hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極性ドメインエンジニアリングによる非線形光学素子の創製

2007年度は前年度に引き続きZnO/MgO/c面サファイア基板界面構造解析を行うと共に、前年度までに実現した光デバイス構造の評価に関する研究を主として行った。ZnO/MgO/c面サファイア基板界面構造解析では、c面サファイア基板上にごく薄いウルツ鉱構造MgOが形成されることを、X線回折における消滅側から確認した。光デバイス構造の評価に関する研究では、A)疑似位相整合による波長変換、B)表面に形成された回折格子のフォトニック結晶応用、の検討を行った。A)疑似位相整合による波長変換、では極性反転周期580nmの周期極性反転ZnO薄膜にレーザー光の入射方向を制御することにより、レーザー光の感じる極性反転周期を変化させ、第2高調波(SHG)の強度変化を評価した。基本波波長800nm→SHG波長400nmで波長変換を評価した。結果、極性反転周期が1.49μmで波長変換効率が最大となり、計算値(1.47μm)と非常に近い値をとることが確認され、疑似位相整合を実現したと結論した。B)表面に形成された回折格子のフォトニック結晶応用、では周期580nmの試料を用い、レーザー発振の検討を行った。シリンドリカルレンズによって励起光を集光、ライン状に励起、その方向を制御することによりレーザー発振した光が感じるグレーティング周期を変化させた。励起光の強度を変化させることにより、自然放出から誘導放出へと変化する閾値が励起ライン方向によって異なることが確認されたが、レーザー発振はいずれの方向でも確認されなかった。誘導放出のみが起こることから、スーパールミネッセントダイオード(SLD)としての応用の可能性が確認された。以上、光デバイス応用に関してまとめると、1)周期極性反転ZnO薄膜における疑似位相整合を実現、波長変換素子としての可能性を示した。2)SLDへの応用の可能性を示した。本研究「極性ドメインエンジニアリングによる非線形光学素子の創製」において、我々は近年、紫外域発光素子用材料あるいは透明導電膜として注目されているZnOの非線形光学応用に取り組んできた。本研究の柱は3つで、1.極性ドメインエンジニアリング技術の確立と非線形光学素子への応用2.極性制御機構の解明、である。今年度は主にMBE法およびフォトリソグラフィーを用いて、極性ドメインエンジニアリング技術の確立に取り組んだ。我々はc面サファイア基板上においてMgOバッファー層の膜厚を制御することにより、その上に成長したZnO薄膜の極性が制御できるということを利用するため、MgOバッファー層の面内膜厚変調構造をフォトリソグラフィーと水を用いたエッチングにより作製した。また、面内膜厚変調構造を有するテンプレート上にZnO層をエピタキシャル成長させることに成功した。この際に、ZnOおよびMgOの酸素源に用いている酸素プラズマを照射することにより、清浄表面を得られることを確認し、オール酸化物であるこの系のアドバンテージを示した。エピタキシャル成長したZnO薄膜は、膜厚の厚いMgO層上に成長した部分はZn極性、膜厚の薄いMgO層上に成長した部分はO極性となっていることを確認した。以上のように、今年度は極性ドメインエンジニアリングに関して多くの成果を挙げる事に成功した。来年度の課題は擬似位相整合構造の実現、導波路構造の作製、デバイス特性を評価することである。他方、極性制御機構の解明にも取り組んだ。放射光を光源とした斜入射X線回折により、MgOとc面サファイア基板の界面には格子定数が異なるMgO層が存在すること、また、この格子定数の異なるMgO層はZnO層で薄く(1nm以下)キャップすると混ざり合ってMgZnOという混晶となることを確認するなど、こちらも着実に成果を出すことに成功した。2006年度は前年度に引き続き酸化亜鉛(ZnO)薄膜の周期極性反転構造の作製に関する研究、およびZnO/MgO/c面サファイア基板界面構造解析を行うと共に、光デバイス応用に関する研究も行った。