hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロ波プロセスによるサンドイッチ型セラミック積層体の材料設計と機能制御

本研究では、マイクロ波の吸収性の違いによって生じる熱的非平衡反応場を積極的に利用して、サンドイッチ型構造を持つセラミックス積層体のマイクロ波プロセッシングを検討した。具体的には、セラミックサンドイッチとして、緻密な電解質と一対の多孔質な電極からなる固体酸化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell : SOFC)を検討対象材として以下の2点に関して研究に取り組んだ。1.アノード用多孔質基板と電解質膜のマイクロ波共焼成2.電解質上へのカソードおよびアノード材のマイクロ波同時焼き付け以下に、得られた知見の概要を上記の検討項目ごとに記す。1.マイクロ波共焼成によって得た電極支持型電解質膜を用いて単セルを試作し、発電特性を検討した結果、電気炉を用いて行った通常加熱で得た試料に比べ、高い発電特性が得られることがわかった。その要因をインピーダンス技法を用いて解析したところ、マイクロ波プロセスによって(1)アノード基板内で電極反応場が増加したことと、(2)アノードと電解質との界面での抵抗が低減したことが示唆された。2.マイクロ波プロセスおよび通常の電気炉加熱プロセスで得た試料を用いてそれぞれ単セルを試作し、その発電特性を検討した結果、前者のプロセスを採用した場合の方が、わずかながら発電特性が低くなるもののより低温で焼き付けが可能であることがわかった。これは、マイクロ波加熱特有の内部加熱による効果的な熱利用の結果であると考察された。本研究では、マイクロ波の吸収性の違いによって生じる熱的非平衡反応場を積極的に利用して、マイクロ波良吸収体をコアとしたセラミックサンドイッチのマイクロ波プロセソシングを検討している。具体的には、セラミックサンドイッチとして固体酸化物燃料電池(Solid Oxide FuelCell:SOFC)を取り上げ、アノードに用いられた多孔性基板と、電解質膜のマイクロ波共焼成プロセスを検討し、得られた試料の燃料電池特性を検討した。実験には、周波数2.45GHz、出力1.5kWの性能を有するマイクロ波装置が用いられた。また、検討対象試料には、我々の研究グループがこれまでに低温作動型SOFCの開発を目指して取り組んできた、電気泳動堆積法によって作製された電極支持型安定化ジルコニア電解質膜が用いられた。以下に、得られた知見の概要を記す。(1)マイクロ波共焼成プロセスの下、安定化ジルコニア電解質膜のち緻密化が可能であった。(2)マイクロ波共焼成プロセスによって得られた電極支持型電解質膜を用いて単セルを試作し、半自作の発電特性評価システムを用いて特性を検討したところ、電気炉加熱で得た試料を用いて作製されたセルより、高い発電性能を示すことが明らかになった。その要因に関しては現在検討中であるが、これまでに得た結果に基づくと、電極触媒反応の高性能化がより高い発電特性を実現させたと考察された。
国家成立期における玉類の流通と社会変化の因果関係に関する考古学的研究

九州方面で2回、山陰、関東、東北方面で各1回、発掘調査によって出土した資料の所蔵機関を訪問して、弥生古墳時代の墳墓から出土した玉類の観察を行い、材質や法量についてのデータを収集した。その結果、各地域において流通していた玉類の構成や比率を提示するためのデータを多く追加することができた。特に注目される知見としては、1弥生時代後期中葉後葉の北部九州において出現する多様なガラス製小玉の間に、出現時期の相違や流通量の地域差が認められる可能性が高いことが判明した、2関東周辺において、土器と共伴して出土した玉類のデータが追加できたことから、時期的な変化についての理解がより確実なものとなった、3山陰では、弥生時代中期に溯って、生産地が判明していない水晶製玉類の流通が認められた、などが挙げられる。まだ、未調査資料が多く残っているので、さらに基礎的な調査を継続し、玉類の流通状況の変遷を明確にしていく予定である。一方、いくつかのガラス製玉類について、鉛同位体比の分析を外注した。まず、これまで日本列島出土品としては分析例がなかったナトロンガラスに関しては、着色剤として使用されたコバルト原料が、イラン産と考えられているものと類似した鉛同位体比を持つことが判明した。また、時期的に連続し、製作技法や着色剤の選択も共通する高アルミナタイプのカリガラスと高アルミナタイプのソーダガラスでは、着色剤として使用された銅の原産地が全く異なることが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。
有無・量的大小・増減・出現消滅の述語の総合的研究

本計画は、大規模コーパス(新聞記事・国会会議録など)における共起用例の統計的調査に立脚する。量的大小を表す形容詞述語と量的名詞との共起関係とその通時的推移、量的形容詞反義対における名詞類との共起傾向の比較、有無と大小の述語の意味的・統語的性質の関係、増減の述語と大小の述語との関係などについて、統計的データに基づき、主として意味論的観点からの考察を行った。平成23年度に引き続き、尺度性を持った属性を表す名詞と属性の大小を表す形容詞類との共起関係について、共時的・通時的観点から分析を行った。本年度は、特に量的形容詞の反義関係に着目した用例分布の分析を行った。その結果知り得た重要な事実は次のとおりである。反義語間での共起用例数の比較を単純に行った場合、「濃い-薄い」を除く多くの語では、名詞との共起は、大値語の方に偏っていることが分かった。ただし形容対による相違があり、「強い-弱い」などで特に偏りが大きい。これらのことは、国会会議録・新聞記事という性質の異なるコーパスで見られる傾向なので、反義語対の意味的性質を反映したものと考えられる。名詞に対する、当該形容詞の用例数総計における大値語-小値語の共起割合と大きく異なった共起割合を示す反義語対を検出した結果、「大きい-小さい」では特異的に大値語との共起の多い名詞が多いこと、「多い-少ない」「濃い-薄い」ではその反対の傾向の名詞が多いことが分かった。特に「濃い-薄い」の特異性が顕著である。通時的に見て「多い」の意味領域が縮小した可能性を前年度までに見いだしたが、さらにそれを裏付ける事実が得られた。有無を表す述語、および、増減を表す述語に関して、尺度性を持つ名詞類の共起についての分析の基礎となる数量的データを作成した。有無の述語については、名詞別用例頻度の分析の結果からは、「長い-短い」などの形容詞に比較的近い分布を示すことが分かった。大規模コーパスを用いた計量的調査により従来知られていなかった多くの知見を得た。程度的な名詞の、形容詞別共起傾向の推移の分析から次のことが分かった。(1)「高い」「大きい」「強い」のいずれかとの共起率が上昇している名詞が多い。各形容詞にとの共起率の上昇した名詞を眺めると、意味的な共通点が認められる。大局的には、主に単一の形容詞と共起する方向にまとめられていく変化とみなしうる。(2)多くの名詞に対して共起率が顕著に減少した形容詞は「多い」であり、一種の意味変化と考えうる。(3) (1)(2)ともに、対応する小値語での変化は、より遅いか、不明瞭である。量的形容詞の反義関係に着目した分析から、次の知見を得た。(1)「濃い-薄い」を除く多くの語では、名詞との共起は、大値語に偏っている。「強い-弱い」などで特に偏りが大きい。(2)名詞と各形容詞対との関係を見ると、「大きい-小さい」では特異的に大値語との共起の多い名詞が多いこと、「多い-少ない」「濃い-薄い」ではその反対の傾向の名詞が多いことが分かった。有無の述語における名詞別用例頻度の分析の結果からは、「長い-短い」などの形容詞対に比較的近い分布を示すことが分かった。最終年度は、量的な増減を表すことのある述語32種について、主語名詞との共起傾向を調査した。特に「高まる、強まる」「薄まる、薄れる、薄らぐ」「増す」の3群の述語について、各群内の各語が高い共通性を示すこと、3群相互の間にもある程度の共通性があることが分かった。また、増減動詞と形容詞を対応付け、それぞれの名詞との共起傾向を比較した。「強まる:強い」では共起傾向の相関が高いが、「高まる:高い」ではやや弱い。さらに、「増す:多い」の比較では「可能性」「危険性」「甘み」などは「増す」とはよく共起するが「多い」とはそれほど共起しない。この事実は「多い」の用法縮小と関連する可能性がある。1尺度的な側面を有する名詞と、量的形容詞類および増減の動詞との結合傾向に関する研究を行うため、本年度は、今後の研究の立脚点となるデータの抽出と、予備的な分析・考察とを行った。新聞記事・自作Webコーパス、国会会議録から名詞と量的大小の述語、増減の述語の共起用例を抽出し、組み合わせに関する基礎的統計を作成した。また、今後の分析処理に必要となるスクリプトを設計・作成した。2「可能性」など一部の名詞に関して、その前部要素の特徴(テンス・特徴的な語の存在)によって分けた共起形容詞類(今回は「大」の類のみ)別の用例数を求め、例えば「大きい」「強い」「高い」の間に、従来知られていなかったような使い分けの傾向があることが分かった(投稿準備中)。

