hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多次元解析による仏像の造像様式の解明

具体的には、11世紀前半に仏師定朝により完成された和様の様式(定朝様式)と、定朝以前の造像様式、定朝以後の12世紀後半からの鎌倉様式の三つの造像様式の違いを数量的な観点から明らかにすることを試みる。本年度は分析対象の仏像の選定、写真の収集、解析法の検討を中心に研究を進めた。データ取得・解析の困難さを考慮し、まず仏像の頭部に焦点を絞り、平安時代後期、鎌倉期の40体の仏像の正面及び側面写真から、目、鼻、口、眉、顔の輪郭など造像様式を把握するための形状に関する16か所の位置を計測し、これらのデータから仏像(写真)の大きさに関係しない3つの計測点間の角度を求めて主成分分析で解析し、造像様式の違いを検討した。ただ計測に用いた写真が必ずしも真正面から撮影されているとは限らないという問題が考えられるため、写真撮影時の上下や左右のぶれの影響を調べ、計測値の補正方法を検討した。また仏像頭部の部位の測定値という数量的データの解析に加え、形状の定性的データを用いた造像様式の特徴把握も検討した。本研究の目的は、美術、仏教研究において重要な位置を占める仏像の造像様式の変遷について、仏像の頭部の形状を多次元解析法で解析することにより、仏像の像造様式に関する従来の定性的研究の成果を数量分析の観点から検証し、3次元の物体の形状への数量的研究の必要性と重要性を明らかにする点にある。具体的には、これまでの仏像研究で指摘されてきた、11世紀前半に仏師定朝により完成されたとされる和様の様式(定朝様式)と、定朝以後の12世紀後半からの鎌倉様式の造像様式の違いを数量的な観点から明らかにすることを試みた。仏像は5種類に分類されるが、本研究では分析対象の仏像を如来像に絞り、その頭部形状のみを分析することとした。分析に用いたのは、像造銘記により制作年代が明確な平安時代後期の仏像13体、鎌倉時代20体の計33体である。現時点では多数の仏像頭部の3次元情報を得ることは不可能であるため、各仏像に関し、頭部の正面写真、側面写真の2枚の写真を用い、目、鼻、口、耳など顔の部位の位置情報から3点間の角度情報を求め、二つの時代間の違いが現れていると思われる角度をまず見出し、それらを主成分分析にかけることによって、数量的な観点から総合的に二つの時代の如来の顔の形状の違いを明らかにすることを試みた。その結果、顔の面長さに平安時代後期と鎌倉時代の像造様式の違いが見られるという結果が得られた。この結果は従来の定性的研究結果を裏づけており、今後の数量的観点からの仏像研究の信頼性を保証するものと考えられる。文化情報学本年度は仏像の目の形状を対象に形状認識のツールとして有効と思われた楕円フーリエ級数の応用に重点を置き分析を進めたが、平安期と鎌倉期の造像形式の違いを明確にする迄には至らなかった。しかし研究を進めていく過程で今後の研究遂行上の問題点が幾つか明らかになった。まず分析が順調に進まなかった原因として、仏像頭部写真からの目の形状の切り出しにおいて、頭部写真が真正面から撮られていないことにより目の形状が歪んでいる可能性があったことと、形状の切り出しが安定していないことが原因でデータの精度に問題があったことが考えられた。撮影角度のずれが原因で生じる目の形状のゆがみに関しては、撮影角度のずれを算出し、そのずれの角度を用いて、真正面から撮られていない頭部写真の顔の部位の位置情報を、真正面から撮られた場合の位置情報に変換する補正式は作成済みである。また楕円フーリエ級数の特徴を十分把握していなかつたことも原因の一つと考えられる。この点に関しては、いろいろな形状を楕円フーリエ級数で分析するシュミレーションを行い、楕円フーリエ級数の振る舞いを調べたが、十分に特徴を把握することは出来なかつた。更に目の形状以外に頭部全体の造像様式を把握するには、頭部のどの部分に着目すべきかに関し幾つか分析を試みたが、残念ながら良い結果は得られていない。
プロテアソーム構造変換による植物のストレス適応能力の解明

26Sプロテアソームは,タンパク質の能動的分解システムの実行機械である。植物のストレス適応に関与するプロテアソームの構造変換機能の解明を実施した。植物プロテアソームに関する詳細なプロテオーム解析を実施し,各サブユニットの同定と定量化を実現した。この手法を病原体感染時等に適用し,重複するサブユニット分子間の量的変動と高頻度の翻訳後修飾について明らかにした[J. Proteome Res. 2013]。これまで哺乳類では,病原体感染時に「免疫プロテアソーム」の出現が報告されていたが,この発見は,植物においても,外的環境変化に応答したプロテアソーム構造の変動により機能適応が実現することを証明した。本研究では,植物のストレス適応に関与するプロテアソームの構造変換機能の全容解明を目指し,1)プロテオミクスを用いたプロテアソームサブユニット構造変換の解明,2)プロテアソーム相互作用ネットワークの解明,3)SCFタイプE3についての網羅的な解析,の3課題を実施した。1)プロテアソームパラログ分子の量比が環境変化によってどのように変動していくかについて検討した結果,病原体エリシターflg22処理に伴うプロテアソームサブユニット変動についての研究を進め,サブユニットの酸化(カルボニル化)を検出した。2)本課題に関しては,すでにまとめの段階となっていて,論文作成,投稿を進めた。3)シロイヌナズナを用いて,ユビキチン/プロテアソーム依存的なタンパク質分解を制御するSCFタイプE3についての網羅的な解析である。これにより,シロイヌナズナでは多種類のSCFタイプ型E3が存在し,それらが各組織及び細胞内器官で特異的な役割を果たすと示唆される結果を得た。26Sプロテアソームは,ユビキチンカスケードを介したタンパク質の能動的分解システムの実行機械である。本研究では,植物のストレス適応に関与するプロテアソームの構造変換機能の全容解明を目指し,1)プロテオミクスを用いたプロテアソームサブユニット構造変換の解明,2)プロテアソーム相互作用ネットワークの解明,3)サブユニット機能変換を利用したプロテアソーム新機能性の確立,の3課題を実施した。植物プロテアソームに関する詳細なプロテオーム解析を実施し,アフィニティー精製したプロテアソーム画分を用いた2次元電気泳動とLS-MS/MS解析の組み合わせにより,各サブユニットの同定と定量化を実現した。また,この手法を病原体P.Syringae感染時,あるいは病原体由来ペプチドFLG22処理に適用し,重複するサブユニット分子間の量的変動,あるいは高頻度の翻訳後修飾について明らかにした。これまで哺乳類では,病原体感染時に「免疫プロテアソーム」が発現することが報告されていたが,この発見は,植物においても,その仕組みは異なるものの,外的環境変化に応答したプロテアソーム構造の変動により機能適応が実現することを証明した[J. Proteome Res. 2013]。3つの計画には,進展具合に差がある。2では論文をまとめる段階であるが,それ以外については,さらに進めていく予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に当たり,すでに得られた研究成果をまとめ,論文報告に結びつけるとともに,将来を見据えた布石を打ちつつ,研究を進展させたい。
高次構造に基づく転写因子の分子認識機構

