hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロット分割とGAによる多目的な生産スケジュール改善サイクルの開発

このような課題を解決するために、1.分割効果の最も大きいロットの選定方法、2.総段取り時間の増加を抑えることができるスケジューリング手法、3.納期順守に効果的なスケジューリング手法、4.総納期遅れ時間と総経過時間の多目的最適化を図る方法、5.スケジューリング後の段取りの改善方法、6.生産スケジュールをドラッグアンドドロップで調整できるガントチャート描画システムの開発、7.タブーサーチを用いたスケジューリング手法について研究した。以上の成果により、効率のよい生産スケジュール改善サイクルが完成した。ロット分割は、生産スケジュールの改善に有効な手法の一つである。しかし、ロット分割を繰り返すにしたがって、ロット数が増える。その結果として、総段取り時間が増加するだけではなく、スケジューリング問題をより複雑にしてしまう。そこで、総経過時間と総納期遅れ時間の多目的最適化を目指した生産スケジュールの改善サイクルを開発した。このサイクルには、ロットの選定、遺伝的アルゴリズムによるスケジューリング、段取りの改善、ガントチャートによる確認の4つの機能がある。そして、受け入れ可能な生産スケジュールが得られるまで繰り返される。また数値実験を通じて、生産スケジュール改善サイクルの有効性を明らかにした。総所要時間の短縮を目的とした生産スケジュール改善サイクルの開発は完了している。そこで、数値実験によってサイクルの特性や効率の検証を行う必要がある。さらに、生産スケジュール改善サイクルを多目的に利用するためには、個々のロットに対する納期順守、特に平均納期遅れ最小化を図る必要がある。そのため、納期遅れの解消に有効なロットの選定方法の検討と平均納期遅れ最小化を目的とした遺伝的アルゴリズムの開発を行う。後者については、優先規則であるEDDやSLACKによる順序付けを遺伝的アルゴリズムに取り入れる研究を実施する。これにより、総所要時間の最小化と納期順守のバランスを図るスケジューリングシステムを開発する。生成されたスケジュールをガントチャート化して、その経過を目で見て確認できる機能を追加する。以上により、ロット分割と遺伝的アルゴリズムによる多目的で柔軟なスケジュールの改善方法が確立される。その有効性を数値実験によって明らかにする。生産スケジュール改善サイクルの開発は、概ね完了した。そして、数値実験による評価も実施した。総所要時間と総納期遅れの最小化を目的とした多目的スケジューリングを柔軟に実施できる。しかし、数値実験の結果から、サイクルの一部に改善すべき項目が発見されている。例えば、遺伝的アルゴリズムにおける遺伝的操作の方法などである。また、遺伝的アルゴリズムとは別にタブーサーチのアルゴリズムも開発済みである。
血管平滑筋細胞の分化に関与する平滑筋特異的スプライシング因子の同定

本研究は、平滑筋特異的スプライシング因子を同定するために、培養平滑筋細胞を用いて、平滑筋細胞の形質変換に伴うトロポミオシンのアイソフォームの変換調節機構を明らかにすることを目的として行った。培養細胞には、ラット大動脈平滑筋細胞の初代培養を用いた。10%胎児牛血清を含む培地で培養し、コンフルエントに達した細胞を無血清培地で2日間培養して、実験に用いた。α-トロポミオシンアイソフォーム発現の解析は、逆転写-PCRにより行った。ラットα-トロポミオシンのエクソン1、2、3、4に特異的なプライマーを作製し、平滑筋細胞から精製した総RNAを1μg用い、RT-PCRによりトロポミオシン発現を解析した。1.無血清培地で培養した平滑筋細胞を、再び血清で刺激すると1.5時間以内に、エクソン3を含む非平滑筋型アイソフォームの発現が増加した。エクソン1、エクソン2の発現は変化しなかった。血清濃度1%から増強作用が認められ、3%で最大効果に達し、エクソン3の発現は刺激前の約2倍になった。2.血清によるエクソン3の発現増強は、1-10μM H-7の前処理により完全に抑制された。wortmanninは、0.1μMの濃度において、不完全な抑制作用を示した。3.フォルボール12,13ジブチレートで平滑筋を刺激すると、エクソン3の発現が増加した。1nMから増強作用が認められ、100nMで最大効果に達し、エクソン3の発現は刺激前の約2倍に達した。以上より、血管平滑筋細胞の増殖刺激を行うと、非平滑筋型αトロポミオシンの発現が増強し、その増強には蛋白質リン酸化反応が重要な役割を果たすことが明らかとなった。トロポミオシンpre-mRNAスプライシングの調節にプロテインキナーゼCが関与することが示唆された。
細菌が宿主との接触を感知して病原因子を発現するシステムの解明

本研究は、腸管病原性大腸菌(EPEC)が宿主細胞と接触することで発現される遺伝子群を、cre-loxPシステムを利用したスクリーニング系で同定した後、この同定遺伝子とランダム変異導入法と組み合わせて、宿主接触依存性に発動するシステムの制御系を同定しようとした。1.計画通りレポーター遺伝子creを配置したベクターの作成を完了したが、レポーター活性をモニターする菌株の調製が計画通りには進んでいない。これは菌の染色体16SリボゾームRNA遺伝子内に「loxP-sacB-tet^R-loxP」カセット配列が計画通りに挿入するできなかったためである。2.原因はターゲッティング・ベクターのDNA高次構造にあると考え、当初使用したsacBと同様の機能を果たす別の遺伝子rpsLを利用して実験系を作り直している。現在、この実験系を作るのに必要なストレプトマイシン感受性菌株の調製に成功し、モニター菌株作成終了へ向けた準備がほぼ整った。3.スクリーニング系が完成した時のために、スクリーニング条件の改良も行った。条件を単純にして感度を挙げるために、細胞を使わない系の構築も行った。本研究で言う「菌と宿主細胞の結合」は、細胞上のTirと、菌体上のintiminの結合による。そこでTirのintiminの結合領域を組み換え蛋白として発現・精製し、これを菌体表面のintiminと結合させることで「菌と宿主細胞の結合」を再現できるようにした。これを用いることで、in vivo、in vitroの2つの系で宿主細胞依存性スクリーニングを行うことが可能になった。本研究は、腸管病原性大腸菌(EPEC)が宿主細胞と接触することで発現される遺伝子群を、cre-loxPシステムを利用したスクリーニング系で同定した後、これをレポーターとし、ランダム変異導入法と組み合わせることによって、宿主との接触依存性に発現する細菌遺伝子の「制御因子」を同定しようとするものである。本年度は特に、このスクリーニングに用いるベクター及びレポーター菌株を調製する目的で以下の成果を得た。1.クローニングベクター構築計画通りプロモーターのないcre遺伝子をベクターに配置し、EPEC遺伝子断片をクローニングできるベクターの作成を完了した。2.ターゲッティングベクター(T.V.)の構築EPEC染色体上の16SリボゾームRNA遺伝子内に「loxP-sacB-tet^R-loxP」カセット配列を相同組み替えにより挿入する計画を実行した。作成したカセット配列の作成をEPECよりクローニングした16SリボゾームRNA遺伝子内に挿入し、ターゲッティングベクター(T.V.)の調製を完了した。3.レポーター菌株の調製T.V.を用いて、EPEC野生株染色体上の16SリボゾームRNA遺伝子領域にカセット配列を挿入しようとしたが、目的のクローンを得ることができていない。詳細に検討した結果、作成したDNA配列が高次構造をとらないよう、カセット配列内の遺伝子の向きを変更したり、cre-loxPシステム同様の配列特異的相同組み替えシステムであるflp-FRTをシステム利用する必要のあることが示唆された。本研究は、腸管病原性大腸菌をモデル細菌として、細菌が宿主細胞に接触して認識するシステムを解明しようとするものである。研究の目的の1つに、菌と宿主細胞が接触したときに特異的に発現する遺伝子をクローニングする実験系の確立があった。この系の構築材料となるべきレポーター菌株の調製を、昨年度から継続して行った。しかし染色体上の16SリボゾームRNA遺伝子中にレポーター配列の挿入したクローンは得られず、さらに、他の遺伝子領域への挿入も試みたが、結局成功には至らなかった。そこで、レポーター配列に問題があると判断し、昨年度まで使用したレポーター遺伝子sacBの代わりに、rpsL遺伝子を用いる手法に転換した。ただしこれを用いる場合、あらかじめ親株の染色体上のrpsL遺伝子を、ストレプトマイシン耐性型rpsL'へ置き換える必要がある。

