hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Musique mixte及びCAOに於ける歴史的作曲技法を前提とした方法論研究

代表者の野平は10月のヴェネツィア・ビエンナーレ2017出品に向けて打楽器によるミクスト音楽作品増補版制作に当たった。音楽祭部門ディレクターであるI.フェデレ(フランス国立音響音楽研究所IRCAMとも深い関わりを持つ作曲家)を通じてビエンナーレから委嘱を受けての創作でもあり、作曲は初版に比べ2倍以上に増幅され、Maxによるコンピュータのパッチは拡大した(すべての電子音響のコントロールにスコア・フォロワーAntescofoを使用。前年度ミクスト音楽についての研究会を開催した際に招聘したJ.M.フェルナンデスと共に6月と9月パリにてパッチ制作に当たった)。10月末にはIRCAMからG.ロリウーを招き、主にCAO(「コンピュータ支援作曲」)についての研究会的な特別講座を4日間に渡って開催した。方法論的な水準で何らかの形式化formalisationを伴う現代音楽の歴史的作品素材の数々が、OpenMusicをはじめとした開発環境上でのごく単純なプログラムによって再構成されることを例証的に確認し、コンピュータを援用した創作方法論の現代音楽に占める一定の位置付けや可能性を再認することとなった。同講座最終日には大学院生3名によるミクスト音楽作品試演会(前年度に続き、史上2回目)が行われた。2月には、分担者の鈴木がパリ音楽院在籍中に数年間に渡って師事する等でも関わりの深い作曲家、M.ストロッパによって80年代末にIRCAMで制作された重要作品の日本初演を中心とした第2回REAM演奏会を開催した。その演奏面では分担者の小鍛冶の指導のもと大学院生もリハ全般に関わり、特にストロッパ作品については質の高い上演となった。加えて、選考を経た大学院生1作品を再演したほか、分担者の折笠が素描段階の小品の試演的な発表を行った(折笠は上記ストロッパ作品演奏のコンピュータ・オペレーション等も担当)。前年度は、代表者の野平と分担者の鈴木がIRCAMで制作したミクスト音楽旧作を再演し、研究会や院生作品試演会等を通して、ミクスト音楽の方法論的な研究を中心に計画を進めた。続くこの平成29年度は、代表者野平がヴェネツィア・ビエンナーレ2017への出品に際して、スコア・フォローのためのプログラムAntescofoをより深く追求したミクスト音楽の創作・発表を継続したほか、CAO(「コンピュータ支援作曲」)についての有意義な研究会を開催し、その方法論的な重要性や可能性を確認することが出来た。教育研究という点からは、前年度、東京藝大作曲科史上初めて開催された、学生(修士課程2年生)によるミクスト音楽作品試演会の一定水準での開催を継続した(尚、作曲科における教育内容としては、当然Antescofo等発展的なプログラムを使用したパッチの作成も含まれている)。年度最終の成果発表機会としての性格を持つREAM
東南アジア海域世界の海洋民ネットワークの形成過程に関する歴史人類学的研究

今回の研究では、スールー諸島及びその周辺地域において現在に至るまで国民国家の定めた国境を越えた人やモノの移動が極めて活発に展開されている状況を研究対象として扱った。こうした越境活動はフィリピン、インドネシア、マレーシアにまたがる海洋民の移住や通婚などを契機として形成された社会的ネットワークに依存し、またそれを補強する形で展開されている。今回の研究では、申請者が現在までの現地調査によって得た民族誌的資料の整理と分析を通じて、スールー諸島を中心とした海洋民の越境的な移動・交易ネットワークの構造を解明するとともに、そのネットワークがいかにして歴史的に形成され展開してきたのかという点について、歴史人類学的手法を併用しながら実証的に解明することを試みた。特に本研究では広義の歴史人類学的手法の活用により、主として20世紀に入りフィリピン及びスールー諸島海域世界を植民地化したアメリカ統治期における海洋民ネットワークの変容過程を跡づけるために、アメリカ国内に赴いてフィリピン植民地統治期に関した史料収集と分析を実施し、文字資(史)料に基づく歴史的接近と、民族誌的資料の両者を比較対照し検討することを通じて、多角的・複眼的な視点から海洋民ネットワークの動態を分析した。その詳しい研究成果の一部はすでに拙著『越境-スールー海域世界から』(岩波書店一九九九年)においても開示している。平成11年度は、現在まで東南アジアの現地調査で得られた民族誌的資料の整理・分析作業ならびにアメリカの公文書館等で歴史資料の収集と、フィールドデータと歴史資料との突き合わせと整理・分析を実施した。前者の作業に関しては、特にフィールドで得られたデータのうち、主として文字データを作業補助者の協力も得ながら電子化(コンピューターへ入力)する作業を通年、実施し、平成12年度での非文字資料との統合的整理への予備作業とした。後者に関してはアメリカの公文書館等に所蔵される文献による歴史資(史)料を突き合わせることで、今世紀初頭以降におけるスールー諸島を中心とした東南アジアの海洋民ネットワークの形成過程の分析作業を実施した。この資料収集のためワシントンD.C.の議会図書館等においてスールー諸島及び周辺地域の文献資料の補足的収集を実施し、フィリピン南部スールー諸島および周辺地域へのアメリカ植民地統治政策に関する貴重な一次資料を収集した。これにはモロ州総督ウッド総督らの私信、手紙、日記類を含む植民地統治政策・行政・地誌資料などを含んでいる。こうした資料の分析結果の一部は研究実施者による著作『越境-スールー海域世界から』(岩波書店、一九九九年)のなかでも既に公表した。
ヒト骨芽細胞におけるステロイドホルモンの影響:乳癌ホルモン療法の骨組織への影響

骨組織においてはエストロゲンがその発育・維持に深く関与しており、selective estrogen receptor modulator(SERM)であるラロキシフェン(RAL)は、既に本邦においても骨粗雑症治療薬として用いられている。骨形成を担っている骨芽細胞に対するSERMの直接作用には不明な点が多い。本研究では、ヒト骨芽細胞に対するSERMの直接作用について、細胞増殖・周期及びマイクロアレイ解析を行い、エストロゲン(エストラジオール:E2)及びタモキシフェン(TAM)の作用との比較を行った。また、estrogenic compoundsとして知られているジエチルスチルベストロール(DES)、ゲニステイン(GEN)及びビスフェノールA(BPA)の影響も同様に検討した。ヒト骨芽細胞は正常細胞由来株のhFOB(ATCC)を用い、E2、TAM、RAL、DES、GEN及びBPAを添加し、細胞増殖(WST-8)に対する影響を調べた。次にマイクロアレイを用いてそれぞれの化合物を添加したときのhFOBの遺伝子発現解析を行い、階層的クラスター解析にてそれぞれの遺伝子発現プロファイルを比較した。さらに変動を示した遺伝子については、定量的PCRでのバリデーションを行った。E2、TAM及びRALの添加によって、いずれもhFOBの細胞数が増加した。また、BPAによる細胞増殖作用も確認されたが、GENでは変化は無く、DESはアポトーシスを引き起こした。階層的クラスター解析では、E2、TAM及びRAL添加時の全遺伝子での発現プロファイルにはほとんど差が認められなかったが、発現増加遺伝子群ではE2とRAL、発現低下遺伝子群ではE2とTAMの発現プロファイルがそれぞれ類似した。個々の遺伝子についてはRAL添加によって骨芽細胞の増殖に関連する遺伝子が誘導された。骨芽細胞に対し、SERMであるTAM及びRALはいずれも細胞増殖に働くことが示されたが、その作用に関連する遺伝子群には差異があることが考えられた。また、estrogenic compoundsに分類される化合物は、骨芽細胞に対して全く異なる作用を示した。
プロテインホスファターゼ2Aの74KDの調節サブユニットδのcDNAクローニング