周期極性反転構造の作製に関しては、昨年度までは周期60μmまでしか実現できていなかったが、フォトリソグラフィーにおける試料表面処理方法等の検討、条件最適化によって周期4μmまで作製することに成功している。また、干渉フォトリソグラフィーを用いることにより、極性反転周期を500nmまで微細化することに成功した。一方、薄膜作製装置であるMBEチャンバーの酸素源改良および成長条件の再検討により、膜厚10μm程度を容易に実現できるようになった。上述したように試料作製技術が向上したことに伴い、周期極性反転構造を非線形光学素子への応用において、励起子共鳴波長帯での動作を実現させるに十分な極性反転周期が得られるようになった。また、極性反転周期が光の波長程度であるので、フォトニッククリスタルとしての応用も考えられる。これを踏まえて、2007年度は励起子共鳴を利用した波長変換、およびフォトニッククリスタル形成を利用した光デバイス応用を目指す。フォトニッククリスタル形成を利用した光デバイス応用では、Zn極性ドメインとO極性ドメイン間の成膜速度差によって形成される段差を利用する。膜厚10μmともなれば段差は3μmとなり、厚さ3μm,周期500nmの1次元フォトニッククリスタルが形成される。

2006年度中、我々はすでにフォトニッククリスタル構造からのレーザー光の回折を得ることに成功しているが、このフォトニッククリスタル構造を用いてDBR(分布ブラック反射体)レーザーの実現を狙っている。この構造ができればZnOの発光特性の優秀さも手伝って、ハイパワーUV-LEDを光源としたZnOレーザーが実現される可能性があることから、インパクトがあり、かつユニークな結果が得られることが期待される。2007年度は前年度に引き続きZnO/MgO/c面サファイア基板界面構造解析を行うと共に、前年度までに実現した光デバイス構造の評価に関する研究を主として行った。ZnO/MgO/c面サファイア基板界面構造解析では、c面サファイア基板上にごく薄いウルツ鉱構造MgOが形成されることを、X線回折における消滅側から確認した。光デバイス構造の評価に関する研究では、A)疑似位相整合による波長変換、B)表面に形成された回折格子のフォトニック結晶応用、の検討を行った。A)疑似位相整合による波長変換、では極性反転周期580nmの周期極性反転ZnO薄膜にレーザー光の入射方向を制御することにより、レーザー光の感じる極性反転周期を変化させ、第2高調波(SHG)の強度変化を評価した。基本波波長800nm→SHG波長400nmで波長変換を評価した。結果、極性反転周期が1.49μmで波長変換効率が最大となり、計算値(1.47μm)と非常に近い値をとることが確認され、疑似位相整合を実現したと結論した。B)表面に形成された回折格子のフォトニック結晶応用、では周期580nmの試料を用い、レーザー発振の検討を行った。シリンドリカルレンズによって励起光を集光、ライン状に励起、その方向を制御することによりレーザー発振した光が感じるグレーティング周期を変化させた。励起光の強度を変化させることにより、自然放出から誘導放出へと変化する閾値が励起ライン方向によって異なることが確認されたが、レーザー発振はいずれの方向でも確認されなかった。誘導放出のみが起こることから、スーパールミネッセントダイオード(SLD)としての応用の可能性が確認された。以上、光デバイス応用に関してまとめると、1)周期極性反転ZnO薄膜における疑似位相整合を実現、波長変換素子としての可能性を示した。2)SLDへの応用の可能性を示した。
がん患者・家族の終末期における納得いく最期を迎えるための検討要因の解明

