hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食事必須脂肪酸バランスの最適化による健康増進と生活の質向上

食事脂質の量だけでなく質に着目し、n-3系脂肪酸の細胞分化に及ぼす影響を解析した。n-3系脂肪酸のDHAは脂肪細胞分化のマーカー遺伝子の発現を強く抑制した一方で、骨細胞や筋細胞のマーカー遺伝子や長寿遺伝子SIRT1の発現を顕著に促進した。以上より、n-3系脂肪酸は健康増進や生活の質向上に有益であることが示された。こうした知見を活用して、必須脂肪酸バランス(n-6/n-3)やダイエットに関する授業を中学生に実践し、良好な理解が得られた。食事から摂取する脂質について、摂取量だけでなく質的側面に着目し、健康増進と生活の質の向上に最適な必須脂肪酸バランスを追求することを目的とし、特に筋肉の形成と筋芽細胞の分化に着目した。ICR系マウスにn-6/n-3比の異なる飼料を2ヶ月間摂取させたところ、摂食量は高n-6系列脂肪酸群で高く、高n-3系列脂肪酸群で低かった。一方で、体重には食餌群間で有意な差はなかった。高n-3系列脂肪酸群では筋肉組織の重量が有意に高かったことから、n-3系列脂肪酸は筋肉量の維持に重要なことが分かった。また、血清中性脂肪、コレステロール値、肝機能指標となる逸脱酵素(GOT、GPT)は高n-3系列脂肪酸群で総じて低かった。培養細胞実験系による解析で、ラット由来L6細胞の筋細胞への分化をn-3系列脂肪酸の中で特にDHA促進することが確認された。また、DHAが生理的に作用していることを証明するために、DHAの生理作用に必要な分子群の発現が筋細胞の分化の過程でどのように制御されているのかをリルタイムPCR法で解析したところ、脂肪酸結合タンパク質(FABP)のアイソフォーム、多価不飽和脂肪酸が活性を制御することが知られている転写因子PPARのアイソフォームの発現が筋細胞への分化の過程及びDHA処理で増加していた。このようにFABPやPPARの発現促進を介してDHAをはじめとするn-3系列脂肪酸が筋細胞の分化を促進することが分かり、マウスによる給餌実験の結果とも一致したことから、筋形成におけるn-3系列脂肪酸の重要性が示された。食事から摂取する脂質について、その質に着目し、健康増進と生活の質の向上に最適な必須脂肪酸バランスを追求することを目的とし、特に問葉系幹細胞の分化に着目した。ICR系マウスにn-6/n-3比の異なる飼料を2ヶ月間摂取させたところ、間葉系幹細胞から分化する組織である筋肉及び骨組織の重量がn-3系脂肪酸のDHAが豊富な魚油の摂取で増加したが、同じn-3系のα-リノレン酸の豊富なシソ油では優位な変化は観察されなかった。以上より、同じn-3系脂肪酸でも種類によって効果が異なることが示唆された。また、間葉系幹細胞のモデルであるマウス胎児由来C3H/10T1/2細胞を用い、脂肪・骨芽細胞へ分化誘導したときの遺伝子発現に及ぼすDHAの影響を解析した。DHAは脂肪細胞への分化を濃度依存的に抑制したが、分化のマスター転写因子であるPPARγと脂肪細胞特異的脂肪酸結合タンパク質FABP4の発現は、2日目の初期には促進されたが512日には抑制された。脂肪酸合成酵素FAS、脂肪酸不飽和化酵素SCD1及びアディポネクチンの発現は、いずれの期間でも強く抑制された。C3H/10T1/2細胞を骨芽細胞へ分化誘導した場合、DHA処理により骨分化のマーカー分子であるオステオカルシンOCNの発現が減少したが、分化のトリガーとなるオステオポンチンOPNの発現は増加した。マウス頭蓋骨由来MC3T3-Elを用いて検証したところ、DHAは骨芽細胞への分化を濃度依存的に促進し、OCNの発現を低下させOPNの発現を増加させることが確認された。以上のようにDHAは遺伝子発現を制御することで間葉系幹細胞の分化に影響を及ぼし、肥満症や骨粗鬆症の予防に有効であることが示された。これらの成果を、中学校の家庭科の授業に導入したところ、理解度は良好で、事後調査からは脂質栄養教育上の成果が上がったことが示された。n-3系脂肪酸のDHAは脂肪細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進した。同じ間葉系幹細胞由来の筋肉細胞の分化に及ぼす影響を解析したところ、マウス骨格筋由来C2C12細胞の筋細胞への分化をDHAが促進した。遺伝子発現を解析したところ、DHA添加によりUCP2、PGC-1α・β及びMyodの発現が上昇し、同じn-3系のα-リノレン酸添加によりMyog及びCapn1の発現が顕著に上昇した。個体レベルで確認するためにマウスにおける食餌脂肪酸の影響を見たところ、高DHA含量の魚油の摂取で筋組織の重量が有意に増加し、UCP2、PGC-1α、PGC-1β及びMyodの発現が上昇した。また、α-リノレン酸含量の高いシソ油の摂取でMyogの発現が顕著に上昇することが示された。

以上のように、n-3系脂肪酸は遺伝子発現を制御し筋細胞の分化を促進することが示され、メタボリック症候群などの生活習慣病の予防に有益であると考えられる。SIRT1はNAD+依存的脱アセチル酵素であり、その活性化は、カロリー制限による寿命延長と同等の効果がある。ヒト肝臓由来HepG2細胞のSIRT1 mRNA発現を調べたところ、DHA処理により上昇することが示された。個体レベルの効果を検証したところ、n-3系のα-リノレン酸を多く含むシソ油とDHAを多く含む魚油の摂取によりマウスの肝臓のSIRT1 mRNA発現が促進された。以上よりn-3系脂肪酸は、抗老化・寿命延長作用を有する可能性があると考えられる。こうした知見を活用して、必須脂肪酸バランス(n-6/n-3)やダイエットに関する授業を中学3年生を対象に実践した。適正体重や必要な栄養素と食品の把握、肥満の問題と痩せすぎによる骨粗鬆症の問題、脂肪酸の質などのポイントを今回の基礎研究の成果の活用して説明し、良好な理解が得られた。当初、計画した動物実験、培養細胞レベルでの実験、研究成果を活用した教育の実験のいずれも、当初の計画通りに進行している。培養細胞レベルではn-3系脂肪酸による遺伝子発現の変化に関して新たな知見が得られ、研究が進展した。24年度が最終年度であるため、記入しない。骨芽細胞の分化マーカー分子の発現がDHAで促進されるという新知見が得られたので、次年度にさらに追及する必要である。また、本研究の命題である健康増進と生活の質向上の観点からは、食事必須脂肪酸バランスが健康寿命に及ぼす影響を検証する必要があり、今後、長寿遺伝子に及ぼす影響についても解析する計画である。
高精細3次元都市モデリングのための点群-ベクトル変換システムの開発