本研究では高次構造に基づいてタンパク質によるDNAの分子認識機構を解析する事を目的としている。今年度はテロメア結合タンパク質のTRF1のDNA認識機構、基本転写因子のTFIIEβのコアドメインの立体構造とその機能、大腸菌の転写因子PhoBのDNA結合ドメイン/転写活性化ドメインの立体構造とその機能を解析した。hTRF1は3本のヘリックスを持ち3本のヘリックスは3個のTrpを含む疎水的なコアで安定化されていた。DNAと相互作用する部分は、3番目の認識ヘリックスとフレキシブルアームと呼ばれるN末端領域である。認識ヘリックスがDNAの大きな溝に入り、N末端がDNAの小さな溝から巻き付くように結合する。TRF1のDNA結合ドメインがタンデムに繰り返している中のGGGTTA配列を認識できる。hRap1のMyb様モチーフの構造をNMRを用いて決定した。構造解析の結果今までのMyb様モチーフのフォールドと全く同じフォールドであったが明らかに表面構造が異なっていた。基本転写因子のTFIIEβのコアドメインの構造を決定した。コアドメインは3本のヘリックスを持ち、さらにC末にβヘアピンが存在する。構造解析から、コアドメインは2本鎖DNA結合ドメインであることが判った。PhoBのDNA結合/転写活性化ドメインとDNAとの複合体の構造を決定した。PhoBはN末に4本のβ鎖からなるβシート、中央部に3本のαヘリックスのバンドル構造、C末の2本の逆並行β鎖からなるβシートで安定化されている。3番目のヘリックスがDNA大きな溝に収まり特異的に認識しC末のβターンがDNAの小さな溝でリン酸骨格と相互作用し、PhoBは2個のPhoB結合部位にタンデムに結合する。
ヴィクトリア朝の文学テクストによる自殺の社会的・心理的要因の解明

本研究では、ヴィクトリア朝の文学テキストにおいて明示的/暗示的に描写された自殺に関する言説を中心に、当時の非文学領域の文献や主要ジャーナルに見られる自殺の言説を並行して分析し、産業革命後の急激なパラダイムシフトによって生じたヴィクトリア朝の新たな時代精神と社会風潮に抑圧され、その圧力に耐えきれない人々が極度の孤立感と絶望感から心の痛みに対する意識を停止させた自殺という行動の社会的および心理的要因を突き止めた。平成25年度も24年度に引き続き、ヴィクトリア朝作家の中で自殺の諸相をもっともユニークに描いたディケンズの作品に焦点を絞り、明示的/暗示的に描写された自殺に関する言説を分析した。自殺は時代精神と社会風潮(特に社会ダーウィニズム的な世界観)が人間を抑圧して孤立感と絶望感という心理的負荷を与えた結果として生じる現象であるという仮説を立て、ジェンダー、階級、人種において支配的立場にある権力側の抑圧によって弱者が陥る狂気との関係、そして政治、経済、法律、宗教、教育、医療などの権力が偏りやすい非合理的な社会構造を理論的アプローチと実証的アプローチの両面から考察することを通して、この仮説の実証を試みた。その成果は“Bedlam Revisited: Dickens and Notions of Madness"という論文となり、The Dickens Fellowship (London)発行の国際ジャーナルThe Dickensianの最新号(109巻3号、Winter 2013)に掲載された。この論文はディケンズ作品において人間が一定の社会的状況のもとで示す狂気のメカニズムを解明したもので、その論証の主たる対象は権力や権威の側による狂気の恣意的な定義のために社会で周縁化された弱者が罪悪感や絶望感によって自殺に駆り立てられるメカニズムである。同時に、逆様の世界という語りの戦略によって、狂気を定義する者の側に潜在している狂気が弱者の言動によって逆照射される点も考察している。平成24年度は、ヴィクトリア朝作家の中で自殺の場面をもっとも興味深く描いたディケンズの作品に焦点を絞り、経済問題、健康問題、家庭問題、思想問題などに潜在する自殺の社会的・心理的要因を多角的に分析した。特に、ディケンズ作品に描かれた自殺に関しては、ヴィクトリア朝の時代精神と社会風潮を反映した経済および階級の問題に起因する強者の弱者に対する肉体的・精神的な暴力の結果、同時に自分自身の弱さや劣等性の投影による結果として位置づけた。その成果は、ディケンズ生誕200年記念として編集し、10月20日に大阪教育図書から出版した『ディケンズ文学における暴力とその変奏』に現れている。そこでは、「まえがきに代えてー暴力と想像力」において社会的弱者を自殺に追い込む権力側の暴力に対抗するために、ディケンズが必要だと考えた想像力の機能について論じ、序章「抑圧された暴力のゆくえ」ではジェンダー、階級、人種に関してディケンズが暴力問題をどのように考えているかを明らかにし、第2章の『オリヴァー・トゥイスト』論では「逃走と追跡ー法と正義という名の暴力」と題して、孤児の主人公オリヴァーが他殺や自殺といったキリスト教的な犯罪から逃れ、法と正義による追跡という権力側の暴力から逃れる際の心理的なメカニズムを分析した。平成26年度は、ヴィクトリア朝作家の中で自殺の諸相をもっともユニークに描いたディケンズの作品から、主たる焦点をディケンズから才能を見出された同時代の女性作家ギャスケルの作品に移し、明示的/暗示的に描写された自殺に関する言説を分析した。ギャスケルの前期に集中している社会問題小説(Mary Barton, Ruth, North and South)では、労働者たちとその劣悪な生活環境が細部描写されており、ヴィクトリア朝の時代精神と社会風潮を支配していたイデオロギーとしての自由放任主義によって、労働者たちの貧困をすべて自己責任の問題に帰す工場主に代表される有産階級の非・キリスト教的な無関心が無作為の罪(sins of omission)として提示されている。労働者階級の人間が駆り立てられる自殺の大半は、ジェンダー、階級、人種において支配的立場にある権力側が人間を抑圧して孤立感と絶望感という心理的負荷を与えた結果として生じる現象である。そうした仮説の実証は、権力側が偏りやすい非合理的な社会構造を理論的アプローチと実証的アプローチの両面から考察することを通して可能となるが、それをギャスケルの作品North and Southを中心に行った。研究期間全体では、編著『ディケンズ文学における暴力とその変奏』(2012年、大阪教育図書)に収めた『オリヴァー・トゥイスト』における「孤独からの逃走」において禁欲的な経済活動への専念や社会的強者への服従の中に自殺とは別の形態が見られることを論証した。また、2013年は国際雑誌The Dickensianに掲載された論文(Bedlam Revisited: Dickens and Notions of Madness)で、自殺に至る狂気を男性の理性に対する女性の属性とする精神病院の権威の欺瞞性へのディケンズの諷刺的批判を分析した。

