hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋肉内静脈網を利用したNeurotization～培養シュワン細胞の血管内遊走

静脈ネットワークを利用した効率的軸索再生について検証した。動物モデルは,手術手技の困難さのため当初予定でいた胸背神経断端を胸背静脈に挿入するモデルから伏在神経断端を大腿静脈に挿入するモデルに変更した。血管をscaffoldとして軸索の伸長を期待し,モデル作成から2か月後に神経・静脈挿入部前後の組織を採取,静脈管腔内への軸索伸長の有無をNF-H,CD34を標識し病理学的に観察した。結果、静脈管腔内への軸索伸長は確認できなかった。今回の実験では管腔内へ軸索は伸びていなかった。このことより軸索伸長はscaffoldも重要だが,それ以上に軸索を導く遠位部の要素が重要であることが示唆された。<目的>神経再建において、筋肉内の静脈ネットワークが軸索再生の足場と成りうるかを動物実験モデルで示す。<現在までの経過>当初のモデルは、脱神経処理を行ったラット広背筋に対し胸背神経の近傍を走行する胸背静脈を切断、その末梢断端の管腔内に胸背神経の中枢端を差し込み静脈内の軸索伸長を観察するモデルを考案していた。ラットを用いてモデル作成を試みたが、実際にモデルを手術で作成することが困難であり、その要因は1胸背静脈が細い、2胸背神経の分岐が複雑、の2点であった。そこで、手術を行う対象を広背筋から腓腹筋に変更し、静脈は膝窩静脈、神経は脛骨神経を用いてモデル作成を行った。この対象組織であっても静脈、神経が非常に細いことには変わらないが、神経の分岐が比較的すくないため対象を選定しやすいというメリットがあった。このモデルでも静脈が細く、静脈内へ神経束を挿入することはできなかったため、静脈の断端と神経の断端を接するように縫合することで新たなモデルとした。術後1か月で腓腹筋と膝窩静脈の末梢部を採取し観察した。腓腹筋は健側とくらべ明らかに萎縮していた。静脈内の軸索伸長を検出するためにNF-Hの免疫染色を行ったが静脈管腔内には軸索が確認できなかった。原因の一つとしては、縫合部周囲の結合組織などが縫合面に挟まり軸索伸長の邪魔をした可能性などを考えている。また、評価法としてのCMAPの検出法についても電極をカスタマイズしつつ最適な方法を検索中である。本実験では筋肉内の静脈ネットワークを利用して運動神経軸索を効率的に筋線維へ届かせることができるかを検証することを試みた。評価対象となる動物モデルのは,手術手技の困難さのため当初予定していた胸背神経断端を胸背静脈に挿入するモデルから他の様々な部位でのモデルへ変更しながら最適なモデルを検討した結果,最終的に技術的に可能な伏在神経断端を大腿静脈に挿入するモデルとなった。血管をscaffoldとして軸索の伸長を期待し,まずはモデル作成から2カ月後に神経・静脈挿入部の組織を採取した。その挿入部の前後,神経部と静脈部の断面組織をNF-H,CD34による免疫染色を行い病理組織学的に観察することによって静脈管腔内への軸索伸長の有無を調べることとした。結果は神経側では軸索がNF-Hで染まるものの,静脈側では管腔内にNF-Hに染まる組織は観察されなかった。今回の結果からは軸索伸長にはscaffoldも重要であるが,それ以上に軸索を導く遠位部の要素(通常は遠位の神経断端)が重要であることが示唆された。当初の実験計画のモデルの作成が困難であり、新たな実験モデルの考案からやり直す必要があった。新たなモデルにおいても仮説を示すような所見は現在のところ認めておらず、今後もさまざまな検討が必要な状態である。形成外科学手術手技的に実現可能な実験モデルの開発が必須である。現在のモデル作成の手技の向上を進めると同時に他のモデルも考えていく必要がある。評価法についても新に作成したモデルに応じた方法を検討していく。初年度は電気生理学的検査の機器の購入等、まとまった予算の使用があったため、あらかじめ計画的に残りの予算を使用する計画で進め、モデル作成や標本作成に残りの予算を使用後の残金は8,281円であった。概ね予定の予算内で研究を進めることができた。残金はH27年度も継続する本研究の予算にあてる。具体的には評価のための抗体や、消耗品である電極の購入等にあてる予定である。
学識法学と実力行使の接点としての中世後期ドイツ都市刑事手続の多面的考察

本年度は、二次文献・刊行史料の調査を続行するとともに、渡独して、レーゲンスブルクおよびバンベルク関係の史料収集を行った。前者については、ミュンヘンのバイエルン州立中央文書館で復讐断念誓約文書(ウアフェーデ)などを、後者については、バンベルクの州立文書館および市立文書館で都市裁判所の判決や都市参事会の審議録などを、閲覧・収集した。前年度に調査・収集したニュルンベルク関係の史料も含め、未公刊史料の十分な分析にはなお時間が必要であるが、今のところの一応の見通しは以下のとおりである。三都市とも、中世的な当事者訴訟から逸脱する性格を含む刑事裁判を展開したが、市内の裁判権関係が複雑なレーゲンスブルクやバンベルクに比して、ニュルンベルクにおいて、都市参事会主導の刑事裁判が最も明瞭であり、参事会と学識法曹の関係も、鑑定意見の請求などを通じて、最も密接であった。法規範における重い刑罰と、実際の裁判や刑の執行における減刑や赦免という、規範と実行の乖離は三都市共通に認められ、更に、市民に対しては刑の軽減などがなされる一方、非市民に対しては相当厳格な態度で臨むという点も共通する。このような態度は都市内部にとどまらず、15世紀の終わり近くになると、市外の貴族が都市や個々の市民に対して行うフェーデを、一般的に犯罪視して、その参加者の逮捕・処罰をめざす傾向が強まる。この傾向も、14世紀以後活発な経済活動を展開していたニュルンベルクにおいて、最も強く見られた。都市側のこうした態度が、刑事裁判の手続化をめざす近世の刑事裁判立法の成立に、貴族たちが重要な役割を果たしたことの一つの背景をなしたものと思われる。本年度は計画の初年度であったので、まず文献収集と研究状況の把握に努めた。中世後期における貴族の実力行使(フェーデ)については、それを法的に許容された権利実現手段としてとらえ、近代とは異質な中世社会の性格を示すものである、というオットー・ブルンナーの学説が、従来大きな影響力を持っていた。これに対して近年の研究は、あるいは中小貴族の実力行使を領邦君主の支配強化に対する抵抗と生き残りの戦略という観点からとらえ、あるいは貴族層が総体として農民身分を支配する前提を作り出す機能を有していたと指摘するなど、より多様な見方を提示している。また、実力行使の態様にある程度の制約が課される際に、明文化された法規範の定立と並んで、あるいはそれ以上に、貴族仲間の間での評判や名誉が大きな役割を果たしていたことも、近年の研究によって示唆されている。一方、対象とした南ドイツ都市の刑事裁判手続と都市における学識法については、時期的に15世紀の後半が、重要な変化が集中して起きた時代であったことが、改めて確認された。以上のような研究整理をふまえて、ドイツへ渡航し、現地で史料調査を行った。本年度は、最も史料の豊富なニュルンベルクに対象を絞り、同市の州立文書館および市立文書館において、15世紀後半の時期を中心に調査した。都市と周囲の貴族とのフェーデの一件書類や都市の牢番が残した記録など、各種史料を閲覧したが、とりわけ学識法曹の鑑定や助言を集めた「助言集」をマイクロフィルムの形で入手することができた。また、ドイツ滞在中に、イエナで開催されたドイツ法制史学会に参加し、ヴユルツブルク大学のヴィロヴァイト教授など刑事法史に造詣の深い研究者と意見を交換した。
超並列計算機のフォールト・トレラント構成に関する研究

