hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎不全合併圧負荷心不全モデルの腎交感神経への治療介入が中枢性循環調節へ与える影響

慢性腎臓病(chronic kidney disease; CKD)は高頻度に治療抵抗性高血圧を呈する。CKD合併高血圧の病態に交感神経活動亢進が深く関わり、その機序に脳内血管運動中枢における酸化ストレス亢進に起因する中枢性交感神経活動活性化の関与が示唆されている。近年CKD合併高血圧に対し腎除神経術(renal denervation; RDN)の有効性が報告されている。一方、実臨床ではCKD合併高血圧に対しアンジオテンシンII受容体拮抗薬(ARB)が汎用されているが、ARBとRDN併用の効果、及び中枢性交感神経活動への影響等に関し不明な点が多い。今回CKD合併高血圧モデル動物に対するARBとRDN併用の降圧効果、及び交感神経活動や中枢神経の調節系へ与える影響を検証した。雄性ICRマウスに5/6腎摘出術を施し高血圧合併CKDモデル(Nx-mice)を確立した。Nx-miceはsham手術を施したマウス(Control-mice)と比較し高血圧、腎障害を呈し、交感神経活動の指標である尿中ノルエピネフリン排泄量(uNE)も増加していた。また、血中レニン活性、アルドステロン濃度は高値を呈し、左室肥大、及び尿中アルブミン排泄量の増加を認めた。Nx-miceへのARB単独投与群(Nx-ARB)、及びARB投与とRDN併用群(Nx-ARB-RDN)は共に降圧反応、交感神経活動抑制、左室肥大及び尿中アルブミン排泄量の抑制を認めた。Nx-ARB-RDN群ではNx-ARB群と比較し、更なる降圧反応、血中レニン活性及びアルドステロン濃度の抑制を認めた。脳内血管運動中枢(視床下部)での酸化ストレス(TBARS法)はNx-ARB, Nx-ARB-RDN群において共に抑制されていた。CKD合併高血圧に対するARBとRDN併用療法はARB単独よりも有用な治療法である可能性が示唆された。心不全における重症度と予後に交感神経系の活性化が深く関与しており、心不全に慢性腎臓病(chronic kidney disease; CKD)を合併すると極めて予後不良となる。近年、腎除神経術(renal denervation; RDN)が交感神経系の活性化を背景に有する様々な病態において有効であることが示され臨床応用されている。申請者は最近CKD合併高血圧に対するRDNが脳内の調節異常へ影響を及ぼし中枢性交感神経活性の抑制効果をもたらすことを見出した。更にRDNがCKDを合併した心不全モデルの中枢神経調節系へ影響を与え、心不全の病態及び予後改善効果を与えうるかを検証することとした。今回我々はCKD合併心不全モデルを作成するにあたり、まずCKDモデルの作成目的に5/6腎摘出術を施行した。この術式により血圧の上昇反応、尿中アルブミン排泄量の増加、交感神経活動の活性化、及び腎機能の低下が確認できた。続いて心不全モデルとして腹部大動脈結紮による圧負荷心不全モデルの作成に努めた。当手技を安定して施すには更なる手技の修練が必要な段階である。更には5/6腎摘出術を施し作成したCKDモデルに対し腹部大動脈結紮術を施行してCKD合併心不全モデルの作成に努めている。モデル作成手技の安定した修得、及びこのモデルがどの様な病態を呈するかは現在まだ検証中である。今後更なるデータ収集を続け解析を行っていく予定である。・圧負荷心不全モデル作成にあたっての腹部大動脈結紮術の'安定した'手技修得に更なる時間を要する。・5/6腎摘出モデルへの腹部大動脈結紮術の施行により個体により病態に差が出ることがあり、今後手技の安定化、及びデータ解析に更なる症例の追加が必要な段階である。・慢性経過の観察実験であり実験の推進に時間を要する。

脳内血管運動中枢(視床下部)での酸化ストレス(TBARS法)はNx-ARB, Nx-ARB-RDN群において共に抑制されていた。CKD合併高血圧に対するARBとRDN併用療法はARB単独よりも有用な治療法である可能性が示唆された。・腹部大動脈結紮術の手技安定化・CKDモデル動物に対する腹部大動脈結紮術の安定化、及びそのモデルの病態解明を更に進める・平成30年度中にCKD合併心不全モデルへのRDNを施行し、その病態へ与える影響を観察する。・研究が当初の予定より遅れており、購入予定であるテレメトリー送信機等の機器購入に至っていない。・平成30年度は更に研究を推進し、当初計画していたテレメトリー送信機等の機器も購入予定である。・それらを応用した研究を推進していく予定である。
公共事業の外部効果の法的統制と組織的合理性

1昨年度及び今年度の研究によって得られた新たな知見は以下の通りである。(1)公共事業の環境への悪影響が争われた訴訟の多くにおいては、裁判所は結果的には被告側が現実にも法的にも多元的な組織であることを重視した判断をしているが、それは意識的になされているとは確認できなかった。特に、国家賠償法2条が適用される場合、国の期間の違法性のある行動を捉えるのではなく、物的設備の「瑕疵」の有無が問われるため、判決の論理においても組織的多元性は触れられることがない。(2)現在の行政訴訟制度が、その基本構造として、政府が多元的な権力によって形成されていること、行政権だけに注目しても多元的な組織であり、その組織過程を通じて公益を代表しているということなどへの配慮を内包していることは確認された。但し、それが意図されたものであったか否かは、立法過程資料の精査によっても明らかにすることができなかった。(3)環境問題は、社会的有用性を持つ一連の過程から「非意思的」に発生することをその本質としているため、行政訴訟の基本構造と相容れない面を持つことは、主に原告適格論から実証できたと思われるが、従来の研究成果と比較して新規性が大きいかどうかは学界の評価を待ちたい。2以下の2点は今回の研究により問題が明確になった点である。以上の成果を踏まえての今後の課題となる。(1)公共事業の及ぼす環境への悪影響の法的統制においては、行政訴訟の基本構造と環境問題の本質との矛盾を解決することが要請される。これと同時に、「公共性」と「財産権保障」の調整メカニズムも必要となる。(2)行政権における情報収集と価値判断が「意識的」か否かが、法的統制方法の選択の上で重大である。平成10年度においては、以下の研究を行い、次年度の研究の基礎を形成したが、課題も残存している。1我が国の重要判決の徹底的分析重要判決(大阪国際空港訴訟・厚木基地訴訟・羽田空港訴訟・国道43号線訴訟など)の徹底的分析と、その他の判決の悉皆的調査によって現在の裁判所の判断を左右している要素について検討し、公共事業の環境への悪影響が争われた訴訟の多くにおいては、裁判所は被告側が現実にも法的にも多元的な組織であることを重視した判断をしていることを実証しようとした。しかし、確かに、裁判所の考慮要素の中には組織論的視点によって的確に理解できるものが多く含まれることは明らかになったものの、組織論的視点以外からの説明も可能であるため、別の手法による裏付調査の必要性が明らかになった。2伝統的ドイツ行政法学の構造とその日本への継受我が国の行政訴訟制度の基礎を形成したオットー・マイヤー行政法理論と、現行法である行政事作訴訟法の立法過程についての資料収集と組織論的検討を行い、現在の行政訴訟制度は、その基本構造として政府が多元的な権力によって形成されていること、行政権だけに注目しても多元的な組織であって、その組織過程を通じて公益を代表しているということへの配慮を内包していることを実証しようとした。このことから、上記の組織論的視点の考慮が、行政訴訟の基本的構造に根ざすものであることは明らかにできたと思われるが、制度形成の沿革の中で意識されていたか否かについては確たる証拠を見いだすことはできなかった。
レトロウィルスで癌化した細胞におけるエピジェネティックな変化