本研究の目的は、がん患者の家族が「最期の時を悔いなく過ごし、納得した最期を迎える」ための必要な要因を明らかにすることである。「がん」による死亡者数が増加する中、本研究の結果は、がんにより最期を迎える方の満足や納得につながる意義がある。研究方法は、自筆式質問紙調査である。調査は、患者会・遺族会に所属するがん患者の遺族を対象に、平成30年11月からの3か月間で実施した。調査内容は、本研究で平成29年度に実施した質的記述的調査の結果に基づき調査票を作成した。分析は、各項目の単純集計ならびに終末期医療、終末期の生活における満足群、不満足群に対して関連要因をMann-WhitneyU検定により群間比較を実施した。本調査は、調査票を339票に対し、有効回収数が145票(42.8%)であった。家族(遺族)属性では、平均年齢63.7歳、故人からみた続柄は、配偶者が64.8%と一番多い結果となった。故人(患者)属性では、死亡平均年齢、60.8歳、死亡からの平均期間126.4か月、原発部位の偏りはなかった。終末期医療における満足度は、「そう思う」、「ややそう思う」を合わせた、「満足」群で59.3%であった。満足度の高い群の特徴としては、患者(故人)と家族(遺族)の間に終末期医療に関する意見の一致があった107名(73.8%)とする回答との間に有意差が見られた(P<0.01)。終末期の生活の満足度は、家族(遺族)においては「そう思う」、「ややそう思う」を合わせた、「満足」群で43.6%であった。その中でも満足いく最期を迎えた特徴としては、一緒の時間を持てた(P<0.01)、人生について振り返ることが出来た(P<0.01)との間に有意差がみられた。罹患前の関係性が、「満足」に及ぼす有意差はなく、闘病生活の中で患者と家族が向き合い、語り合い、自己決定していくプロセスが重要であることが明らかになった。本研究では、がん患者とその家族が「最期の時を悔いなく過ごし、納得した最期を迎える」ために、考えておくべき必要な要因と、その要因の内容を構造的に明らかにすることを目的とした研究である。本研究では、7名のがん患者の遺族に対して、半構造的面接法によるインタビュー調査を実施した。7名の対象者は、癌種に偏りなどが生じない配慮と、配偶者あるいは親や子といった1親等以内の対象者を選定した。調査内容は、終末期や死後を振り返り、「良かったこと、満足できた事柄」、「悪かったこと、後悔している事柄」を自由に語ってもらった。そして、収集したデータを、グラウンデッド・セオリー・アプローチの手法に基づき分析を行った。研究の結果、“社会的要因を加味した医療の選択・決定"、“本人の望むことを行うこと"、“患者が家族に想いや考えを残す"をコアカテゴリーとした3つの現象を明らかにすることができた。この3つの現象は、最期の時を悔いなく過ごし、納得した最期を迎えるために考えておく、「終末期における医療の決定」、「納得した最期を迎える生き方」、「残される家族のための準備」を示した構造であった。終末期そして死後の状況は個別性が高い事象であるが、本研究を通して、納得した最期を迎えるための要因とその構造を、一定の共通性をもって明らかにすることができたことは本研究の重要な成果である。多死社会を迎える日本の現状を鑑みると、本研究の意義は大きいと考えられる。交付申請書通り、1年目に実施する研究である質的調査(インタビュー調査)を実施し、がん患者の遺族に対して、終末期そして死後を振り返り「良かったこと・満足できた事柄」、「悪かったこと・後悔している事柄」の側面について構造的にその項目と内容を明らかにすることができた。また、研究結果を論文化し、現在、投稿中である。また、学会においても抄録登録中であり、発表の準備を実施している。現在、その研究結果を根拠とした、量的調査の調査票の作成を実施している。

