hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進行性腎障害における慢性炎症の意義とそれに立脚した分子予防学の構築

また、今年度に確立したマウス感染症モデルは、次年度以降の検討でも用いる予定であり、さらに検討を進める。超高齢化社会を迎えた本邦では、肺炎が死因の第3位になり、感染症対策とその病態解明は喫緊の課題である。感染症の重症度に関わる因子として、宿主の免疫状態などの宿主側因子と、菌自体の毒性などの菌体側因子が考えられる。また、感染症の経過中、急性腎障害を併発することも多く、生命予後の悪化と深くかかわっている。しかしながら、細菌自身の表現型や遺伝子型ならびにそこに立脚するタンパクが、重症感染症や急性腎障害の発症にかかわる病態との関連は、ほとんど明らかになってはいない。そこで、本研究では感染症を生じる細菌、ことに臨床上問題となる耐性菌と感染に伴う炎症、常在する細菌叢の撹乱とその病態、腎臓病を中心とする病気の予防、発症、進展との関連を炎症・細胞生物学から明らかとすることを目指している。我々はこれまで、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の網羅的遺伝子解析を通して、血流感染症や急性腎障害の発症に関わる候補遺伝子の変異を同定した。これら変異遺伝子及び変異タンパクが感染症や急性腎障害の病態に及ぼす意義について検討している。当該年度は、菌株を投与し、未病、発症モデルを作成すること、さらに腎臓をシングルセル化し、網羅的遺伝子解析を検討した。MRSAの投与量により、急性腎障害の未病モデルを確立した。さらに、急性腎障害を発症する再現性の高い感染症モデルを確立した。さらに、これらの腎臓をシングルセル化し、遺伝子発現解析を施行している。当初の計画通り、耐性菌菌体を用いて、マウスへの投与実験を行った。菌体のマウスへの投与により、投与菌量依存的に生存率に差を認め、さらに腎に感染巣の波及を認めた。菌量により、病理学的所見、腎機能および腎障害マーカーに差を認めた。比較的投与菌量が少ない群は未病モデルを確立しえた。すなわち、表現型としては腎機能は悪化せず、軽度の炎症所見にとどまった。一方、比較的投与量が多い群は、病理学的に尿細管障害、腎膿瘍を認め、腎機能の悪化、腎障害マーカーの著明な上昇を認めた。これらの所見は再現性が高いモデルであることを確認した。また、このモデルより腎を摘出し、シングルセル化した。シングルセル化した検体は、フローサイトメトリーで確認し、死細胞は十分除去され、腎固有細胞、浸潤細胞がクラスターを形成していることを確認した。遺伝子の抽出も量・質ともに十分であり、質の高い遺伝子発現解析を施行できた。腎臓を炎症の場とした、細菌のゲノム情報に基づく変異の視点でとらえた腎固有細胞や、免疫担当細胞とのクロストーク、細胞単位の炎症の記憶と遷延化などを、シングルセルトランスクリプトームの手法を用いて解析を進める。また、進行性腎障害の回復と、進展を分ける責任細胞、責任因子を、炎症細胞社会の視点で取らえることで、キーとなる細胞、分子に特化した創薬基盤や、新規バイオマーカーの創出を目指す。また、遺伝子変異が蛋白の機能に与える影響を、培養細胞などを用いて検討する。感染の成立に寄与する接着因子に変異を持つタンパクは、接着能が高いという仮説の基、変異型と、野生型のタンパク質を精製し、コラーゲンへの接着能や、培養細胞による検討を行う。
食品成分による分子標的薬のリスク回避と免疫予測マーカーの探索

近年、従来のものより副作用の少ない経口抗がん剤として分子標的薬が注目されているが、特有の副作用である消化器症状が高頻度に発現することから使用に関して課題は多い。このような背景から、免疫賦活による副作用軽減を期待し、治療と併用してサプリメントを使用するケースが増えているが、エビデンスに乏しいものも多く存在するため、併用によるリスクおよび有用な食品成分の特定が急がれる。また、免疫の中心となる腸管をターゲットとした食品成分のリスク評価に関しては生体機能への影響を考慮して評価している報告は少ない。本研究では、分子標的薬の免疫低下の機序を解明し、治療に対して有用な食品成分を見出すことを目的とした。当該年度においては、分子標的薬による免疫低下の機序および有用な機能性食品成分を同定する目的で、培養細胞を用いて、食品および分子標的薬併用によるα-ディフェンシン、TLR4、EGFR mRNAおよびタンパク質発現量への影響を評価した。分子標的薬にはエルロチニブ、ゲフィチニブ、アファチニブ、食品成分にはパルミトレイン酸やDHA等の機能性食品として汎用される脂肪酸類、ダイゼイン等の大豆イソフラボンを使用した。腸管由来株化細胞に分子標的薬および各脂肪酸を曝露し、α-ディフェンシンおよびTLR4、EGFR mRNAおよびタンパク質発現量に及ぼす影響を調べたところ、パルミトレイン酸を併用することにより分子標的薬曝露によって低下したα-ディフェンシンの発現を回復させることを見出した。分子標的薬と食品成分を併用することにより、分子標的薬による腸管免疫低下を軽減させることを明らかとした。初年度としては概ね予定通り進めたものと考えている。今年度、一部の食品成分の併用が分子標的薬による腸管免疫低下を軽減させることを明らかとした。したがって今後については、予定通り生体外からα-ディフェンシンの評価を行うべく、血中マーカーとなる物質を探索する。当該年度においては、分子標的薬による免疫低下の機序および有用な機能性食品成分を同定する目的で、培養細胞を用いて、各成分曝露によるα-ディフェンシン、TLR4、EGFR mRNAおよびタンパク質発現量への影響を評価した。分子標的薬にはエルロチニブ、食品成分にはパルミトレイン酸やDHA等の機能性食品として汎用される脂肪酸類を使用した。腸管由来株化細胞に分子標的薬および各脂肪酸を曝露し、α-ディフェンシンおよびTLR4、EGFR mRNAおよびタンパク質発現量に及ぼす影響を調べたところ、分子標的薬曝露ではα-ディフェンシンおよびTLR4の発現低下、EGFRのリン酸化の抑制が確認された。脂肪酸曝露では、α-ディフェンシンおよびTLR4 mRNAおよびタンパク質発現量に相関が見られた。分子標的薬および機能性食品成分の個体レベルでの効果を明らかにすべく、Wistar系雄性ラットを用いて、経口投与実験を行う。
数理概念の体験的理解のための展示空間デザイン