ラット線維芽細胞3Ylをラウス肉腫ウィルス(RSV)でトランスホ-ムしたH21細胞からは、比較的容易にリバ-タントが分離でき,そこからまた再トランスホ-マントが分離できる。ノ-ザンブロットでRSVの転写物を調べると,リバ-タントでは全て検出レベル以下にシャットオフされている。トランスホ-マントでは,RSVで本来予測されるmRNA(38S,28S,21S)以外に18S,15Sの異常に小さいRSV由来の転写物が認められる。この異常なサイズのmRNAの起源とH21におけるRSVの転写調節機構を明らかにするためにクロ-ン化したプロウィルスを調べたところ,H21には1本の完全なゲノムと欠損型のゲノムが存在し、異常なサイズのmRNAは欠損型に由来する。即ち、調べた限りのH21の亜株では,染色体上の別の場所に存在する2つのRSV分子の転写のON,OFFが同期している。欠損型ウィルスは,src遺伝子の極く一部のみを持つだけなので細胞のトランスホ-メ-ションは完全型のプロウィルスからのsrc遺伝子発現による。クロ-ン化した種々の断片を用いてトランスホ-マント,リバ-タントのDNAのメチル化をサザンブロットで比較したところ,プロウィルスより上流の細胞のDNAや,pol,env,srcといったウィルス中央部ではほとんど差が認められないが5'及び3'LTR周辺のメチル化の程度がリバ-タントで高い。MspIで切断し,LTRをプロ-ブとして用いたサザンブロットで,約1.2kbのバンドがリバ-タントに特異的であったが、これは完全型プロウィルスの5'LTRU5内部のMspI切断部位のメチル化によることが分った。一方、RSVプロウィルスを約10コピ-持つXC細胞からも、形態的に異なる細胞が分離でき、それらの間でRSVの転写量が異なる。この場合も、転写量の多い株で,LTRのメチル化が低くなっていた。
ビタミンC不足に伴う骨質低下が進行性下顎頭骨吸収の発症に及ぼす影響と予防法の開発

進行性下顎頭骨吸収(PCR)とは、下顎頭の著明な吸収像を特徴とする病態で、下顎後退症の発症や下顎骨前方移動術後の後戻りの主たる原因として注目されており、その発症には下顎頭部にかかる力学的負荷の量と負荷に対する骨の許容力(骨強度)が関与している。また、近年コラーゲン架橋の質と生体アパタイト(Biological Aptite, BAp)結晶の配向性によって規定される骨質が骨強度の約30%を担っているとして注目されている。本研究では、ビタミンC合成能が欠如した突然変異ラットであるOsteogenic Disorder Shionogi (ODS)ラットを用いて、ビタミンC不足からI型コラーゲン生成不全や骨芽細胞の分化抑制が骨質に及ぼす影響ならびに下顎頭に負荷をかけた時の下顎頭への影響を解明するとともに、PCRの予防法を開発することである。ODSラットは、1mg/mlの濃度のビタミンC添加水を自由摂取させることで正常に発育するが、0.1mg/mlを下回る濃度の添加水の場合ビタミンC欠乏症を引き起こす。ODSラットのビタミンC摂取を制限することにより、骨形成の低下も引き起こす報告があるため、まずはビタミンC摂取量の違いが骨質に及ぼす影響について検討した。ODSラット生後5週齢よりビタミンCを含まない食餌(C-free Diet)を投与するとともに異なるビタミンC濃度の飲水を与える3群(抵投与群:0.5 mg/mlビタミンC含有水、適正投与群:1.0 mg/mlビタミンC含有水、高投与群:2.0 mg/mlビタミンC含有水)に分けて10週齢まで飼育した。飼育期間中の体重は3群間で明らかな差を認めなかった。10週齢時に屠殺し、マイクロCTで下顎頭を撮影・分析したところ、3群間で下顎頭形態や骨梁の微細構造に明らかな差は認められなかった。ビタミンC濃度の飲水を与える3群間でマイクロCTでは下顎頭形態や骨梁の微細構造に明らかな差は認められなかった。さらに、同ラットの下顎頭をHE染色ならびにALPなどの免疫染色、TRAP染色等を施行して組織学的評価を行っている。今後、より大きい濃度差のビタミンC含有水を用いた追加実験を行うとともに、10週齢時に右側顎下部に切開を加え下顎骨体部において骨切りを行い、骨延長装置を装着して5日後より1回0.175mmの骨延長を1日2回、10日間かけて合計3.5mmの骨延長を行い、骨質の違いによる下顎頭部へのメカニカルストレスの影響を検索する。2019年4月19-21日に開催された第73回日本口腔科学会学術集会の参加旅費
ポリオールマクロライド化合物の絶対配置決定および新しい絶対配置決定法の確立

