hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超エコで実用高トルクを有する光合成バイオ・メカニカル複合モーターの先駆的研究開発

また、H26年度は微生物単体の推進力をSPMで測定できたと判定したが、H27年度の初期にこの測定結果には微生物自体が測定に用いるレーザー光を遮るため大きな誤差を生じていることが分かり、ほぼ1年間を掛け、測定に用いるレーザー光強度と測定値を示す同光強度を同時に取得し、真の推進力を抽出した。以上より、群体としてフィンを回転させ、歯車装置の起動トルクを上回る原動装置の設計製作は、単体の推進力も得て行うため、1年遅らせることにした。現在、これらのデータを用いて、歯車装置の起動トルクを上回る適切な群体数、フィン形状・大きさ・枚数・材質を考案し、装置の設計・試作・測定を繰返している。H28年度後期には、歯車装置と組合せ、超エコで実用高トルクを有する光合成バイオ・メカニカル複合モーターの開発に漕ぎ着ける予定である。H26年度は微生物単体の推進力をSPMで測定できたと判定したが、H27年度の初期にこの測定結果には微生物自体が測定に用いるレーザー光を遮るため大きな誤差を生じていることが分かり、H27年度のほぼ1年間を掛け、測定に用いるレーザー光強度と測定値を示す同光強度を同時に取得し、真の推進力を抽出した。以上より、群体としてフィンを回転させ、歯車装置の起動トルクを上回る装置の設計製作は、単体の推進力も得て行うため、1年遅らせることにした。現在、これらのデータを用いて、歯車装置の起動トルクを上回る適切な群体数、フィン形状を考案し、装置の設計試作測定を繰返しており、やや遅れている。本研究は、光合成により自らエネルギーを生み出し究極の持続的エコ動力源となりえる運動微生物を用いて原動機を作製し、損失の少ない機械装置と組合わせて、高効率で実用トルクを有し、使用しやすい微小モーターの研究開発を目指した。その結果、最終年度においては、光合成運動微生物は最終的に約5000個の体細胞からなる直径0.5mm程度のボルボックスとし、その群体の光制御を通じ、直径約60mm深さ約15mmの円筒容器水中内で、エポキシ樹脂製4枚フィン回転子が連続的に回転する原動機の作製に成功した。最高回転数は約2[rph]、トルクは約70[pNm]であった。ボルボックス1個(約5000個の体細胞からなる球体)の持続的な推進力は走査プローブ顕微鏡を用いて測定した結果約4nNであった。さらにこの原動機を有効に使用するための遊星歯車装置(減速・加速比=1/6・6)を設計し、3Dプリンタを用いて試作した。遊星歯車装置の起動トルクは数十pNmを目指しており、軽い樹脂で、低摩擦、原動機のとのバランスから装置全直径30mmを目指した。このような歯車装置は市販されておらず、設計から行った。この装置の起動トルク測定で時間切れとなった。また、研究期間全体を通じた成果は以下の通りである。ボルボックスは、他の光合成運動微生物であるユーグレナやクラミドモナス、クロロゴニウムと比べると、前者は約5000個の体細胞からなりそれらが同期して光に対する明確な正の走行性を持つこと、後者は細胞単体で動き、必ずしも明確な正の走行性を示さないことが明らかとなった。さらにボルボックスの走行方向は、光の強さは弱くても方向に支配されること、最高遊泳速度は約1.0 mm/sec、反応は青緑色(波長約500nm)で速いことが明らかとなった。本研究は、光合成により自らエネルギーを生み出し究極の持続的エコ動力源となりえる運動微生物と、損失の少ない機械装置を組合わせて、高効率で実用トルクを有し、使用しやすい微小モータの研究開発を目指したものである。
マウスリポ蛋白精密分析法の開発とその実験的リポ蛋白糸球体症病因解析への応用

1.キャピラリー等速電気泳動法(cITP法)によるマウスのリポ蛋白解析の確立:apoE欠損マウスのプール血漿を各リポ蛋白の比重で超遠心法により分画し、分画された血漿のリポ蛋白をcITP法で解析した。その結果、マウスにおいては、ピーク13がHDL、ピーク4がCM/VLDL、ピーク5がVLDL/IDL、ピーク68がVLDL/LDLと、それぞれ対応することを明らかにした。これによってcITP法によるリポ蛋白解析のマウスへの応用が可能となった。2.各種apoE導入apoE欠損マウスのcITP法によるリポ蛋白解析と腎病理組織像の比較:apoE欠損マウスにApoE-Sendai、E2、E3、E4のそれぞれを組み込んだアデノウイルスベクターを導入し、それぞれの群のcITP法によるリポ蛋白解析の結果と、腎組織所見を比較・検討した。リポ蛋白解析では、ApoE-Sendai導入群にのみピーク6の高値がみられた一方、他群ではピーク7が高値であった。また、腎組織の比較では、リポ蛋白糸球体症(LPG)様の腎組織変化はピーク6が高値を示したApoE-Sendai導入群において76.9%にみられた一方で、ピーク7が高値をとったapoE2、E3、E4導入群ではほとんどみられなかった(ANOVA p<0.001)。3.ApoE-Sendai導入マウスにおけるLPG病変の重症度:ApoE-Sendai導入群のLPG重症度は、メサンギウムの空胞化・リポ蛋白沈着のみの「軽度」が46.1%、リポ蛋白血栓を少量認める「中等度」が25.0%、リポ蛋白血栓を多量に認める「高度」が5.8%であった。一部にリポ蛋白がメサンギウム領域から毛細管管腔内に移行している所見を認め、LPGでは発症初期にリポ蛋白がメサンギウム領域に沈着し、進行に伴い糸球体管腔内に陥頓する機序が推測された。以上の研究成果から、cITP法がマウスのリポ蛋自の精密分析法として有用であること、cITP法でピーク6に分画される電気移動度の異なったVLDL/LDLとLPG発症の間に関連があることを、それぞれ明らかにした。1.アポE遺伝子導入実験における病理所見:アポEノックアウトマウスに、ヒトApoE-Sendai組込ベクターを導入し病理組織像を検討した。光顕所見では、メサンギウム基質域の一部が空胞状となっており、リポ蛋白血栓による糸球体毛細管管腔の拡大も観察された。2.マウス血漿リポ蛋白分析における超遠心法とキャピラリー等速電気泳動(CITP)法の比較:プール血漿における超遠心法の結果、超遠心法ではマウスの血漿にはLDL分画がほとんど存在していないことが明らかになった。アポEノックアウトマウスの血漿の各分画を超遠心法で分離し、CITP法で解析した結果、VLDLはCITP法におけるピーク4,5,6に、IDLはピーク5に一致した。LDLはピーク6,7,8に含まれるが、アポEノックアウトマウスではそのピークが低下しており、LDLがほとんど存在しなかった。

