hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学際的応用を考慮した地方議会議録コーパスの言語学的研究

地方議会会議録に出現するオノマトペ(擬音語・擬態語)の使用実態,語義と共起語の関係について分析を行った。また,多変量解析を用いてオノマトペ使用の地域差について分析を行った。地方議会会議録にみられる気づかない方言、二人称代名詞の地域差等について分析を進めた。平成2326年度の4年分の都道府県議会会議録を対象として,TF・IDFを用いて特徴語を抽出し、発言内容の地域差、時間変化、個人差を分析した。本研究課題を開始するにあたり,まず乙武が中心となって,木村科研(No.22300086)で自動収集プログラムおよび自動整形プログラムによって作成した地方議会会議録データの整理を行った。今後の研究を円滑に進めるために,収集した会議録の全文検索システムを構築した。システムに収められた425自治体の会議録(総文数は約1億3397万)を対象に気づかない方言の分析を行うこととした。また,井上・高丸・乙武により,気づかない方言の分析を円滑に進める手法を検討し,GISを用いて検索結果の可視化システムを作成した。構築したシステムの概要はウェブサイトにて公開した。テキストマイニング分析を実施するために,都道府県,県庁所在地市,政令指定都市,東京特別区を対象として,直近4年分の会議録を追加収集した(高丸・木村),平成26年度には,このデータを対象としてTF・IDF法を利用した議員発言特徴語抽出の予備的検討を実施し,結果の一部をウェブサイトにて公開した。議会発言に出現するオノマトペ(擬音語・擬態語)を対象として,出現頻度,係り先などの地域差についての分析を進めた(高丸,木村)。オノマトペは短い文字列であり,書きことばにおいても特殊拍の多様な挿入が見られるため,自動抽出が容易ではない。このため,平成26年度には,オノマトペ抽出手法についても検討を行った。地方議会会議録に見られるオノマトペの出現実態,および,オノマトペ抽出における問題点について,人工知能学会論文誌(査読有)に論文としてまとめた。また,オノマトペ抽出手法の検討(ファジーシステムシンポジウム),および,多変量解析を用いたオノマトペ使用の地域差(コーパス日本語学ワークショップ)について,それぞれ研究成果を発表した。地方議会会議録に出現するオノマトペ(擬態語・擬音語),気づかない方言を中心に分析を進めた。乙武がオノマトペ自動抽出プログラムを作成し,高丸・内田を中心に出現の地域差,および,共起語と語義の関係を分析した。オノマトペ語義分類済みの地方議会会議録コーパスから,14語のオノマトペを含む文を抽出し係り先を分析したところ,「オノマトペー係り先動詞」の組の84.3%は単一語義で使用されていた。また,単一語義で使用された「オノマトペー係り先動詞」の組を語義未分類の文に適用した結果,正例率は89.7%であった。このことから,係り先動詞は語義を決定するための有効な手がかりであることが明らかになった。この研究結果をファジーシステムシンポジウムにおいて口頭発表した。また,語義の多いオノマトペ「ごろごろ」を含む発言文を係り受け解析し,「ガ格」および「係り先動詞」を抽出し,幾つかのコロケーションが特定の語義に関連することを示した。六地方分類による出現確率の集計により,分析対象オノマトペの出現確率は西日本で高いことを指摘した。この研究結果を日本語学会秋季大会ワークショップにおいて口頭発表した。オノマトペ研究に関するウェブサイトを構築し,本研究成果の一部を公開した。気づかない方言については井上を中心として分析を進めた。いくつかの特徴的な研究結果を雑誌記事において公開した。このうち,二人称代名詞の使用の地域差についての研究結果を学術論文にまとめた。このほか,本研究の成果の一部である地方議会会議録における整文の特徴を学術論文に分担執筆した。さらに,今後の分析において,同一年度の全国横断的なテキストマイニング分析を行うため,高丸・木村・乙武を中心として,地方議会会議録の追加収集作業を実施した。平成27年度の研究計画のうち,「研究計画(3)自治体ごとのテキストマイニング分析」については,平成26年度に引き続き,単語頻度に基づく分析をすすめ,分析結果をウェブサイトに公開した。また,研究計画(3)に新たに追加したオノマトペの使用実態についての分析では,語義とコロケーションに着目した新規性の高い研究成果を挙げ,口頭発表を行った。「研究計画(4)地域差の抽出と分類」については,平成26年度の本研究課題の成果として構築した,GISを使った方言語彙分布可視化システムを用いた分析が進み,その成果を学術論文にまとめた。「研究計画(5)自治体横断分析」については,政治学・経済学の専門家の助言により,比較分析を行う会議録の年度を統制することとした。このため,本年度は会議録データの追加収集を実施した。その上で本格的な分析は平成28年度に実施することとした。【最終年度に実施した研究の成果】最終年度には,前年度に引き続き,地方議会会議録における気づかない方言の出現実態について分析を進めるとともに,学際的応用を考慮し,発言内容の言語的特徴以外の差異について分析を進めた。平成2326年度の4年分の都道府県議会会議録を対象として,TF・IDFを用いて特徴語を抽出した。全国の47議会ごとのTF・IDFを求めることで発言内容の地域差を比較した。

会議録を4半期単位に区切り,16期間ごとの発言内容の時間差を比較した。さらに,各議会において,議員ごとの発言内容の個人差を比較した。主要な分析結果は紀要論文として公表した。紙幅の都合で公表できなかった結果については「地方議会会議録コーパスプロジェクト」のウェブサイトにおいて,順次公開を進めている。これを出発点として,地方議会会議録を対象とした,さまざまな観点からの学際的分析を進めていく予定である。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】研究期間全体を通じて,上記のほかに,地方議会会議録に出現するオノマトペ(擬音語・擬態語)の地域差について分析を進めた。オノマトペの使用実態(出現頻度),語義,および,オノマトペ抽出における問題点について,査読付き論文にまとめた。また,多変量解析を用いてオノマトペ使用の地域差について分析を行った。この結果は平成29年度中に刊行される書籍に収録される予定である。オノマトペの語義と係り先動詞の関係について分析を進め,査読付き論文にまとめた。また,地方議会会議録にみられる気づかない方言,二人称代名詞の地域差等について井上が中心となって分析を進め,学術論文,雑誌記事,新聞記事として公表した。最終年度には,これらの研究結果をとりまとめ,研究成果報告会を開催した。地方議会会議録に出現するオノマトペ(擬音語・擬態語)の使用実態,語義と共起語の関係について分析を行った。地方議会会議録にみられる気づかない方言、二人称代名詞の地域差等について分析を進めた。平成2326年度の4年分の都道府県議会会議録を対象として,TF・IDFを用いて特徴語を抽出し、発言内容の地域差、時間変化、個人差を分析した。研究計画書において平成26年度内に実施予定であった「研究計画(1)データ検証,追加収集」は期間内に適切に行うことができた。以降の研究を行うためのデータの準備や検索システム等の道具立ても適切に整い計画は順調に進んだと考える。また,平成2627年度に実施予定である「研究計画(2)既知の方言の検証」については,GISを使った方言語彙分布の可視化が順調に進みつつある。また,オノマトペを対象とした分析については,学会発表3件,査読付論文1件の研究成果があり,非常に順調に進んだ。同じく平成2627年度に実施予定である「研究計画(3)自治体ごとのテキストマイニング分析」についても,追加収集した会議録を対象として,TF・IDFを用いた議員特徴語の予備分析を26年度内に進め,結果の一部をウェブサイトにて公開することができた。これについても,ほぼ順調な進捗であると考えられる。平成27年度に引き続き「研究計画(4)地域差の抽出と分類」および,「研究計画(5)自治体横断分析」を進める。その上で,本研究課題の最終年度となる平成28年度には,学際的応用へ向けた研究結果の集約を行う。年度末には,日本語学・情報工学・政治学・経済学の専門家を対象とした成果報告・意見交換会を開く予定である。また,ウェブやパネル展示などにより,当該分野に関心を持つ市民に向けた研究成果の公開をすすめる予定である。(1)において研究代表者の研究成果を公表している。
セルパターニングのための超並列オンチップ細胞操作システムの開発

