hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農業用ITに資するフレキシブル分光感度センサの開発

本研究は、次世代農業用IT技術に貢献する「大面積かつフレキシブルなシート型の分光センサシステム(光による環境センサ)」を印刷技術で実現することを目的とし取り組んだ。本センサシートは1.印刷により作製した大面積有機トランジスタ駆動回路、2.バルクヘテロ接合型有機PN接合(フォトディテクタ)アレイ、3.有機発光ダイオード(LED)アレイ、4.光バンドパスフィルタの4層の機能性フィルムの積層により構成し、これをプラスティックシート)の上に作製する取り組みである。将来的に「植物の水ストレス」、「土壌のミネラル成分」の情報を大面積かつリアルタイムで検出することを目標に、この基盤技術の研究開発を行った。フレキシブル分光センサシステムの試作(27年度)取り組みの要旨プラスティックシート上に分光センサシステムの要素技術であるトランジスタ、受光素子、発光素子を印刷技術を用いて実装し、試作を行った。初年度は、有機トランジスタのチャネル長を実績のある50ミクロンで作製し、駆動電圧を60V以下、空間分解能5mmを数値目標に有機半導体材料の選定、構造の最適化を進めてきた。《LEDアレイ、フォトディテクタアレイの試作と集積化、ノイズフィルタリング技術の検討》本研究では、印刷技術(インクジェットとスクリーン印刷)とフィルム加工技術を駆使して、LED駆動用の2トランジスタ1キャパシタ構成の有機トランジスタアクティブマトリックスを作製し、塗布型LED発光素子と集積化することでアクティブマトリックスLEDアレイの作製を行ってきた。ピクセル一つあたりの大きさは、5mm角として、この中に、二つの有機薄膜トランジスタと、一つのキャパシタを作製した。当初、60Vまでの駆動電圧を想定したが、ゲート絶縁膜成膜前の表面改質処理技術を開発し、これを持ちいることで高品質かつ薄膜の絶縁膜を作製することができた。具体的には10V以下までの駆動が可能になり、歩留まり高く、LED駆動用のドライバー回路を作製した。LEDの開発においては、比較的大気安定とされるフッ素系高分子発光材料、低分子系発光材料を選定し、フレキシブル受光素子、発光素子の作製を行った。これを有機TFT駆動素子と集積化することで、動作することを確認した。ただし、大気中での駆動時に発光が不安定となることから、封止膜の選定をさらに進めることが必要であり、これを平成28年度に進めていくこととした。当初の目的どおり、5mm角に印刷技術を用いて、2トランジスタ1キャパシタ構造のLED制御用回路、受光素子からの読み出し駆動回路を印刷で作製することに成功している。さらに光の波長を選びだし、光学的なノイズを除去するためのバンドパスフィルタを作成予定であったが、これは取得したデータの信号処理によりノイズ除去できることを見出した。そのため、結果的にはバンドパスフィルタを作製することなく、当初の目的を達することができたので、おおむね順調に進展していると評価する。本研究は、農業管理に貢献する「大面積かつフレキシブルなシート型の分光センサシステム(光による環境センサ)を印刷技術で実現することを目的」とし取り組んできた。この分光センサシートは1.印刷により作製した大面積有機トランジスタ駆動回路、2.バルクヘテロ接合型有機PN接合(フォトディテクタ)アレイ、3.有機発光ダイオード(LED)アレイ、4.フレキシブル光バンドパスフィルタの4層の機能性フィルムの積層により構成し、これを大面積プラスティックシート(50×50 cm2)の上に作製する取り組みである。将来的に「植物の水ストレス」、「土壌のミネラル成分(窒素、リン、カリウム、カルシウム)」の情報を大面積かつリアルタイムで検出することを目標に、この基盤技術研究開発を行ってきた。昨年度(平成27年度)までに各要素技術に関する開発を行い、この集積化手法について検討を進めてきた。今年度(平成28年度)は、このフレキシブル分光センサシステムの有用性の実証を中心に研究開発を進めることが出来た。今年度の研究概要:分光センサシートを用いて葉表面の分光分析を行うことで、水ストレスと計測の結果の相関を評価する取り組みを行った。さらに、イオン識別性分子シートとこの分光センサシートを集積化することで、土壌に含まれるミネラル成分の計測可能性を示す取り組みを進めた。葉表面にある植物のタンパク質は、水分摂取量により近赤外光の吸光度が変化する。すなわち、近赤外分光することで植物の受けている水ストレスを知ることができるとされている。そのため有機近赤外LEDおよび有機光センサによる分光システムを構築し、この水ストレス計測が可能であるかについて評価を進めた。さらにイオン識別性シートを作製する取り組みを行い、これを本研究開発で取り組んできたシステムと集積化する取り組みを進めてきた。上記の通り、有機発光素子、および受光素子を大気環境下で連続駆動した際に、動作の不安定性が見られた。これは素子に含まれているn型有機半導体の酸化による影響と考えらる。

今後、企業の協力(薄膜ガラスメーカー)を得て、フレキシブル封止膜を導入し、これを早期に克服する。実際に、すでに材料を入手しており、これを集積化する取り組みを行っている。この封止膜による大気中での安定動作を確認したのちは、当初目標である「フレキシブル分光センサシステムの有用性の実証」を行う。具体的には《葉表面における近赤外波長域での分光分析》および《分光センサを集積化した土壌内ミネラル成分の計測》など、農業分野で必要とされる計測に資するデバイスの最適化、長寿命化、そしてその実証試験へと進めていく。電子デバイス当初の計画より研究が順調に進み、必要と思われていた消耗品の購入がなくなった為消耗品に使用予定
環境発がん物質の遺伝子変異特性

(1)加熱食品中に含まれる発がん物質、2-アミノ-1-メチル-6-フェニルイミダゾ[4,5-b]ピリジン(PhIP)および2-アミノ-3-メチルイミダゾ[4,5-f]キノリン(IQ)で誘発した大腸がんではApc遺伝子に変異のないもの全てにβ-カテニン(Ctnnb1)遺伝子変異が存在し、ラット大腸がんではヒトと同様にWntシグナル伝達系が重要な役割をはたしていることを明らかにした。(2)PhIP誘発ラット乳がんではCtnnb1遺伝子変異は誘発されていないことを明らかにした。Minマウスでは乳がんが正常マウスに比べ高頻度に誘発されること、Wntがマウスウィルス性乳がんに関与している点からも興味深い知見である。(3)PhIPの誘発する突然変異のスペクトルをラット大腸およびマウス大腸のlacI遺伝子、チャイニーズハムスター線維芽細胞およびヒトリンパ芽球細胞におけるHprt遺伝子、ヒト線維芽細胞におけるsupF遺伝子変異を用いて検討した結果、PhIPの誘発する突然変異の10%がGGGAからGの欠損であると仮定する事が出来ることがわかった。一方ヒト腫瘍におけるp53突然変異7,400例中22例(0.3%)にGGGAからGの欠失があった。即ちp53突然変異陽性細胞の3%はPhIPによると算出できることがわかった。
知的障害者のダイレクト・ペイメントに関する国際比較研究

