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周期的微小重力干渉計を用いた低周波重力波検出器の開発

第3世代重力波検出器のための周期的微小重力干渉計のプロトタイプを新たに開発した。周期的微小重力干渉計とは、鏡を周期的に自由落下させ、その距離をレーザー干渉計で測定することにより、低周波の重力波を検出する装置である。我々は、自由落下の実現に必要な鏡のクランプリリース機構を開発し、マッチドフィルターを用いたデータ解析の手法を新たに開発しこれの有効性を確かめた。また、2個の金属球をリニアーモーターを用いて周期的に自由落下させ、金属球の間隔をシャドウセンサーで測定するプロトタイプ検出器を製作し、これを動かしデータの取得・解析を行った。周期的微小重力干渉計実現のために必要な、周期的自由落下システムと重力波センサー部分の開発およびデータ解析方法の研究、そしてマイケルソン干渉計の小型化を行った。周期的自由落下システムとしては、リニアモーターとフレームワークを用いてセンサー部分を上下に動かす装置を製作した。コンピュータにコントロールボードを組み込み、そこからドライバに接続し、コンピュータのコマンドによりリニアモーターを上下に動かすことに成功した。重力波センサーとしては、小さな透明容器の中に金属球2個と、LEDとフォトダイオードからなるシャドウ位置センサーを組み込んだものを製作した。金属球はテフロン性のリングの上に鎮座し、容器の落下とともに浮かび上がったのち、リング上に静かに着地し、自由落下運動を周期的に繰り返すことが可能なシステムになっている。また、金属球がリングから浮かび上がっていることを判断するために金属球の上部にかすらせるようにシャドウセンサーを配置している。また、重力波信号を検出するため、2つの金属球の間隔を別のシャドウセンサーにて計測する。データ解析に関しては、マッチドフィルターを使うことにより重力波信号を効率的に取り出す手法の開発に成功した。周期的微小重力干渉計においては、通常のつりさげ鏡を用いた干渉計とは違って、信号が断続的であり、各セグメントにおいて鏡の初期位置や初期速度がコントロールできないという問題がある。しかし、各セグメントで平均位置と平均速度を計算し、その量を抜き去ることにより重力波信号を残すことが可能である。そして、その信号に対して、さらにマッチドフィルターを用いて解析を施すことにより、重力波信号を効率的に取り出すことが可能となる。また、最終的には、現在のシャドウセンサーをレーザー干渉計に置き換えるため、小型の干渉計を制作した。周期的微小重力干渉計実現のための予備実験として、シャドー位置センサーを用いた重力波検出器を周期的に自由落下させるシステムを開発し、これを動作させ、データを取り、データ解析を行った。重力波センサーとしては、小さな透明容器の中に金属球2個と、LEDとフォトダイオードからなるシャドウ位置センサーを組み込んだものを用いた。金属球は、通常はテフロン性のリングの上に鎮座しており、リニアモーターによる上下運動に伴う容器の落下とともに浮かび上がったのち、リング上に静かに着地し、自由落下運動を周期的に繰り返すことが可能なシステムになっている。この装置を用いて、約1分間のデータを取得し、データ解析を行った。データ解析に関しては、各セグメントにおける平均位置と平均速度を計算し、それをデータから差し引き、その結果に対して重力波信号のマッチドフィルターの技術を使うことにより、重力波信号を効率的に取り出す手法を用いた。これらの実験により、センサーの自由落下運動の実現に成功し、また前年度に開発したデータ解析の手法の有用性も確認することができた。これらは、周期的微小重力干渉計実現のための大きなマイルストーンとなるものである。本研究の目的は、第3世代重力波検出器へのブレークスルーとなる可能性を秘めた周期的微小重力干渉計を新たに開発することである。周期的微小重力干渉計とは、テストマスの周期的な自由落下状態を実現して、それをレーザー干渉計で測定し、低周波感度を高めるという、これまでの重力波検出器の常識を覆す、我々が独自に考案した革新的な重力波検出器である。平成23年度には、周期的微小重力干渉計実現のために必要な、3つの新しい技術を開発し、次年度の周期的微小重力干渉計プロトタイプの設計・製作を可能にする。以下、平成23年度の研究実績を各開発技術項目に沿って述べる。(1)自由落下機構に関しては、バッテリー駆動できる汎用の試験筐体を準備中である。現在までに、データロガーや加速度計をバッテリー駆動し、また遠隔操作でこれらのスイッチのon/offを行えることを確認した。また、位置センサーとアクチュエーターの付いた取り付けたリニアガイドを購入した。(2)クランプ・リリース機構に関しては、クランプ・リリースにつかわれるアクチュエータの評価装置の開発を行った。

この評価装置は、自由質量を模擬した振り子のおもりを、アクチュエータでクランプかつリリースし、そのときのおもりの動きをフォトセンサで読み取るものである。評価装置全体も防振されているため、おもりの微小な動きも地面振動にうもれず検出できる。現在のところ3um/secまでの初速であれば、統計的な処理も併用することで検出可能となっている。(3)データ取得・処理システムに関しては、テストマスのランダムな初速度をデータ処理によって取り除き、重力波信号やショットノイズ、そしてクランプ・リリースに伴う雑音を含む擬似信号を作り、データ処理を行った。その処理により、重力波に対する感度を計算し、所定の感度がおおむね達成可能であることを確認した。本研究は当初は国立天文台において行われていた。しかし、受け入れ研究者である川村の国立天文台から東京大学宇宙線研究所への異動に伴い、本研究を行う大学院生の割り当てが困難となった。また、東京大学宇宙線研究所において、新たに本研究を遂行することとなっていた大学院生が、テーマを別実験に変更し、新しい担当学生を見つけるのに時間がかかった。また、リニアモーターのシステムは出来合いのものではなく、複雑な配線などを全てこちらで行う必要があったためこれに多くの時間がかかることとなった。これらのため実験の進展は当初の予定よりやや遅れることとなった。平成23年度に予定されていた、周期的微小重力干渉計実現のために必要な、3つの新しい技術の開発は以下に述べるように、一部の項目を除いておおむね順調に行われた。(1)自由落下機構に関しては、自由落下機構の開発において順調な進展が見られた。ただ、位置センサーとアクチュエーターの付いた取り付けたリニアガイドの確認実験はできなかった。しかし、これに関しては、次年度の周期的微小重力干渉計プロトタイプの調整の際に行う方が効率的であるため問題はない。(2)クランプ・リリース機構に関しては、順調に装置の開発を行い、当初の目標である1um/secのリリース速度に迫る3um/secの実現が達成できた。これは、次年度の周期的微小重力干渉計プロトタイプの設計・製作へ進むためには十分な仕様である。(3)データ取得・処理システムに関しても、順調にシミュレーションを行い、所定の感度がおおむね達成可能であることが確認できた。まず、リニアモーターの上下動をコントロールするプログラムを作り、周期的に自由落下運動をさせる。次にセンサー部をリニアモーターに取り付けセンサー部を周期的に自由落下運動をさせ、金属球の間隔をシャドーセンサーで測定しデータを取得する。これをマッチドフィルターを用いて解析を行い重力波に対する感度曲線を求めるとともに観測を行い、低周波における重力波の上限値を出す。平成24年度には、前年度に得られた技術を集結し、1つのテストマスを用いた周期的微小重力干渉計プロトタイプを製作し、その振る舞いを調べる。最初に、容器中で1個のテストマスを使って周期的微小重力の動作を行わせる。
小豆島醤油製造同業組合の活動