3何らかの意味で程度を問題にしうるような性質を有する名詞一般(168語)に関して、国会会議録を用いて、形容詞(今回は「大」の類)別共起傾向の推移を分析し、次のような変化傾向の存在を発見し、論文として報告した。(1)「高い」、「大きい」、「強い」のいずれかとの共起率が上昇している名詞が多い。各形容詞について、それとの共起率の上昇した名詞・一貫して共起率の高い名詞を眺めると、意味的な共通点のある語群が認められる。大局的に見れば、元々は共起形容詞の顔ぶれに関して多種多様であった諸名詞が意味的な類似性を軸として、主に単一の形容詞と共起する方向にまとめられていく変化とみなしうる。(2)多くの名詞に対して共起率が顕著に減少した形容詞は「多い」である。これは、大局的には、一種の意味変化と考える余地がある。つまり、抽象的な量の大きさを表わす用法を縮小する方向への変化である。研究の目的のうち、1.尺度的な側面を有する名詞と、その値の大小を表す述語として用いられる量的形容詞類および増減の動詞との結合傾向に関する共起用例のデータ作成に関しては、ほぼ実現できた。2.共起用例データを数量的な方法を用いて分析し、どのような意味特徴を持った名詞がどのような形容詞類とよく結合するのかを明らかにすることについては、大小の述語と名詞の共起に関しては、分析結果を論文として公刊した。増減の述語と名詞の共起に関しては、24年度にある程度の見通しを得たので、本年度に分析を進め論文としてまとめる。3.諸名詞類が、有無・多寡・出現消滅の述語のうちどれとよく共起するか、また、プラス(有・多・出現)とマイナス(無・少・消滅)のどちらの述語とよく共起するかのパターンの分析について。多寡の述語に関しては分析結果を論文として公刊し、有無の述語に関してもハとガの選択を含めた調査を行い一定の知見を得た。4.一般的な名詞句を主語とする有無(存在/不存在)の述語と多寡の述語の平行性に特に注目し、コーパスの用例から得られる事実を参照して、それらを有する文に関する包括的な統語論・意味論の枠組みを提案すること、および、5.以上を踏まえ、当該述語類と名詞類のそれぞれを総合的な観点から特徴付け、諸事実に対する説明を与えることについては、ある程度の準備と考察は行っているが、論文化は本年度の課題である。なお当初は考えていなかったが、データから形容詞「多い」の意味領域の通時変化の可能性に気づき、その理由の考察を行っている。尺度的な側面を有する名詞と、量的形容詞類・増減の動詞の組み合わせの用例に関する基礎的なデータの抽出と予備的な分析・考察、スクリプト作成についてはおおよそ計画通りに進捗した。それに加えて、当初は予定していなかったことであるが、168語の名詞に関して国会会議録を用いて、形容詞(今回は「大」の類)別共起傾向の推移を分析し、いくつかの新発見を行い報告することができた。平成24年度までに蓄積したデータに基づき、まだ十分な分析を終えていない増減や有無の述語を中心に分析を進め、総合的な観点からの考察を行う。最終年度として研究成果を国際的な学会で発表し、成果報告書を公刊する。具体的には、1.増減の述語を、大小述語に対応した尺度次元によって分類し、それぞれとの共起パターンによって名詞をグループ化する。それらについて、大小の述語の場合との関係を考察する。2.有無・多寡の述語の共通点や相違に関して、ガとハの選択を含めた名詞別共起用例数の分析に基づいた考察を行う。3.以上を踏まえ、総合的な観点から、当該述語類と名詞類のそれぞれを特徴付け、これまでに知られた諸事実に対する説明を与える。当初は予定していなかったが、「多い」の通時的意味変化の可能性について、複数のコーパスの調査に基づいた考察を進める。
大腸菌の全tRNA修飾酵素遺伝子の同定とtRNA修飾塩基の網羅的機能解析

1大腸菌の遺伝子破壊株を用いた大腸菌全tRNA修飾酵素遺伝子の同定(関根・鈴木)(1)RNA修飾酵素の網羅的探索のためには、多くの機能未知遺伝子(または機能既知遺伝子)の破壊株の培養、細胞からのRNA抽出とその解析を効率的に行う必要がある。そこで、ディープウェルプレートを用いた大腸菌の培養と96ウェルのタイタープレートを用いたRNA抽出により、1日あたり196サンプルのペースでサンプルが調製できるシステムを開発した。高速液体クロマトグラフィー質量分析装置(LC/MS)を用いた分析法もすでに検討を終了し、1日あたり19サンプルの自動分析が可能となった。これにより、1ヶ月の自動分析で約600サンプルを処理することができる体制が整った。(2)当初の計画では、大腸菌の各遺伝子の破壊株を1つ1つ解析する予定であったが、それに先立って、より効率良くtRNA修飾酵素遺伝子を探索するために、大腸菌ゲノムの広範囲ゲノム欠失変異株[加藤潤一博士(都立大)作製]及びYale大CGSCより取り寄せた広範囲ゲノム欠失変異株からRNAを抽出し、その分析を行った。その結果、13株で修飾の欠損が観測された。このうち3株については既知の修飾酵素遺伝子がゲノムの欠失領域に含まれることから、残りの10株は新規の修飾酵素遺伝子を欠失していることになる。欠損が観測された修飾塩基は、s2U, ac4C, Q, cmo5U, m7G, mnm5s2Uなどである。これら欠失領域中には1020個の遺伝子が含まれている。今後は、欠失領域中のどの遺伝子が修飾酵素遺伝子であるのかを決定していく予定である。なお、この広範囲ゲノム欠失変異株の解析により、既に大腸菌の1968個のORFについての探索を行ったことになる。
脂溶性生理活性物質による翻訳後修飾の制御機構の解明