Streptosporangium albidumが生産するポリオールマクロライド,アキュレキシマイシンは1,3-ポリオール鎖を基本骨格とした30員環のマクロライド化合物で,アグリコン部分には20個の不斉炭素が存在する.一般にマクロライド化合物の絶対配置はx線結晶解析により決定されている場合がほとんどで,結晶化しにくいポリエンおよびポリオールマクロライドはほとんど絶対配置が決定されていないのが現状である.著者は,アキュレキシマイシンの全絶対配置を決定することを目的として本研究を進めている.アキュレキシマイシン本体を用いた絶対配置決定は困難であるため,オゾノリシス,過ヨウ素酸酸化などの選択性の高い分解反応により取得された1,3-ポリオール化合物を用い,相対配置決定はRyconovsky法によりまず水酸基の相対配置およびアセトナイド環のコンホメーションの決定を行った.メチル基の相対配置はアセトナイド環のコンホメーションがチェア型をとる場合は^3J_<HH>の結合定数から,ツイストーボ-ト型をとる場合は2位の側鎖と両端のオキシメチン水素とのNOEの有無を調べることにより決定した.絶対配置は水酸基の数に応じて手法をかえ,偶数個の場合は励起子カイラリテイィー法を,奇数個の場合は改良モシャー法を適用した.一般に,励起子カイラリティー法は2個の不斉およびそれらの相対配置が関係すると言われているが,不斉炭素が一個しか存在しない場合でも2個のベンゾエ-トを導入すれば,その不斉炭素の絶対配置を反映したコットン効果を示すことから,本法は施光度ど同様な感覚でかつ非経験的にその符号を知ることができた.2個の水酸基にベンゾエ-トを導入することが困難な場合でも,CDスペクトルにおける良好な加成性を利用したCD差スペクトルを測定することで絶対配置を決定した.またモシャー法は一義的にある二級水酸基の絶対配置が決定できることから,これらの手法を相補的に適用することにより全ての絶対配置を決定した.アキュレキシマイシンの分解反応生成物の1個はスポラヴィリジンからも取得され,両者を比較することにより,スポラビリジンの一部の絶対配置も明らかとなった.また,アキュレキシマイシンから所得された分解反応の中には,ポリオールやポリエンマクロライド化合物の分解から取得される生成物と類似したものもあり,この手順で行うことによる絶対配置も決定可能と考えている.Streptosporangium albidumが生産するポリオールマクロライド,アキュレキシマイシンは1,3-ポリオール鎖を基本骨格とした30員環のマクロライド化合物で,アグリコン部分には20個の不斉炭素が存在する.一般にマクロライド化合物の絶対配置はx線結晶解析により決定されている場合がほとんどで,結晶化しにくいポリエンおよびポリオールマクロライドはほとんど絶対配置が決定されていないのが現状である.著者は,アキュレキシマイシンの全絶対配置を決定することを目的として本研究を進めている.アキュレキシマイシン本体を用いた絶対配置決定は困難であるため,オゾノリシス,過ヨウ素酸酸化などの選択性の高い分解反応により取得された1,3-ポリオール化合物を用い,相対配置決定はRyconovsky法によりまず水酸基の相対配置およびアセトナイド環のコンホメーションの決定を行った.メチル基の相対配置はアセトナイド環のコンホメーションがチェア型をとる場合は^3J_<HH>の結合定数から,ツイストーボ-ト型をとる場合は2位の側鎖と両端のオキシメチン水素とのNOEの有無を調べることにより決定した.絶対配置は水酸基の数に応じて手法をかえ,偶数個の場合は励起子カイラリテイィー法を,奇数個の場合は改良モシャー法を適用した.一般に,励起子カイラリティー法は2個の不斉およびそれらの相対配置が関係すると言われているが,不斉炭素が一個しか存在しない場合でも2個のベンゾエ-トを導入すれば,その不斉炭素の絶対配置を反映したコットン効果を示すことから,本法は施光度ど同様な感覚でかつ非経験的にその符号を知ることができた.2個の水酸基にベンゾエ-トを導入することが困難な場合でも,CDスペクトルにおける良好な加成性を利用したCD差スペクトルを測定することで絶対配置を決定した.またモシャー法は一義的にある二級水酸基の絶対配置が決定できることから,これらの手法を相補的に適用することにより全ての絶対配置を決定した.アキュレキシマイシンの分解反応生成物の1個はスポラヴィリジンからも取得され,両者を比較することにより,スポラビリジンの一部の絶対配置も明らかとなった.また,アキュレキシマイシンから所得された分解反応の中には,ポリオールやポリエンマクロライド化合物の分解から取得される生成物と類似したものもあり,この手順で行うことによる絶対配置も決定可能と考えている.
弾性シェルの漸近挙動の研究とその制御可能性の数学理論

1.研究題目「弾性シェルの漸近挙動と制御可能性の数学的理論」に対する先行研究と本研究(1)弾性シェルの漸近挙動の先行研究弾性薄板の境界値問題の漸近挙動に関しては1970年代からフランスを中心に精力的に研究され,ほぼ完成と思われる.しかしながら,時間発展問題に関しては,2件のみ報告されており,いずれもフランスである.弾性シェルの境界値問題は1980年代,1990年代にかけて研究されている.時間発展問題は1件のみである.(2)弾性薄板の時間発展問題の漸近挙動に関しては,上述のように2件のみで,RaoultとFigueredo and Zuazuaのみである.(3)本研究では上記(1),(2)の現状に鑑み,弾性シェルの簡単なshallow shellsに的を絞り,発展方程式の漸近挙動とシェルの薄さε→0の漸近挙動について結果を得た.(4)更にshallow shellsの発展方程式の,シェルの薄さε→0の極限問題がKirchhoff-Love方程式の時間発展問題となる事を確認できた.また,その解に対する制御可能性について結果を得た.(5)上記研究結果の公表方式:先ずは2005年日本数学会の年会での口頭発表を皮切りに,結果に対する周囲の意見を聞きたい.論文投稿の準備中である.2.第2年度の研究方向(1)上述の研究はshallow shellsに的を絞り行われた.そこでより変形が大なる,membrane shellsについて上記と同様にシェルの薄さε→0の漸近挙動について時間発展問題の漸近挙動,とりわけ極限問題の存在を確定する.(2)次にその極限問題の解に対する制御可能性についての結果を得ることが課題である.1.研究題目「弾性シェルの漸近挙動と制御可能性の数学的理論」に対する先行研究と本研究(1)弾性シェルの漸近挙動の先行研究弾性薄板の境界値問題の漸近挙動に関しては1970年代からフランスを中心に精力的に研究され,ほぼ完成と思われる.しかしながら,時間発展問題に関しては,2件のみ報告されており,いずれもフランスである.弾性シェルの境界値問題は1980年代,1990年代にかけて研究されている.時間発展問題は1件のみである.(2)弾性薄板の時間発展問題の漸近挙動に関しては,上述のように2件のみで,RaoultとFigueredo and Zuazuaのみである.(3)本研究では上記(1),(2)の現状に鑑み,弾性シェルの簡単なshallow shellsに的を絞り,発展方程式の漸近挙動とシェルの薄さε→0の漸近挙動について結果を得た.(4)更にshallow shellsの発展方程式の,シェルの薄さε→0の極限問題がKirchhoff-Love方程式の時間発展問題となる事を確認できた.また,その解に対する制御可能性について結果を得た.(5)上記研究結果の公表方式:先ずは2005年日本数学会の年会での口頭発表を皮切りに,結果に対する周囲の意見を聞きたい.論文投稿の準備中である.2.第2年度の研究方向(1)上述の研究はshallow shellsに的を絞り行われた.そこでより変形が大なる,membrane shellsについて上記と同様にシェルの薄さε→0の漸近挙動について時間発展問題の漸近挙動,とりわけ極限問題の存在を確定する.(2)次にその極限問題の解に対する制御可能性についての結果を得ることが課題である.
平安期における文学と美術の相互関係―文献と文献に近似する現存美術作品からの探求―