順調に終了したギャスケル研究に続き、最終の27年度はギッシングの作品に見られる自殺の言説とそのコンテクストを精査し、ヴィクトリア朝の時代精神と社会風潮に抑圧されて自殺を企図した人々の心理構造と心的プロセスを解析することで、自殺の社会的・心理的要因を突き止めて類型化する予定である。人文学今後は、ディケンズの影響を受け、彼の評論を書いたギッシングの作品における自殺の言説分析を進めると同時に、自殺を助長するヴィクトリア朝の人々の思考や習俗などの根底にあるエートスについても考察する。また、2015年はギャスケルの没後150年にあたるので、研究成果公開促進費を受けたギャスケル文学における「悪」とその変奏について国内外の主なギャスケル研究者たち(具体的には日本を含めた16ヶ国、32名)による記念の英語論文集を出版する。この英語論文集の目次は以下のとおり。平成24年度は、ディケンズ生誕200年記念として『ディケンズ文学における暴力とその変奏』の編集と同時に、ディケンズ文学における自殺の研究を行っていたが、その発展的な成果として投稿した英語論文が25年度には国際雑誌The Dickensianに掲載された。順調に終了したディケンズ研究に続き、26年度はギャスケル、27年度はギッシングの作品に見られる自殺の言説とそのコンテクストを精査し、ヴィクトリア朝の時代精神と社会風潮に抑圧されて自殺を企図した人々の心理構造と心的プロセスを解析することで、自殺の社会的・心理的要因を突き止めて類型化する予定である。本研究では、ヴィクトリア朝の文学テクストにおいて明示的/暗示的に描写された自殺に関する言説を中心に、当時の非文学領域の文献や主要ジャーナルに見られる自殺の言説を並行して分析する。この分析の主たる目的は、産業革命後の急激なパラダイムシフトによって生じたヴィクトリア朝の新たな時代精神と社会風潮に抑圧され、その圧力に耐えきれない人々が極度の孤立感と絶望感から心の痛みに対する意識を停止させた「自殺」という行動の正確な社会的および心理的要因を突き止めることである。平成24年度は、ディケンズ生誕200年記念として『ディケンズ文学における暴力とその変奏』の編集を同時にしていたので、そのプロジェクトと関連づけるために、本研究においてはヴィクトリア朝の文学テクストの中でディケンズしか扱えなかった。しかし、ディケンズの登場人物たちが耐えがたい現実から逃れるために自殺とは違う別の方法を採っていることに着目し、その方法の有効性を社会的・心理的文脈から分析したので、その有効性について次年度以降の研究で他の作家の作品を通して検証することが可能である。残金1,351円では研究に必要なものは何も購入できないため。今後は、ディケンズと同時代の女性作家ギャスケルと彼の影響を受けたギッシングの作品における自殺の言説分析を進めると同時に、自殺を助長するヴィクトリア朝の人々の思考や習俗などの根底にあるエートスについても考察する。2015年はギャスケルの没後150年にあたるので、現在はギャスケル文学における「悪」とその変奏について国内外の主なギャスケル研究者たち(具体的には日本を含めた16ヶ国、32名)による記念の英語論文集、Evil and Its Variations in the Works of Gaskell: A Sesquicentennial Commemorative Volumeを出版に向けて準備している。
弦理論と量子重力の非摂動的研究

1.加藤は、弦理論の位相的構造と背景場依存性等に関する研究をおこなった。特に、昨年度の研究で得られていた異なる背景場を結びつける相似変換に対して、(1)変換によって分離される位相的セクターに存在する位相的代数からの意味付け、(2)共形対称性を含む世界面上のゲージ対称性が部分的自発的破れを起こし、非線型表現が実現されるという立場からの再解釈、をおこない、それまで発見法的に得られていた変換を、より一般的に導出および理解する事を可能にした。2.米谷は、弦理論の非摂動的な定式化へ向けて行列模型とその弦理論との関係についての研究を進めた。これまで十分に合理的な導出がなされていなかった弦の散乱行列に現れるエネルギー依存する位相因子を、高エネルギーにおいて有効な半古典近似に基づき具体的に導出することに成功した。これにより弦の広がりの効果の主要部分がこの位相因子に含まれていることを明確にすることができ、その時空的解釈、特に因果律に関して一般に流布している誤解を解いた。また、弦の場の理論を行列模型のstochastic quantizationの立場から直接導出し、さらにその結果を拡張してc=(.1)/2模型の場合にT-双対変換を定式化することに成功した。3.風間は、弦理論のT-及びS-双対性の研究を、特に基本的と思われる6次元のstring-string dualityに注目して行った。これはヘテロ弦を4次元トーラスでコンパクト化した理論とタイプII弦理論をK3空間でコンパクト化した理論がS-duality変換で結ばれるという予想で、両理論の低エネルギー有効理論においてソリトン弦の解がS変換で移りあうことが主張されていた。我々はS変換を作用のFourier変換とみなす立場からこの主張をより詳しく解析し、ヘテロ弦のソリトン解の族の持つ0(6,22)という大きなT-duality対称性が非自明な形でタイプII弦でも実現されていること、しかし従来の弦の集団座標の取り扱いには欠点があること、等を見いだした。現在正しい取り扱いの解析を行っており、完成し次第論文として発表する予定である。4.和田は、(1)宇宙の一次相転移におけるバブル形成での重力の効果を、虚数時間を使った半古典近似で考察した。特に、利用する古典解の初期条件の重要性について考えた。(2)量子力学の確率解釈の導出について、フィンケルシュタインの定理を拡張することを考えた。特に、頒布のピークを得るために、波動関数の何乗を利用すべきかという問題を考え、必ずしも二乗である必要はないとの結論を得た。
JXBアークジェット連続合成装置による各種フラーレンの高効率合成

1.直流アーク放電電流に垂直に磁場を印加することにより、プラズマを上方にジェット噴出させることができた。その結果、炭素粒子のカソードへの再付着を半分に減らし、C_<60>の生産率を約1.5倍に増やすことができた。その結果は、ビデオカメラでの測定とコンピューターでの画像処理により定量化できた。2.弾倉導入型炭素原料導入機構付きJxBアークジェットフラーレン連続自動合成装置を開発した。この装置では、長さ30cmの炭素棒をあらかじめ50本まで装填することができ、ノンストップで50本の炭素原料を自動的に供給してフラーレンを合成できる。この装置を用いた実験によると、約7w%のC_<60>を含んだ煤を10g/hrで合成でき、C_<60>の生産率は0.7g/hrであった。50本の原料を連続供給した実験において、支障となる問題は発生せず、40時間の放電で、約450gの煤を合成することができた。この装置では、装填炭素棒の太さを太くしたり、原料導入機構をマシンガン型に変えたりして更に大量のフラーレン生産を行うことが問題が無くでき、工場規模での生産装置としても使い得る。また、実験室規模での種々のフラーレンの合成にも非常に有効であることが分かった。3.上記の装置において、カソードに再付着した炭素をリモートハンドルで繰り返しはぎ取ることができ、1実験で大量のナノチューブ入り炭素塊を合成できることが分かった。4.JxBアークジェットフラーレン連続自動合成装置を用いた金属内包フラーレンの合成も試み、効率的なLa内包フラーレンの合成に成功した。
アクチノイド系低次元層状化合物の物性研究

