hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺気腫の発生機序に関する研究

好中球への影響1.喫煙に含まれるニコチンが好中球寿命に与える影響について検討した。好中球寿命は、ニコチンの量依存性に延長した。透過型電顕観察や抽出したDNAの電気泳動所見から、ニコチンは好中球のアポトーシスを抑制することが知られた。2.好中球の変形能は温度やpHレベルによって影響を受ける。これらの条件を一定にし、喫煙によって生ずる好中球の変形能について検討した。好中球は、喫煙暴露によって超微形態異常を示し、変形能が低下した。この変形能の低下は、喫煙のガス成分中のオキシダントによってもたらされ、ニコチンは変形能の低下を濃度依存性に抑制し、その作用はニコチンの抗オキシダント作用であることが明らかとなった。オキシダントによる肺傷害1.肺のオキシダント傷害モデルにおいて、ナイアシンやニコチナマイドは傷害抑制作用を示した。これらの薬剤は、オキシダント投与肺のNAD低下を抑制したことから、オキシダントはDNA傷害を介したNADの枯渇により肺傷害をもらたすと考えられた。2.培養気道上皮にH2O2を暴露すると、H2O2暴露濃度、時間依存性に上皮傷害が高度となることが知られた。ナイアシン、ニコチナマイド、テオフィリン、DBcAMPの投与によりH2O2の上皮傷害は抑制され、H2O2暴露による細胞内ATPの減少がナイアシン投与により阻止されたことから、H2O2は細胞内ATPの低下により細胞傷害をもたらすことが推測された。ニコチンが好中球に与える影響1.好中球寿命方法:健常人から採取分離した好中球に、種々の濃度のニコチンを添加し培養した。ニコチン添加と非添加培養液中の好中球数を、24、48、72時間経過した時点でカウントし,透過型電顕を用いてapoptosis細胞の出現率を求めた。Apoptosisについては、24時間経過後の好中球からDNAを抽出しアガロースゲルにて電気泳動し、apoptosisに特徴的なDNAのfragmentationについて検討した。成績:観察期間における好中球数については、ニコチンの量依存性に好中球の減少(細胞死)が抑制された。24時間経過した時点でのapoptosisを示す異常細胞の出現率は、ニコチン非添加群(80.52±5.23%)に比しニコチン添加群(63.60±4.39%)は低値を示した。結論:以上よりニコチンはapoptosisを抑制することにより好中球の寿命を延長させる効果を示すことが知られた。2好中球変形能方法:ヒト分離好中球を、喫煙、喫煙ガス成分、種々のオキシダント、オキシダント・スカベンジャー、種々の濃度のニコチンに暴露し、好中球の変形能について、vertical filtration法によって評価した。成績:好中球変形能は喫煙ガス濃度依存性に低下を示したが、喫煙暴露では変形能が低下するものの、高濃度暴露ではむしろ変形能が回復する傾向であった。喫煙ガス暴露による変形能の低下をニコチンは濃度依存性に抑制した。又、ニコチンはオキシダント・スカベンジャーと同様、オキシダント暴露によってもたらされる変形能の低下を阻止した。結論:ニコチンは喫煙ガス中のオキシダントによりもたらされる好中球変形能の低下を阻止することが知られた。肺におけるオキシダント傷害とその機序1.In vivo実験:気腫病変には、線維化病巣も同時にみられることから、炎症がその成立機序として注目されている。持続的炎症モデルであるブレオマイシン投与動物において、ナイアシンやニコチナマイドがブレオマイシン肺傷害を有意に抑制した。以上の所見から、持続的炎症にはDNA傷害とそれに引き続きおこるNADの枯渇が生じ、組織の傷害へ連なると考えられた。オキシダントはDNA傷害をもたらすことが知られている。

H2O2を産生するグルコース・グルコースオキシダーゼをラットの肺内に注入し、気管支肺胞洗浄(BAL)、肺の組織学的検索を行い肺傷害の程度を評価した。又、ナイアシン、ニコチナマイドを同時投与し、H2O2による肺傷害の阻止効果についても検討した。グルコース・グルコースオキシダーゼ投与動物では、肺内に好中球を主体とする炎症細胞が多数みられ、BAL液においても細胞数の増加と高濃度のアルブミンが認められた。ナイアシン、ニコチナマイド投与動物では、かかるグルコース・グルコースオキシダーゼによる肺傷害の発生が抑制された。以上より、H2O2による肺傷害は、ブレオマイシン投与実験で推測されたDNA傷害を介したNADの枯渇が原因と考えられた。2.In vitro実験:オキシダントによる上皮傷害を調べるために、分離したウシ気道上皮を用いH2O2による上皮傷害について検討した。気道上皮は、H2O2の濃度、時間依存性に気道上皮傷害をもたらし、ナイアシン、ニコチナマイド、テオフィリン、DBcAMPはこれらの傷害の抑制効果を示した。低濃度のH2O2は、上皮細胞にアポトーシスをもたらした。
細胞系譜除去マウスの網羅的作製とそのレスキュー

