hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Quasi-monoclonalマウスを用いるIgE抗体産生システムの開発と応用

平成10年度に計画した本研究においては、抗原特異的IgE抗体産生細胞へ分化機構を解明することを目的として、Quasi-monoclonal(QM)マウスを用いてリンパ節内で起きている免疫反応を種々の角度から検討した結果以下のような成果が得られた。1.平成9年度の本研究において得られた成果をもとに、QMマウスが産生する抗NP抗体の定量システムを完成した。また、本方法を用いてQMマウスの血清中の抗NP抗体価を測定したところ、IgM抗体に関しては非免疫の状態において約90%のIgM抗体がNPに対する特異性を有していることが明らかとなった。しかし、IgG抗体については約50%の抗体がNPに対する抗原特異性を消失していた。さらに、IgE抗体についてもIgG抗体と同様の結果が得られた。2.QMマウスにNP化した抗原を免疫したところ、野生型マウスに比べ高い値の抗NP抗体価が得られたが、NPハフテンを認識しない抗体や低親和性を示す抗体の割合が高いことも明らかとなった。さらに、このとき免疫応答の場であるリンパ節内における胚中心の形成やT細胞B細胞の集積は正常に行われていることが明らかとなった。3.成果2で得られた結果にもとづき、どのような機構でB細胞の抗原特異性が変化したのか検討したところ、成熟B細胞において再発現したrecombinationactivatinggeneが抗体可変部の遺伝子を再組み換えしていることを示唆するデータが得られた。このことは、全く新たなB細胞分化機構の存在を示唆しており、IgEへのクラススイッチ機構のみならず液性免疫全般に影響を及ぼす大きな成果であると考えられる。平成9年度に計画した本研究においては、抗原特異的IgE抗体産生細胞への分化機構解明を目的として、Quasi-monoclonal(QM)マウス由来のリンパ球を用いて種々の検討を行った結果以下のような成果が得られた。1.QMマウス脾臓細胞とマウス骨髄種細胞をポリエチレングリーコールによる常法で細胞融合したところ、抗NPIgM、IgGl、IgE産生ハイブリドーマが得られた。その結果、QMマウスの産生する抗NP抗体の定量に使用する標品が得られた。また、抗体NP抗体の定量に必要なNP化βガラクトシダーゼを調製し、確かにNPハプテン化されていることを確認した。2.成果1で得られた結果および、すでに開発・検証済みの抗TNP抗体定量のための方法を応用し、抗NP抗体の定量方法を確立した。従来、抗NP抗体を簡便に測定するための方法は、世界的に見てもほとんど開発されておらず、今回開発した方法は今後広く利用される可能性があると考えられる。3.さらに、QMマウスでの研究の予備検討として正常マウスの成熟マウスリンパ球における抗体遺伝子再構成について調べたところ、成熟Bリンパ球においてIgMからIgGlやIgEへクラススイッチが誘導される条件において、刺激に依存したラムダ軽鎖のde novo合成が検出された。従来、末梢でカッパ鎖からラムダ鎖へと軽鎖遺伝子の発現が変化する現象はまったく報告されておらず非常に興味深いことである。成果1および成果2の結果を利用し、QMマウスを用いてさらなる検討が必要であると考えられる。
ＧＤＦ‐５を用いた歯髄幹細胞分化誘導法の開発

骨形成因子の一つであるGDF-5は軟骨・骨形成を促進することが報告されている。しかし、歯の発生に関する知見は少なく、GDF-5の歯髄細胞への作用は不明である。そこで、歯髄幹細胞に対するGDF-5の影響を、象牙芽細胞分化能と血管新生能に着目し検討した。歯髄幹細胞にGDF-5を添加し培養した群の、象牙芽細胞マーカーDSPPの遺伝子発現は、GDF-5非添加群に比較し有意な上昇が認められた。また、VEGFの遺伝子発現も上昇した。DSPP、およびVEGFの遺伝子発現上昇を誘導したことから、本分子は歯髄幹細胞を象牙芽細胞へ分化促進する作用を持ち、歯髄組織再生において有効な分子となる可能性が示唆された。Growth/differentiation factor-5(GDF-5)はTGF-βスーパーファミリーに属し、軟骨・骨形成を促進することが知られている。また、口腔領域にも発現し、歯胚の形成に関与すると考えられている。しかし、歯の発生に関するGDF-5の研究はあまりなく、GDF-5の歯髄細胞に対する作用は明らかにされていない。我々は、幼若歯髄細胞にGDF-5加えると象牙芽細胞分化マーカーの発現が上昇することを示したが、歯髄細胞に含まれる多分化能を有した幹細胞は、1%以下であるため、象牙芽細胞分化誘導を生化学的に評価するには不十分だった。そこで、本研究課題においては株化に成功したマウス歯髄由来幹細胞を用いることにより、歯髄幹細胞に対するGDF-5の影響を、象牙芽細胞への分化能に着目して検討した。歯髄幹細胞にGDF-5を添加し、培養した群のDSPPの遺伝子発現は、GDF-5非添加群に比較し有意な上昇が認められた。また、BSPの遺伝子発現は培養48時間後においてGDF-5添加群で上昇し、ALPでは、培養24時間後、48時間後いずれにおいてもGDF-5添加による遺伝子発現の有意な変化は見られなかった。GDF-5は、象牙芽細胞マーカーであるDSPP遺伝子の著しい発現上昇を誘導したことから、本分子は歯髄幹細胞を象牙芽細胞へ直接分化促進する作用を持つことが明らかとなった。BSPおよびALPは石灰化に関する遺伝子であることから、さらに分化が進んだ段階で遺伝子発現に差が現れるものと考えられた。多くのTGF-βファミリー分子は、骨基質やALPの発現を早期に調節するものが多く、DSPPのみを発現誘導するものはほとんどない。このことから、幹細胞を骨芽細胞でなく象牙芽細胞に分化誘導させる為にGDF-5は重要な役割を演じている可能性が示唆された。骨形成因子の一つであるGrowth/differentiation factor-5(GDF-5)はTGF-βスーパーファミリーに属し、軟骨・骨形成を促進することが報告されている。また、口腔領域にも発現することが知られている。

