hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乳幼児の独言の機能に関する研究

生活環境における独言の発現の様相を探るため、保育施設におけるフィールド調査を実施した。保育者の協力により、日常環境における独言の様子を写真撮影・テキスト記録によって、収集した。収集された独言の内容は、Bark(1998)などの先行研究を踏まえて分類したが、本研究では言語的発声内容の明瞭ではない独言も分析対象とした。そのため既存の分類に該当しないものも観察され、それらに関してはあらたな分類を検討した。なお上記の調査では、実践者との協働という形により、実践と相互に影響の強いアウトリーチをおこなった。最終年度は、保育現場の協働者との連続的な研修会と共同調査を実施し、基礎研究と保育実践の連携への基盤を構築した。本研究の成果は、実践者との共著として、同志社大学赤ちゃん学研究センター紀要(嶋田,百成,常光,宮嵜,2018)において発表したほか、保育環境における聞こえに関して日本音響学会誌(嶋田,志村,小西,2018)、保育の音環境に関して音楽教育実践ジャーナル(嶋田、2018)などに発表した。また、独言の音声的特徴と発達的変化について、前年度までに縦断的に収集したビデオデータの分析をおこなった。複数の事例において、発声のリズムパターンあるいはメロディーの変化が、変化の前後にみられた遊び行動や運動の変化と近い時期に生じたことが示された。この独言の変化と行動の変化の関連性は、昨年度に収集・分析した自閉症児の独言にみられたものと類似していた。ビデオデータの分析は現在も継続中である。生後5ヶ月18ヶ月児を対象として、独言の縦断観察を開始した。まず、生後5ヶ月の乳児を対象に、自宅での縦断的な記録を開始した。その後、9ヶ月・14ヶ月・18ヶ月と依頼を予定している。各協力家庭に高性能マイク付きの小型ビデオカメラを約一週間預け、可能な限りすべての独言を記録するよう依頼した。サンプル採用の要件は、少なくとも3分程度持続・泣きやぐずりに至らず自然に収束する・対象児のリーチングの範囲に人がおらず、一切の応答がないこととした。補足的な情報を得るため、養育者に独言発生の前後の状況を記述するよう依頼した。縦断観察は現在続行中である。分析では、音声およびビデオ映像をELAN(4.1.1)上で記述し、発声にともなう探索(物体および身体へのリーチング・把握・接近)・音楽的行動(運動と発声のリズム、音声のメロディー等)・他者や物体への志向(一定の対象物や人への注視やはたらきかけ)等、随伴する行動を記述した。分類項目そのものをデータ収集の過程で改良しつつ、現在も分析を進めている。予備的な成果は、日本赤ちゃん学会シンポジウム等で発表した。また、自閉症スペクトラム児の発声について、発達障害アセスメントに定期的に参加することで予備的観察をおこなった。さらに、3歳7歳の自閉症スペクトラム児6人を対象として、家庭に依頼して独言の記録を実施した。これまでに、自己制御機能に類する独言が観察されたほか、定型発達児ではあまり指摘されてこなかった、動作に関連する反復的な発声をおこなっている可能性が示唆された。今後はさらに音声分析・行動分析を進め、自閉症スペクトラム児における独言の機能の存在を探る。平成27年度途中(平成27年2月)より平成28年度末までの間は,産前産後中断期間に含まれており,研究を中断している。産前産後休業により当該年度の間は進捗が無かったため。1.ASD児の独言観察:定型発達の幼児における私的言語には、課題の遂行を助ける自己制御機能があるとされる。しかし、ASD児の私的な発言(本研究では独言と称する)には同様の機能がないとされ、その独自の機能はほとんど検証されていない。ASD児には独自の行動特性があるため、定型発達児とは表面上類似であっても異なる機能をもつ可能性がある。ASD児の独言の機能を検証することは、理解と適切な支援、また定型発達の独言の別側面を理解することにつながる可能性がある。この研究では、養育者の協力を得て、ASD児の独言を2週間程度連続して撮影し、音声と行動の関係を分析した。その結果、ピッチの変化・フレーズや歌詞の変化が、遊び行動の転換と同時生起する場合が多くのビデオ事例でみられた。この結果から、ASD児の独言は一連の動作や遊びのテーマの転換と密接に関連する可能性が示された。定型発達児とは異なる、ASD児にとって有効な機能をもつ可能性をさらに検討する必要がある。この研究の結果は、International Congress of Psychology、日本発達心理学会等にて発表した。2.ASD児および定型発達児の独言に関する実験研究:先行研究の多くが、定型発達幼児の私的言語が、言語による自己フィードバックによって機能を果たすことを示唆している。しかし、非言語的な発声や目的に関与しない発声にも、感情的なエネルギーの放出などによる効果が予想される。発声によるストレス状態の変化を、心拍と発汗のウェアラブル計測器を用いて調査をおこなった。当初の予定通り、ASD児の家庭における自然な発声を記録した。本研究では、自然に生起する行動を分析対象としたこと、音声分析や発話内容分析だけではなく並行する行動を分析したことから、先行研究の指摘とは異なる側面を見出すことができた。

