hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液体が関与するプラズマ化学反応過程の解明

水中の気泡内で生成されるプラズマを用いた材料プロセスのための学術的・技術的基盤を確立するために、水が関与するプラズマ化学反応過程のモデル化、気泡発生過程のモデル化を行い、シミュレーションを可能にした。また、この知見を基にして、微小気泡を集積化した新規液中プラズマプロセスを提案した。更に、メチレンブルーの脱色実験を通して、その新規手法が材料プロセスに適用できることを実証した。近年,液体が関与するプラズマが注目されている.その一つの理由として,近年の大気温暖化等に代表される環境問題が深刻化する中で,水の改質,液体廃棄物の処理に代表されるように,液体関連の処理技術が強く要望されるようになったことが挙げられる.液体とプラズマとの相互作用の仕方としては,マクロ的には,液面とプラズマとの相互作用,ミクロ的には,液中気泡や気中液滴が想定される.本研究では,こうした液面とプラズマとの相互作用を理解するために,まずマクロな液面と接する気相プラズマの状態を正しく把握する必要があると考え,液体面が気相と接する気相放電が容易に得られる方法を探索するとともに,その放電における気相化学種を実験的,または計算によって同定し,その反応機構について考察した.具体的には,COMSOL Multiphysicsを用いた計算によって,放電を容易に起こさせるために添加されるArの準安定原子によるH_2Oの解離過程の効果について調べた.Arの準安定原子によるH_2Oの解離過程の有無を計算上で模擬することにより,その有無が生成物の時間変化に及ぼす影響を調べたところ,酸化等の化学反応過程に関与するOHラジカルの濃度が異なることがわかった.この効果のAr濃度依存性を調べたところ,30%以上のAr濃度においてOHラジカルの濃度を増やす働きがあることがわかった.また,90%のAr濃度では,約半分のOHが準安定Ar原子によるH_2Oの解離によって生成されていることがわかった.また,これらの変動とともに,H_2O_2, HO_2, O等の酸化に関連する化学種の密度も増えることがわかった.昨年度は,水が関与するプラズマ化学反応過程のモデリングを行った.本年度からは,水中でのプラズマをモデル化・シミュレーションするための基礎に関する研究に着手した.まず,その挙動がよく知られている減圧プラズマを説明できるモデルの構築を行い,大気圧対応に発展させる.次に,水中での気泡発生モデルを完成させ,その気泡内での放電をモデル化する.本年度は,上記の中の減圧モデルの確立と,気泡発生モデルまでを完成させた.プラズマと気泡内壁などの界面との相互作用は,プラズマと表面との間のシースが重要な役割を果たす.その際,系全体をモデル化すると,多大な計算時間を必要とするため,界面近傍だけの問題を短時間で解けるモデルを構築した.その妥当性を,まず減圧プラズマのシース状態について模擬できるかどうかをチェックし,その妥当性を確認した.次に,液体中での気泡発生をモデル化するために,電極間の電界の計算,流れる電流によるジュール加熱による媒質の温度上昇,そして,沸騰による気泡発生までを,Maxwellの方程式,粒子連続の式,Navier-Stokesの式に対して,二相媒質のモデル化のためのLevel-Set法を組み合わせることによってモデル化した.すでに,実験的には気泡のサイズが印加電圧のパルス幅によって変わることが明らかにされており,パルス幅の増加に伴って定常的に形成される気泡のサイズが大きくなることがわかっている.1回の気泡発生の時間スケールと多数回のパルス印加を行う際の時間スケールが大きくことなるため,現段階では,1回の気泡発生時のサイズが,電圧印加時間に対して,どのように変わるかを計算し,実験結果の傾向を模擬できるかどうかを検証した.その結果,概ね気泡のサイズの増加傾向を模擬できるモデルが構築できていることを明らかにした.また,こうした液体が関与するプラズマを用いたプロセス応用についても着手し,薄膜堆積や粉体処理に利用できることを明らかにした.昨年度の研究により,水が関与する化学反応のモデル化が可能となった.これに加えて,当初計画段階では想定していなかった水中での気泡の成長までもがモデル化可能となった.そこで,本年度は,こうした気泡内の電界分布が外部パラメータである印加電圧,液体導電率,液体誘電率等によってどのように変わるのかを系統的に調べ,液体中での気泡内放電に適した印加電圧や電極部材物性を選定するための指針を明らかにした.一方,泡の形状やサイズの変化の時間スケールは,放電現象の時間スケールと比べると極めて大きいため,放電現象にとっては泡の形状やサイズは変化していない,と仮定してもよい.そこで,上記で得られた泡の中に発生した電界をもとにしてプラズマ発生のモデル化も行い,水中気泡内放電を総合的にモデル化した.また,昨年度の研究により,多孔質材料を用いて微細泡を多数集積化した大容量のプロセスの可能性が明らかとなった.多孔質材料やその誘電率等の最適化については,上記の計算モデルによって最適化することが可能であるが,実際に実験によって,プロセス結果を評価する必要もある.

そこで,こうした多孔質材を用いた大面積・大容量の微細気泡内放電を集積化したものを,水中有機汚染物の分解等への材料プロセスの例として,メチレンブルーの脱色プロセスに適用し,その性能評価を行った.具体的には,赤外吸収分光法などを併用することによって,反応生成物の分析を行い,いかなる反応が生じているかを明らかにした.
野菜による食後糖・脂質代謝動態改善のアディポサイトカインに及ぼす効果

研究1:成人ボランティアを対象に、空腹時採血ののち、食パン170g(B食)、食パン/バター(BB食)、食パン/バター/ほうれん草(BBS食)を摂取してもらい、摂取30、60、120、180、240分後に採血した。「結果」健常者群では、B食に比べBB食で食後の血糖値が低値傾向、TG濃度は食後各時で増加した。BBS食ではB食に比べ食後30分後の血糖値が低かった(p<0.05)。肥満・高TG群では、B食に比べてBB食ではTG濃度は食後各時で高値傾向だった。BBS食ではB食、BB食に比べ食後30分後の血糖値が低かった。健常者群では血漿ホモシステイン濃度は、BB食に比べてBBS食では低値であった。LPLは食事による変化が認められなかった。TNFα濃度はBB食では食後に減少傾向がみられたがBBS食では30分後に低下傾向でその後空腹時と同値になった。バター付加により食後高血糖は抑制される可能性があるが、脂質代謝異常を起こす危険性があることが確認された。健常者では、ほうれん草の同時摂取による食後糖代謝抑制の可能性が示唆された。研究2:都内某商社社員でメタボリックシンドローム関連疾患で栄養教育が必要とされた者を対象に野菜摂取強化(Veg)群20名と通常指導(Cont)群20名に分け、1,3カ月後に採血を行った。[結果]3カ月後までデータが得られた者はVeg群16名、Cont群13名で、Veg群は体重減少量が3.6kgでCont群の1.1kgと比べて低下した(p<0.05)。野菜摂取量は3カ月後にVeg群で約50g増加,Cont群は約150g減少した。野菜摂取を強化する栄養教育は体重減少に有効であることが示唆された。これまでに野菜摂取の抗動脈硬化作用として、抗高ホモシステイン血症および抗酸化効果が明らかにされているが、食後糖脂質代謝動態改善作用についての報告は極めて少ない。そこで、若年成人ボランティアを対象に、食事負荷試験を行い、野菜摂取の食後糖脂質代謝動態への影響を検討した。方法:研究は日本女子大学ヒトを対象とした実験研究に関する倫理審査委員会の承認の後、対象者に文書によるインフォームドコンセントを得て行った。負荷試験は、空腹時採血ののち、負荷食(食パン170g(B食)、食パン170g+バター25g(BB食)、食パン170g+バター25g+ほうれん草100g(BBS食))を摂取してもらい、摂取30、60、120、180、240分後に採血を行った。負荷試験は最低1週間をあけて実施した。結果:糖脂質代謝異常がなく非肥満である正常群14名では、B食に比べてBB食では食後30、60、240分後の血糖値が低値傾向で(p<0.1)、TG濃度は食後各時で増加した(p<0.0010.05)。

