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上眼瞼ミュラー筋内の機械刺激受容チャネルに関する組織学的研究

ミュラー筋は眼瞼縁に存在する平滑筋組織である。同筋は交感神経刺激により収縮する。同筋は上眼瞼を挙上する筋であるとともに、骨格筋で動眼神経支配である上眼瞼挙筋を収縮させる機械刺激受容器官としても働いている。本研究では、ミュラー筋内の神経終末に機械刺激受容チャネルが存在していること、および神経刺激を神経から平滑筋細胞に伝達するカハール介在細胞が腸管や膀胱同様にミュラー筋にも存在することを組織学的に証明した。【研究の目的】TRPVに代表される機械刺激受容チャネルを発現している細胞が上眼瞼ミュラー筋内に存在するか、それらはどのような形式で存在するかを調べた。また、下眼瞼ミュラー筋内に存在する神経線維の分布について調べた。【方法】解剖学実習用屍体6体のホルマリン固定上下眼瞼標本。上下眼瞼正中部を矢状断で切り出した。パラフィン包埋して連続切片を作成。上眼瞼は、抗原賦活の後、TRPV1、TRPV2、TRPV4、TRPV6、substance P、CGRP、α-smooth muscle actinおよびS100蛋白に対する抗体を一次抗体に用いた免疫組織化学染色を行った。下眼瞼は、α-smooth muscle actinおよびS100蛋白に対する抗体を一次抗体に用いた免疫組織化学染色を行った。機械刺激受容チャネル陽性細胞とミュラー筋内の各組織との位置関係を光学顕微鏡下に観察した。【結果】上眼瞼では、各TRPに陽性の細胞がミュラー筋内で平滑筋細胞に接して存在した。これらの線維中にはsubstance PやCGRP陽性のものも存在した。S100陽性の有髄神経線維とTRP陽性細胞は必ずしも一致していなかった。ミュラー筋の平滑筋細胞自体にTRPV4やTRPV6を発現している部位もあった。下眼瞼の平滑筋であるミュラー筋内にも有髄神経線維が分布していた。【考察】上眼瞼ミュラー筋内には機械刺激受容チャネルを持った神経終末が存在する。それらの神経は、必ずしも有髄神経の末梢枝ばかりではなく、substance PやCGRPも共有している痛覚に関連した感覚神経に類似した特徴を有する無髄神経の終末も多く存在することが予測される。下眼瞼にも同様な神経線維が存在することが予測される。【背景】ミュラー筋が眼瞼挙筋の収縮を調節している機械刺激受容器官として働いていて、TRPVに代表される機械刺激受容チャネルがミュラー筋の平滑筋細胞内や末梢神経に存在することについて組織学的、生理学的に昨年度証明した。カハール介在細胞ICCは、消化管や膀胱等の平滑筋層内に存在し、その自動運動のペースメーカーとして働くものと、神経と平滑筋との間に介在して神経伝達を調整する働きをするものとがある。ICCはc-Kitがその特異的マーカーとして認められている。組織内においてc-Kitが陽性になる細胞は、ICCの他にメラノサイト、肥満細胞、精母細胞、造血幹細胞に代表される幹細胞などである。【目的】平滑筋組織であるミュラー筋内にICCが存在して平滑筋細胞と神経終末との間を介在していると仮定し、実際にICCがミュラー筋内にあるかどうか、組織学的に検索した。【方法】5個の正常上眼瞼組織(年齢76-92歳(82.6±62)、男3、女2)を緩衝ホルマリン固定、パラフィン包埋の後、水平軸位断で連続切片を作成した。平滑筋アクチンSMA、c-Kit、S100に対する抗体を一次抗体とした免疫組織化学染色を行った。さらに、トルイジンブルー染色を行った。【結果】ミュラー筋の平滑筋組織の間隙に、多数のc-Kit陽性細胞を認めた。大型のc-Kit陽性細胞はトルイジンブルー染色にてメタクロマジーを起こす肥満細胞であった。トルイジンブルーに反応していない小型のc-Kit陽性細胞も認められ、それらはSMAやS100には陰性で平滑筋細胞や有髄神経ではなかった。【考察】小型のc-Kit陽性細胞はICCと考えられた。ミュラー筋内にもICCが存在し、その緊張状態の制御に関連した神経と平滑筋内との間の刺激伝達に一役を担っている可能性がある。【背景】ミュラー筋が眼瞼挙筋の収縮を調節している機械刺激受容器官として働いていて、TRPVに代表される機械刺激受容チャネルがミュラー筋の平滑筋細胞内や末梢神経に存在することについて組織学的、生理学的に一昨年度証明した。さらに、ミュラー筋内に消化管や膀胱等の平滑筋と同様に、神経と平滑筋との間に介在して刺激伝達を調整する働きを有するカハール介在細胞ICCが存在することを抗c-Kit抗体を一次抗体とした免疫組織化学的手法を用いて組織学的に昨年度証明した。【目的】

ミュラー筋内の、交感神経節後線維、感覚神経である有髄神経およびICCの分布密度を組織切片より検索すること。交感神経α1受容体刺激剤であるフェニレフリンを上眼瞼結膜円蓋に点眼した場合の開瞼増加が時系列どう変化するか、ミュラー筋を実際に進展させたときに開瞼量がどれほど変わるかをボランティアで調べること。【方法】解剖学実習用検体の7上眼瞼組織にて、平滑筋アクチン、c-Kit、S100、チロシンヒドロキシラーゼに対する抗体を一次抗体とした免疫組織化学染色とトルイジンブルー染色を行った。20名のボランティアでフェニレフリン点眼試験とミュラー筋伸展試験を行った。【結果】ミュラー筋の平滑筋組織の間隙に、多数の感覚神経である有髄神経線維とICC陽性細胞を認めた。交感神経節後線維である無髄の神経線維は少数であった。フェニレフリン点眼から最大開瞼まで平均3.8分かかりその効果は20分持続した。ミュラー筋伸展により反射的に開瞼量は増加した。【考察】少数の交感神経節後線維からの刺激を平滑筋間のICCが介在してミュラー筋が収縮しその収縮が維持されることで機械刺激受容器としてのミュラー筋の感受性が調整されていることが予測できた。
ライソゾーム機能不全が自閉スペクトラム症発症に与える影響と薬物コントロール