本研究では、どのような空間が体験的理解のために有効に機能するかという展示デザインの問題を実際の展示を通して観察した。またどのようなインタラクションが行われたかをみて展示デザインにフィードバックするために、展示におけるログデータの収集と分析を行うためのツールを開発した。具体的に指紋の池と属性のゲートの2つの展示についての分析から、鑑賞者自身だけでなく、周囲にいる他の鑑賞者のリアクションが理解に影響することを観察した。インタラクティブな展示で鑑賞者の動きを継続的に把握するために、鑑賞者のデータをモニタリングするフレームワークを開発した。フレームワークは展示の操作を記録したXMLデータと、展示の映像記録のビデオファイルを組み合わせて、各操作がおこった時点での鑑賞者の様子を見ることができるようにしている。このフレームワークを、これまにで開発した展示「計算の庭」のログデータの分析に応用した。ログデータには、計算の庭を歩く鑑賞者がゲートを通ったタイミングと、鑑賞者が歩く様子を記録した映像がある。開発したフレームワークの中で操作記録と映像記録を組み合わせて、どの時点で何がおこっていたかをわかるようにした。また人間のもつ様々な振る舞いに注目して、その特徴を体験的に見ることができる展示のデザインを行った。その一つとして、手に鉛筆を持つ動作を対象として、その形状特徴を抽出した上で数学的にクラスタリングして、視覚的な特徴に基づく分類を行った。このようなクラスタリングを利用した展示を計画し、基礎データの収集を始めた。本研究では、身体を使ったインタラクティブな体験を通して数理的な概念を理解するための展示空間をデザインすることを目的とし、空間デザインとセンサ技術を開発する。本年度は7月11月に21_21DESIGN SIGHTにおいて「これも自分と認めざるをえない」展を開催し、佐藤がディレクション、桐山が展示技術の開発を行った。この展示は現代社会で個人の属性がどう扱われているか、そもそも属性とは何かということを問うことをテーマとして複数の展示を開発した。その中で「指紋の池」は自分の指紋をスキャンして広いディスプレイの中に放流し、もう一度スキャンすると自分の指紋だけが他の指紋の群れから離れて自分の指先に戻ってくるという展示で、多数の指紋の中から自分の指紋だけが数学的な処理によって検索されて帰ってくる過程を視覚的に見せた。また「休憩所」は、椅子に隣りあって座る人々の間を二等分線で区切ってボロノイ図をリアルタイムで提示する展示であり、隣の人と一定の距離を保って座るという身体的な動作を幾何学の図形によって目に見える形に示した。また「属性のゲート」では、顔認識技術によって来場者を男女、年齢、表情でカテゴリーに3段階で分ける展示を制作し、ゲートを通ることで分類ということを体験できるようにした。これらの展示を通して体験者の行動データを記録しており、来年度にかけて、空間やセンサからの情報が人間の行動にどのように影響するかを分析する準備を合わせて行った。平成23年度は、展示空間での体験をモニタリングするシステムから得られたデータを分析する作業を行い、モニタリングの有効性を確認した。具体的には昨年度行った「これも自分とみとめざるを得ない展」で展示した「属性のゲート」で、鑑賞者の挙動データを収集して分析した。この展示の鑑賞者は、最初に男性または女性のゲートを選んで前に立つが、実際にはシステムが顔認識で判断した方のゲートが開き、鑑賞者はそちらから出る。次に29歳以下または30歳以上のゲートのどちらかを選んで前に立つが、やはり顔認識の結果で開いた方から出る。最後に笑顔または無表情のゲートを選ぶが、開いた方から出る。分析の結果、システムの顔認識の結果が鑑賞者のゲートの選択に影響のあることがわかった。例えば30歳以上のゲートの前に立った鑑賞者のうちの61.6%は、システムによって29歳以下と判断されている。これらの鑑賞者の76.1%が笑顔のゲートに進んだが、この割合は鑑賞者全体のうち笑顔のゲートを選んだ57.5%よりも高い。このことは、29歳以下と判断されたことが鑑賞者の感情に影響して、笑顔のゲートを選ぶ上でプラスに働いていると考えられる。データ分析に当たっては、鑑賞者が想定外の動きをすることがあるという展示特有の問題に対応するため、手作業でも効率よくデータの不備の発見や順番の入れ替えが行えるブラウザを開発した。このようにして得られる鑑賞者の挙動は、展示の計画や改良に具体的な指針を与えるものである。
イオン化ポテンシャルを制御したシロール誘導体を添加した塗布型有機撮像素子

高効率な有機イメージセンサーを実現するために、新規シロール誘導体を添加する手法を検討した。その結果、イオン化ポテンシャルを制御したシロール誘導体の添加で有機層中のキャリア分離効率を向上させることに成功して、50%を超える外部量子効率を有する有機光電変換効率を実現した。また、ピコ秒オーダーの過渡吸収測定の結果、特定のシロール誘導体を添加することで、キャリア分離効率が得られることを実験的に確認した。1新規に合成した5種類のシロール誘導体のイオン化ポテンシャルなどの基本物性を評価した。その結果、シロールの基本骨格に異なる置換基を用いることで、イオン化ポテンシャルを5.196.30eVの範囲で制御することに成功した。また、光学吸収スペクトルではいずれのシロール誘導体も紫外から青色領域に吸収を有することが分かった。3フェムト秒ポンププローブ法を用いて、シロール誘導体を添加した有機薄膜のキャリアダイナミクスを評価した。その結果、100ps以上の遅い領域での吸収変化量がシロール誘導体の添加濃度を増やすに従って増加する傾向が得られた。つまり、シロール誘導体の添加で有機層中でのキャリア発生効率向上が示唆された。塗布型有機撮像素子を実現するために重要な波長選択型有機光電変換素子の特性向上を検討した。特にシロール誘導体の凝集性の高さに着目して、シロール誘導体を添加した光電変換素子のバルクヘテロジャンクション構造を利用した高効率化を検討した。今年度は新たに5種類のシロール誘導体を合成して、イオン化ポテンシャルや吸収スペクトル、光電変換素子への添加効果等を評価した。シロール誘導体にカルバゾール基やフェニル基などを導入することで、イオン化ポテンシャルは5.50eVから6.30eVの範囲で制御可能となった。また、シロール誘導体単層膜では青から紫外波長域のみで吸収があるだけであり、青色に選択的に感度を有する有機光電変換素子の添加剤として利用可能であることを見出した。素子特性評価では、Poly(dioctylfluorenyl-co-benzo-thiadiazole) (F8BT)への添加効果を評価した。その結果、シロール誘導体のイオン化ポテンシャルと素子特性の間には明確な相関関係が得られ、イオン化ポテンシャルが大きいほど素子の外部量子効率やS/Nが向上する傾向が得られた。この結果は、F8BTに光照射した励起子が効率的にキャリア分離したことを示しており、光励起で生成した正孔がシロール誘導体へ移動したことが素子特性向上の大きな理由であると考えられる。また、シロール誘導体の添加濃度などの素子作製条件を最適化することで、外部量子効率52%、S/N10000を実現した。次年度は緑や赤色に選択的に感度を有する有機光電変換素子に対して、シロール誘導体の添加を行い、3原色の全ての素子で高効率化を実現する。青色の光電変換素子だけではあるが、当初の目標であった素子の光電変換効率10%以上は既に実現した。緑や赤色の素子に関しても同様の素子特性改善が期待できる実験結果も得られていることから、当初の予定よりも早くプロジェクトの目標は達成できる見込みである。当初の予定通り二年目に実施する予定であったフェムト秒ポンププローブ法を利用して有機光電変換素子中のキャリアダイナミクスの詳細評価を行うことで、より物理的な解釈を加えていく。これまでに得られた知見を元にシロール誘導体を合成・評価していく。シロール誘導体の合成手順はほぼ確立しているので、高純度に精製した材料合成を適宜進めて行く。また、シロール誘導体の凝集性には原理力顕微鏡を用いて評価する。通常の素子特性だけでは十分に理解できなかったシロール誘導体の凝集性が素子特性に与える影響も合わせて検討していく。フェムト秒ポンププローブ法も予備実験を行って、素子特性と有機層中のキャリア分離効率で相関関係が得られるところまでは実験が進んでいる。今後は評価するシロール誘導体の種類を増やして各種シロール誘導体が有機薄膜中でどういった構造を形成して、その結果キャリア分離効率が変化するかを評価していく。次年度は主に有機光電変換素子作製に必要な消耗品(有機材料、ITO付きガラス基板、溶媒など)を中心に研究費を使用する。また、初年度購入できなかったスピンコーターも導入して、研究の効率化を図る。
生物生成システムの数理モデルに関する研究

