻出する構造を検出することで,木構造を圧縮する手法を提案した.さらに,図面などの幾何構造データの接続関係,トポロジーを保存した可逆圧縮方式を提案し,グラフ文法で表現することが可能であることを示した.プラントソフトウェアの構造表現に,この方式を応用し,グラフ表現とソフトウェア構造を対応させることで,監視制御システムソフトウェアの半自動合成法を提案した.
視覚的運動情報処理におけるボトムアップとトップダウンの交互作用について

色情報が運動処理システムにおける役割を考察するためにバーバーポール現象を利用し一連の実験を行ったが、その際被験者には物理的に等輝度に設定した赤と緑の格子縞刺激を輝度によって規定された格子縞刺激とともに呈示した。しかし網膜上の錐体の分布状況は各被験者によって違うため、物理的には等輝度の色によって規定された格子縞が実際には輝度情報を含んでいるのではないかという指摘がありこれを元に、各被験者の主観的等輝度点を本実験の前に計測するという手続きを新たに加えた。本実験に使用したものと同じ赤と緑の色で規定された格子縞を用い、被験者が赤と緑の正弦波のそれぞれの振幅を調節できるようにした。被験者にはこの色で規定された格子縞刺激が止まって見えるよう調節するように教示し、この結果をもとに本実験で使用する色の格子縞を各被験者ごとに設定した。またこの主観的に等輝度な格子縞刺激に5%または10%の輝度情報を付加し、その場合被験者がより色の格子縞刺激に影響を受けるかどうかを見るというコントロール実験も本実験とともに行った。また別の一連の実験では、小さい領域内における一方向の運動(local motion)と広範囲における全体的な運動(global motion)の課題と無関係な学習効果を検討するために、これらの運動刺激とともにアルファベットと点滅する2つの赤い点を呈示し、学習期間中被験者はターゲットとなったアルファベットと赤い点の方向を正しく答えるという課題を与えられたが、課題遂行中local motionとglobal motionにさらされた。この時低次で処理されていると思われるlocal motionの学習は進行しその効果は長期間(約6ヶ月間)持続したが、高次で処理されると思われるglobal motionの学習効果は見られなかった。これよりlocal motionの学習は受動的な条件下でも進行するが、global motionの学習効果を得るためには能動的な条件が必要であることが示唆される。
メロンの「うるみ果」発生に伴う細胞壁成分の変化および発生防止に関する研究

1.メロン「うるみ果」の生理的メカニズムを明らかにするため,遮光処理により「うるみ果」を発生させ細胞壁成分の変化との関連を調査し,以下の知見を得た.1)品種によりペクチンの性質の性質が異なり,「うるみ果」の発生しやすい品種'アンデス'は,発生しにくい品種'ラスター'に比べ可溶化しやすい性質を持っていた.2)遮光処理により果肉硬度が低下しているにもかかわらず,ウロン酸の総量が維持される傾向があった.3)遮光処理によりペクチン主鎖に対する中性糖側鎖が少なくなる傾向があった.4)遮光処理により中性糖組成が変化し細胞壁から著しくガラクトースが減少していた.またグルコースおよびキシロースの割合も低下していた.以上の結果から「うるみ果」の発生に伴い,細胞壁中性糖が減少しペクチン-ペクチンおよびペクチン-ヘミセルロースの結合力が低下することにより果肉崩壊が生じることが示唆された.2.果実肥大期におけるカルシウム散布がメロン果実の貯蔵性に及ぼす影響を調査し,以下の知見を得た.1)カルシウムを散布は,対照区に比べ果肉硬度を高く維持した.3.