ダイオキシン受容体(AhR)のユビキチン化修飾による蛋白分解が、ヒストンアセチル化酵素CBPによって調節されていることを見出した。ダイオキシン受容体(AhR)が基質ERをユビキチン化して蛋白質分解に導く機能と転写制御機能について、その分子機構解明を行った。AhRに相互作用する翻訳後修飾因子として、CBP/p300をこれまでに同定している。また、CUL4BはAhRに相互作用してユビキチン化翻訳後修飾を行う。AhRがリガンドによって活性化された際、蛋白質分解に関与するK48-linkユビキチン化を促進することが明らかとなった。一方、転写を活性化しないアンタゴニストにおいても、AhRのK48-linkユビキチン化を促進するものと、抑制するものとが存在することが明らかとなった。その分子機構として、K48-linkユビキチン化および蛋白質分解と、CBPのリクルートメントが関連することを見出した。すなわち、CBPは異なるリガンドによってAhRへのリクルートが促進あるいは抑制される。すなわち、アセチル化とユビキチン化という異なる翻訳後修飾がAhRの制御においてクロストークすることが明らかとなった。一方、AhRのユビキチン化機能の生理的意義の解明のため、基質の探索を行った。その結果、b-cateninが大腸がん由来細胞においてAhRの基質となることを見出した。AhRはin vivoおよびin vitroでb-cateninをユビキチン化した。したがって、AHRのユビキチンリガーゼ活性は生体内においても役割を有し、その一端は、腸内での代謝物依存的な活性化によるb-catenin分解であることが示唆された。AhRの標的となる基質のさらなる探索のため、AhR相互作用因子を生化学的に精製を進めており、複数のヒストン修飾因子が同定されてきている。以上、AhRの翻訳後修飾における機能的役割の一端を解明した。すなわち、アセチル化とユビキチン化という異なる翻訳後修飾がAhR上でクロストークすることが明らかとなった。その分子機構解析の結果、CBPがユビキチンをアセチル化する可能性を見出した。CBPをリクルートしないリガンド(部分アンタゴニスト)の一つであるRSVは、AhRのK48-linkユビキチン化を抑制し、逆にK63-linkユビキチン化を促進した。以上より、転写因子AhRが異なる翻訳後修飾によって機能制御を受ける分子機構の一端を明らかにした。
メモリーCD8T細胞の維持に関与する新規サイトカインの探索

メモリーCD8+T細胞の分裂を司るIL-2およびIL-15以外のCD122を利用する新規サイトカインの分子同定を行うために、メモリーCD8+T細胞の分裂がもっとも良く認められる臓器の一つである脾臓の細胞からcDNA発現ライブラリーを構築した。これをCOS細胞に一過性にトランスフェクションし、その培養上清を得、この培養上清添加によってメモリーCD8+T細胞分裂もしくはCTLL2細胞分裂を誘導する能力を持つプラスミドを単離することを試みた。この発現クローニング法と並行して、脾臓細胞を用いてDNAマイクロアレイ法を行い、生体内IL-2除去によって制御される遺伝子を網羅的に探索した。発現変化が見られた遺伝子について全長cDNAを入手もしくはクローニングを行い、前述の発現クローニング法によりその増殖誘導効果を調べた。また、IL-2およびIL-15にアミノ酸配列が類似した遺伝子をDNAデータベースから探索し、目的遺伝子の候補を選抜後、その全長遺伝子をクローニングした。これら候補遺伝子群は、上記in vitroのバイオアッセイのほか、マウス生体に発現プラスミドを投与することによって生体内で一過性に目的の候補タンパク質を発現させる実験系を用いて、in vivoにおいてもスクリーニングを行った。それぞれのスクリーニングの陽性コントロールにはIL-2を使用した。またこれら候補タンパク質の発現はin vitroにおいてタグを指標にしたウェスタンブロット解析によって確認した。しかしながら、今年度において目的であるメモリーCD8+T細胞の分裂を司る新規サイトカインの分子同定には至っていない。
原子間力顕微鏡による関節の表面構造・粘弾性的性質の計測と関節潤滑メカニズムの解明

変形性関節症における関節潤滑の機能低下のメカニズムを解明するために,家兎の前十字靭帯を切離し,ケージ内で12及び24週飼育することにより,変形性関節症モデルを作成した。屠殺後,周囲軟組織を切除した膝関節に対し振り子試験を行い,摩擦係数を測定し,潤滑性能の指標とした。このときの荷重は,家兎体重の約53%,および85%とし,摩擦係数は揺動角0.1radにおける値とした。その後,軟骨の摩擦部分をメスで摘出し,原子間力顕微鏡にて形状を観察した後に表面粗さを求めた。さらに,原子間力顕微鏡で軟骨の押し込み試験を行い,剛性を求めた。健常膝の摩擦係数が約0.01であったのに対し,変形性関節症膝の摩擦係数は0.02と有意に増大し,潤滑機能の低下が確認された。表面観察の結果,健常軟骨ではプロテオグリカン凝集体と考えられる,高さ2μm程度の突起物が多く見られたが,変形性関節症膝では突起物が減少していた。表面粗さは,健常の場合に274nmであったのが,変形性関節症では145nmに,有意に低下していた。剛性は,健常の場合,24.3x103N/mであったのが,変形性関節症では35.0x103N/mに,有意に増大していた。健常関節で多く見られた軟骨表面の突起は,関節液の見かけ粘度を増大させ,関節の潤滑機能を高めており,逆にこの突起の少なかった変形性関節症膝では,潤滑性能が低下したと考えられた。また,変形性関節症では,軟骨の剛性増大がスクイズ膜による弾性流体潤滑に悪影響を及ぼし,潤滑性能が低下した,と考えられた。以上から,変形性関節症では,軟骨表面のプロテオグリカン層が破壊されると同時に,軟骨の硬化が起こり,潤滑機能の低下に至ることが示唆された。変形性関節症における関節潤滑の機能低下のメカニズムを解明するために,家兎膝関節軟骨を対象とした実験を行った。家兎の前十字靭帯を切離し,ケージ内で12及び24週飼育することにより,変形性関節症モデルを作製した。屠殺後,膝関節を摘出し,周囲軟組織を切除した後に,振り子試験により摩擦係数を測定し,潤滑性能の指標とした。このときの過重は,家兎体重の約53%,および85%とし,摩擦係数は揺動角0.1radにおける値とした。健常膝の摩擦係数が約0.01であったのに対し,変形性関節症膝の摩擦係数は0.02ほどであり,潤滑機能の低下が確認された。表面観察の結果,健常軟骨で多く見られた高さ2μm程度の突起物が,変形性関節症膝では減少していた。この突起は,プロテオグリカン凝集体と考えられた。表面粗さは,健常の場合に274nmであったのが,変形性関節症では145nmに低下していた。剛性は,健常の場合,24.3x10^3N/mであったのが,変形性関節症では35.0x10^3N/mに増大していた。剛性の増大は,スクイズ膜による弾性流体潤滑に悪影響を及ぼすため,変形性関節症において潤滑性能が低下していたと考えられた。健常関節で多く見られた軟骨表面の突起は,関節液の流動性を低下させ,関節の潤滑機能を高めると考えられた。逆にこの突起の少なかった変形性関節症膝では,潤滑性能の低下に至ったと考えられた。以上から,変形性関節症では,軟骨表面のプロテオグリカン層が破壊されると同時に,軟骨の硬化が起こり,潤滑機能の低下に至ることが明らかとなった。