プロテインホスファターゼ2A(PP2A)は真核生物に広く分布するセリン・トレオニンホスファターゼである。ヒト赤血球のPP2Aは、32kDの触媒サブユニット(α)と63kD(β)、53kD(γ)、74kD(δ)の三種類の調節サブユニットの組み合わせで構成されており、α_1β_1、α_1β_1γ_1、α_1β_1δ_1の三種類のホロ酵素が存在する。このうち74kDのδサブユニットは当研究室において発見された新しい調節サブユニットであり、この酵素の種々の基質に対する活性を抑制することが明らかになっている。本研究においては、すでに決定したδサブユニットの部分アミノ酸配列に基づいてデジェネレートなオリゴヌクレオチド・プライマーを生成し、HeLa細胞より合成したcDNAを鋳型としてPCRを行うことによりδサブユニットをコードする0.5kbのcDNA断片を単離した。次にこのcDNA断片をプローブとして、ヒト骨髄由来のλgt11cDNAライブラリー50万クローンをスクリーニングして2個の陽性クローンを単離し、さらにヒト大脳由来のλZAPcDNAライブラリー30万クローンをスクリーニングして6個の陽性クローンを単離した。このうちδサブユニットの全長をコードすると思われる、大脳由来の、2.9kbのインサートを有するクローンよりその塩基配列を決定した。これから明らかになったδサブユニットの一次構造は、これまでに報告されている他のサブユニットとは類似性を有しておらず、このサブユニットが他とは異なる独自の機能を有するものであると推測される。
歩行中の転倒リスク評価システムの構築

本研究では,歩行中の転倒のしやすさを解析するバランスマップを用いた転倒リスク評価法を確立することを目的とする.バランスマップ解析は,単純化した歩行の力学モデルを基に,身体の重心と遊脚の重心の動きに対して前方転倒または後方転倒のリスクの高い状態を検出する方法である.バランスマップ解析の特徴は,時々刻々の身体の動きに対して転倒リスクを評価できることであり,スリップや躓いた瞬間の転倒リスクを直ちに検出できる.そのため,転倒を回避する歩行アシストロボットの制御などに応用することが期待される.今年度の実施項目は(1)バランスマップ解析法による転倒予測精度の改善,(2)歩行動作の計測システムの構築,(3)高齢者の歩行計測の準備である.まず,バランスマップ解析法による転倒予測精度の改善について,歩行の力学モデルの線形化の方法を改善することによって,予測精度の改善に成功した.また(2)歩行動作の計測システムについては,赤外線反射式のモーションキャプチャシステムを用いて身体の動きを計測し,同時に足圧をbluetooth無線通信で記録するシステムを構築した.このシステムによって,被験者にケーブル等を取り付ける必要がなくなり実験中の転倒の危険を低減することができた.(3)高齢者の歩行計測の準備について,2か所の介護老人保健施設から協力の内諾を得ることができ,所属機関の倫理審査において承認を得た.これにより,次年度より高齢者の歩行計測を実施する見通しが立った.当初計画の通り,2年目の計測実験を準備することができた.特に研究分担者の松戸先生の尽力により,医療機関との調整・協力がとてもスムーズに進めることができた.今後は,医療機関において高齢者の歩行動作の計測を実施することが重要な実施内容である.引き続き研究分担者の松戸先生と協力して進めていく.また,健常者が躓いた場合の動作に対するバランスマップ解析も実施していく.いずれも実施に際して障害はなく,当初計画の通り遂行する予定である.本研究では,歩行中の転倒のしやすさを解析するバランスマップを用いた転倒リスク評価法を確立することを目的とする.バランスマップ解析は,単純化した歩行の力学モデルを基に,身体の重心と遊脚の重心の動きに対して前方転倒または後方転倒のリスクの高い状態を検出する方法である.バランスマップ解析の特徴は,時々刻々の身体の動きに対して転倒リスクを評価できることであり,スリップや躓いた瞬間の転倒リスクを直ちに検出できる.そのため,転倒を回避する歩行アシストロボットの制御などに応用することが期待される.今年度の実施項目は(1)バランスマップ解析法による転倒予測精度の改善,(2)歩行動作の計測システムの構築,(3)高齢者の歩行計測の準備である.まず,バランスマップ解析法による転倒予測精度の改善について,歩行の力学モデルの線形化の方法を改善することによって,予測精度の改善に成功した.また(2)歩行動作の計測システムについては,赤外線反射式のモーションキャプチャシステムを用いて身体の動きを計測し,同時に足圧をbluetooth無線通信で記録するシステムを構築した.このシステムによって,被験者にケーブル等を取り付ける必要がなくなり実験中の転倒の危険を低減することができた.(3)高齢者の歩行計測の準備について,2か所の介護老人保健施設から協力の内諾を得ることができ,所属機関の倫理審査において承認を得た.これにより,次年度より高齢者の歩行計測を実施する見通しが立った.当初計画の通り,2年目の計測実験を準備することができた.特に研究分担者の松戸先生の尽力により,医療機関との調整・協力がとてもスムーズに進めることができた.今後は,医療機関において高齢者の歩行動作の計測を実施することが重要な実施内容である.引き続き研究分担者の松戸先生と協力して進めていく.また,健常者が躓いた場合の動作に対するバランスマップ解析も実施していく.いずれも実施に際して障害はなく,当初計画の通り遂行する予定である.当初予定したモーションキャプチャカメラの台数を減らして,計測システム用の消耗品の購入に充てたが,想定よりも少ない額で収まった.残りの額は次年度に購入する筋電位センサおよび実験の消耗品の購入に充てる予定である.
知識の形成と構造に関する生態学的・実験心理学的研究