醤油醸造業は、近代初頭までは重要な工業の一つで、その後も生活必需品を生産する重要産業であった。しかし、その研究は最大産地の千葉県と東京市場の研究が中心で、他地域の研究は限られている。そこで私は、主産地の一つの岡山県と香川県小豆島の研究をすることで、東日本の研究に偏っていた醤油醸造業史研究をより全体的なものにしたいと考えている。今年度は、小豆島醤油製造同業組合の史料を収集・分析し、小豆島醤油全体の京阪神市場等への進出状況を明らかにしようと考えた。盛田株式会社小豆島工場に残されている組合史料は、調査し写真撮影での収集を進めた。組合旧事務所倉庫の史料は未整理のため、史料整理に着手し、写真撮影で一部を収集した。そして、補助者の協力を得て史料の解読を進めた。史料整理、収集は途中であるが、小豆島の大手醤油醸造家(諸味2千石以上使用者)の19271936年の醤油移出先を検討した限りでは、小豆島醤油の移出先は大阪、神戸、広島が主要な移出先とされており、それは昭和初期においても同様である。しかし、個々の大手醤油醸造家について見れば、大阪が最重要としても、北海道が重要な移出先である醸造家、東京都が重要な移出先である醸造家、山口県や高知県といった近県が比較的重要な移出先である醸造家など、さまざまであった。また、丸金醤油の移出先は、海外輸出が重要であったことが指摘されているが、ハワイやアメリカといった海外のウエイトは1927・1928年にはそれなりにあるものの、それ以降は低下し、東京都のウエイトが高くなるといった変化が見られる。つまり、小豆島の大手醤油醸造家たちも、大阪市場を中心としながらも、経済状況の変化や各市場の状況に対応し、移出先を模索していたことが窺われる。こうした移出先の模索は、どのような市場状況を背景とし、醤油醸造家や醤油製造同業組合のどのような経営判断の結果なのかは、これからの検討課題である。
共進化遺伝子の起原の解明

共進化遺伝子システムのモデルとして、miRNAによる遺伝子発現制御機構、MHC、自家不和合性機構を用いたデータ解析を行った。シロイヌナズナのmiRNAが遺伝子重複によるコピー数の増加を介してどのように進化してきたかを調べた。シロイヌナズナには25のmiRNAシステムがあり、そのコピー数はシステムによって大きく異なっていた。コピー数が少ないmiRNAシステムは複数の遺伝子機能を制御していた。一方コピー数が多いmiRNAシステムは単一の遺伝子機能を制御していた。つまり、制御パターンが単純な初期のmiRNAシステムは複数の機能を制御しうるが、遺伝子重複を介して複雑化していくと、単一の機能の制御に最適化されて進化していた。協調進化とは、重複遺伝子が共進化する現象である。協調進化は、重複遺伝子間で変異を交換する遺伝子変換(inter-locus gene conversion)というメカニズムによって起こる。この現象は、変異の交換による重複遺伝子の多様性の増加に寄与すると予想した。動物のMHC(主要組織免疫適合複合体)、植物の自家不和合性遺伝子を遺伝子システムのモデルとして用いた。これらの遺伝子システムにおいて、変異の量が多いほど生存上有利になる。本研究により、MHC遺伝子、自家不和合性遺伝子双方の近傍ゲノム領域において偽遺伝子が存在し、機能遺伝子と偽遺伝子が遺伝子変換による協調進化をしていることを見いだした。さらに、モンテカルロシミュレーションにより、偽遺伝子との協調進化による変異の増加、および偽遺伝子自体の重要性が増加していることを示した。つまり、これらの遺伝子システムは、偽遺伝子を生体システムの一部として有効利用していた。共進化遺伝子システムのモデルとして、自家不和合性機構、miRNAによる遺伝子発現制御機構を用いたデータ解析を行った。アブラナ科Brassica属植物の自家不和合性関連遺伝子周辺領域の塩基配列を用いて、この領域で組換えが起こってきた事を証明た。現在まで、他の植物では組換えが検出されておらず、自家不和合性関連遺伝子を含む複数の遺伝子が共進化していると考えられきた。このため、自家不和合性関連遺伝子周辺領域では有害遺伝子の蓄積が示唆されてきたが、Brassica属植物では組換えが有害伝子の蓄積を排除している可能性を提示した。Brassica属植物の自家不和合性関連遺伝子において、直接自家不和合反応を司るSRKと機能を持たないパラログSLGで遺伝子変換起こってきた。この遺伝子変換が新たな遺伝的多様性を生み出し、機能を持たないSLGの重要性を高めている事をシミュレーションより明らかにした。
CD8+/CD122+制御性T 細胞による臓器移植免疫寛容誘導 に関する研究

