hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子論的弱値増幅を応用した高精度位相測定法の開発

このため、空間位相変調器を別途導入し、高次の空間モードを様々に設定できるようにした。平成25年度は、前年度に用意したパルスレーザーの安定発振に注力したほか、信号取得系の具体的な実装方法について中心に議論をすすめた。原理的には、干渉計で光が経験した位相差は、干渉光を周波数空間で観測した際の中心周波数のずれとして現れるのであるが、これを実際に検出する方法として、信号対雑音比の観点で検討を進めた。平成26年度は、ここまでの議論のうち主に理論面での成果を共著者とともに論文にまとめ投稿した(査読中)。また、信号取得系の構築として、まずは基礎的なステップとして確認すべき、前述した位相差による中心周波数シフトを確認するための装置を用意した。今後の計画としては、信号対雑音比の向上を目指していきたい。重力波天文学特に光キャリアの周波数シフト量をいかに検出するかという信号取得方法をめぐって、いくつかのアイデアがあり、その方法ごとに達成できそうな精度と、そのための信号取得用光学系を実装するのに必要なコストの面から検討することに時間を費やした。光コム、もしくは単色連続波の光などを光ローカルオシレータとして信号ポートに入力し、主光学系(マイケルソン干渉計)からの出てくる信号光とビートをとって周波数のシフト量を推定する方法のほか、より直接的に回折格子などを開発して空間分光を行い、それをCCDやCMOSなどを用いて画像として周波数シフト量を推定する方法などが検討された。年度内にこれらの議論を収束したうえで、さらにこの信号取得のための光学系を実際に構築するまでに至らなかった。年度内には信号取得用の光学系の概念設計までを行い、実際の実装および性能確認は次年度とすることにした。弱値増幅を用いた高感度化の方法については光源の設定次第で様々なものが考えられたため、その検討に時間をかけた。本実験で必要な3要素(光源、光学系、信号取得系)のうち、光源については、前述の方式検討の中ででてきた2種類の光源候補について、費用内で両方を構築可能であったため、どちらも試すことに挑戦した。このうち、とくにパルスレーザー光源の自作について経験が少なかったため、外部の助言を得ながら行った。パルスレーザー光源は、980nmの光源からイッテルビウム・ファイバーを用いて1umのレーザーを発生させ、モード同期を行うことでパルスを生成する設計である。空間高次モード光源については、元となるレーザーを透過型の空間位相変調器を通すことで空間的に位相を操作し、所望のモードを得る設計となっている。光学系の構成については当初のとおりシンプルなマイケルソン光学系を元にしたものを予定しており、これについてはそのまま採用することにしている。なお、当初計画では今年度中に信号取得系の設計開発も行う予定であったが、そこまでには至らなかった。平成25年度に時間をかけた信号取得系部分の検討結果を生かし、平成26年度は主にその構築を開始する。こうして、光源、主光学系(マイケルソン干渉計)、信号取得系までを合わせて構築した後、マイケルソン干渉計の腕の差動変動に対する、光キャリア周波数のシフト量の発生量(信号の伝達関数)および信号取得系における原理的な雑音量などから、本検出器の性能評価までを行う。
非婚女性の貧困と生活不安に抗する家族のオルタナティブに関する研究

未婚・離婚女性のみならず、婚姻的地位の如何にかかわらず女性の将来不安の中心をなす、依存や孤立(経済的・社会的)に抗していくことのできる人のつながりの基盤、あるいは家族のオルタナティブについて、核心となるべきものが、ケアの倫理とそれにもとづく社会構想であることを明らかにした。1) Eva Kittay,Love's Labor(Routledge 1999)を講読検討する研究会を大学院生とともに継続的に主催し、『愛の労働あるいは依存とケアの正義論』として訳出した(2010年5月に白澤社より出版予定)。同書は、倫理学の分野での家族・ケアの倫理および新しい親密圏に関する議論と、政治理論の分野における社会正義論・平等論とを結びつけた重要な理論書であり、依存関係から生じる依存労働の不可避性を基礎とした平等概念の新たな地平を検討している。同書翻訳出版は、日本のフェミニズム理論・社会思想研究にとって大きな貢献となる。2) NPOコレクティブハウジング社の協力を得て、すがもフラット他、コレクティブハウジング・シェアハウジングの現地調査を行った。こうした居住形態は徐々に浸透しつつあり、居住者の生の安定にとって高機能であるばかりでなく、地域社会の資源ともなっていることが判明した。また、最近では不況にともなって、一般ディベロッパーもシェアは薄事業に進出しており、このことは、こうしたオルタナティブな居住形態の認知度を高める機能がある一方、安易な事業進出も招いており、安全性・信頼性を損なっていく可能性もある。3)シングルマザーが雇用と子育て支援・居住を両立させ得ている例として、温泉観光地の旅館の住み込み仲居業に着目、調査を行った。とくに石川県和倉温泉は、これまで、旅館経営者の側が従業員の安定確保のために積極的にシングルマザー雇用を行ない成功を収めた例であったが、近年の不況と地域経済不振によって、曲がり角を迎えつつあることが判明した。1)エヴァ・キティ『愛の労働あるいは依存とケアの正義論』(Eva Kittay, Love's Labor (Routledge 1999)を、大学院生その他との研究会成果として、牟田和恵・岡野八代監訳により翻訳刊行した(9月、白澤社)。同書翻訳出版は、日本のフェミニズム理論・社会思想研究にとって大きな貢献となった。2)同書刊行を記念し、同書の意義を伝える目的で、原著者エヴァ・キティ氏を、同志社大学グローバル研究所およびお茶の水女子大学ジェンダー研究所との協働により招聘し、同志社大学(11/10)・お茶の水女子大学(11/13)にて講演会を、東京大学大学院教育学研究科にてワークショップを共催した。3)さらに、非婚女性の生活不安をより広いケアの倫理と正義の理念のもとに考えて行くことをねらいとして、キティ氏の来日インタビュー、および岡野・牟田による解説、法学・社会学・歴史学の各分野の研究者による論考をまじえた同書の簡易版の刊行準備を進めた(2011年4月刊行予定)4)ケアの倫理と非婚女性の生活状況の日韓比較の目的で、韓国女性政策開発院および韓国NGOグローバル・アクティビスムフェミニストスクールにて調査・研究会を行ったほか、キティの提唱するケアの倫理としての「ドゥーリア」の実践の一環として、韓国における産後調理院に関する調査を行った(2月)。1)非婚女性の生活不安をより広いケアの倫理と正義の理念のもとに考えて行くことをねらいとして、キテイ・岡野・牟田の共編著による『ケアの倫理からはじめる正義論---支えあう平等』を刊行した(8月、白澤社)。同書は、倫理学の分野での家族・ケアの倫理および新しい親密圏に関する議論と、政治理論の分野における社会正義論・平等論とを結びつけた重要な理論書であるキテイ著『愛の労働』のエッセンスを、より広範な層に分かりやすく伝えることを意図して出版されたものであり、フェミニズム理論・社会思想研究にとってのみならず、看護や介護の現場や青少年の性教育の場でも、有効であると評価を得た。2)1)の成果の意義をより広く公開し、議論を深める目的で、公開研究会「ケアの倫理と社会構想」研究会を行った(24年2月20日、於同志社大学)。田村哲樹氏(政治学・名古屋大学法学部教授)、矢野久美子氏(思想史・フェリス女学院大学教授)、田丸理沙氏(ドイツ史・フェリス女学院大教授)らパネリストの報告と議論によって、ケアの倫理の可能性がより深く明らかになった。また、大学院生の参加も多く得ることができ、教育的効果も得られた。以上の研究成果によって、非婚女性の将来不安の中心をなす、依存や孤立(経済的・社会的)に抗していくことのできる人のつながりの基盤、あるいは家族のオルタナティブについて、核心となるべきものが、ケアの倫理とそれにもとづく社会構想であることを明らかにした。
食品中の蛋白抗原による腸管局所免疫反応とその制御機構

