hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
色と温かさの対応の獲得過程の解明

人には色と温かさを結びつける共感覚的な対応があることが一般的に知られており、赤から黄にかけては暖色、青領域は寒色とカテゴライズされる。しかし、この対応がどのように生じるのか、また個人間の共通性と多様性については未解明な部分が多い。本研究では、生理学的制約と文化の相互作用によって、色と見かけの温かさの対応が作られると予想し、生理学的制約の基で文化の影響を受けながら、どのように発達過程でこの対応が獲得されるかについて明らかにすることを目的としている。一年目は、発達に伴う対応付けの変化と、錐体細胞の種類という生理学的制約の影響を主に検討した。6歳以上の3種類の錐体細胞を持つ多数派の3色覚者と、2種類の錐体細胞を持つ少数派の2色覚者を対象として、赤、黄、緑、青、紫の5色相、vivid、light、soft、darkの4トーン(明度と彩度を含む概念)の組み合わせからなる20枚の色票のうち、同時に呈示した2つの色票から、見た目に温かいと感じる色票を選択する心理実験を実施した。その結果、2色覚および3色覚の成人の多くは、一般的に知られている結びつきの通り、赤や黄は温かく青は冷たいと対応付けた。また、彩度の高い赤と温かさの結びつきは、その他の色よりも個人差が小さい傾向にあった。さらに、明るい色を温かいとする人と、暗い色を温かいとする人の両者が存在した。6歳から12歳までの児童期では、2色覚者、3色覚者ともに、成人とは異なる対応付けが多くみられた。これらのことから、色と温度の対応付けは、個人の視細胞の種類によらず、発達過程で文化の規範的な対応付けが獲得されると考えられる。しかし、色相によって個人差の程度が異なることから、視細胞の種類、環境中の色相分布、それらの相互作用等、個人差に影響する要因をさらに詳しく検討する必要性がある。色と温度の対応付けの発達過程を調べる色票を用いた心理実験が順調に進んだ。主に児童期と成人を対象に調査を進めてきたが、さらに段階的に対応付けの変化を調べるために、青年期にまで対象を広げた。また、色だけでなく、光沢感などの物体の表面特性全般を含めた質感が、どのように見た目の温かさに影響するかを捉える心理実験にも着手した。一年目で明らかになってきた、色と温度の対応付けの個人差をもたらす要因について詳しく調べる。特に、赤と温かさの結びつきは他の色相よりも強固であると考えられるが、どのような生理学的制約または物体の色分布や文化規範等が関連しているのかを詳細に検討していく。また、色以外の物体の特徴が見た目の温度に与える影響についても検討する。近年発展している物体の質感知覚研究によると、物体表面の情報から得られる視覚的な温かさは、色だけでなく、光沢感など手触りとも関連する質感も重要であることが分かってきている。よって、色と温度の関連付けを理解するためには、色以外にも物体表面の様々な質感を考慮する必要がある。そこで、光沢感など、色以外の物体表面の質感が、どのように色と相互作用して、見た目の温かさに影響するかを、新たな研究項目として設定する。まず、様々な色・形・光沢感などの質感特徴を持つ視覚刺激をコンピューターグラフィックスで作成し、見た目の温かさの主観評価実験から開始する。色も包含した物体表面の質感特性に研究範囲を拡張することで、見た目の温かさの獲得過程の総合的な理解が可能となる研究を進める。

色と温度の対応付けの発達過程を調べる色票を用いた心理実験が順調に進んだ。主に児童期と成人を対象に調査を進めてきたが、さらに段階的に対応付けの変化を調べるために、青年期にまで対象を広げた。また、色だけでなく、光沢感などの物体の表面特性全般を含めた質感が、どのように見た目の温かさに影響するかを捉える心理実験にも着手した。一年目で明らかになってきた、色と温度の対応付けの個人差をもたらす要因について詳しく調べる。特に、赤と温かさの結びつきは他の色相よりも強固であると考えられるが、どのような生理学的制約または物体の色分布や文化規範等が関連しているのかを詳細に検討していく。また、色以外の物体の特徴が見た目の温度に与える影響についても検討する。近年発展している物体の質感知覚研究によると、物体表面の情報から得られる視覚的な温かさは、色だけでなく、光沢感など手触りとも関連する質感も重要であることが分かってきている。よって、色と温度の関連付けを理解するためには、色以外にも物体表面の様々な質感を考慮する必要がある。そこで、光沢感など、色以外の物体表面の質感が、どのように色と相互作用して、見た目の温かさに影響するかを、新たな研究項目として設定する。まず、様々な色・形・光沢感などの質感特徴を持つ視覚刺激をコンピューターグラフィックスで作成し、見た目の温かさの主観評価実験から開始する。色も包含した物体表面の質感特性に研究範囲を拡張することで、見た目の温かさの獲得過程の総合的な理解が可能となる研究を進める。研究が順調に進み、色以外の物体表面の質感を包含した実験を開始するにあたり、視覚刺激呈示装置の購入のため、前倒し支払請求を行った。その他の使途の予定が少しずれたため、最終的に次年度使用額が生じた。前倒しした分、2年目以降の交付額が減少したため、次年度使用額は有効に活用する予定である。
すい臓がんにおけるヘッジホッグシグナル伝達系を標的とした天然物由来抗がん薬の創製

