hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
物体性及び空間性視覚短期記憶機構の加齢変容に関する老年認知心理学的研究

人間が外界を理解する上で,視覚情報を一時的に保持し,後々の判断に利用できることは,日常生活を恙無く過ごすためにも重要な基本的認知能力の一つである.本研究の目的は,この視覚短期記憶機構の加齢変容を解明することである.平成16年度(最終年度)の到達点は,前年度までの研究成果を踏まえて,1)20歳台から高齢期に至るまでの各年齢層を対象とし,物体性及び空間性の視覚短期記憶機構の加齢変容について実験心理学的に検討すること,及び2)加齢シミュレーション研究も併用し,機構の解明にアプローチすることの2点である.(加齢シミュレーション研究とは,健常若年者を実験対象とし,課題難易度を調節して仮想的に高齢群と同等のレベルまで認知成績を低下させ,背景にある認知メカニズムを精査する手法である.)まず1)に関して,物体性視覚短期記憶については,記銘する特徴によって加齢変容が異なる傾向が見られた.色特徴のみを短期保持する場合に加齢変容(成績低下)が著しく,線分の方位のみを短期保持する場合には加齢変容は認められなかった.一方,空間性視覚短期記憶(物体間の空間関係情報の短期保持)については,顕著な加齢変容は認められなかった.2)に関しては,若年者群を対象に物体性短期記憶における空間成分の手がかりを操作する実験を実施した.物体の特徴(色や方位)を短期保持する場合に,事前にどの位置に刺激が出てくるのか,あるいは,どの位置に刺激が出ていたのかを指示することで記憶成績が変化するかどうかを検証した.その結果,空間位置の事前予告では成績は向上せず,事後の指示ではむしろ成績を低下させるものの,事前予告は事後指示の負の効果を相殺することが分かった.以上の知見を総合的に考察すると,視覚短期記憶における空間成分(刺激の布置や刺激間の空間的関係性など)が短期保持の成績を左右する重要な要因であることが示唆されたといえる.
鎌倉～南北朝時代における絵所の並立と絵師の交流をめぐる調査研究

本研究課題の目的は、鎌倉時代から南北朝時代の絵画作品の調査および関連文献の読解により、絵画制作工房が複数並立する状況を整理し、そのうえで各々の絵所に所属する絵師たちの相互交流の具体相を明らかにすることである。2018年度は、近似する図像の時代や制作集団による違いを考察する目的で、宝戒寺本仏涅槃図、橘寺本仏涅槃図、宝生寺本仏涅槃図などの実査の機会を得た。個々の涅槃図の具体的な制作集団や相互の転写関係には考察が及ばなかったが、宝戒寺本の伝来と表現については「横浜市宝生寺所蔵仏涅槃図の表現と伝来についてー鎌倉地域における円覚寺本仏涅槃図の影響力ー」(『神奈川県立博物館研究報告ー人文科学ー』45号、2019年3月)として論文にまとめた。宝生寺本仏涅槃図は2017年度におこなった修理の過程で軸木からかつての修理の際に施された銘文が出現した。軸木には明応七年(1498)、寛永十四年(1637)、明和二年(1765)、天保六年(1835)の都合4回の修理銘文が書かれており、遅くとも15世紀末の時点では宝生寺の所蔵であったことを確認した。また宝生寺第四代住持の圓真法印が涅槃図を将来したとの銘文を手がかがりに、圓真法印に附法した第三代住持の円鎮が鶴岡八幡宮寺二十五坊・雪ノ下相承院に二三年住していた点を重視して、その将来元が鎌倉地域であることを推測した。宝生寺本の図像は円覚寺本涅槃図に酷似しており、鎌倉地域において、円覚寺本が重視され、複数転写されていたことを示すひとつの事例と評価できる。作品調査の件数自体は当初予定に満たないが、研究課題を遂行するうえでの重要作例の熟覧調査は達成できている。引き続き発注者や制作集団、制作年などのいずれか明らかな作例を中心に作品調査を継続して行う予定である。作品調査件数が予定を下回ったため旅費に若干の繰り越しが生じたが、次年度以降に調査の計画を立てている。
遅延量が変動するときのネットワーク符号化法の開発

リンクにおける遅延量が変動するときに、単一の情報源を持つマルチキャストネットワーク符号化において、受信者が送信情報を復号できるための十分条件を明らかにした。研究計画に記載した通り、リンクにおけるデータ伝送に必要な時間(遅延)が時刻と共に変動する場合のネットワーク符号化について考察を行い、以下の結果を得た。まず、ネットワーク符号化の従来法を遅延が変動する場合にそのまま用いると、受信者が送信情報を復元できない場合があることを明らかにした。次に、送信者が単位時間に有限体の要素を2つ送出する場合に、遅延がどのように変動しても、受信者が送信情報を復元できるためには、受信者に届く送信シンボルがネットワーク内で合流しなければ十分であることを明らかにした。また、この条件が満たされるネットワーク符号化において、受信者が受信シンボルから送信情報を逐次的に復元する手順を明らかにした。このような手順が無ければ受信シンボルを最後まで受信し終ることを待たなければ送信情報の復元を開始できなくなるため、逐次的に復元する手順を明らかにすることは重要である。ここまでの結果を電子情報通信学会情報理論研究会で発表した。一方、上記の研究と並して、遅延がある場合のネットワーク誤り訂正符号の開発を行った。研究代表者が従来提案していたネットワーク誤り訂正符号は、遅延が存在しないことを仮定して構成されたものであったがその仮定は現実的ではなかったので、リンクに遅延があることを考慮したネットワーク誤り訂正号の構成法を提案し、提案手法の誤り訂正能力と構成に必要な計算量を評価した。この結果を電子情報通信学会論文誌Aに発表した従来のネットワーク符号化は、リンクにおける遅延が一定であると仮定して研究を進めているが、インターネットなどの実際のネットワークでは、パケット伝送の遅延や幅〓により、データの伝送に必要な時間は時刻と共に変動している。このようなネットワークに従来のネットワーク符号化方法を適用すると、受信側が送信情報を正しく復元できない場合がある。そこで、本研究では、遅延が変動する場合にも受信側が送信情報を正しく復号できるネットワーク符号化の開発を目指した。本年度は、遅延の変動に関わらず復号が保証される十分条件を明らかにした。具体的には、ある情報シンボルがネットワーク経路上で、分岐した後に合流することがない場合には復号が保証されることを照明し学術雑誌に発表した。このような条件を活かした符号化方法の構成手順の開発は今後の課題となっている。
ECL原理を利用した迅速・簡便な覚せい剤スクリーニング検査法の開発

