hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近世における南朝史享受をめぐる歴史資源の流通と人的交流についての研究

後者については、近世における『神皇正統記』の受容の様相を、近世前期に成立した『南方紀伝』や『桜雲記』から、近世後期に成立して幕末・明治期に流布した平田篤胤『玉襷』に至る史書数点によって辿り、『神皇正統記』との共通点および相違点を分析した。その結果、近世における『神皇正統記』の受容は、南朝正統論の枠組みのみに収まるものではなく、神器論や通史叙述、あるいは時勢の変遷についての記載など、さまざまな面において後世に大きな影響を与えていることが確認できた。なお、同内容については当該年度内に口頭発表および論文の投稿を行った。このほか、『大日本史』の草稿と目される資料について、本文の解読を進めるとともに、依拠資料や成立時期などの基礎的事実の検討を進め、また、南朝史享受をめぐる人的交流や思想的背景を明らかにするため、特に『南朝編年記略』の著者・津久井尚重周辺の有職家・神道家の著作や関連資料を閲覧・収集し、内容の検討を進めた。平成26年度は主に、『大日本史』・『大日本史賛藪』についての調査検討、『南朝公卿補任』とこれをめぐる人的交流についての調査検討、近世中後期における有職家・国学者の学問と交流についての調査検討を予定していた。これに対し、『大日本史賛藪』については、その特徴と影響力について論文を公表するとともに、『大日本史』については、重要と目される草稿資料について内容の検討を進めている。また、『南朝公卿補任』については、同書に記載される人物の事績について、また同書をめぐる人的交流について、資料調査により基礎的なデータをまとめることができた。有職家・国学者の学問については、本居宣長の学問の特徴について検討するとともに、当時の有職家をめぐる書物ネットワークに関し、注目すべき資料を見出すことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に行った資料の収集と整理を踏まえ、27年度は研究成果の公表に重点を置いて研究を遂行する。特に、『南朝公卿補任』の内容や有職家の学問および人的交流の実態について基礎的事実を明らかにするとともに、近世の南朝史受容における思想的動向や国家意識の問題も視座に入れて検討を進めたい。『大日本史』の伝本についての検討については、昨年度内に一定の調査・検討を終えて投稿した論文が、本年度に入って刊行され、また、同論考を補うものとして、『大日本史』の巻首目録を対照した論考を発表したほか、関連資料として、『大日本史』の重要な伝本二種の存在を知ることができた。また、近世における『大日本史』受容を考える上で重要な『大日本史賛藪』についても、検討を進める事ができた。この他、近世有職家の蔵書形成やその著述、また柳原紀光『続史愚抄』に関する文献調査も、順調に行っている。平成25年度は『大日本史』の伝本の検討を行ったが、その過程で、『大日本史』の注目すべき伝本二点の存在を知ることができた。両資料は『大日本史』の成立過程を考える上で重要なものと考えられるため、その内容について詳細な調査・検討を行いたい。また、『大日本史賛藪』についても、近世における『大日本史』受容の問題を考える上で避けて通る事はできない資料であり、伝本系統その他、基礎的な調査を行う必要がある。上記の点は、当初の計画には含まれていないが、26年度の研究対象に含め、検討を進める。この他、『南朝公卿補任』・『続史愚抄』等について、当初の研究計画に基づいて調査・検討を進めるとともに、近世における蔵書形成と人的交流についての検討のため、近世の公家・有職家の蔵書目録等について調査を進める。
インテグリンファミリー特異的接着制御の分子的基盤の解析

インテグリンの接着性を制御するシグナル伝達分子とその作用に応答するインテグリン細胞内領域を決定することによって、インテグリンファミリー特異的接着制御の分子的基盤を明らかにする。この目的のため、マウスproB細胞株Baf3にヒトLFA-1を導入し、ヒトICAM-1に接着する系を樹立した。このBaf3/hLFA-1は未刺激ではヒトICAM-1に接着できないが、活性化型Rap1,PKC, PI-3キナーゼの発現によって接着できるようになる。この系を用いて活性化型Rap1によるLFA-1の接着性上昇(活性化)に必要なLFA-1細胞内領域を決定した。活性化型Rap1の接着亢進効果に必要な領域はαL鎖細胞内領域、K1097,K1099が必須である。しかし、PMAに対する反応は阻害されない。一方、β2鎖細胞内領域欠失変異体では未刺激の接着レベルが亢進するが、活性化型Rap1に反応した。これらの結果からβ2鎖は接着性を抑制的に制御し、αL鎖細胞内領域はRap1による接着制御に必須であることが明らかになった。K1097に相当するアミノ酸はαM,αX、αD,α1,α2,α4,α6で保存されている。現在PKC, PI3キナーゼの接着亢進作用に重要な領域を解析している。Rap1の作用についてICAM-1をコートしたプレート上での細胞運動によって解析したところ、活性化型Rap1によって細胞運動の亢進が認められた。β2Y735はLFA-1のエンドサイトーシスモチーフとして働き、Y735A変異体はエンドサイトーシスが低下し、脱接着が阻害煮れた。このことからLFA-1のエンドサイトーシスが脱接着の重要な調節点となっていることがわかった。今後その調節機構を明らかにすると共に、他のインテグリンについても解析をする予定であるインテグリンの接着性を制御するシグナル伝達分子とその作用に応答するインテグリン細胞内領域を決定することによって、インテグリンファミリー特異的接着制御の分子的基盤を明らかにする。今後その調節機構を明らかにすると共に、他のインテグリンについても解析をする予定であるマウスプロB細胞株にヒトLFA-1(αLβ2)を再構築したBAF/hLFA-1は、活性化型Rap1またはPMA刺激で顕著にヒトICAM-1へ接着する。この系を用いてLFA-1の細胞内領域変異体を導入し、これらの刺激依存性の接着にあたえる影響を調べた。β2インテグリン細胞内領域はエンドサイトーシスモチーフとホモロジーがある部位が3ケ所ある。膜貫通領域側からY735を含むYXXφモチーフ,F754を含むNPXF、及びF770を含む同じNPXFモチーフがある。これらの部位をアラニンに置換した変異体を作成した。またこの2つのNPXFモチーフの間にあるTTTをAAAに置換した変異体、及びβ2細胞内領域を744アミノ酸まで含む欠失変異も検討した。αL鎖の細胞内領域は1107及び1096まで含む欠失変異を検討した。ICAM-1への接着はF754A,T758AAで優位に上昇し、PMAの刺激では野生型と同様さらに亢進した。しかしこれらの変異はRap1活性化型による接着亢進を示さなかった。Y735AはRap1活性化型やPMAに対する応答は野生型と同じであった。PMAに対する接着応答はαL1107では野生型と同じであるが、αL1096では接着応答は見られなかった(Rap1活性化型は現在検討中)。我々はさらにRap1活性化型はPMA刺激と異なり、ICAM-1上での細胞遊走を誘導することを見い出し、上記の変異体についてICAM-1での細胞遊走を検討中である。