ジフテリア毒素(DT)遺伝子を用いた新型のプロモータートラップをマウスES細胞中で実行すると、分化した細胞で初めて発現が誘導される遺伝子がトラップされた場合にのみ実験が成立し、変異型細胞株が得られる。本研究では、そのようなES細胞をテトラプロイド胚に注入し、マウスを発生させ、DTが内在性遺伝子の制御下に発現されるために、特定の細胞系譜が除去されるマウスの作出を試みた。さらに、第二のES細胞をテトラプロイド胚に共注入し、マウスの表現型をレスキューすることを目指した。本研究の基盤となる「テトラプロイド胚のコンプリメンテーション」を行い、マウスの発生を解析した。このテトラプロイド胚に注入するES細胞は、B6-129 F1マウス由来のKY1.1を用いた。さらに、DTrap法によって樹立されたES細胞クローンの中から&#61543;amma-E-crystallin遺伝子(眼球のレンズで特異的に発現)がトラップされたものをピックアップし、テトラプロイド胚のコンプリメンテーション実験を行った。本研究の最終局面では、DTの発現によって除去された細胞系譜を、テトラプロイド胚に共注入する「第二のES細胞株」によってレスキュー(再建)できるかどうかテストするが、共注入するES細胞としては、野生型に加えて、特定の遺伝子をbi-allelicに破壊したES細胞株を用いる。このようなES細胞株を用意するため、まずハプロイドES細胞株を利用してランダムなポリAトラップを行い、ベクターが細胞あたり1コピーで挿入されたハプロイドES細胞株のみを迅速に選別した。ハプロイドES細胞株には、時間経過とともに自然にディプロイド化する、という性質があるため、当初は細胞あたり1コピーであったベクターが、ディプロイド化にともない、細胞あたり2コピーになる。その状態で一過性にCreを発現させた場合、一部の細胞では確率的に片方のNEO-PUROカセットのみが反転し、そのよう細胞は、G418とpuromycinの両者に耐性を示すようになる。このようにして、多数の両アレル遺伝子破壊ES細胞株を樹立し、定法にしたがい、トラップされた遺伝子を判別した。この両アレル遺伝子破壊のステップは、大阪大学医学部・竹田潤二博士との共同研究によって遂行した。本研究の基盤となる「テトラプロイド胚のコンプリメンテーション」を再度実行し、マウスの発生を解析した。さらに、DTrap法によって樹立されたES細胞クローンの中からgamma-E-crystallin遺伝子(眼球のレンズで特異的に発現)とperilipin-1遺伝子がトラップされたものをピックアップし、テトラプロイド胚のコンプリメンテーション実験を行った。このようにして、平成26年度に引き続き、多数の両アレル遺伝子破壊ES細胞株を樹立し、定法にしたがい、トラップされた遺伝子を判別した。両アレル遺伝子破壊ES細胞クローンの樹立は比較的順調に進行している。しかし、薬剤選択(G418/puromycin double-drug selection)によって選別されたクローンが、本当に両アレル遺伝子破壊の「ディプロイド」細胞かどうか?(例外的な「テトラプロイド」細胞ではないか?)の判定には、想定以上の時間を要してしまった。その一方で、テトラプロイド胚のコンプリメンテーション実験も、依然として難航していると言わざるを得ない。テトラプロイド胚としては、BDF1マウス由来のtwo-cell embryoを採取し、electrofusion法にて細胞融合を行ったあと、胚盤胞期まで培養したものを用いた。このテトラプロイド胚へは、B6-129 F1マウス由来のES細胞株KY1.1(野生型)と、gamma-E-crystallin遺伝子(眼球のレンズで特異的に発現)がDTrapベクターによってトラップされたES細胞クローン、それにperilipin-1遺伝子がトラップされたクローン、の三種類をインジェクトしたが、いずれの場合もマウスが胎生後期まで発生しなかった。これらのコンプリメンテーション実験は、これまでに試みた回数やスケールが依然として非常に限定的であるため、技術的な安定化を目指し、さらに試行を繰り返す必要がある。このように、いくつかのステップに想定以上の時間を要してしまったため、補助事業期間の延長を申請し、承認された。前年度に引き続き、特に継代数の少ないB6-129 F1マウス由来のKY1.1野生型ES細胞を選別して、あるいはDTrap法で作製したES細胞クローン(gamma-E-crystallin遺伝子-眼球のレンズで特異的に発現-とperilipin-

1遺伝子-脂肪細胞で特異的に発現-がトラップされたもの)を用いて、テトラプロイド胚のコンプリメンテーションを試みた。しかしながら、いずれの場合もマウスが胎生後期まで発生しなかった。本研究の後半では、両アレル遺伝子破壊ES細胞株(ハプロイドES細胞由来)の共注入による細胞系譜のレスキューを試みるため、平成28年度にも、ハプロイドES細胞株を利用してランダムなポリAトラップを行い、ベクターが細胞あたり1コピーで挿入されたハプロイドES細胞株のみを迅速に選別した。ハプロイドES細胞株には、時間経過とともに自然にディプロイド化する、という性質があるため、当初は細胞あたり1コピーであったベクターが、ディプロイド化にともない、細胞あたり2コピーになる。その状態で一過性にCreを発現させた場合、一部の細胞では確率的に片方のNEO-PUROカセットのみが反転し、そのよう細胞は、G418とpuromycinの両者に耐性を示すようになる。このようにして、前年度までに用意したクローンに加え、さらに多数の両アレル遺伝子破壊ES細胞株を樹立し、定法にしたがい、トラップされた遺伝子を判別した。この両アレル遺伝子破壊のステップは、大阪大学医学部・竹田潤二博士との共同研究によって遂行した。ジフテリア毒素(DT)遺伝子を用いた新型のプロモータートラップをマウスES細胞中で実行すると、分化した細胞で初めて発現が誘導される遺伝子がトラップされた場合にのみ実験が成立し、変異型細胞株が得られる。本研究では、そのようなES細胞をテトラプロイド胚に注入し、マウスを発生させ、DTが内在性遺伝子の制御下に発現されるために、特定の細胞系譜が除去されるマウスの作出を試みた。さらに、第二のES細胞をテトラプロイド胚に共注入し、マウスの表現型をレスキューすることを目指した。両アレル遺伝子破壊ES細胞クローンの樹立は非常に順調に進行している。その一方で、テトラプロイド胚のコンプリメンテーション実験には難航していると言わざるを得ない。テトラプロイド胚としては、BDF1マウス由来のtwo-cell embryoを採取し、electrofusion法にて細胞融合を行ったあと、胚盤胞期まで培養したものを用いた。このテトラプロイド胚へは、B6-129 F1マウス由来のES細胞株KY1.1(野生型)と、&#61543;amma-E-crystallin遺伝子(眼球のレンズで特異的に発現)がDTrapベクターによってトラップされたES細胞クローンの二種類をインジェクトしたが、いずれの場合もマウスが胎生後期まで発生しなかった。しかし、これらのコンプリメンテーション実験は、これまでに試みた回数やスケールが非常に限定的であるため、技術的な安定化を目指し、さらに試行を繰り返す必要がある。
迅速かつ簡便な組織特異的遺伝子ノックダウンマウス作成法の開発

ポストゲノム時代の生命科学の喫緊な課題は、遺伝子の生理的機能を解明することである。ヒトの疾患の多くが遺伝的要因によって引き起こされることから、遺伝子の生理的機能がわかれば疾患の分子的メカニズムが解明され、新たな治療法の開発が可能になる。遺伝子の生理的な機能を明らかにする最も確実な方法は、遺伝子改変マウスを作成し、その表現型解析から遺伝子の機能を決定することである。しかし、従来の遺伝子操作技術は煩雑で多大な時間と労力を要し、問題である。本研究課題では、表現型解析が容易な色素細胞系をモデル系として用い、ES細胞を用いた遺伝子操作技術と胚操作技術を組み合わせることで、迅速かつ容易に色素細胞特異的遺伝子ノックダウンマウスを作成する技術を開発することを目標とする。このために、我々は、色素細胞特異的にCre相同組換え酵素を発現する取Tyr-CreトランスジェニックマウスよりES細胞を樹立するとともに、このES細胞のRosa26遺伝子座特異的にFRTカセットをノックインした安定株を樹立した。これにより、遺伝子ノックダウンコンストラクトを簡便に導入するとともに、Cre相同組み換えによる色素細胞特異的な安定的遺伝子ノックダウンが可能になった。また、樹立したES細胞を、ポリビニールアルコールで処理した8細胞胚にインジェクションすることにより、FO世代でフルキメラマウスを得る技術を確立した。本遺伝子ノックダウンマウス作成技術の有効性を評価する目的で、メラニン色素合成酵素であるTyrosinase遺伝子に対するノックダウンコンストラクトをES細胞に導入し、8細胞胚に移植することにより、マウスを作成した。誕生したマウスは、FO世代で体毛色を消失し、我々が開発した手法の有効性が確認された。本遺伝子操作マウス作成技術を用いることで、体毛色変化を指標にして、迅速に遺伝子機能解析を行うことが可能になった。
気管上皮に発現する酸素センサー分子の同定と機能解析

