hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代型循環補助装置と遺伝子治療の連携による新しい心疾患治療戦略に関する総合研究

人工肺の観察では、流入出ポート周辺部に軽度な血栓形成を認めものの中空糸束には血栓を認めず、細胞成分の付着もみられなかった。優れた抗血栓性と耐久性を有する本システムは、抗凝血療核非施行下での長期連続使用が可能で、心不全急性期の生命維持のみならず、外傷や出血性疾患の一次救命、重症呼吸不全の治療、移植へのブリッジなど種々の病態にPCPSの適用を拡大し得ると考えられる。本研究の目的は、次世代型循環補助装置と遺伝子治療を用いた新しい心疾患治療戦略の確立であり、具体的研究項目は、1)心不全急性期の生命維持のための次世代型経皮心肺補助(PCPS)装置の開発、2)補助人工心臓(VAD)システムの高QOLでの長期使用を可能とするための抜本的改良、3)心移植ドナー不足に対応するための補助循環下肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子治療による心機能回復手法の確立、である。本年度は補助循環下HGF遺伝子治療による心機能回復手法の確立について研究を進めた。成山羊13頭(体重6070kg)を用いて冠状動脈左前下行枝結紮による広範囲前壁急性心筋梗塞を発症させ、重症心不全を作成した。VADを装着して両心補助にて循環を維持し、その間に心筋賦活化因子であるHGFをplasmidに封入し、直接心筋に複数箇所注射し遺伝子導入した(Combined Group、n=7)。対照として、VAD装着のみでHGF導入を行わない群(VAD group、n=6>を作成した。13例中Combined Group3例、VAD group3例がそれぞれ4週間生存した。遺伝子導入後4週目、VAD離脱時の心機能はCombined GroupがVAD groupに比べてFractional shortening (36±0.8% vs.24±0.6%)、LVDd (34±2mm vs.46±2mm)において良好であった。剖検時の検討では、肉眼的所見で左室前壁の梗塞領域は、壁の菲薄化及び壊死性変化を両群ともに認めたが、左室内腔の拡大はCombined GroupでVAD groupに比して明らかに抑えられていた。また、組織所見でも、梗塞領域と正常領域の境界部において線維化の拡大および心筋細胞の肥大性変化はCombined GroupでVAD groupに比して明らかに抑制されていた。本年度の研究より、補助循環とHGF遺伝子導入併用療法が補助循環単独より心筋梗塞後の左室リモデリングを抑制し、心機能の政善も良好となりVAD離脱率を向上させ得る可能性が示された。研究の目的は、次世代型循環補助装置と遺伝子治療を用いた新しい心疾患治療戦略の確立であり、具体的研究項目は、1)心不全急性期の生命維持のための次世代型経皮心肺補助(PCPS)装置の開発、2)補助人工心臓(VAD)システムの高QOLでの長期使用を可能とするための抜本的改良、3)心移植ドナー不足に対応するための補助循環下肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子治療による心機能回復手法の確立、である。本年度はVADシステムの改良について研究を進めた。まず、抗血栓性の向上に関しては、現行VADシステムの血液接触面に、我々が中心となって開発した新規抗血栓性ヘパリンコーティング(T-NCVCコーティング)を施し、山羊を用いた慢性動物実験で有効性を検討した。その結果、全例で3ヶ月以上抗凝血薬療法非施行下で安全なVAD駆動を行い得、抗凝血薬療法施行下でも頻繁に認められるDHジャンクションや人工弁マウント部などの血栓好発部位にも血栓を全く生じないという良好な成績を得た。
牛毛ケラチン可溶化生成物の特性解析

牛毛ケラチンの有効利用を目的として、その可溶化生成物の特性解析を生化学的或いは免疫化学的手法を用いて行なった。牛毛ケラチンにチオグリコ-ル酸ナトリウムによる還元的可溶化或いは過ギ酸による酸化的可溶化を行なった。還元的可溶化により、分子量5万から7万程度のポリペプチドを得ることに成功した。なお、過ギ酸による酸化的可溶化ではケラチンペプチドは非常に低分子化し、ゲル電気泳動等では追跡不可能となったため、今年度は還元的可溶化生成物についてのみ、その特性解析を行なった。この還元的可溶化生成物は、陰イオン交換クロマトグラフィ-で大きく3つの成分に分離された。この成分の分子レベルでの差異を解析するため、次に還元的可溶化生成物を抗原として、単クロ-ン抗体の作成を試みた。得られた単クロ-ン抗体(1704G)をELISA法、ウエスタンブロッティング法を用いて解析したところ、エピト-プは立体構造ではなく、ケラチンポリペプチドの一次構造上に存在すると考えられた。又、この単クロ-ン抗体は先の陰イオン交換クロマトクラフィ-で分離される3つの画分のうち最も低分子量域に存在する分子量5万2千のポリペプチドを認識すると理解された。なお、このエピト-プのより詳細な解析はペプチドマッピング及びロ-タリ-シャドウイング法を用い、現在検討中である。次に、この単クロ-ン抗体により認識されるケラチンピリペプチドの生体組織内での局在について、酵素抗体法による免疫組織科学的検索を行なったところ、毛母基、毛質、外毛根鞘等、毛の発生に関わる組織細胞のみ陽性反応を示し、他の重層扁平上皮、腺上皮細胞には全く陽性反応を示さず、この単クロ-ン抗体は毛質形成にのみ関与するポリペプチドを認識する非常に興味深い抗体であることが判明した。
3d遷移金属アンチモン化物単原子層の合成と磁性