最近の研究で,胚発生において重要な役割をしているヘッジホックシグナル(Hh)伝達経路が,種々の癌細胞で異常亢進し,腫瘍の発生や拡大に寄与しているとの報告がされた.これら癌細胞では,Hhシグナル伝達経路を遮断することが有効な治療法の一つとして考えられており,本研究では,Hhシグナルの最下流に位置する転写因子GLIによる転写活性を阻害する化合物を,天然資源より得,新たなタイプのHh阻害剤を提案することにした.まず,目的にあったアッセイ系を,細胞を用いたレポーターアッセイを基本にして構築した.ヒト正常皮膚細胞(HaCaT細胞)に標的である転写因子GLI1を過剰に発現させ,GLI binding siteを有するレポータープラスミドでその転写活性を,ルシフェリン/ルシフェラーゼ反応による発光量で測定するシステムである.構築したアッセイ系において,スクリーニングの最適条件を検討し,スクリーニングのプロトコルを作成した.構築したアッセイ系で同定した化合物の中で,1,3,7および8について,Hhシグナル伝達経路の異常亢進が原因で増殖が認められている膵臓癌細胞株(PANC1)およびヒト前立腺癌細胞株(DU145)におけるHhシグナルに関与する遺伝子発現を確認した.その結果,構築したアッセイ系で同定した化合物は,PANC1およびDU145細胞に対して,細胞毒性を示し,これら細胞株で,Hhシグナルに関与する遺伝子(Ptch, Bc12等)の発現を抑制することが判明し,天然資源よりGLI転写阻害活性化合物の同定に成功した.ソニックヘッジホッグ(Shh)シグナル伝達系は,胚での形態形成に必須であるが,近年,すい臓癌細胞を含む多種の腫瘍細胞で異常亢進が報告されている.本研究では,この異常亢進したシグナル伝達系を阻害することで,腫瘍の拡大を阻止できるものと考え,天然未利用資源より亢進したShhシグナル伝達系を阻害する化合物を探索することを目的とし,以下の実験を行った.1.アッセイ系の構築Shhシグナル伝達系の最下流において,転写因子GLI1がDNA結合領域に結合し,転写を活性化することが報告されている.その下流には,bcl-2,cyclin DおよびEなどが存在し,アポトーシスや細胞周期を制御している.本研究では,GLI1の転写部位に着目し,GLI1による転写活性を阻害する化合物を探索することを目的とし,12個のGLI結合領域とTKプロモーターを有し,その下流にルシフェラーゼ遺伝子がコードされたレポーターベクターを作成した.作成したベクターを,テトラサイクリン(Tc)によって転写活性化因子GLI1が発現するtetracycline-regulatedHaCaT細胞にトランスフェクションし,目的のアッセイ系を樹立した.構築したアッセイ系にて,Tcの添加時期,サンプルの処理時間,ルシフェラーゼ活性の測定時期などの検討を行い,スクリーニングに最適なプロトコールを得た.2.本研究室所有の化合物ライブラリーの評価1.で樹立したアッセイ系を用いて,本研究室保有の92種の天然由来化合物(フラボノイド,ビスインドール,テルペノイド等)をスクリーニングにかけた結果,ビスインドール化合物(arcyriaflavinC, staurosporinone)およびセスキテルペン化合物(zerumbone, zerumbone epoxide)がGLI1転写阻害活性をもつことを見出した.最近の研究で,胚発生において重要な役割をしているヘッジホックシグナル(Hh)伝達経路が,種々の癌細胞で異常亢進し,腫瘍の発生や拡大に寄与しているとの報告がされた.これら癌細胞では,Hhシグナル伝達経路を遮断することが有効な治療法の一つとして考えられており,本研究では,Hhシグナルの最下流に位置する転写因子GLIによる転写活性を阻害する化合物を,天然資源より得,新たなタイプのHh阻害剤を提案することにした.まず,目的にあったアッセイ系を,細胞を用いたレポーターアッセイを基本にして構築した.ヒト正常皮膚細胞(HaCaT細胞)に標的である転写因子GLI1を過剰に発現させ,GLI binding siteを有するレポータープラスミドでその転写活性を,ルシフェリン/ルシフェラーゼ反応による発光量で測定するシステムである.構築したアッセイ系において,スクリーニングの最適条件を検討し,スクリーニングのプロトコルを作成した.構築したアッセイ系で同定した化合物の中で,1,3,7および8について,Hhシグナル伝達経路の異常亢進が原因で増殖が認められている膵臓癌細胞株(PANC1)およびヒト前立腺癌細胞株(DU145)におけるHhシグナルに関与する遺伝子発現を確認した.その結果,構築したアッセイ系で同定した化合物は,PANC1およびDU145細胞に対して,細胞毒性を示し,これら細胞株で,Hhシグナルに関与する遺伝子(Ptch, Bc12等)の発現を抑制することが判明し,天然資源よりGLI転写阻害活性化合物の同定に成功した.
肺血管内皮細胞機能よりみた死体肺移植の可能性に関する研究

肺が豊富な血管床を有する点では特殊な臓器であることに着目し、温阻血障害による肺の変化を血管内皮細胞機能の面から検討してきた。また同種肺移植における移植肺の組織学的変化とdonor細胞を特異的に障害する細胞障害性Tリンパ球(CTL)活性の関連について検討してきたが、本研究にて以下の知見が得られた。1.温阻血再灌流時における血管内皮細胞の機能評価温阻血再灌流時の血管内皮細胞由来のNO産生能の変化を、肺灌流液中のcyclic GMP(cGMP)を指標として検討した結果、肺温阻血再灌流によりNO産生能が低下しており、血管内皮細胞が障害されている可能性が示唆された。また血管内皮細胞から産生されるNOは再灌流時に産生されるsuperoxide anionによって消去されている可能性が示唆された。2.Donor特異的傷害性Tリンパ球活性と急性拒絶反応との関連局所のCTL活性にの検討において気管支肺胞洗浄液中リンパ球(BAL)は拒絶反応の進行に伴い上昇すること、CTLは局所から全身に広がること、さらにBALより採取したCTLの活性値より急性拒絶反応の診断が可能であることの成果がえられた。3.家兎肺移植の手術手技の確立近い将来、種々の理由により雑種成犬の入手が困難なることを考慮し、代用動物による研究の継続、円滑な実験移行のために家兎の肺移植手術手技を確立した。1:家兎を用いた同種同所性肺移植手技の確立家兎の摘出肺は各種の肺保存液やcytoprotective mediatorの効果に関する実験対象として用いられているが、その肺移植手技は困難で現在でも確立されてはいない。われわれは肺血管内皮細胞機能をより臨床に則した条件で評価するために、摘出肺をドナーに実際に移植する手技を確立し、更に同種移植でおこる拒絶反応の時間的経過とその抑制に必要とする免疫抑制剤の投与量を決定した。2:温阻血再灌流障害時のSOD投与とNO産生能の関連NO由来のc-GMPを指標として温阻血再灌流障害に対するSODの保護効果を検討したところ、SODの投与によりc-GMPは即時灌流群(コントロール)とほぼ同程度に回復し、温阻血再灌流肺のNO産生能低下は再灌流時の活性酸素による血管内皮細胞障害に起因する可能性が示唆された。本灌流モデルを用いてcytoprotective mediatorの効果を血管内皮細胞機能の面から評価することが可能で、更に同種同所移植を行い、死体肺移植モデルの肺機能実験が可能であることが明らかとなったが、マーカーとしてNOを直接測定し、血管内皮細胞障害との関連性については検討中である。2.Doner特異的傷害性Tリンパ球活性と急性拒絶反応との関連局所のCTL活性にの検討において気管支肺胞洗浄液中リンパ球(BAL)は拒絶反応の進行に伴い上昇すること、CTLは局所から全身に広がること、さらにBALより採取したCTLの活性値より急性拒絶反応の診断が可能であることの成果がえられた。
エネルギー調節因子からみた習慣飲酒形成機序の神経薬理学的研究

