hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子増幅法(PCR)を用いた結核感染症の迅速DNA診断

私達は培養に長期間を要するために迅速診断が困難な結核菌を対象とし、その分離・同定のためのPCR法について検討を行ってきた。(2)臨床検体からの結核菌の検出:臨床検体として喀痰、胃液、胸水、腹水、髄液、尿などを用い、PCR法による結核菌の検出を試みた。417検体のうち、細菌学的に結核菌が証明された検体は66検体で、うち64検体はPCR法でも陽性、2検体は陰性で、感受性は97%であった。また従来法で結核菌が証明されなかった351検体のうち323検体はPCR法でも陰性で、特異性は92%であった。(3)抗酸菌同定のためのPCR:AIDS患者の増加に伴い、非定型抗酸菌症も増加傾向にあるため、広く抗酸菌に反応するPCRも臨床的に重要である。私達はRibosomal RNAをコードする遺伝子がこの目的のために最適であることを確認し、抗酸菌に共通するプライマーを作成した。そして臨床検体からPCRにて抗酸菌を検出すると同時に、DNAプローブ法を併用することにより、検出された抗酸菌の迅速な同定が可能となった。塗沫陽性、培養陰性の検体には非常に有用と思われる。以上のように、当初の目的であった結核菌の迅速検出に関しては満足すべき結果が得られ、さらに同定法にも応用可能であることが示された。結核菌の分離・同定のためにPCR法を応用し、以下の結果を得た。(1)PCR法の特異性現在までに65kDa、38kDa、19kDa、DnaJなどの結核菌遺伝子の塩基配列が報告されている。我々は数組のプライマ-を合成し検討したが、結果的に38kDa抗原遺伝子のPCRが反応性に優れていた。この遺伝子断片は結核菌群(M.tuberculosis,M.bovis,M.microti,M.africanum)に共通に保存されており、これらの菌種では一様に増幅されるものの、人に病原性を持つ他の非定型抗酸菌群(M.avium,M.intracellulare.M.kansasiiなど)とは反応せず、一般のグラム陽性・陰性菌とも交又反応は認めていない。以後このプラマ-を用い、結果菌の検出について検討した。(2)PCR法の感受性精製した結核菌のDNAを用い、PCRの感受性について基礎的検討を行った結果、10pgのDNA量まで検出可能であった。これは理論的には約2000個の菌のDNA量に相当する。また、菌数が既知の結核菌浮遊液を用い、10倍希釈系列の菌液を作成し、各々の菌液のDNA抽出操作の後PCRを行なった場合の検出限界は100個であった。さらに我々はより感度を上げるために二組のプライマ-を用い、二段階にPCRを繰り返す、いわゆるnested PCRについて検討した結果、DNA量としては10fg、菌量としては0.1個まで、それぞれ約1000倍検出感度が上昇した。(3)臨床検体からの結核菌の検出臨床検体として喀痰、胃液、胸水、腹水、髄液、尿などを用い、PCR法による結核菌の検出を試みた。124検体のうち、細菌学的に結核菌が証明された検体はすべてPCR法でも陽性で、感受性は100%であり偽陰性の検体はみられなかった。また従来法で結核菌が証明されなかった108検体のうち100検体はPCR法でも陰性で、特異性は93%であった。私達は培養に長期間を要する結核菌を対象とし、その分離・同定のためのPCR法について検討を行ってきた。

359検体のうち、細菌学的に結核菌が証明された検体は60検体で、うち58検体はPCR法でも陽性、2検体は陰性で、感受性は97%であった。また従来法で結核菌が証明されなかった299検体のうち276検体はPCR法でも陰性で、特異性は92%であった。(3)その他の抗酸菌に対するPCR:昨今のAIDS患者の増加に伴い、非定型抗酸菌症も増加傾向にあり、その意味では広く一般抗酸菌に反応するPCRも臨床的に重要である。私達はRibosomal RNAをコードする遺伝子がこの目的のために最適であることを確認し、現在プライマーを数種類作成して反応性の検討を行っている。またその後にDNAプローブ法を併用することにより、さらに迅速な同定法に関しても検討中である。以上のように、当初の目的であった結核菌の迅速検出に関しては満足すべき結果が得られたものと考える。今後はさらに、他の菌種に対しても同様の方法で早期診断法を検討する予定である。私達は培養に長期間を要するために迅速診断が困難な結核菌を対象とし、その分離・同定のためのPCR法について検討を行ってきた。(2)臨床検体からの結核菌の検出:臨床検体として喀痰、胃液、胸水、腹水、髄液、尿などを用い、PCR法による結核菌の検出を試みた。417検体のうち、細菌学的に結核菌が証明された検体は66検体で、うち64検体はPCR法でも陽性、2検体は陰性で、感受性は97%であった。また従来法で結核菌が証明されなかった351検体のうち323検体はPCR法でも陰性で、特異性は92%であった。(3)抗酸菌同定のためのPCR:AIDS患者の増加に伴い、非定型抗酸菌症も増加傾向にあるため、広く抗酸菌に反応するPCRも臨床的に重要である。私達はRibosomal RNAをコードする遺伝子がこの目的のために最適であることを確認し、抗酸菌に共通するプライマーを作成した。そして臨床検体からPCRにて抗酸菌を検出すると同時に、DNAプローブ法を併用することにより、検出された抗酸菌の迅速な同定が可能となった。塗沫陽性、培養陰性の検体には非常に有用と思われる。以上のように、当初の目的であった結核菌の迅速検出に関しては満足すべき結果が得られ、さらに同定法にも応用可能であることが示された。
近世近代移行期の日本における儒学・洋学受容と対外認識の形成―平戸藩を中心に―

本研究では、18世紀末から19世紀初頭の日本において受容された儒学・洋学が近世近代移行期の対外認識に与えた影響について、平戸藩を中心に考察する。平戸藩は、9代藩主松浦静山が江戸・京都の儒者と交流するとともに洋書も収集しており、儒学・洋学の双方の影響について考察することが可能な藩である。さらに、明治期の旧平戸藩士による貿易史研究は近代以降の日本の対外関係史研究にも影響を与えた。そこで、1松浦静山による儒学・洋学の受容、2松浦家の江戸における交際と学問、3幕末期から明治初期の対外認識という3点から、近世後期の日本において受容された学問が、近世近代移行期の対外認識の形成に与えた影響を明らかにする。
コンドライト隕石の母天体進化に関する宇宙化学的研究

