hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
呼吸機能検査に用いる新しい放射性医薬品の開発に関する研究

ラジオクロマトグラフィによる結果も、DTPAとしての性状よりも^<99m>Tc-O4の性状を有していた。生体で吸入させた結果では、^<99m>Tc-DTPAエロゾルのT_<1/2>(60分前後)に比較して、今回作成した^<99m>Tc-DTPA微細粒子のT_<1/2>は123分前後で、吸入後のクリアランス時間も^<99m>Tc-O4エロゾル(T_<1/2>:12分前後)に類似していた。テクネガス発生装置内の環境を100%Ar gasから97%Ar+30%O2環境下にした条件で「るつぼ」内に^<99m>Tc-O4を入れ、焼却すると^<99m>Tc-pertechnegas(P-gas)が得られる。これを、マウス体内に静注した場合の分布は^<99m>Tc-O4の分布と類似しており、ラジオクロマトグラフィによる結果、^<99m>Tc-O4と同様であった。100%Ar環境下で得られたテクネガスを生食に補集し、静注した場合、主として肝に分布していた。P-gas吸入後のT_<1/2>は^<99m>Tc-O4のT_<1/2>とほぼ同様の値(12分前後)であった。一方、テクネガスは殆ど肺からのクリアランスを認めなかった。現在までの結果、^<99m>Tc-DTPAを仕込んだ場合にも、焼却の際に^<99m>Tc-DTPAが遊離し、^<99m>Tc-O4の微細粒子(P-gas)が得られていると考えられた。現有のテクネガス発生装置内の100%Ar環境を97%Arと3%O_2の混合ガスで置換することにより^<99m>Tc-パーテクネガス(P-gas)を産生した。P-gasをミリポアフィルタに採取し生食水への移行率を測定した結果、水溶液であった。また、ラジオクロマトグラフィで計測した結果、^<99m>TcO_4^-と同様の挙動を示した。^<99m>Tc-DTPAを「るつぼ」内に入れて産生したD-gasも同様の操作で検討した結果、^<99m>TcとO_4^-と同じ挙動を示した。この結果、D-gasは^<99m>Tc-DTPAが、2500°Cで燃焼した際に^<99m>TcとDTPAが遊離したものと考えられる。正常ボランティア(10名)について、P-gasと^<99m>TcO_4^-をネブライザでエロゾル化した^<99m>TcO_4^-エロゾルを吸入させその分布、肺内クリアランスを測定した。その結果、P-gasの分布がより末梢まで到達しており、hot spotの形成も少なく、排気分布を観察するのに有用であった。肺よりのクリアランスは、両薬剤ではほぼ同じであったが、hot spotの影響の少ないP-gasでわずかに速い傾向にあった。D-gasと^<99m>Tc-DTPAエロゾルのT1/2を比較した結果ではD-gasがP-gasとほぼ同じであったのに対し、^<99m>Tc-DTPAエロゾルは60分前後と有意に遅く、両者の間に差がみられた。肺線維症では安定期には促進していたが、活動期には逆に遅延していた。これはP-gasが活動期にはP-gasが間質に取り込まれていたためと考えられる。肺塞栓症では塞栓部でP-gasのクリアランスが亢進していた。これらの結果よりP-gasは肺換気分布と肺上皮透過性の評価に有用と考えられた。しかしD-gasの有用性は小さいと考えられた。
HCFC-22の代替冷媒の飽和蒸気圧に関する研究

現在ルームエアコンなどの作動媒体として使用されていながら、2020年を目標として廃止が検討されているHCFC-22の代替冷媒は、世界各国で研究および開発が競って行われている。本研究では、HCFC-22の代替冷媒の候補である、HFC-125およびHFC-32の飽和蒸気圧の測定を行った。本研究では、昨年度製作した試料容器および本年度新たに導入したプログラム精密恒温水槽を用いて、前述の2物質が作動媒体として将来エアコンなどに使用される際に、必要不可欠な飽和蒸気圧の測定を行った。測定は、等容法を基本原理とした実験装置を用いて行った。等容法とは予め内容積を検定した試料容器に所定量の試料を充填し、等温場に保った状態で熱的平衡状態にある試料の温度および圧力を測定する方法である。本研究では、試料の温度および圧力をそれぞれ試料容器に挿入した白金抵抗測温体および圧力センサーを用いて測定した。本研究で得られた飽和蒸気圧に関する実測値の測定誤差は、温度±10mK以内、圧力±4kPa以内である。HFC-125については、温度265338Kの範囲で計38点の飽和蒸気圧に関する実測値を得ることができた。また、HFC-32の飽和蒸気圧に関しては、温度253350Kの範囲で測定を行い、計34点の実測値を得ることができた。さらに本研究では、本研究で得られた実測値および他の研究者によって報告されている実測値を基礎データとして、温度235Kから臨界温度までの領域で成立する飽和蒸気圧相関式を、HFC-125およびHFC-32についてそれぞれ作成した。
分子内ヘテロDiels-Alder反応の新手法による選択的縮合複素環構築の開拓

新しい観点に立脚した連続反応プロセス"エーテル交換/分子内ヘテロDiels-Alder(以下D-Aと略す。)"による一般性の高い"選択的縮合複素環構築法の新方法論"を開拓した。さらに、ビスオキサゾリン誘導体を配位子とする金属錯体存在下、活性二座配位型不飽和エノンを用い、不飽和アルコールとの連続反応の不斉触媒化に成功した。以下、その成果を述べる。1)アルコキシ置換活性型不飽和カルボニル化合物(メトキシメチレンアセチルアセトン、ブトキシメチレンシアノアセトアルデヒド、(E)-4-メトキシ-2-オキソ-3-ブテン酸)は種々のδ,ε-不飽和アルコール(5-メチル-4-ヘキセン-1-オール、6-メチル-5-ヘプテン-2-オール、2,6-ジメチル-5-ヘプテン-2-オール等)共存下加熱還流により、エーテル交換反応を経る分子内ヘテロD-A反応が立体選択的に進行し、対応するヒドロピラノピラン誘導体が高収率で得られることを明かにした、2)用いる不飽和アルコールの級数に関係なく進行する一般性の高い反応である、3)E-,Z-不飽和アルコール(E-,Z-4-メチル-3-ペンテン-1-オール)との反応の検討により立体特異的に進行することも明かとなった、4)触媒量のルイス酸により顕著な反応加速が認められた、5)共役付加・アルコール脱離を経るエーテル交換反応、それに続く分子内ヘテロD-A反応の多段階反応が単一容器内で行えることも特色の一つである。さらに、キラルルイス酸触媒との錯体形成により効果的な不斉場の構築が期待できる二座配位型(E)-4-メトキシ-2-オキソ-3-ブテン酸と種々のδ,ε-不飽和アルコールとの連続反応が、ビスオキサゾリン誘導体を配位子とする金属錯体存在下、高エナンチオ選択的(97%ee以上)に進行することを明かにした。この反応は分子内ヘテロD-A反応の効率的不斉触媒化の最初の例である。アルコキシ置換活性型不飽和カルボニル化合物(メトキシメチレンアセチルアセトン、ブトキシメチレンシアノアセトアルデヒド、(E)-4-メトキシ-2-オキソ-3-ブテン酸)はδ,ε-不飽和アルコール(5-メチル-4-ヘキセン-1-オール、6-メチル-5-ヘプテン-2-オール、2,6-ジメチル-5-ヘプテン-2-オール)共存下加熱還流により、エーテル交換反応を経る分子内ヘテロDiels-Alder反応が立体選択的に進行し、対応するヒドロピラノピラン誘導体が高収率で得られた。本連続反応は、1)用いる不飽和アルコールの級数に関係なく進行する一般性の高い反応である、2)E-,Z-不飽和アルコール(E-,Z-4-メチル-3-ペンテン-1-オール)との反応の検討により立体特異的に進行する、3)触媒量のルイス酸により顕著な反応加速が認められる、4)γ,δ-不飽和アルコール(4-メチル-3-ペンテン-1-オールとの反応も高立体選択的に進行し、対応するフロピラン誘導体が得られることを明らかにした。また、共役付加・アルコール脱離を経るエーテル交換反応、それに続く分子内ヘテロDiels-Alder反応の多段階反応が単一容器内で行えることも特色の一つである。以上、分子内ヘテロDiels-Alder反応を基盤とする一般性の高い"選択的縮合複素環構築の新方法論"を開拓した。