以上から得られた有効なMDSCsをTregs誘導に使用する。誘導されたTregsはCD8の輝度は若干低下し、CD122の発現、細胞内IL-10の発現を多く認め、CD8int/CD122+/IL-10+の表現系を示した。(誘導されたCD8細胞は、in vitroで免疫抑制活性を認めた。)。誘導因子として、培養上清中のサイトカイン:IL-10, IL-15, IL-1β,またiNOSの重要性が示された。一方、免疫抑制活性に重要な抗原としてMDSCsのPD-L1発現が重要であることも同時に示された。これらはMDSCs-Tregsの相互作用を考える上で非常に重要であると思われる。また同時に、最近重要視されている、制御性B細胞(Bregs)の誘導効果を認めた。また、培養上清中のサイトカイン: IL-15についてはin vitro, in vivo共に直接CD8+/CD122+ Tregs誘導作用を認めた。これらを合わせて免疫寛容誘導法の考案が期待される。有効なMDSCsを十分量誘導する為に試行錯誤が必要であったため、十分な時間が必要であったが概ね順調に経過している。本報告書を作成している時点で1免疫抑制活性を持つCD8 Tregs(CD8int/CD122+/IL-10+)の誘導、2CD8 Tregs誘導の因子について明らかにできて来ていると判定した。免疫抑制効果を増強させたMDSCsによりin vitroでの脾細胞との共培養系で対照群と比較し脾細胞中のCD8+/IL-10+ T細胞の誘導を認めた。(3.3±2.1% vs 10.2±3.6%, p<0.05)マウス心臓移植モデルにおいて、MDSCs輸注群で生存期間の延長とともに、病理学的解析ではアログラフトの微小血管炎症、炎症細胞の浸潤の低下、またアログラフト内のCD8+/PD-1+細胞の増加を認めた。上記の研究解析からPD-L1+ MDSCsはCD8+/IL-10+ Tregs誘導作用を持つものと考えらた。これらの免疫抑制系細胞の影響が免疫寛容誘導に重要な役割を果たす可能性があると考えられた。骨髄由来抑制細胞(MDSCs)とCD8+Tcellsの臓器移植における関係性について検討した。脾細胞をG-CSF/M-CSF、Dexamethasone存在下で培養しMDSCsを誘導した。MDSCsは脾細胞中のCD8+/IL-10+ T細胞を誘導した。MDSCsは細胞膜上のPD-L1の発現増加、CD8+/IL-10+ T細胞側(Tregs)のPD-1の増加を認めた。マウス心臓移植モデルでMDSCs輸注で生存期間延長、病理学的解析ではグラフト内のCD8+/PD-1+細胞の増加を認めた。平成29年度ではこれらのTregsの有効性を固形臓器移植で証明する為に、積極的に臓器移植モデルへの応用を目指し、両年度共に得られた知見や実験結果を論文としてまとめ、国際学会や学術論文誌で発表していく予定である。有効なTregsを十分量確保することが重要であると考えられる為,さらに高率よくTregsを誘導する方法をさらに検討し応用することが必要であると考えられ、同時並行にて行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。臓器移植29年度が最終年度であるため、記入しない。
分子設計による選択配向有機薄膜の構築

到達真空度が1×10^<-8>Torr(1.3×10^<-6>Pa)の分子線蒸着が可能な高品質有機薄膜作製装置を設計・購入し、その特性と分子線蒸着条件を明らかにした。対象とした有機分子は、脂肪酸(パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、およびベヘン酸)、その高級アルコールとのエステル(ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、およびステアリン酸プロピル)、脂肪酸の2価金属塩(ステアリン酸カルシウム、アラキン酸カルシウム、およびアラキン酸カドミウム)である。蒸着条件のパラメータとしては、蒸着速度、基板の種類(アルカリハライド、雲母、金属蒸着膜、ガラス、非晶質カーボン膜など)、基板温度である。これらの物質および蒸着条件は、蒸着時の真空度の異なる、従来の高真空蒸着装置(到達真空度:1×10^<-7>Torr(1.3×10^<-5>Pa))の結果とほぼ一致した。したがって、長鎖有機分子の真空蒸着による成膜においては、得られた薄膜の外形(モルフォロジー:morphology)と膜中の分子配向には、装置の到達真空度の違いはなかった(初年度)。しかし、薄膜形成の初期過程の研究においては、真空の質と到達真空度が重要な因子となることが明らかとなった。アラキン酸カドミウムを用いた膜厚が5nm以下の超薄膜の作製を行い、膜中の分子配向を高分解能透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。また、脂肪酸の中心金属の異なる塩の薄膜形成を試み、銅塩を除いて2価の遷移金属塩(鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛)による違いがないことが明らかになった(次年度)。清浄な結晶性基板表面に機能性有機分子を配向吸着ならびに薄膜成長させ,その成長条件を明らかにすることによって,高品質薄膜の作成方法を確立することが本研究の目的である.本年度は,次のような研究を推進した.(1)現有の真空蒸着装置を用いて1×10^<-5>Torr,および1×10^<-6>Torrでの薄膜作製を行ない,有機薄膜の形成時における真空度依存性を明らかにした.(2)新しく導入した高品質有機薄膜作製装置(超高真空蒸着装置;到達真空度5×10^<-9>Torr)について,有機試料を含む装置のベーキングのための試料室の改良,および分子線発生の条件を確立した.(3)得られた有機超薄膜の成長様式と分子配向を透過型電子顕微鏡およびX線回折によって明らかにした.
鎌倉を中心とする中世密教の受容と展開

龍華寺聖教・称名寺聖教を用いて、鎌倉時代の鎌倉における密教の実態を探った。その結果、鎌倉時代後期の幕府要人の間で、現世利益を希求するための修法が盛行していたことが明らかになった。円覚寺のごとき禅院の成立にも密教僧が関与していることが判明した。中世の鎌倉には、幕府要人の庇護のもと、さまざまな法流が競って本拠を設け、修法の実績を積み重ねていた。密教諸流をめぐる京都・鎌倉の拮抗関係は、日本仏教史・文化史のダイナミックな把握を可能にする研究素材として有効であることが確認された。平成20年度は、本研究の初年度として、龍華寺(横浜市金沢区)所蔵の聖教のうち、印融本『西院八結』の調査を実施した。当該聖教は西院流も元瑜方の根本聖教とされる聖教群で、現在東寺刊行の活字本として通行している西院流の聖教群(西院流能禅方)と比較すると、収録書目に大幅に出入りがあり、かなり増広されていることが判明した。そこで、外部調査員を委嘱し、現行『西院八結』と龍華寺本の対照目録を作成し、その相違を明確にした。また横浜市歴史博物館において過去に撮影された画像データを借用し、共通する聖教について、本文の差異の程度を調べる作業に着手した。その過程で、元瑜(12281319)が、鎌倉幕府の中枢にいた安達泰盛・北条貞時ら、幕府要人のために行った如意宝珠法や円覚寺鎮壇修法など、今まで全く知られていなかった鎌倉時代の新史実を裏付ける聖教が見出された。従来禅宗の歴史の中でしかとらえられていなかった鎌倉円覚寺の創建に、鶴岡八幡宮寺の供僧たちが深く関わっていた事実は、鎌倉の宗教史研究の上で画期的な発見となるものである。また一昨年横浜市の文化財に指定され、横浜市の助成を受けて修理が行われた龍華寺聖教の納品に立合い、修理完成状態の点検、内容の概略調査を行った。なお、地蔵院流については『正嫡相承秘書』の内容解析・『三宝院流伝授聞書』の翻刻作業を鋭意進めているところである。平成21年度は、龍華寺(横浜市金沢区)所蔵の聖教のうち、印融本『西院八結』の目録を作成し、あわせて現行の『西院人結』の目録を整理した上で対比し、具体的な異なりの状況を把握することができた。また同じ聖教の中で、江戸時代中期に一括作成された快可本『西院八結』の目録を作成し、西院流の実際に伝授された根本聖教の詳細に関する認識を新たにした。江戸時代、仁和寺流の地方本寺として栄えた龍華寺の聖教のうち、目録が不充分なものについて精密な目録をとり、かつ主要な一結聖教について写真撮影を実施した。その過程で、近世の元瑜方聖教の伝授内容がおおよそ判明した。また神道伝授にかかわる数種類の一結切紙もほぼ完全な形で残されていることも判明した。これについては最終年度において、内容の詳しい分析を試みる予定である。地蔵院流については、称名寺聖教所収『正嫡相承秘書』の内容研究を進めており、また『三宝院流伝授聞書』の翻刻を完成した。この聖教は、室町時代における下総国下河辺庄の密教寺院の活動を伝えるとともに、醍醐寺三宝院内部で、京都・関東双方の法流の対立が進行している状況が浮かび上がってきた。平成22年度は、龍華寺聖教に含まれる(印融本)元瑜方『西院八結』と快可本『西院八結』の目録を対照しつつ整理し、両者の差異について検討した。また金沢区役所・横浜市教委が作成した聖教目録から漏れている聖教の目録を作成し、龍華寺聖教の全体像をほぼ把握することができた。聖教整理の過程で、従来全く知られていなかった鎌倉時代の事相枡形本を見出し、鎌倉時代中期(文永弘安年間)において北条時宗・貞時・安達泰盛ら幕府要人が持僧である頼助・元瑜らに依頼して実施した現世利益を目的とする祈祷の実像が浮かび上がってきた。また元瑜方『西院八結』に含まれる聖教の中から、鎌倉円覚寺の創建に際して密教式の鎮壇作法が行なわれた事実が判明し、鎌倉時代の禅院が旧来の仏教と密接なかかわりをもって成立した経過が明らかになった。龍華寺聖教から、鎌倉時代まで遡る貴重な『三国祖師影』の写本を発見した。既知の中世写本である東博本・大谷大学本・醍醐寺本よりも原本の筆致を精巧に模写した作品で、小野仁海によって編纂された原本の面影を伝えるものとして価値が高い。これが龍華寺にもたらされた経緯は今後の研究課題である。
音韻的作動記憶における系列情報保持を支える時間構造の長期知識