1.オーディナリコンドライト中の希土類元素、トリウム、ウランの分布平衡オーディナリコンドライト中ではこれらの元素はカルシウムリン酸塩鉱物に濃集する。カルシウムリン酸塩は酸に可溶であることを考慮し、コンドライトを酸に可溶成分と不溶成分に分け、不溶部分の希土類元素、トリウム、ウラン含有量をICP質量分析計で正確に求めた.酸不溶部分は輝石、長石、ガラスからなり、非平衡コンドライトでは長石が少なく、ガラスが多い。酸系の元素組成で規格化した希土類元素存在度パターンも変化することがわかった。変性度と酸不溶性部分の含有量の変化は、トリウム、ウランでも認められた。この結果、酸不溶性成分中の希土類元素、トリウム、ウランの含有量はコンドライトの受けた熱変性の程度を記述する良いパラメターとなることがわかった。また、これら含有量はコンドライト中の貴ガス元素、特に重い貴ガス元素含有量と相関することがわかり、これらの貴ガスは母天体での熱変成に応じて脱ガスすることがわかった。2.オーディナリコンドライト中の金属相の難揮発性親鉄元素存在度オーディナリコンドライトは、主に珪酸塩、硫化物、鉄-ニッケル合金の3つの主要成分からなる。このうち、鉄-ニッケル合金は重量パーセントで数パーセントから十数パーセントに及ぶが、親鉄元素をほぼ定量的に含有する。しかし、正確に難揮発性親鉄元素を定量したところ、その存在度はオーディナリコンドライトの化学的グループごとに系統的に異なることがわかり、その差は各コンドライトグループの集積温度の違いとして説明できることが明らかとなった。コンドライト隕石のうち,普通コンドライトについて希土類元素,トリウム,ウランの試料中における分布を求めた。普通コンドライトは岩石・鉱物学的特徴から平衡コンドライト(以下EOCと略)と非平衡コンドライト(以下UOCと略)に分類されるが,全岩の難揮発性元素含有量では両者間に違いがないとされているが,揮発性の高い元素,たとえば貴ガス元素では明らかにEOCに比べてUOCで高い存在度が報告されている。そこで本研究では全岩存在度ではUOC,EOC間で差がない希土類元素,トリウム,ウランの分布が両隕石グループでどう変化するのか,あるいは変化がないか,という点について調べた。隕石試料を粉砕し,塩酸に可溶な成分と不溶な成分に分け,特に不溶な成分と全岩試料間の元素の分布に注目した。塩酸に不溶な成分は主として長石と輝石からなり,この成分への希土類元素,トリウム,ウランがEOC,UOC間で大きく異なるという結果が得られた。この違いはEOCとUOCで熱変成が異なり,EOCにおいては拡散によって元素がより平衡になるように再分配したものと推定された。元素の分析はICP資量分析法によって行なわれ,備品で購入した純水及び超純水製造装置が大変有効に利用できた。コンドライト隕石はその熱的履歴から非平衡コンドライト隕石(以下UOCと略記)と平衡コンドライト隕石(以下EOCと略記)に分類される。昨年の研究から、両者間で、例えばウランや希土類元素などのような難揮発性元素においてもその分布が変化していることを見いだした。明らかにこの変化は隕石母天体が経験した熱的エピソードを反映したものである。この結果を踏まえて、本年度はUOCとEOCの各グループ内でのこれら元素の分布を詳細に調べた。実験は、各隕石試料を粉末状にし、塩酸で金属鉄、橄欖石、鉄硫化物(トロイライト)等の可溶性鉱物を溶解させた。残渣として輝石、長石、微量酸化物(クロマイトやスピネル)を回収した。これらの残渣はフッ化水素酸によって分解し、溶液試料とした。

酸可溶性分と酸不溶性分に関して、希土類元素、トリウム、ウランを定量した。これらの元素の定量にはICP質量分析法を用いた。その結果、UOCとEOCの両方で、これら元素の分布に大きな変化が生じていることがわかった。例えばUCOでは、希土類元素の大部分は酸不溶性成分中に存在するが、UOCの中でも特に熱的な変成を受けていない種類では、コンドルール中の希土類元素存在度パターンを反映するものが見いだされた。おそらく、この状態がコンドライト母天体を形成するもっとも初期の、物質的に未分化の状態を反映しているものと解釈できる。同じUOCでも熱的履歴がはっきりしているものでは希土類元素の移動(おそらく拡散によるもの)が起こり、その結果例えば酸残渣試料中の存在度パターンに変化が生じ、EOCに近づく。このように、希土類元素の分布、より具体的には酸残渣中の希土類元素存在度は個々のコンドライト隕石の熱的履歴を記述するのに有効であることがわかった。本研究課題はコンドライト質隕石がその母天体でそのような熱的な履歴を経てきたかと言うことを、化学組成から考察することを目的とするものである。従来、コンドライト質隕石の分類に岩石学的分類と化学的分類が用いられてきたが、岩石学的分類は隕石の熱変成の程度に基づいて判断されてきたもので、化学組成の情報とは直接関係づけて議論されることはなかった。本研究で注目する元素としては、希土類元素、トリウム、ウラン等の親石元素、白金族元素を中心とする親鉄元素、それに揮発性元素としてハロゲン元素をとりあげた。このうち、はじめの2つのグループはいわゆる難揮発性元素に属し、隕石全岩試料中ではその相対的組成は太陽系の元素組成に等しく、コンドライト隕石の全岩の含有量には全く差が生じない。しかし、隕石構成鉱物間での分布を調べると、熱的変成作用の影響の程度によって大きく異なることが本研究によって明らかにされた。同様の変化は、金属相中の白金族元素の分布においても明らかとなった。このように、本研究ではこれまで隕石の受けた熱的履歴を表すパラメターとして用いられてきた岩石学的変化に対応する化学的変化を始めて明らかにすることができた。同様の変化を、ハロゲン元素の全岩での含有量においても明らかにできるものと考え、研究を進めたが、分析操作の確立に予想以上の期間を要し、最終年度において分析法の確立は達成されたものの、実施料に適用するまでには至らなかった。今度の課題として残された。
Tissue Engineering をもちいた抗腫瘍免疫応答の誘導