(1)脱共役蛋白質(uncouphling protein(UCP))は、代謝的熱産生の特異的部位である褐色脂肪細胞(BAT)のミトコンドリア内膜に存在する膜蛋白質である。ATP産生を介することなく、エネルギー散逸を行う。ヒトでは熱産生のみでなく、摂食行動に関与する肥満のターゲット分子として注目されている。アルコール行動の異なる近交系マウスにおけるアルコールとUCP1mRNA発現の関係を検討した。生理的条件下における3近交系マウスのUCPmRNA発現について、C57BL/6J近交系マウスが最も低い発現量を示した。アルコール腹腔投与後のUCPmRNA発現変化では、C3H/HeJは8時間後、DBA12J系は、1,8時間後に有意な減少を示した。しかし、C57BL/6J系マウスにおいては、2g/kgi.p.アルコール投与において、UCPmRNA発現に変化は認められなかった。(2)グレリンは、胃の分泌細胞であるX/A-like cellで主に産生され、分泌されたグレリンは、血中ホルモンとして細胞内カルシウム濃度を増加させ、摂食行動亢進等の作用を示す。またレプチンはグレリン作用を拮抗させることが報告されている。アルコール投与によるグレリン量を検討した。アルコール投与により血中グレリン濃度は減少し、24時間後に最低値を示し、8時間以降回復した。アルコール吸引マウス(アルコール依存モデルマウス)は対照と比較して減少しているが、アルコール投与により、グレリンは有意に増加した。アルコール飲酒者の食行動亢進が示唆された。脱共役蛋白質uncoupling protein(UCP)は、代謝的熱産生の特異的部位である褐色脂肪細胞(BAT)のミトコンドリア内膜に存在する膜蛋白質である。ヒトでは熱産生のみならず肥満のターゲット分子として注目されている。今回、アルコール摂取に伴うUCP1mRNA発現変化を検討した。【方法】ICR雄マウス(8wks)を用いた。1群10匹として、0.5、2.0g/kgアルコール腹腔投与した処置群と生理食塩水を投与した対照群を作成した。0、0.5、1、2、4、8、16時間後に断頭し、BATを採取した。グアニジンチオシアネート法に準じてtotal RNAを抽出後、UCP1mRNA発現はリアルタイムPCRにより得られた産物をβ-actin比で表した。【成績】0.5g/kg群において、BATのUCP1mRNA発現は、1時間後に減少したが4時間後に発現増加を示した。2g/kg群では、1時間後に減少傾向を示し同様に4時間後発現増加を示した。2群とも8時間以降は初期値に回復した。【結語】アルコール単回投与初期、BATのUCP1mRNA発現は増加し、エネルギー消費の自律的調節機構の変化が示唆された。脱共役蛋白質uncoupling protein (UCP)は、代謝的熱産生の特異的部位である褐色脂肪細胞(BAT)のミトコンドリア内膜に存在する膜蛋白質である。前年、マウス(ICR)にアルコールを投与し、経時的にそのBATUCPmRNA発現を測定し、2峰性の変化を報告した。【方法】8wks近交系雄マウス(C57BL/6J, C3H/HeJ, DBA/2J)に、アルコール2.Og/kg腹腔投与し、0,1,8,16時間後のBATUCPmRNA発現をリアルタイムPCRにより定量した。(C7BL/6Jは、高いアルコール嗜好性を示し、C3H/HeJ, DBA/2Jは低いアルコv-...ル

嗜好性を示すYoshimoto and Komura,1987)。【成績】生理的条件下における3近交系マウスのUCPmRNA発現について、C57BL/6J系マウスが最も低い発現量を示した。アルコール腹腔投与後のUCPmRNA発現変化では、C3H/HeJは8時間後、DBA/2J系は、1,8時間後に有意な減少を示した。しかし、c57BL/6J系マウスにおいては、2g/kg i.p.アルコール投与において、UCPmRNA発現に変化は認められなかった。【結語】遺伝的に異なるアルコール嗜好性を示す近交系マウスは、アルコール感受性と相関するUCP発現変化を認めた。自律神経系を介するアルコール行動と食行動制御の関連性が示唆された。【材料と方法】実験I:8wksICR雄マウスを用いた。エタノール2g/kgi. p.投与後、0.5,1.0,2.0,4.0及ぼ8.0時間後に採血し、グレリンの経時的変化を測定した(アルコール単回投与)。実験II:1,3及び10月齢ICR雄マウスを用いた。アルコール依存モデル動物作成には、アルコール吸引法を応用した。依存モデル動物評価は、血中アルコール濃度(ガスクロ法)、アルコール行動として、4hr-time access法(g/hr)と2-ボトル法(g/kg/day,アルコール嗜好性%)を用い、アルコール依存を確認した。各月齢動物を30日間吸引飼育し、最終日アルコール2g/kg i. p.投与した群(V-E群)とその対照群(V-S群)としてアルコール吸引飼育後、同量生食を投与した群に分けた。また、1,3及び10月齢マウスを同期間通常飼育し、その後アルコール2g/kg i. p.投与した群(C-E群)とその対照群(C-S群)として同量生食を投与した群に分けた。各処置1時後に採血した。血中グレリン測定は、活性型グレリンELISAキットを用いた。【結果】実験I:アルコール投与により血中グレリン濃度は減少し、24時間後に最低値を示し8時間以降回復傾向を示した。実験II:CS-CE群により、アルコール投与によるグレリンの減少はより若齢マウスにおいて著名であった。1月齢と3月齢マウスにおいて、アルコール吸引飼育した2群のグレリン量は低値を示し、特にVS群のグレリン量は減少していた。一方VS-VE群を比較すると、1,3月齢マウスともにアルコール投与によりグレリンは増加した。今回10月齢マウスの4群間に有意な差が認められなかった。1,3及び10月齢CS群から加齢に伴う血中グレリン量の減少傾向が認められた。
感性創発支援機能と形状高品位化機能をもつデジタルスタイルデザインシステムの開発