産業遺産や歴史的まちなみの保存・修景のために、建築物及び街並空間の高精細な三次元モデル構築を目的として、点群データの属性(空間座標、色彩情報、反射強度)により建築要素に分離する手法を提案し、点群データを自動処理するシステムを開発した。さらに、その点群データからCADモデリングし、部材ライブラリをもつ建築情報モデル(BIM)を構築する一連のプロセスを提示した。本研究は、建築物及び街並空.間の高精細な三次元モデルの構築を目指し、レーザースキャニングによる建築CADモデリング手法の高度化をはかることを目的としている。22年度は、三次元レーザースキャナによる(1)対象地区め実測及び(2)実測で得られた点群データを解析し、建築CADデータへの変換プロセスを検討した。(1)対象地区の実測では、産業遺構である三池炭坑万田坑と歴史的街並である八代市日奈久温泉地区の2地区の実測を実施した。研究組織が実測の計画を行い、測量会社が実測の実施及び点群データのノイズ処理と点群データの合成を行なった。研究成果として、複数の建築物が混在する比較的広域な対象地区における三次元計測の一連の作業プロセスが整理できた。(2)三次元計測によって得られた点群データの属性(XYZ座標、RGB色情報、レーザーの反射強度)により点群データをクラスター分析し、建築物を構成する構造体、部材、建具、建築物以外の要素に分離した。次に、建築材料(煉瓦、コンクリート、木材、ガラス、金属等)を色情報と反射強度から同定することを試みた。さらに、分離した点群データから境界線を抽出し、ポリゴンデータに置換した。置換の精度を検証するため、置換したポリゴン内に含まれる基の点群データの存在率を置換率と定義し、評価を行った。その結果、空間構成要素においては、壁と柱に関しては6892%、扉は72%、窓は49%の置換率となり、部材たよりばらつきが見られることが明らかとなった。また、素材別の評価においては、煉瓦とコンクリートは75%から90%と比較的高い変換率となったが、木材は28%68%、ガラスは38%71%と同じ部材でも置換率が不安定であることがわかった。今後は、この点群データからベクトルデータへの置換率の安定を図るプロセスを提案し、「点群-ベクトル変換システム」の開発を進める予定である。本研究は、歴史的建築物を対象として、地上設置型のレーザースキャナーによる測量によって得られる点群データからベクトルデータに効率よく変換する手法を提案することを目的としている。特に、点群データの属性によりクラスター分析を行うことで、素材・部位単位に点群データを分類し、その点群データを基にモデリングすることで、建築オブジェクトとしてCADデータに変換する手法を開発する。22年度までに、色情報(R,G,Bの値)と反射強度(Iの値)の4属性値によるクラススター会析により特異な色系統を属性にもつ点群データを分離し、建築物の扉や窓といった部位を抽出することができた。しかしながら、この手法では、同一素材で建築部位の異なる部分(例として、煉瓦造における壁と柱形の区別)の点群データは分離できなかった。また、地上からスキャンしているため、屋根上部等の死角部分のデータがないという問題があった。23年度は、色情報と反射強度に加え、ファサードの奥行の値(yの値)でクラスター分析を実施した。その結果、同一素材でも表面の凹凸によって、建築部位を区別することができ、対象とした煉瓦造の建築物を1.柱形と胴蛇腹、2.壁とペディメント、3.梁形と軒蛇腹、4.柱と軒蛇腹、5.補強用鉄板と窓台、6.扉、7.ガラス、8.サッシ、9.付帯設備の9種類の建築部材を独立して抽出することができた。また、バルーンを使って対象建築物の上空から写真撮影を実施し、写真測量による屋根部分のCADモデリングを行い、点群データによるCADモデルと統合した。その結果、スキャナーの死角で計測できなかった部分を補完するCADモデルを作成することができた。24年度は、点群データからCADデータ及び図面への効率的変換手法の高度化に取り組む。本研究の目的は、産業遺産や歴史的まちなみの保存・修景のために、建築物及び街並空間の高精細な三次元モデル構築を目指し、レーザースキャニングによる建築CADモデリング手法の高度化を図ることである。24年度は、研究最終年として、これまでの明らかにした点群データの属性により建築要素に分離する手法を高度化し、点群データを自動処理するシステムを開発した。具体的には、点群データの属性である「色情報」「反射強度」「三次元座標」のクラスター分析により、建築材料(木材、煉瓦、ガラス等)及び建築部位(柱、壁、窓等)に点群データを分離した。特に、奥行の値によるクラスター分析によって、ファサードにおける建築要素の分離を効率よく実施するプロセスを明らかにした。

さらに、部位別に分離された点群データをCAD上にインポートし、点群データにソリッドモデルをフィッティングすることで建築オブジェクトを生成し、建築情報モデル(Building Information Model)のモデリング手法を提案し、点群データからベクトルデータへの変換を行う一連のモデリングプロセスを構築した。このモデリングプロセスを持ちいて、煉瓦造の旧万田坑施設と木造のJR白石駅の2施設についてケーススタディを行い、モデリングプロセスの差異を明らかにした。本研究のとりまとめとして、日本建築学会、3次元計測フォーラムに参加し、研究成果を報告した。本研究は、三次元レーザースキャナーにより測量された点群データの処理と点群データからCADデータへ効率よくモデリングする、2つの行程により点群-ベクトル変換システムを開発しようとするもので、23年度までにこの工程における手法は提案できた。最終年に手法のシステム化と評価を行う予定であり研究はおおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに検討し、提案した手法のシステム化と高度化が必要である。24年度は、汎用三次元CADソフトに提案した機能のモジュールを組み込み、点群-ベクトル変換システムを開発する。
ダウン症候群モデルマウスの記憶学習障害における酸化ストレスおよび炎症反応の役割

