hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物細胞におけるオルガネラ間脂質輸送のメカニズム

細胞の構造と機能を維持するには、生体膜を構成する脂質分子を適切な場所に輸送する必要があると考えられるが、植物細胞において脂質輸送を司る分子実体はほとんど明らかになっていない。葉緑体膜を構成するガラクト脂質は小胞体で合成されるリン脂質ホスファチジルコリン(PC)を前駆体として合成されることから、葉緑体が正しく機能するためにはPCの膜間輸送を制御することが重要であると考えられるが、そのメカニズムは未解明である。本研究では、植物における細胞内脂質輸送のモデルとして小胞体-葉緑体間ホスファチジルコリン(PC)輸送に注目し、PC輸送を媒介している脂質輸送体タンパク質の同定と機能解明を目指している。脂質輸送体タンパク質を同定する手法として、光親和性官能基であるジアジリン基およびクリック反応官能基であるアルキニル基を脂肪酸部に有するPC誘導体プローブを用いることとした。モデルタンパク質を用いた実験により光架橋反応とクリック反応によりPCを輸送する活性をもつタンパク質を特異的に標識できることを見出し、葉緑体包膜に存在するPC結合タンパク質の標識を行った。現在、この目的タンパク質の精製を行っている。また、哺乳類においてPC輸送を担うタンパク質に特徴的なドメインであるSTARTドメインをもつタンパク質が植物においても保存されていることが知られているが、その機能は知られていない。そこで、STARTドメインをもつゼニゴケのタンパク質について、CRISPR-Cas9システムを用いて遺伝子欠損変異体の作製を行った。現在、作製した変異体について脂質組成などの表現型を解析している。本研究では、光親和性官能基であるジアジリン基およびクリック反応官能基であるアルキニル基を脂肪酸部に有するPC誘導体プローブを用いて、光架橋反応とクリック反応によりPCと相互作用する脂質輸送タンパク質をビオチン標識し、アビジン固定化ビーズを用いて精製する計画である。そのためにまず、膜脂質を非特異的に輸送する活性を有するウシ胎児血清アルブミン(BSA)をモデルとして、膜脂質輸送タンパク質の光架橋反応およびクリック反応に必要な条件を。ビオチン標識を受けたBSAについて、単量体アビジンを固定化したビーズを用いることで効率的な精製が可能であることも確認した。植物の単離葉緑体はPCを特異的に取り込む活性を有しており、外包膜タンパク質のみを分解するプロテアーゼ処理によりその活性が消失することが知られている。このことから、PCの輸送を担っているのは葉緑体外包膜上に存在するタンパク質であると推定される。葉緑体外包膜上に存在する膜脂質輸送タンパク質に対して光架橋反応およびクリック反応を行し、BSAの場合と同様の条件でタンパク質にビオチン標識が生じることを見出した。また、哺乳類においてPC輸送を担うドメインであるSTARTドメインをもつタンパク質が植物においても保存されていることが知られている。そのうちの一部はホメオドメインをもち、転写因子としてはたらくことが知られているが、その他については機能が未知である。これらのSTARTタンパク質の脂質代謝における機能を明らかにするため、遺伝子欠損変異体の作製を行った。シロイヌナズナにはSTARTタンパク質をコードする遺伝子のパラログが多数存在し、逆遺伝学的解析が困難であることから、パラログの極めて少ないゼニゴケに着目し、CRISPR-Cas9システムによりゼニゴケの遺伝子欠損変異体を作製した。以上の状況から,研究はおおむね順調であると考えている。今後は、PC輸送体タンパク質の同定と機能解析を行う。PC誘導体プローブによって構成されたリポソームを単離葉緑体と接触させ、葉緑体包膜上のPC輸送タンパク質にプローブを取り込ませてから光架橋反応およびクリック反応を行うことで、葉緑体へのPC輸送を担っている脂質輸送タンパク質をビオチン標識する。標識されたPC輸送体タンパク質をアフィニティー精製によって単離し、質量分析により同定を行う。同定されたタンパク質について、遺伝子が欠損した変異体を入手し、細胞全体および葉緑体の脂質分析を行うことで脂質代謝に生じている影響を解析する。さらに、成長や細胞内の微小構造、光合成活性といった表現型を解析することで、オルガネラ間PC輸送の生理的機能を明らかにする。哺乳類においてPC輸送に関わるSTARTドメインをもつタンパク質の遺伝子を欠損したゼニゴケ変異体についても、同様の解析を行う。また、脂質輸送タンパク質として同定されたタンパク質について、大腸菌に発現させて精製し、in vitroでの脂質結合能や脂質輸送活性の解析を行う。一部の領域を欠損・改変した輸送体タンパク質を作製し、脂質との結合や輸送に必要なドメインを明らかにするとともに、脂質輸送のメカニズムの解析を行う。

また、哺乳類においてPC輸送を担うタンパク質に特徴的なドメインであるSTARTドメインをもつタンパク質が植物においても保存されていることが知られているが、その機能は知られていない。そこで、STARTドメインをもつゼニゴケのタンパク質について、CRISPR-Cas9システムを用いて遺伝子欠損変異体の作製を行った。現在、作製した変異体について脂質組成などの表現型を解析している。本研究では、光親和性官能基であるジアジリン基およびクリック反応官能基であるアルキニル基を脂肪酸部に有するPC誘導体プローブを用いて、光架橋反応とクリック反応によりPCと相互作用する脂質輸送タンパク質をビオチン標識し、アビジン固定化ビーズを用いて精製する計画である。そのためにまず、膜脂質を非特異的に輸送する活性を有するウシ胎児血清アルブミン(BSA)をモデルとして、膜脂質輸送タンパク質の光架橋反応およびクリック反応に必要な条件を。ビオチン標識を受けたBSAについて、単量体アビジンを固定化したビーズを用いることで効率的な精製が可能であることも確認した。植物の単離葉緑体はPCを特異的に取り込む活性を有しており、外包膜タンパク質のみを分解するプロテアーゼ処理によりその活性が消失することが知られている。このことから、PCの輸送を担っているのは葉緑体外包膜上に存在するタンパク質であると推定される。葉緑体外包膜上に存在する膜脂質輸送タンパク質に対して光架橋反応およびクリック反応を行し、BSAの場合と同様の条件でタンパク質にビオチン標識が生じることを見出した。また、哺乳類においてPC輸送を担うドメインであるSTARTドメインをもつタンパク質が植物においても保存されていることが知られている。そのうちの一部はホメオドメインをもち、転写因子としてはたらくことが知られているが、その他については機能が未知である。これらのSTARTタンパク質の脂質代謝における機能を明らかにするため、遺伝子欠損変異体の作製を行った。シロイヌナズナにはSTARTタンパク質をコードする遺伝子のパラログが多数存在し、逆遺伝学的解析が困難であることから、パラログの極めて少ないゼニゴケに着目し、CRISPR-Cas9システムによりゼニゴケの遺伝子欠損変異体を作製した。以上の状況から,研究はおおむね順調であると考えている。今後は、PC輸送体タンパク質の同定と機能解析を行う。PC誘導体プローブによって構成されたリポソームを単離葉緑体と接触させ、葉緑体包膜上のPC輸送タンパク質にプローブを取り込ませてから光架橋反応およびクリック反応を行うことで、葉緑体へのPC輸送を担っている脂質輸送タンパク質をビオチン標識する。標識されたPC輸送体タンパク質をアフィニティー精製によって単離し、質量分析により同定を行う。
近代日本における巨大鉱業の経営史的研究 -三菱財閥形成史との関連において-