3d遷移金属アンチモン化物単原子層の合成を目的として、Cr・Mn・Fe・Co・NiとSbの多層膜を作製し、界面反応について検討した。界面の反応性は3d遷移金属の種類によって大きく異なっている。反応性の高いMn・Co・Niの場合に、NiAs型アンチモン化物単原子層を含む多層膜が得られ、興味ある磁性を示すことが判明した。1.Mn/Sb界面は最も反応性が高く、基板温度を-100°Cに保っても、界面反応によってNiAs型MnSbが生成される。基板温度を室温とし、蒸着膜厚比Mn(1Å)/Sb(50Å)の多層膜を作製すると、エピタキシャル成長したMnSb単原子層が生成される。単原子層であることは、X線回折とTEMによって明らかにされた。単原子層MnSbはバルクと同様に強磁性を示すが、転移温度は80Kまで低下し(バルク580K)、80K以下でも単原子層特有の磁化のゆらぎがみられる。また、4.2Kでは垂直磁気異方性を示す。2.Cr/Sb界面は中間的な反応性を示し、基板温度を80°Cに保った場合にのみCrSb単原子層を含む試料が得られる。バルクのCrSbが反強磁性体であるのに対し、CrSb単原子層は弱い強磁性を示す。また、基板温度-40°Cでは、アモルファスCr単原子層が得られる。3.Ni/Sb界面はMn/Sb界面に匹敵する高い反応性を示すが、SbとNiSbのミスフィットが大きいため、良質のNiSb単原子層は得られない。磁気的にはバルクのNiSbと同様に弱い常磁性を示すのみであり、単原子層の磁気的な特異性はみられない。3d遷移金属とアンチモンの多層膜を作製し、3d遷移金属アンチモン化物単原子層の合成を試みた。63年度中に作製した試料に含まれる3d遷移金属はV,Cr,MnおよびNiである。1.Cr,Mnを含む試料については、X線回析法と透過電子顕微鏡法を用いてCrSb,MnSb単原子層の構造解析を行なった。特に、多層膜の断面の透過電顕観察によって、単原子層とSb層とのエピタキシャルな積層状態を直接観察することが出来た。2.MnSb単原子層の強磁性転移温度はバルクのMnSbに比べかなり低くなっていることが明らかとなった。残留磁化は30K以下で観測されるが、30K以上でも磁化曲線は飽和し強磁性クラスターが存在している。クラスターの平均サイズは温度変化し300K付近で消失する。これは2次元性を強く反映した性質である。3.バルクのCrSbが反強磁性体であるのに対し、CrSb単原子層は弱い強磁性を示す。面間相互作用がないことによるスピン構造の変化またはSb層との整合歪によるCr原子の磁気モーメント自体の減少がその原因と考えられる。現在、強磁性共鳴による研究を進めている。4.NiとSbの界面はMnとSbの界面に匹適する高い反応性をもつことが明らかとなった。NiS′b単原子層を含む試料も合成出来ているが、NiSbとSbとの格子定数の差が大きいため整合エピタキシャル成長した試料はまだ得られていない。NiSb単原子層はバルクと同様に反磁性を示す。これに対し、VとSbの界面の反応性は低く、基板温度を室温に保った場合には化合物の生成は認められない。

以上の結果をふまえて、次年度はFe、Coを含む試料についても単原子層の合成を試み、3d遷移金属アンチモン化物単原子層の構造と磁性について総合的な検討を行う予定である。1.MnSb単原子層を含む多層膜のX線回折プロファイルの解析を行った結果、繊維配向構造にともなう結晶子の配向分布の効果とMnSb層の膜厚分布の効果とを取り入れたステップモデルによって、実測のプロファイルを再現することが出来た。また、種々の磁場中で磁化の温度変化を測定した結果、MnSb単原子層の2次元長距離強磁性秩序状態は80K以下で存在し、20K以下では磁区構造が形成されていることが判明した。2.Ni/Sb界面の反応性の高さについてはすでに前年度に明らかにされていた。どの程度の反応性の高さであるのかを検討するために、Ni蒸着膜厚が1001000ÅのSb/Ni/Sbサンドイッチ膜を作製し、X線回折・磁化・FMRの測定を行った。Ni層が厚い場合には、fcc-Niの膜厚に換算して約20Å分が反応していることが判明した。また、未反応のNiは〔210〕配向し、結晶磁気異方性は膜面に垂直方向が容易軸であることも判明した。3.Co/Sb・Fe/Sb界面は、基板温度を100°Cとしても反応性が低いため、エピタキシャル成長したCoSb・FeSb単原子層は生成されないことが判明した。4.以上の結果を含めて、3d/Sb界面の反応性と3d遷移金属アンチモン化物単原子層の構造・磁性について総合的な検討を行なった。
火山降灰微粒分の成分分析によるPM2.5発生源プロファイルの作成

桜島が噴火したときに火山降灰を採取し、500-75、75-53、53-38、<38μmの4種の粒子径に分級した。音波ふるいを用いて分級した20μm以下の微粒分は1%以下であったため、上記4種に分級した試料についてのみ分析を行った。無機元素成分分析は、環境省水・大気環境局による「微小粒子状物質(PM2.5)の成分分析ガイドライン」に準じた。降灰試料のマイクロ波支援酸分解とICP-MS分析を行い、測定対象の元素について、全体試料における濃度と分級した試料における濃度との比較検討を行った結果、Se、Pb、Asなどのように微粒分ほど濃度が高くなる元素と、Mn、Co、Cr、Niなどのように濃度が粒子径に依存しない元素が存在した。火山降灰と同時に噴出する火山ガス中に含まれる元素を吸着する場合は、粒子径によって元素濃度が変化する。吸着に関与しない元素については、マグマ成分中に含まれる元素濃度が反映するので、濃度は粒子径によらず一定である。粒子径別試料の分析において、試料および元素によっては、このような規則的変化を示さず異常値が観測される場合があった。この現象が、単に分析値のバラツキによるものか、他の発生源由来の微粒子が混入しているためなのか特定するには至らなかったため、分析結果に異常値が見られるときは、発生源プロファイル作成時に除外した。以上の結果をもとに、無機元素成分について桜島火山の発生源プロファイルを作成した。鹿児島市役所より鹿児島市内にて測定したPM2.5無機元素成分分析結果を入手し、作成した発生源プロファイルを用いて、PM2.5発生源への火山噴火の寄与率について、CMB法を用いて検討したところ、PM2.5発生源への火山噴火の寄与率は、数%程度であり低いことが分かった。桜島が噴火したときに火山降灰を採取し、ふるい振とう器を用いて分級し、500-75、75-53、53-38、<38 μmの4種の粒子径に分級した。さらに細かい粒子径まで分級を行うことを試みたが、20 μm以下の微粒分は1%以下であった。平成28年度は桜島火山の噴火が少なく、十分な量の降灰試料を入手できなかったので、20 μm以下の微粒分の分析を行わず、上記4種に分級した試料について、分析を行った。環境省水・大気環境局による「微小粒子状物質(PM2.5)の成分分析ガイドライン」に準じて、無機元素成分の分析を行った。本研究者らがすでに確立している条件を用いて、降灰試料のマイクロ波支援酸分解とICP-MS分析を行い、測定対象の元素について、全体試料における濃度と分級した試料における濃度との整合性を確認した。分級した降灰試料の分析の結果、Se、Pb、Asなどのように微粒分ほど濃度が高くなる元素と、Mn、Co、Cr、Niなどのように濃度が粒子径にあまり依存しない元素が存在することがわかった。火山灰と同時に噴出する火山ガス中に含まれる元素を吸着する場合は、粒子径によって元素濃度が連続的に変化する。吸着に関与しない元素については、マグマ成分の濃度が反映するので、濃度は粒子径によらず一定である。粒子径別試料の分析において、試料および元素によっては、このような規則的な変化を示さず異常値が観測される場合があった。この現象が、単に分析値のバラツキによるものか、他の発生源由来の微粒子が混入しているためなのかを今後検討する。以上の結果をもとに、無機元素成分についての桜島火山の暫定的発生源プロファイルを作成した。鹿児島市役所より平成28年度におけるPM2.5無機元素成分の分析結果を入手し、作成した暫定的発生源プロファイルを用いて、PM2.5発生源への火山寄与の可能性を検討している。研究目的には、以下の2項目を記している1)桜島から噴出される火山降灰を採取し、ふるい法により分級することで微粒分を得る。降灰は広い粒子径分布をもち、粗粒分と微粒分では一部元素の組成が異なる可能性がある。得られた最小粒子径の画分(微粒分)について、環境省によるPM2.5成分分析ガイドライン(無機元素成分分析)に準じて分析することで、火山のPM2.5発生源プロファイルを作成する。2)大気中よりPM2.5サンプラーで採取されたPM2.5粒子の発生源寄与率解析において、本プロファイルの有用性を検証する。平成28年度は、1)において、粒子径別に分級した降灰試料中の無機元素成分分析法を確立した。また、元素によって微粒分ほど濃度が高くなる元素と、濃度が粒子径に依存しない元素があることを明らかにした。以上をふまえて、火山の暫定的なPM2.5発生源プロファイルを作成した。すなわち、平成28年度に計画した事項はほぼ達成した。