しかし、歯の発生に関する報告は少なく、GDF-5の歯髄細胞に対する作用は不明である。我々は、幼若歯髄細胞にGDF-5を加えると象牙芽細胞分化マーカーの発現が上昇することを示したが、歯髄細胞には、多分化能を有した幹細胞はごくわずかしか存在しないため、象牙芽細胞分化誘導を評価するには不十分だった。そこで、本研究課題においてはマウス歯髄由来幹細胞を用いて、歯髄幹細胞に対するGDF-5の影響を、象牙芽細胞への分化能に着目して検討した。GDF-5は、象牙芽細胞マーカーであるDSPP遺伝子の著しい発現上昇を誘導したことから、本分子は歯髄幹細胞を象牙芽細胞へ直接分化促進する作用を持つことが明らかとなった。多くのTGF-βファミリー分子は、骨基質やALPの発現を早期に調節するものが多く、DSPPのみを発現誘導するものはほとんどない。このことから、幹細胞を骨芽細胞でなく象牙芽細胞に分化誘導させる為にGDF-5は重要な役割を演じている可能性が示唆された。さらに、ヒトの歯髄細胞に対するGDF-5の影響を検討するため、ヒト歯髄細胞の培養を進めている。小児歯科本研究課題において、GDF-5による歯髄幹細胞株の分化誘導能を検討する目的で、歯髄幹細胞株(SP細胞)に、外来性にGDF-5を添加し、象牙芽細胞分化に関してはDSPP遺伝子、血管内皮細胞に関してはCD31等の遺伝子発現解析をRT-PCR法を用いて解析し、また、SP細胞の血管誘導能に関しては、VEGFやPDGFの発現について検討を行う計画であった。しかし、GDF-5添加による種々の遺伝子発現解析において安定した結果が得られず、研究計画が当初の予定通りに進行していない。本研究課題において、GDF-5による歯髄幹細胞株の分化誘導能を検討する目的で、歯髄幹細胞株(SP細胞)に、外来性にGDF-5を添加し、象牙芽細胞分化に関してはDSPP遺伝子、血管内皮細胞に関してはCD31等の遺伝子発現解析をRT-PCR法を用いて解析し、また、SP細胞の血管誘導能に関しては、VEGFやPDGFの発現について検討を行う計画であった。1)GDF-5による歯髄幹細胞株の分化誘導の検討安定した結果が得られない原因として、現在使用している細胞の、GDF-5に対する反応の弱さが考えられる。そこで、GDF-5のレセプターを過剰発現させた歯髄細胞を作製し、以下の実験を行っていく方策である。歯髄幹細胞株(SP細胞)に、外来性にGDF-5を添加し、象牙芽細胞分化に関しては、DSPP遺伝子、血管内皮細胞に関してはCD31等の遺伝子発現解析をRT-PCR法を用いて解析する。SP細胞の血管誘導能に関しては、VEGFやPDGFの発現について検討を行う。また、象牙芽細胞の分化に関しては、Von Kossa染色による石灰化能についても検討する。2)GDF-5による人工歯髄幹細胞の分化誘導の検討本研究室では、新規の薬剤コンパウンドにより、分化した歯髄細胞から、歯髄幹細胞を人為的に誘導することに成功した(世界初)。そこで、この手法により人工歯髄幹細胞にGDF-5を添加し、上記の1)と同様の分化誘導の検討を行なう。
非活性化型炭素－水素結合の直接的求核的活性化を基盤とする触媒的不斉付加反応の開発

本研究により、炭素ー水素結合の求核的活性化を経由する触媒的不斉付加反応を開発し、これまで合成が困難であった不斉四置換炭素を有するαアミノ酸誘導体をプロトン移動のみで得ることに成功した。本反応は室温かそれ以下の温和な条件下で進行し、通常共存が困難な酸性・塩基性に不安定な官能基を有する基質へも適用可能であった。また、本反応の詳細な反応機構解析を実施し、触媒活性種を単離・構造決定することに成功した。この触媒活性種を用いることで、従来よりも反応時間を大幅に短縮することができ、さらに従来反応性に乏しかった他の基質についても目的の不斉四置換炭素含有αアミノ酸誘導体を得ることに成功した。本研究は、非活性化型炭素ー水素結合の直接的求核的活性化を活用した(1)アルキン及び(2)電子不足型芳香族化合物の触媒的不斉付加反応の開発、及び(3)その各種生理活性物質合成への応用を目的とする。このうち、平成24年度は(1)アルキンの直接的触媒的不斉付加反応の開発において、典型元素添加による求電子剤活性化の検討を行うこと、及び(2)電子不足型芳香族化合物の触媒的不斉付加反応の予備的検討を行い、本反応が進行可能であることを確認することを目標とした。本年度の検討の結果、以下の内容が明らかとなった。まず、(1)については、トリフルオロピルビン酸由来のイミンに対して種々条件検討を行った結果、通常は困難な四置換炭素構築型直接的触媒的不斉アルキニル化反応の開発に成功した。本反応は室温下またはそれ以下の温度で容易に進行し、プロトン移動のみで目的のアルキニル化体を高い収率及びエナンチオ選択性で与えた。これはイミンに対する四置換炭素構築型直接的触媒的不斉アルキニル化反応の数少ない成功例として非常に意義深い。また、本生成物は(3)の生理活性物質合成における四置換炭素含有アミノ酸誘導体であり、変換反応によりαトリフルオロメチルサリドマイドの短工程高収率合成にも成功した。一方、生理活性物質合成に有用なイサチン由来のケトイミンや、より求電子性の低いベンゾイルギ酸誘導体でも、反応性に改善の余地を残すものの良好な立体選択性にて生成物が得られることを見いだし、典型元素触媒添加による求電子剤活性化を含めた種々の検討を行っている。なお、(2)については、現在までに満足のいく結果を得られていないが、(1)の反応機構解明を行う事で、芳香族化合物の炭素ー水素結合をも活性化できる反応系の開拓を行い、反応が進行する触媒系の確立を目指す予定である。このうち、平成25年度は(1)前年度までの結果を踏まえ、詳細な反応機構の解析および基質適用範囲の拡大を目指した検討、および(2)触媒系の確立を目標に検討を行った。本年度の検討の結果、以下の内容を明らかにした。まず、(1)については、トリフルオロピルビン酸由来のイミンについて、詳細な触媒反応機構解析を行った結果、アセチリド錯体が触媒活性種として機能することを見いだした。この触媒活性種を用いることで、従来より反応時間を1/40程度にまで短縮することができ、より低温での反応も可能とした。さらに、本触媒活性種を活用することで、従来反応性に乏しかった他のケトイミン類についても良好な収率およびエナンチオ選択性にて目的の不斉四置換炭素含有αアミノ酸誘導体を得ることに成功した。以上の結果は、従来不明であった触媒反応機構を明らかにすることにより反応性の大幅な改善を実現した点、および既存の触媒系では困難であった不斉四置換炭素含有αアミノ酸誘導体を効率的に合成する新たな手法を確立した点で興味深い。なお、(2)については種々の検討を行ったものの現在の触媒系では実現が困難であったが、(1)で得られた知見を活用することで今後も実現に向けて検討を続けていく。このうち、平成23年度は(1)アルキンの直接的触媒的不斉付加反応の開発において、典型元素添加による求電子剤活性化の検討を行うこと、及び(2)電子不足型芳香族化合物の触媒的不斉付加反応の予備的検討を行い、本反応が進行可能であることを確認することを目標とした。