独言に関する先行研究の多くが言語に基づく論理的思考を重視するのに対し、本研究は当初から原初的な音楽行動としての機能がASD児においては有効と仮定しており、その仮定を支持する結果が得られたと言える。また、発声中に生理指標を計測する技術の有用性は、研究開始時点では予期していなかったが、学会参加等を通じて技術に関する新しい情報を得たため、現在これを用いて実験を継続している。発声による情動的な自己制御という本研究の視点が、行動・音声分析以上に直接的に示すことのでき、当初の予想以上の成果が期待できる。生後5ヶ月で家庭における独言記録を実施した対象児のデータについて、これまでに取得したビデオを分析し、時系列の事象の関連性、リズミカルな音声と動作の関連性を調べた。乳児の独言において、音声の変化と行動の変化に関連がみられることが示唆された。乳児の独言においても、一定の行動との関連が示されたことは、非言語的な独言の自己制御機能の可能性を示唆する。言語を前提とした幼児の私的言語の研究に対しても、大きな示唆となりうる。また、独言の発生頻度や音声の内容には大きな個人差が認められるため、その個人差の発達的な連続性を探るため、約半年の後に同じ乳児を対象として、再度、家庭での独言の記録を依頼した。この縦断データについては、上記と同様の分析を現在進めている。また、保育現場における独言について予備的な調査をおこない、多くの園において音声・生活音が非常に大きいために、独言の生成が妨げられていることが明らかであったため、乳児の生活環境が乳幼児に与える影響についてもあらたに調査を開始した。複数の保育施設において、保育活動中の騒音レベルを測定したところ、先行研究が他の園で示した事例と同様、90デシベルを超える音圧が数十から100回以上記録された。このような音環境における発声内容あるいは音声コミュニケーションの質について調べるため、保育室内の音を録音し、音圧の高い音の内容を分析した。その結果、言語内容の識別できない多人数の混在音声が、その多くを占めていた。他方、保育活動中の音圧レベルの比較的低い保育園における録音について、同様の分析を実施したところ、1人ないし2人の瞬間的な叫び声や笑い声等、言語的内容の識別できる音声が多くを占めた。この調査の結果については、音楽教育実践ジャーナル、および日本赤ちゃん学会・日本発達心理学会のシンポジウム等で発表した。縦断的なビデオデータの取得を含め、おおむね順調にデータを取得し、データの処理が進んでいる。当初予定していた国際学会への参加および海外の研究者との議論が、諸事情により叶わなかった。その代わりに、家庭での縦断的な調査を進めたほか、企業や大学の参加する研究会での発表や保育関係者との議論をおこない、保育や養育の現場に直結した意見を得ることができた。独言は幼児の自己制御を支える機能を果たすことが先行研究から示唆されているが、本調査により、幼児が自らの音声を聴くことのできる保育環境が保障されていない可能性が示唆された。保育の音環境についての配慮を促す研究は近年増えつつあるが、質の低い音環境によってどのような発声行動が阻害される可能性があるか、本研究を通じてその具体的な内容を指し示すことができた。生活環境における独言の発現の様相を探るため、保育施設におけるフィールド調査を実施した。保育者の協力により、日常環境における独言の様子を写真撮影・テキスト記録によって、収集した。
心血管バイオマーカー・リンケージ解析と心血管疾患予防のための包括的治療戦略の構築

ステージB安定冠動脈疾患において,睡眠時無呼吸と冠動脈粥状硬化重症度, Hs-TnT, BNP, sLOX-1の上昇(潜在性心筋傷害MMI,かくれ不安定プラーク)が密接に関連することを明らかにした. sLOX-1上昇はthin-cap fibroatheroma破裂で特徴付けられ,強力スタチン治療によりHs-TnT低下(MMI抑止),冠動脈カテーテル治療周術心筋傷害が予防された.ステージB心不全におけるMMIに関し,血中コレステロール値および単球cytokine産生能とのクロストーク(負の相関)を明らかにした.ステージ毎にサロゲートマーカーを設定した包括的治療構築が重要である.今年度は、冠動脈血管内視鏡後ろ向き解析により、糖尿病のみならずprediabetes症例でも黄色(不安定)プラークが高頻度に潜在することを明らかにした成績を論文発表した。下肢動脈硬化疾患症例についてはカテーテル治療に伴う各種血管バイオマーカー遊出動態を解析して学会発表した(論文作成中)。さらに、冠れん縮性狭心症を対象に、誘発冠れん縮による各種心血管バイオマーカーの遊出についてデータサンプリングし解析中である。また、以前より検討していた慢性心不全症例においてトロポニンT測定により検出される微小心筋傷害と、末梢血monocyteにおけるcytekine発現量、それらの長期予後規定因子としての重要性を発表し、論文投稿(accepted, in press)した。ステージB安定冠動脈疾患において,睡眠時無呼吸と冠動脈粥状硬化重症度, Hs-TnT, BNP, sLOX-1の上昇(潜在性心筋傷害MMI,かくれ不安定プラーク)が密接に関連することを明らかにした. sLOX-1上昇はthin-cap fibroatheroma破裂で特徴付けられ,強力スタチン治療によりHs-TnT低下(MMI抑止),冠動脈カテーテル治療周術心筋傷害が予防された.ステージB心不全におけるMMIに関し,血中コレステロール値および単球cytokine産生能とのクロストーク(負の相関)を明らかにした.ステージ毎にサロゲートマーカーを設定した包括的治療構築が重要である.安定冠動脈疾患症例において睡眠時無呼吸症候群重症度と冠動脈造影粥状硬化重症度(Gensini score)、高感度トロポニンT(心筋傷害)、NT-proBNP心筋ストレス)の上昇が密接に関連することを明らかにした。冠動脈血管内視鏡後ろ向き解析により、糖尿病のみならずprediabetes症例でも黄色(不安定)プラークが高頻度に潜在することを明らかにした。冠動脈および下肢動脈カテーテル治療に伴うバイオマーカー遊出を解析。平成25, 26年度には、1冠動脈疾患における不安定プラーク各種バイオマーカーに関する成績を論文発表、さらにremote ischemic preconditioningに伴う心筋保護効果を高感度トロポニンT遊出動態から評価した成績を発表した。また、2高血圧症例で検出される微小心筋傷害と心肥大、長期予後との関連性を論文発表した。最終今年度は、3慢性心不全における微小心筋傷害に関して、血中コレステロール値と循環血単球のcytokine産生能(負の相関)を明らかにし、長期予後との関連性について論文発表、さらに心不全stage Aやpre-stage Aでも高感度トロポニンTやNT-proBNPの上昇が、古典的リスクファクターとは独立した予後予測マーカーであることを発表した。また、4下肢閉塞性動脈硬化症のカテーテル治療に伴う各種(炎症、凝固・線溶、プラーク)バイオマーカーの血中遊出動態の分析により、これらは病変分類や病変長に関連していること、抗血小板薬の意義と限界を発表した(論文執筆中)。5冠攣縮性狭心症における冠攣縮誘発時各種バイオマーカー遊出動態についてはデータ解析を終え論文準備中。また、6睡眠時無呼吸の病態について地域連携コホート研究(CHSARC)において、無呼吸低呼吸指数はBMIと正相関、最低酸素飽和度と負の相関を示し、BNPとは相関関係をみとめないこと、stage Aはstage BよりもBNP低値であるにも関わらず無呼吸低呼吸指数は高値で睡眠時無呼吸は重症であることを発表した(論文執筆中)。さらに慢性心不全における陽圧換気療法(ASV)の効果に関し、多施設臨床研究(後ろ向き研究SAVIOR-Rおよび前向きランダム化研究SAVIOR-C)を取りまとめ、ASVはBNP低下、再入院抑制に有効であり、左室リモデリング抑制にも有益である可能性を論文発表した。循環器内科学冠動脈疾患、下肢末梢動脈疾患、心不全、睡眠時無呼吸症例などを対象に、心血管バイオマーカーと病態の進展過程のリンケージを解析中、数編の原著論文、総悦を発表した。しかし当初予定のflow cytemetry解析には至っていない。現時点ではまだ各種心血管バイオマーカーのサンプリングとリンケージ解析の途中段階にある。冠動脈疾患、メタボ、睡眠時無呼吸症例を対象に、心血管バイオマーカーと先端イメージングを基軸に病態を解析し、数編の原著論文、総悦に発表した。当初のflow cytemetry解析には至っていない。現況は、各種心血管バイオマーカーサンプリングと測定・解析の段階にあるため。冠動脈疾患、下肢末梢動脈疾患、高血圧性心疾患、心不全症例を対象に、主目的である「心血管バイオマーカーのリンケージ解析と治療構築」に焦点を絞り、「粥状硬化性疾患におけるflow cytemetry解析による病態生理学的検討」は次段階の別途研究にシフトしたい。