将来の医療・医薬分野の発展には,生体組織の構築・機能発現の最も基本的な単位となる細胞の機能を明らかにすることが極めて重要な課題となっている.このためには,単一細胞の挙動解析や細胞間のネットワーク機能解析を実現するための高精度な細胞操作技術の確立が必要となる.本研究では,細胞を所望の3次元空間へ超並列・超高速に配列制御(セルパターニング)するための"超並列オンチップ細胞操作システム"の開発を行った.将来の医療・医薬分野の発展には,生体組織の構築・機能発現の最も基本的な単位となる細胞の機能を明らかにすることが極めて重要な課題となっている.このためには,単一細胞の挙動解析や細胞間のネットワーク機能解析を実現するための高精度な細胞操作技術の確立が必要となる.本研究では,細胞を所望の3次元空間へ超並列・超高速に配列制御(セルパターニング)するための"超並列オンチップ細胞操作システム"の開発を行った.本研究では、マイクロチップ上での高精度な細胞操作ならびに高度な細胞ネットワーク機能解析を実現するために,細胞を所望の3次元空間へ超並列・超高速に配列制御(セルパターニング)するための"超並列オンチップ細胞操作システム"の開発を行うことを目的としている.得られた成果は以下のとおりである.1.吸盤型マイクロニードルの作製1) MEMS技術をベースとして,細胞操作用マイクロマニピュレータアレイとして利用するための吸盤型マイクロニードルアレイの作製プロセスを開発した.シリコン(Si)の深堀エッチング(DRIE)の際に,ノッチング現象を積極的に利用することで,中空構造を有するSiO_2製マイクロニードルの先端部に吸盤形状をもつ構造体を一体形成する技術を確立した.2)一例として,吸盤直径11.6μm,ニードル先端部の内径4.7μm(肉厚1μm),長さ30μm,ピッチ50μmのSiO_2製の吸盤型マイクロニードルアレイの作製が可能となった.2.吸盤型マイクロニードルの微粒子捕獲性能1)細胞を模擬したポリスチレン製の微粒子(平均粒径9.9μm)の捕獲実験を行い,作製した吸盤型マイクロニードルアレイを用いて微粒子の捕獲が可能であることを示した.さらに,約93%(標準偏差6.4%)の高い確率で微粒子の捕獲が可能であることを実証し,細胞単位での高精度なセルパターニングが実現できる可能性を示した.2)ポリマー微粒子の捕獲過程の動的観察ならびに数値流体解析(CFD)を行い,微粒子の捕獲過程(微粒子の速度と軌跡)を考察し,作製したデバイスの性能を評価した.3)捕獲性能に及ぼす微粒子の分散状態およびニードルの表面特性(濡れ性など)の影響を明らかにした.本研究では,マイクロチップ上での高精度な細胞操作ならびに高度な細胞ネットワーク機能解析を実現するために,細胞を所望の3次元空間へ超並列・超高速に配列制御(セルパターニング)するための"超並列オンチップ細胞操作システム"の開発を行うことを目的としている.得られた成果は以下のとおりである.1.細胞操作用マイクロマニピュレータアレイの開発(1)細胞操作用マイクロマニピュレータアレイの開発に必須となる"光駆動型表面機能制御マイクロバルブ"の動作原理を実験的に検証した.シリコーン樹脂製のマイクロ流路(幅15μm,高さ9μm)とTiO_2膜を形成したSi基板とを組み合わせたマイクロバルブを試作し,紫外線照射によってバルブOPEN動作が行えることを示した.(2)種々のTiO_2膜の形成方法(ナノ粒子スピン塗布法,ゾルーゲル法,陽極酸化法)を検討した結果,陽極酸化法で形成したTiO_2膜が最も良好な光誘起超親水化現象を示すことがわかった.また,陽極酸化時の電流波形からTi膜の陽極酸化終点が判定できることがわかった.(3)TiO_2膜表面の疎水化方法を検討した結果,ヘキサメチルジシラザン(HMDS)で処理した場合に接触角65°程度の疎水化が可能であり,かつ紫外線照射によって超親水表面に回復することがわかった.さらに,光誘起超親水化現象に及ぼす紫外線照射条件(紫外線の波長,照射強度,照射時間など)の影響についても明らかにした.2.細胞ネットワーク機能解析に関する基礎的研究(1)Si基板上に支柱構造体をアレイ化することによって細胞を空間的に配置することを可能とする"マイクロ細胞培養チップ"を作製し,細胞(HeLa細胞)を支柱構造体(SU-8ピラー)間に配置することが可能であることを示した.また,細胞の滴下量に比例して捕獲率は線形に増加することがわかった.一例として,濃度1.5×10^3cell/μLの条件で90μL滴下することで,SU-8ピラー構造間に約40%の捕獲率で細胞を配列することができた.(2)マイクロ細胞培養チップ上での細胞培養実験(HeLa細胞)を行った結果,単離された細胞と比較して複数の細胞が隣接して存在する方が,細胞の伸展が促進されることがわかった.本研究では,マイクロチップ上での高精度な細胞操作ならびに高度な細胞ネットワーク機能解析を実現するために,細胞を所望の3次元空間へ超並列・超高速に配列制御(セルパターニング)するための"超並列オンチップ細胞操作システム"の開発を行うことを目的として実施した.得られた成果は以下のとおりである.(1)MEMS技術によって作製した酸化シリコン製の吸盤型マイクロニードルアレイを用いたHeLa