3.アポE遺伝子導入実験におけるリポ蛋白分析:アポEノックアウトマウスにヒトApoE-Sendaiをはじめ、各種ヒトアポE組込ベクターを導入し、血漿のリポ蛋白分析をCITP法で分析した。その結果、アポEノックアウトマウスにおいて目立ったピーク4,5,6は著しく減少したが、ApoE-Sendai導入マウスでは、ピーク6が高値のままであり、超遠心法の結果と比較すると、この部分のVLLDL/LDL分画が、1で記したリポ蛋白糸球体症類似の腎組織障害と関係深いことが示された。次年度には、この部分のリポ蛋白の詳細をさらに検討する予定である。平成18年度に行った,キャピラリー等速電気泳動法(cITP法)と超遠心法の比較により,マウスにおけるcITP法の各ピークと対応するリポ蛋白を明らかにし,cITP法によるポ蛋白解析のマウスへの応用を可能といた。そこて今年度は,apoE欠損マウスにapoE-Sendai,E2,E3,E4のそれぞれを組み込んだアデノウイルスベクターを導入し,それぞれの群のcITP法によるリポ蛋白解析の結果と,腎組織所見を比較,検討した。1)各種apoE遺伝子導入マウスのcITP法によるリポ蛋白解析所見と腎組織所見の検討:これらのマウスのcITP法によるリポ蛋白解析では,昨年度の実験結果と同様にApoE-Sendai導入群従にのみピーク6の高値がみられた一方,他群ではピコーク7が高値であった(ピーク6および7は,超遠心法ではどちらもVLDL/LDL分画に属する)メサンぎウム領域の空胞変性やリポ蛋白血栓によ糸球体毛細管管腔の拡大といったLPG様の腎組織変化は,ApoE-Sendai導入群では76.9%のマウスにおいてみられた一方で,apoE2およびapoE3導入群ではこれらの変化示すものはなく,apoE4導入群では10%にみられるのみであった。(ANPVAP<0.001)2)ApoE-Sendai導入群でLPG様病変がみられたマウスの重症度は,メサンギウムの空胞化,リポ蛋白沈着のみの「軽度」が46.1%,リポ蛋白血栓を少量認める「中等度」が25.0%,リポ蛋白血栓を多量に認める「高度」が殖5.8%であった。一部では,リポ蛋白がメサンギウム領域から毛細管管腔内に移行している様な所見も認めた。リポ蛋白のメサンギウムへの沈着は,ヒトLPGにおいても初期変化であると報告されている。LPGの発症初期にはりポ蛋白がメサンギウム領域に沈着し,進行に伴い糸球体管腔内に陥頓するという機序推測された。以上の研究成果より,マウスのリポ蛋白の精密分析法としてcITP実用化し,LPGマウスモデル応用することにより,cITP法でピーク6に分画される通常異なった電気移動度VLDL/LDLが,LPGの発症に関連することが明らかとなった。
AT(アタキシア・テランジェクタシア)の原因遺伝子の特性解析とその単離

リンパ網内系の悪性腫瘍の好発を特徴とするヒト劣性遺伝病のアタキシア・テランジェクタシア(AT)の原因遺伝子の単離を目的とし、AT遺伝子座近傍の染色体領域の解析とこの領域からのDNAの分離とクローン化を試み、以下の成果が得られた1.AT遺伝子座位近傍に転座点をもつヒトX/11転座染色体を有するヒト/マウス雑種細胞クローンA9(3552)-2に高線量のX線(30Gy120Gy)照射をして染色体を断片化した後マウス細胞に移入し、AP遺伝子座位近傍の微小な染色体断片をもつ放射線ハイブリドを作成した。2.得られた放射線ハイブリドのうち、とくに染色体の細片化のみられたクローンについてその染色体領域を11q23領域のDNAマーカーで調べたところ、6クローンのうち5クローンの染色体断片は11/X転座点から11S14411S385間に亙るものであることがわかった。今年度購入した核酸転写装置は、放射線ハイブリドのDNAマーカー解析に使用した。さらにこれらのクローンをAT細胞に移入したところ、5クローンのうち1クローン(RH12/1)のみがAT細胞の放射線高感受性を相補することがわかった。3.ATの原因遺伝子を含むとおもわれるハイブリドクローンRH12/1からコスミド・ライブラリーを作成した。作成したコスミド・ライブラリーから、ヒト特異的反復配列をプローブにしてヒトDNAを含むクローンを選択し解析中である。
パラ超関数の理論

パラ超関数とはシュヴァルツ超関数をふくみ、シュヴァルツ超関数とパラ超関数との積が常にパラ超関数として定義されるような超関数のクラスである。このときのシュヴァルツ超関数とパラ超関数の乗法は、無限回微分可能な関数と、シュヴァルツ超関数とのシュヴァルツ超関数の意味での乗法の一般化となっており、結合法則は成立しないが数理物理に応用可能な自然なものである。デルタ関数の巾なども当然パラ超関数として定義され、直観的に数理物理で使用されていた等式がパラ超関数の意味で厳密に成立する。この理論に対し、佐藤超関数に対するアナロジー、擬似トポロジーの導入、定義域と値域がずれるフーリエ変換が構成できたが、あまり満足ができる体系ではなかった。また一変数パラ超関数に対しては、トレースに対する解釈にこの理論が有効であることがわかった。パラ超関数の理論におけるフーリエ変換論の可能性を探るとき,パラ超関数でのフーリエ変換に利用されるクラスを定義し,フーリエ変換・逆変換によって一対一対応し,微分を多項式の乗法に移し,積をたたみこみに移すなどの諸性質が期待される。その場合,シュヴァルツ超関数論的に,フーリエ・パラ超関数をパラ超関数の部分クラスとして定義しようとすれば,シュヴァルツ超関数での緩増加シュヴァルツ超関数を,拡張した形で定義することがまず考えられる。緩増加シュヴァルツ超関数の正則化は,緩増加無限回微分可能関数なので,緩増加パラ超関数を,緩増加タイプ有限パラ汎関数の大域的タイプ還元同値関係によって定義することが考えられる。しかし,緩増加無限同微分可能関数のフーリエ変換は,よく知られているように急減少超関数なので,この試案では一対一対応の保存が危ぶまれる。一方,急減少パラ汎関数というべきものを採るとき,これはフーリエ変換に関して閉じているので一対一対応も期待でき,緩増加シュバルツ超関数とのペアでフーリエ変換論が展開できるようなので,検討中である。パラ超関数とはシュヴァルツ超関数を拡張し、シュヴァルツ超関数とパラ超関数との積が常にパラ超関数として定義されるような体系である。同様の概念を佐藤超関数に対して定義できるかという問題を考えたのだが、コンパクト台佐藤超関数は解析汎関数として定義できるので、コンパクト台パラ佐藤超関数は、多少の技術的工夫はいるがパラ超関数同様定義できる。しかしそれを接続して層をなすような超関数概念を構成することにはいまだ成功していない。一方、超関数に関る初等的問題、例えば∫^<t∞>_0δ(x)dx=1/2といったシュヴァルツや佐藤の理論に入らない数の問題については進展があった。左の問題についていえば、これはH(x)δ(x)=1/2δ(x)と同値な問題となるが、これはさらにH(x)^2=H(x)を微分して得られるので、H^2(x)=H(x)がパラ超関数で成立するか否かに帰着されるが、この式は成立することが判明した。以下同種の式が複数得られたので応用が期待される。パラ超関数のトポロジーおよびフーリエ解析の理論は引きつづき検討中であるが未だ定案はまとまっていない。
古典チベット語動詞構造の研究

