hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アメリカウミザリガニを用いた無脊椎動物における高次学習能の行動生理学的解析

中枢神経系の解析に先立って、目標指向性のグリッピング行動を筋活動レベルで特徴付けを行うため、クラッシャー鋏脚の複数節の筋群に埋め込み慢性電極を用いることで筋活動を同時計測した。24年度では指標として有用な筋群として、前節開筋・閉筋(把握運動に関連)と底節伸展筋(到達運動に関連)を特定した。目標指向性行動に関連する脳内神経活動を探索するためには、その行動に特徴的な筋活動パタンと神経活動記録とを対応させることが重要である。本年度では、報酬学習によって記憶誘導される目標指向的な行動が「学習前のナイーブな状態」や「餌への動機付けが低い状態」で生起した自発行動と比べて筋活動パタンに差異が見られるかどうか検証した。上記3種類の筋群を指標として、「学習前」・「学習後」・「満腹時」・「光信号誘導時(単一強度光)」における各グリッピング行動時の筋活動パタンを比較した。いずれの筋群でも筋活動開始におけるバースト潜時には条件間で差異は認められなかったため、それぞれの条件で異なる運動司令経路が使われる可能性は低いと予想された。しかし、学習後(光信号なし)と光信号誘導条件では、学習前や満腹時の場合に比べ、底節伸展筋における筋活動開始から行動完了までの時間、および筋活動時間の総和が比較的短くなる傾向が認められた。すなわち、餌への動機付けに基づいて記憶誘導されたグリッピング行動は、光信号誘導の有無にかかわらず、いわば"無駄な動きの少ない到達運動"を通して物体の把握運動に至ると解釈できる。本年度の研究では、ロブスターの高次行動の行動生理学的解明に利用可能な学習系の確立に成功した。自動制御が容易な光刺激による弁別学習がロブスターにおいて可能であることを示すことはプロジェクトの初段階に相当する。本年度の研究は原著論文としてまとめ、Behavioral Brain Research誌に掲載された。また、行動生理学実験を行うためのチェンバーおよび冷却還流システムも年度内にほぼ確立した。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。これまでに、ロブスターの鋏脚による自発的な鋏行動を光刺激を手がかりに報酬と連合させることが可能であることを行動学的に明らかにしてきた。その鋏行動の中枢神経機構を明らかにする目的で、本年度は筋電図記録法を用いて行動中の鋏脚筋活動を記録解析した。その結果、鋏行動が自発的に起こる場合と反射的に起こる場合とで、筋活動パターンに差異が認められた。この結果は、報酬学習によって目標指向的に鋏行動を開始する際の運動神経活動パターンが反射時のそれとは異なることを示唆する。これは今後の中枢神経機構解析のためにも意義のある結果である。また、メインテーマとは別の研究において、Behavioural Brain Research誌(国際誌・査読あり)に掲載が決定している。当初の計画では、異なる感覚モダリティ(機械感覚・匂い感覚など)の弁別刺激による学習訓練も試みる予定ではあった。しかし、光刺激による訓練を成功させるまでに費やした時間は予想以上に長かったため、新たな弁別刺激を追加するよりも、すでに確立した光刺激を利用した高次学習を試みる。具体的には、Go/No-go課題により、弁別刺激の提示に対して、鋏行動をすれば餌を与える場合と鋏行動をしないことで餌を与える場合の2つの条件を設定する。
日本外交の国際主義的契機―１９２０年代における国際連盟と普遍的枠組みへの関与

2016年度、当研究者は、国際連盟や関連する多国間会議での移民や外国人の待遇に関する議論において日本政府や日本代表委員がどう対応したかを検討した。このため当研究者は、外務省外交史料館所蔵の日本政府外交文書を閲覧するとともに、昨年度にイギリス国立公文書館にて収集したイギリス政府外交文書を閲覧した。上記の検討の結果、日本政府は人種差別撤廃案を多国間の場で訴えることには慎重だったものの、外国人の待遇の平等を訴えるという形で既に入国した日系移民の待遇改善に繋がりうる提案を多国間の場で一貫して訴えてきたほか、移民問題を国内問題に解消せず、国際連盟などの多国間枠組みの中で解決できる余地を残そうとした、ということが明らかになった。当研究者は、以上の研究結果を公表するため、日本政治学会研究大会にて研究報告を行った上で論文を執筆し、雑誌『アメリカ太平洋研究』に掲載されるに至った。以上の研究に加え、当研究者は、日本政府と国際連盟の協力関係を支える存在として、国際連盟に関する知識の普及を目指す民間団体として活動していた日本国際連盟協会に注目し、前年度に引き続き、日本政府の外交文書に残っている協会関係記録や、協会の機関紙『国際知識』における活動紹介の記事、昨年度フランス・パリにて閲覧した国際連盟協会連合会関係文書を参照した上で、研究結果を2017年1月に開催された国際シンポジウムにおいて報告した。また、当研究者は、国際連盟事務局次長として国際連盟に深く関わった代表的日本人である新渡戸稲造について、日本においてまだ知られていない英文記事を発見し、同記事の日本語訳と解説を執筆、雑誌に掲載された。加えて当研究者は、2017年2月にジュネーブの国際連盟史料館において短期間の史料調査を行い、国際連盟事務局と日本との関係に関して有用な史料を数多く発見した。28年度が最終年度であるため、記入しない。2015年度、当研究者はまず、日本国際連盟協会の活動の実態とその過程を、各国の国際連盟協会により構成される国際連盟協会連合会での活動などといった国外に対する活動の面から検討するという研究に着手した。当研究者は、まず国内において、日本国際連盟協会の機関誌である『国際知識』に収録された協会の活動報告の他、外務省外交史料館所蔵の日本側外交文書に残された同協会の関係文書、同協会に中心的に参加した人物による著作や私文書を閲覧した。その上で申請者は、国際連盟協会連合会における議論の詳細や日本国際連盟協会の活動の海外における評価を検討するため、スイス・ジュネーブの国際連盟公文書館(League of Nations Archives)所蔵の国際連盟協会連合会関係文書を閲覧するとともに、2015年9月13日から同28日まで、ロンドンの大英図書館(British Library)とパリのナンテール大学現代国際関係文書館(BDIC, Nanterre Universit&eacute;)にて史料調査を行い、英国国際連盟協会(League of Nations Union)や国際連盟協会連合会の関係史料を収集した。次に当研究者は、国際連盟や関連する多国間会議での移民や外国人の待遇の議論対して日本政府や日本代表委員がどう対応したかを検討した。このため当研究者は、国際連盟創設直後における人種差別撤廃提案の再検討の過程、1924年のジュネーブ平和議定書起草における日本代表の修正提案、1924年と1928年の国際移民会議、1929年の国際連盟外国人待遇会議に関して、外務省外交史料館所蔵の日本側外交文書を閲覧するとともに、これらに関するイギリスの外交文書を閲覧するために、2016年2月29日から3月7日まで、ロンドンの英国国立公文書館(The National Archives)にて史料調査を行った。日本国際連盟協会に関する研究の結果、日本国際連盟協会が、国際連盟協会連合会という多国間民間交流の場において、日本特有の利益や主張を各国に理解させることだけに関心を示すのではなく、普遍性を確保しつつ国際社会全体に通用する原則を形成しようとしていたということが明らかになった。当時の日本の政府および世論においては、多国間主義に基づき国際社会すべての関係を規律する原則を改革しようと訴える見方は一般的でなかったと言われている。しかし、本国から地理的に遠いヨーロッパへ連合会総会の代表を毎年派遣しなくてはならないという問題にもかかわらず毎年代表を派遣しており、その総会では山東半島返還問題において中国国際連盟協会と緊張を孕みながらも緊張緩和を目指し、人種差別撤廃問題と通商衡平待遇問題といった問題の討議において自ら進んで改革案を提示することで多国間の議論を先導し、各国の国際連盟協会から好意的に評価されていたということが判明した。また、移民問題や外国人待遇問題への対応に関する研究の結果、国際連盟を中心とする多国間枠組みにおいて、日本政府がパリ講和会議における人種差別撤廃提案を継承する形で日本人移民の待遇の改善を目指す提案を、前面に出さないながらも模索していたということが明らかになった。日本政府は初期の国際連盟総会や1924年のローマ国際移民会議では、人種差別撤廃提案を提出することを一度検討しつつ、最終的には避けることになった。しかし、1924年のジュネーブ平和議定書の起草過程において、日本政府は国内問題とされる問題に理事会が関与する余地を残す条項を加えることにより、人種差別撤廃提案を避けつつ日本人移民の保護に繋がる主張を議定書に反映させることに成功したということが明らかになった。