自閉スペクトラム症モデル動物の作製を行った。妊娠7日前後のラットを業者から購入し、妊娠12日前後にバルプロ酸(valproic acid: VPA)あるいは合成二本鎖ポリヌクレオチドpolyriboinosinic-polyribocytidilic acid [poly(I:C)]を母体に静脈注射し、まず仔ラットが出生することを確認した。VPAモデルは出産に至らないことが頻回にあり、中止した。次に、胎児脳の遺伝子発現変化を調べるためにマイクロアレイ解析を行った。poly(I:C)あるいは生理食塩巣を母体に静脈注射し、妊娠15日および19日に胎児ラットの脳からRNAを抽出し、遺伝子の発現変化を包括的に検討した。妊娠15日と19日で遺伝子発現変化を比較すると、全体として610遺伝子が共通してレベル上昇し、529遺伝子が共通して発現レベル低下していた。これらのうち、少なくとも2倍以上(p < 0.05)の変動を示す遺伝子が194個含まれていることが分かった。その内訳は、153個の遺伝子で発現レベル上昇、41個の遺伝子で発現レベル低下であった。また、発現上昇を示した遺伝子の中に、ライソゾーム機能に関連していると考えられるプロテアーゼをコードする遺伝子3種類も観察された。これらの結果により、poly(I:C)による母体炎症モデルは、胎児脳の多数の遺伝子の発現レベルに影響を与えることが示唆される。その中の一部にライソゾーム機能を変調させるものが含まれることも示唆された。母体感染の動物実験モデルを絞ることができ、マイクロアレイ解析にまで進むことができたから。当初の計画通り、ライソゾームの安定性を調べるための以下の実験を行う。1.ウエスタンブロット法。ライソゾームの膜タンパク[たとえばlysosome-associated membrane protein1 and 2 (LAMP-1 and LAMP-2)]は安定性の維持に重要な役割を果たしている。これらのタンパクが崩壊すると、ライソゾーム膜の透過性が亢進し、カテプシンB, D, Lなとのタンパク分解酵素が細胞質に放出される。この考え方に基づいて、以下の実験を行う。新生児期の自閉スペクトラム症モデルラットおよび正常ラットから脳を取り出してホモゲナイズした後、ライソゾームとサイトゾル分画を得る。ライソゾームとサイトゾル各分画をSDSポリアクリルアミド電気泳動にて分離し、常法によりウエスタンブロット解析を行い、検出バンドを定量比較する。検出に使用する抗体として、抗LAMP-1抗体、抗カテプシンB抗体を、定量比較のための内部対照として、抗GAPDH(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)抗体を使用予定である。2.組織染色。新生児期の自閉スペクトラム症モデルラットおよび正常ラットを4%パラホルムアミド溶液で灌流してから脳を取り出し、新鮮凍結切片を作製する。常法に従い、蛍光免疫染色を行う。一次抗体として、抗LAMP-1抗体、抗カテプシンB抗体、およびミクログリアマーカーとしてのIba1抗体と抗CD11b抗体を使用予定である。上記の免疫染色に加えて、アクリジンオレンジ(acridine orange)を用いて染色する。脂溶性アミンのアクリジンオレンジは細胞内、酸性ライソゾームに浸透するため、ライソゾーム安定性の指標となる。上記で有意な変化が認められた遺伝子産物についても、B)と同様の実験を行う。

新生児期の自閉スペクトラム症モデルラットおよび正常ラットから脳を取り出してホモゲナイズした後、ライソゾームとサイトゾル分画を得る。ライソゾームとサイトゾル各分画をSDSポリアクリルアミド電気泳動にて分離し、常法によりウエスタンブロット解析を行い、検出バンドを定量比較する。検出に使用する抗体として、抗LAMP-1抗体、抗カテプシンB抗体を、定量比較のための内部対照として、抗GAPDH(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)抗体を使用予定である。2.組織染色。新生児期の自閉スペクトラム症モデルラットおよび正常ラットを4%パラホルムアミド溶液で灌流してから脳を取り出し、新鮮凍結切片を作製する。常法に従い、蛍光免疫染色を行う。一次抗体として、抗LAMP-1抗体、抗カテプシンB抗体、およびミクログリアマーカーとしてのIba1抗体と抗CD11b抗体を使用予定である。上記の免疫染色に加えて、アクリジンオレンジ(acridine orange)を用いて染色する。脂溶性アミンのアクリジンオレンジは細胞内、酸性ライソゾームに浸透するため、ライソゾーム安定性の指標となる。上記で有意な変化が認められた遺伝子産物についても、B)と同様の実験を行う。2018年度中に計画していたマイクロアレイ解析の回数が減ったためであり、繰り下げて2019年度に実施する予定である。
乳児期におけるプロソディ獲得過程に関する研究

本研究は,音声獲得過程における音声使用の変化を調べるために,プロソディの変化に視点を当てて,乳児の音声の音響分析(発声の長さ・潜時・基本周波数の測定,サウンドスペクトラムによる解析)により,定量的解析,検討を行ってきた。平成2・3年度にわたり当初の目的である作業仮説1,「発達の早期段階で乳児は多様な高さ・強さで,多様な声質の音声を生成することが可能になる」,2,「乳児期の8ヵ月齢から10ヵ月齢の発達段階において,児のプロソディは普偏的パタンから母国語に個有なパタンに展開する」,3,「乳児期の音声行動は誰がどのように語りかけているかに応じて変化する」について,母児相互作用場面及び他者成人対乳児間の交渉場面での乳児の音声を中心に分析を行い,これら仮説の一部が検証されてきた。また,さらにプロソディの獲得過程を明らかにするために,前言語期乳児の音声プロソディに月齢間にどのような差異が見出されるかについて,成人による聴取・識別実験を行なった。その結果,早期すなわち言語運用能力が発揮される以前において,表出された音声上には多様な感性表現が聴取され,乳児期の音声使用変化においてはプロソディにまずその特徴的傾向が現れることが示された。本研究は,音声獲得過程における音声使用の変化を調べるために,プロソディの変化に視点を当てて,乳児の音声の音響分析により,定量的解析,検討を行っている。平成2年度までに,当初の目的である作業仮説1及び2,すなわち「発達の早期の段階で乳児は多様な高さ・強さで,多様の声質の音声を生成することが可能になる」,「乳児期8カ月齢から10カ月齢の発達段階において,児のプロソディは普偏的パタンから母国語に個有なパタンに展開する」の検証を行った。作業仮説1に関しては,母児間での相互交渉場面を採録し,そこから得られた児の音声から,発声の長さ・潜時・基本周波数を測定し,サウンドスペクトログラムによる解析を行った。その結果,早期乳児は多様な高さ・強さ・声質の音声を生成することが可能であり,さらには対母親間での交渉場面ではプロソディの模倣傾向も示唆されるものとなってきている。作業仮説2に関しては,母児両者の音声デ-タを月齢に沿って分類し,音声のピッチの基本統計量を求め,相互関係を検討した。その結果,乳児の音声のプロソディについては,語或いは語音様の音声ばかりでなく,歌唱行動ともみなすことのできる歌唱様の音声行動が観察され,言語獲得過程ばかりでなく音楽的発達研究においても意義ある知見を得られる可能性がでてきている。本研究は,音声獲得過程における音声使用の変化を調べるために,プロソディの変化に視点を当てて,乳児の音声の音響分析により,定量的解析,検討を行ってきた。平成3年度においては,作業仮説3「乳児期の音声行動は誰がどのように語りかけているかに応じて変化する」についての検証を行った。作業仮説3に関しては,乳児と他者(母親以外の成人男女)との交渉場面での音声デ-タから,対母親間での交渉場面と同様,発声の長さ・潜時・基本周波数を測定し,サウンドスペクトログラムによる解析を行った。その結果,早期乳児は多様な高さ・強さ・声質の音声を生成することが可能であるものの,発声数・プロソディに関しては差異が観察された。以上,平成2・3年度にわたり当初の目的である作業仮説1,「発達の早期段階で乳児は多様な高さ・強さで,多様な声質の音声を生成することが可能になる」,2,「乳児期の8ヵ月齢から10ヵ月齢の発達段階において,児のプロソディは普遍的パタンから母国語に固有なパタンに展開する」,3,「乳児期の音声行動は誰がどのように語りかけているかに応じて変化する」の検証を行ってきたが,さらに,プロソディに獲得過程を明らかにするために,前言語期の乳児の音声プロソディについて,月齢間の差異についての成人による聴取実験を行なった。その結果,早期すなわち言語運用能力が発揮される以前において,表出音声上には多様な感性表現が聴取され,乳児期の音声使用変化においてはプロソディにまずその特徴的傾向が現れることが示された。
イエローカメレオン発現植物体を用いた和合受粉認識反応の解析