本研究では、文献と絵画の調査を行った。文献については、主として平安・鎌倉期の歴史資料と文学作品を対象に、絵画に関する記述を抜き出して整理した。絵画については、主として現存する絵巻・屏風絵・障子絵を対象に、屏風歌などの文献の説明と似通う絵を、抜き出して整理した。とくに、絵画を広く調査したことにより、平安期の屏風絵の構図とかなり近いものを見出すことができた。それを参考に絵と歌の関係を再考した結果、たとえば「網代」について、その典型的な光景が、絵と歌の相互作用により形成されていったことを明らかにした。(1)文献の収集整理について...823項目をエクセルでコンピュータ入力を行うことができた。1〈文学作品の収集整理〉以下の作品について、美術に関する記述を収集してエクセルでコンピュータ入力した。これらのデータから、平安時代の人々が文学作品に取り上げるに値するとみなした絵画や絵画的な光景が、おおよそ判明してきた。【作り物語など】夜寝覚物語・わが身にたどる姫君・松陰中納言・栄華物語・連歌論集・室町物語草子集【説話】撰集抄【芸能】謡曲集・狂言集・能楽論集【漢詩文】本朝文粋2〈歴史資料の収集整理〉以下の作品について同じくコンピュータ入力した。これらのデータから、平安時代の人々の生活実態に即した絵画や絵画的光景が、おおよそ判明してきた。【歴史】日本書紀・風土記・政治要略・朝野群載・平安遺文・殿暦・民経記・経俊卿記・明月記(巻一)・建内記・猪隈関白記・岡屋関白記・愚昧記・御産部類記・九条家歴世記録・仙洞御移徒部類記・大日本古文書【故実書】禁秘抄・類聚雑要抄・安政御造営記・鳳見鳳闕図説・大内裏図考証(上)【叢書】故事類苑文学部絵画(2)美術作品の収集整理について...図書を対象に、屏風歌の題材となった絵に近い画像や、文学と美術の相互関係を知る上で有用な画像を調査し、スキャナーを用いてコンピュータに取り込みつつある。1〈絵画資料〉源氏物語絵巻・寝覚物語絵巻・年中行事絵巻・法然上人絵伝(上)2〈工芸品等〉正倉院御物(3)先行研究の調査収集について...屏風歌の題材となった年中行事のうち、以下の先行研究を入手した。〈年中行事〉七夕・八月十五夜・盂蘭盆会・駒牽・相撲節会・亥子餅・月次祭・大嘗祭・追儺(1)文献の収集整理について...前年度に引き続き、新たに300項目をエクセルでコンピューター入力した。作品名は次のとおり。【故実書】大内裏図考証(上)(前年度の残り)・大内裏図考証(下)【歴史】明月記(建久元年寛喜元年)『大内裏図考証』は広く絵画関係の資料を収集した故実書であり、本研究者がこれまで見落としてきた資料を示してくれていた点で、非常に有益であった。『明月記』では、とくに「藤原俊成九十賀屏風」「最勝四天王院名所障子和歌」関連の記事を収集整理することができたことが収穫であった。(2)美術作品の収集整理について...前年度に引き続き、図書を中心に、屏風歌の題材となった絵に近い画像や、文学と美術の相互関係を知る上で有用な画像を調査した。画像を取り込んだ作品名は次のとおり。【絵画資料】『源氏物語絵巻』『寝覚物語絵巻』の見落としていた箇所。また、画像加工ソフト「フォトショップ」の操作法をインストラクターの指導の下で習得した。それによって、取り込んだ画像を合成することや、画像に文字情報を加えることなどが可能になった。(3)先行研究の調査取集について...「州浜」は、屏風絵の風景・歌合の風流の作り物・意匠などにしばしば用いられた重要な題材である。今年度はとくに「州浜」に着目し、選考文献を入手した。研究実績の概要(1)文献の収集整理について...776項目をエクセルでコンピュータ入力を行うことができた。〈文学作品の収集整理〉以下の作品について美術に関する記述を収集してエクセルでコンピュータ入力した。【作り物語】源氏物語の後半部分・落窪物語・夜の寝覚・とりかへばや物語・浜松中納言物語【擬古物語】住吉物語・風に紅葉・浅茅が露・海人の刈藻・風につれなき・木幡の時雨・苔の衣・しら露・しのびね【歴史物語】栄華物語・大鏡・今鏡・増鏡【日記】紫式部日記・更級日記・讃岐典侍日記・建礼門院右京大夫集・とはずがたり・中世日記紀行集【評論・歌論】袋草紙・無名草子・歌論集【随筆】方丈記・徒然草【説話】日本霊異記・今昔物語集・古事談・宇治拾遺物語・十訓抄・沙石集【軍記物語】陸奥話記・平治物語・平家物語・曽我物語・義経記・太平記【漢詩文】懐風藻・田氏家集・菅家文草・本朝文粋・本朝続文粋・本朝無題詩【その他】仮名草子集〈歴史資料の収集整理〉

以下の作品について美術に関する記述を収集してエクセルでコンピュータ入力した。【漢文日記】九暦・小右記・御堂関白記・後二条師通記・中右記・殿暦【その他古文書】類聚三代格・平安遺文(2)先行研究の調査収集について...屏風歌の題材となった年中行事のうち、以下について先行する研究を調査し入手した。〈年中行事〉正月宴・大饗・子日の遊び・賭弓などの弓の行事・初午稲荷詣・石清水臨時祭・藤花の宴・大神祭・端午節会・六月祓・駒牽き・十五夜月見・十三夜月見・盂蘭盆会・七夕・重陽の宴・残菊の宴・五節・賀茂臨時祭・仏名・追儺(1)文献の収集整理について...研究の当初より行っていた文献の収集整理は、文学的な文献についてはほぼ終わっている。歴史的な文献の収集ももうすぐ終わる見込みである。(2)美術作品の収集整理について...当該年度は、刊行された絵巻類・展覧会図録を中心に調査し、画像データとして収集整理した。とくに、京都御所の屏風絵・障子絵に、平安時代の屏風絵に関連する図柄が多くあり、それを収集整理できたことが大きな収穫であった。その他、「神護寺山水屏風」・各種「洛中洛外図屏風」・「月次絵」、「石山寺縁起絵巻」「法然上人絵伝」などの絵巻に、本研究にとって有効な絵を見出すことができた。(3)先行研究の調査収集について...当該年度において集中的に調査・取集した先行研究は、京都御所の屏風絵・障子絵について、および執筆した論文のテーマ「網代」についてである。(4)論文の執筆について...画像データの収集整理は全体からみるとまだまだ不十分であるが、画像データがある程度集まった絵柄について、論文の執筆を開始した。当該年度に執筆を終えた論文は、「平安中期の屏風絵と屏風歌の関係ー網代を例としてー」(『詞林57号』大阪大学古代中世文学研究会発行平成27年4月)である。本論文は、先行研究で言われてきた、歌が元になって屏風絵が描かれたという状況に加えて、屏風絵と屏風歌が相互に作用しあって絵が変わり歌が変わっていった状況を、「網代」という晩秋の題材に注目して明らかにしている。(1)文献の収集整理について...文学的な文献、歴史的な文献について、収集し入力し終えた。(2)美術作品の収集整理について...前年度に引き続き、刊行された絵巻類・展覧会図録を中心に調査し、画像データとして入力していった。絵巻類では、有用な画像を多く見出すことができた。現在収集できている画像の種類には、次のようなものがある。樹木「梅・桜・松・藤・柳・竹・紅葉」など。草花「撫子・薄・萩」など。名所「逢坂、宇治、住吉、宮城野」など。風景「雪山、滝、浜松」など。動物「鹿、鶴、雁、雉」など。人の営み「田、筏、漁、鷹狩」など。年中行事「子日、稲荷詣、競馬、賀茂祭、駒引」など。また、いわゆる「画中画」という、絵に描かれた「屏風絵・障子絵・板絵」の例も多く収集することができた。これらは障壁画の実情を示す資料として、有益である。(1)文献データの収集...収集及びデータ入力は終えた。(2)文献データの整理...未着手である。有益な考察を得るために整理は不可欠な作業であるが、(2)の美術作品のデータ収集を優先しため、着手できなかった。(3)美術作品データの収集...昨年度は「遅れている」という状況であったが、鋭意進めた結果、「やや遅れている」まで回復した。
神経可塑性関連蛋白分解酵素,ニューロプシンの個体発生