知的障害者のダイレクト・ペイメントについて、英国を中心に、カナダ、スウェーデンで調査を実施した。本人が自分の生きかたを選択、決定するという理念を実現する一方法としてのダイレクト・ペイメント(支援のための経費を直接、本人に賦与する)は、知的障害者を対象とした場合、1.本人のニーズや生き方を聴き取ることの問題2.聴き取りを行った後の現金給付の管理およびパーソナル・アシスタント等の支援者雇用、社会資源の開発等について、今後、一層の実践、研究による改善が必要である。研究目的は、1.知的障害者のダイレクト・ペイメントを可能にする支援システム2.利用する知的障害者の生活の変化3.福祉制度・政策に及ぼす影響について、スウェーデン、英国、カナダとの比較研究を行い、日本の知的障害福祉への新たな政策を提言することである。24年度は、研究分担者島田がカナダで実地調査を行った。スウェーデン、英国の実地調査は大学業務、調査者との連携および調査内容の運用を重視した計画変更のため25年度に行うこととした。島田は、2013年3月13日3月18日にかけてバンクーバーでCommunity Living British Columbia(CLBC)のセンター、ビクトリアで同CenterのVictoria支所を訪れ、Quality service InitiativeのマネージャーAndrea Baker氏等にあらかじめ送付した質問書の8領域の項目についてヒアリング調査を実施した。また、日本において、重度訪問介護制度、他人介護料等の制度を用いてダイレクト・ペイメント制度に近似した本人主体理念による地域社会参加を行っている重度の知的障害者の事例を分析した。CLBCのダイレクト・ペイメントの支援は、Person-Centeredによる研修を受けたCLBC所属のファシリテーターによって行われる。ファシリテーターが実施の際に、クライアント(利用者)との信頼関係をどのように築くか、ということがニーズを過度な要求、使途変更などの多様な不正防止とつながる、等の議論が行われた。Community Livingは、1960年代に知的障害者の脱施設化をカナダ全土で興し、世界的にも注目された親の活動団体である。ダイレクト・ペイメントの実施主体を政府、利用者団体、サービス提供団体、いずれにするかでその後の活動が影響されることを改めて認識した。研究目的は1.知的障害者のダイレクト・ペイメントを可能にする支援システム2.利用する知的障害者の生活の変化3.福祉制度・政策に及ぼす影響の三点についてスウェーデン、英国、カナダとの比較研究を行い、日本の知的障害福祉への新たな政策を提言することである。25年度は、渡辺が英国で、薬師寺がスウェーデンで実地調査を行った。カナダは23年度渡辺,24年度島田が調査を実施している。英国政府は、法律で個人ニーズに応じたサービス予算(personal funding)を採用し、知的障害者からダイレクト・ペイメントの申請があった場合、実施主体である地方自治体は必ず受理することに決められている。25年度は、グロウセスター州で政府関係者および障害者と面接を行い、知的障害者の家族、親族、友人、知人が法人等の団体から派遣されるコーディネーターと一緒に地域社会の人々とともに活動している事例を見聞した。また、英国で最も多くのサークル・オブ・フレンズを有し、そのコーディネーターを多く擁しているCircles Networkの事務局長Mandy Neville氏と今後の方向について論議した。スウェーデンでは、ルレア、ベクショーで当事者や行政関係者と面接を行った。英国の場合については美作大学地域生活科学研究所所報第10号(2013年)で、1.英国のダイレクト・ペイメントの現況2.パーソナル・バジットの導入で障害者の生活はよくなったか3.地方自治体におけるパーソナル・バジット、ダイレクト・ペイメントの情報提供と障害者の生活4.パーソナル・バジット、ダイレクト・ペイメントについての情報提供と一人一人への予算配分の仕組みの不透明性5.パーソナル・バジット、ダイレクト・ペイメント導入についての費用対効果の問題6.ダイレクト・ペイメントで与えられた経費を管理・運営することの問題として、詳しく報告した。23年度は、上記の3点について、欧米諸国の文献を調べ、海外3カ国の実地調査を行う計画であった。しかし、文献等への費用が予定を超え、海外の実地調査は研究代表者、渡辺が9月10日から9月27日にかけてカナダでヨーク大学教授マルシャ・リオー(元カナダ国立知的障害研究所長)、障害児の父親であり大学講師などを務めているジョン・ロード(メールのみ)、サンドラ・カーペンター(トロント自立生活センター施設長)、ヨナ・フリッシュマン(オンタリオ州個別支給individual funding連合会)、スーザン・ベヤーニ(重度障害者の親、社会変革センターPLAN)から情報を得た。現状、問題、今後の研究について下記のような知見が得られた。1.自分が望むような活動、生き方をするためにといダイレクト・ペイメントの基本理念を重視する。

2.ダイレクト・ペイメントは身体障害者の自立生活運動を中心に進められてきた経緯があり、知的障害者の利用率は、低く、その増加率も低い。3.利用率低迷の理由は、知的障害者にわかりやすく情報が伝えられていない、知的障害者がダイレクト・ペイメントの意味をわかり同意して契約することや金銭出納簿などのダイレクト・ペイメント全体の管理ができないこと等である。4.ダイレクト・ペイメントは、知的障害のために「できないこと」をさまざまな家族、友人、当事者団体、サービス提供団体等が支援組織を作って行われている。5.これらの支援は、継続して行われること、日常的にいつでも支援が可能なことが重要である。1.知的障害者のダイレクト・ペイメントについて、23年度、トロント自立生活センター所長、社会変革センターPLANでの理事(重度知的障害者の親)、オンタリオ州個別支給(individualized funding)連合会の理事、24年度、Community Living British Columbia(親の立場で現在ダイレクト・ペイメントを進めている)の調査により、カナダでの現状や今後の方向性などが明らかになった。2.知的障害者のダイレクト・ペイメントが利用されない理由の背景について、24年度は、日本に焦点をあてて検討した。身体障害者を中心に進められている重度訪問介護制度、他人介護料等の制度は、ダイレクト・ペイメントによる福祉サービスに最も近い。この制度によって社会参加を行っている重度の知的障害者の事例とその活動の分析を行った。これらの事例は、極めて例外的なものであるが、その活動内容には、将来ダイレクト・ペイメントの制度を重度の知的障害者に適用しようとする場合の諸問題が含まれている。例えば、支援者と本人が自治体に申請する最初の段階で、いずれの自治体からも、言葉を理解しない知的障害者が「地域で生活したい」と望んでいることがどうしてわかるのか、入所施設で生活した方がいいのではないか、と言われている。このようなダイレクト・ペイメントを主張する人々と現実との大きな落差に対して、支援者は、重度の知的障害者が自分の希望、要望を伝えるためのコミュニケーションの方法、その学習経過、あるいは社会参加している本人の変化などを具体的な行動の内容や回数を記録し、自治体を説得することから活動をはじめてきた。支援者が行っている本人の要望の具体的な行動による聞き方、地域社会での支援のあり方、地域社会の人々との接触方法などは、ダイレクト・ペイメントの制度の導入にとって極めて重要な知見を与えている。1.知的障害者のダイレクト・ペイメントについての現在の問題、歴史的背景、今後の方向性について結果を得ることができた。2.今後の研究の方向性を考えるときに、重要と思われる知的障害者のダイレクト・ペイメントが利用されない理由の背景について詳述する。
口腔癌の発癌および浸潤・転移におけるCOX-2の関与