申請者は申請期間中に、FRET効率の高いCa^<2+>センサータンパク質yellow cameleon3.6 (YC3.6)遺伝子を導入したシロイヌナズナを作出し、アブラナ科植物の和合受粉過程における雌蕊乳頭細胞と花粉の細胞内Ca^<2+>濃度変動をモニターする系を構築した。この形質転換植物を使ってモニターした結果、花粉では発芽前に乳頭細胞との接触部位でCa^<2+>濃度勾配が形成されること、乳頭細胞では花粉(管)の吸水・発芽・侵入に伴ってダイナックなCa^<2+>濃度変動がおきることが明らかになった。また、花粉表層物質単独で、乳頭細胞のCa^<2+>濃度変動がおきることも明らかになった。これらの結果は、和合受粉時における乳頭細胞と花粉間の認識反応の下流でCa^<2+>を介した情報伝達系があることを示唆している。そこで、Ca^<2+>濃度変動に関連すると予想される受粉時の乳頭細胞アクチンの配列をモニターした。その結果、和合受粉時にはアクチンの重合・束化が促進されること、アクチンの脱重合が和合受粉反応を阻害すること、アクチンの再構成と共に液胞の形態変化が起きることが明らかになった。またアクチンの再構成は花粉表層物質単独でも誘導されたことから、花粉表層には、Ca^<2+>濃度変動を誘導するだけではなくアクチンの再構成や水の移動に関わる物質(和合シグナル)が存在することが示された。一方、受粉時の花粉-雌蕊認識に関わる因子探索のために、EMS処理種子から稔性の低下した変異体をスクリーニングした。その結果、雌蕊側変異株が2株、花粉側変異株が7株、雌蕊・花粉変異株が4株得られた。後代を解析したところ、雌蕊側変異株については、受精過程での変異株であることが示唆された。アブラナ科植物の和合受粉認識反応の解析のために、新規イエローカメレオン3.6(YC3.6)の遺伝子によるCaイオンモニター系と細胞外Caイオンおよび水移行のモニター系を構築すると共に、受粉時の花粉一雌蕊認識に関わる因子探索のための突然変異体のスクリーニングを行った。1)受粉過程における水およびCaイオンモニター系の構築アブラナ科植物の和合受粉において、花粉が乳頭細胞で発芽伸長するためには、乳頭細胞からの水やイオンの供給が必須であると考えられている。しかし、このような受粉時の水やイオンの動態は明らかではない。本研究では、花粉や乳頭細胞内のCaイオンの動態をモニターするための系として、エネルギー移行効率の高いCaセンサータンパク質YC3.6遺伝子を花粉と柱頭でするシロイヌナズナを作出した。一方、細胞外での水やCaイオンの動態を調べるために、Caイオン蛍光指示薬などを用いた系を構築した。このようなモニター系により、花粉の吸水から発芽にかけて、乳頭細胞から花粉へ移行する水とCaイオンをモニターすることができた。さらに、花粉表層に、水とCaイオンの移行を誘導する物質の存在が示唆された。2)受粉時の花粉一雌蕊認識に関わる因子探索のための突然変異体のスクリーニング受粉時の花粉一雌蕊認識に関わる因子探索のために、EMS処理種子から稔性の低下した変異体をスクリーニングした。

後代を解析したところ、雌蕊側変異株については、受精過程での変異株であることが示唆された。現在、花粉側変異株について、後代を解析しているところである。申請者は申請期間中に、FRET効率の高いCa^<2+>センサータンパク質yellow cameleon 3.6(YC3.6)遺伝子を導入したシロイヌナズナを作出し、アブラナ科植物の和合受粉過程における雌蕊乳頭細胞と花粉の細胞内Ca^<2+>濃度変動をモニターする系を構築した。この形質転換植物を使ってモニターした結果、花粉では発芽前に乳頭細胞との接触部位でCa^<2+>濃度勾配が形成されること、乳頭細胞では花粉(管)の吸水・発芽・侵入に伴ってダイナックなCa^<2+>濃度変動がおきることが明らかになった。また、花粉表層物質単独で、乳頭細胞のCa^<2+>濃度変動がおきることも明らかになった。これらの結果は、和合受粉時における乳頭細胞と花粉間の認識反応の下流でCa^<2+>を介した情報伝達系があることを示唆している。そこで、Ca^<2+>濃度変動に関連すると予想される様々な生理的変化をモニターする系を新たに構築した。1.受粉過程における水およびCaイオンの移動をモニターする系(平成16年度)2.受粉過程におけるアクチンの再構築をモニターする系3.受粉過程における液胞の動態をモニターする系以上のモニターを行った結果、和合受粉時にはアクチンの重合・束化が促進されること、アクチンの脱重合が和合受粉反応を阻害すること、アクチンの再構成と共に液胞の形態変化が起きることが明らかになった。またアクチンの再構成は花粉表層物質単独でも誘導されたことから、花粉表層には、Ca^<2+>濃度変動を誘導するだけではなくアクチンの再構成や水の移動に関わる物質(和合シグナル)が存在することが示された(Plant Physiol.in press)。従って、花粉表層物質に含まれる和合シグナルを特定することと、それにより誘導される上記の生理変化に関わる遺伝子を特定することが、和合受粉過程の解明に必須であることが明らかになった。
日本人英語学習者のスビーキング能力の実態調査ならびに評価指標開発-中学生・高校生を対象として-