満足度の高い群の特徴としては、患者(故人)と家族(遺族)の間に終末期医療に関する意見の一致があった107名(73.8%)とする回答との間に有意差が見られた(P<0.01)。終末期の生活の満足度は、家族(遺族)においては「そう思う」、「ややそう思う」を合わせた、「満足」群で43.6%であった。その中でも満足いく最期を迎えた特徴としては、一緒の時間を持てた(P<0.01)、人生について振り返ることが出来た(P<0.01)との間に有意差がみられた。罹患前の関係性が、「満足」に及ぼす有意差はなく、闘病生活の中で患者と家族が向き合い、語り合い、自己決定していくプロセスが重要であることが明らかになった。2年目においては、量的調査(アンケート調査)にて、最期の時を悔いなく過ごし、納得した最期を迎えるための要因を、質的調査で明らかにした内容に基づき、統計的に割合や相関を明らかにすること、また、その調査結果に基づき資料化を実施していく。量的調査は、4月から12月、1月からは資料作成を行うスケジュールを検討している。また、その間に、質的調査に論文の査読結果に対する対応、また量的調査においても、結果が明らかになり次第、結果を論文にし、投稿をしていく予定である。
《マハーヴァストゥ》新校訂本作成──大乗仏教の源を求めて

研究代表者と外国人特別研究員Marciniak博士は、《マハーヴァストゥ》の最古の梵語写本である貝葉本Sa(12,13世紀)と最古の紙写本Na(1657年)の読みに基づいて、批判的校訂本を作成し始めた。難解な箇所を、二人ほぼ毎日一時間半ずつ、検討している。それ以外に、2018年10月から2019年3月まで、研究代表者がMarciniak博士担当分の第三巻全編を添削し、2019年3月に第三巻(全635頁)を出版することができた。博士は第二巻の執筆に取りかかっている。研究代表者の担当する第一巻は、まだ三分の一程度しか進んでいない。代表者は、《マハーヴァストゥ》に見られる特異な文法的現象と難解な語彙を集めている。出版した第三巻の部分はすでに整理し終えた。最終的には、『《マハーヴァストゥ》仏教梵語文法及び辞典』として出版する予定である。2018年度末、『国際仏教学高等研究所年報』第22号に、本研究の成果にもとづく論文を、代表者とMarciniak博士の共著で英語論文二本を発表した。Marciniak博士はこれ以外にさらに一本発表した。いずれも新しい方法論と発見に基づく論文である。《マハーヴァストゥ》新校訂本第三巻と上記『年報』掲載論文はいずれも創価大学・国際仏教学高等研究所のホームページ上で閲覧・ダウンロードが可能である。http://iriab.soka.ac.jp/publication/代表者は、2019年2月から5月に、カリフォルニア大学バークレー校に客員教授として招聘され、大学院でできたばかりの《マハーヴァストゥ》第三巻の一部を講読した。当初の予定通り、2019年3月に《マハーヴァストゥ》の批判的校訂本第三巻(全635頁)を出版することができた。また、代表者とMarciniak博士で、本プロジェクトに関する英語論文を都合三本出版することが出来た。今後も引き続き、研究代表者は第一巻の校訂作業を進め、外国人特別研究員Marciniak博士は第二巻の校訂作業を進める。代表者は、《マハーヴァストゥ》見られる特異な文法的現象と難解な語彙を集めて、計画している『《マハーヴァストゥ》仏教梵語文法及び辞典』の材料とする。Marciniak博士はネパールでの写本調査を計画している。
医用フラッシュX線装置の基礎研究

昭和6062年度文部省科学研究費補助金と当物理学教室の教室研究費をもとに研究計画記載の各種設備品,消耗品を購入し,ほぼ予定通りに計画を遂行した.以下に研究経過を列記する.1.(ア)低エネルギー高出力型(100KV以下),(イ)高エネルギー高出力型(120KV以下), (ウ)ポータブル型の単発型フラッシュX線装置3台を試作した.これらの装置はX線強度,スペクトルおよび実効焦点径の調整機能を有し,アは軟組織の撮影に有用で,イは頭腹部の高出力撮影に適している.ウでは市販の安価なパルスコンデンサを用いて可搬な高電圧パルサーを試作した.2.ポータブル型装置のパルサーを3台試作し,これと開発した高電圧大電力ガス整流管を組合わせることにより,可変エネルギー三連続照射フラッシュX線装置を試作した.単一管を用いた場合には3台のパルサーをガス整流管に接続し,これとリモートフラッシュX線管(試作したもの)を接続した.