hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曖昧グラフおよびストリーミンググラフにおける問合せに関する研究

最後に,(3)確率的なストリームデータのマッチング技術は,ある事象の発生に確率がある場合に最も指定したパターンが発生している可能性が高い区間を求める技術である.例えば,ある人が「歩く70%,走る20%,立ち止まる10%」のようなデータが連続してあるときに,10分歩いてから30分走っている区間を求めることができる.従来の技術では,それぞれのパターンの確率値を独立に計算していたが,本提案技術は区間が重複しているところをグループ化することでより高精度に区間を推定することができる.(2), (3)は曖昧なデータを用いた研究であり,本研究の当初の目的とは異なる.実データを分析することにより得られた知見を元に提案した.今年度の目標の一つは国際会議への採択であったが,実現できなかったため,やや遅れていると判断した.技術の開発においては順調に進んでいる.平成29年度の大きな成果として,(1)経路検索システムに関する論文が国際会議EDBTの採択された点,(2)モバイルアドホックネットワークにおけるデータ検索システムに関する論文が国際会議MDMの採択された点,および(3)ネットワーク信頼性に関する研究を査読無し国内会議にて1件発表した点である.(1)平成28年度に提案した経路検索アルゴリムの評価を計算時間およびユーザへの有用性の観点から実施した.特にユーザへの有用性の観点では,実際にスペイン,サンタンデルの自治体と連携し,提案システムが市民にとって有益化の評価を行い,高評価を得た.その結果をまとめた論文を国際会議EDBT2018 (Extending database technology)にて採択され発表を行った.EDBT2018では,日本からの投稿件数は6件で,そのうち採択されたもの本研究1件のみである.(2)モバイルアドホックネットワークは,自律的に移動・通信する基盤であり,通信環境が曖昧かつ動的に変化するグラフと考えることができる.本研究では,データの複製配置をTop-k検索(上位k件のデータのみを取得する検索)に特化させて効率化を行った.その結果をまとめた論文が国際会議MDM2018 (Mobile data management)に採択され,30年度の6月に発表予定である.(3)ネットワーク信頼性は,グラフ上の複数の点がどの程度の確率で接続しているかを評価する指標である.この問題は#P困難問題として知られている.そのため,適応的にグラフの大きさに従い厳密解と近時解を計算する.査読無し国内会議であるデータベースシステム研究会にて発表を行った.平成29年度において目標としていた国際会議に採択されたため,順調に進展しているといえる.スペイン,サンタンデルの自治体・市民の協力を得て経路検索システムの利用・評価を実施できたことは,社会実装を目指す点として非常に大きい.また新たな研究としてネットワーク信頼性に関する研究も順調に進んでおり,論文誌への投稿を準備している.平成30年度の大きな成果として,(1)曖昧グラフにおけるネットワーク信頼性計算技術を国際会議EDBT2019の発表,(2)時空間センサデータの効率的な共起パターン検出技術が国際会議MDM2019にて採択,(3)車両軌跡データを用いた道路ネットワークの補間技術を国際会議
看護師における「患者の死」の捉え方とターミナルケア困難感・行動パターンとの関連

本研究は,<看護師における「患者の死」の捉え方(=A)>と,<看護師がターミナルケアを提供する際に困難と感じたケア(=B)>及び<行動パターン(=C)>との関連性を明らかにすることを目的とした。結果的にA, B, Cには関連があり,看護師が「患者の死」の否定的側面にとらわれてしまっている場合には,患者と充分なコミュニケーションをとることは不可能であり,死を多面的に捉えられるようなフォローアップが必要と考える。【目的】看護師は、「患者の死」というものをどのように捉えているのか(以下、<看護師における「患者の死」の捉え方>と表記)。この<看護師における「患者の死」の捉え方>は、看護師が提供するケア内容の方向性を決定付ける重要な概念である。しかし未だ明確になっていない。本研究は、<看護師における「患者の死」の捉え方>と、看護師がターミナルケアを提供する際に困難と感じるケア内容・その際の行動パターンとの関連性を明らかにすることを目的とした。【調査対象】ターミナルケア経験を有する全国の看護師20名を目標症例数とした。【調査方法】<「患者の死」の捉え方>について質問紙調査を行った後、半構成的面接法にて面接調査を行った。【結果・考察】本年度は3施設5名の看護師に同意を得、調査を行った。どの看護師も患者や家族の思いにどう向き合い、どのように援助していくか、質の高いケアを提供するために様々な困難感を抱え、また過去に克服した経験を有していた。困難感克服の過程で共通の行動的特徴は、チーム内で問題を共有することで具体的援助方法を見出し、また役割分担することで不必要な重責から解放され、等身大の姿で患者と向き合えるようになっていたことであった。また<「患者の死」の捉え方>については、「死は終わりではない」「死は苦痛からの開放」「死から学びを得た」と、「患者の死」を比較的肯定的に捉えられるようになってから患者とのコミュニケーションが楽になったと述べていた。やはり<「患者の死」の捉え方>とターミナルケア困難感は関連しており、「患者の死」を否定的に捉えないことやまたチームアプローチを徹底していくことが患者とのコミュニケーションを深めていくことにつながると考える。【研究目的】看護師は、「患者の死」をどのように捉えているのか(以下、<看護師における「愚者の死」の捉え方>=(1))。この(1)は、看護師が提供するケア内容の方向性を決定付ける重要な概念である。本研究は、(1)と、看護師がターミナルケアを提供する際に困難と感じたケア(以下、<困難なケア>)及びその際の行動パターンとの関連性を明らかにすることを目的とする。なお今回の分析は、看護師が過去に克服を経験した<困難なケア>に焦点を当てて行った。【調査方法】20082009年度に亘り全国のがん診療連携拠点病院から無作為抽出を行い、研究協力に同意の得られた5施設のターミナル経験を有する看護師9名を対象とし、半構成的面接法にて調査を実施。面接内容は被験者の了承を得てICレコーダーに録音。分析にはグラウンデッド・セオリーを用いた。【結果・考察】被験者の年齢2050歳代、臨床経験437年。過去に克服を経験した<困難なケア>には、「患者とのコミュニケーションに関すること」「看取りに関すること」「負担の少ない清潔援助」等が抽出された。要約すると、「患者の死」を否定的に捉えている場合、コミュニケーションや看取りに困難を感じ、回避行動をとってしまうケースもあった。しかしその後自身の気づきや先輩看護師からの具体的アドバイス、チームアプローチの機能を活用すること等で克服に至っていた。また克服後の<「患者の死」の捉え方>には肯定的要素が見出されていた。これらのことより、(1)とく困難なケア>・行動パターンには関連があり、少なくとも「患者の死」の否定的側面にとらわれてしまっている場合には患者と充分なコミュニケーションをとることは不可能であり、なぜそのような状況に陥ってしまっているのか原因を明らかにすると共に、死を多面的に捉えられるようなフォローが必要と考える。
極性分子ボース・アインシュタイン凝縮体の生成とその量子計算機への応用