細胞(ヒト子宮頸癌由来の細胞)の捕獲・脱離実験を行い,単一細胞レベルの生細胞の捕獲と脱離が可能であることを実証した.しかし,吸引流量の増加は,細胞の捕獲速度(単位時間当たりに捕獲される細胞の個数)ならびに捕獲率(ニードル本数に対する捕獲細胞数の比)の向上と同時に,ニードル内部に細胞が侵入する不具合を生じる要因ともなった.実験結果から,細胞の吸引力は細胞-ニードル間距離に反比例し,細胞の捕獲効率を向上させるためには,ニードル先端から距離100μm以内の空間に細胞の存在確率を高める必要性があることがわかった.(2)吸盤型マイクロニードルアレイによって捕獲した細胞を支柱構造体(SU-8ピラー)を形成した基板上(細胞培養チャンバー)に脱離することで,ピラー間に細胞の配置が可能であることを実証した.(3)シリコーン樹脂(PDMS)のメンブレン構造を利用した空気圧駆動型マイクロバルブアレイを作製し,吸盤型マイクロニードルアレイと一体形成することで,細胞操作用マイクロマニピュレータアレイを試作した.その結果,任意のニードルでの吸引・吐出のON/OFF動作が可能となった.さらに,細胞の捕獲・脱離実験を行い,その有効性を確認した.(4)以上の結果から,本提案技術によって,単一細胞レベルの分解能を有した超並列操作による高精度なセルパターニングの実現性を示すことができた.
ダイバーシティと売上高，費用，利益との関係におけるメカニズムの検証

ダイバーシティマネジメントと成果との関係におけるメカニズムの検証について,本年度はリサーチサイトとしているホテル業A社の事例にもとづき主に2つの研究実績を残した。本研究がおおむね順調に進展しているという理由として,2つが挙げられる。第1に,前年度からの準備を踏まえ,研究成果を海外学会で報告することができたからである。第2に,単に学会報告で終えることなく,研究報告の内容の論文化を行ったからである。論文化されたものの一部は学会のプロシーディングスとして発刊されている。一方で,課題も残されている。それは,新規のリサーチサイトでの研究が計画通り進んでいないことである。したがって,新たなリサーチサイトで計画的に研究を行うことが課題として挙げられる。今後の研究の推進方策として,2つを考えている。第1に,本年度海外学会報告を実施した2つの研究について,論文として発刊を目指す。具体的には,申請者が参加しているプロジェクトで論文を投稿し,論文の発刊を目指す。プロジェクト名は,Gender Diversity in Japan: Historical and Current Perspectivesである。このプロジェクトは,日本企業を対象としたダイバーシティマネジメントに関わる研究成果を本に収録し,発刊するものであり,Massey UniversityのAssociate Professor Gabriel Ewejeがとりまとめをしている。第2に,新規の研究課題に取り組むべく,リサーチサイトでの調査や新規のリサーチサイトの開拓を計画的に行い,協力を得ながら,計画を遂行していく。現段階においては小売業での調査を予定している。また,申請時に計画した製造業での調査も実施していく。本研究では,CSRの遂行を促進するために,CSRと売上高,費用,利益との関係を明らかにする。具体的には,日本企業でCSRの重要課題として挙げられているダイバーシティ(女性の活用や障害者雇用)と売上高・費用・利益との関係におけるメカニズムをリサーチサイトから得られたデータを用いた分析にもとづく事例研究を通じて明らかにすることを目的としている。本年度は2つのことに取り組んだ。まず,ダイバーシティをはじめとするCSRに対する顧客の認知と利益との関係におけるメカニズムを明らかにするために分析モデルを構築し,リサーチサイトであるホテル業A社の顧客アンケートのデータと取引データを共分散構造分析で検証するに至った。分析モデルでは,これまで想定していた顧客満足とロイヤルティに加え,信頼が重要な変数であることが明らかになったため,信頼を分析モデルに加えることとした。さらに売上高に変えて,顧客別の限界利益額を算出し,分析モデルに加えることとした。これにより顧客のCSRに対する認知と利益との関係におけるメカニズムを明らかにするまでに至った。次に,従業員のダイバーシティをはじめとするCSRの認知と退職意向との関係に関わる先行研究レビューを通じて,分析モデルを構築した。その結果,両者の関係におけるメカニズムを明らかにするためには,インクルージョン,コミットメント,信頼,エンゲージメントが重要な変数であることが明らかとなった。加えて,退職コストに関わる先行研究をレビューし,ホテル業において退職コストをどのように算出すべきか知見を得ることができた。おおむね順調に進展している理由は以下の状況にあることが挙げられる。リサーチサイトである国内ホテルチェーンA社では,顧客満足度調査と従業員満足度調査を実施しており,毎年度,解析に必要となる基礎的データを収集している。そのことを通じて,研究を進めるうえで必要な必要なデータが得られている。加えて,顧客別の限界利益額の計算をすることができた。以上を踏まえ,顧客のダイバーシティに対する認知と利益との関係におけるメカニズムを明らかにするために分析モデルを構築し,検証するに至った。加えて,従業員のダイバーシティマネジメントの認知と退職意向との関係に関わる先行研究レビューを通じて,分析モデルを構築し,両者の関係におけるメカニズムを明らかにするためのモデルを構築し,分析に取り組んでいる状況である。従業員のダイバーシティに対する認知をはじめCSRに対する従業員の認知と退職コストとの関係を明らかにするにあたって,インクルージョンとエンゲージメントを分析モデルに加えるまでに至った。一方で,進展していない計画がある。まず,ダイバーシティが従業員と顧客に認知されることにより売上高,費用,利益にどのような効果があるのかに関する実態を明らかにするために,「ダイバーシティ経営企業100選」に選出された企業を対象にインタビュー調査を実施する予定であったが,インタビュー調査を実施することができていない状況にする。加えて,従業員のダイバーシティの認知と退職コストとの関係を明らかにするために,退職コストが重要となるが,先行研究レビューを通じて,退職コストの算定に必要な知見が得られたものの,算定に必要なデータの整理が完了していない状況にある。進展していない課題に対して次にように取り組んでいく。