電気化学発光(ECL)原理を利用して、覚せい剤であるメタンフェタミン(MA)の簡便な検出法の開発を行った。ルテニウム錯体を発光プローブとして用いた場合、溶液にMAが含有すると、明瞭なECLが観測された。その反応機構の解析を行うため、MAに類似した化学構造を有する化学種についてECL挙動を系統的に調べた。得られた知見に基づいて、生体試料中のMAの一次スクリーニング法への可能性について検討するとともに、高感度のMA検出法への展開するため、電位変調法を用いた新しいECL検出法を提案した。薬物の乱用は依然として我が国の大きな社会問題の一つであり、検体数の増加に伴い分析の簡便化、迅速化が大きな課題となっている。本研究では、電気化学発光(Electrochemiluminescence、ECL)法を用いて、トリス(2,2'-ビピリジル)ルテニウム錯体[Ru(bpy)32+]をECLプローブとして用いた際の、覚せい剤であるメタンフェタミン(MA)とその類似化学種のECL反応についての反応機構の解明、並びに簡便なスクリーニング分析法の開発を行っている。先ず、平成27年度はECL計測のための再現性の高いマイクロECLシステムの設計・構築を行った。正確な電極電位の制御および電気化学応答計測を行うための電気化学アナライザ(八光電機社IGS1030)を本補助金により購入した。また、電極表面からの微弱発光を測定するための光電子増倍管(浜松ホトニクス社H11901-01)、定電圧電源(C10709)およびアンプユニット(C7319)を本補助金により購入し、組み合わせることで微弱発光計測モジュールを構築し、使用した。その結果、メタンフェタミン(MA)に[Ru(bpy)32+]に対するECL活性があることが確認され、そのECL反応機構の解明を行った。さらに、電位の印加方法を工夫することで、代表的なMAの類似化学種を区別して検出できることが確認され、MAのスクリーニング法としての提案が行われた。電気化学およびECL挙動の二つの独立した変数による多変量解析法を開発し、選択的な検出法としての展開を試みるため、現在、それぞれのECL系における反応機構の詳細なキャラクタリゼーションを行っている。研究実績の概要の記載のとおり、覚せい剤であるメタンフェタミン(MA)に対してECL法を用いることで、類似化学種と区別して検出できる可能性が示唆された。現在、MAとRu(bpy)32+系のECL反応機構の解明を行ったところ、ECL挙動と電気化学挙動を詳細に比較することで、MAと数種類の類似化学種との選択的検出について、Ru(bpy)32+系のECLプローブのみで行うことができることが確認されている。当初予定していた量子ドットをECLプローブとした確認試験が不要である新しいECL検出システムが考案され、現在研究を進めている。前年度での研究成果を踏まえて、電気化学発光(ECL)を利用した覚せい剤の計測システムの開発に関する基礎的研究を行った。本研究において、覚せい剤であるメタンフェタミン(MA)は、代表的な発光化学種であるトリス(2,2'-ビピリジル)ルテニウム錯体(Ru(bpy)32+)に対するECL活性があることが確認されていた。そこで、そのECL反応機構の解明を行うため、従来ほとんど解析されていなかったMAの電気化学挙動を調べたところ、MAは弱アルカリ性条件下でわずかに電気化学酸化することが分かった。また、MA/ Ru(bpy)32+系のECL挙動は溶液のpHに強く依存することが確認されたことから、電極反応及び脱プロトン過程により生成したMAラジカルと、同時に生成しているRu(bpy)33+が反応することで、励起状態の*Ru(bpy)32+が生成し、発光するECL反応ルートを提案した。ECLを利用した検出法は多数の共反応物について報告されている一方で、選択的な検出法への展開は他の分離分析法と組み合わせる必要性が指摘されてきた。本研究においてMA並びに化学構造が類似した化学種であるアンフェタミン、ジメチルアンフェタミン及びメトキシフェナミンについて電気化学挙動とECL挙動を詳細に検討した。アンフェタミン及びジメチルアンフェタミンは電気化学挙動とECL挙動がMAと異なることが確認された一方で、メトキシフェナミンはMAと両挙動が類似していることが認められた。これらの挙動の差異は、それぞれの化学種の化学構造中の置換基の電気化学酸化過程が大きく影響することが示唆された。そこで、MAとMPを識別して検出できる方法の開発を試みるため、電位変調法を利用するECL検出法へ展開したところ、MAとMPのECLが1回の測定で識別して検出できることが明らかとなった。この方法は交流成分の信号を抽出して検出することで、従来の電位掃引法を利用した測定法に比べて10倍以上の感度で対象の化学種を検出できることが分かった。

得られた知見に基づいて、生体試料中のMAの一次スクリーニング法への可能性について検討するとともに、高感度のMA検出法への展開するため、電位変調法を用いた新しいECL検出法を提案した。平成28年度は、提案したECLによる覚せい剤スクリーニング法を実際の試料への分析に応用する目的で、ディスポーサブル可能なフィルム電極を開発し、ポータブルECLスクリーニング分析システムの構築を行う。Ru(bpy)32+を固定化した修飾電極、又は電極材料と混合した機能性電極をガラス基板に作用電極として固定化する。対極はカーボンインク又は白金インク、並びに参照電極は銀/塩化銀インクを用いることで、簡便な測定が可能なECLチップを製作する。そして、作製したECLチップを用いて、冷却CCDカメラ(ビットラン社BU-51C)により微弱発光の検出を行い、発光のパターンから覚せい剤スクリーニングを迅速に判定できるシステムの構築を行う。なお、冷却CCDカメラは簡便なECL検出システムに組み込むことが可能である一方、感度面で十分ではない可能性があるため、電極表面からの微弱発光を集光する光学系を設計するとともに、露光時間等の最適条件の検討を行う。製作したECLチップを用いて、覚せい剤の一次判定に適用するため、実際に覚せい剤を添加した模擬試料を用いて検証する。この検査の判定キットは量産化および良好な再現性が期待でき、簡便でコンタミネーションを防止したディスポタイプの現場分析法としての確立を目指すとともに、結果を取りまとめ学会発表および論文発表を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。電気化学分析28年度が最終年度であるため、記入しない。
地球温暖化に対する草原生態系の応答実験