本研究は古典チベット語の動詞構造の解明を目指し、以下の研究成果を挙げることが出来た。(2)Thon miSambhotaのrTags kyi 'jug paのうち、動詞の接頭辞の職能を扱う第12偈から第15偈までをSifuの大注とともに翻訳、研究した。(4)チベット語動詞のパラダイムをT【a! ̈】schlceの辞書等の記述に基づき、μ-cosmosという汎用データベースを用いて、パーソナル・コンピューターに入力し、自動詞・他動詞の対立関係に基づいて体系的に整理する事を試みた。新たに動詞のパラダイムを整理分類したいと考えていたが、未だ最終的な結論には達しておらず、チベット語動詞の語〓の確定とともに、今後の課題としたい。(5)チベット語土着文法の理解の当否を探る為には、出来るだけ多くの文例を集めることが必要である。従って、単語単位のサーチ機能を備えた英文ワープロ・ソフト(広島大学総合科学部久保泉教授の製作になるWPIP)に、各種のチベット語テキストを入力した。個々の例を積み上げた具体的な吟味検討と、その成果の公表は今後の課題である。
メカノセンサーを基盤とした歯の発生メカニズムの解明

歯胚発生過程におけるメカノセンサーPiezo1とPiezo2の発現様式と分子調節機構および機能を解析し、両因子の比較検討を行い、Piezo1とPiezo2が歯の上皮間葉相互作用や歯の形態形成にどのように関わっているか明らかにすることが目的である。これまでに、Piezo1とPiezo2の発現様式についてin situ hybridization法を用いて検討し、Piezo1とPiezo2は歯胚の形態形成において時期特異的に異なる発現パターンを示した。Piezo1は上皮細胞で発現を強く認め、mDE6細胞で有意に発現が多かったことから、mDE6細胞におけるPiezo1の発現抑制効果の検討を現在行っている。また、E15歯胚の器官培養におけるPiezo1発現抑制下での歯胚形態変化について検討したところ、siPiezo1処理ではエナメル芽細胞の配列に不規則な傾向が示唆された。そこで、E15歯胚の器官培養におけるPiezo1発現抑制下での歯原性因子の発現を検索したところ、エナメル蛋白と象牙質基質蛋白の発現パターンに影響を示したため、継続して検討している。今後、切片による統計解析や定量解析等をさらに行う予定である。上皮細胞で発現を強く認めたPiezo1における発現抑制実験をmDE6細胞と歯胚の器官培養を用いて行っている。これらの実験は現在進行中でさらなる検討が必要であるが、歯胚についてはPiezo1が歯の形態形成に変化を及ぼす可能性が示唆された。今後の予定は、mDE6細胞や歯胚の器官培養を用いたPiezo1の発現抑制実験を引き続き行い歯胚形成への影響を検討する。Piezo1とPiezo2の発現様式については、蛋白レベルでの解析を行う。マウス歯胚発生過程の下顎第1臼歯歯胚におけるPiezo1 mRNAとPiezo2 mRNAの発現様式をin situ hybridization法を用いて検索した。その結果、Piezo1 mRNAは胎生期の蕾状期歯胚で、主に上皮に強く発現を認め、帽状期歯胚では上皮のサービカルループに強く発現し、鐘状期になると内エナメル上皮に発現を認めた。一方、Piezo2 mRNAは胎生期の蕾状期、帽状期、鐘状期の歯胚において、上皮だけでなく間葉に強く発現を認めた。また、生後の基質形成期や歯冠形成期では、Piezo1 mRNAとPiezo2 mRNA共に、歯冠部の基質を形成しているエナメル芽細胞と象牙芽細胞に発現していた。さらに、歯根形成期になると、両因子は歯根部の基質を形成している象牙芽細胞に発現を認めた。次にマウス歯原性上皮細胞株mDE6細胞とマウス歯髄間葉細胞株mDP細胞における両因子の発現量をreal time PCR法を用いて比較検討した。その結果、Piezo1 mRNAは歯髄間葉細胞株よりも歯原性上皮細胞株に有意に発現が多く認められた。一方、Piezo2 mRNAは歯原性上皮細胞株よりも歯髄間葉細胞株で発現が多く認められたものの、発現量は両細胞株で少なかった。これらの結果から、Piezo1 mRNAとPiezo2 mRNAは、歯胚の形態形成において時期特異的に異なる発現パターンを示し、上皮と間葉において発現量が異なることが示唆された。研究の目的は、歯胚発生過程におけるメカノセンサーPiezo1とPiezo2の発現様式と分子調節機構および機能を解析し、両因子の比較検討を行い、Piezo1とPiezo2が歯の上皮間葉相互作用や歯の形態形成にどのように関わっているか明らかにすることである。そのために、Piezo1とPiezo2のmRNAの発現様式の検索を行い、マウス歯原性上皮細胞株mDE6細胞とマウス歯髄間葉細胞株mDP細胞における両因子の発現量を比較検討した。これらの結果から、Piezo1とPiezo2は歯胚の形態形成において時期特異的に異なる発現パターンを示した。尚、蛋白の発現についても今後検討する予定である。今後の予定は、Piezo1はin vivo実験で歯胚の上皮細胞に発現を強く認め、in vitro実験でmDE6細胞で有意に発現が多かったことから、mDE6細胞におけるPiezo1の発現抑制効果の検討を行う。

具体的には、細胞増殖や基質分化マーカー発現への影響を検討する。また、歯胚の器官培養を行い、Piezo1の発現抑制による歯胚形成への影響を組織形態学的におよび分子生物学的に検討を行う。今後の予定は、mDE6細胞や歯胚の器官培養を用いたPiezo1の発現抑制実験を引き続き行い歯胚形成への影響を検討する。Piezo1とPiezo2の発現様式については、蛋白レベルでの解析を行う。マウス歯胚発生過程の下顎第1臼歯歯胚におけるPiezo1とPiezo2のmRNAの発現様式をin situ hybridization法を用いて検索したが、蛋白の発現様式についても検討する予定であったが、間に合わず行えなかった。そのため、抗体購入ができず次年度使用額が生じた。したがって、2018年度に抗体等を購入しマウス歯胚発生過程の下顎第1臼歯歯胚におけるPiezo1とPiezo2の蛋白の発現様式を検討する。動物の供給不足や蛋白レベルでの発現様式についての検討が行えず、動物や抗体購入せずに次年度使用額が生じた。
Stimulating the host innate immune response to fight the early stages of malaria infection