本年度の検討の結果、以下の内容が明らかとなった。まず、(1)については、トリフルオロピルビン酸由来のイミンに対して種々条件検討を行った結果、通常は困難な四置換炭素構築型直接的触媒的不斉アルキニル化反応の開発に成功した。本反応は室温下またはそれ以下の温度で容易に進行し、目的のアルキニル化体を高い収率及びエナンチオ選択性で与えた。これはイミンに対する四置換炭素構築型直接的触媒的不斉アルキニル化反応の数少ない成功例として非常に意義深い。また、本生成物は(3)で予定していた生理活性物質合成における四置換炭素含有アミノ酸誘導体である。一方、より求電子性の低いベンゾイルギ酸誘導体では当初予想されたように反応がほとんど進行せず、典型元素触媒添加による求電子剤活性化が必要である事が判明した。現在、上記のイミンのアルキニル化において得られた知見を活用し、より反応活性の高い典型金属触媒の選定を進めている。一方、(2)については、種々の条件を検討したものの、現在までに満足のいく結果を得られていない。しかしながら、(1)のアルキニル化の触媒検討過程において、酢酸アニオンが末端アルキンのみならず芳香族化合物の炭素ー水素結合をも活性化できる事が判明したことから、今後種々のカルボン酸アニオンを有する遷移金属触媒を検討し、反応が進行する触媒系の確立を目指す。本研究では、非活性化型炭素ー水素結合の直接的求核的活性化を活用した(1)アルキン及び(2)電子不足型芳香族化合物の触媒的不斉付加反応の開発、及び(3)その各種生理活性物質合成への応用を目的として研究を行っている。このうち、(1)のアルキンの触媒的不斉付加反応の開発については、現在までにトリフルオロピルビン酸由来のイミンについて、目的のアルキニル化体を高い収率及びエナンチオ選択性にて得る事に成功している。本反応は0°Cから室温の温和な条件下プロトン移動のみで進行し、酸・塩基性条件に不安定な官能基を含む幅広い基質に対して適用可能である。さらに、生理活性物質合成に有用なイサチン由来のケトイミン類や求電子性の低いベンゾイルギ酸誘導体についても、反応が進行する事を確認している。また、(3)については、(1)で得られた生成物の変換により、種々の四置換炭素含有αアミノ酸誘導体の合成に成功している。特に、本手法を用いる事で既知の化合物から4段階、44%収率にてαトリフルオロメチルサリドマイドの合成に成功したのは特筆すべき成果である。一方、(2)については、現在までに満足のいく結果を得られていないものの、(1)の検討から芳香族化合物の炭素ー水素結合を活性化できる条件が示唆された事から、今後の検討によって目的の反応を進行させる事が可能と考える。以上の結果より、現在までの達成度はおおむね順調であると判断した。平成23年度は、(1)アルキンの直接的触媒的不斉付加反応の開発において、典型元素添加による求電子剤活性化の検討を行うこと、および(2)電子不足型芳香族化合物の触媒的不斉付加反応の予備的検討を行い、本反応が進行可能であることを確認することを目標とした。このうち、(1)については、典型元素触媒を添加しなくとも反応が進行する系の確立に成功した。これは当初の目的とは異なるが、イミンに対する四置換炭素構築型直接的触媒的不斉アルキニル化反応の数少ない成功例として非常に意義深い。
ダイナミック256列CTを用いた心筋血流絶対値測定の精度の検証

検出器の幅の広い256列MSCTを用いることにより、心筋全体のダイナミック撮影が可能となった。薬剤(ATP)負荷を併用した心電図同期ダイナミック撮影を行い、得られたデータから時間濃度曲線を作成し、パトラックプロット解析を行うことにより局所心筋血流量の定量評価を行った。得られた結果は他のモダリティーで虚血を示唆された領域と良好な一致を示し、CTを用いた局所心筋血流量の定量化の可能性が示された。虚血性心疾患の日本における罹患率、死亡率は上昇傾向にあり、早期診断及び治療が患者の予後及びQOLに大きなメリットになることは一般に認識されている。臨床では心臓核医学検査が心筋虚血評価の第一選択枝となっているが、実際にはその空間分解能、時間分解能の限界により詳細な検討までは困難なのが現状である。十分な空間分解能や時間分解能を有する検査としては、MRI検査やPET検査があげられるが、これらのモダリティーは施設及び装置が限られる点、十分な患者スループットが得られずルーチン検査の位置づけとなりにくい点などが問題としてあがっている。そこで広く普及するCTを用いた心筋血流イメージングを行うために、心筋全体(8cm)の幅をダイナミックスキャンするプロトコールの開発を行った。まずは、(1)心電図同期を行い収縮期にのみパルスX線を照射することにより静止した心筋のダイナミックイメージ収集が可能であること、(2)被曝量を通常のルーチン検査と同等の10mSvに納める事が可能であること、(3)心筋血流を評価するのに必要な造影剤量が50ccであることなどをファントムを用いて検証した。また、これらのプロトコールに沿って臨床例の撮影を実施、初期5例において良好な画像と解析結果を得ることができた。更に解析結果の精度を検討するため、パトラックプロット解析手法の開発修正を行った。ソフトウエアの開発は大阪大学医学部保健学科教室と共同で行い、30心拍のダイナミックデータをより簡便に精度高く解析できるように修正した。さらに、得られたデータの正当性を比較するために、ATP負荷cardiac MRI及び、ATP負荷心筋シンチ検査の結果と比較検討し、良好な一致を認めることができた。今後はさらに症例数を増やし、最先端核医学検査である半導体検出器を用いた核医学検査との比較を行っていく予定である。心臓CTの特徴はその簡便性や迅速性と冠動脈狭窄評価における高い診断精度にある。一方で冠動脈石灰化症例などの冠動脈狭窄評価不能症例も残っており、今後はさらなる心臓評価対象として、心筋虚血の分野にも応用が期待されている。我々は心筋虚血の評価に、ATP負荷を用いた虚血の定性評価、心位相の違いにより生じる局所心筋血流動態評価などを行い、良好な結果が得られることを報告してきた。現在ではさらなるMSCTの発展により、心筋全体をダイナミック撮影で評価できる256列MSCTや320列MSCTが臨床機として普及している。心筋全体のダイナミック撮影データが得られる様になったことで、心筋の時間濃度曲線の解析が可能となり、心筋血流量の定量化が可能となった。我々はPatlak Prot解析を用いることにより心筋血流量の絶対値を計測する手法を開発した。撮影は連続30心拍で行われ、心電図同期撮影を行うことにより、被曝量の低減を行った。初期検討例10例における平均被曝線量は10.4±1.2mSvとこれまで行われてきた通常の心臓CTと同等であり、許容される範囲内であった。また、得られた心筋血流量から推察される心筋虚血領域の広がりを薬剤負荷心筋シンチ検査や薬剤負荷心臓MRI検査と比較するとその広がりや程度に良好な相関を示した。他のモダリティーを用いた心筋血流評価と比較して、優れている点としては、心筋全体の血流評価が可能な点や空間分解能に優れている点、定量化が可能な点などがあった。薬剤負荷ダイナミック心臓CTを行うことにより、心筋血流量の定量評価とそれによる虚血評価が可能となることが示された。
超臨界二酸化炭素の岩盤内圧入効率の改善と安全性確保に関する研究