当初の研究目的であった格子状結合超並列計算機とトリー状結合超並列計算機をウエーハスケール集積システム化するときのシステムの高信頼化について、国内および外国の研究状況を調査し、それを参考とすることによって、予備の処理要素を用いたいくつかの高信頼化方式を考案することができた。これらの研究成果はIIに記載しているように、電子情報通信学会信学技報で4編、国際学会で1編、電子情報通信学会論文誌で1編の計6編を発表した。これらの研究内容は次のとおりである。(1)格子状結合超並列計算機を構成する処理要素の方形状配置の周辺の2辺、または3辺、4辺のそれぞれに予備を配置した方式に対する効率的な再構成アルゴリズム(ニューラルネット解法)の提案と本方式の故障修復効率のシミュレーション結果の提示を行ない、本方式の有効性を示した。(2)格子状結合超並列計算機を構成する処理要素の方形状配置の対角上に予備を配置した方式に対する効率的な再構成アルゴリズムの提案を行った。(3)トリー状結合超並列計算機におけるトリーの各レベルに適当な間隔で予備を配置し、これらの予備を効率的に用いる方式の提案と本方式の信頼性解析とそこ計算結果を提示した。その結果、本方式の効率の良さが実証された。さらに、故障発生に対する自律的再構成のための切替え制御回路を提案した。なお、これらの研究成果の一部はすでに国際会議に発表するように投稿中である。また、フルペーパーとして投稿の準備中である。
擬似漢字の字形集合に関する情報理論的研究

方塊文字(各種の漢字、擬似漢字、歴史的に漢字と並置使用された文字)は構成要素の数により大きさと配置が変わる。しかし、偏旁冠垂繞などの名称による(一応の)分別が浸透している漢字でも詳細な類型分類とその定量的分布となると、未だに不明である。つまり、(不思議なことに)字形集合としての基本的データが欠けているのであり、この問題に取り組んだ結果(の一部)が本報告書である。そこで、情報が不足気味の各種の擬似漢字の調査に必須の前段階として、先ず対象を(情報の割に豊富な)日本(J:1945字:新字)・(C:2418字:簡体字)・(K:1800字:繁体字)の各常用字体集合について、具体的に調査してみた。その結果、J・C・Kの何れでも(全115類型中の)4種のみで70-75%を占めるなど、ある程度の共通の傾向を占めることが判明した(第1章)。無論、以前調査した如く、この3集合は文字単位(漢字構成素)の具体的な字形や、文字単位数の分布に於いても相互にかなり異なっている。ただ、その程度が概して分かり難いのも確かなため、(予想に反し、精査結果を殆ど見ない)J・C・Kの3集合を含めて共通字形率を精査したところ、例えばJで半数を切るが、契丹小字でも20%近くある(女真文字は極く少数)などの結果を得て(音標文字で言えば、ドイツ文と英文の相違でなく、英文とロシア文と古典ギリシャの関係であることが)明瞭となった(第2章)。基礎的データが揃ったので、先ずは(解読過程が未完了だが、字数が四百弱の)契丹小字の集合論を展開した(第3章)。即ち、文字単位を抽出し、その字形集合に対して、(非対称も含め8種類の)対称型の分布を調べて漢字(J・C・K)と比較対照し、更に構成素(の空間的)配置の類型を13単位文字(二千字余)について数え上げた上で、漢字(J・C・K)及び韓国のハングル音節文字(2350字)とも比較してみた。その結果、前者では漢字と、また後者では漢字及びハングルと、統計的(定量的)に、割に同じ傾向を示すことが明らかとなった。また、文字と文字単位の差異を示すために、漢字(J・C・K)及び契丹小字の文字集合の対称型の分布を調査した(<補>)。尚、契丹や女真等の北方型を最初に扱ったのは、字喃(ベトナム)や方塊壮字等の南方型擬似漢字は文字単位集合のレベルでは漢字(J・C・K)に近いという印象があるためである。結局、現段階では方塊文字圏(ないし広域漢字圏)というものの存在の可能性が定量的データに立脚して、示されたと言える。

尚、契丹や女真等の北方型を最初に扱ったのは、字喃(ベトナム)や方塊壮字等の南方型擬似漢字は文字単位集合のレベルでは漢字(J・C・K)に近いという印象があるためである。結局、現段階では方塊文字圏(ないし広域漢字圏)というものの存在の可能性が定量的データに立脚して、示されたと言える。南方型の擬似漢字であるベトナムの字喃や,中国広西省の壮字,布依字,〓字の古文字の文献資料の収集に努めた。特に旧壮字については,広西省の南寧郊外の壮語の標準音地区の武鳴において,10000字を越える文字の載った資料を入手し,成果を得た。他の擬似漢字についても,一定の資料を国内外で入手し,整理を進めている。ベトナムの字喃についても,多数の字体の入ったCD化された資料も入手したので,旧壮字を中心に比較対照の操作も始めている。西夏文字については,整理の進んだ資料から2000字内外の文字集合を選定する作業を進めているが,ある程度形をなしてきた。漢字の各集合(日本,中国,韓国)の常用字集合ないし,それに準ずる集合について,平成10年平成13年の4年度に亘って得た成果と比較し,論ずるために必要な研究段階である。ただ,書体の問題がかなり繁雑で,また充分に対応する方法を開発したとは言えない状態のため,すこし予想より作業に手間取っている。その際は,字数が5000字前後と似かよった台湾国語文の漢字集合の扱いの方法を利用することにして,現在,その作業を必要な範囲に限り,部分的に開始している。全体には,年度当初の計画よりも少々遅れ気味だが,大筋は予定範囲内と言える。昨年度に引き続いて南方型の擬似漢字であるベトナムの字喃や、中国広西自治区の壮字、布依字、〓字の古文字の文献資料の収集に努めた。また、今年度は新たに白文字、水文字など雲南省、貴州省に分布する擬似漢字についても収集を開始した。ただ、これらの文字が嘗て分布し、今も資料の入手が期待される地域は、昨年3月に発生して猛威を奮ったSARSの中心地である広東省とそれに連なる諸地方であるため、今年度は全く現地での資料収集活動ができなかった。もっとも、今現在は主たる原因は鳥インフルエンザの方に移ってはいるが、現地調査しにくいことには何ら変わりがない状況である。従って、資料の入手は国内が主となったが、現地での調査を代替する結果を得たとは言い難いのが現実である。整理作業は、ベトナムの字喃についても、旧壮字についても進んでいるし、比較対照の作業も進めているが、上記の事情が幾分絡んで、初めに想定した状況より遅れ気味である。西夏文字など北方系の文字に対する作業も昨年度に引き続いて行っているが、書体の問題に関してコンピュータを利用した処理に幾つか問題点が見つかり、現在再度処理方法を洗い直している。もっとも、それは漢字の各集合(日本、中国、韓国)の常用字集合で得た成果を利用するという基本方法に及ぶようなものではない。前年度の作業を踏まえて、南方型の擬似漢字の古文字(ベトナムの字喃、中国の広西自治区西部の古壮字などでは数千から一万字)の文字資料の収集を継続した。ただし、前年度に猛威を振るったSARSや鳥インフルエンザの影響が部分的に残ったために、特に古布依字、古怯字、古白字、古水字などの中国の南西部(貴州省、四川省、雲南省、広西自治区北部)での現地調査などを充分には行うことができなかった。結局、資料の入手は国内が主となったが、現地調査に比較すれば幾分か非効率であることは否めなかった。整理作業は前年度に引き続いて、ベトナムの字喃や中国の広西の古壮字について、文字単位集合の抽出や幾何学的対称型の分析につながる諸作業を進めた。また、一度は死文字と化した北方系の擬似漢字(西夏文字、契丹文字、女真文字:各々数百字から数千字の)については、前年度に生起した字形の処理法の問題点の再点検もほぼ終わり、作業を継続中である。その結果、現在は擬似漢字である各種の方塊文字の空間的配置の分析を中心に従事しているが、それには各々が二千字前後の日本漢字(新字体)、韓国漢字(繁体字)、中国漢字(簡体字)の詳細な分析が前提になるので、併せてその作業を進めているところである。
近代科学とアダム・スミスの経済学