私たちの研究は、免疫応答を誘導する強力なToll-Like Receptor-2(TLR2)アゴニストであるPEG-Pam2Cysが新しい肝臓ステージの抗マラリア薬を構成しうることを示唆する。PEG-Pam2Cysは、マラリア原虫の感染予防と感染後の寄生虫の除去の両方に使用することができる。PEG-Pam2Cysは、通常寄生虫によって誘導されない強い自然免疫応答を刺激するので、この化合物は、一般の薬剤のように寄生虫の耐性を発達させない。マラリアや他の原生動物の寄生虫の対策におけるPEG-Pam2Cysのポテンシャルについて、さらなる研究が必要である。原虫学
ニワトリ細胞株を利用したミトコンドリアリン脂質の細胞機能に関する遺伝生化学的研究

ニワトリBリンパ球細胞株DT40は高頻度に相同組み替えを起こす、高等動物細胞では唯一の、細胞株である。この細胞株はゲノムと相同な配列を持つ外来DNAがランダムインテグレーションとほぼ同じ比率で相同組み替えによってゲノムに組み込まれる特徴を有する。このためにDT40には遺伝子ノックアウト株を容易に作製できる利点があり、実際に多数の遺伝子欠損株が樹立されている。さらにコンディショナル変異株の作成もできるので細胞レベルで致死となる遺伝子ノックアウトも可能である。従って、目的遺伝子のニワトリゲノムクローンが得られればこの細胞株から遺伝子欠損株の作製が可能である。そこで、DT40株を利用したカルジオリピン合成酵素遺伝子欠損株の作成を開始した。ニワトリゲノムからCL合成酵素遺伝子の候補遺伝子を単離し、ターゲッチングベクターを作成した。そして、DT40株にこのベクターを導入してゲノムに組み込まれた株を約60クローン分離してサザンブロット法により目的部位に組み込まれたか否かを解析したが、現在のところターゲッチングに成功した株はえられていない。もっと広い範囲のニワトリゲノムクローンがターゲッチングには必要である可能性がある。さらにコンディショナル変異株の作成もできるので細胞レベルで致死となる遺伝子ノツクアウトも可能である。現在までに、さらにニワトリゲノムからCL合成酵素遺伝子の候補遺伝子を単離し、ターゲッチングベクターを作成した。欠損株の作成が次年度の謀題である。
単分子スペックル法と三次元超解像顕微鏡による内耳不動毛分子動態の定量的解析

感音難聴は20%もの有病率を持つ疾患であるにも関わらず、有効な治療法は確立されていない。なぜなら、音を検出するための有毛細胞が一度傷害されると再生しないからである。有毛細胞は「不動毛」という高度に発達したアクチン高次構造で音を検出しているが、不動毛はその複雑な構造ゆえに、内耳再生治療における最大のハードルでもある。本研究の目的は、アクチンや制御分子の動的制御が不動毛という複雑な高次構造を作り上げるメカニズムを解明することである。そのために、1不動毛のアクチン制御分子に対する単分子スペックル法による観察、2三次元新型超解像顕微鏡(3D-IRIS)による不動毛制御分子の超解像マッピングを行った。1では、GFP標識したアクチン制御分子を培養細胞内に発現させ、一分子イメージングをもちいてその生化学的性質を解析した。特に、非症候群性感音難聴の原因遺伝子であるDIAPH1の新規変異(R1204X)の解析を行い、自己不活化機構の障害に起因する異常なアクチン重合活性がDIAPH1変異における難聴の病態であることを突き止めた。本研究成果はEMBO Mol. Med.に共著で掲載されている。また、韓国で発見された新規変異に対して共同研究を開始し、こちらも近日中に論文投稿予定である。2では、迅速に結合解離するプローブを用いた超解像顕微鏡であるIRISを用いて、多種多様なターゲットの可視化を行った。一分子イメージングを用いて標的とプローブの結合解離を直接可視化するスクリーニング法を確立し、複数のペプチドタグや内在性ターゲットに対してプローブの単離やイメージングに成功した。組織を用いた多重染色にも成功しており、研究成果は近日中に論文投稿を予定している。29年度が最終年度であるため、記入しない。感音難聴は20%もの有病率を持つ疾患であるにも関わらず、有効な治療法が存在しない。音を検出する有毛細胞が再生しないためである.有毛細胞には不動毛という複雑なアクチン高次構造が存在しており,内耳再生を困難にしている.不動毛のアクチン高次構造は,アクチンや制御分子が構造を保ちつつ入れ替わるという動的制御を受けている.本研究の目的は,アクチンや制御分子の動的制御が,不動毛という複雑な高次構造を作り上げるメカニズムを解明することである.そのため,1不動毛のアクチン制御分子に対する単分子スペックル法による観察,2三次元新型超解像顕微鏡(3D-IRIS)による不動毛制御分子の超解像マッピングを行った.1では,GFP標識したアクチン制御分子を培養細胞内で強制発現させ,生細胞における挙動を一分子単位で測定する.今回はアクチン伸長因子であるDIAPH1の挙動を調べた.DIAPH1は進行性感音難聴の原因遺伝子で,近年R1204Xと呼ばれる変異が報告された.我々は単分子スペックル法を用いることで,R1204X変異がDIAPH1の活性亢進をきたすことを示し,神戸大学バイオシグナル総合研修センターとの共同研究として2016年に論文発表・掲載した.2では,木内,渡邊らが開発した超解像顕微鏡であるIRISを用いて,不動毛制御分子のマッピングを行う.IRISは結合解離の速い蛍光分子をプローブとして用いる新しい超解像顕微鏡である.本項目を成功させるには,任意の標的に対して迅速に結合解離するプローブを作製する技術が不可欠である.今回我々は,一分子イメージングを用いて標的とプローブの結合解離を直接可視化するスクリーニング法を開発し,プローブの単離・イメージングに成功した(平成27年度特許出願).今後は不動毛の構成分子に対するプローブを順次作製する.我々は1不動毛のアクチン制御分子に対する単分子スペックル法による観察,2三次元新型超解像顕微鏡(3D-IRIS)による不動毛制御分子の超解像マッピング,3定量的数理モデルを用いた不動毛における分子動態の解明,に取り組んでいるが,特に12において実績をあげている.1では,GFP標識したアクチン制御分子を培養細胞内で強制発現させ,生細胞内における挙動を一分子単位で測定する.今回は,重要なアクチン伸長因子であり,進行性感音難聴の原因遺伝子あるDIAPH1を対象とした.DIAPH1は近年,R1204Xと呼ばれる変異が日本で報告されている.この変異がアクチン重合に及ぼす影響について単分子スペックル法で調べたところ,R1204Xの活性は野生型より有意に高頻度で,完全活性型のM1190Dより低頻度であった.このことから,R1204Xは活性亢進によって進行性感音難聴を来している可能性が示唆された.本項目は,神戸大学バイオシグナル総合研修センターとの共同研究として2016年に論文発表・掲載された[Ueyama et al., EMBOMolecular Medicine, 2016].2では,木内,渡邊らが開発した超解像顕微鏡であるIRISを用いて,不動毛制御分子のマッピングを行う.IRISは結合解離の速い蛍光分子をプローブとして用いる新しい仕組みの超解像顕微鏡である.しかし,これまでのIRISのプローブはアクチンや微小管など標的が限られていた.今回我々は,一分子イメージングを用いて標的とプローブの結合解離を直接可視化し,任意の標的に対するプローブをスクリーニングする方法を開発した(特許申請中).実際にプローブの単離,超解像イメージングにも成功している.