生態学的に妥当な刺激構造の抽出にもとづいた、人間の知識形成とその構造の分析を目的として実験的研究を行った。研究は現在も進行中であり、結果は随時学会等に発表の予定である。以下にその概要を述べる。歩行パターンをシミュレートした生体運動(biological motion)の認知について、特に足の動きに関する分析を実験的に行った。その結果、予測されたような、接地時間/滞空時間という高次の変数を観察者が直接に知覚し、分類判断に用いていることを実証するには、現時点で至っていない。実験結果は歩行の速さに大きく影響されている。歩行パターンの高次の構造を抽出するためには、速度・大きさ等の標準化が必要であり、これらを考慮した実験が進行中である(1994,第58回日本心理学会に発表予定)。さらに時間的変数のより詳細な分析のたに、フレーム単位の制御を可能とするビデオ編集機を必要とするため、早稲田大学教育学部所有の機材を使用した分析を予定している。一方、文敵研究等から、人間の生態学的刺激に対する知識形成を個体発生の観点から検討することがきわめて有効であることが新たに示唆された。すなわち、乳児(生後4ヵ月前後)において対象既念の形成が可能となるとともに、生体運動が知覚されるという資料が報告されており、今回の研究においてもこの点についての研究を加えることとした。現在4ヵ月児を用いた予備的研究が進行中であり、その結果を発表予定である(1994,第36回日本教育心理学会)。
各種揮発性麻酔薬のイヌ気管平滑筋収縮に及ぼす影響In vivo等尺性気管平滑筋張力測定による検討

揮発性吸入麻酔薬は、気管・気管支拡張作用を有することが知られており、重症喘息発作の治療にも用いられている。喘息の病態には種々の機序が関与していると考えられるが、本研究では気管平滑筋収縮物質であるセロトニン、ヒスタミン、アセチルコリンの投与、あるいは迷走神経電気刺激による気管平滑筋収縮に、揮発性麻酔薬の吸入が拮抗作用を示すかどうかについて、ビ-グル犬の頚部気管中部を切開して展開し、一方を水平棒に、他方を等尺性張力トランスデューサーに固定して気管平滑筋張力を測定するin vivo等尺性気管平滑筋張力測定モデルにより検討を加えた。セロトニン中心静脈投与により張力は増加したが、揮発性麻酔薬の吸入濃度を増やすほど、その程度は少なくなった。この作用は気管平滑筋に対する揮発性麻酔薬の直接作用であり、迷走神経は関与しないと考えられた。また、ハロタン>イソフルラン≒セボフルランの順にセロトニンによる気管平滑筋収縮に対する拮抗作用が強いことが示唆された。ヒスタミン、アセチルコリンの頭側甲状腺動脈直接注入による気管平滑筋収縮に対し、ハロタン吸入は拮抗を示した。迷走神経電気刺激により張力は増加したが、ハロタン、イソフルラン、セボフルランの吸入はそれを抑制した。以上より、揮発性麻酔薬は、迷走神経系を介する作用と、気管に対する直接作用の両者の機序により、気管平滑筋拡張作用を有するものと考えられた。ビーグル犬12頭を対象とし、初期張力を15gとしたin vivo等尺性気管平滑筋張力測定モデルを用い、気管平滑筋収縮物質としてセロトニン20mug/kgを中心静脈から投与した時の気管張力変化を測定した。張力変化が対照値に戻った後、ハロセン1MACを、次いで2MACを吸入させ、測定を行った。イソフルレン、セボフルレンについても同様に測定した。セロトニン投与時の張力は、ハロセン非吸入時(0MAC)において156%の増加率であったが、ハロセン1MAC、2MAC吸入下ではそれぞれ142%、122%と増加率が減少した。この減少はすべての群間に有意差がみられた。イソフルレン0、1、2MAC吸入下ではそれぞれ162、152、133%、セボフルレン0、1、2MAC吸入下ではそれぞれ162、161、142%であり、0MACと2MAC、1MACと2MAC間に有意差がみられた。また、薬剤間ではハロセンとセボフルレンで1MAC、2MACに有意差がみられた。以上より、セロトニンによる気管張力の増加が、揮発性麻酔薬の吸入濃度を増すほど低く抑えられ、その程度はハロセンがセボフルレンに比べて大きいことがわかった。ビーグル犬5頭に同様のモデルで、アセチルコリン0.1mug/kgを頭側甲状腺動脈より動注して張力変化を測定し、ハロセン2MAC吸入下の張力と比較した。張力の増加率はハロセンの吸入により171%から131%へと減少し、ハロセンはアセチルコリンに対しても拮抗作用を有することが確かめられた。引き続きヒスタミン動注、および迷走神経刺激による気管張力変化に対する揮発性麻酔薬の及ぼす影響について検討中である。前年度は、初期張力を15gとしたin vivoイヌ等尺性気管平滑筋張力測定モデルを用い、セロトニン、アセチルコリンによる張力増加が、揮発性麻酔薬により拮抗されることを明らかにした。引き続き今年度は以下の研究を行った。ビ-グル犬5頭を対象とし、気管平滑筋収縮物質としてヒスタミン10μg/kgを頭側甲状腺動脈より直接注入した時の気管張力変化を測定した。張力が対照値に戻った後、ハロタン2MACを吸入させ、測定を行った。

張力の増加率はハロタンの吸入により128%から115%へと減少し、ハロタンはヒスタミンに対しても拮抗作用を有することが確かめられた。ビ-グル犬12頭を対象とし、頸部迷走神経電気刺激による気管張力変化を測定、張力が対照値に戻った後、各種揮発性麻酔薬をを吸入させ、測定を行った。迷走神経電気刺激により、張力は141%へと増加、ハロタン0.5MAC、1MAC、1.5MAC吸入下では、132%、127%、118%に、イソフルラン吸入下では、133%、131%、127%に、セボフルラン吸入下では、128%、122%、117%と吸入濃度を増やすほど増加の程度は少なくなった。ビ-グル犬6頭を対象とし、純酸素吸入下,およびハロタン2MAC吸入下でのセロトニン20μg/kg投与時の張力変化を測定した。次いで,両側の迷走神経を切断後,同様の測定を行った。両側の迷走神経切断前の対照値は162%、ハロタン2MAC吸入時は135%、切断後の対照値は140%、切断後ハロタン2MAC吸入下では121%であった。迷走神経の切断前と切断後の対照値間,および2MAC間に有意差はみられなかった。なお、ビ-グル犬3頭に、ハロタン吸入時の気管血流量をレーザー血流計を用いて測定したが、有意な変化は見られなかった。以上から、揮発性麻酔薬は、迷走神経系を介する作用と、気管に対する直接作用の両者の機序により、気管平滑筋拡張作用を有するものと考えられた。
プロモーター解析のための部位特異的組換えトランスジェニックメダカの作成