半乾燥地に生育する草本植物は、光合成によって大気中の二酸化炭素を吸収し、呼吸によって放出するという炭素交換を行っているが、こうしたプロセスが気温や湿度といった環境条件の変化にどのように応答するのか、明らかにすることを目的として、鳥取大学乾燥地研究センターの人工環境制御実験装置(グロースチャンバー)を用いて、植物-大気間の二酸化炭素交換速度の測定を実施した。環境制御装置を用いた実験では、植物を植えたサンプルを制御装置内に設置し、気温15°C35°C、相対湿度20%80%、照度0ルクス80000ルクスという条件を複数通りに組み合わせ、様々な環境条件下において、二酸化炭素交換速度の測定を行った。また、2004年度から2006年度にかけて、モンゴルでの現地観測で得たデータを基に、植物-大気間の二酸化炭素交換(光合成と呼吸)と環境要素(気温・飽差・光合成有効放射量・地温・土壌水分量・地上部バイオマス)との関係について解析を行った。その結果、地上部バイオマスで基準化した総光合成速度は、植物の成長段階に依らず、一つの光-光合成曲線で表現できることが示され、またこの関係に気温・飽差・土壌水分が与える影響をそれぞれ独立に評価することができた。さらに生態系呼吸速度と地温・土壌水分との関係を二変数関数で定量的に表すことができた。これらの結果は、Agricultural and Forest Meteorologyに投稿し、掲載が決定した。半乾燥地に生育する草本植物は、光合成によって大気中の二酸化炭素を吸収し、呼吸によって放出するという炭素交換を行っているが、こうしたプロセスが気温や湿度といった環境条件の変化にどのように応答するのか、明らかにすることを目的として、鳥取大学乾燥地研究センターの人工環境制御実験装置(グロースチャンバー)を用いて、植物-大気間の二酸化炭素交換速度の測定を実施している。今年度は、アクリル板を加工して密閉式チャンバー法の実験システムを作成し、試験的な実験を繰り返しながら、システムに改良を加えた。環境制御装置を用いた実験では、植物を植えた実験システムを制御装置内に設置し、気温10°C30°C、相対湿度20%80%、照度30000ルクス80000ルクスという条件を複数通りに組み合わせ、様々な環境条件下において、二酸化炭素交換速度の測定を行った。また、2004年度から2006年度にかけて、モンゴルでの現地観測で得たデータから、植物-大気間の二酸化炭素交換(光合成と呼吸)と環境要素(気温・飽差・光合成有効放射量・地温・土壌水分量)との関係について解析を行った。その結果、極端に気温が高く、かつ大気が乾燥している条件下では、光の条件が十分であっても光合成速度が低下することや、降雨後に土壌水分が増加すると、生態系呼吸速度が急激に増加することなどの知見が得られた。この結果は、アメリカ地球物理学連合2006年度秋季大会(サンフランシスコ)において発表した。

その結果、地上部バイオマスで基準化した総光合成速度は、植物の成長段階に依らず、一つの光-光合成曲線で表現できることが示され、またこの関係に気温・飽差・土壌水分が与える影響をそれぞれ独立に評価することができた。さらに生態系呼吸速度と地温・土壌水分との関係を二変数関数で定量的に表すことができた。これらの結果は、Agricultural and Forest Meteorologyに投稿し、掲載が決定した。
可食性半透膜(キトサン)による浸造圧脱水時における食品への溶質浸造防止法の研究

報告者等は、加圧炭酸ガス溶液を溶媒とするキトサンゾルを食品表面にコーティングして、半透膜を形成し、溶質(蔗糖)が浸透しない条件で浸透圧脱水を行うシステムを提案し研究してきた(Ishikawa M.and H.Nara,1991,Ishikawa M.and H.Nara,1992)。本研究結果から、10気圧程度の圧力で1%程度の溶液を作成できることが明らかになった。また、作成した溶液は、減圧することによってゲル化することを確認した。炭酸ガス圧力の減少とともに溶液の粘度が増加すること、ゲル化とともに見かけ粘度が低下することが観察された。比較のためにキトサンの酢酸溶液を水酸化ナトリウム溶液で中和し、粘度、pHを測定した結果、加圧炭酸ガス溶液系と異なり、pHの増加とともに粘度の減少が観察された。これは、アルカリ溶液による中和法では、pHの増加に伴いイオン強度が増加するため、電解質高分子であるキトサンが凝集をおこしたためと解釈された。加圧炭酸ガス系において、塩化ナトリウムによってイオン強度を変化させた実験を行なった結果、イオン強度が高い場合は、加圧炭酸ガス系においても炭酸ガス圧力を変化させても粘度が変化しないことを確認し、キトサンのゾルゲル変化においてpHだけでなく、イオン強度も重要であることが明かとなった。イオン強度が低い状態では溶液中のキトサン分子は比較的広くひろがった状態で存在すると考えられるため、イオン強度を低く保ったままゲル化させれば、架橋点密度の高いゲルとなることが期待される。架橋点密度が高ければ、蔗糖などの溶質の透過速度も小さくなることが期待され、本研究の目的に照らしてより好ましい物性のゲルであること可能性がある。今後は、蔗糖、水の透過性、架橋点密度、ゲルの粘弾性などについて検討することが重要であると思われる。
サーファクタント脂質合成酵素に着目した肺気腫形成の解明

タバコ煙等を原因とし、死亡率の増加が懸念されるCOPDの病態は、末梢気道病変による気流閉塞と2型肺胞上皮を始めとした肺胞の破壊による気腫性病変が複合的に作用することによって生じる。現在のCOPDの治療は末梢気流閉塞に対するアプローチが主体であり、肺胞上皮自身に働きかける治療は乏しい。申請者は2型肺胞上皮から分泌されるサーファクタント、特にサーファクタント脂質に注目し研究を行った。サーファクタント脂質の大部分を占めるホスファチジルコリン(PC)はKennedy経路およびremodeling経路によってアシルCoAより産生されるが、PCの多様性にはremodeling経路が重要であり、その経路を仲介するリゾリン脂質アシル転移酵素がサーファクタントの主要な機能である界面活性作用を示すジパルミトイルPCの産生に重要な役割を演じていることが知られている。申請者はタバコ抽出液誘導肺気腫マウスモデルを作成し、マウスから抽出した肺胞上皮細胞のRNA-seqによる網羅的検討において、リゾリン脂質アシル転移酵素が低下していることを見出した。次にリゾリン脂質アシル転移酵素のsmall interfering RNA(siRNA)を作成し、ヒト肺胞上皮細胞株であるA549細胞に上記siRNAを導入したところ、有意に細胞増殖の抑制を認めた。このことはリゾリン脂質アシル転移酵素が肺気腫患者において発現が低下し、肺気腫の原因となる肺胞上皮細胞の増殖抑制・アポトーシスを誘導して肺気腫の増悪に関与することが示唆された。
ヒトT細胞エクソソームのmiRNAsによるISG誘導作用とがん間質抑制機構の解明