現在、本連続反応の不斉触媒化への展開を目的として、キラルルイス酸触媒との強固なキレーションによって効果的不斉場の構築が期待できる(E)-4-メトキシ-2-オキソ-3-ブテン酸を基質として用い、5-メチル-4-ヘキセン-1-オールとの反応を種々のキラルルイス酸触媒下で検討した。その結果、ビスオキサゾリン誘導体を配位子とする金属錯体が最も効果的に機能することを見い出した。初年度において熱的条件下での種々アルコキシ置換活性型不飽和カルボニル化合物とδ,ε-不飽和アルコール(1-3級)との連続的エーテル交換/分子内へテロDiels-Alder反応による一般性の高い"選択的縮合複素環構築の新方法論"を開拓した。本年度は、本連続反応の不斉触媒化への展開研究を遂行した。すなわち、キラルルイス酸触媒との強固なキレーションによって効果的不斉場の構築が期待できる(E)-4-メトキシ-2-オキソ-3-ブテン酸を基質として用い、一級アルコールである5-メチル-4-ヘキセン-1-オールとの反応を種々のキラルルイス酸触媒下で検討した。その結果、収率(20%)に問題はあるものの不斉収率(92%ee)の点からはビスオキサゾリン誘導体を配位子とする金属錯体が最も効果的に機能することを見い出した。そこで、より活性な親ジエン部位を有する(E)-5-エトキシ-4-ペンテン-1-オールとの反応を検討した。その結果、反応は速やかに進行し(収率、74%)、対応するピラノピラン体が高エナンチオ選択的(最高、>99%ee)に得られた。また、この反応の詳細な条件検討により、反応性の向上にはMS 5Aの添加が必須であることが明らかになった。この知見を基に再度5-メチル-4-ヘキセン-1-オールとの反応をMS 5A存在下で行ったところ反応は速やかに進行し好収率(76%)かつ好エナンチオ選択的(97%ee)に対応する付加体が得られた。さらに、不斉収率の向上にモレキュラーシーブスの量が重要であり、反応スケール1mmol当たり少なくとも500mg必要であることも明かとなった。同様の条件下2,2,5-トリメチル-4-ヘキセン-1-オールとの反応においても高収率(最高90%)、高立体かつ高エナンチオ選択的(最高98%ee)に対応する付加体が得られた。また、立体的にエーテル交換反応が進行しにくい3級アルコールである1,1,5-トリメチル-4-ヘキセン-1-オールとの反応もMS 5Aの添加量(2g/mmol)を増やす(74%,98%ee)か過剰のアルコール(5当量)を用いることで満足できる結果が得られた(69%,98%ee)。以上、分子内へテロDiels-Alder反応の新手法による選択的縮合複素環構築の開拓とともにその不斉触媒化にも成功した。
絶対圧力スケールの構築:地球最深部への適用

絶対圧力スケールは、地球深部条件における標準物質の横波・縦波速度(弾性波速度)及び体積を同時に測定することで全く独立に構築することが可能である。申請者は、これまで下部マントルの鉱物学的モデル構築のため地球深部物質の弾性波速度測定に関する研究を行い、「レーザー加熱ダイヤモンドセル」「ブリュアン散乱装置」「放射光X線回折」の3つのシステムを組み合わせた、高温高圧弾性波速度測定システムを大型放射光施設SPring-8へ導入し(右図参照)、地球内核圧力条件における横波速度の測定に成功している(弾性波測定の世界最高圧力記録)(Murakami et al.,2007a,b,2008)。一方で現システムでは絶対圧力スケール構築に必要な縦波速度の測定が技術的な問題から不可能であることが判明した。この問題を解決するために、申請者はブリュアン散乱測定における前方・後方散乱同時測定法という全く新しい手法を着想し、縦波・横波(Vp・Vs)の同時測定を実現し、地球深部条件に適用可能な絶対圧力スケールの構築を提案するに至った。ブリュアン前方・後方散乱同時測定法という新しい着想に基づき、高温高圧力条件下その場横波・縦波速度(弾性波速度)同時測定システムを導入し、他の測定結果に全く依らない地球最深部条件で適用可能な絶対圧力スケールを構築し、また新たに構築した絶対圧力スケールを厳密に適用することによって、地球深部物質の相転移モデルの再検討を行うことを目的とし、NaClにおいて圧力130万気圧までにおいて正確な絶対圧力スケールを構築する事に成功した。申請者は、これまで下部マントルの鉱物学的モデル構築のため地球深部物質の弾性波速度測定に関する研究を行い、「レーザー加熱ダイヤモンドセル」「ブリュアン散乱装置」「放射光X線回折」の3つのシステムを組み合わせた、高温高圧弾性波速度測定システムを大型放射光施設SPring-8へ導入し(右図参照)、地球内核圧力条件における横波速度の測定に成功している。今年度は、絶対圧力スケールの構築のための測定システムの開発整備を行い、メガバール圧力に至る聴高圧力条件での弾性波速度測定(Vp、Vs)およびX線回折測定による密度の同時測定を可能にした。現在までに、ダイヤモンドアンビルセル実験の圧力マーカーとしてよく使用されるNaClの圧力約80ギガパスカル程度までの複合同時測定に成功した。
細胞外因子による哺乳類オートファジーの制御機構の解析