平成17年度および平成18年度に中学3年生39名、高校1年生69名、高校2年生31名の計139名にSST英語インタビューテストを受験してもらい、テープに録音されたインタビュー内容を英語専攻の学部生・大学院生にワープロソフトを用いて、書き起こしてもらう作業を行った。しかし、書き起こし作業の正確さにおいて、誤記や表記の不統一など多数の問題があることが判明したため、平成19年度の前半はその書き起こし内容のチェック作業を行った。さらに、データ分析作業の下準備として、書き起こし内容を記録した139名分のWORDファイルをすべてテキストファイルに変換すると同時に、インタビューテストの試験官と受験者の発話を区別するためのタグ付け作業を行った。平成19年度の後半は次の3つの観点に関してデータ分析を行った。(1)日本人の成人と日本人中高生のスピーキング能力の実態比較(2)日本人中高生のスピーキングにおける使用語彙の特徴(3)日本人中高生のスピーキングのfluencyの印象評価とSSTレベルとの関係分析の結果、(1)に関しては成人がレベル4を中心にレベル1からレベル9まで広く分布しているのに対し、中高生の場合はレベル1からレベル5の範囲内で分布し、レベル2とレベル3が同程度に多いことがわかった。(2)に関しては、SSTのレベルが上がるにつれてインタビュー内での発話数(総語数)が増え、特にレベル4とレベル5の差が大きいことが明らかとなった。異なり語数についても、レベルが上がるにつれて増えていることが確認され、語彙の豊富さがレベルを決定する上で大きな役割を果たしていると思われる。各レベルが他のレベルに対して有意に多く用いている単語(特徴語)を抽出した結果、レベル4の特徴語が比較的多く、使用語彙に変化が起こるのはレベル3とレベル4の間ということが推測される。(3)に関しては、全被験者よりSST各レベル5名を上限として無作為抽出した22名のインタビューテープを大学英語教員2名が聴き、fluencyという観点で5件法の印象評価を行い、実際のSSTレベルとの関係を探った。その結果、fluencyの印象評価とSSTレベルに非常に強い相関があることが確認され、説明率は5579%であった。平成17年度はSST(Standard Speaking Test)のインタビューテストにおけるタスク・評価観点・評価尺度の実態を把握し、日本人の中学生・高校生のスピーキング能力を適切に測るためにプロンプトの修正を行い、さらにその修正を反映させたパイロットテストを高校生対象に実施した。以下に詳細を記す。SSTにおけるタスク・評価観点・評価尺度の実態把握はさまざまなレベルのSST受験者のインタビューテストを収録した音声テープを多数聴くことにより行った。また、SSTにおけるタスク・評価観点・評価尺度の理解を深めるために、株式会社アルク主催のSST試験官資格認定ワークショップを研究代表者と研究分担者2名の合計3名が見学した。既存のSSTを中学生に受験させる場合の問題点を探るために、東京都内の中学生5名に実際にSSTを受験してもらった。その結果、SSTのステージ2で用いるイラスト(single picture)とステージ4で使用する46コマの絵(picture sequence)に描写されている内容の中に中学生の日常生活とかけ離れたものがいくつかあることが判明した。そこで、これらのプロンプトをより中学生・高校生の身近な内容を含むように修正した。このプロンプトを修正したSSTを高校1年生35名に受験してもらい、上記の中学生5名分とあわせた計40のインタビュー内容の書き起こし作業を行った。平成17年度に収集した中学3年生5名、高校1年生35名の計40名のSST英語インタビューテストのデータは、英語運用能力の比較的商い学習者層のものであったため、平成18年度は英語運用能力が全国的に見てより平均的と思われる中学生、高校生をデータ収集の対象とした。データ収集協力の内諾を得られた東京都の私立の中高一貫校へは、研究代表者、研究分担者および研究協力者でありSST英語インタビューテスト実施をお願いしている株式会社アルクの担当者と共に直接出向き、SST受験対象者について当校と打ち合わせをした。その結果、当初SST受験対象者として計画していた中学2年生、中学3年生、高校1年生のうち、当校の中学2年生についてはテスト実施が困難であることが判明し、協議の結果、受験対象者を中学3年生、高校1年生、高校2年生に変更することとなった。平成17年度の研究成果により修正を加えたSSTを、上述の学校の中学校3年生34名、高校1年生34名、高校2年生31名に平成18年12月から1月にかけて実施し、合計99名分の英語インタビュー音声データを収集した。音声データは研究協力者である英語専攻の学部生・大学院生によって書き起こしをしてもらい、平成19年度に行う分析作業に役立つような形にデータ化した。中学3年生、高校1年生、高校2年生計99名を対象とした今回のSST英語インタビューテストの結果は、SSTのレベル1が2名、レベル2が50名、レベル3が35名、レベル4が8名、レベル5が4名であった。

さらに、データ分析作業の下準備として、書き起こし内容を記録した139名分のWORDファイルをすべてテキストファイルに変換すると同時に、インタビューテストの試験官と受験者の発話を区別するためのタグ付け作業を行った。平成19年度の後半は次の3つの観点に関してデータ分析を行った。(1)日本人の成人と日本人中高生のスピーキング能力の実態比較(2)日本人中高生のスピーキングにおける使用語彙の特徴(3)日本人中高生のスピーキングのfluencyの印象評価とSSTレベルとの関係分析の結果、(1)に関しては成人がレベル4を中心にレベル1からレベル9まで広く分布しているのに対し、中高生の場合はレベル1からレベル5の範囲内で分布し、レベル2とレベル3が同程度に多いことがわかった。(2)に関しては、SSTのレベルが上がるにつれてインタビュー内での発話数(総語数)が増え、特にレベル4とレベル5の差が大きいことが明らかとなった。異なり語数についても、レベルが上がるにつれて増えていることが確認され、語彙の豊富さがレベルを決定する上で大きな役割を果たしていると思われる。各レベルが他のレベルに対して有意に多く用いている単語(特徴語)を抽出した結果、レベル4の特徴語が比較的多く、使用語彙に変化が起こるのはレベル3とレベル4の間ということが推測される。(3)に関しては、全被験者よりSST各レベル5名を上限として無作為抽出した22名のインタビューテープを大学英語教員2名が聴き、fluencyという観点で5件法の印象評価を行い、実際のSSTレベルとの関係を探った。その結果、fluencyの印象評価とSSTレベルに非常に強い相関があることが確認され、説明率は5579%であった。
モノクローナル抗体によるアルツハアマー病特異蛋白に関する研究