フィブリンの働きに着目し、OK-432を用い、固形がんに対する免疫療法の開発に向けた基礎研究を行うことを目的とした。フィブリン網の電子顕微鏡による観察を行い、至適希釈倍率を決定し、マクロファージのフィブリン内への侵入およびOK-432貪食像を確認した。次に、フィブリンにOK-432を加えることによりマクロファージ系細胞株J774.1がフィブリン内に数多く侵入すること(遊走能獲得)を評価した。ラット門脈塞栓モデルでは組織障害・炎症性細胞浸潤の経時的変化の観察し、フィブリンの存在により組織学的な障害が長期間残存し、組織障害部位にマクロファージの浸潤細胞数が多く炎症反応が遷延することを明らかにした。本研究は、細胞遊走や増殖に関わるサイトカインなどのリザーバーとしての機能、異物拡散防止、および細胞浸潤の足場としての働きがあるフィブリンを徐放物質の足場と位置づけ、Streptococcus pyogenes S株のペニシリン処理凍結乾燥粉末であり、免疫細胞を活性化しサイトカインの産生を促すOK-432を用いて、固形がんに対する免疫療法の開発に向けた基礎研究を行うことが目的である。肝細胞癌に対して、フィブリンとOK-432を用いて動脈塞栓術を施行した後に手術で病変を切除することで、手術単独を行った群と比較して術後再発が優位に抑制されることを報告してきた。摘出標本の検索で、腫瘍内に樹状細胞・細胞障害性T細胞・マクロファージが出現し、抑制性T細胞が減少していたことから、再発抑制には免疫系の関与が示唆され、自然免疫誘導後に獲得免疫である腫瘍免疫が誘導されている可能性を検討することを目的とした。平成25年度は、1フィブリン内のOK-432の存在様式確認、2OK-432/フィブリンへの白血球集積と活性化モニタリング、3末梢血単核球分画より誘導した樹状細胞を用いて抗原特異的細胞障害性T細胞誘導の確認が目的であった。フィブリン網、フィブリンに付着したOK-432の状態を電子顕微鏡で観察した。また、マクロファージ系細胞株J774.1・蛍光標識したOK-432を用いて貪食形式および細胞の活性化(遊走能獲得)の観察を行った。また、J774.1培養系で培養液上清のサイトカインを測定し検討を行った。肝細胞癌に対して、フィブリンとOK-432を用いて動脈塞栓術を施行した後に手術で病変を切除することで、手術単独を行った群と比較して術後再発が優位に抑制されることを報告し、摘出標本の解析から腫瘍内の樹状細胞・細胞障害性T細胞・マクロファージの増加、抑制性T細胞の減少を明らかにし、再発抑制には免疫系の関与を示した。本研究は、細胞遊走や増殖に関わるサイトカインなどのリザーバーとしての機能および細胞浸潤の足場としての働きがあるフィブリンに注目し、免疫細胞を強く活性化するOK-432を用いて、固形がんに対する免疫療法の開発に向けた基礎研究を行うことを目的とした。平成25・26年度を通じて、下記を実施した。1フィブリノゲンの濃度によりフィブリン網の目の粗さが変化することを電子顕微鏡で観察し、実験に使用する希釈倍率を決定し、フィブリン網内でのOK432の局在についても観察した。2フィブリン網内に侵入したマクロファージがOK-432を貪食しさらに遊走能を増すことを走査顕微鏡で観察した。遊走能に関する評価法として、フィブリン3D培地を作成し侵入細胞数・移動距離を測定し評価した。また、侵入マクロファージからのサイトカイン放出に関して免疫染色で確認を行った。3ラット門脈塞栓を行い、塞栓物質にフィブリンを含む場合の組織障害が遷延すること、マクロファージ浸潤数が多いことを確認した。浸潤したマクロファージのプロファイルを確認するとM1マクロファージが増加していることが推察された。以上より、免疫塞栓療法により塞栓局所においてTh1-type免疫環境にシフトし、その環境が比較的長時間維持されている可能性が示唆された。侵入マクロファージの免疫特性については、今後、侵入細胞を回収しmRNAを抽出しarrayにより遺伝子プロファイルを検討する予定である。医学平成25年度は、1フィブリン内のOK-432の存在様式確認、2OK-432/フィブリンへの白血球集積と活性化モニタリング、3末梢血単核球分画より誘導した樹状細胞を用いて抗原特異的細胞障害性T細胞誘導の確認が研究の目的であった。1フィブリン内のOK-432の存在様式確認:フィブリンの濃度を希釈し電子顕微鏡でその構造を観察した。OK-432は不均一にフィブリン内に存在しており、初期免疫担当細胞であるマクロファージの浸潤を考慮し、希釈倍率を決定した。

また、マクロファージ系細胞株J774.1を用いてOK-432の貪食形式も電子顕微鏡で観察した。2J774.1を蛍光ラベルしたOK-432/フィブリン存在下に培養することで、経時的にフィブリン内に細胞が浸潤していくことを観察した。辺縁よりフィブリン分解しOK-432を貪食することで遊走能が増していた。サイトカインの測定を実施したが、培養液の条件、OK-432の濃度、反応時間を決定した。OK-432の濃度を0.01KEに固定し、培養液中のFBSを1%とし3日まで培養しサイトカイン測定を行うこととした。この条件でIL-6, IL-10, IL-12p40が測定可能であった。3抗原特異的細胞障害性T細胞の誘導に関しては、上記研究12に時間を要したため実施していない。予定した研究である3がまだ実施できていないことからやや遅れていると判断している。しかし、平成25年度の研究進行状況が遅れており、平成25年度の予定であった1) OK-432/フィブリンの構造把握、2) OK-432/フィブリンによる免疫活性化の確認のための実験を継続して研究を行うこととする。また、予定していた動物実験であるが、担癌動物モデル作成に時間を要すると考えられるため、OK-432/フィブリン製剤をラット門脈より注入し、それによる組織変化を観察し、生体内での反応を観察することとした。
中高年者の「自尊感情とディストレス」に関する日本と中国の比較

本研究は日本と中国の中高年者の「自尊感情とディストレス」の様態を解明するものであり、自尊感情とディストレスに影響を与える諸要因をストレス研究の分析枠組みや測定尺度を用いて明らかにし、日本と中国の比較分析を行うことが主たる目的である。研究成果は次のとおりである。(1)日本人と中国人の自尊感情とディストレスを測定するための尺度を検討した。まず、自尊感情に関してはRosenberg, M.の尺度をベースにして、「建設的低得点」(ある種の前向きな態度が低得点へと導く)を克服する工夫をした。ディストレスについては抑うつを指標として採用し、Zung, W.W.K.のSDS(Self-reporting Depression Scale)を参考にして10項目を用いた。日本と中国において、4つの調査を実施した。(2)日本における中年期男女2400名を対象とした調査と高齢期男女3500名を対象とした調査から、次の結果が得られた。ディストレス得点の平均は中年期19.3点、高齢期17.9点であり、中年期のディストレスが有意に高いことが明らかになった。自尊感情得点には差がみられなかった。ディストレスの影響要因として、中年期と高齢期に共通する要因(「健康」「家計の状況」「自尊感情」など)とライフステージ特有の要因(「生きがい」「ソーシャル・サポート」など)を見出すことができた。(3)中国における高齢者380名を対象賭した調査では、日本調査と同様の尺度を用いてディストレスと自尊感情を測定することができた。中国調査の結果を日本調査の結果と比較すると、高齢者のディストレスに影響を与えている要因として、健康状態や経済状況は日本と同様に有意な影響を与えていたが、中国では世帯構成や親子関係などが影響要因となっていた点が異なる。(4)最後に得られた結果がどのような含意をもつのかを検討した。初年度である本年度は、次の4点に関して研究を行った。第1は、中高年者の生活実態を文献およびインタビュー調査から把握した。健康な中高年者、介護をしている中高年者、介護されている高齢者を対象とした。介護保険制度がスタートして、介護者や要介護高齢者のディストレスが軽減されたかについても検討した。インタビューでは介護負担が軽減した介護者が多くみられたが、それは収入階層と関連がみられ、低所得層ではディストレスが高まる傾向もみられた。第2は、既存の自尊感情尺度を収集し、それらの尺度を用いた研究結果を吟味した。最もオーソドックスな尺度とされているローゼンバーグの尺度は、簡便に査定できるというメリットはあるが、向上心やある種の前向きな態度が自尊感情を低めるというマイナス面をもっており、改良が必要であることが見いだせた。第3は、ディストレスの指標を検討した。個人の不快な主観的状態を示す概念であるディストレスは抑うつ・不安・身体的訴えなどによって測定されるが、本研究では抑うつを指標として採用し、ZungのSDS(Self-reporting Depression Scale)を基に本研究で用いる尺度を検討した。第4は、日本の高齢者の自尊感情とディストレスを分析した。長野県における老人大学の受講生を対象として配票調査を実施し、得られたデータを分析して本調査に備えた。