一方、「慢性心不全症例におけるmonocyteのcytekine発現と心不全病態」に関しては、その成績と左心機能、微小心筋傷害、長期予後の関連性などについて論文投稿(一部in press)している。最終年度では、本研究の主目標である「バイオマーカーをサロゲートとする包括的治療戦略」を構築したい。主目的である「心血管バイオマーカー・先端イメージング・リンケージ解析」に焦点を絞り、「monocyteおよびmacrophageのcytekine発現、免疫機序(flow cytemetry)解析」に関しては次段階または別途研究にシフトを検討。最終的な目標である「バイオマーカーをサロゲートとする包括的治療戦略」を構築したい。少額であり、許容範囲と考える。26年度分に加えて、適宜使用する。各種心血管バイオマーカーの測定、先端イメージング費用に使用する。また研究成績学会発表(AHAまたはESC)、英文論文投稿・publication費用を計上する。
ギャップ結合の構成蛋白種による機能特性分化に関する分子解剖学的研究

Cx45を欠損したES細胞株を樹立し、in vitroで心筋に分化させ、細胞間連絡が障害され刺激伝導障害が発生することを証明した。in vivoでは、すべての体細胞でCx45を欠損(Cx45-KO)、心筋特異的にCx45欠損(Cx45-CA)、血管内皮特異的にCx45欠損(Cx45-Tie2)したマウスを作製し、表現型を比較した。Cx45-KOマウスは心筋のA-V伝導ブロックと心内膜床形成障害を示して胎生10日で死亡し、心内膜に発現するCa2+依存転写因子Nfatclは細胞質型(不活性型)であった。Cx45-CAマウスは心筋のA-V伝導ブロックを示すが心内膜床形成障害を示さず、心内膜のNfatclは核型(活性型)であった。胎児は10日で致死のため、心筋伝導障害がCx45-KOマウスの致死の本質であることが明らかとなった。Cx45-Tie2マウスは何も異常を示さず成獣になった。Cx45に加えさらに、もうひとつの心筋コネキシンであるCx43を欠損させたところ、Cx45-KOマウスとほぼ同一の表現型を示したため、胎児における初期の心拍動では、Cx45が最も重要なギャップ結合蛋白であることが実証された。次に、心筋収縮に必須の心筋トロポニンTを欠損したマウスを作製したところ、心筋収縮はみられず10日で致死であり、発生遅延による心内膜床形成障害を示し、心内膜のNfatclは核型であった。心内膜床形成障害は、Cx45が心筋層と心内膜層の双方で欠けたときにのみみられ、発生遅延による影響を排除したとはいえ、Cx45が心内膜床細胞のepithelial-mesenchylmal transformationの制御因子であるという我々が提唱したモデルは、さらに複雑なものであると分かった。より精密な分子機構は今後の研究課題により解明する。また、海外の共同研究者と作製中のneuron/glia/neural crest specificなCx45欠損マウスの表現型の解析が進行中であり、Cx45の組織特異的な機能の全貌が明らかになりつつある。1.心筋アクチンプロモーターCreにより心筋特異的にCx45を欠損したマウスを作製した。単純Cx45欠損マウスと同様にA-V伝導ブロックを呈して胎生致死であった。従って、Cx45は胎生早期の心筋の正常な興奮伝導に必須であることが実証された。2.一方、Tie2プロモーターCreにより血管内皮特異的にCx45を欠損したマウスを作製した。これらは出生後も健常に発育することが明らかとなった。従来我々は心内膜内皮細胞間に発現するCx45ギャップ結合が心内膜床細胞の誘導に必須のepithelial-mesenchymal transfomationを制御する因子と考えてきたが、実際にはこの機構はさらに複雑なものであると考えられる。興味深いことに単純Cx45欠損マウスは心内膜床障害を示すが心筋特異的Cx45欠損マウスはそうではない。またcTnT欠損マウス(後述)は心内膜床障害を示す。

これらの変異マウスを材料として心内膜床形成の分子機構を解明したい。3.Cx43(+/-)-Cx45(+/-)マウスの交配により胎児を大量に解析した。Cx43(-/-)の系統に関しては従来の報告どおり心臓の流出路障害を呈して出生前後に致死となった。また、Cx45(-/-)の系統に関してもわれわれが記述した心筋伝導障害と心内膜床障害が再確認された。特に、Cx43-Cx452重欠損マウスは、Cx45のみの欠損マウスと同様の表現型を示すことが分かった。今後さらに検体数を集めてデータの信頼性を向上させた後に発表する。5.胎児心拍の重要性を検証するため、心筋型トロポニンT(cTnT)欠損マウスを作製した。cTnT欠損マウスの心筋細胞内ではsarcomereの形成が障害されて、胎児の心臓は拍動することなく死亡する。死亡時期は心筋特異的Cx45欠損マウスと同じであるため、初期心拍動の重要性が改めて示された。○マウス胎児で全身組織のCx45欠損(Cx45-KO)、心筋特異的にCx45欠損(Cx45-CA)、血管内皮特異的にCx45欠損(Cx45-Tie2)した表現型を比較して次の所見を得た。(1)Cx45-KOマウスは心筋伝導障害と心内膜床形成障害を示し、心内膜に発現するCa2+依存転写因子Nfatc1は不活性の細胞質型であり、胎児は10日で致死。(2)Cx45-CAマウスは心筋伝導障害を示すが心内膜床形成障害を示さず、心内膜のNfatc1は核型(活性型)だが、胎児は10日で致死。(3)Cx45-Tie2マウスは心筋伝導障害も心内膜床形成障害も示さず、心内膜のNfatc1は核型(活性型)であり、マウスは異常を示さず成獣になった。○もう一つの心筋コネキシンCx43を欠損させた表現型を比較したところ、Cx43-KOかつCx45-KOの遺伝子型マウスは、Cx45-KOマウスと同一の表現型を示す。以上の所見から、胎児における初期の心拍動では、Cx45が最も重要であり、心内膜床形成障害は、Cx45が心筋層と心内膜層の双方で欠けたときにのみみられることがわかった。○Cx45欠損のES細胞を作製してin vitroで心筋に分化させて収縮パターンを解析した。ES細胞由来心筋は細胞間のいたるところで伝導障害を示した。培養皿に固定された状態と、生体内で浮遊している状態では初期心拍動のエピジェネティクス機構に差があると考えられ、本研究課題により新たに提示された命題として今後更なる解析を進めていきたい。○ラット心臓弁における各種connexin蛋白の発現血管内皮細胞におけるshear stressとconnexin蛋自の発現との関連を調べるために、ラットの各部心臓弁の上流と下流の内皮細胞でのCx37,40,43の発現を免疫組織化学的に調べた。その結果、Cx43はすべて心臓弁の上流のみに発現し、下流ではほとんど発現していなかった。一方Cx37は弁の上流と下流の両方にほぼ等量発現し、Cx40は弁には発現しなかった。また、内皮細胞の表面積を弁の上流と下流で比較すると、上流のほうが有意に小さい。これらの結果から、shear stressは血管内皮細胞におけるCx43の発現と表面積の制御に関係することが示唆された。
フランス労働協約法の基本思想に関する史的研究