インテグリンの接着性を制御するシグナル伝達分子とその作用に応答するインテグリン細胞内領域を決定することによって、インテグリンファミリー特異的接着制御の分子的基盤を明らかにする。この目的のため、マウスproB細胞株Baf3にヒトLFA-1を導入し、ヒトICAM-1に接着する系を樹立した。このBaf3/hLFA-1は未刺激ではヒトICAM-1に接着できないが、活性化型Rap1,PKC, PI-3キナーゼの発現によって接着できるようになる。この系を用いて活性化型Rap1によるLFA-1の接着性上昇(活性化)に必要なLFA-1細胞内領域を決定するため、まずαL鎖、β2鎖の欠失型変異体をそれぞれ導入した。β2鎖をC末端からアミノ酸731番目、744番目までそれぞれ欠失したΔ731,Δ744はいずれも未刺激での接着性が亢進し、さらに活性化型Rap1による増強が見られるのに対して、αL鎖をC末端からアミノ酸1107番目まで欠失したΔ1107は野生型と同じであったのに対し、Δ1095は未刺激では変化がなく、活性化型Rap1でも接着が亢進しなかった。これらの結果からβ2鎖は接着性を抑制的に制御し、αL鎖細胞内領域はRap1による接着制御に必須であることが明らかになった。さらにRap1応答に必要な領域を特定するため、さらに点突然変異を導入したαL鎖を作製、導入した。その結果、この領域にあるリジン残基がRap1による活性化シグナル応答に必須であることが明らかになった。この変異はPKCの活性化剤PMAによる接着制御には異常を起こさなかった。現在、PKCとPI-3キナーゼについて同様の解析を進めている。Rap1の作用についてICAM-1をコートしたプレート上での細胞運動によって解析したところ、活性化型Rap1によって細胞運動の亢進が認められた。細胞運動の亢進にはβ2鎖が関与しており、その領域を検討している。
中枢神経系に局在する新型カルシウム結合蛋白(セファロカルシン)

Ca^<2+>は神経系において、神経伝達物質放出/ニューロンの興奮性/軸索輸送等の細胞過程の制御・調節に重要な役割を果たし、中枢神経系ではシナプス可塑性をはじめ更に多彩な細胞現象・生化学機構への関与が推定される。我々は新たな脳のCa^<2+>問題に、中枢神経系におけるCa^<2+>結合蛋白の多様性・中枢神経系に固有な蛋白の解析からのアプローチを開始し、特にCa^<2+>結合に伴う蛋白分子の荷電/構造変化がCa^<2+>濃度情報の変換に重要との観点から、その検知を目的とした二次元電気泳動法を開発し、同法においてCa^<2+>による大きな泳動度遅延ゆえに他蛋白より峻別される、中枢神経系局在性の新型Ca^<2+>結合蛋白をラット脳サイトソルより単離・精製してセファロカルシンと命名した。本研究は、先ず、このセファロカルシンの大量精製を実施し、それを基礎に分子的特性、生理的有機リガンド・標的分子を調べ上げ、更に中枢神経系における分布、生理的変動・機能擾乱に伴う消長や変動を明らかにし、セファロカルシンの生理的意義を追求することを目的とした。研究年度内に、SDS-PAGEで30-kDaの単一バンドにまでセファロカルシンの大量精製が達成され、分子の性質を詳しく調べる過程で、セファロカルシンが非変性条件下の電気泳動で示される少なくとも三つの分子型(IIII型)からなるという新事実が明らかになった。更に、各型の精製に成功し、それぞれについての検討から、セファロカルシンの通性として、Ca^<2+>結合に惹起される溶媒への疎水領域の露出を伴う蛋白構造の大きな変化が明瞭で、よって鋭敏な細胞内Ca^<2+>センサーに能う高親和性Ca結合蛋白であり、しかもCa^<2+>応答性の有機リガンド結合部位/求核試薬-SH/求電子試薬Zn^<2+>結合部位を合わせ持つという分子的特性が判明した。リガンド結合の有無/-SHと-S-S-の存在様態の違い/N末アミノ基修飾の存否によって分子型が生じた可能性は否定的である。加えて、中枢神経系内での分布が分子型によって異なるなど、セファロカルシンは極めてダイナミックな特性に富むことが明らかとなり、ここに脳のCa^<2+>結合蛋白のレパートリーに本蛋白が一群に一括されて加わり、さらなる多様性を与える可能性が出てきた。生理的有機リガンド・標的分子の追求は現在継続中であり、更に分子型の単離・精製の成功を契機に、これまで為し得なかったセファロカルシンの最終的同定/分子型相互の蛋白化学的関連の解明に向けてアミノ酸一次配列の決定に着手しており、その成果をもとに今後分子型特異抗体の作成を目指し、中枢神経系における分布、生理的変動・機能擾乱に伴う消長や変動等、セファロカルシンの生理的意義を追究するうえで大きな手掛りが得られた。