アルツハイマー病(Alz)に特徴的な病変である神経原線維変化(PHF)と老人斑アミロイド(Am)並びに特異蛋白に対するモノクローナル抗体(mcAb)を多数樹立して、これを用いて異常構造物の成因とその形成機序を解明することを目的として以下の実験を行った。この結果、1.Dickensonらの言うAlz特異蛋白に対するmcAb(Alz-50)は、樹立できなかった。しかし2.PHFに対するmcAbは12個樹立できた。これらは、IgG(K)ないしIgM(K)で腹水では5,00010,000倍の力価を示した。免疫組織学的方法では1)PHFと選択的に反応するもの、2)PHFと神経突起内線維構造と反応するもの、3)小さいPHFと神経突起内線維構造と反応する3群に分けられた。生化学的解析では、NF(200K)と反応するmcAbと100K45Kのバンドを認識するmcAb、さらに未同定の抗原と反応するmcAbがみられた。MAPs、Ubiquitinなどの既知の抗原とは異なるエピトープを認識するmcAbが樹立されたらしく、その詳細は現在検討中である。3.Amに対するmcAbは8個樹立された。これらはIgG_1(K)、とIgM(K)で力価は500×10,000倍であった。免疫組織学的に老人斑コア、原始老人斑、斑様血管変化を明瞭に染め出した。mcAbの違いにより陽性構造物に若干の差がみられた。生化学的には、粗Am分画と反応したが、Bー蛋白、前駆体APPとの反応性を現在検討している。結論的に、興味ある多数のmcAbが樹立され、新しいエピトープを認識するmcAbも含まれていることが示唆される。今後はこのmcAbを用いて形成機序の解析が可能と考えられる。
カイラルフェルミ粒子の量子論とVector-like模型

今年度は、超対称性の基礎的な側面に関係した研究を中心に行った。具体的には、超対称性を持つゲージ理論を共変的に量子化した場合には、一般にはFaddeev-Popovのゲージ固定項とゴ-スト場により超対称性が破られることになる。このような場合に、超対称性の代数関係の計算をどのように行うかは、超対称性の代数の中心拡大が物理的に重要な意味を持つような場合には、応用上も重要であるが、BRST対称性を用いて明快な定式化を与えた。ついで、超弦理論の非摂動的な計算との関連で、最近超膜の理論が注目を浴びているが、この量子論特にマトリクスによる正則化の研究を行った。これまでは、光円錐ゲージによってしか定式化されていなかったこの問題を、よりLorentz共変なゲージに近いゲージ条件に一般化した。将来、もし超膜の理論が基本的な意味を持つ場合には、この研究は重要になると思われる。さらには、量子力学のトンネル効果とか化学反応の基礎理論において重要になるLandau-Zenerの公式の定式化と関連して、通常用いられるHamiltonianは、電磁場の理論等で知られている双対変換により強結合と弱結合の極限がお互いに結ばれていること、従って強結合と弱結合の両方の極限で摂動計算が意味を持つことを指摘し、実際の計算への応用を与えた。量子群の2次元の電子系のモデルへの応用とか、揺動散逸定理を用いた摩擦のあるトンネル現象のモデルによらない一般的な定式化等も与えた。
選挙ガバナンスが正確な投票（CorrectVoting）に与える影響に関する研究

本研究は、選挙ガバナンスが「正確な投票(correct voting)」に如何なる影響を与えているのかを明らかにすることを目的とする。選挙ガバナンスとは、選挙管理を含め選挙を成り立たせる一連の活動のセットのことをいう。本研究は、選挙ガバナンスのうち近年世界的に進展している積極的投票権保障が、選挙において有権者の選好に最も近似する政党に投票することを意味する「正確な投票」に影響を与える条件とメカニズムを、実験およびサーベイ調査を用いて解明する。条件は多国間比較で、メカニズムは日本を事例に明らかにする。研究成果は国内外の学会および海外の主要査読誌で報告し、得られた知見の国際的な有用性を主張する。本研究は、選挙ガバナンスが「正確な投票(Correct Voting)」にどのような影響を与えるかを明らかにすることが目的である。特に投票環境の改善など積極的投票権保障が、選挙において有権者の選好に最も近似する政党に投票することを意味する「正確な投票」に影響を与える条件とメカニズムを、実験及びサーベイ調査を用いて解明する。「民意の反映」のあり方をめぐる関心の高まりをふまえ、形式的な選挙権の保障だけでは十分でなく、積極的投票権保障が投票の質に与える影響を検証し、「正確な投票」を制度的に支えることにつながる研究は意義が大きい。選挙ガバナンス研究という分野では先駆的な研究であり、民主主義論としての重要性も認められる。
ケイ素を配位原子とする新しいキレート配位子を持つ遷移金属錯体の合成と性質

シリル配位子を安定化し,その強いσ供与能を錯体の活性化に活かすことを目的として本研究を行い,ケイ素を配位原子として含むキレート配位子を持つ多数の遷移金属錯体の合成に成功した。その過程で,ヘテロ元素とケイ素で配位するキレート配位子を持つ錯体の新しい合成法として,下記の2つの方法を開発した。(1)3員環シラメタラサイクルに対する分極した二重結合の付加(2)6員環ビス(シリレン)錯体に対するアルコールの付加とそれに続くアルコキシシランの還元的脱離どちらの方法においても,出発錯体自体が前例の無い構造を持っていたので,上記の反応および関連する反応について機構的研究を行い,興味深い結果を得た。また極めて電子豊富な金属中心を持つ(2-ホスフイノエチル)シリルロジウム錯体を幾つか合成し,その中でRh[(κ^2-Si, P)-Me_2SiCH_2CH_2PPh_2](PMe_3)_2は第3級シランHSiMe_2Phの脱水素カップリングを室温で誘起し,ジシラン(SiMe_2Ph)_2を高収率で与えることを見出した。以上の研究により,シリル配位子は当初予想したよりも強い,はっきりとした電子的効果を持っており,将来有望な支持配位子として発展しうる潜在能力を十分に持っていることが明らかになった。既に報告しているキレート型ジシリル配位子xantsil[(9,9-dimethylxanthene-4,5-diyl)bis(dimethylsilyl)]を含む新しい金属錯体として,(xantsil)M(CO)_4(M=Fe,Os)および(xantsil)Ru_3(CO)_<10>(H)_2を合成し,構造を明らかにした。前者の鉄およびオスミウムの単核錯体は,ルテニウム類縁体と異なり,トルエン中で還流してもη^6-トルエン錯体(xantsil)M(CO)(η^6-C_7H_8)には変化しなかった。後者の三核錯体では,xantsil配位子は二つのルテニウムを架橋していることがわかった。またη^6-トルエン錯体とHSiMe_2SiMe_2ORとの反応で合成したビス(シリレン)錯体(xantsil)Ru(CO)(H)(SiMe_2...OR...SiMe_2)では,xantsil配位子が2つのケイ素だけでなく酸素でも金属に配位し,三座配位子として働いていることを明らかにした。ケイ素を配位原子とする新しいキレートを含む鉄錯体として,Si-O-C-O-SiおよびSi-N-C-O-Siという鎖(置換基は省略,以下同様)の両端で配位した6員環錯体,Si-O-C-N,Si-N-C-P,Si-O-C-SおよびSi-O-C-Teという鎖の両端で配位した5員環錯体,さらにSi-PおよびSi-Sが配位した3員環錯体を合成した。これらの合成には,光によるカルボニル配位子の解離によって誘起される転位反応,Si-H結合の酸化的付加反応,3員環キレート錯体に対するケトンの挿入反応等を利用した。生成したどの錯体においても,キレート効果に基づく錯体の安定性の増加が見られた。また結晶構造解析およびNMRスペクトルの結果から,これらの錯体中の金属-ケイ素結合は多少とも不飽和結合性を帯び,錯体はシリレン錯体としての性質を持つことがわかった。このことは,その反応性によっても裏付けられた。1.(2-ホスフィノエチル)シリル配位子を持つロジウム(I)錯体Rh[(k^2-Si,P)-Me_2SiCH_2CH_2PPh_2](PMe_3)_2(1)およびRh[(K^2-Si,P)-Me_2SiCH_2PPh_2](PMe_3)_3(2)を新しく合成し,それらの構造を明らかにすると共に,反応性を調べた。