ディストレスは10項目で捉えたが、おおむね良好な指標であると判断された。自尊感情については、いくつかの改良点が見出せた。その他、サポート項目設定に関する示唆を得た。本研究は日本と中国の中高年者の「自尊感情とディストレス」の様態を解明するものであり、自尊感情とディストレスに影響を与える諸要因をストレス研究の分析枠組みや測定尺度を用いて明らかにし、日本と中国の比較分析を行うことが主たる目的である。昨年度検討した自尊感情尺度とディストレスの測定尺度を基にして、本研究で用いるスケールを作成した。本年度はまず、日本の中高年者を対象とした実態調査を実施し、ディストレスと自尊感情の実態と影響要因を明らかにした。さらに、中国の高齢者を対象とした実態調査を実施した。中国調査はデータ入力作業中である。日本では2種類の調査を行った。40歳以上65歳未満の男女3000名を対象とした中年世代調査と、65歳以上の男女3000名を対象とした高齢者調査である。対象者のディストレスを測定する尺度はZungのSDSを改良した9項目を用いた。スケールの信頼性係数は、中年世代調査ではα=0.82、高齢者調査ではα=0.81となり、ディストレスを測定する尺度として、有効であることが明らかになった。中年世代のディストレスに影響する要因(基本属性8変数、サポート4変数、社会参加4変数、老後不安6変数など)を明らかにするために、一元配置分散分析で有意差が見られた変数について、独立変数の数を順次増やして多変量解析を行った結果、経済状況、健康状態、生きがいづくりの影響が大きかった。高齢世代のディストレスに影響を与える要因についても同様の分析を行った。その結果、健康状態、サポート得点、趣味・娯楽活動への関心、老後の経済不安の影響が明らかになった。自尊感情の測定にはプリテストおよび既存のデータ分析から、被調査者の負担を重視して、6項目を用いることにした。スケールの信頼性係数は中年世代調査ではα=0.81、高齢者調査ではα=0.83となり、自尊感情を測定する尺度として、有効であることが明らかになった。ディストレスと自尊感情には非常に高い相関が認められた。本年度は中国の高齢者調査(配票調査、インタビュー調査)の分析を行った。中国の高齢者を対象とした配票調査は吉林省長春市の65歳以上の高齢者380名を対象とした。回収数325、有効数311(81.8%)であった。男女比は半々であり、平均年齢は70.1歳である。9項目からなるディストレスを測定する尺度の信頼性係数はα=0.72となり、尺度の有効性が確認された。この尺度は日本における調査でも用いており、両国の比較分析の基礎的な変数として用いることができる。中国の高齢者のディストレスに影響を与えている要因を明らかにするために、基本属性6変数、ソーシャル・ネットワーク6変数、意識要因2変数、生活満足要因5変数、自尊感情を含む計20変数を独立変数として、ディストレスへの影響を分析した。
極域中間圏・熱圏における中性風の研究

EISCATレーダーとトロムソMFレーダーによる同時観測データの比較、および両者の統計データの比較研究を行い、MFレーダーの観測上限高度を示すとともに、EISCAT/MFレーダーの併用が中間圏・下部熱圏結合の研究にとって本質的に重要であることを指摘した。この研究成果は、中間圏の観測に適したMFレーダーと下部熱圏の観測に適したISレーダーを併せ用いるときに非常に有益である。比較研究の結果、夏季において、MFレーダー観測が信頼できる高度の上限が91km付近に位置すること、極域特有の強い地磁気擾乱に伴うオーロラ降下粒子による電子密度上昇のため、MF帯電波の全反射高度が中間圏(約80km)まで下がり、それに伴い、それより上の高度におけるMFレーダー観測が不可能になること、などを示した。さらに、強い電場(>25mV/m)によるMFレーダー風速測定への影響を調べ、高度100kmまではMFレーダーで観測した風速に明白な影響は見られないことを報告した。極域下部熱圏ダイナミクスにおいては、気圧傾度力、コリオリ力、粘性力、イオンドラッグなどが同程度の重要な役割を果たしている。平成13年7月にはオーロラ帯から極冠域にわたる下部熱圏における温度勾配・中性風観測を目的とした2つのEISCATレーダー(トロムソ、ロングイアビン)による特別実験を実施し、現在データ解析を進めている。これらのトピックス以外にも、MFレーダーデータによる2日波の季節変化の研究などを実施した。今後の課題として、これらの成果を踏まえ、観測・理論両面から物理メカニズムのより深い理解を目指すことが挙げられる。特に、下部熱圏大気ダイナミクスのさらなる理解を中心に添え、熱圏大気がどのように、電離圏、中間圏と相互作用を行っているかを明らかにすることが重要である。極域中間圏・熱圏の中性風の理解を深め、地磁気擾乱時における熱圏大気の応答の解明が本研究課題の目的である。そのためには、地磁気静穏時における熱圏大気運動の十分な理解、観測装置、手法の確立、大気シミュレーションモデルの改良・発展などが必要となる。本年度は主として、(1)EISCATレーダーとトロムソMFレーダーによる同時観測データの比較研究、(2)EISCATレーダーで導出された中性風と大気シミュレーションモデルの比較研究、(3)EISCATレーダーデータから導出された大気潮汐波(24時間と12時間変動成分)と、大気潮汐波モデルとの比較研究、(4)一年分のトロムソMFレーダーデータを用いた、極域中間圏における大気波動の季節変化の研究、などを行った。これらの中で特筆すべきことは、EISCATレーダーとトロムソMFレーダーによる同時観測データの比較研究である。これにより、中間圏の観測に適したMFレーダーと下部熱圏の観測に適したEISCATレーダーを併せ用いることを可能とさせる。このことは、高度70kmから120kmまでの大気運動の詳細な理解の上で極めて重要である。これまでこの種の比較研究の重要性は指摘されてきたが、極域におけるMF/ISレーダー同時観測研究は皆無に等しかった。比較研究の結果、夏季において、MFレーダーの観測上限高度が95km付近に位置すること、また極域特有の強い地磁気擾乱に伴う降下粒子により、MF帯電波の全反射高度が中間圏(約80km)まで下がり、それにともないこのような場合、それより上の高度における観測が不可能になること、などが分かった。さらに、強い電場(>25mV/m)によるMFレーダの観測への影響を調べたが、今回ははっきりした結論は得られなかった。今後、上記目的達成を目指して、さらに研究を進めていく。極域中間圏・熱圏の大気ダイナミクスのより深い理解と、地磁気擾乱時における熱圏大気の応答の解明が主たる目的である。