生理的有機リガンド・標的分子の追求は現在継続中であり、更に分子型の単離・精製の成功を契機に、これまで為し得なかったセファロカルシンの最終的同定/分子型相互の蛋白化学的関連の解明に向けてアミノ酸一次配列の決定に着手しており、その成果をもとに今後分子型特異抗体の作成を目指し、中枢神経系における分布、生理的変動・機能擾乱に伴う消長や変動等、セファロカルシンの生理的意義を追究するうえで大きな手掛りが得られた。セファロカルシンは、最近我々がラット脳サイトソルより単離、SDS-PAGEで30-kDaの単一バンドにまで精製した、中枢神経系局在性と推定される新型Ca^<2+>結合蛋白である。このセファロカルシンは、^<45>Ca^<2+>オ-トグラフィ-で検出される脳に固有な多彩なCa^<2+>結合蛋白(15種)のうち最も強いスポットを与え、偏在性の既知蛋白カルモテュリンやカルビンディン(28kDa)にも概ね匹敵し、またCa^<2+>バッファ-とされるカルビンディンとは抗原性を一部共有するが、胸器・脳内分布や分子の性質から峻別される。今年度、我々は電気泳動法(native PAGE)の改良により、上記セファロカルシン標品が少なくとも三つの明確なバンドに分離される事、それらの存在比はイムノプッロティングによるラット全脳サイトソルの分析結果と良く対応するが、中枢神経系の部位によってはこれとは異なる存在比を示すことを明らかにし、セファロカルシンがin vivoで生じた幾つかの分子型から成る可能性を見出した。更に、此等分子型のうち三つをDEAEーセファセルイオン交換クロマトラフィ-で精製することに成功し、各型についての検討から、セファロカルシンの通性として、細胞内Ca^<2+>濃度に対応した高親和性Ca^<2+>結合部位・これとは別の二価金属イオン(Zn^<2+>等)結合部位・更に有機蛍光プロ-ブ結合部位を持ち、Ca^<2+>結合に伴いイオン的性質及び分子構造の大きな変化を示す事を明らかとした。以上より、本年度の成果として、中枢神経系に特有なCa^<2+>受容/調節蛋白の有力候補であるセファロカルシンの分子的多様性という興味ある事実が明らかとなり、更に本蛋白の機能解明・新規のCa^<2+>受容/調節経路とそれに与る未知の機能素子の探索に当り、この多様性を念頭に、分子の諸性質、分布様式、個体発生・生理変動・機能擾乱に伴う消長や変動を精密かつ包括的に追究する事が可能となった。我々は、中枢神経系におけるCa^<2+>結合蛋白の多様性・中枢神経系に固有な蛋白の解析から、新たな脳のCa^<2+>問題へのアプローチを開始し、中枢神経系局在性の新型30-kDa Ca^<2+>結合蛋白をラット脳サイトソルより単離・精製してセファロカルシンと命名した。昨年度、セファロカルシンの大量精製が達成され、分子の性質を詳しく調べる過程で、セファロカルシンが非変性条件下の電気泳動で示される少なくとも三つの分子型(IIII型)からなるという新事実が明らかになった。本年度は、この成果を更に発展すべく、各分子型の単離・精製法を確立し、それぞれの性質を詳しく調べた結果、これまで集合的に捕えられていた、高親和性のCa^<2+>結合、Ca^<2+>応答性の有機リガンド結合部位、求電子試薬Zn^<2+>結合部位等の性質がセファロカルシン分子型個々に通有で有ることが明らかとなった。更に、Ca^<2+>依存性のフエニルセファロースとの結合が見出され、これまで蛍光分光学的に或いは電気泳動によって示されてきた、Ca^<2+>結合に惹起される溶媒への疎水領域の露出を伴う蛋白構造の大きな変化がほぼ確実となり、現在継続中の生理的有機リガンド・標的分子の追究に有用と考えている。
栽培環境に呼応して変動するQTL遺伝子の単離と同定

本研究の目的は、環境に呼応して機能を変化させる農業関連遺伝子の単離・解析手法の確立とそれを利用した分子育種である。農業に関連する多くの形質は量的形質であり、その研究は従来QTL解析により遺伝子レベルの研究が進められているが、本研究においてはQTL解析ではなく、ゲノムワイド関連(GWA)解析(Nature Genetics, 2016)により進める。重要農業形質は、気象や土壌と言った外的環境によりダイナミックに影響を受け、環境条件を加味した遺伝解析が強く望まれている。そこで本研究では、外的環境に呼応してその機能をダイナミックに変化させるQTL遺伝子の単離・解析技術を構築し、分子育種に貢献することを目指している。昨年度の結果を含めた具体的成果は、下の「現在までの進捗状況」述べるが、本項ではこれまで得られた結果の概要を記す。●窒素が出穂に及ぼす影響:出穂遺伝子Hd1/Hd2/Hd6のすべてが機能型を持つイネの場合のみ窒素施肥に呼応して出穂遅延を引き起こしたが、この3遺伝子のいずれかが機能欠失した同一置換系統(NIL)の窒素反応性は完全に消失することが確認された。●窒素はどのようにHd6機能を制御するか:昨年に引き続き以下の実験を行った。1_HD6mRNAは窒素施肥により変動(上昇)しない。2_窒素施肥によりFLAG-HD6タンパク質レベルが上昇した。3_OsPRR37(HD2)タンパクレベルは窒素施肥によるHD6活性化に伴い増加する。4_イネ葉鞘プロトプラストを用いたトランジェント実験により、HD1はHd3a(フロリジェン)の発現を誘導する。このHD1によるHd3a発現誘導をHD2は抑制するがHD6は影響を与えない。HD2によるHD1活性促進の効果は濃度依存的である。本年度、GWASによる新規G X E解析手法を考案したのでそれを中心に記載する。●日本晴背景に統一した出穂関連3遺伝子(Hd6、Hd1、Hd2)のアリル型組み合わせが異なるNIL(Hd6+/Hd1+/ Hd2+、Hd6+/Hd1+/ Hd2-、Hd6+/Hd1-/ Hd2+、Hd6-/Hd1+/ Hd2+、Hd6-/Hd1+/ Hd2-、Hd6+/Hd1-/ Hd2-、Hd6-/Hd1-/ Hd2+、Hd6-/Hd1-/ Hd2-)を作製し、窒素施肥を違えた水田で栽培し到穂日数の計測を行った結果、3遺伝子すべて活性型個体のみ窒素による出穂の遅延現象が観察された。これは、GWASパネルの品種で観察された結果と同じであり、窒素による出穂遅延にはこれらすべての出穂遺伝子が必要であることが確認された。これまで、環境項を含むGWAS計算式でG X Eに影響を受ける遺伝子座を類推することを試みてきたが、単純に到穂日数を形質値としてもHd6座に有意なピークを検出することが出来なかった。そこで到穂日数データを元に主成分分析を行い、主成分スコアの検討を加えた結果、PC1の貢献度が98.3%と圧倒的に高い一方、PC2は1.2%と非常に低いものの窒素施肥の効果を反映していることが判明した。そこでPC1とPC2を用いてGWASを行った結果、PC1のGWASでは既報出穂遺伝子にピークが確認された(1番OsHESO1, 6番Hd1, 7番Hd2等)。一方、PC2のGWASでは3番Hd6領域にのみ有意なピークが観察された。先の予想と合わせ(PC2は窒素条件による到穂日数の変化を表現)、対象とする形質のPCAを行い、環境変動に影響を受ける主成分スコアを用いてGWASを行うことによりG X Eに影響を受ける遺伝子座を類推可能なことが示された。前年度までに、窒素量の増加によりHd6機能が強化されることにより、Hd2/PRR37活性を変動させ、Hd1との共同作業によりフロリゲンHd3aの発現を抑制させることにより、結果として出穂が遅延するというモデルを構築した。このモデルの根拠となった具体的結果:1_HD6mRNAは窒素施肥により変動(上昇)しないことを確認した。2_窒素施肥によりFLAG-HD6タンパク質レベルが上昇することを確認した。3_ HD6タンパク質の上昇により、リン酸化されたHd2/PRR37が増加し、結果としてHd2/PRR37活性が増強される。4_イネ葉鞘プロトプラストを用いたトランジェント実験により、HD1はフロリジェンHD3Aの発現を誘導するが、このHD1によるHd3a発現誘導をHD2は抑制する一方、HD6単独ではHD3Aの発現に対して直接的な影響を与えることはできない。さらにHD2によるHD1活性促進の効果は濃度依存的である。本年は最終年度であり、以下の実験により最終的な検証を行い論文化する。●Hd6過剰発現体を用いた実験:既製のHD6過剰発現イネを用いて、長日条件下でのHd6発現量・窒素含量と出穂の関係を調査。上記のモデルからHd6過剰発現個体は窒素施肥により到穂日数を大きく遅延させることが期待される。●窒素はどのようにHd6機能を制御するか:これまでの結果からHD6転写は窒素により影響を受けないがタンパク質量は上昇することが示された。