まず,「ダイバーシティ経営企業100選」に選出された企業を対象にインタビュー調査を実施することに関しては,調査を実施できるよう,企業に依頼を進めていく予定である。次に,退職コストの算定に必要な先行研究の追加的なレビューが必要であることと,データの整理ができていないことから,従業員のダイバーシティの認知と財務業績との関係を明らかにすることができない状況である。そこで,退職コストの算定に必要な追加的な先行研究レビューとデータの整理をしていくこととする。進展している取り組みについては以下のように進めていく。顧客のダイバーシティに対する認知と利益との関係におけるメカニズムに関する研究に関しては,論文化を図り,国際カンファレンスでの報告に臨む。さらに,従業員のダイバーシティマネジメントの認知と退職意向との関係についても論文化を図り,国際カンファレンスでの報告に臨む。現時点で報告を検討している国際カンファレンスとしては,8th Annual Australasian Business Ethics Network (ABEN) Conference 2018および32nd Annual Australian and New Zealand Academy of Management (ANZAM)である。今後の研究の推進方策として,2つを考えている。第1に,本年度海外学会報告を実施した2つの研究について,論文として発刊を目指す。具体的には,申請者が参加しているプロジェクトで論文を投稿し,論文の発刊を目指す。プロジェクト名は,Gender Diversity in Japan: Historical and Current Perspectivesである。このプロジェクトは,日本企業を対象としたダイバーシティマネジメントに関わる研究成果を本に収録し,発刊するものであり,Massey UniversityのAssociate Professor Gabriel Ewejeがとりまとめをしている。第2に,新規の研究課題に取り組むべく,リサーチサイトでの調査や新規のリサーチサイトの開拓を計画的に行い,協力を得ながら,計画を遂行していく。現段階においては小売業での調査を予定している。また,申請時に計画した製造業での調査も実施していく。次年度使用額の主な理由は2つある。まず,リサーチサイトであるホテル業A社とのミーティングには参加を重ねることができている一方で,「ダイバーシティ経営企業100選」に選出された企業を対象とするインタビュー調査を実施できなかった。その分,旅費の支出が当初より少なくなったことから,次年度使用額が生じた。次に,退職コストに関連するデータの整理が未着手であるため,人件費・謝金が支出されていないことが,次年度使用額が生じた理由として挙げられる。
T細胞受容体への反応性の差異によるナイーブCD4陽性T細胞の分類法の検討

申請者は3系統のCD4陽性T細胞受容体(TCR)トランスジェニック(Tg)マウス(OT-II、TEa、2D2)の差異を明らかにすることを目的に、CD4陽性CD62L陽性のナイーブT細胞上における共刺激分子(CD28-B7ファミリー、TNF-TNFレセプタースーパーファミリー、Timファミリー)の発現につき、FACS及びmRNA定量解析によって比較した。解析の結果、共刺激分子の発現は3系統で大きく異なっていた。具体的には、OX40、4-1BB、B7-1、PD-L1、PD-L2やTimファミリー分子など多くの共刺激分子はOT-IIで高い傾向を認め、これはIFN-γ産生がOT-IIで高いこれまでの結果と一致するものであった。一方でICOSはTEaで高い傾向がみられ、ICOSが高発現しているT細胞ではIL-10産生が高いことが知られており、抗原刺激時のTEaのIL-10産生を裏付ける結果であった。T細胞に抑制性に働くCTLA-4は2D2で最も高く、異なる特異性の活性化T細胞と共培養した場合の2D2は非特異的な活性化が生じにくいことに関与していると考えられた。これらはOT-IIはエフェクター反応の出やすいナイーブT細胞(Effector skewedナイーブT細胞:EナイーブT細胞)、TEaは抑制性反応の出やすいナイーブT細胞(Regulatory skewedナイーブT細胞:RナイーブT細胞)、2D2は非特異的反応を起こしにくいナイーブT細胞(Difficult to response-ナイーブT細胞:DナイーブT細胞)と考えた申請者のこれまでの結果と合致するものであった。ヒトにおいて、各ナイーブT細胞サブセットの割合の偏りが、健常人と関節リウマチや全身性エリテマトーデスなどの自己免疫疾患患者においてみられる可能性があり、本研究の結果は自己免疫疾患の病態の理解につながると考えられた。
衝撃波現象の解明(総括班)

我国で工学・理学・医学の分野で衝撃波現象の基礎と応用研究で活動中の研究者を総括し,最近発展目覚ましい衝撃波研究の体系化と発展をはかり,さらに国際研究協力体制の確立を目指す.本年度の研究は次の7班,(I)衝撃波の構造,(II)衝撃波の挙動,(III)衝撃波フォ-カッシング,(IV)生体と衝撃波,(V)高温化学反応を伴う衝撃波,(VI)凝縮媒体中の衝撃波,(VII)衝撃波現象の発生と計測法,の活動を中心に進められ,各班毎にワ-クショップを(I)・(II)・(III)班合同で岡山で12月に,(IV)班は東京で10月に,(V)班は岐阜で8月に,(VI)班は大阪で10月に,(VII)班は1月に仙台において開催し,それぞれ20から50人の参加人数を得,非常に活発な質疑・討論と情報交換を行った.また,本重点領域研究総括班主催,平成2年度衝撃波シンポジウムを12月1113日間東京で開催し,発表件数141件・参加人数は延350名,発表論文をプロシ-ディングにとりまとめ発行した.アメリか合衆国より,11月にカリフォルニア工科大学航空科H.ホルヌンク教授,12月にロスアラモス国立研究所C.モリス博士を招へいし,それぞれ高速気流と衝撃波現象,固体中の衝撃波現象に関する指導および助言を得た.また,計画研究,公募研究班全員からなる全体会議を開催し,5月に研究計画実施案の披露,9月,12月に研究経過の報告を得た.総括班および班長会議を5月,9月,10月,3月に開催し,計画研究が円滑に進行すること,計画研究と公募研究の有機的な連携をはかった.12月より本研究領域のニュ-スレタ-を隔月で発行した.本重点領域研究の国際的な貢献として,ドイツ・シュプリンガ-社より,「衝撃波」国際誌が3月に第1号が発行され,本重点グル-プは論文投稿ばかりではなく編集の中心的役割を果たした.我国で工学・理学・医学の分野で衝撃波現象の基礎と応用研究で活動中の研究者を総括し,最近発展目覚ましい衝撃波研究の体系化と発展をはかり,さらに国際研究協力体制の確立を目指す.本年度の研究は次の7班,(I)衝撃波の構造,(II)衝撃波の挙動,(III)衝撃波フォ-カッシング,(IV)生体と衝撃波,(V)高温化学反応を伴う衝撃波,(VI)凝縮媒体中の衝撃波,(VII)衝撃波現象の発生と計測法,の活動を中心に進められ,各班毎にワ-クショップを(I)・(II)・(III)班合同で岡山で12月に,(IV)班は東京で10月に,(V)班は岐阜で8月に,(VI)班は大阪で10月に,(VII)班は1月に仙台において開催し,それぞれ20から50人の参加人数を得,非常に活発な質疑・討論と情報交換を行った.また,本重点領域研究総括班主催,平成2年度衝撃波シンポジウムを12月1113日間東京で開催し,発表件数141件・参加人数は延350名,発表論文をプロシ-ディングにとりまとめ発行した.アメリか合衆国より,11月にカリフォルニア工科大学航空科H.ホルヌンク教授,12月にロスアラモス国立研究所C.モリス博士を招へいし,それぞれ高速気流と衝撃波現象,固体中の衝撃波現象に関する指導および助言を得た.また,計画研究,公募研究班全員からなる全体会議を開催し,5月に研究計画実施案の披露,9月,12月に研究経過の報告を得た.総括班および班長会議を5月,9月,10月,3月に開催し,計画研究が円滑に進行すること,計画研究と公募研究の有機的な連携をはかった.12月より本研究領域のニュ-スレタ-を隔月で発行した.本重点領域研究の国際的な貢献として,ドイツ・シュプリンガ-社より,「衝撃波」国際誌が3月に第1号が発行され,本重点グル-プは論文投稿ばかりではなく編集の中心的役割を果たした.
粒子状物質の成分分離およびマイクロ波による粒子合成への振動流動場の利用