本研究は、近代日本における巨大鉱業の経営史を、三菱をケース・スタディとしてとりあげ、1910年代について実証的な解明を行ったものである。すでに研究成果の一部は、1996年度経営史学会大会(横浜市立大学)において発表し、また学内の紀要に3つの論文としてとりまとめてきたところである。その概要を示せば、次のようになる。まず第1に、三菱銅の生産・売約・売捌の数値を詳細に検討することにより、三菱についての最も信頼すべき数値を明らかにしえたことである。この作業を通じて、従来の企業別産銅高集計の方法論的不備が明らかとなり、また、三菱の特有な生産システムと集中度の高め方も明らかにされた。第2に、大戦前の三菱の売銅活動の特質が、三菱合資神戸支店報告の検討より明らかにされたことである。そこでは、国内別販路、価格、売約条件等が分析され、三菱が価格変動によるリスクを避けるために、満足すべき価格における大量販売、という方針をとっていたことが解明された。第3に、大戦期には、従来の銅流通の国際的あり方が崩壊し、三菱が新たに銅市場を開拓したことが明かとなった。それは、ロシア市場への進出と、その転換に伴うロンドン支店の開設であった。第4に三菱は、銅の元扱店をこの時期に、神戸支店から大阪支店へと移し、大阪製煉所のもとに伸銅業へと新たに参入して、国内市場重視の戦略をとったことが明らかにされた。平成7年度においては、最大の課題として現地における史料収集を研究課題のもとに行いつつ、その整理・分析を行ない、研究成果の一部を論文の形で発表できる段階にまで発展させることができた。ただし、後掲のごとく、論文が大部のものとなったため、半分に割らざるをえず、後半部分は、6月中に刊行予定となっている。同論文では、我国最大の総合型鉱業経営として成立した三菱の事例がとりあげられており、銅市場のなかで三菱が占めた地位と、戦略的な行動を明らかにされたと考えている。とりわけ、従来の産銅大手の産出量推計方法に関する根本的な問題提起は、三菱の事例研究と対比することにより鮮明なものとなった。また、三菱の事例からは電気精錬の中央製錬所のもつ特異な意義が浮き彫りにされたと考えている。近代日本の経済社会において鉱業部門(石炭、銅)が占めた特殊な歴史的役割については広く認識されているところであるが、その実証的歴史研究についていえば、史料的制約が強いために、大きく取り残されてきたといっても過言ではない。なかでも、三井とならぶ巨大鉱業でありながら、三菱の鉱業経営の史的研究は、最も遅れた領域をなしてきた。本研究は、この溢路を打開すべく、ケース・スタディとして三菱合資会社をとりあげて、第1次大戦期について解明したものである。研究は、1996年度経営史学会大会(第32回大会、横浜市立大学)において一部を発表するとともに、後掲論文としてとりまとめた。その大要は、下記の通りである。1.輸出市場の変化から三菱の売銅活動の特質を明らかにしようとした。中国、ロシア、イギリス向けの三菱銅の輸出量・価格を検討した。2.三菱合資が大戦期に開設したロンドン支店報告を利用して、ここに形成された国際的ネットワークの機能を分析した。3.三菱が大戦期に伸銅業に多角化した状況を、その製品レベルから検討を加えた。4.三菱銅の国内市場について、大阪製煉所の積送先ならびに国内支店売約高を検討することにより、その分析を果たした。とりわけ、大戦期においては、伸銅企業への販路拡大が著しかったことが明らかにされた。以上の分析は、主として当該期の三菱合資会社の内部史料に直接依拠して解明されたものである。
資源の有効利用に資する雨水利用および屋上緑化の機能融合型システムの開発

雨水利用,屋上緑化のそれぞれが持つ利点を複合的に利用し,リサイクル資材の有効利用を考慮した小規視機能融合型システムを構築した.本システムは二層化したコンテナから構成され,上部は植栽部として屋上緑化機能,下部は雨水貯留槽として機能した.また,植栽部培土にはガラス廃材から製造される発泡廃ガラスを使用し,資源の有効利用とともに,屋上緑化設置の大きな制約条件である負荷加重を考慮した軽量化も考慮した.実験により本システムの有用性および実用化に当たっての諸課題およびその対応方法について検討した.1.リサイクル資材である発泡廃ガラス材を植栽用培土として使用する場合,植物の順調な生育を可能にするために必要とされる諸条件について実験によって検討した結果,堆肥等の有機資材の混入が有効であることが判明した.また,植物の生育に影響をおよぼす土壌中の微生物は発泡廃ガラスを単用した場合は,まったく存在しないために,ピートモス等を混和する必要があり,植物の生育にも影響をおよぼすことが判明した.2,緑化システムの管理労力軽減のために,二層化した下部のコンテナに貯留した雨水を不織布の毛管力によって上部の植栽部に水分を補給するするシステムとしたが,十分な潜水能力があることが判明した.また,上部のコンテナには降雨時に下部に速やかに排水できるようにする必要があることが判明した.3.夏季を中心に,緑化システムおよび周辺に温度の測点を設定し温度の変動状況について調査した結果,システムの設置によるコンクリート面の表面温度の上昇を抑制に効果かおることが判明した.また,植栽の有無による土壌表面温度については,植栽による効果は大きく,概ね15°C程度の低下が見られた.雨水利用,屋上緑化のそれぞれが持つ利点を複合的に利用し,リサイクル資材の有効利用を考慮した小規視機能融合型システムを構築した.本システムは二層化したコンテナから構成され,上部は植栽部として屋上緑化機能,下部は雨水貯留槽として機能した.また,植栽部培土にはガラス廃材から製造される発泡廃ガラスを使用し,資源の有効利用とともに,屋上緑化設置の大きな制約条件である負荷加重を考慮した軽量化も考慮した.実験により本システムの有用性および実用化に当たっての諸課題およびその対応方法について検討した.1.リサイクル資材である発泡廃ガラス材を植栽用培土として使用する場合,植物の順調な生育を可能にするために必要とされる諸条件について実験によって検討した結果,堆肥等の有機資材の混入が有効であることが判明した.また,植物の生育に影響をおよぼす土壌中の微生物は発泡廃ガラスを単用した場合は,まったく存在しないために,ピートモス等を混和する必要があり,植物の生育にも影響をおよぼすことが判明した.2,緑化システムの管理労力軽減のために,二層化した下部のコンテナに貯留した雨水を不織布の毛管力によって上部の植栽部に水分を補給するするシステムとしたが,十分な潜水能力があることが判明した.また,上部のコンテナには降雨時に下部に速やかに排水できるようにする必要があることが判明した.3.夏季を中心に,緑化システムおよび周辺に温度の測点を設定し温度の変動状況について調査した結果,システムの設置によるコンクリート面の表面温度の上昇を抑制に効果かおることが判明した.また,植栽の有無による土壌表面温度については,植栽による効果は大きく,概ね15°C程度の低下が見られた.屋上緑化の設置に際しては,設計荷重,妨根・防水対策,潅水設備等考慮すべき制約条件が存在する.そこで,屋上緑化の設置を想定していない既存の建造物へ容易に設置でき,都市型洪水等の防止を考慮した一時的に流出を抑制する雨水貯留機能を併せ持つコンテナ型緑化システムを構築した.そのため,上部の植栽部と下部の雨水貯留槽を独立させ,上部には,リサイクル資材である発泡廃ガラスを植栽土壌として利用し,下部には雨水を貯留して上部の植栽部への潅水源とした.本年度は,小規模なシステムを構築し,本システムを屋上に設置した場合の植栽部での植物の生育状況から,発泡廃ガラス資材を培養土して使用する可能性および問題点の検討,室内実験による植栽部での土壌水分の分布状況を計測から下部の雨水貯留部からの毛管補給による潅水方法の妥当性の検証を行った.まず,発泡廃ガラス資材の培養土としての利用可能性については,ブラックペパーミントを使用して,その生育状況を観察した.本資材単独で使用しても植物は生育するものの一般の培養土を使用した場合に比較すると生育状況は劣るが,堆肥等有機資材を混合することによりほぼ,同等の生育状況を示した.毛管力による底面潅水は有効であったが,貯留した雨水の外観から詳細な水質の変動状況について検討する必要性が示唆された.土壌水分の計測実験から,今回の小規模な緑化システムにおいては,植栽部の乾燥状況に応じて,毛管補給量が増減することので,毛管補給のみで,潅水しうることが,発泡廃ガラスの粒径は適切なものを選択する必要があることが判明した.リサイクル資材の有効利用,雨水利用,屋上緑化のそれぞれが持つ利点を複合的に利用する融合型システムが持つ機能の検討を行うため,小規模なシステムを構築し,実験を行った。主な検討項目は以下の通りである.