また,変形性関節症では,軟骨の剛性増大がスクイズ膜による弾性流体潤滑に悪影響を及ぼし,潤滑性能が低下した,と考えられた。以上から,変形性関節症では,軟骨表面のプロテオグリカン層が破壊されると同時に,軟骨の硬化が起こり,潤滑機能の低下に至ることが示唆された。
自閉症状と伴い重度精神遅滞をもつ一卵性双生児の効果的な指導に関する研究

本研究の対象児である一卵生双生児2組4人について,各自の自閉症状と精神遅滞の程度を特定するため,日常の学習の様子を観察し,かつ, VTRに収録し,分析した.ここで分析した要因の同定については,発達検査やチェックリストの結果からもカテゴリー別に検討し,補充するようにした.4人の対象児の学習集団における指導について,以下の知見を学級担任に提示することができた.1.対象児一人ひとりの指導要素を特定するため,母学級での学習の様子について,適応状況と観察,分析した結果,教師が個別にかかわり合ったり,対象児の関心のある学習課題を提示されると,意欲を示していた.反面,小集団指導や新しい課題への取り組み時に問題行動が多く生起し,これらが学習の遂行に深く関連していることが明らかになった.2.母学級における学習のうち問題行動として分析した離席行動,自傷行為,自己刺激行動,ロッキングについて,それらが出現する要因を同定した.その結果,教師側の変数として,発問のしかた,指示(言語,動作等を含む)のしかた,課題の与え方,課題の難易度や経験の有無等が不適応行動の生起にかかわりのあることが考察された.3.問題行動の生起要因のひとつである教師と対象児のコミュニケーションの機能水準を検討した結果,サイン,身ぶり,写真等の伝達手段を併用したことの有効性が見出された.4.対象児の個別指導計画をたてるために,いくつかの課題学習を通して各自の認知能力(類似,差異の記憶と弁別)を把握し,最低必須内容に関する基礎資料を得た.今後は,積極的に課題へ従事していくための方策として,教師側と子供側の要因と指導方法の検討を要する.本研究の対象児である一卵生双生児2組4人について,各自の自閉症状と精神遅滞の程度を特定するため,日常の学習の様子を観察し,かつ, VTRに収録し,分析した.ここで分析した要因の同定については,発達検査やチェックリストの結果からもカテゴリー別に検討し,補充するようにした.4人の対象児の学習集団における指導について,以下の知見を学級担任に提示することができた.1.対象児一人ひとりの指導要素を特定するため,母学級での学習の様子について,適応状況と観察,分析した結果,教師が個別にかかわり合ったり,対象児の関心のある学習課題を提示されると,意欲を示していた.反面,小集団指導や新しい課題への取り組み時に問題行動が多く生起し,これらが学習の遂行に深く関連していることが明らかになった.2.母学級における学習のうち問題行動として分析した離席行動,自傷行為,自己刺激行動,ロッキングについて,それらが出現する要因を同定した.その結果,教師側の変数として,発問のしかた,指示(言語,動作等を含む)のしかた,課題の与え方,課題の難易度や経験の有無等が不適応行動の生起にかかわりのあることが考察された.3.問題行動の生起要因のひとつである教師と対象児のコミュニケーションの機能水準を検討した結果,サイン,身ぶり,写真等の伝達手段を併用したことの有効性が見出された.4.対象児の個別指導計画をたてるために,いくつかの課題学習を通して各自の認知能力(類似,差異の記憶と弁別)を把握し,最低必須内容に関する基礎資料を得た.今後は,積極的に課題へ従事していくための方策として,教師側と子供側の要因と指導方法の検討を要する.
小口径人工血管の血液適合性と抗血栓性獲得に関する研究

小口径人工血管の移植後の開存性向上のための基礎研究として、新しい生化学的内面処理を行った小口径人工血管を雑種成犬の頸動脈に移植し、移植早期に人工血管内面に発現するfibronectineやfibrin、collagenなどの蛋白質の挙動を酵素抗体法や色素比色法で測定し、移植早期の抗血栓性獲得機序を明らかにするために検討した。expanded polytetrafluoroethylene(ePTFE)人工血管に生化学的修飾処理(共有結合)としてfibronectin、insulin、collagenを加工処理した口径3mm4mmの人工血管を犬頸動脈に移植して、その開存性や血液適合性、組織適合性についての組織学的検討を行うとともに、人工血管内面に形成される蛋白膜についての検索を行った。コントロールとしてsegm ented polyurethane人工血管、無処置のePTFEを同様に移植した。結果:開存性に関しては無処置のePTFE、polyurethane人工血管と処理を行ったePTFEとの間で有意差はなかった。しかし、組織学的検討ではfibronectin、collagen処理ePTFEでは移植早期から線維芽細胞の人工血管構造内への進入、器質化の促進が認められ、細胞誘導にこれらの蛋白が促進的に働き、小口径人工血管の性能向上への応用が示唆された。小口径人工血管の移植早期から遠隔期における血液適合性と抗血栓性獲得に関与する因子を探る目的で、新しい生化学的内面処理を行った小口径人工血管の移植実験を行い、人工血管内面に移植後形成される蛋白膜構造と人工血管内面へ集積する血小板の動態について検討した。平成5年度はゲラチン、コラーゲン、ヘパリン分子によって修飾加工処理された口径3mmのePTFE(expanded polytetrafluoroethylene)人工血管を雑種成犬8頭の頚動脈および大腿動脈に移植して、移植後早期に人工血管内面に形成される蛋白膜の形成状態と組成、および内面に付着する血小板動態の測定を行った。修飾処理した人工血管内面には、移植直後より血小板の集積とFibrinを主体とした蛋白膜が形成された。人工血管内面に集積する血小板数は、蛋白膜形成とともに経時的に低下し、移植後1週における集積率は移植直後と比較して1/10程度に低下することがIn-oxinシンチグラムで確認された。これは蛋白膜のFibrinが血液接触面で形成されると同時に線溶をうけ溶解するため、血小板集積が阻止され、抗血栓性を発揮するものと考えられた。移植早期に発現するFibrin薄膜のきわめて強い抗血栓性が確認された。この蛋白膜形成に影響を与える因子として、修飾材料の検討では、コラーゲンが均一でかつ薄い蛋白膜形成に促進的に作用することが観察された。ヘパリン分子は移植直後の内面への血小板集積を抑制するものの、Fibrin膜形成に関しては修飾処理を行わない人工血管と有意差はなく、移植直後の抗血栓性向上に寄与するのみであった。修飾加工による蛋白膜制御が、小口径人工血管の早期開存率向上のキーポイントとなる可能性が示唆された。小口径人工血管の移植後の開存性向上のための基礎的研究として、新しい生化学的内面処理を行った小口径の人工血管を雑種成犬の頸動脈の置換実験を行い、移植早期に人工血管内面に発現するfibronectinやfibrin、collagenなどの蛋白質の挙動を酵素抗体法や色素比色法で定量化し、移植早期の抗血栓性獲得機序を明らかにするため検討を行った。本年度はexpanded polytetrafluoroethylene(ePTFE)人工血管に生化学的修飾処理としてフィブロネクチン、ゼラチン、およびヘパリン分子を加工処理した口径34mmの人工血管を犬頸動脈に移植して、その開存生や血液適合性、組織適合性について組織学的、走査電子顕微鏡的に検討するとともに人工血管内面に誘導される蛋白膜についての検索を行った。また、内皮化の指標として器質化の進展と共に形成される仮性内膜の機能、すなわち血管弛緩因子(NO)の発現に関する基礎的検討を行った。結果:開存性に関しては、無修飾のePTFEとフィブロネクチン等の修飾加工処理を行った人工血管との間には有意差は認めなかった。