神経回路の形成過程は多種多様な機能蛋白質が関与しており、細胞と細胞及び細胞と細胞外マトリックスの相互関係が軸索伸長・シナプス結合・シナプス固定及び離反等に極めて重要な意義を持つと考えられている。そこで本研究ではニューロプシン蛋白質の神経回路形成への直接関与を調べるため、平成8年度は次の実験を企画した。ニューロプシンmRNAの発現パターンにより胎生期の脳発達に本蛋白が重要であることを示唆された(Neurosci.Res.23(1995)345-351)ため、神経回路発達にニューロプシンが直接的に影響を与えているか否かを調べる目的で、ニューロプシン抗体(モノクロナール)を用い、“ニューロプシン蛋白質"の経時変化を中心に検討した。その結果、成熟マウス海馬のCA1,3領域の錐体細胞にニューロプシン免疫反応産物を認めた。反応産物は細胞体及び軸索突起に認められたが現在の所、どの微細構造に一致しているかどうかまでは確認できていない。今後、(1)初期発生の各ステージにおけるニューロプシンの動態を上記抗体を用いた免疫組織化学によって経時的に観察する。その際、電子顕微鏡を用いてシナプス領域を中心に観察する。(2)脳の切断等によって神経突起の伸展を阻害した際のそれらの発現を同様にin situハイブリダイゼーション、免疫組織化学法によって検討する。
リンパ造血器腫瘍に関与するゲノム異常領域責任遺伝子の分化増殖における役割

眼付属器粘膜関連リンパ組織(MALT)リンパ腫の6q23.3欠失領域から責任遺伝子TNFAIP3/A20を発見した。マントル細胞リンパ腫の30%、びまん性大細胞型Bリンパ腫のABCサブタイプの半数にもこの遺伝子欠失が認められた。遺伝子欠失はNF-kBの活性化をもたらすと推定された。そこで、発現をノックダウンするとNF-kBが活性化するので機能的にも証明できた。また、ノックダウンによりEBウイルス不死化細胞のコロニー形成能を高めたので、腫瘍化に関与することが明らかとなった。ゲノム異常領域の解明と責任遺伝子の単離という課題について、これまでに解析してきた症例のうち、眼付属器MALTリンパ腫に高頻度に認められる欠失領域として6q23.3領域を明らかにしていたが、この領域の責任遺伝子がTNFAIP3(A20)であることを明らかにした。TNFAIP3はNF-kappaBを抑制するを持っているので、TNFAIP3の欠失は結果として、NF-kaapBの活性化を引き起こすことが推測される。MALTリンパ腫に関与する染色体転座として、t(11;18)(q21;q21)[=API2-MALT1]、t(1;14)(p22;q32)[=BCL10-IgH]、t(14;18)(q32;q21)[=IgH-MALT1]が知られているが、これらは、免疫グロブリン受容体あるいはT細胞受容体からのシグナルを伝えるシグナル伝達系に関与し、いずれも、NF-kappaBの活性化を引き起こすことが知られている。今回のがん抑制遺伝子としてのTNFAIP3の発見はMALTリンパ腫発症にNF-kappaBの活性化がきわめて重要な役割を果たしていることを明らかにし、大変重要な知見である。また、6q領域の欠失はリンパ系腫瘍に高頻度に認められる欠失として知られていたが、今回の研究は世界に先駆けてその領域の原因遺伝子を解明した点でも意義が高い。本遺伝子の欠失がB細胞の分化と増殖にどのような意義があるかについて検討するため、様々な種類の悪性リンパ腫について検討を進めていく予定である。また、機能的な検討をするために、EBウイルス感染B細胞(EB-LCL)を用いて、SiRNAなどの手法を用いて、ノックダウンしどのような変化をもたらすかについて検討しつつある。予備的実験ではTNFAIP3をノックダウンすることでNF-kappaBの活性化が引き起こされることが示唆されている。1.ゲノム異常領域の解明と責任遺伝子の単離:眼付属器MALTリンパ腫に高頻度に認められる6q23.3欠失領域の責任遺伝子がTNFAIP3/A20であることを明らかにし、その後、他の病型の悪性リンパ腫にも高頻度に認められることを明らかにした。特に、マントル細胞リンパ腫(31%)とびまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL)のうちABC型(50%)に多い。これらは、NF-κBの活性化が起こっている可能性が高い。NF-κB活性化とのTNFAIP3欠失の相関について、免疫染色などによる症例での蛋白レベルでの検討が今後の課題である。2.責任遺伝子の細胞の増殖分化およびアポトーシスにおける役割の解明:TNFAIP3の腫瘍化における役割を解明する第一歩として、実験的にTNFAIP3をノックダウンすることで、その腫瘍化における役割を調べた。EBウイルス不死化B細胞株(かなり正常に近いと考えられる)を用いて、TNFAIP3をノックダウンしたところ、NF-κB活性化がおこり、抗アポトーシス機能も増強することが明らかとなった。また、TNFAIP3欠失リンパ腫細胞株にTNFAIP3を発現させるとNF-κBが抑制され、アポトーシスが誘導された。これらは、TNFAIP3の欠失が腫瘍化に有利に働くことを示している。起こった。正常リンパ造血器細胞に対する機能を調べるために、CD40 ligandを発現するfeeder細胞やサイトカインを用いた長期正常リンパ造血器細胞培養系を確立をこころみたが、一ヶ月程度で増殖が停止した。この培養系は正常細胞を用いる点で腫瘍化機能を調べるためには最適であり、今後も努力を続ける必要がある。本研究課題のもっとも大きな成果は、眼付属器MALTリンパ腫の特徴的な6q23.3欠失領域の責任遺伝子TNFAIP3/A20を見いだしたことであるが、その後の解析でMALTリンパ腫だけではなく、マントル細胞リンパ腫やABC型びまん性大細胞型リンパ腫にも認められるということを見いだしたことは大きな意義がある。すなわち、TNFAIP3は病型の決定に決定的には関与しないことが明らかになったことである。TNFAIP3遺伝子の欠失は結果的にNF-kappaBの活性化が関与することが想定されるし、実験的にもそれを証明してきた。今年度はNF-kappaBの活性化を起こす状況をEBVウイルス感染不死化