生物生長過程をモデル化し、生成システムとしてその数理を明らかにすることは、理論的に特に現代応用数学の立場から非常に興味あることである。生物は細胞分裂によって生長するが、その生成規則の最も簡単な場合は、言語理論における1次元グラマである。しかしながら生物系の場合は従来のグラマと異なって、その生成が同時的であり、しかもその配列状況は、1次元アレイでも2次元アレイでも3次元アレイでもない。一般にあるグラフで示される関係である。本研究は、このような見地からよく知られているLシステムの理論と2次元アレイグラマの手法を用いて新しいグラマの体係を提案し、その数学的意義を与え、この分野での基礎理論を確立した。すなわち、次に示されるような論文を国内外に公表した。4.Graph grammars with path controlled embedding.パスによって制御されたグラフグラマと2次元図形の関係を論じたものである。上記論文は、当初予定した研究計画にそって得られた新しい知見である。論文1,2の3次元への拡張,論文4の細胞分裂システムとの関係が、今後の研究課題となり、その解決がこの分野のみのり多いテーマとして展開される。
高温超伝導体内における遮蔽電流密度の時間発展シミュレーション

よく知られているように,臨界電流密度は高温超伝導体(HTS)の工学的応用にとって最も重要なパラメータの1つである.それ故,従来より臨界電流密度の非接触・非破壊測定法の開発が待ち望まれてきたのである.HTS薄膜の臨界電流密度を測定するために,Claassen等は誘導法を開発した.薄膜の上部に配置したコイルに交流電流を流しながら,Claassen等はコイルに誘導される高調波を観測した.その結果,コイル電流の振幅が或る閾値を越えた場合に限り,第3高調波電圧が検出されることを発見した.この結果は閾値電流を測定することによって,臨界電流密度を見積もれることを示している.他方,HTS薄膜の臨界電流密度を測定するため手法として,誘導法と全く異なった永久磁石法を大嶋等は提唱した.彼らはHTS薄膜に永久磁石を近づけた後に遠ざけながら,薄膜に作用する電磁力を観測した.その結果,最大反発力が臨界電流密度に近似的に比例することを実験的に示した.この結果は磁石とHTS薄膜との電磁相互作用を測定することにより,臨界電流密度を決定できることを意味している.本研究では,HTS薄膜中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する数値シミュレーション・コードを開発し,数値シミュレーションによって誘導法と永久磁石法の両法を再現した.本研究を通して得られた結論を要約すると,次のようになる.1)誘導法のシミュレーション結果によれば,臨界電流密度の大きさが0.25MA/cm^2以上の場合,誘導法の精度は3%以下であるが,臨界電流密度の大きさが0.25MA/cm^2未満になると,精度は著しく悪化する.2)永久磁石法のシミュレーション結果は,最大反発力が臨界電流密度にほぼ比例するという大嶋等の実験結果と見事に一致した.よく知られているように,臨界電流密度は高温超伝導体(HTS)の工学的応用にとって最も重要なパラメータの1つである.それ故,従来より臨界電流密度の非接触・非破壊測定法の開発が待ち望まれてきたのである.HTS薄膜の臨界電流密度を測定するために,Claassen等は誘導法を開発した.薄膜の上部に配置したコイルに交流電流を流しながら,Claassen等はコイルに誘導される高調波を観測した.その結果,コイル電流の振幅が或る閾値を越えた場合に限り,第3高調波電圧が検出されることを発見した.この結果は閾値電流を測定することによって,臨界電流密度を見積もれることを示している.他方,HTS薄膜の臨界電流密度を測定するため手法として,誘導法と全く異なった永久磁石法を大嶋等は提唱した.彼らはHTS薄膜に永久磁石を近づけた後に遠ざけながら,薄膜に作用する電磁力を観測した.その結果,最大反発力が臨界電流密度に近似的に比例することを実験的に示した.この結果は磁石とHTS薄膜との電磁相互作用を測定することにより,臨界電流密度を決定できることを意味している.本研究では,HTS薄膜中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する数値シミュレーション・コードを開発し,数値シミュレーションによって誘導法と永久磁石法の両法を再現した.本研究を通して得られた結論を要約すると,次のようになる.1)誘導法のシミュレーション結果によれば,臨界電流密度の大きさが0.25MA/cm^2以上の場合,誘導法の精度は3%以下であるが,臨界電流密度の大きさが0.25MA/cm^2未満になると,精度は著しく悪化する.2)永久磁石法のシミュレーション結果は,最大反発力が臨界電流密度にほぼ比例するという大嶋等の実験結果と見事に一致した.臨界電流密度は高温超電導体(HTS)の工学的応用にとって最も重要なパラメタの一つである.それ故,臨界電流密度の非接触・非破壊測定法の開発がとれまで望まれてきた.近年,大嶋等はHTS薄膜の臨界電流密度を測定するための画期的な手法を提唱した.彼らはHTS薄膜に永久磁石を近づけた後に遠ざけながら,薄膜に作用する電磁力を観測した.その結果,最大反発力が臨界電流密度にほぼ比例することが判明した.この結果は磁石とHTS薄膜との電磁相互作用を測定することにより,臨界電流密度を決定できることを意味している.平成17年度の研究では,数値シミュレーションによって大嶋等の実験結果を再現することを目指した.この目的のため,HTS薄膜中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する数値シミュレーション・コードを開発した.よく知られているように,遮蔽電流密度の支配方程式を有限要素法と完全陰解法で離散化すると,特異積分を係数とする連立非線形方程式が現れる.この特異積分は,膜厚を薄くするに従い,強い特異性を示すようになる.こうした理由から,HTS薄膜中の遮蔽電流密度を計算するのは,これまで,困難であると言われてきた.