内分泌因子インスリンが哺乳類個体レベルにおいて、飢餓時に様々な組織で起こるオートファジーの制御因子であるかをLC3の変化で検討した。LC3は細胞が栄養飢餓にさらされるとサイトゾルのLC3-Iが膜結合型LC3-IIになる。マウスを24時間飢餓後に再摂食させたところ心臓、肝臓及び骨格筋では血中インスリン濃度の減少とLC3-IIの増加が逆相関にあった。次に個体レベルでのインスリンの関与を調べる為に、ストレプトゾトシン(STZ)を投与してインスリン分泌不全マウス(I型糖尿病モデル)を作製した。このマウスの心臓及び骨格筋ではLC3-IIが増加し、このマウスへのインスリン投与により減少した。しかし、肝臓ではLC3に変化は見られなかった。また、インスリン以外のオートファジー制御因子が存在するのかを調べるために、インスリン欠乏状態のSTZ投与マウスを飢餓にしたところ、骨格筋ではSTZ投与による1LC3-IIの増加は飢餓にしても変化はなかったが、心臓では血中インスリン濃度の減少がないにもかかわらず、STZ投与により増加したLC3-IIは飢餓によりさらに増加した。この時、肝臓のLC3に動きはなかった。以上からインスリンがin vivoにおけるオートファジー制御因子であることが示唆された。しかし、臓器によってインスリンに対するレスポンスが異なり、骨格筋ではインスインが主要抑制因子であること、心臓ではインスリン以外の未知因子の制御も受けているこが示唆された。肝臓はインスリンの制御を受けているのか検討中である内分泌因子インスリンが哺乳類個体レベルにおいて、飢餓時に様々な組織で起こるオートファジーの制御因子であるかをLC3のconversionで検討した。LC3は細胞が栄養飢餓にさらされるとサイトゾルに存在するLC3-Iが膜結合形LC3-IIになる。マウスを24時間飢餓後に再摂食させたところ心臓及び骨格筋では血中インスリン濃度減少とLC3-IIの増加が逆相関であった。肝臓では飢餓でLC3-IIが増加し、再摂食2時間では減少したが、再摂食8時間経過すると心臓及び骨格筋のLC3-IIは減少を続けたのに対し、肝臓では再びLC3-IIが増加しており、臓器によって再摂食時のオートファジーの挙動が異なることが明らかとなった。次に個体レベルでのインスリンの関与を検討する為に、ストレプトゾトシン(STZ)を投与してインスリン分泌不全マウス(I型糖尿病モデル)を作製した。このマウスの心臓及び骨格筋ではLC3-IIが増加し、インスリン投与により減少した。また、インスリン以外のオートファジー制御因子が存在するのかを調べる為に、インスリン欠乏状態のSTZ投与マウスを飢餓にしたところ、骨格筋ではSTZ投与によるLC3-IIの増加は飢餓にしても変化はなかった。しかし、心臓では血中インスリン濃度の減少がないにも関わらず、STZ投与により増加したLC3-IIは飢餓により更に増加した。以上からインスリンがin vivoにおけるオートファジー抑制因子であることが示唆された。しかし、臓器によってインスリンに対するレスポンスが異なり、骨格筋ではインスリンが主要な抑制因子であること、心臓ではインスリンによる制御を受けているが未知因子も関与している可能性が示唆された。肝臓ではインスリンによって制御されていない可能性が示唆された。肝臓はインスリンの制御を受けているのか検討中である
未脱水新鮮皮膚標本の電子顕微鏡観察

我々はこれまで、(1)共焦点レーザー顕微鏡を用いたラット腹腔肥満細胞の細胞内カルシウム濃度動態や顆粒放出現象、フリーラディカル生成のイメージング、(2)電子顕微鏡を用いて、様々な刺激を加えた際の、肥満細胞の形態学的変化の観察を行ってきた。しかしながら共焦点レーザー顕微鏡を用いたイメージングは、電子顕微鏡に比べて解像度が低いという欠点があった。一方、通常の電子顕微鏡観察では、リアルタイムに細胞の変化を捉えることは出来なく、脱水や乾燥や包埋の過程で試料は乾燥し、脂質が抜け落ちるといった各種物質の脱落や変性が起こり、様々な情報が脱落していた。近年、含水性の高い標本を、電子顕微鏡を用いて観察が出来るようになったことから、本研究では、電子顕微鏡観察用の密閉カプセル(QX-102、QX-302、Quantomix社)を用い、生細胞標本の含水状態での観察を試みた。観察対象標本は、組織切片標本としてラット腹腔肥満細胞、皮脂腺腺細胞、組織切片標本として脂肪組織を用いた。肥満細胞では、顆粒放出時に、顆粒基質の周囲に大きな空隙が生じ、顆粒が細胞内から押し出される様子がみられた。皮脂腺腺細胞では、通常の固定・脱水では抜け落ちてしまう顆粒内容が残っていた。脂肪組織では、脂質は抜け落ちることなく保持され、脂肪細胞の外表面は膠原線維の紐により支持され、細網線維の緻密な網工が細胞表面に密接していた。また、毛細血管が脂肪細胞間を走行していた。我々は、これまで(1)共焦点顕微鏡を用いた肥満細胞(ラット)の細胞内カルシウム濃度動態や顆粒放出現象、フリーラディカル生成のイメージング、(2)電子顕微鏡を用いて、様々な刺激を加えた肥満細胞の形態額的変化の観察を行ってきた。しかしながら共焦点顕微鏡を用いたイメージングは、電子顕微鏡に比べて解像度が低いという欠点があった。一方、電子顕微鏡では、脱水・乾燥・包埋の過程で各種物質の脱落・変性が起こり様々な情報が脱落していた。近年、含水性の高い標本を電顕観察出来るようになったことから、本研究では電顕観察用密閉カプセル(QX-102、Quantomix社)を用いて、ラット肥満細胞の含水標本観察を行った。肥満細胞の顆粒放出時には、果粒基質周囲に大きな空隙が生じ、果粒が細胞内から押し出される様子が示された。この細胞は種々の皮膚疾患において重要な役割を果たしていることから、分泌機能を解明することは皮膚疾患病態を理解する上で必要になってくる。そこで開口放出像に着目して実験をおこなった。開口放出には細胞内カルシウムイオンの上昇が必須前提要件となっている。細胞外情報伝達物質としての意義を有するアデノシン3リン酸(ATP)で、ヒスタミンが遊離することが知られていることから、ATP刺激時のカルシウムイオン変動を観察したところ、一過性の上昇が認められた。しかしながらそれに引続く開口放出は見られず、通常の電子顕微鏡で観察すると約30nmの小孔が生じていた。これはP2×7受容体刺激に伴うものと思われる。【来年度の計画】新鮮皮膚標本の未脱水電顕観察を引続き試みる。しかしながら、実験に供するだけの新鮮材料を臨床現場から得ることは比較的難しいため、まず実験動物で試みる。また、今年度に見出したATP刺激による小孔形成であるが、P2×7の孔径は数nmと言われており、乾燥標本で発見した孔の径より極めて小さい。未脱水標本で、こうした小孔が観察できるかどうか、またその孔径がどのくらいかを測定したい。
核融合炉第一壁材料の高温破壊強度-セラミックス・コーティング壁材の高温強度-