レーザー冷却したYb原子およびLi原子から、光会合等の手法により、超低温分子を生成し、hetero核分子の特異な性質を明らかにするとともに、さらにそれを拡張性のある量子計算機実現の切り札にしようというものである。これまでの生成された分子は、フェルミ粒子同士、ボース粒子同士、であるため、分子としてはボース統計性に従うものであるが、2原子分子の一方がフェルミ粒子の時には、分子として、フェルミ統計性に従うことになり、その振舞いは大変興味深い。また、異なる原子からなる分子の場合は、電気双極子モーメントを有し、この系において期待されている量子計算機への応用を実験的に試みる本年度は、まず、本研究で使用するレーザー冷却用のレーザー光源の準備を進めた。具体的には、Yb原子のレーザー冷却用の399nm用光源を、798nmの外部共振器型半導体レーザーとそのテーパーアンプのシステム、さらにPPKTPを用いたコンパクトかつ安定な光源系を開発した。さらに、Li原子のレーザー冷却用の671nm用光源を、外部共振器型半導体レーザーにより生成することに成功した。今後はこのシステムを用いて、CO2レーザーによるYb原子の光トラップおよび蒸発冷却を行い、超低温Yb原子を生成し、さらにボースアインシュタイン凝縮やフェルミ縮退の生成を試みる。本研究は、レーザー冷却したYb原子およびRb原子から、光会合等の手法により、超低温分子を生成し、hetero核分子の特異な性質を明らかにするとともに、さらにそれを拡張性のある量子計算機実現の切り札にしようというものである。また、異なる原子からなる分子の場合は、電気双極子モーメントを有し、この系において期待されている量子計算機への応用を実験的に試みる。まず、本研究で使用するレーザー冷却用の光源の立ち上げを行った。具体的には、Yb原子のレーザー冷却用の399nm用光源を、798nmの外部共振器型半導体レーザーとそのテーパーアンプのシステムを開発した。特に、ttアテーパーアンプのシステムは、温度安定性に敏感で、温度変化によりビームのアライメントが変化し、光出力の再現性に大きく影響することがわかったので、全体をアルミ板の上に設置し、放熱することにより、毎回の立ち上げの再現性を著しく向上させることに成功し、安定して、500mWを生成することができた。また、種光源の外部共振器型半導体レーザーも連続掃引幅が10GHzを超え、極めて安定に動作することも確認することができた。したがって、この出力を、共鳴第2次高調波発生器に入射するだけで、100mW近い399nmの光源が用意できると予想され、準備が完成したといえる。また、スピン禁制遷移を用いた光会合についても研究を進めることができ、ヘテロ分子の生成の準備が整ったといえる。
インド・太平洋域に分布するフサカサゴ科魚類の分類・進化・生物地理学的研究

インド・太平洋域に分布するフサカサゴ科魚類2属フサカサゴ属とネッタイフサカサゴ属の分類学的再検討を行った.その結果,全種においてそれぞれ適用すべき学名(シノニムの検討)を明らかにし,さらに未記載種の記載も行った.各種の形態学的特徴,生態学的知見,分布パターンも明らかにした.インド・太平洋域に分布するフサカサゴ科魚類2属フサカサゴ属とネッタイフサカサゴ属の分類学的再検討を行った.その結果,全種においてそれぞれ適用すべき学名(シノニムの検討)を明らかにし,さらに未記載種の記載も行った.各種の形態学的特徴,生態学的知見,分布パターンも明らかにした.平成19年度は,フサカサゴ属魚類の最も多様性が高い地域であるオーストララシア海域(オーストラリア大陸,ニュージーランド,ニューギニア,およびその周辺島嶼部)と東アジア海域(韓国,中国,日本,香港)に焦点を絞り,一般標本とタイプ標本の精査を行った.オーストララシア海域に分布するScorpaena papillosa類似種群とScorpaena cardinalis類似種群の調査・解析を行い,それぞれ4種と2種が有効種として含まれることが明らかになった.また,東アジアに分布するScorpaena miostoma類似種群の分類学的研究では,東アジア南部に生息する個体群と北部個体群との間に形態的な若干の相違が確認された.今後はさらに多くの標本を調査して結論付けたい.オーストラリアと東アジアに分断して分布する(反赤道性分布)Scorpaena neglecta類似種群の調査・解析も同時に行った結果,これまで有効種とされていた4名義種がS. neglectaのジュニアシノニムになることが明らかになった.上記フサカサゴ科魚類の調査過程で発見された他の分類群も計測・解析し,結果を随時公表(学会発表・論文出版)した.平成20年度は,ハワイ諸島とイースター島周辺水域のフサカサゴ属の分類学的研究を中心に行った.ハワイ諸島にはS. colorata Gilbert, 1905とS. peleEschmeyer & Randall, 1975,イースター島にはS. orgila Eschmeyer & Allen, 1971とS. pascuensis Eschmeyer & Allen, 1971が知られており,タイプ標本を含む標本解析の結果,これらの名義種は全て有効種であることが分かった.ただし,従来フサカサゴ属と考えられていたS. pascuensisなマダラフサカサゴ属に帰属させるのが妥当であると判断した.また,ネッタイフサカサゴ属のインド・太平洋規模での研究を進めた結果, 2未記載種(インド・太平洋広域分布種とポリネシアの固有種)の存在が明らかになった.さらに,平成19年度に実施したオーストララシア産フサカサゴ属の研究で,予想を上回る数の未記載種が発見されたが,これらの未記載種を新種として記載するための準備も継続して行った.本年度の対象魚種については,各種の地理的変異,成長による形態変化,性的二型,および分布域が明らかになった.研究の過程で得られた新知見は随時論文として公表した.平成21年度は本研究課題の最終年であるため,これまでに収集したフサカサゴ属Scorpaenaとネッタイフサカサゴ属Parascorpaenaの標本の計測と解析を行うと伴に,発見された未記載種の記載と学名の変更に関する論文執筆に全力を尽くした.未記載種の発表や既知種の学名整理に必要なタイプ標本が所蔵されているヨーロッパの博物館(フランス・パリ自然史博物館,ドイツ・センケンベルグ自然史博物館,ドイツ・ベルリン自然史博物館,オランダ・ライデン自然史博物館など)や南アフリカ水棲生物研究所を本年度前半に訪問し,タイプ標本や歴史的標本の観察およびデータ採取を行った.その結果,これまで分類学的に正体不明だった全ての名義種の有効性および帰属が明らかになった.タイプ標本と一般標本の解析によって明らかになった各種の地理的変異,成長による形態変化,性的二型,分布域,正確な学名(シノニム関係)を公表するための論文執筆を進めている.本年度はその内の一部を5論文として出版することができた.フサカサゴ属とネッタイフサカサゴ属は,商業上重要あるいは海洋生態系の中で重要な位置を占めるにもかかわらず,分類学的に混乱していた.本研究でこれら両属が分類学的に整理されたことによって,魚類学および水産学の基礎的知見に大いに貢献し,今後の各種の生態学あるいは資源学に関する研究が飛躍的に進むと期待される.
アカサビザトウムシ種群における種分化,核型分化、ならびに交雑帯の性質の解明