BBS食ではB食に比べて食後30分後の血糖値が低値(p<0.05)、BB食に比べて食後180分後のインスリン濃度が高値傾向(p=0.07)であった。試験参加時に肥満(8MI≧25もしくは臍周囲径85cm以上)を呈した肥満群6名では、B食に比べてBB食では食後30、60分後の血糖値の平均値が低値を示したが標準偏差が大きく差は有意ではなく、TG濃度は食後各時で増加傾向だった。BBS食ではB食、BB食に比べて食後30分後の血糖値が低く、食後30分後のインスリン濃度が高値傾向(p=0.1)であった。結語:バター付加により食後高血糖は抑制される可能性があるが、脂質代謝異常を起こす危険性があることが確認された。また、ほうれん草の同時摂取により食後糖代謝がバター摂取時よりもさらに抑制される可能性が示唆された。昨年度の成果から・健常者では糖・脂質同時摂取時にほうれん草を摂取することにより・食後高脂質血症の抑制と血糖上昇の遅延が期待された。そこで・野菜摂取量を長期間持続的に増加させることによる糖・脂質代謝改善効果を検証することを目的とした。[方法]都内某商社社員で・肥満・糖代謝異常・高トリグリセライド血症のいずれか若しくは複数を有すると診断され・栄養教育が必要とされたものを対象とし・生活歴・食生活調査・24時間思い出し法による食事調査を実施した。対象を2群に分け・野菜摂取強化(Veg)群には・初回面接時から緑黄色野菜・葉物野菜・淡色野菜・海藻・きのこ・こんにゃく類の積極的摂取のために・毎食事ごとに野菜料理を摂取することを勧めた。対照としての通常指導(Cont)群には・初回食事調査時に野菜摂取量に応じて増量を勧めた。両群ともに1ヵ月後・3ヵ月後に身体計測・食事調査・採血を行い糖・脂質代謝指標を測定した。[結果]介入開始時に・Veg群20名・Cont群20名を得た。開始時のVeg群とCont群は・それぞれBMI27.5±2.6,26.2±3.0・空腹時血糖122±52mg/dL,118±24mg/dL,トリグリセライド167±130mg/dL,183±151mg/dL・LDLコレステロール130±34mg/dL,130±30mg/dL・指示エネルギー量はVeg群1760±210kcal/day,Cont群1780±110kcal/dayで両群間に差は無かった。3ヵ月後までデータが得られた者はVeg群16名・Cont群13名で・Veg群は体重減少量が3.6±2.7kgでCont群の1.1±3.8kgと比べて低下した(p<0.05)。野菜摂取量は3ヵ月後にVeg群で50g増加し,Cont群では150g減少していた。[結論]野菜摂取を強化する栄養教育は体重減少に有効であることが示唆された。
甲状腺癌、大腸癌におけるテロメレウス活性,テロメア長とp53,p21の関係について

甲状腺腫瘍におけるテロメラーゼ活性とテロメア長の検討ヒト癌組織(胃癌、大腸癌、肝癌、肺癌など)におけるテロメラーゼ活性が報告され、腫瘍マーカーとしてテロメラーゼ活性が注目されている。テロメラーゼは染色体末端に存在するテロメアの伸長、維持に関与する逆転写酵素である。テロメアは(TTAGGG)の6塩基の繰り返し配列を示し、染色体の分解、再構成、融合、消失などから染色体を保護、およびその対合に関与すると考えられている。テロメラーゼ活性は正常リンパ球、造血前駆細胞、生殖細胞、消化管粘膜の増殖域細胞でその活性が発現している以外、他の体細胞では発現を認めない。また、癌細胞ではテロメラーゼ活性を高頻度で発現していることが明らかにされるに従い、これまでに知られている癌化に伴う遺伝子発現変化の中では最も相関性が高い変化であることが明らかになり、腫瘍マーカーとしての有用性が期待されるに至った。今回、我々は21例の甲状腺腫瘍と正常甲状腺について、テロメラーゼ活性の発現およびテロメア長測定について検討した。テロメラーゼ活性は、11/12例の甲状腺癌と3/9例の甲状腺濾胞腺腫で陽性を示した。平均テロメア長で甲状腺癌と甲状腺濾胞腺腫は、その母地である正常甲状腺組織より有意に短縮を認めた(p=0.0055,p<0.006)。さらに、テロメラーゼ活性があり、平均テロメア長短縮差(甲状腺腫瘍テロメア長-正常甲状腺組織テロメア長)が2kbp以上である甲状腺癌は11/12例、甲状腺濾胞腺腫は1/9例であった。以上より、テロメラーゼ活性と平均テロメア長短縮差を重ね合わせると甲状腺癌と甲状腺濾胞腺腫を鑑別できる可能性が示唆された。
成人骨髄幹細胞の可塑性を利用した先天性疾患に対する胎児細胞療法の基礎的検討

先天性疾患に対する胎仔細胞療法の基盤技術開発を目的として、マウス胎仔の心腔内への細胞注射法について検討した。今回の検討では、胎生10日のマウス胎仔の心腔内へは、比較的容易にAc-LDL-DiIを注射することが可能であった。そこで試みに、本法を用いてマウス胎仔AGM領域における造血発生について解析した。胎生10日のマウス胎仔の心腔内にAc-LDL-DiIを注射した後、ドナー胎仔を全胚培養法を用いて12時間培養した。そうした培養マウス胎仔では、背側大動脈や臍帯動脈にhematopoietic clusterが認められ、末梢血中の一部にはDiI+細胞が存在した。これらのDiI+細胞の15%がc-Kit、34.2%がCD31、28.1%がCD34、7.7%がSca-1を発現していた。FACSで分離されたDiI+/c-Kit+細胞は、未分化な芽球細胞とマクロファージから構成され、コロニー培養では混合コロニーを含む種々のコロニーが形成された。また、これらのDiI+/c-Kit+細胞には、新生児マウスの造血再構築能を有する細胞が含まれていた。さらに、3,000-4,000個の末梢血DiI+細胞を胎生10.5日のマウス胎仔の心腔内に注射した後、全胚培養法で4時間培養すると、DiI+細胞は胎仔肝に特異的にcolonizeした。以上の結果より、胎生10-10.5日のマウス胎仔のAGM領域で発生する造血の少なくとも一部は内皮由来であり、内皮細胞由来の細胞は胎仔肝にcolonizeし得ることが明かとなり、心腔内注射法はマウス胎仔への細胞移植法として有用であった。本法を用いることにより、先天性疾患に対する胎仔細胞療法のためのマウスモデルの構築が可能となった。
送電線への落雷検知システムの開発