このHD6タンパク質量の増加原因を検討する。HD6によりリン酸化されたHD2/PRR37の安定化により転写制御活性が向上すると考えられる。HD2/PRR37のリン酸化は分解速度低下をもたらすかについて、HD2/PRR37過剰発現転換体を用いて検討すると共に、活性レベルの制御についてin vitroでのHD6のリン酸化活性を測定する。本研究の目的は、環境に呼応して機能を変化させる農業関連遺伝子の単離・解析手法の確立とそれを利用した分子育種である。農業に関連する多くの形質は量的形質であり、その研究は従来QTL解析により遺伝子レベルの研究が進められているが、本研究においてはQTL解析ではなく、ゲノムワイド関連(GWA)解析(Nature Genetics, 2016)により進める。重要農業形質は、気象や土壌と言った外的環境によりダイナミックに影響を受け、環境条件を加味した遺伝解析が強く望まれている。そこで本研究では、外的環境に呼応してその機能をダイナミックに変化させるQTL遺伝子の単離・解析技術を構築し、分子育種に貢献することを目指している。窒素が出穂に及ぼす影響:日本晴(Hd6-/Hd1+)とNIL(Hd6+/Hd1+)、NIL(Hd6-/Hd1-)、及びNIL(Hd6+/Hd1-)について窒素条件を変えて到穂日数計測を行った結果、日本晴は窒素施肥で出穂遅延したが、すべてのNILは窒素反応しなかった。Hd6過剰発現体を用いた実験: 35SとトウモロコシユビキチンプロモーターでHd6発現量を変えた形質転換イネを作出し、長日条件下でのHd6発現量・窒素含量と出穂の関係を調査する。これら形質転換体は作成済みであり、現在、それらの後代個体を用いて窒素施肥を変えた条件での出穂状況を観察中。窒素はどのようにHd6機能を制御するか:以下の実験を行った。1_HD6mRNAは窒素施肥により変動(上昇)しない(要再現性確認)。2_窒素施肥によりFLAG-HD6タンパク質レベルが上昇(要再現性確認)。3_OsPRR37(HD2)レベルはHD6の存在下で窒素施肥により増加する。4_イネ葉鞘プロトプラストを用いたトランジェント実験により、HD1はHd3a(フロリジェン)の発現を誘導する。このHD1によるHd3a発現誘導をHD2は抑制するがHD6は影響を与えない。HD2によるHD1活性促進の効果は濃度依存的である。窒素が出穂に及ぼす影響:日本晴をバックとして、Hd6とHd1の遺伝型を4通りに変えたNIL(Hd6+/Hd1+、Hd6-/Hd1+、Hd6+/Hd1-、Hd6-/Hd1-)を作製し、窒素施肥条件の異なる水田で栽培し到穂日数の計測を行った結果、期待したとおり、日本晴は窒素施肥により出穂が遅延するのに対し、すべてのNILの出穂は窒素に対して反応しなくなった。Hd6過剰発現体を用いた実験:異なるプロモーター(35Sとトウモロコシユビキチンプロモーター)の制御下にHd6cDNAを接続し発現量を変えた形質転換イネを作出し、長日条件下で栽培を行いHd6発現量・窒素含量と出穂の関係を調査する。Hd6cDNA及びHd2cDNAを日本晴に導入した形質転換体は作成済みであり、現在、それらの後代個体を用いて窒素施肥を変えた条件での出穂状況を観察中である。窒素はどのようにHd6機能を制御するか:これまでの予備実験により、窒素量増加により(恐らく)Hd6機能が強化され、結果として出穂が遅延すると予想した。これを確認するべく、以下の実験を行った。
磁気アクチュエータの非線形性に関する研究

磁気アクチュエータの非線形性について以下のような研究を行った.まず,数値解析プログラムを用いて,両側吸引方式の磁気アクチューエータがPID制御され,正弦波加振がなされているという条件で数値シミュレーションを行った.その結果,共振曲線のバックボーンカーブが傾き,得られた振動波形に加振力の周波数をもつ成分だけでなく,その奇数倍の成分が含まれていることが明らかになり,このタイプの磁気アクチュエータは,非線形特性をもつ系に特有な性質があることが明らかになった.次に,実験においては,当初,一次元のアクチュエータの解析を予定していたが,さらに複雑で興味深い,磁気軸受を模擬した二次元モデルを扱うことにした.そこで,磁気軸受のステ-タコアを水平に置き,軸に相当する円筒をベアリングボールによって支持して二次元的な運動が可能な装置を作成した.また,この軸を制御するため,変位を検出するギャップセンサ,回転角を検出する回転検出器を購入した.現在,ギャップセンサのアナログ出力から,軸の制御信号を発生するPID制御回路,その出力を磁気軸受の電磁石部に電流として印加するパワーアンプを各種電子部品を用いて製作中である.今後の課題としては,理論解析において,数値シミュレーションによってさらに色々な条件の下で計算を行い,分数調波振動などの非線形振動の発生条件を求めることや,それによって得られた知見から,理論近似式を構築し,定性的な解析を行うこと,実験において,制御回路の完成とともに,理論解析で得られた条件を実験装置上で実現し,非線形振動の発生を確認することが挙げられる.磁気アクチュエータの非線形性について以下のような研究を行った.まず,数値解析プログラムを用いて,両側吸引方式の磁気アクチューエータがPID制御され,正弦波加振がなされているという条件で数値シミュレーションを行った.その結果,共振曲線のバックボーンカーブが傾き,得られた振動波形に加振力の周波数をもつ成分だけでなく,その奇数倍の成分が含まれていることが明らかになり,このタイプの磁気アクチュエータは,非線形特性をもつ系に特有な性質があることが明らかになった.次に,実験においては,当初,一次元のアクチュエータの解析を予定していたが,さらに複雑で興味深い,磁気軸受を模擬した二次元モデルを扱うことにした.そこで,磁気軸受のステ-タコアを水平に置き,軸に相当する円筒をベアリングボールによって支持して二次元的な運動が可能な装置を作成した.また,この軸を制御するため,変位を検出するギャップセンサ,回転角を検出する回転検出器を購入した.現在,ギャップセンサのアナログ出力から,軸の制御信号を発生するPID制御回路,その出力を磁気軸受の電磁石部に電流として印加するパワーアンプを各種電子部品を用いて製作中である.今後の課題としては,理論解析において,数値シミュレーションによってさらに色々な条件の下で計算を行い,分数調波振動などの非線形振動の発生条件を求めることや,それによって得られた知見から,理論近似式を構築し,定性的な解析を行うこと,実験において,制御回路の完成とともに,理論解析で得られた条件を実験装置上で実現し,非線形振動の発生を確認することが挙げられる.
ジアゾ化合物の遷移金属触媒重合によるエチレン一極性モノマー共重合体等価体の合成