火力発電所などから排出されるCO2(二酸化炭素)を分離回収し地中に貯留すれば,有効な地球温暖化対策となるが,そのためには,地中に圧入されたCO2の挙動を調べておく必要がある.本研究ではCO2を花崗岩に圧入して破砕する実験を行った.その結果,CO2は粘度が小さいため,水に比べて分岐の多い3次元的亀裂が広い範囲に造成される傾向が見られた.このことは,シェールガスや高温岩体地熱開発などの亀裂造成にCO2を有効に利用しつつ地中貯留を実現できる可能性を示している火力発電所などから排出されるCO2(二酸化炭素)を分離回収し地中に貯留すれば,有効な地球温暖化対策となるが,そのためには,地中に圧入されたCO2の挙動を調べておく必要がある.本研究ではCO2を花崗岩に圧入して破砕する実験を行った.その結果,CO2は粘度が小さいため,水に比べて分岐の多い3次元的亀裂が広い範囲に造成される傾向が見られた.このことは,シェールガスや高温岩体地熱開発などの亀裂造成にCO2を有効に利用しつつ地中貯留を実現できる可能性を示している地球温暖化の速効的対策であるCO2(二酸化炭素)地中貯留では,大量のCO2を岩盤内に圧入する必要があるが,地下の圧力温度条件ではCO2は水の1/1001/10の小さな粘性を有する超臨界状態になる.研究代表者は,水と水に比べて粘度の大きな油を破砕流体に用いて花崗岩を水圧破砕する実験を行った経験があるが,破砕流体の粘度が小さいと圧入で生じる亀裂は幅が小さく,また亀裂が数多く分岐しながら進展する傾向が見られた.このことは,水より粘性の低い超臨界CO2を岩盤中に圧入すれば水よりも容易に広範函に貯留できるが,同時に遮蔽性を期待するキャップ・ロックに対しては水に比べて漏洩あるいは破壊を生じやすい傾向があることを示唆している.そこで本研究では,花崗岩供試体を用い超臨界CO2による水圧破砕を行ってAEを測定し,研究代表者が以前行った粘度の大きな油や常温の水による水圧破砕実験結果と比較して,超臨界CO2の岩盤内への流入特性を明らかにするとともに,キャップロックの安定性への影響を検討する.さらにCO2貯留層を模擬した堆積岩供試体を用いて同様の実験を行い,現実のCO2地中貯留における大量かつ効率的な圧入の可能性と問題点を明らかにする.平成21年度は,一辺16cmの立方体供試体に3方向からフラット・ジャッキを用いて地下深部の地圧を模擬した拘束圧を加え,かつその状態で供試体中央の円孔から超臨界CO2を高圧で圧入できる実験装置を作製した.CO2の圧入にはシリンジポンプを使用し,また供試体を湯に漬けることで,CO2が超臨界となる温度圧力条件を満足させ,花崗岩供試体を用いて水圧破砕を行うことに成功した.さらに実験時にはAEを測定するなど予備的なデータの取得を行い,平成22年度に目的とする実験を安定して行い,再現性を有する信頼性の高いデータを取得できるめどを得た.二酸化炭素(CO_2)による地球温暖化の緊急避難的な対策として,火力発電所や製鉄所などから排出されるCO_2を分離回収し,地中に貯留するCCS (Carbone dioxide Capture and Storage)技術の利用が挙げられる.安全確実な地中貯留を行うためには,圧入されたCO_2の地中での挙動を把握しておくことが望ましい.CO2が圧入される地下深部においては,その圧力ならびに温度からCO_2は超臨界状態になることが予想されるが,岩盤温度が低い場合には液体状態になる.そこで本研究では,これらの状態のCO_2を用いて岩石の水圧破砕試験を行い,圧入に伴う岩石の亀裂進展や流動特性を把握する実験を行っている.平成22年度は昨年度の予備実験の成果に基づき,一辺17cmの立方体花崗岩に3方向からフラット・ジャッキを用いて地下深部の地圧を模擬した1MPaの拘束圧を加え,かつその状態で供試体中央の円孔から超臨界CO2と液体のCO2を高圧で破砕し圧入する実験に成功した.平成22年度の研究成果をまとめると次の通りである(1)超臨界CO_2と液体CO_2による水圧破砕試験の破砕圧力を比べると,超臨界CO_2による破砕試験の方が破砕圧力が小さい傾向がみられた(2)破砕直前の流体の圧力の上昇速度が液体CO_2に比べ超臨界CO_2の方が小さいことから,超臨界CO_2による破砕では,破砕直前に破砕孔の孔壁から岩石内部に浸透した流体の量が多いのではないかと思われた.(3) AE震源分布とフラクタル次元解析による震源のバラつきの評価により,液体CO_2で破砕した場合は亀裂が平面的に分布するのに対し,超臨界CO_2で破砕した場合は平面から逸脱して細かく分岐して,より立体的に分布する傾向がみられた.以上の結果を踏まえ,今後は拘束圧のより大きな状態で実験を繰り返し,実験結果の再現性を慎重に検討したい.