今後は,不動毛の構成分子に対するプローブを順次作製し,分子のマッピングを予定している.感音難聴は20%もの有病率を持つ疾患であるにも関わらず、有効な治療法は確立されていない。なぜなら、音を検出するための有毛細胞が一度傷害されると再生しないからである。有毛細胞は「不動毛」という高度に発達したアクチン高次構造で音を検出しているが、不動毛はその複雑な構造ゆえに、内耳再生治療における最大のハードルでもある。本研究の目的は、アクチンや制御分子の動的制御が不動毛という複雑な高次構造を作り上げるメカニズムを解明することである。そのために、1不動毛のアクチン制御分子に対する単分子スペックル法による観察、2三次元新型超解像顕微鏡(3D-IRIS)による不動毛制御分子の超解像マッピングを行った。1では、GFP標識したアクチン制御分子を培養細胞内に発現させ、一分子イメージングをもちいてその生化学的性質を解析した。特に、非症候群性感音難聴の原因遺伝子であるDIAPH1の新規変異(R1204X)の解析を行い、自己不活化機構の障害に起因する異常なアクチン重合活性がDIAPH1変異における難聴の病態であることを突き止めた。本研究成果はEMBO Mol. Med.に共著で掲載されている。また、韓国で発見された新規変異に対して共同研究を開始し、こちらも近日中に論文投稿予定である。2では、迅速に結合解離するプローブを用いた超解像顕微鏡であるIRISを用いて、多種多様なターゲットの可視化を行った。一分子イメージングを用いて標的とプローブの結合解離を直接可視化するスクリーニング法を確立し、複数のペプチドタグや内在性ターゲットに対してプローブの単離やイメージングに成功した。組織を用いた多重染色にも成功しており、研究成果は近日中に論文投稿を予定している。我々は1不動毛のアクチン制御分子に対する単分子スペックル法による観察,2三次元新型超解像顕微鏡(3D-IRIS)による不動毛制御分子の超解像マッピング,3定量的数理モデルを用いた不動毛における分子動態の解明,に取り組んでいる.このうち1に関しては,R1204X変異DIAPH1の単分子スペックル法による解析について,Inner Ear Biology(ドイツ)で発表を予定している.R1204X以外の変異に関しても引き続き神戸大学バイオシグナル総合研修センターとの共同研究を行い,単分子スペックル法によるアクチン重合活性測定を行う.DIAPH1以外の分子についても解析を行う.2については,我々の開発したスクリーニング方法を活用して,不動毛制御分子に対して多種多様なプローブを作製する.そして,不動毛を構成する分子のマッピングを予定している.三次元化についても京都大学神経細胞薬理学教室との共同研究として,順次進めている.最終的に,12で得られたデータを用いて不動毛のモデリングを行い,3を達成する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
室温領域における廃熱利用酸化物熱電変換薄膜の創製

「低次元・異方構造」を持つ酸化物材料は、環境負荷が小さく、原料が安価で、高温大気中でも安定であることから合金系材料に変わる熱電材料として期待されている。本研究では、導電層と絶縁層が交互に積み重なった自然超格子構造を有する強相関電子系酸化物を母材としたRE_<2-x>M_xCuO_4(RE214系:REMCO)材料に着眼した。また、薄膜化技術を用い、エピタキシャル成長させ、RE^<3+>の一部をM^<4+>(M^<4+>=Ce^<4+>)、M^<2+>(Ca^<2+>,Sr^<2+>,Ba^<2+>)で置換して電子・ホールドーピングすることによりキャリア制御をしたn型Sm_<2-x>Ce_xCuO_4(SCCO),P型La_<2-x>M_xCuO_4(LMCO)酸化物熱電薄膜の作製を行い、RE214系における熱電材料としての可能性を検討した。さらに、異なるRE元素を用いた混晶系RE_<2-x>Ce_xCuO_4(RE=Gd,Sm,Pr)薄膜を作製し、Ce置換量に対する熱電特性の変化について検討した。作製条件の最適化を図ることにより、c軸配向したp型、n型RE214薄膜を得た。n型SCCO薄膜のゼーベック係数(S)と抵抗率(ρ)の関係から、電子ドーピング元素が増えると抵抗率が一様に減少することを確認した。熱電変換材料の熱電性能の一種であるPower Factor : PF(出力因子)の温度依存性の結果から、REMCO薄膜は室温領域において10^<-3>W/mk^2程度の優れた熱電特性を示し、実用化材料BiTe系に匹敵することがわかった。また、n,p型薄膜が各置換量に対して同じPFの値を示すことがわかった。また、その最も高いPFは無配向焼結体Nd_<2-x>Ce_xCuO_4のPFより約10倍程度高かった。混晶系RE_<2-x>Ce_xCuO_4(RE=Gd,Sm,Pr)薄膜においては、RE元素のイオン半径が大きくなるほどキャリア濃度が大きくなるという結果が得られ、(1)RE元素のイオン半径に依存する(2)RE元素が異なることでCe置換量に対するキャリア濃度増加量も異なることが確認された。これはRE元素によって頂点酸素量、Ce置換に対する頂点酸素の抜けやすさが変化するためと考えられる。さらに、イオン半径の大きなRE元素を用いた薄膜ほどキャリア移動度が大きくなり、電気抵抗率が小さくなる可能性が示唆された。今後、熱伝導率の低下を目的としたナノサイズの欠陥導入技術の構築とともに、母相のRE214材料のキャリア濃度の最適化を行うため、頂点酸素量の制御やイオン半径の大きなRE214薄膜作製技術の構築が必要と考えられる。混晶系RE_<2-x>Ce_xCuO_4(RE=Gd,Sm,Pr)