(1)loxP標的挿人用TGメタガ系統(アクセプター)の樹立:本年度は、昨年度にマイクロインジェクションにより作製を開始したG0メダカが4月後半から5月に成魚になるため、それらを野生型メダカと交配することによりスクリーニングを行い、生殖細胞系列を超えて遺伝するファウンダーを2系統(13系統、07系統)選別した。このTGはGAP-43プロモータにより初期胚より神経系にのみGFPを発現するようデザインされているため容易にTGであることを検出可能であった。F3までwild typeとの掛戻し交配により、最終的により発現の強い13系統を残すことにした。このF4受精卵にCre部位特異的組換え酵素蛋白質をマイクロインジェクションしたところ、元の神経系におけるGFPシグナルが、約1週間後から消失を始めたことを確認した。しかし、驚くべきことことに全ての細胞ではなく、一部の細胞ではGFPの発現が残っていた。この現象は現時点では説明ができないが、今後ゲノム構造の解析をすすめなければならない。(2)プロモーター交換用loxPベクターの構築:ゲノム中に存在するloxPサイトに任意のプロモーター(あるいは新規プロモーター候補)を挿入するために、プロモーターの両端にloxPを保有するベクター(pTx)を開発した。これによって、毎回プロモーターをクローニングするたびにloxPを付与する必要がなくなった。この自作のクローニングベクターは独自のTEXシステムによりXcmlあるいはAhdIにより1塩基突端を作成するものである。このベクターにメダカゲノムよりPCRによってamplifyしたプロモーター候補をTAクローニングした。挿入したプロモーターは骨格筋・心筋で特異的に作動するものとしてTitin-cap遺伝子の上流2.5kbを用いた。以上の一部について、日本分子生物学会において報告を行った。本研究課題では、in vivo部位特異的組換え技術を用いて固定されたゲノム位置に任意のトランスジーンを挿入することができる「リサイクルトランスジェニック」系統の作成を目的とする。これにより、ゲノム挿入位置に依存したプロモーター特性を排除したより正確なプロモーター領域の持つ組織・細胞特異性を明らかにすることが可能になる。平成18年度において、まずプロモーター領域3',5'両端にloxP配列を含み、下流にEGFP蛍光蛋白質を発現する発現ベクターをloxP配列をoligo DNAで合成して付加する方法を用いて作製した。用いるプロモーターとしては、神経系で発現するものとしてGAP43 promoterを検討したが、上流1kbではやや発現が弱かったために、新たに2kbのものをPCRにより取得し、ベクター構築を行った。メダカ受精卵へのインジェクションの前に、in vitroで組換え反応が起こる事を確認するために、リコンビナントCreによりloxP配列のexcisionアッセイを行い、正しく組換えが起こることを確認した。次に、プロモーターとレポーターの間にloxP配列が挿入されるため、発現パターンが変化あるいは抑制される可能性があったが、それを検証するためにメダカ受精卵(STll)系統にこの発現ベクターを微量注入し、GOにおける発現パターンを確認した。このときコントロールとして、loxPを含まない配列を用いた。pGAP43-2kプロモーターはほとんどの神経細胞で3日目胚から中枢神経系で発現が認められ、その発現は孵化後まで続いた。loxPを含むものも、同様の発現パターンを示したため、挿入されているloxP配列はプロモーター特性に影響が無いことが分かった。現在、多数インジェクションしたGOメダカを生育しており、今後F1の解析を行う予定である。本年度の研究成果の一部として学会発表2件を行った。
オゾンの光分解生成物の量子収率測定

対流圏・成層圏における太陽紫外線によるオゾンの光解離反応では、次の2つの過程がある。このうち、O(^1D)は水蒸気と反応して、大気中の活性種のひとつであるOHラジカルを生成するが、O(^3P)と水蒸気は反応しない。OHラジカルは、炭化水素や代替フロンなどの大気微量成分の寿命を決定する。従って、この(1a)/(1b)の光分解過程の分岐比は大気化学的に非常に重要である。本研究では光解離波長230-300nmにおけるO_3からのO(^1D)の生成量子収率を求めた。これまでこの波長域における計測は、266nmや248nmなどのごく少ない波長域でのみ行われてきた。本研究ではO_3を紫外レーザーパルスで光解離させ、生成するO(^3P)原子の相対信号強度を、308nmのそれを基準にして計測した。308nmにおけるO(^3P)の量子収率は0.21なので、この値を基準値として、各波長における量子収率を求めた。230-300nmにおけるO(^1D)の生成量子収率は、波長にほとんど依存せず、だいたい一定の値(≫0.91)であることを明らかにした。この結果を使って、成層圏で、O_3の紫外光分解反応で生成するO(^1D)原子の生成量を計算した。我々のデータを使って計算されたO(^1D)原子の生成量は、NASA/JPL(2000)の推奨値によるもの比べて、小さくなることを明らかにした。また、オゾンの光分解過程についての実験データの蓄積を受けて、本科研費研究代表者は国際的なワーキンググループを作り、実験データのレビューを行い、大気モデルに推奨できるデータを発表した。この作業は、国際的な大気環境研究組織であるIGACおよびSPARCのプロジェクトとして行われた。対流圏・成層圏におけるオゾンの太陽紫外光による光分解過程は次の二つが主である。波長領域296-305nmにおいて(1a)(1b)のそれぞれの分岐比を実験的に調べた。(1)成層圏下部から対流圏において太陽放射フラックスが有効な波長領域であるため、それらの高度においてオゾンの光分解で生成するO(^1D)は大気化学反応の駆動に重要な役割を果たしている。(2)この波長領域における研究は、過去にも報告されている。それらの報告ではO(^1D)の生成量子収率が1を超えるという実験結果が多い。しかしながら、λ>201nmにおけるオゾンの光解離反応では、熱化学的な制約により酸素原子の生成量子収率が1を超えることはありえない。したがって、過去の実験はやり直す必要がある。我々は、感度が高くかつ直接に生成酸素原子を検出することが可能な真空紫外レーザー誘起蛍光法を用いた実験を行った。この測定結果から、305nmより短波長側でのO(^1D)原子の生成量子収率は解離波長にほとんど依存せず、0.89でほぼ一定であることが分かった。305nmよりも短波長域は、熱振動励起したオゾン、すなわちホットバンドによる寄与もほとんどなく温度による変化も小さいため、対流圏上部のような低温域でもこの量子収率値が保たれていると考えられる。また本研究結果は、NASA/JPL'97のモデル推奨値が大きすぎることを明らかにした。

このうち、O(^1D)は水蒸気と反応して、大気中の活性種のひとつであるOHラジカルを生成するが、O(^3P)と水蒸気は反応しない。OHラジカルは、炭化水素や代替フロンなどの大気微量成分の寿命を決定する。従って、この(1a)/(1b)の光分解過程の分岐比は大気化学的に非常に重要である。本研究では光解離波長230-300nmにおけるO_3からのO(^1D)の生成量子収率を求めた。これまでこの波長域における計測は、266nmや248nmなどのごく少ない波長域でのみ行われてきた。本研究ではO_3を紫外レーザーパルスで光解離させ、生成するO(^3P)原子の相対信号強度を、308nmのそれを基準にして計測した。308nmにおけるO(^3P)の量子収率は0.21なので、この値を基準値として、各波長における量子収率を求めた。230-300nmにおけるO(^1D)の生成量子収率は、波長にほとんど依存せず、だいたい一定の値(≫0.91)であることを明らかにした。この結果を使って、成層圏で、O_3の紫外光分解反応で生成するO(^1D)原子の生成量を計算した。我々のデータを使って計算されたO(^1D)原子の生成量は、NASA/JPL(2000)の推奨値によるものに比べて、小さくなることを明らかにした。また、オゾンの光分解過程についての実験データの蓄積を受けて、本科研費研究代表者は国際的なワーキンググループを作り、実験データのレビューを行い、大気モデルに推奨できるデータを発表した。この作業は、国際的な大気環境研究組織であるIGACおよびSPARCのプロジェクトとして行われた。
家族基盤に基づくコペアレンティングを促す妊娠期介入プログラムの開発と検証