二酸化炭素(CO2)による地球温暖化の緊急避難的な対策として,火力発電所や製鉄所などから排出されるCO2を分離回収し,地中に貯留する技術の利用が挙げられる.安全確実な地中貯留を行うためには,圧入されたCO2の地中での挙動を把握しておくことが望ましい.CO2が圧入される地下深部においては,その圧力ならびに温度からCO2は超臨界状態になることが予想されるが,岩盤温度が低い場合には液体状態になる.そこで本研究では,これらの状態のCO2を用いて岩石の水圧破砕試験を行い,圧入に伴う岩石の亀裂進展や流動特性を把握する実験を行っている.平成23年度は,一辺17cmの立方体花崗岩に地下深部の地圧を模擬して3方向から6,4,3MPaの拘束圧を加え,その状態で供試体中央の円孔から超臨界CO2,液体CO2,水,粘性の高い油を高圧で圧入して破砕する実験を行った.平成23年度の研究成果をまとめると次の通りである.(1)破砕流体の粘性は超臨界CO2,液体CO2,水,油の順に1オーダーずつ大きくなるが,水圧破砕試験の破砕圧力は粘性が小さいほど小さくなる傾向がみられ,超臨界CO2による破砕圧力は最も小さかった.(2)破砕時にAE (Acoustic Emission)を観測してその震源を決定し,AE震源の空間分布に対して近似平面を求めその平面からの震源の平均距離を求めるとともに,震源分布のフラクタル次元を求めた.その結果,油などの粘性の大きな流体の破砕では亀裂が平面的に分布するのに対し,超臨界CO2などの粘性の小さい流体の破砕では平面から逸脱して細かく分岐してより立体的に分布する傾向がみられた.これらの結果は,超臨界CO2は水などに比べて小さな圧力で岩盤に浸入して広く広がる傾向があり,大量に圧入しやすい半面,予想以上に遠方まで浸透する可能性があり注意を要することを示している.二酸化炭素(CO2)による地球温暖化の緊急避難的な対策として,火力発電所や製鉄所などから排出されるCO2を分離回収し,地中に貯留する方法が考えられている.安全確実な地中貯留を行うためには,圧入されたCO2の地中での挙動を,把握しておくことが望ましい.CO2が圧入される地下深部では,その圧力と温度からCO2は一般に超臨界状態になるが,岩盤温度が低い特殊な場合には液体状態になることもある.そこで本研究では,一辺17cmの立方体花崗岩に地下深部の地圧を模擬して3方向から6,4,3MPaの拘束圧を加え,その状態で供試体中央の円孔から超臨界CO2,液体CO2,水,粘性の高い油を高圧で圧入して破砕する実験を行った.その結果,次の結果が得られた.(1)破砕流体の粘性は超臨界CO2,液体CO2,水,油の順に1オーダーずつ大きくなるが,水圧破砕試験の破砕圧力は粘性が小さいほど小さくなる傾向がみられ,超臨界CO2による破砕圧力は最も小さかった.(2)破砕時にAE(Acoustic Emission)を観測してその震源を決定し,AE震源の空間分布に対して近似平面を求めその平面からの震源の平均距離を求めるとともに,震源分布のフラクタル次元を求めた.その結果,油などの粘性の大きな流体の破砕では亀裂が平面的に分布するのに対し,超臨界CO2などの粘性の小さい流体の破砕では平面から逸脱して細かく分岐してより立体的に分布する傾向がみられた.現実の二酸化炭素の地中貯留では,圧力の調整は圧入流量を調節することにより行うため,平成24年度は流量の違いによる破砕圧力や亀裂状態の変化を検討した.その結果,今年度の室内実験の範囲では,圧入流量は流体の粘性に比べて破砕圧力や亀裂の状態に対する影響が少ないことが分かった.実験は当初の計画以上に進展しており,本研究の成果をさらに発展させるためには,破砕流体の粘性の違いによる亀裂の進展範囲の大きさの違いや,岩盤中に存在する自然の節理や断層面,層理面の影響,などを検討するため,現実の不均質な岩盤で実験を行うことが必要不可欠である.そこでの水圧破砕を計画し,かつ二酸化炭素が容易に超臨界状態になる高温岩盤がある黒部の高温トンネルでの実験を関西電力の協力を得て計画し,科研基盤Aに本研究の最終年度前年度に応募している.24年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞質シャペロニンCCTによる細胞内機能のサポート機構

細胞質シャペロニンCCTは、ヒトを初めとする全ての真核細胞においてタンパク質のフォールディング(折りたたみ)を介助する重要な分子である。CCTは、8種類ものサブユニットを介した非常に複雑で巧みなシャペロン機構を持っていると予想されるが、その詳細については解っていない。そこで、本研究は、RNAi法等により細胞内のCCT機能を低下させた時どういう種類の蛋白質の新生がどのように影響受けるのかや、CCTの持つ基質特異性を明かにすることを目的として解析を行った。我々は、まず、無細胞翻訳系PUREsystemを用いて、細胞質シャペロニンCCTが、インビトロにおいて、βシートに富んだ基質タンパク質を特異的に認識し、その凝集を抑えることを見いだした。さらに詳細な解析から、CCTは、大腸菌ホモローグであるGroELとは異なる基質モチーフすなわち疎水性βストランドを特異的に認識し、基質タンパク質のプロダクティブ・フォールディングを促進する分子シャペロンであると考えられた。さらに、細胞内においても、RNAi法によるノックダウンや、強制発現の実験系を用いることより、CCTには、βシートを介して凝集することが知られているポリグルタミンの凝集と毒性を抑制する効果があることをも見出した。この時、CCTは、凝集初期の小さな可溶性凝集体に作用するものと考えられた。よって、CCTには、疎水性βシートのような凝集しやすいタンパク質フォールディング中間体に作用して、その凝集を防ぐことによりフォールディングを介助すると共に、凝集タンパク質が示す細胞毒性を阻止することにより細胞を保護する働きがあるものと考えられる。そこで、本研究は、RNAi法等により細胞内のCCT機能を低下させた時どういう種類の蛋白質の新生がどのように影響受けるのかや、各サブユニットがどのような基質と結合するのかの解析により、CCTの持つ基質特異性を明らかにすることを目的とする。そこで、ほ乳類細胞内のCCTに関しても、同様の働きを示すのかについて、βシートを介して凝集するポリグルタミンをモデル基質として解析を行った。CCTのサブユニットをRNAi法によりノックダウンするとポリグルタミンの凝集が促進された。この時、蛍光相関分光法により、ポリグルタミン-GFPの凝集状態を解析したところ、可溶性の小さなポリグルタミン凝集体の形成が認められた。逆に、全サブユニットを過剰発現により細胞内のCCT量を増加させると、ポリグルタミンの凝集が抑制された。このCCT量の増強は神経細胞死をも抑制した。CCTの過剰発現が神経細胞死を抑制するという今回の研究で得られた成果は、分子シャペロンによる神経変性疾患の治療の可能性をも示唆している。そこで、本研究は、CCTの持つ基質特異性や、CCTによる基質タンパク質フォールディング介助のメカニズムを明らかにすることを目的とした。昨年度までの研究により、CCTが、インビトロの実験系において、疎水的βシートを強く認識することを見出した。

さらに、細胞内においても、RNAi法によるノックダウンや、強制発現の実験系を用いることより、CCTには、βシートを介して凝集することが知られているポリグルタミンの凝集と毒性を抑制する効果があることをも見出した。そこで、本年度は、PURE SYSTEMにCCTを加えたインビトロ翻訳系を用いて、モデルタンパク質のフォールディングを、CCTと共に促進する共役因子の同定を試みた。まず、ウシ精巣抽出物を、この系に加えると基質タンパク質の可溶性が非常に高まることがわかった。また、この効果は、ウサギ網状赤血球抽出物のそれに比べて、遥かに高かった。そこで、ウシ精巣抽出物を生化学的に分画し、その活性を調べたところ、複数の画分において、基質タンパク質の可溶化を促進したり、フォールディングを促進したりする活性が認められた。これらの画分中にCCTと共役してフォールディングを促進する因子が複数含まれているものと考えられるので、これらの画分に含まれるタンパク質をマススペクトル分析等を用いて解析することにより、CCT共役フォールディング促進因子が同定できるものと考えられる。
光第二高調波発生法による超伝導体表面の研究