しかし組織学的検索では、フィブロネクチンおよびコラーゲン処理人工血管では早期に腺維芽細胞の人工血管構造内への侵入、器質化の促進が認められ、細胞誘導にこれら蛋白が促進的に働いていることが確認された。仮性内膜の内皮細胞機能を評価する方法としてのNOによる血管弛緩反応検査は、測定装置に更に改造を行う必要があるものの、仮性内膜が機能を持った内皮細胞から形成しているか否かの判定に有用である可能性が示唆された。
胃切除・迷走神経切離の消化管運動に及ぼす影響と門脈血流量変動に関する実験的研究

本研究の目的は胃切除や迷走神経切離(迷切)が消化管運動と門脈血流量に及ぼす影響を明かとし、胃切除や迷切の結果生じる術後障害の病態生理を解明することにある。成犬を用いて次のごとく実験を行った。まず迷切の影響をみるために、空腹期および食餌投与前後の消化管筋電図と門脈血流量の記録を検討した。食餌負荷は濃厚流動食と固形食を用いた。これにより、以下の結果を得た。1.迷切前では空腹期の門脈血流量は胃十二指腸のPhaseIIIに一致した1030%の周期的な増加が認められた。迷切後は胃十二指腸のPhaseIII発生が著明に抑制され、門脈血流量の変動も消失した。2.食餌投与により消化管筋電図は食後期様式に一変し、門脈血流量も5080%の上昇を示した。時間の経過と共に門脈血流量は漸減し、空腹期レベルに低下、筋電図もmigrating myoelectric complex(MMC)がみられる空腹期様式に移行した。迷切後も同様の変化を示した。3.食餌投与から筋電図上MMCが出現するまでの時間(MMC抑制時間)も門脈血流量が空腹期レベルに低下するまでの時間(門脈血流量上昇時間)も食餌の違いによる差、迷切前後での差は認めなかった。4.迷切前ではMMC抑制時間と門脈血流量上昇時間は正の相関関係を示したが、迷切後この関係は消失した。以上から迷切術は消化管運動のみならず、門脈血流量にも大きな影響を与え、両者の密接な関連をも障害することが判明した。このことが迷切術後障害の一因をなすと考えられた。また胃切除の影響を検討すべく、胃切除後6ヶ月以上を経た成犬を用い、迷切実験と同様な食餌負荷を行って消化管筋電図および門脈血流量を記録する実験を行った。5頭を予定しているが、現在3頭の実験が終了している。本研究の目的は胃切除や迷走神経切離が消化管運動と門脈血流量に及ぼす影響を知り、胃切除後障害や迷走神経切離術後の病態生理を解明することである.研究初年度の本年は、まず迷走神経切離術前後の運動変化と門脈血流量の変動について成犬6頭を用いて実験的に検討した.検討項目は以下の通りである.(1)空腹期の消化管運動の変化と門脈血流量の関係(2)食餌投与後の門脈血流量増加態度と消化管運動様式の変化(3)食餌の投与内容(固形食、流動食)による運動と血流変化の差異結果:(1)空腹期の門脈血流量は胃十二指腸の強収縮波群(PhaseIII)発生に同期した周期的な増加が認められた.迷切後は胃の強収縮波群発生が明らかに減少、同時にこの門脈血流量変動の周期的リズムも消失した。(2)食餌投与後、消化管よりMMC(migrating myoelectric complex)は消失し食後期運動様式に移行した.門脈血流量もこの変化にともない増加し一定の増加が持続した後、漸減し、血流増加時間は35時間であった。

血流が空腹期のレベルに復するに要した時間と消化管に再びMMCが出現するまでの時間とはほぼ一致し、両者に正の相関を認めた.迷切後も食餌投与後の消化管運動は迷切前と同様の変化を示したが、門脈血流量の増加態度は多様で、急峻な増加、二峰性の変化、血流増加開始の遅延など認められた.またMMC再出現と血流増加時間との相関は消失した.(3)食餌投与後の門脈血流量増加開始時間(lag time)は流動食投与では迷切前後で差がみられないのに対し、固形食では迷切により明かなlag timeの延長が認められた。以上の結果は、迷走神経切離による消化管運動障害、なかでも胃運動障害により門脈血流量にも大きな影響が及ぶ可能性を示し、このことがまた迷切後の種々の術後障害の一因を成すことが示唆された.平成2年度では迷走神経切離(迷切)前後の消化管運動の変化と門脈血流量の変動について実験的に検討した。本年度はこの結果の詳細な解析に加え、胃切除の影響を検討する目的で実験を行った。前者について得られた結果は以下の通りである。1.迷切前では食餌投与から消化管運動が空腹期様式を示すまでの時間(筋電図上MMC^*が出現するまでの時間、MMC抑制時間)と門脈血流量が空腹期レベルまで低下するまでの時間(門脈血流量上昇時間)は正の相関関係を示した。またこれは流動食、固形食いずれでも同様であった。2.迷切前ではMMC抑制時間も門脈血流量上昇時間も食餌の違いによる差は認めなかった。3.迷切後はMMC抑制時間、門脈血流量上昇時間共に迷切前と同様に食餌の違いによる差は認めなかったが、両者の相関関係は消失した。またこれは流動食において顕著であった。以上から迷切術は消化管運動のみならず、門脈血流量にも大きな影響を与え、両者の密接な関連をも障害することが判明した。またこのことが迷切術後障害の一因をなすと考えられた。また胃切除が消化管運動、門脈血流量に及ぼす影響を検討するために以下の如く実験を行った。成犬5頭に幽門側胃切除を施行、6ヶ月後に消化管筋電図、門脈血流量の記録を行った。迷切実験と同様に、1頭につき流動食と固形食の両方を投与し、それぞれの記録を解析した。現在、3頭の記録が終了しており、残胃のMMC発生はほとんどみられず、食餌負荷後の門脈血流量の変動も大きな同様を示した。今後さらに2頭追加する予定である。
セリウム触媒を利用した人工制限酵素の高機能化および遺伝子操作への応用