種分化における核型分化と外部形態の地理的分化の役割,および種分化の局面における交雑帯の役割を調べることを主目的として,アカサビザトウムシGagrellula ferruginea(クモガタ綱,ザトウムシ目)とその近縁種の核型の地理的分化および染色体交雑帯の性質や形成過程を追及した。主な成果は次のとおり。1)これまで未調査あるいは調査が不十分だった地域を中心にアカサビザトウムシの日本各地の集団について核型分析をおこなった。山形県周辺。滋賀県京都府南部,兵庫県・京都府県境付近が主要調査地である。このうち2n=14-20の幅で染色体数が著しく変異する兵庫県・京都府県境付近では交雑帯の位置の決定につとめた。2)アカサビザトウムシの11の地理型は互いに異所的あるいは側所的であり,2つの隣接する地理型はさまざまな程度の中間型を介して漸次移行する交雑帯で連続する。しかし,広島県西部では九州広島型と大山型の2型間で同所的生息が成立している。今回,広島市近辺で詳しい分布調査と外部形態,核型の比較をおこなったが,両者の差異はかなりはっきりしており,同所的にみられる場合でも交雑の形跡は認められなかった。したがって,両者はほぼ完全に種分化を達成しているものと考えられる。歩脚の体長に対する比は,異所的集団間よりも同所的集団(呉市灰ヶ峰)間で差が拡大している形跡(形質置換)がみられた。3)染色体数や色斑を異にする地理型間で性的隔離が生じているかどうかを確認するため,鳥取県に生息する大山型の染色体数の異なる2集団(2n=14/2n=12)および近畿型(いずれも2n=14)の間で雌雄選択実験をおこなった。その結果,アカサビは2n=14のときを除いて同系交配と異系交配に有意差があり,ある程度距離の離れた2集団間には性的隔離が生じていることが確認された。山形県周辺。アカサビザトウムシGagrellula ferrugineaの核型の地理的分化のパターンと染色体交雑帯の性質や形成過程を明らかにする目的で,本年度は主として次の2つの調査をおこなった:(1)広島市近辺におけるコゲチャ型(2n=22)とクロオビ型(2n=12)の間の交雑帯の有無の確認;(2)滋賀県京都府南部における核型調査。それぞれの結果と研究の進行状況は次のとおり。(1)広島市近辺ではそれぞれコゲチャ型・クロオビ型とよばれる色斑のはっきりと異なる2地理型が分布域を接している。両者は染色体数も上に示したように著しく異なり,同所的集団も確認されているが,これまでの予備調査では斑紋や染色体に関して交雑の形跡を示唆させるようなデータも得られていた。ザトウムシでは歩脚長はその生息場所(地表から樹幹)の高さとほぼ相関する傾向があるので,両者間にはニッチシフトが生じている可能性がある。

(2)琵琶湖以西の近畿地方では本種の染色体数は2n=16であるが,鈴鹿山地では2n=12である。これらの移行がどこでどのような形で起こるか,滋賀県京都府南部で詳しい核型調査を行なった。合計8集団で調査し,結果については現在分析中である。種分化における核型分化と外部形態の地理的分化の役割,および種分化の局面における交雑帯の意味合いを調べることを主目的として,本研究は,アカサビザトウムシGagrellula ferruginea(クモガタ綱,ザトウムシ目)とその近縁種の核型の地理的分化および染色体交雑帯の性質や形成過程を追及している。本年度は,これまで核型調査の行き届いていなかった東北地方の一部で現地調査をおこなうとともに,昨年までの調査で得られた染色体用資料の核型分析におもにとりくんだ。主な成果は次のとおり:(1)山形県山形市周辺(山形市関沢,蔵王山)にみられるアカサビザトウムシ東北型の染色体数は。青森県浅虫や奥入瀬などの集団と同じ2n=12であることを確認した。新潟県では2n=14,北関東の一部では2n=10の集団が確認されており,山形県南部から,新潟県から北関東にかけてのどこかで,数の増大および減少が生じていると示唆された。滋賀県京都府南部の合計8集団で核型調査をおこない,2n=12(滋賀県山女原)と2n=14(滋賀県栗東町金勝山,信楽町鶏鳴の滝)のほか,中間の2n=14に固定した集団(滋賀県土山町瀬ノ音)および,交雑帯中の集団と見られる染色体数が集団内多型を示す集団(2n=12/14間の交雑集団:滋賀県土山町平子峠。2n=14/16の交雑集団(滋賀県甲賀町那須ノ原山)の存在を確認した。2n=12から2n=16への移行は,野洲川と鈴鹿山地の間のかなり狭い地域で急激に起きていることが示唆された。この地域の2n=14の核型がより南方の奈良市高峰山の2n=14集団のそれと同じかどうか,現在分析中である。種分化における核型分化と外部形態の地理的分化の役割,および種分化の局面における交雑帯の役割を調べることを主目的として,本研究は,アカサビザトウムシGagrellula ferruginea(クモガタ綱,ザトウムシ目)とその近縁種の核型の地理的分化および染色体交雑帯の性質や形成過程を追及している。本年度は,おもに複雑な核型分化を起こしている近畿地方北部での核型と交雑帯の調査にとりくんだ。また,染色体数の異なる地理型間の性的隔離の有無を実験により調べた。主な成果は次のとおり:(1)兵庫県・京都府県境付近では丹後山地を中心として染色体数が2n=14-20の間で変異することを確認し,染色体数が集団内多型をしめす交雑帯を天谷峠(京都府夜久野町)ほかの数地点において,確認した。この核型分化は基本的にRobertson型の変異で説明できるが,まだすべて集団の核型分析がおわっていないので,まだ全体像を把握するにはいたっていない。今後さらに調査したい。(2)染色体数や色斑を異にする地理型間で性的隔離が生じているかどうかを確認するため,鳥取県に生息する大山型の染色体数の異なる2集団(大山槙原2n=14/溝口町間地峠2n=12)および近畿型(八頭郡若桜町江波谷川と若桜町加地川の570mの地点,いずれも2n=14)の間で雌雄選択実験をおこなった。2n=12と2n=14間の実験では同系交配と異系交配の間に有意差があった(χ^2検定:P=0.012)。ただし,雌2n=14の場合,同系交配と異系交配に有意差はなかった(χ^2検定:p=1)。大山型と近畿型間の実験では,いずれを雌にした場合にも同系交配と異系交配の間には有意差があった。
急性骨髄性白血病におけるWT1変異の機能的解析