1.コーティング材としてTiCを選び、PVD法によってSUS316材(厚さ115mmの板材)に210μmの厚さに被覆した引張り試験片(平行部長さ100mm、平滑及び切欠き付)を試験した。TiC被覆により平滑試験片では降伏応力の増加と変形の減少が認められた。しかし切欠き付試験片では切欠き底付近の応力集中によってTiC被膜の破断とはく離を生ずるためTiC被覆による降伏応力と変形の変化は僅かであった。このことからTiC被覆材では部分的な応力集中を避けることが重要であることがわかった。2.セラミックスコーティング材のヘアークラックは引張り応力と直角に生成し応力の高い部分ではその数が多くなる。これらのクラックは大部分が表面に達しているので走査型電子顕微鏡により正確に計測できる。このほかせん断応力の高い部分ではすべりによってTiC膜のはく離を生ずる。この場合はヘアークラックが膜内に生ずるので計測が難しいが、はく離の形状と面積から、ヘアークラックの数を推定することができる。3.はく離はTiC表面に並行なせん断応力によってTiC層内にすべりを生ずるために起ると考えられる。すなわちTiCの表面とSUS316材に近い部との間に相対的な力が働きTiC膜内の欠陥を起点としてはく離が発生する。4.熱サイクルを受ける2相材料のき裂解析の第1段階として引張り応力を受ける單相材料(TiC及びSUS316切欠き付試験片)の応力計算を行い切欠き底附近の応力集中の状態を調べ、応力分布図を作成した。5.TiC被覆のSUS316材の靜疲労実験により高温(600°C)ではSUS316の塑性変形により低い応力でTiC被膜にヘアークラックを生ずる。降伏応力以下の応力を長時間負荷した靜疲労実験では降伏応力の80%の応力によりTiCのクラックが成長するが、降伏応力の60%の応力ではクラックの進展は抑制されることがわかった。
減数分裂時に起動するエンドサイトーシスの分子メカニズム

細胞膜に局在するシンタキシン1オルソログPsy1は、減数分裂時に細胞膜からとりこまれ、前胞子膜へと局在をダイナミックに変化する。本研究は、その分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。Psy1の取り込みの認識には減数分裂特異的に発現するアレスチン様タンパク質Mug170、取り込みにはアクチン骨格系が関わることを明らかにした。また、Psy1の取り込みの際にPsy1がユビキチン化される可能性を示すいくつかのデータを得た。1) meiotic endocytosisのライブイメージング系の構築:meiotic endocytosisを蛍光顕微鏡下で追跡、観察する系を構築した。Psy1や核タンパク質、各オルガネラ局在マーカータンパク質などをCFP, GFP, mCherryなど異なる蛍光タンパク質で標識し、蛍光試薬FM4-64で標識したエンドサイトーシスとともに観察可能とした。2) meiotic endocytosis欠損変異株の取得:シンタキシン1Psy1が細胞膜から前胞子膜へと局在変化しないと胞子形成ができない。GFP-Psy1を発現させた株を変異剤処理し、約50,000株のスクリーニングで、約5,600株のヨウ素蒸気で褐色に染まらない変異株を取得した。これらの株を1つ1つ蛍光顕微鏡下で観察し、減数分裂時にPsy1が前胞子膜に移行しないもの、すなわち、meiotic endocytosisが欠損している可能性の高い株を38株程度取得した。これらは16の相補性グループに分類された。このうち5つの遺伝子を決定した。そのうち4つはアクチン細胞骨格系、1つはユビキチン修飾系の遺伝子であった。シンタキシン1は細胞膜上で分泌小胞との融合の特異性を決定する因子である。分裂酵母シンタキシン1オルソログPsy1は有性生殖時に細胞膜から取り込まれ、胞子細胞膜へと劇的に変化する。本研究はこの有性生殖特異的なPsy1のエンドサイトーシスの分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。これまで、Psy1の局在変化が異常になる変異株を多数取得した。本年度はまず、この変異株の原因遺伝子の取得と解析をおこなった。これまで5つの遺伝子を明らかにした。このうち、4つはアクチン細胞骨格系の因子であった。アクチン細胞骨格系は栄養増殖時にもエンドサイトーシスに関与していることから、基本的にはPsy1の取り込みもこの系が関与していることが明らかになった。また、残り1つの遺伝子はユビキチン活性化酵素であった。そこでユビキチン関連因子であるアレスチン様タンパク質Mug170に注目し解析を行った。mug170破壊株ではPsy1の取り込みが部分的に阻害された。また、Mug170を強制発現させると通常細胞膜にみられるPsy1が細胞内に取り込まれ、ドット状に局在した。Mug170は胞子形成特異的に発現することが知られている。以上のことから、Mug170が胞子形成時にPsy1の細胞内の取り込みに関わる可能性が示唆された。分裂酵母は栄養源が枯渇すると休眠細胞である胞子に分化する。このとき、細胞膜に局在するシンタキシン1オルソログPsy1は、細胞膜から消失し、代わって将来胞子の細胞膜となる前胞子膜へと局在をダイナミックに変化させる。この局在変化はPsy1特異的に起きるため、減数分裂時に起動するエンドサイトーシスが存在するものと思われる。本研究の目的は、このエンドサイトーシスの分子メカニズムを明らかにすることである。エンドサイトーシスには標的タンパク質のユビキチン化が関わることが知られている。Psy1にはユビキチン化の標的となるリジン残基が12個存在するが、それをアルギニンに置換したさまざまな変異株を作製した。まず12個すべてをアルギニンに変えた変異株はエンドサイトーシスが阻害された。次に、どのリジンがエンドサイトーシスに必要なのかを調べたところ、N末付近に存在する3つの近接するリジンが重要であることがわかった。このことから、Psy1のエンドサイトーシスにもユビキチン化が必要であることが示唆された。HECT型といわれるユビキチンリガーゼはエンドサイトーシスに必要なことが知られている。分裂酵母に存在するHECT型ユビキチンリガーゼ遺伝子のすべてについて破壊株を作製したが、どの破壊株でもPsy1の取り込みは阻害されなかった。このことからPsy1のユビキチン化には複数のユビキチンリガーゼが関わる可能性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
敗血症性ショックにおけるストレス耐性多能性幹細胞投与による治療法の開発