酸素は生きる為に欠かせないものであるが、吸い込んだ空気、即ち外気の酸素のセンサーもその伝達システムもわかっていない。我々は気管上皮ですでに酸素が感知されると仮説をたて、気管上皮における酸素センシングシステムに関する研究を開始した。我々の研究では気管上皮に存在する味蕾様構造物が酸素センサーであると考えられ、さらに気管上皮の酸素センシングシステムではATPおよびATP受容体が重要な役割を担っていることが示唆された。酸素は生きる為に絶対に欠かせないものである。しかしながら吸い込んだ空気、すなわち外気の酸素のセンサーは現在も見つかっていない。我々はこれまで味覚、特に味蕾の研究を行ってきたが、味蕾は代表的な化学受容器のひとつである。味蕾は唾液に溶けた味物質を検出するが、似通った構造物は舌だけではなく、例えば頸動脈分岐部にも存在し(頸動脈小体)血中の酸素濃度を検知している。我々は気管上皮にも似たような細胞が存在することを発見した。さらに興味深いことにこの細胞(群)は低酸素で増加することが示唆された。気管上皮のこれは我々の調べうる限りでは世界で初の外気の酸素濃度のセンサーと考えられた。こうして我々はこの酸素センサー分子を同定し、さらにその機能を解析するための研究を開始した。現在も研究は進行中であるが、これまでの成果を報告する。1.マウス気管上皮におけるgustducinの発現の検討gustducinは舌や消化器においてしばしば化学受容細胞に見られるためここでも化学受容細胞のマーカーとして用いた。免疫組織化学法、およびin situ hybridization法でマウス気管の上皮でgustducin陽性細胞が確認された。さらにこの細胞は逆三角形の特徴ある形から化学受容細胞にふさわしいと考えられた。2.気管上皮細胞のプライマリーカルチャーおよびカルシウムイメージング法による評価現在も完全とは言えないが、マウス気管上皮を酵素処理して丁寧にはぎ取り、プライマリーカルチャーができるようにさまざまな条件の最適化を目指している。このプライマリーカルチャーを行った気管上皮細胞を用いて、様々な酸素濃度刺激による細胞の活性化をカルシウムイメージング法を用いて評価している。まだはっきりしたことは言えないが、例えば低酸素刺激によって一部の細胞で細胞内カルシウムの上昇が見られている。以上、ここまでの研究の進行の概要を示したが、申請した研究計画書にそって進めている。酸素は生きる為に欠かせない物であるが、吸い込んだ空気、即ち外気の酸素のセンサーもそのシステムも不明である。我々は気管上皮で酸素が感知されると仮説をたて、気管上皮における酸素センシングシステムに関する研究を開始した。ところで味蕾は唾液に溶けた味物質を検出する化学受容器のひとつであるが、似通った構造物は舌だけではなく、例えば頸動脈分岐部にも存在し血中の酸素濃度を検知している。さらにこの細胞は低酸素で増加することが示唆され、気管上皮のこれが世界で初の外気の酸素濃度のセンサーと考えられた。gustducinは舌や消化器においてしばしば化学受容細胞に見られるためここでも化学受容細胞のマーカーとして用いた。免疫組織化学法、およびin situ hybridization法でマウス気管の上皮でgustducin陽性細胞が確認され、またその特徴ある逆三角形の形から化学受容細胞にふさわしいと考えられた。次にマウス気管上皮細胞を一次培養して様々な酸素濃度刺激による細胞の活性化をカルシウムイメージング法を用いて評価した。低酸素気体で刺激したところ一部の細胞でカルシウムの上昇が見られ、これらの細胞が酸素のセンシングに関与していると考えられた。さらにマウス気管上皮を低酸素気体で刺激してルシフェラーゼ活性を利用したATPアッセイを行ったところATPの分泌が確認された。このことから酸素センサーシステムではATPが利用されていることが考えられた。次に我々は、ATP受容体の遺伝子操作動物を用いて検討を行った。その結果、このミュータントでは低酸素刺激による気管上皮の活性化が低下していると考えられた。これらのことから気管上皮の酸素センシングシステムではATPおよびATP受容体が重要な役割を担っていることが示唆された。23年度が最終年度であるため、記入しない。
一般化された白色雑音をゆらぎにもつ並列神経系の関数解析的研究

本研究でLevr過程および一般化された白色雑音の準不変集合の決定および二分岐性の証明を得た。主結果は1)Levy過程の核の概念を導入し、核の元は絶対連続関数であることを示した。2)部分許容的集合Ap(μ)を導入し、Ap(μ)は合成績に対して増えるという性質を証明した。3)微分写像dにより一般化された白色雑音を各点独立な超過程とみて議論を進め、一般化された白色雑音の準不変集合はL^2(R)であることおよび二分岐性の証明を得た。4)一般化された白色雑音からjumpを取り出す写像を見いだしポアソン型の超過程も二分岐性を持つことを示した。である。研究分担者伊藤・乃美の協力によりランダムにゆれる力学系の記述に確率微分方程式を用いて神経系モデルの解析を試みた。ゆらぎ一般化された白色雑音としてとらえ神経系の方程式を確率微分方程式により定式化し特にvoltage potentialをもつ場合に神経系の結合を規定する結合行列により系の状態がコントロ-ンされる様子を調べた。神経系が安定的に作動するには結合行列は負定値でなければならないがそれ以上の場合も興味あるところであろう。この分野の実験的・理論的研究は今後の課題である。これらの方程式を含むより一般の非線形系の解の振る舞いを数値計算により調べる方法を研究分担者山本・井上が見出した。すなわち、5)非線形準周期系方程式の特異点・分岐点の計算法として、元の系に新たに第一変分方程式を加えた大きな系をとり、Poincare写像により周期系に帰着し有限三角級数で近似する定式化を行なった。である。
海産稚魚への内分泌かく乱物質の異性体別雌性ホルモン様活性の検討と資源への影響解析