本システムが緑化システムとして機能する効果の検証:屋上緑化がもたらす効果の1つに,断熱効果が上げられる.一般的な屋上緑化では,植栽された植物や植栽土壌中に保持された水分の潜熱効果によりもたらされるが,本システムでは,下部に設置された雨水貯留部に雨水が貯留されるため,それによる断熱効果についても検討を行った.夏季を中心に,緑化システムの植栽部土壌表面温度,植栽部コンテナー底面温度,システム底面温度,緑化システムを設置していないコンクリート面等で定期的に温度測定を行い,効果の検証を行った.植栽の有無による土壌表面温度については,植栽による効果は大きく,概ね15°C程度の低下が見られたが,植栽部下部の温度については,概ね類似した変動状況を示した.また,システム下部のコンクリート温度についても,同様の傾向であった.雨水貯留部の機能の検討:下部に設置する雨水貯留部には,一時的に雨水を貯留することによる流出抑制効果と貯留した雨水を上部植栽部へ潅水するための貯留機能を求めている.今年度は,主に上部植栽部への灌水機能について,実際に植栽した状態での土壌水分動態の実測により検討を行った.雨水貯留部から植栽部へはポリマーによる毛管力により水分を供給した.実験結果から,植栽部に充填した土壌の種類およびポリマーの設置数が土壌水分量の変動に影響を及ぼすことが判明した.ポリマーと土壌との接触状況の相違が要因と推測されたが,ポリマーの設置数を適切に設定することにより,植物にとって適切な水分量に管理できることが示唆された.また,降雨時における植栽部から貯留部への排水方法について検討する必要があることが判明した.昨年度に実施した実験で生じた問題点を改善するとともに,新たに断熱効果の向上およびシステムの軽量化を図るために,それぞれ,発泡スチロール,椰子繊維製培養土を植栽用培養土に加え,本システムが持つ温度上昇抑制機能について実験的に検討した.昨年度生じた問題点は,以下の2点である.1.上部植栽層コンテナーの排水用穴の不足のために,降雨時に上部に貯留された雨水が下層部へ円滑に流下せず,浸水状態になった.2.妨根シートを敷設したにも係わらず,下部へ根が侵入した.1に対しては,排水用穴数を増やした.これにより,土壌水分の減少が予想されたため,妨根シートを2枚重ね,さらに給水用マットも底面全面に敷設して妨根シートの機能を持たせた.夏季を中心に,緑化システムの植栽部土壌表面温度,植栽部コンテナー底面温度,システム底面温度,緑化システムを設置していないコンクリート面等で定期的に温度測定を行い,効果の検証を行った.本システムの温度上昇抑制効果については,発泡スチロールを加えたことによる効果の向上は特には現れず,土壌表面温度は,植栽による効果が大きく,概ね15°C程度の低下が見られたが,植栽部下部の温度については,概ね類似した変動状況を示した.また,システム下部のコンクリート温度についても,同様の傾向であった.軽量化を目的として使用した椰子繊維製培養土は通常の灌水方法では保水性等は問題が生じないが,一度乾燥状態になると撥水性を持つため,底面灌水で灌水する本システムでの利用可能性について実験を行った.下層の貯留部からは十分に水が補給されるが,土壌水分は低くなるため,混合する他の培養土との組合せ方法に留意する必要があることが判明した.
神経栄養因子様活性を有するセコプレジザン型セスキテルペンの系統的合成研究

セコプレジザン型セスキテルペンはシキミ科植物に含まれる特有の成分で、その特異な構造は世界中の合成化学者の興味を集めている.2002年と2009年に単離,構造決定されたジアジフェニンおよびジアジフェノリドは特異な多環性構造からなることに加え、胎児大脳皮質由来初代培養神経に対して神経突起伸展促進作用などの神経栄養因子様活性を有する.これら活性化合物は,脂溶性低分子であることから体内では容易に脳へ移行すると考えられ,神経変性疾患の新たな治療薬になると期待されている,本研究ではジアジフェニンとジアジフェノリドに共通して応用できる系統的合成法の開発に着手した.本年度は両化合物の共通構造であるシクロペンテン環、シクロヘキサン環、およびラクトン環の構築法を検討した,環化反応には分子内Heck反応と分子内Tsuji-Trost反応を適用した.本合成における分子内Mizoroki-Heck反応はプロトン性溶媒を用いると劇的に反応性が向上することを見いだし、定量的にシクロペンテン環の構築に成功した.一方Tsuji-Trost反応を応用したシクロヘキサン環とラクトン環の連続環化反応は、溶媒、配位子、触媒条件を詳細に検討した結果、配位子として二座配位子を用いることで立体選択的に収率良く反応が進行することを見いだした.セコプレジザン型セスキテルペンはシキミ科植物に含まれる特有の成分で、その特異な構造は世界中の合成化学者の興味を集めている.2002年と2009年に単離,構造決定されたジアジフェニンおよびジアジフェノリドは特異な多環性構造からなることに加え、胎児大脳皮質由来初代培養神経に対して神経突起伸展促進作用などの神経栄養因子様活性を有する.これら活性化合物は,脂溶性低分子であることから体内では容易に脳へ移行すると考えられ,神経変性疾患の新たな治療薬になると期待されている,本研究ではジアジフェニンとジアジフェノリドに共通して応用できる系統的合成法の開発に着手した.本年度は両化合物の共通構造であるシクロペンテン環、シクロヘキサン環、およびラクトン環の構築法を検討した,環化反応には分子内Heck反応と分子内Tsuji-Trost反応を適用した.本合成における分子内Mizoroki-Heck反応はプロトン性溶媒を用いると劇的に反応性が向上することを見いだし、定量的にシクロペンテン環の構築に成功した.一方Tsuji-Trost反応を応用したシクロヘキサン環とラクトン環の連続環化反応は、溶媒、配位子、触媒条件を詳細に検討した結果、配位子として二座配位子を用いることで立体選択的に収率良く反応が進行することを見いだした.
時効制度の機能分析に基づく総合的研究