メロン'アンデス'の果実肥大中に窒素処理ないし遮光処理することにより,以下の知見を得た.1)窒素処理した果実は嫌気状態となり,発酵したものの,ペクチンや側鎖中性糖の分解を抑制すると共に,「うるみ果」特有の果肉硬度の低下を引き起こさなかった.従って,「うるみ果」では果実発酵とは別の細胞壁に変化を与える何らかの要因が関与していると考えられる.メロン`アンデス'は果実肥大期に天候不順が続くと果肉が半透明状に変化し,崩壊する「うるみ果」が収穫されることがある.そこで本研究は,遮光処理により「うるみ果」を発生させ,以下の点を明らかにした.1.細胞壁ペクチンの品種間差と「うるみ果」の関係「うるみ果」が発生しやすい品種として`アンデス',発生しにくい品種として`ラスター'を供試し,遮光処理が細胞壁ペクチン主鎖と側鎖に与える影響の品種間差を調べた結果, `アンデス'では,全ペントース量が大きく増加し,かつペントース比が小さいことから,主鎖に対する側鎖の量が少ないことが推察された.2.「うるみ果」発生に伴う細胞壁非セルロース多糖の変化「うるみ果」発生に伴う細胞壁側鎖中性糖組成の変化について調べた結果,ペクチンの主鎖を構成するウロン酸の総量は,成熟に伴い対照区で減少したが,遮光区では保持されることが明らかとなった.また,側鎖を構成する中性糖の総量は成熟に伴い減少したが,処理間に大きな差はなかったことから,「うるみ果」の細胞壁は,主鎖に対する側鎖の量が少ないことが推察された.さらに,水画分のウロン酸含量は成熟期間中に減少し,遮光区は対照区よりも大きく減少した.また中性糖含量も水浸症状の発生する時期には遮光区の方が少なかった.水画分の中性糖組成は成熟期間中に大きく変化しないが,遮光区ではアラビノースおよびラムノースの割合が大きく,グルコースの割合が小さかった.一方,CDTA画分を見ると,対照区は成熟に伴い両者ともに減少したが,遮光区では収穫期以降も増加したものの,主鎖に対する側鎖の量は少なかった.また,水浸症状が発生する時期以降の遮光区における中性糖組成は,ラムノースとアラビノースの割合が大きく,ガラクトースの割合が小さいことから,CDTA画分からガラクトースに富んだ側鎖の損失が推察された.1.メロン「うるみ果」の生理的メカニズムを明らかにするため,遮光処理により「うるみ果」を発生させ細胞壁成分の変化との関連を調査し,以下の知見を得た.1)品種によりペクチンの性質の性質が異なり,「うるみ果」の発生しやすい品種'アンデス'は,発生しにくい品種'ラスター'に比べ可溶化しやすい性質を持っていた.2)遮光処理により果肉硬度が低下しているにもかかわらず,ウロン酸の総量が維持される傾向があった.3)遮光処理によりペクチン主鎖に対する中性糖側鎖が少なくなる傾向があった.4)遮光処理により中性糖組成が変化し細胞壁から著しくガラクトースが減少していた.またグルコースおよびキシロースの割合も低下していた.以上の結果から「うるみ果」の発生に伴い,細胞壁中性糖が減少しペクチン-ペクチンおよびペクチン-ヘミセルロースの結合力が低下することにより果肉崩壊が生じることが示唆された.2.果実肥大期におけるカルシウム散布がメロン果実の貯蔵性に及ぼす影響を調査し,以下の知見を得た.1)カルシウムを散布は,対照区に比べ果肉硬度を高く維持した.3.メロン'アンデス'の果実肥大中に窒素処理ないし遮光処理することにより,以下の知見を得た.1)窒素処理した果実は嫌気状態となり,発酵したものの,ペクチンや側鎖中性糖の分解を抑制すると共に,「うるみ果」特有の果肉硬度の低下を引き起こさなかった.従って,「うるみ果」では果実発酵とは別の細胞壁に変化を与える何らかの要因が関与していると考えられる.メロン'アンデス'を供試し,果実の嫌気的条件および植物体全体へのカルシウムの散布がメロン果実の貯蔵性および「うるみ果」発生に及ぼす影響を調査し,以下の知見を得た.