ダウン症モデルマウスを用いて,脂質過酸化の亢進および炎症の亢進について検討したところ, 3ヶ月齢のダウン症モデルマウスの脳での脂質過酸化の亢進および炎症亢進を見いだした。しかし,脂質過酸化亢進は, 1ヶ月齢のダウン症モデルマウスではみられなかったのに対して,炎症の亢進は胎児期から見られたことからこれらは独立していることが示唆された。ダウン症モデルマウスの胎児期での炎症亢進阻害は,ダウン症の脳発達遅延や記憶学習障害の新たな治療ターゲットとなることが期待される。ダウン症候群は,通常2本の21番染色体が3本となることで発症する染色体異常症であり,発達障害や記憶学習障害といった症状を呈する。ダウン症モデルTs1Cjeマウスはダウン症の症状の一つである記憶学習障害を示すが,そのメカニズムは明らかでない。我々は,Ts1Cjeマウスの脳内において脂質過酸化が亢進していることを見出しており,これが本モデルマウスの記憶学習障害の基盤となっている可能性を考えている。そこで,本研究課題では,このTs1Cjeマウス脳での脂質過酸化亢進が炎症を惹起し,これが記憶学習障害を引き起こしている可能性を明らかにすることを目的としている。本年度は,Ts1Cjeマウスの脳における慢性的な炎症の亢進を明らかにする為に,炎症マーカータンパク質(シクロオキシゲナーゼ2)の発現について生化学的および組織学的な解析を行ったところ,本モデルマウスの海馬での発現上昇が認められ,この結果はTs1Cjeマウスの海馬での慢性的な炎症亢進を示唆するものである。また,本モデルマウスの抗酸化剤の投与によるダウン症記憶障害治療の検討を計画しているが,本年度は,Y字迷路において測定できる短期作業記憶について検討し,野生型マウスに比し,Ts1Cjeマウスにおいて障害が検出されることを明らかにした。これにより本モデルマウスが水迷路試験において検出される空間認識に対する記憶学習障害に加えて短期作業記憶も障害されていることが示唆された。現在,抗酸化剤投与および炎症を抑制したときの,これら記憶障害に対する改善効果について検討している。ダウン症候群は、通常2本の21番染色体が3本となることで発症する染色体異常症であり、発達障害や記憶学習障害といった症状を呈する。ダウン症モデルTs1Cjeマウスはダウン症の症状の一つである記憶学習障害を示すが、その基盤メカニズムは明らかでない。我々は、Ts1Cjeマウスの脳内において脂質過酸化が亢進していることを見出しており、これが本モデルマウスの記憶学習障害の基盤となっている可能性を考えている。そこで、本研究課題では、このTs1Cjeマウス脳での脂質過酸化亢進が炎症を惹起しており記憶学習障害の基盤となっている可能性を検証する。Ts1Cjeマウスの脳における慢性的な炎症の亢進を明らかにする為に、炎症マーカータンパク質(シクロオキシゲナーゼ2)の発現について生化学的および組織学的な解析を行ったところ、本モデルマウスの海馬の特にCA3領域での発現上昇が認められたことから、Ts1Cjeマウスの海馬での慢性的な炎症亢進が示唆された。そこで今年度は、この炎症亢進が胎児期でも起こっているのかについて調べたところ、いくつかの炎症関連遺伝子mRNAの上昇が見られたことから、本モデルマウスの脳での炎症は、胎児期から成体期に至まで持続的に亢進していること考えられた。Ts1Cjeの脂質過酸化は1ヶ月齢マウスでは見られなかったことから、Ts1Cjeマウス脳における炎症の亢進と脂質過酸化は独立している可能性が考えられた。次に、本モデルマウスに抗酸化剤である緑茶成分カテキン(EGCG)を投与したが、脳において十分な脂質過酸化の亢進抑制を検出することは出来なかった。以上の結果より、新たにダウン症モデルTs1Cjeマウスの脳では、胎児期から持続的に炎症の亢進が起こっていることが示唆された。
ブレトンウッズ体制と連邦準備政策の相克-H・D・ホワイトとM・エクルズ-

(1)世界大恐慌を契機として主要資本主義諸国は金本位制の足枷から解き放たれ、管理通貨制のもとに財政政策と金融政策とを調和的に執り行うことで経済循環をコントロールできるとみられてきた。しかしながら、しばしば垣間見る通貨金融当局間の政策上の不調和や対立は、実はケインズ政策の登場に端を発する本質的課、題であった。銀行システムの創案以来、州政府や連邦政府の監督諸機関が分権的に銀行規制を担う仕組みを意図的に堅持してきたアメリカでは、連邦準備制度が金融政策を集権的に行使しようとしたときに、より先鋭かっ錯綜した状況を生み出すことになった。本研究は、こうした問題意識のもとにニューディール期の金融制度改革から戦後に至る時期を対象とし、連邦準備制度、財務省、州銀行監督官など通貨金融当局による規制や政策調整の実態を歴史的に考察し、連邦準備制度を軸に戦後通貨金融政策構想の形成とその帰結を歴史的に跡付けたものである。(2)本研究は、第1に、従来ケインズ政策の指導者の一人と目されてきたM・エクルズ連邦準備制度理事会議長、またエクルズの理論的アドバイザーであったラクリン・カリーに焦点をあて、彼らが一方で、草創期シカゴ学派の影響を強く受け、通貨金融政策の権限と責任を果たすべく、「全銀行統合」の代替案として「近代的」信用制度の伝統的枠組みを否定する「100%準備」構想を提起した事実を明らかにした。(3)第2に、本研究は国際通貨基金(IMF)や世界銀行を軸とする新たな戦後世界経済再建構想がアメリカの通貨金融当局間の政策調整の場である「国際通貨金融問題に関する国家諮問会議(NAC)」の創設へと結実する過程を、H・D・ホワイトに着目しつつ、一次史料から検討した。アメリカの対外援助の決定のみならず、IMFの為替平価決定やEPU創設の決定もまた、NACのなかでアメリカの国益に照らしつつ政策調整がなされたこと、またEPUの創設過程にNAC史料から分け入り、EPUがIMFの相互補完機能を果たした事実を解明した。最後に、財務省の国債管理政策から連邦準備政策を解放することへの合意、いわゆる「アコード」(1951年)が成立したことの意義と限界を再評価した。すなわち、それはNACの設置とともに連邦準備制度が1935年銀行法以来目標としてきた「市場機構の守護神」への重要な足掛かりとなったのである。本研究は、第2次世界大戦後アメリカの連邦準備政策が抱えた問題をブレトンウッズ体制の構築に伴う通貨政策との相克に焦点を当てることで解明し、もって戦後アメリカ資本主義史の特質の一端を解明しようとするものである。1.本年度は、まず財務省や連邦準備制度理事会などの第一次史料を収集し、分析することに重点をおいた。カリー文書(スタンフォード大学)、ホワイト文書(プリンストン大学)、エクルズ文書(ユタ大学)の収集作業を行った。2.これと並行して、ニューディール金融制度改革から戦後国際通貨体制を結ぶ歴史的文脈を再構築するための作業を行った。