5f電子を持つアクチノイド(An)系の多様な低次元の層状化合物、例えば、トリウム(Th),ウラン(U),ネプツ二ウム(Np)などの窒化塩化物AnNCl、錯体、カルコゲナイド(硫化物)、プニクタイト(リン化物)、酸化物、金属間化合物などを対象に、物質創製と、5f電子特有の低次元構造に由来する新規な電子物性(磁性、電気伝導性、超伝導など)を探索、両者の相関を明らかにする研究に取り組んだ。窒化ハロゲン化物研究では、UNClがキュウリー温度T_C=32Kの強磁性体であり、Li挿入によりネール温度T_N=180Kまでの反強磁性体へと変化することを明らかにした。特異な陽イオン-陽イオン結合を持つネプツニル錯体研究では、対応するランタノイド(4f電子系)のツリウム(Tm)錯体を含め、その特異な分子磁性挙動を、構造の次元性(0、1、2次元)との関連で系統的に明らかにし、未開拓のアクチノイド分子磁性研究に大きな進展をもたらした。同時に、Np化合物研究の有力な武器である^<237>Npメスバウアー分光測定法の開発・整備を大きく前進させた。またNpPd5Al_2単結晶を育成しこれがNp系で世界初の重い電子系超伝導体であるここを発見するとともに、U硫化物がAn系ではきわめて稀有な大きな磁気抵抗効果を示すことを見出した。Li(Na)の挿入により最高臨界温度(Tc)26Kの超伝導の実現される遷移金属窒化ハロゲン化物MNX(M=Ti,Zr,Hf)(X=Cl,Br,I)研究のアクチノイド(An)系への展開を目指して、類似の特異な層状構造を有するTh、U、Np(更に可能ならばPu)等の一連のAn系窒化ハロゲン化物AnNX(An=Th,U,Np(Pu))及びその関連系に関する研究を開始した。ここでは、このような低次元An(5f電子)系の発現する新規な電子状態、電子物性の探索と、これを通した強相関5f電子系物性研究の新局面の開拓を目指している。本研究でまず第一に解決すべき大きな実験的課題は、An系特有の放射能の問題に加え、一般にこれらの系(特にそのLi(Na)挿入系)が空気中で不安定なことである。そこで、研究開始初年度の本年度は、一般にホット施設内であれば非密封で取り扱えるTh,U系、より高放射性で本式のグローブボックス(GB)を必要とするNp(Pu)系、そのいずれも、酸素、水分フリーの高純度の不活性ガス(アルゴン)雰囲気下で試料調製、Li挿入、物性評価などの一連の実験を遂行し得るArガス循環生成装置を備えたGBシステムの構築を量優先にに進めた。物品納入の遅れなどもあり、特に後者では本年度末までの完成は難しいが、可及的速やかな完成を目指し現在鋭意これに取り組んでいる。同時に、U及びTh系の化合物合成を、簡易GBシステムの試運転を兼ねて開始した。この結果、U系についてはUNX(X=Cl,Br,I)三系の合成に成功し、密封試料での磁化測定により各々キューリー温度Tc=32,37,26Kの強磁性体であることを見出した。また、Li挿入についても幾つか予備実験を行ない、これが実際に可能であり系の磁気特性を変化させることを確認した。また実際取り扱い始めてみて、これらAnNX系が予想以上に空気中で不安定であることも分かってきた。そこで、より安定なカルコゲン化物等の類似層状化合物も、並行して研究を始めた。今後、系統的な物質合成→Li挿入による金属化→新規な磁性や超伝導の探索、そしてその構造-物性の相関の解明へと繋げて行きたい。Li挿入により最高臨界温度26Kの超伝導の実現される遷移金属MNK(M=Ti,Zr,Hf)(X=Cl,Br,I)

研究のアクチノイド(An)系への展開を目指し、これと類似の特異な層状構造を有するTh,U,Np等のAn系窒化ハロゲン化物AnNX(An=Th,U,Np)及びその関連低次元アクチノイド(5f電子)化合物(カルコゲナイド、プニクタイト、錯体等)の物質創製とこれらの発現する新規な電子状態、電子物性の探索研究に取り組んだ。窒化ハロゲン化物研究の大きな実験的課題は、これらの系(特にそのLi挿入系)が空気中で不安定なことである。昨年度より、Th,U,Np系、そのいずれも酸素、水分フリーの高純度の不活性ガス(アルゴン)雰囲気下で試料調製→Li挿入→物性評価の一連の実験を遂行し得るArガス循環生成装置を備えたグローブボックスの構築に取り組み、これを完成させた。目下、Th,U系の高純度試料調製とそのX線構造データの取得に努めており、これが確立次第、Li挿入実験及び次のNp系へと進む予定である。実際取り扱い始めてみてこれらAnNX系が予想以上に空気中で不安定であり、その調製やX線データの取得などを空気に晒すことなく行なうことに特別な工夫を要し、思った以上に手間暇のかかることが分かった。そこで、空気中でも安定な上記の類似層状化合物(カルコゲナイド、プニクタイト、錯体)等も、並行して研究を進めた。また、類似の層状構造を持つNp系の金属間化合物NpPd_5Al_2単結晶を育成し、これがNp系で世界初の重い電子系超伝導体であることを発見した。更に、Np系研究の有力な武器となる^<237>Npメスバウアー分光測定の開発・整備も同時に進めた。今後、AnNXの系統的な物質合成→Li挿入による金属化→新規な磁性や超伝導の探索、そしてその構造一物性の相関の解明に注力したい。Li挿入により超伝導になる遷移金属窒化塩化物MNCI(M=Ti,Zr,Hf)や類似の低次元層状構造化合物研究のアクチノイド(An=Th,U,Np等)(5f電子)系への展開を目指し、An系窒化ハロゲン化物AnNX並びに関連低次元化合物(カルコゲナイド、プニクタイト、錯体等)の物質創製とこれらの発現する新規な電子状態、電子物性の探索研究に取り組んだ。空気中で不安定なAnNX系を取り扱う酸素、水分フリーの不活性ガス(アルゴン)雰囲気循環生成装置を備えたグローブボックスを作成した。これを用いTh,U系試料調製を試みた。U系では塩化カドミウム(CdCl_2)法によりUNCI試料調製に成功しこれがT_c=32Kの強磁性体であること、またLi挿入でより高い転移温度の弱強磁性体に変化していくことを見出した。目下そのX線構造データとの対応付けに努めている。しかし、Li挿入により超伝導化の期待されるThNC1は現在まで同法では調製できていない。塩化アンモニウム法等を含めThNC1を調製し、そのLi挿入による超電導化の可否を早急に明らかにしたい。類似層状化合物(カルコゲナイド、錯体)等も、並行して研究を進めた。また、当グループで発見した類似の層状構造Np系金属間化合物NpPd_5Al_2超電導体の研究も進めた。更に、Np系研究の有力な武器である^<237>Npメスバウアー分光測定の開発・整備も同時に進めた。アクチノイド(An)(5f電子系)低次元層状化合物、Th,U,Np等の窒化ハロゲン化物AnNX並びに関連低次元化合物(カルコゲナイド、プニクタイト、錯体等)を主な対象に、物質創製と、これらの低次元構造と電子物性(磁性、超伝導など)との相関を明らかにする研究に取り組んで来た。これに関連するに^<237>Npメスバウアー分光法などの研究手法開発にも合わせ取り組んだ。最終年度に当たり、それらの研究の現状を簡単に纏めると、窒化ハロゲン化物研究では、UNClが32Kの強磁性体でありLi挿入によりネール温度180Kまでの反強磁性へと変化していくことを明らかにした。
イカの生産から消費に至る物質フローの解析とゼロエミッション化