多重管(3台)型装置の場合にはパルサーと管を直接接続する.この装置ではX線パルスの時間間隔が可変であると同時にフォトンエネルギーも可変であるため,ストロボ撮影,エネルギーサブトラクション画像の作成等に非常に有用と思われる.3.高速撮影用のタイミングスイッチとして(ア)直接スイッチング方式,(イ)レーザースイッチング方式の2タイプの高時間分解能(0.1μs以下)ディレイスイッチを試作した.これにより単発型装置を用いてストロボ画像と同等のものを得ることができた.4.上述の試作したフラッシュX線装置5台とCR等を用いることにより,人体の各部位の鮮明な撮影はもとより,エネルギーサブトラクション像,ストロボ像,連続遅延像,多方向同時撮影像等を得ることができ,連続三次元画像解析もできるようになった.昭和6062年度文部省科学研究費補助金と当物理学教室の教室研究費をもとに研究計画記載の各種設備品,消耗品を購入し,ほぼ予定通りに計画を遂行した.以下に研究経過を列記する.1.(ア)低エネルギー高出力型(100KV以下),(イ)高エネルギー高出力型(120KV以下), (ウ)ポータブル型の単発型フラッシュX線装置3台を試作した.これらの装置はX線強度,スペクトルおよび実効焦点径の調整機能を有し,アは軟組織の撮影に有用で,イは頭腹部の高出力撮影に適している.ウでは市販の安価なパルスコンデンサを用いて可搬な高電圧パルサーを試作した.2.ポータブル型装置のパルサーを3台試作し,これと開発した高電圧大電力ガス整流管を組合わせることにより,可変エネルギー三連続照射フラッシュX線装置を試作した.単一管を用いた場合には3台のパルサーをガス整流管に接続し,これとリモートフラッシュX線管(試作したもの)を接続した.多重管(3台)型装置の場合にはパルサーと管を直接接続する.この装置ではX線パルスの時間間隔が可変であると同時にフォトンエネルギーも可変であるため,ストロボ撮影,エネルギーサブトラクション画像の作成等に非常に有用と思われる.3.高速撮影用のタイミングスイッチとして(ア)直接スイッチング方式,(イ)レーザースイッチング方式の2タイプの高時間分解能(0.1μs以下)ディレイスイッチを試作した.これにより単発型装置を用いてストロボ画像と同等のものを得ることができた.4.上述の試作したフラッシュX線装置5台とCR等を用いることにより,人体の各部位の鮮明な撮影はもとより,エネルギーサブトラクション像,ストロボ像,連続遅延像,多方向同時撮影像等を得ることができ,連続三次元画像解析もできるようになった.昭和61年度文部省科学研究費補助金と当物理学教室の教室研究費をもとに研究計画記載の各種設備品、消耗品を購入し、ほぼ予定通りに計画を遂行した。以下に研究経過を列記する。1.特注の高電圧同軸ケーブル8本を並列に接続した低インピーダンス放電回路を有する単発型超高出力フラッシュX線装置を試作した。出力は最大で200mR at 1m/pulse、実効焦点径は0.23.0mm、スペクトル分布が調整でき、フラッシュX線管は電動大型管球支持器により上下、回転される。2.最高出力電圧(50200KV)の小型エネルギーパルサー3台をS【F_6】ガスを用いた高電圧大電力ガス整流管に接続し、単一のフラッシュX線管と結合した。これにより最小繰返し時間が100μs程度で、フォトンエネルギーが可変(タイムインターバルも可変)なフラッシュX線の3連続照射に成功した。3.上述の連続照射型フラッシュX線装置に付属する小型高エネルギーのパルサーと試作した2タイプの小型高出力フラッシュX線管を接続した場合の電気的特性(管電流、X線出力波形)とX線撮影のための諸特性(X線出力、線質、実効焦点)を解析した。4.直接方式とレーザー方式との2タイプのディレイスイッチと時間分解能1μs以下の光駆動型インパルススイッチングシステムの試作によりストロボX線画像と同等のDelayed Radiographを得た。これにより規則的な運動をする物体の力学的画像解折を試みた。5.コンデンサー充電電圧およびフラッシュX線管の陽陰極インピーダンスの調整と、フラッシュX線の電極構造を変化させることにより、フラッシュX線スペクトル分布のエネルギー巾を調整することにある程度成功した。