本研究は、消化管内の感染微生物や化学物質、食品内抗原物質に対する生体の防御機構の解析を、粘膜における局所免疫機構を軸に展開してきた。平成2年度では、消化管での抗原認識とその制御機構を解明することを目的に研究計画を設定した。(1)腸内抗原と小腸上皮細胞のIa抗原ーラットならびにヒトの小腸絨毛上皮細胞は常時class II主要組織適合性抗原群(Ia抗原)が出現しているが、陰窩細胞には認められなかった。腸内抗原の腸管内への取り込みを主たる機能としているパイエル板被覆上皮細胞中のM細胞におけるIa抗原の表出を免疫電顕法で証明した、これらの上皮細胞のIa抗原は腸内細菌を欠く無菌ラットではほとんど表出されず、また免疫抑制剤であるシクロスポリンAで消失することを観察した。逆に免疫賦活剤の一つである、OKー432のパイエル板内接種により陰窩上皮細胞にもIa抗原が陽性となった。これらIa陽性上皮細胞群はマクロファ-ジや樹状細胞とともに消化管粘膜において、抗原提示細胞群を構成し、腸内抗原に対応していることが明らかとなった。(2)潰瘍性大腸災の病因と局所免疫機構の破錠ーその活動期において、大腸粘膜上皮細胞および陰窩上皮細胞にIa抗原が出現し、同時にintercellular adhesion molecule(ICAM)ー1が発現していた。その上皮細胞間ではT細胞レセプタ-γδ鎖陽性CD8T細胞が減少し、large granularlymphocyte型の成熟したものが消失、幼若型が残存していた、拡大した固有層には増生した血管内皮細胞およびS100陽性樹状細胞におけるIa抗原、ICAMー1の出現が増強されていた。すなわち腸内抗原に対する免疫災症反応の促進と制御異常が示唆され、局所免疫機構の改善をタ-ゲットにした、食品内活性物質を用いた治療法の開発の可能性を提唱した。
糖尿病網膜血管病変の発生と進展に及ぼす網膜神経組織変性の影響

糖尿病網膜症における毛細血管症と神経変性との関係を実験的・臨床的に検討した。実験的糖尿病ラット網膜では神経細胞のアポトーシスが増加する週令ころに、グリア細胞のアクアポリン水チャネルの発現様式に変化がみられ、グリアから神経細胞への水輸送障害の可能性と増殖性変化との関連が推察された。糖尿病乳頭症患者の光干渉断層計解析により、視神経乳頭のグリア細胞が第三の網膜血液柵として機能している可能性を示した。糖尿病乳頭症では綱膜毛細血管からの透過性亢進がないにもかかわらず。黄斑浮腫を来たすことが知られていた。糖尿病綱膜症のない糖尿病乳頭症患者に光干渉断層検査を行うことで、この黄斑浮腫が、漿液性網膜剥離であることを初めて見出すことができた。視神経乳頭におけるKuhntの中間グリア組織の破綻による、視神経乳頭からの液性成分の漏出がこの原因と推察された。血液綱膜柵は、綱膜毛細血管、綱膜色素上皮に加えて、第三の要素として、この組織も関わっていることが示唆された。糖尿病乳頭症患者の黄斑部網膜を光干渉断層計で解析したところ、網膜下液が貯留しており、これが視力低下の原因であった。乳頭浮腫以外に液性成分の漏出は見られず、Khuntの中間組織と呼ばれるグリア細胞(アストロサイト)の機能低下がこの原因と考えられた。内外の血液網膜柵以外にこの組織が第三の網膜内血液脳関門を構成している可能性ならびに糖尿病ではこの関門が破綻する可能性を提示した。糖尿病自然発症トリイ(SDT)ラット網膜において、神経変性とグリア細胞活性化と同調して、水選択チャンネルアクアポリン(AQP)の発現パターンが変化することを見出した。すなわち、糖尿病未発症において、AQP1は網膜外層に、AQP4は内境界膜や内網状層の血管を取り囲むミュラー細胞のend feetに発現しているが、神経節細胞死が有意に増加し、グリア細胞が活性化する40週においては、網膜内層のAQPが4から1にシフトしていた。このような変化は、実験的高眼圧モデルラット網膜には見られなかった。一方、視神経乳頭部表層の内境界膜において硝子体腔へ立ち上がる細胞群がAQP1を発現していた。AQP1は選択的水チャンネルとしての働きに加えて、グリア細胞の移動に関与していることが知られている。視神経乳頭部アストロサイトの硝子体腔側への遊走にAQP1の発現が関与している可能性があり、網膜・視神経のグリア細胞の機能変化が血管新生の足場を提供している可能性が示唆された。糖尿病自然発症トリイ(SDT)ラット網膜では、神経変性とグリア細胞活性化に同調して、水選択チャンネルアクアポリン(AQP)1と4の発現パターンが変化することを報告していたが、今回さらにAQP0発現の局在が変化することを見出した。すなわち、糖尿病未発症において、AQP0の発現は、双極細胞とアマクリン細胞の細胞体、神経節細胞層近接の神経終末、ならびに網膜神経節細胞の細胞体に限局していた。これに対して、神経節細胞死が有意に増加し、グリア細胞が活性化する40週においては、網膜神経線維もAQP0を発現し、しかも、視神経に入ると同時にその発現は消失していた。AQP0は選択的水チャンネルとしての働きに加えて、細胞接着にも関与し、これをノックアウトすると網膜電図の振幅が減弱することが知られている。AQP0は網膜内の高次神経間での情報伝達に必須の役割を果たしている可能性がある。一方で実験的高眼圧モデルでは、視神経内のアストロサイトと網膜神経節細胞細胞体に発現しているAQP9が消失した。球後視神経ではAQP4も発現するのに対して、視神経乳頭部ではAQP4ないしその他のAQP蛋白は発現していないため、AQP9が視神経乳頭部で発現する唯一のAQPであった。AQP9はaquaglyceroporin familyに属し、水以外にも乳酸やグリセロールなどの溶質を輸送する。近年、乳酸はブドウ糖と同様に、アストロサイトから神経細胞へ供給されるエネルギー基質としての役割を果たすことが知られるようになった。よって高眼圧は、視神経乳頭での水チャンネル発現を消失させることで神経変性を招来している可能性が考えられる。このように糖尿病と高眼圧は異なるAQPアイソフォームの発現を変化させ、独自の網膜神経変性を来たしている可能性を示した。
足間接靱帯の動態解析