細胞に導入し、そのコロニー形成能を増強させる遺伝子の単離を試みた。また、マウス長期培養系を用いてこの遺伝子を導入し、発現ライブラリーをさらに感染させ、造腫瘍能を検討した。まず、IKKCAmutantを作成し、細胞株に導入し、NF-kappaBの活性化が起こることを確認した。本遺伝子単独導入細胞にライブラリーを感染させ、検討したが、現時点ではin vitro並びにin vivoで造腫瘍能の確認はできていない。今後は、IKKCA mutantに加えて、B細胞性の転座関連遺伝子、BCL2, MYCなどを動時に導入し、検討する必要が有ると考えている。今後の研究課題としては、ウイルス不死化細胞ではない細胞を用いる実験系を作成することが必要であることが一連の研究の成果により示唆された。具体的には、CD40を発現するNIH3T3細胞を用いて、正常B細胞を培養すると、1-2ヶ月の間、増殖が認められることを確認できたし、正常NK細胞を増殖させる系も確立しつつあるので、マウスのみ成らずこれらの細胞を用いた実験を検討することが重要であると考えている。
質感認知の初期脳メカニズム

独自の視覚刺激提示システム及び視覚野細胞反応の解析システムを構築し、マルチニューロン記録に適した視覚野細胞特性の計測法開発等により、初期視覚野と中次領野の細胞の刺激選択性と選択性生成のメカニズムを研究した。形状に対する選択性と質感に関係する選択性を分離を目指し本研究を実施した。高次元刺激パラメータ空間を効率的に探索する有力なアプローチを質感研究に適用した。さらに、単眼情報による質感知覚のメカニズムだけでなく、質感に関わる両眼情報処理機構の研究により、テクスチャーの両眼情報を検出する神経メカニズムの示唆を得た。自然物体が持つ複雑な刺激形状に関する情報と光沢等の質感の初期脳における情報表現を調べるため、極限まで単純化した質感刺激と解析法の開発を中心に研究を実施した。光沢感に密接に関係するハイライトにたいする視覚野細胞の反応と形の知覚メカニズムの物体形状の違いに対する反応とを区別して研究するためには、実験に使用する視覚刺激と解析法を工夫しなけれはならない。これらの刺激を生成・提示し、多くの細胞からのデータを記録するために、基本実験システムとソフトウエアの開発を行った。また、刺激の一つとして、2次元サイン波に光沢やテクスチャーを付加した刺激を開発した。光沢刺激の輝度分布は比較的少数のスペクトル成分に分解できる。こうした少数の成分の相互関係の中に光沢情報が埋め込まれていることを利用し、成分の相互関係と光沢感および細胞の反応の連関を調べる実験系を開発した。さらに、開発および実験と並行して、佐々木を中心に両眼での実験を行うための開発と実験準備を行った。両眼の実験に使用する刺激は、単眼のものと基本的に同様であるが、左右の刺激の成分の相互関係の数が単眼の2乗となるため、条件数をできるだけ減らす最適化を行い、実験の効果的な実施に備えた。後者の視覚野細胞の両眼特性に関しては、一次視覚野の個々の神経細胞が伝えている3Dステレオ立体視情報の詳細を、3次元空間において初めて完全な形でとらえることに成功し、神経細胞1個が伝える立体視情報の最小単位を明らかにした。また、3次元受容野の内部に複数の視差検出器を持つ細胞も割合にして1/3ほど存在することがわかった。光沢感に密接に関係するハイライトの形状や、さらには複雑な輝度分布に対する視覚野細胞の反応を、物体形状の違いに対する反応とを区別して研究するための一手法として、2次元ダイナミックランダムドット刺激に含まれる特定の輝度分布に対する反応を調べる新手法を開発した。この方法では刺激に含まれる複数の周波数成分の位相関係に着目し、位相の組み合わせに対する反応をしらみつぶしにマップ化する。このマップの形状から、輝度分布特異的な反応があるかどうかを調べることができる。ネコ一次視覚野の細胞について、この刺激により実験を行ったところ、この領野の細胞では複数周波数成分の組み合わせに関して、特殊な処理は行われておらず、従来のGabor型線形受容野モデルで充分説明可能な反応であることがわかった。この手法をネコ/サルにおいて、さらに高次の視覚領野の反応について、今後調べるための準備を行っている。別の実験では、テクスチャーの強弱からなる境界で定義される高次受容野の形を、逆相関法によって計測する実験を、佐々木を中心に両眼について同時計測するシステムを開発し、計測実験を行った。左右のテクスチャー受容野の形状データがえられつつある。また、フェーディング錯視の電気生理学的反映と思われる現象を一次視覚野の細胞で発見し、その空間・時間特性についての実験を行った。さらに、フェーディング錯視がヒトの知覚について持つ役割に関して、高い輝度のダイナミックレンジを実現するための機構の観点から心理物理実験を開始した。今年度の研究成果は以下の通りである。1.光沢やテクスチャー等の質感の知覚には、両眼視差を含む両眼情報の重要性が知られている。初期視覚野においては、これまで研究代表者が提案した視差エネルギーモデルが、視差選択性をもつ複雑型細胞のモデルとして広く使われて来たが、このモデルでは細胞の視差選択性の反応の説明が不十分であることも知られている。この原因が、モデルの持つ前段細胞のプーリングの評価が不十分であるとの仮説を提案し、その検証実験を行なった。この結果、視差エネルギーモデルを要素とする機能ユニットを空間周波数のバンドの領域で数個程度までプーリングしている細胞を発見した。このようなプーリングは、疑似対応点の排除に役立つことから、視差情報をより正確に表現する細胞特性の生成機構への示唆が得られた。2.佐々木を中心とする研究では、一次視覚野神経細胞がテクスチャの両眼立体視情報処理に役立っているか検討した。記録した細胞の中には、テクスチャ受容野プロファイルが左右眼で異なる神経細胞が見られ、一次視覚野の神経細胞がテクスチャの両眼立体視情報処理への寄与が示唆される。