交付申請書に記したように、本年度の研究ではアダム・スミスの方法論を、18世紀当時の自然科学思想や神学思想にまで視野を拡げて考察することをめざしていた。この一年間の検討を通じて、主として以下の二点が明らかになった。まず第一に神学思想に関して言うと、スミスの方法論を当時の神学上の主要な諸テーマ、とりわけ「デザイン論証」と関連させて考察した結果、スミスの神学上の立場は、当時神学上で緊張関係にあった。主意主義と主知主義の両面をふくむことが明らかになった。これにより、彼の有名な「見えざる手」という考え方をよりほりさげて考察する手がかりを得たと考える。第二に自然科学思想、より具体的にニュートン受容との関連では次のようなことが明らかになった。18世紀には、社会科学の分野でもニュートンの方法をとりいれるのが盛んであったが、その受容の代表的なものは、認識論の分野における概念連合という形態での受容であった。これは、引力原理の機械論の論理をそのまま無批判に社会科学の分野に横すべりさせるものであったが、スミスはそのような安易な受容の仕方はしなかった。彼も、ニュートンの方法を認識論の分野で受容した点では共通しているが、ニュートンの自然認識の仕方をより立ち入って考察した上で、しかも、道徳哲学においても有効であるように、より普通化しかつ主体的に受容した。それが、スミス「天文学史」の認識論の内実である。これらの検討を通じて、『道徳感情論』『国富論』で、ニュートンの方法がどのように活用されているかを全面的に展開する土台ができたと考えている。
飽和電荷数1億個超・線形応答を有する革新的な微小光量差検出イメージセンサの創出

強い光の中から微小な光量変化を高感度・高速に計量する革新的なイメージセンサ技術を創出するために、50fF/μm2以上の高容量密度と低リーク電流を両立させた画素内光電荷蓄積キャパシタ形成技術と、蓄積光電荷の上澄みレベルを高感度かつ高速に検出する新規な光信号検出技術の研究に取り組んでいる。平成30年度には、前年度に築いたシリコントレンチキャパシタの画素内集積化技術を導入した、画素サイズ16μm角、画素数128×128のプロトタイプCMOS撮像素子を設計・試作してその特性を計測した。本CMOS撮像素子では、近赤外光の高感度化のために極低酸素濃度Cz引き上げ法で製造した低不純物濃度シリコン基板を導入すると共に、画素内に容量値1.6pFの光電荷蓄積トレンチキャパシタを有している。試作したCMOS撮像素子では、前年度に試作したMetal-Oxide-Siliconキャパシタを用いて1pFの画素内容量を搭載した原理確認用のCMOS撮像素子と比べて、飽和電荷数を1.6倍に増加させると共に開口率を5倍向上することに成功した。その結果、1901100nmの広光波長帯域における高い量子効率、2430万電子の高飽和電荷数、線形応答において71.3dBのSN比を得た。最高フレームレートは685枚/秒である。本結果によって、8回のフレーム平均回数によって本研究の目標に掲げている80dBのSN比を実質的に得ることが出来る。本CMOS撮像素子と波長1050nmのLED光源を用いた吸光イメージングにより、グルコース濃度の検量線を取得することに成功するとともに、5mg/dlの精度で生理食塩水中のグルコースが拡散する様子を30枚/秒の動画によって鮮明に捉えることに成功した。さらに、蓄積光電荷の上澄みレベルを検出するスキミング光信号検出技術に適した画素回路構成を有するイメージセンサチップを設計、試作した。シリコントレンチキャパシタを同一シリコン基板上の画素内に集積化する技術を築いた結果、当初の計画を前倒しして、容量値1.6pFの光電荷蓄積容量を画素内に搭載すると共に光の入射効率を示す開口率を52.8%に高めたプロトタイプCMOS撮像素子の設計・試作を行うことが出来、1901100nmの高い量子効率と1コマの撮像における71.3dBのSN比を両立することが出来た。また、8回のフレーム平均によって目標に掲げている80dBのSN比が得られる見込みを得た。本年度は、これまでに創出した飽和電荷数増加に資する高容量密度キャパシタを画素内に搭載したCMOSイメージセンサの性能最適化を行うと共に、画素内容量の容量密度のさらなる増加についても継続して研究に取り組む。また、蓄積光電荷の上澄みレベルを検出するスキミング光信号検出方式を実装したプロトタイプCMOS撮像素子の特性を実証する。以上から、最終目標性能である、1901100nmの光感度波長帯域と80dB以上の信号/ノイズ比(SNR)の両立を実証する。また、本研究で試作したイメージセンサを用いた吸光イメージングの応用事例として、血糖値のモニタリング等の基礎研究に取り組む。画素内光電荷蓄積キャパシタについては、トレンチ型キャパシタの形成技術と画素内集積化技術の確立に取り組み、近赤外光の高感度化のために導入した極低濃度シリコン基板に製造するCMOS撮像素子の画素内に容量密度約24fF/μm2を有する深さ約2μmのシリコントレンチキャパシタを集積するためのプロセス技術と設計基準を明らかにした。また、原子体積法によって成膜した高誘電率薄膜を用いたMetal-Insulator-Metal(MIM)キャパシタの試作に取り組み、約10fF/μm2程度の容量密度を得た。さらに、三次元積層技術の適用を見越して設計したディープトレンチキャパシタの試作を行い、90fF/μm2を超える容量密度を得た。蓄積光電荷の上澄みレベルを検出するスキミング光信号検出技術については、回路シミュレーションを用いて原理確認を行った上で、本信号読出し方式を適用したCMOS撮像素子を設計・試作した。また、本方式の特徴を活かしたアナログ・デジタル変換回路が簡便な回路構成で得られる可能性を見出した。さらに、従来の容量素子であるMetal-Oxide-Siliconキャパシタを画素内に設けて、画素毎に1pFの容量を搭載した吸光イメージングの原理確認用のCMOS撮像素子を設計・試作してその特性を測定し、約1500万電子の飽和電子数と70dBを超えるSN比を実測で得た。また本撮像素子を用いて、グルコース吸光イメージングに取り組み、5mg/dlの精度で生理食塩水中のグルコースが拡散する様子を捉えることに成功した。当初計画していた、(1)高容量密度・低リーク電流な画素内光電荷蓄積キャパシタ構造と形成技術と、(2)スキミング光信号検出画素構成・回路技術については、それぞれ目標としていた項目を達成した。