そこで、E2348/69、Δeae、Δtir、ΔespAという主要4菌株各々について、染色体上rpsLをストレプトマイシン感受性変異型に組み換えた変異体、E2348/69^<SM>、Δeae^<SM>、Δtir^<SM>、ΔespA^<SM>4株の作成に成功した。また、スクリーニングを高感度にするため、無細胞スクリーニング系の構築も行った。本研究で言う「菌と宿主細胞の結合」は、細胞上のTirと、菌体上のintiminの結合による。そこでTirのintiminの結合領域を組み換え蛋白として発現・精製し、これを菌体表面のintiminと結合させることを試みた。精製組みかえ蛋白は、遊離型、菌体結合型、どちらのintiminとも結合することが確認され、これを用いることで、in vitroの宿主細胞依存性スクリーニングを行うことが可能になった。
電界応答ポリマーからなる新規なマイクロモータに関する研究開発

非導電性の微粒子を誘電性の液体に浸し、一定電場強度以上の一様なDC電場を印加すると微粒子が回転する「Quincke rotation」という現象を活用したマイクロファブリケーションに適した新規なマイクロモータの実現を目的に、そのロータとして微粒子をゼラチンに混入して硬化させた電界応答ポリマーコンポジットやフォトリソグラフィ法に適するエポキシ系ポリマーであるフォトレジストSU-8からなる様々な形状やサイズのディスクロータを創製し、その誘電液体中での一様DC電場下での回転制御特性を明らかにするとともに、一辺3mmで高さ7mmの直方体の簡易型のマイクロモータを実現している。非導電性の微粒子をゼラチンに分散して硬化させた電界応答ポリマーコンポジット及びエポキシ系電界応答ポリマーからなるディスクロータの誘電液体中での一様DC電場下でのマイクロモータ特性を明らかにする目的で、下記の研究を実施した。1.電界応答ポリマーコンポジットからなるロータ非導電性の微粒子として粉末状のオキシ水酸化鉄(α-FeO(OH))を用い、そのオキシ水酸化鉄とゼラチンの質量混合比(=オキシ水酸化鉄/ゼラチン)や直径(0.753.0mm)と厚さ(0.21.0mm)の異なる各種のディスクロータを創製し、それらを最も回転が顕著だったサラダ油中に浸し一様DC電場を印加して、印加電場強度Eに対する無負荷回転数N及び回転数NートルクT特性とを測定して、マイクロモータ特性を評価した。その結果、無負荷回転数は、直径や厚さの変化に対して有意な差はなく,理論式と同様にNはEのみに依存し、Eが大きくなるにつれてNはほぼ比例して増大することが確認できた。また、オキシ水酸化鉄の質量混合比が増すと(1→4)、Nが大きくなることを明らかにした。さらに、発生トルクは、回転数Nの増加に伴い減少し印加電場強度Eの増加に伴い増大する特性を示し、ロータ直径及び厚さが増加すると増大する。2.フォトレジストSU8のエポキシ系電界応答ポリマーからなるロータフォトリソグラフィ法によって、MEMSに適した厚膜用レジストSU8からなるサブミクロンオーダーの円柱状、中空円柱状、歯車状のディスクロータを創製し、それらのサラダ油中での一様DC電場下での無負荷回転数の特性を評価した。いずれもサラダ油中の一様DC電場下で回転し、その無負荷回転数は電場強度Eにほぼ比例して増大し、コンポジットロータとは異なり直径が小さいほどまた厚さが厚いほど高くなることを明らかにした。エポキシ系電界応答ポリマー(SU8)からなるディスクロータを植物油中に浸したマイクロモータのモータ特性を評価し、ロータのサイズ効果について検討するとともに、非導電性の微粒子をゼラチンに分散して硬化させた電界応答ポリマーコンポジットの円柱状ロータを同様に植物油中に浸した小型マイクロモータを構築してその性能評価を行うことを目的に、下記の研究を実施した。1.モータとしてのトルク測定を目的に、フォトレジストSU8のエポキシ系電界応答ポリマーからなる直径(0.52.0 mm)及び厚さ(0.21.0mm)の異なる比較的大きなディスクロータをフォトレジスト法を用いて製作し、トルク計測を試みたが発生トルクが微小なため計測不可能であった。そのため、印加DC電場強度に対する無負荷回転数を計測して、その無負荷回転速度に与えるロータのサイズ効果について検討した。昨年度のサブミクロンオーダーのディスクロータの無負荷回転速度特性と同様に、直径が小さいほどまた厚さが厚いほど高速回転することを明らかにすることができた。直径の増大に対する無負荷回転数の低下割合は、昨年度のサブミクロンオーダーの微小ディスクロータの低下割合のほぼ延長上にあり、直径の増大に対して無負荷回転数はほぼ線形的に低下する。2.粉末状のオキシ水酸化鉄をゼラチンに分散して硬化させた電界応答ポリマーコンポジットを円柱状に成型した回転軸を有するロータを創製し、間隙3mmの平行電極間の中心に配置した高さ7mm、1辺5mmからなる四角柱の小型マイクロモータを3Dプリンタを用いて製作した。無負荷回転速度は、印加DC電場強度が高くなるに伴い線形的に増大し、また円柱状ロータの直径が小さくなり高さが短くなるほど、すなわちロータが小型になればなるほど速くなることを明らかにできた。当初の計画では、非導電性の微粒子をゼラチンに分散した電界応答ポリマーコンポジットからなるディスクロータのマイクロモータ特性(無負荷回転数特性と回転数ートルク特性)を明らかにするのが主目的であったが、フォトレジストSU8のエポキシ系電界応答ポリマーからなるロータも創製して、その無負荷回転特性も明らかにすることができたため。工学、機械工学、流体工学、機械力学・制御、知能機械本年度まだ評価していないエポキシ系電界応答ポリマーからなるディスクロータの回転数ー