研究の結果、以下のことが判った。東京湾底泥コア中の内分泌かく乱物質の測定を年代ごとに行い、束京湾では1970年代以前から雌性ホルモン様活性物質が湾内に流入していたことがわかった。また、マコガレイへの雌性ホルモン様活性物質による影響をこれまでに調査してきたが(平成10-11年度科研費基盤研究C2代表橋本伸哉)、本研究では東京湾に生息するコノシロを新たに調査した。その結果、オスのマコガレイに見られた精巣卵よりもさらに進んだ精巣卵が見られ、この現象が特定の魚種にのみ見られる現象ではないことを明らかにした。さらに、本研究で開発した「異性体別内分泌かく乱物質自動分取装置」は、内分泌かく乱物質の異性体別雌性ホルモン様活性の研究に大変有効であることが判った。本研究によって、わずかな構造上の違いを有する物性が類似した化学物質グループを三次元的危険性評価空間上にプロットすることが可能となった。メダカに、女性ホルモンを与え精巣卵の発現を調べた結果、低温ではより低濃度の女性ホルモンにより精巣卵が発現することがわかった。今後、雌性ホルモン様活性物質の魚類に対する影響における水温の関与について、さらに研究を進める予定である。(Miranda et al.,General and Comparativeendocrinology, in press)研究の結果、以下のことが判った。(Miranda et al.,General and Comparativeendocrinology, in press)本研究の最終的な目的は、環境中にみられる魚類の生殖腺に見られる精巣卵のような異常現象が内分泌かく乱物質によるものかどうか判断するために、まず実験的に雌性ホルモン様活性物質を発生の初期から魚類に投与し、その結果を観察し知見を蓄積することである。また、異性体別に行う作用機構の研究は、メカニズムに関して新しい知見を得るために大変興味深い。今年度は、高分解能キャピラリーガスクロマトグラフ及び高分解能キャピラリー液体クロマトグラフを用いて、個々の内分泌かく乱物質について、物性が類似した化学物質グループ(たとえば光学異性体など)別に精製、純化する機器分析手法の開発を行った。これまでに高分解能キャピラリーガスクロマトグラフを用いて、内分泌かく乱物質の光学異性体の分取を行い、個々の光学異性体化合物の雌性ホルモン様活性をバイオアッセイで調べていきたが、今年度は、高分解能キャピラリー液体クロマトグラフを用いて、同様に異性体別の化合物分取実験を行った。今後、本法で分取された化合物を用い、海産魚の受精卵の発達から稚魚までを観察しながら飼育稚魚への影響を(この段階が、最も内分泌かく乱物質の影響を受けやすいと考えられる)研究する。即ち、実験的に雌性ホルモン様活性物質を発生の初期から魚類に投与し、その結果内分泌かく乱物質に作用させた魚に異常がみられるかどうか、ビテロジェニンの測定や、精巣をはじめとする各器官の組織学的観察を行う予定である。東京湾底泥コア中の内分泌かく乱物質の測定を年代ごとに行い、東京湾では1970年代以前から雌性ホルモン様活性物質が湾内に流入していたことがわかった。(Miranda et al., General and Comparativeendocrinology, in press)
地方公共団体における統一的基準に基づく公会計財務諸表と地方債市場との関連性分析

わが国の地方公共団体は,その設立以来,数十年にわたって単式簿記・現金主義の会計の仕組みによって運営されてきたが,総務大臣通知に基づき,2017年度決算から,統一的基準に基づく複式簿記・発生主義の財務諸表(公会計財務諸表)が導入されることとなった。この公会計財務諸表の導入がどのような影響をもたらすのか,特に地方自治や金融政策の観点から検証する必要があるが,これまでそのような研究はほとんどなされてこなかった。本研究は,公会計財務諸表が有する財務健全性の測定可能性に着目し,当該健全性と地方債市場における金利等の情報との関連性を調査することで,統一的基準導入の意義の解明を図るものである。
河内本源氏物語の全校異集成とその成立過程についての基礎研究

本研究の目的は、河内本源氏物語に関する全校異の集成と、それによって河内本源氏物語の成立過程解明の目途を探ることにある。これまで平成4年度科研費奨励研究(A)「河内本源氏物語の校合と校異語彙索引の作成」、および平成68年度科研費一般研究(C)「河内本源氏物語の諸本調査と校異作成およびそのデータベース化についての研究」において、『源氏物語大成』に採用された伝本の再調査を行なってきた。本研究ではこの成果に加え、『源氏物語大成』に未収録の岩国吉川家本・書陵部本・吉田本などの校異を加え、また調査に時間がかかるため先回は見送らざるをえなかった鳳来寺本(東海大学蔵現写本による)の調査を計画し、この2年間の研究期間においてこれらの伝本についてはすべて調査を終了した。その成果は『河内本源氏物語校異集成』(風間書房、来年度刊行予定)として一書にまとめ、研究者に広く公開できるよう準備を進めている。その調査の過程で、岩国吉川家本についての従来の見解を改めるべき必要が認められたため、その旨を論文化し、合わせて河内本源氏物語の成立に関わる問題の所在についても言及した。また河内本源氏物語の本文が別本に近いことは、以前より指摘されていたが、それがいかなる成立事情によるものかについて明らかにされていなかった。本研究においては、蜻蛉・手習という二巻についてだけであるが、河内本源氏物語は青表紙本を底本とし、それを若干の別本によって校訂することで出来上がった本文であることが明らかになり、その旨を論文化した。全校異の集成については、平成4年度科研費奨励研究(A)「河内本源氏物語の校合と校異語彙索引の作成」、および平成68年度科研費一般研究(C)「河内本源氏物語の諸本調査と校異作成およびそのデータベース化についての研究」の成果に、新たに岩国吉川家本・鳳来寺本(東海大学蔵現写本による)・書陵部本の校異を加えることを目標にしている。本年度はまず書陵部本についての調査を終了し、校異の収集および伝本の性質についての考察を行なった。詳しくは「了俊・兼良の源氏物語-書陵部本源氏物語をめぐって-」(『愛知県立大学説林』48号、一九九九年三月)にまとめたが、この本は『源氏物語大成』が「兼良本」として採用した二巻とかつて一具であったもので、奥書の記事からは当時の源氏物語本文に対する認識の程度を窺うことのできる大変興味深い一本であることが判明した。また鳳来寺本については、東海大学での調査を継続しており、本年度は予定通りの作業を行ない、来年度中には調査を終了できる目処をつけることができた。この調査により、『源氏物語大成』では知ることのできない細部にわたる校異を収集することができ、現在の河内本源氏物語諸本間の相互関係を解明することが可能になる。岩国吉川家本については撮影と写真化を終え、来年度には本文調査に入ることができる状況を整えた。上記の作業と並行して、数種の別本の本文について調査をした。それによって、青表紙本の本文を底本とし、それを数種の別本によって校訂することから、河内本源氏物語が成立した巻があることが判明した。これについても来年度には活字化して発表する予定である。
梯子型銅酸化物におけるストライプ型反強磁性秩序を起源とする新しい超伝導体の開発