この難点を克服するため,本研究では,特異積分の計算に2重指数関数型(DE)公式を適用することによって,薄膜の場合でも遮蔽電流密度を高精度に求められるようにした.本年度の研究では,DE公式に基づいて数値シミュレーション・コードを開発し,さらに,同コードを用いて大嶋等による実験結果を再現することに成功した.よく知られているように,臨界電流密度は高温超伝導体(HTS)の工学的応用にとって最も重要なパラメタの1つである.それ故,臨界電流密度の非接触・非破壊測定法の開発が従来待ち望まれてきたのである.HTS薄膜の臨界電流密度を測定するために,Claassen等は誘導法を開発した.平成18年度の研究では,数値シミュレーションによってClaassen等の実験結果を再現し,ひいては誘導法の精度を検証することを目指した.この目的を達成するため,平成17年度に開発した数値シミュレーション・コードを大幅に改造した.同コードは,HTS薄膜中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析するものであるが,HTS薄膜に単層構造を仮定していた.本年度はHTS薄膜の2次元性を考慮することにより,HTS薄膜に多薄層構造を仮定した.平成17年度の研究成果から明らかになったように,遮蔽電流密度方程式を離散化すると,HTS薄膜を単層として扱った場合でさえ特異積分を係数とする連立非線形方程式が現れた.それゆえ,多薄層構造をもつ薄膜を考えると,各層の厚みが数十nmとなるため,被積分関数の特異性は著しく強いものとなる.この難点を克服するため,被積分関数の特異性を十分に考察した.さらに,2重積分の1重部分はGauss-Legendre積分で近似し,残りの1重部分にだけDE積分を適用すれば十分であることを半解析的に証明した.特異積分を評価するためのこの方法は,遮蔽電流密度解析だけに適用できるものではなく,T法で定式化された電磁界解析に広く適用できる.本年度の研究では,上記積分法に基づいて数値シミュレーション・コードを改造し,さらに,同コードを用いてClaassen等による誘導法を数値的に再現することに成功した.
市民との協働による西日本の雑種タンポポの現状と変遷の研究

市民参との協働研究により、西日本でセイヨウタンポポに見える個体の63%、アカミタンポポに見える個体の31%が雑種で、在来二倍体種の分布しない地域にも雑種の割合が高い場所があることが明らかになった。遺伝解析により、雑種集団の遺伝的多様性は高いこと、混成群落のカンサイタンポポ個体の果実の0.05%が雑種種子であることがわかった。一方、在来種が混成する雑種個体の多くでは、同一群落の在来種から遺伝子を取り込んだ証拠は得られず、群落内、地域内での雑種形成より、群落外、地域外からの雑種個体の移入頻度の方が高いことが示唆された。1.西日本における雑種タンポポの分布状況の把握:「タンポポ調査・西日本2010」の予備調査で採取された果実のうち12府県分を用いて、葉緑体DNA解析により雑種タンポポの分布を調べた。その結果、西日本全体の平均では、外見がセイヨウタンポポ型の個体の68.5%、アカミタンポポ型の個体の31.0%が雑種であることが明らかになった。また、いずれの型についても雑種比率が地域によって大きく異なる可能性が示唆されたが、現時点では、こうした雑種比率の地域間差がどんな要因と関係しているのか分かっていない。2010年に行われる本調査では、解析地域と解析サンプル数をさらに増やし、西本全体での雑種分布の詳細な解析を実施する。2.マイクロサテライト解析のための準備:雑種の分布拡大過程を推定するためのマイクロサテライト解析の準備として、本年度はセイヨウタンポポの既存プライマー18種を用いて、大阪市立大学構内に分布するセイヨウタンポポ、アカミタンポポ、3倍体雑種、4倍体雑種、雄核単為生殖雑種、カンサイタンポポのDNAでの増幅を試みた。その結果、すべての種類のタンポポで使うことが可能な10種のプライマーを選抜することができた。これにより、いずれの雑種タンポポについてもマイクロサテライト解析が可能になった。今後は\、これらのマーカーを用いて雑種タンポポの遺伝解析を進め、分布拡大経路を推定する。3.過去の雑種比率の推定方法の確立:過去の雑種比率を推定するために、長期保管果実サンプルからの雑種解析を試み、冷凍、冷蔵、室内の条件下で533年保存されていた果実のいずれからも葉緑体DNAによる雑種解析が可能な方法を確立した。今後、この方法を用いて過去のサンプルの雑種解析を進め、雑種比率の推移を推定する予定である。1.西日本における雑種タンポポの分布状況の把握:「タンポポ調査・西日本2010」で西日本19府県から採取された果実を使い、形態からセイヨウタンポポとされた2,063個体、アカミタンポポとされた912個体について、葉緑体DNA解析により雑種判定を行った。その結果、セイヨウタンポポとされた個体の62.9%、アカミタンポポとされた個体の31.3%が雑種であった。これのデータを用いて雑種比率の空間分布を解析した結果、雑種比率が地域によって大きく異なることが確かめられた。在来の二倍体有性生殖種の分布が見れらない四国南部、山陰、九州北部にも雑種比率の高い地域があったことから、地域内での雑種形成率の高さより、雑種形成後の移動過程が現在の雑種比率の空間分布を大きく規定しているものと思われた。2.マイクロサテライトによる雑種の遺伝的多様性の解析:昨年度選抜した8種のマイクロサテライトマーカーを用いて、大阪府南部の緑地公園内の雑種タンポポ239個体の遺伝的多様性を解析した。その結果、192種類の遺伝子型が見つかり、同じ遺伝子型を示す個体は最大でも8個体しかなく、1個体のみの遺伝子型が183種類あった。雑種タンポポが無融合生殖で種子を生産していることを考えると、観察された遺伝的多様性はかなり高いといえる、また、三倍体雑種と四倍体雑種の間で遺伝的多様性に大きな差は見られず、四倍体雑種33個体でも31種の遺伝子型が見られた。調査地には在来二倍体で有性生殖をするカンサイタンポポが多く残っていることから、公園内での戻し交雑を含む雑種形成が遺伝的多様性の高くしているのかもしれない。今後、在来二倍体タンポポの生育していない場所でも遺伝的多様性を調べ、両者を比較することで、雑種形成が遺伝的多様性の創出に関係しているかどうかを詳しく検討していく必要がある。1.雑種タンポポの遺伝的多様性と拡大過程の推定:大阪近郊の雑種タンポポ10集団の遺伝的多様性をマイクロサテライト解析(9遺伝子座)を用いて解析した。