このため当研究者は、外務省外交史料館所蔵の日本政府外交文書を閲覧するとともに、昨年度にイギリス国立公文書館にて収集したイギリス政府外交文書を閲覧した。上記の検討の結果、日本政府は人種差別撤廃案を多国間の場で訴えることには慎重だったものの、外国人の待遇の平等を訴えるという形で既に入国した日系移民の待遇改善に繋がりうる提案を多国間の場で一貫して訴えてきたほか、移民問題を国内問題に解消せず、国際連盟などの多国間枠組みの中で解決できる余地を残そうとした、ということが明らかになった。当研究者は、以上の研究結果を公表するため、日本政治学会研究大会にて研究報告を行った上で論文を執筆し、雑誌『アメリカ太平洋研究』に掲載されるに至った。以上の研究に加え、当研究者は、日本政府と国際連盟の協力関係を支える存在として、国際連盟に関する知識の普及を目指す民間団体として活動していた日本国際連盟協会に注目し、前年度に引き続き、日本政府の外交文書に残っている協会関係記録や、協会の機関紙『国際知識』における活動紹介の記事、昨年度フランス・パリにて閲覧した国際連盟協会連合会関係文書を参照した上で、研究結果を2017年1月に開催された国際シンポジウムにおいて報告した。また、当研究者は、国際連盟事務局次長として国際連盟に深く関わった代表的日本人である新渡戸稲造について、日本においてまだ知られていない英文記事を発見し、同記事の日本語訳と解説を執筆、雑誌に掲載された。加えて当研究者は、2017年2月にジュネーブの国際連盟史料館において短期間の史料調査を行い、国際連盟事務局と日本との関係に関して有用な史料を数多く発見した。今後は上記2点の研究に加えて、もう2点の課題について研究を進めたい。1点目は、国際連盟における経済問題の議論、とりわけ通商衡平待遇問題の議論に対して、日本政府や日本代表委員がどれだけの範囲でそれを活用しようとしていたのかという問題である。国際連盟創設後、国際連盟の経済財政委員会では通商衡平待遇問題を含む経済問題への継続的な取り組みがなされるとともに、日本政府においても通商衡平待遇問題において日本が有利な提案を行いうるという認識が広がっていた。この様な状況下で、日本政府は国際連盟や多国間の会議において通商衡平待遇における有利な提案を行うことができたのか、また経済問題で国際連盟と協調しようとする日本政府の姿勢は国際連盟の外における日本の経済外交においても影響を与えたのかという点について、国際連盟初期の経済問題への取り組みにおける日本の対応、通商航海条約改定を巡る二国間交渉における日本政府の態度、1927年のジュネーブ国際経済会議での議論、大恐慌後の変化といった事例に注目して検討したい。2点目は、日本国際連盟協会の国内活動に見られる同協会の目的意識や組織の特徴である。国際連盟がそもそも欧米各国における民間の平和運動と強く結びついて成立した一方、日本では第一次大戦中の平和運動が弱かったにもかかわらず日本国際連盟協会が創設された様に、国際連盟運動が欧米と異なる文脈で結成された。
人間活動の地球インパクトの定量化とその低減のための環境負担性評価

一般的に流通している製品の環境負担性の評価方法と人々の日常生活による環境負担性の評価方法を検討した。同時にこのような各種製品の環境に関わる情報や日常生活と環境との関わりに関する情報を効果的に提供する方法についても検討した。(1)環境負担性の評価について代表的消費財としてPSPトレーを取り上げ、その構成要素、性能、製造工程党について調査した。また、PSPトレーの現時点でのリサイクル状況に関しても調査を実施し、PSPトレーのリサイクルは技術的には十分可能であり、社会システムの整備が必要であることなどを明らかにした。PSPトレーの環境負担性の評価は、その製造から廃棄までのライフサイクルでの環境負荷の定量化を通じて行い、PSPトレーをリサイクルすることの効果を定量的に示した。(2)環境に関わる情報の提供について消費者が簡単な操作により自己のライフスタイルをパソコンに入力するだけで、それぞれのライフスタイルにおいて環境へ与えている影響と費やしているコストがわかり、さらにこの情報を元に自己のライフスタイルのどの部分をどれだけ変えれば環境への負荷を減じれるかまで判る「ライフスタイル評価システム」を構築した。本システムを活用することで、消費製品を製造しているメーカーや小売店等に対して、消費者の環境に配慮したライフスタイルを構築することへの要求を示すことにより、より環境に配慮した商品やサービスの提供を促すことができた。
スピン・格子複合ダイナミクスに基づくスピン流物性の開拓