研究計画に基づき,本年度は下記の研究を実行した.(1)MgCu2O3のマグネシウムサイトをリチウムで系統的に置換した試料を作製し,結晶構造,電子物性,磁気物性の変化を調べた.その結果,リチウム量の変化に伴い格子定数が変化することがわかった.また,リチウム量が0.75を超える組成では,X線回折像が大きく変化し,構造相転移を強く示唆する結果を得た.また,磁化率測定から,反強磁性性転移温度がリチウム量の増加に伴い,急激に減少し,3 K程度にまで低下することがわかった.しかし,リチウム量が0.6でも依然として,反強磁性秩序は抑制されることなく残ったままであった.電気抵抗率の温度依存性を測定したところ,いずれのリチウム量においても熱活性化型の温度依存性が見られた(ただし,リチウム量に伴うエネルギーギャップの減少を観測した).さらに,比熱測定を行なったところ,最低温度でも有限の残留密度を観測し,フェルミ面上に有限の電子状態密度の存在を示唆する結果を得た.これらの結果は,リチウム,銅,マグネシウムのイオン半径が近い値をとるために,原子サイトの乱れが生じ,それによって電子が強く局在することに起因ものであると考えられる.また,この原子サイト間の乱れは,当初,合成圧力に対して敏感に変化するものと考えられたが,本研究で行なった圧力範囲で有意な差は見られなかった.(2)高圧下で電気抵抗率を測定するシステムの開発を行なった.ルビー蛍光法による圧力校正を行う測定系を構築し,ピストンシリンダーで試験測定を行なった.その結果,荷重に対してルビー蛍光波長から見積もった圧力が系統的に変化することがわかった.当初の研究計画に基づき,MgCu2O3においてマグネシウムサイトを系統的にリチウムで置換した試料を高圧合成によって作製し,基礎物性を測定した.高リチウムドープ領域での構造相転移や比熱測定における有限の電子状態密度の観測などの,予想外の振る舞いを観測したため,それらの検証や追加測定に予定よりも多くの時間を要した.しかし,それ以外に関しては,順調に研究計画に基づいて,研究を遂行している.おおむね順調に研究が進んでいることから,基本的には,研究計画に基づいて,今後も研究を推進する.ただし,サイト間の原子の乱れと合成時の圧力との関係は,予想に反したものであった.サイト間の乱れは,マグネシウム,リチウム,銅が近いイオン半径を持つことに起因していることから,マグネシウムサイトをより大きなイオン半径を持つアルカリ土類金属で置換することによって,乱れの問題は解消することが期待される.したがって,アルカリ土類金属元素の置換効果を今後検証していく.研究計画に基づき,本年度は下記の研究を実行した.(1)MgCu2O3のマグネシウムサイトをリチウムで系統的に置換した試料を作製し,結晶構造,電子物性,磁気物性の変化を調べた.その結果,リチウム量の変化に伴い格子定数が変化することがわかった.また,リチウム量が0.75を超える組成では,X線回折像が大きく変化し,構造相転移を強く示唆する結果を得た.また,磁化率測定から,反強磁性性転移温度がリチウム量の増加に伴い,急激に減少し,3 K程度にまで低下することがわかった.しかし,リチウム量が0.6でも依然として,反強磁性秩序は抑制されることなく残ったままであった.電気抵抗率の温度依存性を測定したところ,いずれのリチウム量においても熱活性化型の温度依存性が見られた(ただし,リチウム量に伴うエネルギーギャップの減少を観測した).さらに,比熱測定を行なったところ,最低温度でも有限の残留密度を観測し,フェルミ面上に有限の電子状態密度の存在を示唆する結果を得た.これらの結果は,リチウム,銅,マグネシウムのイオン半径が近い値をとるために,原子サイトの乱れが生じ,それによって電子が強く局在することに起因ものであると考えられる.また,この原子サイト間の乱れは,当初,合成圧力に対して敏感に変化するものと考えられたが,本研究で行なった圧力範囲で有意な差は見られなかった.(2)高圧下で電気抵抗率を測定するシステムの開発を行なった.ルビー蛍光法による圧力校正を行う測定系を構築し,ピストンシリンダーで試験測定を行なった.その結果,荷重に対してルビー蛍光波長から見積もった圧力が系統的に変化することがわかった.当初の研究計画に基づき,MgCu2O3においてマグネシウムサイトを系統的にリチウムで置換した試料を高圧合成によって作製し,基礎物性を測定した.高リチウムドープ領域での構造相転移や比熱測定における有限の電子状態密度の観測などの,予想外の振る舞いを観測したため,それらの検証や追加測定に予定よりも多くの時間を要した.しかし,それ以外に関しては,順調に研究計画に基づいて,研究を遂行している.おおむね順調に研究が進んでいることから,基本的には,研究計画に基づいて,今後も研究を推進する.ただし,サイト間の原子の乱れと合成時の圧力との関係は,予想に反したものであった.サイト間の乱れは,マグネシウム,リチウム,銅が近いイオン半径を持つことに起因していることから,マグネシウムサイトをより大きなイオン半径を持つアルカリ土類金属で置換することによって,乱れの問題は解消することが期待される.したがって,アルカリ土類金属元素の置換効果を今後検証していく.次年度使用額は生じたものの,その金額は支出決定額に対して1%未満であり,ほぼ計画どおり予算執行が進んでいる.次年度使用額をあわせて,研究計画に基づいて,研究活動を推進する.
不安認知における自動性の検討―情報処理バイアスとネガティブな思考の相互作用の検討