そこで、連邦準備制度による通貨金融政策のかかる再編構想が第二次世界大戦後の政策的枠組みと密接な関連を持つものと捉え、その具体的な形成過程を解明する作業を行った。その際、理論的・政策的アドバイザーとしてエクルズ連邦準備制度理事会議長を支えたラクリン・カリーに着目して、彼特有のケインジアン的、マネタリスト的アプローチがアメリカ銀行制度およびニューディール期の経済復興と格闘するなかで、その改革構想が形成され、連銀の戦後構想に影響を及ぼしたことを研究成果の一部として発表した。3.すなわち、カリーはケインズ的な拡張的財政政策を積極的に推進する一方で、シカゴ学派の「100%準備」案を受け入れて通貨供給の集権的管理を実現しようとした。この構想は実現しなかったが、通貨金融政策を巡る財務省や州政府との、あるいは他の連邦金融関係諸機関との調整は、ニューディール政策の目的を実現する上でも緊急に解決すべき課題として浮上した。連邦準備制度理事会が議会報告書で訴えたように、大恐慌以降の銀行システムの構成と銀行業の変化を認識したうえで、新しい銀行の監督体制と信用政策が構築されねばならなかった。そのようなものとして、連邦上院銀行通貨委員会(ワグナー委員会)による「全国銀行通貨政策調査」が開始されたのである。本研究は、第2次世界大戦後アメリカの連邦準備政策が抱えた問題をブレトンウッズ体制の構築に伴う通貨政策との相克に焦点を当てることで解明し、もって戦後アメリカ資本主義史の特質の一端を解明しようとするものである。1.2年目にあたる本年度は、昨年度に遣り残した連邦準備制度理事会などの第一次史料を収集し、分析する作業を進めた。具体的には、アメリカ国立公文書館では連邦準備制度理事会の国際関係部門に関する、ブルッキングス研究所文書館では、同研究所が1954-56年に収集した連邦準備制度形成史に関する史料を調査し、入手することができた。2.並行して収集した史料の検討を進め、その成果の一部を学会発表や雑誌論文のかたちで公表した。第1は、「市場の秩序と預金通貨の国家管理-ラクリン・カリーの100%準備案をめぐって-」(アメリカ経済史学会第48回全国大会、2005年10月9日、北海学園大学)であり、連邦準備制度理事会の政策立案の中枢部にいたエクルズ議長とその部下、カリーらによる通貨供給の集権的管理プランの政策意図を明らかにした。第2は、連邦準備制度理事会による通貨政策の集権化構想は、連邦上院銀行通貨委員会(ワグナー委員会)による「全国銀行通貨政策調査」へと展開した。本年度はこの調査資料の重要な質問項目に対する回答書を分析し、成果の一部を「アメリカにおける銀行監督・検査体制の再編問題-上院銀行通貨委員会アンケート調査(1940-4銀行監督・検査体制の1年)の分析-」(『明治大学社会科学研究所紀要』44巻2号、2006年3月)として発表した。ここでは、連邦準備制度(理事会、連邦準備銀行)、財務省通貨監督官、州政府(銀行監督部局)、各種銀行団体の銀行監督・検査の集権化プランに対する対応を分析し、連邦準備制度の構想が実現する可能性がきわめて低かったこと、しかしまた、銀行の公共性に対する認識が各当事者で政策に影響を及ぼすほどに高まっていたことを解明した。3.来年度は収集した調査資料の分析をさらに進め、最終的な分析結果を公表する予定である。本研究は、第二次世界大戦後アメリカの連邦準備政策が抱えた問題をブレトンウッズ体制の構築に伴う通貨政策との相克に焦点を当てることで解明し、もって戦後アメリカ資本主義史の特質の一端を解明しようとするものである。
教材としての模擬電気集じん装置の作製と環境技術の可視化

本研究では,環境保全装置として幅広い分野で利用されている電気集じん装置(ESP)を通して,電気工学を専攻する学生の環境学習を効果的に推進する方法を確立することにある。教材用の小型模擬ESPを作成し,煙粒子の集じんの様子や放電に伴って発生するイオン風及び放電の可視化を行い,環境改善に役立つ装置としてのESPの有効性を理解できることを目指した。小型模擬ESPは,線対平行平板型と線対同軸円筒型の2種類を教材用としての視点から作製し,集じん電極や放電線及び煙粒子導入口を含め,全てを洗浄できるように分解可能な構造とした。集じん電極には新しい電極材料として,透明導電性フィルムを活用することで,集じんの様子を直接観測できるようにした。また,針対金網電極系の放電装置を作成して,室内環境用の空気清浄器の一部に用いられているストリーマ放電とイオン風の観測ができるようにした。特色ある2種類の模擬ESPを通して,ESPの構造や電気工学的原理を知り,環境問題についても学生に深く実感してもらうことが可能となった。線対平行平板型ESPにより,コロナ放電に伴って発生するイオン風の存在を煙粒子の奇跡から確認することができた。線対同軸円筒型ESPでは,放電により荷電された大量の煙粒子が,クーロン力の作用により,瞬時に集じんされる様子を観測することができた。また,針対金網電極系の放電装置では,ストリーマ放電を観測し,コロナ放電との違いを学ばせることができた。金網電極の下流側にナイロン製の吹流しを置くことでイオン風を可視化できた。今回,集じんの様子や放電及びイオン風を可視化することで,教科書で学んだ電気の知識が環境改善に大いに役立っていることを身近に知ることができるようになった。
授業中の生理反応を指標とする理科教授学習過程の研究