本研究では、ヒト皮膚線維芽細胞を培養し、16時間のトリプシン処理ののち、生存した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加えた細胞懸濁液の形で回収し、300g・5分間の遠心で培地およびトリプシンを除去したのち、PBSを加えて再び遠心し、回収した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加えて25cm2フラスコで培養した。接着した細胞を増殖させ、トリプシン処理で回収し、抗SSEA-3抗体で標識し、SSEA-3陽性細胞をFACS AriaIIを用いてソーティングし、得られた細胞を10%FBS添加αMEM培地で培養した。このようにして遊離された細胞について、Methocult H4100含有培地を用いた浮遊培養で桑実胚様のコロニー形成をすることが確認できたが、維持培養が安定しなかった。並行して、マウスを用いた盲腸結紮穿孔モデルの作成を行った。キシラジン・ケタミン麻酔下に、マウス盲腸結紮穿孔モデルを作成し、さらに全身麻酔下に、気管挿管し、4時間後にPBSの投与を行い、麻酔から覚醒させて、自発呼吸下に24-48時間飼育し、生存曲線を作成し、実験モデルの作成準備を行った。この後、2016年1月4日から11月15日まで産休・育休を取得し、復帰後に研究体制を整えようとしたが、環境の変化もあり、研究の継続は困難と考え、研究を廃止することを決断した。平成26年度は、ヒト皮膚線維芽細胞を培養し、16時間のトリプシン処理ののち、生存した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加えた細胞懸濁液の形で回収し、300g・5分間の遠心で培地およびトリプシンを除去したのち、PBSを加えて再び遠心し、回収した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加えて25cm2フラスコで培養した。このようにして遊離された細胞をMethocultH4100含有培地を用いた浮遊培養で桑実胚様のコロニー形成をすることを確認した。今後、こうして得られたMUSE細胞を培養し、培地に炎症性サイトカインやリポポリサッカライドを加えることにより、MUSE細胞内で発現が誘導されるタンパクや、細胞から放出される液性因子を分析し、抗炎症因子や抗プロテアーゼ物質が産生・放出されるかどうかを検討し、治療的効果の根拠となる現象について検討する予定である。また、並行して、マウス.ラットを用いた盲腸結紮穿孔モデルの作成を行った。キシラジン・ケタミン麻酔下に、マウス盲腸結紮穿孔モデルを作成し、さらに全身麻酔下に、気管挿管し、4時間後にPBSの投与を行い、麻酔から覚醒させて、自発呼吸下に24-48時間飼育し、生存曲線を作成した。この実験の最終段階で安楽死ののち、開胸・左室穿刺により採血を行い、血清検体を保存した。サイトカイン濃度測定の準備を行い、実験モデルの作成について、検討した。平成27年度は、前年度に引き続き、ヒト皮膚線維芽細胞を培養し、16時間のトリプシン処理ののち、生存した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加えた細胞懸濁液の形で回収し、300g5分間の遠心で培地およびトリプシンを除去し、PBSを加えて再び遠心し、回収した細胞を10%FBS添加αMEM培地を加え、25cm2フラスコで培養した。接着した細胞を増殖させ、トリプシン処理で回収し、抗SSEA-3によるソーティングを行うことで、MUSE細胞を遊離したが、培養維持が安定せず、現在原因を検討している状況である。また、並行して、マウスを用いた盲腸結紮穿孔モデルの作成を行った。キシラジン・ケタミン麻酔科に回復し、盲腸に27G針で穿刺し、腸内容を適量腹腔内に押し出す形で、モデルを作成し、さらに全身麻酔下に気管挿管し、、外頚静脈からPBSの投与を行い、麻酔から覚醒させて、自発呼吸下に24時間観察し、生存曲線を作成した。24時間生存した動物では、に安楽死ののち、開胸・左室穿刺により採血を行い、血清検体を保存した。サイトカイン濃度測定の準備が整った状況である。平成26年度は本学実験動物センターの改修工事などの関係で、実験スケジュールを工夫しなければならない状況があった。平成27年度に行ったMUSE細胞の分離、培養維持が安定せず、現在原因を検討している状況である。

このようにして遊離された細胞について、Methocult H4100含有培地を用いた浮遊培養で桑実胚様のコロニー形成をすることが確認できたが、維持培養が安定しなかった。並行して、マウスを用いた盲腸結紮穿孔モデルの作成を行った。キシラジン・ケタミン麻酔下に、マウス盲腸結紮穿孔モデルを作成し、さらに全身麻酔下に、気管挿管し、4時間後にPBSの投与を行い、麻酔から覚醒させて、自発呼吸下に24-48時間飼育し、生存曲線を作成し、実験モデルの作成準備を行った。この後、2016年1月4日から11月15日まで産休・育休を取得し、復帰後に研究体制を整えようとしたが、環境の変化もあり、研究の継続は困難と考え、研究を廃止することを決断した。平成26年度は本学実験動物センターの改修工事などの関係で、実験スケジュールを工夫しなければならない状況があった。平成27年度も引き続き、上記の実験をすすめ、検討を重ねる予定である。平成28年度もひきつづき以下の二つの実験を行う予定である。(1)MUSE細胞を培養し、培地にCytomix(IL-1β, TNFα, IFNγカクテル)やリポポリサッカライドを加えることにより、MUSE細胞内で発現が誘導されるタンパクや、細胞から放出される液性因子を分析し、抗炎症因子や抗プロテアーゼ物質が産生・放出されるかどうかを検討し、治療的効果の根拠となる現象について検討する。(2)ヒトまたはマウスMUSE細胞を、マウス盲腸結紮穿孔モデルに同種または異種移植投与し、24時間後・48時間後の生存率や血中のサイトカイン濃度を測定し、採取した肺組織内でのMUSE細胞の生着率や細胞投与による治療効果について検討する。平成27年度は、以下の二つの実験を行う予定である。(2)ヒトまたはマウスMUSE細胞を、マウス盲腸結紮穿孔モデルに同種または異種移植投与し、24時間後・48時間後の生存率や血中のサイトカイン濃度を測定し、採取した肺・肝臓・腎臓組織組織内でのMUSE細胞の生着率や細胞投与による治療効果について検討する。研究に必要な消耗品を購入した結果、少額の余剰金が発生した。平成28年度に繰り越し、引き続き、研究に必要な消耗品の購入に充てる予定である。平成27年度に繰り越し、引き続き、研究に必要な消耗品の購入に充てる予定である。
線形論理を用いた並行計算システム及び実時間システムの形式仕様・形式検証の理論