1)ガリウムインジウムトランスデューサーによる靱帯の長さ変化量計測システムを新たに購入した動ひずみアンプ(DMP-711B×4)にて構築した。この長さ変化量は、高速アナログ/デジタルボードにより変換後、コンピューターで解析できるようになった。この解析は、MS-DOSのデータ採取プログラムからMAC-OSに転送し、解析用プログラム(EXCEL5.0)を用いるようになり効率化、グラフ化されるようになった。一方、従来から本実験系で用いてきた電気角度計が破損し、角度の動的計測が不能となり、現在新たな製品を検討している。2)標本を倒立させ固定する試験台はイリザロフ創外固定器とジュラルミン厚板との組み合わせで完了した。標本の腱に重錘を掛ける方法は、CHINESE CRAMPを応用して可能となった。3)足関節外側靱帯の停止部を円筒型にくり抜く方法は、ARTHREX社の骨孔作成システムにより正確な骨孔が得られるようになった。一方、当初予定したロードセルは、高額であり本研究補助金の中では購入が困難であり、新たな製品を検討すると共に、自作の可能性を検討している。4)これまでの研究の成果は、別冊整形外科No.25(1994),及び南江堂部位別スポーツ外傷障害1:足・下腿(1995)に報告した。また、第19回日本足の外科学会(東京)において教育研修講演「足関節靱帯のバイオメカニクスと解剖学的靱帯再建術」として報告した。現在、英文報告の準備を行っている。
精神科訪問看護における利用者のエンパワメントに影響を与える訪問看護師の支援

わが国の精神科医療は、1990年代以降、入院中心の医療から地域生活を中心とした医療へと変換しつつあり、地域生活を送る精神障害者への支援として精神科訪問看護の有用性が示されている。現在、精神保健医療分野では、単に疾患からの回復だけではなく、当事者の人生の主観的回復を目指すリカバリーを支える支援の重要性が指摘されており、当事者自らの潜在的な力を発揮するエンパワメントによりリカバリーの方向性が保たれるとされている。精神科訪問看護においては、利用者と訪問看護師の関係性が訪問看護の効果に影響を及ぼしていることが示され、訪問看護の内容と技術にはエンパワメントの要素と方向性が反映されていることが指摘されている。そこで、本研究は、利用者の生活支援を長期間行っている精神科訪問看護の特性を踏まえ、精神科訪問看護における利用者のエンパワメントに影響を与える訪問看護師の支援を縦断的に明らかにし、地域生活支援に関する示唆を得ることを目的としている。2018年度は、精神科訪問看護、アウトリーチに関する文献検討をさらに進め、研究計画書を修正した。また、精神科訪問看護の実践および研究に関わる専門家2名程度に調査方法、特にデータ収集方法に対する意見を聴き、調査方法を精錬した。同時に、精神科訪問看護に特化した訪問看護ステーションに依頼し、定期的にフィールドワークを行うことで、フィールドノートの作成方法の検討等、参加観察の準備を行った。文献検討および研究計画書の修正、調査方法の精錬、参加観察の準備等、当初想定した計画が実施できたため。2019年度以降、研究倫理審査の受審および研究参加者の募集を行っていく予定である。訪問看護ステーションの管理者等、臨床現場の研究協力者との連携を密にして実施可能な研究方策を検討することにより、本研究課題の推進を目指す。物品費の支出が当初想定額よりも少なかったために、次年度使用額が生じている。2019年度以降、研究倫理審査の受審および研究参加者の募集等を予定しており、その経費として使用することを想定している。
複合材料の異方性の積極的活用のための人工知能型最適材料設計システムの研究

複合材料の異方性を積極的に活用するには、1:力学的異方性を前提とした構造・材料設計の最適化理論の構築、ならびに、2:異方性を発現させる材料設計手法の確立と、設計のためのエキスパ-トシステムの開発が必要である。本研究はこの観点から以下の具体的目標にしたがって行われた。(1)特異な変形機能の発現ここでは複合材料のポアソン比を負にすること、および曲げーねじり連成変形をコントロ-ルすることを考えた。前者および後者とも解析と実験は良い一致を示し、前者ではポアソン比が負となってより強固に結合する継手が、後者では複雑な曲げーねじり荷重下でねじれ角が0となるような応用が考えられることを示した。(2)材料設計手法の構築新しい試みとして、積層構成の一般化と構造物のひずみエネルギの関係を明らかにし、最大剛性をもつ普偏的な積層構成を明らかにした。この手法を用いることにより平板の設計など多くの応用分野で最適材料設計が可能となった。(3)信頼性を基準とする複合材料の最適設計の確立これまでの材料設計では強度な荷重を確定的なものとしていた。しかし、それらに変動が生じると最適な繊維配向角が変わることが解析できた。そこで、確率的条件下で最適繊維配向角を求める手法を提案した。また、その方法はAFOSM法を基礎としていたが、その方法を改良し、計算時間が100分の1で、最適配向角の物理的意味も明白な内接楕円体法を考案した。(4)設計システムの研究以上の知見を知識として構造化し、オブジェクト指向言語Smalltalkを用いて複合材料のためのエキスパ-トシステムの構築を行った。ここでは物理的次元を保持することや新しいクラス構造化の概念を示し、十分に構造化された知識表現を提案することができた。また、デモ用のプロトタイプシステムも完成できた。複合材料の異方性を積極的に活用するには、1:力学的異方性を前提とした構造設計の最適化理論の構築ならびに、2:異方性を発現させる材料設計手法の確立と、設計のためのエキスパートシステムの開発が必要である。本年度はこの観点から以下の研究を行った。(1)活用可能な複合材料の異方性の調査・研究ここでは特に宇宙構造物の分野で異方性が積極的に活用できるものとして大規模宇宙構造物、一般機械分野でロボットアームをとりあげ、これらの構造体が曲げ・ねじり振動を生じた場合の制振が材料異方性を用いることにより容易になし得ることを確認した。(2)必要な異方性を材料に付与するための材料設計の基礎原理の構築ここでは従来進めてきた剛性決定手法に加えて、強度とその信頼性を考慮することのできる材料設計手法を開発した。これによって、負荷条件が確定的であるときと確率的であるときでは最適な積層構成が異ることが明らかとなり、負荷の変動に対しての設計指針が得られた。一方、ひずみエネルギをもとに行う新しい剛性最適化手法も確立し、任意の構造形態そして任意の負荷条件下での材料設計への展望が開けた。(3)材料設計のための人工知能システムの基本方式の確立ここでは計算機上に人工知能言語であるオブジェクト指向言語を用いた設計エキスパートシステムを構築することを目標に、本年度は構造解析の代表例であるトラス解析、ならびに材料の力学的異方性評価のための解析エキスパートシステムについて研究を行った。この結果、オブジェクトの適切なクラス階層構造と必要なメッセージを考えることができ、この考え方の下に開発されたエキスパートシステムは十分な性能を有することが確認された。