本研究は、時効制度の機能を分析し、時効の諸問題の解釈への影響の有無、影響すべきときはその具体的な内容を検討しようとするものである。時効制度の機能としては、(1)証拠保存解放機能、(2)義務解放機能、(3)権利行使促進機能、(4)裁判所の負担軽減機能、(5)提訴抑止機能、(6)判決迅速化機能が挙げられる。(2)と(3)は表裏の関係にあり、(5)と(6)は(4)の具体的な内容といえる。これらの機能が適切に働くためには、たとえば、消滅時効の起算点は、(2)の機能からは、客観的であることが望ましいが、(3)の機能からは、債権者が債権の存在を認識した時点というように、主観的であることがのぞましい。したがって、解釈論としては、権利行使が期待できる時となる。また、立法論としては、主観的な起算点と客観的な起算点からなる二重期間を設けることが考えられる。消滅時効期間の長さについては、(1)の機能からは短い方がよいが、(2)の機能が強いときは権利者の不利益が大きい。このように、時効制度にのぞましい機能を持たせるには、時効の起算点、時効期間、時効の中断、時効の停止、時効の援用、合意と時効などの個別の制度の解釈と連動する必要がある。さらには、時効期間、時効完成の要件の立証責任の分配のあり方にも関係する。それは、立法論に連なるものであり、現在、日本において民法改正作業が進められている状況のもとでは、これらの諸機能とそれに基づく解釈論を分析視角に置きつつ、比較法をも視野に収めた総合的な研究が必要である。本研究は、そのための基礎作業としての意義を有するものである。1.本年度は、日本の膨大な時効関係の論文と判例及び評釈のデータベースを8割かた構築し、それに基づいて、収集済みの文献と未収集の文献の仕分けをほぼ終えた。そのうえで、未収集文献の収集と整理を行った。並行して、収集文献の読み込みをすすめた。未公表判例の調査の主要部分は次年度以降の課題である。2.比較法研究は、近時の膨大なヨーロッパ法の資料の一部の収集と整理、読み込みをおこなった。また、韓国法の資料の収集もおこなった。3.既に発表論文を大幅に加除修正して研究書をまとめるため、上記の研究と並行して、既発表論文の電子化と部分的な手直しをおこなった。内容は、時効制度の存在理由論、中断論、援用権者の範囲、時効起算点論が中心である。4.下記の研究成果は、以上の研究過程の成果の一部である。本年度は、まず、時効の援用、起算点、期間、不法行為による損害賠償請求権の期間制限に関する判例、学説のデータベースを作成し、研究資料の収集と充実をはかった。つぎに、存在理由論、援用権者の範囲、時効中断の基準、民法724条後段の起算点及び適用制限に関して研究をすすめた。最後のものは、約100件の裁判例を総合的に検討し、起算点に関する判例法理の内容を明らかにするとともに、適用制限についてはその出発点となる最判平成元年12月21日民集43巻12号2209頁と最判平成19年2月6日の関係を検討するものであり、近々公表予定である。また、最判平成18年6月16日民集60巻5号1997頁(B型肝炎訴訟)を研究し、これも近々公表予定である。すでに公表したものとしては、更生手続参加により中断した時効の進行開始時期、即時取得と取得時効、公立病院における診療に関する債権の消滅時効期間、についてのものがある。最後のものは、私法関係と公法関係という分類の当否につながるものである。

なお、年度末の平成18年3月31日発行のため、昨年度の実績報告書には記載できなかったが、「不法行為賠償請求権の長期消滅規定と除斥期間」椿寿夫編・三林宏編『権利消滅規定の研究』(信山社)243261頁があり、本年度の研究の基礎となっている。本年度は、まず、不法行為損害賠償請求権の長期期間制限の起算点につき、最判平成18年6月16日民集60巻5号1997頁を中心に、「損害の全部又は一部が発生した時」という最高裁判例の意味するところを分析した。また、同期間の性質に関する総合的研究を行った(「民法724条後段の起算点及び適用制限に関する判例法理」損害賠償法の軌跡と展望(山田卓生先生古希記念論集)〔近刊〕)。いずれも、不法行為損害賠償請求権の長期期間制限のあり方を考えるうえでの不可欠の基礎的研究である。また、時効制度の機能につき検討し、証拠保存解放機能、義務解放機能・権利行使促進機能、裁判所の負担軽減機能(提訴抑止機能、判決迅速化機能)という分析視角を得た。これも、今後の時効制度の設計においては貴重な視座である。さらに、近時、消滅時効の新たな展開が顕著であることから、ヨーロッパ契約法原則(PECL)の第3部(2002年公表)第14章時効、ドイツ新民法中の消滅時効(2002年施工)、ユニドロワ国際商事契約原則(2004年改定)における消滅時効、フランスの債務法及び時効法改正準備草案(2005年)における時効の研究に着手した。わが国が現在民法改正作業中であることから、あるべき時効制度を考える上での基礎作業としての意義を有するものである。
脳虚血モデルにおける神経細胞バイアビリティー画像化の研究