平成12年度(最終年度)は、(1)ライフサイクルアセスメント的な観点からはイカの漁業生産、イカ製品加工のそれぞれの段階で存在する物質・エネルギー収支について調べ、世界漁場から日本国内へ、また日本国内から函館圏へ,さらに貿易輸出によるそれらの反対の流について考察し、物質フローチャートを作成し現状を明らかにした。(2)静脈系産業の規模を見積もる目的でイカ残滓から発生する肝臓、墨袋、骨などの当地域内の部位別原料規模を推定するためこの地域で利用されるスルメイカやその他のイカについて各構成部位の重量比を季節別に求め、この潜在的資源量を推定した。(3)部位別原料規模の制約条件下でゼロエミッション化に関する要素技術の適切な選択や業際的なネットワークの検討を行い、ゼロエミッション化のための基本的モデルを構築した。(4)イカゴロに関してはイカゴロ釣餌事業の具体的な提案を行った。(5)イカ墨に関してはイカ墨染料の事業の具体的な提案を行った。(6)平成12年度は最終年度でもあるので、本研究成果を地域ゼロエミッションの事例として、行政に働きかけると供に、公開講座等を利用して一般市民に紹介するとともに、産官学による地域ゼロエミッションのためのシンポジウムを開催した。以上の(1)(6)の具体的成果を得た。
光波コヒーレンス関数の合成手法を活用した計算処理を必要としない光トモグラフィ

申請者は数年前より、干渉計において2つの光波がある特定の光路差を有する場合にのみ干渉できる手法を発明し、研究を進めてきた。本研究では、この「光波コヒーレンス関数の合成法」を3次元的な光反射・散乱情報に適応して、ある特定の2次元断面からの反射・散乱情報を選択的に取得する手法を提案、研究した。従来のトモグラフィでは、3次元物体の透過率情報を多くの方向から取得して、膨大な量のデータを計算機解析することにより、断層像を得てきた。これに対しこの発明は、純光学的に断層情報を直接取得するものであり、一切の計算処理を必要としない。機械的な可動部分等も皆無である。本年度の研究においてこの手法の実験系を構成し、機能の確認に成功している。直接周波数変調特性を示す半導体レーザを光源とし、これをレンズにより拡大して3次元半透明・散乱物体に入射させる。この物体からの反射・散乱光と参照光とを2次元光ロックインアンプの入射面上で干渉させる。位相変調器を振幅πの矩形波で駆動することにより、物体光と参照光がビ-トを生じるようにする。この周波数と同じ周波数で正負に変化する電圧で2次元光ロックインアンプを駆動すると、干渉成分が作るビ-トの振幅に対応した直流強度が、つまり背景光を除去した干渉成分のみが2次元光強度情報として読み出し光(He-Neレーザ)によりスクリーン上に直接得られる。これが今回構成した実験系である。ここで光源の周波数を独自の波形により変化させ、参照光に対してある特定の光路差を持つ反射・散乱光のみがこの参照光と干渉できるようにする。つまり、ある特定断面からの反射・散乱光の2次元強度分布が直接スクリーン上に形成されることになる。しかもその断面位置は、周波数変調波形の振幅を変化させるだけで簡単に掃引できる。2次元光ロックインアンプ機能を浜松ホトニクスの特殊な空間光変調器で実現し、単純な3次元物体を対象にして基礎実験を実行し、任意の深さにおける2次元光情報を選択的に抽出することに成功した。これにより、本手法によって光トモグラフィ系を実現する基礎が固められたと考えている。
培養細胞のNa/H antiporterに対するカリウムの影響

目的:高血圧の中にはカリウム依存性と考えられるものが存在し、カリウム投与により軽快する症例が経験される。培養血管平滑筋細胞(VSMC)、近位尿細管のモデルであるOKP細胞を使用し、細胞外カリウム濃度の影響を検討した。検討事項:(1)それぞれの細胞に発現しているNa/H交換輸送体(NHE1,3)に対する影響を検討した。(2)それぞれの細胞内pH(pHi)の変化を測定し、低カリウムによるpHi低下の機序につき検討した。結果:(1)OKP細胞では、細胞外低カリウムにより細胞内は酸性化し、その後Na/H交換輸送体の活性が亢進することが判明した。またVSMCでもおおむね同様の結果が得られ引き続き検討中である。(2)低カリウムによる細胞内酸性化の機序につき検討を行ったところ、Ba^<2+>感受性カリウム流出、stilbene感受性HCO_3^-流出を介していると考えられたが、OKP細胞とVSMCでは一部相違がみられることが判明した。考察:細胞外低カリウムはそれぞれの細胞で一部違った機序で細胞内を酸性化し、Na/H交換輸送体活性を亢進していることが示唆された。近位尿細管でのNa再吸収亢進、血管平滑筋細胞におけるNa/H交換輸送体活性亢進はともに高血圧との関連が示唆されているため、細胞外カリウムの変化と高血圧の関係を一部説明する結果と考えられた。目的:細胞内のpH変化は細胞の機能に様々な影響を及ぼす。研究の第一段階として細胞外低カリウムにより細胞内は酸性化し、OKP細胞ではその後Na/H antiporterの活性が亢進することを報告した。これは、低カリウム血症時に近位尿細管のNa/H antiporter活性が亢進する一つの機序と考えられる。しかしこの細胞内酸性化の機序は十分に理解されていない。今回は(研究の第三段階)血管平滑筋細胞(VSMC)とOKP細胞を比較することにより細胞内酸性化の機序の検討を行った。方法:OKP細胞とVSMCの細胞内pH(pHi)の変化をBCECFにより測定し、低カリウムによるpHi低下の機序につき検討した。結果:両細胞とも低カリウム溶液(K=1.1mM)によりpHiは有意に低下し、この低下は3mM Ba^<2+>により完全に抑制された。OKP細胞では1mM Zn^<2+>により抑制可能なH^+流入経路の関与が示唆されたが、VSMCではその存在は示唆されなかった。また両細胞ともにstilbene感受性のHCO^-_3排泄の関与が示唆されたが、OKP細胞ではCl^-非依存性、VSMCではCl^-依存性であった。結論:低カリウムにおける細胞内酸性化は、Ba^<2+>感受性カリウム流出、Zn^<2+>感受性H^+流入およびstilbeme感受性HCO^-_3流出を介していると考えられたが、OKP細胞とVSMCでは一部相違がみられた。
亜社会性ツチカメムシ類における栄養卵生産戦略