平成30年初年度は、ヒト活性化T細胞エクソソームに含まれるmiR-6089および6090の間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell: MSC)の抑制作用におけるInterferon stimulated genes(ISGs)の役割を明らかにするため、まず初めにmiR-6089および6090発現レトロウイルスベクターの作製し、さらにmiR-6089および6090発現レトロウイルスベクターを導入するMSCや腫瘍細胞株などのレトロウイルスベクター導入細胞側に元々存在している内在性のmiR-6089および6090、ISGs関連遺伝子の発現量を確認するため、上記の細胞からmRNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成、リアルタイムPCRで内在性miR-6089および6090、ISGs関連遺伝子の定量を行った。次に、miR-6089および6090を過剰に発現した細胞モデルを構築するため、miR-6089および6090発現レトロウイルスベクターをMSCあるいは腫瘍細胞株に遺伝子導入し、両miRNAsの導入効率についてqRT-PCRを用いて定量を行った。今年度は構築したmiR-6089および6090過剰発現本細胞モデルを用いて、両miRNAsによるISGs発現量やIFN産生の変動に着目し、ISGsを含むIFN cascadeへの影響やIFNのMSCへの影響について検討を行っていく。昨年度はmiR-6089および6090過剰発現細胞モデルの構築を終え、本モデルを用いて両miRNAsによるISGs発現やIFN産生の変動、ISGsを含むIFN cascadeへの影響までについて検討を行う予定だったが、ベクター導入細胞へのレトロウイルスの導入効率は良好にも関わらず、miR-6089および6090の発現効率が低いことが明らかになった。これらの理由として、ベクター導入細胞自身に内在性のmiR-6089および6090遺伝子が元々発現していることやベクター導入細胞におけるレトロウイルスのmiRNA発現機構、miRNAsの定量評価系が課題となり、当初の予定より遅れてしまっている。本年度は上記の課題を打開するため、何種類かのMSCと腫瘍細胞にmiR-6089および6090発現レトロウイルスベクターを遺伝子導入、レトロウイルスベクターの感染効率の工夫をするなどして、早急に最適なmiR-6089および6090過剰発現細胞モデルの選択構築を行う。本モデルを用いて、両miRNAsによるISGs発現やIFN産生の変動、ISGsを含むIFN cascadeへの影響、IFNのMSCへの影響について検討を行っていく。(理由):昨年度はmiR-6089および6090過剰発現細胞モデルを構築し、本モデルを用いて両miRNAsによるISGs発現やIFN産生の変動、ISGsを含むIFN cascadeへの影響までについて検討を行う予定だったが、当初の予定より遅れており、当初購入予定だったリアルタイムPCR用試薬やIFN関連試薬、各種阻害剤等の必要数が少なかったため。

(使用計画):昨年度に行う予定だったmiR-6089および6090過剰発現細胞モデルを用いた両miRNAsによるISGs発現やIFN産生の変動、ISGsを含むIFN cascadeへの影響検討のための実験に使用予定である。
新規マイクロ流体チップを用いた子宮がんCTCの診断マーカー開発

がん治療における課題は、転移・再発への対応であり、がん患者における転移の有無やその性状の把握は予後評価や治療方法を検討する上で重要な情報となっている.そのためには癌の検出感度の向上に取り組むことが重要である.婦人科系のがんは女性の生命とQOLに直結する病である.子宮頚がんは近年増加傾向にあり,子宮体がん,卵巣がんは骨盤内にがんが浸潤しやすいため,早期発見が困難である.このため,末期での発見が多く手遅れになりやすい事などから,早期発見が特に強く望まれる.子宮頸がんでは,検診が浸透し,早期発見すれば比較的予後がよいが,検診に対して侵襲が大きいため依然としてがんの予後改善にはほど遠い状態である.一方,既存の採血による腫瘍マーカーによるがん検出率は,依然として低いため,,採血で容易に,かつ早期に高確率で発見する新たなシステムの確立が早急に求められている.われわれは、新規開発の血中循環腫瘍細胞(CTC)捕捉・計測デバイスであるCTCチップの臨床応用を目標として研究を進めている.我々はすでに大腸癌のCTC解析を行っている。このため、子宮癌、大腸癌の癌腫による検出率の違いなどを臨床的に検証することも行っている。癌腫による違いを検証することにより新たな腫瘍マーカーとしてのCTC活用も期待できる。本邦初であるこのシステムの実用化により,既存の腫瘍マーカーで検出できなかったがんが採血で容易に診断できれば,即応的に治療に貢献することができ,医学的な貢献度は大きいと考えられる。本研究の目的は,本邦初のマイクロ流体チップを用いた子宮がん診断のための血中循環癌細胞(CTC)捕捉システムの臨床応用である.子宮癌,卵巣癌は骨盤内に癌が浸潤しやすいため,末期での発見が多く手遅れになりやすい事などから,早期発見が特に強く望まれる.一方,既存の採血による腫瘍マーカーによる検出率は低いため,採血で容易に,かつ早期に高確率で発見する新たなシステムの確立が早急に求められている.既存のCTC検出機器は,抗体を自由に設定できず,捕捉率も悪い上に高価なため開発には不向きである.そこで本研究では,新開発CTCチップを用いた検出法の子宮がんへの臨床応用を目指している.H28年度は細胞株を用いて,子宮がん細胞の本チップにおける検出を行った.株細胞においてCTCを補足することを確認している.本邦初であるこのシステムの実用化により,既存の腫瘍マーカーで検出できなかった子宮がんが採血で容易に診断できれば,即応的に治療に貢献することができ,医学的な貢献度は計り知れない.本研究では新開発CTCチップを用いた検出法の子宮がんへの臨床応用を目指し,細胞株を用いて,子宮がんの本チップにおける検出を行っている.すでに株細胞におけるCTC捕捉率を確認,捕捉率向上からシステムの確立に近づいていることから研究は順調に進んでいると考える.本研究の目的は,本邦初のマイクロ流体チップを用いた子宮がん診断のための血中循環癌細胞(CTC)捕捉システムの臨床応用である.子宮癌,卵巣癌は骨盤内に癌が浸潤しやすいため,末期での発見が多く手遅れになりやすい事などから,早期発見が特に強く望まれる.一方,既存の採血による腫瘍マーカーによる検出率は低いため,採血で容易に,かつ早期に高確率で発見する新たなシステムの確立が早急に求められている.既存のCTC検出機器は,抗体を自由に設定できず,捕捉率も悪い上に高価なため開発には不向きである.本研究では,こうした状況を打開するため,新開発CTCチップを用いた検出法の子宮がんへの臨床応用を目指している.申請者はこれまで細胞株を用いて,子宮がん細胞の本チップにおける検出を試み,H29年には細胞株においてCTCを補足することを確認したうえで,子宮頸がん,体がんの様々な癌細胞株からモデル候補と捕捉用抗体候補を絞り込んだ.子宮癌においては他のがんと異なりこれまでEpCAM高発現を利用した既存捕捉法があまり適応されていないことから,本研究においてのCTCチップの処理法や捕捉条件などを新規に検討,婦人科がんのCTC捕捉システムを最適とする条件の検討をさらに進めている.本邦初であるこのシステムの実用化により,既存の腫瘍マーカーで検出できなかった子宮がんが採血で容易に診断できれば,即応的に治療に貢献することができる.本研究では新開発CTCチップを用いた検出法の子宮がんへの臨床応用を目指し,細胞株を用いて,子宮がんの本チップにおける検出を行っている.これまでに株細胞におけるCTC捕捉率を確認,捕捉率向上をめざしシステム改良を進めた.すでに細胞株を用いCTCを捕捉可能であることを確認し,子宮頸がん,体がんの様々な癌細胞株を検討,CTCモデル候補細胞株と,捕捉用抗体候補を絞り込んでいる.以上から,本研究は概ね順調に進んでいると考える.がん治療における課題は、転移・再発への対応であり、がん患者における転移の有無やその性状の把握は予後評価や治療方法を検討する上で重要な情報となっている.そのためには癌の検出感度の向上に取り組むことが重要である.婦人科系のがんは女性の生命とQOLに直結する病である.子宮頚がんは近年増加傾向にあり,子宮体がん,卵巣がんは骨盤内にがんが浸潤しやすいため,早期発見が困難である.このため,末期での発見が多く手遅れになりやすい事などから,早期発見が特に強く望まれる.子宮頸がんでは,検診が浸透し,早期発見すれば比較的予後がよいが,検診に対して侵襲が大きいため依然としてがんの予後改善にはほど遠い状態である.