脳抑制性神経細胞受容体の一つであるGABA/ベンゾジアゼピン受容体の特異的リガンドであるフルマゼニールに陽電子放出核種であるC-11を標識し、右中大脳動脈閉塞手術を施行したヒヒに投与し、PETにてその脳分布を定量的に画像解析し、脳病理標本の対比により、脳虚血性神経細胞喪失の核医学的画像化の意味を検討することを目的とする。本年度は、平成11年度に引き続き同様な手法にて、脳領域の一つである島(insula)でのC-11標識フルマゼニールの分布、0-15酸素などによる脳血流測定および対応領域の脳病理標本所見を検討した。右中大脳動脈永久閉塞手術後慢性期にて右insulaの脳血流は低下し一部の脳神経細胞に選択的神経細胞死の所見を脳病理標本(ヘマトキシリン-エオジン染色)上認めたが、PETでは対応する右insula領域のC-11標識フルマゼニール分布に有意な変化を認めることはなかった。このように、GABA/ベンゾジアゼピン受容体マッピングは脳虚血/梗塞性神経細胞喪失を必ずしも意味していないことが再確認された。脳血管性虚血性神経細胞喪失の核医学画像化として抑制性神経細胞受容体のひとつであるγ-アミノ酪酸(GABA)-ベンゾジアゼピン受容体マッピングが提唱されている。本研究の目的は、右中大脳動脈閉塞ヒヒモデルを用いて、ベンゾジアゼピン受容体の特異性リガンドのひとつであるフルマゼニールに陽電子放出性核種であるCarbon-11(C-11)を標識し、インビボ(in vivo)で、その皮質集積を定量検討、さらに、脳神経病理像の対比により、虚血性神経細胞喪失のマッピングの意味を検討することである。本年度は、ヒヒ5例に経眼窩的アプローチにて右中大脳動脈の永久閉塞手術を行い、3ヶ月以降にC-11-フルマゼニールポジトロン核医学画像(PET)検査および形態学的変化を把握する核磁気共鳴画像(MRI)検査を施行した。さらに、ヘマトキシリン-エオジン染色脳病理標本を作成した。MRI上、ヒヒ3例に右基底核部に梗塞病変を認めた。MRIを基準にして再構成した冠状断層脳PET画像での関心領域(ROI)解析により、ヒヒ4例において、その右頭頂葉皮質にC-11-フルマゼニール集積の特異的低下を認めた(右側に対して10%程度)脳病理標本解析では、脳PET画像上、C-11-フルマゼニールの皮質集積低下を示した部位で、神経細胞に有意な病理学的変化は認められなかった。これにより、ベンゾジアゼピン受容体マッピングは必ずしも脳血管性虚血性神経細胞喪失を意味しているものではないことが示唆された。
合理的な結晶構造制御方法の確立を目指した先駆的金属ナノ材料の研究

本研究では、金属ナノ粒子において新たな物性開拓を行うため、バルクでは存在しない結晶構造を有する金属ナノ粒子の合理的な設計指針を確立し、先駆的な金属ナノ材料を創製すること、および結晶構造制御が物性に与える影響をその触媒特性を中心として調べることを目的としている。本申請研究により金属ナノ粒子の合理的な結晶構造制御方法が見出された暁には、「金属種」「金属組成」や「サイズ」に加え、「結晶構造」という新たな自由度が得られるため、触媒・ナノ材料開発の自由度が広がり、更なるナノ材料科学の飛躍・展開が期待される。2018年度は申請者がこれまで開発したfcc構造のRuの結晶構造メカニズムをX線吸収分光、X線回折法を用いて研究し、前駆体のアセチルアセトナト錯体が特異な結晶核を安定化させていることがfcc構造の形成に重要な役割を果たしていることを実験的に解明した。この結果をまとめた論文を執筆し、投稿した。この結果を踏まえ、来年度は他の金属における結晶構造制御を検討する。また、合金系においても、これまで申請者が合成したPdRu固溶体合金において、1:1組成のものは合成直後はfcc構造が優先的に形成されるが、ある処理を施すとhcp構造が主となることを発見した。結晶構造が変化した結果、電気化学触媒反応において著しく耐久性が向上することも見出した。種々の結果をまとめて近く論文として報告する予定である。本研究の目的はこれまでバルクでは存在しえなかった結晶構造を有する金属ナノ粒子の創製であり、技術的に極めて困難且つ、挑戦的な内容である。しかしながら、単金属における結晶構造制御のメカニズムが実験的に明らかになったことや、合金系においても新たに結晶構造制御が行える組み合わせが増えてきたことは、想定以上に研究が進展しており、また結晶構造制御した新物質が既存の材料を上回る触媒性能を持つことは材料開発としても非常に有意義な結果といえる。引き続き、単金属および合金系において結晶構造制御手法の開発および材料開発を行っていく。得られた新規材料はその電子状態を明らかにし、触媒評価を主に物性検討を行っていく。新規物に関しては論文作成はもちろんのこと、特許取得も視野に入れ研究を進める。
覚醒時ブラキシズムが睡眠時無呼吸症候群の発症にかかわるメカニズムの解明

睡眠時無呼吸症候群は日中に強い眠気を伴うことが多く,社会的に有効な治療法が求められている。私はこれまでに覚醒時の歯ぎしりの抑制が睡眠時無呼吸の発生を減少させるという新たな発見を得た。一方で,睡眠時無呼吸の発生と睡眠時の歯ぎしりとの間には過去の報告にあるような相関関係は認められず,覚醒時の歯ぎしりが睡眠時無呼吸の発生へ直接的に関与している可能性が考えられた。本研究では,覚醒時の歯ぎしりにより舌の筋肉が疲労してのどの奥に落ち込んで睡眠時無呼吸が発生すると仮説を立て,覚醒時の歯ぎしりが舌の筋肉に及ぼす影響について検討し,閉塞性睡眠時無呼吸症候群の発症メカニズムを解明することを目的としている。
吸収性合成高分子材料を用いた尿道再建方法の開発

材料と実験系モデルA)前部尿道完全置換群:実際の尿道下裂の手術に近い方法で、ウサギの前部尿道3cmを尿道グラフトにて置換し、近位側は固有尿道と端々吻合し、遠位側グラフト先端を外尿道口として形成した。ウサギの陰茎の解剖学的特徴として非薄な皮下組織が離開しやすいため、このモデルは中断した。モデルB)会陰部尿道のinterposition群:ウサギ会陰部尿道1.5-2cmを切除し、以下のチューブを間置して近遠位を各々6-0吸収糸による結節縫合にて端端吻合を行った。B-1)チューブ1:net状PLAの芯材+内側コラーゲンコートB-2)チューブ2:net状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコートB-3)チューブ3:mesh状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコート結果B-0):n=2。1週間後に1匹死亡、1匹は瘻孔形成。動物愛護の観点からこれ以上数を増やさず終了。B-1):n=3。1ヶ月の時点で全例開通するも、3ヶ月で芯剤の内腔脱出と結石形成が起こった。PLAの強度が強すぎることが原因と思われ、このシリーズは終了した。B-2):n=14。1ヶ月の時点で1例を除き開通。徐々に芯材の脱出や吻合部の狭窄が起こり、ようやく長期生存する例がみられ、6ヶ月生存したのは3例であった。1例は狭窄なく6ヶ月開存したが、残る2例は徐々に吻合部で狭窄が起こった。B-3):n=3+12。最初の3例中1例は初期に瘻孔形成、1例が1ヶ月の時点で芯材が脱出したが、素材の特性を利用して手術手技を改善し、残り12例は確実に尿道を再生させることができるようになった。平成18年6月末ですべての観察が終了する予定である。材料と実験系モデルA:前部尿道完全置換群:実際の尿道下裂の手術に近い方法で、ウサギの前部尿道3cmを尿道グラフトにて置換し、近位側は固有尿道と端々吻合し、遠位側グラフト先端を外尿道口として形成した。モデルB:会陰部尿道のinterposition群:会陰部尿道1.5-2cmを切除しチューブを間置して近遠位を各々6-0吸収糸にて結節縫合で端々吻合を行った。結果1)と3)は全例で高度の狭窄があり、尿道の閉塞により突然死する動物もあった。4)は、一ヶ月以上安定して開存した。現在4)のモデルを追加作製して、短期および長期成績を評価中である。今後このグループは術後9ヶ月目まで追跡し、9ヶ月目に造影と膀胱尿道内圧測定を行った後に動物を犠牲死させて組織を採取し、一般染色および上皮と平滑筋マーカーについて免疫染色を行い、再建していない自己尿道と比較検討する予定である。PLAやPLA-CLなどの吸収性合成高分子材料の生体適合性は必ずしも良好ではない。血管のように、血流を介して細胞が供給される臓器とは異なり、尿道のように内腔を尿が通過し、外面に皮下組織と接する管腔臓器では、合成高分子材料と生体との界面をコラーゲンコートによって極力減らすことで開存率の向上が認められた。B-1)チューブ1:net状PLAの芯材+内側コラーゲンコートB-2)チューブ2:net状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコートB-3)チューブ3:mesh状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコート結果B-1):n=3。B-2):n=14。B-3):n=6。1例は初期に瘻孔形成、1例が1ヶ月の時点で芯材が脱出したが、残り4例は結石形成や狭窄はみられない。柔軟かつ耐久性の強い素材となったため後半3例は手術手技を改善することが可能となり、確実に尿道を再生させることができるようになった。