降灰試料のマイクロ波支援酸分解とICP-MS分析を行い、測定対象の元素について、全体試料における濃度と分級した試料における濃度との比較検討を行った結果、Se、Pb、Asなどのように微粒分ほど濃度が高くなる元素と、Mn、Co、Cr、Niなどのように濃度が粒子径に依存しない元素が存在した。火山降灰と同時に噴出する火山ガス中に含まれる元素を吸着する場合は、粒子径によって元素濃度が変化する。吸着に関与しない元素については、マグマ成分中に含まれる元素濃度が反映するので、濃度は粒子径によらず一定である。粒子径別試料の分析において、試料および元素によっては、このような規則的変化を示さず異常値が観測される場合があった。この現象が、単に分析値のバラツキによるものか、他の発生源由来の微粒子が混入しているためなのか特定するには至らなかったため、分析結果に異常値が見られるときは、発生源プロファイル作成時に除外した。以上の結果をもとに、無機元素成分について桜島火山の発生源プロファイルを作成した。鹿児島市役所より鹿児島市内にて測定したPM2.5無機元素成分分析結果を入手し、作成した発生源プロファイルを用いて、PM2.5発生源への火山噴火の寄与率について、CMB法を用いて検討したところ、PM2.5発生源への火山噴火の寄与率は、数%程度であり低いことが分かった。前述したように平成28年度は桜島の噴火が少なく、降灰試料を効果的に採取できなかった。しかしながら、桜島地下のマグマだまりは膨張が続いており、平成29年3月25日には8ヶ月ぶりに爆発的噴火を起こした。今後は噴火活動が活発化すると考えられるので、降灰試料を採取し、無機元素成分の分析を行い、火山の暫定的発生源プロファイルの改良を行う。もし、降灰試料が十分に採取できないときには、研究室に過去の降灰試料が保存してあるので、これらを用いて分析を行う。降灰への他発生源微粒子混入の識別法を確立し、明らかに混入が見られるときは、発生源プロファイルの作成における平均値算出の場合に除外する。また、火山降灰への火山ガス酸性成分(亜硫酸ガス、塩化水素、フッ化水素など)の吸着も、降灰のキャラクタリゼーションに重要であることがわかってきたので、降灰試料に含まれる硫酸イオンや塩化物イオンなどのイオン成分の分析も行い、PM2.5発生源プロファイルに付け加える。鹿児島市環境保全課において得られたPM2.5の成分分析結果について、通常の発生源プロファイル(自動車排ガス、重油燃焼、廃棄物焼却、海塩粒子、道路粉じん、ブレーキ粉じん等)に、本研究で作成した火山発生源プロファイルを追加して解析を行い、鹿児島市で観測されるPM2.5への桜島火山の寄与率を明らかにする。桜島の噴火規模とそのときに得られるPM2.5への火山寄与率との関係を検討し、本研究で作成した発生源プロファイルの有用性を検証する。
フサカサゴ科魚類の特異的塩類代謝：環境中人工放射性核種による解明