1は平面四角形の配位不飽和錯体であり,2はケイ素がアピカル位を占める三方両錐型錯体である。両錯体ともNMRタイムスケールでホスフィン交換が起っているが,機構は異なっており,1の場合分子内機構で,一方2の場合はホスフィンの解離を伴う分子間機構で進行していることが明らかになった。また,1はヒドロシランPhMe_2SiHと室温で化学量論に反応し,脱水素縮合反応によってジシラン(PhMe_2Si)_2およびジヒドリド錯体Rh[(k^2Si,P)Me_2SiCH_2CH_2PPh_2](H)_2(PMe_3)_2を定量的に与えた。このような前例のない温和な条件でSi-Siカップリングが進行したのは,2つのシラン酸化的付加したRh(V)という高酸化状態の中間体が,'電子供与性の極めて高い(2-ホスフィノエチル)シリル配位子によって安定化されたためと考えられる。2.キレート型ビスシリル配位子xantsil[(9,9-dimethylxanthene-4,5-diyl)bis(dimethylsilyl)]を含むルテニウム錯体Ru(xantsil)(CO)(η6-toluene)(3)のトルエン配位子は容易に解離し,様々な芳香族配位子や3分子の2電子配位子と置換されることを見出した。また3をn-デカン中で150°Cに加熱したところ,トルエン外れたフラグメントが互いにキサンテン部の芳香環の一つでルテニウムに配位し合った興味深い構造を持つ二量体が高収率で得られた。3から室温で発生する配位不飽和種は,HSiMe_2SiMe_3の重合/解重合反応によるH(SiMe_2)nMe(n=1-8)の生成反応のよい触媒となることも明らかにした。さらにxantsil配位子を持つ金属錯体の新しい前駆体として,xantsilジアニオンの高収率での発生に成功した。3.ケイ素と窒素で配位して五員環キレートを形成する新しい2つのタイプの支持配位子を開発した。現在これらを含む遷移金属錯体の合成を検討中である。
運動が老齢期の神経筋接合部形態および運動神経細胞に及ぼす影響

老齢期の筋力低下要因として,脊髄運動神経細胞体(MNsoma)の萎縮や支配筋線維への接続形態の変化が関与することが報告されている.本研究では,老齢期の運動がMNsomaや神経筋接合部(NMJ)形態にいかなる影響を及ぼし,筋機能に影響するかを検討した.老齢期における筋力低下は筋線維萎縮,NMJ退行変化が関与することが示唆された.一方,運動は筋線維、NMJの退行変化および筋力低下を抑制した.MNsomaには有意な変化が認められなかった.MNsomaの変化は,さらにその後に起こることが推察される.筋線維とNMJ形態は可塑性が高く、MNsomaは恒常性が高いことが示された。本研究では、老齢期の運動は神経筋再接合部加齢変化を抑制し筋力低下を抑制するか否かを「筋活動が何らかの情報を神経に発信→神経筋接合部、運動神経細胞の退行変化抑制→運動単位の維持→筋力低下抑制」のような筋原性調節が起こることを仮説とし解明することを目的とする。筋から神経への逆行性輸送の証明を脊髄内運動神経細胞数の変化からとらえ、神経筋の情報伝達部である神経筋接合部形態に如何なる影響を与えるか検討する。1筋活動量の増減2一過性除神経(神経原性、筋原性)3加齢の条件下にて実験を行う.加えて、神経筋接合部の形態変化時に働く神経栄養因子、神経成長因子の細胞内情報伝達機構の変化から機序を明らかにする。実験方法には、運動神経細胞の標識にはトレーサーとしてHRPをEDLに注入しTMB染色とNR染色を行った。神経筋接合部形態観察ではChE染色と鍍銀染色を行った。不活動に伴う神経筋接合部(NMJ)形態変化に関する検討を行なった。包帯式ギプスを用いて後脚の膝関節と足関節を固定し不活動とした.ギプス固定2週間後に筋萎縮が観察されが,NMJでの運動終板面積/神経終末面積の変化は観察されなかった.ギプス固定に伴う不活動は筋萎縮を引き起こすが、NMJ形態の有意な変化は認められなかった。筋活動量の減少-増加モデルとして除神経坐骨神経凍結法を行った。筋発揮張力は直接刺激張力は神経凍結3日後に低下し、21日後に回復した。間接刺激張力は神経凍結3日後、7日後は張力が発揮されず、神経支配比は神経凍結3日後、7日後には0を示し神経情報伝達遮断が確認された。NMJでは、神経終末面積の衰退が観察された。神経筋の接合が観察されない筋では、発揮張力が低下し、その後神経筋再接合とともに回復した。筋機能はNMJ形態に影響を受けることが示唆された。一方、運動神経細胞面積は2週間程度の不活動では影響を受けないことが示唆された。本研究では、運動が神経筋再接合部退行変化を抑制し筋力低下を抑制するか否かを「筋活動が何らかの情報を神経に発信→神経筋接合部、運動神経細胞の退行変化抑制→運動単位の維持→筋力低下抑制」のような筋原性調節が起こることを仮説とし解明することを目的とする。神経筋接合部研究の筋原性調節や環境性については、「多重入力後の神経死による運動神経の生存」、「余剰神経の入力排除」、「骨格筋活動状態とシナプス形成の関係」等の現象は判明している。しかし、機序に関しては不明な点が多い。また、運動神経、骨格筋は収縮活動を行わなければ、退行してしまうことが明らかになっているにもかかわらず、これまでの研究報告は、筋収縮との関連性について報告がなされていない。そこで本研究では筋収縮活動に伴う運動神経細胞および神経筋接合部形態変化の関係に着目する。平成24年度はモデル実験を行い、筋機能特性と骨格筋筋線維、神経筋接合部及び神経細胞の形態変化を光学顕微鏡により観察し、筋活動による神経筋接合部形態変化、脊髄運動神経細胞数変化と機能的特性の変化を検討した。実験動物には発育初期のFischer344雄ラットを用い被験筋を長指伸筋(EDL)とした。一過性除神経により情報遮断、協動腱切除により筋活動増加状態にした。一過性除神経実験:神経凍結3日後の発揮張力は直接刺激張力、直接刺激張力/間接刺激張力値の低下が起こり、神経情報伝達遮断が確認された。神経筋接合部では、神経終末の衰退が観察された。活動量増加実験:筋活動増加のためにEDLの協動筋である前脛骨筋の腱切除を行った。協動腱切除3日後の発揮張力は変化が認められなかった。神経筋接合部においても、形態変化は認められなかった。脊髄運動神経細胞はペルオキシダーゼ逆行性輸送法を用いて、EDLの神経細胞を同定することが出来た。