送電線への雷撃の場合、架空地線や送電鉄塔の部材が大地に対して水平に置かれているために、たとえ雷放電路が大地に対して垂直であったとしても水平方向に流れる電流成分が強制的につくられる。従って、この水平成分の雷撃電流によって、通常の大地への落雷の場合とは異なる電磁界成分、すなわち水平偏波成分(水平電界成分と垂直磁界成分)が発生する。これを受信できれば、多くの落雷の中から送電線への落雷だけをピックアップできる。この原理を元にして、本研究では送電線への落雷検知システムを開発し、このシステムにより送電線事故に至らない落雷を検知することにより、架空地線、避雷器、線路用避雷器、接地抵抗の低減、防雷線等の多くの耐雷対策の有効性を検証することを最終目的としている。垂直磁界成分を受信するアンテナとして、直径1mのワンターンの水平ループアンテナを制作した。このアンテナは垂直ループアンテナと同じ位置に配置した。アンテナからの出力は増幅された後、購入した4チャンネル、10ビット、10Mサンプル/秒のディジタルレコーダに記録された。下図に示された磁界変化(上から南北方向の垂直ループ、東西方向の垂直ループ、水平ループ各アンテナからの出力)は今年度夏季に観測された一例である。同図(a)は送電線への落雷の例であり、垂直磁界にも変化が見られる。一方、同図(b)は大地への落雷の場合で、垂直磁界成分には変化が見られない。予想が見事に立証されている。今後は、送電線への落雷を自動的に判定するシステム構築のために、落雷データをもっと増やしていきたい。
人間中心システムへの哲学的・科学論的・技術論的アプローチ

「人間中心システム」は、機械に人間をあわせるのでなく、人間に機械をあわせるシステムであり、機械にあわせることを人間に強要する「機械に基づくシステム」の対立概念である。これは、第1に、近代のテクノロジーのあり方を根本的に問い直し、さらに、テクノロジーと密接な関係にある自然科学のあり方をも問い直すことになり、従来に科学論や技術論もこの観点から見直すことが可能である。こうした文脈から従来の自然科学の本質に関する論争を見直したものが日本科学史学会関西大会で発表した「自然科学の階級性」論争-人間中心システムの観点から」である。これは、さらにかつての論争参加者ごとの分析などを今後行っていきたい。また第2に、しばしば、自然環境保全の立場から、人間中心主義に対する批判がなされるが、この場合の人間中心主義はここでいう「人間中心システム」とは全く異なるし、この捉え方自体自然環境保全を考える場合にも問題である。第1に、自然環境の破壊の主体は「人間」というよりもむしろ「機械に基づくシステム」、近代社会のあり方であり、第2に、むしろ、人間中心システムはその目的に「社会的に有用でエコロジカルな製品」を掲げているが、それだけでなく、「人間中心システム」こそが環境保全への道である。この観点から、論文「生物多様性保全の論理」が書かれた。「人間中心システム」は、近代資本制的生産システムである「機械に基づくシステム」を対立概念とし、「社会的に有用でエコロジカルな製品」をめざす。論文:「道具化する科学・技術」(亀山純生・後藤道夫・中西新太郎・中村行秀編『離脱願望』労働旬報社、1996年、所収123頁-140頁)においては、「機械に基づくシステム」の現代的・日本的形態とオウム真理教の科学観や科学や技術の用い方との連関を分析した。「機械に基づくシステム」は、人間疎外、環境破壊を伴いつつ、その日本的形態においては、神秘主義とすら結びつきうる科学や技術のありかたとなって現象している。論文:「環境問題への哲学の取り組み」『唯物論研究年誌』創刊号『終末の時代を超える』青木書店、1966年においては、環境問題への取り組みの史的流れのなかに「人間中心システム」の考えを位置づけ、その哲学的意味を考察した。
アンチセンス法を用いた脊髄痛覚伝達・増強機構に関与するG蛋白質の解析

本年度も引き読き成熟ラット及び新生ラットにおける様々な即時痛・慢性痛モデルに対する各種G蛋白質αサブユニット(Gα)アンチセンス及びセンスオリゴデオキシヌクレオチド(アンチセンス:AS;センス:S)の効果を検討した。成熟ラットにおいては様々な即時痛刺激(機械、熱、化学的刺激)に対し、Gα(Gα_q、Gα_<ll>、Gα_o、Gα_<i-1>、Gα_<i-2>、Gα_<i-3>)AS並びにSはほとんど効果がなかった。炎症性疼痛モデルとしてはホルマリンテストの第2相反応を指標に用い、Gα_q及びGα_<ll>ASの効果を検討したところ、Gα_qASは第2相反応を有意に抑制したが、Gα_<ll>ASはほとんど効果を示さなかった。両者のSは共に効果を示さなかった。神怪因性疼痛モデルとしては坐骨神経絞扼神経損傷モデルを用いた。神経損傷により誘発される熱性痛覚過敏及び機械的異痛現象発現の時間経過はGα_oASにより有意に延長されるが、Sは効果を示さないことが示唆された。一方Tail flick法を用いて観察されるモルヒネの鎮痛効果に対するGα_i及びGα_oASの効果を検討したところ、Gα_<i-l>ASは有意にモルヒネの鎮痛効果を抑制したが、Gα_oASはほとんど効果を示さず、マウスにおける報告とは異なる結果を得た。上記のASの効果は蛋白質発現減少を伴っていることをウニスタンブロット法にて確認した。以上の結果に関して現在論文作成中である。新生ラットにおいては強度電気刺激により誘発される脊髄多シナプス伝達を抑制する神経伝達物質(GABA、オピオイド)に対するGα_iAS及びSの効果を検討した。ASあるいはSを髄腔内に投与して2日後脊髄を摘出し実験を行った。その結果Gα_<i-l>ASはオピオイド(エンケファリン、エンドモルフィン)の濃度依存性抑制効果を減弱させたが、GABA_B作用薬バクロフェンの効果に対しては影響しなかった。Gα_<i-2>及びGα_<i-3>については現在検討中である。本年度は成熟ラットにおいて様々な即時痛及び慢性痛モデルを、また新生ラットにおいて髄腔内投与の手技をそれぞれ確立し、各種G蛋白質αサブユニット(Gα)アンチセンスオリゴデオキシヌクレオチド(アンチセンス;AS)の効果を検討した。成熟ラットにおいては主に行動学的検討を行い、新生ラットにおいてはAS投与後摘出脊髄標本を作製し、電気生理学的及び薬理学的実験を行った。その結果成熟ラットにおいては様々な即時痛(機械、熱、化学的刺激)に対し、Gα(Gα_q、Gα_<11>、Gα_0、Gα_<i-1>、Gα_<i-2>、Gα_<i-3>)ASはほとんど作用を示さなかったが、ホルマリン誘発疼痛実験における炎症性の疼痛行動がGα_qASにおいて有意に抑制されることが判明した。また坐骨神経絞扼神経因性疼痛モデルラットにおける痛覚過敏及び異痛現象はGα_0ASにより有意に減弱することを示唆する結果も得ている。一方モルヒネの鎮痛効果に対するGα_i及びGα_0ASの効果を検討したところ、Gα_<i-1>ASは有意にモルヒネの鎮痛効果を抑制したが、Gα_0ASはほとんど効果を示さず、マウスにおける報告とは異なる結果を得た。新生ラットにおいてはシナプス伝達を抑制する神経伝達物質(GABA、オピオイド)に対するGα_iASの効果を検討した。ASを髄腔内に投与して2日後脊髄を摘出し実験を行った。その結果Gα_<i-1>ASはオピオイド(エンケファリン、エンドモルフィン)の濃度依存性抑制効果を減弱させたが、GABA_B作用薬バクロフェンの効果に対しては影響しなかった。以上のASの効果についてはすべてセンスオリゴデオキシヌクレオチドの効果を対照にしている。またASの効果は蛋白質発現減少を伴っていることをウエスタンブロットにて確認している。成熟ラットにおけるホルマリン誘発疼痛実験の結果は現在論文投稿中である。