福島第一原子力発電所事故により東日本太平洋岸の海産魚は放射性セシウムで汚染されたが、事故後の濃度低減には差があった。特にシロメバルなどでは高濃度を示したが、その機序は従来の放射生態学的知見では説明できていない。仮説として、a)シロメバルは成長が遅く、加えて加齢による代謝低下により、塩類代謝が遅い、b)放射性セシウム濃度の高い海底環境の懸濁層で餌生物を摂取するため、餌中セシウム濃度が高く、シロメバルにおける浄化速度を遅延させる、c)定着性であり、冬季の産仔接岸により事故時の高濃度海水に暴露されて初期濃度が高い、が提起されている。平成30年度は、1)ICP-MS分析により、シロメバルなどフサカサゴ科魚類はマコガレイより安定セシウム濃度が高い傾向があることを確認できた。ICP-AES分析で得られたカリウム濃度は他魚種との有意な差がないことから、フサカサゴ科魚類のセシウム代謝は海水との浸透圧差による特異的取り込みではなく、排出におけるセシウムの代謝特異性である可能性が高いことが示された。2)極低レベル放射能測定で得られた餌生物中放射性セシウム濃度は理論値より高いが、プランクトン分解測定で得られたセシウムの加給態比率が大きくはないことことから、食物連鎖移行における寄与分はみかけほど高くないことが示された。従って、餌生物(含む懸濁物寄与)における可給態セシウムを基にした、食物連鎖におけるセシウム移行計算が必要である。3)シロメバル実験魚を福島沖で追加採捕し、活魚測定によるセシウム濃度低減速度の長期測定実験を継続し、代謝速度が明らかに遅いことを確認できた。また超音波コード化タグ標識放流シロメバルの福島沿岸における2ヶ年目の定着性を確認できた。4)シロメバル年級群における放射性セシウム濃度のシミュレーション解析により2016年までの濃度推移を再構築し、学術論文とした。1.塩類濃度特性の解明:平成29年度は、シロメバル中の安定セシウム濃度とCs/K比が、キツネメバル・アイナメより高いことを確認できた。カリウム濃度は他魚種との有意な差がないことから、平成30年度に、フサカサゴのセシウム代謝は浸透圧ではなくセシウムの特異的代謝排出の可能性を確認できた。フサカサゴ科他魚類や他科魚種の塩類代謝との差異の最終確認が必要である。2.棲み場環境の放射生態学調査:平成29年度は、シロメバルの胃内容物中放射性セシウム濃度が、主要な餌である無脊椎動物中放射性セシウム濃度の理論的期待値より高いことを見出した。平成30年度は、シロメバルの胃内容物および餌である無脊椎動物中放射性セシウムについて、加給態割合が大きくはない可能性を、プランクトン分解測定で見出した。可給態成分比率を基にした餌経由による浄化遅延の寄与の多寡の評価が最終年度の課題となった。3.シロメバルの活魚測定と標識放流追跡:平成29年度は、福島沖で捕獲したシロメバルにおける放射性セシウムレベルの低減速度が、従来のアイソトープ実験で求めた半減速度より遅いことを確認した。平成30年度に実験魚を追加採捕し、長期活魚測定実験を継続できた。平成29年度に超音波コード化タグで標識放流したシロメバルは、採捕岩礁に1ヶ年定着生息していることが示された。平成30年度はシロメバルの2ヶ年目の定着性は福島沿岸でもほぼ確認できたが、シロメバル高濃度を初期高濃度水への暴露に帰するに十分なデータを得るために、3ヶ年目も放流魚の追跡を継続して、研究を完了させる必要がある。4.モデルによる魚類中濃度の再構築:平成29年度は、年齢査定に基づくシロメバル年級群の放射性セシウム濃度は、2011年前後で、経年的濃度推移が異なることを示すことができた。平成30年度は2016年までのシロメバル中放射性セシウム濃度推移の解析結果を公表した。最終年度は、以下の研究を行って、最終結論を得る。1)シロメバルとその他硬骨魚の塩類濃度特性の調査:シロメバル・キツネメバル・アイナメおよびマコガレイ中の安定同位体分析を行う。フサカサゴ科魚類の塩類代謝特異性の解明のために、これら3魚種および比較対象としてマコガレイの放射性・安定セシウムの食物連鎖移行寄与を解析し、安定同位体比との比較により塩類濃度特性の原因を明らかにする。2)棲み場環境の放射生態学調査:海水からの移行寄与は小さいと解析されたため、研究対象海域の海水濃度はレベルの確認にとどめ、魚種別の胃内容物中(含む懸濁物)セシウムの魚類移行について、可給態成分の寄与を基にして動的生物移行モデルによる食物連鎖移行を定量解析し、棲み場環境の寄与を明らかにする。3)シロメバルの活魚測定と標識放流追跡:平成30年度採捕の活魚中放射性セシウム濃度測定実験を継続し、代謝排出速度の最終値を得る。標識放流個体の定着性の最終確認のために、広域受信によるデータ取得を行い、初期濃度決定要因としての生息位置影響の多寡を評価する。4)動的生物移行モデルによる硬骨魚類3種中濃度の再現計算法の構築:1)から

3)で得られたデータを基に、東日本沿岸海水中放射性セシウムとシロメバル中濃度推移のシミュレーションを精緻化し、観測データを最もよく再現できる代謝と餌濃度の組みあわせを決定して、濃度推移を再構築し、フサカサゴ科魚類中シロメバルにおける塩類濃度特性とセシウム濃度決定要因に関する科学的根拠を示す。最終年度の消耗品費,旅費の支出は、計画通り必要で,かつ妥当な経費と判断している。福島第一原子力発電所事故により東日本太平洋岸の海産魚は放射性セシウムで汚染されたが、事故後の濃度低減には差があった。特にシロメバルなどでは高濃度を示したが、その機序は従来の放射生態学的知見では説明できていない。これまでの研究から、a)シロメバルは成長が遅く、加齢による代謝低下で塩類代謝速度が下がる、b)セシウム濃度の高い海底環境の懸濁層で餌生物を摂取するため餌濃度が高く、みかけの排出を遅くする、c)定着性であり、冬季の産仔接岸による事故初期の高濃度海水への暴露、が原因として提起されている。これらの仮説を検証するため、平成28年度は以下の研究を行った。1)福島県沿岸の根でシロメバル・キツネメバル・アイナメを採取し、セシウム濃度を検討した結果、安定セシウム濃度とCs/K比はシロメバルで高い傾向があることを確認した。2)海水・海底土・採捕魚胃内容物(餌生物)を採取して、棲み場環境のセシウム濃度を検討し、シロメバルの胃内容物中放射性セシウム濃度が、主な餌である無脊椎動物中放射性セシウム濃度の理論的期待値より高いことを見出した。3)捕獲したシロメバルを清浄海水中で飼育して活魚測定し、放射性セシウムレベルの低減速度が、従来のアイソトープ実験で求めた半減速度より遅いことを認めた。また、採捕個体を超音波発振器で標識して放流し、放流根における残留率を調べた結果、6か月後では大半がもとの岩礁で定着生息していることを明らかにした。4)海洋拡散条件と放射性セシウムソースデータ、および動的生物移行モデルを用いて、年齢査定したシロメバルの放射性セシウム濃度を解析した結果、2011年以前・以後の年級群間では、経年的濃度推移が異なることを示すことができた。平成29年度成果により、シロメバルにおける高Cs濃度が、特異的Cs代謝・餌経由移行寄与・沿岸定着性のいずれにも起因可能であることを定性的に確認した。1.塩類濃度特性の解明(達成度40%):研究用試料採取と放射性・安定セシウム測定は順調に進んでいる。平成29年度成果では、シロメバルの特異的Cs代謝の存在の可能性が高いことが明らかになってきたが、カリウム濃度を浸透圧の指標とみなす場合、他魚種との有意な差は検出されなかったことから、シロメバルのCs代謝特性を浸透圧差に帰することはできていない。アイナメ・キツネメバルとの塩類代謝の差異の検証が必要である。2.棲み場環境の放射生態学調査(達成度30%):海水・海底土・胃内容物試料の採取・分析は順調に進んでいる。シロメバルの胃内容物中放射性セシウム濃度が、餌である無脊椎動物中放射性セシウム濃度より高いことは明らかにできたが、その原因の解明には至っていない。胃内容物中セシウムのうち、魚へ移行可能な成分の特定が、今後の課題として重要になった。3.シロメバルの活魚測定と標識放流追跡(達成度40%):採捕したシロメバル中放射性セシウムの活魚測定は順調に進んでいる。低減速度が遅いため継続して測定実験を行う必要がある。シロメバルの生態学的な定着性は福島沿岸でも確認できたが、シロメバル高濃度を初期高濃度海水への暴露に帰するに十分なデータ数を得ていないため、引き続き標識放流追跡を行う。目標の一つであった標識放流したシロメバルの再捕・活魚再測定には至っていないが、研究期間内でのデータ取得を目指す。
消費者信用法の統合的研究-私法・監督法・市場法の観点から