本研究の目的は、光第二高調波発生(SHG)をはじめとする非線形な光学応答を超伝導体について観測し、そこに含まれている超電導体の表面物性に関する情報、統計物性的情報、および,量子力学的情報を引き出そうというところにがある。この目的に従い以下の成果を挙げた。1)申請書に記した計画に従い、微弱でしかも試料形状の理由で拡がって散乱するSH光を効率よく集めるための集光系を設計製作し、また試料を冷却しながらの長時間の測定に耐えうるような、自動計測、自動昇温システムを整備した。2)第二種超電導体Nb_3Snについて光第二高調波発生の観測を試みた。光第二高調波発生は弱く、多光子励起発光が支配的であることがわかった。多光子励起発光による光も、本研究の目的に類似の情報を含むと考えられるので、その観測を行なった。超伝導状態のNb_3Snの多光子励起発光は2.3eVに強度ピークを持つ。このピーク位置はNb_3Snのフェルミ準位とNbの4dバンドの組み合わせ状態密度のピークと一致するので、発光の起源は伝導体電子とNbの4dバンドのホールの再結合と考えられる。また2.3eVにおける多光子励起発光強度を温度の関数として測定すると、超伝導転移点でするどいデイップと発光強度の変化が観測された。デイップは転移温度における超伝導ドメインのパーコレーションにより起こった光学吸収によるものと考えられる。発光強度の転移点以下の増大は、光学遷移モーメントの変化と考えた。4)超伝導体のドメイン構造の観察のためのSHG顕微鏡を構築し現在その性能チェックを行なっている。
無機材料の構造制御プロセスの探索

先端科学技術の発展には、新素材の創製が必要な鍵となっており、その成果が、今後の科学技術の先導的な役割を果たすものと期待されている。無機材料の機能は、材料を構成する物質の科学組成、結晶構造のみでなく、粒界・表面を含む微細構造に強く依存する。最近、特に、高機能化と材料の信頼性向上のために、新しい構造制御プロセスの研究が緊要となっている。本研究は、従来の合成プロセスを発展させるとともに、新規な構造制御プロセスを探索し、材料のナノ及びミクロ構造の解明と、材料創製の反応諸過程を明らかにすることによって、in-situでの構造制御プロセスの基盤を確立することを目的としている。固相が関与した構造制御プロセスでは、固気反応制御による窒化ケイ素粉末の形態制御、ナノ粒子の焼結組織制御法を提唱するとともに、多面体配位を考慮した蛍光体の合成を可能とした。液相を関与させた反応制御によって、ガスセンサの複合組織化、クラスレート化によるケージ構造の創製、粒子の表面活性化、結晶中でのイオン分配制御と機能化、ナノセラミックスドープ化によるアップコンバージョン、微構造制御による超撥水性の発現、FGM化、発光機能付与、チャンネルパターン創製、低温形状付与など大きな成果が出ている。また、気相関与法では、複合多層膜の微構造制御因子の研究と構造評価に大きな進展がみられた。これらの成果は、今後の新たな材料創製プロセスの基盤となることが期待される。先端科学技術の発展には、新素材の創製が重要な鍵となっており、その研究成果が先端的役割を果たすものと期待されている。無機材料の機能は、材料を構成する物質の化学組成、結晶構造ばかりでなく、微構造に強く依存する。特に、粒子の形状、配向やハイブリッド化に係わる新しい微構造の制御プロセスの研究が緊要とされている。本研究は、初年度として、従来の合成プロセスを発展させるとともに、新規な構造制御プロセスを探索し、材料のナノ及びミクロ構造の解明と材料創製の反応諸過程を明らかにすることを目的として、研究を行ってきた。固相が関与した構造制御プロセスでは、結晶構造をもとにしたナノレベルからの微構造制御及び新物質プロセスの探索の指針となる成果が出てきた。例えば、衝撃波を用いる極限環境下での相転移凍結相のプロセスや、濃度消光を抑えるために結晶構造中における多面体配位を考慮したポリタンタル酸塩を基とした蛍光体創製のための構造制御などの基本プロセスとなろう。液相が関与する系においては、基質とのヘテロ構造制御による機能性配向膜のプロセシング、層状結晶を基とした新規な層状ポリシランの合成さらにガラス中での微結晶の析出と付活イオンによる局所構造を制御したアップコンバージョン特性の発現は、原子レベルからメソレベルまでの構造制御の指針となろう。また、気相を介した反応においては、原子及び単位格子単位での無機材料の創製が可能となりうる示唆的な成果が得られた。先端科学技術の発展には、新素材の創製が重要な鍵となっており、その成果が、今後の科学技術の先導的な役割を果たすものと期待されている。無機材料の機能は、材料を構成する物質の化学組成、結晶構造のみでなく、粒界・表面を含む微細構造に強く依存する。本研究は、従来の合成プロセスをはってんさせるとともに、新規な構造制御プロセスを探索し、材料のナノ及びミクロ構造の解明と、材料創製の反応諸過程を明らかにすることによって、in-situでの構造制御プロセスの基盤を確立することを目的としている。

液相を関与させた反応制御によって、ガスセンサの複合組織化、クラスレート化によるケージ構造の創製、粒子の表面活性化、結晶中でのイオン分配制御と機能化、ナノセラミックスドープ化によるアップコンバージョン、微構造制御による超撥水性の発現、FGM化、発光機能付与、チャンネルパターン創製、低温形状付与など大きな成果が出ている。また、気相関与法では、複合多層膜の微構造制御因子の研究と構造評価に大きな進展がみられた。これらの成果は、今後の新たな材料創製プロセスの基盤となることが期待される。
Na^+/K^+-ATPase分子の解離・会合反応とポンプ機能