一方,既存の採血による腫瘍マーカーによるがん検出率は,依然として低いため,,採血で容易に,かつ早期に高確率で発見する新たなシステムの確立が早急に求められている.われわれは、新規開発の血中循環腫瘍細胞(CTC)捕捉・計測デバイスであるCTCチップの臨床応用を目標として研究を進めている.我々はすでに大腸癌のCTC解析を行っている。このため、子宮癌、大腸癌の癌腫による検出率の違いなどを臨床的に検証することも行っている。癌腫による違いを検証することにより新たな腫瘍マーカーとしてのCTC活用も期待できる。本邦初であるこのシステムの実用化により,既存の腫瘍マーカーで検出できなかったがんが採血で容易に診断できれば,即応的に治療に貢献することができ,医学的な貢献度は大きいと考えられる。これまでは研究室既存の子宮がん細胞株を用いて研究を進めてきたが,今後は新規に別系統のがん細胞株を用いて捕捉率を検討,捕捉システムを改良し,様々な形質の細胞株の捕捉,捕捉率向上をめざす.新開発のマイクロ流体CTCチップを用いたCTC検出法を子宮がんに臨床応用することを目標として本研究を進めてきた.今後申請者は,子宮頸がん,子宮体がん,子宮内膜癌など各癌腫について特性の異なる複数のがん細胞株を新規に適用し,さらに異なる捕捉抗体を用いて捕捉率を検討する予定である.これによって子宮頸がん,体がん,内膜がんにおけるCTCが高率で捕捉される条件を検討する.すなわち様々な形質の子宮癌のCTCを高率で捕捉・検出することを可能にし,マイクロ流体CTCチップを用いたCTC捕捉による感度の高い子宮癌診断システムの確立を目指す.さらに臨床採血検体を用いてこのシステムを適用し有用性を評価していく予定である.これまでは研究室既存のがん細胞株を用いて研究を進めてきており,新規の細胞株購入を次年度に行なうこととなった.データー解析について、今年度はアルバイトを雇用することなく主に研究代表者が行ったことから、人件費が発生しなかった.また購入を予定したレザープリンターについては,設置場所そのほかの事情から,やむを得ず次年度に持ち越した.以上の経緯から次年度使用額が生じた。これまで研究室既存のがん細胞株を用いて研究を進める事ができたため,細胞株や試薬の購入費用に余剰が生じた.またデーター解析について、今年度はアルバイトを雇用することなく主に研究代表者が行ったことから人件費が発生しなかった.また購入を予定したレザープリンターについて設置場所そのほかの事情から,やむを得ず次年度に持ち越したため次年度使用額が生じた.H30年度は新規にいくつかのがん細胞株と抗体を用いて捕捉条件を検討,捕捉システムを改良し,様々な形質の細胞株の捕捉,捕捉率向上をめざす.このために試薬類の購入が必要である.また最終年度を迎え作業量・データーの増大に伴い,補助者・アルバイトの雇用が必要となる.これまでは研究室既存の子宮がん細胞株を用いて研究を進めてきたが,今後は新規に別系統のがん細胞株を用いて捕捉率を検討,捕捉システムを改良し,様々な形質の細胞株の捕捉,捕捉率向上をめざす.作業量・データーの増大に伴い補助者・アルバイトの雇用を検討している.
中枢・末梢両気道過敏性の分離測定装置の開発

昭和60年度においては1呼吸サイクルの気流速度及び胸腔内圧のフーリエ解析法からbreath-by-breathで肺抵抗(Rl)及び動肺コンプライアンス(Cdyn)を求める方法がディスクトップコンピューター一式の購入により容易に行なわれるようになった。本年度はこれらの方法の臨床応用を主に行なった。1.正常者,気管支喘息者における気道収縮剤吸入時のRl-Cdyn反応曲線の検討:メサコリン吸入時において正常者では反応しない濃度で喘息者ではRlは上昇しCdynは低下した。更に周波数OHzでのコンプライアンス(Co)の低下も認めた。従って後者ではメサコリン吸入により、中枢気道のみならず末梢気道の広範な狭窄が生ずることが示唆された。2.気管支喘息におけるハウスダスト吸入時のRl-Cdyn反応曲線:ハウスダスト凍結乾燥抗原5倍稀釈液を1分間吸入(Single exposure method)後のRl-Cdynを上記に従がい15分間連続測定した。Rl,Cdynとも変化しない例(【I】型)Rlは変化せずCdynのみが低下する例(【II】型)Rlは上昇Cdynは低下する例(【III】型)の三種類の反応パターンに分けられた。3.気管支拡張剤の効果の検討:気管支喘息者に【β_2】刺激剤を吸入しRl-Cdynを連続測定すると、まずRlが数分以内に最低値をとりCdyn,CoはRlが最低値になっても増加し続けた。従って気管支拡張剤吸入によりまず中枢気道が拡張し次に末梢気道が拡張するものと解された。4.レーザー光散乱光による薬物エロゾル沈着量の測定:510呼吸の平均の気道内エロゾル沈着量を測定できるまでになったが1呼吸ごとに連続測定できるまでに至らなかった。今後の研究課題である。中枢・末梢両気道の過敏性分離測定法は確立したと言える。本研究の第一の目的は各種エロゾル吸入時の中枢気道の反応を示す肺抵抗と末梢気道の反応を示すダイナミックコンプライアンス(Cdyn)の周波数依存性をコンピュータで一呼吸毎にフーリエ解析で求め、実時間で連続的に中枢および末梢気道の反応動態を検出するシステムを作製することであった。ディスクトップコンピューター一式の購入により容易に一呼吸毎にほぼ実時間で肺抵抗及びCdynの吸入薬物に対する反応曲線を表示可能となり、本目的は達成したものと考える。本法は溜息型呼吸をさせながらコンピュータ計算をさせるものであるが手計算による従来法とは良い相関を示すことが確認されている。又、従来法が、呼吸数を1Hz以上に上げる必要がある為、慢性閉鎖性肺疾患や不安定な喘息患者では呼吸困難や喘鳴発作が起きて検査不能になることがあったが、本法ではそのような支障もなく患者の負担は非常に軽いことも大きな利点であることが明らかになった。本システムを用いて喘息患者にβ刺激剤のエロゾールを投与すると肺抵抗は減少して一定の値をとっても、Cdynは依然として改善し続け、薬物反応部位の時間的差異が視覚的に把握されたり、或いは抗原チャレンジの後β刺激剤を投与して肺抵抗は前値に復しているにもかかわらずCdynは依然として前値に戻らない等、薬物反応部位の質的差異、ひいては薬物効果の判定、重症度分類にも応用可能となった。第二の目的であるレーザ散乱法を用いての一呼吸毎に薬物吸入量を求めるシステムは現在のところ呼気相と吸気相のエロゾル粒型分布を求めることは可能となったが気道内に沈着した絶対量の測定については継続研究中である。
原子力技術・機器の国際的移転問題