こうして、本年度は研究目標の3本柱である設計対象、設計理論そして設計システムに関し十分な進展を得ることができた。昨年度得られた成果をもとに本年度は以下の結果を得た。(1)曲げ・ねじり連成変形の研究宇宙構造体の変形の制御のためには複合材料の曲げ・ねじりの連成変形が利用できることが昨年明らかになった。そこで本年は具体的構造体として構造的非対称積層薄肉パイプの曲げ・ねじり連成変形の解析および実験を行った。その結果、複雑な曲げ・ねじり荷重条件下で先端のねじれ角を0にするなどの制御が行えることがわかった。(2)信頼性を基準とする最適繊維配向角の研究複合材料の最適繊維配向角は強度や荷重の変動があると必ずしも最適ではないことが昨年度の研究で明らかとなった。そこで本年は、強度と荷重を確立変数としAFOSM法を用いてそれらの変動の影響を明らかにした。また、その手法の改良として、荷重の変動が強度のそれに比較して大きい場合に適用できる新しい最適設計手法を考案した。それは内接楕円体法と名付けたが、信頼度の相対的評価が解析的に行えるもので、AFOSM法に比べて計算時間が100分の1になるほか、最適繊維配向角の物理的意味を明確に示した。(3)複合材料エキスパ-トシステムの開発複合材料の異方性を活用するための知識システムについては昨年その基本骨格が定まった。本年はこの骨格であるオブジェクト指向に基づいて具体的な知識の構造化とそのコ-デングを行った。その結果、膨大な知識の構造化のためには適切な概念クラスタリング手法が必要なこと、物理的次元の処理や適切なユ-ザ-インタ-フェ-スは十分実現可能なこと、計算時間については問題ないことなどが明らかとなった。デモンストレ-ション用の知識を用いてエキスパ-トシステムのプロトタイプが完成し、複合材料の力学的解析などが行えるようになった。
記憶・情動における多領野間脳情報動態の光学的計測と制御

長期記憶の情報表現は記憶の古さにより遷移し、さらに領野間で転送される。ではなぜ過去の記憶を他の記憶と混在させず、正確に想起することが可能なのか。この疑問を解明するため、本年度は、以下の項目に焦点を合わせ、研究を進めた。1)活性化細胞集団と記憶痕跡を多領野で同時に標識するため、ウィルスベクターと組み合わせて記憶痕跡標識操作を実現する遺伝子改変マウスを前年度に作出した。これを用いて、恐怖条件付け記憶課題において、近時記憶の想起中には活動していないが、遠隔記憶の想起に必要十分な記憶痕跡の性質を持ちうる前頭皮質細胞の存在を明らかにし、さらにこのような記憶痕跡の成熟過程を制御する分子シグナルの存在も解明した。2)当研究室で開発した新規カルシウムインディケーターXCaMPを用いて、新規物体認知遂行時における前頭皮質の異なる3細胞種(CaMKII陽性興奮性+Parvalbumin陽性抑制性+Somatostatin陽性抑制性)アンサンブルの同時活動記録記憶を世界に先駆けて実現した。3)恐怖情動の近似記憶・遠隔記憶制御における多領野間連関を司る脳部位の光遺伝学的活性化技術を樹立し、想起を引き起こすエングラム細胞同定と長期記憶安定化を引き起こすエングラム操作を実現した。次年度以降、これらの手法を組み合わせ、多領野間の記憶構造ループの再編・安定化機構を、生きたマウス脳で再現し解明していく予定である。恐怖情動の長期記憶を司る多領野間記憶構造ループの解明を実現していくためのマイルストーンである技術開発(1.活性細胞集団の自在な標識と操作、2.多数の活性化アンサンブルの同時記録、3.多部位における記憶痕跡の自在な光遺伝学的活性化)を達成する目途が立ったため。計画に基づき、先年度の成果を活用する研究を推進するとともに、総括班研究と連動し、他の計画班員や公募班員として連携・共同研究を推進していく。この疑問を解明するため、本研究では、以下の項目に特に焦点を合わせ、研究を進めていく。1)活性化細胞集団と記憶痕跡を多領野で同時に標識する活性化回路標識操作法を実現し、Ca2+イメージングと組み合わせ、海馬から大脳皮質に至る記憶構造ループにおける脳情報動態を解明する。項目2)記憶痕跡の大脳皮質での創発・覚醒を制御する興奮性・抑制性細胞の活動バランスを、記憶課題遂行中の自由行動下マウス脳のライブCa2+イメージングにより明らかにする。項目3)記憶・情動における多領野間連関・並列処理を司る脳情報動態を光遺伝学的に再現し、情報表現にとって必要十分な成分を解明する。平成29年度は、項目1については、神経活動応答性エレメントSAREの構造に立脚した強化型人工プロモータE-SAREに基づき、領域特異的標識操作用のウィルスベクターを作出し、ならびに脳全体での記憶痕跡標識操作を実現する遺伝子改変マウスを用い、多領野の活性化細胞集団の標識・操作法の検討を重ね、具体的な記憶転送の実験系を樹立した。項目2については、覚醒下マウスにて、課題遂行中の大脳皮質前頭前野における、CaMKII陽性興奮性細胞ならびにParvalbumin陽性あるいはSomatostatin陽性の抑制性神経細胞アンサンブルを、同時高速Ca2+イメージングの条件を検討した。項目3については、領野特異的に起こる内在的な記憶痕跡動員を、光遺伝学的に模倣できる刺激を開発した。次年度以降、これらの手法を組み合わせ、多領野間の記憶構造ループの再編・安定化を引き起こす過程を、生きたマウス脳で再現する実験系を構築していく予定である。当初の研究計画の基づき、各項目についてのマイルストーン実験を達成している。

平成30年度以降には、当初申請計画に基づき、先年度の成果を活用する研究を推進するとともに、総括班研究と連動し、他の計画班員や公募班員として連携・共同研究を推進していく。計画に基づき、先年度の成果を活用する研究を推進するとともに、総括班研究と連動し、他の計画班員や公募班員として連携・共同研究を推進していく。
適切な1.5車線的道路整備推進のための走行安全性および円滑性評価手法の構築