現在6ヶ月1例、4ヶ月3例でさらに経過観察中であるが、いずれも狭窄や結石形成などは全くみられない。今後さらに数を追加して素材の有効性を確認する予定である。材料と実験系モデルA)前部尿道完全置換群:実際の尿道下裂の手術に近い方法で、ウサギの前部尿道3cmを尿道グラフトにて置換し、近位側は固有尿道と端々吻合し、遠位側グラフト先端を外尿道口として形成した。ウサギの陰茎の解剖学的特徴として非薄な皮下組織が離開しやすいため、このモデルは中断した。モデルB)会陰部尿道のinterposition群:ウサギ会陰部尿道1.5-2cmを切除し、以下のチューブを間置して近遠位を各々6-0吸収糸による結節縫合にて端端吻合を行った。B-1)チューブ1:net状PLAの芯材+内側コラーゲンコートB-2)チューブ2:net状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコートB-3)チューブ3:mesh状PLA-CLの芯材+内側コラーゲンコート結果B-0):n=2。1週間後に1匹死亡、1匹は瘻孔形成。動物愛護の観点からこれ以上数を増やさず終了。B-1):n=3。1ヶ月の時点で全例開通するも、3ヶ月で芯剤の内腔脱出と結石形成が起こった。PLAの強度が強すぎることが原因と思われ、このシリーズは終了した。B-2):n=14。1ヶ月の時点で1例を除き開通。徐々に芯材の脱出や吻合部の狭窄が起こり、ようやく長期生存する例がみられ、6ヶ月生存したのは3例であった。1例は狭窄なく6ヶ月開存したが、残る2例は徐々に吻合部で狭窄が起こった。B-3):n=3+12。最初の3例中1例は初期に瘻孔形成、1例が1ヶ月の時点で芯材が脱出したが、素材の特性を利用して手術手技を改善し、残り12例は確実に尿道を再生させることができるようになった。平成18年6月末ですべての観察が終了する予定である。
デューイ教育学と多文化協同社会の構想:子どもの多様なニーズに応じる補償理論と実践

本年度は、研究課題「デューイ教育学と多文化協同社会の構想:子どもの多様なニーズに応じる補償理論と実践」を遂行するために主に下記の課題に取り組んだ。(1)「ジョン・デューイと多文化協同の実践:シカゴのソーシャル・セツルメントと19世紀末の移民・同化政策・貧困の問題を中心に」(2)米国における義務教育普及と特別な教育的配慮の史的研究本稿は上記の研究課題を義務教育普及の過程の文脈でとらえるために取り組まれた。とりわけ19世紀中葉から19世紀末にかけて米国で出現した特別学級に着目し、成績不良・学業不振の児童・生徒に対して公立学校内でいかなる対応を行っていたのかを検討した。また2004年5月に第6回社会事業史学会において「米国における義務教育普及と特別な教育的配慮の史的研究(1)-研究の課題と方法-」および「米国における義務教育普及と特別な教育的配慮の史的研究(2)-19世紀中葉以降の東部諸州の動向を中心に-」『第6回社会事業史学会講演・報告要旨集』(pp.14-17)として報告した。平成15年度は「デューイ教育学と多文化協同社会の構想:子どもの多様なニーズに応じる補償理論と実践」の研究課題において、とくに多文化協同社会の形成に向けた子どもの多様なニーズに応じる補償理論と実践を明らかにするために、(1)貧困・疾病や生活環境の問題から生じるニーズ、(2)文化的差異や移民の問題から生じるニーズの歴史的検討に取り組んだ。その成果は、「デューイ教育学と特別な教育的配慮の原理-教育における多様性と協同性の視座-」『学校教育学論集』(東京学芸大学大学院連合学校教育学研究科)8号,25-36頁,2003年12月(千賀愛・高橋智)および「ジョン・デューイとシカゴのソーシャル・セツルメント-デューイ実験学校とJ.アダムズのハル・ハウスの実践的交差-」『社会事業史研究』31号,99-118項,2003年12月(千賀愛・高橋智)の論文投稿を通じて発表した。これらの論文投稿に関連して、「ジョン・デューイとシカゴのソーシヤル・セツルメント-デューイ実験学校とJ.アダムズのハル・ハウスの実践的交差-」(口頭発表)第5回社会事業史学会、2003年5月10日(千賀愛・高橋智)および「デューイ教育学と特別な教育的配慮の原理-子どもの『多様性』と『未熟性』の教育的意義の発見-」(口頭発表)第41回日本特殊教育学会,2003年9月20日(千賀愛・高橋智)の発表を通じて、社会事業史および特殊教育・障害児教育の専門家らの意見・指摘を受け、研究内容の検討を行なった。また米国の特別な教育的配慮の系譜として特別学級史研究に着手し、「多様な困難・ニーズを有する子どもの特別な教育的配慮の歴史-特別ニーズ教育の歴史的系譜について議論する-」(口頭発表)第41回日本特殊教育学会,2003年9月22日(高橋智・千賀愛・河合隆平・是永かな子他)の発表・報告を行った。また2月下旬から3月初旬にかけてニューヨークに滞在し、ニューヨーク市Public Libraryの資料室およびコロンビア大学の図書館・資料室を訪れて関連資料の収集を行なった。
抗加齢を目標としたヒト卵巣における新規酸化ストレス経路の解明