本研究では,以下のADの4つのサブシステムを開発した.1.サブシステムA:基本スタイル構築システムA-1:イメージ(自然言語)に基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品のコンセプトやイメージを自然言語(感性言語)で表現することにより,3次元基本形状モデルを自動構築する.A-2:スケッチに基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品形状をラフスケッチとして描くことにより,3次元基本形状モデルを自動構築する.2.サブシステムB:詳細スタイル構築システムB-1:キャラクタラインに基づく3次元詳細スタイル構築システム本システムは,サブシステムAで構築された3次元基本形状スタイルに対して,ディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により簡易に様々なキャラクタラインを構築し,詳細形状を作り込むことを可能とする.本システムは,Mixed Reality Technologyにより,実モデル上に様々な仮想モデル(デザイン候補)を重ね合わせ,視覚および触覚により感性評価し,スタイルの詳細を作り込むことを可能とする.3.サブシステムC:ハイライトラインに基づくスタイル整形システム本システムは,要求するハイライトライン形状をディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により入力することにより,モデル形状を自動的に整形し再構築することを可能とする.4.サブシステムD:曲率変化制御に基づくスタイルの評価と高品位化システム本システムは,サブシステムA,B,Cで入力・構築された曲線や曲面形状について科学的観点(曲率および曲率変化率)から評価し,その評価に基づいて高品位化する機能をもつ.本研究では,以下のADの4つのサブシステムを開発した.1.サブシステムA:基本スタイル構築システムA-1:イメージ(自然言語)に基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品のコンセプトやイメージを自然言語(感性言語)で表現することにより,3次元基本形状モデルを自動構築する.A-2:スケッチに基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品形状をラフスケッチとして描くことにより,3次元基本形状モデルを自動構築する.2.サブシステムB:詳細スタイル構築システムB-1:キャラクタラインに基づく3次元詳細スタイル構築システム本システムは,サブシステムAで構築された3次元基本形状スタイルに対して,ディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により簡易に様々なキャラクタラインを構築し,詳細形状を作り込むことを可能とする.本システムは,Mixed Reality Technologyにより,実モデル上に様々な仮想モデル(デザイン候補)を重ね合わせ,視覚および触覚により感性評価し,スタイルの詳細を作り込むことを可能とする.3.サブシステムC:ハイライトラインに基づくスタイル整形システム本システムは,要求するハイライトライン形状をディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により入力することにより,モデル形状を自動的に整形し再構築することを可能とする.4.サブシステムD:曲率変化制御に基づくスタイルの評価と高品位化システム本システムは,サブシステムA,B,Cで入力・構築された曲線や曲面形状について科学的観点(曲率および曲率変化率)から評価し,その評価に基づいて高品位化する機能をもつ.平成18年度では,以下の成果(実績)が得られた.(1)サブシステムA:基本スタイル構築のための基本システムの開発・アンケートのクラスタ分析に基づき,製品コンセプト・イメージを表現する自然言語(感性言語とよぶ)を抽出し,因子分析より因子負荷量とスタイルパラメータをニューラルネットワークでモデル化した.・デザイナが描くラフスケッチを描画筆圧,描画速度,描画加速度,スケッチ線曲率変化情報を基に清書する実用的な手法・アルゴリズムを開発した.(2)サブシステムB:詳細スタイル構築のための基本システムの開発・基本スタイルモデルに対して簡便なマウス操作によりキャラクタラインを付与し,そのパラメータ値の変更によりキャラクタラインを修正するアルゴリズムを開発した.・ラピッドプロトタイピングで実モデルを試作し,シースルーヘッドマウントディスプレイで見えている実モデル上に仮想モデルを重ねて表示し,デザインを評価するアルゴリズムを開発した.(3)サブシステムC:ハイライトラインに基づくスタイル整形のための基本システムの開発・液晶タブレットディスプレイにモデルとそのハイライトラインを表示し,要求するハイライトを液晶タブレットディスプレイ上で専用ペンにより直接入力し,モデルの形状を自動的に要求ハイライトラインが得られるように整形するアルゴリズムを開発した.(4)サブシステムD:曲率変化制御に基づくスタイルの評価と高品位化のための基本システムの開発・曲率の変化により曲線を評価し高品位化するため,曲線セグメントの曲率分布を分析し,曲率成分とそれぞれの曲率線分の曲線長の関係が線形になるように曲線を高品位化するアルゴリズムを開発した.以下のサブシステムを実装するとともに,研究成果のとりまとめを行った.1.サブシステムA:基本スタイル構築システムA-1:イメージ(自然言語)に基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品のコンセプトやイメージを自然言語(感性言語)で表現することにより,3次元基本形状モデルを自動構築するA-2:スケッチに基づく3次元基本スタイル構築システム本システムは,製品形状をラフスケッチとして描くことにより,3次元基本形状モデルを自動構築する.2.サブシステムB:詳細スタイル構築システムB-1:キャラクタラインに基づく3次元詳細スタイル構築システム本システムは,サブシステムAで構築された3次元基本形状スタイルに対して,ディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により簡易に様々なキャラクタラインを構築し,詳細形状を作り込むことを可能とする.本システムは,サブシステムAで構築された基本モデルをラピッドプロトタイプで試作し,その実モデル上に様々な仮想モデル(デザイン候補)を重ね合わせ,Mixed Reality(複合現実感)空間において視覚および触覚により感性評価し,スタイルの詳細を作り込むことを可能とする.3.サブシステムC:ハイライトラインに基づくスタイル整形システム本システムは,要求するハイライトライン形状をディスプレイ上でマウス操作/タブレット操作により入力することにより,モデル形状を自動的に整形し再構築することを可能とする.

4.サブシステムD:曲率変化制御に基づくスタイルの評価と高品位化システム本システムは,サブシステムA,B,Cで入力・構築された曲線や曲面形状について科学的観点(曲率および曲率変化率)から評価し,その評価に基づいて高品位化する機能をもつ.
第一原理量子論によるナノデバイス材料・界面の物性予測