本研究代表者は既に、Pd錯体を開始剤とするジアゾカルボニル化合物の重合により、主鎖の全ての炭素にエステルやアシル基の結合したポリマーの合成が可能となることを見出している。そして、本研究期間の初年度において、ジアゾカルボニル化合物とフェニルジアゾメタンと共重合による、主鎖の炭素に直接フェニル基が結合したユニットの導入に成功している。平成17年度においては、Pd錯体の代わりに有機アルミニウム化合物を開始剤としてジアゾカルボニル化合物の重合を行うことにより、本来主鎖に置換基として結合するエステルやアシル基が切断され、無置換のメチレン(-CH_2-)ユニットを含むポリ(置換メチレン)が得られることを見出した。iBu_3Alを開始剤とする重合において、1-ジアゾ-3-ノネン-2-オンをモノマーとした場合には通常の重合が進行し、M_n=3000程度のポリアシルメチレンが得られた。これに対して、モノマーとして1-ジアゾ-4-フェニル-3-ブテン-2-オンおよびジアゾ酢酸エチルを用いた場合には、一部のアシル基やエトキシカルボニル基が切断されて-CH_2-となった部分を主鎖中に含むポリマーが生成した。そして、その官能基切断の割合は、モノマーとiBu_3Alの仕込み比によって調節することが可能であり、例えばジアゾ酢酸エチルの重合では切断率は最大で80%に達した。これらのポリマーは、主鎖に一部アゾ基を含んではいるものの、エチレン-極性モノマー共重合体等価体に近い構造を有している。さらに、ジブロモトルエンをモノマーとして用い、これを過剰量のMgと反応させることによる主鎖のすべての炭素上にフェニル基を有するポリ(フェニルメチレン)の合成にも成功した。そして、同様の条件下でのジブロモトルエンとジブロモヘキサンとの共重合により、エチレン-スチレンランダム共重合体等価体の合成が可能となることも明らかにした。ジアゾ化合物の共重合によるエチレン-極性モノマー共重合体等価体の合成に至る前段階として、フェニルジアゾメタンとジアゾカルボニル化合物との共重合についての検討を行った。その結果、ジアゾカルボニル化合物としてジアゾケトンおよびジアゾ酢酸エステルを用いた、フェニルジアゾメタンとの共重合が、パラジウム(Pd)錯体を開始剤として進行することを見出した。ジアゾカルボニル化合物とフェニルジアゾメタンとの仕込み比を7:1から1:3へと変化させると、得られる共重合体中の両モノマーに由来するユニットの組成比がその仕込み比にほぼ対応して変化した。元素分析の結果から、ここで得られたポリマーは約5%程度の窒素を含有していることが判明した。その原因として考えられる、主鎖中へのモノマーに由来するアゾ基(-N=N-)の導入を、ラマンスペクトルの測定においてアゾ基に特徴的なピークを観測することにより確認した。アゾ基の導入も含めた、Pd錯体を開始剤とする重合機構を提案することができた。以上の検討の結果として、若干のアゾ結合を含む炭素-炭素結合を主鎖骨格とし、その炭素には置換基としてフェニル基と、エステル基あるいはアシル基が結合した分子量約1000から2000程度のポリマーの合成法を確立することに成功した。これらのポリマーの構造は、従来のいかなる重合法によっても合成することのできないものである。今後は、エチレン-極性モノマー共重合体等価体の合成を目的とする、ジアゾメタンをコモノマーとして用いる共重合について検討する予定である。関連する研究として、Pd錯体を開始剤とするジアゾケトンの重合についての検討を行い、主鎖の全ての炭素にアシル基の結合したポリアシルメチレンの合成法の開発に成功した。

そして、同様の条件下でのジブロモトルエンとジブロモヘキサンとの共重合により、エチレン-スチレンランダム共重合体等価体の合成が可能となることも明らかにした。
半導体量子ホール端状態を利用した核スピン制御と固体量子情報技術への応用

GaAs系およびSi系量子ホール素子における核スピン制御に関する基礎研究を行った。量子ホール効果ブレークダウン現象はスピン反転を伴う電子散乱を誘起し、核スピンを偏極する可能性がある。量子ホール状態において横型ホールバー素子に大電流を流し、電流電圧測定を行ったところ、核スピン偏極を期待させるヒステリシス現象を確認した。1巻きコイルによりRF磁場を印加したところ、GaとAsの核スピン共鳴周波数付近でNMRを観測した。本手法をさらに発展させ、パルスNMRを用いることで、これらの核スピンのコヒーレント制御にも成功した。これは核スピン量子情報技術の応用に向けた大きな成果といえる。Si系特有の谷分離に関して、これまで検出されていなかったエッジチャネル非平衡分の観測に成功した。これはSi量子ホール系では電子散乱抑制効果に谷分離の影響も考慮する必要があることを示唆している。また、トップゲート付きコルビノ素子を用いる事で、量子ホールダイオードを試作した。平行磁場(B_<11>)の印加によりZeeman分裂(ΔE_z)を拡大し、ランダウ準位交差を引き起こすことによって、バスク状態のスピン状態を(↓,↑)から(↓,↓)へと転移させると、バルク状態間トンネル伝導が急激に促進される様子を観測した。これはSi量子ホール系におけるバルク状態間トンネル伝導の明瞭なスピン依存性を示唆している。半導体を用いた量子計算を実行するために、電子スピン系に比べ格段に長いコヒーレンス時間を有する核スピンを利用することが応用上非常に有利である。18年度は、GaAs系におけるNMRスペクトルのゲート電圧制御、および、コヒーレンス時間の長い系として知られるSi系二次元電子系Si/SiGeヘテロ構造)における核スピン偏極技術の確立を目的として研究を進めた。当研究室の有する量子ホール端状態近傍における核スピン制御技術は、横型ホールバー素子によって実現されている。そのため、微細加工技術を用いて素子にサイドゲートを作製し、核スピン偏極近傍の電子濃度を電気的に変化させることができる。これを利用し、電子系-核スピン間の相互作用を自在に制御し、サイドゲート電圧で核磁気共鳴(NMR)周波数を制御することに成功した。これは、固体素子中で実現した世界で初めてのNMR周波数のゲート電圧制御であり、1量子ビット制御から多量子ビット制御への道を切り開いた成果と言える。Si系における電気的核スピン偏極の実現に向けた基礎研究として、高移動度Si量子ホール系におけるエッジチャネル伝導を理解することが重要である。ν=4量子ホール状態において、スピン分離エッジチャネル間に非平衡分布を導入すると、エッジチャネル間散乱の抑制に起因するホール抵抗値(R_<xy>)の量子化値(h/4e^2)からのズレが明瞭に観測された。一方、平行磁場(B_<//>)の印加によりZeeman分裂(ΔE_z)を拡大し、ランダウ準位交差を引き起こすことによって、エッジチャネルのスピン状態を(0↓,0↑)から(0↓,1↓)へと転移させると、エッジチャネル間散乱は急激に促進され、R_<xy>はh/4e^2に近づいた。このB_<//>に依存した系統的な変化は、Si量子ホール系におけるエッジチャネル伝導の明瞭なスピン依存性を示唆している。このランダウ準位交差点近傍のR_<xy>の顕著な変化は、核スピンのつくる有効磁場が電子系に作用した際にも生じると考えられるため、核スピン検出のプローブとなる可能性を秘めており、今後この顕著なスピン依存伝導を利用した核スピン偏極の検出を試みる予定である。
水熱処理アパタイトコーティングチタンの長期安定性について