遺伝子組換え技術は、遺伝子の本体であるDNAを位置選択的に切断し、他の遺伝子と連結することで達成される。しかし、DNA切断に用いられる天然制限酵素は、切断位置が限定されたり、選択性が不十分であったりと、ゲノムなどの巨大DNAを扱うツールとしては不十分であった。これに対し我々は、DNA加水分解触媒Ce(IV)/EDTAとPNA(ペプチド核酸)を併用し、天然を超える高い位置特異性と自由度を有した人工制限酵素の構築を行ってきた。本研究では、さらに高度な遺伝子操作に向けた汎用的なツールとして完成させるべく、切断効率・選択性をより向上させた次世代の人工制限酵素の構築を目指した。今年度は、DNA配列認識部位であるPNAにリンカーを導入し、その認識能が配列全体として向上していることを明らかにした(投稿作業中)。さらに本系を発展させ、機能性リンカーを用いたPNAへの新機能付与にも成功した(論文1、2)。また、EDTP配位子とCeとの相互作用を利用して切断効率の大幅な向上に成功し、その切断機構の解明も行った(論文3)。現在は、PNAへの配位子修飾へと展開が行われている。EDTP以外にもCeとの強い相互作用を示すポリアミン系錯体のPNA導入に成功し、切断の高効率化が確認されており、今後のさらなる展開が期待される。上記の結果はいずれも、本系を次世代の遺伝子操作ツールとして今後展開していく上で非常に重要な知見である。巨大DNAを対象とし長鎖PNAを用いる場合では、複数のリンカーを導入してミスマッチ識別能を向上させたり、EDTPなどの配位子を修飾したPNAを用いたりすることで、さらなる切断効率の向上が期待される。このように本人工制限酵素をさらに発展させ、より高い活性・選択性でDNAを位置選択的に切断する技術が確立されることで、従来は達成が困難であった遺伝子操作などへの応用が期待される。DNAを位置選択的に切断する技術は、バイオテクノロジーにおいて必要不可欠である。しかし一般的な天然制限酵素は、切断可能な位置が限定、巨大なDNAに対して十分な選択性を持たない。これに対し我々はCe(IV)/EDTAとPNAを併用した人工制限酵素の構築に成功している。本系は天然を超える高い位置特異性と自由度を有するが、切断効率の面では改良の余地があった。本研究では、切断効率・選択性をより向上させた次世代の人工制限酵素の構築を目指す。これまで、Ce(IV)/EDTAと強く相互作用する配位子(リン酸基など)をPNA末端に導入し、ターゲット部位近傍にCe(IV)/EDTAを濃縮させることで、切断効率を向上させることに成功している。そこで、より強い相互作用が期待される複数のリン酸基からなるEDTP配位子を合成し、さらなる切断効率の向上を目指した。まず設計の簡便な1本鎖切断系においてEDTP配位子を導入し評価を行い、また実際に長鎖1本鎖DNAを位置選択的に切断し、遺伝子組換えの応用を試みた。今回用いたBFP,GFP遺伝子では、蛍光発色団形成に関わるアミノ酸2残基のみが異なっているので、そこを切断のターゲットとした。基質1本鎖DNA(840mer)はBFPから、またGFPの下流を非対称PCRにより増幅した(異なるアミノ酸2残基は下流のGFP側に含む)。切断時には、従来のリン酸基に比べ非常に高い効率で切断が確認できた。相補鎖DNAを用いてBFP切断断片とGFP外来遺伝子をリガーゼにより連結した。定法に従い大腸菌にて発現させたところ、GFP由来の緑色蛍光が確認され、シークエンサーからも目的の組換え体が調製されたことが確認できた。以上から、本系におけるEDTP配位子の有用性が実証され、本系をより高効率化する足がかりを得た。今後はさらに本系に改良を加え、ツールとしての完成を目指したいと思う。遺伝子組み換え技術は、突き詰めるとDNAを位置選択的に切断し、他の遺伝子と繋ぎ合わせる2つの要素に集約される。しかし、DNA切断に用いられる天然制限酵素は、切断位置が限定されたり、選択性が不十分であったりと、ゲノムなどの巨大DNAを扱うツールとしては十分とは言えない。これに対し我々は、DNA加水分解触媒Ce(IV)/EDTAとPNA(ペプチド核酸)を併用した人工制限酵素の構築に成功している。本系は天然を超える高い位置特異性と自由度を有し、今後のバイオテクノロジーの発展には非常に有用である。ただ、切断効率の面については改善の余地があった。そこで本研究では、切断効率・選択性をより向上した次世代人工制限酵素の構築を目指した。本年度は、選択性に関係するPNAと、切断効率に寄与する配位子に注目し研究を進めた。まずPNAについては、骨格中にリンカー部位を導入した、新たな修飾法について検討を行った。これまで様々なPNA誘導体が報告されているが、ほとんどが骨格長け同じままキラリティのみを制御したPNAである。それに対し私は、DNAに比べPNAの1ターンの塩基数が大きく増加している点に着目し、PNA骨格中にリンカーを導入する十分な余地があるのではないかと考え、様々な長さのシンカーを導入したPNAを合成、評価を行った。若干のTm低下は見られるものの、いずれの修飾PNAも相補鎖DNAを正確に認識することがわかった。現在機能性リンカーを用いることで、新たな機能を付与したARCUTについて検討中である。

これまで、リン酸系配位子を切断部位近傍に配置することで、Ce(IV)/EDTAを局所的に濃縮させ、切断効率の向上に成功している。なかでも複数のリン酸基を有するEDTP配位子が最も有効である。さらに、今年度は従来のCe(IV)/EDTAの代わりに、Ce(III)をEDTP上で空気酸化し活性を有するCe(IV)を生じさせた、EDTAフリーな簡素かつ効率的な系を構築した。今後は、本系の切断機構など詳細な検討を行う。また、2本鎖切断系へと展開すべく、PNAへのEDTP修飾についても現在検討中である。遺伝子組換え技術は、遺伝子の本体であるDNAを位置選択的に切断し、他の遺伝子と連結することで達成される。しかし、DNA切断に用いられる天然制限酵素は、切断位置が限定されたり、選択性が不十分であったりと、ゲノムなどの巨大DNAを扱うツールとしては不十分であった。これに対し我々は、DNA加水分解触媒Ce(IV)/EDTAとPNA(ペプチド核酸)を併用し、天然を超える高い位置特異性と自由度を有した人工制限酵素の構築を行ってきた。本研究では、さらに高度な遺伝子操作に向けた汎用的なツールとして完成させるべく、切断効率・選択性をより向上させた次世代の人工制限酵素の構築を目指した。今年度は、DNA配列認識部位であるPNAにリンカーを導入し、その認識能が配列全体として向上していることを明らかにした(投稿作業中)。さらに本系を発展させ、機能性リンカーを用いたPNAへの新機能付与にも成功した(論文1、2)。また、EDTP配位子とCeとの相互作用を利用して切断効率の大幅な向上に成功し、その切断機構の解明も行った(論文3)。現在は、PNAへの配位子修飾へと展開が行われている。EDTP以外にもCeとの強い相互作用を示すポリアミン系錯体のPNA導入に成功し、切断の高効率化が確認されており、今後のさらなる展開が期待される。上記の結果はいずれも、本系を次世代の遺伝子操作ツールとして今後展開していく上で非常に重要な知見である。巨大DNAを対象とし長鎖PNAを用いる場合では、複数のリンカーを導入してミスマッチ識別能を向上させたり、EDTPなどの配位子を修飾したPNAを用いたりすることで、さらなる切断効率の向上が期待される。このように本人工制限酵素をさらに発展させ、より高い活性・選択性でDNAを位置選択的に切断する技術が確立されることで、従来は達成が困難であった遺伝子操作などへの応用が期待される。
アルツハイマー病の認知機能障害に対する非薬物的介入の脳内メカニズムの解明