そのためには、地磁気静穏時における下部熱圏大気運動の十分な理解、観測装置・手法の確立、大気シミュレーションモデルの改良・発展、などが必要となる。本年度は主として、(1)EISCATレーダーで導出された中性風と大気シミュレーションモデルの比較研究、(2)EISCATレーダーデータから導出された大気潮汐波(24時間と12時間変動成分)と、大気潮汐波モデルとの比較研究、(3)2年分のトロムソMFレーダーデータを用いた、極域中間圏における大気波動の季節変化の研究、などを実施した。EISCATレーダにより11年間にわたって取得された下部熱圏風のデータを基に導出した平均風、24時間、12時間周期成分の季節変化の解明を目指して、大規模大気シミュレーションモデル(NCAR TIME-GCM)との比較研究を行った。得られた結果は、(1)平均風の東西成分に関して良い一致が得られた、(2)24時間周期成分に関しても、比較的良い一致が見られた、(3)12時間周期成分に関しては、その強度に大きな違いが認められる、などである。特に12時間周期成分の強度の違いは、TIME-GCMで用いられている重力波のパラメタリゼーションは十分進歩したが、まだ十分でなく、さらなる改良が必要であることを示している。また、モデルで用いる重力波の強度を半分にするとともに、下部境界での12時間周期成分の強度は2倍にすることにより、EISCAT観測データと良い一致が得られた。これを踏まえてTIME-GCMを用いて下部熱圏風で観測されている季節変化の理解を探ることが、次の課題である。EISCATレーダーとトロムソMFレーダーによる同時観測データの比較、および両者の統計データの比較研究を行い、MFレーダーの観測上限高度を示すとともに、EISCAT/MFレーダーの併用が中間圏・下部熱圏結合の研究にとって本質的に重要であることを指摘した。この研究成果は、中間圏の観測に適したMFレーダーと下部熱圏の観測に適したISレーダーを併せ用いるときに非常に有益である。比較研究の結果、夏季において、MFレーダー観測が信頼できる高度の上限が91km付近に位置すること、極域特有の強い地磁気擾乱に伴うオーロラ降下粒子による電子密度上昇のため、MF帯電波の全反射高度が中間圏(約80km)まで下がり、それに伴い、それより上の高度におけるMFレーダー観測が不可能になること、などを示した。さらに、強い電場(>25mV/m)によるMFレーダー風速測定への影響を調べ、高度100kmまではMFレーダーで観測した風速に明白な影響は見られないことを報告した。極域下部熱圏ダイナミクスにおいては、気圧傾度力、コリオリカ、粘性力、イオンドラッグなどが同程度の重要な役割を果たしている。平成13年7月にはオーロラ帯から極冠域にわたる下部熱圏における温度勾配・中性風観測を目的とした2つのEISCATレーダー(トロムソ、ロングイアビン)による特別実験を実施し、現在データ解析を進めている。これらのトピックス以外にも、MFレーダーデータによる2日波の季節変化の研究などを実施した。今後の課題として、これらの成果を踏まえ、観測・理論両面から物理メカニズムのより深い理解を目指すことが挙げられる。
多方向動作形状記憶複合材料の開発と長期機能特性評価の研究

2種類の形状記憶合金テープおよび形状記憶ポリマーフィルムを積層した形状記憶複合複合ベルトでは、加熱と冷却で3方向の曲げ変形特性が現れる。形状記憶合金ワイヤーに窒素イオンを注入すると、曲げ疲労寿命が長くなる。応力制御のサブループ負荷を受ける形状記憶合金では、クリープとクリープ回復、および応力緩和と応力回復が現れる。形状記憶合金テープのねじり疲労寿命曲線はべき関数で表される。形状記憶合金テープによるドアの自動開閉モデルと自動開閉するブラインドモデルの2種類の小型アクチュエータを開発した。1.高機能を発現する形状記憶材料と形状記憶複合材料の開発ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、形状固定の保持温度、保持時間および保持ひずみを種々に変化し、加熱後に回復するひずみから非回復変形の特性を表す二次賦形特性を評価した。その結果、Tg以下の温度で保持すると形状回復率は長期間保持しても100%に近く、高い形状回復率を示すことを明らかにした。また、Tg以上の温度で保持すると非回復ひずみが大きくなるので、二次賦形特性を成形加工に応用するためには、高温化で大きなひずみにより保持すると新たな形状賦与の効率が高くなることを明らかにした。さらに、変態温度の異なる形状記憶合金と形状記憶ポリマーの組み合わせからなる複合材料を開発し、温度変化に伴い3方向曲り挙動を示す形状記憶複合ベルトを提案した。2.長期機能特性の評価ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、長期間Tg以上の温度で保持すると形状回復率が低下することを明らかにした。形状記憶合金の曲げ疲労特性に関して、両振り曲げと片振り曲げでの疲労寿命を調べ、片振り曲げげの疲労寿命が長いことを明らかにした。したがって、脳ベラなどに実用する場合には、曲げる方向を固定して使用ると長寿命での実用が実現できることを明らかにした。また、両振り曲げと片振り曲げでの疲労寿命を各サイクルにおける散逸仕事で評価すると、単一のべき関数で統一的に表わせることを明らかにした。1. TiNi形状記憶合金とポリウレタン系形状記憶ポリマーを組合わせてた形状記憶複合複合ベルトを作製し、アクチュエータとしての変形特性を明らかにした。2種類の形状記憶合金テープおよび形状記憶ポリマーフィルムを積層した形状記憶複合複合ベルトを作製した。この形状記憶複合複合ベルトは、加熱と冷却で3方向の曲げ変形を示す。2. TiNi形状記憶合金ワイヤーに窒素イオンを注入すると変態温度は上昇し、応力誘起マルテンサイト変態の応力レベルは低下するために、超弾性を示すSMAが形状記憶効果を示すようになる。また、窒素イオンを注入することにより曲げ疲労寿命が長くなる。特に曲げひずみ振幅の小さい場合には、疲労き裂進展速度が低くなり、疲労寿命が長くなる。3.応力制御のサブループ負荷を受けるTiNi形状記憶合金について、負荷過程における応力誘起マルテンサイト変態の上部応力水平段において応力を一定に保持すると時間の経過と共にひずみの増加するクリープ変形が現れる。除荷過程における逆変態の下部応力水平段で応力を一定に保持するとひずみの減少するクリープ回復が現れる。4.両振りのねじりを受ける形状記憶合金テープの変形特性は、両振りに関してほぼ対象になる。ねじり疲労寿命曲線はべき関数で表される。ねじり疲労寿命は、両振りに対して片振りの方が長い。両振りと片振りの疲労寿命特性を1サイクル当りの散逸仕事で整理すると、両者の疲労寿命特性は単一のべき関数で統一的にあらわされる。5.応力制御のサブループ負荷を受けるTiNi形状記憶合金について、負荷過程における応力誘起マルテンサイト変態の上部応力水平段においてひずみを一定に保持すると時間の経過と共に応力の減少する応力緩和が現れる。除荷過程における逆変態の下部応力水平段で応力を一定に保持すると応力の増加する応力回復が現れる。1.高機能を発現する形状記憶材料と形状記憶複合材料の開発について(i)ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、二次賦形に影響する因子の特性を調べ、高温で大きな変形を与えると有効に応用できることを明らかにした。(ii)精密鋳造TiNi形状記憶合金の疲労特性を調べ、実用においては片振りの平面曲げで使用すると長寿命で利用できることを明らかにした。(iii)変態温度の異なる形状記憶ポリマーと形状記憶合金を組み合わせた形状記憶複合ベルトを作製し、加熱冷却で3方向曲り挙動を示すことを確認した。2.長期機能特性評価について(i)形状記憶ポリマーの二次賦形について、高温で変形して低温で保持すれば、長期保持しても形状固定率が95%以上であることを明らかにした。(ii)形状記憶合金の平面曲げ疲労寿命に関して、曲げひずみが大きくなるほど疲労寿命は短くなることを示した。また、片振りと両振りの曲げ疲労寿命は1サイクル当たりの表面の散逸仕事で評価すると1つのべき関数で統一的に表わされることを明らかにした。(iii)形状