一方Tail flick法を用いて観察されるモルヒネの鎮痛効果に対するGα_i及びGα_oASの効果を検討したところ、Gα_<i-l>ASは有意にモルヒネの鎮痛効果を抑制したが、Gα_oASはほとんど効果を示さず、マウスにおける報告とは異なる結果を得た。上記のASの効果は蛋白質発現減少を伴っていることをウニスタンブロット法にて確認した。以上の結果に関して現在論文作成中である。新生ラットにおいては強度電気刺激により誘発される脊髄多シナプス伝達を抑制する神経伝達物質(GABA、オピオイド)に対するGα_iAS及びSの効果を検討した。ASあるいはSを髄腔内に投与して2日後脊髄を摘出し実験を行った。その結果Gα_<i-l>ASはオピオイド(エンケファリン、エンドモルフィン)の濃度依存性抑制効果を減弱させたが、GABA_B作用薬バクロフェンの効果に対しては影響しなかった。Gα_<i-2>及びGα_<i-3>については現在検討中である。
三次元形状情報を用いた高次元ヒューマンインターフェースの開発

1.縞パターン相関法に基づいた三次元形状計測システムの最適化本研究では、顔の微小な形状変化をマンマシンインターフェースの情報として用いる。そこで顔の三次元情報を抽出するための三次元計測光学システムを構築した。本システムは格子パターン投影装置と高解像度デジタルカメラを用いて、格子パターン相関法により三次元情報の抽出と認識を行う。今年度は、投影格子パターンの条件を変えたときの三次元情報抽出に関する検討を行った。対象物体の三次元形状および表面色により、格子の角度および色に関して最適な条件があることがわかった。また、格子の角度および計測システムの位置関係に起因して、三次元情報がまったく取得できない格子形状の条件があることを明らかにした。2.顔の移動に関する検討人間には常に微小に動いていることから、顔の位置が微小に移動してしまう問題がある。本研究では、水平移動および回転に対する耐性を調べた。水平移動に関しては、格子パターン相関法の原理により、三次元認識の精度は不変であることがわかった。回転に対しては、照明条件にもよるが、約5度以下の回転ならば認識できることがわかった。これより回転に対してデータベース量を増やす必要があることがわかった。3.光学的三次元認識システムの検討三次元情報の取得と認識を高速に行うことは困難である。これらを高速に行うために、光の並列性を利用した光学的三次元認識法について検討した。この手法は、ディスプレイに表示された変形格子像とフィルタ面に置かれたホログラムメモリとの光相関演算により認識処理を行う方法である。本研究では、計算機ホログラム手法を用いてホログラムメモリを作製した。光学的三次元認識システムのための作製条件などの最適化を行った。1.縞パターン相関法に基づいた三次元形状計測システムの開発本研究では、顔の微小な形状変化を三次元情報として抽出してヒューマンインターフェースに応用する。三次元情報の認識法として、申請者が提案している縞パターン相関法を用いる。三次元計測系として格子パターン投影装置と高解像度デジタルカメラを用いた格子パターン投影光学系を構成し、縞パターン相関法に基づいた顔の三次元形状認識システムを構築した。2.最適な格子パターン特性と抽出領域の決定顔を構成する様々な三次元形状に対して、顔の筋肉の変位量を計測するために最適な格子ピッチ,撮影条件を実験により決定した。また、認識に必要な計測領域として,特徴的な三次元情報を含んでいる両目と口を結んだ三角形の領域内と形状変化が比較的大きい口元を用いて実験を行い、良好な結果を得た。3.空間周波数多重カラー格子を用いた適応三次元形状計測法の開発正確な顔の三次元形状計測を行うために,空間周波数多重カラー格子を用いた縞パターン相関法を提案し、従来法において欠点であった位相不確定問題を解決した。実験により高精度な計測ができることを確認した。また、空間周波数多重カラー格子を用いて適応的に頭部の三次元変位を補償する手法を考案した。4.サーバー認証型システムの構築と三次元情報の圧縮法の提案クライアントで三次元情報を取得しサーバーで認識処理を行うサーバー認証型システムを構築する。三次元情報の伝送の負担を軽減するため、縞パターン相関法における高さ変換複素振幅を用いた三次元情報の圧縮法を提案し、帯域制限幅と三次元形状情報の精度の関係を明らかにする。
中山間地域における農業基盤と社会構造からみた適切な獣害対策計画策定手法の研究