今回の研究においては、フランス労働協約法の基本思想を探求するための一段階として、労働条件決定における労働協約の位置・役割を国家の協約政策の変遷という側面から明らかにすることを目的とした。そのための作業として、まず、近年の労働条件決定システムの変容がもたらしている諸問題を分析した。つまり、1982年オル-法以降の企業内団体交渉および企業協約の強化などにより協約内での企業協約の比重が高まっていること、さらにいわゆる特例協定の導入が、法と労働協約の関係のみならず労働契約と労働契約の関係にも影響を与えうることが明らかになった。ただこの後者については、現段階ではまだ問題点の指摘がされてはいるものの具体的な展開を見られず、引き続き新たな資料を収集していくことが必要である。つぎに、この変化をとらえるために、労働協約の締結・適用をめぐる論点を学説を中心に整理してきたのであるが、ここでは必ずしも一般論のレベルで議論されているわけでなく、むしろそれをめぐる個別的解釈論の検討が必要になってきた。これらの経過から、今後はまず、労働協約と労働契約の関係について、有利原則の範囲、協約労働条件の放棄の可能性、協約失効後の労働条件などの具体的な個別的解釈論を、すでに収集した判例および学説を素材に検討していきたいと考えている。当初計画していた法政策史的側面からの分析については、立法資料の収集・整理をしている段階であるが、当面は先の個別的解釈論の検討を優先したいと考えている。
FGF,WNTシグナルによる肢形成位置情報制御

脊椎動物の四肢や無脊椎動物の附属肢の形成は、WNT,FGF等のモルフォゲンシグナルの濃度勾配や、それにより形成される区画化を基にして行われる。それぞれの区画は、モルフォゲンシグナルの下流で発現する様々な転写制御因子の組み合わせにより特徴づけられ、例えば結果として異なった接着因子が発現するために、互いに異なった細胞接着性を持つことになる。この研究において、我々は、いくつかのモルフォゲンシグナル受容体や下流転写制御因子をコードする遺伝子を単離し、その性質を詳しく調べた。ここでは、紙面が極端に限られているので、Dfrizzled-3とLim-1という2つの遺伝子についてだけ述べることにする。Dfrizzled-3は、ショウジョウバエで見いだされた3番目のFrizzledファミリーに属する因子で、すでにWinglessのシグナリングに冗長的に必要であることが示されているFrizzledやDfrizzled-2と同様にWinglessと結合できるが、それらの因子とは異なり、Winglessシグナリングの下流にあるArmadillo蛋白質を効率よく安定化する事はできない。すなわち、Winglessの受容体としては、非常に弱いと推定された。Dfrizzled-3変異体はほとんど何らの表現型異常を示さなかったが、winglessの弱い変異体の示す触覚の異常(ほとんど触覚が生えない)やハネができないといった異常をWinglessの発現レベルを変えることなしに正常に戻した.このことは、Dfrizzled-3がWinglessシグナリングを負に制御している可能性を強く示唆している。Winglessの下流でホメオボックス遺伝子BarとAristalessと共に拮抗して働く因子の候補としてLim1を新規に単離した。Lim1は脊椎動物のLim1のオーソローグで、その発現はBarにより負に抑制されたが、Bar発現の直接的抑制因子ではなくAristalessを介した間接的な働きを持っている因子であることが分かった。ショウジョウバエ肢や翅形成には、ショウジョウバエのWNTであるWinglessが重要な働きをしている。Winglessの下流遺伝子探索の過程で新規受容体候補Dfz3を見出した。Dfz3の発現は、完全にWinglessシグナルに依存しており、附属肢におけるWingless(液泌性因子)の拡散の一つの測度として利用可能であることが分かった。特に肢については、従来適切なWinglessの標的遺伝子がなかったので、この発見は重要である。Dpp拡散の測度である標的遺伝子Dadの発現と組み合わせることで、肢形成におけるWingless,Dppの役割の解析が進むであろう。Wingless依存的なDfz3エンハンサーを特定した。Dfz3の機能を培養細胞系、ハエの個体系を用いて調べた。Dfz3は、fzとは異なり、細胞の方向性の決定には関わっていなかった。Dfz3は、Dfz2とWinglessを競合することで、Winglessシグナル伝達を負に制御していた。実際、触角や翅の形成が妨げられているWingless変異株で、Dfz3の活性を完全に低下させると、ほぼ完全な触角翅の形成が見出された。Dfz3は、このようなattenuatorとしての働きの他に、Dfz2と同様な、Wingless受容体としても機能するかもしれない。Dfz3発現細胞は、Wingless依存的にWinglessシグナルを培養細胞内に弱く伝達できる。Dfz3をUASを介して様々なGal4ドライバーで活性化させると、Winglessシグナルの標的遺伝子DIIが活性化された。ショウジョウバエのFGF(Branchless;Bnl)は、内臓筋で周期的に発現し、気管形成を促す。