記憶合金と形状記憶ポリマーを積層し、適切な加圧力、形状保持の時間と温度を選択れば3方向曲り挙動を示す形状記憶複合ベルトが成形できることを明らかにした。1.高機能を発現する形状記憶材料と形状記憶複合材料の開発ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、形状固定の保持温度、保持時間および保持ひずみを種々に変化し、加熱後に回復するひずみから非回復変形の特性を表す二次賦形特性を評価した。その結果、Tg以下の温度で保持すると形状回復率は長期間保持しても100%に近く、高い形状回復率を示すことを明らかにした。また、Tg以上の温度で保持すると非回復ひずみが大きくなるので、二次賦形特性を成形加工に応用するためには、高温化で大きなひずみにより保持すると新たな形状賦与の効率が高くなることを明らかにした。さらに、変態温度の異なる形状記憶合金と形状記憶ポリマーの組み合わせからなる複合材料を開発し、温度変化に伴い3方向曲り挙動を示す形状記憶複合ベルトを提案した。これらの点は、研究計画通りに達成できた。2.長期機能特性の評価ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、長期間Tg以上の温度で保持すると形状回復率が低下することを明らかにした。形状記憶合金の曲げ疲労特性に関して、両振り曲げと片振り曲げでの疲労寿命を調べ、片振り曲げげの疲労寿命が長いことを明らかにした。したがって、脳ベラなどに実用する場合には、曲げる方向を固定して使用ると長寿命での実用が実現できることを明らかにした。また、両振り曲げと片振り曲げでの疲労寿命を各サイクルにおける散逸仕事で評価すると、単一のべき関数で統一的に表わせることを明らかにした。申請時に計画した全ての研究項目に関して、期待通りの研究成果が得られ、学会発表を行うことができた。1.高機能を発現する形状記憶材料と形状記憶複合材料の開発ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、形状固定の保持温度、保持時間および保持ひずみを種々に変化し、加熱後に回復するひずみから非回復変形の特性を表す二次賦形特性を評価する。保持温度の形状回復率への影響を明らかにする。また、二次賦形特性を成形加工に応用するための条件を明らかする。さらに、変態温度の異なる形状記憶合金と形状記憶ポリマーの組み合わせからなる複合材料を成形し、温度変化に伴いより高機能な挙動を示す形状記憶複材料を開発する。2.長期機能特性の評価ポリウレタン系形状記憶ポリマーについて、長期間保持すると形状回復率が低下する現象を明らかにする。形状記憶合金の曲げ疲労特性に関して、両振り曲げと片振り曲げでの疲労寿命を明らかにする。
プロティノス美学におけるアイステーシスの機能―プラトン思想の受容と変容を中心に―