老齢期の筋力低下の要因として,脊髄運動神経細胞体(MNsoma)やその支配筋線維の形態変化が関与することが多く報告されている.本研究では老齢期の運動が筋線維、脊髄運動神経細胞体,神経筋接合部形態にいかなる影響を及ぼすか明らかにした.【方法】実験動物にはFisher344雌ラットを用い16週齢群(C)と1年齢群(1Y)2年齢群(2Y)を設けた.加えて,1年齢までに3ヶ月間の自発走運動を行った1YR群、2年齢までに1年間運動を行った2YR群も設けた.MNsoma標識としてHorseradishi peroxidase(HRP)を用い,脊髄摘出24時間前に10%HRPをEDLに注入した.筋機能として坐骨神経からの間接極大刺激による張力を測定した.脊髄は凍結し前角部の40μm連続縦断切片を作成,TMB染色とNR染色を行った.EDLも凍結し,50μm連続縦断切片を作成,ChE染色と鍍銀染色からNMJを判別した.MNsoma、NMJサンプルは光学顕微鏡にて観察し,cell Sence(ORIMUPUS)で計測を行った.【結果・考察】筋張力はC群に対し1YT群以外は有意な低値を示した.筋線維径も同様の結果を示し,老齢期に筋萎縮が起こることが確認された.運動終板長,運動終板面積もC群に対し1YT群以外は有意な低値を示した.同年齢の運動群とコントロール群間にも差が認められた.1年齢までの運動は老化を抑制し,2年齢では老化の影響が大きいが,運動による低下率抑制が認められる.MNsoma面積はC群と各群間に差は認められなかった.従来の報告では,MNsomaの変性は2年半齢以降に確認されており,2年齢まででは変化が認められなかった.老齢期の筋力低下は筋線維萎縮、運動終板退行,神経筋接合部退行変化が関与することが示唆された.そして脊髄運動神経細胞体の変化は,その後に起こることが推察される.運動生理学26年度に行う予定の加齢期実験は一部先行して行った。加齢期+トレーニング実験においてはトレーニングを既に始めている。24年度、25年度にサンプリングした骨格筋においては神経筋接合部の染色実験は順調である。脊髄運動神経細胞の染色も順調である。一方、mRNA分析ではプライマー設計が妥当でないため、何度も実験を重ねている。交付申請書には、筋活動量増加実験はトレーニングにて行う予定であったが、実験方法を確立するために25年度に計画したモデル実験に変更した。筋機能特性として筋発揮張力直接刺激張力、直接刺激張力/間接刺激張力値の測定は計画通り行った。筋線維形態、神経筋接合部形態に関しても研究計画通りに行った。一方、運動神経細胞同定に関してHRP法を用いたが、更に分析が容易になるような同定法を模索したため、サンプルの染色は終了したが分析は現在進行中である。加えて動神経細胞数、面積の測定法についても様々な方法で検討を行ったことも研究がやや遅れている原因ではある。しかし、染色法法や分析方法については研究に有意義なものを選出したので、次年度以降は研究の遂行が容易になると考える。神経栄養因子の遺伝子発現量測定も現在分析中である。老化に伴う神経栄養因子およびMHCのmRNAの量的変化と筋の機能特性、神経筋接合部の形態変化ついて検討する。脊髄運動神経細胞の面積、数も加えて検討する。加齢期実験:実験動物は、生後6ヶ月齢、12ヶ月齢、18ヶ月齢、24ヶ月齢のFischer344系雄ラットを20匹用いる。NMJ、運動神経細胞の形態変化とmRNAの定量を行なう。
トキの餌場環境の復元へ向けた水田管理方法の生態学的評価