1.果実肥大期に植物体全体にカルシウムを施用する事により,対照区に比べ収穫後の果実の貯蔵性が改善されたものの,貯蔵中における果肉硬度の急激な低下は抑制されなかった.2.果実肥大期に短期間果実を窒素処理することにより,果実内は嫌気状態となり,対照区に比べアセトアルデヒドおよびエタノール含量が大きく増加したことから,肥大途中のメロン果実は,果皮表面からのガス交換を抑制しただけでも果実内で発酵現象が起こることが確認された.一方で果肉組織におけるペクチンやヘミセルロースおよびペクチンの側鎖中性糖含量は,窒素処理により対照区よりも高く維持され,果肉硬度も対照区に比べ高く維持された.これらの結果は,メロン果実ではペクチンや側鎖中性糖などの細胞壁成分が保持されることにより,果肉硬度が維持されることを示唆している.一方,窒素処理により果肉に顕著な発酵現象が認められたにも関わらず,果肉硬度は低下せず,顕著な「うるみ果」の発生も認められなかったことから,メロンにおける「うるみ果」の発生には,必ずしも嫌気的な状態による発酵が直接的な原因として作用しているわけではないものと推察された.上記の結果は,メロンにおける「うるみ果」の抑制にはカルシウムの施用が有効であること,また,「うるみ果」と「発酵果」とは必ずしも同一の生理障害とは考えにくいことを示唆している.
唾液腺細胞のシグナル応答における情報分子の可視化とその機能解析

1.ラット耳下腺腺房細胞におけるCa^<2+>ウエーブを可視化した。分泌顆粒のない腺房細胞でもコントロール細胞と同様のCa^<2+>ウエーブが観察された。2.耳下腺腺房細胞の分泌顆粒膜にIP_3受容体やリアノジン受容体が存在するという証拠は得られなかった。3.ラット顎下腺導管細胞を様々なアゴニストで刺激し、惹起されたCa^<2+>シグナルを可視化した。4.培養ヒト耳下腺細胞(HSY細胞)におけるCa^<2+>オシレーションを可視化し、オシレーションのメカニズムを解析した。5.GFP-IP3受容体融合蛋白質をHSY細胞に発現させ、GFP蛍光の細胞内分布について解析した。GFP-IP3受容体がIP_3感受性チャネルとして機能していることを示した。6.GFP-PKC融合蛋白質をHSY細胞に発現させ、受容体刺激による細胞膜へのトランスローケーションを可視化した。7.IP_3受容体の膜結合ドメインにCFPとYFPを結合し、蛍光共鳴メネルギー転移(FRET)を応用してIP_3の可視化を試みた。1.ラット耳下腺腺房細胞で発生するCa^<2+>ウエーブを可視化した。分泌顆粒のない細胞の反応パターンはコントロール細胞と同じであった。ウエスタンブロット、RT-PCR法を用いて顆粒膜のIP_3受容体およびリアノジン受容体を解析したが、これらの受容体の存在を確認することはできなかった。2.培養ヒト耳下腺細胞(HSY細胞)にGFPとC-キナーゼの融合蛋白質を発現させ、アゴニスト(ATP)刺激に伴うC-キナーゼの細胞内動態を可視化した。C-キナーゼは細胞内Ca^<2+>濃度の変化(オシレーション)に対応して膜への移動と細胞質への戻りを繰り返した。ホルボールエステルによる膜への移動は非可逆的であった。3.IP_3受容体タイプ3をコードするcDNAとGFPのcDNAとを結合し、GFP-IP_3受容体融合蛋白質の発現ベクターを作製した。このベクターをHSY細胞に導入し、IP_3受容体の細胞内分布とアゴニスト刺激に伴う分布変化を可視化した。IP_3受容体は小胞体と思われる膜構造に分布することが確認された。アゴニスト刺激による分布変化は認められなかった。1.免疫抗体染色を行ったところ、耳下腺腺房細胞のIP_3受容体が腺腔膜近傍に主に分布していることが明らかになった。分泌顆粒のない腺房細胞でも同様の分布が観察された。2.GFP-IP_3受容体融合蛋白質をHSY細胞およびSH-SY5Y細胞に発現させた。GFP蛍光は細胞内の膜構造に観察され、核には観察されなかった。GFPのみを発現させた細胞では核を含む細胞全体に蛍光が観察された。3.ATP刺激によるPKCαの細胞膜へのトランスローケションが、カルシウム上昇を引き金として発生することが明らかになった.