ウィルムス腫瘍遺伝子WT1は小児のウィルムス腫瘍の原因遺伝子として単離されたが、造血前駆細胞や白血病において発現していることにより、その機能異常の白血病発症における役割が注目されてきた。そこで我々は成人小児の様々な白血病における大規模な変異解析を行なった。その結果、WT1の変異は白血病のなかでは急性骨髄性白血病に限られること、一次性と二次性においては頻度に差がないことが明らかとなった。さらにWT1変異陽性例は、一例を除いてすべてが治療抵抗性となる予後不良例であった。このことはWT1の機能異常が白血病の進展に関与するものであることを示唆するものである。WT1は標的となる遺伝子のプロモーター領域に結合して、その転写を調節する転写因子として知られている。既にその標的遺伝子はIGF2を初めとして20数種類が同定されている。ところが、それらの発現変化は必ずしもWT1の発現変化とともに動くことがないことより、それらが生体内での真のWT1の標的であることは疑問視されてきた。この点を明らかにするためにWT1のダブルノックアウトES細胞を作製した。この細胞と野生型ES細胞との比較においてWT1の発現変化に伴って発現が変化する遺伝子をDNAアレイを用いてスクリーニングした。その結果、既知の標的遺伝子の候補の発現変化は確認できなかった。蛋白質相互作用の実験より、WT1はスプライス因子と結合することが証明されている。以上の実験結果を考えると、WT1の機能は転写調節そのものよりも転写後発現調節に関わる可能性の方が強いものと考えられる。ウィルムス腫瘍抑制遺伝子WTlは、ウィルムス腫瘍の原因遺伝子として単離されたが、造血幹細胞及び白血病細胞で高レベルの発現が見られることより、白血病発症への関与も想定されていた。この点を明らかにする目的で、小児白血病86症例においてWTlの変異解析を行った。その結果、WTlの変異は急性骨髄性白血病46例中6例(13%)に認められた。それらはWTlの転写調節機構を司るZnフィンガー領域の機能異常をきたす変異であった。また、ウィルムス腫瘍に見られるWTlの変異の多くがホモ接合性であるのに対して、白血病における変異の大多数はへテロ接合性であった。このことは、変異型WTlがドミナントネガティブ効果を有する可能性を示唆するものである。さらに予後との相関では、WTlの変異の存在は予後不良との明らかな相関が見られた。以上の結果より、WTlの変異は急性骨髄性白血病の進展に深く関与するものと考えられた。このようなWTlの生体内での機能を実験的に明らかにする目的で、ジーンターゲッティング法によってWTl変異マウスの作製を試みた。その結果、Znフィンガー領域の機能異常を有するヘテロ接合性マウスは腎硬化症を発症することが明らかとなった。その組織型はヒトのWTl変異症例に見られる腎症と同一のものであったことより、WTlのへテロ接合性変異は遺伝性腎硬化症の原因となることが証明された。一方、白血病をはじめとする造血異常はこれらのマウスでは現在まで観察されていない。そのため、ヒト造血細胞においてジーンターゲッティング法で変異WTlを導入することでWTl変異の白血病発症への関与を実験的に証明することを試みている。ウイルス腫瘍遺伝子WT1は我々のこれまでの研究により、小児白血病のうちで急性骨髄性白血病に限って13%において機能的ドメインであるZnフィンガー領域に変異をおこしていることが明らかとなった。しかもその変異は、白血病の予後不良と明らかに相関していることより、予後不良が特徴である二次性白血病におけるWT1の変異解析を施行した。その結果、6例中1例においてZnフィンガーの消失をきたす変異が同定された。この症例は子宮頸癌に対して放射線療法を施行した症例であり、それに続発して急性骨髄性白血病が発症した。これまでの報告と異なる点は、発症後2年以上経過しても再発せず予後良好な症例であるという点である。

このような白血病において変異をきたしているWT1の機能を検討するために、ES細胞よりWT1のダブルノックアウト細胞を作製した。機能的ドメインであるZnフィンガー領域にneo耐性遺伝子を挿入することにより、白血病に見られるタイプの変異と同様の変異体を作製した。ノックアウト細胞の細胞増殖能及び放射線感受性に関しては野生型と明らかな差はみられなかった。WT1は標的とする遺伝子の転写機能を調節することによってその機能を発揮するとされ、既に20種類におよぶ標的遺伝子が同定されている。そこで、これらの遺伝子の発現レベルが野生型とノックアウトES細胞で変化しているかどうかをノーザン法及びRT-PCR法で解析した。その結果、いずれの遺伝子においても明らかな発現の差はみられなかった。この事実はWT1の機能発揮が必ずしも転写制御だけによるものではないことを示唆する。WT1抗体による免疫組織染色では核内におけるWT1の局在は、転写ドメインよりはスプライスドメインであることが明らかであるため、WT1は転写後発現調節に関わっている可能性が強い。
人工現実感における立体知覚形成過程の脳磁気・脳波計測

人工現実感を自然にかつ効果的に生成するには,受け手である人間の特性をよく知る必要がある。本研究では脳磁気などの測定を通じて,空間的に広がりをもつ外界の知覚を形成する脳内過程を調べた。方法としては,時間-空間分解能のバランスに優れる脳磁気計測を中心に据え,脳波やPETなどからの情報や動物実験による電気生理学的な知見を副次的に利用して,実際の人間の脳内における電磁気的活動源の位置を推定し,それをMRI画像上に比定した。対象として視覚および聴覚を選び,それらが個別に,あるいは組合せとして脳内で処理される過程を,感覚・弁別・認知などの異なるレベルで検討した。まず感覚のレベルでは視覚刺激と聴覚刺激を同時に与え,その組み合わせに対して反応する作業時における情報処理の様式を,主として時間的な推移に関して検討した。その結果,刺激呈示後約100msの潜時において視覚野と聴覚野がそれぞれ活動しており,その活動の大きさもほぼ拮抗していることから,この時点では視覚と聴覚がほぼ独立して各感覚モダリティでの処理を行っているものと考えられる。一方,潜時350ms以降では課題に特有の波形(単一モダリティにおけるP300mに相当)が観測され,この時点ではすでに両感覚の統合が行われていることを示している。また,モダリティの増加がこの反応の遅延をもたらすことなどから,潜時200300msにおいて両感覚の間に統合のための相互作用が起こっていると考えられ,その具体的な活動源の検討を行った。また,弁別や認知の高次機能についても従来の研究を推し進め,聴覚弁別に関しては海馬を中心とする活動を時間・空間的により詳細に調べた。さらに内的視覚操作に伴う脳内過程についても,運動前野の活動と時間的に並行する下頭頂小葉を中心とした活動の具体的な活動源を見出した。
高温ストレス下で光合成機能を維持する化合物の同定とその作用機構の解析