本研究は、COX-2がとりわけ消化器系諸臓器の発癌と成長・発育に密接に関与している点に着目し、口腔癌の浸潤・転移におけるCOX-2との関係に重点を置き、口腔癌[病態の異なる口腔扁平上皮癌(OSCC)と疣贅状癌(VC)]におけるCOX-2発現の意義および役割を探求するものである。口腔粘膜上皮異形成症(ED)、上皮内癌、浸潤性扁平上皮癌、未分化癌を含む221例を検索対象(対照:正常舌粘膜12例)として、口腔癌形成過程におけるCOX-2発現とともに、HPV16/18型の関与および細胞増殖動態について免疫組織化学的検索を主体に蛋白レベルで検討したところ、口腔癌の形成、成長・発育とともにCOX-2蛋白発現増強がみられた。これに伴いPCNA, Ki-67,Topoisomerase II alpha各LIの上昇が示された。また腫瘍分化度の低下とともに、COX-2蛋白発現率の上昇傾向が示された。なお口腔癌形成過程においては、HPV16/18型発現がED主体に61%の症例に認められた。COX-2蛋白発現とHPV16/18型発現の両者間には逆相関がみられ、COX-2蛋白高発現例に予後不良例が目立ったのに対し、HPV16/18型高発現例では5年生存率が高い傾向が示された。なお疣贅性過形成症20例、VC47例については、COX-2蛋白発現とHPV16/18型発現の間には相関性が示された。一方、OSCC82例の原発、転移巣におけるCOX-2蛋白発現について比較検討したところ、腫瘍転移巣におけるCOX-2蛋白発現は、原発巣に比して有意な増加傾向(増加率:22%)を示した。これは転移巣における腫瘍増殖に際して、COX-2蛋白の産生能が亢進することにより、腫瘍転移巣におけるCOX-2蛋白発現増強が導かれるものと推察された。また転移に伴うCOX-2蛋白発現は、原発腫瘍組織の分化型に左右されずに転移巣において早期に誘導されるものと考えられ、COX-2蛋白がOSCCの転移形成と密接に関与することが示唆された。口腔粘膜前癌病変60例(上皮異形成症:軽度,中等度,高度各20例),上皮内癌12例,扁平上皮癌72例(初期浸潤癌12例,高分化型浸潤癌,中分化型浸潤癌,低分化型浸潤癌各20例),未分化癌12例,上皮過形成症10例の生検・手術材料(ホルマリン固定/パラフィン包埋材料)計154例を検索対象として,正常舌粘膜30例を対照に置き,口腔癌形成(連続的癌化過程)におけるCOX-2蛋白の発現について,組織切片を使用し免疫組織化学的に検討した.一次抗体としてhuman COX-2(IBL社製)を使用した.COX-2発現率の算定は各例における陽性細胞数を5段階に分類(Grade0-4)し,陽性細胞の局在および発現様式について検討した.この結果,正常舌粘膜症例ではCOX-2発現は示されなかったのに対し,上皮異形成症症例においては,概ね異形成症の程度の上昇とともに発現率の増加が示された.

また上皮内癌症例においては,その83%にGrade3-4相当の過剰発現がみられた.さらに扁平上皮癌症例各型,未分化癌症例および上皮過形成症症例においては全例(特に初期浸潤癌で高発現)にGrade2以上の過剰発現が認められた.[考察]正常粘膜→上皮異形成症→上皮内癌に至る連続的癌化過程において,COX-2発現増強が示されたことから,COX-2が口腔扁平上皮癌の癌化に密接に関与していることが明らかとなった.また初期浸潤癌でCOX-2の高発現が示されたことより,COX-2が口腔癌の初期浸潤にプロモーターとして関連することが示唆された.一方,上皮過形成症症例に過剰発現がみられた点については,細胞増殖因子との関連性について検索する必要性があると考えられる.現在,口腔癌の成長発育におけるCOX-2の関与,および癌の転移における関与について検索を進めている.またこれと並行して,採取した検体におけるCOX-2遺伝子の増幅の有無について,Western blotting法により検証中である.口腔粘膜前癌病変(上皮異形成症),上皮内癌,扁平上皮癌および上皮過形成症の計154例(対照:正常舌粘膜)を対象に行なった前年度の研究で,口腔粘膜の発癌および癌の成長・発育にCOX-2が密接に関与することが判明した.一方,上皮過形成症にCOX-2高発現がみられた点に若干の疑義を生じた.この点を含め,まずCOX-2発現と細胞増殖との関連性について検索を行なった.検索対象は前回と同様(n=154,対照:正常舌粘膜)とし,細胞増殖マーカーとしてTopolsomerase(Topo)IIα(MBL社製)を使用し,TopoIIαLIの算定(各例,高倍視野において1,000個)を行ない,陽性細胞数を5段階に分類(0+4)し,陽性細胞の局在および発現様式を含めて,COX-2の検索結果と比較検討した.本検索結果より,口腔癌の形成および成長発育過程において,COX-2の発現増強と相まってTopoIIαLIが上昇することが判明した.また本過程におけるCOX-2発現増強とTopoIIαLI(発現率)の上昇は相関(r=0.74)し,COX-2発現が口腔癌形成発育過程におけるマーカーと成り得る可能性が示唆された.なおCOX-2高発現が認められた上皮過形成症症例群においては,TopoIIαLIは低値を示すに留まった.次に口腔癌の転移におけるCOX-2の関与について免疫組織化学的検索を行なった.検索対象はリンパ節転移のみられた口腔粘膜扁平上皮癌(各分化型)40例の生検および転移リンパ節材料とした[1次抗体:human COX-2(MBL社製)].これらについて原発/転移腫瘍両者における発現細胞の局在,発現率(G04に分類)および発現の意義について比較検討した.この結果,全例において両者にCOX-2発現が認められた.また分化度の低下に連動し陽性率の上昇傾向が示され,COX-2が腫瘍細胞の分化に関与するものと考えられた.さらに検索例中35例(88%)において,原発腫瘍に比して転移腫瘍において,より高発現が示された.以上より,口腔扁平上皮癌の転移におけるCOX-2の関与が示唆された.本研究は、COX-2がとりわけ消化器系諸臓器の発癌と成長・発育に密接に関与している点に着目し、口腔癌の浸潤・転移におけるCOX-2との関係に重点を置き、口腔癌[病態の異なる口腔扁平上皮癌(OSCC)と疣贅状癌(VC)]におけるCOX-2発現の意義および役割を探求するものである。口腔粘膜上皮異形成症(ED)、上皮内癌、浸潤性扁平上皮癌、未分化癌を含む221例を検索対象(対照:正常舌粘膜12例)として、口腔癌形成過程におけるCOX-2発現とともに、HPV16/18型の関与および細胞増殖動態について免疫組織化学的検索を主体に蛋白レベルで検討したところ、口腔癌の形成、成長・発育とともにCOX-2蛋白発現増強がみられた。
脳出血後のリハビリテーション効果を促進するタンパク質の同定