そのトランスローケションがジアシルグリセロールによって増大すること、細胞膜から細胞質への再分布にはPKCαの自己リン酸化が必要であることが示唆された.4.Syntaxin-4の結合タンパク質であるMunc18cはSyntaxin-4と他のSNAREタンパク質がゴルジ領域で早熟な複合体を形成するのを妨げることで,Syntaxin-4の細胞膜への輸送を確保していることが示唆された。5.唾液腺細胞でのSNARE蛋白質の動態を明らかにするため,primaryのラット耳下腺腺房細胞にアデノウイルスベクターを用いGFP-SNARE蛋白質を発現することが可能となった。1.顎下腺細胞のCa^<2+>応答を可視化し、導管細胞に腺房細胞とは異なるCa^<2+>情報伝達機構が存在することを示した。導管細胞のCa^<2+>応答と受容体mRNAの発現とはよく相関していた。2.GFPと融合したIP_3受容体をHSY細胞およびSH-SY5Y細胞に発現させ、IP_3受容体の細胞内分布を可視化した。さらに膜に発現したGFP-IP_3がIP_3感受性Ca^<2+>チャネルとして機能していることを確認した。3.FP-PKCαを細胞内に発現させ、細胞膜へのトランスローケーションを可視化した。

膜穿孔細胞を用いた解析により、トランスローケーションがCa^<2+>および蛋白質リン酸化によって調節されていることを明らかにした。4.IP_3受容体の膜結合ドメインにCFPとYFPを結合し、蛍光共鳴メネルギー転移(FRET)を応用してIP_3の可視化を試みた。
「江戸時代における人口分析システム」公開方法の開発

本研究では、「宗門改帳(しゅうもんあらためちょう)」と総称される江戸時代に和紙に筆墨を用いて作成された古文書史料から人口学的指標を算出する研究過程を、できる限り自動化する「江戸時代における人口分析システム」の構築を目指している。本年度は、システム公開方法、および古文書文字の自動認識に関して研究開発を行った。前年度、陸奥国会津郡小松川村(1792-1866までの75年分)の史料を用いて構築した古文書画像データと文字データから構成される「宗門改帳」古文書画像データベースを、インターネットを通じて研究者間で共同利用できる研究環境を整えた。本システムの利用者は、システム構築者の研究過程をインターネット上で再現し、史料の誤読などに対して批判できる。本システムは、江戸時代の人口現象に関する研究水準向上に寄与して、正確な人口学的指標を求めるうえで必要不可欠になると予測される。データベース構築の際、最大の研究時間を必要とするのは、古文書読解、文字データ入力である。この研究過程の効率化を計るため、本データベースに蓄積されている古文書画像データから年齢を表記した16種類の文字を各100字採字して、自動認識に関する実験を行った。ニューラルネットを応用して、3層のバックプロパゲーションにより、16種類各35字を学習させ、未学習の各65字を認識させたところ、認識率は96%に到達した。この学習結果を用いて、文字認識を行う入力作業者用のインターフェースを開発した。
紫外線レーザーを光源とする共焦点顕微鏡の試作と細胞内Caイオン動態の研究

本試験研究では第一に共焦点レーザー顕微鏡の特性を紫外線領域にまで拡張した。第二に紫外線領域での画像化能力を活かした細胞生理学実験を限られた範囲ではあるが行う事ができた。こうした研究目的の為に光学特性を改造し、紫外光領域から可視光領域にいたる広い波長領域で像する光学系を対物レンズおよび顕微鏡本体で実現した。さらに、生理学実験を共焦点顕微鏡との組み合せで行うためのソフトウェアを作製した。Ca指示薬であるindo-1による細胞内Caイオン濃度の画像化でも、2波長画像をわり算器により実時間で処理し、細胞内Caイオン濃度に比例した蛍光強度比を画像として求める事ができた。Flying Bnnd Scan方式のレーザー走査により、ある特定領域の画像化のみを連続して行う事も実現し、細胞内Caイオン濃度の経受変化をcaged-Ca化合物との組み合せで観察する事ができた。とくに、Flying Bnnd Sconでは研究室のネットワークとの組み合せで長時間の画像を収集し、ネットワークを介してワークステーションに転送し、解析するシステムとして完成した。