現在臨床において活用されている純チタンのインプラントは、osseointegrationが成立するまでに時間がかかり臨床における課題のひとつになっている。この課題を解決しさらに適応症の拡大を目的にチタン表面を陽極酸化し、その後水熱処理を行うことで表面にbioactiveなハイドロキシアパタイトの結晶をコーティングさせる手法(SA処理)が開発された。今回、SA処理表面の安定性を確認するために緩衝液中に長期保存した試料表面の解析と表面における骨形成細胞の動態および石灰化過程について、in vitroにおいて石灰化能を有するラット骨髄細胞を用いて検討した。さらに材料表面上で、破骨細胞を培養しハイドロキシアパタイト結晶の崩壊・貪食について観察することを目的に実験を行った。以下に結果について報告する。実験計画により、純チタンに対するSA処理を行った材料をTris-HClを加えてpH6.0に調整した0.9%のNaCl溶液に浸漬、保存し試料を作成した。材料表面の解析をSEM、XPSにて行った結果、浸漬7日まではハイドロキシアパタイト結晶の溶解は観察されなかったがそれ以降の試料は結晶内部に溶解が生じていた。また、Ca、Pスペクトルの結合エネルギーは低エネルギー側にシフトしていた。これらの試料に対する骨芽細胞による石灰化は、浸漬の有無に関わらず経時的に同様の所見を呈しSA処理の長期的な安定性が確認された。破骨細胞の形態観察でも、浸漬の有無による差は認められず、結晶に対する細胞の動態は浸漬前後で変化がなかった。以上のようにSA処理による結晶は、一般的なハイドロキシアパタイトのプラズマ溶射による結晶で観察される様な著しい崩壊は認められず、培養細胞に対して長期的に安定していることが示唆された。現在臨床において活用されている純チタンの人工歯根は、osseointegrationが成立するまでに時間がかかり臨床における課題のひとつになっている。この課題を解決するためにチタン表面を陽極酸化し、その後水熱処理を行うことで表面にbioactiveなハイドロキシアパタイトの結晶をコーティングさせる手法(SA処理)が開発された。今回、SA処理表面の安定性を確認するために緩衝液中に長期保存した試料表面での骨形成細胞の動態および石灰化過程について、in vitroにおいて石灰化能を有するラット骨髄細胞を用いて検討するとともに、材料表面上で、マクロファージおよび破骨細胞を培養しハイドロキシアパタイト結晶の崩壊・貪食について観察することを目的に実験を行った。以下に本年度の経過について報告する。本年度の実験計画により、純チタンに対するブラスト処理とチタンとブラストチタンに対するSA処理を行った材料をpH6.0の生理食塩水に浸漬、保存し緩衝液中に長期保存した試料を作成した。また、最終的な形態観察を行うための画像解析、石灰化にかかわるCa,P元素の分析、評価をコンピューターで行うために解析方法を確立した。以後、来年度の計画に基づき制作した試料を用いて表面における石灰化とハイドロキシアパタイト結晶の崩壊・貪食について検討する。以下に本年度の結果について報告する。実験計画により、純チタンに対するSA処理を行った材料をTris-HClを加えてpH6.0に調整した0.9%のNaCl

溶液に浸漬、保存し試料を作成した。材料表面の解析をSEM、XPSにて行った結果、浸漬7日まではハイドロキシアパタイト結晶の溶解は観察されなかったがそれ以降の試料は結晶内部に溶解が生じていた。また、Ca、Pスペクトルの結合エネルギーは低エネルギー側にシフトしていた。これらの試料に対する骨芽細胞による石灰化は、浸漬の有無に関わらず経時的に同様の所見を呈しSA処理の長期的な安定性が確認された。破骨細胞の形態観察でも、浸漬の有無による差は認められず、結晶に対する細胞の動態は浸漬前後で変化がなかった。以上のようにSA処理による結晶は、一般的なハイドロキシアパタイトのプラズマ溶射による結晶で観察される様な著しい崩壊は認められず、培養細胞に対して長期的に安定していることが示唆された。
神経原線維変化形成機構