トルク特性を評価する目的で、トルク計測が可能な比較的サイズの大きなロータを創製して、その無負荷回転数特性及び回転数ートルク特性を測定して明らかにする。さらに、これまでの電界応答ポリマーコンポジット及びエポキシ系電界応答ポリマーからなるディスクロータの基本的なマイクロモータ特性に基づいて、電界応答ポリマーコンポジットからなる直径5mm、長さ7mm程度の簡易型のマイクロモータ及びSU8からなるロータをもつMEMS用マイクロモータ・ポンプを試作し、それらのモータ及びポンプ特性を測定して性能を評価する。誘電液体や各種ロータ素材の誘電率や導電率計測のための機器購入を予定していたが、これらの計測を日頃から共同研究を実施している他の機関で計測できたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、平成27年度請求額と合わせ平成27年度の研究遂行に使用する予定であり、電界応答ポリマーコンポジットからなる簡易型マイクロモータ及びSU8からなるロータをもつMEMS用マイクロモータ・ポンプの試作やその研究遂行のための人件費のための予算として支出する予定である
理科教師のプリコンセプションと教師教育プログラム・教授学習モデルの開発

本研究は、子ども達の概念形成に重要な影響を及ぼしている教師が保持するプリコンセプションを解明し、子ども達の素朴な概念を科学的な概念へと形成するための具体的かつ実践的な教授学習モデルの開発と教師教育プログラムの作成を目的としている。教師の保持するプリコンセプション解明では、理科授業での教師のつまずきの内容、授業観、実践的授業力量、理科授業の現状、教授法に影響を受けた時期と機会、授業力量を支援する体制の現状等について調査を行った。教師のつまずきの分析からは、その原因が子どもの実態把握と教師自身の教材研究や指導力の不足に大きく分けられた。さらに、子どもの実態把握の不足は、(1)見方・考え方の把握、(2)知的技能や操作技能、(3)生活体験、(4)知識、(5)既習事項、(6)理解の仕方、(7)指示への理解等に分けることができること、教師自身の教材研究や指導力の不足は(1)教科内容・教材知識、(2)操作技能、(3)準備、(4)指導力等に分けられた。授業観等の調査からは、教師は子どもの主体性を重視し、授業を協同作成の場と捉えているが、実際には教師の枠組みの中で授業を進めていること。小学校教師の多くが授業計画を子どもの考え方を生かして作成すべきだと考えているのに対し、中学校教師の多くが系統的に学ぶことを重視して作成すべきだと考えており、授業の進め方や考え方に違いがあること。また、実践的授業力量の調査からは、授業評価をする際に多くの推論を働かせ、授業課題、子ども、授業展開、教材内容に着目し、それらを複合的に関連づけ、文脈に即した思考をしていることがわかった。こうした教師の授業の捉え方や教授力は、教師となって比較的早い時期に形成されることもわかった。これらの結果をもとに、教授学習モデルを構築した。本研究は、近年世界的に研究が進展している構成主義学習論を踏まえ、子ども達の概念形成に重要な影響を及ぼしている教師が保持するプリコンセプションを解明し、子ども達の素朴な概念を科学的な概念へと形成していくための具体的かつ実践的な教授モデルの開発と教師教育プログラムの作成を目的としている。本年度は、教師が保持するプリコンセプションに関する研究の総括を国内外の文献をもとにおこなうとともに、教師のプリコンセプションの形成に影響を与える科学観、支持する学習論、子ども観について質問紙により調査を実施した。その結果、科学観の調査では教師はkoulaidisら(1989)が行った調査と同様に我が国の小・中学校の教師は現代的な科学観を保持しているものが多いことがわかった。また、小学校の教師はプロセスを教えることを重視し、中学校の教師は系統を重視する教師とプロセスを教えることを重視する教師に分かれること、構成主義研究で考えられている「知識は知識の再構築」に同意する教師も多いが、「知識は受動的に受け取られる」に同意する教師が中学校の理科教師で年代が上がると増加すること、「学習者の意味の構成や再構成を行わせる契機をどこに設定し、どのような授業を展開するか」といった授業研究や概念形成についての研究は学校ではあまり進んでいないこと、教師の子ども観は構成主義学習論を踏まえてのものではなく経験等から得られた子ども観から生まれたものであること等のことがわかった。また、教師教育プログラム・教授学習モデルの開発に向けて、近年注目されるようになった学びは社会や文化といった他とのかかわりの中で個人の中に構成されていくといった視点からの見直しを図ることとし、授業方略としてコーオペレーティブ学習の導入を試みた。

本研究は、学びにおける相互作用的な社会過程の問題に着目し、子どもたちの概念形成に重要な影響を及ぼしている教師が保持するプリコンセプションを解明し、子どもたちの素朴な概念を科学的な概念へと形成するための具体的かつ実践的な教授モデルの開発と教師教育プログラムの作成を目的としている。本年度は、教師が保持する教授観、授業観、子ども観、科学観等について昨年度に引き続き質問紙により調査を実施し、その結果を分析した。教師が「思い込み」をしていたため理科授業の進行につまづいたとする内容を調べた結果からは、化学分野に集中していること、各内容が大きく9つに分類できること、その内容の中では子どもの技能や子どもの見方や考え方に対する思い込みが多い等のことがわかった。教授観・授業観の調査からは、教師は学習の主体を学習者の側に捉えているが、一方で実際の授業を計画するにあたって、中学校の教師は系統的に科学的知識を伝えることに重点を置いていること等がわかった。こうした授業観が形成される時期は、教職について5年以内という教師が最も多く、同僚の教師から学んだとする教師が多いことがわかった。初任教師の発達課題の一つである学級経営と授業を統合する標準的な手続きルーチンについて調べた結果は、年度当初に教師は定型化された学習行動だけでなく理科授業の進め方・学び方についても子どもたちにパターン化して指導していることがわかった。また、学びにおける社会性や社会的相互作用を高める新たな指導方法としてコーオペレーティブ学習を理科の授業に導入し、その効果を分析した。その結果、教師が適切な支援をすれば、活発な相互作用を生み、学習への動機付けや情意面を高めること等に有効であることがわかった。今年度は3年計画の最終年として、これまでの理論の問題点の整理・検討と関連するデータの収集を進めると同時に、3年間の研究の総括を行った。とくに、生成文法においてこれまでなされてきた研究の中から、構造の不確定性との関連性を有する統語構造に関する記述を抽出整理し、その理論的・経験的問題点を明確化した。さらに、最近の極小主義(MinimalistProgram)および最適性理論(Optimality Theory)に基づく炉論的・実証的研究を検討し、統語構造の不確定性との関連でその問題点を整理した。生成文法の統語論研究において、これまでさまざまな構成素構造を調べるテストが開発され、文の構造の解明という目標の手立てとして用いられてきた。それらのテストの結果は必ずしも一致せず、場合によっては矛盾する結果が得られることが知られているが、最近その結果が矛盾でなく生じるような統語構造の理論が提案されてきている。その中でとくに重要なのはPesetsky(1995)の平行的な2つの構造を立てる理論およびPhillips(1996)のParsingを文法と同一視する理論であると思われるので、それらの理論とUshie(1994)以降提案している平行的多重構造を取り入れる理論との比較検討を行った。その結果、PesetskyにせよPhillipsにせよ、いずれかの層の1つの構造あるいはある段階での1つの構造が、ある統語現象に関与すると考えているが、その1つの構造だけを考えていては不十分な説明しかできず、複数の構造が同時に存在し、それらの構造か相互に影響及ぼしあうことを認める理論を立てる必要があることが明らかになった。
催眠・鎮静薬による健忘作用に対するアデノシン受容体の関与