bnl遺伝子発現、及びその受容体であるBreathless発現に影響する様々な因子の役割を検討した。その結果、btlの活性化は、そのリガンドであるbnlが必要なことが分かった。ショウジョウバエの肢の形成において、成虫原基上での様々なモルフォンゲ・シグナルが重要な役割を果たしていると考えられている。昨年度我々は、Winglessモルフォゲンに対する新規の受容体Dfrizzled-3を単離した。様々な分子生物学的研究から、Dfrizzled-3は、Winglessの受容体ではあるが、通常の受容体Dfrizzled-2とは異なり、シグナル伝達活性は非常に弱く、またWinglessシグナルの下流でそれをコードする遺伝子が転写活性化されることを示した。さらにWingless活性の低下により触角が形成されなくなる異変を、その欠失によりrescueできることから、Winglessシグナリングを適当なレベルまでに減衰する役割をもっていると提案した。本年度は、この結果を分子遺伝的な手法で更に確証することを試みた。更に、Dfrizzled-3とは異なる肢Winglessシグナル下流遺伝子を探索し、新たに2つの受容体を見出した。一つは、受容体型チロシンキナーゼで、他は、受容体型フォスファターゼであった。いずれのリガンドも不明であるが、この発見は。肢Winglessシグナルの下流でRas pathwayが働くことと、蛋白質のリン酸化脱リン酸化がWinglessシグナルの制御下にあることを強く示唆している。FGFは、脊椎動物の手足の形成に必須な因子である。ハエでは、肢形成に関わっているとの証拠はまだないが、気管形成には必須な因子であることが知られている。以前の実験でFGF受容体Breathlessの転写制御領域200bpを単離していた。そこで、この領域を詳しく調べ直し、そこにRas pathwayの下流で働くYanリプレッサー等の結合領域があることを個体レベルでのエンハンサー・アッセイと通じて特定した。更に、FGF受容体の発現が、そのリガンドであるBranchlessにより正に制御されていることを明らかにした。これは、レガンドによる生の制御機構を示す大きな証拠である。ショウジョウバエの肢や触角の形成において、成虫原基上での様々なモルフォゲン・シグナルが重要な役割をはたしていると考えられている。昨年度報告したように、我々は、肢および触角原基でモルフォゲンの一種Winglessの発現と相補的発現をする受容体型チロシンキナーゼ遺伝子と、Winglessの発現とよく似た発現をする受容体型フォスファターゼ遺伝子を見出した。前者は既に神経系での機能との関連で単離されていたderailedと同一であったが、後者は新規のフォスファターゼであった。
精神神経疾患における新規mTOR相互作用因子の機能解析

申請時の計画通り本年度は、CRISPR/Casシステムによって作製したFlightless-I (Flii)のコンディショナルノックアウト(Flii-flox)マウスを用いて、終脳特異的Fliiノックアウトマウスを作製した。具体的には、このマウスをEmx1-creノックインマウスと交配することによって、Flii(flox/-); Emx1(cre/+)マウスおよびコントロールとしてFlii(flox/+); Emx1(cre/+)マウスを得た。これらのマウスの大脳皮質および小脳よりタンパク質を抽出し、ウエスタンブロット解析によってFliiタンパク質の発現を検証した。その結果、終脳特異的Fliiノックアウトマウスはコントロールマウスと比較して、Fliiの発現が大脳皮質において著しく減少していた一方、小脳においては発現に大きな違いは見られなかった。このことから大脳皮質においてFlii遺伝子がノックアウトされていることが示唆された。次に、終脳特異的Fliiノックアウトマウスの脳形態を調べたところ、大脳皮質がコントロールマウスと比較して顕著に萎縮していることが明らかとなった。この萎縮は胎生14日齢の終脳特異的Fliiノックアウトマウスでも観察されたことから、Fliiは大脳皮質の発生に深く関与していることが考えられた。さらに、大脳皮質において活性化型mTORを発現したトランスジェニックマウスにおいても同様の表現型が観察されたことから(Kassai et al., Cell Rep., 2014)、FliiとmTORの大脳皮質発生におけるシグナルの関連性が示唆された。本年度は申請時の予定通り、Flii遺伝子のノックアウトマウスの作製を行うことができ、さらに、表現型の解析にも着手し、大脳皮質は萎縮などを明らかにすることができた。従って、現段階では順調に進展していると判断した。終脳特異的Fliiノックアウトマウスにおいて大脳皮質の萎縮が観察されたことから、今後は、大脳皮質発生のどの段階でどのような異常が起こっているのかを詳細に解析する。さらにその異常とFliiと関連性を調べることによって、大脳皮質発生におけるFliiの役割を明らかにしたい。また、上記の表現型は活性化型mTORを大脳皮質で発現したマウスと類似しているので、mTORシグナル経路との関連を同時に解析し、研究を発展させることができると考えられる。さらに、小脳におけるFliiの役割についても、プルキンエ細胞特異的Cre発現マウスを用いて解析していく予定である。本年度は学会などによる成果発表を行わなかったため、旅費として補助金を使用しなかったため。来年度は本年度得られた成果を基に研究を発展させ、成果発表を行う予定である。
腫瘍血管新生の「引き金」となる新規マイクロＲＮＡの同定と解析