本研究はクロロフィル蛍光を指標としたケミカルスクリーニングを行い、高温による光合成電子伝達阻害を緩和する化合物の同定を目指した。高温ストレス下で光合成の低下を大幅に緩和する化合物は得られなかったが、非ストレス条件下で光合成電子伝達を強力に阻害する2つの化合物を得た。これらの阻害活性は濃度依存的であること、化合物の構造的に類縁なアナログまたは部分構造を持つ化合物もまた同程度に光合成阻害活性を示すこと、アナログとの競合実験から構造上活性に必要な部位が予想されたこと、1つの化合物は光化学系IIそれ自身を阻害しており、もう一つの化合物は光化学系IIの下流(系Iなど)が阻害されていることを明らかにした。本研究は植物の高温ストレスに対する適応機構の解明と高温下での光合成機能維持の付与を目的とする。本年度はクロロフィル蛍光を指標としたハイスループットなケミカルスクリーニングを行い、高温ストレスが及ぼす光合成電子伝達への負の影響を抑制する天然化合物の同定を試みた。96穴マルチタイタープレートの各ウェルに植物育成寒天培地と異なる天然化合物とを加えた培地を作成し、その上に5ー10粒となるようにシロイヌナズナ野生型種子を播いた。良好に発芽させるために低温・暗所下で3日間放置して休眠処理を行った後、植物インキュベーターへプレートを移し通常育成条件下で10日間生育させた。10日間育成した幼植物体を光照射下で37°Cと40°Cとの2つの条件で3時間高温ストレス処理を行った。短時間暗所に置いた後、植物育成プレートをCCDカメラによる二次元クロロフィル蛍光測定装置(PSI社)を用いて96穴全ての植物体のクロロフィル蛍光を測定した。取得したクロロフィル蛍光データから光合成パラメーター値を算出し、高温ストレス処理前と処理後で他の化合物を加えた植物体とは異なる光合成パラメーター値の変化を示した「ヒット化合物」の有無を調べた。1回だけのスクリーニングによる植物の生育誤差などを排除するために同じ実験を3回繰り返し、大きく数値に変化が見られた5つのヒット化合物の候補を得た。ヒット化合物が所属するグループの中の類縁化合物を用いて2回目の活性試験を行っている。クロロフィル蛍光を指標としたハイスループットなケミカルスクリーニングを行い、高温ストレスが及ぼす光合成電子伝達への負の影響を抑制する天然化合物の同定を目指す。前年度に試みとして行った約80種類の標準化合物による第一段目のスクリーニングを終えて、本年度はさらに化合物数を増やした約400種類のパイロットライブラリーを用いた第二段目のスクリーニングを行った。96穴マルチタイタープレートの各ウェルに異なる化合物を加えた植物育成寒天培地上で育てたシロイヌナズナ幼植物体を光照射下で3時間高温ストレス処理(38°Cと41°C)を行った後、二次元クロロフィル蛍光測定装置を用いてクロロフィル蛍光のクエンチング解析を行った。その結果、化合物無しのコントロールと比べて高温ストレス下で光合成機能の低下を抑制する4つの化合物とストレスがない条件下でも光合成電子伝達を強力に阻害する2つの化合物を得た。次に高温による抑制活性が化合物濃度依存であることを確認した。しかし光合成機能の低下をする4つの化合物の抑制活性はかなり弱く、より抑制活性を持つ化合物を同定する必要がある。そこでそれらの化合物が所属するグループの中の構造的に類縁な化合物を用いての活性試験を行っている。研究計画書で記載した年度計画に則り、前年度には少数のRIKEN NPDepoの標準化合物ライブラリーを用いた植物体のケミカルスクリーニングを開始し、シロイヌナズナ幼植物体の高温ストレスの影響を調べるために温度条件を検討し最適条件および観察するべき光合成パラメーターを決定した。本年度はさらにそれを進めて化合物ライブラリーの数を増やしてCCDカメラによる二次元クロロフィル蛍光測定を用いたスクリーニングにより速やかに1次スクリーニングを行うことが出来た。これにより得られたいくつかの候補化合物の2次スクリーニング、および化合物の活性の濃度依存性を調べて、これを終えている。さらに候補化合物よりも活性の高い化合物を探索するために候補化合物の構造を元にその類縁体を調べて手に入れている。本研究は植物の高温ストレスに対する適応機構の解明と高温下での光合成機能維持の付与を目的とした。二次元クロロフィル測定装置を用いてクロロフィル蛍光を指標としたハイスループットなケミカルスクリーニングを行い、高温ストレスが及ぼす光合成電子伝達への負の影響を抑制する天然化合物の同定を目指した。前年度に約400種類のパイロットライブラリーを用いた第二段目のスクリーニングを行った結果、高温ストレス下で光合成機能の低下を大幅に抑制する化合物は見つからなかった。一方、ストレスがない条件下で光合成電子伝達を強力に阻害する2つの化合物を得た。本年度はこれらの2つの化合物がどのように光合成電子伝達を阻害するのかを明らかにするために研究を進めた。これらの阻害活性は化合物濃度依存であることを確認した。次にこれらの化合物が所属するグループの中の構造的に類縁な化合物(アナログ)または部分構造を持つ化合物を用いて光合成阻害活性の有無を調べた。その結果、初めにスクリーニングで得られた化合物以上に阻害活性を持つアナログは存在せず、スクリーニングで得られた化合物と同様な光合成阻害活性を示した。また化合物同士を混合した時の阻害活性の変化を調べる競合実験を行い、化合物構造上で活性に必要な部位を明らかにした。