4年間の研究において、(1)次元の異なるナノ構造間のトンネル現象の新しい物理描像の開拓、(2)書き込み/消去耐性が強いMONOS型メモリの設計指針の提案、(3)グラフェンを用いた電子構造の理論設計、(4)ナノキャパシタンスの量子効果の解明、(5)ショットキー障壁極限の破綻の理論的予言とその実験的検証、(6)シリコンナノ構造における有効質量の異常、(7)歪みチャネル層における原子空孔が電気伝導に与える影響、等多くののブレークスルーにつながる研究成果を得ることができた。本研究の目的は、ポストスケーリング時代に不可欠となる「ナノスケール界面」と「新奇ナノ材料」に関する基礎的知見を、第一原理量子論等によって獲得し、ポストスケーリング時代のデバイス開発にブレークスルーを与えることである。具体的な研究目的は以下の2つである。(1)まず、「ナノ界面物理に特有な新しい物理的概念の構築」、及び「新機能をもつ新しいナノ材料開発の設計指針の獲得」を通して界面物理、及び材料科学等の基礎科学の分野に新展開を与える。(2)次に、(1)で我々が獲得した基礎的知見を、本特定領域の実験グループと連携して、「ポストスケーリング時代のデバイス開発に不可欠な新技術、新概念の提案」に結びつける。1.ナノキャパシタンスの量子効果ポストスケーリング半導体テクノロジーにおいては、ナノ構造での物理量の同定が極めて重要である。中でもキャパシタンスはその一例である。我々は第一原理量子論に基づく、キャパシタンス計算手法を定式化し、二重炭素ナノチューブでのキャパシタンスに応用した。その結果、古典的キャパシタンス値からの大きな増加とキャパシタンスの顕著なバイアス電圧依存性を見出した。2.ナノ界面でのショットキーバリア界面におけるショットキーバリア高さはこれまで界面を構成する2種類の物質問に生じる界面電気二重層によって決定されると考えられていた。ところが、MOS半導体デバイスのように、金属/絶縁体/半導体のような3種類の物質が積層構造を作っており、中間に存在する絶縁体の膜厚がナノスケールになってくると、上記の常識が破綻することを理論的に示した。MOS構造を構成する絶縁体は左右両側に2つの界面を有するが、右側の界面で酸化反応がおこり、酸化空孔が生じ、比較的高い位置に酸素空孔準位が存在すると、左側の金属のフェルミレベルが低いときには、酸素空孔準位に存在する電子は左側の金属に流れ込む。このように右界面でおこる酸化反応が、左界面のショットキーバリア高さを支配することがナノスケールの界面では容易に起こりうるという新概念を提案した。本研究結果は、Hf系絶縁膜上の金属ゲートにおいて観測されているフェルミレベルピニングの物理的起源と考えられる。3.歪みチャネル層における原子空孔歪みチャネルを用いた高移動度化はポストスケーリングテクノロジーとして極めて重要である。我々は第一原理量子論により、二軸性圧縮歪みを受けたGeチャネル層においては、単原子空孔の形成エネルギーが歪みの無いGeの場合に比べて約1.3eV減少し、ほぼ半分になることを見出した。我々は18年度に明らかにしたゲートオールアラウンド型のナノキャパシタンスに加え、フロントゲート型のナノキャパシタンスの計算を第一原理量子論によって行った。その結果、フロントゲート型においてもゲートオールアラウンド型と同様に、ナノキャパシタンスが大きなバイアス依存性を持つことを明らかにした。2.ナノ界面でのショットキーバリア19年度はショットキー障壁高さの絶対的極限とこれまで信じられてきた、「ショットキー極限」と「バーディーン極限」の再検討を行った。その結果、Metal Induced Gap State(MIGS)の染み込みが小さいときには、界面の原子構造とそれに由来する選択的界面軌道混成がショットキー障壁高さを支配するため、原理的には「ショットキー極限」も「バーディーン極限」も本当の極限ではないことを理論的に明らかにした。さらに、実験グループと共同で「ショットキー極限の破綻」を実証した。3.歪みチャネル層における原子空孔18年度は2軸性の歪みを受けたGeチャネル層におけるGe原子空孔の電子構造の計算を行ったが19年度は1軸性の圧縮歪みがGe原子空孔に与える効果を検討した。その結果、一軸性の圧縮歪みを印加した場合、Ge単原子空孔はアクセプター準位を作りうることを明らかにした。平成20年はシリサイド界面形成過程、ナノ構造における電子の動的過程等の研究を行い有用な結果が得られた。シリサイド形成の研究では、Ni、Ti、Au、Al、Mg、及びFeに対してシリサイド形成機構を第一原理計算で考察した。具体的には、シリサイド形成に関する金属種依存性の起源、およびSi基板上での安定なシリサイド相の組成依存性を検討した。その結果、Ni、Tiにおいては、Siのp軌道から金属原子のd軌道への電子移動がシリサイド相安定化の起源であることを明らかにした。

一方、Auはd軌道が既に占有であるため、Alはd軌道がないため有効な安定化をしないことも解明した。また、MgやFeは特別な結晶構造を取ることで半導体になることがわかった。さらに、Si基板上では歪と界面結合の整合度により、一部の組成相は不安定になることも指摘した。ナノ構造における電子動的過程の研究では、これまでにない知見が得られた。2次元電子ガスからSiナノドットへの電子注入において、従来はないとされてきた直接トンネル領域で温度依存を示すことを見出した。この現象は、個々の電子の運動を理解することによって初めて理解出来る現象の一つの例であると考えられる。実験結果を理論的に考察するために、我々は、半導体デバイス中における電子の動力学をモンテカルロ計算、および時間依存シュレディンガー方程式を数値的に解くことで検討した。その結果、これまで熱浴として扱われてきた2次元電子ガス中での電子の運動が、トンネル過程に大きな影響を与え、電子注入の温度依存性の主な原因となりうることを見出した。本研究の目的は、ポストスケーリング時代に不可欠となる「ナノスケール界面」と「新奇ナノ材料」に関する基礎的知見を、第一原理量子論等によって獲得し、ポストスケーリング時代のデバイス開発にブレークスルーを与えることである。21年度は、(1)次元の異なるナノ構造間のトンネル現象の新しい物理描像の開拓、(2)超大規模第一原理計算によるシリコンナノ構造の電子構造の解明、(3)書き込み/消去耐性が強いMONOS型メモリの設計指針の提案、(4)グラフェンを用いた電子構造の理論設計、等で大きな成果が得られた。具体的には、2次元電子ガスからSiナノドットへの電子注入が、従来はないとされてきた直接トンネル領域で温度依存を示すことを見出した。この特異な温度依存性を説明するには現時点では以下のような「大胆な仮定」が必要となっている。「十分量子ドットの真下で局在し、あるしきい値以上のトンネル確率をもつ波動関数だけが直接トンネルに寄与する」。上記のようなトンネル確率の下限が存在するという仮定がなぜ必要となるかは今後の課題であるが、トンネル確率の下限は実験における電圧の掃引レートに依存することも実験的に示した。MONOS型メモリの研究においては、(1)酸素混入欠陥はメモリ機能の劣化を引き起こすのに対し、(2)窒素空孔欠陥はメモリ機能の劣化を引き起こさないことを明らかにし、窒素空孔欠陥がデータの書込・消去によって引き起こす構造変化はヤン・テラー効果に伴う自発的対称性の破れであるため、原理的に可逆的であることも示した。グラフェンを用いた電子構造の理論設計においては、例えばシート状BN上にグラフェンを載せても、BNとの相互作用により、non-bonding的な特徴は消失しバンドギャップが生じることを明らかにした。この特徴は一般的で、欠陥の導入、原子の吸着等によっても同様のことが起こる。
近代フランス法の特質とその生成