本研究では、音波によるスピン流生成現象「音響スピンポンプ効果」に関する系統的な研究を行うことで、スピン-格子ダイナミクス相互作用の物理を開拓した。音響スピンポンプ効果とスピンゼーベック効果を定量的に分離できる新しい測定手法を提案・実証し、音波誘起スピン流の純粋測定及び定量評価に成功した。音響スピンポンプ効果の測定に用いた素子において、スピンゼーベック効果の温度・磁場依存性も詳細に検証し、熱流や音波によるスピン流生成機構を包括的に理解するための重要な指針を得た。本研究では、音波によるスピン流生成現象「音響スピンポンプ効果」を体系化することで、格子ダイナミクスに基づく新しいスピン流物理を開拓することを目的としている。音響スピンポンプ効果に関する平成25年度の主な成果は、以下の2点である。(1)音響スピンポンプ効果の純粋測定技術の確立:従来の音響スピンポンプ効果の測定手法では、音波生成源として用いている圧電素子の共振時の発熱により、熱由来の信号(スピンゼーベック効果)が音波誘起スピン流による信号に重畳してしまっていた。そこで本研究では、温度勾配分布を制御しながら音波誘起スピン流を観測する新しい測定手法を提案し、Pt/YIG/PZT接合を用いてそれを実証した。今回確立した実験手法により、熱効果による寄与を排除した音響スピンポンプ効果の純粋測定、及び音波誘起スピン流の定量評価が可能になった(Solid State Communications誌に論文掲載決定)。(2)音響スピンポンプ効果の交流成分測定・時間分解測定:格子ダイナミクス-スピン流相互作用の物理を解明するためには、これまで行ってきた直流スピン流の定常測定に加えて、音響スピンポンプ効果の交流成分測定・時間分解測定を行うことが不可欠である。本年度は、これらの測定を行うための実験系を構築し、動作確認を行った。また、磁性絶縁体におけるスピン流-電流-熱流相関物性やスピンゼーベック効果についても詳細に研究し、音波誘起スピン流の系統的な測定を進める上での重要な知見や技術が得られた。音波によるスピン流生成現象である音響スピンポンプ効果の時間分解測定を行い、音波誘起スピン流と温度勾配誘起スピン流(スピンゼーベック効果)が異なる時間スケールで発現することを見出した。圧電素子の発熱によって生成されるスピン流は実験系の熱容量により決定される秒スケールの時定数で定常状態に達するが、音響スピンポンプ効果によって生成されるスピン流は遥かに早い時間スケールで生じていることを示した。本実験結果と昨年度報告した成果(Solid State Commun. 198, 26 (2014))により、過渡状態・定常状態の双方において、音響スピンポンプ効果とスピンゼーベック効果の寄与を定量分離・評価する実験手法を確立した。マイクロナノ秒スケールにおける音響スピンポンプ効果の測定系も構築しており、予備実験とノイズ評価を行った。これを用いて今後スピン流の高速応答物性を系統的に測定することで、音響スピンポンプ効果の微視的メカニズムの解明に繋がると考えている。さらに本年度は、Pt/YIG接合を用いてスピンゼーベック効果とマイクロ波誘起スピンポンプを同時測定することで、Pt層を加熱した場合のスピンゼーベック効果とマイクロ波誘起スピンポンプは逆符号のスピン流を生成していることを明らかにした(J. Phys. D: Appl. Phys. 48, 025001 (2015))。本実験結果をベースに、外部入力によって誘起されたマグノン-電子間の有効温度差とスピン流の符号の関係性に関して詳細な検討を行った。スピンゼーベック効果と音響スピンポンプ効果の発現機構は密接に関連しており、以上の成果はPt/YIG系で発現する熱・音波・マイクロ波・光による各種スピン流生成現象を統合的に理解するための重要な指針を与えるものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。スピントロニクス26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の成果により、音響スピンポンプ効果を体系的かつ定量的に研究するための土台が整い、研究を軌道に乗せることができた。現在はPt/YIG/PZT接合に焦点を絞って研究しているが、当初計画の一つである物質依存性測定のための準備も整っており、順次測定を開始する。平成26年度は、これまでに得られた知見・ノウハウ・実験設備を利用することで、音響スピンポンプ効果の交流成分測定・時間分解測定を中心とした系統的な実験を進め、その微視的メカニズムの解明を目指す。
ランゲルハンス細胞組織球症の発症とトル様受容体経路の多型性の関連

ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)の病変部では、未熟樹状細胞の形質を持つLCH細胞の腫瘍性増殖と炎症細胞浸潤がみられる。LCH細胞のトル様受容体(TLR)の発現を解析したところ、TLR1,2,6,7,8の発現が亢進していた。病変部の生検組織からDNAを抽出し、5例で全エクソンシークエンス(WES)解析を、16例で変異特異的PCRによるBRAF変異解析を行った。WES解析でTLRに遺伝子変異は認めなかった。5例中3例に既報の体細胞変異であるMAP2K1変異を検出した。PCR法では16例中6例に既報の体細胞変異であるBRAFV600E変異を認めた。ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)は、未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞が異常に増殖し、組織破壊を起こす疾患である。LCH細胞の増殖機序として、BRAF遺伝子変異が報告され腫瘍性増殖の説が唱えられたが、感染症などによる反応性増殖の説もあり、未だ不明な点が多い。LCHの病変部位には、LCH細胞のほかTリンパ球や好酸球、マクロファージ、破骨細胞様巨細胞など、さまざまな炎症細胞が浸潤している。LCH患者血清では、IL-12やIL-18、IL-8、CCL2、CXCL1、CXCL9などの炎症性サイトカイン・ケモカインの異常高値が認められ、病変部位に浸潤しているこれら炎症細胞の相互刺激によりサイトカイン/ケモカインストームが形成されると考えられる。LCH細胞は未熟樹状細胞の性質を持つため、樹状細胞に発現し病原体を認識するToll様受容体(Toll-like receptor:TLR)が発現し、この炎症性サイトカイン/ケモカインストーム形成に重要な働きをしていると推定される。平成24年度はLCH病変におけるTLRの発現について解析し、LCH細胞ではTLR1,2,6,7,8の発現絶対量が増加し病態形成に関与している可能性が考えられた。この免疫染色の結果を基にTLRの多型性解析を行う予定であったが、次世代シークエンサーを用いたタンパク質をコードする全エクソンの解析(エクソーム解析)のほうが、より多くの網羅的な情報が得られると考え、LCH細胞および正常細胞の両者についてエクソーム解析を行うこととした。LCH細胞はホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)ブロックからCD1a免疫染色陽性細胞をレーザーマイクロダイセクションにより採取することとし、レーザーマイクロダイセクションに最適な免疫染色を検討した。また、正常細胞として、患者の末梢血検体を収集した。ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)は、未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞が異常増殖し、組織破壊を起こす疾患である。LCH細胞の増殖機序として、BRAF遺伝子変異が報告され腫瘍性増殖の説が唱えられたが感染症等による反応性増殖の説もあり未だ不明点が多い。LCHの病変部位には、LCH細胞のほかTリンパ球や好酸球、マクロファージ、破骨細胞様巨細胞など様々な炎症細胞が浸潤している。LCH細胞は未熟樹状細胞の性質を持つため、樹状細胞に発現し病原体を認識するToll様受容体(Toll-like receptor:TLR)が発現しこの炎症性サイトカイン/ケモカインストーム形成に重要な働きをしていると推定される。そこで、LCH病変におけるTLRの発現について解析した。LCH細胞と正常皮膚ランゲルハンス細胞のTRL発現を比較するためGene Expression Omnibus: accession number GSE35340、およびGSE16395をTLRに着目して解析した。LCH細胞にはTLR1,2,4,6,7,8の発現が増加していた。次にLCH病変のパラフィン切片のTLRとCD1aの免疫染色を行った。TLRは感染症に伴う反応性増殖について関連が考えられるTLR3、4を選択したがいずれのTLRもCD1陽性細胞では陰性だった。TLR3は上述の解析に矛盾せずTLR4は発現絶対量が少ないため免疫染色の感度以下だったと考えた。LCH細胞ではTLR1,2,6,7,8の発現絶対量が増加し病態形成に関与している可能性が考えられた。ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)は未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞が異常に増殖し、組織破壊を起こす疾患である。LCHの病変部位には様々な炎症細胞が浸潤しており、患者血清では炎症性サイトカイン、ケモカインの異常高値(サイトカイン/ケモカインストーム)が認められる。そのため樹状細胞に発現し病原体を認識するToll様受容体(Toll-like receptor)が未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞に発現し、炎症性サイトカイン/ケモカインストームに重要な働きをしていると推定し研究を開始した。平成24年度はLCH病変におけるTLRの発現について解析し、LCH細胞ではTLR1,2,6,7,8の発現絶対量が増加し、病態形成に関与している可能性が考えられた。平成25年度はより網羅的な情報を得るため、次世代シークエンサーを用いたタンパク質をコードする全エクソンの解析(エクソーム解析)を施行する方針とし、検体の収集を行った。LCH細胞はホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)ブロックからCD