さらに、当初は計画していなかったものの、吸光イメージングの原理確認のために従来の容量素子を用いて飽和電子数を最大化したCMOS撮像素子を設計・試作してその性能を測定し、70dBを超えるSN比を得て、グルコース吸光イメージングを5mg/dlの精度で実証した。以上から高SN化による吸光イメージングの高精度化の原理確認を行い、高容量密度を搭載した際にさらに高精度化出来ることを見出した。強い光の中から微小な光量変化を高感度・高速に計量する革新的なイメージセンサ技術を創出するために、50fF/μm2以上の高容量密度と低リーク電流を両立させた画素内光電荷蓄積キャパシタ形成技術と、蓄積光電荷の上澄みレベルを高感度かつ高速に検出する新規な光信号検出技術の研究に取り組んでいる。平成30年度には、前年度に築いたシリコントレンチキャパシタの画素内集積化技術を導入した、画素サイズ16μm角、画素数128×128のプロトタイプCMOS撮像素子を設計・試作してその特性を計測した。本CMOS撮像素子では、近赤外光の高感度化のために極低酸素濃度Cz引き上げ法で製造した低不純物濃度シリコン基板を導入すると共に、画素内に容量値1.6pFの光電荷蓄積トレンチキャパシタを有している。試作したCMOS撮像素子では、前年度に試作したMetal-Oxide-Siliconキャパシタを用いて1pFの画素内容量を搭載した原理確認用のCMOS撮像素子と比べて、飽和電荷数を1.6倍に増加させると共に開口率を5倍向上することに成功した。その結果、1901100nmの広光波長帯域における高い量子効率、2430万電子の高飽和電荷数、線形応答において71.3dBのSN比を得た。最高フレームレートは685枚/秒である。本結果によって、8回のフレーム平均回数によって本研究の目標に掲げている80dBのSN比を実質的に得ることが出来る。本CMOS撮像素子と波長1050nmのLED光源を用いた吸光イメージングにより、グルコース濃度の検量線を取得することに成功するとともに、5mg/dlの精度で生理食塩水中のグルコースが拡散する様子を30枚/秒の動画によって鮮明に捉えることに成功した。さらに、蓄積光電荷の上澄みレベルを検出するスキミング光信号検出技術に適した画素回路構成を有するイメージセンサチップを設計、試作した。シリコントレンチキャパシタを同一シリコン基板上の画素内に集積化する技術を築いた結果、当初の計画を前倒しして、容量値1.6pFの光電荷蓄積容量を画素内に搭載すると共に光の入射効率を示す開口率を52.8%に高めたプロトタイプCMOS撮像素子の設計・試作を行うことが出来、1901100nmの高い量子効率と1コマの撮像における71.3dBのSN比を両立することが出来た。また、8回のフレーム平均によって目標に掲げている80dBのSN比が得られる見込みを得た。平成29年度にそれぞれ取り組んでいた、(1)高容量密度・低リーク電流な画素内光電荷蓄積キャパシタ構造と形成技術と、(2)スキミング光信号検出画素構成・回路技術を組み合わせるための課題を抽出し、レイアウト、プロセスフローを検討した上でイメージセンサを設計・試作し、特性を測定する。なお、平成30年度にも容量素子の形成技術の取り組みは継続し、イメージセンサにおける容量向上の効果は段階的に確認する。本年度は、これまでに創出した飽和電荷数増加に資する高容量密度キャパシタを画素内に搭載したCMOSイメージセンサの性能最適化を行うと共に、画素内容量の容量密度のさらなる増加についても継続して研究に取り組む。
成熟肝細胞が示す分化可塑性の組織再生への寄与および癌化との関係の解明