本研究は、フランス法とくに憲法思想を素材として、従来のフランス憲法研究において自明の前提として把握されてきた法意思主義的理解とは異なるフランス近代法像を描くことを目標とする。上記課題に迫る手段として本研究では、フランス近代成立前後の法学説において展開された、人間社会に所与として存在する「義務の法」という概念に着目する。当該概念の歴史的生成、変容を追うことで従来とは異なるフランス近代法像を明らかにしたい。
X線造影撮影によるコンクリートのフラクチャープロセスゾーンの検出に関する研究

X線造影撮影法を用いて、コンクリートのフラクチャープロセスゾーンを検出し、その性状を明らかにすることを目的とする研究を行った結果、研究の期間(平成4年度平成5年度まで)に得られた成果の概要は次の通りである。(1)本研究によって得られた、X線造影撮影法はコンクリート中に発生する微細なひび割れ群からなるフラクチャープロセスゾーンを非破壊的に検出するのに有効な手法であることが明らかとなった。(2)CT試験(コンパクトテンション試験)供試体を用い、供試体の寸法を同一とし、コンクリートの粗骨材の最大寸法を4種類に変えた場合のフラクチャープロセスゾーンの検出結果を比較したところ、微細ひび割れ群からなるそのフラクチャープロセスゾーンの性状は粗骨材の最大寸法に極めて大きく関係しており、特にその幅(破壊進行領域と直角方向)は粗骨材の最大寸法が増大するほど大きくなる傾向があることが明らかとなった。その最大幅は、粗骨材最大寸法が5mmの場合はその2.5倍程度であり、微細ひび割れの周辺の雲状の部分も含めると4.3倍程度であった。(3)荷重-開口変位曲線下の面積から求められる、破壊に使用されたエネルギーを破壊領域の面積で除した、破壊エネルギーGFは粗骨材の最大寸法が増大するにつれて大きくなる傾向がみられた。一方、破壊に使用されたエネルギーを破壊領域の体積で除した、破壊エネルギーGWは粗骨材の最大寸法に関わらずほぼ同様な値となる傾向が見られた。(4)粗骨材として河川砂利を用いたコンクリートの場合のフラクチャープロセスゾーンの幅は砕石を用いた場合のそれよりもやや広くなる傾向が見られた。X線造影撮影法を用いて、コンクリートのフラクチャープロセスゾーンを検出し、その性状を明らかにすることを目的とする研究を行った結果、本年度において得られた成果の概要は次の通りである。1.片側に切欠きを設けたコンクリート小型引張供試体(25cm×25cm×5cm)中にあらかじめ設けた、複数の人工血管の中に造影剤を満たしておき、切欠きが開口する方向に載荷し、載荷の間、連続的にX線透過撮影を行った結果、最大荷重に達する前に既に切欠きの先端から多数の微細なひび割れが発生することが分かった。これらの微細ひび割れ群は、複雑に絡み合いながら、荷重の増加につれて次第にその発生領域の幅を広げ、成長するが、その最大幅は最大荷重時近くであり、その後はやや領域幅を減少させながら進展して行くことが分かった。2.コンクリートの材料である粗骨材の最大寸法を5mmから10mm,15mm,20mmおよび25mmと変えたところ、検出された微細ひびわれ領域の幅は粗骨材の最大寸法と密接な関係があり、粗骨材最大寸法が大きくなるほどその幅も大きくなることが分かった。3.測定した供試体の載荷荷重と切欠きの開口変位との関係から破壊に用いられたエネルギーを求め、供試体の破壊面で除して、破壊靭性パラメータの一つである破壊エネルギーGfを求めた結果、供試体コンクリートに用いた粗骨材の最大寸法が大きくなるほど、Gfの値も大きくなる傾向があることが明かとなった。X線造影撮影法を用いて、コンクリートのフラクチャ-プロセスゾーンを検出し、その性状を明らかにすることを目的とする研究を行った結果、本年度において得られた成果の概要は次の通りである。なお、当初、本年度は、前年度の実験の継続とともに、コンクリートの面内にん断を行う予定であったが、更に多くの継続実験が必要であったこと、また、新たに「フラクチャ-プロセスゾーンの性状に及ぼす供試体寸法の影響」について緊急に検討が必要になったこと等のために、「面内せん断実験」は十分にできなかった。1.微細ひびわれ群の領域の進行方向と直角方向の幅は、粗骨材の寸法Gmaxが大きくなるほど広くなる傾向がみられた。

その最大幅は、Gmaxが5mmの場合はその2.5倍程度であり、雲状の領域も含めると4.3倍程度であった。しかし、Gmaxが20mmの場合はそれらは1.4倍および2倍であった。2.荷重-開口変位曲線の面積を、破壊面の投影面積で除して求めた、破壊エネルギーGfの値は、粗骨材の寸法が大きくなるほど増加する傾向が見られたが、それを体積で除して求めた破壊エネルギーWfは、粗骨材の寸法に関わらず、ほぼ一定値となった。3.砂利を用いたコンクリートの場合の微細ひび割れ領域の幅は砕石コンクリートの場合よりもやや広くなる傾向が見られた。4.粗骨材寸法を一定とし、供試体の形状が相似形で寸法比が1:2:4の3種類の供試体を用いて、部材寸法がフラクチャ-プロセスゾーンの性状に及ぼす影響について実験した結果、最大荷重時において、部材寸法が大きくなるほどそのゾーンの長さが部材寸法の比の増加よりも大きな割合で成長するが、幅はあまり成長しないことが分かった。
動脈硬化性疾患における色素上皮由来因子 (PEDF) の役割