消費者信用取引の規制のあり方は,欧州や米国の規制がそうであるように,商品やサービスの販売に伴う与信契約か単純な金銭の貸付かを問わず,横断的・統一的に規制すべきである。その際,私法的規制,監督法上の規制および市場法的な観点から,それぞれの有効性と限界を常に意識しつつ,統合的かつ公正な規制体系を構築するとともに,法規制のみならず自主規制などの非法的規制との最適の組み合わせを探る必要がある。研究初年度である本年度は,研究計画に従い,研究分担に則り個別の研究を進めたほか,4回の研究会を開催し,主としてイギリスおよびEUを中心とする海外の消費者信用法の改正動向について調査し,実態に関する資料を収集した。イギリスでは,2004年に,契約締結前の開示,広告,早期弁済の問題につき,消費者信用規則および消費者信用命令を改正し,透明な消費者信用市場に向けた法整備を行った。さらに,2005年には,消費者信用法改正案を議会に上程し,不当な信用供与に関する規律,免許,法規制の対象となる「不公正な契約」の範囲の拡大,および消費者の救済について,公正なフレームワークを創設し,多重債務を防止しようとしている。EUレベルにおいても,欧州議会と欧州委員会との間の異例ともいえるやりとりを経て,2005年10月7日にEU消費者信用指令の修正提案が公表された。なぜ,欧州議会が2002年11月の当初の修正案を否決したのか,EUレベルにおける消費者信用市場統合のための規律の必要性と各国の消費者信用法制に関する立法裁量との関係,ヨーロッパ中央データ・バンク構想,業者の適正与信義務,など,重要な対立点についての議論を概観し,整理した。昨年秋には,来日中のマックス・プランク研究所のBaum教授およびEU金融法委員会のLoeber氏に対し,EUおよびドイツの消費者信用法制の現状と方向性について,インタビューを行った。これらの海外に関する調査と並行し,消費者信用に関する私法的・監督法的・市場法的規律のあり方を検討するに際しては,物品・サービスの購入を伴わない消費者金融取引一般さらには金融サービス取引全般の中で消費者信用法を統合的に位置付ける必要があるとの観点から,日本法について総合的な検討を行うとともに,法以外の規律づけの可能性について,ソフトローおよび「企業の社会的責任」についての基礎理論の構築に努めた。研究2年度である本年度は,研究計画に従い,研究分担に則り個別の研究を進めたほか,主としてイギリスおよびEUを中心とする海外の消費者信用法制の改正動向について引き続き調査を進める一方,日本における消費者金融の領域でなされた法改正の背景と内容を探った。イギリスでは,2006年に,消費者信用法が改正され,2007年4月6日に施行の予定である。とくに,「暴利的な信用取引(extortionate credit bargains)」概念の廃棄と「不公正な関係(unfair relationship)」概念の創設に焦点を当て,従来,裁判所が「暴利的な信用取引」概念を積極的に運用してこなかったこと,「不公正な関係」という関係的概念を用いて,今後はより柔軟かつ積極的に不当な信用供与の規制を行おうとしていることを明らかにした。「不公正な関係」については,公正取引庁(OFT)のガイダンスが重要な役割を果たすであろうと予測されており,「契約条項」,「金利および手数料」,「事業の実態」等6項目に分けて策定されているガイダンスの内容を分析した。イギリス法は大きな展開を見せたのに対し,EUレベルにおける消費者信用指令の改正作業は滞っている。2005年10月7日に欧州委員会は「消費者信用に関する加盟国の法令を調和するための欧州議会および理事会の指令のための第2次修正提案」を公表し,2006年中の成立を目指したものの,今日まで進展が見られない。個人信用情報の位置づけ,業者の適正与信義務など,EU指令の見直しが膠着状態に陥っている真の理由は何であるのか,現在のところ結論は出せなかった。次年度以降の課題である。日本では,物品・サービスの移転を伴わない消費者金融の分野で,大きな法改正がなされた。本研究の問題意識からすれば,物品やサービスの移転を伴う割賦販売等の領域にもインパクトを及ぼすことは必須であり,これらの法改正がどのような立法事実により行われたのか,改正法の内容等について,研究を進めた。消費者信用取引の適正化と消費者保護の観点から注目すべき内容を含むイギリス改正消費者信用法(平成19年4月施行)について,その施行および運用の実態を調査し,とくに実務に重要な影響を与えると考えられるガイダンスの内容について分析した。その過程で,イギリスにおいては,与信業者と販売店との関係を代理人ないし媒介者の責任法理を通じて規律する傾向が強いことが明らかになった。他方,日本法に関しては,平成18年成立した「貸金業の規制等に関する法律等の一部を改正する法律」が消費者信用法制全体に少なからず影響を与えるであろうという認識の下に,同法の背後にある立法事実を踏まえ,その内容と法制上の位置付けについて検討した。