道垣内は、原子力発電が社会から認められる条件の一つである原子力損害賠償制度についての研究を進め、2011年の福島原発事故後に構築された法制度のうち、特に東京電力が被害者への賠償責任を完全に履行するための法的枠組みの研究を行った。そして、東京電力は巨大な企業であって、原子力発電事業以外に火力、水力等の発電を行い、また配電事業も行っていることから、事故により原子力発電事業が頓挫しても、長い期間をかければ、被害者への損害賠償のみならず、事故後の除染作業・廃炉作業等のコストを負担することができるという特殊な事情があったため、原子力損害賠償・廃炉等支援機構を設立して時間的な余裕を与えるという仕組みがうまく機能したのであって、そのような事情が存在しない場合にはこの日本のモデルはそのままでは同様に機能するわけではないとの結論を得た。他方、岡松は、核拡散防止条約(NPT)について、核戦争勃発が勃発しなかった事実及び南アフリカの核廃棄やウクライナ・ベラルーシ・カザフスタンの旧ソ連からの分離独立の際の核放棄を促した事実は評価しつつも、その構造的脆弱性について研究を行った。そして、核兵器国と非核兵器国との不平等性は、核兵器国の増加やテロリストへの核兵器流出の阻止、核の平和利用への協力等の利益と引き替えに多くの非核兵器国によって受忍されたが、NPTを拒否して核武装を選択したインドの行動は結局許容される方向にあること、また、イランや北朝鮮への安保理制裁の実効性も不十分であって、このような状況においては、原子力関連技術や機器の国際的移転によって核が拡散する可能性は否定できない状況にあること、そして、核兵器の全廃やその後の国際安全保障体制が確保される見通しはたっていないこと、以上により、NPT体制を中心としながらも全体としての核兵器国不拡散体制を強化していくことこそが肝要であるとの結論を得た。原子力機器及び技術の国際的移転に関して直接に関係する日本企業及び外国の実施主体との間の契約書類等はすべて厳重な機密事項とされ、その内容を把握することができないことから、資料に基づく厳密な研究を行うため、研究の対象を、原子力の平和的利用が社会に受け入れられ、原子力機器・技術の国際的移転が安定的に行われる法的環境整備として原子力損害賠償制度枠組みの問題とし、これに取り組んで一定の成果をあげている。これまでの他の研究者は、被害者への賠償の点に焦点を当て、損害賠償の範囲、程度等を検討するものばかりといってもよい状況であったが、加害者側から見て、どのようにして損害賠償金の支払原資を確保するか、しかも、それを企業体としての事業継続と両立させていくか(倒産してしまえば被害者保護に反するので、これは被害者にとっても重要である。)という観点からの研究はなかったところ、様々な資料を渉猟して損害賠償の支払いをするための法的制度を明らかにすることができた。他方、核拡散防止の観点からの研究については、当時の各国の意図を探るために収集した一次資料から、各国が原子力の平和利用の権利と引き替えに不平等な権利が規定されたNPTを受け入れた経緯について研究を行い、その際の利害得失のバランスの検討を具体的に跡づけることができた。そして、そのような現実的判断を踏まえて将来を考えると、理想主義的な核兵器廃絶よりも、当面は現在のNPT体制の脆弱性を補強する地道な努力を続けていくほかに選択肢はないことを確認することができた。本研究プロジェクトの最終年度である2019年度には、研究の総まとめを行う予定である。国際私法と国際公法の両面から、原子力物質及び原子力機器の国際的移転をめぐる法的環境のあり方について一定の見通しを立てて、それを具体化するための法的方策についての研究をまとめる予定である。その視点としては、今後、原子力の平和利用を継続するのか中止するのかという選択に必要な国際法的基盤はいかにあるべきかという長期的・制度的な見通しを立てることにおく予定である。民主主義に基づく社会において、原子力の利用を継続するか否かは政治プロセスにおいて決断されるべきことであって、法的観点からできることは、その決断の際に踏まえるべきファクターの一つとして、一方の方向を選択した場合と他方の方向を選択した場合とにそれぞれ存在する法的問題を明らかにし、それをクリアするために必要な事項を示すことにあるという謙抑的な姿勢での研究を行うつもりである。そのうち、おそらく最も重要なことは安全保障法の観点であり、国家安全保障、国際の平和といった国際公法上の枠組みにおいて、原子力の平和利用の問題を的確に位置づけることが必要である。また、私法的には、原子力損害賠償のあり方は、事故が生ずる前にしっかりと組み立てておく必要があり、そのためのコストが政策判断の基礎資料の一つとされるべきであると考えられる。以上のような検討のため、最終年度においてはこれまでの研究成果を振り返って将来の研究に繋がるまとめ作業を行う所存である。2015年度は、核技術・機器の国際移転を法的に分析する基礎として以下のような研究活動を行った。第1に、核技術・機器そのものを理解するため、九州電力の川内及び玄海の原子力発電所を視察した。いずれにおいても、安全性を高めるための重層的な安全対策が導入されており、このような対策がとられた機器や施設をこれから原子力発電に乗り出そうとしている諸外国に移転することの重要性を認識した。また、核拡散防止を目的とする査察のため、核燃料の数量、動きを把握するために燃料貯蔵プールに設置されたカメラも実際に見ることができた。第2に、日本原子力学会に参加した。