中山間地域の水田農業集落に複数の獣害対策を適用し,野生動物からの防除と地域住民による継続的管理の両側面から,その効果を検証した。その結果,既存の土木構造物や地形を活かした,山林と農地の境界空間の設計手法を開発するとともに,中山間地域の社会構造の特徴に適した合意形成および実施体制の構築についても検討し,総じて獣害対策計画策定手法を構築した。本研究課題は,近年,被害が深刻なイノシシ等による獣害に着目し,農業基盤と社会構造からみた適切な獣害対策計画策定手法を明らかにすることを目的とする.具体的には,中山間農業集落(和歌山県古座川町潤野地区)を対象地域として,山林から農地へのイノシシの侵入経路,被害農地の基盤・土地利用上の特徴,獣害深刻化の社会的背景,の3点を定量的に分析し,獣害の要因となる農業基盤・社会構造を明らかにする.次に,それらの結果をもとに,獣害発生要因を除去・最小化するための対策(基盤整備を含む)を検討し,対策を当該集落に適用して獣害抑制効果を確認することにより,本研究で得られた結果を検証する.最後に,農業基盤・社会構造からみて適切な獣害対策手法の総合的検証と本研究課題成果の適用条件整理を行う.中山間地域の水田農業集落に複数の獣害対策を適用し,野生動物からの防除と地域住民による継続的管理の両側面から,その効果を検証した。データの蓄積および地元協力取付の観点から,研究対象地域を和歌山県古座川町潤野地区(中山間・水田農業地域)に選定した.当該地域において平成19年度に実施した予備調査から,獣害を受けやすい農地には, (1)耕作放棄地に近い,(2)防獣用電気柵に近い,(3)山際・河川に近い,という特徴があるとの結果を得ていた.そこで,平成20年度には,獣害対策の改善案として, (1)耕作放棄地の刈り払い,(2)河川堤防を利用した電気柵の設置,(3)河川との境界線における簡易道路の整備,を地元に提案し,地元住民および行政との協働によりこれらを実践した.田植時期から稲刈り時期の間,赤外線センサー付きカメラを設置して加害獣の行動をモニタリングした結果,改善策により加害獣の出現回数を前年比約3割に抑えられたとの結果を得た.また,アンケート調査による獣害対策意識調査を実施し,平成20年度における獣害対策の改善が地区住民から高い評価を受けていることを確認した.評価が得られた要因は,防獣効果が高いというだけでなく,柵等の管理における作業負担の軽減も重要な評価要素であったとの結果を得た.すなわち,持続可能な獣害対策の立案には,防獣効果だけでなく,地域住民による管理体制の構築や,管理作業の効率化なども検討する必要があるということである.さらに,住民ワークショップ方式による獣害対策立案手法も合わせて検討した.住民集会を開催して,被害マップや10年後の所有者年齢別農地マップを作成した結果,これらが集団的な獣害対策を検討する上で重要な材料となったことが後のアンケート調査により確認された.また,センサー付きカメラによる加害獣の存在の可視化は,非農家を含めた集団的獣害対策への合意形成に大きく寄与したことも,アンケート調査により確認された.平成20年度に獣害対策の改善として実施した(1)耕作放棄地の刈り払い、(2)河川堤防を利用した電気柵の設置、(3)河川との境界線における簡易道路の整備、の効果を継続モニタリングにより検証した。その結果、加害動物のうちイノシシには継続的な効果が見られるものの、シカには効果が減少しつつあることがわかった。(1)(3)の対策は、開空間や人的活動による威嚇が効果的なイノシシに対しては効果があるが、シカには効果が発揮されないため、シカに対してはネット等による物理的防除の重要性が特に高いことが証明された。また、(2)や(3)の対策は、電気柵手前の足場環境を悪化させることにより加害動物による柵の跳び越えを阻害することが確認された。これらの結果を受けて、物理的障壁とその内縁・外縁空間を含んだ「野生動物と人間の境界空間」の概念を提起した。これを「防獣ベルト」と名付け、防獣効果と共に持続的管理が可能な「防獣ベルト」の設計手法を整理した。また、新たに実施した(4)河川堤防の改修と(5)河川堤防付近の竹藪の伐採の防獣効果も検証した。このうち特に(4)については、電気柵の設置・管理作業負担の軽減や、電気柵内への人の出入りおよび営農への負担軽減につながることが、地区住民を対象としたアンケート調査から確認できた。住民ワークショップ方式による獣害対策立案手法も合わせて継続的に検討し、獣害対策の成功が非農家を含む地域全体に活力をもたらし、新たな農地整備への意向が高まるプロセスを確認した。1.農業基盤等ハード面から見た獣害対策の有効性の検証赤外線センサー付きカメラによる継続モニタリングにより,平成2021年度に実施した獣害対策の効果を検証した.イノシシに対して継続的な効果を持つことが立証された一方,シカでは同対策の継続が動物による馴れを招き平成21年度に対し22年度にシカによる侵入件数が微増していることが確認できた.2.構造等ソフト面から見た獣害対策の有効性の検証

地区住民による獣害対策への取り組みと,本研究で考案した「集団的獣害対策に向けた合意形成プログラム」の関連を検討し,プログラムが自立的かつ継続的な獣害対策の実施に有効であることを確認した.3.農地-山林間における境界空間の構造分析和歌山県古座川町の協力を得て,GISソフトを用い,農地と山林間の境界空間の構造分析を行った.その結果,平成23年度の研究に向けた基礎データを得た.
急速凍結・ディープエッチング法による赤芽球分化過程における膜骨格の研究

赤血球膜細胞質側にはスペクトリンがアクチン、バンド4・1などと結合して網目状構造を形成している。さらにこの構造は細胞膜脂質二重層を貫通しているバンド3やグリコフォリンに結合して、赤血球膜を安定化していると考えられている。そこで赤芽球膜細胞質側を分子レベルの高解像力で三次元的に解析することができる急速凍結・ディープエッチング法を開発し、さらに膜骨格蛋白の抗体を作成し、超微形態学的に検索した。1.赤芽球内可溶性蛋白質除去法:(1)グルタールアルデヒドとアミノプロピルトリエトキシシランを被覆した2枚のカバーグラス間で赤芽球をはさみ二分割した。(2)一部の試料は2%パラフォルムアルデヒドで3060秒間固定後、上記の方法で二分割した。2.次いで液体窒素冷却イソペンタン・プロパン混合液中で急速凍結した。3.FD-3AS装置内(-95°C、2-6X10^<-7>Torr)でディープエッチングをかけた。4.白金と炭素を回転蒸着して、型のごとくレプリカ膜を作製した。5.モノクロナール抗体の作成:(1)ヒト赤血球膜より、スペクトリン蛋白を精製した。(2)その蛋白をBALB/Cマウスに免疫後に、脾臓を摘出し、リンパ球を採取した。(3)培養ミエローマ細胞と融合させてモノクロナール抗体を作成した。(4)作成されたモノクロナール抗体を電気泳動システムで反応させて、抗体の調整を行った。6.可溶性蛋白質を除去した赤血球膜細胞質側を、調整されたスペクトリン蛋白に対するモノクロナール抗体で免疫染色後にレプリカ膜を作製して、網目状の超微形態学局在を明らかにした。7.さらに赤芽球膜細胞質側の超微形態学的変化を同様の方法で検索し、スペクトリン蛋白以外の細線維構造を認め、発生学的検討を加えた。
顕性糖尿病性腎症への病態進展に係わるエピジェネティクスの網羅的解析