caged化合物の解離の為の特別なUV走査方式を工夫し、ある特定領域のUV照射とその領域でのcaged-化合物の活性化を可能にした。また、パッチクランプ実験とこうしたUVレーザー共焦点顕微鏡の併用によりcaged-化合物の活性化による細胞の画像化と、電気現象を同時に記録することができた。従って、本試験研究では、細胞生理学の多方面で応用が可能な紫外線レーザーを光源とする共焦点顕微鏡の試作に成功したものと考える。Caイオンは種々の細胞機能の発現に重要な働きをしている。しかしながら細胞内Ca現象とCaイオンに起因する電気現象を同一の細胞で比較すると両者には大きな時間経過の違いがある。これは、電気現象が細胞膜直下のCaイオン濃度を反映するのに対して、Caイオン濃度として検出できるのは通学、ある程度の細胞領域の平均であるからと説明されている。この問題の解決を目的とし、本研究では、共焦点顕微鏡を用いて細胞内Caイオン濃度を高い空間解像度で測定し、かつ、レーザー走査方式を工夫する事によって、時間分解能を上げ、更に電気的な計測と同期して行えるシステムとして完成させる事を目指している。た成5年3月の現時点で、既に共焦点顕微鏡本体は納入され、二波長間の画像割算を実時間で行う為の増幅器を作製中である。電気生理学実験とは、完全な同期は現学点では取れないが、併用が可能である。平成5年度中にシステムとして完成し、平成6年度末までの研究期間内に、二波長Ca測光が可能でかつ、電気生理学実験システムと同期のとわる実験システムとして実用化できそうである。細胞内Caイオン濃度を測定する実験は、未だ行えていない。これは、本年度が研究初年度であり、顕微鏡本体の完成に手間どった為である。UV領域のレーザーを用いるインド1による蛍光画像は試験的ながら二波長記録することができた。本研究は紫外線レーザーを光源とする共焦点顕微鏡システムを作製し、特殊なレーザー走査様式を用いる事によって細胞内Caイオン濃度の初期変化部位を特定しCaイオンと細胞機能間のダイナミクスを明らかにする事を目的とするものである。細胞応答と細胞内Caイオン濃度との関連を電気生理学的観察結果と対応させた研究は研究代表者の研究室を始めとして国内外に多い。しかしながら、大半の研究が電気現象を細胞体全体のCa応答と対比させた研究であり、細胞膜直下あるいは細胞内小器官レベルでの局所的なCa応答はこれまで問題とする事ができなかった。本研究は共焦点顕微鏡を応用する事によって高い空間解像度を実現し、さらに細胞の示す電気的な応答との関連において細胞内Caイオン濃度を始めとする各種細胞内物質の挙動を明らかにすることを試みるものである。非常に精細な研究の実現が可能であり高い学術的な意義を持つと考える。平成5年度までの研究は、装置の試作を中心として来た。その結果、イカの成果があがった。(1)UVレーザーを用いた、共焦点観察ができるようになった。これにより、indo-1などの2波長性の蛍光指示薬を用いる事が可能になった。

(2)UVレーザーを用いて細胞の限局された領域を照射し、細胞内に充填したケージCaイオンを励起し細胞内フリーCaイオン濃度を増大させその結果を可視光域でのCa指示薬(fluo-3)で観察する事ができた。(3)汎用のデータ収集装置を用いる事により、画像情報の変化を長時間にわたって記録する事ができるようになった。長時間観察の結果は教室内のネットワークにより高速のワークステーションに転送し処理するシステムができつつある。(3)に関しては三月始めの現時点では、多少の使い勝手上の問題が残っているが解決しうる問題である。(4)除震対策が完成しパッチ電極による電気現象の記録と細胞現象の画像記録を同時に行えるようになった。パッチ記録下における膜脱分極に伴う細胞内Caイオン濃度変化を観察する事ができた。これらは本研究計画を企画した時に目標とした課題であり、その全てが技術的には実現されたものである。今後は、学問的な知見の集積を進めたい。3年間の本試験研究は様々な試みを行う上で実に有効であった.その中でも、研究発足当初にはそれほど重視していなかった実験であったcaged化合物の活性化実験に平成6年度は取り組んだ。