マイクロRNAs(miRNA)は様々な生体現象に働く事が解明されつつあるが、腫瘍血管でもmiRNAによる遺伝子発現制御が起きている可能性がある。我々は腫瘍血管に特異的に発現するmiRNAを探索し、mir-125bを同定した。血管形成への関与を解析した結果、mir-125bはVE-cadherinの翻訳を阻害し、血管新生を制御することが解った。また、担癌マウスに対するmir-125bの導入が、腫瘍内の血管形成を阻害し腫瘍増殖を抑えた。以上の結果からmir-125bは腫瘍血管新生におけるNegative regulatorとして機能していると推測でき、新規治療法の開発につながると期待できる。本研究では、癌治療法における新たな腫瘍血管制御法の開発の可能性を探るため、その手段としてマイクロRNA(miRNA)による血管新生制御機構を明らかにすることを目的とする。平成24年度は、腫瘍血管内皮細胞にて特異的に発現が上昇してくるmiRNAとして「mir-125b」を同定し、その機能について解析を行った。まず、培養血管内皮細胞株(HUVEC)を用いて、増殖活性、管腔形成活性、遊走活性等のin vitroの解析を行った結果、mir-125bが血管内皮細胞の血管形成活性に関与している事が確認できた。さらに、データベース上からmir-125bが標的とする遺伝子の探索を行った結果、血管内皮細胞の細胞間接着に働く「VE-cadherin」を候補遺伝子として選定できた。実際に、培養血管内皮細胞に対してmir-125bを過剰発現させることによってVE-cadherinの発現量が減少することが確認され、mir-125bを介した血管新生の制御機構が明らかになった。また、mir-125bを標的とする新薬開発の可能性を検討するため、Lewis lung carcinoma (LLC)癌細胞またはMurine Colon carcinoma (colon26)癌細胞を皮下移植することによって作成したマウス担癌モデルを用いて検討を行った。その結果、腫瘍血管へmir-125bを過剰発現させる事によって、腫瘍中の機能的な血管の数が減少し、腫瘍の増殖が抑制できることが明らかとなった。一方で、mir-125bの阻害でも血管数の減少と腫瘍増殖の抑制効果が認められた。以上の結果から、mir-125bは血管の形成過程で特異的に発現し、VE-cadherinを抑制することによって新生血管の発芽を促進させる「引き金」として機能していることが示された。固形腫瘍の増大と血管新生は密接に関連していることが知られており、これまで血管新生を対象とした癌研究が盛んに行われている。本研究では、癌治療法における新たな腫瘍血管制御法の開発の可能性を探るため、その手段としてマイクロRNA(miRNA)による血管新生制御機構を解析した。miRNAとは小分子の一本鎖noncoding RNAで、標的となるmRNAに対して翻訳の抑制や分解を促進することにより遺伝子発現を制御する。最近では、miRNAの機能阻害による核酸医薬が次世代の医薬として注目を集めており、治療効果も多数報告されつつある。我々は、腫瘍血管にて特異的に発現変化して血管新生に関与するmiRNAを同定するため、Lewis lung carcinoma (LLC)細胞の静脈内投与による肺転移モデルマウスから、腫瘍内の血管内皮細胞を単離し、マイクロアレイにて解析した。その結果、腫瘍血管内皮細胞において特異的に発現上昇するmiRNA群を同定した。これら候補miRNAについて、培養血管内皮細胞株(HUVEC)を用いる事により解析を行った。その結果、mir-125bが血管内皮細胞の血管形成活性に強く関与していることを示唆するデータが得られた。さらに、mir-125bが標的とする遺伝子の探索を行った結果、血管内皮細胞の細胞間接着に働くVE-cadherinを制御する事が明らかとなった。また、mir-125bを標的とする新薬開発の可能性を検討するため、マウス担癌モデルの腫瘍血管に対してmir-125bの過剰発現および機能阻害させたところ、腫瘍中の機能的な血管の数が減少し、腫瘍の増殖が抑制できることが明らかとなった。以上の結果から、mir-125bは腫瘍血管形成において血管の発芽を促進させる「引き金」として機能していることが明らかとなり、その成果はoncogene誌にて発表した。平成23年度は、腫瘍血管にて特異的に発現変化し、血管新生の引き金として働くmiRNAを同定することを目的として研究を進め、具体的には以下の実験を行った。まず、Lewis lung carcinoma (LLC)細胞の静脈内投与による肺転移モデルマウスから、腫瘍内の血管内皮細胞をセルソーターにて回収した。

この腫瘍血管内皮細胞におけるmiRNAの発現をinvitrogen社の「Ncode miRNAプロファイリング」にてマイクロアレイ解析した。先行して行っていた研究の結果と一致して、mir-23a、mir-30d、mir-125b、mir-126、mir-341、mir-696の発現上昇が認められた。これら候補遺伝子について、Real-time PCR解析による確認実験、および、培養血管内皮細胞株(HUVEC)を用いた、増殖活性、管腔形成活性、遊走活性についてin vitroの解析を行った。その結果、mir-125bが血管内皮細胞の血管形成活性に強く関与していることを示唆するデータが得られた。また、生体内の血管新生モデルであるMatrigelのマウスへの移植実験にて、mir-125bの機能促進・阻害の効果を検討したところ、mir-125bが血管新生の制御活性を有することを示唆する結果が得られている。平成24年度の研究では本研究課題の中心的な課題でった「腫瘍血管新生の"引き金"となる新規マイクロRNA」として、mir-125bを同定し、血管内皮細胞における役割についてin vitro、in vivoでの実験結果から明らかにすることができた。加えて、mir-125bが制御するの標的遺伝子として、血管内皮細胞の細胞間接着に働くVE-cadrherinを選定することが出来た。さらに、担癌モデルマウスを用いた検討から、mir-125bが血管新生の段階でVE-cadrherinを抑制することによって発芽を引き起こしていることを明らかにした。これらの結果は、マイクロRNAという新たなコンセプトに基づく抗血管新生療法の開発において、mir-125bの制御が標的となり得る可能性を示唆している。以上のような状況をふまえると、本研究は「おおむね順調に進展している」と自己判断するに値する思われる。平成23年度の研究では当初の目標としていた、腫瘍血管内皮細胞にて特異的に発現が変化しおり血管新生に関与しているmiRNAとして、mir125bを同定することができた。本研究全体を通して、研究の対象となるmiRNAを同定することが最も重要な課題であったが、それを初年度の研究で達成できたことは今後の研究計画を考える上で大きな進展である。また、同定したmir125bが研究の立案段階での想定を超えるような強い血管新生制御活性を有することを示唆する結果が、vitroおよびvivoでの様々な研究結果から得られている。今後は、前年度に引き続き、腫瘍血管内皮におけるmir-125bの機能についてより詳細なメカニズムの解析を行うと共に、臨床応用に向けてmir-125bの阻害剤の検討や腫瘍血管内皮細胞以外への副作用について検討を進める。また、現段階ではmir-125bの制御遺伝子としてはVE-cadherinのみを同定しているが、その他の標的遺伝子についても探索を行っていく。加えて、mir-125b以外のマイクロRNAについても腫瘍血管新生との関連性を検討する。
PLGA階層化炭酸アパタイトフォームの界面制御