本年度は、加齢に伴うタウの蓄積と脳機能障害との関係を調べることを目的とした。前脳領域特異的なCaMKIIプロモーター下で野生型ヒトタウ蛋白を過剰発現するTgマウスを作製し、行動実験・MRI・免疫組織化学の手法によりTgマウスの加齢に伴う脳機能の変化を解析した。Tgマウスは内在性タウの2-3倍の発現を示したが、組織学的な検討から、高齢になっても神経脱落と神経原線維変化は検出されなかった。このTgマウスは12ヶ月令では学習障害を示さなかったが老齢期(25ヶ月令)において運動機能非依存的なMorris water mazeによる場所(空間)学習課題における有意な障害が観察された。生存中に脳のどの部位に障害が起きているかを調べるため、機能的マンガン増強MRI法(神経活動に伴ったマンガンイオンの蓄積を利用した機能的MRI法)を用いてマウス脳活動の可視化を試みた。その結果Tgマウスにおいて嗅内野の神経活動と加齢による学習能力の低下が有意に相関することが示された。さらにこの嗅内野では可溶性の過剰リン酸化タウ蛋白が神経細胞内に蓄積し、シナプス数の減少を起こしていることがわかった。従って、神経原線維変化形成や神経脱落ではなくリン酸化タウ蛋白の蓄積が脳機能障害に関与する可能性が示唆された。これまでの、試験管内タウ凝集研究とあわせて考えると、微小管に結合しているタウは過剰リン酸化によって微小管からはずれ過剰リン酸かタウが細胞質で凝集体形成を始める。過剰リン酸化タウは線維状構造物を形成する前に多量体、顆粒状凝集隊を形成する。これら、2つの凝集体がシナプス減少に寄与している可能性が示唆された。神経原線維変化が形成される前のタウと脳機能の関係を調べるため前脳領域特異的なalpha CaMKIIプロモーター下で野生型4R2Nヒトタウタンパクを過剰発現するTgマウスを作製し、行動実験・MRI・免疫組織化学の手法によりTgマウスの加齢に伴う脳機能の変化を調べた。Tgマウスは内在性タウの3-5倍の発現を示したが、組織学的な検討から、高齢になっても神経脱落も神経原線維変化も示さないことが確認されている。このTgマウスは12ヶ月令では学習障害を示さなかったが老齢期(25ヶ月令)において運動機能障害なしにMorris water mazeによる場所(空間)学習課題における有意な障害が観察された。この実験からhippocampus/entorhinal cortexに異常が起きている可能性が示唆される。行動中のマウス脳活動を可視化するためMn-enhanced MRI法を用い空間学習時のマウスの脳活動パターンを測定した。その結果Tgマウスにおいてperirhinal及びentorhinal cortexの神経活動と加齢による学習能力の低下が有意に相関することが示された。リン酸化タウの免疫組織化学により、不活性化部位のニューロンで特異的にPHF1サイトがリン酸化されたタウタンパクの蓄積が見いだれた。これらのことから、野生型タウTgマウスの加齢に伴う学習障害はperirhinal cortexやentorhinal cortexにおける神経原線維変化形成や神経脱落ではなくタウ蛋白のリン酸化(PHF1サイト)が関与する可能性が示されたのである。このマウスモデルはヒト同様加齢に伴いentorhinal cortexにリン酸化タウが蓄積しentorhinal/hippocampus機能に障害を示すことから、ヒト脳老化を反映するマウスモデルと考えることが出来る。
固相抽出法によるF-18標識薬剤用ディスポーサブル合成システムの構築

今年度は、引き続き[18F]FBPAにおいて固相抽出カラムを用いた分離条件の検討を試みたが、いずれのカラムにおいても良好な分離を得ることができなかった。そこで、分取工程のHPLCを残したまま、昨年度最適化した製剤化工程(MCXカラム+0.1Mりん酸緩衝液pH8.0)を合成装置のプログラムに導入し、[18O]O2ガスをターゲットとしたF2ガス製造法と組み合わせて[18F]FBPAの合成を実施した。その結果、15 mLの液量にて回収率90%以上で[18F]FBPAを得ることに成功した。また、[18F]FAMT及び[18F]FDOPAについては、F2法からの合成ではFBPAと同様に目的物のみを分取することは困難であると考え、[18F]F-からの合成法に変更するために、新規前駆体の合成についての検討を開始した。また、今年度は、当初計画には入れていなかったが、前立腺がんの診断薬剤として注目を浴びているPSMA-1007について、固相抽出法を用いた分離精製の可能性を見出し、追加で検討を行った。その結果、カセット式合成装置MPS-200及び固相抽出カラム(C18+PS-H)を用いて収率40%以上、放射化学的純度95%以上で[18F]PSMA-1007を得ることができた。今年度は、[18F]FBPAについては、自動合成装置への導入まで実施することができたが、[18F]FAMTについては、前駆体の検討のみとなってしまった。ただ、[18F]FDOPAも含め候補前駆体が入手できれば、検討はFBPAを参考に進めることができる。ただ、今年度は、予定していた化合物の進捗を考慮し、追加で[18F]PSMA-1007の検討を実施し、固相抽出法を用いて合成法を確立できたことから、総合的に判断し、おおむね順調に進展していると判断した。次年度は、[18F]FAMT及び[18F]FDOPAについては、前駆体を作成後、速やかに分離及び製剤化について検討を開始する。両者は[18F]FBPAの条件検討内容に近いと考えており、今年度まで実施し、得られた結果を参考に進めていく予定である。また、計画を予定していた[18F]DPA714については、既に前駆体及び目的物の標準品を所有しているため、固相抽出カラムへの捕集効率及び不純物の洗い出し溶媒及び目的物の溶出溶媒について検討を行う。今年度、当初の研究計画書においては、[18F]F2ガス法を用いた薬剤([18F]FBPA及び[18F]FAMT)合成における固相抽出条件の検討を予定していた。まず、[18F]FBPAについてHPLC分取後の固相抽出カラムを用いた精製条件を検討した結果、逆相(C2,C18及びHLB)及弱陽イオン交換(CM)カラムでは、FBPAを十分に保持することができなかったが、強陽イオン交換(IC-H,PS-H,MCX)カラムでは、95%以上の保持を確認した。しかし、IC-H及びPS-Hでは、有機溶媒(エタノール)、りん酸緩衝液どちらを通じても溶出することができなかったが、MCXにおいては、0.1mol/Lりん酸緩衝液(pH7.0)20 mLを通じることで、ほぼ全量のFBPAを回収できることを確認した。上記の条件にて、ホットテストを実施した結果、HPLC分取後の[18F]FBPAをMCXに保持し、0.1 mol/Lりん酸緩衝液(pH 7.0)21 mLを用いることで96 %の回収率が得られた。また、回収に用いる0.1 mol/Lりん酸緩衝液のpHについて、6.0及び8.0において同様に検討を行った結果、それぞれ93 %及び98 %と良好な値を得ることができた。また、[18F]FBPA分取工程の固相抽出条件を検討においては、前駆体であるBPAとFBPAを上記カラムで分離を試みたが、pKaがほぼ同じであるということなどから、良好な結果を得ることはできなかった。今年度の研究では、[18F]F2ガス法で製造する2薬剤についての検討を予定していたが、そのうち[18F]FBPAのみの検討であった。また、精製法については確立できたが、分取工程について良好な結果が得られていない。上記のことから、やや遅れていると判断した。しかし、精製法については、[18F]FAMTにも応用できると考えられることから、今年度実施した内容を用いながら研究を進行できるものと考えている。また、[18F]