日本における認知症の社会的コストは2014年時点で14兆5千億円に上ると推計され,基礎研究の推進とエビデンスに基づいたケアの充実が必要不可欠である.薬物的治療の研究は基礎実験を中心に積極的に行なわれているが,根治療法に近づく様な成果は現段階において得られていない.一方、アルツハイマー病(AD)を代表とする認知症患者に対して行われる非薬物的介入が認知機能にどのような影響を及ぼすのか,その脳内メカニズムについての十分な基礎研究は行われていない.本研究では,「運動処方」「閉じこもり防止」という2つの非薬物的介入に焦点を当て,これらの介入がADの認知機能障害に及ぼす影響を調べる.現在までに,1ADモデルラットにおいて記憶保持能力低下がみられること,2社会的孤立がADの認知機能障害を増悪させること,3習慣的な自発運動が認知機能を向上させることを掴んでいる.これらの結果をつなげる要素として「脳内ストレス応答」に着目し,行動科学,組織・生化学的手法を用いてメカニズムの解明を目指した。本研究は,ADモデル動物を用いた基礎的研究であるが,生活環境(社会的孤立)や生活習慣(運動)がADの学習・記憶障害にどのような影響を及ぼすのか,そのメカニズムを明らかにすることで,AD患者やその家族,そして非薬物的介入を行なう様々な専門職が自信を持ってケアやサービスを実施するためのエビデンスを提供できると考えられ,社会的意義も大きいと言える。2018年度は、これまでの研究結果をまとめ論文発表に向け準備を行った。組織学的検討に入る前に摘出脳が古くなってしまったため、同種・同年齢の新しい被験体を用いて、シナプス機能障害の程度および脳内ストレス応答について組織学的検討を行う。2019年度は研究者が新しい大学に着任して1年目であり、研究環境を整えることに時間的にも空間的にも難渋した。特に、行動テストを行う場所の確保が困難であった。現在は、これまでに得られた実験結果および知見のまとめを行い、論文執筆作業中である。現在の大学において行動神経科学的実験が行える場所を確保・整備することを第一目標とする。これまでの実験にて行動解析は再現性のあるデータが取れているので、組織および生化学的な解析方法を用いて追加実験(ADモデルラットの作成、脳摘出、各種染色)を行い、行動実験で得られた結果の論理的裏付けを得たい。日本における認知症の社会的コストは2014年時点で14兆5千億円に上ると推計され,基礎研究の推進とエビデンスに基づいたケアの充実が必要不可欠である.薬物的治療の研究は基礎実験を中心に積極的に行なわれているが,根治療法に近づく様な成果は現段階において得られていない.一方、アルツハイマー病(AD)を代表とする認知症患者に対して行われる非薬物的介入が認知機能にどのような影響を及ぼすのか,その脳内メカニズムについての十分な基礎研究は行われていない.本研究では,「閉じこもり防止」と「運動処方」という2つの非薬物的介入に焦点を当て,これらの介入がADの認知機能障害に及ぼす影響を調べる.現在までに,1ADモデルラットにおいて記憶保持能力低下がみられること,2社会的孤立がADの認知機能障害を増悪させること,3習慣的な自発運動が認知機能を向上させることを掴んでいる.これらの結果をつなげる要素として「脳内ストレス応答」に着目し,行動科学,組織・生化学的手法を用いてメカニズムの解明を目指した。平成28年度は、前述した1ADモデルラットにおいて記憶保持能力低下、および3習慣的な自発運動が認知機能を向上させることの行動科学的な確証を得るとともに、行動課題終了後の脳を摘出し、左右の半球を分けて凍結保存した。実験必要数まで達した時点で、シナプス機能障害の程度および脳内ストレス応答について検討を始める予定である。交付額が申請額よりも減額されていたため、必要数の回転カゴを揃えることができなかった。結果として、1クール(7週間)で行う被験体数が減ってしまい、論文必要数に至るまで当初の計画よりも時間を要する。平成27年度までの結果を持って、国際学会にて発表を行う予定であったが、交付額の減額により渡航を断念した。アルツハイマー病(AD)に対する薬物的治療の研究は基礎実験を中心に積極的に行なわれているが、根治療法に近づく様な成果は現段階において得られていない.一方、非薬物的介入が認知機能にどのような影響を及ぼすのか,その脳内メカニズムについての十分な基礎研究は行われていない.本研究では,「閉じこもり防止」と「運動処方」という2つの非薬物的介入に焦点を当て,これらの介入がADの認知機能障害に及ぼす影響を調べる.現在までに,1:ADモデルラットにおいて記憶保持能力低下がみられること,2:社会的孤立がADの認知機能障害を増悪させること,3:習慣的な自発運動が認知機能を向上させることを掴んでいる.これらの結果をつなげる要素として「脳内ストレス応答」に着目し,行動科学,組織・生化学的手法を用いてメカニズムの解明を目指した。