鎮静薬,麻酔薬の鎮静・催眠作用はGABA受容体を介したものと考えられているが,鎮静薬,麻酔薬には中枢でのアデノシンを増加させる作用もある.本研究では,アデノシンによる神経伝達物質調整作用の健忘効果に与える影響を評価した.鎮静深度が浅い状態にアデノシンの前駆物質であるアデノシン三リン酸を投与すると鎮静作用とともに健忘効果が増強された.また,深鎮静時にアデノシン受容体の拮抗薬であるアミノフィリンを投与すると,鎮静効果とともに健忘効果も拮抗された.このことから,アデノシン受容体の刺激は鎮静効果の増強とともに健忘効果を増強し,アデノシン受容体の拮抗は鎮静効果と健忘効果を拮抗することが示された.鎮静状態と健康効果について観察した.実験1では有志の男性20人を対象とし,ミダゾラム(以下M)単独およびATP併用投与の2群に分け105分間の観察を行った.M単独では0.06 mg/kgを1回投与し,ATP併用ではM 0.04 mg/kg投与後,ATP製剤の投与速度を100 μg/kg/minとし50分間持続投与した.両群ともM投与後30分にはBISが約60となり,同程度の鎮静状態が得られた.健忘効果は5枚の絵を鎮静開始前および鎮静開始後30分に記憶させ,鎮静開始後105分および24時間後に健忘の有無を確認することで評価した.その結果,鎮静前に対する逆行性健忘は両群とも認められなかった.M投与30分後に対する健忘は,M単独群で105分,24時間とも5例,ATP併用群では105分,24時間とも7例にみられた.実験2では有志の男性20人を対象とし,プロポフォールム単独投与とプロポフォールおよびATP併用投与の2群に分け105分間の観察を行った.プロポフォール単独では予測血中濃度が1 μg/mlとなるように50分間投与した.ATP併用ではプロポフォールの予測血中濃度が0.7 μg/mlとなるように50分間投与し,同時にATP製剤を投与速度100 μg/kg/minで50分間持続投与した.両群ともプロポフォール投与後50分にはBISが約60となり,同程度の鎮静状態が得られた.健忘効果は5枚の絵を鎮静開始前および鎮静開始後55分(プロポフォール投与中止後5分)に記憶させ,鎮静開始後105分および24時間後に健忘の有無を確認することで評価した.その結果,鎮静前に対する逆行性健忘は両群とも認められなかった.鎮静開始後55分後(プロポフォール投与中止後5分)に対する健忘は,プロポフォール単独群で105分,24時間とも3例,ATP併用群では105分で7例,24時間に8例にみられた.有志の男性20人を対象とし,ミダゾラム0.06mg/kg投与後30分にアデノシン受容体の拮抗薬であるアミノフィリン5mg/kg,あるいはベンゾジアゼピン受容体の拮抗薬であるフルマゼニル0.3mgを投与する2群に分け105分間の観察・記録を行った.測定項目は,bispectral index (BIS),健忘効果(4枚の絵を鎮静開始前および鎮静後35分に記憶させ,鎮静後105分および24時間後に健忘を確認),呼吸・循環パラメーターとした.結果として鎮静前に見せた4枚の絵は,両群とも全症例鎮静後105分および24時間後で記憶しており逆行性健忘はなかった.鎮静開始後30分には両群ともBISが60以下となり,同程度の鎮静状態が得られた.ここで拮抗薬としてアミノフィリン(A群)かフルマゼニル(F群)が投与された.これにより両群ともBISが約90まで回復し鎮静が拮抗された.この時点で記憶させた2枚の絵はA群が鎮静開始後105分および24時間後の各時点で全例記憶しており,F群も鎮静開始後105分で全例,24時間後で9例が記憶していた.これまでの研究でミダゾラム投与後再鎮静がフルマゼニル投与後には認められるが,アミノフィリン投与後には認められなかったこのことから,フルマゼニルで鎮静拮抗後もアデノシン受容体を介した作用が残存している可能性がある.しかし両群で健忘効果に差がなかったことから,アデノシン受容体刺激自体の健忘効果への影響は少ないと考えられる.つまり健忘効果の増強はアデノシン受容体の直接の影響ではなく,鎮静効果が増強された結果である可能性がある.今回の研究でフルマゼニル投与により再鎮静が起こり,その程度がフルマゼニルの投与量に伴い増強されることから,鎮静効果へのアデノシン受容体の影響を強く示唆しており,今後フルマゼニル投与後の再鎮静とアデノシン受容体の関係に付いて調べる必要がある.鎮静薬,麻酔薬の鎮静・催眠作用はGABA受容体を介したものと考えられているが,鎮静薬,麻酔薬には中枢でのアデノシンを増加させる作用もある.本研究では,アデノシンによる神経伝達物質調整作用の健忘効果に与える影響を評価した.鎮静深度が浅い状態にアデノシンの前駆物質であるアデノシン三リン酸を投与すると鎮静作用とともに健忘効果が増強された.