本研究は授業中の生理反応,特に皮膚抵抗反応や脈波,脳波等を測定し,それを指標として理科教授学習過程の研究をすることである.そのため,まず授業中のこれらのデータを測定する必要がある.そこで,附属学校,公立学校の小学校,中学校の理科授業中の子供達の皮膚抵抗反応,脈波の測定をおこなった.また,脳波については電極数の制限から,被験者6人からなるディベート中の脳波を分析した.成果は研究成果報告書に報告した.その概要は次である.1.授業中の生理反応を指標とする理科教授学習過程の研究:ディベートの4論題について,司会1人,肯定派2人,否定派2人,ジャッジ1人の計6人によるディベート中の脳波をパワースペクトル分析手法,脳波マップ,多変量解析的手法によって分析した.メモ中にはベータ波が非活性する等の知見をえた.2.生理反応からみた授業分析:授業中の皮膚抵抗反応と脈波の関係を調査分析したもので,これらの大きな反応はほぼ比例関係にあることがわかった.3.理科教授技能習熟のための自己訓練システムの研究:皮膚抵抗反応を指標として授業中のクラスの子供達の反応をモニタしながら,教授者自身の教授技能を習熟していくシステムを構築した.本研究は授業中の生理反応,特に皮膚抵抗反応や脈波,脳波等を測定し,それを指標として理科教授学習過程の研究をすることである.そのため,まず授業中のこれらのデータを測定する必要がある.そこで,附属学校,公立学校の小学校,中学校の理科授業中の子供達の皮膚抵抗反応,脈波の測定をおこなった.また,脳波については電極数の制限から,被験者6人からなるディベート中の脳波を分析した.成果は研究成果報告書に報告した.その概要は次である.1.授業中の生理反応を指標とする理科教授学習過程の研究:ディベートの4論題について,司会1人,肯定派2人,否定派2人,ジャッジ1人の計6人によるディベート中の脳波をパワースペクトル分析手法,脳波マップ,多変量解析的手法によって分析した.メモ中にはベータ波が非活性する等の知見をえた.2.生理反応からみた授業分析:授業中の皮膚抵抗反応と脈波の関係を調査分析したもので,これらの大きな反応はほぼ比例関係にあることがわかった.3.理科教授技能習熟のための自己訓練システムの研究:皮膚抵抗反応を指標として授業中のクラスの子供達の反応をモニタしながら,教授者自身の教授技能を習熟していくシステムを構築した.本研究は授業中の生理反応,特に皮膚抵抗反応,脈波,脳波等を測定し,それを指標として,理科教授学習過程の研究をすることにある.そのため,まず授業中のこれらのデータを測定する必要がある.そこで,附属学校,公立学校の小学校,中学校の理科授業中の子供達の皮膚抵抗反応,脈波の測定を精力的におこなってきた.また,電極の数の制限から,被験者6人からなる授業中の脳波マップの測定もおこなった.クラス全体の脳波の測定もその下準備は整いつつある.また,学生達のディベート等を含むコミュニケーションの場での脳波測定も精力的におこなってきた.いずれもデータ数が多く現在分析中であるが,まず,皮膚抵抗反応と脈波に関しては,被験者が授業を一生懸命に集中して受けているときには皮膚抵抗反応は消失するが,脈波の周期は長くなり,また,皮膚抵抗反応が非常に大きく反応しているときには脈波は速くなることが見いだされ,現在,中程度の反応についてのデータの整理を進めている.脳波のマップ的分析についてはディベート中,およびディスカッション中,講義受講中等の6人の被験者の各被験者から脳上の14ポイントからの測定をおこなった.データ数が多く現在分析中である.分析の詳細は日本科学教育学会,日本教育工学会,理科教育学会九州支部大会等で中間発表している.本研究は授業中の生理反応,特に皮膚抵抗反応や脈波,脳波等を測定し,それを指標として理科教授学習過程の研究をすることである.そのため,まず授業中のこれらのデータを測定する必要がある.そこで,附属学校,公立学校の小学校,中学校の理科授業中の子供達の皮膚抵抗反応,脈波の測定をおこなった.また,脳波については電極数の制限から,被験者6人からなるディベート中の脳波を分析した.成果は研究成果報告書に報告した.その概要は次である.1.授業中の生理反応を指標とする理科教授学習過程の研究:ディベートの4論題について,司会1人,肯定派2人,否定派2人,ジャッジ1人の計6人によるディベート中の脳波をパワースペクトル分析手法,脳波マップ,多変量解析的手法によって分析した.メモ中にはベータ波が非活性する等の知見をえた.2.生理反応からみた授業分析:授業中の皮膚抵抗反応と脈波の関係を調査分析したもので,これらの大きな反応はほぼ比例関係にあることがわかった.3.理科教授技能習熟のための自己訓練システムの研究:皮膚抵抗反応を指標として授業中のクラスの子供達の反応をモニタしながら,教授者自身の教授技能を習熟していくシステムを構築した.
大気圧プラズマを利用したラジカル反応による形状加工装置の開発

本研究により得られた成果を以下に示す。(1)プラズマ発生用の電極に回転電極を適用することで、反応ガスの安定供給ならびに反応生成物の強制的な排除を実現した。また電極表面にアルミナをプラズマ溶射によりコーティングすることで、二次電子放出によるアーク放電を防止し、極めて安定で低温のプラズマを実現することができた。(2)プラズマCVMによる数値制御加工における基本単位である単位加工痕形状の、加工ギャップならびにプラズマ発生用回転電極の周速度依存性に関して実験的評価を行った。その結果、加工ギャップが小さくなる(1mm以下)と電極直下部が加工されにくくなり、また電極周速度が大きくなると加工痕の最深部が回転方向下流側にシフトする傾向が観測され、これら二つのパラメータを制御することにより数値制御加工を行う上で最適な加工痕形状が得られることを見出した。(3)プラズマCVMによる形状加工はプラズマの滞在時間を制御することにより行われ、その際プラズマの滞在時間と加工量の関係が単純な比例関係にあることが望まれる。そこで加工速度のワーク送り速度依存性を評価したところ、加工速度はワーク送り速度の逆数、すなわちプラズマの滞在時間に対して±3%以内の比例関係を得ることができた。(4)シリコンの加工において表面粗さPV1.5nm、Rrms=0.3nmという超精密加工面を得ることができた。以上により、プラズマCVMによる数値制御形状加工を実現する上で必要とされる基本的な加工特性を得ることができた。本研究で提唱する加工法は加工現象としてラジカル反応を利用した純化学的な加工法(プラズマCVM:Chemical Vaporization Machining)であり、従来の機械加工法に置き代わる理想的な加工法として確立することを目的としている。そのため加工特性としては、高能率性,空間制御性,イオン衝撃による基板損傷の防止を具備することが前提となる。本研究ではそれらを実現するために、大気圧以上の高圧力雰囲気下において高周波電界を用いてプラズマを発生させる。また、高圧力下で発生するプラズマ部への反応ガスの大量かつ安定な供給、ならびにそれをラジカル化するための大電力の投入を同時に可能とするため、プラズマを発生させる電極を高速で回転させることを提案する。本年度は、まずこの形状加工装置用の高速回転電極の試作を行った。回転電極を用いた場合、反応ガスはガス自身が有する粘性により回転電極の表面に引きつられて供給されると考えられ、その供給量に応じて加工速度が変化すると考えられるが、実験の結果、加工速度は電極周速度にほぼ比例することが分かり、回転電極によって効率的に反応ガスの供給が実現できることを確認した。また、電極を高速で回転させることで、電極表面が恒常的にプラズマにさらされるのを回避でき、プラズマ発生部以外は冷却されるため大電力の投入が可能となり、ラジカル密度の増大により加工能率が向上すると考えられるが、実験の結果、回転電極を用いることで、固定電極に比べてはるかに多量の電力を投入可能であり、その結果固定電極に比べて桁違いの加工速度が得られることを確認した。今後はさらに基礎データを蓄積し、数値制御形状加工システムの構築を行っていく予定である。
双極性障害に対するγ帯域同期性の包括的脳波研究