その結果、在来種が混在しているかどうかに関係なく、各集団のクローン多様性は高かった。これは、雑種集団の遺伝的多様性には、現地での雑種形成より、集団外部からの移入の影響が大きいことを示す。Neiの遺伝距離に基づいたクラスター分析の結果、地理的距離と遺伝距離の間に相関はなく、在来タンポポが混在する集団と在来タンポポのいない集団の多くが異なるクレードに分かれ、遺伝的に分化している可能性が示唆された。在来種の有無による雑種タンポポの遺伝的分化のメカニズムは不明だが、在来種の有無と密接に関わる環境要因による選択が関与している可能性も考えられる。2.野外での雑種タンポポの形成率:カンサイタンポポ、セイヨウタンポポ、雑種タンポポが混在する2つの群落で、カンサイ(100個体)、セイヨウ(16個体)、雑種(221個体)の遺伝的関係をマイクロサテライトを使って解析した。Neiの遺伝距離によるクラスター解析の結果、各群落の在来、外来、雑種は互いに異なるクレードに分かれた。ベイズクラスタリング(STRUCTURE)解析でも、各群落の在来、外来、雑種は遺伝的に異なっており、雑種集団内に在来集団を起源とする遺伝子が含まれている証拠は得られなかった。更に、在来と外来の交配で得られる雑種の遺伝子型をシミュレーションで推定した結果、こうした交配では実際に観察された雑種の遺伝子型は説明できなかった。これらの結果は、雑種個体のほとんどが、群落外で形成されて移入してきたことを示唆する。一方、カンサイタンポポ果実1891個の遺伝解析から、野外での雑種形成率は0.05%(95%信頼区間:0.001-0.294%)と推定され、低頻度ながら群落内で実際に雑種が形成されている証拠が得られた。
省エネ型ライフスタイル普及に向けた住宅エネルギー情報収集・表示システムの開発

本研究では、HEMS導入住戸や一般戸建住宅のエネルギー消費特性とライフスタイルの調査分析をふまえて住宅用エネルギー情報収集・表示システムを開発し、長屋型アパートに試験設置して運用評価を行った。その結果、高効率器具への買い換えや温度データを参考にした住まい方の工夫などシステム導入の効果と見られる様々な省エネ行動の実践が見られ、それに伴う一定の省エネ効果も確認できた。1.設備の違いによるエネルギー消費特性分析寒冷地住宅における設備の種類・使い方及び住まい方とエネルギー消費の相関性について、HEMS導入団地の49世帯と新たに調査した63世帯の計112世帯で分析を行った。得られた主な知見を以下に挙げる。・一次換算の暖房エネルギー消費量で見ると、灯油温水セントラルに対して蓄暖では1.52.0倍と効率が低く、温水式電気HPではほぼ同程度とHPの効率が確保できている状況が確認された。・暖房設備では、灯油温水セントラル世帯が1室に集まって過ごし、厚着の世帯が多い傾向であるのに対して、温水式電気HP世帯では別々の部屋で過ごし、薄着の世帯が多い傾向が見られた。・給湯設備では、灯油給湯機世帯は湯温調節の意識が高く、意識の有無の差は給湯消費量で2割程度であったが、電気温水器世帯では湯温調節の意識が低い世帯が多い傾向が見られた。・電力では、待機電力削減など電力消費削減を配慮している世帯は全電化住宅の方が多い結果となり、その意識・行動の違いは電力消費量で約15%の差となって見られた。2.HEMSモニタによる省エネ効果分析HEMS導入後2年半、モニタ画面の変更及び追加設置後1年が経過した前述のHEMS導入団地について、その省エネ効果の分析を行った。・前年度との気温の違いを考慮してもほぼすべての世帯で暖房エネルギー削減効果が見られ、特に追加設置した世帯では前年度比で2割以上削減した世帯も複数あった。・住まい方の工夫と暖房エネルギーの相関を実行世帯と非実行世帯の平均値で比較すると、モニタの操作で5%、服装の違いで最大30%の他、換気扇のこまめなON/OFFによっても15%の削減が見られた。また、一般電力では世帯間の違いが大きな要素の抽出を行い、情報提供による省エネの可能性を検討した。3.エネルギー情報表示画面の試作検討上記1,2で得られた知見をもとに、エネルギー情報表示画面のコンテンツと表示方法を検討し、特に表示方法に着目して画面イメージの第一次試作を行った。1.関東地方の戸建住宅におけるエネルギー消費特性と住まい方の調査分析関東地方の戸建住宅における設備の種類・使い方及び住まい方とエネルギー消費の相関性について調査するため、住宅メーカーの協力を得て80世帯にアンケート調査を実施し、有効データが得られた42世帯について分析を行った。・給湯器別で見た年間一次エネルギー消費量平均では、ガス給湯器119.2GJ、電気温水器128.5GJ、ヒートポンプ給湯器106.5GJとなり、同じ全電化でも給湯器の種類によって消費量が大きく変わる傾向が見られた。・暖房設備では、エアコンと比較して電気式床暖房は1.2倍、蓄熱式暖房は1.4倍の消費量であった。またガスファンヒーターと比較してガス床暖房は1.4倍の消費量であった。・全電化住宅では保有機器台数の影響を受けやすく、また電力消費に関わる省エネ行動はガス併用住宅に比べて実践されていない傾向が見られた。・冷房と暖房の設定温度レベルの回答では暖房設定温度のばらつきが非常に大きく、夏期よりも冬期の方が世帯ごとの着衣量や快適感覚に違いがあると考えられる。また、省エネナビ等の情報提供ツールに対する関心度は高く、導入すれば省エネ行動の実践につながると考える世帯が8割であった。2.エコライフ情報システム(EcoLIVES)の開発新たな住宅エネルギー情報収集・表示システムとして、エコライフ情報システム(EcoLIVES)の開発を行い、実際の新築アパートに設置して試験運用を開始した。そのシステム概要を以下に挙げる。・外部気象(温湿度、日射量、風向風速、降水量)、室内温湿度(部屋別)、回路別電力消費量、ガス消費量、水道消費量を計測し、それらを分析してその時々に応じた適切な省エネアドバイスを提供する。電力量表示や家電の制御が中心の従来型HEMSとは異なり、日射遮蔽や通風の促進、着衣量の調整など「建物の賢い使い方と快適な過ごし方」にも着目し、住戸ごとの快適性に配慮しつつ、省エネ行動全般に対する情報とアドバイスをリアルタイムに表示するシステムである。・住戸ごとのライフスタイルに合わせた情報提供を行うことでシステムの利用度向上を図っており、省エネ行動の実行状況によってポイントがたまり、キャラクターが成長する仕掛けも組み込んでいる。・システムは2008年3月より本格稼働しており、データ収集しながら分析を進めている。