今年度は、Nrf2分解阻害剤であるフマル酸ジメチルの卵巣機能への影響を検討した。ヒト体外受精の検体から分離した顆粒膜細胞にフマル酸ジメチルを添加し培養し、Nrf2やKeap1、抗酸化物質のDNAやタンパクレベルでの変化を定量的PCR法、ウェスタンブロット法などによって検討した。また、過酸化水素の添加により酸化ストレスを受けた顆粒膜細胞と、フマル酸ジメチルを添加し細胞を酸化ストレスから保護した細胞に対して細胞蛍光免疫染色法を施し、酸化ストレスを可視化した。Nrf2に対するSiRNAを用いた実験でNrf2の機能を減弱させ、酸化ストレスや抗酸化物質の定量も実施した。以上の結果より、フマル酸ジメチルはヒト顆粒膜細胞に対し酸化ストレスへの保護作用をもつことが示された。またテロメア長やTERT活性にも着目し、定量的PCR法、ウェスタンブロット法、卵巣の組織免疫染色法、ELISA法による検討を実施した。さらに、昨年度は正常マウスならびに加齢マウスにフマル酸ジメチルを経口投与し、コントロール群と比較して卵巣組織切片における酸化ストレスレベルや卵胞数の検討を開始した。加齢マウスはだいたい1歳齢を目安とし飼育し、フマル酸ジメチルの投与時期による違いや、飼育日数の違いによる卵巣機能の変化に着目し、定量的PCR法、ウェスタンブロット法、卵巣組織免疫染色法を検討した。その結果、フマル酸ジメチルのマウスへの投与は卵巣の加齢を抑制することが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度は、加齢による卵巣機能低下を抑制するために、主要な酸化ストレス応答システムであるNrf2/Keap1経路に着目し、ヒト卵巣顆粒膜細胞におけるNrf2/Keap1の存在を示し、Nrf2分解阻害剤であるフマル酸ジメチルの卵巣機能への影響を検討した。また今後はテロメア長やTERT活性にも着目し、定量的PCR法、ウェスタンブロット法、卵巣の組織免疫染色法、ELISA法による検討を実施する。加齢マウスはだいたい1歳齢を目安とし飼育を開始している。フマル酸ジメチルの投与時期による違いや、飼育日数の違いによる卵巣機能の変化に着目し、定量的PCR法、ウェスタンブロット法、卵巣組織免疫染色法を予定している。昨年度はヒト体外受精検体からヒト顆粒膜細胞を単離培養し実験に用いた。体外受精の検体の状態が良好、かつ一定数以上ないと実験が困難な状況で良好なサンプルが得られ、順調に実験が遂行されたと考える。また、フマル酸ジメチルは他のマウス実験において多数使用されている経緯があるが経口投与での報告はそれほど多くなく、投与経路の検討も必要であった。経口投与で問題なく投与が可能であった。以上の理由で研究手法やサンプルの入手が順調に進めると考える。フマル酸ジメチルのマウスにおける研究と並行し、ヒトにおける影響を検討する。

フマル酸ジメチルは2016年末より本邦で多発性硬化症に対する使用が認可されたため、同薬物投与患者における卵巣機能や妊孕能を解析し、卵巣保護目的でフマル酸ジメチルのヒトへの投与が有用かどうかを検討する目的で、当院ならびに協力施設から多発性硬化症に対して同薬物を投与予定の若年女性患者をリクルートしている。フマル酸ジメチルの投与前後における血中Nrf2の濃度ならびに、卵巣予備能の目安になると考えられている抗ミュラー管ホルモンの測定、超音波検査による卵巣体積の計測、また問診による妊娠分娩歴などを調査し、フマル酸ジメチルが若年女性において卵巣保護的に作用するかを検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
自己組織化ネットワークにおけるパケット渋滞のダイナミクス

World Wide Webのリンク構造や,俳優の競演関係,送電線網など構造がランダムであると考えられていたネットワークにおいて,スケールフリーとよばれる構造が存在することが知られている.本研究では,これらの非常に大規模なネットワークを仮想的に計算機上に構築し,その基本的性質をしらべた.たとえばWebの場合,実際に存在するWebノードの総数は数十億とも百億ともいわれており,そのものを丸ごとシミュレーションすることは困難であるとしても,相当数のノードを含むネットワークを実現しなければならない.そのため本研究では,ベオウルフがたの並列計算機システムをまず構築した.並列計算機システムの全体性能を向上させるため,まず計算機ユニットの性能解析を行った.CPU性能,キャッシュサイズ,バススピード,メモリ容量およびスピードを比較検討し,最適な組み合わせを求めた.現実的な規模のネットワークをシミュレーションするためには,キャッシュ容量とスピードが重要な役割を果たすことがわかった.また,スケールフリーネットワークの一例として,英英辞書における単語間ネットワークを構築し,そのリンク数分布およびその指数を求めた.British National Corpusにおける単語間ネットワークにおいては,核単語とそれ以外で,指数の違いが観測されたが,英英辞書による単語間ネットワークにおいてはそのようなちがいが存在しないことがあきらかとなった.また,スケールフリーネットワークの性質とそれ以外のネットワークの違いを比較するため,完全木の最短経路長を厳密に求めた.木構造はさまざまな分野に見られるネットワーク構造であるが,ランダムネットワークやスケールフリーネットワークと同様にノードの数に対して対数関数的に最短経路長が増大することがわかった.一方の木構造はそれらの約2倍の最短経路長をもつことも解明された.自己組織化ネットワークの典型的な一例として、スケールフリーネットワーク上の経路探索に関する研究を行った。ネットワークをクラスタリング係数と最短パス長をもちいて分類すると、規則的ネットワーク、ランダムネットワーク、そしてスモールワールドネットワークに大別される。この分類においてスケールフリーネットワークがどのカテゴリーに属するかを調べた。また、経路情報がまったくない場合の経路探索方法を2種類(準self-avoiding random-walkと総当りの方法)を提案し、目的ノードに到達するために必要な訪問ノード数を比較検討した。Barabasiらによって1999年に提案された、スケールフリーネットワークを生成し、その上でどちらの方法がより効率的かコンピューターシミュレーションを用いて調査し、総当りの方法の方が若干の有効性を示すことが確認された。また、1次元ネットワーク上のパケット流に対する数理モデルである最適速度モデルにおける最適速度関数を決定するため、実験動画像に対してエッジ抽出フィルターを用いてパケットの位置を計測し、そのパラメータを計測した。World Wide Webのリンク構造や,俳優の競演関係,送電線網など構造がランダムであると考えられていたネットワークにおいて,スケールフリーとよばれる構造が存在することが知られている.本研究では,これらの非常に大規模なネットワークを仮想的に計算機上に構築し,その基本的性質をしらべた.たとえばWebの場合,実際に存在するWebノードの総数は数十億とも百億ともいわれており,そのものを丸ごとシミュレーションすることは困難であるとしても,相当数のノードを含むネットワークを実現しなければならない.そのため本研究では,ベオウルフがたの並列計算機システムをまず構築した.並列計算機システムの全体性能を向上させるため,まず計算機ユニットの性能解析を行った.CPU性能,キャッシュサイズ,バススピード,メモリ容量およびスピードを比較検討し,最適な組み合わせを求めた.現実的な規模のネットワークをシミュレーションするためには,キャッシュ容量とスピードが重要な役割を果たすことがわかった.また,スケールフリーネットワークの一例として,英英辞書における単語間ネットワークを構築し,そのリンク数分布およびその指数を求めた.British National Corpusにおける単語間ネットワークにおいては,核単語とそれ以外で,指数の違いが観測されたが,英英辞書による単語間ネットワークにおいてはそのようなちがいが存在しないことがあきらかとなった.また,スケールフリーネットワークの性質とそれ以外のネットワークの違いを比較するため,完全木の最短経路長を厳密に求めた.木構造はさまざまな分野に見られるネットワーク構造であるが,ランダムネットワークやスケールフリーネットワークと同様にノードの数に対して対数関数的に最短経路長が増大することがわかった.一方の木構造はそれらの約2倍の最短経路長をもつことも解明された.
酸素濃度制御型マイクロセンサによる単一細胞のグルコース消費量解析