高血糖、高血圧および脂質代謝異常を伴うメタボリックシンドロームは、それらの病態の強さと期間を“Metabolic Memory"として、エピジェネティクスの変化により細胞内に記憶する。本研究ではメタボリックシンドロームモデルラットを1年3カ月間飼育し、腎臓疾患を導くエピジェネティクス変化を、腎臓糸球体血管内皮細胞のDNAメチル化変化により解析した。その結果、約2,000遺伝子が候補として見つかった。メタボリックシンドロームによりDNAメチル化が減少した遺伝子が数多く検出され、その中には炎症に係わる遺伝子が11遺伝子、血管新生および糸球体血管内皮細胞の形成に係わる遺伝子が6遺伝子検出された。平成25年度はメタボリックシンドロームモデルラットの特性解析と腎糸球体血管内皮細胞のDNAメチル化変化を次世代シーケンサーによる網羅的な解析を行った。1.長期飼育したメタボリックシンドロームモデルラットの特性メタボリックシンドロームモデルラットと高血圧発症ラットおよび正常ラットを1年3カ月間飼育し、その特性を解析した。メタボリックシンドロームモデルラットは他の群に比べ、体重および体重当たりの脂肪組織の割合が著しく高く、血清中の中性脂肪およびインスリン値も高値を示し、収縮期血圧は184 mmHgであった。このことより、メタボリックシンドローム状態であり且つインスリン抵抗性を示していると考えられた。また、メタボリックシンドロームモデルラットは、尿中タンパク質量およびアルブミン量が増加しており、腎切片において糸球体周辺でのフィブロネクチンの発現と糸球体および尿細管間質への単球・マクロファージ細胞の浸潤が観察された。腎皮質でのDNAメチル化関連酵素の発現をリアルタイムPCRで検出した結果、メタボリックシンドロームモデルラットではDNAメチル化酵素Dnmt-1、3aと3bおよびDNA脱メチル化関連酵素のTET-2とTET-3の有意な発現上昇がみられた。2.糸球体血管内皮細胞の分取と次世代シーケンサーによる網羅的な解析各系統のラット腎糸球体より分取した血管内皮細胞からゲノムDNAを調製し、断片化後、MethylMiner法によりメチル化DNAを得た。得られたメチル化DNAよりcDNA libraryを作製し、次世代シーケンサー(SOLiD5500)にて網羅的なメチル化DNA領域の解析を行った。現在、メタボリックシンドロームモデルラットと高血圧発症ラットおよび正常ラット間でのメチル化DNA領域のゲノム解析を行っている。平成24年度は糖尿病や生活習慣病による腎糸球体血管内皮細胞のエピジェネティクス変化(DNAメチル化)をゲノムワイドに解析し、糖尿病性腎症の発症・病態進展機序に係わる糖尿病性腎症関連遺伝子の探索を目的として以下の実験を行った。1.メタボリックシンドロームモデルラットの飼育生活習慣病に関連したエピジェネティクス変化を解析するために、高血圧で糖尿病を発症するメタボリックシンドロームモデルラット、その対照群として高血圧発症ラットと正常ラットの3系統のラットを各n=5で飼育し、1カ月毎に体重、採血および採尿を行った。飼育33週目において、メタボリックシンドロームモデルラットは正常ラットと比べ、体重は1.5倍に増加するとともに尿中タンパク質量は平均80 mg/dayを示し、糖尿病性腎症が発症していると考えられる。尿中タンパク質量の結果より、飼育期間を延長し44週までの飼育を予定している。2.腎糸球体血管内皮細胞の分取とメチル化DNA調製の条件検討腎糸球体は種々の細胞群から成り立っているが、DNAメチル化状態は細胞種により大きく異なるため、エピジェネティクス変化を解析する上では、単一の細胞種を得ることが重要である。ラット腎臓より篩を用いて糸球体を分離した後、コラゲナーゼにより細胞を分散した。血管内皮細胞マーカー抗体で標識した後、フローサイトメトリー(FACSAria)により血管内皮細胞を分取した。その結果、1匹のラットより糸球体血管内皮細胞を95%の純度で70,000細胞分取した。次に、血管内皮細胞よりゲノムDNAを調製し、メチル化DNA結合タンパク質を結合させた磁気ビーズを用いて、メチル化DNAを調製した。血管内皮細胞でプロモーター領域のDNAメチル化が報告されているIL-8のプロモーター領域を陽性対照群として調べた結果、メチル化DNAが特異的に調製できていることが確認できた。平成26年度はメタボリックシンドロームによるエピジェネティクス変化と腎臓病態進展との関連を調べるために、腎糸球体血管内皮細胞と脂質代謝異常に係わる肝臓でのDNAメチル化変化を生じる遺伝子を探索・解析した。1.腎糸球体血管内皮細胞と肝臓でのDNAメチル化変化メタボリックシンドロームモデルラット、高血圧ラットおよび正常ラットより分取した糸球体血管内皮細胞のメチル化DNA領域を、次世代シーケンサーにより網羅的に解析した。その結果、プロモーター領域のDNAメチル化が変化した遺伝子として、約2,000遺伝子を見出した。

メタボリックシンドロームラットの糸球体血管内皮細胞では、正常ラットに比べDNAメチル化の減少した遺伝子が数多く検出され、その中にはBMPのアンタゴニストとして働くSostdc1遺伝子が含まれていた。Sostdc1の転写開始点近傍のDNAメチル化が6割減少しており、Sostdc1の発現増加が糖尿病性腎症の進展や血管内皮細胞の障害と関連することが示唆された。さらに、メタボリックシンドロームによる腎臓病態の危険因子の1つである脂質代謝異常に係わる因子を調べるために、肝臓でのDNAメチル化変化を解析した。メタボリックシンドロームによりDNAメチル化が増加した遺伝子が数多く見出され、これらDNAメチル化の増加に、DNA脱メチル化酵素であるTET1とTET2の発現減少が係わることが示唆された。2.エピジェネティクス薬を用いた、糖尿病性腎症治療効果の評価DNA脱メチル化薬である5'-Azacytidineの投与による腎臓疾患の治療を検討していた。しかしながら、メタボリックシンドロームにより糸球体血管内皮細胞のDNAメチル化変化は、主にDNAの脱メチル化が病態の進展に係わっていたため、脱メチル化薬を用いた治療は向かないと判断した。腎臓病学、分子生物学研究計画の主要なテーマである長期間飼育したメタボリックシンドロームモデルラットの生化学的な特性、腎障害の程度および腎臓でのDNAメチル化関連遺伝子の発現変化を解析し、分取した糸球体血管内皮細胞よりメチル化DNA断片を得た。次世代シーケンサーを用いてメチル化DNA領域の網羅的な解析を完了した。現在、メタボリックシンドロームがエピジェネティクスに影響を及ぼす遺伝子の詳細をバイオインフォマティクスにより解析中である。メタボリックシンドロームモデルラットは持続的にタンパク尿を生じており、糖尿病性腎の発症に至っていると考えられる。腎糸球体から血管内皮細胞の分取とメチル化DNA調製の条件検討が終り、次世代シーケンサーを用いたメチル化DNAの網羅的な解析を行う準備が完成した。腎臓でDNAメチル化関連遺伝子の発現変化が生じていたことからも、メタボリックシンドロームの環境要因により、DNAメチル化変化が病態発症・進展に関連することが示唆された。そこで、当初の計画に沿いエピジェネティクス治療薬によるメタボリックシンドロームによる腎臓障害に対する治療効果を計画している。メタボリックシンドロームモデルラット飼育33週目の段階で、持続的なタンパク尿を生じており、糖尿病性腎症を発症していると考えられる。本研究課題は糖尿病性腎症の進行した顕性糖尿病性腎症におけるエピジェネティクス変化の解析を目的としており、糖尿病性腎症状態を長期間暴露するために、更に11週間の飼育を予定している。該当なし
団地建替えに伴う団地資源の継承と周辺居住地再生の総合的研究