平成30年度は、昨年度実施した介入プログラムの結果を再分析、成果発表へとつなげた。妊娠期に夫婦のコペアレンティング関係性を促進するプログラムを実施した結果、1か月後、3か月後にどのような要因が夫婦のコペアレンティング関係性に影響を及ぼしているのかを2次分析した。対象は、妊娠27週前後に募集され、19組が30週までにプログラムを受講し、8組が対照群として研究参加に同意した。コペアレンティング関係性、抑うつ、夫婦関係、妊娠期の快適性、産科的データ、人口統計学的データを妊娠36週、産後1か月、3か月に収集した。従属変数をコペアレンティング関係性とし、重回帰分析を行った。その結果、産後1か月の男性におけるコペアレンティング関係性を予測するものは、希望した妊娠かどうか、と配偶者の妊娠期の快適性であった(p=.004, Adjusted R2=.398)。一方で、産後1か月の女性におけるコペアレンティング関係性を予測するものは統計的に有意なものはなかった。産後3か月におけるコペアレンティング関係性を予測するものとしては、男女ともに産後1か月の抑うつとコペアレンティング関係性が有意であった。以上のことより、妊娠期の妊婦における快適性を促すことが産後早期の男性におけるコペアレンティングの関係性を促す可能性があることが示唆された。また、産後早期のコペアレンティング関係性は、その後の両親におけるコペアレンティングへとつながることも示唆され、妊娠期からのコペアレンティングを促すことの重要性が示された。我々が開発した日本語版コペアレンティング尺度について、対象が0歳児のみであったため、未就学児まで対象を広げ、尺度の信頼性と妥当性の確保を図る目的で、対象の児を育児している男女1200名に対し再度調査を施行。α係数.77(男性)、.83(女性)、全体で.82と信頼性が確保された。平成28年度は、国内外の文献や資料から、coparentingの概念分析と、coparentingを促す介入プログラムの文献検討、coparentingを促す妊娠期介入プログラムと評価尺度の開発を進めた。Coparentingの概念分析は現在も進行中である。Coparentingを促す介入プログラムの文献検討では、システマティックレビューの手法を用いることを検討し、講演会などに参加、連携研究者と検索ツールの検討を行い分担し、作業を進めている。介入プログラムでは、Family Foundation Program(Feinberg and Kan 2008)の全訳版(開発者の許可を得て翻訳済)より、日本において、妊娠期に行うプログラムの検討を行い、「試作版coparentingを促す妊娠期介入プログラム(仮題)」を作成:セッション1(家族を築く)、セッション2(感情と喧嘩)、セッション3(チームワーク)、セッション4(一緒に行う)、プレテストを行い、プログラム内の構成や使用媒体を修正した。評価尺度としては、昨年度から今年度にかけて開発した、Coparenting relationship scale(Feinberg, 2012)の日本語版をはじめ、8つの尺度を使用することとした。対象は、第1子妊娠中の夫婦(初産婦の夫婦、男女)60組(介入群30組、対照群30組)とし、夫婦双方が日本人、夫婦双方に精神疾患がないものとした。プログラム参加への募集は、市内の産科診療所にチラシを配布、協力病院の出産前教室にてのリクルート、ネットワークサンプリングとした。そのほか、研究に関するWebサイトを開設し、幅広く募集を行った。データ収集時期は、研究参加時、妊娠後期(36週)、出産後1か月、出産後3か月とした。現在プログラムを試行中である。プログラムの試行も始まり、おおむね計画通りに進んでいる。平成29年度は開発した介入プログラムを行い、研究参加時、妊娠後期(36週)、出産後1か月、出産後3か月のフォローアップのデータ収集を行った。最終的に、分析対象は介入群15組、対照群8組の夫婦であり、この2群間に属性情報における有意差はなかった。介入の効果が高かった群を高効果群、低かった群を低効果群とした(夫は高効果群7名、低効果群7名、妻は高効果群7名、低効果群8名)。産後1か月と産後3か月のコペアレンティング促進による効果を明らかにするため、時間×2群の交互作用の有無と、主効果(要因)の1つである高効果/低効果の2群については、夫において、時間×2群の交互作用は認められなかったが、主効果の高効果/低効果の2群については、日本語版コペアレンティング関係性尺度のネガティブな下位尺度である阻害(p=.026)、子どもの前でのもめ事(p=.034)の得点で有意差が認められた。この2つの下位尺度得点は両方とも、産後1か月から産後3か月にかけて高効果群の方が低効果群より低い得点を示していた。妻においては、交互作用は認められなかったが、主効果の高効果/低効果の2群については、合計得点で有意差が認められた(p=.048)。この合計得点では、産後1か月から産後3か月にかけて高効果群の方が低効果群より高い得点を示していた。また、もう1つの主効果である産後1か月-産後3か月という時間については、CRS-J下位尺度のサポート得点で有意差が認められ(p=.030)、産後1か月より産後3か月での得点が低くなっていた。低効果群の特徴より、夫婦のコミュニケーションや夫婦の親密性を維持できるようなプログラムの必要性が示唆された。

これらを踏まえ、プログラムの改善点を検討するとともに、他の要因との関連、コペアレンティングのモデル検証を進めていく予定である。プログラムの実施を終了し、フォローアップ分析中である。平成30年度は、昨年度実施した介入プログラムの結果を再分析、成果発表へとつなげた。妊娠期に夫婦のコペアレンティング関係性を促進するプログラムを実施した結果、1か月後、3か月後にどのような要因が夫婦のコペアレンティング関係性に影響を及ぼしているのかを2次分析した。対象は、妊娠27週前後に募集され、19組が30週までにプログラムを受講し、8組が対照群として研究参加に同意した。コペアレンティング関係性、抑うつ、夫婦関係、妊娠期の快適性、産科的データ、人口統計学的データを妊娠36週、産後1か月、3か月に収集した。従属変数をコペアレンティング関係性とし、重回帰分析を行った。その結果、産後1か月の男性におけるコペアレンティング関係性を予測するものは、希望した妊娠かどうか、と配偶者の妊娠期の快適性であった(p=.004, Adjusted R2=.398)。一方で、産後1か月の女性におけるコペアレンティング関係性を予測するものは統計的に有意なものはなかった。産後3か月におけるコペアレンティング関係性を予測するものとしては、男女ともに産後1か月の抑うつとコペアレンティング関係性が有意であった。以上のことより、妊娠期の妊婦における快適性を促すことが産後早期の男性におけるコペアレンティングの関係性を促す可能性があることが示唆された。また、産後早期のコペアレンティング関係性は、その後の両親におけるコペアレンティングへとつながることも示唆され、妊娠期からのコペアレンティングを促すことの重要性が示された。我々が開発した日本語版コペアレンティング尺度について、対象が0歳児のみであったため、未就学児まで対象を広げ、尺度の信頼性と妥当性の確保を図る目的で、対象の児を育児している男女1200名に対し再度調査を施行。α係数.77(男性)、.83(女性)、全体で.82と信頼性が確保された。来年度は継続して文献検討を行う。また介入プログラムを追跡調査し、その効果について分析を行う。来年度はプログラムの改善点を検討するとともに、他の要因との関連、コペアレンティングのモデル検証を進めていく予定である。海外から学位論文や書籍を取り寄せているため、年度内に納入できなかった。介入後3か月まで追跡調査をしたのちの謝礼の支払いとなるため、年度内の利用とならなかった。海外から学位論文や書籍を取り寄せているため、年度内に購入できなかった。また、本年度は調査実施が主体となり、成果発表があまりできなかったため、来年度以降、英語論文校正、論文投稿などに使用予定である。また妊娠期のプログラムと合わせ産褥期のプログラムを検討するための研究活動に使用予定である。次年度以降、平成28年度分と合わせて介入プログラム協力者への謝礼、プログラム媒体の修正、必要物品の購入、情報収集のための旅費、書籍・文献の購入などに使用予定である。
強皮症における石灰沈着症の分子機構の解明