前年度から検討していた振動流動層型マイクロ波加熱反応装置の構築において、横型振動を採用し、定在波式とキャビティー式のマイクロ波照射法を比較検討した結果、キャビティー式がより効果的で制御しやすいことが判明した。この知見を基に振動流動層型マイクロ波加熱反応装置を完成させた。なお、原料供給と集じん装置による製品回収を連続的に行えるようにも構成した。また、この装置を用いて機能性粒子の合成を試みた。すなわち、CoCeZr触媒ナノ粒子を合成した。その結果、共沈法などよりも、微細化され比表面積が大きく、粒子表面でCo含有率が高いナノ粒子を合成できた。さらに、その触媒性能についても評価した。また、当初予定とは別に、振動流動走における凝集粒子生成メカニズムを検討した。その結果、Ergun式を用いて凝集体サイズの経時変化を評価できることがわかった。次に、反応場内の電磁界強度・伝熱3次元連成シミュレーションを行った。電磁界強度分布のシミュレーションには、伝送線路法(TML法)を用い、被加熱原料の吸収エネルギー(電力密度)がすべて熱に変換されるとして、熱伝導や自然対流なども考慮した熱流体シミュレーションから温度分布を算出した。その結果から、反応の経過に伴いヒートスポットが形成される位置や強度は反応物質の誘電損失などの物性値で大きく変化することが明らかとなった。この知見を基に、装置のさらなる最適化を実施し、ナノ粒子合成反応の均質化や反応時間の短縮による低コスト化を実現する見通しが得られた。平成30年度に実施を予定していた「振動流動場を利用した成分分離プロセスの構築とその利用」については、粒子径や密度がほぼ等しく凝集特性が異なる2種類の粉体から成る混合粉体に対して、振動流動場による成分分離効果を評価できた。すなわち、粗大凝集粒子の生成割合,粒子径に加えて、粗大な凝集粒子中に特定成分が濃縮されているか、粗大粒子が位置偏析するかを確認することはできたが、最適な振動流動条件を実験的に明らかにすることまではできなかった。さらに、亜鉛含有ダストからの亜鉛成分の分離濃縮回収やバイオマス発電燃焼灰中のカリウム成分の分離濃縮回収への応用についても実施できたが、多数の細管を並列に配置し、超音波振動を利用して粒子を連続的に輸送させながら流動化させる反応・分離プロセスの連続化・大規模化については検討できなかった。以上のように、一部の検討項目において、十分な検討がまだなされていないために、(3)と判断した。上記の未検討項目に注力すると共に、予定していた計画に沿った研究を着実に実施し、当初の目標を達成する研究成果を出すように努めたい。平成31年度(令和元年度)の検討項目として以下の二つを予定している。「PIV測定とシミュレーションによるプロセスの最適化」今年度開発したシミュレーションをマイクロ波反応装置に適用し、実験的に最適化した結果と比較検討する。また、PIV測定によって振動流動場の粒子・流体挙動を測定し、CFDシミュレーション結果と比較しながら、分離プロセスを最適化することにより各プロセスの設計指針を与える。また、「マイクロ波加熱式熱重量分析装置の開発と反応促進機構の解明」ではマイクロ波加熱式熱重量分析装置を開発する。一定温度上昇速度下における吸収マイクロ波と試料質量変化を同時に正確に実測できる構造とし、反応の進行の関係を従来の加熱法と比較する手法により、学術的に重要なマイクロ波加熱の熱的・非熱的効果や反応促進メカニズムを解明する。以上により、本申請研究の総括を行うことにしている。振動流動層は付着性の高い微細な粒子径を持つ粉体を流動化でき、高い粒子移動速度と粒子間衝突頻度を与えられるので、「造粒作用・凝集粒子の形成を促進する」、「層内の不均一性が抑制され、物質移動速度が増大する」などの特徴がある。これら特徴を持つ振動流動場を、今までに応用されたことがない「粒子状物質の成分分離」「マイクロ波加熱を利用した機能性材料粒子の合成」に利用し、安価な成分分離プロセスと高効率かつ迅速な粒子合成プロセスを開発することを目的としている。さらに、これらプロセスを、粒子状廃棄物中の有効成分の分離回収と再資源化、磁性材料,触媒,耐火構造材などの複合酸化物や窒化物ナノ粒子合成に応用することを目的としている。振動流動場の構築と操作条件,粒子物性が凝集粒子形成に及ぼす影響の検討を行った。すなわち、1点で支持した円管を水平に振動させつつ、分散板を通して下部から気体を供給し、粉体層を流動化させる。この時に形成される凝集粒子径と、その質量割合を計測し、振動条件や粒子物性(パウダーテスタで計測)の影響を明らかにした。なお、試料粉体には、凝集性に大きな差異の見られるサブミクロンSiO2, Fe2O3, ZnO粉体とした。これらを用いた場合に最も凝集粒子を形成しやすい操作条件を探索した。振動流動層型マイクロ波加熱反応装置の構築と機能性粒子の合成を行った。上記で確立した振動流動場でマイクロ波を照射する振動流動層マイクロ波加熱反応装置を構築した。なお、原料供給と集じん装置による製品回収を連続的に行えるように構成した。マイクロ波照射法には、定在波式とキャビティー式のいずれの照射法が適するかを検討すると同時に、最適な運転条件や装置形状を実験的に明らかにした。当初の予定では、「振動流動場の構築と操作条件,粒子物性が凝集粒子形成に及ぼす影響の検討」において、振動方向を水平から垂直に変更し、振動方向が与える効果についても検討する予定であった。