色素上皮由来因子(PEDF)は抗酸化、抗炎症などの抗動脈硬化作用を有すると考えられている。しかし、ヒトの研究で血清PEDF値は、動脈硬化危険因子と正相関していることが報告されており、PEDFの役割は未だ明らかでない。広島大学を受診した連続150例を対象に、血清PEDF値と血管機能を測定し、その関連を比較、検討した。結果、血清PEDF値は血管機能障害を抑制する役割を有すること、血清PEDF値は血管内皮機能の予測マーカーとして有用であることを報告した。終末糖化産物(AGEs)とその受容体(RAGE)が血管内皮機能障害に関わっていることが報告されている(Kajikawa M et al. Diabetes Care. 2015)。色素上皮由来因子(PEDF)は、基礎研究においてAGE-RAGEを介した動脈硬化を抑制すると考えられているが、ヒトにおいてPEDFと動脈硬化に関する研究は少ない。本研究は、動脈硬化とPEDFとの関係を明らかにすることを目的としている。本研究の成果により、ヒトにおけるPEDFの役割が明らかとなり、動脈硬化に対する治療応用につながる可能性がある。さらに、血清PEDF値が、ヒトにおいて心血管障害の治療マーカーとして有用であるかの検討も行うことを予定している。今後、PEDFと動脈硬化指標との関連を評価していき、血清PEDF値がヒトにおいて心血管障害の治療マーカーとして有用であるかの検討も行う。血清PEDF値が、ヒトにおいて心血管障害の治療マーカーとして有用であるかの検討も行った。結果、血清PEDF値は血管機能障害を抑制する役割を有すること、血清PEDF値は血管内皮機能の予測マーカーとして有用であることが示唆された。今後、PEDFと動脈硬化指標との関連を評価していき、血清PEDF値がヒトにおいて心血管障害の治療マーカーとして有用であるかの検討も行予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。動脈硬化29年度が最終年度であるため、記入しない。
ニューラルネットによるFPGA配線最適化アルゴリズムの研究

FPGA(Field Programmable Gate Array)は,ユーザーによる動作仕様の設定可能な集積回路として,短期間・低コストのVLSIシステム開発に利用されている.FPGAは,主として論理セル配列とセル端子間配線エリアから構成され,その効率的使用・集積度の向上のためには,端子間配線配置の最適化が非常に重要である.そこで本年度における研究では,昨年度の研究において提案したニューラルネットワークを用いた3段階配線最適化アルゴリズムの性能評価,および,実用化の目処を得ることを目標に研究を推進した.本アルゴリズムは,1)各配線に対する経路候補の抽出,2)貪欲法による各配線の初期配置の探索,3)ニューラルネットワークによる配線の初期配置の改善,の3段階で構成されている.本研究では,まず,提案する3段階アルゴリズムを実装した計算機シミュレー夕を作成し,実際のFPGA上の実装回路を想定して生成した複数の回路例題に対する本アルゴリズムの最適化性能の評価を行った.その結果,提案アルゴリズムは,従来アルゴリズムよりも計算時間を長く必要とするものの,配線配置に必要な総配線長を短くすることができ,同時に必要とする最大チャネル幅を小さくできることが明らかとなった.次に,実際の回路をFPGAに実装した場合における配線配置の最適化性能の評価を行うために,FPGA上で小規模のニューラルネットワークを実現する回路を設計し,その実現可能性を探索した.その結果,提案アルゴリズムによるFPGA上での配線配置の最適化の実用化の目処を得た.今年度における本研究では、2種類のFPGAモデルにおける配線最適化問題に対するニューラルネットワークを用いた並列アルゴリズムの提案,および,計算機シミュレーションによるその求解性能の評価を行った。まず、FPGAのセグメント化モデルの配線最適化問題では、異なる信号線間の短絡防止(=制約条件の充足)のみならず、信号遅延の最小化(=コストの最小化)が同時に要求されているため、制約条件の充足とコストの最小化を同時に実現する,漸進型ニューラルネットワーク(Gradual Neural Network)の適用を行った。この漸進型ニューラルネットワークは,我々の研究グループで提案している,組合せ最適化問題の新しいニューラルネットワーク解法である.また,FPGAの非セグメント化モデルでは,1)配線経路候補の抽出アルゴリズム,2)グリーディ配線アルゴリズム,3)ニューラルネットワーク配線アルゴリズムの3段階で構成される新しい配線アルゴリズムを提案した.これら2種類のアルゴリズムの求解性能の評価のために,まず,汎用計算機上で計算機シミュレータの作成を行った.その上で,各モデルの配線最適化問題における代表的な例題を対象として,各アルゴリズムの計算機シミュレーションを行った.その結果、提案するアルゴリズムが,各モデルの配線最適化問題における従来アルゴリズムより、得られる解精度の点で,優れていることを示した。FPGA(Field Programmable Gate Array)は,ユーザーによる動作仕様の設定可能な集積回路として,短期間・低コストのVLSIシステム開発に利用されている.FPGAは,主として論理セル配列とセル端子間配線エリアから構成され,その効率的使用・集積度の向上のためには,端子間配線配置の最適化が非常に重要である.そこで本年度における研究では,昨年度の研究において提案したニューラルネットワークを用いた3段階配線最適化アルゴリズムの性能評価,および,実用化の目処を得ることを目標に研究を推進した.本アルゴリズムは,1)各配線に対する経路候補の抽出,2)貪欲法による各配線の初期配置の探索,3)ニューラルネットワークによる配線の初期配置の改善,の3段階で構成されている.本研究では,まず,提案する3段階アルゴリズムを実装した計算機シミュレー夕を作成し,実際のFPGA上の実装回路を想定して生成した複数の回路例題に対する本アルゴリズムの最適化性能の評価を行った.その結果,提案アルゴリズムは,従来アルゴリズムよりも計算時間を長く必要とするものの,配線配置に必要な総配線長を短くすることができ,同時に必要とする最大チャネル幅を小さくできることが明らかとなった.次に,実際の回路をFPGAに実装した場合における配線配置の最適化性能の評価を行うために,FPGA上で小規模のニューラルネットワークを実現する回路を設計し,その実現可能性を探索した.その結果,提案アルゴリズムによるFPGA上での配線配置の最適化の実用化の目処を得た.
超音波による微細気泡生成過程の解明と洗浄技術への応用

本研究は超音波によって気泡が生成するメカニズムを明らかにし、最も効率良く微細気泡を生成できる条件を見出すことが目的である。これまでの研究(実験と数値計算)から、超音波照射によって気液界面に生じる表面張力波により気相が液相に包みこまれる形で微細気泡が生成していることが明らかとなっている。2007年度は、主に振動界面挙動の数値シミュレーションの拡張、新しい微細気泡発生装置の試作、微細気泡の応用技術の研究を行った。数値計算では、境界要素法による界面振動シミュレーションを液体内部のポテンシャルから微細気泡が生成している針近傍の流れ場を求めることができるように改良した。この改良により、界面上のみの振動挙動だけでなく流れ場全体の挙動も再現することができるようになったため、超音波の圧力振動によって気液界面が針先で単純に膨張・収縮するのではなく、針の外側から中心軸側へ巻き込むような流れが発生し、その流れの慣性によって液体側に突出した気相が液相に包みこまれることで、微細気泡が生成することが明らかとなった。応用技術としては、洗浄技術へ適用を前提として、超音波振動子に中空構造のホーンを取り付けた微細気泡発生装置の設計・試作を行い、マイクロバブルを発生可能であることを確認した。また、微細気泡の応用技術として中空マイクロカプセル作成技術についても研究を進め、微細気泡の内部ガスの溶解度が小さいほど液中滞在時間が長くなり、生成するマイクロカプセルの径が小さくなることを明らかにした。また、東京大学大宮司啓文准教授、産業技術総合研究所竹村文男主任研究員らと共著で執筆した中空カプセルに関する論文がJournal of Physical ChemistryB誌に掲載された。
線虫C.elegansチロシンキナーゼの発生及び神経系における役割