URの団地建て替えに伴う具体的な団地(神奈川県茅ヶ崎市浜見平団地)での、団地再生と周辺住宅地を含めた地域再生の総合的な支援研究である。子どもの遊び空間の実態分析より、緑地空間の継承の意義を明らかにした。また、新しい集会施設とガーデンの計画と管理運営を団地自治会と協働することで、団地及び地域コミュニティ再生のための拠点空間として意義、支援グループの大学教育的視点からの継続性の必要性が指摘できた。神奈川県茅ケ崎市に位置するH団地を事例地とし,2006年より実施している団地自治会,行政,都市再生機構,周辺地域住民によるワークショップ形式での建替え計画検討に加え,団地住民及び周辺地域住民を対象としたアンケート調査,団地住民との先進事例視察等を実施し,平成21年度成果として以下を明らかとした。(1)団地資源の継承課題:(1)毎月のペースで実施したWSの中で,住民がコミュニティの拠所としてきた次世代の消失によりコミュニティとしての具体的長期ビジョンを描ききれないことが明らかになった。(2)(1)に対する一つの回答を得るべく海外視察・資料収集を実施し,次年度以降のWS資料を得た。(3)URひばりが丘団地への団地住民視察を行い,団地再生の側面を学びつつ,継承にむけての課題を得る機会とした。(2)周辺居住地を含む団地・地域の再生課題と展望:(1)団地居住者を対象に戻り入居後の新しい暮らしや地域生活に対する期待・不安といった意識や心構え等の現状把握を目的としたアンケートを実施,その結果居住年数が長いほど新生活に早く慣れたいと前向きに捉えている傾向が確認され,具体的な情報が用意されることで、居住者の意識はより明確になる事が分かった。一方で「自宅への閉じこもり」への不安高まりの傾向が高齢層に多く見られた。以上から,建替え事業を円滑に進めていく工夫として、ハード面の情報だけでなく、地域住民との交流も含めたソフト面の情報を事前に共有していくことが重要であると指摘した。(3)コミュニティの再編成:(1)建替え第一期工区の中央広場に面した中央住棟1階にWSの成果として小集会所が計画され、その間取りや管理運営方式の検討を通じながら,戻り入居者及び新規住民によるコミュニティ再編の可能性の糸口を探った。新たな集会所のコミュニティカフェ,周辺のクラインガルテン的利用が提案され,その管理運営主体となりうる人材発掘のための住民アンケート調査を実施した結果,今後のコミュニティ形成を担う,約140名の潜在的人材を発掘することができた。以上のほか,市主催のH地区まちづくり協議会に参加し、周辺住民との交流を図り、また、周辺の地域住民に対するアンケート調査結果を2009年度日本建築学会大会(東北)にて発表した。事例地の浜見平団地自治会との協働で、23年度から供用される新棟でのコミュニティカフェ、ガーデンづくりに向けた準備的な社会実験活動を実施する。一年間で10回のワークショップを実施した。また、市のまちづくり紀要議会に参加し、団地の中央空間、グランド計画等を一緒に検討した。特に、現場での社会実験的手法での具体的なモデル事業的手法により、住民、行政、URの意識変革を行った。1.団地資源の継承方法と周辺地域再生の展望:中央地区での防災空間、運動広場、公共・公益施設等の再生利用について提案を行い、松尾川や既存の桜並木等の環境資源を活用したデザイン、グランドの存続と避難広場の整備・利用手法を具体的に「浜見平らまちづくり協議会」で提案した。2.既存の団地住民、自治会との協働によるコミュニティの再生に関する社会実験的研究:2011年度より供用開始される建て替え住棟での新集会施設でのと広場・ガーデン活用の運営主体構築のための社会実験とその可能性を探るために、既存の集会施設及び前空間を活用して、実際に、コミュニティガーデンを設計・施工を協働で行い、また、カフェ運営実験を行い、住民、URにその可能性を実感してもらい、23年度からの新棟でのコミュニティカフェとガーデン運営の具体化を図れた。団地自治会が主体となり、大学と連携した運営組織体制に関して、URとの契約が実施され、具体的なスタートの準備が出来た。3.全国的な事例調査による団地建て替えでのコミュニティ再生の課題と展望:全国に先駆ける団地再生でのコミュニティカフェ、ガーデンによるコミュニティ再生の事例として、建築学会、国際学会で発表し、その意義を対外的に明確にした。最終年度で団地再生に伴うコミュニティ再編のための社会実験的研究の成果が出た。また、防災拠点的役割を団地再生の中で見いだすことの意義を明確にした。以下は概要である。1.浜見平団地の建てかえに伴うコミュニティの再編成及び地域防災拠点としての意義(1)URと自治会との契約手続きを支援し2011年度から供用開始された新規住棟内設置の集会施設とその前庭で,コミュニティカフェ及びコミュニティガーデンの運営を通じて,既存住棟と新規住棟の住民を対象としたコミュニティ再編成を社会実験的に取り組んだ。参加者に配布した92枚の会員カードの属性分析から,60歳以上が88%,女性が83%を占めた。

また,既存住棟と新規住棟での参加をみると既存42%,新規47%であった。物理的建替えで生じたコミュニティの改変とその再生にコミュニティカフェは有効な手段でコミュニティの再編生の可能性を示唆した。(2)団地の夏祭りに参加した団地住民及び周辺住民に津波襲来時の避難場所を問うアンケート調査を実施し回答者数168人中,団地住民が54人,周辺地域住民からは114人の回答を得た。団地住民が住棟の上層階への避難意識を有していたが,周辺住民の特に低年齢層は,広域避難場所に指定される海辺の小学校等への避難を示し,中高層住棟群の当該団地の地域防災拠点としての意義、及び周辺地域住民とともに検討することが必須であることを指摘した。2.郊外団地での自主防災活動の評価神奈川県内の1000戸以上の団地自治会(5箇所)への詳細なヒアリングを実施した。小中学校等の拠点防災訓練等での周辺自治会との繋がりは見られるものの、団地内オープンスペースでの合同訓練等はどこも行われていなかった。一時避難の場所とはいえ、地域防災の観点からは普段から地域連携により意識的に取り組むことが必要である。建て替えを期に自治会活動が下火になるという意見も多く聞かれ、コミュニティ継承上の課題も同時に指摘された。
魚類におけるPACAPの中枢機能の解析により脊椎動物に普遍的な神経基盤を探る