水溶性ポルフィリン亜鉛錯体によるペプチド類のキラル認識に関する研究

アミノ酸やペプチド類のレセプターとして機能する光学活性な水溶性ポルフィリン亜鉛錯体をデザインし、ラセミ体として合成した。この錯体をHPLCキラルカラムによってエナンチオマーへと分割した。塩基性水溶液中で、各エナンチオマーとキラルなアミノ酸、ジペプチド、トリペプチド類との会合定数Kを可視吸収スペクトル変化によって求めた。このポルフィリン錯体は、C_2対称性をもち、中心亜鉛イオン近傍に四級アンモニウム基および疎水性側鎖としてフェニル基またはt-ブチル基をもつ。これらの錯体はいずれも、二種のエナンチオマーでキラルなアミノ酸およびジペプチド(いずれもこの条件下ではアニオン)に対し、Kが最大35倍異なることを示し、明らかなキラル認識能をもつことが実証された。種々の測定結果から、これらのキラル認識能の発現は、(1)アミノ基と亜鉛イオンの配位結合、(2)カルボキシラト基とポルフィリンアンモニウム基とのクーロン力、(3)アミノ酸側鎖とポルフィリンのフェニルまたはt-ブチル基との間の立体障害、の三種の相互作用がいずれも有効に協同的に作用した結果であると結論づけられた。次に、アミノ酸およびジペプチドとの会合についての熱力学的データを算出し、この会合に対するΔH-ΔS補償効果について検討した。ここで得られた結果は、ポルフィリン錯体の有機溶媒中でのアミン類との会合とは大きく異なり、むしろ、水溶液中でのシクロデキストリンやクラウンエーテルのゲストとの会合に近く、本研究での会合には水和-脱水和が大きく関与していることが示唆された。一方、キラル認識に関しての補償効果では、エントロピーの寄与がきわめて小さく、水和-脱水和がこの認識にはほとんど関与していないことが示唆された。アミノ酸やペプチド類のレセプターとして機能する光学活性な水溶性ポルフィリン亜鉛錯体をラセミ体として合成した。また、Kの温度変化から、会合の際のエンタルピー変化およびエントロピー変化を算出した。このポルフィリン錯体は、C_2対称性をもち、中心亜鉛イオン近傍に四級アンモニウム基およびフェニル基を有する。そこで、アミノ酸陰イオンに対しては、(1)アミノ基と亜鉛イオンの配位結合、(2)カルボキシレート基とポルフィリンアンモニウム基とのクーロン力、(3)アミノ酸側鎖とポルフィリンフェニル側鎖との間の立体障害もしくは疎水的相互作用、の三種の相互作用が期待できる。測定結果は、二種のエナンチオマーでキラルなアミノ酸およびジペプチドとのKが1.23.3倍異なることを示し、このポルフィリン錯体はかなり大きなキラル認識能を持つことがわかった。このことは、上記三種の相互作用がいずれも有効に協同的に作用していることを示す。ここで、(3)の相互作用が立体障害(反発力)と疎水相互作用(引力)のいずれに相当するかは、エナンチオマーの絶対配匿がわかればよいが、未だ構造に関するデータは得られてはいない。しかし、以下の測定データから、立体障害がより可能性が高いことが推測できた。(1)親水の側鎖を持つアミノ酸類についてもキラル認識能が確認できた。(2)水-アルコールの混合溶媒中でも水中に近いキラル認識能が得られた。(3)疎水相互作用にみられるエントロピー誘導が本研究でのキラル認識では認められない。(4)エントロピー-エンタルピー補償関係から、キラル認識において脱溶媒和の影響が少ないことがわかった。