論文作成に十分な細胞数が得られた。3.サルのV1, V2における周波数成分間の相互作用を調べるための、新たな刺激を開発した。この刺激は「ランダムガボールウェーブレット刺激」で、任意の動画像を表現可能な時間空間領域でのウェーブレット基底関数から、ランダムに選んだ一定数のウェーブレットを線形加算して作成した刺激である。この刺激に対するV1, V2野の細胞の反応の記録が大きく進行し、現在数10個の細胞からのデータが得られた。データの解析法を現在開発中で、今後はその結果を取りまとめる作業も行う。本課題の平成26年度の主要な成果は以下の通りである。1.時空間ガボールウェーブレット領域での逆相関法を開発した。本解析方法をサルV1, V2, MT野の細胞に適用した。V2野神経細胞は、最適方位と直交する方位でV1野神経細胞よりも強い抑制応答を示した。また、MT野神経細胞はこれら3領野の中で最も強い抑制応答を示し、最適運動方向とは反対方向から最も強い抑制を受けていた。(橋本ら)2.視覚世界はブロードバンドな空間周波数スペクトルを持つ。本研究では、V1においてこういった複数周波数チャンネルからの情報統合が起こっているかを調べた。解析の結果、眼間位相差が周波数に対して比例するような特性をもつ複雑型細胞が見つかった。また、単純型細胞においてはこの性質は見られなかった。(馬場ら)3.奥行方向に傾いた面の情報を表現するとみられる、両眼方位視差(IOD)情報の両眼統合を行なう細胞がV1に存在することを発見した。従来の視差エネルギーモデルを拡張し、同一の最適IODをもった複数方位チャンネルが統合されるモデルと整合する。(加藤ら)4.質感情報は複数の細胞の反応に担われるとの仮説の検討のため、多点電極により多数のV1細胞から同時記録を行い、発火の相互関係を調べた。相互相関解析と細胞の方位・空間周波数特性の計測により、皮質内での水平および垂直方向への情報伝達の時間経過を示す計測結果を得た。(Tanaka et al. 2014)5.サル弱視モデルにおいて片目に画像のボケを与えた生育環境の影響について、個々のV2細胞の方位・空間周波数選択性を調べた。LSRC法により検討した結果、正常サルと比較して、画像ボケにより受容野内の選択性の一様性の乱れが生ずることを明らかにした。(Tao et al.2014)今年度の研究成果は以下の通りである。1.研究分担者の佐々木を中心とする研究では、一次視覚野神経細胞のテクスチャ受容野のプロファイルを両眼ともに新たに開発した方法により計測し、これらの細胞がテクスチャの両眼立体視情報処理に役立っているか検討した。記録した細胞の中には、テクスチャ受容野プロファイルが左右眼で異なる神経細胞が見られた。このことから、一次視覚野の神経細胞がテクスチャの両眼立体視情報処理に寄与していることが示唆される(ポスター:佐々木)。
利用者要求に基づいた異種情報資源へのアクセス手法の最適化に関する研究

電子図書館システム,Web検索システムなどを利用者がどのようにえて利用しているかを,利用記録,ビデオ映像での様子,インタビューなどを通して明らかにした.その結果,利用者の意図が明らかになり,特に検索の履歴を活用することの有効性が示された.そこで,検索履歴を活用できる論文検索システムとWeb検索システムを作成し,評価を行なった.論文検索システムは,機関リポジトリ横断検索システムとして実験的に公開し,一般利用者に利用してもらった.電子図書館システム,Web検索システムなどを利用者がどのようにえて利用しているかを,利用記録,ビデオ映像での様子,インタビューなどを通して明らかにした.その結果,利用者の意図が明らかになり,特に検索の履歴を活用することの有効性が示された.そこで,検索履歴を活用できる論文検索システムとWeb検索システムを作成し,評価を行なった.論文検索システムは,機関リポジトリ横断検索システムとして実験的に公開し,一般利用者に利用してもらった.本研究では,特に多様な異種情報資源を横断的に扱うシステムにおいて,利用者の視点をシステム設計に反映させることにより,利用者に最適な情報アクセス手法を提供することを目的とする.今年度は,博物館・史料館・図書館などの保持する文化情報資源の横断検索システムに対する利用者の情報探索行動の分析,および,学術情報を提供する約70大学の機関リポジトリの横断検索システムに対しての情報探索行動調査を実施した.文化情報資源の横断検索システムに対する利用者の情報探索行動の分析では,利用者毎・検索要求毎に特徴を分析し,検索エレメントの使用方法と検索キーワードの特徴を抽出すると同時に,検索プロセスの類型化を試みた.検索プロセスには「ターゲットの確認」,「試行錯誤」,「裏付け」といった要素があり,これらが利用者毎に繰り返され,全体のプロセスを作り上げている.これらのプロセスは,利用者毎の違いよりも課題毎の違いが大きく,このような利用者調査では課題の影響が大きいことも分かった.また,機関リポジトリの横断検索システムに対する調査では,二つの検索課題を設定し,発話思考法により検索プロセスを調査した。機関リポジトリ横断検索システムでは,過去の自分と他のユーザの検索をトレースする機能があり,このような機能が検索プロセスに与える影響について予備的な分析を行った.課題は(1)過去に自分が検索したテーマに関連するテーマと(2)過去に他のユーザが検索したテーマを設定した.その結果,(1)に比較して(2)の課題で,システムのトレース機能が有効に働くことが分かった.ビデオを分析したところ,他のユーザの検索プロセスを有効に利用して適切な情報へたどり着くことがみられ,検索プロセス共有の有用性が示された.本研究では,特に多様な異種情報資源を横断的に扱うシステムにおいて,利用者の視点をシステム設計に反映させることにより,利用者に最適な情報アクセス手法を提供することを目的とする.今年度は,昨年度に引き続き,博物館・史料館・図書館などの保持する文化情報資源の横断検索システムに対する利用者の情報探索行動の分析,および,機関リポジトリの横断検索システムに対しての情報探索行動調査と分析を実施した.さらに,これらの分析結果を利用し,機関リポジトリ横断検索システムの設計を行なった.文化情報資源の横断検索システムに対する利用者の情報探索行動の分析では,利用者毎・検索要求毎の検索プロセスの類型化から「ターゲットの確認」,「試行錯誤」,「裏付け」といった各要素で多く利用される検索手法について分析した.残念ながら,これらの結果は,利用者毎の違いと検索課題毎の違いが大きく,傾向を捉えることはできなかった.一方,機関リポジトリの横断検索システムに対する発話思考法調査の分析結果からは,他のユーザの検索プロセスを有効に利用して適切な情報へたどり着くことがみられた.ただし,他のユーザが誰かということが重要な要素であることも明らかとなり,他のユーザをまとめてしまうことの問題点が明らかとなった.また,これらのプロセスを分析することによって,検索結果の色分け,検索画面の遷移,関蓮検索条件の定義などについての知見を得た.これを元に,システムを実装し,機関リポジトリ横断検索サービスとして公開した.本研究では,多様な異種情報資源を横断的に扱うシステムにおいて,利用者の視点をシステム設計に反映させるとことにより,利用者に最適な情報アクセス手法を提供することを目的とする。本年度は,1)機関リポジトリ横断検索システムによる検索履歴共有の効果の検証,2)検索結果の重複表示を行なうWeb検索支援システムの評価,3)利用者の視線に着目した探索行動分析,4)人文学研究資料の分析によるアクセスの最適化についての検討,を行なった。1)では他人の履歴を参照する行動が多く見られた。特に,自分が知らないテーマでは,自分の履歴よりも他人の履歴を重視する傾向がみられ,履歴共有の効果が現れた。一方,2)により,過去の検索結果との重複度合いを提示するシステムを実装し評価を行なった。その結果,通常の検索システムと比べると,検索クエリを多く人力し試行錯誤する様子が観察された。一方で,検索結果数には大きな違いは無く,効率には影響がなかった。以上から,履歴が重要な役割を果たす一方で,その適切な利用には現在のインタフェースでは不十分なことが明らかとなった。3)では利用者の視線を計測し,探索中の視線の動きから利用者の行動を吟味した。利用者は良く知っている部分では視線が停留し,なじみのないところでは視線が複雑に動くことが観察された。最後に,4)では特に人文科学系の異種情報資源へのアクセスを検討する目的で,人文系の論文をもとに資料間の新たな関係を定義できるかどうかを検討した。その結果,6種類170個の観点を得ることができた.これらを基に人文科学系の資料アクセスシステムの構築が可能となった。
ナノポアトラップ法を利用した包括的１細胞解析法の創成