薄膜においては、RE元素のイオン半径が大きくなるほどキャリア濃度が大きくなるという結果が得られ、(1)RE元素のイオン半径に依存する(2)RE元素が異なることでCe置換量に対するキャリア濃度増加量も異なることが確認された。これはRE元素によって頂点酸素量、Ce置換に対する頂点酸素の抜けやすさが変化するためと考えられる。さらに、イオン半径の大きなRE元素を用いた薄膜ほどキャリア移動度が大きくなり、電気抵抗率が小さくなる可能性が示唆された。今後、熱伝導率の低下を目的としたナノサイズの欠陥導入技術の構築とともに、母相のRE214材料のキャリア濃度の最適化を行うため、頂点酸素量の制御やイオン半径の大きなRE214薄膜作製技術の構築が必要と考えられる。熱電変換材料の開発は、熱電性能として実用化の目安になるZT=1の無次元性能指数を示すBiTe系やPbTe系などの重金属を用いた合金系材料が主流であった。しかし、希少元素で毒性があり、高温、空気中での耐久性に乏しいため、使用上の問題点があった。近年、酸化物系材料などの超格子構造が、熱電特性の向上に有効であることが報告されている。「低次元・異方構造」を持つ酸化物材料は、環境負荷が小さく、原料が安価で、高温大気中でも安定であることから合金系材料に変わる熱電材料として期待されている。本研究では、導電層と絶縁層が交互に積み重なった自然超格子構造を有する強相関電子系酸化物を母材としたRE_<2-x>M_xCuO_4(RE214系:REMCO)材料に着眼した。また、薄膜化技術を用い、エピタキシャル成長させ、さらにRE^<3+>の一部をM^<4+>(M^<4+>=Ce^<4+>)、M^<2+>(Ca^<2+>,Sr^<2+>,Ba^<2+>)で置換して電子・ホールドーピングすることによりキャリア制御をしたn型Sm_<2-x>Ce_xCuO_4(SCCO),p型La_<2-x>M_xCuO_4(LMCO)酸化物熱電薄膜の作製を行い、RE214系における熱電材料としての可能性を検討した。作製条件の最適化を図ることにより、c軸配向したp型、n型RE214薄膜を得た。n型SCCO薄膜のゼーベック係数(S)と抵抗率(p)の関係から、電子ドーピング元素が増えると抵抗率が一様に減少することを確認した。またゼーベック係数の絶対値も同様の傾向を示した。熱電変換材料の熱電性能の一種であるPower Factor : PF(出力因子)の温度依存性の結果から、REMCO薄膜は室温領域において10^<-3>W/mk^2程度の優れた熱電特性を示し、実用化材料BiTe系に匹敵することがわかった。また、n, p型薄膜が各置換量に対して同じPFの値を示すことがわかった。薄膜のPFのキャリア密度依存性から、ある組成で極大値を持つことがわかった。キャリア密度が10^<20>cm^<-3>台を示すCe置換量x=0.02-0.05の間で最もPFが高くなることが予想される。また、その最も高いPFは無配向焼結体Nd_<2-x>Ce_xCuO_4のPFより約10倍程度高かった。以上より、RE214系において優れた熱電特性を示すには、(1)結晶配向性を向上する(2)キャリア密度を制御することが重要であることを確認した。H16年度の研究から、RE_<2-x>
トポロジカル絶縁体のスピン物性

近年発見されたトポロジカル絶縁体は、物質の新しい状態として注目を集めている。その特徴は、表面電子が低エネルギーでディラック方程式に従うことである。ディラック方程式に従う電子の運動量とスピンは結合しており、トポロジカル絶縁体を用いたスピントロ二クスの発展が期待されている。申請者は強磁性体をトポロジカル絶縁体に接合した系において、磁化と表面の輸送現象の関係について種々の現象を明らかにした。近年発見されたトポロジカル絶縁体は従来知られているバンド絶縁体とトポロジカルな意味で異なる状態として注目を集めている。その特徴は時間反転対称性を破らない摂動に対してロバストな表面状態の存在であり、表面の電子は低エネルギーでDirac方程式に従うことが知られている。我々は、トポロジカル絶縁体に強磁性体を接合した系において、磁化が歳差運動をする時に表面に生成される電流を調べた。歳差運動の軸がトポロジカル絶縁体の面内にある場合、磁化の運動によって直流電流が生成されることがわかった。この整流効果はパリティ異常に起因しており、トポロジカルに保護されていることも明らかにした。また、近年トポロジカル絶縁体を介したジョセフソン効果の実験が行われているが、我々はトポロジカル絶縁体表面におけるジョセフソン効果と近接効果を調べた。接合界面が乱れた接合を考え、超伝導領域はディラック電子ではなくシュレディンガー方程式に従う電子によりモデル化した。ジョセフソン電流の解析的な表式を与え、その特性とトポロジカル絶縁体表面に誘起される超伝導の対称性を明らかにした。最近の実験との整合性も明らかにした。また、近年スピン軌道相互作用の強い物質によるスピン流の吸収を示唆する実験が報告されている。我々は、不純物に起因するスピン軌道相互作用の大きさが空間的に変化している場合のスピン流の吸収を調べた。電場あるいはスピン蓄積によるスピン流が存在している系を考え、スピン軌道相互作用の空間勾配に起因するスピン流の解析的な表式を与えた。これを応用し、異なるスピン軌道相互作用の大きさを持つ金属接合の界面におけるスピン流の吸収を議論し、実験との関連性も議論した。Dirac方程式に従う電子の運動量とスピンは結合しておりスピントロニクスへの応用が期待されている。本研究では強磁性体とトポロジカル絶縁体を接合した系における電流誘起スピン拡散を調べた。強磁性体中のスピン密度とトポロジカル絶縁体の電荷密度の結合した拡散方程式を導出し、それを解くことでスピン蓄積と磁気抵抗を明らかにした。トポロジカル絶縁体の表面電子のスピン構造に起因して強磁性体中のスピン拡散は磁化の向きに依存することがわかった。また、強磁性体をトポロジカル絶縁体に2つ載せた系において巨大磁気抵抗効果を調べた。スピン偏極電流により巨大磁気抵抗効果を制御できることが分かった。有効的な電気化学ポテンシャルを導入してこの性質を直感的に説明する方法も提案した。さらに、シリセンに強磁性体を接合した系におけるバレー輸送及びスピン輸送を調べた。バレーとスピン自由度の結合の結果、電流はバレー偏極及びスピン偏極しており、ゲート電極により制御できることがわかった。特に、外部電場により完全バレー偏極及び完全スピン偏極した電流が生成可能であることが分かった。完全バレー偏極及び完全スピン偏極電流生成の条件も明らかにした。また、スピンコンダクタンスおよびバレーコンダクタンスは強磁性領域の長さの関数をして振動することが分かった。トポロジカル絶縁体の特徴はトポロジカルに保護された表面状態の存在であり、低エネルギーで電子はDirac方程式に従うことが知られている。このDirac方程式に従う電子は従来の電子系と異なり、運動量とスピンの向きが1対1に対応しており、スピントロニクスへの応用が期待されている。3次元のトポロジカル絶縁体に強磁性を接合した系における、磁化のダイナミクスにより誘起された電流を調べた。トポロジカル絶縁体の表面において、強磁性体の磁化の回転軸が表面内にある場合、磁化の運動は直流電流を生成することがわかった。この整流効果はアノマリーの結果であり、トポロジカルに保護されている。この整流効果が不純物に対しても安定に存在することもわかった。また、同様の系において電流誘起の磁化のダイナミクスを調べた。電流下でのLandau-Lifshitz-Gilbert方程式を数値的に解き、磁化のダイナミクス及び磁化反転を議論した。電流注入により生成する磁化に働くトルクは強磁性領域を通る透過率に依存し、交換場について非自明な依存性を示すことを明らかにした。この磁化のダイナミクスは逆spin