1a免疫染色陽性細胞をレーザーマイクロダイセクション(LMD)により採取することとし、LMDに最適な免疫染色を検討した。また正常細胞として、患者の末梢血検体を収集した。平成26年度はFFPEからのDNA採取を試みたが次世代シークエンサーで解析可能な質及び量ともに得られなかった。そのためLCH病変に関しては凍結標本を収集することとし、6検体を収集した。末梢血検体のDNAを採取し、十分量のDNAが得られた。ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)は未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞が異常に増殖し、組織破壊を起こす疾患である。LCHの病変には様々な炎症細胞が浸潤しており患者血清では炎症性サイトカイン、ケモカインの異常高値(サイトカイン/ケモカインストーム)が認められる。そのため樹状細胞に発現し病原体を認識するtoll様受容体(Toll-like receptor:TLR)が未熟樹状細胞の性質を持つLCH細胞に発現し、炎症性サイトカイン/ケモカインストームに重要な働きをしていると推定し研究を開始した。平成24年度はLCH細胞におけるTLRについて解析し、LCH細胞ではTLR1,2,6,7,8の発現絶対量が増加し、病態形成に関与している可能性が考えられた。平成25年度はより網羅的な情報を得るため、次世代シークエンサーを用いた全エクソン解析を施行するため検体の収集を行った。LCH細胞はホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)ブロックからCD1a陽性細胞をレーザーマイクロダイセクション(LMD)により採取することとしLMDに最適な免疫染色を検討した。また正常細胞として患者の末梢血検体を収集した。平成26年度はFFPEからのDNA採取を試みたが全エクソン解析で解析可能な質及び量ともに得られなかったためLCH病変に関しては新鮮凍結検体を収集し6検体を収集、うち5検体が全エクソン解析に十分な質及び量のDNAを採取できた。平成27年度は5検体のLCH細胞、正常検体のペア検体で全エクソン解析を行った。TLRに遺伝子変異は認めなかった。既知のMEK1変異を3例に認め、BRAF変異は認めなかった。FFPEから得られたDNAでの解析を可能とするため標的領域を既知の変異及びその関連遺伝子、TLRに限定し、アンプリコン解析を行う方針としカスタムで解析系を立ち上げた。ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)の病変部では、未熟樹状細胞の形質を持つLCH細胞の腫瘍性増殖と炎症細胞浸潤がみられる。LCH細胞のトル様受容体(TLR)の発現を解析したところ、TLR1,2,6,7,8の発現が亢進していた。病変部の生検組織からDNAを抽出し、5例で全エクソンシークエンス(WES)解析を、16例で変異特異的PCRによるBRAF変異解析を行った。WES解析でTLRに遺伝子変異は認めなかった。5例中3例に既報の体細胞変異であるMAP2K1変異を検出した。PCR法では16例中6例に既報の体細胞変異であるBRAFV600E変異を認めた。平成26年度中にLCH病変のFFPEブロックからLCH細胞のDNAを採取予定だったが、質、量ともに不十分であったため、LCH病変の新鮮凍結標本を収集した。小児科学LCH病変の新鮮凍結検体によるエクソーム解析を行う。
Th1誘導効果を持つアジュバンドを組み込んだ弱毒生ワクチン開発の基礎研究

本研究はアジュバント遺伝子発現弱毒生ワクチンの開発が目的であり、nef遺伝子欠損弱毒エイズ生ワクチンをモデルとして、遺伝子欠損領域に非定型坑酸菌由来のアジュバント物質(Ag85B)を組込んだ弱毒エイズ生ワクチンを開発する。Ag85Bは、ウイルス制御に必要な細胞性免疫能に優れ、さらにアジュバント効果は事前のBCGワクチン接種によって増強される特性をもつ。平成21年度は、まずAg85B発現弱毒エイズ生ワクチンの開発を試みる。基本となるAg85B遺伝子組み込みエイズ弱毒生ワクチン作成用のプラスミドベクターを作製する。まず外来遺伝子挿入用のnef欠損SHIVカセットベクター(SHIV-Δnef,SHIV-NI)を構築し、同カセットベクターのnef遺伝子欠損領域に制限酵素サイトの導入を行った。次にアジュバント候補物質Ag85B遺伝子を末端に制限酵素認識配列を付加した形で増幅し、pUCプラスミドベクターにクローニングする。対応する制限酵素で消化後、SHIV-ΔnefにAg85B遺伝子を挿入する。これによりAg85B遺伝子を挿入したSHIVプラスミドベクター(SHIV-Ag85B)を作製した。作製したSHIV-Ag85Bプラスミドベクターを、霊長類由来株化細胞(Cos1細胞など)にリポフェクタミン試薬等を用いてトランスフェクションを行った後、培養上清中に産生されるSHIV-Ag85Bキメラウイルスの回収を行った。回収したウイルスはヒトリンパ球様細胞に感染させ、5日間の培養後、感染細胞を回収し抗ウサギAg85Bポリクローナル抗体を用いて、ウェスタンブロティング法を行ったところAg85Bタンパクの発現を確認した。
小脳の高次機能への関与を調べるための行動課題の開発