脳損傷・脳血管疾患による麻痺などの身体後遺症からの改善のために、運動リハビリテーションが施されているが、脳の高次運動機能を元の状態に戻す事は多くの場合非常に困難である。本研究は、運動機能の回復法開発の基盤となる「高次運動機能回復を可能とするリハビリ効果依存的な神経可塑性を促進する分泌分子の同定」を目指す。具体的には、マウス脳出血後の組織を用いたRNA sequenceの解析データを基に、リハビリ効果依存的に発現が変動する遺伝子を抽出し、候補遺伝子を絞り込む。リハビリ効果依存的な遺伝子発現解析はこれまでに報告がないため、分子根拠に基づいた運動治療法解明を今後展開するための基盤になる。
PETによる癌診断等の高度化を目指した生体模擬物質中の陽電子挙動の研究

生体物質中の陽電子挙動を知るには、水中の陽電子挙動が基本であるが、水中の陽電子挙動はあまり研究されていなかった。今回、陽電子と電子が結合したポジトロニウムのうち、比較的長寿命(2ナノ秒程度)を示す三重項オルソーポジトロニウムと、水中のヒドロキシルラジカルとの反応を利用し、従来不可能であった、ヒドロキシルラジカルの直接観測および超微細結合定数の測定が可能となった。今後、癌発症機構研究などに波及すると考えられる。1.試料への陽電子入射を検出器通過により得る、新しい陽電子寿命測定装置の製作を実際に行って次のような成果を得た。陽電子消滅寿命測定は従来Na-22などの陽電子放出と同時にγ線を放出する放射性同位元素を用いることで行われてきた。この陽電子放出の際に放出されるγ線を試料への陽電子入射時刻の情報とし、試料内で陽電子が2光子消滅した際に放出される511keVの消滅γ線によって陽電子の消滅時刻の情報を得る。この手法の場合、線源を試料内に入れる必要があり、液体試料などでは線源の破損が危倶される。また、線源のフィルムなどの中でも陽電子は消滅するため、解析時にその成分を差し引く必要がある。現在、一部の研究グループで陽電子放出の際にγ線を放出しない核種からの陽電子を透過型アバランシェフォトダイオード(APD)を透過させ、その際のAPDからの信号を陽電子の試料への入射時刻として用いる方法で陽電子消滅寿命測定が可能となっており、上記のような線源を試料内部に入れるための弊害を取り除くことが出来ている。我々はこれと同様の装置を製作し、APDの透過陽電子の検出効率が50%以上あることを実験によって確認し、2つ以上の陽電子が陽電子消滅寿命の時間レンジ内に試料中に入ることを検出することにより、ランダム同時計測により発生する寿命スペクトル上のバックグラウンド成分を低減する事が可能であることを実験により確認した。これは長寿命成分を精度良く検出することを可能にした。2.生体物質において重要となるのは水であるが、水は極めて特殊な物質であり、他の物質中では見られない現象を解明して行く必要がある。また、イオン液体中でも水中同様、あるいはそれ以上に特殊な現象が見られる。塩の存在下で陽電子がどのような挙動を示すかについて基礎的なデータを得るために、水、イオン液体中における陽電子挙動を陽電子消滅寿命測定法で研究を開始した。1.前年度、陽電子入射を透過型アバランシェフォトダイオード(API))を用いて検出する陽電子消滅寿命測定装置を構築し、陽電子の検出効率が50%以上で、2個以上の陽電子が入射するため発生する、所謂ランダム同時計数によるバックグラウンドを低減可能であることを示した。今年度、さらに研究を進め、Ge-68からの陽電子の検出効率は61%であることがわかった。解析プログラムにより、測定レンジ内に2つ以上入射された陽電子は、1ナノ秒程度以上の時間差であれば検出可能であり、解析時に除外することで、40%のバックグラウンドを低減する事に成功した。2.生体物質においては水の存在によっていろいろな機能性が現れる。重要と考えられる現象には水素結合やイオンなどの水和(溶媒和)がある。水は多くの物質の中でおそらく最も溶媒和が速い物質であり、陽電子挙動への溶媒和の効果を解明するために水より溶媒和の遅い物質を用いる必要がある。イオン液体中では溶媒和が遅いという報告があり、溶媒和過程の陽電子挙動への影響を研究するのに適した系と言える。そこで、イオン液体中の陽電子寿命と消滅γ線エネルギーの相関測定を行った。その結果、ポジトロニウム(電子と陽電子の結合状態)形成には溶媒和過程が大きく影響していることが明らかとなった。3.低温域で陽電子消滅法の測定を行うと陽電子の照射効果で捕捉電子が蓄積されるが、陽電子はこれら捕捉電子を捕捉サイトから引き抜いてポジトロニウム形成が可能である。この形成過程は室温以上、特に水などの液体中の過程と異なり、この過程で形成されるポジトロニウムは周囲に陽イオンや過剰電子などの活性種が存在しない。これら環境の異なるポジトロニウムを比較することで、従来は議論が難しかった、複雑な反応過程を明らかにすることが可能となる。そのための基礎的な実験を開始した。水について19年度までに整備したエネルギー・寿命相関(AMOC)測定法の測定を行った。その結果、水中では三重項ポジトロニウム(オルソーポジトロニウム、o-Ps)がヒドロキシルラジカル(OH)などの活性種と反応を起こしていることを実験で確認した。この結果から、o-Ps内の電子と、スピンに相関のある電子が、水中で形成されるOHラジカル内に存在し、OHラジカルの超微細結合定数によってラーモア歳差運動している電子の回転を、AMOCで観測できる可能性があることがわかった。