-galvanic効果の帰結であり、従来のように2つの強磁性体を用いる必要がないことを示した。また、強磁性体/トリプレット超伝導体接合において磁化のダイナミクスによりパンプされた電流を調べた。局在スピンがクーパー対のトリプレットベクトルが作るベクトルカイラリティと結合して、電流が生成されることがわかった。最終年度に実施した研究の成果:トポロジカル結晶絶縁体は結晶の対称性により定義されたトポロジカル数で特徴づけられる物質の新しい状態として近年注目を集めている。申請者はトポロジカル結晶絶縁体に磁性不純物をドープしかつ強誘電体を接合することで、トポロジカル結晶絶縁体表面に磁性と歪みを誘起した場合の輸送現象を明らかにした。磁性と歪みによりトポロジカル結晶絶縁体表面に現れるディラック電子にゲージ場および質量項を与えることができる。トポロジカル結晶絶縁体SnTe表面には4つのディラック電子が存在することが知られているが、磁性と歪みにより4つのディラック電子を独立に制御し、スピンと4つのディラック電子の間の輸送現象における相関を明らかにした。特に磁化の方向によって支配的なディラック電子の寄与を制御できることを示した。この成果によりトポロジカル結晶絶縁体を用いたスピンバレートロ二クスの今後の展開が期待される。研究期間全体を通じて実施した研究の成果:申請者は強磁性体をトポロジカル絶縁体に接合した系における種々のスピン物性を明らかにした。この系における熱流を計算しベリー位相や表面ギャップとの関係性を明らかにした。またトポロジカル絶縁体表面の電流誘起スピン偏極による強磁性体の磁化のダイナミクスを調べ電流誘起磁化反転の可能性を見出した。また、光によるスピン偏極や強磁性体の磁化のダイナミクスによる整流効果、トポロジカル絶縁体表面におけるスピンの拡散現象などを明らかにした。以上の成果によりトポロジカル絶縁体に特徴的なスピン物性を明らかにすることに成功したと言える。物性理論トポロジカル絶縁体に強磁性を接合した系における、磁化のダイナミクスによる整流効果や、トポロジカル絶縁体表面におけるジョセフソン効果と近接効果を明らかにできた。また、スピン軌道相互作用の大きさが空間的に変化している場合のスピン流の吸収を発見できたため。強磁性体とトポロジカル絶縁体を接合した系における拡散方程式を導出し、新しい知見を得ることができた。シリセンを用いた新しいスピントロ二クスデバイスの提案にも成功した。トポロジカル絶縁体に強磁性を接合した系における、磁化のダイナミクスによる整流効果や、その逆過程である電流誘起の磁化のダイナミクスなどトポロジカル絶縁体に固有のスピントロニクス現象を発見することができたため。トポロジカル絶縁体の電流誘起磁壁移動の研究を行う。最近、申請者はトポロジカル絶縁体の表面電子と結合した磁化の従う運動方程式(Landau-Lifshitz-Gilbert方程式)を導出した。この方程式を用いトポロジカル絶縁体に磁化のドメイン構造がある場合の電流誘起磁壁移動を調べる。
文化人類学における家族・親族領域を中心とするフィールドデータの処理と分析:調査ツールの開発とイメージ処理

本研究の目的は、文化人類学的なフィールドワークによって得られる多様なデータをパーソナルコンピュータを用いて現地で一次処理するための支援ツールを開発することにある。文化人類学が伝統的に研究対象としてきた社会では親族関係が社会の基本となっている。家族や親族、結婚に関する研究領域において人類学は多大な貢献を果たしてきた。人類学の調査で基本となるのは系譜をとることであり、人類学者は特定の人物(複数)を中心に系譜関係をノートに書き取り、村なら村人全員の関係を理解しようと努める。しかし、一枚のノートや紙切れにすべてを書き記すというのは困難である。全体を把握することが不可能に近いというだけではなく、系譜関係を見る視点が特定の人物により固定し、現実の社会関係を反映するような形で系譜関係を自由自在に見ることができない。本研究では家族・親族領域の調査資料を調査地において処理し、後の分析に有効に使用できるデータベース構造をもとにした調査ツールの開発をめざした。名前と人間関係を入力することで系譜関係がイメージとして把握でき、それを個人情報や家族構成の情報と連続させることで、調査社会の理解を促進かつ深めることが可能となるような調査ツールの開発をめざした。そして、家族・親族データについて、調査ツールを発展させた3次元のイメージ処理が可能な分析ツールを開発した。これは既製のデータベースソフトファイルメーカー・プロを利用したツールで、データベース構造とグラフィカルな表示を改良し、その検索ルーチンに関しても一段の工夫を加えた。最終的な微調整を施した後一般に公開する。
機械的な競争モデルの構成とその応用