本研究は患者への時間的負担が少なく、臨床応用し易い脳波計を用い、大きなサンプルサイズでの統合失調症、双極性障害、大うつ病性障害、及び健常者のγ帯域ASSRの包括的評価を行い、双極性障害の診断及び症状マーカーとなる指標を開発する事にある。本年度は主研究機関である九州大学および連携機関である帆秋病院、飯塚記念病院について臨床脳波計でのASSR記録のセットアップを行い、医療機関間での記録条件の統一、刺激提示ソフトウェアのセッティングなどが完了した。現在、統合失調症:74名、双極性障害:18名、大うつ病性障害19名、健常対照群:23名(統合失調症群のみのべ人数)の記録が終了している。帆秋病院、飯塚記念病院ではパイロットデータの記録が終了し、現在は統合失調症3名、双極性障害2名の記録が終了している。さらに、将来の臨床応用と大規模サンプルでのγ帯域活動研究を行うために、異なる脳波計間でのASSRの信頼性評価の為の予備的な研究を行った。デザインとしては、九州大学病院内の2つの異なる臨床脳波計を用いて、各脳波計にて2回、計4回の繰り返し記録を健常対照者15名で行い、被験者内での異なる臨床脳波計間での再現性について検討を行った。この結果、γ帯域活動の指標である、phase locking factor(PLF)において異なる脳波計間でも十分な再現性を認めた。この結果については2019年度に国際学会でポスター発表予定である。現在、九州大学病院では統合失調症:74名、双極性障害:18名、大うつ病性障害19名、健常対照群:23名(統合失調症群のみのべ人数)の記録が終了している。研究全体としては順調に進捗している。最終年度となる来年度は本年度に得られた健常者でのデータを用いて、脳波計間での再現性について対外的な発表を行い、疾患群についても症例数を増やした後に解析を行い、双極性障害の神経基盤の解明を目指す。当初、連携施設が3施設の予定であったが、先方の機材の関係から本年度は2施設での導入となったために、物品費が予定より低くなった。また、学会について、当初予定していた国際学会での発表を今年度は行わなかったために、余剰金が生じた。来年度は連携施設への機材導入、また今年度に予定していた国際学会での発表を予定しており、本年度分の余剰金はその費用として用いる予定である。
屋久島における気候の3次元的構造の解明

屋久島の気候環境とその原因を3次元的に明らかにするため,総合的な気象観測を山岳部で行い,収集したデータを中心に解析を行った.特に鹿児島の高層観測データと屋久島の観測データの比較から,自由大気の鉛直構造と屋久島における温湿度の標高による変化を,気圧配置および自由大気の成層状態を中心に解析を行った。その結果,気圧配置やそれにともなう自由大気の成層状態の違いによって気温および湿度の標高による変化に違いが認められた。特に,標高1800mの山頂部に位置し,森林限界より上にある黒味岳と標高1360mの森林地域に位置する淀川との間では,気温の顕著な逆転がしばしば起こるとともに,山頂部に向かって相対湿度の急激な低下が認められた。このような現像は,移動性高気圧に覆われ,1000-1500mの高度帯に逆転層が発達する場合に出現頻度が高かった.また,自由大気の鉛直構造との比較から,山頂部では同高度の自由大気の気温や湿度との対応がよかったのに対し,その下の森林帯では,自由大気の気温や湿度の変化と異なった変化をしていた.このことから,自由大気の温湿度状態の変化に対し,樹林帯では,森林そのものが温湿度の変化を防ぐ役割をはたしているのに対し,樹林帯から抜ける山頂付近では,自由大気の変化と対応した気温や湿度の変化が起こっていることが明らかになった。以上の結果により,屋久島の高標高域の温湿度環境は低地部とは大きく異なることが明らかになり,その変化は,被覆している植生の状態と自由大気の成層状態との関連によって生み出されていることが明らかになった。初年度である平成12年度は,屋久島における既存データの収集と解析を行うとともに屋久島の黒味岳山頂部に気象ステーションの設置を行った.1.既存データとしては,研究代表者自身が設置している雨量計,屋久島森林環境保全センターの雨量計,屋久島電工の雨量計,屋久町の雨量計による観測データおよび気象庁のアメダスデータを収集した.それらのデータを基に,屋久島でなぜ雨が多いかを二つのスケールにおいて解析した結果,屋久島が周辺地域より雨が多いのは,3月から6月にかけて,低気圧および梅雨前線によって降水のもたらされる季節に雨が多いことによることが明らかになった.さらに,屋久島内においては,台風時に山地部で海岸部より降水量が多くなることが明らかになった.つまり,3月から6月にかけて,低気圧および梅雨前線によってもたらされる雨が多いことが,周辺地域より屋久島で雨が多いことのベースとなっている.さらに,山地部では台風時の雨が屋久島の海岸部や周辺地域より多く,この雨量が加算されて,7,000mmを越える多雨地域を形成していることが明らかになった.2.屋久島の黒味岳山頂部に9月に気象ステーションを設置し,通年観測を開始した.11月にデータの回収および保守点検を行い,風向・風速計以外は順調にデータが取得できていることを確認した.風向・風速計についても,保守を行い,観測が正常に行われていることを確認した.本年度は,屋久島の気候環境とその原因を3次元的に明らかにするため,観測データの収集および収集したデータを基に解析を行った.1.屋久島の山頂部の黒味岳に設置した気象ステーションのデータ回収および保守点検を8月,11月および3月に行った.また,既設の雨量計および温湿度計のデータ回収および保守点検もあわせて行った.2.屋久島森林環境保全センターなど屋久島で観測を行っている機関において,観測データの収集を行った.3.上記の1,2で収集したデータを基に解析を行った結果は,以下の通りである.標高による気温変化は,おおよそ6001000mの間で1年を通して大きく,山麓部および山頂部で小さかった.

相対湿度は,山麓部および山頂部で低いのに対し,少なくとも6001400mの山腹では高く,月レベルでの年変化傾向も同じであった.以上のことから,少なくとも6001400mの標高帯で雲霧が発達しやすく,逆転層は1400mより上層に発達しやすいことが予想された.なお,より詳細には,日レベルでの解析を行う予定である.山頂部の風向・風速に関しては,強風による機器の損傷があり,当初予定していた,年間を通しての観測データの蓄積はできなかった.断片的に得られた風速データによると,山頂部では,台風および低気圧接近時に,平均で20m/s以上,最大瞬間で30m/s以上の強風が記録され,さらに,平均で10m/s以上,最大瞬間で20m/s以上の強風は頻出していることから、山頂部は強風の環境下にあることが明らかになった.屋久島の気候環境とその原因を3次元的に明らかにするため,総合的な気象観測を山岳部で行い,観測によって収集したデータを中心に解析を行った.本年度は,.特に鹿児島の高層観測データと屋久島の観測データの比較から,自由大気の成層状態と屋久島における温湿度の標高による変化を,気圧配置および風系の変化を中心に解析を行った。結果は以下の通りである。1.黒味岳の風のデータを基に,屋久島高標高域の風と鹿児島の上層風の比較を行った。鹿児島に比べ黒味岳では東成分の風の出現頻度が高かった。この原因は,高気圧の支配下にあるなどして,一般風が弱い場合,鹿児島で西成分の弱風,黒味岳で東成分の弱風が観測される場合が多かったことによる。2.気圧配置および山頂付近の風向の違いによって気温および湿度の標高による変化に違いが認められた。特に,高気圧に覆われ,1000-1500mの高度帯に逆転層が発達する場合,標高1360mの森林地域に位置する淀川と標高1800mの山頂部に位置する黒味岳の間では,気温の顕著な逆転が起こるとともに,相対湿度の急激な低下が認められた。このことから,自由大気の温湿度状態の変化に対し,樹林帯では,森林そのものが温湿度の変化を防ぐ役割をはたしているのに対し,樹林帯から抜ける山頂付近では,湿度の急激な変化が起こっていることが明らかになった。3.以上の結果により,屋久島の高標高域の温湿度環境は低地部とは大きく異なることが明らかになり,その変化は,被覆している植生の状態と上層の一般風の成層状態との関連によって生み出されていることが明らかになった。
イオン吸着による亀裂進展の制御を利用した硬脆材料の無損傷機械加工に関する研究