実験を行っていく過程で、超微細結合定数には温度依存性がある可能性があることがかり、試料の温度制御を行って測定できるように恒温水槽を整備した。その結果、AMOC測定により、18°C水中で、電子の回転を量子ビートとして観測することに成功し、この、o-Psの反応過程を用いた新しいラジカルの超微細結合定数測定法の特許申請を行った。また、量子ビートは2種類存在することが明らかとなり、水中に2つの構造が存在することを示していると考えられる。いろいろな試料中で、水の構造の変化を観測できる新しい手法を開発したことを意味している。今後、陽電子を利用して、水の存在下での生体分子などの物理的化学的機能を、周囲の水の構造が分かっている状態で研究する事が可能となる。また、この手法でOHラジカル自身の挙動も明らかになる。
データサイエンスによる風景の色合い予測及びその情報デザインによる価値創造

日常風景の美しい瞬間を記録・予測・配信し、これにより、日常風景の鑑賞行為を新しくデザインすることを目的としている。風景の記録と予測、発信が、風景の鑑賞行為を促すと考え、定点からの風景の記録画像と、気象観測装置やインターネットから取得する周辺の気象条件をデータサイエンスを用いて解析し、風景の変化の予測を試みる。また、その記録や予測を、適切なヴィジュアルやAPIで配信し、風景の鑑賞、風景の色の活用に関して新しい情報デザインやインタラクションデザインの実践もおこなう。日常の風景を鑑賞対象に変えうる本研究は、地域における新たな観光資源の創出への波及効果が期待できる。
架橋高分子膜中の微細孔分布を利用した選択的ガス吸着の研究とガスセンサへの応用

昨年に引き続き、架橋高分子膜中の微細孔分布を利用したガスセンサの研究を行った。本年度は、光架橋PVCA膜とPMMA膜を積層した2層構造からなる電気容量型湿度センサの開発研究を行った。光架橋PVCA膜が水分子より大きな分子に対してふるい膜として働き、その結果、光架橋PVCA膜を用いた湿度センサは他に共存極性ガスが存在する場合でも選択的に湿度に応答することは昨年度までにすでに明らかにしていた。しかし、このセンサにはヒステリシスが大きいという欠点があった。このヒステリシスは、架橋膜内に吸着した水分子の脱離のしにくさによって生じている。従って、光架橋PVCA膜の膜厚を薄くすればヒステリシスは低減されると考えられたが、サンドイッチ型のセンサ素子の作製の際に上部電極と下部電極がショートする率が高くなり薄膜化は困難であった。そこで本研究では、光架橋PVCA薄膜と下部電極の間に絶縁体をはさむことを検討した。PMMA膜は疎水性で、膜への水の吸脱着速度は速いことがわかっていたので、PMMA膜を絶縁体として用いた。この2層からなるまったく新しい構造の電気容量型湿度センサを作製しその特性を調べたところ、上層の光架橋PVCA膜の膜厚を0.1μm程度まで薄くすることによりヒステリシスは実用上問題にならない程度に軽減された。また、アセトン蒸気が共存した場合のセンサ出力への影響や感湿膜の化学的安定性について調べたが、光架橋PVCA膜の膜厚が0.1μm程度の時には共存アセトン蒸気のこれらの特性への影響はほとんどなかった。このことから、光架橋PVCA膜の膜厚が0.1μm程度でも分子ふるい膜として十分に機能していることが確かめられた。光架橋したポリケイ皮酸ビニル膜へのCO_2ガス収着量への架橋率の影響について調べた。CO_2ガスの収着量は架橋率の増大と共に増加し、約95%程度の架橋率で最大となり、それ以上の架橋率では逆に減少した。この現象を説明するために収着等温線解析や収着熱測定などを行った。得られた収着等温線は、ガラス状高分子膜への低分子ガスの収着に対して見られる典型的な二重収着等温線に類似していた。そこで二重収着式を適用し等温線解析を行ったところ、今回得られた収着量の架橋率依存性は、主に架橋膜中のミクロボイドへのラングミュアー吸着量の変化によって引き起こされていることがわかった。さらにその内容を詳しく調べてみると、ミクロボイドへの親和定数には架橋率依存性はほとんど見られず、ミクロボイドの飽和定数が架橋率に大きく依存していることが確認された。また、測定温度を変えて収着等温線を求め、Clausius-Clapeyron式より微分吸着熱を求めたところ、吸着熱も架橋率にはほとんど依存していないことが確認された。以上の結果は、今回の収着量の架橋率依存性が、別の吸着エネルギーを持った新しい吸着サイトの出現によって生じたものではなく、架橋反応の進行に伴う吸着サイトであるミクロボイドの数の変化によって生じたことを示唆している。すなわち、架橋率の増大によるCO_2ガス収着量の増大は、架橋反応の進行に伴って自由体積の微細化が起こりその結果吸着サイトであるミクロボイドの数が増加したことで説明され、一方、架橋率95%以上では自由体積の微細化が進みすぎてミクロボイドのサイズが小さくなりすぎ、その結果CO_2ガスが膜内に収着できなくなる、いわゆる分子ふるい効果で説明された。
ローカルガバナンスの形成過程:多主体連携による環境保全と地域経営