本研究は、適切な1.5車線的道路整備推進のため、評価方法の確立を試みたものである。具体的には、ミクロ交通流シミュレータを用いて、走行時間や対向車との離合時に発生する後退回数等を算出する方法、対向車の有無の判断に大きな影響を与える見通しを自動的に判定する方法を構築した。また整備効果は交通円滑性等の直接的なものだけでなく、QOL等の間接的なものも考えられるため、これらを総合的に評価する方法を構築した。研究初年度である今年度は以下の各研究テーマについて、基礎的な検討を実施した。以下、個々のテーマに関し報告する。1) 1.5車線的道路整備の道路形状の分類とその数値化中山間部の道路を見通し度合いをシミュレートする仕組みを検討している。シミュレーションに用いるデータは,時間的に変化しない地形情報と、季節変化する植生情報が必要である。したがって地形図だけでなく、植生の高さを含んだ航空機レーザー測量データ等が必要との結論に至った。またシミュレーションの結果の検証データとして、1.5車線的道路整備路線にて対象区間3kmを設定し、実際に測量調査を実施し、見通しの有無を計測した。2)道路形状や交通特徴及び設置システムや機器のドライバーに与える影響の評価とその数値化全国の道路担当者を通じたアンケート調査や個別調査を通じ、1.5車線的道路整備の実態や対向車接近表示システム等のシステム導入実態や課題の整理を行った。又、県道30号(高知香北赤岡線)の狭隘区間の走行実験を行い、走行速度に及ぼす要因の調査を行い、幾つかの知見を得た。更に、高齢者や軽度認知症ドライバーの問題を検討するため、検診クリニックの被験者の脳ドックデータ、特にMRIデータと、運転挙動や事故との関連調査を開始した。3)関連する各種数値化データに基づく評価用ツールの開発研究初年度である本年度は、待ち行列理論を用いた簡易シミュレーションの構築を行った。仮想的な状況を想定した上での期待損失時間の算定方法を検討するとともに、県道30号に対して試行計算を行った。また、別途実走調査を行った県道30号の結果をもとに加速度決定モデルの構築を進め、交通流シミュレータのサブモデル構築に向けた検討を加えた。研究2年度目である平成22年度においては、各研究テーマについて次のとおり実施した。1. 1.5車線的道路整備の道路形状の分類とその数値化中山間部の道路の見通しの程度をシミュレートする仕組みを検討した。10mメッシュの標高データを用いて見通しの判定を試みたが、実測値と乖離した結果となり、他のデータを用いた仕組みとして、計測車を走行させることで自動的に得られるデータを用いた方法が有効との結論に至り、車両計測調査を実施した。有用性の評価は平成24年度に実施する予定である。2.道路形状や交通特徴及び設置システムや機器のドライバーに与える影響の評価とその数値化1.5車線的道路整備がドライバーや地域に与える影響を評価することを目的として、未整備道路の課題について、本研究者と道路管理者でブレーンストーミングを行い整理した。整理した課題は、事故、災害、管理・工事・コスト、ハードウェアの課題、見通し、疲労・ストレス、観光・地域イメージ、走りやすさ、社会的な側面に分類された。さらに、未整備道路の課題を表現する指標の検討を行った。検討結果の道路整備の評価指標は、管理費用、災害の危険性、地域イメージ、QOL、見通し、走りやすさ、事故危険性、疲労・ストレス、利用者コストに分類された。3.関連する各種数値化データに基づく評価用ツールの開発1.5車線的道路整備を交通流シミュレータで表現する場合、行き違いが不可能な狭隘区間での離合の表現が大きな課題となる。そこで世界的に知名度が高いPTV社のVissimと、研究分担者らによる交通流シミュレーションモデルであるKUNJ-Sakura(以下Sakuraと称する)の適用性を検討した。検討の結果、Vissimは最も重要な機能である対向車との行き違いを表現することが不可能であるが、Sakuraはモデルを改良することで対応可能なことが明らかとなり、Sakuraの改良方針の検討を行った。本研究課題は,1.5車線的道路整備を適切に計画するにあたって,整備の事前・事後の評価ツールを開発することを目標とし,研究を行っている.平成23年度は,車両計測データによる見通し判定の実用性の評価,評価ツール入力データの計測及び数値化,指向的評価の実施及び適用検証を行い,1.5車線的道路整備を導入するにあたり考慮すべき内容を検討した.

具体的には,実車走行実験のデータ等に基づいた数値をミクロ交通流シミュレータKUNJ-Sakuraに入力し,見通しや道路幅員等の道路条件に加え,対向車と遭遇した場合に生じることがある対向車との離合による損失時間も考慮した形での所要走行時間の算出や,離合不可能区間で対向車と遭遇した場合に生じる後退回数を算出する方法を確立した.またミクロ交通流シミュレータは入力データが多いため,精度が高い反面,実用化に際しては費用面が懸念されるため,簡便な方法として待ち行列モデルの適用性を検証した結果,ミクロ交通流シミュレータに比べて過小評価する傾向にあるが,12時間交通量500台程度まででは大きなかい離が無いことを確認し,適用可能と判断した.さらに道路整備効果は,所要時間等の直接的効果だけでなく,QOLや疲労ストレス等の間接的な効果も考えられるため,これらを含めた総合的な評価手法の確立を目指し,都市部と1.5車線的道路整備が行われる中山間部に住む人々を対象としたWebアンケート調査を実施し,得られたデータを基に分析を行った結果,約27%の所要時間増までであれば,見通しが良い,道路幅員が広い等の条件を選択することが判明した.言い換えれば,1.5車線的道路整備による所要時間短縮効果の時間価値は1.27倍と言える.
ヒストン脱アセチル化機構の異常がアストロサイトの増殖/分化誘導に与える影響

遺伝子配列に依存しないエピジェネティックな遺伝子発現調節機構の異常が、中枢神経発生異常をきたす病態メカニズムのひとつとして注目されている。我々はこれらのうち、特にヒストンのアセチル化に着目して研究を続け、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬・抗てんかん薬であるバルプロ酸ナトリウム(VPA)への胎内曝露がマウスにおいて神経系前駆細胞の細胞分裂動態を障害し、大脳皮質内神経細胞数を増加させることで皮質形成異常を生じることを報告した。本研究では、近年種々の機能が明らかとなっているアストロサイトに着目し、ヒストン脱アセチル化機構の異常がアトロサイトの増殖/分化誘導機構や産生数に与える影響を解明することを目的とする。我々は妊娠1日から仔の出生まで0.4% VPA水溶液または蒸留水を飲水として妊娠CD-1マウスに与え、母体のVPA血中濃度をマウスにおける抗けいれん薬としての有効血中濃度以下に維持した。これまでの研究成果より、VPA曝露群では対照群と比較して生後21日大脳皮質におけるアストロサイト数が増加する一方、アストロサイト産生時期の初期である胎生16日にはアストロサイト産生母地であるsecondary proliferative population (SPP)の数が同等であることが明らかとなった。そこで、当該年度は胎生17日以降にS期マーカーであるBrdUを妊娠マウスに投与することで、各胎生日に胎仔大脳壁内で分裂増殖するSPPをラベルし、アストロサイト産生数に変動が生じる時期および生後大脳皮質内における分布様式の同定を試みた。出産育児により休業したため。VPAへの胎内曝露がアストロサイト産生に影響を及ぼす胎生/生後時期の同定を行う。具体的には、S期マーカーであるBrdUを1)胎生17日以降の妊娠マウスおよび2)生後早期の仔マウスに投与し、胎仔および仔マウスの大脳壁内におけるBrdU取り込み細胞の数と分布を解析する。遺伝子配列に依存しないエピジェネティックな遺伝子発現調節機構の異常が、中枢神経発生異常をきたす病態メカニズムとして注目されている。我々はこれらのうち、特にヒストンアセチル化に着目して研究を続け、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬・抗てんかん薬であるバルプロ酸ナトリウム(VPA)への胎内曝露がマウスにおいて神経系前駆細胞の細胞分裂動態を障害し、大脳皮質内神経細胞数を増加させることで皮質形成異常を生じることを報告した。本研究では、近年種々の機能が明らかとなっているアストロサイトに着目し、ヒストン脱アセチル化機構の異常がアストロサイトの増殖/分化誘導機構や産生数に与える影響を解明することを目的とする。生後仔マウスについては大脳皮質一次体性感覚野、胎仔については背内側大脳壁において、厚さ4 μmの冠状断切片を作成、蛍光免疫組織染色法により染色し、定量解析を行なった。生後21日において、VPA曝露群では対照群と比較してS100β陽性アストロサイト数が18%増加した。このことから、VPA胎内曝露がアストロサイト産生数を増加させることが示唆された。そこで、胎仔期のアストロサイト産生母地であるsecondary proliferative population (SPP)について、アストロサイト産生時期の初期にあたる胎生16日において、その数を解析した。VPA曝露群では対照群と比較して、SPP数が同等であり、SPPのうちSox2陽性である細胞の割合も60%程度と同等であった。以上より、VPA胎内曝露はアストロサイト産生の初期には産生数を増加させないことが明らかとなった。平成29年度は、当初の計画では翌年度に行う予定であった実験を前倒しして実施した。これは、VPA胎内曝露がアストロサイト産生に与える影響を解明するためには、成体における表現型を研究初期段階で確認することが重要であると考えたためである。結果的に、VPA胎内曝露がアストロサイト産生数を増加させることが確認され、VPAがアストロサイト産生に影響を及ぼす時期の同定について解析を進めることが可能となった。