この学会は、主として原子力工学等の研究者・技術者が中心となり、研究成果を発表し、議論する場である。このような理系の学会に我々のような法律の専門家が参加することは従来あまりないことであるが、原子力技術・機器についての最新の科学的知見を得るためには最適の場であった。特に、女川原子力発電所の東北大震災の当時の所長による対応の講演や、原子力界における未解決問題についての報告は興味深く、後者では道垣内も発言して議論に加わった。福島第一事故後も、原子力に関する理系の最先端の研究者と我々のような法律研究者を含む文系の研究者との交流は必ずしもされていない点を改善する必要があり、その第一歩となった。そのほか、文献を通じて、岡松は、核兵器の不拡散に関する条約(NPT)、核関連機器の国際移転を規律する枠組み、二カ国間の原子力協定による扱い等の研究を行い、「国境を越える核関連物質・機器の国際管理」(中野勝郎編著『境界線の法と政治』(法政大学出版会・2016))としてまとめた。また、道垣内は、原子力損害の補完的な補償に関する条約(CSC)が日本について発効した後の日本法の変化のうち、原子力損害賠償請求訴訟の国際裁判管轄及びその請求権の準拠法についての研究を行った。5年の研究期間の初年度として研究の基盤を構築する活動を行った。具体的には、基礎的な資料収集とともに、原子力発電所の視察、理科系の日本原子力学会への参加・交流を行った。国際公法の分野については、岡松が、核兵器の不拡散に関する条約(NPT)及び核供給国グループ(NSG)からなる現在の核管理体制の成立過程とその基本構造を研究した。この中で、原子力技術・機器の拡散はエネルギー源としての原子力発電事業によって小資源国の経済発展を支えるというプラスの側面があるものの、それは同時に国際の平和と安全に対するリスクを高めることから、歴史的に核管理をいかに進めるかについて様々に検討され、実施されてきたことであり、インドなどの非NPT締約国の主張とそれに対する対応を紐解くことができた。特にインドについては、アメリカとの原子力協定の問題点を検討し、日本との原子力協定のあり方を考察した。国際私法の分野については、道垣内が、原子力損害の補完的な補償に関する条約(CSC)の成立過程とその基本構造を研究するとともに、特に日本法がこの条約の批准によってどのように変化したかについて基礎的な考察を行った。道垣内は、日本エネルギー法研究所における原子力損害賠償法制についての研究班の座長をしており、その研究会において、構成員である法律の諸分野の研究者と研究討議を重ねるのみならず、原子力の分野における各方面の関係者を招いて議論をしており、その活動は本研究の基礎的な作業と重なるものとして有益である。道垣内はまだ活字としての研究成果を公表するには至っていないが、素材となる情報と分析の構想は固めつつある。以上の通り、本研究課題の進捗状況は、おおむね順調に進展している、ということができる。国際公法の観点からは、福島原発事故の後、IAEAの原子力安全基準は詳細化・厳格化が進められていることが注目される。しかし、その基準の義務化は、原子力発電を推進している国や推進しようとしている国にとっては大きな負担となるため、消極的な意見も多いのが現状である。
死後経過時間推定精度向上のためのヒト死体早期入植双翅目の入植時間帯に関する研究

早期入植双翅目昆虫の入植条件の把握と寒暖境界期の死後変化と死体昆虫相について基礎的知見を得るために,寒暖境界期および長期屋外ブタ屍留置実験とブタ肉片屋外留置実験を行った。寒暖境界期のブタ屍の死後変化は膨満期がみられないまま緩徐に進行すること,死体昆虫相は晩秋および春期で共通すること,晩秋の早期入植双翅目は大型幼虫ないし抱卵成虫にて越冬している可能性が示唆されたこと,これらの結果から,死体現象や死体昆虫相から当該期の死後経過時間を推定する際には注意が必要なことが明らかとなった。また,盛夏に死体昆虫相が減少する要因として,早期入植クロバエ科の活動が鈍化することが示唆された。法昆虫学的な死後経過時間の推定において最も重要視される事象は,死体発見時に死体を蚕食している昆虫の入植(産卵/産仔)であり,死体の「第一発見者」である第一入植種およびその入植時期の特定が,精度の高い死後経過時間推定につながる。これまでの法医解剖事例などから,死体から採集される昆虫として双翅目(ハエ目)が頻度・個体数とも最多であり,特にクロバエ科は死体発見現場がどのような環境であっても早期入植双翅目となり,死体の主要な蚕食分解者であることが明らかになってきた。申請者はこれまで各季節ごとにブタ屍をヒト死体の代替モデルとして屋外(大学敷地内)に留置し,昆虫の飛来・入植とブタ屍の腐敗分解過程を経時的に観察記録してきた。その結果,双翅目の入植は夜間には起こらないことを確認したが,日中であっても入植の起こりやすい時間帯が双翅目種によって異なるのではないかとの着想に至った。この仮説が正しければ,死体の第一入植種を特定することにより,精度の高い死後経過時間の推定が可能となる。そこで,ブタ肉片を誘引餌として屋外留置し定時的に観察を行った。観察の際に卵塊など入植が確認できた場合は,ブタ肉片を回収し研究室にて飼育するとともに,新たに肉片を留置することにより入植好発時間帯の把握を試みた。その結果,日中でも午前中に入植は起こらないこと,夏期ではホホグロオビキンバエ,秋期・春期など寒冷/温暖移行期ではオオクロバエなどが薄暮であっても雌成虫が産卵を行っている場合があることなどが明らかになった。一方で,ブタ肉片では双翅目の誘引力が弱く,ブタ屍留置の場合よりも第一入植までに時間を要すること,学内的事情から屋外実験場所の移動を余儀なくされ,過去に経験の無かった肉食動物(カラス・ネコ)による実験装置の破壊と,ブタ肉片の持ち去り等の不測の事態が起こるなど,実験を実施するにあたって解決すべき問題点も生じている。岩手県のように積雪があり,昆虫の活動がみられない地域において,寒暖境界期,特に春期に発見された陳旧死体が昆虫の蚕食を受けている場合,昆虫の入植(産卵・産仔,採餌のための定住)および死後経過時間推定に苦慮することがままある。これまでの研究では寒暖境界期に主眼を置き,ブタ屍の死後経過ならびに死体昆虫相について調査した。晩秋期にはみられない腐敗ガスにより膨隆したブタ屍に誘引される死体昆虫相への影響について観察してきた。しかし,一般的に昆虫の活動が活発であり,法昆虫学による死後経過時間推定を適用する好適期と考えられる盛夏に,昆虫の入植に対する障壁が想定され難い状態であっても,種数・個体数とも少ない事例を経験することがある。ニクバエは卵胎生であり,かつ,多くの場合,早期入植クロバエ科と混在してみられることから,本科双翅目が第一入植種であることが明確である事例は少ない。そこで,盛夏の第一入植種を把握するため,2013年8月初旬から9月末の52日間,屋外にブタ肉片を留置し,定時的に観察する実験を行った。入植のみられた肉片は研究室にて飼育し,羽化した雄成虫の生殖器形態を指標として,昆虫種の同定を試みた。実験期間中,クロバエ科成虫の飛来を確認したのは2回のみであり,クロバエ科と思料される卵塊は9月末に1回のみ採集された。しかし,この卵塊は孵化せず,種の同定に至らなかった。また,夜間の入植は確認されなかった。センチニクバエやナミニクバエなど,ニクバエ類の産仔がみられた機会は29回あった。これらの観察結果から,盛夏に早期入植するクロバエ科の活動が低下する時期があること,およびこのような時期にはニクバエ科が第一入植種となる可能性が高いことが示唆された。