小脳は前頭・頭頂連合野とつよい結合があり、運動制御に加えて時間知覚や予測などの高次機能に関与すると考えられている。小脳が関与すると期待される高次機能を評価するための多数の心理物理検査を考案し、脊髄小脳変性症患者を対象に有効なパラメータを探った。いくつかの課題で群間差と小脳半月葉の容積との相関を認めた。また、神経メカニズムの解明につなげるため、類似の行動課題をサルの慢性実験用に開発し、行動解析を行った。これらの研究成果は学会等で発表し、その一部については論文制作の準備を進めている。小脳は大脳皮質の前頭・頭頂連合野と橋、視床を介してつよく結合しており、運動制御のみならず、時間知覚や予測などの高次機能に関与することが示唆されている。本研究では、北大神経内科外来で小脳変性症と対照群に様々な心理物理検査を行い、小脳が関与する高次機能を評価するための実験課題の開発を目指している。また、将来その脳内メカニズムを調べる神経生理学・薬理学実験を行うために、類似の行動課題をサル用に開発し、訓練を行う。2年目のH25年度は、引き続き、純粋小脳型の脊髄小脳変性症(SCA6/31)と統制群からのデータ収集を行った。小脳変性症では時間予測に基づいた行動制御に困難があることが示唆されている。また、これらの被験者のMRI画像を用いたVBM解析を行ったところ、半月小葉の容積と一部の課題成績の間に有意な相関を認めた。さらに、これらと並行して、サル・ヒトの両方で行うことのできる行動課題の開発を進めている。今後もより精度の高い検査方法を模索するとともに、臨床所見や画像による脳各部の変性の程度と検査成績の相関を調べる。小脳患者でのデータはH26年度中に論文にまとめることを目ざす。初年度であるH24年度は、検査用のセットアップを行い、現在までにWindows上で走る8種類の検査を開発した。また、実際に遺伝子診断によって確定した純粋小脳型の脊髄小脳変性症(SCA6/31)と統制群からのデータ収集を行った。これまでのところ、統計学的有意差が出たのは数種類の課題のみではあるが、小脳変性症では時間予測に基づいた行動制御に困難があることが示唆されている。さらに、これらの被験者のMRI画像を用いたVBM解析の準備をしている。また、これらと並行して、サルの行動課題の開発を進めている。具体的には、現有の実験制御システム(TEMPO)を用いて複雑な視覚刺激を提示できるように、Matlabで制御できるtoolboxをリンクさせるべく、インターフェースを構築している。これらの研究成果の一部は平成25年6月に京都で開催される日本神経科学大会で発表する予定である。近年の越シナプス性トレーサーを用いた解剖学研究、脳機能画像研究、神経心理学研究などにより、小脳外側部が運動を伴わない高次脳機能に関与していることが示唆されている。本研究では、神経内科外来で脊髄小脳変性症患者に種々の心理物理検査を行い、高次機能障害を評価する検査法を開発するとともに、同様の課題をマカクサルに適用し、将来的に神経生理学・薬理学実験を組み合わせることで、そのメカニズムを探ろうと試みた。最終年度にあたる平成26年度は、より高精度で視覚刺激を提示するためのシステムを開発するとともに、これまでに収集した純粋小脳型の脊髄小脳変性症(SCA6/31)と統制群からのデータを解析した。昨年度に続き、タイミング予測や行動選択に関した行動課題での成績と小脳容積または拡散強調画像でのFA値との相関を探索したところ、半月小葉を中心に有意な相関を認めた。さらに、類似の行動課題をサルに訓練して、行動解析を行った。その一部については、研究分担者が学会発表を行った。今後はこれらの研究成果を論文としてまとめる。また、上記の刺激提示システムを利用して小脳患者から新たなデータを収集するとともに、サルをモデルとした研究をさらに進めることを予定している。神経科学全体として計画通り、おおむね順調に研究が進展している。開発中の課題もサルで訓練できそうなため、今後に期待している。全体として計画通り、おおむね順調に研究が進展している。初年度からデータ収集を開始できたことは大きな一歩だと考えている。

現在、当分野の大学院生が中心となってデータの収集を行っている。臨床データを収集するのは人手と時間がかかるため、H26年度も継続する必要がある。また、ヒトの眼球運動の測定ができるようにセットアップを進める。小脳変性症のコントロールとして、基底核疾患で同様の課題を行うことも検討する。脳深部刺激療法の症例でも予備的な実験をしており、今後、本格的にデータを収集するか否か検討する。実験動物を用いた研究に関しても、実験を継続する。現在、当分野と神経内科の教員、大学院生が研究に参加して、データの収集を行っている。臨床データを収集するのは人手が必要であり、H25年度からは、新入大学院生にも参加してもらって研究を進める。統制群のデータが不足しており、ボランティアを募る体制を構築する必要がある。また、小脳変性症のコントロールとして、基底核疾患で同様の課題を行うことも検討する。実験動物を用いた研究に関しては、これまでは進行中の研究の中で少しずつ行ってきたが、H25年度は新たな個体を用意して、訓練を行う。平成24年度に購入した下記物品の支払いに充てるCKD社小型直動式2ポート電磁弁13,043円スイッチング電源8,715円ポリミドチューブ36,254円エアダスター6,900円キシロカイン注ポリアンプ1% 6,660円信号接続ケーブルC50FE10 9,450円信号接続ケーブルC50FE5 6,825円送料1,365円合計89,212円
非平衡プラズマプロセスを用いた有機傾斜機能性薄膜材料の開発