本研究では、時間文脈に依存した音韻系列の保持メカニズムが、長期音韻知識に蓄えられた音韻系列の表現様式にも関与していると仮定し、さらに、長期音韻知識として保持されている時間情報が、音韻的作動記憶において運用されると想定している。ヘッブ反復効果実験によって、長期音韻知識の形成過程をシミュレートし、その中でリズム構造の役割を検討してきた。ヘッブ反復効果とは、直後系列再生の実験中に、同一の記銘リストが繰り返し呈示されると、その反復されたリストの系列再生の成績が向上するという現象である。先行研究からは、同一の記銘リストであっても、時間構造が異なる系列が反復呈示された場合にはヘッブ反復効果が見られないということが知られていたが、2016年度、2017年度の研究からは、ピッチアクセントによるリズム構造の変化が、ヘッブ反復効果を減少させないことを示した。この現象は繰り返し確認され、ピッチアクセントによるリズム構造の変化は、ヘッブ反復効果には影響しないことが示された。また、非言語性の空間系列の直後系列再生では、時間構造の変化がヘッブ反復効果に影響しないことも示され、時間情報に敏感でない学習メカニズムの存在も指摘した。2018年度には時間構造に依存するリズムのそのものの再生実験を行い、リズムパターンの記憶にもヘッブ反復効果が存在することを確認した。また、構音器官を使えないような条件においては、リズムパターンのヘッブ反復効果が生起しない可能性が示された。このことは音韻のヘッブ反復効果の生起メカニズムに対して理論的に重要な意味を持つ。2016年度には、音韻的作動記憶において運用される長期音韻知識の時間構造情報の性質を明らかにすることを目的として、ピッチアクセントによって生じるリズム構造を、ヘッブリストの呈示ごとに変化させることによって、ヘッブ反復効果の減少が見られるかどうかを検討した。予想に反して、そうした実験操作は、ヘッブ反復効果に影響せず、すべての条件で、頑健なヘッブ反復効果が見られた。アクセント付与によるリズム構造が呈示ごとに異なっても、同じ音素系列の反復によって長期知識が形成されるということが示されたのである。この現象は、絶対的時間に基づく時間位置情報の長期的保持を仮定するモデルを支持するものでもあり、理論的に重要な意味を持つため、2017年度には、この現象を別の条件設定によって再現し、この現象を確認した。さらに、系列情報の長期的知識形成の一般的原理を探るため、非言語材料を用いたヘッブ反復学習実験を行い、空間位置情報の系列情報の学習には、ポーズによる時間構造変化も影響しないことを発見した。この成果は、言語材料での研究成果とともに基盤理論の検討にとって重要な発見であり、実験心理学の国際最大規模の重要学会であるPsychonomic Societyの機関紙Memory & Cognitionに掲載が決定された。2018年度には、リズムパターンの記憶にもヘッブ反復効果が存在することを世界で初めて確認した。この研究は、国際学会にて発表予定であったが、研究代表者の学内業務のために発表ができず、次年度に繰り越して、発表することとした。以上のように新規で重要な発見があり、予想以上の理論的進展があったと考えている。音韻的作動記憶を支える長期音韻知識の時間構造情報の機能と特徴に関する心理学モデルの構築という目的に向けて、期間延長後の最終年度である2019年度には、これまでに得られた知見を理論的に統合し、新たな枠組みを提示する。これまでの実証研究によって、3つの新しい知見が得られている。先行研究は、言語材料の直後系列再生課題においてみられるヘッブ反復効果が、時間的ポーズによって構成される時間構造の変化によって消失することが知られていた。しかし、本研究においては、ピッチアクセントによるリズム構造の変化が、ヘッブ反復効果を消失させず、常に頑健なヘッブ反復効果が確認された。また、非言語材料である空間位置の直後系列再生におけるヘッブ反復学習においては、時間的ポーズによって構成される時間構造の変化もヘッブ反復学習効果を減少させないことも示された。さらに、時間構造の変化によるリズムパターンの再生実験においても、ヘッブ反復効果が見られることを発見している。これらの結果は、時間構造の変化とは無関連な、より一般的な学習メカニズムに加え、時間構造そのものの学習メカニズムが存在していることを示唆している。これらの結果を説明できる新たな理論的枠組みを構築し、領域普遍性と領域特異性の観点から、音韻的作動記憶を支える長期音韻知識の時間構造情報処理の特異性を明らかにする。こうした検討を英国の学会において関連研究者に提示し、議論を深め、洗練、構築していく。本研究の目的は、「音韻的作動記憶を支える長期音韻知識の時間構情報の機能と特徴に関する心理学モデルを構築する」ことにある。ここでは、時間文脈に依存した音韻系列の保持メカニズムが、長期音韻知識に蓄えられた音韻系列の表現様式にも使用されていると仮定している。この前提に加え、「音韻系列の時間構情報は、長期音韻知識として保持され、音韻的作動記憶において運用される」と仮定した。この作業仮説に基づき、まず、ピッチアクセントから生じるリズム構造をもとに、音韻的作動記憶において運用される長期音韻知識の時間構情報の性質を検討する。H28年度には、実験室において長期的知識を形成させ、その過程で、音素配列もリズム構造も同じ系列が繰り返し提示される場合と、音素配列は同じだがアクセントによるリズムの異なる系列が繰り返される場合において、音素系列の長期的知識の獲得過程が異なるのか否かを検討した。