種々の量的時間制約を含む並行計算システムに対する形式仕様・形式検証の方法論を線形論理学的手法を用いて与えた。時間制約付き並行計算プロセスを線形論理の証明で記述することにより、論理学的な証明分析手法を実時間並行計算システムの仕様・検証理論に適用した。特に稠密時間の枠組における線形論理的分析法の有効性を示した。又、後半では、種々の具体的な実時間有限状態システムのサンプルに対して我々の仕様・検証の方法論を適応し、方法論の検討・評価を行った。まず実時間システムの具体例(例えば、交通網自動制御システムの形式仕様とその安全性検証、実時間制約つきPhilosopher's Table等)に我々の方法論を適用し、これまでの他の方法論と比較検討した。特に、マルチエージェントの数や時間制約が発展的に変化する並行計算システムの仕様・検証例を用いて、我々の方法論の独自性を考察した。伝統的な方法論である、時間オートマタ(Timed Automata)によるモデルチェッキングと呼ばれる手法による検証も(PSPACE)決定的であることがこれまでに知られている。これら伝統的モデルチェッキング法との比較も行い、われわれの新しい論理的方法論の特徴を調べた、又、これまでのオートマタを用いたモデル化の段階でしばしば生じるValidationの問題(実時間システムの設計者の最初の意図通にモデル化がなされているかどうかを問う問題)に焦点を当て、われわれの論理的形式仕様の方法論のメリットを分析した。われわれの論理的形式仕様の方法論では、ある形式で記述された仕様から論理的仕様への自動変換が可能である。又自然な表示的意味論(trace semantics)との間で完全性定理が成り立っている。これらの理由により仕様記述の意味が正確に論理的仕様に反映されること、及びこのようなValidationの問題が生じないことを確認した。線形論理を用いて並行計算システムの仕様・検証系を構築する試みはこれまでも成されてきたが、これらの成果を基にして、マルチ・エージェント並行計算実時間システムの仕様・検証系の理論を構築するとともに、我々の理論に基づく実時間システムの仕様・検証系のパイロット・インプレメンテーションを行った。又、より本格的な実装のための研究を行った。我々の実時間システム仕様・検証系の特徴は、これまでの伝統的なモデルチェッキング法では捉えられなかった、実時間システム自身の動的変化を記述したり、そのような動的変化を伴う実時間並行計算システムに対する安全性をはじめとする種々の問題の検証を可能にした点にある.平成13年度(第2年次)は、第1年次に確立した、線形論理に基づいた(有限状態)並行計算システムの仕様・検証の形式的体系とこれまでの我々の準備研究で得られた線形論理による実時間システムの新しい検証理論とを組み合わせて、実時間並行計算システムの仕様・検証の形式体系を確立した。このためには、岡田-Scedrov-Mitchellの共同研究の成果を軸にして、大きく分けて2つの方向性を探求した。1.ひとつの実時間システム全体の設計に伴う、自然言語で書かれた仕様から(線形)論理的形式仕様へのシステマティックな自動翻訳法を与えた。これはこれまでの伝統的なモデルチェッキングの手法にはなかったわれわれの論理的方法論の特徴の1つである。また、この線形論理上に翻訳された仕様に対してわれわれの(PSPACE)決定手続きを用いた安全性・信頼性の自動検証の方法論を確立した。2.その第2は、一部に危険な状態が生じ得ることが分っている実時間システムのなかで、ある具体的なプラン(プロセスのスケジュール)が安全であるかどうかをわれわれの論理的推論体系を用いて分析する手法の開発である。論理推論体系を(通常、定理自動証明の分野で行われているように)

ボトムアッブ的に用いると、論理的に証明できない命題に対しては、その反例がシステマティックに生成される。この論理推論体系の持つ基本的なメカニズムを危険な状態を示す命題に対して適用すると、その反例となるプロセススケジュール(プラン)、即ち安全なプロセススケジュール(プラン)の具体例が自動的に生成・枚挙される手続きが得られるのである。この手法を用いて、与えられた実時間システム内での種々のプラニングの問題の論理的な手法を研究した。種々の具体的な実時間有限状態システムのサンプルに対して我々の仕様、検証の方法論を適応し、方法論の検討・評価を行った。とくに、まず実時間システムの具体例(例えば、交通網自動制御システムの形式仕様とその安全性検証、実時間制約つきPhilosopher's Table等)に我々の方法論を適用し、われわれの論理的な方法論の有効性をこれまでの他の方法論と比較検討した。特に、マルチエージェントの数や時間制約が発展的に変化する並行計算システムの仕様・検証例を用いて、我々の方法論の独自性を考察した。伝続的な方法論である、実時間オートマタ(Timed Automata)によるモデルチェッキングと呼ばれる手法(Henzinger, Alurら)による検証も(PSPACE)決定的であることがこれまでに知られている。これら伝読的モデルチェッキング法との比較も行い、われわれの新しい論理的方法論の特徴を調べた。又、これまでのオートマタを用いたモデル化の段階でしばしば生じるValidationの問題(実時間システムの設計者の最初の意図通にモデル化がなされているかどうかを問う問題)に焦点を当て、われわれの論理的形式仕様の方法論の優位性を示した。即ち、これまでのモデルチェッキングの方法は、ひとたび実時間オートマタによるモデルが与えられれば、安全性などの種々の検証は我々の新しい方法論同様にPSPACE決定手続きにより遂行できるが、モデルのValidationのテストという新たな問題が生じ、これを解決するのに困難な場合が生じることが知られている。われわれの論理的形式仕様の方法論では自然な表示的意味論(trace semantics)との間で完全性定理が成り立っており、論理的記述の意味が正確に把握されること、及びこのようなValidationの問題が生じないことを確認した。
モット転移系3d遷移金属化合物における光磁気機能性の開拓

遷移金属化合物MnSb,MnAsをホットウォール法で化合物半導体GaAs基板上にエピタキシャル成長し、その磁気光学スペクトルを1-6eVの領域において評価するとともに、その反射率を0.5-7eVの範囲で測定しクラマ-スクローニヒの関係式を用いて光学定数を求めた。これらの測定結果に基づき、導電率テンソルの対角及び非対角成分を計算した。磁気光学効果の異方性が電子構造の異方性から生じていることを明らかにした。LaSrMn03系ペロブスカイト型Mn酸化物薄膜をRFマグネトロンスパッタ法で成膜しアニールにより良質のエピタキシャル薄膜を作製した。特に相転移が起きる組成であるSr濃度0.2の場合について磁気光学カー効果のスペクトルを測定した。結果は、これまでに報告されている磁気光学効果にほぼ対応したが、使用した電磁石の制約のため充分な磁気飽和に達しなかったため、磁気光学効果の絶対値は、やや小さな値であった。Bi系超伝導酸化物(2212相)のエピタキシャル薄膜をMBE法で作製した。STO傾斜基板上に方位のはっきりした超伝導膜を作製することに成功した。傾斜基板を使うことによって双晶のないab面がSTO(100)基板に対してきちんと定まった膜が得られ、b方向にステップが存在することによって、b方向にはc方向の成分が含まれるため、a方向とb'(cを含むb方向)とで、抵抗率に17倍におよぶ明確な異方性が見られることを明らかにした。この膜を用いて固有ジョセフソン効果によるマイクロ波発振を検出した。
発光を用いた植物環境センサーとイメージング技術の開発