また、「振動流動層型マイクロ波加熱反応装置の構築と機能性粒子の合成」においても、開発した装置を用いて、ペロブスカイト構造を持つ常磁性材(MgFe2O4),耐熱性材料(MgAl2O4)などの複合酸化物ナノ粒子や酸窒化物ナノ粒子の合成, ITOや電池材料(Li4Ti5O12)の迅速合成,迅速気固反応(木質バイオマスチャーからのメタンガス合成)などに利用する予定であったが、これらまでを実行できなかったため、上記の通り判断した。前年度から検討していた振動流動層型マイクロ波加熱反応装置の構築において、横型振動を採用し、定在波式とキャビティー式のマイクロ波照射法を比較検討した結果、キャビティー式がより効果的で制御しやすいことが判明した。この知見を基に振動流動層型マイクロ波加熱反応装置を完成させた。なお、原料供給と集じん装置による製品回収を連続的に行えるようにも構成した。また、この装置を用いて機能性粒子の合成を試みた。すなわち、CoCeZr触媒ナノ粒子を合成した。その結果、共沈法などよりも、微細化され比表面積が大きく、粒子表面でCo含有率が高いナノ粒子を合成できた。さらに、その触媒性能についても評価した。また、当初予定とは別に、振動流動走における凝集粒子生成メカニズムを検討した。その結果、Ergun式を用いて凝集体サイズの経時変化を評価できることがわかった。次に、反応場内の電磁界強度・伝熱3次元連成シミュレーションを行った。電磁界強度分布のシミュレーションには、伝送線路法(TML法)を用い、被加熱原料の吸収エネルギー(電力密度)がすべて熱に変換されるとして、熱伝導や自然対流なども考慮した熱流体シミュレーションから温度分布を算出した。その結果から、反応の経過に伴いヒートスポットが形成される位置や強度は反応物質の誘電損失などの物性値で大きく変化することが明らかとなった。この知見を基に、装置のさらなる最適化を実施し、ナノ粒子合成反応の均質化や反応時間の短縮による低コスト化を実現する見通しが得られた。平成30年度に実施を予定していた「振動流動場を利用した成分分離プロセスの構築とその利用」については、粒子径や密度がほぼ等しく凝集特性が異なる2種類の粉体から成る混合粉体に対して、振動流動場による成分分離効果を評価できた。すなわち、粗大凝集粒子の生成割合,粒子径に加えて、粗大な凝集粒子中に特定成分が濃縮されているか、粗大粒子が位置偏析するかを確認することはできたが、最適な振動流動条件を実験的に明らかにすることまではできなかった。さらに、亜鉛含有ダストからの亜鉛成分の分離濃縮回収やバイオマス発電燃焼灰中のカリウム成分の分離濃縮回収への応用についても実施できたが、多数の細管を並列に配置し、超音波振動を利用して粒子を連続的に輸送させながら流動化させる反応・分離プロセスの連続化・大規模化については検討できなかった。以上のように、一部の検討項目において、十分な検討がまだなされていないために、(3)と判断した。平成29年度中に実施する予定であった「振動流動場の構築と操作条件,粒子物性が凝集粒子形成に及ぼす影響の検討」において、振動方向を水平から垂直に変更し、振動方向が与える効果についても早急に検討する。
偏極水素原子線の表面散乱過程とその応用に関する研究

固体表面と原子分子の磁気的な相互作用を研究する新しい実験手法の開発とその応用についての研究を行った。本研究で開発を進めた実験手法は次の3つである。1.偏極水素原子線による表面散乱実験高輝度の低速水素原子線の発生と計測に関する研究を行った。偏極水素原子線の発生は、RF放電解離型水素原子線源と六極磁石によるスピン偏極選別器によって行った。六極磁石の軸上可動機構を設けることにより、収速位置を一定に保つことが可能となった。水素原子の検出法では、赤外線検出用厚膜サーミスタ素子を利用する方法について研究を行った。製作した装置を用いた研究としては、表面炭素原子との反応性散乱過程を測定した。今後は、散乱の方向分布や熱的適応系数の測定を行う予定である。2.吸着原子の核偏極測定法の開発高エネルギー物理実験で開発されたビームフォイル分光法による核偏極測定法を、表面滞在水素原子の偏極測定に応用するための研究を行った。表面原子の高効率イオン化法としてパルスレーザーによる表面イオン化が最適と考え、レーザー照射表面イオン化過程の定量と機構解明に関する研究を行った。今後、既存のイオン加速用電子光学系や光子計数型偏光解析装置と結合し、表面水素原子の核偏極測定を実現したい。3.吸着水素分子のオルソパラ転換過程の電子分光学的研究高分解能低速電子分光法による吸着水素分子の回転準位の測定を行うための実験技術の開発を行い、低温に冷却した銀の清浄表面および清浄表面にキセノンや酸素の吸着層が存在する場合について、吸着水素分子のオルソ・パラ転換比の測定を行った。今後、表面層の磁性とオルソ・パラ転換速度の関連についての研究を進めて行きたい。本年度は計画の初年度として、実験装置の開発と整備に重点を置いて研究を進めた。本年度に開発を行った主な装置と設備は、偏極水素原子線源・連続フロー型クライオスタット・飛行時間測定用高速パルス処理装置などである。また、清浄固体表面と偏極水素原子の散乱実験を行うに必要な真空排気系と表面分析器の整備を行った。以下に本年度の研究内容を要約する。1.偏極水素原子線源RF放電解離源・差動排気系・スピン選別用六極磁石の開発を行ない十分な強度の水素原子線の発生を確認した。六極磁石は永久磁石型とし、これに直線可動機構を付加することにより、ビームエネルギーの変化に対応することが可能となった。RF解離源の最適化と六極磁石の収束特性の検証を行うためのサーシスタを用いたビームモニタの開発を行った。2.原子状水素の速度分析法固体表面および表面凝縮気体層と偏極原子状水素の非弾性散乱過程を研究する方法として、ZS準安定励起状態を利用した中性分子の飛行時間分光法の開発を行っている。本年度は1ns以下の時間間隔測定が可能なパルス計測装置の整備を行った。また極低温試料表面の清浄化法として研究を行なっているレーザー照射によるパルス昇温脱離過程について四極子質量分析器による飛行時間測定を行なった。3.極低温試料冷却装置低温凝縮気体層と偏極水素原子の相互作用を研究するための極低温試料冷却装置を開発した。設計仕様は2300Kの範囲で温度可変とし、試料表面のZ軸回転自由度を実現した。また超高真空の作成に不可欠である装置の加熱焼出しに耐える極低温用部品として温度制御用ヒーター・サーマルアンカー用絶縁端子の開発を行った。1.RF放電解離型水素原子線源のビーム強度の向上を図るため、ノズル形状と電極形状の改良を行った。改良されたノズルは口径2mmφ、長さ6mmのパイレックス硝子製である。