岩手県のように冬期の積雪により昆虫の活動が見られない期間のある地域では,春期に発見された死体が昆虫の蚕食を受けている事例で,昆虫の入植(産卵・産仔,採餌のための定住)時期推定に苦慮する場合がままある。その原因は,1.秋期と春期の死体の腐敗分解過程や死体に入植する昆虫種が類似していること,2.終期における入植休止,および春期における入植開始の正確な時期が不明であること,3.死体に入植する昆虫の越冬様式が不明であることなどが挙げられる。そこで,着衣したブタ屍をヒト代替モデルとして晩秋期から冬期を経て春期まで留置し,腐敗分解過程と晩秋期に入植した昆虫の成長過程を継時的に観察し,晩秋期と春期の鑑別について比較検討した。実験終了時のブタ屍の腐敗段階は腐朽期であり,春期に留置を開始したものとの鑑別は困難であると思われた。死体昆虫相について,双翅目は晩秋期と春期で類似しており,大型から中型のクロバエ科が早期入植候補であった。また,越冬様式は抱卵した雌成虫個体で越冬するものと,秋期に入植後,孵化・成長し,大型幼虫の状態で越冬していることが示唆された。鞘翅目は晩秋期にはみられず,春期にはケシキスイ科成虫を認めるものの,正確な入植時期は不明であった。現在のところ,双翅目の第1入植が晩秋期か春期かの明確な鑑別点は明らかではないが,双翅目の春期入植開始時期の把握と,死体を蚕食している幼虫の成長段階を詳細に検討することで,鑑別可能であると考えられた。ブタ肉片を誘引餌とした双翅目入植確認実験は,これまでブタ屍屋外留置実験を行った場所(大学敷地内)に設置した簡易施設(視覚的遮蔽を行う構造物)を継続利用してきたが,敷地利用目的が変更になったことに伴い,屋外実験場所の移設を行わなければならなかった。また,ブタ屍に比し,肉片では双翅目の誘引力が弱く,ブタ屍留置の場合よりも第一入植までに時間を要することがままあり,効率的に誘引する工夫が必要となった。さらに移設した屋外実験場所では,肉食動物(カラス・ネコ)により実験装置の破壊され,ブタ肉片を持ち去られてしまうという物理的な攪乱が起こり,実験を中断し,対策を考慮せざるを得なくなった。本研究の最も重要な目的は早期入植双翅目種の入植時間帯を把握することである。これを実現するために,屋外留置したブタ肉片を継時的に観察し,入植,すなわち双翅目卵や幼虫が観察された場合,ブタ肉片を回収し,同時に新たなブタ肉片を留置する。回収したブタ肉片は小型飼育容器に入れ,研究室に設置されているグロースチャンバーにて構築した環境で飼育して,羽化した成虫の生殖器形態から種を同定するという方法を考案した。しかしながら,この方法による採集が予定通りに進行していない。採卵/幼虫のためのブタ肉片は回収し,そのまま飼育するための飼料も兼ねているため小型にせざるを得ないが,小型であるがゆえに臭気の発散が少なく産卵あるいは産仔のために飛来する早期入植双翅目の抱卵雌成虫を誘引する力が弱くなってしまうためだと考えられる。また,本学矢巾キャンパス敷地内に設定した本実験の実施を予定していた区画場所が,予定外の他目的に転用されてしまい,第3者による干渉(実験装置へのいたずらや,昆虫の離散や攪乱)の可能性が危惧されるようになったたため,代替地を検討せざるを得ない状況になった。現在,医学部法医学講座の協力を得て本学矢巾キャンパス敷地内に代替地を決定したので,実験区画に用いている視覚的遮蔽のための構造物(4m×4m×2m)およびブタ屍留置用大型動物ケージなどを現在設置している場所から,代替地へと移設する準備を整えている段階である。
mTORC1シグナル制御の分子基盤とその破綻による病態解明

mTORC1は、細胞の栄養状態に応じて同化と異化のバランスを調節することにより、細胞の成長や生存に必須の役割を担う制御因子であり、また、mTORC1シグナルの破綻が糖尿病やがんなどのヒト疾患と密接に関わることが知られている。本研究では、mTORC1のリソソーム膜上での活性制御機構と生理機能を解明するために、アミノ酸によるmTORC1の活性化を担うp18-Ragulator-Rag複合体とその制御因子との相互作用の分子基盤解析、mTORC1シグナル制御の数理モデルの構築、さらに大腸上皮におけるp18複合体の生理機能とがんとの関連性の解析を行い、mTORC1シグナルの破綻によるがん病態を理解する。
ストレス性精神疾患における細胞内ムスカリンM1受容体の役割

ムスカリンM1受容体は、中枢神経系において学習・記憶や情動などの神経精神機能の調節に深く関与していることが知られている。これまでM1受容体は神経細胞の細胞膜表面上に発現し、コリン作動性神経から遊離されたアセチルコリンの情報を細胞内に伝える役割を果たすと考えられてきた。しかし近年、大脳皮質や海馬ではM1受容体の約半数がゴルジ体・小胞体などの細胞内小器官内に存在しており、細胞内小器官内に取り込まれたアセチルコリン受容体リガンドにより活性化されることが明らかにされた。この細胞内M1受容体は細胞膜表面上の受容体とは異なったシグナル伝達系を活性化する表現型の異なる受容体であり、神経精神機能の調節に重要な神経機構である海馬CA1におけるシナプス伝達長期増強(LTP)の促進に深く関与していることを明らかにしてきた。しかし、細胞内M1受容体によるLTP調節が内因性アセチルコリンにより活性化されうるか、またどのような神経精神機能に関与しているかは不明なままである。本年度は細胞表面のM1受容体と細胞内のM1受容体が記憶を制御しているか否か明らかにすべく、行動薬理実験を実施した。細胞表面と細胞内のM1受容体を非特異的に抑えるピレンゼピンと細胞表面のM1受容体を特異的に抑えるMT7を側脳室に持続投与して、水迷路試験を実施した。ピレンゼピン投与では空間記憶を障害する傾向が見られたのに対し、MT7はほとんど作用を示さなかった。また両薬物を側脳室に急性投与して、新奇物体探索試験を行ったところ、ピレンゼピン投与では学習行動が障害されたのに対し、MT7投与ではほとんど作用が見られなかった。したがって、記憶学習行動には細胞表面の受容体よりも細胞内受容体の方が関与が大きいことが示唆された。しかし近年、大脳皮質や海馬ではM1受容体の約半数がゴルジ体・小胞体などの細胞内小器官内に存在しており、細胞内小器官内に取り込まれたアセチルコリンにより活性化されることが明らかにされた。しかし、細胞内M1受容体によるLTP調節がどのような神経精神機能に関与しているかは不明なままである。脳内のM1受容体は恐怖学習や不安・抑うつなど情動に関与している報告が多く、情動は環境因子であるストレスにより強い影響を受けることから、本年度は実験動物に慢性ストレスを与えると細胞内M1受容体を介したLTP調節がどのような影響を受けるか検討した。その結果、ラットに慢性的に身体的ストレスを与えることにより細胞内M1受容体が減少すること、またストレスを与えた動物から摘出した海馬スライスにおいて細胞内M1受容体を介するLTP増強も消失することを明らかにすることができた。予定通りの研究計画をおおむね実施できたため。本年度はアセチルコリンが海馬の組織に取り込まれるか、それにより海馬のシナプス可塑性に影響を及ぼすか検討した。海馬切片を用いた[3H]アセチルコリンの取り込み実験より、アセチルコリンエステラーゼの阻害薬により海馬組織へのアセチルコリンの取り込みが増加することを見出した。また、コリンエステラーゼを阻害した条件下でLTPの測定を行うと、M1受容体を介した顕著なLTPの亢進が観察され、取り込みを阻害する薬物によって部分的に抑制された。したがって、内因性アセチルコリン取り込み増加はシナプス可塑性の調節に関与していることが示唆された。