本年度は、長屋型アパートに試験設置して2008年3月に稼働を開始した住宅エネルギー情報収集・表示システムについて、各季節ごとの実測調査や居住者へのヒアリング・アンケート調査も交えながら、その使い勝手や居住者の省エネ意識向上及び省エネ効果の検証を行った。本システムは、住宅を取り巻く環境や消費エネルギーを表示すると共に、時期に応じて適切な省エネアドバイスをリアルタイムに提供し、環境に対する様々な居住者の「気付き」を高めることを目的としたシステムである。主な調査結果とその分析を以下に示す。・各住戸の省エネ行動実行度とシステムのモニタ画面参考度を比較すると、実行度が全般的に高い1住戸ではモニタ参考度も高く、特にリアルタイムの温度や電力量を参考にしていることが分かった。参考度が全般的に低い2住戸では、温熱環境項目は体感から行動していることが多いとのことであった。また、現状のシステムに対して過去の気象・エネルギーグラフ閲覧や多くのアドバイスなど内容の更なる充実を求めている住戸もあり、居住者の行動レベルに合わせた段階的な内容の組込みも必要であると言える。・1住戸では、モニタの情報がきっかけとなって白熱灯から蛍光管へ交換し、居間の照明電力が約1/4となった事例が見られた。また、試験的にモニタを強制停止した時期と比べて台所の消費電力が約4割削減された事例も見られた。その他にもエアコンと扇風機の消費電力の大きな差を認識するなど、モニタの情報によって気付きが向上して省エネにつながったケースが見られた。・内外の気象条件等の測定データから随時演算して適切なタイミングで表示を行うメッセージへの居住者の対応状況を見ると、冬期のメッセージ(障子による保温アドバイスなど)への対応が多く、省エネルギーに直結する冬期の室内環境の調整にモニタとこのメッセージが活用されている傾向が見られた。アパートの居住者の環境意識がもともと比較的高いこともあって、全体として顕著な省エネ効果は把握できなかったが、住戸ごとの調査からはシステムによる明らかな省エネ意識向上と省エネ効果が得られたと言える。
連星系中で爆発した超新星の流体力学的進化

1994年に近傍銀河に出現した超新星1994Iの流体力学的モデルを構築した。その結果、この超新星は連星系中で生まれた太陽質量の10倍ほどの質量を持った星が進化の過程でその外層を失い全体の質量が太陽質量の3.3倍になったときに爆発したことがわかった。観測された光度曲線と数値計算によって得た光度曲線の比較から、爆発時に合成された放射性元素^<56>Niの質量は太陽質量のおよそ0.007倍であることがわかった。^<56>Niの合成量が最近近傍に出現した3つの超新星1987A、1993J、1994Iで良く似ていることは注目に値する。これらの重力崩壊型超新星の爆発機構を理解する上でも大きな鍵になると思われる。これに関連して、ニュートリノが加熱することによって爆発する超新星の熱的進化を半解析的に記述する方法を開発し、爆発するために必要なニュートリノ光度を求めることに成功した。さらに解析を進めれば、現在いくつかのグループで行われている重力崩壊型超新星の大規模数値計算の結果がなかなか収束しない理由もわかるかもしれない。さらに、若い超新星残骸の進化を議論する上で極めて重要になる、衝撃波内部及びその下流における電子とイオンの間のCoulomb散乱によるエネルギーのやりとりと重元素が電子と衝突してイオン化していく過程を記述するコードを組み合わせ、定常衝撃波からのX線放射を計算するコードを作成した。イオン化の部分は都立大学理学部の政井氏の開発したコードを用いた。また、Sedov解から放射されるX線を計算する同じようなコードも完成間近である。これらを用いて、宇宙科学研究所のX線観測衛星「あすか」によって最近観測された構造が分解できている超新星残骸の結果を比較し年齢や運動エネルギー等の重要な量を制度良く求める予定である。
ラット褐色脂肪細胞の熱産生,脂質代謝,細胞内イオン変動に及ぼす寒冷曝露の影響