RF印加電極は、放電解離器の中心で電界強度が高いことと漏洩電磁場が小さいことを目標に改良を行った。これらの努力の結果従来のノズルに較べ一桁以上高いビーム強度が実現された。2.水素原子線強度測定法の開発は、原子線源の改良と平行して進められ、厚膜サーミスタ素子を用いた表面電気伝導度測定により、水素原子線強度を高感度かつ連続的に検出できることを確認した。また、2S準安定励起状態を利用した水素原子線の速度解析に関連して、飛行時間析用エレクトロニクスの整備により、検出感度と時間分解能の向上が図られた。2S状態への光励起法については、Lyman-β光用窓の封着法の検討がなされ、次年度に光源の製作を予定している。3.レーザー誘起昇温脱離法を吸着水素の定量と表面清浄化に応用するための基礎として、水素を表面層に含むシリコン単結晶を試料として、ルビーレーザー照射時の急速昇温脱離過程の測定を行った。レーザー入力を制御することにより、表面吸着分子をほぼ100%脱離させることができた。4.低温凝縮気体層における水素原子線の散乱過程を研究するために必要な極低温試料ホルダーと温度制御法の開発を前年度に引き続き行った。完成した試料ホルダーは5.6Kから300Kの範囲で温度可変であり、三軸並進微動と一軸回転が可能である。また物理吸着の吸着エネルギーが層厚により漸減することを利用した気相からの分子層エピタキシャル法の有用性を、銀(111)表面上の希ガスやメタンなどの低温凝縮気体層について確認した。この方法で成長させた凝縮気体層について、高分解能低速電子分光法による共鳴振動励起過程の測定を行った。(1)水素原子線の速度解析準安定2S準位を利用した飛行時間発光分析法により水素原子線の速度解析を行なうため,真空紫外パルス光源およびピコ秒低速電子線源の開発を進めた.電子線源は,ガリウム砒素NEA表面からのピコ秒レーザー励起光電子源を採用し,十分な放射強度とパルス応答特性を得た.また収束用六極磁石の結像特性から原子線の平均エネルギーを求める方法についても実験を進めた.(2)原子状水素のスピン偏極度測定低速ビームフォイル分光法によりプロトンの核偏極測定を行なう.本年度はこれに必要な真空紫外偏光測定装置の整備を行なった.(3)表面解析装置の整備原子状水素線の散乱表面を解析するために必要なMCP付LEED装置,オージェ電子分光器,高分解能低速電子分光装置を完成した.高分解能低速電子分光装置を用いて行なった表面滞在水素分子のオルソ・パラ転換過程の測定から,表面第一層の性質がパラ転換速度に大きな影響を与えることがわかった.(4)レーザー昇温脱離測定前年度行なったルビーレーザーによる実験に引きつづき,本年度は, XeClエキシマーレーザーによる凝縮水素分子の昇温脱離過程の測定を行なった.他の手法では困難な, 10K以下の低温金属表面に凝縮した水素分子の定量をこの方法で行ないうることがわかった.また,ビームフォイル分光用イオン源としての応用を目的として,レーザー照射による表面滞在水素のイオン化過程の測定を行なった.(5)水素原子線の散乱過程の測定水素原子の検出器として,赤外検出用サーミスタ素子の研究を行なって来たが,素子を冷却することにより微弱水素原子線に対しても十分な感度とSN比を持つ検出器の開発に成功した.本年度は計画の最終年度にあたり、本研究課題で開発された実験技術の表面研究への応用と結果の解析に重点を置いて研究を行った。
肺腫瘍に対する凍結療法の局所制御力の向上を目指した治療補助システムの構築

肺は大量の空気を含む臓器であるため凍結端子を中心とする凍結領域の時間的空間的拡がりについてこれまでまったく基礎データが得られていなかった。そこで全身麻酔科の豚肺を用いて凍結端子を中心に同心円状に4, 6, 8, 10mmの距離に熱電対を刺入して経時的な温度変化を追跡し、正常肺における凍結時間と凍結距離、温度の関係および融解に要する時間と融解範囲の関係を明らかにした。今後は凍結中に凍結範囲を3次元的に描出する装置の工夫が必要であり、現在作成中である。肺腫瘍に対する凍結療法の局所根治性を高めるためには、個々の腫瘍に対する理想的な凍結範囲を決定し、そのような凍結域を作るための凍結端子の必要本数、刺入方向、留置位置を事前にシュミュレートする技術の確立が不可欠である。本研究は胸部のCT画像からその腫瘍を根治的に凍結治療するのに必要な至適な凍結端子の本数、刺入方向、留置位置を事前に計算できるプログラムソフトを開発し、臨床試験に導入することを目的とした。平成19年度においては凍結端子が1本の状態での、凍結端子の径と正常肺の凍結範囲と凍結時間の関係が再現性のある回帰曲線をもって示されることを実験的に証明した。すなわち全身麻酔下に体重30kgの仔豚を右開胸し、肺動脈血流の影響を避けるため、肺動脈から十分距離が離せる右肺後葉を選択して20mmに深さまで凍結端子を刺入した。この深さで肺の凍結を行うと肺の表面が凍結領域の最大割面になる。またこの深さでは端子と肺動脈との距離が10mm以上確保できるので太い血管の凍結領域に及ぼす影響を排除できる。この端子の周囲にできる凍結領域の経時的な拡大の様子を固定したビデオカメラで10分間続的に記録した。この一連の実験を直径2.6mmの端子と3mmの端子それぞれにおいて5回ずつ測定し、凍結範囲yに対する時間tの自然体数1次式を最小二乗法で求めた。この数式をコンピュータソフトに代入することにより、周囲に太い血管がない状態での肺における凍結領域をシュミュレートすることができるようになった。すなわち凍結を行うべき回数、融解に必要な時間についてその根拠となるデータがなかった。そこで全身麻酔科の豚肺を用いて凍結端子を中心に同心円状に4,6,8,10mmの距離に熱電対を刺入して経時的な温度変化を追跡し、正常肺における凍結時間と凍結距離、温度の関係および融解に要する時間と融解範囲の関係を明らかにした。直径2mmの端子を用いた場合1回目凍結の凍結範囲は10mmで、2回目凍結ではこれは16-20mmとなった。2回目凍結範囲の大きさは後葉肺動脈との距離に依存していた。3回目凍結範囲は2回目と変わりなく4回目、5回目凍結でも範囲の拡大は無かった。ただし3回目凍結範囲の低温熱量(融け難さ)は2回目より明らかに増加しており出血によると思われる凍結範囲中の含気量の低下が3回目までは進行していることが判った。しかしこの変化も4回目、5回目には見られず肺の凍結は凍結範囲からみれば2回で十分であるが、凍結組織内部の氷の密度から見ると3回凍結を行った方がより確実であることが示された。近傍に太い血管があると凍結範囲が血管の方向のみならず全体的に縮小することが判った。血管の太さと距離と凍結範囲の関係を定量的に把握するために一つは動物を用いない単純化した実験モデルによる基礎データ取りが必要である。次に動物組織内で凍結中に凍結範囲を3次元的に描出する装置の工夫が必要であり、現在作成中である。
膵臓癌・機能性RNA発現解析に基づく、局所浸潤・遠隔転移に関わる分子経路の探索