本研究では,不安障害のメカニズムを明らかにし,不安障害の治療法の効果について科学的な根拠を与えることを目指す。最近の不安障害の理論では,不安認知を注意や記憶などの自動的な情報処理過程とネガティブな思考との相互作用としてとらえている(Beck & Clark,1997;Wells & Matthews,1996)。しかし,自動的な情報処理過程と主観的に経験されるネガティブな思考の相互作用がどのように生じているのかについては,実験的に明らかにされていない。そこで,本研究では自動的な情報処理過程とネガティブな思考の相互作用について検討し,さらに,その相互作用を抑制させるメカニズムについて検討することを目的とした。具体的には,採用第2年度目では,不安障害の認知的な処理を特徴づける自動的な処理を検討するために,不安と注意・記憶の関係を検討し,自動的な情報処理過程とネガティブな思考の相互作用について考察することが目的であった。まず,先行研究をレビューし,記憶バイアスの概念および操作的定義が不十分であることを指摘した。この問題点が研究間での概念的混乱と結果の解釈の難しさをもたらしていた。そこで,記憶バイアスの新たな視点を提出し,それをベースに記憶バイアスの概念と操作的定義を確定させた。このレビュー論文は「心理学評論」において公刊された。概念と操作的定義を整理したことによって,記憶バイアス研究の発展が期待される。次に,不安認知における自動的な情報処理過程を明らかにするために,インターバルや潜在連合テスト(IAT)によって測定された不安と記憶バイアスとの関係について検討した。その結果,記憶バイアスとインターバルとは関係がみられないこと,IATによって不安を測定した場合と質問紙によって不安を測定した場合では,記憶バイアスとの関係が異なることが明らかになった。この結果は,日本心理学会,日本認知心理学会において発表された。最近の不安障害の理論では,不安認知を注意や記憶などの自動的な情報処理過程とネガティブな思考との相互作用としてとらえている(Beck&Clark, 1997 ; Wells & Matthews, 1996)。そこで,本研究では自動的な情報処理課程とネガティブな思考の相互作用について検討し,さらに,その相互作用を抑制させるメカニズムについて検討することを目的とした。具体的には,採用第1年度目では,不安障害の認知的な処理を特徴づける自動的な処理を検討するために,不安と注意・記憶の関係を検討することが目的であった。先行研究の問題点として,脅威対象の明確性の観点からみて不安の定義が不十分である点に着目し,不安認知の新しい枠組みを提案した。本研究は記憶バイアスに関して,「脅威刺激の特定可能性」,「意識の相を考慮した分類」の3つの分類を提案し,記憶バイアスを顕在記憶バイアス,潜在記憶バイアス,ベースラインバイアスの3つに分類した。採用第1年度目はこの3つの記憶バイアスを実験的に検討し,その関係性を検証した。実験の結果,顕在記憶バイアスは抑うつも不安も高い混合型においてみられ,潜在記憶バイアス,ベースラインバイアスは高不安者において見られた。この結果は,日本心理学会,日本認知心理学会,The 9th Tsukuba International Conference on Memoryにおいて発表された。採用2年度目では,これらの結果を踏まえ,自動的な情報処理課程とネガティブな思考の相互作用について検討し,さらに,その相互作用を抑制させるメカニズムについて検討する予定である。
生命科学の手法を用いたベルグマンの法則の検証-ヒトとマカクを対象とした遺伝的・生理的背景の検索-

本研究では、ベルグマンの法則の成立に関し近年発達した生命科学の手法を用い、分子・細胞のレベルで解き明かすことを目的とする。マカク類は今まで研究を行ってきたニホンザルと、この近縁種で東南アジアに広く分布生息し、近年は医学実験用によく用いられているカニクイザルの2種を対象とした。この2種について生息地域による集団間の差異を考慮して、ニホンザルについて本州、淡路島および九州に生息する5集団(下北半島、志賀高原、伊豆半島、淡路島、高崎山)から、カニクイザルについてはタイに生息する4集団を対象とした。生身体が大きく、身体成長に時間がかかり性成熟が遅い種ほど、高濃度でIGFを分泌する傾向があった。マカクの種では、体格が大きくなるに従って血中総IGF-1濃度も全体に高い水準を示した。この近縁種間で見られた、体格が大きいほど時間当たりのIGF-1の必要量が多いという結果は、細胞の数が多いものほど生産や生命維持のための代謝に必要なホルモン量が多であろうということから容易に導き出せる推論と一致した。本研究では、IGF-Iが人類集団の中でいかに身長の高低に関与するかを明らかにすることを目的とし、熱帯地方に住む低身長の民族、GH抵抗性ラロン様小人症患児を対象にIGF-Iのスクリーニングとin vitroにおける検索をおこなった。また、対照としてカニクイザルの血液を用いた。思春期におけるIGF-Iのスパートを終えたと考えられる東南アジア4集団の20代の試料を用い比較研究の材料とした。全検体をまとめてみると値は年齢と共に低下していたが、集団毎に結果を検討すると集団間に違いが見られることがわかった。カニクイザルを用いた結果、血中のIGF-Iの値はヒトの3倍ほどあり、地域・あるいは集団ごとでIGF-I値の経年変化に差が見られた。
脳内分子可視化による新たな病因分子診断法の開発

死因究明において、死後の臓器・組織の病的変化を明らかにすることは重要である。しかしながら、画像撮影や従来からの組織検査では限界があり、たとえば、精神障害等脳機能障害や急性脳症、睡眠時無呼吸症候群、不整脈等の存在すら死後で証明することは難しい。そこで、この研究では、脳にフォーカスを絞って、死後脳を可視化させてその機能的評価をすることを検討した。透明化については脳、肺、膵臓で完全な透明化が出来たの対し、心臓、肝臓、脾臓では若干色が残った。透明化脳に対して神経線維染色とヘキスト核染色を行ったところ、ヘキストでは鮮明な画像が得られ、最重要課題であった透明化プロトコールを確立できた。そこで、この研究では、脳にフォーカスを絞って、昨年発表されたCUBICやCLARIFYの技術を用いて、死後脳を可視化させてその機能的評価をすることを検討した。平成28年度はまずCUBIC法を採用して透明化を行い、抗体を用いて分子検出までを検討した。CUBIC法については、透明化と観察に対して2種類の特別調整液を用いて、ラット脳、心臓、脾臓、肺臓、膵臓、肝臓、副腎に対して、ヘパリン含有によるPBSで灌流固定をした後、4度で1日静置、PBSで1日千条した後、脱脂肪・脱色を37度で7日間から10日特別調整薬行った。その後PBSで1日洗浄した後、2日間特別調整試薬でRIマッチングを行った。透明化については、脳、肺、膵臓で完全な透明化が出来たの対し、心臓、肝臓、脾臓では若干色が残った。透明化脳に対して、神経線維染色とヘキストによる核染色を行ったところ、ヘキストでは鮮明な画像が得られ、今年度の目的の内、重要な透明化についてプロトコールを安定させ、確実に透明化することができた。最大のポイントであった透明化については確実に施行することができるようになった。標的分子を検出する上でも重要な神経線維染色ができ、かつヘキストによる核染色がうまく行うことができた。一方で、脳以外の組織についても透明化を行い、確実に透明化することができたことは、他への応用が示唆される。死因究明のおいて、死後の臓器・組織の病的変化を明らかにすることは重要である。そこで、この研究では、脳にフォーカスを絞って、一昨年発表されたCUBICやCLARIFYの技術を用いて、死後脳を可視化させてその機能的評価をすることを検討した。CUBIC法を採用して透明化を行い、抗体を用いて分子検出までを検討した。この結果を用いて平成29年度はさらなる透明化とゴルジ染色等の特殊染色と免疫組織染色に検討を行った。特殊染色については、透明化技術そのもののが物質の屈折率等によるものであるため、逆に透明化できなくなるという結果が得られ、特殊染色については適用できないことが明らかになった。免疫組織染色については、比較的深部にまで抗体をアプライさせることが可能なことを証明した。ただし、二次抗体のアプライ等にはブロッキングや洗浄等の諸課題に関する解決が課題として得られた。疾患モデル動物において、その重要な分子を透明化で染色し、その分布を立体的に検出する。順調に進捗した場合、大阪大学医学部倫理委員会に倫理申請し、承認後、「臨床研究に関する倫理指針」にしたがって。剖検脳での検討を行う。法医学
地図活用力の育成に関する研究