孵化能力を持たない栄養卵は,兄弟姉妹間のカニバリズムのある状況下で親子間の利害の対立を軽減する雌親の戦略として進化したものと考えられているが,特殊な親の投資であるという見方もある。本研究の目的は,この栄養卵の存在が確認された半翅目ツチカメムシ科の亜社会性種を対象に栄養卵投資・消費の適応度損益とその変動要因,この要因の変化に伴う雌親の栄養卵投資における意志決定様式を明らかにすることにあった。主な結果を以下に述べる。栄養卵投資と適応度損益:ミツボシツチカメムシは,受精卵を卵塊として産んだ後,栄養卵を徐々に産み足した。大型の雌親ほど受精卵と栄養卵が増加する傾向があり,両者の数の間にトレードオフは認められなかった。また興味深いことに,受精卵当りの栄養卵数は雌親の体サイズが増すにつれて小さくなっていた。一方,ベニツチカメムシの雌は前者とは異なり,受精卵と栄養卵を一度に産下した。また両種において栄養卵は形態的な分化を遂げており,孵化後短時間で幼虫に吸汁された。この食卵の際,胚子発育によって栄養卵を識別することが示唆された。幼虫の餌条件と栄養卵の有無を組み合わせた実験によって,両種共に栄養卵の存在が孵化幼虫の生存・発育に寄与し,また栄養卵の適応価は幼虫の餌環境によって異なることが明らかになった。栄養卵投資の変動要因と意思決定:種子生産の異なるヒメオドリコソウとオドリコソウ個体群間でミツボシツチカメムシの繁殖形質を調査し比較しところ,雌親の体サイズや受精卵数,栄養卵数が異なることが判明した。さらに,産卵前の雌親を異なる餌条件で飼育し繁殖を比較する実験の結果,厳しい餌条件下で孵化幼虫当たりの栄養卵投資が高まる母性効果が明らかとなった。これは,予想される幼虫の餌環境に応じて栄養卵投資が適応的に調節されていることを示している。栄養卵の存在が確認されたミツボシツチカメムシとベニツチカメムシを対象に,今年度は栄養卵の生産・消費パターン並びに栄養卵の機能を特定することに焦点を絞った調査・実験を行った。栄養卵投資・消費パターン:ミツボシツチカメムシでは,40-120個の受精卵を卵塊として産み終えた後、孵化間際まで栄養卵を徐々に産み足した。大型の雌親ほど生産する受精卵と栄養卵が増加する傾向があった。受精卵数と栄養卵数の関係をみたところ,トレードオフは認められなかった。受精卵当りの栄養卵数も大きく変異し,この値は雌親の体サイズが増すにつれて小さくなっていた。生産した栄養卵は,幼虫によって孵化後約1日で完全に消費された。一方,ベニツチカメムシの雌は一回繁殖で,卵塊当たり50-220個の卵を生産した。ミツボシツチカメムシとは異なり,受精卵と栄養卵は一度に産下された。栄養卵の割合は,15-80%と雌個体によって大きく変異した。また両種において,栄養卵は形態的な分化(サイズ等)を遂げている可能性が示唆されたが,この点に関してはさらに検討中である。栄養卵の機能:ミツボシツチカメムシでは,餌となる種子が存在しない条件では,栄養卵の存在によって幼虫の生存期間は約2倍に延長された。

種子が十分に供給された条件では,雌親の随伴がほぼ終了する時期の生存率に差がなかったが,幼虫の発育は栄養卵の摂食によって促進され,平均体重は栄養卵の存在したクラッチで明らかに重かくなった。ベニツチカメムシでも,栄養卵を含む卵塊から孵化した幼虫は,栄養卵を除去した卵塊ものに比べて24時間後の体重が重く,10日後の生存率が高く,かつ脱皮の同調性が高いことがわかった。両種において,栄養卵は兄弟姉妹の栄養資源として機能していることが明らかとなった。今年度は,栄養卵の形態的分化,さらに環境変動に応じた栄養卵投資の適応的調節を検討した。栄養卵の形態的分化:栄養卵と受精卵の詳細な計測データに基づいて,形態的特徴の相違を明らかにし、それらを両者の機能的な役割から考察した。野外で採集したベニツチカメムシの卵塊を用いて受精卵と栄養卵を比較したところ:(1)栄養卵は,長径,短径ともに受精卵よりも短く,また重量も軽いことが分かった。つまり,雌親は卵当たりの物質的投資を栄養卵で控えている。(2)卵塊当たりで見ると,栄養卵の長径,短径,重量の分散は受精卵のそれらより有意に大きかった。雌親は(卵当たりの)栄養卵への投資量を,受精卵への投資量程,一定になるようには制御していないと考えられた。ミツボシツチカメムシの栄養卵も同様の形態的特徴があり,さらに卵殻構造にも受精卵と明らかな相違があった。すなわち,栄養卵はマイクロパイルをほとんど欠いており,受精能力を持たないと考えられた。これらの結果は,「栄養卵の生産コストは低い」ことを予測する,Crespi(1992)の「栄養卵=兄弟姉妹間共食いにおける親子間コンフリクト解消」仮説を支持している。栄養卵投資の適応的調節:産卵前のミツボシツチカメムシ雌親を異なる餌条件(成熟度の異なるオドリコソウ種子)に置いて受精卵・栄養卵生産を比較し,餌資源の変動に応じた栄養卵投資の可塑性の有無を検討した。その結果,厳しい餌条件下では,雌親は卵塊当たり受精卵数を低下させるものの栄養卵数は変化させず,孵化幼虫当たりの栄養卵投資を高めることが明らかになった。これは,「雌親は予想される幼虫の餌環境に応じて適応的に栄養卵投資を調節している」ことを示している。雌親と幼虫は同一餌資源に依存しており,雌親の経験した餌環境は栄養卵投資の意思決定における信頼性の高いcueとなるものと考えられる。今年度は,ミツボシツチカメムシにおける栄養卵投資の寄主植物間比較,さらに孵化幼虫による栄養卵の選択的消費に関して研究を行った。一方,分析に十分なサンプルの採取ができなかったため,当初予定していた栄養卵成分の特殊化に関しては検討できなかった。栄養卵投資の寄主植物間比較:野外におけるオドリコソウとヒメオドリコソウの種子生産,並びにそれらを利用するミツボシツチカメムシ個体群の(栄養卵生産を含めた)繁殖形質を調査し比較した。両寄主植物の種子生産時期は1月近いずれがあり,カメムシの繁殖フェノロジーとの同調性も異なっていた。種子サイズも両寄主間で大きく異なり,幼虫の利用可能な地表の種子密度(量)はオドリコソウ個体群で遥かに少なかった。また,カメムシ雌親の体サイズや受精卵数,栄養卵数は,餌環境の厳しいと考えられるオドリコソウ個体群で小さかった。しかし,受精卵当り栄養卵数は,逆にオドリコソウ個体群で大きくなる傾向があった。ただしその差はわずかで,結論を得るには種子生産の年次変動を考慮可能な長期の調査データが必要と思われる。栄養卵の選択的消費:受精卵の食卵は,幼虫にとって大きな包括適応度コストとなる。したがって,孵化幼虫は何らかのcueによって栄養卵を選択的に摂食(受精卵の摂食を忌避)していると予想される。栄養卵と,低温処理によって異なる程度発育遅延させた受精卵を孵化幼虫に一定の方法で与えて,食卵の選択実験を行った。
非バイアス性ゲノムワイドアプローチを用いた新規ガン協同遺伝子の同定と解析