さらにクロロフィル蛍光を用いた化合物を処理した時の光合成パラメーターを調べることにより、光合成電子伝達上の標的の箇所を考察した。これにより1つの化合物は光化学系IIそれ自身を阻害しており、もう一つの化合物の標的は光化学系IIの下流(系Iなど)に何らかが阻害されていることが示唆された。本研究はクロロフィル蛍光を指標としたケミカルスクリーニングを行い、高温による光合成電子伝達阻害を緩和する化合物の同定を目指した。高温ストレス下で光合成の低下を大幅に緩和する化合物は得られなかったが、非ストレス条件下で光合成電子伝達を強力に阻害する2つの化合物を得た。これらの阻害活性は濃度依存的であること、化合物の構造的に類縁なアナログまたは部分構造を持つ化合物もまた同程度に光合成阻害活性を示すこと、アナログとの競合実験から構造上活性に必要な部位が予想されたこと、1つの化合物は光化学系IIそれ自身を阻害しており、もう一つの化合物は光化学系IIの下流(系Iなど)が阻害されていることを明らかにした。研究計画書で記載した年度計画に則り、96穴マルチタイタープレートプレートに天然化合物ライブラリーRIKENNPDepoのパイロットプレート(376種類の代表的な化合物からなる)から1μlづつ分注し、ここに植物育成寒天培地を加えて多検体ケミカルスクリーニングプレートを作製し、ケミカルスクリーニングを開始した。まず本プレートで育成させた時のシロイヌナズナ幼植物体の高温ストレスの影響を調べるために温度条件を検証した。化合物がない状態のもと本ケミカルプレート中で育成した植物体を用意し、多段階の温度でどのように光合成パラメーターが変化するのを調べた。これにより温度の上昇につれてこれまで言われているようにFo値の上昇がみられる事が確認できた。一方、ΦPSII値は温度が42°Cを超えると急激な値の低下が観察された。さらにNPQ値は37°Cまでゆっくりした上昇したのち、42°Cを超えると急激な値の低下を示した。本条件検討により、植物に与える温度条件と観察するべき光合成パラメーターを決定することが出来た。これに続くCCDカメラによる二次元クロロフィル蛍光測定を用いたスクリーニングにより速やかに1次スクリーニングを行うことができ、いくつかの候補化合物を得ることが出来た。現在候補化合物が所属するグループの中の類縁化合物を用いて活性試験を行う予定である。複数回で連続して目的の活性を持つ化合物を絞り込む予定である。その後ヒット化合物が影響を与える光合成電子伝達系の詳細な標的部位をDual-PAMクロロフィル蛍光測定装置(Waltz社)を用いて解析し、化合物による光合成の阻害が光化学系IIで起こるのか光化学系Iで起こるのかそれともさらに下流で起こるのかを調べる。それと同時にRNAブロットにより高温ストレス下での化合物の添加の有無による光合成蛋白質の転写産物の蓄積変化を調べる。
ｆMRI自己共振信号に基づいた難治てんかん手術前後の脳機能ネットワークの解析

難治てんかんに対する離断外科治療は強力な効果があるが、無効あるいは発作再発が少なからず存在し(20%50%)、その機序は明らかでない。本研究ではfMRIの局所BOLD信号の揺らぎを計測し、自己共振に基づいた難治てんかん離断手術前後の広域脳機能ネットワークの解析を行う。また、術後のデータを得た上で、てんかんに特徴的な異常ネットワークの同定と高次脳機能に対する影響を評価し、難治てんかん外科治療の安全性・確実性の向上を図ることを目的とする。現在までfMRI施行における新しいハードシステム構築とtaskの内容の検討を行い、さらに通院中のてんかん患者にたいし、resting state fMRIを施行した。平成30年度は新たに高ガンマ波帯の活動を検出できる高機能アンプを導入し、覚醒下手術のもとで皮質電極上リアルタイムに高ガンマ波帯の活性部位を同定するプロトコールを加えた.これにより脳腫瘍の症例で、fMRIでの高信号部位と高ガンマ波活性部位は重なることが示された.しかし、前者の方が広い領域での活動を示す傾向にあり今後の追試が必要である.覚醒下リアルタイム高ガンマ活動の検出は、脳表の電気刺激マッピングとはことなり痙攣を誘発することは優れた検査法である。しかし課題の実行に伴う慣れが生じるため最適な測定時間の検討が必要である。こういう点ではfMRIと類似した方法と考えられるため比較することでFMRIの信頼性を高めることになる。脳梁離断症例以外にてんかん外科適応症例や脳腫瘍症例も含め覚醒下手術の導入し、特に言語野マッピングをfMRIと高ガンマ活動を比較検討することで信頼性の高い機能局在のデータを検出しDTIと術中白質刺激の裏付けのもとでネットワークの構築が可能なように研究のプロトコールを組み込むように検討している。脳梁離断が必要な症例が確保できないため十分なデータを得られていないのが遅れの大きな要因である.その理由のひとつは脳梁離断が必要な症例は小児患者が中心であるためであり、研究的データがとりにくいのが現状である..ネットワークの研究において少例でも研究の新しさを失わないため、あらたに測定するパラメーターを導入した.それはリアルタイムに高ガンマ活動を検出することであり、まずは一般的なてんかん外科適用例や脳腫瘍例に測定を行い、fMRIと比較することを検討している.症例数が少ないため一例ごとの検査を綿密に行う必要がある。平成27年度においてfMRIを施行する上で新しいハードシステムを構築した。被験者への提示のためのスクリーン、プロジェクターを新たに製作し、taskの内容も更新、解析において複数のソフトを使用をした。定時てんかんの外科的治療患者と通院中のてんかん患者にたいし、resting state fMRIを施行した。通常とは異なるネットワークの症例も認めたが、症例数が不十分であったため有意な所見は得られなかった。PET検査と拡散テンソル・ファイバー・トラッキングも施行しておりこれらの結果を比較検討した。ファイバートラッキングはdTVとBrainLabo社のソフトの2通りで解析した。その両者の結果には齟齬は認めなかったが、後者の方が臨床的には簡便であった。前者は汎用性が優れているため今後も両方の解析方法が必要であることがわかった。FDG-PETとネットワークとは強い関連性が得られなかった。外科手術を受け例にたいしては、覚醒下手術も導入し、特に言語野のネットワークをfMRIの結果と比較検討が可能なように研究のプロトコールを組み込むように考えた。術後のデータはまだ得ていないため、今後の検討課題である。てんかん外科の症例数が限られているため、統計的に十分なデータを得るためには時間が必要である。測定すべきパラメータが多いため、被験者を増やすことができなかったものと考えられる。今年度は患者の肉体的負担を考慮すると測定パラメーターを少し減らす必要がある。平成30年度は新たに高ガンマ波帯の活動を検出できる高機能アンプを導入し、覚醒下手術のもとで皮質電極上リアルタイムに高ガンマ波帯の活性部位を同定するプロトコールを加えた.これにより脳腫瘍の症例で、fMRIでの高信号部位と高ガンマ波活性部位は重なることが示された.しかし、前者の方が広い領域での活動を示す傾向にあり今後の追試が必要である.