本研究はガラス、セラミックスに代表される硬脆材料をその機能を損なうことなく高能率の機械加工を実現するための基礎研究であり、この損傷の原因となる脆性亀裂の発生進展の抑制・制御方法とその実用化に関するものである。まずガラスを対象に延性モード切削時の力学的状態をFEMシミュレーションにより検討し、硬脆材料でも微細切削厚さで流れ型切りくずが生じる無損傷機械加工が実現しその力学的状況は延性材料のものと同等であることが判明した。ついでガラスの切削時に脆性破壊から延性モード切削に移行する過程を検討するため確率的破壊条件を導入したFEMシミュレーションモデルを構築し、切削厚さの変化により脆性亀裂の発生状況とその推移が変化し損傷状態が異なる様子、損傷の発生しない延性モード切削の実現条件を求めた。さらに硬脆材料の多くはイオン結合または共有結合であり表面エネルギーは環境によって容易に変化する事実を踏まえて環境が機械加工に及ぼす影響について定量的に検討し、加工油剤中の特定のイオンの存在により破壊強度が大きく変化すること、これらのイオンは機械加工時には、仕上げ面は悪化するものの強度低下は小、逆に仕上げは良好なるものの強度低下が大とするもがあること、この原因は容易に亀裂を生じるや否かであり、亀裂発生の制御因子である表面エネルギーの大小に左右されることが判明した。また硬脆材料の表面の破壊特性を制御することを検討し、特定のイオンを吸着させることで表面の破壊靱性を変化させることが可能なことを見出し(特許申請中)、さらに電場付与によりこの効果を推進させることが可能なことを見出した。最後にこれらの成果を基にガラス表面に微細加工を行うためのマイクロ、ナノ加工機を試作し、無欠陥機械加工を実行した。本研究は、高機能硬脆材料の機能を損なうことなく高能率な機械加工を実現する為に不可欠な加工時の亀裂発生進展の制御を行うための方法を検討するものである。まず代表的な硬脆材料であるソーダガラスを対象に、代表的加工油剤である水、空気、スピンドル油中での4点曲破壊試験により、破壊応力を測定することにより表面エネルギーへの影響を検討した結果、硬脆材料の破壊応力、同時に表面エネルギーは水分の存在により低下し容易に亀裂の発生進展が生じ、水分の無いスピンドル油中ではこれらが大きくなることが判明した。ついで微小硬度計により、各油剤中での亀裂発生状態を直接測定した結果、微小圧痕範囲では亀裂発生が無く塑性変形のみが生じること、この範囲は水分を除くことによって大きくなることが判明した。さらに亀裂発生進展を抑制する為、金属を蒸着し、破壊強度と亀裂発生を調べた結果、破壊応力の分散が減少し、表面に分散する亀裂が見かけ上同一サイズに近づく、すなわち硬脆材料が金属的な性質に近づくこと、亀裂発生の圧痕範囲がスピンドル油中よりも更に大きくなることが判った。

さらに昨年までの成果を踏まえて環境が機械加工に及ぼす影響について定量的に検討し、仕上げ面は悪化するものの強度低下は小、逆に仕上げは良好なるものの強度低下が大とする加工油剤があること、この原因は容易に亀裂を生じるか否かであり、亀裂発生の制御因子である表面エネルギーまたは破壊靱性の大小に左右されることが判明した。表面の破壊特性を増大し亀裂進展を制御するため、昨年の結果を踏まえ金属をコーテングしさらに電場を利用することにより金属イオンを強制的に吸着させることで表面の破壊靱性を変化させることが可能なことを見出した(特許申請中)。これらの成果を基にガラス表面に微細加工用のマイクロ、ナノ加工機を試作し、無欠陥機械加工を実行した。
長鎖アルキル側鎖を有する芳香族ポリエステルのサーモトロピック層状液晶に関する研究

ピロメリット酸の1,4-ジアルキルエステルとビフェノールあるいはハイドロキノンの縮重合により合成される芳香族ポリエステルに関して、相転移挙動、液晶相構造を調べ以下の点を明らかにした。(1)長鎖アルキル側鎖を有するこれら全芳香族ポリエステルは、芳香族主鎖が単分子層として凝集し、その層間にアルキル側鎖を含む特有の層状液晶を形成する。(2)単分子層内で主鎖は伸び切り鎖として配向し、分子軸方位あるいは分子軸に平行方位にのみ位置の秩序を有する二つの層状液晶、または配向秩序のみを有する層状液晶の三種の層状液晶が現われる。(3)主鎖の鎖状形態をX線、固体^<13>C-NMR法により調べ、層状液晶相の種類に依存して、ベンゼン環がツイストおよび共平面にある二つの鎖状形態を認めることができた。特に後者の鎖状形態は炭素数が14以上の長い側鎖を有する系で優先的に現われる。
放射光Ｘ線によるウィルソン病の高精度イメージング診断