転写因子であるIkarosの変異はヒトやマウスにおいてリンパ腫を引き起こす。Ikarosによるリンパ腫抑制のメカニズムを明らかにするため、Ikaros欠損細胞においてゲノムワイドに遺伝子発現、Ikarosの結合、およびヒストン修飾を調べた。その結果Ikaros変異ではその標的遺伝子座におけるヒストン修飾H3K27me3が顕著に低下していることが明らかとなった。Eedの遺伝子破壊によりT細胞特異的にH3K27me3を消失させたところ、Eed欠損T細胞は増殖刺激に対して野生型細胞と比較して細胞増殖が亢進していることが明らかとなった。このことからIkaros変異によるTCR下流遺伝子座でのH3K27me3の低下が増殖亢進やリンパ腫発症の一因であることが強く示唆された。Ikarosは免疫T細胞の正常な分化や機能に必須な遺伝子発現調節因子であり、その変異はヒトやマウスにおいてリンパ腫の発症に関与することが知られている。Ikarosによるリンパ腫抑制機構の一つとして最近Notchlの発現抑制が明らかにされた。しかし遺伝学的な解析などからは、IkarosがNotchシグナル伝達系とは独立な経路によってもリンパ腫抑制を行っていることが強く示唆される。そのような経路を明らかにすることは、Ikaros変異が関与する難治性リンパ腫の新たな治療法につながると期待される。これを念頭に本研究課題ではその経路に関与するIkarosターゲット遺伝子を同定、解析することを目的としている。本年度はまず、Ikaros変異胸腺細胞の遺伝子発現プロファイル、および抗Ikaros抗体を用いたChIP-seqのデータから同定されたIkarosの標的遺伝子群を、活性化Notch発現T細胞の遺伝子発現プロファイルと比較して絞り込み、さらにその予想される遺伝子機能や分化・発生における発現プロファイルなどにより優先順位を決定した。その上位20余の遺伝子についてノックダウン、あるいは過剰発現ベクターを構築し、そのT細胞分化における機能をfetal thymic organ cultureの系を用いて評価した。Positive controlとして用いたIkarosノックダウンベクターではDN-DP移行期の過剰な細胞増殖、およびCD4+SPへの偏った細胞分化が見られた。現在のところスクリーニングした遺伝子でノックダウンあるいは過剰発現によりIkaros変異様の表現系を示すものはなかった。引き続き他の候補遺伝子の機能スクリーニングを進めるとともに、Notchとの相互作用についても検討する予定である。Ikaros変異はヒト、マウスでともにT細胞性リンパ腫の発症に関与することが知られており、Ikarosにより制御される遺伝子群にはこれまで同定されていない発ガン遺伝子、あるいはガン抑制遺伝子が含まれていると考えられる。本研究ではそのような遺伝子の同定を目的として、Ikarosのゲノム結合サイト、およびIkaros変異細胞における遺伝子発現プロファイルより候補遺伝子を抽出し、そのT細胞分化およびガン化への関与の検討を進めてきた。昨年末までにおよそ20余りの候補遺伝子についてFTOC(fetal thymic organ culture)を用いてスクリーニングしたが、コントロールとして用いたIkarosノックダウン様の表現型を示すものは同定されなかった。Ikaros変異胸腺細胞におけるクロマチン構造変換因子Mi-2βおよび様々なヒストン修飾のゲノム上の分布をChIP-seqを用いてゲノムワイドに検討したところ、Ikaros非存在下においてMi-2βは多数の新規サイトに結合すること、また抑制的なヒストン修飾であるヒストンH3K27のトリメチル化が顕著に減少していることが明らかとなった。このことはIkarosにより間接的に制御される遺伝子群に目的とする遺伝子が含まれている可能性、および広範囲に及ぶH3K27トリメチル化の低下が遺伝的ネットワークの制御異常をきたしガン化を引き起こす可能性を新たに示唆した。両方の可能性について検討を進めるため、間接的なIkaros標的遺伝子の中から候補を新たに絞り込むとともに、ゲノムワイドなH3K27トリメチル化のリンパ腫発症への関与についても検討を進めるため、H3K27メチル化酵素複合体の必須サブユニットであるEedの条件的遺伝子変異マウスの作成を開始した.転写因子Ikarosの変異は、マウスとヒトでともにT細胞性リンパ腫の発症に関与する。したがってIkaros変異によるリンパ腫形成・悪性化の分子機序の理解は、リンパ腫の新たな治療標的の同定につながると期待される。前年までの研究で、Ikaros変異によりIkaros標的遺伝子座においてヒストン修飾の一つであるヒストンH3K27トリメチル化(H3K27me3)が低下していることが見いだされた。このことはH3K27me3の低下がリンパ腫発症に関与する可能性を示唆する。これについて検討するため、H3K27me3を触媒する複合体のサブユニットをコードするEed遺伝子座のT細胞特異的遺伝子破壊マウスを作成し、T細胞分化および細胞増殖を中心に解析を行った。