覚醒下リアルタイム高ガンマ活動の検出は、脳表の電気刺激マッピングとはことなり痙攣を誘発することは優れた検査法である。しかし課題の実行に伴う慣れが生じるため最適な測定時間の検討が必要である。こういう点ではfMRIと類似した方法と考えられるため比較することでFMRIの信頼性を高めることになる。脳梁離断症例以外にてんかん外科適応症例や脳腫瘍症例も含め覚醒下手術の導入し、特に言語野マッピングをfMRIと高ガンマ活動を比較検討することで信頼性の高い機能局在のデータを検出しDTIと術中白質刺激の裏付けのもとでネットワークの構築が可能なように研究のプロトコールを組み込むように検討している。脳梁離断が必要な症例が確保できないため十分なデータを得られていないのが遅れの大きな要因である.その理由のひとつは脳梁離断が必要な症例は小児患者が中心であるためであり、研究的データがとりにくいのが現状である..ネットワークの研究において少例でも研究の新しさを失わないため、あらたに測定するパラメーターを導入した.それはリアルタイムに高ガンマ活動を検出することであり、まずは一般的なてんかん外科適用例や脳腫瘍例に測定を行い、fMRIと比較することを検討している.症例数を稼ぐために啓蒙活動が必要である。外科的治療を必要とするてんかん患者は数人を確保し、fMRI、トラクトグラフィ, FDGーPETは術前後で必ず施行するようにする。症例数が少ないため一例ごとの検査を綿密に行う必要がある。論文作成が遅れているため、発表用費用が未支出となった。次年度に行う予定である。症例数の減少に伴う未使用の商務品に対する費用の残り分次年度の症例に充填する
土壌中における二酸化炭素濃度の鉛直・水平分布と時間変動の解明

本研究の目的は、森林土壌中における二酸化炭素濃度(CO_2)の水平・鉛直分布とその時間変動特性を、CO_2濃度計の多数埋設によって明らかにすることである。2006年9月から2007年10月までの間、ブナ二次林(岩手県八幡平市安比高原)の土壌中に25台のCO_2濃度計を設置し、土中CO_2濃度の連続測定を行った。濃度計の埋設深度は0、5、10、20、40cmとし、林床の5地点で測定を行った。森林土壌中のCO_2濃度は夏期と厳冬期に高くなり、融雪時期と積雪直前の時期に低くなっていた。夏期における濃度上昇は、地温の上昇に伴ったものであるが、冬期における濃度上昇は積雪の影響であった。積雪前、CO_2濃度は地温の低下とともに減少したが、積雪が始まるとCO_2濃度はすべての深さで増加に転じた。林内積雪深の変化と比較すると、浅層のCO_2濃度上昇は積雪深の増加に比例していることが確認できた。融雪期に入ると、土壌中CO_2濃度の急激な減少がみられた。土壌中の平均CO_2濃度は深さとともに増加するが、その鉛直勾配は夏場に大きく、積雪下で小さくなる傾向があった。年間の平均鉛直濃度勾配は510cm深の層で最も大きくなった。一方、年間の平均水平濃度勾配は5cm深において最も大きくなったが、平均鉛直勾配(510cm層)の約5%の大きさであった。このことから、土壌中におけるCO_2輸送では鉛直輸送が卓越しており、水平輸送の寄与は小さい(20分の1程度)と考えられた。この研究の成果は、土壌からのCO_2放出過程を理解する基となるものであり、土壌呼吸等の測定で得られた結果との統合解析を進めることにより、土壌中におけるCO_2輸送メカニズムを明らかにできると考えている。本研究は、土中埋設用二酸化炭素(CO_2)濃度計の多数埋設によって森林土壌中における二酸化炭素濃度の水平・鉛直分布とその時間変動特性を明らかにすることを目的としている。本年度は、ブナ二次林(岩手県八幡平市安比高原)の林内に、25台のCO_2濃度計を設置し、森林土壌中におけるCO_2濃度の連続測定を2006年9月末より開始した。濃度計の埋設深度は040cmであり、直径20cmの縦穴を5本掘り、濃度計を5台ずつ埋設した。なお、縦穴の間隔は約1mとした。この測定により、土壌中CO_2濃度の時間変動と空間分布を捉えることができている。森林土壌中のCO_2濃度は深さとともに増加し、20cm以深では10000ppmを越えることもあった。表層(深さ0cm)でのCO_2濃度変動では、日周期成分が卓越したが、それより深い層では、47日周期の変動成分が卓越した。また、深さとともに濃度変動の位相遅れが確認された。樹木に近い地点でのCO_2濃度は、他の地点よりも高くなる傾向が見られた。樹木から1m離れた地点におけるCO_2濃度は、全ての深さにおいて、樹木から3m離れた地点の濃度よりも高かった。その差は、表層において約3000ppm、510cmの層では約4000ppmに達することもあった。また、濃度変動パターンの地点間差異は浅層(05cm)で大きく、樹木から離れる程、変動の形が異なっていく傾向が見られた。本年度の試験結果より、森林土壌中におけるCO_2濃度の鉛直分布と空間分布が確認された。CO_2濃度の水平濃度勾配は鉛直濃度勾配よりも一桁以上小さく、土壌中におけるCO_2輸送では鉛直方向の輸送が重要であることがわかった。また濃度変動パターンに地点間での差異が見られることから、CO_2濃度場を形成する過程が地点により異なることが考えられた。

このことから、土壌中におけるCO_2輸送では鉛直輸送が卓越しており、水平輸送の寄与は小さい(20分の1程度)と考えられた。この研究の成果は、土壌からのCO_2放出過程を理解する基となるものであり、土壌呼吸等の測定で得られた結果との統合解析を進めることにより、土壌中におけるCO_2輸送メカニズムを明らかにできると考えている。
リボ核酸関連分子の宇宙探索への基礎的研究