また,深鎮静時にアデノシン受容体の拮抗薬であるアミノフィリンを投与すると,鎮静効果とともに健忘効果も拮抗された.このことから,アデノシン受容体の刺激は鎮静効果の増強とともに健忘効果を増強し,アデノシン受容体の拮抗は鎮静効果と健忘効果を拮抗することが示された.鎮静状態と健忘効果について観察した.有志の健康成人男性30人を対象とし,3グループに分け90分間の観察を行った.グループA:ミダゾラム0.06 mg/kgの1回投与,グループB:ミダゾラム0.1 mg/kgの1回投与,グループC:adenosine 5'-triphosphate(ATP)100 μg/kg/minの50分間持続投与.測定項目は,bispectral index (BIS),健忘効果(鎮静前および鎮静後30分毎に試験),呼吸・循環パラメーター,血漿ミダゾラム濃度とした.ミダゾラム投与に伴い鎮静レベルは徐々に深くなり,投与後30分で鎮静状態の評価に用いたBIS値が最低値を示した.その後BIS値は緩徐に上昇しミダゾラム0.06 mg/kg投与ではBIS値が鎮静開始前に回復するのに90分を要した.ミダゾラム0.1 mg/kg投与では,ミダゾラム投与後90分でもBIS値の回復は認められず,鎮静からの回復が緩徐であることが示された.ATP投与では,BIS値の有意な変化は認められず,100 μg/kg/minのATP投与では,鎮静状態が得られなかった.一方健忘効果は,ミダゾラムあるいはATP投与開始前の健忘効果は認められず,逆行性健忘は3グループとも認められなかった.ミダゾラム0.06 mg/kg投与では健忘効果が投与後30分で全例認められ,60分で5例に認められ,90分では健忘作用が認められなかった.ミダゾラム0.1 mg/kg投与では,30分で全例健忘が認められ, 60分で6例,90分に2例に認められた.ATP投与グループでは各時点で健忘効果は認められなかった.今回の結果から,単にアデノシン受容体を刺激しても鎮静効果は得られず,鎮静効果の増強に伴い健忘効果も増強されることが示された.今回,ミダゾラム単独とATPを併用した鎮静で,鎮静レベルを同程度することにより,ATPの健忘効果について評価した.ミダゾラムには,ベンゾジアゼピン受容体へ作用し鎮静効果を得るが,アデノシンのuptake inhibitorとしての作用もあり,それにより中枢でのアデノシンが増加することが考えられる.一方,アデノシンには催眠に影響を与えると考えられており,それにより鎮静効果が発現することが考えられる.健忘効果にアデノシンが強く関与しているとすれば,アデノシンの前駆物質であるATPを投与することにより,鎮静が同レベルでも,健忘効果が強く認められるが,今回の投与量ではその効果は軽度であった.一方,プロポフォールではアデノシン受容体刺激による健忘増強効果の可能性が示された.今回の結果から,同一薬物(ミダゾラム)使用時は鎮静のレベルが深いほど健忘効果が増強されることが証明された.ミダゾラムには,ベンゾジアゼピン受容体へ作用し鎮静効果を得るが,アデノシンのuptake inhibitorとしての作用もあり,それにより中枢でのアデノシンが増加することが考えられる.一方,アデノシンには催眠に影響を与えると考えられており,それにより鎮静効果が発現することが考えられる.しかし今回,アデノシンの前駆物質であるATPを投与し,アデノシン受容体を刺激しても,鎮静効果および健忘効果は認められなかった.このことからATP単独で鎮静および健忘効果を得るにはATPの投与量を増加する必要があるが,研究代表者はこれまでATPの投与量増量による呼吸・循環に影響を与えることを観察しており,ATP単独で鎮静・健忘効果を得ることは困難であることから,アデノシン受容体を介した鎮静・健忘を得るには,他剤との併用が必要であることが今回の結果から示された.
環境に優しい施工性に優れた部分拡幅杭の性能設計に関する研究

部分拡幅杭は,フリーオーフニングロッドと呼はれるロッドを使用して作製される現場改良杭で,中小規模な農業水利施設などの基礎への適用が可能であると考えられる.しかしながら,支持メカニズムについて解明されていないのが現状である.本研究の目的の一つは,凹凸形状をもつ部分拡幅杭の傾斜載荷時における支持機構の解明と極限支持力を算定することである.その基本的な支持機構を杷握するために,拡幅形状の異なる金属製模型を用いた水平と傾斜載荷実験ならびにDEM解析をそれぞれ実施した.さらに,本実験ならびに解析結果から,水平土圧の深度方向分布を仮定し,傾斜載荷時の水平極限支持力について算定を行った.その結果,水平載荷時において,水平方向の投影面積が大きい杭が最も大まな支持力を発揮することがわかった.また傾斜載荷時においては,鉛直荷重の増加に伴う凸部底面の押込みの効果により,水平支持力が増加することがわかった.さらに,凸部底面の押込みの効果を考慮した提案土圧分布は,実測の土圧分布を精度よく表現した.さらに,部分拡幅杭より環境負荷が小さい木材杭の使用が望まれているが,支持機構について未解明な点が多い.そこで,部分拡幅杭との比較を目的として,木材杭の打設時に注目し,打設時地盤内挙動についてDEMを用いて検討を行った.その結果,テーパーの有無に関わらず,貫入に伴い粒子は地表面に向かう方向に移動する.また,テーパーの有無が地盤粒子移動に与る影響は本解析条件下において小さいことがわかった.テーパー角がつことにより,粒子間の法線方向に大きな接触力が地盤内で発揮されることがわかった.さらに,法線方向の接触力の水平成分に注目すると,テーパー角がつくことで,より顕著な違いがみられることがわかった.本研究の目的は,部分拡幅杭の支持機構を解明することを昌的としている.この目的の下,本年度は次の2点,1.部分拡幅杭の鉛直支持力の定量的評価を行い,部分拡幅杭の設計手法の提言と,2.鉛直と水平荷重が同時に作用する傾斜載荷時における,部分拡幅杭の支持機構の解明を行った.1の目的に関して,根入れ長さを変えた乾燥地盤内模型載荷実験の結果を用いて,部分拡幅杭の鉛直支持力について定量的評価を行った.その結果,以下のことがわかった.(1)凹部長さの長短により,極限時の支持メカニズムが変化して,そのメカニズムは二つのモードに分けられる.本研の条件下では,凹部長さ70mmを境にそのモードが変わる.(2)先端支持力の算定値は,本実験の貫入率20%時付近の値とよく一致する.(3)凹部長さが長い杭の極限拡大部支持力は,Cavity expansion theoryを用いた算定結果とよく一致する.(4)凹部長さが短い杭の極限拡大部支持力は,凸部下面の支持作用による凹部での垂直圧増加を考慮した算定結果とよく一致する.2の目的に関して,異なる鉛直荷重下で杭を水平方向に載荷して,杭の水平支持力や水平土圧分布について計測を行い,部分拡幅杭の傾斜載荷時の支持機構について検討を行った.その結果,以下のことがわかった。(1)鉛直荷重の増大に伴って水平支持力も大きくなる.(2)部分拡幅杭の方が鉛直荷重の増大に伴う水平支持力増分が大きくなる.(3)鉛直荷重が大きくなるに従って凸部底面によって凹部近傍の地盤が押されることにより土圧が増大し,この土圧増大が部分拡幅杭の水平支持力増分に寄与する.(4)凹部長さが短い杭ほど大きな水平支持力を発揮し,杭の水平投影面積が水平支持力に影響を及ぼす.部分拡幅杭は,フリーオーフニングロッドと呼はれるロッドを使用して作製される現場改良杭で,中小規模な農業水利施設などの基礎への適用が可能であると考えられる.しかしながら,支持メカニズムについて解明されていないのが現状である.本研究の目的の一つは,凹凸形状をもつ部分拡幅杭の傾斜載荷時における支持機構の解明と極限支持力を算定することである.その基本的な支持機構を杷握するために,拡幅形状の異なる金属製模型を用いた水平と傾斜載荷実験ならびにDEM解析をそれぞれ実施した.さらに,本実験ならびに解析結果から,水平土圧の深度方向分布を仮定し,傾斜載荷時の水平極限支持力について算定を行った.その結果,水平載荷時において,水平方向の投影面積が大きい杭が最も大まな支持力を発揮することがわかった.また傾斜載荷時においては,鉛直荷重の増加に伴う凸部底面の押込みの効果により,水平支持力が増加することがわかった.さらに,凸部底面の押込みの効果を考慮した提案土圧分布は,実測の土圧分布を精度よく表現した.さらに,部分拡幅杭より環境負荷が小さい木材杭の使用が望まれているが,支持機構について未解明な点が多い.そこで,部分拡幅杭との比較を目的として,木材杭の打設時に注目し,打設時地盤内挙動についてDEMを用いて検討を行った.その結果,テーパーの有無に関わらず,貫入に伴い粒子は地表面に向かう方向に移動する.また,テーパーの有無が地盤粒子移動に与る影響は本解析条件下において小さいことがわかった.テーパー角がつことにより,粒子間の法線方向に大きな接触力が地盤内で発揮されることがわかった.さらに,法線方向の接触力の水平成分に注目すると,テーパー角がつくことで,より顕著な違いがみられることがわかった.
新生タンパク質の品質管理における小胞体ER-60プロテアーゼの役割