固体高分子電解質型燃料電池は、高出力密度が得られるため、電気自動車用電源として、活発に研究開発が進められているが、さらなる高性能化のためには、電極の過電圧、特に活性化過電圧の大きいカソードでの酸素過電圧を低減する必要がある。そのためには、電極の反応領域の三次元化をする必要および、電極/電解質界面での酸素濃度を高めることにより交換電流密度を増加させる必要がある。本研究では、プラズマ重合法によって触媒電極を酸素の溶解度の高い疎水性のフッ素系高分子超薄膜でつきまわりよく被覆し、更にその上にイオン導電性薄膜層を被覆した傾斜機能性薄膜を作製した。ヘキサフルオロプロピレンとトリフルオロメタンスルホン酸を用いて、プラズマ重合を行い、イオン導電性薄膜を作製した。膜厚方向に組成の異なった傾斜機能性薄膜は、出発物質の流量比を経時変化させることによって作製した。作製したフッ素系のイオン交換性の薄膜で電極を被覆することによって、有効電極面積の大幅な増大が可能であることがわかった。さらに、電極表面を酸素の溶解度の大きいフッ素の含有量の大きい超薄膜で被覆し、さらにその上にイオン導電率の大きな薄膜層を形成する、傾斜機能性薄膜を作製することを試みた。傾斜機能性薄膜で被覆した白金電極と、単一組成膜で被覆した白金電極の分極特性を調べた。カソードの分極特性において、傾斜機能性薄膜で被覆した電極の分極は単一組成膜に比べて著しく向上した。これは、活性化過電圧が大きい。傾斜機能性薄膜と電極との界面でのフッ素含有量の大きな超薄膜層中の酸素の溶解度が大きく、活性化過電圧を低減するために、傾斜機能性薄膜の場合に分極が小さくなったと考えられる。
古筆判別法の開発による古代工房の研究

本研究は百万塔の筆跡1万件を図像情報としてD・B化し、コンピュータ判別方法によって、工房の規模等を再構成するもの。工人の筆跡は癖字が多い上に、姓名を書く例が少なく、姓、名前を1字に略すこと、音通の別字(虎→乕)、「代筆」があり複雑である。本研究の課題は、これら文字をいかに判別するかである。本年は「浄人」「和万呂」「龍万呂」など複数の文字を対象とし比較研究した。資料の選択と比較のねらいは、(1)同一人物と思われる文字の比較。(2)異体字がある場合、同一人か否か判別が可能か。(3)右利き左利きによる違いがあるか否か、であり、コンピュータと同時に古代史研究者の肉眼判別を試みた。ただし、異体字のうち同一人か否かの判別と、利き腕の違いは現状では不可能であった。文字認識の概略は、(イ)対象文字の選定。(ロ)スキャナ取り込み。切り出し、ノイズ除去。(ハ)線形正規化(外接枠合わせ)、輪郭線抽出。(ニ)小領域抽出。(ホ)特徴抽出。(ヘ)非学習文字を使っての認識。となる。両者の判定結果は「浄人」では、異なるが、「和万呂」「龍万呂」「乕」では概ね一致する。「浄人」の判別が異なる最大理由は、文字が複雑であること、墨書を覆う白土が文字のエッジを不明確にしたことなど。後者は、人間より機械の判別が細かく厳密な傾向にある。これは計算ソフトに細分化と同時に、近いものを合わせる仕組みを考えるべきと思う。いずれにしても、この方法は効果的である。今後の改良を期待したい。百万塔の署名は、工人の自署としてきた。しかし右の検討を通じて、異なる手=代筆が多いとみても不合理ではない。自署と考えたのは、これに賃金伝票の機能を想定したからであるが、当時は手実により仕事内容を自己申告するので、製品に賃金用の墨書は不要との見方が有力である。写経所での写経事業は、一写経事業の発令から決算に至る過程毎に事務手続きがあり、記録掌握のために多数の帳簿を作成した。写経生等は仕事毎に手実で申告をし、責任者はこれと製品をつきあわせ仕事量を把握、布施の基礎としたという。手実はある期-1月単位など-ごとに提出する。百万塔墨書がこれに類するなら、それほど厳密性は必要でなく、「代筆」があって困ることはない。本研究は研究の途上にあるが、現時点の成果から表題を見通すと、右の結論に達する。(ニ)小領域抽出。(ホ)特徴抽出。となる。
枯草菌細胞内低分子RNAによる転写・翻訳制御ネットワーク解析

枯草菌ゲノム上には、タンパク質に翻訳されるORFとして、約4100遺伝子が同定されている。このORFに、はさまれた領域でタンパク質をコードしない、いわゆるスペーサー領域が数多く存在する。このうち、500塩基以上の大きさをもつものは、コンピューターによる検索の結果、123カ所存在した。本年度は、枯草菌における新規の低分子RNAの発見および、その機能解析を目的に、123カ所についてその転写の可能性について、解析を行った。ノーザン解析の結果、No.6、No.7、No.40、No.61、No.62、No.72、No.80および、No.101の合計8カ所におけるスペース領域において、新規低分子RNAと予想されるバンドを検出した。さらに、No.6、61、101からの転写は、枯草菌特有の胞子形成時にも確認された。プライマー伸長法により、No.40、No.62、No.72、No.80および、No.101の合計5カ所のスペース領域から転写される新規低分子RNAの転写開始点を決定した。No.6、No.61のスペース領域から転写が予想されるRNAの5'末端は決定することができなかった。新規低分子RNAを、決定した5'末端および、ノーザン解析で検出したバンドサイズから転写領域を決定し、MulFoldで二次構造を予想した。転写が確認されたNo.61、No.72、No.80の3カ所のスペサー領域の配列はお互いに、70%以上の相同性を示した。No.7のスペース領域の低分子RNAは、tRNAと相同な配列があり、2次構造予測から、5'側が20塩基ほど欠けたtRNA様の構造が推測された。ホモロジー検索の結果、No.101のスペース領域の配列は、近縁種のB.haloduransの相同領域に保存されていた。
高齢期における生活空間とモビリティ関連QOLの構築プロセスに関する基礎的研究

研究初年度にあたる2018年度は、本研究目的を達成するために必要なデータ収集や今後の調査体制の構築に努めた。年度前半は宝塚市における調査協力者との打ち合わせを行い、2018年12月に第1回目のモビリティに関するアンケート調査、7日間の日記記入式調査、インタビュー調査を実施した。これらには、17世帯22名の協力を得ることができた。これに並行して宝塚市の集合住宅にて、高齢者へのアンケート調査を実施し33名からの回答を得た。これらにより、食生活、社会参加状況、交通手段の利用状況および時系列変化、日々の生活充実感など、高齢者のモビリティやQOLに関する質的な基礎データを幅広く収集することができた。高齢者は付近の公園での早朝体操やウォーキング、日中のヨガ参加等を取り入れていたり、健康改善のために鍼灸の利用を始めたりして、モビリティの基礎となる健康の維持に努めていた。また、単身高齢者の中には、長距離集合住宅内の自治活動を生きる張り合いとし、その一つである近隣温泉旅行やカラオケなどの交流機会を積極的に利用している人も見られた。都市居住高齢者はモビリティが低下する中でQOLを維持するために、近隣の都市的インフラを積極的に活用しているといえる。他方、調査協力者より日記調査票の記入方式への改善要望があった。また、年度途中に転居や病気等により調査継続が困難となった例も複数あった。次年度に対応したい。2019年12月には、豊田工業高等専門学校・教授の鈴木基伸氏の協力を得て、(地方都市的な性格を持つ)愛知県西尾市において23名に予備調査を実施し、地方都市における高齢者の趣味活動や生活形成に関わる、モビリティやQOLに関する基礎的データを収集した。このほか、2018年12月には山間地域である徳島県上勝町において、次年度以降の高齢者ヒアリング調査実施に関する打ち合わせを行った。2018年度秋に研究代表者の所属変更があり、調査開始時期は半年ほど遅れたものの、「研究実績の概要」に示した通り、各種調査を実施しつつ、本研究を遂行するための基盤を構築することができたため。2018年度に構築した調査実施体制のもと、各地域12年かけて調査を実施する。2019年度は宝塚市の調査を優先し、西尾市や上勝町における調査も試行する。次年度に対応したい。研究代表者の年度途中の異動に伴い、研究実施内容を変更(縮小)したため。次年度はこれらを所与の調査費用に充当する予定である。
知能ロボットによる模倣の構成論的研究