1.リボ核酸の気化とマススペクトルウラシルは300°Cで分解する厄介な化合物である。チミンの融点は316°Cであるため、まず最初、チミンの気化を試みた。真空ラインを回転真空ポンプで真空にし、ピラニー真空計で真空度(5x10^-3 Torr)をチェックした。ウラシルの熱分解生成物(450°C)のマススペクトルはイオンピークm/z17(s),18(s),26(m),43(m)を示した。それぞれのイオンピークはアンモニア、水、アセチレン、イソシアン酸と思われる。親分子のイオンピーク(m/z 112)は観測できなかった。ウラシルの熱分解は主にアセチレンとイソシアン酸に分解すると予想される。試料管にチミン水溶液を入れ、製作したセパレーター(分離用ガラス器具)に直結した。セパレーターの中心はT字管になっており、一方は水分を分離しトラップへ、他方は質量分析計のイオン室に直結している。現在、セパレーターにヒーターを巻きつけ、ウラシルのマススペクトル(m/z 112)を観測したが、非常に弱かった。チミンの熱分解生成物(500°C)のマススペクトルはイオンピークm/z17(s),18(s),40(m),43(m)を示した。これらのイオンピークはそれぞれアンモニア、水、メチルアセチレン、イソシアン酸と思われる。製作したセパレーターでチミンのマススペクトルを観察したが、親分子のイオンピーク(m/z126)も非常に弱かった。2.リボ核酸(ウラシルとチミン)の理論計算(MP2/6-31G(d, p))ウラシルとチミンの分子構造を検討するため、Gaussian 98プログラムのMφller-Plesset理論の2次摂動(MP2)を利用し、基底関数6-31G(d, p)を用い、最も安定な構造パラメーターと回転定数を計算した。ウラシルの分子構造は平面分子であった。その回転定数はA=3879.02、B=1999.23、0=1319.:28MHz、Rayの非対称パラメーターはκ=-0.4687であった。a型とb型遷移が期待され、その特徴は回転定数Cの2倍(2640MHz)ごとにマイクロ波吸収線が現れると期待される。一方、チミンの分子構造はメチル基の2つの水素原子のみが面外に位置するCs対称を有する分子であった。その回転定数はA=3197.72、B=1394.66、C=976.92MHz、κ=-0.6237であった。この分子の特徴ある吸収線はウラシルと同様に回転定数Cの2倍(1954MHz)ごとにマイクロ波吸収線が現れると期待される。3.マススペクトルでウラシルとチミンの気化最適条件を見つけている。

その回転定数はA=3197.72、B=1394.66、C=976.92MHz、κ=-0.6237であった。この分子の特徴ある吸収線はウラシルと同様に回転定数Cの2倍(1954MHz)ごとにマイクロ波吸収線が現れると期待される。3.マススペクトルでウラシルとチミンの気化最適条件を見つけている。1.リボ核酸(ウラシルとチミン)の理論計算(MP2/6-31G(d,p))ウラシルとチミンの分子構造を検討するため、Gaussian98プログラムのMφller-Plesset理論の2次摂動(MP2)を利用し、基底関数6-31G(d,p)を用い、最も安定な構造パラメーターと回転定数を計算した。ウラシルの分子構造は平面分子であった。その回転定数はA=3879.02、B=1999.23、C=1319.28MHz、Rayの非対称パラメーターはκ=-0.4687であった。a型とb型遷移が期待され、その特徴は回転定数Cの2倍(2640MHz)ごとにマイクロ波吸収線が現れると期待される。一方、チミンの分子構造はメチル基の2つの水素原子のみが面外に位置するCs対称を有する分子であった。購入した2逓倍器(26.5から40.0GHz発信用ダブラー)を15V定電圧電源用い、既成のシンセサイザーの周波数を2逓倍し、改良した100kHz矩形波Stark変調型分光器を用いウラシルとチミンの分光系は準備できた。2.リボ核酸の気化とマススペクトルウラシルは300°Cで分解する厄介な化合物である。チミンの融点は316°Cであるため、まず最初、チミンの気化を試みた。真空ラインを回転真空ポンプで真空にし、ピラニー真空計で真空度(5x10^<-3>Torr)をチェックした。試料管にチミン水溶液を入れ、製作したセパレーター(分離用ガラス器具)に直結した。セパレーターの中心はT字管になっており、一方は水分を分離しトラップへ、他方は質量分析計のイオン室に直結している。現在、セパレーターにヒーターを巻きつけ、チミンのマススペクトル(m/z126)を観測中である。3.吸収セル吸収セルは最初の試みとして、3mの導波管型吸収セルにリボンヒーターを巻きつけ、ガラスウール製の幅広リボンで保温した。マススペクトルで最適条件を生み出し、セパレーターを吸収セルに直結し、水分をトラップを通し、排気し、チミンのマイクロ波スペクトルを26.5から40.0GHzで観測する予定である。1.リボ核酸の気化とマススペクトルウラシルは300°Cで分解する厄介な化合物である。真空ラインを回転真空ポンプで真空にし、ピラニー真空計で真空度(5x10^<-3> Torr)をチェックした。ウラシルの熱分解生成物(450°C)のマススペクトルはイオンピークm/z17(s),18(s),26(m),43(m)を示した。それぞれのイオンピークはアンモニア、水、アセチレン、イソシアン酸と思われる。親分子のイオンピーク(m/z112)は観測できなかった。ウラシルの熱分解は主にアセチレンとイソシアン酸に分解すると予想される。現在、セパレーターにヒーターを巻きつけ、ウラシルのマススペクトル(m/z112)を観測したが、非常に弱かった。
表面構造を制御した高分子材料上での細胞の応答と機能

合成高分子の材料表面上で細胞の活性化や機能を制御する試みは,細胞賦活化材料や組織器官形成促進材料などのように生体に対して積極的に働きかける材料あるいは血液適合性材料に代表される細胞や生体に対して不活性な材料の設計上不可欠である。本研究では,細胞機能を制御し得る高分子材料表面の分子設計法を確立するために,材料表面の官能基の種類やその分布状態および結晶ー非晶などのミクロ構造が細胞機能に与える影響について系統的に検討することを目的とした。本年度は種々の材料表面を提供する高分子の合成とその表面構造の解析を行った。さらに,これらの材料表面上での血管内皮細胞の増殖性やプロスタサイクリン(PGI_2)産生能を調べるとともに血小板の活性化抑制機構を検討した。その結果,材料表面の官能基の種類や分布状態によって,内皮細胞の機能の一つであるPGI_2産生能が大きく変化することが明らかとなった。また,血栓形成反応に重要な役割を果たしている血小板と材料表面との相互作用を詳細に調べるために,外部刺激に対する2次メッセンジャ-である細胞内遊離Ca^<2+>に着目し,Ca^<2+>結合性螢光物質を用いて,この遊離Ca^<2+>濃度を定量する手法を確立した。この方法を用いて,我々が既に開発した優れた抗血栓性材料である結晶ー非晶ミクロ構造型ポリエ-テルセグメント化ポリアミドにおける血小板の接触活性化抑制機構を調べた。すなわち,材料表面への血液の接触によって形成された吸着タンパク質層を介しての血小板の活性化について,細胞内Ca^<2+>濃度の変化を調べた結果,材料表面のミクロ構造が安定な吸着タンパク質層形成に至る過程において血小板の接触活性化の抑制に大きく寄与し,その材料の抗血栓性発現を決れる重要な因子となっていることがわかった。