SScの軟部組織中で沈着している成分がハイドロキシアパタイトであるかといった基本についてリン酸カルシウムの染色で検証する。また、その産生細胞である骨芽細胞が患者病変部に実際に存在するかについて、免疫染色と網羅的遺伝子発現で骨芽細胞マーカーの解析を行う。次に、骨芽細胞は軟部組織には本来存在しないため、間葉系細胞からの分化および細胞動員が想定される。この細胞源が循環血液中細胞や局所(関節・腱鞘滑膜)など、どこから供給されるかをSSc患者の末梢血検体および、マウス由来の関節・腱組織を用いて検証する。
論理回路のレイアウト複雑さに関する研究

論理回路をVLSI上に実現する場合に重要な、レイアウトの複雑さに関する研究を行った。論理回路のレイアウト複雑さを議論するためには、まず、複雑さの評価基準を定める必要がある。評価基準は種々考えられるが、理論的に厳密なものとして、VLSIモデル上でのレイアウト(の記述)を生成するために必要な計算量を用いることが妥当であるという結論に達した。例えば、ある構造の乗算器のレイアウトが、ビット長nに対して、決定性チューリング機械でlog nに比例する領域で計算できるなら、その乗算器のレイアウト複雑さは決定性対数領域であるとする。この評価基準を基に、種々の乗算器のレイアウトの生成に必要な計算量の研究を行った。二次元配列構造をもつ配列型乗算器や二分木構造をもつ冗長2進加算木を用いた乗算器のレイアウト複雑さは、決定性対数領域であることを容易に示すことができる。本研究では、広く知られている高速乗算器であるWallace木を用いた乗算器やこれを一般化した並列カウンタ型乗算器のレイアウトの生成に要する計算量について研究を行った。乗算器のレイアウト問題がグラフの線形配置問題に帰着できることを示し、カット幅最小の配置を求めるアルゴリズムを開発し、その計算量を明らかにした。その結果、厳密な最小解は対数領域限定非決定性チューリング機械で計算でき、定数倍以内の近似解を対数領域限定決定性チューリング機械で計算できることが明らかになった。厳密な最小解を対数領域限定決定性チューリング機械で計算できるかどうかは未解決である。
アミロイドβを標的としたアルツハイマー病治療薬の開発

アルツハイマー病の予防・治療薬の開発を目的として、高い凝集能を有するアミロイドβ1-42のC末端ペプチドモチーフ(Aβn-42)に抗酸化物質としてビタミンEまたはカフェ酸の芳香環部分(Tx、Ca)を付加させた化合物(TxAβn-42、CaAβn-42)を設計・合成した。これらの化合物はAβ1-42の凝集を強く抑制した。また、凝集によって引き起こされる酸化ストレスと神経細胞毒性を強く抑制した。これらの化合物は新しいアルツハイマー病の予防・治療薬のシーズとなることが期待される。アルツハイマー病の原因は高い凝集能と強力な神経細胞毒性を有するアミロイドβタンパク質(Aβ)であると考えられている。Aβにはアミノ酸残基数の違いによりAβ1-40、Aβ1-42、Aβ1-43が存在する。Aβ1-42およびAβ1-43はAβ1-40よりもC末端に二残基または三残基多く、C末端間で安定に相互作用できるため特に高い凝集能を有する。また、凝集過程で発生する活性酸素が神経細胞毒性の一因であると報告されている。我々はこれらの機構を妨げることでアルツハイマー病の進行の抑制が可能と考えた。そこで、H26年度はAβの凝集能を高めているAβ1-42およびAβ1-43のC末端モチーフ(Aβn-42、Aβn-43 (n=34, 36, 38, 40))をAβ1-42と相補的に結合する構造として利用し、そこの抗酸化物質のビタミンEの芳香環部分(Trolox: Tx)を導入したTxAβn-42およびTxAβn-43を合成・設計し、凝集阻害活性を解析した。その結果、Tx構造を持たないAβn-42、Aβn-43の凝集阻害作用は非常に弱いのに対し、Tx構造を付加させたTxAβn-42、TxAβn-43はAβ1-42の凝集を強く阻害することがわかった。凝集阻害作用はペプチド鎖の伸張とともに増強し、TxAβ34-42、TxAβ34-43は最も強力にAβの凝集を阻害した。また、Aβ1-40のC末端モチーフとそのTx付加体は全く凝集阻害能を示さなかった。以上の結果より、高い凝集能を有するAβ1-42、Aβ1-43のC末端ペプチドモチーフはTxを付加させることで、Aβの凝集阻害活性を有することが明らかとなった。AβはC末端ペプチドが分子間でβシートをとることで凝集が進行するが、Aβn-42、Aβn-43のAβに対する親和性はTxが付加することで増強していることが示された。アルツハイマー病(AD)ではアミロイドβタンパク質(Aβ)が強力な凝集能と神経細胞毒性を有する。Aβ1-42およびAβ1-43はAβ1-40よりもC末端にアミノ酸が二残基または三残基多く、特に高い凝集能を有する。また、凝集過程で発生する活性酸素が神経細胞毒性の一因であることが報告されている。我々はこれらの機構を妨げることでADの進行の抑制が可能と考え、高い凝集能を有するAβ1-42、Aβ1-43のC末端ペプチドモチーフにビタミンEの芳香環部分(Tx)を付加させた化合物(TxAβn-42およびTxAβn-43)を設計・合成した。これらの化合物はAβ1-42の凝集を強く抑制し、その作用はペプチド鎖の伸張とともに増強することがわかった。そこでH27年度は、強力なAβ1-42凝集阻害効果を有するTxAβ36-42とTxAβ36-43について、Aβ由来神経細胞毒性に対する抑制効果を検討した。ヒト神経芽腫細胞SHSY-5YはAβ1-42と24時間インキュベートすると強力な細胞増殖抑制効果が見られた。そこでこの系にTxAβ36-42およびTxAβ36-43を添加したところ、どちらの化合物もAβ1-42の神経細胞増殖抑制効果を濃度依存的に阻害することがわかった。特に、TxAβ36-42は、40μMでAβ1-42の神経細胞増殖抑制効果をほぼ完全に阻害した。また、Aβ1-42を添加した神経細胞を活性酸素のプローブで処理すると、大量の活性酸素の発生が確認された。この系にTxAβ36-42を添加すると活性酸素の発生は大きく軽減された。以上の結果より、C末端ペプチドモチーフを有するビタミンE誘導体TxAβ36-42はAβ1-42による神経細胞毒性を凝集阻害作用と抗酸化作用で強力に抑制することが明らかとなった。本研究ではAβ1-42の凝集過程に作用する新たなAD治療薬の開発を目的として、強力な凝集作用と神経細胞毒性を有するAβ1-42に着目し、C末端のペプチドモチーフにフェノール性抗酸化物質を付加させた化合物を開発する。H26年度はAβ1-42のC末端モチーフ4種類の合成、および合成したペプチドのN末端にビタミンEの芳香環部分(Tx)を付加させた化合物(TxAβn-42)を設計・合成した。対照物質として、凝集性が弱く毒性が低いAβ1-40のC末端モチーフのTxの付加体を合成した。