プロティノスにおけるアイステーシスの機能の明確化とその意味づけに努め、アイステーシス論が哲学的思索の中に組み込まれていることを示した。感性的な諸局面の議論に関して、プロティノスがプラトン思想をいかに解釈して引き継ぎ、あるいはいかに独自展開しているかを、両哲学者のテクスト批判を遂行して見極めることを試みた。その結果、アイステーシスのある種の働きが「判断」に連係して哲学構造に組み込まれて、感性と知性とを結びつける積極的な面をもつことを示すことができた。プロティノスの美学における感覚機能の位置づけについて、とりわけ「美」の概念がプラトン思想からいかに引き継がれて展開しているかという問題をめぐって、前年度に引き続き考察を深め、平成25年度においては、それを公表できるようにまとめて、二つの学会で研究発表した。プロティノスの美の理論については、ブリュッセル自由大学における国際コロキウム「詩作・神話・信仰」において、「プロティノスの美の理論における創造行為と浄化」というテーマで、フランス語で発表した。これは、平成24年度において第34回フランス語哲学連合大会発表でのプラトン思想における創造行為や浄化をめぐる問題を、プロティノス思想においてさらに発展させられたものと独自展開されているものとを考察したものである。また、プラトンの美の思想に関しては、アテネ大学で開催された第23回世界哲学会において、「プラトンにおける美の到来と現れ」と題して、フランス語で発表した。この発表では、『ヒッピアス(大)』から『パイドン』へと受け継がれつつも発展してイデア論と結合した美の思想について考察した。また、プロティノスの第1論文「美について」(I-6)、第31論文「直知される美について」(V-8)、第19論文「徳について」(I-2)のテキスト分析を前年度に引き続いて遂行し、加えて、第53論文「生命あるものとは何か、人間とは何か」(I-1)のテキスト分析とあわせて、さらにプラトン思想からの展開も見据えつつ、プロティノスにおける感覚(アイステーシス)の位置づけについて、その形而上学的な思索の中での積極的な役割について考察を進めた。プロティノスにおける感性の理論が、プラトンから引き継がれて彼自身の哲学に不可欠なかたちで組み入れられている点を明確にするために、まずはプラトン思想の中での、職人における創造活動と国家における浄化の問題について考察を進めた。プラトンにおいて、職人の位置づけは、一方で低い社会的位置付けがなされてはいるが、他方で、職人の創造行為は理想国家の形成において不可欠の要素として組み込まれて、感性で捉えられるものが形而上学的な思索の中で果たす役割の一面を浮き彫りにしようとした。また、ソクラテスの宗教思想から受け継がれたプラトンにおける浄化が、感性の世界に留まりながらも真理に到達しようとする哲学の根幹で機能していることを明確にしようと試みた。その結果を、第34回フランス語哲学連合大会の分科会において、また同大会のシンポジウムにおいて発表した。また、プロティノスの第1論文「美について」(I-6)、第31論文「直知される美について」(V-8)、第19論文「徳について」(I-2)のテキスト分析を行い、〈美〉の概念のみではなく、それが感性的なものとと関わる際に問題化される概念、すなわち、徳、浄化、類似などの役割と機能とについて考察を遂行した。とりわけ、浄化概念をプラトンの『パイドン』前半部分に見られる同概念の議論と突き合わせつつ分析解釈し、また、『ヒッピアス(大)』から『パイドン』へと受け継がれつつも発展してイデア論と結合した〈美〉の思想についてのプロティノスによる解釈について考察した。本年度は、これまでの研究を進めてプロティノスの原典解釈を進めるとともに、研究をまとめて他の研究者からの意見を受けるべく、その成果を公表した。プロティノスの哲学構造に組み込まれている感覚の働きについて論じ、感覚が知性的な働きと通じていく可能性について考察し、その成果を、第35回フランス語哲学国際連合大会(Congres de l'ASPLF,ラバト、モロッコ)において、Possibilite etimpossibilite de lafaculte sensitive chez Plotinと題して発表した。とりわけ、感覚の働きが二種類に分けて使用されていると解釈できるテキストを分析して、知性的な働きとの接点をもちうることを示した。プロティノス思想における感覚と浄化の関係について、『エンネアデス』の第一論文「美について」の原典テキストの分析検討を通じて、感覚と浄化の働きの関係について考察し、その成果を「プロティノスにおける感覚と浄化ープラトン思想の受容をめぐってー」と題して、第21回新プラトン主義協会大会(大阪府立大学)において研究発表した。その中で、第一論文「美について」がプラトンの『響宴』や『パイドロス』からの影響を受けているのは当然ではあるが、浄化との関係については、『パイドン』と大きく関連した議論が展開されていることを示した。

また、イタリア、ローマにおいてLa question du sujet entre l'Occident et le Japon (Plotin et Watsuji)と題して報告し、日本思想と比較して、プロティノスが近代西洋とは異なる主体概念と感性の働きを有していることを示した。これまでの研究により、プロティノスにおける感覚に位置づけの特殊性を、とりわけプラトン思想との関連性においてより明確にすることができた。美学3月の海外出張が、他の経費によってなされたため、科研費予算執行が予定よりも少なかった。しかし、フランスの研究者と研究内容について意見交換をすることができた。また、海外でのコロキウムおよび国際学会において、研究発表を二度行ない、研究内容について海外の研究者と議論をすることができた。他の出張と重なり、予定していた科研費による海外出張を3月に行うことができなかった。しかし別経費による8月の出張の際に、プラトンの職人活動および浄化に関する研究発表および研究に関する外部者の批判を受けることができた。研究文献はこれまでに購入したもの、あるいは図書館にある文献を使用した。平成24年度と25年度に扱った内容についてさらに考察を深めて、プロティノスにおける感覚の位置づけについて、論点を整理して、国内学会(新プラトン主義協会大会)および海外の学会(第35回フランス語哲学連合大会)で発表し、論文公表するためにまとめていく。平成24年度においてプラトン思想において検討した問題がプロティノスにおいてどのように展開しているかについて、問題点を整理した上でより詳細なテクスト分析を遂行し考察する。その際、プロティノスの第1論文「美について」(I-6)および第53論文「生命あるものとは何か、人間とは何か」(I-1)について公刊されている詳細な注釈書を参考にする。平成24年度に考察した内容をまとめ、研究発表をする。平成24年度と平成25年度に予定していた海外出張が、他の別経費による出張と重なって、科研費による予算執行ができなかった。しかし別経費による出張の際に、プラトンとプロティノスの研究について発表を行うとともに外部者からに批判を受けることができた。これまでの研究成果に対しての批判を受けるために、国内では新プラトン主義協会の大会への参加と研究発表のための出張、海外では8月のモロッコ、ラバトで開催される第35回フランス語哲学会連合大会への参加と研究発表のための出張、また3月にはフランスのブルゴーニュ大学の研究者との議論、エクス・マルセイユ大学古代思想研究センターへの出張を行なう。平成24年度までに考察した内容の批判を受けるために、6月に海外出張を行い、ベルギーのブリュッセル自由大学での国際コロキウムにおいて発表する。文献等の購入の上でテクスト分析と考察をさらに進め、平成25年度分の海外出張は3月に行う。
マーモセット視覚野光誘導系を用いた活動依存的遺伝子発現調節因子の同定法の開発