模倣機能に関して、以下の成果を得た。(1)行動観察・認識システム:マルチセンサ型人間日常生活行動計測システムとその統一的計測データ管理機構を実現した。さらに、大量の人間観察データからの統計的機械学習による時系列解析モデルに基づく典型行動パターンの抽出手法や、動作の識別や予測における人間の定性的な事前知識の組み込みが容易でかつ結果として推定精度を向上させうる解析手法を構築した。(2)行動生成・修正システム:複雑な身体を持つヒューマノイドロボット自身が試行を繰り返して実現する行動修正法と、ヒューマノイドの複雑な動作を人間がその場の状況に応じて容易に教示する行動修正システムを構築した。さらに行動プランナと空間プランナを統合、それらを並列かつ相互依存的に実行する模倣システムを実現した。(3)人間の模倣機能解明とモデル:認知心理学で「真の模倣」、「擬似模倣」として別個に扱われて来た模倣様の行動を統合し、模倣に関連する認知機能要素や脳機能と対応づけた、模倣の統合的機能マップを構築した。また、全身動作の模倣に関する身体性の情報構造理論や大域動力学構造モデル、認識・行動・概念形成・文脈処理などの脳機能に基づく行為文脈の自己組織学習と認識のニューラルネットワーク計算モデル、さらに模倣能力の創発・学習・発達モデル、を構築し実験的に検証した。(4)行動模倣学習システム:生活支援ルーム型行動模倣学習システムを実現し、同じ目的に対して複数の手法がある場合でも、それらを学習し、状況に合わせて選択することで人間と同様の効果をもつ作業実行が可能なことを実証するとともに、等身大ヒューマノイド行動模倣統合システムを構築し、道具の形状とその柔軟な利用方法の獲得や道具利用による対象物体変形からの道具使用の意味理解ができることを実証、ロボティクスによる人の行動・作業の目的レベルでの模倣の実現可能性を示した。模倣の原理とメカニズムを構成論的に解明するため,行動の観察と認識,行動の生成と修正,模倣の理論模倣システムの構築という4つの課題に分けて並列的に研究を進めた.本年度はこの各4つの課題において,型真似レベルの模倣をめざした.・行動の観察と認識について,ロボットと人の協調行動を模倣により獲得し学習するシステムを考え,その構成要素となる物体位置センサ,センサネットワーク基盤の構築を進めた.また,基本的全身動作について人に近い認識結果を出力するアルゴリズムを人の内観調査に基づき構成した.一方,特に操作行動の認識機能に関し,物体認識に関わるV1,TEの組合せに相当する脳モデルを提示し,実験によりその有効性を示した.・全身行動の生成について,人間型ロボットにおける全身行動開発環境としてモーションキャプチャデータに基づくロボット身体構造に依存しない動作生成,全身動作評価指標に基づく探索的手法による動作修正の試作システムを実現した.・模倣理論の解明について,机上の物体操作に関わる行動の認識再生実験を行い,過去の学習事例に基づき観察事例の解釈や応答行動を変えるいわば文脈情報の利用例を構築した.また,模倣の発達機能に関し型真似学習機構を展開し,行為文脈の切替りを検出するためのニューラルネット的手法を構成した.感覚・運動・意図・環境の脳型統合認知モデルによる模倣について考察し,ウェーブレット変換,ファジィネットワーク,自己組織化マップを組み合わせたモデル生成も試みた.・模倣のシステム構築については,人間型ロボットにおいて,物体操作行動を見て模倣し自分で行って学習するための,多指ハンドシステムを設計・試作した.また,一方の非人間型ロボットにおいては,足探り動作実験用ハードウェア,足裏圧力センサの設計・試作,生活支援ルームを想定した移動台車や家電取り付け型アームといったアクチュエーションモジュールを実現した.模倣機能に関して、以下の成果を得た。

模倣の原理とメカニズムを構成論的に解明するため,以下の4課題について、本年度は動作レベル模倣を中心に研究を進めた.・行動の観察と認識について,模倣の入力装置としての日常生活における人の動作を計測するセンサネットワーク機能を有する3次元姿勢推定デバイスを実現するとともに,日常生活行動を念頭に置いた動作認識において,同時認識性,曖昧性,経験的知識にもとづいた動作に対する条件記述の利用という既存の特長に加え,柔軟な認識能力を獲得可能な認識・学習法の構築を行った.・全身行動の生成について,型真似模倣をこえたレベルの模倣をめざし,人間型ロボットにおける型真似動作列からの遷移構造の生成,多目的GAを用いた動作生成,反射行動の埋め込みによる型真似動作模倣時の適応反応,大まかな模倣動作の試行による物体操作スキルの発見学習、目的模倣に向けた意図解釈用視聴覚対話環境,全身行動計画生成,超多自由度腱駆動身体への探索機構,模倣行動研究用プログラミングシステムの統合環境の実現を行った.・模倣理論の解明については,模倣時の人間の注視点に含まれる画像特徴を抽出・解析するシステムを構築し、計測を行う一方、人間による動作模倣における動作困難度と必要情報量の関係を実験的に明らかにすることを目的として日常動作における全身動作の動作模倣を対象に実験を行ない,人に対する動作提示時の情報量が増えても必ずしも人による模倣が容易になるとは限らない,提示情報量が多いほど動作に対する確信の度合い(動作の意味が表現しやすい)が大きければ模倣が容易になる,といった知見を得た.また、自己組織化ニューラルネットによる認識学習システムを構築し、行為の例を見せるだけで行為識別能力を獲得する基礎実験に成功した.さらに意味レベルの模倣をめざし,人間とロボットに共通の認知モデルを介した模倣を提案した.つまり人間とロボットの運動・感覚の特徴量よりファジィ推論による特徴ネットワークを構成し,人間からロボットに移植した高次特徴量を逆ファジィ演算によって競合的に低次特徴量を求め,運動の生成を試みた.・模倣のシステム構築については,レスキューロボットによる足探り動作模倣を可能とするために,ロボットの足裏感圧センサを開発した.また、手・物の運動や環境の変化を定性表現によって記述し,それに基づいて複数種類の動作から典型的動作を抽出する手法を考案し,その有効性を抽出された典型的動作の模倣軌道を生成するアルゴリズムの実装と実際の多自由度マニピュレータによる動作実行によりその有効性を確認した.行動観察・認識システムの構築:人の動作に関する知識を元に排他性・同時性・階層性などの動作概念間の構造を利用した日常動作の認識システムを実装した。また、認識対象である行動体の入出力関係を観測し、情報理論と統計理論に基づきその行動を支配する力学法則を厳密に推定する新たな手法を構築した。行動生成・修正システム:以下の4手法を実現した。(1)全身動作を言葉によって修正するための「副詞」に相当する概念の幾何学空間における表現手法とそれを応用した行動修正手法。(2)ヒューマノイドの手先を人間が持ち、文字通り手を取って行動をリアルタイムに修正しつつ行動を誘発する手法。(3)行動修正のための注意機構と、注意点として着目すべき対象の抽象化。(4)行動の経験蓄積と予測機構に基づく文脈と環境に沿った行動誘引機構。
血管－神経ネットワークの形成・維持に関わる相互依存性