本研究では,ER-60プロテアーゼによる正常・異常タンパク質の認識及び活性調節機構を解明することにより,小胞体におけるタンパク質の品質管理の様相を明らかにすることを目的とした.アポリポプロテインB(アポB)はリポプロテインVLDLの構成タンパク質であり,その肝細胞からの分泌量は小胞体での分解によって調節されている.小胞体に局在するER-60プロテアーゼがこの分解を支配していることを証明するために,アポBとER-60プロテアーゼの会合の有無を解析した.[^<35>S]メチオニンで標識したHepG2細胞をタンパク質架橋剤で処理した後、1%NonidetP-40でタンパク質を抽出した.抗ER-60プロテアーゼ及び抗アポB抗体を用いて抽出液の免疫沈降を行い得られた沈降物をSDS-PAGEで分離後,ウエスタンブロティング及びフルオログラフィーで分析した.これにより,抗ER-60プロテアーゼ抗体によってアポBが共沈することまた抗アポB抗体によりER-60プロテアーゼが共沈することを明らかにした.さらに,小胞体内腔に局在する分子シャペロンBiPに対する抗体でアポBとER-60プロテアーゼが共沈することから,アポBは生合成後ER-60プロテアーゼ及びBiPと会合することを明らかにした.本研究では,ER-60プロテアーゼによる正常・異常タンパク質の認識及び活性調節機構を解明することにより,小胞体におけるタンパク質の品質管理の様相を明らかにすることを目的とした.アポリポプロテインB(アポB)はリポプロテインVLDLの構成タンパク質であり,その肝細胞からの分泌量は小胞体での分解によって調節されている.小胞体に局在するER-60プロテアーゼがこの分解を支配していることを証明するために,アポBとER-60プロテアーゼの会合の有無を解析した.[^<35>S]メチオニンで標識したHepG2細胞をタンパク質架橋剤で処理した後、1%NonidetP-40でタンパク質を抽出した.抗ER-60プロテアーゼ及び抗アポB抗体を用いて抽出液の免疫沈降を行い得られた沈降物をSDS-PAGEで分離後,ウエスタンブロティング及びフルオログラフィーで分析した.これにより,抗ER-60プロテアーゼ抗体によってアポBが共沈することまた抗アポB抗体によりER-60プロテアーゼが共沈することを明らかにした.さらに,小胞体内腔に局在する分子シャペロンBiPに対する抗体でアポBとER-60プロテアーゼが共沈することから,アポBは生合成後ER-60プロテアーゼ及びBiPと会合することを明らかにした.
食用油に由来するヒドロキシノネナールが生活習慣病を惹起する機序

本研究では、世界的に様々な疾患モデルで追試されて来た研究代表者提唱の「カルパイン-カテプシン仮説」に基づき、オメガ6系の食用油を多量に摂るヒトに好発するアルツハイマー病や非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)及び2型糖尿病などの病因を、ヒドロキシノネナール(HNE)などの過酸化脂質に着目して究明する。すなわち、『酸化損傷(カルボニル化)とカルパイン切断がもたらすHsp70.1の異常に起因するリソソーム膜の破綻』をサルモデルで検証し、生活習慣病の根本原因を見直す。
家庭訪問事業における助産師コンピテンシーモデルの開発

乳児家庭全戸訪問事業での運営上の課題として、「訪問者の資質の確保」と「訪問者の人材確保」が上位にあげられている。また、市町村において、乳児家庭全戸訪問事業の訪問者に対し、およそ2割の市町村で「研修を実施していない」状況にある。これらのことから、乳児家庭全戸訪問事業における訪問者の適切な対応と、適切な支援につなげられるようにすることが急務といえる。家庭訪問事業における助産師コンピテンシーモデルを研究開発することで、訪問ケースのマネジメントと訪問事業を担う助産師のピアスーパービジョンにつなげることができ、他の訪問職種に対する研修やフォローアップにも応用できると考える。
光機能性超微粒子によるナノ構造光構築と物性評価