具体的には、数字系列を用いたヘッブ反復効果実験によって、長期音韻知識の形成過程を検討した。ヘッブ反復効果とは、直後系列再生の実験中に、同一リストが他のリストの間に挟まれながら繰り返し提示されると、その反復されたリストの系列再生の成績が向上するという現象である。この効果は、我々の長期音韻学習の基盤となるものと考えられている。先行研究においては、こうしたヘッブ反復効果は、時間構造の同じ系列が提示された場合にのみ見られることを示しており、アクセントによる時間構造(リズム構造)の変化もまた、ヘッブ反復効果を減少させるものと予想された。しかし、結果は、リズム構造が異なっても、音素系列の反復によって長期知識が形成されるということを示す驚くべきものであり、ヘッブ反復効果に重要なのは絶対的な時間であり、リズム構造ではないという可能性が示された。本研究では、音韻的作動記憶を支える長期音韻知識の時間構情報の機能と特徴に関する心理学モデルの構築という目的に向け、3つのステップを設定している。平成28年度には、音韻的作動記憶において運用される長期音韻知識の時間構造情報の性質を明らかにし、特にピッチアクセントから生じる時間構造を検討することを目的としていた。具体的には、ヘッブ反復効果を利用して長期音韻知識の形成過程における時間構造情報とその特徴の音韻的作動記憶への影響を探った。先行研究においては、音素配列もポーズによる時間構造も同じ系列が繰り返し提示される場合とくらべ、音素配列は同じだが時間構造の異なる系列が繰り返される場合において、音素系列のヘッブ反復効果の減少が確認されている。また、アクセント付与による系列のグルーピングは、ポーズによるグルーピングと同程度に、直後系列再生の成績を向上させることが知られており、本研究においては、アクセントによる時間構造(リズム構造)の変化もまた、ヘッブ反復効果を減少させるものと予想していた。しかし、結果は、アクセント付与によるリズム構造が異なっても、同じ音素系列の反復によって長期知識が形成されるということを示すものであった。このことは、ヘッブ反復による長期学習の効果にとって、重要なのは絶対的な時間であり、リズム構造ではないという可能性を示している。この点は、絶対的時間に基づく位置情報の長期的保持を仮定するモデルを支持するものでもあり、理論的に重要な意味を持つ。このように、本年度は予定通りの実験を進めるとともに、理論的に重要な新たな発見があり、予想以上の進展があったと考えられる。本研究では、時間文脈に依存した音韻系列の保持メカニズムが、長期音韻知識に蓄えられた音韻系列の表現様式にも関与していると仮定し、さらに、長期音韻知識として保持されている時間情報が、音韻的作動記憶において運用されると想定している。H28年度には、数字系列を用いたヘッブ反復効果実験によって、長期音韻知識の形成過程を人工的につくり、音素配列もリズム構造も同じ系列が繰り返し提示される場合と、音素配列は同じだがピッチアクセントによるリズムの異なる系列が繰り返される場合において、音素系列の長期的知識の獲得過程が異なるのか否かを検討した。
強磁場下の磁気的光学的測定によるハルデンギャップの研究

一次元整教スピン系は半整数の場合と違って、基底一重項と第一励起状能の問にエネルギーギャップが存在するというハルデン問題に対して我々の提案した「スピン対が鎖内を動きまわる」という、いわゆるRVBモデルの実験的な研究を行った。まず1)ハルデンギャップが強磁場磁化過程で磁化が急に増加しはじめる臨界磁場Hcからどう決まるかを解決した。又一軸異方性のスピンフロップの場合と異って、ハルデンギャップの場合いずれの方向にもHcが存在し、それ以上で急に磁化が出て来る事でハルデンギャップが確認されることがわかった。次に2)ESRの結果をもとにして運動量〓がOでのギャップとHcの関係を明らかにし、その結果を使って各種の物質のJとギャップの大きさを磁化によって決め、ギャップが0.4Jと与えられる事を実験的に確めた。3)ハルデン効果は本当にS=1のスピン系でおこりS=1/2の1次元スピン系では起らないかを実験的に調べるため、CsCoCl_3のいろいろな磁気励起を光学的に調べた。その結果ハルデン効果と全く異った各種の磁気励起を行う事が確認出来た。4)ハルデン系の電磁波による〓〓Oの励起をESRにより観測し確認した。それによるエネルギ準位の決定と強度の温度依存性の観測等により我々のモデルが非常に有力である事が確められた。5)我々のモデルによると不純物により鎖を切るとその切り口が対を作れない場合が生じ、新たな磁気モーメントが出現するという独特な不純物効果を実験的に発見した。6)5)の効果はS=1/2のスピン系では起らず異った効果になる事がCsCo_<1-X>Mg_XCl_3の混晶系の磁化過の観測によって調べられ、ハルデン系とは全く違っている事を明らかにした。以上の研究は現在、短い一次元鎖の端や切り口の量子力学的境界値の問題として量子統計の基礎的に重要な新しい問題を提起しつつある。今後この方面の問題として発展していくものと期待出来る。一次元整数量子スピン系の基底状態と励起状態の間には、半整数スピン系と違ってエネルギ-ギヤップが存在するというハルデンの予想と呼ばれる問題について、以下のような結果を得た。1)NINO,NENPという理想的な物質の製作を行い、メ線、磁化測定による測定を行いこの物質についての基礎評価を行い、ギャップの測定を行った。この他新たにNINAZ,TMNINといった大きく前者と交換相互作用パラメ-タ-,Jの異った物質の磁化測定を行いギヤップの測定を行った。これによりギヤップが0.4Jであることを実験的に明らかにした。2)TMNINについてS=1一次元鎖のゼロ磁場から飽和を越える磁場までの広い磁場範囲の全磁化過程を測定し理論との比較を行った。3)スペクトルによる測定の1つとして、ESRを観測し、エネルギ-ギヤップの正確な値を決めるとともにミクロな立場からのモデルを提案し、確認をした。この測定をもとに磁化測定からのギヤップの決定の精度を上げる方法を確立した。4)ハルデン物質に不純物としてCu^<2+>イオンを導入したサンプルを用いて、不純物効果を実験的に明らかにした。特にCu^<2+>の導入により、今まで磁化に寄与していなかった基底状態のNi^<2+