下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)は進化的に構造がほとんど変化せずにヒトまで残っている神経伝達物質であり、神経保護作用、摂食行動調節作用、記憶学習増強作用、血圧低下作用など多くの重要な生理機能を持つことが明らかになっている。PACAPは腔腸であるヒドラにおいて既に存在しており、遺伝子重複やエクソン重複などを繰り返しながら、哺乳類ではセクレチンやグルカゴンなどの10以上の遺伝子に分子進化したことが明らかになっている。ゼブラフィッシュを含む魚類では2つのPACAP(PACAP1およびPACAP2)および2つのPACAP受容体(PAC1aRおよびPAC1bR)が存在する。しかし、その機能や分布の違いは明らかになっておらず、もしかすると魚類では2つのPACAP、PAC1Rが既に異なる性質を持ち、別の因子として分子進化が起きている可能性がある。しかし、これまでにゼブラフィッシュの持つ2つのPACAPおよびPAC1Rの相違について解析した研究はほとんど存在しない。そこで本年はゼブラフィッシュの持つ2つのPACAPおよびPAC1Rの組織分布の観察と受容体の機能解析を中心として研究を進めた。組織分布については、PACAP2またはPACAP1を特異的に認識する抗体を作成し、免疫染色法により2つのPACAPの分布を明らかにした。さらに、CHO細胞にPAC1Rを強制発現させ、PACAPを添加することによるシグナル応答を評価した。免疫染色の結果、PACAP1とPACAP2の脳内分布にかなりの相違点がみられた。さらに、CHO細胞を用いた研究により、ゼブラフィッシュの持つ2種類のPACAPおよびPAC1Rがそれぞれ機能的であることが明らかになった。当初の計画通り、まずPACAP1とPACAP2の組織分布をそれぞれのPACAPを特異的に認識する抗体を作成して免疫染色法により観察した。PACAP1の免疫染色の結果、PACAP1免疫陽性反応は脳の広い範囲の観察され、特に終脳、視床下部、内側縦束核、橋、迷走葉などに陽性細胞が観察された。この分布から、PACAP1は主に遊泳運動や摂食行動などの生得的行動、味覚の制御に関わっている可能性が考えられる。一方、PACAP2免疫陽性反応は終脳、視床下部、小脳に観察された。しかし、陽性細胞が観察されなかったため、軸索輸送を止めるコルヒチンの脳室内投与を行い、免疫染色を行ったところ、終脳と視床下部にPACAP2免疫陽性細胞体が観察された。この分布から、PACAP2は主に記憶学習行動や摂食行動などの生得的行動、運動機能などに関わる可能性が示唆された。これらPACAP1やPACAP2の免疫陽性反応は、抗原吸収試験により消失したことから、上記の免疫染色の結果が特異的であることが確認できた。以上の結果から、PACAP1とPACAP2は脳内分布が異なることが明らかになり、ゼブラフィッシュのPACAP2の脳内分布に関する結果に関しては国際誌Peptidesに掲載された。次に、分担研究者の海谷と共に行ったCHO細胞を用いた実験では、2種のゼブラフィッシュPAC1受容体(PAC1aRまたはPAC1bR)をそれぞれ強制発現させたCHO細胞に対して2種のゼブラフィッシュPACAP(PACAP1またはPACAP2)を添加し、その下流のシグナルとして細胞内カルシウムイオンとcAMPレベルの測定を行った。その結果、2種のPACAPともにPAC1Rに作用して2種類のシグナル伝達経路を活性化させることが明らかになった。この結果はゼブラフィッシュの持つPACAPおよびPAC1Rが機能的であることを示唆している。今後は2種類のPACAPおよびPAC1Rの脳内局在を明らかにするため、in situ hybridization法によりそれぞれの脳内局在と分布相関を明らかにしていく予定である。さらに、ストレスモデルや脳梗塞モデルなど病態・疾患モデルの確立や、記憶学習および情動行動の評価系の構築も並行して進めており、それらのモデル・評価系が確立できた後に、内在性PACAPまたはPAC1Rの発現動態や、PACAP投与による影響などを評価していく予定である。CHO細胞の実験に関しては、より詳細な解析を進めるとともに、受容体アンタゴニストの添加実験なども行う予定である。

さらに、CHO細胞を用いた研究により、ゼブラフィッシュの持つ2種類のPACAPおよびPAC1Rがそれぞれ機能的であることが明らかになった。当初の計画通り、まずPACAP1とPACAP2の組織分布をそれぞれのPACAPを特異的に認識する抗体を作成して免疫染色法により観察した。PACAP1の免疫染色の結果、PACAP1免疫陽性反応は脳の広い範囲の観察され、特に終脳、視床下部、内側縦束核、橋、迷走葉などに陽性細胞が観察された。この分布から、PACAP1は主に遊泳運動や摂食行動などの生得的行動、味覚の制御に関わっている可能性が考えられる。一方、PACAP2免疫陽性反応は終脳、視床下部、小脳に観察された。しかし、陽性細胞が観察されなかったため、軸索輸送を止めるコルヒチンの脳室内投与を行い、免疫染色を行ったところ、終脳と視床下部にPACAP2免疫陽性細胞体が観察された。この分布から、PACAP2は主に記憶学習行動や摂食行動などの生得的行動、運動機能などに関わる可能性が示唆された。これらPACAP1やPACAP2の免疫陽性反応は、抗原吸収試験により消失したことから、上記の免疫染色の結果が特異的であることが確認できた。以上の結果から、PACAP1とPACAP2は脳内分布が異なることが明らかになり、ゼブラフィッシュのPACAP2の脳内分布に関する結果に関しては国際誌Peptidesに掲載された。次に、分担研究者の海谷と共に行ったCHO細胞を用いた実験では、2種のゼブラフィッシュPAC1受容体(PAC1aRまたはPAC1bR)をそれぞれ強制発現させたCHO細胞に対して2種のゼブラフィッシュPACAP(PACAP1またはPACAP2)を添加し、その下流のシグナルとして細胞内カルシウムイオンとcAMPレベルの測定を行った。その結果、2種のPACAPともにPAC1Rに作用して2種類のシグナル伝達経路を活性化させることが明らかになった。この結果はゼブラフィッシュの持つPACAPおよびPAC1Rが機能的であることを示唆している。今後は2種類のPACAPおよびPAC1Rの脳内局在を明らかにするため、in situ hybridization法によりそれぞれの脳内局在と分布相関を明らかにしていく予定である。さらに、ストレスモデルや脳梗塞モデルなど病態・疾患モデルの確立や、記憶学習および情動行動の評価系の構築も並行して進めており、それらのモデル・評価系が確立できた後に、内在性PACAPまたはPAC1Rの発現動態や、PACAP投与による影響などを評価していく予定である。CHO細胞の実験に関しては、より詳細な解析を進めるとともに、受容体アンタゴニストの添加実験なども行う予定である。