トキの主要な採餌環境である水田において、生物量と種多様性を通年維持するための管理方法として、里山と平野の水田を対象に、稲作水田では「江(え)」とよばれる水田内の小土水路を、休耕田では「通年湛水」をそれぞれ実験的な通年湛水処理区として創出し、生物量と種多様、安定同位体比分析による食物網構造の検討を行った。通年湛水処理によって、生物量と種多様性は年間を通じて増加することが明らかになった。また、これらの処理区の食物網構造は水田と同様の構造が形成されていた。トキの採餌環境の創出と維持に有効だと考えられる、二通りの水田の「通年湛水」の管理方法が、水生生物の種多様性や現存量、生態系(食物網)構造に与える効果を、景観要因として「立地環境」(森林からの距離として2区分した里山と平場)の違いも考慮に入れて評価した。2007年早春、新潟県佐渡島の小佐渡東部地域の複数の水田において、稲作水田では「江(え)」とよばれる水田内の小土水路を、休耕田では「通年湛水」を実験的な通年湛水処理区としてそれぞれ創出した。農事暦にあわせ、2008年3月(田植え前)・6月(田植え後)・9月(稲刈り直前)・12月(稲刈り後)に調査を行った。江や湛水休耕田の創出による水生昆虫の量や種数の増加は、里山・平場の両環境において認められたが、里山ではコウチュウ目とトンボ目が増えたのに対し、平場ではコウチュウ目のみが増えた。この違いは、里山の林縁部の水辺を選好するトンボ目の出現に起因し、生物多様性に対する湛水処置の効果は里山の方がより高いと考えられた。また、トキの主要な餌生物と推測される魚類量(主にドジョウ)と水生昆虫量(体長1cm以上)は、江および湛水休耕田の創出により、里山・平場の両環境で増加する傾向がみられた。水田・江・湛水休耕田ともに湛水状態にある、2008年6月の生態系の構造を、炭素・窒素の安定同位体比分析を用いた食物網解析により評価した。その結果、水田の食物網構造は、水中の懸濁態有機物(植物プランクトンを含む)と表泥に堆積した有機物が一次生産者(物)であり、魚類が最高次の消費者であるという構造であった。この食物網の構造は、立地環境にはよらず、江と湛水休耕田の両方の湛水方法で共通して見られたことから、これらの湛水方法によって創出された生態系は水田内と同様の構造であることが示唆された。トキの主要な採餌環境である水田において、生物量と種多様性を通年維持するための水田の管理方法として、景観要因としての「立地環境」(森林からの距離として2区分した里山と平場)の違いも考慮に入れ、稲作水田では「江(え)」とよばれる水田内の小土水路を、休耕田では「通年湛水」をそれぞれ実験的な通年湛水処理区として平成19年春に創出した。平成20年度の農事暦にあわせ、3月(田植え前)・6月(田植え後)・9月(稲刈り直前)・12月(冬期)に、水田・江・湛水休耕田において、定量的な生物量および種数の調査と、後述の安定同位体比分析のための生物採集を行った。平成21年度は、水田と2種類の通年湛水処理区における水生生物群集の食物網構造を、前年度採集した生物試料の炭素および窒素の安定同位体比を分析することによって評価した。その結果、水田・江・湛水休耕田の基本的な食物網は、立地環境によらず、水中の懸濁態有機物(植物プランクトンを含む)と表泥に堆積した有機物を一次生産者(物)とし、魚類(主にドジョウ)が高次の消費者であるという構造であった。年4回の調査から得られた試料に基づく分析から、食物網構造の季節的な変化を検討したところ、稲刈りに先だって排水を行う水田では、9月および12月に水生生物群集は形成されなかった。対照的に、湛水環境の江および湛水休耕田では、上記の食物網構造が年間を通じて維持されていた。また、一部の水生昆虫類(コウチュウ目、トンボ目幼虫など)は、上述の一次生産者と基点とする水田・江・湛水休耕田内の食物網に属していないと考えられた。これらの結果から、水田の水生生物群集は、水田内の食物網に属する生物と、水田外の食物網から水田内へ移動してきた生物の両方で構成されていることが示唆された。
酸窒化アルミニウムの物理化学とプロセッシング

(1)昨年に引き続き酸窒化アルミニウム(γ-ALON)の熱力学的相安定性を確立するため、次式の反応の平衡測定を行い、次式の標準ギブズエネルギー変化を決定した。これまでの結果を総合し、γ-ALON単相領域の熱力学安定性を、γ-ALONの結晶構造をに構築した熱力学モデルから試算した。その結果、γ-ALONの不定比性を考慮したAl-O-N-C系の相安定図を作製した。(2)高品位のAlN単結晶膜を得るために、γ-ALONが中間層として生成する条件でサファイア基板を窒化するという新しい方法を考案し実験を行った。その結果、AlN層は、γ-ALON層を介することにより、以下に示す結晶方位関係を満たしてエピタキシャル成長することがわかった。A面サファイアを用いた場合C面サファイアを用いた場合また、A面サファイア上には単結晶AlN膜が形成し、生成したAlN膜中には構造欠陥は殆ど観察されなかった。γ-ALON層は、AlN層とサファイア基板との格子不整合を約四分の1に緩和し、良好なエピタキシャル成長を引き出すことが分かった。以上の研究成果から、高温での化学平衡測定技術を確立し、Al-O-N系の熱力学的相安定性を決定した。その結果Al-O-N系の化学ポテンシャルを制御したプロセスを構築する熱力学的基盤を確立した。また、化学ポテンシャル制御プロセスの一例として、γ-ALONを緩衝層として用いたサファイア基板の直接窒化による単結晶AlN膜の作製を試みた。その結果、高品位の単結晶AlN膜の作製が可能であることが分かった。
マウス生殖細胞におけるNanog遺伝子のリプログラミング機能

本研究課題は、1)Nanog遺伝子機能を欠損した生殖細胞の運命を明らかにする、2)Nanog遺伝子機能の欠損によってもたらされる分子ネットワークの異常を明らかにする、3)Nanog遺伝子の生殖細胞でのリプログラミングに関わる働きを明らかにする、事を目的とした。研究班員とトランスジェニックマウスの分与を受け、更に単一細胞cDNAライブラリー作製に関して共同研究を進めた。その結果、生殖細胞特異的なNanog機能の欠損に成功した。Nanog遺伝子機能の欠損により1)初期生殖細胞が死滅する、2)生殖細胞の死滅は細胞死(アポトーシス)による、3)Nanog下流の500個以上の遺伝子の発現が劇的に変化し生殖細胞特定的分子ネットワークが崩壊する事が明らかになった(Yamaguchi et al. (2009) in Development)。これに加えて、リプログラミング機構を解析する目的で、人工多能性幹(iPS ; induced pluripotent stem)細胞の樹立に関わるリプログラム因子とNanog遺伝子の発現を解析した(Nagata et al. (2009) in Genes Cells ; Yamaguchi et al. (2011) in Stem Cell Research)。以上の結果は、マウス胚生殖細胞に特異的な生体内遺伝子ノックダウンという世界で初めての手法を用いて、未分化性維持鍵因子Nanogの機能を明らかにした研究として注目されている。加えて、iPS細胞のエピジェノム解析の基盤作製を行った。本研究課題は、1)Nanog遺伝子機能を欠損した生殖細胞の運命を明らかにする、2)Nanog遺伝子機能の欠損によってもたらされる分子ネットワークの異常を明らかにする、3)Nanog遺伝子の生殖細胞でのリプログラミングに関わる働きを明らかにする、事を目的とする。研究班員からトランスジェニックマウスの分与を受け、更に単一細胞cDNAライブラリー作製に関して共同研究を進めた。その結果、Nanog shRNAトランスジェニック(NRi-Tg)マウスと生殖細胞特異的DNA組み換えCre酵素発現トランスジェニック(TNAP-Cre)マウスまたは誘導型Cre発現トランスジェニック(ER-Cre)マウスとの交配により、生殖細胞特異的なNanog機能の欠損に成功した。Nanog遺伝子機能の欠損により1)初期生殖細胞が機能欠損後48時間以内に死滅する、2)生殖細胞の死滅は細胞死(アポトーシス)によって速やかに引き起こされる、3)Nanog下流の500個以上の遺伝子の発現が劇的に変化し生殖細胞特定的分子ネットワークが崩壊する、事が明らかになった。この研究成果は発生生物学のトップジャーナルであるDevelopmentに2009年12月号に掲載された。