野外調査等に基づく地図づくりは子供らが夢中になれる活動である。加えて、地域を知ること、空間的に思考し想像する力を身につけること、安全にそして心豊かに生活すること、そしてよりよい地域づくりに参画することに対する効果が極めて大きい。そこで、本研究では、新学習指導要領の実施に向けて、子供が夢中になり「主体的・対話的で深い学び」につながる地図づくりの実現を目指して,指導者である教員に対する支援システムの構築とそれを支える理論的・実証的分析を行う。
造精細胞とセルトリ細胞相互作用の3次元構造および細胞化学的研究

1.マウス精細胞を抗原として得られた単クロ-ン抗体は熱ショック蛋白を認識し,免疫ブロット法と蛍光抗体法の結果,精子形成後期で熱ショック蛋白は合成しているらしい。(Maekawaら1989)。2.細胞骨格性アクチンmRNAは精子形成の特別な時期に強く発現することがわかった。これは精子細胞が伸長する時である。クロマトイド体とmRNAの密接な関係が考えられる。(Sakiyamaら1991)3.セルトリ細胞,精巣上体上皮細胞の結合装置の立体構造に新しい所見を得た。(Suzuki,Nagano.1991)4.アクチン細系の分布をセルトリ細胞,筋様細胞,白膜等に於て,共焦点レ-ザ-でしらべた。とくに筋様細胞ではアクチン細系の束が特別に配列していた。すなわち1個の筋様細胞内で直交して束が認められ,1細胞で両方向の収縮が考えられる。(Maekawaら1991)。5.これに関連して,麻酔下で精細管,精巣上体管を露出し,その自発運動をビデオに記録し,管内の圧力の変化を測定した。精細管では,おそらく筋様細胞に一致して局所的収縮がみとめられ,精巣上体尾部ではゼン動運動がみられた。この実験は経続中。6.精子の受精の際,局所的膜の変化があるが,膜ステロ-ルの局在をフィピン処理凍結レプリカをしらべて,ステロ-ル分布の移動,局在をしらべた(SuzukiとYanagimachi,1989,Sekiら1992)。この実験は経続中。1.前立腺がん患者の去勢療法により得られたヒト精巣および実験動物精巣のゴルヂ銀染色標本の作製を継続中である。銀染色は未だその結果が一定でない。2.無固定急速凍結エッチング法によってセルトリ細胞結合装置と細胞骨格との連絡をステレオ観察している。密着結合とギァップ結合のPS面、ES面の所見を検索している。3.マウス精細胞を抗原として得られた單クロ-ン抗体は熱ショックタン白を認識し、免疫ブロット法の結果と蛍光抗体法の結果、精子形成後期で熱ショックタン白が合成されるらしい。4.細胞骨格性アクチンmRNAは精子形成の特定期に強く発現することがin situ hybridization法でわかった。これは精子細胞の伸長開始時期とほぼ一致する。従来精子細胞のクロマトイド体としてその成分はRNAであることが知られているが、クロマトイド体はアクチンmRNAである可能性が強い。5.電顕レベルでのin situ hybridization法はまだ成功していない。プロ-ブ作製、ハイブリダイゼ-ション率等の問題を解決しなければならないと思われる。6.精子形質膜の膜内粒子とコレステロ-ル(膜内)分布について精巣上体通過中、受精能獲得中どのように変化するか研究を進めている。1.ヒトおよび実験動物精上皮のゴルデ銀染色標本の作製を継続している。銀染色の結果が不安定で,困難に直面している。2.セルトリ細胞,その他の上皮の結合装置について,とくに密着結合における新しい所見がえられた。そのPS面,PF面,その他の面についての立体的所見をCele Tiss Resに投稿し,受理された。近く出版される(Suzuki and Nagano)3.ナマケモノのセルトリ細胞内に特殊な細糸の配列があり,その機能が推測されている(Toyama et al)4.ヒト不妊婦人に抗精細胞抗体がみつかり,その抗体は動物精子を凝集したり,不活性化することがわかった(Haneji,Naganoら).5.ブタ精子の分化,成熟,受精能獲得時における細胞膜のステロ-ル分布の変化を形態的にしらべた。

分化,成熟の過程でステロ-ルの付加,除去法が成熟程度に応じて,現れることがわかった。ステロ-ルは細胞膜の安定化に関係することから,細胞膜の活性との関係が考えられる(Seki.ら)。6.精上皮細胞,筋様細胞等のアクチン細糸の配列を分子プロ-ブ法により,レ-ザ-共焦点顕微鏡で研究している。精細管壁筋様細胞内に特列に配列するアクチン細糸をみとめた。この3次元的配列を研究中である。7.マウス精子発生過程中に出現する特異抗体の解析を行っている。精子の特殊部分を認識する抗体があり,精子細胞分化の際にいつ出現するか検索中である。1.アクテンの蛍光プロ-ブ(フォロトキシン)を用いて,ラット,マウスの精巣を蛍光顕微鏡,共焦点レ-ザ-顕微鏡と電子顕微鏡でしらべた。アクチン細糸は,白膜,セルトリ細胞結合装置部と精子細胞との接触部,筋様細胞に分布していた。とくに筋様細胞内のアクチン束は特殊で,アクチン細糸が束となって一個の筋様細胞内を直交して配列している。2.同様にアクチン細糸を精巣上体(ラット)の各部分でしらべた。この場合は微絨毛と平滑筋層にみられ,平滑筋の半定量については電子顕微鏡でしらべた。3.上記1,2に関連して,ラットをハロ-セン麻酔下で,精細管,精巣上体管を露出し,その自発運動をビデオに記録し,管内圧の変動を記録することが出来た。このデ-タ-は一部口頭で発表した。4.セルトリ細胞,精巣上体上皮細胞の結合装置の微細構造の相違をレプリカ法でしらべた。また密着帯のモデルを提示した。(Suzuki and Nagano 1991)5.In vitroでの精細胞とセルトリ細胞の分化についてマウスでの実験を行い,精細胞とセルトリ細胞のチミゲンの取り込みの変化をしらべた.(MaekawaとNishimune,1991).
広視野の視覚を再建する眼球内完全埋植・低侵襲フレキシブル人工網膜の開発