レーザー光を利用して固定した金ナノ粒子が無電解メッキの触媒として機能することを見いだした。この方法はガラスキャピラリー内部や多孔質材料の特定の部分に導電性の金属薄膜を形成する新しい技術である。棒状の金ナノ粒子(金ナノロッド)を液-液界面に析出させることにより、単粒子薄膜の作製に成功した。この薄膜を用いた表面増強ラマン分光測定を行って金ナノロッドの表面増強効果を評価した。金ナノロッド薄膜は数百倍高強度のラマン散乱効率を示した。金ナノロッド単粒子薄膜は表面増強ラマンセンサーの材料として有用であることがわかった。これに関連して、光機能性材料である金ナノロッド製造法を新たに開発し、これに関する特許を申請するとともに学術論文として報告した。金ナノロッドをガラス基板表面に固定し、各種溶媒への浸漬よっても凝集体を形成しない技術を開発した。基板に固定された金ナノロッドは近傍の屈折率変化によって可逆な吸収スペクトル変化を示し、金ナノロッド固定基板が屈折率センサーとして機能することを明らかになった。また,金ナノ粒子シクロヘキサン溶液にインジウム化合物を共存させて,これにレーザー光を照射することで導電性酸化インジウム薄膜を作製できることが明らかになった。光ピンセットを用いた粒子の凝集状態制御を行い、光による粒子の融合成長の制御に成功した。塩化金酸をカチオン性界面活性剤と4級アンモニウム塩共存下で還元することで、金ナノ粒子を得る手法を確立した。この手法で作成した粒子はプラスのゼータ電位を示すことから、粒子表面にカチオン性界面活性剤と4級アンモニウム塩が(あるいはいずれか一方が支配的に)吸着していることが明らかになった。溶液中に過剰に存在する界面活性剤と4級アンモニウム塩を遠心分離して取り除いた後、アニオン性ポリマーを添加すると、ゼータ電位がマイナスに反転した。このことは、金ナノ粒子の表面にアニオン性ポリマーが吸着したことを示している。ポリマーの添加量を最適化することにより、水中に比較的安定に分散する金ナノ粒子凝集体を作成することができた。金ナノ粒子のシクロヘキサン溶液にレーザー光を照射し、粒子の分散安定性を減少させた後に、チタンブトキシド添加した。チタンブトキシド添加によって金ナノ粒子の表面プラズモンバンドが大きくシフトし、チタブトキシドの吸着層が金ナノ粒子表面に作成されることが分かった。酸化チタンを介したナノ粒子の構造化/組織化の実現性を確認できた。チオール末端を持つポリエチレングリコール誘導体の合成に着手した。ポリエチレングリコール鎖で架橋した金ナノ粒子のゆるい凝集体を作成する予定である。この方法はガラスキャピラリー内部や多孔質材料の特定の部分に導電性の金属薄膜を形成する新しい技術であり、微小電極の作製やマイクロチャンネルプレート内への電極の固定などへの応用が期待される。クエン酸還元による球状粒子の単粒子薄膜も作製し、その表面増強効率を金ナノロッド薄膜と比較したところ、金ナノロッド薄膜は数百倍高強度のラマン散乱効率を示した。基板に固定された金ナノロッドは近傍の屈折率変化によって可逆な吸収スペクトル変化を示し、金ナノロッド固定基板が屈折率センサーとして機能することが明らかになった。また、金ナノ粒子シクロヘキサン溶液にインジウム化合物を共存させて、これにレーザー光を照射することで導電酸化インジウム薄膜を作製できることが明らかになった。

この方法はガラスキャピラリー内部や多孔質材料の特定の部分に導電性の金属薄膜を形成する新しい技術であり、微小電極の作製やマイクロチャンネルプレート内への電極の固定などへの応用が期待される。棒状の金ナノ粒子(金ナノロッド)を液-液界面に析出させることにより、単粒子薄膜の作製に成功した。この薄膜を用いた表面増強ラマン分光測定を行って金ナノロッドの表面増強効果を評価した。クエン酸還元による球状粒子の単粒子薄膜も作製し、その表面増強効率を金ナノロッド薄膜と比較したところ、金ナノロッド薄膜は数百倍高強度のラマン散乱効率を示した。金ナノロッド単粒子薄膜は表面増強ラマンセンサーの材料として有用であることがわかった。これに関連して、光機能性材料である金ナノロッド製造法を新たに開発し、これに関する特許を申請するとともに学術論文として報告した。金ナノロッドをガラス基板表面に固定し、各種溶媒への浸漬よっても凝集体を形成しない技術を開発した。基板に固定された金ナノロッドは近傍の屈折率変化によって可逆な吸収スペクトル変化を示し、金ナノロッド固定基板が屈折率センサーとして機能することを明らかになった。また,金ナノ粒子シクロヘキサン溶液にインジウム化合物を共存させて,これにレーザー光を照射することで導電性酸化インジウム薄膜を作製できることが明らかになった。光ピンセットを用いた粒子の凝集状態制御を行い、光による粒子の融合成長の制御に成功した。
プロテインAー金コロイド法による植物ウイルスの感染・増殖の細胞学的研究

タバコモザイクウイルス(TMV)の130K, 180K 30K及び外被蛋白質のタバコプロトプラクストにおける局在とブロムモザイクウイルス(BMV)のオオムギ葉細胞における局在とをプロテインAー金コロイド法により調べ次の結果を得た。TMV;抗130K蛋白質抗体による染色では金粒子の標識はウイルスの感染により細胞質に生じる顆粒状封入体に局在して認められた。この封入体は接種4時間後に認められ始め、その後時間の経過とともに数が増加し細胞質に数個観察されるようになった。この封入体の大きさはウイルスの増殖の盛な時期に比較的小さく、ウイルスの増殖の低下し始めた時期に急速に増大した。また180K蛋白質も同じ封入体に局在したが、その量は130K蛋白質の約1/10であった。抗30K蛋白質抗体による染色では金粒子の標識は細胞質に認められたが、アクチノマイシンDを処理したプロトプラストでは標識される金粒子の数が著しく増加した。この金粒子の標識部位は電子密度が低くなり、細網状構造が認められた。抗外被蛋白質抗体による染色では、金粒子の標識は接種4時間後に細胞質の一部に認められ、この部位に接種6時間後頃からウイルス粒子の集塊が観察された。このウイルス粒子の集塊は時間の経過とともにその数と大きさが増加したが、金粒子の標識はウイルスの増殖の盛な時期にはウイルス粒子上にのみ認められ、ウイルスの増殖の低下する時期になるとウイルス粒子の認められない細胞質の部位にも観察された。BMV:抗3a蛋白質抗体による染色では金粒子の標識は細胞質のBMV粒子の集塊に附隨する電子密度の高い不定形の物質上に認められた。抗外被蛋白質抗体による染色では金粒子の標識は細胞質全体に観察され,特にウイルス粒子の集塊上には多数認められた。核にも少数の金粒子の標識が認められた。しかし、他の細胞内器官には金粒子の標識は認められなかった。プロテインA-金コロイド法を用いてタバコモザイクウイルス(TMV)およびブロムモザイクウイルス(BMV)の遺伝子翻訳産物(非構造及び構造蛋白質)の宿主細胞内における局在を検討した。TMV:タバコ培養細胞プロトプラストにおける130KD及び180KD蛋白質と外被蛋白質の局在を経時的に調べた。130KD蛋白質については金粒子が接種4時間後に細胞質基質の封入体に認められ。この封入体は初期には小さく、不定形であったが、その後大きさを増し、楕円形となった。この封入体には180KD蛋白質も同時に集積した。しかし、その量は前者の約1/10であった。これらの蛋白質はTMV-RNAの複製酵素あるいはその一部であると考えられているので、以上の結果はTMV-RNA複製の場が細胞質であることを示している。外被蛋白質については接種4時間後に細胞質基質の一部に金粒子が認められた。その後この部位にはウイルス粒子の集塊が認められ、大きさが増加したが、金粒子は主に、この上に観察された。しかし接種48時間後には細胞質基質の他の部位にも少数の金粒子の標識が認められた。核など他の細胞内器官にはいずれの時期にも金粒子の特異的標識は認められなかった。以上の結果はTMVの外被蛋白質が細胞質基質で合成され、すみやかに粒子を形成することを示している。