本研究の目的は,近傍の酸素濃度を制御可能なマイクロ酵素センサを開発するとともに,そのセンサをプローブとして搭載した電気化学顕微鏡(SECM)による単一筋管細胞(C2C12)の拍動時におけるグルコース消費量計測にある.酸素選択的透過膜であるポリジメチルシロキサン(PDMS)を被覆したマイクロ電極にグルコース酸化酵素(GO_x)を修飾し,酸素濃度計測型のマイクログルコースセンサーを作製した.このセンサーのグルコース応答領域は,10μMから数mMレベルであり,細胞培養液中のグルコース(5-25mM)の計測が困難であった.そこで,マイクロ電極を金電極近傍に設置し,金電極によってGO_xの基質である酸素を水の電解反応を利用して供給した.すると,数十mMレベルの高濃度領域を計測できた.さらに,ポリイオンコンプレックス法を用いて酵素を電極表面に導入したところ,100mMの高濃度グルコースを計測できる可能性を示した.これまで,この濃度領域を希釈操作なしで計測した例はなく,極めて重要な手法の開発に至った.また,電極表面にGO_xとグルコース脱水素酵素(GDH)を同時に固定化した電極では,基質であるグルコースが酵素間レドックスサイクリングを起こし,サブμMレベルの高感度計測が可能であることを示した.これにより,1つの電極で6桁の濃度領域を計測可能なセンサーを開発した.単一筋管細胞にマイクロ電極を近接させ,細胞の拍動時時おける酸素消費を計測した.細胞に電圧パルスを印加した際の酸素還元電流を計測したところ,パルス印加に同期してノンファラディックなスパイク状の応答を与えた.パルス印加停止後の酸素還元電流は,印加前と比較して減少しており,細胞が拍動現象により酸素を消費することが明らかになった.また,細胞培養基板上に細胞の吸着を抑制する効果のあるポリエチレングリコールパターンを作製し,細胞のラインパターンを得ることができた.この細胞ラインを対象に,1個の筋管細胞の代謝活性評価を行った.本研究の目的は,近傍の酸素濃度を制御可能なマイクロ酵素センサを開発するとともに,そのセンサをプローブとして搭載した電気化学顕微鏡(SECM)による単一筋管細胞(C2C12)の拍動時におけるグルコース消費量計測にある.本年度は,まず,C2C12筋芽細胞の培養を行い筋管細胞へ分化させた.この培養ディッシュに2枚のカーボン電極を挿入し,電圧パルスを印加することによって拍動の誘起に成功した.先端直径が20μmの白金製マイクロヂィスク電極を作製し,酸素濃度に依存した還元電流応答を得た.マイクロ電極を筋管細胞の近傍に設置し,電極を走査することにより酸素の還元電流に基づく細胞近傍の酸素濃度分布を捉えた.これにより,単一細胞の呼吸による酸素消費量を見積もることができる.マイクロ電極の表面にグルコースオキシダーゼ(GO_x)を固定化したマイクログルコースセンサを作製し,グルコース濃度に対するセンサ応答を評価した.マイクロ電極表面への酵素の固定化には,酵素を共有結合的に導入したポリリシンを主鎖としたポリマーを利用した.マルチチャンネル型のバンドアレイ電極を用いて水の電解酸化により酸素濃度を制御した空間を形成させ,その空間内にマイクロセンサを挿入してグルコースの酸化反応に付随して生成される過酸化水素の増加量を検出した.水の酸化反応により基板電極の近傍に酸素濃度プロファイルが形成されるため,基板電極-マイクロセンサ間距離により酸素濃度を制御できる.電極表面に固定化した酵素の酸素濃度に対する見かけのミカエリス定数を決定できた.また,1本のガラスキャピラリーに2本の白金マイクロ電極を導入したデュアルマイクロ電極を作製し,それぞれが独立して作動することを明らかにした.本研究の目的は,近傍の酸素濃度を制御可能なマイクロ酵素センサを開発するとともに,そのセンサをプローブとして搭載した電気化学顕微鏡(SECM)による単一筋管細胞(C2C12)の拍動時におけるグルコース消費量計測にある.酸素選択的透過膜であるポリジメチルシロキサン(PDMS)を被覆したマイクロ電極にグルコース酸化酵素(GO_x)を修飾し,酸素濃度計測型のマイクログルコースセンサーを作製した.このセンサーのグルコース応答領域は,10μMから数mMレベルであり,細胞培養液中のグルコース(5-25mM)の計測が困難であった.そこで,マイクロ電極を金電極近傍に設置し,金電極によってGO_xの基質である酸素を水の電解反応を利用して供給した.すると,数十mMレベルの高濃度領域を計測できた.さらに,ポリイオンコンプレックス法を用いて酵素を電極表面に導入したところ,100mMの高濃度グルコースを計測できる可能性を示した.これまで,この濃度領域を希釈操作なしで計測した例はなく,極めて重要な手法の開発に至った.また,電極表面にGO_xとグルコース脱水素酵素(GDH)を同時に固定化した電極では,基質であるグルコースが酵素間レドックスサイクリングを起こし,サブμMレベルの高感度計測が可能であることを示した.これにより,1つの電極で6桁の濃度領域を計測可能なセンサーを開発した.単一筋管細胞にマイクロ電極を近接させ,細胞の拍動時時おける酸素消費を計測した.細胞に電圧パルスを印加した際の酸素還元電流を計測したところ,パルス印加に同期してノンファラディックなスパイク状の応答を与えた.パルス印加停止後の酸素還元電流は,印加前と比較して減少しており,細胞が拍動現象により酸素を消費することが明らかになった.また,細胞培養基板上に細胞の吸着を抑制する効果のあるポリエチレングリコールパターンを作製し,細胞のラインパターンを得ることができた.この細胞ラインを対象に,1個の筋管細胞の代謝活性評価を行った.