Eedを未成熟T細胞において欠失させたマウスではDNステージからDPステージ、およびDPステージからSPステージへの移行が部分的に阻害された。末梢由来のEed欠損成熟T細胞を解析した結果、T細胞受容体(TCR)依存的な細胞増殖に部分的な障害が見られたため、Eed欠損による胸腺細胞分化の阻害はTCRを介したシグナル伝達系の不全に由来すると考えられる。興味深いことにTCRを介さずにTCR下流のシグナル伝達を活性化することで細胞増殖を誘導したところ、TCR刺激とは逆にEed欠損細胞の方が野生型細胞と比べて細胞増殖が亢進することが明らかとなった。このことはH3K27me3レベルの低下がT細胞増殖自体には有利に働くことを示しており、Ikaros変異で見られたIkaros標的遺伝子座におけるH3K27me3がリンパ腫発症・悪性化に直接関与するという仮説と合致する。しかし現在まで10ヶ月齢のEed欠損マウスではリンパ腫の兆候は見られず、リンパ腫発症には別な経路との協調が必要な可能性が示唆された。今後その可能性も視野にさらなる解析を行う予定である。当初はIkarosにより直接制御される遺伝子のみに焦点を当てて候補遺伝子の絞り込みを行ってきた。しかしゲノムワイドな解析の結果はIkaros欠損によるMi-2bの新規遺伝子への局在と活性化、あるいは広範囲なH3K27トリメチル化の低下による遺伝的プログラムの制御異常がガン化における重要なイベントである可能性を新たに明らかにした。このためIkarosの直接的な標的遺伝子からのアプローチでは不十分であることが考えられる24年度が最終年度であるため、記入しない。Ikaros変異によるリンパ腫発症のメカニズムとして上述の可能性が新たに考えられたため、今後はIkarosの間接的な標的遺伝子についても絞り込んだうえ候補としてスクリーニングしていく予定である。またH3K27トリメチル化の関与についてもEedの条件的遺伝子変異マウスの作成と解析を通して検討を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
表皮に白血球〓定を示す皮膚疾患における角質細胞・補体・白血球の相互作用の解析

1.角層ホモジネ-トによる好中球化学発光(CL):正常人足底から無菌的に採取した角層ホモジネ-トは血清存在下で好中球を刺激し,CLを誘導した。熱処理した血清ではCLが著しく低下することより,角層による好中球CLは補体C3bに大部分が依存していることが示唆された。血清でオプソニン化したホモジネ-トもCLを誘導した。4回ホモジネ-トを造心してC5aをとり除いたサンプルでもCLが誘導されたことから,角層ホモジネ-トによるCLはC5aに依るものではなく,角層細胞と好中球の直接な結合(fr ustrated phagouーytosis)によると考えられた。2.電顕的観察:CL測定と同条件下で作製したサンプルにおいて,角尿細胞と好中球の間に特異的な結合が生じていることが確認できた。3.角層シ-トによる好中球CL:セロファンテ-プで別離した角層もホモジネ-トと同球好中球CLを誘導した。別離回数に関係なく発光が認められたことより,角層はどのレベルも同程度に補体を活性化する能力を有していることがわかった。4.膿疱形成機序:血清成分が角層に接触すると補体傍経路が活性化され,C3bとC5aができる。このC5aによって角層下に到達した好中球は,C3bでオプソニン化された角層細胞を攻撃する。細胞外に放出された種々の活性酸素,ライソリ-ム酵素により角層周辺組織に炎症が生じこれが膿疱として肉眼的にみえることになる。この角層と好中球の相互作用は角層を通り抜ける微生物に対する生体防御機構の重要な担い手である可能性が高い。今後,この系に微生物を作用させ,微生物を殺菌する機構を解明してゆきたい。
順序運動制御における大脳基底核線条体の機能

サル線条体のコリン作動性介在細胞であると考えられる持続放電型細胞(Tonically Active Neurons, TANs)は、報酬予告など行動上の意味を持つ刺激に応答することが報告されている。このことは、TANsの応答が動物の動機付けや注意のレベルに強く依存することを示唆しているが、その活動の意義について統一的な見解が得られていない。我々は動物の動機付けのレベルを3段階にコントロールできる行動課題を用いて、TANsが行動課題中に出現する様々な感覚事象のうち、どの様な意味を持つ刺激に応答し、それが動機付けや注意の情報をどのように担っているのかについて検討した。手元のレバーを押すと待機を指示するLED(指示1)が点灯し、その後その色が赤、青、黄のいずれかに変わり(指示2)、その消灯(GO)を合図にできるだけ早くレバーから手を放す課題を2頭のサルに行わせた。指示2が赤の場合は、制限時間内のレバー放しで水を得る報酬条件、青はレバー放しが遅れると顔に空気が噴出される嫌悪条件、黄は成功試行でbeep音のみが呈示される中立条件である。反応時間は3条件間で異なっていた。被殻および尾状核から記録したTANsのうち82%(321/390)は指示2に対して応答し、そのうちの67%(n=214)は3種類の指示2に対して異なる応答を示した。3条件全てで応答したものは33%(n=107)であった。すなわちTANsの中には、注意が惹起される刺激に対して非特異的に応答するものと、動物の動機付けに強く依存した応答を示すものが存在することが明らかとなった。このことは、TANsが報酬獲得や嫌悪回避などの行動の目的に基づいた動機付けや注意の情報を担うことで、基底核の予測的、目的指向的行動の発現機序に貢献することを示唆する。サル線条体の持続放電型の細胞(Tonically Active Neurons,TANs)は、報酬と連合された感覚刺激に対して応答を示し、この応答は報酬依存的であると考えられてきた。しかし近年、TANsの応答を規定する要因は報酬だけではないことが報告され、TANsの応答の機能的な意味について統一的な見解が得られていない。本課題では行動課題の学習・遂行中にTANsがどのような情報を担うのかを調べることを目的として実験を行った。サルが手元のレバーを押すと緑色のLED(指示1)が点灯し、その後LEDの色が赤、青、黄のいずれかに変わり、試行条件を提示する(指示2)。すなわちLEDが赤であれば成功試行で報酬の水を得ることができる報酬条件、青であれば顔面への空気の噴射を回避できる嫌悪条件、また黄の場合はビープ音のみが提示される中立条件である。サルは指示2の消灯を合図としてレバーから手を放さねばならない。反応時間およびエラー試行を解析することで、サルが3条件の違いを十分に理解し課題を遂行していることを確認したうえでTANsの応答を解析した。課題遂行中に記録された199個のTANsの応答を調べると、いずれかの条件において指示2に応答を示すものが98%を占めた。また指示2と同じ感覚種であるにもかかわらず指示1に対して応答を示すものはわずか35%であった。また、指示2に応答を示したTANsのうち全ての条件で応答を示したものは38%であり、残りの62%のTANsは条件の違いに依存した応答を示した。以上の結果からTANsは報酬や嫌悪などの行動の結果得られるものの違いを予告する感覚刺激に対して応答し、かつそれらの違いを区別しうることが明らかとなった。このようなTANsの応答特性は予想される行動結果に依存して投射細胞の活動を修飾し、その後の適切な行動の発現過程に必須の役割を果たすと考えられる。

このことは、TANsが報酬獲得や嫌悪回避などの行動の目的に基づいた動機付けや注意の情報を担うことで、基底核の予測的、目的指向的行動の発現機序に貢献することを示唆する。