>が磁気モ-メントのエンハンスメントにかなり大きな寄与をしていることが見い出された。この効果も我々のモデルで良く説明出来ることを確認した。一次元整数スピン系は半整数の場合と違って、基底ー重項と第一励起状能の間にエネルギーギャップが存在するというハルデン問題に対して我々の提案した「スピン対が鎖内を動きまわる」という、いわゆるRVBモデルの実験的な研究を行った。まず1)ハルデンギャップが強磁場磁化過程で磁化が急に増加しはじめる臨界磁場Hcからどう決まるかを解決した。又一軸異方性のスピンフロップの場合と異って、ハルデンギャップの場合いずれの方向にもHcが存在し、それ以上で急に磁化が出て来る事でハルデンギャップが確認されることがわかった。次に2)ESRの結果をもとにして運動量k^^→が0でのギャップとHcの関係を明らかにし、その結果を使って各種の物質のJとギャップの大きさを磁化によって決め、ギャップが0.4Jと与えられる事を実験的に確めた。3)ハルデン効果は本当にS=1のスピン系でおこりS=1/2の一次元スピン系では起らないかを実験的に調べるため、CsCoCl_3のいろいろな磁気励起を光学的に調べた。その結果ハルデン効果と全く異った各種の磁気励起を行う事が確認出来た。4)ハルデン系の電磁波によるk^^→__-0の励起をESRにより観測し確認した。それによるエネルギ準位の決定と強度の温度依存性の観測等により我々のモデルが非常に有力である事が確められた。5)我々のモデルによると不純物により鎖を切るとその切り口が対を作れない場合が生じー新たな磁気モーメントが出現するという独特に不純物効果を実験的に発見した。6)5)の効果はS=1/2のスピン系では起らず異った効果になる事がCsCo_<1-x>Mg_xCl_3の混晶系の磁化過の観測によって調べられ、ハルデン系とは全く違っている事を明らかにした。以上の研究は現在、短い一次元鎖の端や切り口の量子力学的境界値の問題として量る統計の基礎的に重要な新しい問題を提起しつつある。今後この方面の問題として発展していくものと期待出来る。
18〜19世紀半、ヨーロッパ在来産業のアジアからの自立過程:ジャパンを中心に

この研究は、17世紀まで東アジアに比して劣位にあった西ヨーロッパの諸工業が、ほぼ1世紀後には東アジアのそれに追いつき、それを追い越していく過程と要因を、技術と生産の仕組みに焦点をあてて明らかにしたものである。まず、それらの工業のなかでも、「ジャパン」を取り上げ、ヨーロッパの在来技術の水準、東洋からのインパクト、主要産地におけるその模倣、原材料の転換とそれによる東洋を越える水準の製品の実現、といった優劣逆転の一連の過程をたどった。東洋の漆は、その奥行きのある光沢と、熱や酸に対する強さを特徴としていたが、色が黒、赤、茶等に限られていた。それに対して、ヨーロッパで発達したジャパンは、その材料の性質から、色彩が自由となった。またヨーロッパでは、アスファルトを使うことによって、漆よりもさらに強靭なラッカーを得ることができた。ヨーロッパは、東洋の基準において、その品質と機能において東洋を越えた。次いで、以上から得られた結論について、他のいくつかの主要な産業、木綿、捺染、絹、磁器とボーンチャイナについて検証し、ジャパンに見られた過程と要因とが一般的であったことを明らかにした。いずれにおいても、技術的に不可能であったことが、新素材への転換によって東洋並みの製品を作れるようになった。最後に、こうした競争優位の逆転が起こったメカニズムについて、「スミス的成長」と「マーシャルの地域」に関して論じ、いずれもそれだけではこの逆転を説明し得ないと結論づけた。逆転は、スミス的成長やマーシャルの地域の外部から、そこに投げ込まれた要因であった。研究の結論は、18世紀の西ヨーロッパは、製造技術では東洋に対して劣位にありながら、東洋の製品以上の品質と機能を有する製品をつくれるようになったのは、原材料の素材を転換させたからであった、という点にある。(1)漆(器)を模倣した「ヨーロッパのラッカー(製品)」(ジャパン)に関して、17世紀から19世紀初頭までに英仏で刊行された技法書やパンフレットを収集し、ヨーロッパで用いられた材料の推移、技法の変遷を見た。その結果、各技法書は、漆の模倣と展開をいずれも明言していることが判明した。またラック樹脂に始まり、(漆以外の)多様な樹脂やメディウムがヨーロッパで使われるようになったが、ヨーロッパの技法は、(1)漆に似せた深みのある光沢をどのように出すか、(2)漆のような熱や酸に対する強さをどのように出すか、(3)漆では出せない各種の地色をどのように出すか、といった原理で進んでいったことが判明した。(2)秘伝的技法が多いと考えられるこの工芸分野で、なぜ技法書の公刊と普及が進んだかに着目し、技術史の観点から解明した。その結果、18世紀における科学、とくに化学知識の応用や普及が、工芸分野においてさえ重要な役割を果たしたことが判明した。このことをヨーロッパの特徴として一般化するために、捺染、磁器など同類の模倣産品に関しても、科学・技術の役割を調査した。そして工芸技法の進展や普及と、近代科学的知識との関連を検討した。(3)ジャパンの主要な産地であるバーミンガムとウルヴァハンプトン(いずれもイギリス)およびスパ(ベルギー)に関して、公文書館所蔵の史料調査と文献収集を行い、産業の実態解明を始めた。すなわち職人の技能養成、産業集積、企業の勃興、新製法の導入等を調査した。またオランダに関して、東洋からの輸出漆器や模倣品について、その量や形状を調査した。本年度中に行なった研究と、その主要結果は、以下のとおりである。1)ウルバーハンプトン、ビルストン、バーミンガムなど西部ミッドランズ内の諸都市に集まった18世紀イギリスのジャパナーについて、これらの町々の商工業ディレクトリを年次別にたどり、人びとがどのような経過からこの産業に入っていったかをあとづけた。