合成した化合物についてチオフラビンT法を用いてAβ1-42の凝集に対する阻害効果を解析したところ、TxAβn-42は強力な凝集阻害効果を示すことが明らかとなった。H27年度は合成した化合物のAβ1-42による神経細胞毒性に対する抑制効果を明らかにした。ヒト神経芽腫細胞SHSY-5YはAβ1-42と24時間インキュベートすると強力な細胞増殖抑制効果が見られた。そこでこの系を用いて、Aβ1-42と同時にTxAβ36-42およびTxAβ36-43を添加すると、どちらの化合物もAβ1-42の神経細胞増殖抑制効果を濃度依存的に阻害することがわかった。特に、TxAβ36-42を40μM添加すると、Aβ1-42の神経細胞増殖抑制効果がほぼ完全に阻害された。本化合物はAβ1-42を添加した神経細胞から発生する活性酸素を強力に抑制することも確認できた。以上の結果より、C末端ペプチドモチーフを有するビタミンE誘導体TxAβ36-42はAβ1-42による神経細胞毒性を凝集阻害作用と抗酸化作用で強力に抑制することが明らかとなった。以上、ほぼ計画通り研究が進行している。アルツハイマー病(AD)はアミロイドβタンパク質(Aβ)の凝集によって生成する老人斑を病理的特徴とする。Aβにはアミノ酸残基数の違いによりAβ1-40とAβ1-42が存在する。Aβ1-42はAβ1-40よりもC末端にアミノ酸が二残基多く、高い凝集能と神経細胞毒性を有する。Aβによる神経細胞毒性は、凝集過程で発生する活性酸素が要因である。我々はこの毒性発現機構を阻害することでADの進行の抑制が可能と考えた。AβはC末端同士がβシート構造をとって二量体を形成し、それが積み重なることで繊維化が進行することから、C末端のペプチドモチーフはAβへの結合親和性を有していることが予測される。そこで、高い凝集能を有するAβ1-42のC末端ペプチドモチーフにビタミンEの芳香環部分(Tx)を付加させた化合物(TxAβn-42)を設計・合成した。これらの化合物はAβ1-42の凝集および神経細胞毒性に対して抑制効果を示し、特にTxAβ36-42は、Aβ1-42の神経細胞毒性をほぼ完全に阻害した。これらの化合物はADの発症機構を抑制することが明らかとなったが、ADの予防・治療薬として利用するためには血液脳関門への通過を考慮する必要があり、低分子化が望まれる。そこでH28年度はTxに代わってカテコール構造を有するカフェ酸(Ca)をC末端ペプチドモチーフに導入した化合物CaAβn-42を設計・合成した。カテコール構造はAβへの親和性が報告されており、TxAβn-42と比べてより短いC末端ペプチドモチーフでも強力な神経細胞毒性抑制効果が期待される。様々な長さのC末端ペプチドモチーフを有するCaAβn-42を固相合成法で合成し、Aβの凝集に対する阻害効果を検討した。その結果、TxAβ36-42と比べてアミノ酸が二分子短いCaAβ38-42でも非常に強力にAβ1-42の凝集を阻害することが明らかとなった。本研究ではAβ1-42の凝集過程に作用する新たなAD治療薬の開発を目的として、強力な凝集作用と神経細胞毒性を有するAβ1-42に着目し、C末端のペプチドモチーフにフェノール性抗酸化物質を付加させた化合物を開発する。H26年度はAβ1-42のC末端モチーフ4種類の合成、および合成したペプチドのN末端にビタミンEの芳香環部分(Tx)を付加させた化合物(TxAβn-42)を合成した。Aβ1-42の凝集に対する阻害効果を解析したところ、TxAβn-42は強力な凝集阻害効果を示した。H27年度は合成した化合物のAβ1-42による神経細胞毒性に対する抑制効果を検討した。Aβ1-42はヒト神経芽腫細胞SHSY-5Yに対して強力な細胞増殖抑制効果を示す。
プリオン病原体の増殖機構に関する研究