地域社会での環境ガバナンスの形成過程とそれに伴う問題点を実証的に明らかにすることを目的として、滋賀県守山市、兵庫県豊岡市、京都市を対象とする質的・量的調査を実施した。各地域において、多主体連携によるローカルガバナンス形成の展開過程を明らかにするとともに、世代や社会関係資本などに注目して活動参加者の志向性に影響を与える要因の分析をおこなった。本研究は、地域社会における環境ガバナンス形成過程とそれに伴う課題を実証的に明らかにし、環境NPO等を中心とする多主体連携による環境保全と地域経営の可能性を検証することを目的としている。研究の初年度である2009年度は、地域特性の異なる3地域において、水環境/自然再生/温暖化防止を中心的課題とした多主体連携に関する調査研究を進めた。1.琵琶湖地域において、NPO「びわこ豊穣の郷」を対象とした会員アンケート調査の分析を進め、第39回環境社会学会(2009年6月)で共同報告をおこない、結果の一部は、『環境社会学研究』15号(2009年10月)に掲載された。2.兵庫県豊岡市において、NPO「コウノトリ湿地ネット」等の関連主体を対象として現地調査を実施し(2009年9月)、文献研究とともに次年度以降の本格的調査の準備を進めた。3.京都市において、NPO「気候ネットワーク」および京都市によるパートナーシップ形成事業である「京のアジェンダ21フォーラム」についてキーパーソンへのインタビュー調査を実施した(2009年6月11月)。調査結果の一部に基づいて第40回環境社会学会(2009年12月)で共同報告をおこない、また、次年度に予定している会員アンケート調査の準備を進めた。地域間・事例間の比較を通じて、地域特性・都市規模、水環境/自然再生/温暖化防止という課題の異なる各地域においてNPO等を中心とする多主体連携が発展・深化しつつあることが確認され、次年度以降の調査研究のための体制づくりを進めることができた。本研究は、地域社会における環境ガバナンスの形成過程とそれに伴う課題を実証的に明らかにすることを目的としている。京都市、滋賀県、兵庫県豊岡市において、環境NPO等を中心とする多主体連携による環境保全と地域経営の可能性の検証を進めているが、研究の2年目である2010年度は、京都市と豊岡市においてアンケート調査を実施した。1.京都市において、NPO「気候ネットワーク」を対象とした個人会員・団体会員アンケート調査を実施し(2010年4月5月)、データ入力と分析を進めた。会員の属性、入会経緯などの違いのNPOの活動に対する評価への影響などが明らかになった。2.兵庫県豊岡市・たじま地域において、「コウノトリを育むお米」生産部会の農家を対象とするアンケート調査を実施した(2011年3月)。3.各地域においてNPO等を中心とする多主体連携型の事業・取り組みについて関係者・コアメンバーを対象とするインタビュー調査を実施し、それぞれの事業・取り組みの展開プロセスの経緯について資料収集を行った。各地域・事例の調査が蓄積されてきたことによって、環境保全と地域経営におけるガバナンス形成の展開過程を社会関係資本などの地域特性などの視点から地域間・事例間での比較の枠組みの形成を進めることができた。本研究は、滋賀県守山市、兵庫県豊岡市、京都市を対象地域として、地域社会における環境ガバナンスの形成過程とそれに伴う課題を実証的に明らかにすることを目的としてきた。2011年度は、各地域においてNPO等を中心とする多主体連携型の事業・取り組みについてフィールド調査を進めるとともに、昨年度までに実施した2つのアンケート調査の結果の分析を進め、4部構成の報告書を作成し、3つの地域・事例間の比較と一般化に取り組んだ。第1に、兵庫県豊岡市において、コウノトリ野生復帰事業と「コウノトリ育む農法」の展開過程を整理するともに、「コウノトリを育むお米」生産部会の農家を対象とするアンケート調査の分析を行った。第2に、NPO法人「気候ネットワーク」と「京のアジェンダ21フォーラム」を対象として、NPOを中心とする地球温暖化防止をめぐる政策形成の展開過程を明らかにした。第3に、「気候ネットワーク」の会員アンケート調査の分析を進めた。第4に、「気候ネットワーク」会員調査と比較できるかたちでNPO法人「びわこ豊穣の郷」の会員アンケート調査の結果の再分析を進めた。各地域・事例の調査が蓄積されてきたことによって、環境保全と地域経営におけるガバナンス形成の展開過程について、社会関係資本等の地域特性、参加者の年代・世代等の観点から比較と一般化を進めることができた。
奥羽諸藩の東照宮信仰と宗教思想

平成12-13年度の二年間の研究活動とその成果は、以下の通りである。1.東北地方の諸藩の東照宮祭祀について、秋田藩の事例(主に藩主を対象とした)を整理し、論文「秋田藩の東照宮祭祀」を作成した。また、弘前藩と仙台藩の関係史料を収集した。2.地方(諸藩)の東照宮祭祀の特徴把握のため、中央(幕府)の祭祀実態を調査し、家康年忌儀礼を対象とした口頭発表「徳川家康年忌儀礼の研究」を行った。また、その関連史料の翻刻を報告書に掲載した。3.近世の東照宮祭祀を研究する前提作業として、寛永寺教団の動向に関する調査を行い、口頭発表「『暁誉覚書』の仏教治国論」を行い、同名の論文を作成した。また、その前提となる史料を翻刻し、その関連で近世の天台僧である乗因の関係史料も翻刻し、史料集『戸隠』(一・二)を刊行した。その作業を通じて明らかになった点について、口頭発表「戸隠修験の東国伝播」を行い、また「寛永寺関係人物一覧」を作成して報告書に収録した。4.近世の寛永寺教団の動向を解明するため、同時期の増上寺教団の動向を調査した。その結果として、口頭発表「徳川王権と東照宮」を行った。その発表原稿を、報告書に収録した。以上の成果にもとづき、次の段階として、弘前藩および仙台藩の東照宮祭祀に関する論文、徳川家康年忌儀礼に関する論文、戸隠修験に関する論文、の作成を予定している。当初の予定で本年度は、弘前藩・秋田藩関係の研究を推進するはずであったが、実際は関連史料の収集(叡山文庫・国文学研究資料館・国立公文書館内閣文庫等)にとどまった。この点、13年度には遅れを取り戻すよう努力したい。一方で、東照宮そのものの様態調査に多く精力を割いた。特に、徳川家康の年忌をめぐる宗教儀礼に注目し、関連資料を精力的に収集し、その政治的・宗教的な分析に着手することができた。一端は、2001年1月の東北近世史研究会において口頭発表し、要旨を同会発行の学術誌に掲載予定である。さらに論文に仕上げるとともに、関連資料の翻刻を本研究の報告書に掲載したいと考えている。本年度は加えて、福島県いわき地域の浄土宗・真言宗寺院の調査に参加し一定の成果を得た。同地域は茨城県北部(旧常陸国)との交流を通じ宗教者のネットワークを形成する一方で、東北地方独特の教学形成も見られた。調査を通じて中央の教学の広がりを確認できたのが今年度の成果であり、その一端は2001年6月に口頭発表を予定している。一方、地域教学の独自性については、今年度設備備品として購入した書籍を活用し、さらに調査を進めて分析を試みていきたい。平成12年度の史料調査を前提に、本年度はその活用を目指した。研究成果として、まず秋田藩の東照宮に関する論文を一つ仕上げた。ところで、その作成作業を通じて感じられたのは、幕府の東照宮政策や寛永寺教団の動向に関する調査の重要性であった。藩の独自性考察は言うに及ばず、それ以前に、個別の人物や事件の事実確認の段階から、そうした側面の基礎知識が欠かせない。既に昨年度から分かつていたことではあるが、ますます痛感させられた。その観点から、多少奥羽地域からは離れるものの、幕府の東照宮祭祀(特に年忌儀ネL)、寛永寺教団と増上寺教団との対抗関係、などに調査を広げた。結果として、前記の秋田藩関連に加え、祐天(1637-1718)を中心とした増上寺教団の動向に関する論文を一つ完成させることができた。また、昨年度の成果である徳川家康年忌儀ネL関連の口頭発表に加え、天海の思想面での後継者である乗因(1682-1739)に関して口頭発表を行うことができた。

さらに、家康年忌儀礼関係の史料として、独立行政法人国立公文書館、島原図書館、叡山文庫、九州大学の所蔵史料14点を翻刻した。加えて、「東叡山子院現住法脈記」(『天台宗全書24所収)と「東叡山寛永寺子院歴代主僧記』(『戸隠』(二)<続神道大系神社編>所収)の人名をもとに「寛永寺関係人名一覧」を作成した。これらは今後、幕府の東照宮政策や寛永寺教団の動向調査の上で、大いに活用されることが期待される。
矯正治療による重度歯根吸収、歯肉退縮者由来歯周組織細胞の破骨細胞の発現制御機構