2018年は膵癌における機能性RNAネットワークを解析するためマイクロRNA発現プロファイルを用い、miR-148a、miR-124、miR-204、miR-130bの癌抑制効果を検証し、新たに膵癌遺伝子としてPHLDA2、ITGA3/B1、RACGAP1、EPS8が影響を与えるRNAネットワークを探求した。このことは、新たな予後解析因子及び治療標的因子の候補を見出すに至った。また、食道癌におけるmiR-145の癌抑制効果、乳癌におけるmiR-204の癌抑制効果を証明し、それぞれの癌腫における機能性RNAネットワークを探求した。特にmiR-204は膵癌・乳癌における機能解析から多くの癌腫で抑制効果を示すことが予想され、汎悪性腫瘍に対して重要な機能を持っていることが示唆された。2019年は現在使用しているマイクロRNA発現プロファイルのグレードアップのため、新たに臨床検体の収集を開始した。新たなマイクロRNA発現プロファイルには、今までの癌部vs非癌部の比較だけではなく、化学療法の有無、放射線療法の有無、更に術前化学療法効果判定を考慮した個別でのプロファイルを予定しており、新たな分子標的治療発見の可能性を期待している。本研究課題の目的としている内容で新たな知見を認め、論文発表に至ることができた。本研究を継続することで更に膵癌の分子機構が解明することができると考えられる。しかしながら、現在では基礎研究の段階から臨床研究への移行は行えておらず、今後の課題であると思われる。今後は現在のマイクロRNAの基礎研究を進めつつ、臨床病理学的因子を含めた解析を予定している。予後解析のみならず、化学療法や放射線療法とマイクロRNAの関連や、肥満・栄養状態などを含めた広域での解析を行い、膵癌の分子病態に関わる機能性RNAネットワークを見出すことで、新規治療・評価法の検討を行う。
視床を用いた神経核形成メカニズムの多段階解析

脳神経系の細胞構築には、大脳皮質に代表される「層構造」と脳深部に存在する「神経核構造」の2つがあり、脳神経系の形成メカニズムの統合的理解にはこの両者の理解が必須である。従来、大脳皮質などを用いて層構造の形成メカニズムは集中的に解析されてきたが、神経核構造の形成メカニズムは不明な点が多かった。そこで、申請者は神経核構造に着目し、マウス視床をモデルとして神経核のパターン形成の分子メカニズムを解析してきた。具体的にはこれまでに、予定視床領域で転写因子Foxp2の発現量が前後軸方向に勾配を持つこと、また機能不全型のFoxp2を発現するFoxp2(R552H)ノックインマウス(以下ノックインマウスとする)を用いて、Foxp2が視床パターン形成および視床皮質軸索投射を制御することを示した。さらに、Foxp2を発現制御する上流分子を同定するために子宮内電気穿孔法を用いて、視床の外から分泌され視床パターン形成を制御するFGF8bの発現を操作した。FGF8bを過剰発現した結果Foxp2の発現は抑制されたことから、FGF8bはFoxp2の上流である可能性がある。平成27年度はまず、視床パターン形成におけるFoxp2の視床自律性について検討した。具体的には、子宮内電気穿孔法を用いてFoxp2 shRNAを視床に導入した結果、ノックインマウスで見られた視床パターン変化と同様の変化が観察された。すなわち、視床パターン形成は視床内のFoxp2が制御していることが示唆された。また、ノックインマウスで観察される視床パターンの変化がより早期の胎生期から生じているか検討するために、胎生14.5日齢のノックインマウスで視床亜核マーカーの発現分布を解析した結果、既に視床パターンは変化していた。このことは、胎生期よりノックインマウスの視床パターン形成における表現型は出現していることを示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。脳神経系の構築の中でも神経核構造に着目し、マウス視床をモデルとして神経核のパターン形成の分子メカニズムを解析している。具体的にはこれまでに、予定視床領域で転写因子Foxp2の発現量が前後軸方向に勾配を持つこと、また機能不全型のFoxp2を発現するFQxp2 (R552H)ノックインマウスを用いて、Foxp2の発現依存的に予定視床領域は後外側視床亜核群へと分化すること、即ちFoxp2が視床パターン形成を制御することを示してきた。そこで、平成25年度の研究では、視床パターン形成におけるFoxp2の十分性と視床自律性の検討、Foxp2の発現を制御する上流因子の探索、Foxp2によって発現が制御される下流因子の探索を進めた。まずは、上流因子の探索において、候補遺伝子のコンストラクトを入手し子宮内電気穿孔法を用いて候補遺伝子の発現操作を行った。その結果、Foxp2の発現を抑制する上流因子としてFGFを見出した。次に、下流因子の探索において、in situ hybridization法を用いた予定視床領域での発現パターン解析で候補遺伝子の数を絞り、Foxp2 (R552H)ノックインマウスでの候補遺伝子の発現パターンを解析した。その結果、Foxp2によって発現が亢進される下流因子EphA7, EphA4を見出した。最後に、視床自律性の解析を進めるために、shRNAコンストラストを作成した。HEK293細胞および子宮内電気穿孔法を用いてshRNAのFoxp2発現抑制効率の検討を行ったところ、shRNAはin vitro, in vivoの両方で十分なFoxp2の発現抑制機能を持っていた。そこで、胎生11.5日齢で予定視床領域でFoxp2の機能抑制を行い、in situ hybridization法で視床亜核マーカーの発現変化を検討した。そこで、申請者は神経核構造に着目し、マウス視床をモデルとして神経核のパターン形成の分子メカニズムを解析している。具体的にはこれまでに、予定視床領域で転写因子Foxp2の発現量が前後軸方向に勾配を持つこと、また機能不全型のFoxp2を発現するFoxp2(R552H)ノックインマウスを用いて、Foxp2の発現依存的に予定視床領域は後外側視床亜核群へと分化すること、即ちFoxp2が視床パターン形成を制御することを示してきた。また、Foxp2(R552H)ノックインマウスの予定視床領域で軸索ガイダンス分子であるEphA7, EphA4の遺伝子発現も抑制されていた。このことは、Foxp2が視床皮質軸索の投射制御も行っている可能性を提示している。そこで、平成26年度は、Foxp2による軸索投射制御についての研究を進めた。