細胞内にcaged化合物を充填し、UV光を照射することでcageを解離し活性を持った物質の濃度を細胞内で瞬時に増大させその生理学的効果を検討する実験である。この種の多くの実験ではxenonランプが光源として用いられている。cageの解離に充分なエネルギーは得られるが、標本の広い範囲を照射し限局された領域での化合物効果の検定には不向きであった。共焦点光学系を用いることにより、ある時間のタイミングにcaged化合物を活性化することと共に、ある特定の微小領域での活性化が可能になった。たとえば、caged Ca化合物Nitr-5を内耳有毛細胞に充填しUV-レザーによる活性化を行うとき、UVレーザーによるcageの解離に伴い細胞内にCaイオンが放出されK電流が増大する。しかも、細胞極近傍をUVレーザーで照射した場合にはK電流の増大は起こらず、細胞内を照射した場合にのみK電流の増大は観察された。非常に限局された領域でのUV照射とcaged化合物の活性化が可能であることを示すことができた。共焦点光学系を用いたcageの解離法は化合物の細胞内への充填の方法を工夫することにより、より広い細胞生理学分野への応用が可能であると考える。
運動機能再建のための埋め込み形刺激装置の開発

脊椎損傷などによる四肢麻痺患者の運動機能再建のための完全埋め込み形機能的電気刺激装置の開発において以下の様な成果が得られた。(1)埋め込み形FES装置への電力供給方式として、アモルファス磁性線を装着した直径40mm、厚さ0.9mmの平面形ループコイルを用いた高効率の電磁結合方式を採用した。また体外制御装置と埋め込み刺激装置間に双方向性情報伝送能力を持たせることにより、埋め込み装置の受電状態や、刺激電流チェックおよび情報伝送誤り検出が可能になり、安全性の高いシステムが実現できた。(3)情報伝送用コイルとして厚さ0.15mmのフレキシルブル両面プリント基板による薄型8の字型コイルを導入し、電力伝送波からの干渉を防ぐと共に、磁束密度分布が均一になるようなコイル形状にすることにより、コイル間の位置ずれ許容範囲を改善した。(4)刺激用電子回路をFPGA、MCMおよび表面実装部品を用いて、45×45mmの両面基板に実装した。さらにこの両面基板と受信コイルおよび埋め込み装置と刺激電極とを接続するための超小型の防水形コネクタを、50×65×11mmのパッケージに収納し、実用的なサイズの埋め込み型刺激装置を実現した。(5)以上の結果から、国内初の臨床応用をめざした埋め込み形機能的電気刺激装置の開発目標を達成することができた。脊髄損傷などによる四肢麻痺患者の運動機能再建のための完全埋め込み形機能的電気刺激装置の開発において本年度は以下の様な成果が得られた。(1)埋め込み形FES装置への電力供給方式として、アモルファス磁性線を装着した直径40mmの平面形ループコイルを用いた電磁結合方式により、コイル間距離10mmで伝送効率60%で電力伝送が可能となった。(2)体外制御装置と埋め込み刺激装置間に双方向性情報伝送能力を持たせることにより、埋め込み装置の受電状態や、刺激電流チェックおよび情報伝送誤り検出が可能になり、安全性の高いシステムが実現できた。(4)一次試作した埋め込み形刺激装置を用いて動物実験を行い、本システムの動作確認を行った。この結果情報伝送用コイルの位置ずれ許容範囲が狭いことが問題となったが、埋め込み側新たな形状を有する8の字形コイルを導入しこの欠点を解決した。(5)埋め込み装置と刺激電極とを接続するための超小型の防水型コネクタの開発により、接続の高信頼性および埋め込み手術の迅速化が可能となった。(4)刺激用電子回路をFPGA、MCMおよび表面実装部品を用いて、45x45mmの両面基板に実装した。さらにこの両面基板と受信コイルおよび埋め込み装置と刺激電極とを接続するための超小型の防水形コネクタを、50x65x11mmのパッケージに収納し、実用的なサイズの埋め込み型刺激装置を実現した。
半導体量子細線、量子点構造の動的電気伝導度と電磁波・光応答