本研究では短寿命型ルシフェラーゼを使って,早期オーキシン誘導性AUX/IAA19の発現挙動を詳細に解析することで,形態形成の時間的空間的制御過程を明らかにし,オーキシン応答性遺伝子の挙動を可視化する技術の開発と検証を行った。pIAA19:ELuc-PESTシロイヌナズナの根切片を用い,pIAA19:ELuc-PEST活性の基底状態からの外性オーキシンに対するオーキシン応答キネティクスを計測した。その結果,1)AUX/IAA19のIAAに対する応答は一過的である,2)オーキシン応答は濃度依存的であるが,至適値以上では阻害される,3)一過的な応答の後,さらに高濃度のオーキシン投与によって一過的な応答を誘導できるが,初回の応答とは異なったキネティクスを示す。4)オーキシン投与から応答までの時間差に濃度依存性は見られない。これらのことから,オーキシン基底状態を活性化させる因子の性質は濃度依存性という観点から同一であるが,活性の進行にかかわる因子に濃度依存性があることが示唆された。さらにオーキシンレセプターであるTir1/AFBs阻害剤PEO-IAAで前処理した場合,1)一過的な発現は維持されているが,発現速度においてPEO-IAAは外性IAAと競合している,2)同レベルのIAA濃度で発現速度を比較したとき,PEO-IAA投与時のほうが総発光量が低い。ドミナント突然変異体aux/iaa19/msg2-1,ARF7, ARF19,ARF7/ARF19背景では1)野生型に比べて発現速度が低下していたが,高濃度のオーキシンで活性化できる,2)総発光量は野生型msg2-1arf7arf7/arf19の順に低下していた。以上のことから,オーキシン初期応答はAUX/IAA-ARF-Tir1/AFBsのコンビネーション変化による次空間的な制御を受けていることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の研究の目的は,植物の形態形成に大きな影響を与える環境情報(重力,光,温度,湿度)に対する作用機作を定量的に解釈する基盤整備及び,実験手法の開発を行うことである。その代表的な生理作用は偏差成長などの細胞伸長と,側生器官形成などの新たな器官形成であり,そのどちらもオーキシン応答を初発点としている。早期オーキシン応答性遺伝子,IAA19は重力による背軸の偏差成長と,側根形成不全(器官形成異常)を示すことから,本遺伝子を用いてオーキシン応答の素過程を明らかにする実験系を構築した。実験計画に従い,1次元クリノスタットを用いた重力応答をIAA19ドミナントネガティブ突然変異体と野生型で比較したところ,有意な差は観測されなかった。しかし,IAA19の標的遺伝子の突然変異体arf7/19の2重変異体では重力屈性異常が見られたことから,IAA19はドミナント変異でも他のAUX/IAA遺伝子族と冗長的に機能しているという発見に至った。そこでIAA19プロモーターの下流に短寿命型のルシフェラーゼを配置した融合遺伝子を作成し,導入したシロイヌナズナの根で外性オーキシン応答を測定した。この実験系ではオーキシン応答の最初期を観測していると考えられる。そこでオーキシン活性速度,初期応答時間について野生型と突然変異体で比較したところ,オーキシン活性にのみ異常が観測された。このことは上記の遺伝子機能の冗長性を反映している証拠であると考えられ,オーキシン応答のネットワークを解明する重要な知見を得ることができた。一方,光レセプターを分子間FRETで励起する手法の確立は上記発見によって,一時的に休止しているが,本研究目的である植物の環境応答の基盤であるオーキシン応答経路の解明は大きく進行した。ドミナント突然変異体aux/iaa19/msg2-1,ARF7, ARF19,ARF7/ARF19背景では

1)野生型に比べて発現速度が低下していたが,高濃度のオーキシンで活性化できる,2)総発光量は野生型msg2-1arf7arf7/arf19の順に低下していた。以上のことから,オーキシン初期応答はAUX/IAA-ARF-Tir1/AFBsのコンビネーション変化による次空間的な制御を受けていることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主目的は環境情報によるオーキシンを介した形態形成過程を明らかにする実験手法の基盤整備であり,平成23年度に達成したオーキシン初発経路の定量解析は遺伝子族の冗長性を,短寿命型ルシフェラーゼによって明らかにできた点において,研究計画を順調に遂行できたと考えられる。一方,分子間FRET光レセプターの開発も,同新学術領域研究班と共同で行うこととし,進行中である。平成23年度の研究結果によって,IAA19ルシフェラーゼは忠実に初期オーキシン応答を反映していることが明らかになりつつある。これをさらに推進するために,現在行っているさまざまなオーキシン関連突然変異体や各種オーキシン関連阻害剤投与下でのオーキシンパラメーターの測定をおこない,初期過程を明らかにした時点で今年度研究成果を発表したいと考えている。分子間FRET光レセプターの開発は平成24年度中に試験管内実験を行う予定であるが,当初計画していた形質転換植物による確認実験は行わず,上記成果を発表することを第一の目標とする。
歯再生へ向けた低分子化合物を用いた歯髄幹細胞の樹立