本研究においては前駆体を用いて溶解-析出型の組成変換を行い、海綿骨の組成と構造を模倣した炭酸アパタイトフォームを調製し、当該炭酸アパタイトフォームの脆性を改善する目的で炭酸アパタイトフォームに炭酸アパタイトと乳酸グリコール酸共重合体(PLGA)の融合体で階層化を行った。また、炭酸アパタイト自体の骨伝導性を向上させるために炭酸カルシウムとの融合化も行った。ポリウレタンフォームをテンプレートとして用いてα型リン酸三カルシウムフォーム(αTCPフォーム)を調製し、炭酸水素ナトリウム水溶液中での溶解析出反応によって完全連通多孔体構造を保ったまま組成を炭酸アパタイトとした。炭酸アパタイトフォームをPLGA溶液あるいは炭酸アパタイト含有PLGA溶液に浸漬して融合化を行った。炭酸アパタイトフォームの臨床応用における操作性に著しい影響を及ぼす機械的強さ(圧縮強さ)は炭酸アパタイトフォームをPLGA-炭酸アパタイト融合体で階層化すると著しく増大した。階層化していない炭酸アパタイトの圧縮強さは20kPa程度であったが、PLGA-炭酸アパタイト融合体での階層化により約400kPaに増大し、臨床的な操作性に関しては十分な値が得られた。家兎の大腿骨に骨欠損を調整し、各種炭酸アパタイトフォームで再建、3ヶ月後にμCT像を撮影した。炭酸アパタイトフォームは機械的強さが小さいため、術式が困難であるがフォームへの骨伝導が確認できる。一方、炭酸アパタイトフォームをPLGAでコーティングしたフォームは機械的強さに優れるため術式は容易であったが、骨伝導が限定的であった。これらに対して、炭酸アパタイトPLGA融合化体で炭酸アパタイトフォームをコーティングした場合には機械的強さに優れるだけでなく、優れた骨伝導性を示すことがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。海面骨は無機組成が炭酸アパタイトであり、炭酸アパタイトがコラーゲンと高度に融合されている。また、構造としては連通多孔体構造をしめし、骨芽細胞、破骨細胞などの細胞が遊走されやすい構造をとっている。これまでの研究でリン酸三カルシウムフォームを前駆体として炭酸アパタイトフォームを調製し、当該フォームに乳酸グリコール酸共重合体(PLGA)を真空コーティングし、さらに炭酸アパタイトコーティングすることによって得られた炭酸アパタイトPLGA階層化骨補填材が優れた組織親和性、骨伝導性、優れた物性を示すことがわかった。しかしながらこれまでの炭酸アパタイトPLGA階層化骨補填材の調製法は煩雑であり、時間がかかる。そこで本研究では炭酸アパタイトとPLGA間の界面制御に着目し、より簡便な調製法を検討した。これまではPLGA溶液に炭酸アパタイトを単純浸漬すると海面制御が十分に行えないため、真空浸漬によって炭酸アパタイトにPLGAをコーティングしていたが、まず炭酸アパタイトを溶媒に浸漬し、その後にPLGA溶液に浸漬すると炭酸アパタイトフォームにPLGAをコーティングできることが明らかになった。また、PLGA被覆炭酸アパタイトフォームを水酸化カルシウム懸濁液に浸漬、炭酸化して炭酸カルシウムとし、当該炭酸カルシウムをリン酸化して炭酸アパタイト/PLGA/炭酸アパタイトという階層化フォームを調製していたが、炭酸アパタイトフォームを炭酸アパタイト-PLGA懸濁液に浸漬することによって炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイトが調製できることが明らかになった。また、当該フォームはこれまでの炭酸アパタイトPLGA階層化骨補填材とほぼ同様の物性及び組織反応を示すことが明らかになった。調製法に関しては真空浸漬の煩雑さとPLGA被覆炭酸アパタイトフォームへの炭酸アパタイトコーティングが問題であったが、単純浸漬でコーティングできない理由が粘性あるPLGA

溶液が炭酸アパタイトフォームに含浸されにくいことに起因することを見出し、あらかじめ、溶媒を炭酸アパタイトに導入することによって炭酸アパタイト表面へのPLGAの融合を阻害していた空気層の除去が可能となった。また、三相構造を二層構造とすることを検討し、問題がないことを明らかにしているためおおむね順調である。炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材の物性に関して測定し、これまでの炭酸アパタイトPLGA階層化骨補填材の物性とほぼ同じであることがわかっっている。また、物性は海面制御よりPLGAの厚さに依存することを見出しているため概ね順調である。さらに、炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材の組織親和性に関して実験動物を用いて予備的に組織親和性を検討し、これまでの炭酸アパタイトPLGA階層化骨補填材の物性とほぼ同じであることがわかっっている。このことから組織親和性評価に関しても概ね順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。海面骨と同様に連通多孔体構造を示し、海面骨と同様に無機組成が炭酸アパタイトであり、海面骨と同様に炭酸アパタイトが有機材料と融合している炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材を調製できることを明らかにし、当該炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材は組織親和性および骨伝導性に優れることを、実験動物を用いて予備的に確認した。実験動物を用いた組織親和性、骨伝導性や骨置換の確認は骨補填材の開発に必須であるが、比較的長い時間がかかり今回の研究期間で十分な結果を出すことはそもそも不可能である。しかしながら、当初の目的通り、調製法を確立し、炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材の組織反応および骨伝導性を予備的に実験動物で検証することができた。今後は、今回の予備的動物実験の結果を基盤として、より長期にわたる炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材埋植実験、より大型の実験動物を用いた炭酸アパタイト-PLGA被覆炭酸アパタイト骨補填材の埋植実験などを行い、埋植実験の社会実装を進めることが期待される。
巻線極子を用いた走査電子顕微鏡用の色収差および球面収差同時補正光学系の構築