主に個体発生過程における血管ー神経相互作用に注目し、その相互作用の意義と分子実体の解明を目的として研究を行った。末梢神経系においては、その前駆体である神経堤細胞の挙動が、さまざまな血管性因子によって時空間的な制御を受けていることがわかった。中枢神経系においては、新たに形成される血管と神経分化との相関や、脳損傷時における神経再生過程に関与する血管の新たな役割が見出された。本研究をとおして、血管ー神経ワイヤリングの初期成立機構の理解が大きく進んだ。本研究は、生体内の二大ネットワークである血管-神経ワイヤリングの形成機構とその意義について、細胞から器官レベルまで横断的に解析することを目的としている。本年度は、(1)中枢神経と(2)末梢神経を対象にして、それぞれ以下の研究を実施した。1.中枢神経と血管:これまで発生中の脊髄は血管が走向する領域としない領域に区別されること、またこの違いが神経細胞の未分化性と深く関わる可能性を見出している。本年度は、これら神経と血管の相互作用を実験的に明らかにするため、神経細胞の分化形質を人為的に変化させ、血管形成に与える影響を解析した。この結果、RhoAの機能阻害によって未分化細胞を分化させたとき、通常血管が走行しない脊髄内側の領域に血管が形成されることが明らかとなった。これらの結果から、脊髄血管が形成される際の血管-神経間の相互作用の一端が明らかとなった。2.末梢神経と血管:これまで発生中の末梢神経の移動が血管由来のシグナルにより制御されることを発見しつつある。そこで、血管由来のシグナルを同定するために、血管特異的な遺伝子操作や移植操作を施し、神経細胞の移動に影響を与える分子の探索を行った。その結果、血管からBMPが分泌されることで、血管周囲の間充織細胞において細胞走化性因子の発現を促し、末梢神経細胞が血管周辺に移動することが示された。以上、発生中の末梢神経の移動を制御する血管シグナルが明らかとなった。血管網と神経網が生体内の二大ネットワークとして機能する際、両者間には双方向のシグナルが働き(血管-神経ワイヤリング)、これらのシグナルの破錠は、血管-神経ネットワークの形成不全、そして神経退縮や高次機能障害を引き起こす原因の一つと考えられている。本研究では、血管-神経ワイヤリングの形成機構とその意義について、細胞から器官レベルまで横断的に解析することを目的としている。1.中枢神経と血管:これまでに、発生中の脊髄は血管が走向する領域としない領域に区別されること、またこの違いが神経細胞の未分化性と深く関わる可能性を見出している。本年度は、脊髄内における神経と血管との相互作用を実験的に明らかにするため、特に、VEGFの活性を中心とした解析を進めた。VEGFmRNAは脊髄内の未分化層で発現が見られるにもかかわらず、未分化層には血管形成が起こらないことから、VEGFの機能を抑制する何らかの因子の存在が考えられる。現在、DeltaやNeuroMのVEGF活性に与える影響を解析しており、NeuroMとVEGFとの相互作用の可能性が見え始めてきた。2.末梢神経と血管:胚内を移動する末梢神経前駆細胞であるNeuralCrest細胞(NC細胞)をモデルとして、NC細胞と血管との相互作用について解析を進めている。同一胚内でNC細胞と血管とを区別して遺伝子操作するという我々独自の方法論を駆使し、両者間の相互作用を調べた。その結果、背側大動脈から産生されるBMPが、NC細胞の移動に中心的な役割を持つことがわかった。さらに、NC細胞のLineage segregationにも背側大動脈因子が重要であり、NC細胞に由来する交感神経と副腎髄質とのsegregationのしくみの一端を明らかにすることができた。生体内の2大ネットワークとして機能する血管網と神経網との間には、双方向に働くシグナル(血管ー神経ワイヤリング)が存在していると考えられている。両者ワイヤリングの実体解明は生体生理機能の統合制御の理解に繋がる。(1)脊髄や神経堤細胞(NC細胞)への遺伝子エレクトロポレーション法(Dev. Biol, 2011)に加え、血管を生体内で直接可視化する方法を組み合わせた。これらの血管ー神経同時可視化法により、両者ワイヤリングの存在を高解像で検出する方法論開発の基盤整備が進んだ。(2)末梢神経と血管ワイヤリング:発生中の末梢神経の移動や分化が、近傍の血管(背側大動脈など)に依存して厳密に制御されることを明らかにした。また、大動脈に到達した神経堤細胞の更なる分化過程において、どのような血管性シグナルが働くかについて解析したところ、BMPおよびその関連分子の関与が認められた。さらに、交感神経節と副腎髄質への分岐の際、BMPシグナルへの感受性が異なることがみえてきた。加えて、末梢血管が末梢神経軸索伸展のための足場を提供する際の、特徴的形態を観察した。現在これらの神経や血管タイプの同定作業が進行中である。血管ー神経ネットワークの形成・維持に関わる相互依存性について、以下の2点を中心に研究を進めた。これらの研究を進めるにあたり、脊髄やNC細胞への遺伝子エレクトロポレーション法と、蛍光インクの血管内注入法とを組み合わせた解析を行った。1.末梢神経における血管-神経ワイヤリング:血管からNC細胞へのシグナルの実体解明と、交感神経節細胞と副腎髄質細胞とが選別されるしくみについて解析した。