平成14・15年度では坂本の分類(日本矯正歯誌;1958)に基づき4度以上の患者を重度歯根吸収とし、後に矯正治療により歯根吸収が発生した患者3名の保存歯髄線維芽細胞を実験に供した。細胞にSubstance P(SP)を10^<-4>10^<-12>Mの濃度で24時間作用させ、prostaglandin(PG)E_2,interleukin(IL)-1β,6,tumor necrosis factor(TNF)-αの産生量を測定した結果、対照群(非吸収群)に比べて歯根吸収群のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αの産生量はそれぞれ経時的および濃度依存的に増加した。最終年度の平成16年度では歯根膜線維芽細胞について検討を行った。歯根吸収については坂本の分類(日本矯正歯誌;1958)に基づき4度以上の患者を重度歯根吸収とし、後に矯正治療により歯根吸収が発生した患者3名の保存歯根膜線維芽細胞を実験に供した。Yamaguchiらの方法に基づき、細胞に持続的圧縮力を03g/cm^2の加重で24時間作用させ、PGE_2,IL-1β,6,TNF-αの産生量を測定した。さらに、細胞に2g/cm^2の加重で12時間作用させ、得られた培養上清をヒト破骨前駆細胞培養系に添加し、pit formation assayにて破骨細胞形成を観察した。その結果、加重刺激により対照群(非吸収群)に比べて歯根吸収群のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αの産生量はそれぞれ経時的および加重依存的に増加した。また、加重刺激により対照群に比べて歯根吸収群の吸収窩は対照群(非吸収群)に比べて有意に増加した。以上のことから前年度の歯髄細胞の結果と合わせると矯正治療による重度歯根吸収の発生の原因は歯髄細胞と歯根膜線維芽細胞が非吸収群に比べて多量のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αを産生し、さらに強い破骨細胞形成支持能によることが示唆された。歯根吸収については坂本の分類(日本矯正歯誌;1958)に基づき4度以上の患者を重度歯根吸収とし、.後に矯正治療により歯根吸収が発生した患者3名の保存歯髄細胞を実験に供した。細胞にneuropeptide (Substance P; SP, Calcitonin Gene-related Peptide; CGRP)を10^<-4>10^<-12>mol/Lの濃度で24時間作用させ、prostaglandin (PG)E_2, interleukin(IL)-1β,6の産生量を測定した。SPおよびCGRP刺激により対照群に比べて歯根吸収群のPGE_2, IL-1β,6の産生量は五れぞれ経時的および濃度依存的に増加した。以上の結果より、歯根吸収群におけるneuropeptide刺激による多量のPGE_2,IL-1β,6の産生が歯髄組織の炎症の進行および歯根吸収の発生に深く関与していることが示唆された。歯根吸収については坂本の分類(日本矯正歯誌;1958)に基づき4度以上の患者を重度歯根吸収とし、後に矯正治療により歯根吸収が発生した患者3名の保存歯髄細胞を実験に供した。

細胞にneuropeptide (Substance P;SP,Calcitonin Gene-related Peptide;CGRP)を10^<-4>10^<-12>mol/Lの濃度で24時間作用させ、prostaglandin (PG) E_2,interleukin(IL)-1β,6,tumor necrosis factor (TNF)-αの産生量を測定した。さらに、細胞にSPとCGRPをそれぞれ10^<-6>mol/Lの濃度で12時間作用させ、得られた培養上清をヒト破骨前駆細胞培養系に添加し、カテプシンK、TRAP染色およびpit formation assayにて破骨細胞形成を観察した。その結果SPおよびCGRP刺激により対照群(非吸収群)に比べて歯根吸収群のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αの産生量はそれぞれ経時的および濃度依存的に増加した。また、neuropeptide刺激により対照群に比べて歯根吸収群のカテプシンK、TRAP陽性多核細胞数および吸収窩とも対照群(非吸収群)に比べて有意に増加した。以上のことから、重度歯根吸収由来歯髄細胞はneuropeptide刺激により多量のPGE2,IL-1β,6,TNF-αを産生し、さらにそれらに誘導され、強い破骨細胞形成能により歯髄組織の炎症の進行および歯根吸収の発生に深く関与していることが示唆された。前年度に引き続き、今年度は歯根膜線維芽細胞について検討を行った。歯根吸収については坂本の分類(日本矯正歯誌;1958)に基づき4度以上の患者を重度歯根吸収とし、後に矯正治療により歯根吸収が発生した患者3名の保存歯根膜線維芽細胞を実験に供した。Yamaguchiらの方法に基づき、細胞に持続的圧縮力(Compressive Force)を03g/cm^2の加重で24時間作用させ、prostaglandin (PG) E_2,interleukin(IL)-1β,6,tumor necrosis factor (TNF)-αの産生量を測定した。さらに、細胞に2g/cm^2の加重で12時間作用させ、得られた培養上清をヒト破骨前駆細胞培養系に添加し、カテプシンK、TRAP染色およびpit formation assayにて破骨細胞形成を観察した。その結果、加重刺激により対照群(非吸収群)に比べて歯根吸収群のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αの産生量はそれぞれ経時的および加重依存的に増加した。また、加重刺激により対照群に比べて歯根吸収群のカテプシンK、TRAP陽性多核細胞数および吸収窩とも対照群(非吸収群)に比べて有意に増加した。以上のことから、重度歯根吸収由来歯根膜線維芽細胞は加重刺激により多量のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αを産生し、さらにそれらに誘導され、強い破骨細胞形成能により歯根膜組織の炎症の進行および歯根吸収の発生に深く関与していることが示唆された。前年度の歯髄細胞の結果と合わせると矯正治療による重度歯根吸収の発生の原因は歯髄細胞と歯根膜線維芽細胞が非吸収群に比べて多量のPGE_2,IL-1β,6,TNF-αを産生し、さらに強い破骨細胞形成支持能によることが示唆された。
新規病因遺伝子に基づく筋萎縮性側索硬化症の共通病態解明と治療基盤開発