我々が健常マウスの肝臓から分離したICAM-1(+)肝前駆細胞は、大部分が単核の肝細胞である。前年度に行った染色体の倍数性(ploidy)解析から、diploid(2N)とtetraploid(4N)の細胞が存在していることが明らかになった。本年度は、Hoechstを生細胞に取り込ませる方法の至適化を行い、2Nと4N肝細胞を分離することで、肝細胞のHeterogeneityについてさらに詳しい解析を行った。細胞分離とColony assayを複数回行い、2N細胞はクローナルに増殖しコロニーを形成する細胞を含んでいることを確認した。分化マーカーなどの発現を定量PCRによって調べた結果、Zonation関連遺伝子であるGlutamine synthetaseの発現量に有為な差は見いだせなかったが、Cyp1a2発現が2N細胞で有為に低いことが明らかになった。以上の結果から、健常肝臓の肝前駆細胞はdiploid ICAM-1(+)細胞の分画に濃縮していることが明らかになった。ICAM-1(+)EpCAM(-)細胞は中心静脈周囲には存在していない可能性が高い一方、2Nと4N細胞の間では、その分布に差がない可能性も明らかになった。肝細胞の分化可塑性の制御機構を明らかにするために、Notch signalとGrhl2による脱分化・分化転換の制御機構の解析を引き続き行った。Notch細胞内ドメイン(NICD)とGrhl2導入後にDDC混餌を与えて慢性肝障害を負荷すると、一部の細胞が胆管上皮細胞様の細胞に変化していることがわかった。一方、CDE餌を与えて慢性肝障害を誘導しても、遺伝子導入細胞が胆管上皮細胞に分化転換することはなかった。肝細胞のHeterogeneityを明らかにするために、健常マウスの肝臓から分離したICAM-1(+)肝細胞と成熟肝細胞の比較をRNA sequencingを用いて行った。ICAM-1(+)細胞が成熟肝細胞と比較してcytochrome P450の発現などが低いことなどが明らかになった。また、ICAM-1(+)肝細胞分画には、単核の細胞が濃縮していることが分かっていたが、さらにFACSを用いた生細胞の解析から、diploidの細胞が濃縮していることも明らかになった。肝細胞の分化可塑性の制御メカニズムを明らかにするために、成熟肝細胞とSox9(+)肝細胞を比較したMicroarrayデータから、Sox9(+)肝細胞に特異的に発現する遺伝子としてFosbおよびTrib1を抽出した。その他の候補遺伝子ついても、PCRで発現上昇を確認中である。肝細胞の脱分化がNotch signalによって促進されること、一方、Grhl2によって分化転換が制御されることを明らかにするために、Notch細胞内ドメイン(NICD)あるいはGrhl2の遺伝子をvirus vectorを用いてin vitroにおいて肝前駆細胞に導入した。Grhl2は、3次元培養において胆管上皮細胞様の構造を誘導したが、NICDにそのような効果はなかった。また、Grhl2とNotch signalが誘導する胆管上皮細胞マーカーが異なることも明らかになった。さらに、両遺伝子をHTVi法によって肝細胞に導入する実験を行った。NICDを導入した場合には、速やかに肝細胞の脱分化を示す遺伝子発現が確認された。一方で、いずれの因子あるいは両方の因子を導入しても、一週間程度では、胆管上皮細胞への分化転換は起こらないことがわかった。DEN投与肝発癌モデルの検討から、腫瘍内にSOX9(+)細胞が出現するものの、SOX9(-)の細胞も混在していることが明らかになった。正常肝臓の肝細胞のHetergeneityを明らかにするために、成熟肝細胞と肝前駆細胞との比較をMicroarrayを用いて行った。最終的な候補分子の絞り込みには至っていないが、今後更なる検討によって新たなマーカーが同定できる可能性を示すことができた。前駆細胞を培養した場合、分化能を維持した細胞株と、分化能が低下した細胞株が得られた。詳細は明らかではないが、遺伝子発現の差やEpigenetic修飾の違いを検討することで、肝前駆細胞維持機構を明らかにできる可能性を示せた。DEN投与肝細胞癌誘導モデルにおいて、SOX9やOPNが誘導されるが、誘導は一様に起こらず、腫瘍内にも、SOX9(+)SOX9(-)細胞が混在することがわかった。我々は、健常マウスの肝臓から分離したICAM-1(+)肝細胞が肝前駆細胞としての性質を示すことを見出した。ICAM-1(+)肝細胞分画には、単核の細胞が濃縮していることが分かっていたが、さらにFACSを用いた生細胞の解析から、diploidの細胞が濃縮していることも明らかになった。そこで、diploidの細胞をFACSで分取し、その性状解析を行った。ICAMICAM-1(+)肝細胞と成熟肝細胞の比較を行ったRNA sequencingの結果を参考にし、分化マーカーなどの発現をPCRによって調べた。その結果、特に、Glutamine synthetaseやcytochrome P450の発現は、成熟肝細胞> tetraploid ICAM-1(+) >diploid ICAM-1(+)の順に発現が低くなっていることが明らかになった。また、diploidの細胞は、tetraploidの細胞よりも高い増殖能を示すことも明らかになった。以上の結果から、健常肝臓の幹前駆細胞はdiploid ICAM-1(+)細胞の分画に濃縮しており、それらの細胞は中心静脈周囲には存在していない可能性が高いことが明らかになった。

肝細胞の脱分化がNotch signalによって促進されること、一方、Grhl2によって分化転換が制御されることを明らかにするために、Notch細胞内ドメイン(NICD)あるいはGrhl2の遺伝子をHTVi法によって肝細胞に導入する実験を行った。NICDを導入した場合には、速やかに肝細胞の脱分化を示す遺伝子発現が確認された。両遺伝子を肝細胞に導入し、慢性肝障害を負荷すると、一部の細胞が胆管上皮細胞様の細胞に変化していることがわかった。肝細胞のHeterogeityを明らかにする実験では、細胞表面マーカーの発現パターンに加えて、染色体の倍数性の違いで細胞を分画する方法も取り入れて、Diploid ICAM-1(+)細胞に前駆細胞が濃縮されていることがわかった。肝前駆細胞の分化・成熟を制御する分子の解析については、ノックダウンの実験系を整備するの時間を要したため、進捗が遅れているので、30年度に集中して実験を行う予定である。肝細胞の分化転換を制御するメカニズムについては、Notch signalの活性化と、Grhl2の発現に加えて、慢性肝障害に晒されることで、胆管上皮細胞へと分化転換することが明らかになったことからも、順調に進んでいる。我々が健常マウスの肝臓から分離したICAM-1(+)肝前駆細胞は、大部分が単核の肝細胞である。前年度に行った染色体の倍数性(ploidy)解析から、diploid(2N)とtetraploid(4N)の細胞が存在していることが明らかになった。本年度は、Hoechstを生細胞に取り込ませる方法の至適化を行い、2Nと4N肝細胞を分離することで、肝細胞のHeterogeneityについてさらに詳しい解析を行った。細胞分離とColony assayを複数回行い、2N細胞はクローナルに増殖しコロニーを形成する細胞を含んでいることを確認した。分化マーカーなどの発現を定量PCRによって調べた結果、Zonation関連遺伝子であるGlutamine synthetaseの発現量に有為な差は見いだせなかったが、Cyp1a2発現が2N細胞で有為に低いことが明らかになった。以上の結果から、健常肝臓の肝前駆細胞はdiploid ICAM-1(+)細胞の分画に濃縮していることが明らかになった。ICAM-1(+)EpCAM(-)細胞は中心静脈周囲には存在していない可能性が高い一方、2Nと4N細胞の間では、その分布に差がない可能性も明らかになった。肝細胞の分化可塑性の制御機構を明らかにするために、Notch signalとGrhl2による脱分化・分化転換の制御機構の解析を引き続き行った。Notch細胞内ドメイン(NICD)とGrhl2導入後にDDC混餌を与えて慢性肝障害を負荷すると、一部の細胞が胆管上皮細胞様の細胞に変化していることがわかった。一方、CDE餌を与えて慢性肝障害を誘導しても、遺伝子導入細胞が胆管上皮細胞に分化転換することはなかった。健常マウスの肝臓から分離したICAM-1(+)肝細胞には単核でdiploidの細胞が濃縮していることが明らかになった。
新型アルミネート系高輝度青色蛍光体の創製