その結果、これらの町々においてジャパナーが増加するのは19世紀に入ってからのことであり、しかもブリキやその他金属加工を兼営する者も少なくないことが判明した。この地域における技能養成やマーケティング等については、まとまった史料が乏しく、なお解明に工夫を要する。2)17世紀末からロンドンのクラークンウェル地域に集まったとされるジャパナーについて、その技法がどのようにロンドンに伝わったのか、どのくらいのジャパナーがおり、その経済的地位はどのようなものであったか、等について調査を行なった。17世紀のこの地域のディレクトリ、および18世紀のロンドン・ディレクトリにはいずれも登場せず、その実態はまだ解明できていない。これらのジャパナーは、後の西部ミッドランズのジャパナーがブリキや紙の上に施したのに対して、家具に施すことが多く、木工業との兼営や家具製造業者のもとで仕事をしていたと考えられる。対策として、(1)社会的により下層の人びとをも収録しているマリッジ・レジスターによって、より初歩的な史実からやり直すこと、(2)家具製造業関係の史料をあたること、を考えている。3)技法の発展については、特許資料、ロイヤル・ソサイエティ・オブ・アーツによる技術支援、同時代の実験結果、同時代のマニュアル等により、おおよそたどることができた。この研究は、17世紀以降、ヨーロッパに輸出された東アジアとりわけ中国と日本の「漆器」が、18世紀以降のイギリスを中心とする消費社会のなかでどのように模倣され、ついには「ヨーロッパのラッカー(ジャパン)」へと変容を遂げたかを、以下の側面から考察した。1)技術。ヨーロッパの伝統的なラッカー技法とその展開を、ヴェネチア、スパ、パリ、ポンティプール、ウルヴァハンプトンについてたどった。2)市場と嗜好。東洋のラッカー「漆」のインパクト、とりわけ漆の持つ深みのある光沢(質感)と、その優れた耐久性がヨーロッパの標準となっていったことを明らかにした。3)模倣から展開へ。ヨーロッパ在来の技法とヨーロッパの材料による模倣がおこなわれ、東洋とは異なった材料による、同じあるいはそれ以上の機能と、同じ美しさが達成されたことをもって自立とした。4)それを可能にした産業変革のメカニズム。産地の形成と集積効果。技法の蓄積、伝播を、技法所にそくして解明した。以上の点について、ロンドン、ウルヴァハンプトン、パリにおける産業発展を解明した。その結果、決定的な要因は、材料の転換と、それを促す技法の蓄積・伝播にあることが判明した。さらに、「漆器」から「ジャパン」への転換に見られたと同じような材料転換の過程が、「木綿」「絹」「磁器」等の他のアジア物産についても試みられ、その多くにおいて成功を収め、ヨーロッパはより低い技術で、しかしながら材料を転換させることによって、東洋と同じ機能と美しさを持つ製品を作り出したことを指摘した。
酸化LDL受容体LOX-1の機能解析と動脈硬化遺伝子治療への応用

酸化LDL受容体LOX-1の機能解析と動脈硬化遺伝子治療への応用ということで研究を行ってきた。まず、動脈硬化、特に脂質と関連の深い粥状動脈硬化では、酸化、変性を受けたLDLがその発生機序に大きな役割を果たしていることが明らかとなっており、血管の最も内側、直接血液に接触する血管内皮に存在する酸化LDLの受容体が、日本でクローニングされ、LOX-1と命名された。この受容体を介して、酸化LDLが動脈硬化を促進させていることが報告されてきた。ゆえに、この受容体の発現亢進機序などを解明することにより、その発現や発現誘導を抑制することにより、動脈硬化の抑制が可能になるのではと考えられる。そこで、我々は、in vitroの実験として、培養ウシ大動脈血管内皮細胞を用いて、どのような刺激で、LOX-1が誘導されるか、また、何によってその誘導が抑制されるかなどを検討してきたが、核内転写因子の一種であるペルオキシソーム増殖剤応答性受容体γのリガンドやその活性化剤が、TNF-αやPMAなどによるLOX-1の誘導を抑制することを見出した。他の報告でも、この薬剤が動脈硬化に対して抑制的に働いていることを示唆されている。しかしながら、この薬剤は、実際の臨床の場では、インスリン抵抗性改善薬として、2型糖尿病患者に用いられており、動脈硬化に効果があったとしてもどのような機序かは判断が困難である。また、初めての転写因子に作用するこのチアゾリン誘導体は、副作用も強く、先に販売された、troglitazoneは販売中止となっている。しかしながら、全身投与では副作用が強くて使えない薬剤でも、近年発達しつつある遺伝子治療の技術の応用やナノテクノロジーを用いた薬剤のデリバリーなどを用いれば、局所的な薬剤の投与が可能となりうると思われる。今後、さらにこの転写因子のノックアウトマウスやLOX-1のトランスジェニックマウス、ノックアウトマウスなどを用いて研究を進める予定である。動脈硬化病変形成において、血清中の脂質およびその酸化変性を受けた酸化LDLが重要な役割を担っていることがわかってきた。近年、酸化LDL受容体のひとつであるlectin-like oxidized LDL receptor(LOX-1)が血管内皮細泡から分離された。この受容体の血管動脈硬化における役割を検討する目的で実験を進めている。ひとつは、実験動物などの血管にこの遺伝子を過剰に発現させてその役割を解明する目的で、このLOX-1遺伝子を発現させるアデノウイルスベクターの作成を行っている。こちらは、現在、まだ完成していないが、できれば、まず、有効に発現させることができるかどうかを確認して、実験動物の血管中に発現させてその働きをみる。これとは別に、LOX-1の機能の一部を解析する目的で、PPARアルファやガンマといった核内遺伝子を活性化して、LOX-1の発現が、どうなるかを検討した。このPPARであるが、近年、脂質代謝や抗炎症作用などから注目されている。特に、動脈硬化はその発生過程おいて、炎症性のサイトカインの役割がいわれており、関連が興味深いからである。我々の検討では、脂質降下剤などが含まれるPPARアルファにては、LOX-1の血管内皮細胞における発現は変わらないものの、インスリン抵抗性を改善し、血糖降下作用をもつPPARガンマの活性化剤の投与にてTNFアルファなどによるLOX-1の誘導が抑制されるという結果が得られた。この結果は、今後のさらなる検討が必要であるが、炎症性サイトカインによるLOX-1の誘導が、PPARガンマ投与により、抑制される可能性があり、動脈硬化に対し、抑制的に作用する可能性が考えられた。今後さらに検討を重ねる予定である。
絹タンパク質sericinを用いた無血清培地によるラット長期膵島培養の検討