一対のヒトの競争的なバランス運動を表す最単純モデルとして,結合倒立振子モデルを提案した.可到達集合のフラクタル解析により,初期姿勢から最終姿勢への対応が不確定となる条件を明らかにした.また,このモデルを介して2名が平衡を維持する実験を行い,被験者が創発するバランス戦略の特徴を測定した.制御性能が同等の被験者を提案モデルを介して結合すると,追従性が非対称化する現象などを明らかにした.一対のヒトの競争的なバランス運動を表す最単純モデルとして,結合倒立振子モデルを提案した.可到達集合のフラクタル解析により,初期姿勢から最終姿勢への対応が不確定となる条件を明らかにした.また,このモデルを介して2名が平衡を維持する実験を行い,被験者が創発するバランス戦略の特徴を測定した.制御性能が同等の被験者を提案モデルを介して結合すると,追従性が非対称化する現象などを明らかにした.四重安定性に関する実験的な成果として,PD制御器を磁性カムで代替した実験装置を開発し,所望の四重安定性を実現した。このために,周期πの復元力を発生する磁性カムを開発し,上下死点で安定する振子を2台製作し,リニアガイドを介して共通のレール上に設置した。この装置を用いて,まず,初期値依存性の実験として,適当な刻みで設定した初期姿勢(静止状態)から,装置を自由運動させて,4つある最終姿勢のどれに到達したかを記録する実験を行なった。その結果,フラクタル領域,すなわち最終姿勢への再現性が得られない初期条件の存在が実験的に確認できた。一方,協調棒たて実験については,上述の実験装置から磁性カムを取り除いた力学構造を有する実験装置を製作した。左右のリニアガイドにはそれぞれ操作用のハンドルを設け,被験者がこれを直接操作できる構造とした。2名を一組とする被験者らに協調バランス実験を実施してもらい,棒たて作業中の各振子の運動と,被験者の身体入力を同時に測定した。実験では,標準的な心理学的測定法に則り,被験者には共通の指示書を提示し,開始から振子転倒までを測定した。被験者の同じ組に対して,一定周期で試行を繰り返してもらい,学習の効果を観察した。以上に加えて,単独時の棒たて実験も実施し,比較用の実験データを得た。リンク棒を取り外した単独の振子での実験を,各回同じタイミングで測定・記録し,切断前後で等価なパラメータ条件を検討した。21年度の四重安定性に関する実験を一般化して,より一般の多重安足性を有する力学モデルをシミュレータ上に実装した.その運動をコンピュータ・スクリーン上に表示し,これを目視する被験者が,マウスの操作を介して,シミュレーション・モデルに制御入力を加えられる実験システムを開発した.被験者にシミュレーション・モデルの平衡点を切り替えるタスクを与え,被験者が創発した制御入力およびモデルの状態量を時系列として記録した.複数の被験者に共通のタスクを課す実験を実施したところ,被験者が創発する制御入力は多種多様で,有意な個人差が見出された.そこで,制御入力と状態量の時間変化の特徴を,平均値や分散などの振動論的な指標で定量化したところ,単一の操作入力を繰り返し用いるタイプの被験者,複数の類似する操作入力を併用するタイプの被験者,複数の相異なる操作入力を併用するタイプの被験者の3グループに,被験者の母集団が区別できることを明らかにした.以上の提案指標を応用して,被験者の個性を点数化・符号化する技術を発明し「脳科学検査システム」と称して特許出願した.さらに,発明した脳科学検査システムによって符号化された被験者の特徴を,就職試験等で用いられるSPI検査と関連付ける研究に着手した.特に,操作入力の分散が,SPI検査と高い相関を示すデータが得られた.この予備実験の結果を踏まえて,より多数の被験者についてデータを収集する研究を開始した.多重安定性を有する力学モデルの運動をコンピュータ・スクリーン上に表示し,これを目視する2名の被験者が,個別にマウスを操作して,シミュレーション・モデルに独立な操作入力を与えられる測定システムを開発し,測定実験を行った.2名の被験者にシミュレーション・モデルの平衡を保つ協調的タスクを与え,被験者が創発した制御入力およびモデルの状態量を時系列として記録したところ,被験者らが創発する制御入力は多種多様で,有意な個体差を見出した.この個体差を客観的に評価するための1つの方法として,被験者の感性を表す15種類の形容語対を用いて,セマンティックディファレンシャル法による感性評価実験を実施した.形容語対は,Osgoodによる形容語対(全76項目)と独自の形容語対(14項目)から,予備実験で操作を体験した被験者へのインタビューに基づいて選定した.得られた心理学的測定量と,前年度実施の振動論的測定量(被験者が創発した制御入力と対応するシミュレーション・モデルの運動の平均値や分散,ピークトゥピークなど)の相関分析を実施した.その結果,●自分のバランス誤差のRMSと操作の秩序性,自分の操作の難しさ●相手のバランス誤差のRMSと操作の秩序性,相手の操作の活動性,難しさ,相手への信頼度●自分の反応遅れ時間と自分の操作の活動性など,ヒトの操作と感性の関係を明らかにできた.その他,シミュレーテッドアニーリング法により,被験者単独の操作入力に極めて類似した制御器の同定に成功した.さらに,同様なバランスタスクの振動論的な評価関数と,SPI適性検査の得点を相関分析したところ,いくつかの検査項目について極めて高い相関を得た.
腎糸球体の再生過程における糸球体内皮細胞の役割に関する検討

私達は、各週齢におけるヒト胎児腎での内皮細胞形成時期や形成過程を明確にすることを目的として、FB21とα-Smooth muscle actin(SMA),ネフリンとCD31およびCD34を用いた免疫組織染色法にて各週齢におけるヒト胎児腎の染色程度を検索し、胎児期における糸球体内皮細胞の発生を検討した.その結果、胎児腎および乳児腎の糸球体におけるFB21、CD31やCD34の染色度は、胎生25週以降の糸球体内皮細胞で反応し、胎生40週にはほぼ成人と同様の染色性を有すること、また、α-SMAやnephrinの染色性はS期ではじめて認められ、その後、V、S、C、M期を経て段階的に進展し成熟することが明らかになった。一方、肝細胞増殖因子(Hepatocyte Growth Factor,HGF)は、多くの慢性臓器疾患に対して実質再生を促し線維化への進展を予防する因子とされており、腎組織においても腎組織障害時の修復因子の一つであり、動物実験において糸球体内皮細胞や上皮細胞の抗アポトーシス作用や内皮細胞障害時の血管新生およびメサンギウム細胞基質の増生抑制に働くことが報告されている。そこで、私達はヒト腎炎におけるHGFの役割を明らかにするために紫斑病性腎炎(HSPN)患児におけるHGFとHGF受容体(c-Met)発現度と腎炎の糸球体や間質の硬化性変化との関連性を検討した。その結果、腎機能低下や持続性腎炎を呈した症例では、血清中のHGF濃度は低く、糸球体内c-Metの発現度が低いことが示された。これはすなわちHGF濃度が高く、c-Metの発現性が高い症例ほど腎機能が保持され、障害糸球体の再生過程においてHGFやc-Metが関連している可能性を裏付ける成績であった。【目的】糸球体は、V期(vesicle stage)、S期(S-shaped body stage)、C期(capillary loop stage)、M期(maturing stage)の4つの発達段階を経て成熟する。糸球体、特に糸球体内皮細胞の発達過程を明らかにするために、剖検により得られた胎児および乳児腎を用いて、週数ごとの前糸球体発達段階の割合の変化を検討した。また、一方で内皮細胞障害の指標として用いられているFB21を使用して、糸球体内皮細胞の成熟過程を評価した。【方法】対象は、福島医科大学付属病院で施行された剖検例で、腎疾患が原因にて死亡した症例を除いた胎児30人、乳児10人、および大人10人とした。胎児および乳児剖検例は在胎週数または月齢により分け、これらの剖検腎組織を用い、成熟糸球体と糸球体内皮細胞の形成過程を検討した。FB21による免疫染色を施行し、糸球体発達度は、各群の全糸球体に占めるV期、S期、C期、M期の割合にて評価した。【結果】1)胎児腎および乳児腎の糸球体の中で、V期の占める割合は胎生19週以前で一番高かった。その後、週数が経つにつれ、V期の割合は徐々に低下したが、乳児期においても残存していた。S期、C期の割合は胎生20週から28週頃まで各々20%前後を占め、胎生32週以降になると、徐々に低下し、出生後には消失した。M期は胎生20週頃より出現し、以後、経時的に増加した。2)胎児腎および乳児腎の糸球体におけるFB21の染色度は、胎生25週以降の糸球体内皮細胞で反応し、胎生40週にはほぼ成人と同様の染色性を有した。【結語】