同法の下では,たとえば,個人信用情報機関についてその法的地位が明確化されるとともに,業界の自主規制が重視されるなど,市場法および監督法の観点から重要な展開が見られた。後者については,金融商品取引法の考え方とも通底しており,研究は同法にも及んだ。物品またはサービスの販売を伴う消費者信用販売の分野においては,そもそも,理論的に見て,物販,サービスの販売を伴う消費者信用取引の特殊性はどこにあるのかを検討し,たとえば既払金の返還といった特殊な問題があること,既払金の返還については,たとえば,与信業者の加盟店に対する一定の注意義務を課す監督法上の規律と,その違反に基づき私法上の効果を発生させるといった法律構成を含め,理論的に考えられるいくつかの法律構成を採り上げ,それぞれの利害得失について検討を行った。第1に,比較法的な観点から,とくに,アメリカ,イギリスおよびEUの消費者信用法制についての調査研究をまとめ,日本法と異なり物・サニビスの販売に伴う消費者信用か純粋な金銭消費貸借契約かどうかで区別することなく,機能的かつ横断的な規律を行つていることが明ちかとなった。とくに,2008年に異例といわれるほど紛糾したうえで成立したEU消費者信用契約指令ほ,市場め機能と限界を踏まえ,市場法的な観点からこの問題にアプローチするものであり,日本法にとっても示唆的である。とりわけ,市場法的な観点からは信用情報機関が重要な役割を占めることが確認され,この分野でもっとも進んだ法規制を有するアメリカ法を研究した。第2に,2008年改正割賦販売法の目的,背景,規制の考え方および解釈論上の論点と将来の課題について,先駆的な研究を行い,公表した。第3に,消費者信用規制についてなぜ民事法・業法および市場法の観点から多角的にアプローチする必要があるのかについて,経済学の分野における実証研究等を参照にしなガら,理論的・基礎的考察を行った。第4に,多様な観点から規制するとしても法規制には限界があること,それと補完協力するものとして百主規制などソフトローに一定の意義があり得ること,およびハードローとソフトローの関係等について,理論的検討を行い,公表した。
Wilms腫瘍におけるWT1遺伝子微小変異の腫瘍発生への機能

Wilms腫瘍関連遺伝子WT1の腫瘍発生における機能について明確にするために,関連疾患であるDenys-Drash症候群患者における遺伝子解析およびWT1遺伝子変異を伴う腫瘍細胞株を樹立してその遺伝子異常の意義について解析を行った。新たに3例の解析を行った。最近Wilms腫瘍を発症した1例はWT1 exon8にpoint mutationを認め,これによってDenys-Drash症候群の診断が確定した。また,今回解析した症例を含め,計8例の患者のうち5例にintron9のsplicing donor siteにpoint mutationを認めた。これらの変異様式はこれまで報告がないものでありsplicingに異常をきたすことが示された。また,intron変異を伴う症例では病態が通常のDenys-Drash症候群と異なる共通性がみられた。このことからintron異常が新たな病態群の指標となることが示された。さらにexon9のsplicingの腫瘍発生・器官形成における意義を具体的に示す所見として非常に興味深い。2.WT1遺伝子異常を伴ったWilms腫瘍細胞株についての解析電子顕微鏡観察・免疫組織化学的検討によって,この細胞は腎の上皮細胞としての性格を持っていることが示された。また,この腫瘍での遺伝子変異(WT1 exon10の43bp重複)の意義を検索するために,腫瘍からRNAおよび蛋白を抽出し,RT-PCRならびにWestern blotによる解析を行った結果,本腫瘍細胞ではWT1 mRNAは発現するもののWT1蛋白は検出されなかった。このことから変異によってstop codonがshiftし,不安定なWT1蛋白が産生されることが示唆された。現在これらの異常を伴うWT1遺伝子についてcloningを行い,発現vectorを作成している。
CカイネースおよびAカイネースによる転写調節蛋白の修飾とNaチャネル発現の制御

今回、私達は、蛋白質リン酸化酵素が培養ウシ副腎髄質細胞Naチャネルの発現とその薬理学的性質をどのように変動させるか検討した。1.プロティン・カイネースCの関与a)プロティン・カイネースC賦活薬TPA、PDBuで細胞をパルス処理した際にも、また、慢性的に処理した際にも、数時間の潜時ののち同程度に、^3H-サキシトキシン結合のB_<max>が減少した(K_d不変)。b)上記のプロティン・カイネースC賦活薬処理は、ヴェラトリジンによる細胞内への^<22>Na流入量を低下させた。他方、ヴェラトリジンによるEC_<50>、ブレベトキシンによるヴェラトリジンのNa^+流入のアロステリックな増強作用は対照細胞との間で差を認めなかった。c)プロティン・カイネースC賦活薬の効果は、アクチノマイシンD、サイクロヘキサマイドなどの遺伝子転写・蛋白質翻訳阻害薬などの投与により、消失した。2.cAMP依存性蛋白質リン酸酵素の関与a)cAMP、フォルスコリン、フォスフォジエステラーゼ阻害薬の慢性(10数時間)投与により^3H-サキシトキシン結合のB_<max>は増加した(K_d不変)。b)ヴェラトリジンによる^<22>Na流入は増強したが、その他、薬理学的特性は対照細胞と差を認めなかった(1-b参照)。c)cAMPの効果は、蛋白質グリコレーション阻害薬チュニカマイシンでは影響を受けないが、アクチノマイシンD,サイクロヘキサマイドで阻止された。以上、cAMP依存性蛋白質リン酸化酵素は、転写調節蛋白CREBのリン酸化を介してNaチャネル遺伝子の発現を促進した。他方、プロテイン・カイネースによるリン酸化は、ある遺伝子の転写・翻訳を介してNaチャネル蛋白発現を低下させた。
生きた細胞において核・細胞質間の分子挙動をリアルタイムで可視化する技術の開発