膵島移植の無血清培地の開発として以前にsericin培地で14日培養し牛胎児血清(FBS)培地と同等の成績を得た.今回は長期培養のためにalbumin(BSA)を添加し効果を検討した.ラット膵島を1FBS2sericin3BSA4sericin+BSA5FBS+sericin培地で培養し,結果2は35日,3は77日に全て死滅し,120日生存率は124%424%513%であった.1,4でinsulin release assayを施行し両群は同等のインスリン分泌量であった.1,4の60日培養膵島を糖尿病ラットに移植し,全て28日間良好な血糖値を得た.グラフトを摘出し良好な組織学的形態を確認した.膵島移植の無血清培地の開発として以前にsericin培地で14日培養し牛胎児血清(FBS)培地と同等の成績を得た.今回は長期培養のためにalbumin(BSA)を添加し効果を検討した.ラット膵島を1FBS2sericin3BSA4sericin+BSA5FBS+sericin培地で培養し,結果2は35日,3は77日に全て死滅し,120日生存率は124%424%513%であった.1,4でinsulin release assayを施行し両群は同等のインスリン分泌量であった.1,4の60日培養膵島を糖尿病ラットに移植し,全て28日間良好な血糖値を得た.グラフトを摘出し良好な組織学的形態を確認した.ラットより分離した膵島20個ずつを以下の5群を添加した培養液(RPMI1640+抗生剤+10mMnicotinamide)で培養した。110%FBS 20.1%sericin 30.1%albumin 40.1%sericin+0.1%albumin 510%FBS+0.1%sericin。それぞれn=6で生存個数を比較した。全ての群で14日間は膵島が生存していたが、まず2のsericinのみの群は前回実験同様に約1か月の間にすべての膵島が死滅した。3のalbuminのみ加えた群は1か月を過ぎた頃から減少し、2か月半で全て死滅した。1のFBS群と4のsericin+albumin群が最も生存率が高く、4か月の時点でともに25%が生存していた。5のFBSとsericinを共に加えた群が最も良好な結果が得られるのではないかと考えていたが、14よりも低い結果であり4か月の時点での生存率は10%であった。当初予想していたように、sericinのみ添加した培養は14日以内の短期培養は可能であるが、それ以降の長期培養は不能であった。Albuminのみの培養も長期培養は難しく、sericinを加えることで培養期間の延長が可能となった。4か月の培養に関して、sericinにalbuminを添加することで、FBSと同等の生存率が得られた。120日経過後の膵島の形態を倒立顕微鏡で比較したが、ともに良好な形態を呈していた。ラットより分離した膵島20個ずつを110%FBS20.1%sericin30.1%albumin40.1%sericin+0.1%albumin510%FBS+0.1%sericinをそれぞれ添加した培地で培養した(n=6).各50%生存期間は155日226日350日474日539日で4群が最も良好であった.2群は35日以内,3群は77日に全て死滅した.120日の生存率は124%424%513%であり14群が同等で良好であった.➀4群の機能評価として7日目と60日目のinsulin release assayを行った.それぞれの培養膵島10個ずつを,3.3mM,20mM,3.3mM glucoseの培地の順に1時間ずつ培養後に各培地のインスリン量を測定した(n=6).stimulationindex(20mM glucoseでのinsulin分泌量/3.3mMglucoseでのinsulin分泌量)は,7日目では12.16±0.5642.28±0.74で差はなく,60日目でも11.99±0.5842.08±0.88と差を認めなかった.倒立顕微鏡で形態を培養中観察したが14ともに良好な形態を保っていた.移植効果について,1と4群で60日間培養した膵島800個をそれぞれ糖尿病ラットの腎被膜下に移植した(n=3).レシピエントの血糖の推移を移植後28日間比較したが,全てのラットにおいて良好な血糖コントロールが得られていた.28日経過後にグラフトを摘出すると全てのラットの血糖は400mg/dl以上に再上昇した.摘出した膵島組織をHE染色と抗インスリン抗体による免疫染色で組織学的に比較したが,両群ともに良好な形態を呈していた.以上より,sericinとalbminを添加した無血清培地での膵島培養は,60日間の培養にてFBSを添加した培地と同等の効果が得られた.医歯薬学研究計画にインスリンの分泌量の比較まで初年度に行うように記載したが、現在その実験を進行中であります。膵島の分離に用いていたコラゲナーゼS-1が製造中止(狂牛病の問題)となり、その代用としてコラゲナーゼLを使用しました。

ディスパーゼの添加が必要であり、その濃度設定を含めて安定した膵島分離を行うことに時間を要したため、当初の計画より少し進行状況が遅れている状況にあります。現在は安定した膵島分離が可能となり、実験が軌道に乗っております。計画通り、長期培養した膵島を用いてインスリンの分泌量の計測・比較を行い、その後に実際に糖尿病ラットに移植し、血糖降下が得られるか検討します。1と4の比較を重点に考えておりましたが、培養による生存率の比較でその2群が同等で他の群よりも良好な結果が得られました。そのため、今後の研究はその2群の比較で行っていく予定です。また、FBSにsericinを添加した群で、FBSのみ添加した群より生存率が悪かった原因が不明であります。濃度の問題が関与している可能性があり、その原因を検索する予定です。
慢性肺気腫の膜受容体を介した新しい治療法の開発

1.実験方法マンノース6-リン酸(M-6-P)の生合成とalpha_1-アンチトリプシン(alpha_1-AT)への付加修飾は、Bretthauerらの方法に準拠して行った。細胞抽出液、或いは細胞培養液中の好中球由来エラスターゼ(NE)活性の測定は、96well microplateを用いて高感度分光蛍光光度法により行った。細胞は、THP-1株細胞を10%FBS含有DME mediumで培養し、ホルボールミリステートアセテート(PMA)を添加してマクロファージ様化させて実験に供した。M-6-P-alpha_1-ATの細胞内局在と安定性は、電子顕微鏡とフィコールパック法により検討した。結果M-6-P-alpha_1-ATの抗プロテアーゼ活性を検討したところ、非糖化のalpha_1-ATとの間に差異は認められなかった。THP-1株細胞にM-6-P-alpha_1-ATを添加したところ、24時間にわたり、細胞内への輸入が観察された。輸入活性は、incubation時間とM-6-P-alpha_1-ATの添加濃度に依存した。M-6-P-alpha_1-ATを取り込ませたTHP-1細胞に高濃度のPMAを添加してバーストさせると、M-6-P-alpha_1-ATの放出が培養液中のNE活性を阻害した。M-6-Palpha_1-ATの細胞内への輸入はM-6-Pで阻害されたが、マンノースでは、阻害されなかった。慢性肺気腫は、たばこ等のオキシダントの暴露と抗オキシダントの低下からくる、酸化/抗酸化不均衡と共に、NEの増加、alpha_1-AT等の抗プロテアーゼ活性の低下等が慢性化すると発症すると考えられている。これらのことから、M-6-P-alpha_1-ATは、IGF-II受容体を介して細胞内へ輸入されること、更に細胞内から放出されたM-6-P-alpha_1-ATはNE阻害活性を有することが明らかとなった。この酵素阻害剤を封入する分子設計は、肺胞破壊を生じる慢性肺気腫に対して発症進展を予防する効果があると予想される。現在、オキシダントを負荷したラットの気管支に予め、気管支肺胞洗浄で分離し分子設計を施した、マクロファージの注入を行う実験を予定しているが、まだ、予備実験の段階であり成果を上げるには至っていない。