我々はマウス歯乳頭細胞から樹立した歯原性間葉細胞株に、GSK3β特異的阻害剤を処理することによって、歯髄幹細胞と類似した特徴的な細胞形態に変化し、さらには、胚性幹細胞の重要な転写因子のひとつであるNanog遺伝子の発現を引き起こすことを明らかとした。また、こらの細胞をにて、することによって、細胞特異的な化マの発現し、さらにス活性有意に増加することを明らかとした。近年、人工多能性肝細胞(iPS細胞)が発明され、細胞ベースの再生医療法の開発が注目を集め、脊髄損傷後の神経再生や糖尿病、肝硬変、アルツハイマー病などの疾患治療のみならず、毛根や網膜、歯の再生などの応用が期待されている。しかしながら、iPS細胞には癌遺伝子が導入されている点でその安全性に疑問があり、骨髄や臍帯血を用いた方法でも、幹細胞の獲得効率や簡便性という観点からも問題は多い。我々は、すでに薬剤としての安全性が認可されているGSK3β阻害剤あるいはその他の種々の人工低分子化合物用いて、比較的侵襲の少ない抜歯後の乳歯歯髄細胞に添加することにより、幹細胞を効率的に回収、増殖させる調整法の開発を目的として研究を進めている。我々はマウス歯乳頭細胞から樹立した細胞株mDP6細胞に、GSK3β特異的阻害剤を処理することによって、細胞の形態が著しく変化することを突き止めた。この形態変化は、歯髄細胞に存在する未分化幹細胞の集団と類似していた。また、胚性幹細胞に多様性といった独特な性質を与える重要な転写因子のひとつであるNanog遺伝子の発現誘導を引き起こすことを明らかとした。さらに、GSK3β特異的阻害剤を処理された細胞における細胞増殖能について、検討したところ、その増殖活性が著しく低下することが明らかとなった。現在、GSK3β特異的阻害剤を処理された細胞が、多分化能を有しているのかどうかを各種(骨、神経、脂肪)誘導培地にて、培養することによって、その分化能の検討を引き続き行っている。我々はマウス歯乳頭細胞から樹立した細胞株mDP細胞に、GSK3β特異的阻害剤を処理することによって、歯髄細胞に存在する未分化幹細胞の集団と類似した特徴的な細胞形態を呈することを明らかにしてきた。また、それらの細胞は、Nanog遺伝子の発現がみられ、胚性幹細胞と同等の性質を持っている可能性を示唆する結果を得た。そこで、その細胞が、多分化能を有しているのかどうかを各種(骨、神経、脂肪)誘導培地にて、培養誘導の検討を行うこととした。これまでこれらの細胞を骨誘導培地にて、培養することによって、骨芽細胞特異的な分かマーカーの発現や有意な石灰化能を示すことが明らかとなった。今後は引き続き多分化能の検討を行っていく。また、歯原性上皮細胞におけるGSK3β阻害剤の影響を検討する。iPS細胞の発見により、細胞を利用した再生医療が注目を集めてきている。脊髄損傷後の神経再生や糖尿病、肝硬変、アルツイマー病などの疾患治療のみならず、毛根や網膜、歯の再生などの応用が期待されている。実際、今年度に入り放っておくと失明する恐れがある目の病気「加齢黄斑変性」を対象に臨床知見が認可され、実際の知見が始まろうとしている。しかしながら、iPS細胞自身における安全性には疑問があり、骨髄や臍帯血を用いた方法でも、幹細胞の獲得効率や簡便性という観点からも問題は多い。我々は、すでに薬剤としての安全性が認可されているGSK3β阻害剤あるいはその他の種々の人工低分子化合物用いて、比較的侵襲の少ない抜歯後の乳歯歯髄細胞に添加することにより、幹細胞を効率的に回収、増殖させる調整法の開発に挑戦している。乳歯の場合、細胞が若く遺伝子の損傷自体も少なく、場合によっては、歯が自然脱落した際にも採取可能であることから、有力な幹細胞の供給源になり得ると考えている。これまでにマウス歯乳頭細胞から樹立した細胞株mDP細胞に、GSK3β特異的阻害剤を処理することによって、歯髄細胞に存在する歯髄幹細胞の集団と類似した特徴的な細胞形態を呈して、さらにそれらの細胞は、Nanog遺伝子の発現上昇がみられ、胚性幹細胞と同等の性質を持っている可能性を示唆する結果を得てきた。

さらに、これらの細胞を骨誘導培地にて、培養することによって、骨芽細胞特異的な分化マーカーの発現が上昇し、さらにアルカリフォスファターゼの活性や発現が有意に増加することを明らかにしてきた。現在は、引き続き神経細胞分化誘導能の検討を行っている。平成23年度は平成23年3月11日に発生した東日本大震災によって、多くの研究資源が損害を受けたが、ここまでのところ当初の計画に近い研究成果を挙げることができていると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。月毎に研究成果をまとめ、その成果の検討を行い、計画通りに遂行できているか評価を行っていく。
仮想共有空間での多地点会議のための多チャンネル音響制御に関する研究

次世代の遠隔ビデオ会議には、より高い臨場感あるいは没入感が要求される。従来の遠隔会議システムでは映像に重点が置かれており、音声は品質が制限されてきたため、臨場感が損なわれる原因となっていた。本研究では、仮想共有空間での多地点会議で遠隔話者の音像定位と自動音声調整を行う音響制御装置の開発を行い、高臨場感遠隔会議を実現することを目指した。多地点音響制御装置開発の検討から、多地点会議の実際的な内容に合わせた設計が必要であることが示唆された。そこで、仮想共有空間を用いた遠隔会議を実現するために、複数スピーカから話者マイクに漏れ込むエコーを忠実に再現するディジタル適応フィルタの構成法開発に加え、仮想空間において実際に利用可能なコンテンツを開発した。また、臨場性に富む刺激の人への生理的影響を調べるための準備として、MRI環境下での音響環境の測定も行った。1)多地点接続における高度臨場感通信のための音響制御2チャンネル・エコーキャンセラの適応フィルタにおいて、計算機シミュレーションにより解析的に行った適応アルゴリズムの検討結果に基づき、可変ステップゲインを有する適応アルゴリズムをディジタル処理システムに実装した。エコーキャンセラの構築では、サンプリング周波数10kHzでFIRフィルタ100タップの適応アルゴリズムの動作を確認した。2)仮想共有空間利用の科学教育コンテンツの開発仮想空間において利用できるコンテンツとして月面歩行システムを開発した。三次元仮想空間を体感的に探索できるアプリケーションとして設計・作成し、メディア教育開発センターに構築された没入型仮想環境システムに実装した。体感的に探索するためのインタフェースとして、汎用的なジョイスティックやステッパーなどを用意し、アプリケーションとの整合性などを評価した。その結果、アプリケーションの使い勝手はそのインタフェースに依存することがわかった。従来の遠隔会議システムでは映像に重点が置かれており、音声はモノラルでしかも品質が制限されてきたため、臨場感が損なわれる原因となっていた。本研究では、仮想共有空間での多地点会議で遠隔話者の音像定位と自動音声調整を行う音響制御装置の開発を行い、高臨場感遠隔会議を実現することを目指す。音響に関して空間的な臨場感を高めるため、複数地点の話者を識別する複数スピーカを用意して音像の定位を図る。この立体音響に対して、複数スピーカから話者マイクに漏れ込むエコーを除去する必要があり、多チャンネルに対応した高性能エコーキャンセラを開発しなければならない。また、集中交換と複雑な調整を避けるため、各サイトに音響制御装置を配置する負荷分散が要求される。そこで、高臨場感遠隔会議に必要なエコーキャンセル機能、音量調整機能を有する音響制御装置を構成し、より円滑なコミュニケーション環境を構築することが本研究の目的である。今年度は、2チャンネル・エコーキャンセラの適応フィルタにおいて、優れた収束特性を有する適応アルゴリズムの設計をコンピュータ・シミュレーションにより解析的に行った。2チャンネルのエコーキャンセラにステップゲインを逐次修正する射影アルゴリズムを用いた場合について検討し、遠隔地の2箇所の話者と送信側の話者が同時に話すという悪条件下でのコンピュータ・シミュレーションを行った。その結果、音響エコー経路が大きく変化した場合でも、推定誤差は10秒程度で約-10dBに減少した。遠隔地それぞれのチャンネルの信号に相関がある場合、相関が大きくなるに従って、推定誤差の減少が遅くなることがわかった。