研究代表者は、マカカザルの大脳皮質の大脳皮質に顕著に発現する遺伝子は、視覚野に選択的に高く発現する遺伝子と連合野に選択的に高く発現される2群の遺伝子に分類できることを示し、領野特異的と活動依存性の2つのパラメーターは、それぞれの種において、異なることを見出した。本研究により、マカカ領野特異的発現遺伝子のメチル化解析から、視覚野特異的発現遺伝子の非メチル化CpG領域の特定の配列が活動的遺伝子発現を制御していることをみいだした。更に、マーモセット視覚野に於ける光誘導系の確立により、げっ歯類の活動依存的発現制御とは異なるマーモセット視覚野における新しい発現制御様式の解析系を確立した。本研究は、(1)霊長類領野特異的発現遺伝子の解析から明らかになってきた連合野特異的発現遺伝子のプロモーターのCpG領域の高度のメチル化(Hata et al., 2013)と対比して、メチル化レベルの低い視覚野特異的発現遺伝子の制御様式の解明、(2)研究代表者等のグループが確立してきたマーモセット視覚野に於ける光誘導系の確立により明らかになってきた眼優位性カラムのマーモセットにおける確立(Nakagami et al., 2013)の2つの系を統合して、霊長類一次視覚野に於いて固有に進化してきた転写制御機構の分子的実体を解明することを目指している。これまでの(1)の研究により、視覚野特異的発現遺伝子のプロモーター領域のメチル化は領野を問わず低いことから、この制御の主要な部分は、非メチル化領域に結合する転写因子によると推測される。(2)の研究から、マーモセットのTTX片眼注入と光誘導系を用いて、一次視覚野における活動依存的遺伝子発現制御を経時的に観察することができるようになり、霊長類視覚野特異的発現遺伝子は、活動依存的発現遺伝子でもあるので、両者の系を統合的に用いテ解析することが可能になった。既に、連合野特異的発現遺伝子の解析では、AAVウイルスベクターを用いた解析系ににより、MBD4メチル化結合蛋白質による発現制御(gain of function, loss of function)系を確立することが出来たので、今後、マーモセットの一次視覚野における転写因子による非メチル化プロモーター領域の発現制御を解析する系を確立することができたと考えている。ほ乳類の視覚系の主要な経路は、網膜から視床の一部(外側膝状体)を介した大脳皮質一次視覚野への入力系である。この入力系に於いては、HubelとWiesel以来、左右眼のそれぞれの入力に強く反応する眼優位性カラムの存在が知られている。げっ歯類では、左右の入力に対応した解剖学的に明瞭に区別されるようなカラムは存在しない(左右眼の入力に優位に反応する神経細胞レベルでの眼優位性は存在する)。一方、マカカザルやヒトでは、明瞭な眼優位性カラムが認められる。コモンマーモセットは、世界ザルであり小型で繁殖力が強くgerm linetransmission可能なことから、近年、研究者の関心が高まっている。新世界ザルに於ける眼優位性カラムの存在は、30年近い論争があり、幼児期には存在するが、成熟ザルにはないと言う説や、近年に至っても電気生理学、解剖学、fMRIなどのイメージングによってその存在の可否が議論されている。我々は、Markstahler等(1998)によって、報告されていたTTXを片眼に投与して24時間後に最初期遺伝子の発現を調べる方法をよりシステム的に調べる手法を改良した。片眼にTTXを注入後、暗闇で24時間飼育することによって、最初期遺伝子の発現をin situ hybridization法で調べることにより、一次視覚野の1層を除く全ての層で、健常眼(TTXを注入していない眼)に対応したカラムとTTX注眼に対応する領域(カラム)を観察した。本研究計画では、これらの系を用いて、霊長類(マーモセット)に於ける光刺激に応答する一次視覚野における活動遺伝的な遺伝子発現制御機構を明らかにすることを目指す。そのため、光刺激によって誘導される遺伝子を同定し、さらにその制御機構を分子レベルで解明する。これまでの研究に於いて霊長類(マカカ)の大脳皮質領野特異的に発現する遺伝子の網羅的解析を行い、連合野特異的発現遺伝子と視覚野特異的発現遺伝子の2群に分かれることを報告してきたが、本研究では、これら2群のプロモーターのCpG領域のメチル化レベルを調べ、連合野特異的発現遺伝子では高く、一方視覚野特異的発現遺伝子では低いことを示した。メチル化レベルを組織レベルでの領野差へと転換する機構としてメチル化結合蛋白が関与する可能性を検討し、メチル化結合蛋白(MBP)ファミリーの分布を調べた。その結果、MBD4が顕著な領野差(連合野に高い)を示すことが分かった。ヒト線維芽培養細胞と生体サルに於けるAAVベクター法によるGOF(gain of function)とLOF(loss of function)法を行い、MBP4が連合野特異的発現遺伝子(PNMA5とRBP4)の発現を制御していることを示した。当該年度は、これらの研究結果を踏まえて、更に視覚野に於ける非メチル化領域に結合して、活動依存的にその発現を制御する転写因子とその機能を制御する系の確立を目指す系を立ち上げた。

その為、我々は、TTX注入後、暗闇に24-48時間飼育することによって、最初期遺伝子(IEG)の発現をバックグラウンドまでに落とした後、短時間の光照射により一次視覚野で誘導されるIEGの発現を観察刷る系を用いて、マーモセットの眼優位性カラムの証明とそれを用いた、光照射にともなう発現遺伝子パターンの詳細な解析を一次視覚野の層・細胞種で比較検討し、マーモセット一次視覚野における光誘導に伴う転写因子制御の実体を明らかにした。更に、これらの発現を制御出来る制御系をウイルスベクターにより立ち上げた。今後、これらの制御系をもとに、光誘導と神経細胞の軸索、樹状突起、スパインの形態変化と機能的変化を解明したいと考えている。研究代表者は、マカカザルの大脳皮質の大脳皮質に顕著に発現する遺伝子は、視覚野に選択的に高く発現する遺伝子と連合野に選択的に高く発現される2群の遺伝子に分類できることを示し、領野特異的と活動依存性の2つのパラメーターは、それぞれの種において、異なることを見出した。本研究により、マカカ領野特異的発現遺伝子のメチル化解析から、視覚野特異的発現遺伝子の非メチル化CpG領域の特定の配列が活動的遺伝子発現を制御していることをみいだした。更に、マーモセット視覚野に於ける光誘導系の確立により、げっ歯類の活動依存的発現制御とは異なるマーモセット視覚野における新しい発現制御様式の解析系を確立した。新世界ザルマーモセットに於いて、従来論争のあった眼優位性カラムを、TTXを片眼に注入した全てのマーモセットで、1層以外の全層において確認した。当初は、この系を用いて、網膜への光刺激に反応して、発現が誘導される遺伝子の同定をめざしていた。この目標は、ほぼ達成したと考えている。現在、更に、これを転写レベルで発現制御する遺伝子を同定し、その機能の検証を目指している。予備的な実験の検証を終えており、繰り越し期間中にその検証をめざしているおり、当初の研究計画以上の達成を最終的な目標とする事が可能となった。分子脳科学当研究で確立したマーモセットの光誘導系を用いた眼優位性カラム検出系を確立した。1)今後、この系を用いて、霊長類一次視覚野に於ける活動依存的発現遺伝子発現の転写制御機構を分子レベルで明らかにするため、それに関与する遺伝子を同定しつつある。2)更に、ウイルスベクターによる遺伝子導入法を用いて、それぞれの遺伝子にloss of functionとgain of functionを検証する予定であり、現在その予備的検証を行っている。3)今後、より詳細な解析の実施を計画している。(1)霊長類の連合野と視覚野で特異的に発現する遺伝子のプロモーター領域の高度のメチル化と非メチル化を見出し、更に、連合野特異的遺伝子の発現制御については、MBD4のAAVウイルスベクター系を用いた発現制御系を確立することが出来た。(2)のマーモセットの一次視覚野における光誘導により活動依存的遺伝子発現制御系の確立も達成し、当初の計画を予想より早く検証することが可能になったと考えている。研究概要に記載したように、本研究は順調に進捗してきた。その結果、光誘導によって発現する遺伝子群を同定することができた。更に、この遺伝子を制御する転写制御系をloss of function法とgain of function法によって、検証でる可能性ができた。そのため、予備的実験を行い、繰り越して平成27年度に検証する必要がでてきた。上記にように研究システムの確立は当初の計画以上に速やかに達成したと考えているが、その機能的証明は未だであるので、今後その達成をめざしたい。