電子顕微鏡の分解能を制限している要因の一つにレンズの不完全さによるボケ(収差)が挙げられる。このボケ(収差)を取り除くため、レンズの性能を高める収差補正器をより多くの走査電子顕微鏡に搭載できるようにするためシンプルな構成の収差補正器を提案した。平行な直線電流をレンズの中心(光軸)に対して回転対称に配置すると磁気多極子と類似の磁界を発生できることに着目し、これをSYLC(Symmetric Line Currens)と名付けた。わずか2本の平行直線電流を回転対称位置に配置すれば磁極が4つの4極子相当、3本を配置すれば磁極が6個の6極子相当の磁界を発生できる。これは磁性体を用いないシンプルな構造であり、磁性体に起因する様々な問題(ヒステリシス、加工精度、コストなど)がない。収差補正器として性能を高めるためには、その重要な特性量である非常に多くの種類の収差係数を求め、それらの値が小さくなるような構成を探さなければならない。そのために微分代数という新しい数学的手法を用いたシミュレーションツールの開発を行った。微分代数では従来手法では非常に複雑な解析式を解かなければ求められなかった高い次数の収差を形式的な代数演算にて求められる利点があり、新しい光学系であるSYLCの収差計算を効率的に進めることができた。この手法を用いてレンズ形状に起因する球面収差のみならず5次収差と呼ばれる僅かな収差まで補正することやSYLCのシンプルな構成を生かしたコンパクトなインレンズと呼ぶ収差補正器の構成を提案した。さらに、走査電子顕微鏡では電子を加速する電圧が低いため電子線エネルギーの揺らぎに起因するボケである色収差が無視できず、これも同時に抑制する必要がある。これに対してSYLCを構成する直線電流を流す導線に電圧を加えその電位を制御し、色収差も同時に抑制できる収差補正器を構成できることがわかった。電子顕微鏡用の収差補正器は2000年代にRose, Haiderらによって多極子を用いた球面収差補正器が実用化されたものの磁性体を高精度に加工が必要なため高価なものとなっており、球面収差補正器が搭載される電子顕微鏡はごく一部に限られている。我々はこれを補完する形で数多くの電子顕微鏡すなわち走査電子顕微鏡に搭載可能なシンプルな構成の収差補正器を研究している。平行な同方向の線電流を軸に対して回転対称に配置すると多極子と類似の磁界を発生できることに着目し、これをSYLC(Symmetri Line Currens)と名付けた。わずか2本の平行線電流で4極子相当、3本であれば6極子相当の磁界を発生できる。また、構造的に磁性体を用いないので、磁性体に起因するヒステリシスの問題、加工精度の問題、コストの問題を解決する。このSYLCを用いた収差補正器の特性を解析解およびコンピュータシミュレーションにて検証している。まずは2段のSYLCを配置したモデルを用いることで、球面収差補正器として走査電子顕微鏡に十分使える性能であることをシミュレーションにて検証した。更に、高性能を目指して4段のSYLCを配置して5次の収差まで補正できる見込みであることを解析解およびシミュレーションにて検討している。収差解析ツールのバージョンアップに加え、微分代数法による高次収差解析ツールの改良を行っている。2種類の収差解析ツール間で結果の整合をとることでシミュレーション結果の信頼性を担保する。SYLCを使った球面収差補正器について5次までの収差の解析について国内学会発表および論文投稿を行った。またこれを検証する微分代数を使った計算ツールの改良を加えて、7次までの幾何収差の検証が可能になるようにしているが、現在、その動作検証中である。主に進めているSYLCを用いた球面収差補正器に加え、色収差補正器の検討を開始している。色収差については新たなツール開発を伴うため,現在は簡易ツールにて検証を行っている。静電コアレンズを使った色/球面収差の同時補正系の探索も行っており、改良の方向性指針が得られた。現在の電子顕微鏡用の収差補正器は磁気多極子を用いるものが実用化されている。収差補正器を構成する多極子は磁性体の高精度加工が必要なためコストが高くなりがちである。そのため収差補正器が搭載されるのは超高性能で価格の高い電子顕微鏡に限られているのが現状である。これに対し我々はより多くの電子顕微鏡すなわち走査電子顕微鏡に搭載可能なシンプルな構成の収差補正器を研究している。平行な線電流を軸に対して回転対称に配置すると磁気多極子と類似の磁界を発生できることに着目し、これをSYLC(Symmetric Line Currens)と名付けた(巻線極子から名称を変更した)。また、構造的に磁性体を用いないので、磁性体に起因するヒステリシスの問題、加工精度の問題、コストの問題が解消される。4段のSYLCを配置したモデルを用いることで、5次までの幾何収差を補正でき走査電子顕微鏡用としてビーム径1nm以下を十分達成可能な条件があることをシミュレーションにて示した。更に、高性能を目指すため、わずかなビームエネルギーの揺らぎによる収差(色収差)の補正が可能な静電重畳SYLCの構造を提案・検討を行い、幾何収差に加え色収差補正条件を探索中である。

収差解析ツールとして微分代数法を取り入れた高次収差解析ツールに静電重畳SYLCの計算・色収差の最適化の改良を行っている。SYLCを使った球面収差補正器について5次までの収差の解析について国内学会発表および国際会議発表を行った。収差補正器を小型化する新たな構造モデルとしてインレンズ型のSYLCを提案し、論文発表した。また、これを検証する微分代数を使った計算ツールの改良を加えて、7次までの幾何収差の検証を可能とした。さらに、静電重畳SYLC構造に対応した計算プログラムを開発中であり、色収差の計算および色収差補正のための電流や電圧の最適化の機能を取り入れた。計算プログラムの機能向上に注力したため、計算速度の向上のための並列化についての開発が滞っており、この点について当初計画から遅れている。電子顕微鏡の分解能を制限している要因の一つにレンズの不完全さによるボケ(収差)が挙げられる。このボケ(収差)を取り除くため、レンズの性能を高める収差補正器をより多くの走査電子顕微鏡に搭載できるようにするためシンプルな構成の収差補正器を提案した。平行な直線電流をレンズの中心(光軸)に対して回転対称に配置すると磁気多極子と類似の磁界を発生できることに着目し、これをSYLC(Symmetric Line Currens)と名付けた。わずか2本の平行直線電流を回転対称位置に配置すれば磁極が4つの4極子相当、3本を配置すれば磁極が6個の6極子相当の磁界を発生できる。これは磁性体を用いないシンプルな構造であり、磁性体に起因する様々な問題(ヒステリシス、加工精度、コストなど)がない。収差補正器として性能を高めるためには、その重要な特性量である非常に多くの種類の収差係数を求め、それらの値が小さくなるような構成を探さなければならない。そのために微分代数という新しい数学的手法を用いたシミュレーションツールの開発を行った。微分代数では従来手法では非常に複雑な解析式を解かなければ求められなかった高い次数の収差を形式的な代数演算にて求められる利点があり、新しい光学系であるSYLCの収差計算を効率的に進めることができた。この手法を用いてレンズ形状に起因する球面収差のみならず5次収差と呼ばれる僅かな収差まで補正することやSYLCのシンプルな構成を生かしたコンパクトなインレンズと呼ぶ収差補正器の構成を提案した。さらに、走査電子顕微鏡では電子を加速する電圧が低いため電子線エネルギーの揺らぎに起因するボケである色収差が無視できず、これも同時に抑制する必要がある。これに対してSYLCを構成する直線電流を流す導線に電圧を加えその電位を制御し、色収差も同時に抑制できる収差補正器を構成できることがわかった。SYLCを用いた球面収差補正器の色収差特性の解析を行う。既存ツールによる簡易検証に加え、微分代数法による収差解析ツールの色収差解析へ対応させる改良を行う予定である。計算の高速化に向けた並列処理の導入や収差補正器のトレランス(外乱に対する許容度)の検証を行う予定である。静電重畳SYLC構造を使った色収差・球面収差補正器の最適化を行う。微分代数法による収差解析ツールの最適化手法の改善と計算の高速化に向けたベクトル化やマルチコアによる並列処理の導入に取り組む。