安価で高温・プラズマ耐性が強い、新型アルミネート系青色蛍光体の創製が熱望されている。Sr_7A_<12>O_<25>:Euは本来緑色蛍光体なのに、1400°C高温還元法で相変態を伴い新型青色蛍光体になることをわれわれの研究グループが平成16年に新発見した。本研究では、その周辺の組成についても青色蛍光体になりうるか、調査をおこなった。平成17年度に引き続きアルカリ土類アルミネート系酸化物の組成を決定し、レシピ化した。Sr位置にMg,Ba,Caを0.05刻みで置換固溶させることにより、60の組成レシピを作成した。レシピに従い金属EDTA錯体混合粉を準備し、それらを水に溶解してその水溶液をスプレードライヤーを利用して最終的にEDTA混合粉末を合成した。さらにEDTA混合粉末を800°Cで仮焼してレシピ設計組成からなる酸化物粉末を得た。アルカリ土類アルミネート系酸化物粉末をMgO基板とAl_2O_3基板の上にそれぞれ塗布して管状炉中で4%H_2-Ar還元雰囲気超高温下で還元焼成した。温度は1200°C1400°Cの間で設定した。得られた試料について、すべてX線回折を示したことから結晶化していることがわかった。Sr_7A_<12>O_<25>:EuのSr位置にMgを入れるか、あるいはMgO基板を利用してアルカリ土類アルミネート系酸化物粉末を還元焼成した場合に460nmに中心をもつ、比較的強度の強い青色蛍光体を得ることに成功した。この蛍光体は現行の青色蛍光体であるBaMgAl_<10>O_<17>:Eu^<2+>蛍光体と同様の色で発光することから、利用の可能性の高い新しい青色蛍光体の合成に成功したといえる。アルカリ土類アルミネート系酸化物の組成を決定し、レシピ化した。Sr位置にMg, Ba, Caを0.05刻みで置換固溶させることにより、60の組成レシピを作成した。比率はEDTAの秤量で決定できるため、組成はEDTAの金属を変えるだけで自由に設計することができることが証明できた。管状炉によってアルカリ土類アルミネート系酸化物を4%H_2-Ar還元雰囲気超高温下で還元焼成した。Sr_7A_<12>O_<25>:EuのSr位置に入れたMg, Ba, Caの量によって結晶構造が変わることがわかった。これらの原子のSr位置への固溶限界は小さいことがわかった。Mg, Ba, CaともSrに対して5mol%以内の固溶であればすべて紫色-青色(400nm-450nm)に蛍光することが確認できた。

この蛍光体は現行の青色蛍光体であるBaMgAl_<10>O_<17>:Eu^<2+>蛍光体と同様の色で発光することから、利用の可能性の高い新しい青色蛍光体の合成に成功したといえる。
リンゴ果実における対モモシンクイガ化学防御メカニズムの解明

モモシンクイガはリンゴ果実を加害する重要害虫であり、新しい防除法の開発が課題である。果実に本来備わる化学的防除メカニズムの解明を試み、食害果実で誘導される化合物として3-oxo-TA、クロロゲン酸、p-クマロイルキナ酸を同定した。これらの化合物は幼虫の死亡率が高いリンゴ品種`ふじ'および`春明21'でより多く誘導されることが明らかになった。一方、成虫の産卵抑制のために使用されるコート剤(炭酸カルシウム水和剤)の防除メカニズムも検討した。EAG及びGC-EADを用いたアッセイの結果、コート剤に展着剤として配合されるTxibが雌成虫の触覚に受容され、産卵行動を抑制している可能性を示した。本研究はリンゴ果実のモモシンクイガ幼虫に対する発育阻害要因及び雌成虫に対する産卵刺激要因を化学的に明らかにすることを目的とする。モモシンクイガ幼虫の生存率は樹上の果実(着果)で極めて低いが、樹から切り離した果実(摘果)では高いことから、着果で何らかの防御反応が起こっていると考えられる。着果と摘果の被害果と健全果をLCMSで分析した結果、被害果のみで特異的に誘導される化合物(m/z486)が検出され、NMR測定により2α,19α-dihydroxy-3-oxo-12-ursen-28-oic acidと同定された。本化合物は健全果に針を刺しただけで誘導されることから、傷害誘導性の物質であると考えられたが、摘果でも誘導されたことから、目的とする発育阻害物質ではないと判断した。これとは別に、着果被害果に特異的に誘導される化合物(m/z361)が検出された。本化合物は未同定であるが、着果被害果に特異的な物質であるため、発育阻害物質の候補として化学構造の推定を試みる。また、リンゴ品種`春明21'、`ふじ'、`千雪'の着果において幼虫の生存率を調査したところ、それぞれ013%、1141%、1759%となり、品種間差異があることを明らかにした。リンゴ果実に対する炭酸カルシウム散布がモモシンクイガの産卵数を減少させることから、産卵刺激要因解明のヒントとなることが期待される。室内試験の結果、炭酸カルシウムの雌成虫に対する忌避効果や、物理的な産卵刺激要因とされる果実表面の毛じに対する影響は認められなかった。残された可能性として炭酸カルシウム散布が果実由来の揮発成分に与える影響について検討するため、野外における揮発成分の捕集条件(捕集時刻や捕集時間)を検討した。その結果、昼夜で捕集される成分に違いはなく、12時間程度の捕集が適当と考えられた。リンゴの着果果実におけるモモシンクイガ幼虫発育を`ふじ'、`春明21'、`千雪'の3品種で比較した結果、`ふじ'及び`春明21'では生存率が低く、生存幼虫にも顕著な発育遅延が生じたのに対し、`千雪'では生存率が高く、発育遅延程度は小さかった。一方、摘果果実では、いずれの品種でも生存率が高く、発育遅延は起こらなかった。発育阻害が起こる品種`ふじ'を用い、幼虫の食害で果実に誘導される物質を探索した結果、昨年明らかにしたトリテルペン2α,19α-dihydoroxy-3-oxo-12-ursen-28-oic acid(3-oxo-TA)に加え、4つの未知化合物A(m/z 409)、B(m/z 361)、C(m/z 559)、D(m/z 520)を見出した。これらの誘導量を発育阻害程度の異なる3品種で比較したところ、発育阻害が起こりにくい品種`千雪'で3-oxo-TA、化合物A、B、Cの誘導量が少なかった。発育阻害が起こる品種`春明21'を用い、食害誘導性化合物の果実内分布を調べた結果、3-oxo-TA及び化合物Aは食害部のごく近傍のみに存在し、局在性が高く、化合物B及びCは食害部の周辺に存在し、局在性はやや低いことが明らかになった。また、化合物Dは果皮に多く存在し、果肉では食害部に局在していた。雌成虫による果実への産卵は、炭酸カルシウム剤(以下炭カル)を果実に散布すると減少する。炭カル散布果と無散布果の香気成分を比較した結果、炭カル散布果で特異的に見られる2種の化合物が見つかった。これらの化合物は炭カルの散布によって果実に誘導されたものではなく、製剤自体に含まれる成分であることが製剤由来の揮発成分の分析で明らかになったが、現在のところ産卵数の減少に関与しているかどうかは不明である。幼虫の生存率や発育阻害の程度にリンゴ品種間で差があることを明らかにするとともに、発育阻害物質の候補として見出した食害誘導性化合物の誘導量が発育阻害の起こりにくい品種で少ないことを明らかにしたことにより、実際に発育阻害に関与している可能性を示した。また、食害誘導性化合物の果実内における誘導部位を明らかにしたことにより、誘導機構の解明につながる成果を得た。産卵刺激物質の探索については、産卵数を減少させる効果のある炭酸カルシウム剤を散布した果実に特異的な化合物を検出し、炭酸カルシウム剤による産卵数減少の要因解明につながる成果を得た。