線虫C.elegansにおいては、ncl-1(-)の細胞はその核小体がncl-1(+)の細胞より大きいため、生きた個体の顕微鏡観察により、各細胞のncl-1に関する遺伝子型を判別することが可能である。陰門形成においてlet-23遺伝子の発現が陰門またはその前駆細胞(VPC)で必要であるか否かを知るため、このncl-1遺伝子をマーカーとするモザイク解析を行った。そのため、ncl-1(+)及びdpy-1(+)遺伝子を含むIII番染色体断片sDp3を持つ株に染色体外let-23(+)因子を導入し、γ線照射により、両因子の結合したものを作成、選択した。染色体上にncl-1(-);dpy-1(-)変異とともに陰門形成不能のlet-23(sy97)変異をもち、更に上記のsDp3-let-23(+)因子を染色体外に持つ株を作成した。この株の子孫の中には体細胞分裂における染色体外因子の確率的欠落により、染色体外因子を含まない細胞を部分的に持つモザイクが生ずる。non-Dpyの子孫中完全または不完全な陰門をもつ個体を調べた結果、3つ以上のNcl-1(-)の細胞が含まれる陰門は見出されなかった。染色体上の遺伝子型がlet-23(+)でsDp3をもつ個体の子孫を用いた対照実験では、ある頻度で3ケ以上のNcl-1(-)の細胞を含む陰門が見出された。これらの結果は、陰門形成のためには、VPCにおける野性型let-23遺伝子の存在が必要であることを示唆している。C.elegansのもう一つの受容体型チロシンキナーゼをコードするkin-8遺伝子については、Northern解析によりmRNAと考えられる分子が少なくとも3種類検出された。この中で最も大きい約3.3kbのmRNAに対応するcDNAの全塩基配列を決定した。また、対応するゲノム遺伝子のほぼ全塩基配列を決定した。この結果、kin-8遺伝子産物は、膜貫通領域のN端側に免疫グロブリン様領域及びクリングル領域をもつ902アミノ酸からなり、NGF様因子の受容体として働くことが示唆された。
脳由来神経栄養因子に対するDNAデコイによる疼痛制御の基礎的研究

神経障害性痛モデルの脊髄レベルで、特異的に過剰に発現する脳由来神経栄養因子(BDNF)のエクソン-1に対するDNAデコイを作成した。疼痛モデルの脊髄レベルにおいてBDNFエクソン-1をノックダウンするために、作成したDNAデコイを脊髄内投与し、炎症痛モデルおよび神経障害性痛モデルで痛み反応の減弱を確認した。本研究の主眼は疼痛のニューロモジュレータとして機能する脳由来神経栄養因子(BDNF)のエクソンに注目し、エクソンの転写を抑制するデコイを作成し、難治性疼痛治療の基礎を確立することである。本年度は痛モデルの脊髄後根神経節(DRG)で過剰発現するエクソンの転写調節領域を特定し、転写を抑制するDNA配列(DNAデコイ)を作成することを目標とした。過去の我々の研究で、疼痛モデルにおいてBDNFエクソン1が著明に増加していることを報告した(Biochem Biophysres Commun 362 : 682-8, 2007、Brain Res 1206 : 13-9, 2008)。エクソン1について、その転写調節領域を特定し、その後他のエクソンでも特定した。まず、エクソン1とその上流領域を3つの領域(短、中、長)に分割し、転写に関係している重要部分の大凡の検索を実施し、それぞれの領域を持つフラグメントを組み込んだプロモーターアッセイ用プラスミドをセンス、アンチセンスの方向で作成した。その後、C6細胞へのプラスミドの導入でのルシフェラーゼ活性を測定し、最も反応の強い部分を特定した。上記で特定した転写特定領域で転写を抑制するDNA配列(DNAデコイ候補)を現在デザインしている。前年度において、エクソン1について、その転写調節領域を特定し、その後他のエクソンでも特定した。これを受けDNAデコイ候補のデザインを完成し、実際に使用するデコイを決定した。さらにDNAデコイの効果を炎症性モデルでまず確認した。その結果、完全に疼痛反応を抑制することはできなかったが、コントロール群に比して有意にデコイ前投与群では疼痛反応の抑制が観察された。その結果を受け、最終段階として神経障害性疼痛モデルに対して作成したDNAデコイを脊髄内投与し、その鎮痛効果を確認する行動研究の準備を進めた。同時に神経障害性ラットにおいてDNAデコイ投与により脊髄レベルでBDNFの発現が抑制されていることを確認するための実験を平行して準備した。最終年度での研究完結に向けたスケジュールの調整もなし、安全性確認に関するデータの収集を開始した。前年度において、BDNFエクソン1をターゲットとし、デコイ候補を作成し、DNAデコイの効果を炎症性モデルにおいて脊髄内投与で確認した。本年度は、その効果を神経損傷性モデルで検証するとともに、安全性の確認と効率化を目指した。まず効果を確実にするために脊髄内投与法を改善した。BDNFデコイの投与を損傷モデル作成後5日目の一回投与では効果が少なく、連日3回投与することで効果が一定期間持続することを確認した。次に投与量に関しても検証を重ね、低容量、中容量、および高容量を投与した結果、高容量がより確実に痛みを抑制することを確認した。しかし、効果持続期間に関しては、高容量投与群でも、デコイ最終投与日から3日間ほどしか有意な鎮痛効果を示さなかった。また、安全性に関しては特に異常は認められず、損傷対側にも効果を及ぼすことはないことを確認した。以上、結果としては神経損傷疼痛モデルにおいて、BDNFエクソン1デコイの投与は鎮痛効果を示し、今後難治性疼痛に対する遺伝子療法の一つの手段となる可能性を示したが、その効果持続は短く、効果の限界もみられた。BDNFのノックダウンは痛みの遺伝子療法のターゲットとなる可能性は示したが、さらなる研究が必要である。