【目的】筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新規病因遺伝子産物ErbB4が運動神経細胞(MN)死をもたらすメカニズムを解明する。【方法】1Neuro2A細胞に野生型・変異型ErbB4を遺伝子導入した一過性発現系において、細胞内局在を分析する。MTTアッセイにより細胞生存率を評価する。2マウス大脳皮質由来初代培養神経細胞に対して野生型・変異型ErbB4の遺伝子導入を行い、突起伸長、細胞の生存について比較する。3タモキシフェン依存性運動神経細胞特異的ErbB4コンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作成し、ErbB4の発現喪失が運動神経細胞死をもたらすかどうかについて、in vivoで検証する。【結果】1Neuro2A細胞を用いた一過性発現系野生型・変異型ErbB4で細胞内局在に差異が認められた。また、変異型は野生型と比較して有意に生存率が低下していた。2初代培養神経細胞において、野生型・変異型で突起伸長・細胞生存率に差異が認められた。3Erbb4 flox/flox・129-Chattm1(cre/ERT)Nat/Jの掛け合わせによりcKOマウスの作製を行い、F1世代において予備的な検討を行った。生後8週でタモキシフェンを投与し、MNにおけるErbB4の発現喪失を免疫組織化学的に確認した。投与後4ヶ月後より、Clasping reflexの異常、野生型と比較して体重減少、hunchback posture、後肢のgrip strengthの低下が認められた。さらにcKOマウスのコンジェニック化を進め、F8世代に到達した。【考察】培養細胞系で野生型と変異型の局在・細胞生存の差異が認められ、本変異の病原性を支持する結果が得られた。また、cKOマウスの作製により、ErbB4の喪失がMN死をもたらす仮説を支持する結果が得られた。以上期間内に目標は達成した。ALS19の病因遺伝子ERBB4は、Neuregulin(NRG)をリガンドとする受容体型チロシンリン酸化酵素である。ERBB4の病原性変異は自己リン酸化能の低下をもたらす。孤発性ALS運動神経細胞において発症早期の染色性低下・局在異常が認められる。本研究は、ErbB4の機能障害が運動神経細胞死をもたらす機構を明らかにし、ALSの分子病態を解明することが目的である。さらに、孤発性ALSの病態に則した疾患モデル動物を構築し、表現型分析・病理学的検討・生理学的検討によりモデル動物としての妥当性を検証する。本年度は、研究初年度として研究基盤の確立を推進した。ErbB4の核移行・細胞質移行型/PI3活性化・非活性化各アイソフォームの野生型・変異型発現ベクターを構築し、Flip-In法を用いてHEK293細胞由来の定常発現細胞系を構築した。これらの発現ベクターを活用して、野生型・変異型発現アデノウイルスベクターを作製した。マウス大脳皮質神経細胞由来初代培養細胞に対して、アデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入実験を行い、発現を確認するとともに、細胞内局在・細胞形態に対する影響を分析した。脊髄運動神経細胞のexplant cultureの系を確立した。脊髄運動神経細胞特異的なErbb4コンディショナルノックアウトマウスの作製に着手した。本研究により、ALSの共通分子病態解明・治療研究基盤の確立・病態抑制治療シーズ開発に繋がる分子標的の同定・発症に関連する環境要因の探索指針がもたらされると考えられる。1HEK293細胞由来テトラサイクリン誘導性野生型・変異型ErbB4定常発現細胞の構築:ErbB4の4種類のアイソフォーム(核移行・細胞質移行型/PI3活性型・非活性型)の野生型・変異型発現ベクターを作成した。Flip-Inシステムを用いてHEK293細胞に導入し、定常発現細胞を作成した。テトラサイクリン付加による発現をWestern blottingで確認した。2マウス大脳皮質神経細胞・脊髄運動神経細胞由来初代培養細胞への野生型・変異型ERBB4遺伝子導入実験系の確立:上記発現ベクターを用いて、Electropolation法、Lipofectamine法による遺伝子導入実験を行ったが、良好な導入効率を得られなかった。そこで、これらの発現ベクターをベースにして、野生型・変異型発現アデノウイルスベクターを構築した。マウス胎生E13-15から剔出した大脳皮質神経細胞由来初代培養細胞に遺伝子導入実験を行った。Western blottingで発現を確認した。免疫細胞化学により、各アイソフォームの細胞内局在を確認した。一方、脊髄運動神経細胞については、当初は濃度勾配法による単離を試みたが、十分な回収率を得られなかった。細胞周辺環境の影響も無視できないことから、explant cultureによる培養系を確立した。3タモキシフェン依存性脊髄運動神経細胞特異的Erbb4コンディショナルノックアウトマウスの作製:Erbb4flox/floxマウスをと129-Chattml(cre/ERT)Nat/Jマウスを凍結胚で入手した。【目的】筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新規病因遺伝子産物ErbB4が運動神経細胞死をもたらすメカニズムを解明する。

3タモキシフェン依存性運動神経細胞特異的ErbB4コンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作成し、ErbB4の発現喪失が運動神経細胞死をもたらすかどうかについて、in vivoで検証する。【結果】1Neuro2A細胞を用いた一過性発現系野生型・変異型ErbB4で細胞内局在に差異が認められた。また、変異型は野生型と比較して有意に生存率が低下していた。2初代培養神経細胞において、野生型・変異型で突起伸長・細胞生存率に差異が認められた。3Erbb4 flox/floxマウスと129-Chattm1(cre/ERT)Nat/Jそれぞれについて、マイクロサテライトを用いたスピードコンジェニック法を活用して、B6系統へのBackcrossによる純化を進めた。同時に、129-Chattm1(cre/ERT)Nat/JとCre-LacZマウスを掛け合わせたマウスを作成し、タモキシフェンによるCre誘導の条件検討を行い適切な投与方法を決定した。【考察】培養細胞系で野生型と変異型の局在・細胞生存の差異が認められ、本変異の病原性を支持する結果が得られた。今後変異型の細胞内局在部位の分析を進める。また、cKOマウスの作成も期間内に順調に進んだ。次年度はcKOマウスの表現型の分析を進める。12培養細胞系を用いた変異の機能解析本研究ではNeuro2A細胞およびマウス大脳皮質由来初代培養神経細胞を用いた一過性発現系の系を確立し、機能解析を行う土台を確立した。また、野生型と変異型の細胞内局在・細胞生存率の差異を明らかにした。変異導入によって予想以上に顕著でかつ再現性良好な違いが認められており、病態メカニズムの解明につながる新規データが得られた。2タモキシフェン依存性運動神経細胞特異的ErbB4コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの作成マウスの購入にやや時間を要したが、マイクロサテライトを用いたスピードコンジェニック法を用いたことにより、純化のステップを効率化することが可能になった。また、Cre-LacZマウスとのダブルトランスジェニックマウスの活用により、適切なタモキシフェン投与の条件設定も完了した。以上、期間内に順調に研究は進捗した。【目的】筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新規病因遺伝子産物ErbB4が運動神経細胞(MN)死をもたらすメカニズムを解明する。【方法】1Neuro2A細胞に野生型・変異型ErbB4を遺伝子導入した一過性発現系において、細胞内局在を分析する。MTTアッセイにより細胞生存率を評価する。2マウス大脳皮質由来初代培養神経細胞に対して野生型・変異型ErbB4の遺伝子導入を行い、突起伸長、細胞の生存について比較する。3タモキシフェン依存性運動神経細胞特異的ErbB4コンディショナルノックアウト(cKO)