リンゴの果実内部で発育するモモシンクイガ幼虫は、樹から切り離した果実(摘果)では正常に発育するが、樹上の果実(着果)では多くが死亡することから、着果では幼虫の食入に応答して何らかの発育阻害物質が誘導されると考えられる。これまでに幼虫が食入した着果に誘導される複数の化合物の存在を明らかにしたが、本年度はそのうち二つについてp-クマロイルキナ酸およびクロロゲン酸と同定した。着果での幼虫生存率には品種間差異があり、`ふじ'や`春明21'では生存率が低いが`千雪'では生存率が高いことをこれまでに明らかにした。本年度はさらに`恵'、`メロー'、`東光'、`彩香'、`あおり24'(初恋ぐりん)の5品種で検討した結果、いずれの品種でも幼虫生存率は低かった。発育阻害が起こりにくい品種である`千雪'の特異性が際立つ結果となったが、`千雪'ではp-クマロイルキナ酸の誘導量が少ないことから、幼虫の発育阻害に関与している可能性が示唆された。モモシンクイガは果実のみに産卵するが、産卵場所の定位に関わる揮発性化学物質は明らかになっていない。これまでに炭酸カルシウム水和剤(炭カル)を散布した果実で産卵数が著しく減少することを明らかにしたが、本年度は炭カル処理果に特異的に検出される揮発成分の同定と、GC-EAD及びEAGによる触角の電気生理的な応答を調査した。炭カル処理果に特異的に検出される揮発成分は2,2,4-trimethyl-1,3-pentanedial diisobutyrate(TXIB)と同定され、製剤由来の化合物と考えられた。GC-EADを用いた調査では、TXIBに対して雌雄とも触角の応答が認められた。一方、EAGでは炭カルの揮発成分に対して雌成虫触角の応答は認められなかったが、顕著な応答が見られるリンゴ果実の香気成分に炭カルの揮発成分をブレンドすると、応答が弱まることを明らかにした。モモシンクイガはリンゴ果実を加害する重要害虫であり、新しい防除法の開発が課題である。果実に本来備わる化学的防除メカニズムの解明を試み、食害果実で誘導される化合物として3-oxo-TA、クロロゲン酸、p-クマロイルキナ酸を同定した。これらの化合物は幼虫の死亡率が高いリンゴ品種`ふじ'および`春明21'でより多く誘導されることが明らかになった。一方、成虫の産卵抑制のために使用されるコート剤(炭酸カルシウム水和剤)の防除メカニズムも検討した。EAG及びGC-EADを用いたアッセイの結果、コート剤に展着剤として配合されるTxibが雌成虫の触覚に受容され、産卵行動を抑制している可能性を示した。当初の予定通り、着果被害果に特異的に誘導される化合物を発見し、発育阻害因子の候補物質として今後の研究につながる成果が得られた。また、幼虫の発育阻害程度の品種間差異に関する成果を得たことで、品種間の比較により、発育阻害因子の候補とした化合物が実際に発育阻害へ関与しているか検証することができると考えられる。産卵刺激要因の解明については、炭酸カルシウム剤散布による産卵数減少のメカニズムについて検討し、忌避活性や毛じに対する物理的な影響などを否定する結果が得られ、学術雑誌へ投稿した。この結果をもとに、可能性のある産卵刺激要因として果実由来の揮発成分に焦点を絞り、野外における捕集方法を確立した。幼虫の食害によって着果果実に特異的に誘導され、発育阻害に関与している可能性がある未知化合物について、HPLCで大量精製し、NMRで化学構造の同定を試みる。また、炭酸カルシウムを散布した果実で特異的に検出された化合物やリンゴ果実由来の香気成分の雌成虫への影響を調べるため、GC-EADを用いて雌触角の電気生理的な反応を見る。
薬剤の中枢応答性を支配する薬物輸送機構の定量的評価法の開発

本研究では、血液脳関門に発現する薬物トランスポーターに焦点をあて、その機能評価法の開発を目的とした。ノックアウトマウスを用いたin vivo試験により、血液脳関門においてMrp4、P-gp、BcrpなどABCトランスポーターにより能動的に排出され、中枢神経系への移行が制限されている薬物群を明らかにした。Oat3により脳内から排出される薬物群を明らかにし、Mrp4とも連携して効率的に脳内から排出していることを明らかにした。PETに適用可能なトランスポーター基質を複数見いだした。Oat3ノックアウトマウスでは、内因性基質DHEASおよびPET分子プローブ7mPSGの脳内からの排出が低下していることから、Oat3がこれら化合物の排出に働いていることを明らかにした。一方で、PET分子プローブTIC-Aの排出はOat3ノックアウトマウスにおいてわずかに低下したのみであり、トランスポーターの関与は非常に小さいことが示唆された。タミフルの活性体であるRo64-0802について、血液脳関門でOat3、Mrp4によりくみだされることを明らかにした。特に、Mrp4ノックアウトマウスでは血液中からのRo64-0808の移行が顕著に増加することを見いだした。P-gpとBCRPをともに欠損した場合、個々のトランスポーターのノックアウトマウスで観察される脳内濃度の増加以上の増加が観察され、一見相乗的に作用しているように見えるが、実は個々のトランスポーターの排出能力が単純拡散よりも大きければ、相加的な現象であることを明らかにした。過剰発現細胞を用いた輸送実験により、D2受容体アゴニストであ。sulpirideがBCRPの基質となることを明らかにした。BCRPの基質認識は種差を示し、ヒトBCRPの方が輸送活性が高かった。BCRP遺伝子は多型を示すことから、血液脳関門における異物排泄の個人差がsulpirideの中枢作用に関連している可能性が考えられる。P-gpやBcrp基質となる薬物は血液脳関門で能動輸送を受けるため、脳内非結合型薬物濃度が血漿中非結合型薬物濃度に低く保たれていることを明らかにした。しかし、脳脊髄液中濃度を指標とした場合、P-gpやBcrp基質であっても、脂溶性の高い薬物では脳内非結合型薬物濃度との間に乖離がないことを明らかにした。種々ノックアウトマウスを用いることで、血液脳関門でくみ出される薬物群に関する知見を得た。血液脳関門に発現する有機アニオントランスポーターOat3のノックアウトマウスでは、probenecidにより、DHEASやbenzylpenicillin等Oat3基質となる薬物の消失の遅延が観察され、Oat3以外にもこれら薬物の汲み出しに働くトランスポーターの関与が示唆された。血液中にbenzylpenicillinを投与した場合、Oat3(-/-)マウスでは特に脳脊髄液中濃度の増加が顕著に観察されたが、PAH、6-mercaptopurineの脳内動態に変動は見られなかった。Mrp4(-/-)マウスでは、methotrexate, raltitrexedなど葉酸アナログやcefazolinの脳内濃度、特にmethotrexate, raltitrexedについては脳脊髄液中濃度の増加も観察され、Mrp4が異物排泄トランスポーターとしてこれらの薬物の中枢移行を抑制していることを明らかにした。一方で、Mrp4による輸送活性は高いものの、olmesartanやpitavastatainの脳内濃度はノックアウトによる影響を受けなかった。これらの薬物は血漿中での蛋白結合が強いことから、みかけ上ノックアウトによる脳内濃度の増加が観察されないものと考えている。血液脳関門は血液中から中枢神経系への異物の侵入を制限する関門として働き、医薬品の中枢暴露を制限している。血液脳関門における能動的関門機構の実体解明ならびにin vivoで評価可能なプローブ薬を探索した。Mrp4基質について、これまで全脳で評価していたが、部位別に分けて再評価したところ、小脳特異的に薬物濃度(methotrexate)の増加が見られた。大脳皮質ではMrp4(-/-)マウスでのみGF120918による脳内濃度の増加が観察され、大脳皮質ではMrp4を含む複数のトランスポーターが排出に関与していることが示唆された。こうした血液脳関門における能動的排出輸送が脳実質内での非結合型薬物濃度に与える影響を定量的に評価するため、脳脊髄液を指標に用いて、in vivo試験を行った。能動輸送を受ける薬物は脳脊髄液中濃度に比べて実質内の非結合型薬物濃度は低く、脳脊髄液を指標としたPKPD解析では過小評価されることを明らかにした。P-gp、Bcrp選択的な基質はそれぞれのノックアウトにより濃度差は消失し、P-gp、Bcrp共通基質についてはP-gp・Bcrpのダブルノックアウトマウスで初めて濃度差が消失することを実証し、濃度差を生じる要因としての排出トランスポーターの重要性を明らかにした。排出輸送に加えて、ヒト脳毛細血管由来不死化