細胞内の機能を担う様々な蛋白質分子の挙動を、生きている細胞を生きたまま取り扱いながら、三次元的にリアルタイムで追跡することを可能にするシステムを開発し、その技術を応用して、これまでの細胞生物学、分子生物学的手法では評価できない、新しい視点にたった、機能分子の挙動解析や細胞機能に果たす役割の解明を目的として研究を進めてきた。その結果、以下に示すような成果が得られた。1.核局在化シグナルを持つ蛋白質基質を蛍光色素で標識したものを、生きた細胞の細胞質に注入し、その分子の細胞周期における挙動を生きたまま連続観察することのできる蛍光顕微鏡システムを開発した。2.核蛋白質基質の挙動観察に加え、同一細胞で、染色体や核膜あるいは微小管など、最高4種類の分子種を同時に観察することを可能にした。その結果、細胞分裂の後、核膜が再構築されているにも関わらず、核蛋白質輸送が回復していない時間帯が存在することが明らかとなった。3.核蛋白質を輸送するために機能する分子として同定されたimportinα(塩基性核局在化シグナル認識分子)を、green fluorescent protein(GFP)で標識し、分裂間期細胞の細胞質に導入した後、核蛋白質を同一細胞に注入すると、通常は細胞質に偏って存在しているGFP-importinαは、1分という短時間に細胞質から核へ移行し、さらに次の1分で細胞質に戻ってくることが明らかとなった。さらに、細胞周期を通して挙動を観察したところ、細胞分裂期の直前約2分間に細胞質から核へ局在が偏ることがわかった。一方、GFP-importinβは、importinαに結合して核蛋白質を核へ輸送する分子であるが、核蛋白質注入による細胞内局在の変化は見られなかった。細胞機能を担う蛋白質分子の挙動を、生きた細胞を生きたまま取り扱いながら、三次元的に追跡する技術を開発し、その技術を利用して、核膜を通過する分子の挙動を捉えることを目的として解析を進めた。蛍光標識した核蛋白質あるいはGFP(green fluorescent protein)に核局在化シグナル(NLS)を融合させた融合蛋白質NLS-GFPを、マイクロインジェクション法によって培養細胞の細胞質に導入し、その直後からの分子の挙動をリアルタイムで追跡する系を確立した。この系は、マイクロインジェクション装置全体を、温度コントロール可能な恒温室内に設置することにより可能となった。この系を利用して、S.V.40 T-antigenのNLSを持つ基質の挙動を調べたところ、細胞骨格系とは無関係に、核膜全体から均一に核内に入っていく像が得られた。マイクロインジェクションの圧力によってインジェクションされた蛋白質が細胞質全体に無秩序に広がることによる人為的反応を除外するため、転写因子Stat1のようにもともと細胞質全体に存在しており、細胞外刺激に応じて核に移行する蛋白質をインジェクションしてその挙動を追跡する必要性がでてきた。一方、一度、インジェクションした細胞を長時間観察することも可能となり、細胞周期を通じて核蛋白質の挙動を追跡することも可能となった。その結果、核蛋白質輸送に関与する核膜孔ターゲティング複合体の構成因子であるPTAC58(importin α)が、細胞分裂期の直前、核膜が崩壊する前に、速やかに核内に収束していくという興味深い結果も得られた。15EA02:以上のように、研究目的、研究計画に沿った研究の進展が得られた。細胞機能を担う蛋白質分子の挙動を、生きた細胞を生きたまま取り扱いながら、三次元的に追跡する技術を開発し、その技術を利用して、核膜を通過する分子の挙動を解析することを目的として研究を進め、以下の成果を得た。1.細胞周期のtolophaseでは、崩壊した核膜や核膜孔複合体が染色体の周囲に再構築されてくるが、その再構築過程と核蛋白質輸送能の回復との時間的関係を解析した。

Hela細胞において、染色体が細胞中央部分に配列した時点から解析を開始し、その後の時間経過を観察した。その結果、核膜孔複合体を構成する蛋白質である、p62,RanBP2,Nup153はすべて、核蛋白質輸送能の回復する78分後までに必ず染色体周囲に集合し、ラミンB受容体の挙動から判断した核膜閉鎖の直後に核蛋白質輸送能は回復することが明らかとなった。このような、分裂期でおこる核膜の崩壊と再構築の過程を、核蛋白質輸送という核膜孔の機能と関連づけながら、リアルタイムで解析したのは世界で初めてである。2.核蛋白質輸送に関与する因子であるPTAC58(importin-α)そのものの細胞内での動態を、GFP(green fluorescent protein)との融合蛋白質として細胞内に導入してから観察した。GFP-PTAC58を予め導入した細胞の細胞質に、核蛋白質を外来性に再導入すると、約2分後にGFP-PTAC58は核蛋白質とともに核内に移行するが、その後約3分で、GFP-PTAC58だけが細胞質に戻ってくることがわかった。つまり、PTAC58は速やかにrecycleされる蛋白質であることが明らかとなった。以上のように、研究目的、研究計画に沿った研究の進展が見られた。細胞機能を担う蛋白質の挙動を、生きている細胞を生きたまま取り扱いながら、三次元的に追跡することを可能にするシステムを開発し、その技術を応用して、機能分子の挙動の解析や細胞機能に果たす役割を評価することを目的として、本年度は特に、核-細胞質間蛋白質輸送に関わる輸送因子に着目して研究を進め、以下のような成果を挙げた。研究の指標とした蛋白質はすべて、green fluorescent protein(GFP)で標識して用いた。1. GFP-importin αは、細胞質にインジェクションした場合も、核へインジェクションした場合も、5分以内に細胞全体に局在し、核と細胞質をシャトルする分子であることが推察された。また、GFP-importin αの分裂間期での局在は、核よりも細胞質に偏っているが、G2/M期で急速に核へ集まっていくことも明らかとなった。また、GFP-importin αを細胞質にインジェクションした後、同じ細胞の細胞質に核蛋白質をインジェクションすると、その核蛋白質の核への移行と同時に(2分以内に)GFP-inportin αも核内に集積し、5分後には、細胞質に戻ってくることが証明された。さらに、GFP-importin αをインジェクションした細胞を紫外線で処理すると、速やかに核へ集積していくことがわかった。現在、この生理的意義について検討している。3. GFP-CASを細胞質にインジェクションすると、主として核に局在することがわかり、importi nβファミリーに属しながら、importin βとはかなり異なる細胞内局在をとることが明らかとなった。
さまざまな細胞種の細胞シート作製を実現する次世代型温度応答性培養基材の開発

本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4°Cで終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32°Cで培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、種々の組織由来の細胞に対し細胞シートを調製しうる新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計とその表面上での細胞応答を通じ、表面設計指針を明らかにすることを目的とする。この温度応答性高分子ブラシ表面を作製するためにSI-RAFT重合を用いており、PIPAAm鎖の末端には疎水性官能基であるドデシル基が修飾され、様々な機能性官能基に置換が可能である。PIPAAmは末端官能基の性質により、下限臨界溶液温度(LCST)が高温または低温にシフトすることが知られており、基板上のPIPAAm鎖においても末端官能基の親・疎水性の違いが温度変化によるPIPAAm鎖の水和・脱水和挙動にともなうコンフォメーション変化、および細胞の接着・脱着挙動に影響を与えることが予想される。平成24年度は親水性のマレイミド基に置換し、末端官能基の親・疎水性の違いがPIPAAm鎖の性質および細胞の接着・脱着挙動に与える影響について検討を行った。その結果、31°Cで培養した場合、ドデシル基を有する表面にウシ頸動脈由来血管内皮細胞は接着したが、マレイミド基を有する表面では細胞の接着は抑制された。これは表面の濡れ性が影響していると考えられ、静的接触角測定より、昇温条件ではドデシル基を有する基板は31°Cでマレイミド基の基板と比較して疎水性を示した。これはドデシル基ではLCSTが低温側にシフトしたことでPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、マレイミド基では高温側にLCSTがシフトしたことでPIPAAm鎖が水和・伸長した状態だったと考えられる。一方で、マレイミド基を有する基板は33°C以上で細胞が基板上に接着した。また、両基板共に低温処理により細胞シートの回収に成功した。以上より、PIPAAm鎖の末端の化学構造を変えるだけで、温度による基板の性質および細胞の接着・脱着挙動を制御することに成功した。これにより、異なる末端官能基による細胞接着温度範囲の違いを利用した、様々な細胞種に応じた表面設計の指針を議論することが期待される。本年度では特定の波長を吸収することで光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾し、それをガラス基板上に固定化することで光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。金ナノ粒子は塩化金酸およびクエン酸ナトリウムを用いて合成し、2530nmの粒径を有する粒子を作製した(AuNP)。続いて、末端チオール化したPIPAAm (M_n : 1.5x10^4, M_w/M_n : 1.21)を金ナノ粒子含有水溶液に溶解することで、PIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を作製した。作製したPIAuNPを表面にアミド基を有するガラス基板(APTES固定化基板)上に固定化し、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定より基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認し、水中気方法による静的接触角測定より低温では親水性、高温では疎水性を示すことを確認した。