BMV:オムギ葉細胞内におけるBMVの3aおよび外被蛋白質の局在を調べた3a蛋白質については金粒子は細胞質基質の電子密度のやや高い部位に認められた。外被蛋白質については金粒子が細胞質基質全体に多数観察され、核にも少数認められた。しかし、葉緑体、ミトコンドリア及び液胞には金粒の特異的標識は認められなかった。また、ジャガイモXウイルスについては遺伝子のクロ-ニングを行った。今後これらの遺伝子翻訳産物の抗体を作製し、プロテインA-金コロイド法によりその細胞内局在を検討する予定である。タバコモザイクウイルス(TMV)のゲノムはプラス鎖RNAであり、これに130K,180K,30K及び外被蛋白貭の4種の蛋白貭がコ-ドされているが、前年度にプロテインAー金コロイド法を用い対て,130K,180K及び外被蛋白貭のタバコプロトプラストにおける局在を経時的に検討したので、本年度はさらに30K蛋白貭について同様の検討を行った。TMVを接種したタバコプロトプラスでは金粒子の標識は接種後46時間に細胞貭の一部に最初に認められた。標識される金粒子は少数であったが、標識部位は時間の経過とともに増加し、細胞貭に数ケ所認められるようになった。しかし接種24時間以後では金粒子の標識は認められなかった。一方、アクチノマイシンD(30μg/ml)を処理したプロトプラストでは接種46時間後にもかなりの金粒子の標識が認められ、その後も時間の経過とともに金粒子の数と標識部位が増加した。接種1524時間後には多数の金粒子の標識が細胞貭の広い範囲に認められた。この金粒子の標識された部位は電子密度が低くなり内部には細網状構造が認められた。TMV接種後のいずれの時期においても核、プラスチド、ミトコンドリア液胞内及び細胞貭に集積したTMV粒子上には金粒子の標識は認められなかった。以上の結果,プロトプラストにおけるTMVの30K蛋白貭の合成がアクチノマイシンDで著しく促進されるとするBlumら(1989)の結果が細胞学的にも確認された。また,30K蛋白貭の集積部位には細網状構造が認められたが、この30K蛋白貭は単鎖の核酸と特異的に結合することが認められており、30K蛋白貭はTMVーRNAと結合し、その高次構造を変えることにより、ウイルスの細胞間移行を可能にしているとの示唆もあるので、この細網状構造にTMVーRNAが含まれているか興味がもたれる。
咀嚼変化が脳内老化に及ぼす影響について

咀嚼は最も重要な口腔機能の一つであり、離乳期以降の咀嚼獲得期は、脳神経の発達・成熟期と一致している。しかし、離乳後の咀嚼が脳発育に果たす役割については未だ不明な点が多い。本研究において我々は、マウスの網羅的行動試験、神経新生の解析、遺伝子発現解析を行い、離乳後の咀嚼が脳機能に与える影響について検討を行った。その結果、通常の硬食群に比べ軟食群に有意な行動異常(プレパルス抑制試験の低下)や、海馬の神経新生の抑制、神経栄養因子(BDNF)等の遺伝子発現量の低下が認められた。これらの結果から離乳後の軟食は海馬の組織・分子学的変化をもたらし、精神疾患に関係する行動に影響を与える可能性が示唆された。近年食生活の軟食化が問題視されている。現代人は、咀嚼回数が著しく減少していると云われている。また、咀嚼回数の減少は、顎の発育低下、肥満や痴呆などとの関連性があると指摘されている。一方で、軟食が脳機能にどのような影響を与えているのかについて記憶や海馬等に関する研究は散見される(Occlision and brain function:mastication as a prevention of coqnitive dysfunction.Ono Y.J oral Rehabil.2010.37(8):624-40)が、それ以外の脳機能に関しては、殆ど報告がない。そこで我々は、精神疾患と成長発育期の軟食との関連に着目し検討を行ってきた。本研究では、さらに軟食が老化に及ぼす影響を脳機能の観点から比較検討を行う。我々の現在までの結果より、成長発育期の軟食が、精神疾患に対する発症リスクを増加させる可能性があることが示唆された。成人においても硬食が認知症の予防に関与するとの報告があり、本研究においても脳内の老化関連遺伝子の発現に何らかの影響があり、精神疾患ならびに老化等にも軟食が影響を与える可能性があると我々は期待している。我々の研究が、現代人の食生活および食を支えている歯科分野に関しても大きな影響を与えることができると考えている。生後、特に離乳期以降の数週間は咀嚼機能の獲得に極めて重要な時期である。加えて、この時期は急激な脳神経発達が起こる。近年、食生活の軟食化が問題視されており、現代人は咀嚼回数が著しく減少していると云われている。一方で、軟食が脳機能にどのような影響を与えているかについて記憶や海馬等に関する研究は散見される(Occlusion and brain function: mastication as a prevention of cognitive dysfunction. Ono Y. J oral Rehabil. 2010.37(8): 624-40)が、それ以外の脳機能に関しては、ほとんど報告がない。そこで我々は、精神疾患と成長発育期の軟食との関連に着目し、本研究においてはマウスの行動解析による生理学的評価、海馬におけるニューロジェネシスの評価、海馬におけるBDNF染色による神経細胞の観察、遺伝子発現パターン( BDNF、TrkB、Akt1)変化の評価を行い、検討した。その結果、硬食群に比べ、軟食群において有意に行動試験(プレパルス抑制試験)の異常を認め、海馬の神経新生の抑制、神経細数の有意な低下、遺伝子発現パターン( BDNF、Akt1)の有意な低下が認められた。研究目的(概要)※当該研究計画の目的について、簡潔にまとめて記述してください。

我々の現在までの結果より、成長発育期の軟食が、精神疾患に対する発症リスクを増加させる可能性があることが示唆された。成人においても硬食が認知症の予防に関与するとの報告があり、本研究においても脳内の老化関連遺伝子の発現に何らかの影響があり、精神疾患ならびに老化等にも軟食が影響を与える可能性があると我々は期待している。我々の研究が、現代人の食生活および食を支えている歯科分野に関しても大きな影響を与えることができると考えている。現在までに予定していた実験計画について実験1.行動解析により生理学的評価実験2.海馬におけるニューロジェネシスの評価実験3.海馬におけるBDNF染色による神経細胞の観察実験4.老化関連遺伝子の定量的評価実験4までが順調に進展している。現在までに予定していた実験計画について実験1.行動実験による生理学的評価実験2.海馬におけるニューロジェネシスの評価実験3.海馬におけるBDNF染色による神経細胞の観察実験4.老化関連遺伝子の定量的評価実験3までが順調に進展しており、随時実験4について計画、追行する予定であるため。実験1から実験4までが順調に進展しており、今まで得られた結果についての評価と追加の検討を加える予定である。実験4老化関連遺伝子の定量的評価について評価を行う。今まで得られた結果についての評価と必要があれば再検討を加える。これまで得られた結果について国内外で学会発表を行い、成体期での咀嚼変化が脳の老化に与える影響について広く研究成果を社会・国民に発信する。今年度の研究費は研究結果の再検討と、学会発表に使用する予定である。実験4を行うにあたって必要な材料、器材の購入を行う。得られた結果について随時学会発表を行い、成体期での咀嚼変化が脳の老化に与える影響をについて、研究成果を社会・国民に発信する。