本研究は,ADモデル動物を用いた基礎的研究であるが,生活環境(社会的孤立)や生活習慣(運動)がADの学習・記憶障害にどのような影響を及ぼすのか,そのメカニズムを明らかにすることで,AD患者やその家族,そして非薬物的介入を行なう様々な専門職が自信を持ってケアやサービスを実施するためのエビデンスを提供できると考えられ,社会的意義も大きいと言える。平成29年度は、所属機関の変更など諸事情により、十分な研究遂行が行えなかった。平成29年3月末にて所属機関であった茨城県立医療大学を雇用契約期限満了にて退職した。引き続き公募にて同大学の助教に応募したが、採用が叶わなかったため、昨年度は学外共同研究員という身分で、研究の継続を行なっていた。しかし、研究環境の大幅な変化を余儀なくされ、研究計画に大きな支障をきたした。他職に就いたり、次の公募にチャレンジするため、実験期間も十分に取れず、現段階では、当初予定していた計画よりも1年程度の遅れを生じている。日本における認知症の社会的コストは2014年時点で14兆5千億円に上ると推計され,基礎研究の推進とエビデンスに基づいたケアの充実が必要不可欠である.薬物的治療の研究は基礎実験を中心に積極的に行なわれているが,根治療法に近づく様な成果は現段階において得られていない.一方、アルツハイマー病(AD)を代表とする認知症患者に対して行われる非薬物的介入が認知機能にどのような影響を及ぼすのか,その脳内メカニズムについての十分な基礎研究は行われていない.本研究では,「運動処方」「閉じこもり防止」という2つの非薬物的介入に焦点を当て,これらの介入がADの認知機能障害に及ぼす影響を調べる.現在までに,1ADモデルラットにおいて記憶保持能力低下がみられること,2社会的孤立がADの認知機能障害を増悪させること,3習慣的な自発運動が認知機能を向上させることを掴んでいる.これらの結果をつなげる要素として「脳内ストレス応答」に着目し,行動科学,組織・生化学的手法を用いてメカニズムの解明を目指した。2018年度は、これまでの研究結果をまとめ論文発表に向け準備を行った。組織学的検討に入る前に摘出脳が古くなってしまったため、同種・同年齢の新しい被験体を用いて、シナプス機能障害の程度および脳内ストレス応答について組織学的検討を行う。2019年度は研究者が新しい大学に着任して1年目であり、研究環境を整えることに時間的にも空間的にも難渋した。特に、行動テストを行う場所の確保が困難であった。現在は、これまでに得られた実験結果および知見のまとめを行い、論文執筆作業中である。研究代表者の雇用形態が変わり、実験場所の確保を行なっている(平成29年5月現在)。行動科学的な解析を行う場合、同環境での実験継続が困難となった際には、実験の統制を図るため、新しい環境において実験の追試を行う必要がある。実験追試によって、当初の実験計画よりも更に遅れることが予想される。現在、できる限り同環境にて実験が行えるよう、所属機関と検討中である。平成28年度に実験を行ない、現在凍結脳となった被験体に対しては、生化学的解析に進む予定である。
高等植物における組織癒合制御機構に関する研究

我々はこれまで、キュウリやトマトの半分に切断された胚軸の癒合過程において、切断後3日目から生じる皮層の細胞分裂に、子葉(葉)からのジベレリン(前駆体)の供給が必須であることを明らかにした。またその際、細胞接着に重要な細胞壁多糖であるペクチンが活発に合成されることも見いだした。キュウリ・トマトの実生でのジベレリン生合成における子葉の役割を解明するために、GC-MS、及び、近年開発されたLC-MSを用いた新規解析法による内生ジベレリン量の測定、およびリアルタイムPCR法を用いた生合成酵素遺伝子の発現解析を行った(理化学研究所・植物科学研究センターとの共同研究)。その結果、実生から子葉を切除することで、キュウリ・トマト胚軸の内生ジベレリン量の減少、及び、ジベレリン生合成遺伝子の発現変化が見られたことから、実生での胚軸の内生ジベレリン量の調節に、子葉が深く関与している可能性が示された。また、モデル植物であるシロイヌナズナの花茎をマイクロナイフを用いて切断することにより、同様の組織癒合現象が生じることを見いだした。この花茎の組織癒合においても、葉や茎頂が必須であることが示され、本研究を通してホルモン類の組織癒合における関与が明らかになることが期待される。そこで、シロイヌナズナでゲノム情報および各種リソースが整備されていることを利用し、花茎切断後の癒合部における遺伝子発現をマイクロアレイ法を用いて網羅的に解析を行い、細胞分裂や細胞壁多糖代謝にかかわる多くの遺伝子の発現が大きく変動していることを明らかにした。さらに、注目する遺伝子については、リアルタイムPCR法による発現解析やレポーター遺伝子を用いた組織化学的解析を行い、より詳細な時期・部位特異的発現パターンを示した。また、一部の遺伝子については機能欠損体の形態学的解析を行い、実際に組織癒合に変化が生じていることを示唆した。これらの研究により、組織癒合過程の分子的理解が飛躍的に進んだとともに、今後、これらの中から注目される遺伝子の変異体・タグラインの形質調査やプロモーター::GUS形質転換体をより解析していくことで、これらの遺伝子の組織癒合における役割が解明されることが期待される。これらの発見は、ジベレリンの新規生理作用の発見として極めて重要であるばかりでなく、胚軸の組織癒合過程に生ずる皮層細胞の細胞分裂とペクチンなどの細胞壁多糖の合成と代謝が、葉によって制御されている事を示している。現在、この花茎の組織癒合においても、葉や茎頂が必須であることが示され、本研究を通してホルモン類の組織癒合における関与が明らかになることが期待される。またそれらには、今までジベレリン応答性であることが示されていた遺伝子も多く含まれていた。これらの研究により、組織癒合過程の分子的理解が飛躍的に進んだとともに、今後、これらの中から注目される遺伝子の変異体やプロモーター::GUS形質転換体を解析してゆくことで、これらの遺伝子の組織癒合における役割が解明されることが期待される。

我々はこれまで、キュウリやトマトの半分に切断された胚軸の癒合過程において、切断後3日目から生じる皮層の細胞分裂に、子葉(葉)からのジベレリン(前駆体)の供給が必須であることを明らかにした。またその際、細胞接着に重要な細胞壁多糖であるペクチンが活発に合成されることも見いだした。キュウリ・トマトの実生でのジベレリン生合成における子葉の役割を解明するために、GC-MS、及び、近年開発されたLC-MSを用いた新規解析法による内生ジベレリン量の測定、およびリアルタイムPCR法を用いた生合成酵素遺伝子の発現解析を行った(理化学研究所・植物科学研究センターとの共同研究)。その結果、実生から子葉を切除することで、キュウリ・トマト胚軸の内生ジベレリン量の減少、及び、ジベレリン生合成遺伝子の発現変化が見られたことから、実生での胚軸の内生ジベレリン量の調節に、子葉が深く関与している可能性が示された。また、モデル植物であるシロイヌナズナの花茎をマイクロナイフを用いて切断することにより、同様の組織癒合現象が生じることを見いだした。この花茎の組織癒合においても、葉や茎頂が必須であることが示され、本研究を通してホルモン類の組織癒合における関与が明らかになることが期待される。そこで、シロイヌナズナでゲノム情報および各種リソースが整備されていることを利用し、花茎切断後の癒合部における遺伝子発現をマイクロアレイ法を用いて網羅的に解析を行い、細胞分裂や細胞壁多糖代謝にかかわる多くの遺伝子の発現が大きく変動していることを明らかにした。さらに、注目する遺伝子については、リアルタイムPCR法による発現解析やレポーター遺伝子を用いた組織化学的解析を行い、より詳細な時期・部位特異的発現パターンを示した。また、一部の遺伝子については機能欠損体の形態学的解析を行い、実際に組織癒合に変化が生じていることを示唆した。これらの研究により、組織癒合過程の分子的理解が飛躍的に進んだとともに、今後、これらの中から注目される遺伝子の変異体・タグラインの形質調査やプロモーター::GUS形質転換体をより解析していくことで、これらの遺伝子の組織癒合における役割が解明されることが期待される。