そこで、当該年度は胎生17日以降にS期マーカーであるBrdUを妊娠マウスに投与することで、各胎生日に胎仔大脳壁内で分裂増殖するSPPをラベルし、アストロサイト産生数に変動が生じる時期および生後大脳皮質内における分布様式の同定を試みた。出産育児により休業したため。これまでに得られた結果をさらに追求するため、以下の解析を行う。1. VPAがアストロサイト産生に影響を及ぼす時期の同定胎生17日以降のSPPについて数や分布を解析する他、S期マーカーであるBrdUを妊娠マウスに投与することで、各胎生日に産生されるアストロサイトの生後大脳皮質における数と分布を解析する。2. VPAがアストロサイトの形態成熟に与える影響ゴルジ染色法を用いて生後早期から成体に至るまでのアストロサイトの形態を解析する。VPAへの胎内曝露がアストロサイト産生に影響を及ぼす胎生/生後時期の同定を行う。具体的には、S期マーカーであるBrdUを1)胎生17日以降の妊娠マウスおよび2)生後早期の仔マウスに投与し、胎仔および仔マウスの大脳壁内におけるBrdU取り込み細胞の数と分布を解析する。本年度実施した研究ではすでに当研究室に備わっている物品を使用することが可能であったため、当該額を翌年度の研究において使用する予定である。具体的には、アストロサイトを同定するための抗体などの試薬購入に使用する。出産・育児のため研究休業期間があり次年度使用が生じた。実施途中であった妊娠マウスに対するBrdU投与実験については翌年度に再開する予定である。
成体脳室下層で生まれる神経細胞の移動制御機構

成熟した脳内で、新生ニューロンが目的の位置に移動するには、周囲組織・細胞からの様々なシグナルが必要である。これには、分泌性蛋白質や新生ニューロンの周囲を取りまくアストロサイト、血管構造が関与していることを本研究にて明らかにしてきた。これらのメカニズムについて更に詳細に検討するため、本年度は以下について解析を行った。1)嗅球の形成・リモデリングにおけるSlitの役割の解析Slit1-/-Slit2+/-マウスの嗅球の形態について、詳細な組織学的解析を行った。嗅球の新生細胞は、脳室下帯からRMSを介して供給され、嗅球内で放射状に移動して分布するが、このマウスでは新生細胞の放射状移動への移行に障害が見られ、また嗅球顆粒細胞の分布にも異常がみられた。2)脳室下帯アストロサイトにおけるEzrin蛋白質の機能の解析ERM蛋白質のひとつであるEzrinのノックアウトマウスの組織学的解析を行った。Ezrinはマウス脳室下帯において、アストロサイト特異的に発現していることを確認した。また、Ezrin-/-マウスの脳室下帯アストロサイトには、突起の形状に異常があることを見出した。脳室下帯アストロサイトの培養系を用いたEzrin恒常活性型・ドミナントネガティブ型の遺伝子導入実験により、Ezrinが脳室下帯アストロサイトの形態制御に関与している可能性を示唆するデータを得た。3)脳梗塞後の霊長類脳の再生過程・血管の機能の解析中大脳動脈閉塞術の改良を行い、BrdU投与を術後1ヶ月に亘って行った個体の作製に成功した。成体脳においても、側脳室周囲の「脳室下帯」ではニューロンの産生が続いている。脳室下帯の神経幹細胞/前駆細胞から産生された幼若ニューロンは、脳の最前端に位置する嗅覚の一次中枢である嗅球までの長距離を、鎖状に連なって移動していく。また脳梗塞後には、幼若ニューロンは脳室下帯から梗塞巣に向かって移動していくことから、脳室下帯におけるニューロン新生のメカニズムの解明は、神経再生を実現するための重要な課題でる。我々は本年度、脳室下帯における神経前駆細胞の増殖/分化が、Wntシグナル経路に関与する分子β-Cateninによって制御されていることを明らかにした(Adachi, et. al, Stem Cells, 2007)。また、細胞の移動に不可欠な細胞骨格系の制御に関与する分子Cdk5が、嗅球に向かう幼若ニューロンの鎖状連結の形成や移動の方向性・速度の制御に必要であること(Hirota et al, J Neurosci, 2007)、脳室下帯付近で産生・分泌される忌避性のガイダンス分子Slitや血管との相互作用が、非侵襲時・脳梗塞後の幼若ニューロンの移動に重要な役割を果たしていることを見いだした(未発表)。既存の神経回路を妨げることなく傷害を受けた脳を再生するには、ニューロンの産生を制御し、これらを目的の障害部位に誘導する一連の過程を包括的に理解することが不可欠である。幼若ニューロンの産生・移動を制御する細胞内外の機構の一端を解明したこれらの成果は、今後の神経再生医療の進展に貢献するものである。成体脳において脳室下帯で産生された新生ニューロンは嗅球へ移動しているが、脳傷害時には、その一部が傷害部に移動しニューロンを再生する。この移動制御機構について以下の解析を行った。1)脳梗塞後の再生過程におけるSlit-Roboシグナルの機能我々はSlitノックアウト(KO)マウスを用い、新生ニューロンの嗅球への移動がSlit-Roboシグナルにより制御されていることを明らかにしてきた。今年度は、中大脳動脈閉塞術による線条体梗塞モデルを用い、梗塞部への新生ニューロンの移動におけるSlit-Roboシグナルの機能を解析した。KOマウスでは、梗塞巣への新生ニューロンの移動が抑制され、移動形態、血管や反応性アストロサイトとの相互関係に異常が見られた。これらから、Slit-Roboシグナルが傷害脳のニューロン再生過程にも関与することが明らかになった。2)新生ニューロンの再生過程における血管の機能線条体梗塞モデルで、再生過程の新生ニューロンの多くは血管に沿って存在するが、その役割は明らかになっていない。我々は、増殖抑制剤であるAra-Cの持続投与により脳室下帯で産生される新生ニューロンを完全に除去した後、投与を中止し、その再生過程を解析した。新生ニューロンが血管近傍に集中して分布する一方、その前駆細胞では血管との関連性がやや低かった。これらから、血管構造の新生ニューロンの移動過程における重要性が示唆された。3)脳梗塞後の霊長類脳の再生過程中大脳動脈閉塞術により線条体に梗塞巣を形成させ、BrdUにより新生細胞を標識したコモンマーモセット脳の組織学的解析を行った。術後2ヶ月の梗塞線条体には移動形態の新生ニューロンが多数分布し、その一部は梗塞巣付近で成熟ニューロンへと分化していた。これらから、霊長類脳においても、傷害時には新生ニューロンが移動方向を変化させ、脳の修復に関与することが示唆された。