FAMT及び[18F]FDOPAについては、F2法からの合成ではFBPAと同様に目的物のみを分取することは困難であると考え、[18F]F-からの合成法に変更するために、新規前駆体の合成についての検討を開始した。また、今年度は、当初計画には入れていなかったが、前立腺がんの診断薬剤として注目を浴びているPSMA-1007について、固相抽出法を用いた分離精製の可能性を見出し、追加で検討を行った。その結果、カセット式合成装置MPS-200及び固相抽出カラム(C18+PS-H)を用いて収率40%以上、放射化学的純度95%以上で[18F]PSMA-1007を得ることができた。今年度は、[18F]FBPAについては、自動合成装置への導入まで実施することができたが、[18F]FAMTについては、前駆体の検討のみとなってしまった。ただ、[18F]FDOPAも含め候補前駆体が入手できれば、検討はFBPAを参考に進めることができる。ただ、今年度は、予定していた化合物の進捗を考慮し、追加で[18F]PSMA-1007の検討を実施し、固相抽出法を用いて合成法を確立できたことから、総合的に判断し、おおむね順調に進展していると判断した。次年度については、引き続き[18F]FBPA分取工程及び[18F]FAMTの固相抽出条件について検討を行う。また、併せて研究計画書に記載した[18F]F-法による2薬剤について合成法の確立及び分取、精製工程の固相抽出化を目指す。次年度は、[18F]FAMT及び[18F]FDOPAについては、前駆体を作成後、速やかに分離及び製剤化について検討を開始する。両者は[18F]FBPAの条件検討内容に近いと考えており、今年度まで実施し、得られた結果を参考に進めていく予定である。また、計画を予定していた[18F]DPA714については、既に前駆体及び目的物の標準品を所有しているため、固相抽出カラムへの捕集効率及び不純物の洗い出し溶媒及び目的物の溶出溶媒について検討を行う。[18F]FAMTの固相抽出条件に使用予定であった消耗品などの購入は行っていないため、次年度使用額が生じた。今年度は、予定していた[18F]FAMT及び[18F]FDOPAについては、前駆体の調査のみであったため、次年度使用額が生じた。次年度においては、新規前駆体購入及びその関連試薬等の購入に使用する予定である。
ロボティク・サージャリーのための微小脳神経外科手術アプローチの動的3次元解析

より精緻な中枢神経系の外科的治療法を完成させるには、ロボティク・サージャリーの実用化が強く求められる。しかし頭蓋内疾患は、硬い頭蓋骨に囲まれた半閉鎖空間に存在し、解剖構造が複雑で、最も高度な精密さが求められる。そのような理由でロボティク・サージャリーはいまだ実用化に至っていない。その実現の第一歩として、病変部への外科的アプローチ経路や手術手技をコンピュータ解析のために数値化することが必要になる.そこで、超高倍率下のロボティク・サージャリーをより安全で精密に行う上で欠かせない情報を得ることを研究の目的とした。頭蓋底病変への代表的な進入経路としては、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫と聴神経腫瘍を選んだ。これらの腫油の摘出は従来困難で、高度な手術の技量を求められる腫瘍として知られている。これら幣寸象にした臨床的解析を加えロボティク・サージャリーが果たせる役割に関して検討を加えた。頭蓋内においては空間が狭小で複雑な解剖構造のため、ロボティク・サージャリーは実用化に至っていない。実現のために、a)病変部への外科的アプローチ経路や手術手技をコンピュータ解析のために数値化すること、b)くも膜下腔の2次元画像情報を3次元化すること、c)脳動脈瘤の壁や親動脈の生体拍動を計測しシュミレーションすることなどが必要になる。そこで、流体解析ソフトウエアーを利用して、脳動脈瘤や血管系そして周囲髄液の拍動を流体力学に基づきコンピュータを用いてシュミレーションし、超高倍率下のロボティク・サージャリーをより安全で精密に行う上で欠かせない情報を得ること目的とした。脳底動脈末端部ならびに、内頚動脈の頭蓋内外移行部に関して分析を行った。更に、下垂体部ならびに松果体部に関しても、ロボットアーム導入のための最適なアプローチの方向や角度に関して、手術データすなわち術前画像情報や術中ビデオ情報を数値化して検討した。くも膜下腔の2次元画像情報を静的ならびに動的に3次元化することも試みた。これまでのコンピュータシュミレーションの手法を更に発展させ、くも膜下腔の神経や血管だけに留まらず、くも膜の情報も同時に把握し、3次元的に可視化することを試みた。データの収集にはMRIのCISS像を用いた。頭蓋内においては空間が狭小で複雑な解剖構造のため、ロボティク・サージャリーはいまだ実用化に至っていない。われわれは、その実現のために、a)病変部への外科的アプローチ経路や手術手技をコンピュータ解析のために数値化すること、b)くも膜下腔の2次元画像情報を3次元化すること、c)脳動脈瘤の壁や親動脈の生体拍動を計測しシュミレーションすることなどが必要になると考える。そこで、流体解析ソフトウエアーを利用して、脳動脈瘤や血管系そして周囲髄液の拍動を流体力学に基づきコンピュータを用いてシュミレーションし、超高倍率下のロボティク・サージャリーをより安全で精密に行う上で欠かせない情報を得ることを研究の目的とした。内頚動脈の頭蓋内外移行部に関して分析を行い、さらに下垂体部ならびに松果体部に関しても、ロボットアーム導入のための最適なアプローチの方向や角度に関して、手術データすなわち術前画像情報や術中ビデオ情報を数値化して検討した。

くも膜下腔の2次元画像情報を静的ならびに動的に3次元化することも試みた。これまでのコンピュータシュミレーションの手法を更に発展させ、くも膜下腔の神経や血管だけに留まらず、くも膜の情報も同時に把握し、3次元的に可視化することを試みた。データの収集にはMRIのCISS像を用いた。小脳橋角部に生じる代表的な腫瘍である神経鞘腫に関連した検討、また鞍上部腫瘍として代表的な頭蓋咽頭腫を対象にした臨床的解析を加えた。より精緻な中枢神経系の外科的治療法を完成させるには、ロボティク・サージャリーの実用化が強く求められる。しかし頭蓋内疾患は、硬い頭蓋骨に囲まれた半閉鎖空間に存在し、解剖構造が複雑で、最も高度な精密さが求められる。そのような理由でロボティク・サージャリーはいまだ実用化に至っていない。その実現の第一歩として、病変部への外科的アプローチ経路や手術手技をコンピュータ解析のために数値化することが必要になる。そこで、超高倍率下のロボティク・サージャリーをより安全で精密に行う上で欠かせない情報を得ることを研究の目的とした。血管障害としては代表的な脳動脈瘤の手術アプローチの角度を測定した。クリッピングを施行した場合の脳血管の変位を数値化した。頭蓋底病変への代表的な進入経路として経鼻的アプローチを選んだ。特に鞍結節部と視神経交叉との関係を数値化した。頭蓋内腫瘍としては、最も摘出術に技量を求められる腫瘍として頭蓋咽頭腫と聴神経腫瘍を対象にした臨床的解析を加えロボティク・サージャリーが果たせる役割に関して考察を加えた。