本研究では、プリオン増殖機構の核である正常型プリオン蛋白質(PrP^C)→異常型プリオン蛋白質(PrP^<Sc>)の変換機構に関与するPrP^C側の要因を解明することを主要な目的とした。これまで、内在性PrP^Cによる阻害効果が障壁となっており、プリオン増殖に必要なPrP^C領域の解析は進展していなかった。研究代表者らはごく最近、プリオン蛋白質(PrP)遺伝子欠損マウスから作製したPrP遺伝子欠損神経細胞株を用い、PrP^Cの機能部位がオクタリピート領域(OR)と疎水性領域(HR)に存在することを示し、さらに、PrP^Cが抗酸化ストレス制御能を持つことを明らかにした。さらに、同様の細胞培養系を用い、一過性PrP^<Sc>増殖に必要なPrP^C領域の同定を行った。その結果、ORが重要であることを示した。平成19年度は、PrP^<Sc>による神経細胞毒性のモデルとして知られるPrPペプチド(PrP106-126)の培地への添加により、PrP再発現PrP遺伝子欠損神経細胞株の血清除去誘導細胞死が促進されることを明らかにした。さらに、PrP再発現細胞やOR欠損PrP発現細胞では、血清除去誘導細胞死がPrP106-126添加により促進されたが、HR欠損PrP発現細胞では促進効果が見られないことが明らかとなった。これらのことから、PrP106-126の神経細胞毒性発揮には細胞側のHRの存在が必要であることが示唆された。本研究では、プリオン増殖機構の核である正常型プリオン蛋白質(PrP^c)→異常型プリオン蛋白質(PrP^<sc>)の変換機構に関与するPrP^c側の要因を解明することを主要な目的とした。これまで、内在性PrP^cによる阻害効果が障壁となっており、プリオン増殖に必要なPrP^c領域の解析は進展していなかった。申請者らはごく最近、プリオン蛋白質(PrP)遺伝子欠損マウスから作製したPrP遺伝子欠損神経細胞株を用い、PrP^cの機能部位および機能活性を明らかにした。本研究の特色は、そのような技術的な改良を背景に、プリオン感染の必須因子であるPrP^cを標的とした解析に焦点を絞った。平成17年度はPrP遺伝子欠損マウス神経細胞株に欠損変異マウスPrP遺伝子を導入した細胞にマウススクレイピープリオンを感染させることで、プリオンの増殖に必要なPrP^c領域の同定をおこなった。また、継代を繰り返した後にプリオンが検出されるかで持続感染に必要なPrPc領域の同定もおこなった。オクタリピート領域(OR)もしくは疎水性領域(HR)欠損変異PrP遺伝子(Δ#1,Δ#2,Δ#3)発現細胞を作成した。マウススクレイピープリオンの検出は、ウエスタンブロッティングによるプロテイナーゼK抵抗性PrPの検出を行った。その結果、PrP再発現細胞では、プリオンの持続感染は成立せず、一過性のプリオン増殖が確認された。また、欠損変異PrP遺伝子を用いた解析の結果、一過性プリオン増殖に必要なPrP^c領域はORであることが示唆された。さらに、ハムスターPrP遺伝子をPrP遺伝子欠損神経細胞株へ導入した細胞株にハムスタースクレイピープリオンを感染させることで、異種PrP遺伝子の導入が種を超えたプリオンの増殖・持続感染を可能にするかをしらべるため、ハムスターPrP再発現PrP遺伝子欠損マウス神経細胞株を作成した。本研究では、プリオン増殖機構の核である正常型プリオン蛋白質(Prp^c)→異常型プリオン蛋白質(Prp^<Sc>)の変換機構に関与するPrp^c側の要因を解明することを主要な目的とした。これまで、内在性Prp^cによる阻害効果が障壁となっており、プリオン増殖に必要なPrp^c領域の解析は進展していなかった。申請者らはごく最近、プリオン蛋白質(PrP)遺伝子欠損マウスから作製したPrP遺伝子欠損マウス由来神経細胞株を用い、Prp^cの機能部位および機能活性を明らかにした。本研究の特色は、そのような技術的な改良を背景に、プリオン感染の必須因子であるPrp^cを標的とした解析に焦点を絞った。平成18年度はハムスターPrP遺伝子をPrP遺伝子欠損マウス由来神経細胞株へ導入した細胞株にハムスタースクレイピープリオンを感染させることで、異種PrP遺伝子の導入が種を超えたプリオンの増殖・持続感染を可能にするかをしらべた。具体的には、平成17年度に作成したハムスターPrP発現PrP遺伝子欠損マウス由来神経細胞株にハムスタースクレイピープリオンを感染させた。その結果、ハムスターPrP発現PrP遺伝子欠損マウス神経細胞株では、ハムスタープリオンの持続感染は成立しなかった。

研究代表者らはごく最近、プリオン蛋白質(PrP)遺伝子欠損マウスから作製したPrP遺伝子欠損神経細胞株を用い、PrP^Cの機能部位がオクタリピート領域(OR)と疎水性領域(HR)に存在することを示し、さらに、PrP^Cが抗酸化ストレス制御能を持つことを明らかにした。さらに、同様の細胞培養系を用い、一過性PrP^<Sc>増殖に必要なPrP^C領域の同定を行った。その結果、ORが重要であることを示した。平成19年度は、PrP^<Sc>による神経細胞毒性のモデルとして知られるPrPペプチド(PrP106-126)の培地への添加により、PrP再発現PrP遺伝子欠損神経細胞株の血清除去誘導細胞死が促進されることを明らかにした。さらに、PrP再発現細胞やOR欠損PrP発現細胞では、血清除去誘導細胞死がPrP106-126添加により促進されたが、HR欠損PrP発現細胞では促進効果が見られないことが明らかとなった。これらのことから、PrP106-126の神経細胞毒性発揮には細胞側のHRの存在が必要であることが示唆された。
極微細加工面上における凝縮液滴生成機構に関する研究

テフロンの微細粒子を分散させた超撥水性処理面における凝縮液滴の生成機構を解明するため,下記のことがらを実施しそれぞれに示す成果を得た.1.実験装置の制作:微細加工面(銅板およびアルミ板)を冷却し,液滴の生成挙動を顕微鏡で観察するための試験部を作製した.試験部は,落射型金属顕微鏡のステージに設置できる寸法および構造で製作した.2.実験結果:試験冷却面上に生成する凝縮水滴の初期挙動から冷凍に至るまでの過程を,顕微鏡に取り付けたCCDカメラとビデオレコーダーを通じて観察を行なった.初期の水滴生成核が約23ミクロンの大きさで発生し,テフロン粒子間のキャビティ内にて成長しやがて凍結し霜層へと発達してゆく経過を明らかにした.また,粒子間に形成した液滴が凍結する際の体積変化によりテフロン粒子を剥落させ,その結果,表面の撥水性が低下することを解明した.3.数値解析による検討:3種類の異なる断面形状を有するキャビティを対象とし,壁面温度,キャビティ内の空気温度および水蒸気分圧に関して数値解析を行い,凝縮液滴の発生位置の推定を行った.冷却面を水平気流中に平行に置いた場合に関しても併せて検討を行った.数値解析の結果より,様々な条件に対して初期液滴の生成位置が明らかとなったが,いずれの条件においても,液滴はキャビティ深奥部で発生するという,実験における観察結果を裏付ける結果が得られた.テフロンの微細粒子を分散させた超撥水性処理面における凝縮液滴の生成機構を解明するため,下記のことがらを実施しそれぞれに示す成果を得た.1.実験装置の制作:微細加工面(銅板およびアルミ板)を冷却し,液滴の生成挙動を顕微鏡で観察するための試験部を作製した.試験部は,落射型金属顕微鏡のステージに設置できる寸法および構造で製作した.2.実験結果:試験冷却面上に生成する凝縮水滴の初期挙動から冷凍に至るまでの過程を,顕微鏡に取り付けたCCDカメラとビデオレコーダーを通じて観察を行なった.初期の水滴生成核が約23ミクロンの大きさで発生し,テフロン粒子間のキャビティ内にて成長しやがて凍結し霜層へと発達してゆく経過を明らかにした.また,粒子間に形成した液滴が凍結する際の体積変化によりテフロン粒子を剥落させ,その結果,表面の撥水性が低下することを解明した.3.数値解析による検討:3種類の異なる断面形状を有するキャビティを対象とし,壁面温度,キャビティ内の空気温度および水蒸気分圧に関して数値解析を行い,凝縮液滴の発生位置の推定を行った.冷却面を水平気流中に平行に置いた場合に関しても併せて検討を行った.数値解析の結果より,様々な条件に対して初期液滴の生成位置が明らかとなったが,いずれの条件においても,液滴はキャビティ深奥部で発生するという,実験における観察結果を裏付ける結果が得られた.