1)嗅球の形成・リモデリングにおけるSlitの役割の解析Slit1-/-Slit2+/-マウスの嗅球の形態について、詳細な組織学的解析を行った。嗅球の新生細胞は、脳室下帯からRMSを介して供給され、嗅球内で放射状に移動して分布するが、このマウスでは新生細胞の放射状移動への移行に障害が見られ、また嗅球顆粒細胞の分布にも異常がみられた。2)脳室下帯アストロサイトにおけるEzrin蛋白質の機能の解析ERM蛋白質のひとつであるEzrinのノックアウトマウスの組織学的解析を行った。Ezrinはマウス脳室下帯において、アストロサイト特異的に発現していることを確認した。また、Ezrin-/-マウスの脳室下帯アストロサイトには、突起の形状に異常があることを見出した。脳室下帯アストロサイトの培養系を用いたEzrin恒常活性型・ドミナントネガティブ型の遺伝子導入実験により、Ezrinが脳室下帯アストロサイトの形態制御に関与している可能性を示唆するデータを得た。3)脳梗塞後の霊長類脳の再生過程・血管の機能の解析中大脳動脈閉塞術の改良を行い、BrdU投与を術後1ヶ月に亘って行った個体の作製に成功した。
口腔癌におけるlong non coding RNAの役割と臨床的意義の検討

ヒトの遺伝情報(DNA)から転写されるRNAには蛋白をコードするcoding RNAとコードしないnoncoding RNA(ncRNA)がある。ncRNAの内、小型のものはmicroRNA(miRNA)と呼ばれ特定の遺伝子(ターゲット遺伝子)と相補性を有し、その発現調整を行っている。多くの癌腫では癌関連miRNAがあり、それを利用した癌治療の可能性が報告されている。一方、同じncRNAでも大型のlong non coding RNA(lncRNA)では解析が進んでおらず詳細は不明である。本研究では口腔癌におけるlncRNAの役割を検討する。1)口腔癌由来細胞4種類と正常口腔扁上皮由来初代培養細胞よりtotal RNAを抽出し、lncRNAプローブ搭載array(Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression 8x60K v2 Microarray)で網羅的なlncRNA発現解析を行った。全ての癌細胞株で共通に発現変動するlncRNAを検索・同定した所、2倍以上の発現増強が25遺伝子、0.5倍以下の発現減弱が26遺伝子であった。この結果と胃癌、肺癌、肝細胞癌等の癌腫で関連が指摘されるlncRNAを照合すると7遺伝子が他の癌腫と共通していた。今後、更にlncRNAを絞込み、機能解析、ターゲット遺伝子の同定を順次行う。次年度は、UCA1、LINC00256A以外の新規候補lncRNAについても引き続き検索・解析を進めていくとともに、更にこれらの配列につき、カスタムshRNAの作製・導入による安定的な発現抑制細胞を作製し、Microarray解析によるターゲット遺伝子の同定とその機能解析を行い、包括的に研究成果をまとめていく予定である。多くの癌腫では癌関連microRNA (miRNA)があり、私達はmiR-125b→ICAMカスケードにより口腔癌の放射線感受性・耐性が制御されていることを発見し、miRNAによる放射線治療増強法を開発中である。一方、long non coding RNA (lncRNA)については、世界中で、従来はあまり解析が行われてこなかったが、癌とlncRNAの関係も、胃癌、肺癌、肝細胞癌等において、H19, HOTAIR, MALAT1などのlncRNAが特異的に関連しており、浸潤、転移、増殖などに影響を与えていることが最近やっと、わずかではあるが報告されて始めた。しかし、口腔癌に関してはまだ信頼できる報告は全くない。そこで我々は、lncRNAを解析することで、口腔癌の癌化、進展、浸潤などにおけるlncRNAの役割・機能を解明するだけではなく、新規治療法の開発や医薬品開発技術の先導的役割を果たすことを目的とした。本研究では、口腔癌におけるlncRNAの役割を検討するため、細胞株によるmicroarray解析(Agilent)による網羅的遺伝子発現解析を行った。抽出された多数のlncRNA中から、口腔癌由来細胞株9種を用いた発現解析と臨床的機能解析を行い、2つのlncRNA (UCA1とLINC00256A)を選定した。2種の口腔癌由来細胞株にカスタムshRNA導入(Sigma Aldrich)を導入し機能解析を行ったところ遊走能および浸潤能が有意に低下した。さらに導入した細胞株のマイクロアレイ解析を行いターゲットとなる遺伝子の候補を同定し、また報告のない複数の遺伝子群を明らかにした。以上の結果より、lncRNAの機能を明らかにする貴重なデータであり、さらに実験を進めれば口腔癌転移に対する抑制治療の糸口になる有益なデータと考えられる。本年度に予定していた研究計画には十分到達することができた。本年度は、Microarray解析の結果とreal-time PCRの結果とが同じ傾向にあるもののうち、UCA1とLINC00256Aの2配列について、カスタムsiRNA導入による機能解析を実施した。その細胞株を用いて、機能解析を実施したところ、運動能に寄与することが示唆された。これまでの研究成果は次年度以降の研究計画に大きく寄与できる内容であり、本年度の実績としては順調に進展しているものと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学本年度に同定した2配列(UCA1、LINC00256A)につき、カスタムshRNAの作製・導入による安定的な発現抑制細胞を作製し、再度その性質を解析する(増殖能、浸潤能、遊走能)。加えて同細胞を用い、Microarray解析によるターゲット遺伝子の同定とその機能解析を行う。またUCA1、LINC00256A以外の新規候補lncRNAについても引き続き検索・解析を進めていく。いずれも当研究室において蓄積されたデータや、行われてきた実験手法を用いるものであり、スムーズに研究を進めていくことができると考えている。(理由)本年度に予定していた研究計画には十分到達することができた。またこれまでの研究成果は、次年度以降の研究計画に大きく寄与できる内容であり、本年度の実績としては順調に進展している。lncRNA搭載arrayの解析結果と口腔扁平上皮癌細胞株によるreal-time PCRの結果を受けて、引き続き細胞株および口腔扁平上皮癌臨床検体でのreal-time PCRを実施する。また臨床指標との相関を統計学的に解析し、口腔扁平上皮癌に大きく寄与していると考えられるlncRNA候補の絞り込みを行い、それらのlncRNAについてさらに詳しく機能解析を行っていく予定である。
種々の活性化刺激が豚卵子表層顆粒の分布と機能に及ぼす影響