本研究では、ナノスケールの細孔(ナノポア)による電気的単一粒子捕捉技術(ナノポアトラップ法)を一細胞解析へと発展させることを目指した。本年度は、ナノポアトラップ法において捕捉された検体の挙動を調べるため、2種の異粒径カルボキシ基修飾ポリスチレン標準微粒子の捕捉を行い、ポアを流れるイオン電流コンダクタンスの電圧依存性を確認した。各検体の形状は同じであることから、同様の依存性を示すと考えていたが、実際にはその傾向は大きく異なっていた。詳細な解析のため、有限要素法によるシミュレーションを行ったところ、コンダクタンスは類似しているものの、粒子位置が乖離している電圧条件が存在した。それぞれのζ電位は類似していたことから、体積の支配的な寄与が示された。また、粒子挙動とコンダクタンスは対応していることが明らかとなり、溶液中においても、電圧制御を介して粒子の位置制御が可能であることが示唆された。加えて、追加で行った多種粒子計測から、ナノポアトラップ法では体積・表面電荷の両方の要素が関与しており、一方を指標とした識別には他方が類似している必要があることも明らかとなった。以上本研究により、ナノポアトラップ法による一細胞の捕捉および、単一粒子の体積を指標とした識別を実証するとともに、溶液中におけるナノ-マイクロスケールでの粒子位置制御の展望を拓いた。微小な検体を体積等の情報を得ながら捕捉できるとともに、位置制御可能であることは、他の分析手法との組み合わせにおいても有用であると考えられる。本研究により、ポアというナノ空間において、電気泳動力や電気浸透流の抗力のバランスを介して、検体体積の違いがイオン輸送へと与える影響について知見が得られた。また、本研究成果は、近年問題となっているPM2.5等の空気中有害微粒子や、海洋中マイクロプラスチックなどの分析にも寄与すると考えられる。本研究課題は、ナノ-マイクロスケールの細孔(ポア)に単一の細胞を電気的に捕捉し、その際のイオン電流変化から細胞の低侵襲なリアルタイム状態分析を行うことと、ポアに組み込んだ横方向電極を利用したパルス電場による細胞への干渉を行い、一定の状態制御を行う包括的な1細胞解析法を創成することを目的としている。本年度は、低アスペクト比ポアデバイスを用いた細胞捕捉の計測系構築とその実証を行った。微細加工技術により、フリースタンディングな窒化膜にポアを作製し、マイクロ流路を有するシリコーン樹脂(PDMS)ブロックを貼り合わせることでイオン電流計測のためのポアデバイスとした。通常ポアを用いた計測では、検体通過時のイオン電流変化を分析の指標にしているが、本研究課題ではポア径を検体よりも小さく設計することにより、1細胞レベルでの捕捉を可能にしており、電圧の極性を反転させることで簡便な捕捉脱離を行っている(ナノポアトラップ法)。当該プロセスを実施するために、電圧印加及びイオン電流計測のためのプログラムを新規に作成し、カルボキシ基修飾ポリスチレン微粒子(粒子径6 μm)での検証を行い、微粒子の捕捉脱離を確認した。生体試料へ適用可能かを確認するため、ラット副腎褐色細胞種由来の細胞(PC-12)の培養系の構築も行い、1細胞状態にした細胞分散液の計測を行った。その結果、1細胞の捕捉に由来すると考えられるイオン電流の減少が確認された。これによりナノポアトラップ法が当該細胞に対しても適用可能であることを実証した。計測対象となっている細胞のための培養環境を一から構築し、そのハンドリングについても指導を受け習得した。また、本研究課題で用いるナノポアトラップ法が細胞に対しても適用可能であることを実証した。その際、計測・解析プログラムも刷新した。従来のものより拡張性を持たせ、来年度の目標となるパルス電場印加のプロセスも組み込めるようにしており、来年度の研究の円滑な遂行に資すると考えられる。横方向電極組込ナノポアについても作製法は既に確立している。

本研究により、ポアというナノ空間において、電気泳動力や電気浸透流の抗力のバランスを介して、検体体積の違いがイオン輸送へと与える影響について知見が得られた。また、本研究成果は、近年問題となっているPM2.5等の空気中有害微粒子や、海洋中マイクロプラスチックなどの分析にも寄与すると考えられる。当該年度までに得られた成果を踏まえ、引き続き、細胞の捕捉時及び捕捉中のイオン電流変化の分析を進める。なお、本研究課題では検体の通過イベントも分析の対象としているが、現在の計測系では時間分解能に不足がある。この状況の改善のために、新規に高精度のソースメジャーユニット(SMU)を導入する予定である。また、パルス電場の印加については、当該のSMUもしくは現有の波形発生器を活用することを考えている。