寒冷馴化ラット褐色脂肪細胞の超高圧電子顕微鏡法による立体観察は生理研の電顕を用いて行ったが、温暖馴化細胞に較べて明らかに糸粒体の膨化と脂質滴の変形をみとめた。褐色脂肪細胞の凍結切片を用いたX線微小部分析法では寒冷馴化細胞の糸粒体のNa、Cl濃度の低下および水分含量の上昇を認めた。従来より分離した小胞体上のチトクロームP450の発ガン物質(NDMA)に対する脱メチル化、脱ニトロ化などの薬物代謝に関する生化学的研究結果がある。本研究では、まずこの小胞体を燐脂質で作った人工膜に埋め込み、その膜にパッチクランプ法を適用し、細胞内小器官の内膜に存在するイオンチャネルの特性を明らかにしようとした。今回分離した小胞体はアクリダインオレンジを用いたHPLCによって薬物代謝のような生体酸化時に内腔が高い形でのH^+勾配を形成するが、パッチクランプ法では二種類のコンダクタンスを認めた。Cl^-およびH^+やK^+のような陽イオンのものと推察された。本方法を寒冷馴化ラットより分画した糸粒体に適用したところ、内膜を介してH^+勾配が存在する時、小胞体に見られたような陽イオンのコンダクタンスを認めた。寒冷馴化時の糸粒体内でのサーモジェニンを中心とする電子伝達系酵素の発熱機構の中にこのようなコンダクタンスを示すある種のイオンチャネルが存在し、上述のようなイオン動態および水輸送をもたらすのではないだろうか。寒冷順化およびノルアドレナリン,インスリン,サイロイドホルモン等のホルモンを投与したラットを作製,飼育し,その代謝機能を測定した後,褐色脂肪組織を採取した.その後細胞分画法によって褐色脂肪細胞より糸粒体,小胞体分画等を調整した.まず糸粒体,小胞体分画をリン脂質(フォスファチジルコリン等)で作った人工膜に埋め込み,そのままの状態で,外液のpHを変動させた時にK^+やCl^-電流のような電流が流れているかをパッチクランプ法で検討した。その結果、糸粒体膜にはH^+感受性の陽イオンチャネルとCl^-チャネルの存在をみとめた。またサーモゲニンのmRNAをノーザンブロットで測定した結果,寒冷馴化によりそれは増加したが再温暖馴化では殆ど減少しなかった.一方褐色脂肪細胞のスライスを作製し,Ca^<2+>感受性色素のfluo3やH^+感受性色素のアクリダインオレンジを用いて共焦点レーザー顕微鏡下に褐色脂肪細胞内Ca^<2+>濃度およびH^+濃度勾配を測定した.また,褐色脂肪細胞の無固定の新鮮凍結切片を作成し,電子顕微鏡にて電子プローブX線微小部分析を行い,糸粒体,小胞体内のCa, Cl等の電解質の濃度分布を検討した.糸粒体のCa濃度は寒冷馴化で増加し核で減少した。これらの研究をさらに押し進めると共にパッチクランプ法,X線微小部分析法によるデータの検討を行い,糸粒体及び生体機能調節時のイオン動態の概略を把握し,対応する寒冷順化及びホルモン投与との関連を追求した。また以上の研究成果を国内学会および国際学会で発表し,論文として国内,国外の専門誌に発表した。温暖あるいは寒冷順化およびノルアドレナリン,グルカゴン等のアゴニスト、ホルモンを投与したラットを作製,飼育し,その代謝機能を測定した後,褐色脂肪組織を採取した.その後細胞分画法によって褐色脂肪細胞より糸粒体,小胞体分画等を調整した.まず糸粒体,小胞体分画をリン脂質(フォスファチジルコリン等)で作った人工膜に埋め込み,そのままの状態で,外液のpHを変動させた時にK^+やCl^-電流のような電流が流れているかをパッチクランプ法で検討した。

またサーモゲニンのmRNAをノーザンブロットで測定した結果,寒冷馴化によりそれは増加したが再温暖馴化では殆ど減少しなかった.一方褐色脂肪細胞のスライスを作製し,Ca^<2+>感受性色素のfluo3やH^+感受性色素のアクリダインオレンジを用いて共焦点レーザー顕微鏡下に褐色脂肪細胞内Ca^<2+>濃度およびH^+濃度勾配を測定した.また,褐色脂肪細胞の無固定の新鮮凍結切片を作成し,電子顕微鏡にて電子プローブX線微小部分析を行い,糸粒体,小胞体内のCa,Cl等の電解質の濃度分布を検討した.糸粒体のCa濃度は寒冷馴化で増加し核で減少した。これらの研究をさらに押し進めると共にパッチクランプ法,X線微小部分析法によるデータの検討を行い,糸粒体及び生体機能調節時のイオン動態の概略を把握し,対応する寒冷順化及びホルモン投与との関連を追求した。また以上の研究成果を国内学会および国際学会で発表し,論文として国内,国外の専門誌に発表した。
脊髄における神経可塑性モデル、アロディニアの発症機構

最近のDNAマイクロアレイの実験では、神経損傷に伴い100以上の遺伝子発現が変化することが報告されているが、どのように疼痛反応に関与するかは不明であった。今年度はPACAP(pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide)のノックアウト(PACAP^<-/->マウスを用いて検討を行った。神経損傷に伴いPACAPの発現がDRGの中型・大型細胞、脊髄後角の浅層で増加するが、PACAP^<-/->マウスでは見られなかった。痛覚伝達にはグルタミン酸NMDA受容体が重要であり、その活性化に伴い一酸化窒素(NO)の産生が増加する。神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)活性は組織を固定後、NADPHジアホラーゼ活性で組織染色して測定できる。神経損傷後、NADPHジアホラーゼ活性がPACAPの発現誘導部位に一致して増加していたが、PACAP^<-/->マウスでみられなかった。NADPHジアホラーゼがnNOSの活性化を反映しているかどうか確認するために、蛍光NO指示薬DAF-FMを用いてNO産生を検討した。脊髄スライスにNMDAあるいはPACAPを単独投与した場合にはNO産生がみられなかったが、NMDA存在下にPACAPは濃度依存的にNO産生を増加させた。PACAP^<-/->マウスでNMDAとPACAPが相乗的に作用してアロディニアを誘発することから、疼痛行動とNO産生との関連が確認された。さらに、培養細胞を用いてNMDAとPACAPでnNOSの細胞質から細胞膜へのトランスロケーションが引き起こされ、NO産生が上昇することが示された。nNOSは後シナプス膜肥厚(PSD)においてPSD-95を介してNMDA受容体と会合することが知られている。現在、神経因性疼痛に伴うNMDA受容体複合体の構成分子の変化をプロテオミクスで解析を進めている。アロディニアの発症機構におけるグルタミン酸の役割を明らかにするために、1)NMDA受容体ε1、ε4サブユニットのノックアウトマウスだけでなくε2の選択的アンタゴニストCP101,606やグルタミン酸トランスポーターの阻害薬TBOAを用いて、アロディニアの痛覚反応に及ぼす影響を検討した。CP101,606がPGE2のアロディニアのみを抑制したのに対し、TBOAはPGE_2とPGF_<2α>のいずれのアロディニアも抑制した。2)このような2つのアロディニアの発生に関与する神経回路網を明らかにするために、脊髄スライスを用いて種々の刺激に対する細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)と一酸化窒素(NO)濃度の変化を検討した。TBOAを添加すると[Ca^<2+>]iの上昇がみられる。PGE2の添加により脊髄後角浅層で[Ca^<2+>]iの上昇効果が観察されたことから、PGE2の[Ca^<2+>]iの上昇にグルタミン酸が関与することが示唆された。PGF_<2α>の[Ca^<2+>]iの上昇はIV層以下の領域でみられた。NO濃度の変化は現在検討している。3)新生児のマウスにカプサイシンの前処置を行うと後根神経節の小型のB細胞をその細胞からでているC線維が変性して、痛覚過敏反応とPGE_2のアロディニアが生じなくなるが、PGF_<2α>のアロディニアは影響されない。毒茸ドクササコの主成分アクロメリン酸はグルタミン酸の誘導体であり、髄腔内投与するとアロディニアを誘発するが、高濃度投与すると脱感作をしてPGF_<2α>のアロディニアが生じなくなることをみいだした。この経路に特異的な分子を同定するために、アクロメリン酸で前処置を行ったマウスと対照マウスの腰髄からmRNAを抽出し、サブトラクション法を行った。その結果、15種類の既知の遺伝子と14種類の未知の遺伝子が単離された。我々は、個体レベルの行動、脊髄などの組織レベルでの機能解析や形態・蛋白・遺伝子の発現パターンの変化、アロディニアに関与する新規遺伝子の単離を通じて神経回路機能の活動依存的、情報伝達物質依存的な痛みの調節機構を解明していく予定である。我々は、痛覚の伝達が一次求心性線維の入力、脊髄後角の神経細胞、層構造でどのように制御されているのか、なぜ触覚が痛覚として誤認されるのかという重要かつ基本的な問題を神経の可塑性に焦点をあてて研究を進めている。本年度は脊髄におけるカプサイシン非感受性経路のアロディニア誘発に関与する新規物質のクローニングと神経回路網の解析に焦点をあて、実験を行い以下の知見を得た。1ドクササコの主成分アクロメリン酸はカイニン酸の誘導体であり、髄腔内投与するとアロディニアを誘発するが、高濃度投与すると脱感作をしてPGF2αのアロディニアが生じなくなることをみいだした。我々は、個々の遺伝子の塩基配列全長の単離と脊髄でのmRNA発現の確認を行った。