また、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を播種して37°Cで培養したところ、APTES固定化基板と同等の細胞が接着した。最後に細胞の接着した基板を20°Cに静置したところ、PIAuNP固定化基板では、低温培養1hで約50%以上の細胞の脱着を確認した。以上の結果から、金ナノ粒子を有する温度応答性細胞培養基板を作製できた。今後、基板に特定の波長の光を照射した状態でPIPAAm鎖のLCST以下の温度で培養することで、光熱効果によって細胞をパターン上に接着させることを目指す。これは光を照射した部分のみに細胞を接着させ、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製でき、様々な細胞種に応じた表面設計の指針を議論することが期待される。本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4°Cで終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32°Cで培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はPIPAAm鎖における末端官能基の親・疎水性の違いが、PIPAAm鎖の性質および細胞の接着・脱着挙動に与える影響について検討を行った。その結果、基板上のPIPAAm鎖のコンフォメーション変化および細胞の接着可能温度領域の制御に成功した。この結果はPIPAAm鎖の鎖長・密度の制御以外に、細胞シート作製における表面設計において新しい指針が成り立つことから、計画は順調に進展していると考えられる。本年度は金ナノ粒子を固定化した温度応答性細胞培養基板の作製し、温度による細胞の接着・脱着挙動について検討を行った。その結果、固定化する金ナノ粒子の粒径、PIPAAmの分子量、PIPAAm修飾金ナノ粒子の固定化方法を決定することができた。この結果は、細胞の接着・脱着挙動に関連しており、今後光熱効果を用いたパターン化
認知情報処理特性を考慮したインタフェイス設計

本研究では、人間とコンピュータのインタフェイス改善を目的として、適切な認知負荷に関する側面、認知情報処理能力の干渉をいかに緩和するかの側面、メンタルワークロードの側面から検討を加えた。まず,平成9年度には,マルチウインドウ・システムと計器監視システムにおいて,認知的負荷の増加に伴う視覚情報処理容量の変化を、視野の狭窄化、視線の動きの変化に基づいて明らかにし、視覚情報処理容量の低下がエラーの増加といかに関連しているかを明らかにした。さらには、有効視野を定量的に評価するための方法を提案し、注意の広さと深さのトレードオフの問題をモデル化し、中心視での認知的負荷が増える事によって視野狭窄現象が生じることを明らかにした。平成10年度には,同種の作業を被験者に長時間負荷して、認知的負荷に伴うストレスを脳波のウエーブレット変換に基づいて評価することを試み、人間にとって適度な認知的負荷をもつインタフェイスについて考察した。認知的負荷の増大に伴うメンタルワークロードの増加を評価するには、α波、β波、θ波のパワー値の総和の大きさとパワー値の最大値、および80%のパワー値の出現時間が非常に有効であることが明らかになった。平成11年度には、マルチモーダル・インタフェイスや二重課題へ音声入力を用いた場合の有効性を検討した。キー入力のみで作業を行うよりも、主作業もしくは副作業に音声入力を用いることは、手の動きを抑えデュアルタスクにおける作業負担の軽減に有効であることがわかった。また,マルチモーダル・インタフェイスにおける音声入力の利点と利用上の問題点が明らかになった。人間とコンピュータのインタフェイス改善を目的として,適切な認知的負荷に関する側面と音声入出力が二重課題における認知情報処理能力の干渉をいかに緩和するかの側面から検討を加えた。本研究では,以下のような実績が得られた。(1).認知的負荷の増加に伴う視覚情報処理容量の変化を,視野の狭窄化,視線の動きの変化(停留時間,停留回数などの変化)に基づいて明らかにし,視覚情報処理容量の低下がエラーの増加といかに関連しているかを検討した。その結果,認知的負荷の増加にともなって,視覚情報処理容量が低下し,エラーが増加することが明らかになり,認知負荷が低すぎる場合にもエラーが多く発生することが指摘された。また,認知的負荷が適度な場合には,両極の場合に比べてエラーが少なくなることが示唆された。(2).(1)と同種の作業を被験者に長時間負荷して,瞳孔経,心電図,脳波などによって認知的負荷に伴うストレス,負担,疲労を評価することを試みた。その結果,脳波データのカオス解析結果,ならびに瞳孔経の変化に基づいてストレス,負担,疲労を評価可能であり,これらを応用して適度なストレスがかかるような認知的負荷をもった作業システムを設計できることが示唆された。(3).二重課題へ音声入力と音声出力を用いた場合の有効性を検討した結果,音声入力と音声出力は,作業者の認知的負荷を軽減させ,人間とコンピュータのインタフェイスを高めるための有効な手段であることが明らかになった。これらの3つの研究成果に基づいて,人間にとって適度な認知的負荷をもつインタフェイスについて考察を加え,人間側の負担を最適にし,エラーを少なくするような認知的負荷の条件を明らかにした。また,こういったインタフェイス設計のための認知工学的原則を提案した。本研究では,人間とコンピュータのインタフェイスの改善を行ない,適切な認知負荷に関する側面と音声入出力が二重課題における認知情報処理能力の干渉をいかに緩和するかの側面から検討を加えることを目的とする。平成9年度には,種々の認知的負荷の水準で作業を実施させ,アイカメラによる測定から有効視野の広さ,停留時間,停留回数,作業のパフォーマンス(反応時間,エラー特性)を調べ,認知的負荷の増大が知覚特性や注意,認知情報処理容量にいかなる影響を及ぼすかについて検討した。平成10年度では,被験者(7人)に平成9年度と同種の作業を長時間負荷して,眼調節力,近点などによって認知的負荷に伴う視覚系へのストレスを評価することを試みた。