本研究では高齢化に伴い急増する失明患者の視覚を工学的手法で再建する新しい人工網膜を開発する。光電変換素子/視覚情報処理回路/刺激電流生成回路を積層した三次元積層人工網膜チップをソフトかつフレキシブルな基板上に複数個一括して高密度集積する。それを眼球内に完全埋植し網膜の中心窩及びその周辺部に配置することにより現在の単チップ埋植の4倍以上の視野角を実現する。(1)人工網膜回路設計・試作:マルチチップ人工網膜の動作チップ選択回路を設計・試作した。シングルチップを順次動作させるモードと幾つかのチップを組み合わせて動作させるモードを有しており、外部からの切り替え制御信号でモードを選択可能である。試作チップの基本特性を測定し、所望のモードで動作することを確認した。また、ピクセル回路毎の特性ばらつきに起因する低周波刺激電流ノイズを抑制する回路を設計・試作した。基本特性を測定し、視覚再生を阻害する低周波刺激電流を完全に無くすことに成功した。(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製:フレキシブル基板上に複数の人工網膜チップを実装し、電気的に接続するプロセス技術開発を行った。基板としてポリイミドやシリコーン材料を使用して、複数のシリコンチップを埋め込み、金属配線で良好な電気的導通を得ることに成功した。繰り返し曲げ信頼性を評価し、曲げ半径20mmで1000回曲げを行っても配線抵抗が変化しないことを実証した。(3)細胞・動物実験評価:人工網膜チップの開口率向上と刺激電流による細胞ダメージ低減のために透明刺激電極の開発を行っている。AlやBをドープしたZnO電極、及びPEDOT:PSSをベースとする金属ナノワイヤ電極を用いて細胞実験を行い、両電極とも刺激電極として使用できる可能性があることを示した。また、電気特性の面からも通常の刺激電極と同程度のインピーダンスを有することを示した。(1)人工網膜回路設計・試作マルチチップ人工網膜の動作チップ選択回路を設計・試作した。チップに動作スイッチを組み込み、外部からの切り替え制御信号で動作チップを選択する。チップを組み合わせて動作させるモードでは2x2の4チップずつを動作させ、4チップを順次変更して全チップを動作させる。これによりチップ消費電力を低減可能である。実際にチップ特性を測定し、設計通りのモードで動作することを確認した。また、エッジ強調において非動作ピクセル回路の低周波電流ノイズが問題となっていたが、低周波の刺激電流生成を停止する回路を設計・試作した。実際に非動作時の低周波刺激電流を完全に停止することに成功し、エッジ強調の品質向上を実現した。(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製フレキシブル基板上に複数の人工網膜チップを埋め込み、半導体リソグラフィ技術を用いて金属電気配線とチップコンタクトを同時に行うFOWLPベースの実装プロセス技術開発を行った。ポリイミドやシリコーン材料を使用した基板に100μm以下まで薄層化した複数のシリコンチップを埋め込み、5μm幅の金属配線で良好な導通を得ることに成功した。当該基板の繰り返し曲げ信頼性を評価し、半径20mmで1000回曲げ後に配線にクラックや断線はなく、配線抵抗が変化しないことを実証した。(3)細胞・動物実験評価人工網膜チップの開口率向上と刺激電流による細胞ダメージ低減のために透明刺激電極の開発を行っている。刺激電極を透明にすることにより、フォトダイオード面積を大きくできる。また、刺激電流密度を小さくすることで細胞ダメージを減らせる。AlやBをドープしたZnO電極、及びPEDOT:PSSベースの金属ナノワイヤ電極を用いて細胞実験を行い、両電極とも刺激電極として使用できる可能性がある。また、通常の刺激電極と同程度のインピーダンスを有することを示した。本研究によってマルチチップフレキシブル人工網膜の医用システムとしての完成度を向上させ本格的前臨床試験の足がかりとする。(1)人工網膜回路設計・試作:明暗感度や刺激電流の各種パラメータ調整回路、及び発熱補償・供給電力補償・刺激電流補償・起動補償などの安全保障回路を含む機能を追加した37x37画素の人工網膜チップを開発する。また、回路動作を評価し、人工網膜チップ設計を完成させる。(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製:2000画素に必要な直径6μmのTSV数千本で三次元積層するプロセス技術と弾性樹脂からなるフレキシブル基板上に多数の積層チップを高密度一括集積するプロセス技術を開発する。また、マルチチップ全体の高信頼包埋技術を開発する。(3)細胞・動物実験評価:透明刺激電極アレイに関して細胞レベルの多面的な信頼性評価を行い、マルチチップフレキシブル人工網膜の長期安全性を確立する。また、人工網膜チップモジュールを作製して動物実験を行い、機能評価及び性能評価を行う。

また、ピクセル回路毎の特性ばらつきに起因する低周波刺激電流ノイズを抑制する回路を設計・試作した。基本特性を測定し、視覚再生を阻害する低周波刺激電流を完全に無くすことに成功した。(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製:フレキシブル基板上に複数の人工網膜チップを実装し、電気的に接続するプロセス技術開発を行った。基板としてポリイミドやシリコーン材料を使用して、複数のシリコンチップを埋め込み、金属配線で良好な電気的導通を得ることに成功した。繰り返し曲げ信頼性を評価し、曲げ半径20mmで1000回曲げを行っても配線抵抗が変化しないことを実証した。(3)細胞・動物実験評価:人工網膜チップの開口率向上と刺激電流による細胞ダメージ低減のために透明刺激電極の開発を行っている。AlやBをドープしたZnO電極、及びPEDOT:PSSをベースとする金属ナノワイヤ電極を用いて細胞実験を行い、両電極とも刺激電極として使用できる可能性があることを示した。また、電気特性の面からも通常の刺激電極と同程度のインピーダンスを有することを示した。(1)人工網膜回路設計・試作マルチチップ人工網膜の動作チップ選択回路を設計・試作した。チップに動作スイッチを組み込み、外部からの切り替え制御信号で動作チップを選択する。チップを組み合わせて動作させるモードでは2x2の4チップずつを動作させ、4チップを順次変更して全チップを動作させる。これによりチップ消費電力を低減可能である。実際にチップ特性を測定し、設計通りのモードで動作することを確認した。また、エッジ強調において非動作ピクセル回路の低周波電流ノイズが問題となっていたが、低周波の刺激電流生成を停止する回路を設計・試作した。実際に非動作時の低周波刺激電流を完全に停止することに成功し、エッジ強調の品質向上を実現した。(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製フレキシブル基板上に複数の人工網膜チップを埋め込み、半導体リソグラフィ技術を用いて金属電気配線とチップコンタクトを同時に行うFOWLPベースの実装プロセス技術開発を行った。ポリイミドやシリコーン材料を使用した基板に100μm以下まで薄層化した複数のシリコンチップを埋め込み、5μm幅の金属配線で良好な導通を得ることに成功した。当該基板の繰り返し曲げ信頼性を評価し、半径20mmで1000回曲げ後に配線にクラックや断線はなく、配線抵抗が変化しないことを実証した。(3)細胞・動物実験評価人工網膜チップの開口率向上と刺激電流による細胞ダメージ低減のために透明刺激電極の開発を行っている。刺激電極を透明にすることにより、フォトダイオード面積を大きくできる。また、刺激電流密度を小さくすることで細胞ダメージを減らせる。AlやBをドープしたZnO電極、及びPEDOT:PSSベースの金属ナノワイヤ電極を用いて細胞実験を行い、両電極とも刺激電極として使用できる可能性がある。