1.E_2-Pのオリゴマー構造-831300mMNaCl濃度範囲で、可溶化Na^+/K^+-ATPase(以下E)をATPでリン酸化した。生成されたリン酸化中間体(E-P)のADP感受性を測定して、E_1とE_2のコンホメーション状態の量比を測定した。83mM NaCl存在下では、95%がE_2型(5%がE_1型)で、NaCl濃度増大と共にE_2型が減少し、E_1型が増大した。1300mM NaCl存在下では、E_2型が7%でE_1型が93%となった。Eの2量体((alphabeta)_2-ダイプロトマー、D)と単量体(alphabeta-プロトマー、P)の量比(D/P)は、最小NaCl濃度でD/P=64/26(%)で、最大NaCl濃度で16/72(%)となった。従つて、これらの結果からE_2(-P)型ではD構造、E_1(-P)型ではP構造をとると結論した。2.可溶化FITC-EのE_1/E_2状態とD/Pオリゴマー構造の対応関係-可溶化FITC-EをTSKgel G3000SW_<XL>カラムでHPLCすることにより、DとPに分離した。その際、直列に並べた紫外(280nm)吸光度計と螢光光度計でモニターした。DとPについて単位吸光度(A)あたりの螢光強度(F)を比較すると、DについてF/Aを1.0に規格化すると、Pについては1.3であった。この結果は、DはE_2-コンホメーション状態に対応し、PはE_1状態に対応することを示した。これは、1.の結論と一致した。3.コンホメーション変化と分子量変化の速度定数の測定-可溶化FITC-Eを0.1M NaCl存在下でゲルクロマトグラフィーし、DとPの構造体に分離した。このP構造体溶液と0.1M KCl溶液を、ストツプトフローレーザー光散乱・螢光計を用いて、迅速混合した(コンホメーション状態はE_1→E_2に変化する筈)。Arレーザー光の入射方向に直角においたフォトマルで、散乱光と螢光の強度を測定した。しかし、溶液中に気泡が発生し、信頼できるデーターは得られなかった。今後、気泡を消す工夫を行い、測定をすすめる予定である。
タップの破壊を見て体験できる仕上げ実習製作品の開発

1.研究目的及び手順申請者は、学生の仕上げ実習における製作意欲向上と課外活動での応用力向上を目的に「タップの破壊」を体験し目で見られる教材の開発をおこなった。研究は次の3段階の手順で進めた。(1)事前試験・教材とテキストの設計・材料発注(2015年47月)(2)教材試作・模擬実習・改良(711月)(3)実施結果のとりまとめ・成果発表(11月2016年3月)2.成果事前試験では、アクリル素材をM2/M3先タップでねじ切りしタップが実際に破壊するかを調査した。その結果、M2は比較的簡単に折れるが、M3は素材側の強度が負けて破壊しづらいことが分かった。教材及びテキスト設計では、タップの見やすさと事前試験結果・作業難易度を考慮し3度、設計を見直した。模擬実習は、7月30/31日の2日間、ロボコン活動に携わる1学年生4名の協力を得て実施した。ただし、今回実施のカリキュラムは学生の時間確保の都合上、「穴あけ・ねじ切り・タップ破壊体験」のみとなった。実習時間について工程ごとの所要時間を計測した結果、全学生で穴あけ: 1時間1時間10分、タップ立て・破壊: 4055分、組立・検査: 510分の合計135分以内に収まり、時間上は現在の内容と代替可能なことが確認できた。完成品に関しては、一部学生において加工時、アクリルが割れたり下穴位置がずれたり等の不良が発生した。難易度設定・ザグリの必要性・工具選定に再検討の余地があることが分かった。また、タップが想定通りに破壊できない事例も発生し、タップ径や応力のくわえ方を考慮すること・全カリキュラムでの模擬実習による検証実施が今後の課題となった。得られた成果は、2016年3月9日実施の「第7回高専技術教育研究発表会」(木更津工業高等専門学校主催)にて、口頭発表形式による外部発表を行った。
大都市住民のコミュニティ意識とまちづくり活動への参加に関する応用社会心理学的研究

研究最終年度である本年度の研究では、当初の研究実施計画通り、大都市住民のコミュニティ意識を把握するための本調査を実施した。具体的には、2006年10月に人口約150万人の京都市に在住する2069歳までの男女を対象に郵送調査法で調査を行った。調査の標本は、住民基本台帳に基づき、性別(2区分:男・女)・年齢(5区分:20代・30代・40代・50代・60代)による層化無作為抽出された男性250サンプル・女性225サンプルであり、回収率は、男性66.4%(N=166)・女性74.2%(N=167)であった。本研究の調査で用いたコミュニティ意識尺度は、人々のコミュニティへの意識を、連帯・積極性:積極的にみんなと協力しながら地域のために活動する意志があるか、自己決定性:地域をよくするためには住民自らが決定権を持つことが重要であるかと考えているか、愛着性:地域への誇りや愛着を持っているか、他者依頼性:行政や他の熱心な人に地域の問題への取り組みを任せておきたいと考えているか、という4次元から測定するものである。調査データについて因子分析法により検討した結果、尺度の再検査信頼性は基本的に確認された。その後の分析では、住居形態(一戸建て持ち家・賃貸賃貸マンション等)・居住地域(都心部・周辺部)によって、コミュニティ意識の各次元において違いがあることが見出された。ただし全体的な結果としては、京都市民の間では大都市に居住しているといえども、伝統的なコミュニティ意識がある程度残存しており、自発的なまちづくり活動への積極性につながっていることが示された。研究初年度である本年度の研究では、当初の研究実施計画通り、来年度実施予定である、大都市住民のコミュニティ意識を把握するための本調査に向けて、コミュニティ意識尺度の改訂作業を行った。本研究で用いるコミュニティ意識尺度は、人々のコミュニティへの意識を、連帯・積極性:積極的にみんなと協力しながら地域のために活動する意志があるか、自己決定性:地域をよくするためには住民自らが決定権を持つことが重要であるかと考えているか、愛着性:地域への誇りや愛着を持っているか、他者依頼性:行政や他の熱心な人に地域の問題への取り組みを任せておきたいと考えているか、という4次元から測定するものであるが、その尺度の信頼性について調査を行い検討した。調査は、2005年7月末時点において、長崎県西彼杵郡長与町に在住する、特定非営利活動法人にんじんネット協議会の全会員354名を対象として、無記名式の質問紙調査により郵送法で実施した。調査票の有効回収数は156票、有効回収率は44.1%であった。調査データについて因子分析法により検討した結果、尺度の信頼性は基本的に確認された。なお、にんじんネット会員と先行研究(石盛,2004b)における一般の長与町民のコミュニティ意識の4次元の各得点を比較した結果、他者依頼において、統計学的に有意に、にんじんネット会員の他者依頼得点が低かった。つまり、にんじんネット会員の方が、地域の問題への取り組みを:行政や他の熱心な人に任せておきたいと考えていないという結果であった。それ以外の次元では有意差がみられなかったが、自己決定に関しては、一般の長与町民も、住民自らが決定権を持つことの重要性を認めていたことも踏まえて考察すると、にんじんネット会員は地域活動への活動に参加する潜在的な力を秘めているといえる結果であった。
味覚嫌悪学習と嗅覚嫌悪学習の脳機序、特に扁桃体の役割についての研究