放射光X線を用いて組織切片上の蛍光X線をエネルギー分散スペクトロメトリーで解析できるように、試料作成・光学集光素子・放射光の条件、検出機器・解析条件などを様々な角度で検討した。対照肝では銅シグナルが低いのに、ウィルソン病肝に極めて高い銅シグナルを検出できた。生化学的な定量と蛍光X線強度に相関がみられた。銅染色が完全陰性で、生化学的に大量の銅が検出された小児早期WD肝炎症例について、銅局在の画像化(銅イメージング)に成功した。ウィルソン病の早期高精度診断をサポートするまったく新しい原理に基づく銅元素のイメージング技術を確立した。放射光X線のエネルギー分散スペクトル解析により、対照肝ではほとんどシグナルがないが、ウィルソン病肝に極めて高い銅シグナルを検出した。放射光X線分析が生体試料中の濃度を反映しているかどうかを検証した。新鮮試料と固定後試料の生化学的な定量から固定は銅、鉄、亜鉛にあまり大きな影響を与えない。病理組織標本は世界中の病理検査室でほぼ同様の手法を用いている。FFPEは通常の検査室レベルで作成可能で、煩雑な処理が不要であり、既存試料も用いることが可能である。生化学的な量と蛍光X線強度をプロットすると相関がみられたが、生化学的な定量をするほど十分なサンプルが採取されることは多くはない。生化学的に大量の銅を保有するが、銅染色が完全陰性の小児WD肝炎症例について銅イメージングを行った所、極めて強い銅シグナルが小葉全体に分布していた。門脈域などの間質は実質に比べると銅が少なかった。一方、WDの肝硬変症例では肝炎より生化学的な量が減少するが、銅イメージングにより、全ての結節に陽性で、結節毎にvariationがあること、periportalの実質に多く局在することがわかった。銅はウィルソン病の肝炎期には肝実質にびまん性に分布しているが、病期(線維化)の進行とともに、局在を変える傾向があることが判明した。超早期、肝炎から肝硬変への移行期の症例を蓄積して検索し、病期による組織内分布の変化を確認中である。また、高解像度条件にて、細胞内の局在についても検出可能であった。また、対照症例およびウイルス性肝炎・肝硬変ではウィルソン病肝とは量的に全く異なり、ほぼ描画できなかった。局所濃度の絶対的定量が必要であることと考え、適切な標準試料を作成中である。挑戦的萌芽研究により病理組織切片を用いたウィルソン病のイメージング診断の基盤が整った。放射光を医学小児科領域の疾患の診断と病態解明に応用することを目的とし、応用に必要な技術開発およびその疾患解析を行う。比較的多い遺伝性銅代謝異常ウィルソン病を対象として測定解析システムを構築した。具体的には、組織切片内における銅を高感度で定量的に画像化する測定系を確立し生検試料を用い診断確定をサポートする。ビームラインの基本構造は蓄積リングから発生させた入射光を単色化しさらに光学素子を用いて試料測定ポイントにおけるビームサイズを絞り込んだ。入射X線のエネルギーは銅の検出に適した条件を選択した。焦点を絞りやすい光学素子により、X線は試料照射点において1ミクロン程度とした。照射時間は蛍光X線SDD検出時に明白な強弱が得られるようバックグラウンド部位における蛍光X線光子数を05とした。シグナルが得られる領域で100-50000程度が得られた。生化学的に大量の銅が検出された症例を陽性対照wd1とし、対照として特に肝機能異常がみられなかった剖検症例および肝移植ドナーを用いた。対照症例で生化学的な銅の測定を施行できた例では、10ug/g dry weightを越えることはほぼなかった。米国や欧州のウィルソン病診療指針では正常は50ug/g以内で5倍以上(250 ug/g以上)がウィルソン病判定の基準とされているが、胆汁うっ滞を来した肝臓でも200を越えることは少なかった。上記設定条件で測定すると正常対照では極少ない銅が一定量のシグナルが様々な測定ポイントにあった。一方、ウィルソン病症例1(w1)では極めて強いシグナルが得られた。実際には光子数の絶対値そのものよりむしろピクセルで構成される組織や細胞構築で隣接する構造との差があると濃淡が付くためとカウント数そのものが必ずしも高くなくとも画像化は十分に行えるとの感触を得た。画像化に向けた測定至適条件が得られたと考える。SPring-8およびKEK-PFの国内の放射光施設のビームラインを用いることにより効率よく至適条件の設定ができた。検出感度は施設によって異なるが測定設定や試料条件を改良しどちらでも測定自体は可能となった。解像度が異なるので目的に応じた使い分けが重要である。1)できる限り多くの症例について解析を行い確実なデータを取得して病型・遺伝子型と組織学的な銅局在の関係を明らかにする。取得したデータから画像化する方法が煩雑で手間がかかる。

なんとか共通の基盤にたったプログラムを開発することで解決したい。2)試料作成の過程で組織に含有される元素が影響を受けて変動するが、本研究の対象とする銅については許容範囲と考えられる。その証拠を数多くの試料で証明する必要があるが、動物実験モデルも加えて検討することで対応を考えたい。3)定量化に際して絶対値での比較が望ましいと考える。薄膜標準試料が世界中で不足している(もうavailableでない)ので、自分であるいは専門家の力を借りて作成する必要がある。微量のためここがかなり難しいが解決すべき点である。計画的に行っています。放射光施設利用代金が高額であるが、本研究をより現実的な医学応用の手法とするには基礎実験が重要です。引き続き研究費の支援が必要である。一度システムが動けば効率的な検査システムとして運用可能となる。
ノックアウト細胞を用いた細胞骨格形成、細胞がん化におけるCasの役割

Cas欠失線維芽細胞にCasの発現プラスミドを導入し、Cas導入線維芽細胞を樹立した。Cas欠失線維芽細胞は平らで円形の形態を示すが、Casを再導入した細胞は細長い紡錐形を示し、野生型の線維芽細胞と同様の形態を示した。またCas欠失線維芽細胞では、phalloidin染色にてアクチンストレスファイバーの形成不全が認められたが、Cas導入線維芽細胞ではアクチンストレスファイバーの形成が回復していた。これらの結果から、Cas欠失線維芽細胞の形態、細胞骨格異常は、Casの再導入によって正常化することが明らかとなった。Wound healing assayによる細胞移動の評価を行ったところ、Cas欠失線維芽細胞の運動能は野生型に比べて有意に低下していた。Cas導入細胞では欠失細胞の2倍以上の運動能を示し、野生型と同様のレベルに回復していた。ボイデンチャンバーを用いて、野生型とCas欠失線維芽細胞のフィブロネクチンヘの遊走能を比較した。その結果、Cas欠失線維芽細胞においてはフィブロネクチンヘの遊走は有意に低下していたが、Cas導入線維芽細胞では、遊走能がCas欠失線維芽細胞の3倍程度まで回復した。Cas欠失および導入線維芽細胞のフィブロネクチンヘ接着および伸展能を比較した。接着そのものに関しては両者は不変だが、接着15分後の伸展細胞の割合がCas欠失線維芽細胞では20%と低値であったのに対して、Cas導入線維芽細胞においては70%と上昇し、野生型と同等のレベルを示した。このように、Cas欠失線維芽細胞ではフィブロネクチンヘ接着後の細胞の伸展が有意に低下しているが、Casの導入によってその伸展能が回復することが明らかとなった。また野生型やCas導入細胞では、フィブロネクチン刺激によってそれぞれ分子量120kD、80kD、70kD、42kDの蛋白質のチロシンリン酸化が認められるが、Cas欠失線維芽細胞でもほぼ同様のチロシンリン酸化蛋白質が認められた。したがってCas欠失線維芽細胞における伸展能の低下は、蛋白質のチロシンリン酸化の阻害によるものの可能性は低いと考えられた。Cas欠失線維芽細胞に活性化Rhoを発現させたところ、アクチンストレスファイバーの形成が回復した。アクチンストレスファイバーの形成にはRhoが関与することが知られているが、Cas欠失線維芽細胞におけるアクチンストレスファイバーの形成不全にも、Rhoを介するシグナルが関与していることが示唆された。