これと平行して、上記の遺伝子のアンチセンスオリゴを合成して、留置カテーテルを介して1週間髄腔内投与した後、PGF2αのアロディニアの抑制作用で遺伝子の機能解析を行った。いくつかのアンチセンスオリゴはPGF2αのアロディニアをの誘発を抑制した。現在、抗体を作製しており、次年度、新規遺伝子の局在を検討する予定である。2アクロメリン酸は脊髄の介在ニューロンを選択的に破壊することから、新規のアクロメリン酸受容体の存在が想定されている。合成したアクロメリン酸誘導体を動物に投与して、それ自体が持つアロディニア誘発能と脱感作によるPGF2αによるアロディニアの誘発抑制能から構造活性相関を検討し、カイニン酸と異なる生質を持つことが判明した。3脊髄スライスを用いて、アクロメリン酸誘導体の脊髄での[Ca^<2+>]i動態を検討している。その結果、アクロメリン酸誘導体はグルタミン酸に比べて、1,000倍4以上の[Ca^<2+>]i上昇能を有していた。しかしながら、グルタミン酸と同じ[Ca^<2+>]i上昇能を持つにもかかわらず、一酸化窒素合成能は非常に低い。現在、アクロメリン酸は光学異性の炭素を有するので合成は容易でないが、その合成を行い、アクロメリン酸受容体の性格付けと単離同定を試みる予定である。我々は、痛覚の伝達が一次求心性線維の入力、脊髄後角の神経細胞、層構造でどのように制御されているのか、なぜ触覚が痛覚として誤認されるのかという重要かつ基本的な問題を神経の可塑性に焦点をあてて研究を進めている。これまで髄腔内に投与したプロスタグランジン(PG)E2とPGF2_αやオピオイドペプチド・ノシセプチンが触覚刺激による痛み(アロディニア)を誘発すること、アロディニアの発生にはアクロメリン酸感受性(脊髄後角浅層)と非感受性(後角深層)の2経路があることを示してきた。今年度は、1)ホルマリン試験と選択的L5脊髄神経切断による神経因性疼痛モデルを用いて、内因性ノシセプチンが炎症性疼痛と神経因性疼痛の発生に関与していることを明らかにした。神経因性疼痛は脊髄後角浅層の一酸化窒素(NO)の産生を増加させること、新規ノシセプチン拮抗薬JTC-801はNO産生を抑制して鎮痛作用を発揮することをNO蛍光指示薬DAF-FMを用いてin situで示した。小脳スライスにおいてもDAF-FMによるNMDAの活性化→NO産生が検出できた。2)炎症性疼痛で脊髄後角にPGI_2の受容体IP mRNAが誘導され、末梢ではなく脊髄レベルで可塑的に疼痛に関与することを示した。3)髄腔内に投与したHIVウイルスの糖タンパクgp120がPG受容体EP3サブタイプ、κ-オピオイド受容体を介してアロディニアを誘発することをEP3のノックアウトマウスを用いて示した。4)アクロメリン酸非感受性のアロディニアの発生に関与する遺伝子・神経回路網を明らかにするために、マウスの髄腔内に留置カテーテルでアンチセンスオリゴを長期間投与する方法を確立した。アンチセンスオリゴ投与によりPGF_<2α>のアロディニアが消失すること、脊髄スライスを用いて脊髄後角深層でグルタミン酸トランスポーター阻害薬存在下でのPGF_<2α>による細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が消失することから、機能的なFP受容体の存在を示した。これ以外にも、神経因性疼痛における神経線維の発芽等の神経回路の再構築における神経幹細胞のGFPタンパクによる動態解析やノシセプチン、ノシスタチンの産生調節機構をBioluminescence Resonance Energy Transferで検出する系を確立している。
研究開発促進と技術普及を両立させる特許制度の設計についての基礎的研究

本研究は、各国の特許制度において、技術の開示と独占権の付与のバランスがどのように取られているかを詳細に比較するとともに、このバランスが、研究開発の促進と技術の普及にどのような影響を与えるかを理論的・実証的に検討することを通じ、研究開発促進と技術の普及を両立させるような制度・政策のあり方を探求することを目的としている。本年度はまず、各国の特許制度等の内容について、各国の法令・判例や事例研究を含む書籍・資料を収集し、分析した。特に、技術開発者がどの程度の情報を提供するとどのような権利が与えられるか、技術開発者が提供した情報はどの程度、またどのように公開されるか、新たな特許出願または特許登録により、既に同様の技術を使用していた者の権利はどの程度制限されるか、といった事項について、現状と経緯の把握に努めた。New Yorkのコロンビア大学が主催した各国の特許制度と技術発展の関係についてのワークショップに出席し、知見を得たのもその一つである。また理論的分析として本年度は、まずは複占モデルを用い、研究開発、成功企業による技術情報の提供・公開、後続企業による研究開発の続行または成功企業の技術の利用に関する意思決定を捉えるモデルを構築し、強い先発明権がある(先発明者は、後続発明者が同等の技術を特許化しても、自らの技術を使い続けることができる)レジームと先発明権がない(後続発明者が同等の技術を特許化した場合、先発明者は自らの技術を使い続けることができない)レジーム(後続発明者が同等の技術を特許化した場合、先発明者は自らの技術を使い続けることができない)を比較分析した。関連して、職務発明に対する報償制度のあり方についての理論的な検討を行い、日本の裁判所が用いてきた、使用者、従業者それぞれの取り分を発明からの利益とそれぞれの貢献度の積とするルールは双方による過剰投資、過剰努力をもたらすことを示した。