味覚嫌悪学習の獲得および想起過程における扁桃体の機能を,c-fos mRNAの発現を指標として調べた.c-fosは他の遺伝子の発現を調節する転写調節因子の一つである.また神経細胞が興奮した直後に発現する遺伝子である最初期遺伝子の一つである.従って,学習・記憶によって活動する脳部位を同定し,その機能を調べることができる.先行研究により,味覚嫌悪学習には扁桃体,結合腕傍核,孤束核などが関与することが知られている.しかし,学習の獲得過程や想起過程においてこれらの部位の活動が経時的にどのように変化するかはわかっていなかった.そこで発現・分解のtime courseが短いmRNAをターゲットとして,in situ hybridization法とRT-PCR法を用いて,c-fos mRNAの発現部位と発現量の変化について検討した.獲得過程in situ hybridization法の結果,条件づけの30分後から60分後にかけて扁桃体(中心核),結合腕傍核,孤束核のいづれの部位においてもc-fos mRNAの発現量が有意に増加し,240分後までには消失した.RT-PCR法では,扁桃体のみについて検討を行った.その結果,in situ hybridization法と同様の結果が得られたが,増加量はそれほど大きくなかった.想起過程in situ hybridization法の結果,扁桃体(基底外側核)において発現が見られたが,発現量はあまり多くなかった.一方,結合腕傍核や孤束核では目立った発現は見られなかった.今年度は味覚嫌悪学習における扁桃体の役割を明らかにするために、学習の獲得過程における扁桃体ニューロンの活性化をc-fos遺伝子の発現を標識として調べた。【行勒実験】ラットに甘味溶液を呈示した後に内臓不快感を引き起こす塩化リチウムを呈示して味覚嫌悪学習を獲得させ、その後15分、30分、60分、120分、240分、480分、12時間、24時間後に断頭して脳を摘出した。扁桃体におけるc-fos mRNAの発現を調べるためにNorthern blotting法を行った。その結果、c-fos mRNAの発現を検出することができなかった。この結果の原因の1つとしてc-fos mRNAの含有量が少ないことが考えられたため、微量のmRNAでも検出することが可能なin situ hybridization法を行った。ラット脳を14μmの切片にスライスし、in situ hybridization法を行った。その結果、扁桃体中心核において条件づけ15分後にはすでにc-fos mRNAが発現し、30分後に発現量がピークを迎え、120分後にはほとんど消失することが明らかとなった。先行研究で味覚嫌悪学習への獲得が示唆されている扁桃体基底外側核ではほとんど発現は見られなかった。現在は同様の方法で延髄弧束核、橋結合腕傍核におけるc-fos mRNAの発現を調べている。味覚嫌悪学習の獲得および想起過程における扁桃体の機能を,c-fos mRNAの発現を指標として調べた.c-fosは他の遺伝子の発現を調節する転写調節因子の一つである.また神経細胞が興奮した直後に発現する遺伝子である最初期遺伝子の一つである.従って,学習・記憶によって活動する脳部位を同定し,その機能を調べることができる.先行研究により,味覚嫌悪学習には扁桃体,結合腕傍核,孤束核などが関与することが知られている.しかし,学習の獲得過程や想起過程においてこれらの部位の活動が経時的にどのように変化するかはわかっていなかった.そこで発現・分解のtime courseが短いmRNAをターゲットとして,in situ hybridization法とRT-PCR法を用いて,c-fos mRNAの発現部位と発現量の変化について検討した.獲得過程in situ hybridization法の結果,条件づけの30分後から60分後にかけて扁桃体(中心核),結合腕傍核,孤束核のいづれの部位においてもc-fos mRNAの発現量が有意に増加し,240分後までには消失した.RT-PCR法では,扁桃体のみについて検討を行った.その結果,in situ hybridization法と同様の結果が得られたが,増加量はそれほど大きくなかった.想起過程in situ hybridization法の結果,扁桃体(基底外側核)において発現が見られたが,発現量はあまり多くなかった.一方,結合腕傍核や孤束核では目立った発現は見られなかった.
時間予測判断を行うための神経ネットークモデルの構築

申請者が提案した新統計測度「局所変動係数Lv」によって,神経発火時系列パターンからそのスパイクを発生した細胞の特性を分類できることがわかった(Neural Computation 2003).さらにその後の研究によって,その情報が細胞の置かれた細胞層などに関する情報を含んでいることが明らかになった.これらの成果を受けて本研究では,まず経験ベイズ法などの現代的な統計手法を用いて「局所変動係数Lv」を上回る精度を有するデータ解析ツールの開発を行う.次に,このデータ解析ツールを使い,動物に待ち時間課題を学習させた実験データに適用し,実験データと比較検討できるような,時間を神経細胞活動のダイナミックスとして表現する理論モデルを提案する.これまでに実験データの提供を受けた領野は前頭連合野,補足運動野,前補足運動野,帯状回などであり,このうち補足運動野,前補足運動野,帯状回の細胞は,明瞭に2種類の発火特性を有する細胞群に分類できることがわかった.側頭葉の神経発火データの解析から,2種の神経細胞群は大脳皮質内のII-III層とV-VI層に偏在することが明らかになった(J.Neurophysiol.2005).またこれらのLv値は領野に応じて大きく異なっていることも明らかになった.スパイク統計性の違いをさらに系統的に調べるため,現代的な統計手法である経験ベイズ法に基づいた統計解析ツールを開発することに成功した(J.Physics A 2005).待ち時間課題については実験が進行中であり,実験データを待って理論考察を行う予定である.申請者が提案した新統計測度「局所変動係数Lv」によって,神経発火時系列パターンからそのスパイクを発生した細胞の特性を分類できることがわかった(Neural Computation 2003).さらにその後の研究によって,その情報が細胞の置かれた細胞層などに関する情報を含んでいることが明らかになった.これらの成果を受けて本研究では,まず経験ベイズ法などの現代的な統計手法を用いて「局所変動係数Lv」を上回る精度を有するデータ解析ツールの開発を行う.次に,このデータ解析ツールを使い,動物に待ち時間課題を学習させた実験データに適用し,実験データと比較検討できるような,時間を神経細胞活動のダイナミックスとして表現する理論モデルを提案する.これまでに実験データの提供を受けた領野は前頭連合野,補足運動野,前補足運動野,帯状回などであり,このうち補足運動野,前補足運動野,帯状回の細胞は,明瞭に2種類の発火特性を有する細胞群に分類できることがわかった.側頭葉の神経発火データの解析から,2種の神経細胞群は大脳皮質内のII-III層とV-VI層に偏在することが明らかになった(J.Neurophysiol.2005).またこれらのLv値は領野に応じて大きく異なっていることも明らかになった.スパイク統計性の違いをさらに系統的に調べるため,現代的な統計手法である経験ベイズ法に基づいた統計解析ツールを開発することに成功した(J.Physics A 2005).待ち時間課題については実験が進行中であり,実験データを待って理論考察を行う予定である.