本研究の目的は、ラジオ波から可視光領域までの広い振動数域での半導体微細構造の電磁波・光応答を調べる。本年度の研究実績として次の点を挙げることができる。(1)単一ヘテロ構造の光誘起屈折率効果の予測光素子として微細構造半導体が注目されている。その特徴は最適化への構造加工の可能性と光応答の高速性にある。これに着目して単一ヘテロ構造の光誘起屈折率効果の予測を行った。障壁層のδドープCrからレーザ励起された二次元電子がヘテロ界面近くに局在し、それに伴うキャリアグレーティング、静電場の発生、屈折率変化を予測した。この検証のためには非常に短い光相互作用長での極微な光回折や超短時間光応答を検出する技術の発展を期待したい。(2)横変調をうけた量子井戸励起子ポラリトン発光量子井戸層に生じた励起子ポラリトンに伴う分極ゆらぎに起因する発光を調べた。表面グレーティングカプラーを介しての発光理論の構築を試みた。(3)半導体歪超格子の光吸収と磁場中の二次元電子系の発光II-VI族化合物半導体超格子の光吸収スペクトルの計算を試みた。また二次元電子系の磁気発光理論においても大きな進展があった。これらの研究は、半導体微細構造の光物性研究の基礎に資する。
食餌性リン負荷の副甲状線への直接作用―その副甲状線増殖作用と機能異常の機序の解明

最近開発されたPC2マウスは、副甲状腺組織特異的にサイクリンD1癌遺伝子を発現し、原発性副甲状腺機能亢進症(PHP)を呈する。カルシウム(Ca)受容体作働薬であるKRN1493、および高リン(P)食のPHPに対する影響を検討した。本マウスは30週齢の時点でBrdUの取り込みの亢進、副甲状腺の腫大を呈した。36週齢より高Ca血症を呈し、PHPを発症した。Ca受容体作働薬であるKRN1493のPHPの抑制作用を検討するために、KRN1493の30mg/kg単回経口投与したところ、投与2時間後の血清PTH低下とそれに伴う血清Ca低下を認めた。高週齢PC2マウス(6080週齢)を用い、血清Ca値が12mg/dL以上の群とそれ以下の群に対するKRN1493の単回投与では、高Ca群ではKRN1493投与による血清Ca低下を認めなかった。副甲状腺のCaRの免疫染色では、高Ca群で発現低下を認め、これが薬剤への応答性低下の原因と推察された。高Ca高P餌飼育により、食餌開始後47日からBUNの上昇を認めた。この時、PC2マウスはWTに比較して高Ca高P高PTH血症を呈していた。腎組織切片をKossa染色にて、PC2、WTマウス共にnephrocalcinosisを認めた。また、腎不全PC2マウスのみにアリザリンレッド染色で大動脈石灰化を認めた。大動脈中膜は肥厚し、Kossa染色でも中膜の石灰化を確認した。腎不全を呈したPC2、WTマウスの大動脈を用い、RT-PCR法で石灰化に関連する遺伝子発現を検討したところ、OSM、OPN、OC、ALPは両群共に発現を認めた。腎不全PC2マウスのみに動脈石灰化を認めた原因として、高Ca高P高PTH血症の関与が考えられた。また、動脈石灰化を来すマウスモデルは報告が少なく、本マウスは腎不全での動脈石灰化モデルとして有用と考えられた。副甲状腺機能亢進症のモデルマウスが米国において開発された(PTH-cyclin D1 transgenic mice ; PC mice)。このマウスはヒトcyclin D1遺伝子をマウス副甲状腺において組織特異的に強制発現し、副甲状腺過形成を生じる。また、高回転骨の骨組織像も呈し、ヒトの副甲状腺機能亢進症における骨の変化と一致する。本トランスジェニックマウスを輸入後、帝王切開による微生物学的クリーニングによりSPF化し、コロニーを形成させた。コロニーの形成は、トランスジェニックマウスを野生型マウス(FVB/N Jcl)と掛け合わせ、トランスジーンを持つものを選別することで行った。トランスジーンの有無は、マウスのテールよりDNAを抽出し、ヒトcyclin D1特異的なプライマーを使い、Ampli Taq Goldを用いたPCR法で増幅後、電気泳動漕システムでPCR断片を分離し確認した。さらに、これらマウスのテールよりのDNAを制限酵素で消化し電気泳動漕システムで分離後、トランスファーメンブレンにブロッティングし、[α-^<32>P]dCTPでラベルしたヒトcyclin D1 cDNAをプローブとして用いたサザンブロッティング法により確認した。