哺乳動物卵子への多数の精子侵入は異常な胚発生と胚の発生停止をもたらす。多精子受精を防ぐ主な要因として、種々の活性化刺激による卵子表層顆粒の放出に依存する多精子拒否機構が挙げられる。一方、豚卵子の体外受精においては高い頻度で多精子受精が生じ、体外で高率に正常受精卵を得られる方法は未だ確立されていない。本年度は、ブタ体外成熟卵子の表層顆粒の機能を解明する目的で、体外成熟卵子を予め電気活性化処理して表層反応を誘起後、体外受精させ、精子侵入状況を観察して表層反応が機能しているか否かを調べた。食肉センター由来の体外成熟卵子に電気パルスを1回印加し電気活性化処理した卵子は2時間培養後、媒精を行い、卵子の電気活性化処理の有無が精子侵入状況に及ぼす影響を調べた結果、精子侵入率は電気活性化処理区で対照区と比べ有意に低下した(P<0.05)。電気活性化処理を施した卵子は、細胞骨格阻害剤[10.4μMサイトカラシンBまたは1μMラトランキュリンA]を添加した培地で2時間培養後、媒精を行い、細胞骨格阻害剤の有無が精子侵入状況に及ぼす影響を調べた結果、精子侵入率は対照区と比べ、電気活性化処理単独区および電気活性化+細胞骨格阻害剤併用処理区で有意に低下した(P<0.05)。以上の結果から、電気活性化処理後に放出された表層顆粒は適度な精子濃度条件下では機能的な表層反応を誘起し、精子侵入を効果的に抑制することが明らかになった。さらに、体細胞核移植等に利用される細胞骨格阻害剤併用処理においても機能的な表層反応が誘起されることが示された。そこで,本研究では、豚卵子における種々の活性化刺激が表層顆粒の分布や放出および透明帯硬度に及ぼす影響を表層顆粒特異的レクチンプローブや新規開発の硬さ測定用マイクロバイオセンサを利用して検討することを目的とした。本年度は、豚卵子における種々の活性化刺激が表層顆粒の分布や放出に及ぼす影響を検討した。豚卵子は食肉センターで採取した卵巣から回収し、体外成熟した。豚卵子の表層顆粒の検出は蛍光標識したピーナッツレクチンを利用し、共焦点レーザー顕微鏡でその分布や放出状況の観察を行った。卵子への物理的活性化刺激には電気的活性化処理および超音波活性化処理を、化学的活性化処理にはサイトカラシンBを用いた。その結果、細胞膜直下に一様に分布していた豚成熟卵子の表層顆粒は、物理的活性化刺激後、3時間以内に囲卵腔内に放出され、12時間では多数の凝集塊を形成、18時間では凝集塊は消失し、蛍光が失われた。この表層顆粒の分布や放出状況に用いた電気的活性化処理および超音波活性化処理で、大差はなく、また、化学的活性化処理の併用の有無においても顕著な違いは観察されなかった。これらのことから、今回使用した活性化刺激法では卵子核の活性化と卵細胞質の活性化が協調して誘起できることが示された。そこで、本研究では、豚卵子における種々の活性化刺激が表層顆粒の分布や放出および透明帯硬度に及ぼす影響を表層顆粒特異的レクチンプローブや体外受精を利用して検討することを目的とした。本年度は、豚卵子における活性化刺激における新規細胞骨格阻害剤ラトランキュリンAが活性化や表層顆粒の分布・放出に及ぼす影響を検討した。豚卵子の表層顆粒の検出は蛍光標識しかピーナッツレクチンを利用し、共焦点レーザー顕微鏡でその分布や放出状況の観察を行った。卵子への物理的活性化刺激には電気的活性化処理を用いた。その結果、ラトランキュリンAは100nM以上の濃度で2倍体核単為発生卵の作出に有効であり、5001000nMでは劇的に作出効率を高めた。さらに、表層顆粒の分布や放出状況にラトランキュリンAの影響は観察されなかった。また、放出された表層顆粒により、透明帯の変化が誘起され精子の侵入が阻害されることが示された。これらのことから、今回使用した新規細胞骨格阻害剤ラトランキュリンAがブタ卵子核の活性化と卵細胞質の活性化に極めて有効ことが明らかとなった。

一方、豚卵子の体外受精においては高い頻度で多精子受精が生じ、体外で高率に正常受精卵を得られる方法は未だ確立されていない。本年度は、ブタ体外成熟卵子の表層顆粒の機能を解明する目的で、体外成熟卵子を予め電気活性化処理して表層反応を誘起後、体外受精させ、精子侵入状況を観察して表層反応が機能しているか否かを調べた。食肉センター由来の体外成熟卵子に電気パルスを1回印加し電気活性化処理した卵子は2時間培養後、媒精を行い、卵子の電気活性化処理の有無が精子侵入状況に及ぼす影響を調べた結果、精子侵入率は電気活性化処理区で対照区と比べ有意に低下した(P<0.05)。電気活性化処理を施した卵子は、細胞骨格阻害剤[10.4μMサイトカラシンBまたは1μMラトランキュリンA]を添加した培地で2時間培養後、媒精を行い、細胞骨格阻害剤の有無が精子侵入状況に及ぼす影響を調べた結果、精子侵入率は対照区と比べ、電気活性化処理単独区および電気活性化+細胞骨格阻害剤併用処理区で有意に低下した(P<0.05)。以上の結果から、電気活性化処理後に放出された表層顆粒は適度な精子濃度条件下では機能的な表層反応を誘起し、精子侵入を効果的に抑制することが明らかになった。さらに、体細胞核移植等に利用される細胞骨格阻害剤併用処理においても機能的な表層反応が誘起されることが示された。
日本近代の教育と罰をめぐる制度・言説・実践の歴史社会学

周縁的な存在である子どもを罰することは、社会に不可欠な営みである。ここでいう周縁的とは将来、社会の成員になりうるとともに、社会を脅かす存在にもなりうるという両義性を意味するが、こうした周縁性をもつ子どもを社会に取り込むには彼らを管理し、罰するための概念機構がなくてはならない。近代社会には子どもを罰し、訓練する制度的・組織的な空間として学校が存在するが、学校での罰はいかに制度化されたのか。また学校はいかに罰すべき児童を定義し、同時に児童を罰する教師の権力性を規定したのか。本研究は明治後期から昭和初期における学校での処罰をめぐる制度、言説、実践からみえる児童、教師観念の成立、展開の諸相に迫る。