内皮細胞株(D3細胞)で、amantadineなどのカチオン性薬物について飽和性輸送を観察した。amantadine,olanzapineについては、pyrilamineによる対向促進も観察されたことから、飽和性は細胞膜に発現するトランスポーターに由来することが示唆された。BCRP基質となるdantroleneおよびsulpirideの11C体を合成した。Bcrp(-/-)マウスでの脳内濃度の増加は軽微であり、かつサルではバックグラウンドレベルであり、PET試験への適用は困難と判断された。
糖脂質による歯原性上皮細胞の分化制御機構の解明

神経栄養因子NT-4を含む多くの増殖因子およびそのレセプターは,歯の発生過程において,エナメル芽細胞や象牙芽細胞の分化そして上皮間葉相互作用を制御する。糖脂質は,細胞膜を介して発揮される細胞の様々な生理作用に関与している。本研究では,糖脂質GM3およびLacCerが,発生中の歯胚において,エナメル芽細胞へと分化する上皮部分で強く発現していることを示した。いくつかの実験により,GM3およびLacCerは,NT-4によるAmbn遺伝子の発現のために重要であり,歯原性上皮細胞からエナメル芽細胞への分化に寄与することを示唆する結果を得た。歯原性上皮細胞株HAT-7におけるNT-4,短縮型のスプライアントを含めたTrkBおよびp75の発現について,RT-PCR法により確認を行った。その結果,NT-4, p75,全長型TrkB、短縮型TrkB-T1およびT2の発現が確認された。糖脂質GM3およびLacCerを添加することによるNT-4の発現動態には,変化が認められなかった。このことから,糖脂質添加が,NT-4刺激に対するMAPKのリン酸化を増強させた機構は,受容体側の変化にあることが考えられた。また一方で,歯胚発生初期におけるNT-4の機能として,間葉部分への相互作用について検討する必要があると考えられた。糖脂質およびNT-4の添加によっては,p75の発現動態の上昇、NT-4の添加による全長型TrkB、短縮型TrkB-T1およびT2の発現増加を観察した。糖脂質またはNT-4の添加によって分化マーカーの発現動態を動かした機構は,受容体側の変化に起因することが推測された。歯原性上皮細胞株HAT-7における、チロシンキナーゼの細胞内ドメインに影響しない細胞内シグナリングの開始について、ウェスタンブロッティング法によるMAPKのリン酸化について解析を行った。チロシンキナーゼインヒビターk252aによる全長型TrkBのシグナル伝達経路の遮断を行った場合,MAPKのリン酸化の抑制が観察された。よって、HAT-7におけるNT-4による細胞内シグナリングの開始にはチロシンキナーゼの細胞内ドメインの関与は不可欠であると考えられた。また,p75の抗原決定基に結合するMC192によりp75レセプターとTrkBとの相互作用を阻害した場合もMAPKのリン酸化の抑制が観察され、抑制の程度は、k252aによる変化の方が顕著であった。歯原性上皮細胞株HAT-7を用いて,糖脂質GM3の免疫染色を行った。抗体には抗GM3抗体M2590を用いた。糖脂質GM3は,核膜上および細胞膜状に均質に分布している様子が観察された。マウス歯胚ベルステージ組織切片上において,GM3が内エナメル上皮細胞及びエナメル髄細胞で発現していることは確認済みである。これまでの検索のなかで細胞の増殖能を抑制することがわかっているGM3,LacCer,及び糖脂質の合成の最初の段階であるGlcCerを生成する反応を阻害する酵素D-PDMPで処理した培養細胞についてGM3の染色染色を行った。GM3またはLacCerリッチ(5μMまたは10μM)な培養液で24時間培養後,または一回継代後の細胞のGM3の染色性に有意な差は確認出来なかった。またD-PDMP処理した培養細胞においてもGM3の染色性に明瞭な変化は観察されなかった。D-PDMPのGSL生合成阻害剤としての有用性は、今までに種々の培養細胞を用いて検討され、濃度および処理時間に依存したGlcCer由来のGSLsの枯渇が可能であることが報告されており,機能上には何らかの影響を及ぼしていると考えられるが,免疫染色で確認出来る範囲においては,D-PDMP処理によって完全にGM3を枯渇することはできないと考えられた。歯原性上皮細胞で糖脂質GM3による増殖能への影響について検索するためBrdU取り込み試験を行った。GM3,LacCerまたはD-PDMPリッチな培養液で24時間培養後,または一回継代後の培養細胞でBrdU取り込み率は有意に減少しており増殖能の抑制効果が認められた。その効果はD-PDMPで最も顕著であり,処理時間が長いほど増殖能は低下していた。神経細胞を用いた研究から,NT-4は,TrkBのリン酸化ならびにRas,MEK,ERK1/2等のシグナル伝達分子を活性化させることが報告されている。また歯原性上皮細胞においては,NT-4は,TrkBと結合することによりERK1/2経路を活性化し,アメロブラスチンの発現を促進させることが報告されている。また,これまでの研究結果から,糖脂質GM3およびLacCerは,NT-4によって誘導されるアメロブラスチンの発現を増強させることがわかっている(RT-PCR)。