この錯体をHPLCキラルカラムによってエナンチオマーへと分割した。塩基性水溶液中で、各エナンチオマーとキラルなアミノ酸、ジペプチド、トリペプチド類との会合定数Kを可視吸収スペクトル変化によって求めた。このポルフィリン錯体は、C_2対称性をもち、中心亜鉛イオン近傍に四級アンモニウム基および疎水性側鎖としてフェニル基(ZnP)またはt-ブチル基(ZnB)を有する。前年度の研究はZnPに関するもので、二種のエナンチオマーでキラルなアミノ酸およびジペプチドとのKが1.23.3倍異なることを示した。今年度は、ZnPの低い溶解性の改良およびキラル認識発現の詳細の検討を目的として、ZnBを合成、分割した。その結果、キラルなアミノ酸およびジペプチドに対し、ZnBはZnPと同等、もしくはそれ以上のキラル認識能(2種のエナンチオマーに対するKの比で最大約5)を持つことがわかった。アミノ酸陰イオン類に対してのキラル認識能の発現には、(1)アミノ基と亜鉛イオンの配位結合、(2)カルボキシレート基とポルフィリンアンモニウム基とのクーロン力、(3)アミノ酸側鎖とポルフィリンフェニル側鎖との間の立体障害もしくは疎水的相互作用、の三種の相互作用がいずれも有効に協同的に作用した結果であると結論づけられる。ここで、(3)の相互作用が立体障害(反発力)と疎水相互作用(引力)のいずれに相当するかは、エナンチオマーの絶対配置が判明すればよい。現在、これらの絶対配置を決定するため、会合定数Kを基にして、会合体である2種のジアステレオマーに対するNMRの測定条件を検討中である。
遺伝子移入による藍色細菌の生物発光リズム:新しい生物時計の遺伝子クローニング

生物時計突然変異遺伝子のクローニングし生物時計の実体に迫るため、以下の解析を行なった。1)短周期変異体SP22の遺伝子クローニング昨年度までの研究で得られた多くの生物時計突然変異体の遺伝子をクローニングするため野生型ゲノムライブラリーによる遺伝的相補を試み、30000個の形質転換体から短周期変異体SP22の相補体の分離に成功した。相補遺伝子を大腸菌に回収し変異体に再導入することで、変異DNAがクローニングできたことを確認した(Science 1994)。変異遺伝子を同定するために、このDNAの配列を決定し、一連の部分欠損遺伝子の機能を調べ、SP22遺伝子の部位を概ね決定したことができた。現在この遺伝子の機能解析を行なっている。2)多くの突然変異遺伝子のクローニングSP22以外の多くの遺伝子についてもゲノムライブラリーによる遺伝的相補を試み、これまで13種類の変異体について遺伝的相補について成功した。これらの変異体は周期が大幅に変化したもの、リズムを喪失したものなどが含まれており、興味深い。すでに4つの変異体については相補遺伝子を大腸菌に回収し、変異体に再導入し、変異DNAがクローニングできたことを確認した。これらの変異遺伝子相互の関連について調査中である。独立した遺伝子であることが確認されればその解析を進める。3)無周期変異体の変異点の解析無周期の変異体には時計本体が機能しなくなったものと生物時計による制御系が損なわれたものが考えられる。そこで我々の開発したプロモータートラップ法(Gene&Development,submited)を無周期変異体に適用し、生物時計による遺伝子発現制御を網羅的に調査したところ、いくつの無周期変異体は生物時計本体が機能しなくなっていることを確認した。
乾癬をモデルとした疾患関連遺伝子クローニング系の開発

遺伝子発現の変化がすべての生命現象を決定していると言っても過言ではない。正常発生や分化、老化のみならず疾病病理についても同様である。そこでこの研究では皮膚疾患の一つである乾癬をモデルとし、遺伝子発現の変化を解析することにより、疾患関連遺伝子のクローニングを目標とする。解析に用いた方法は先頃Liangらにより発表されたdifferential dispray法を使った。材料は5例の乾癬患者、2例の慢性湿疹の診断のために行われた皮膚生検標本の一部からと、3例の母斑細胞母斑などの切除により得られた正常皮膚から抽出したRNAを使用した。primerはGenHunter社のT12MNprimer setとAP primer setAを使用しRT-PCRを32P存在下で行った。6%ポリアクリルアミドゲルに泳動し、FujiXARフィルムに露光、乾癬患者に共通して変化の見られるバンドから再度PCRを行い、シークエンスを行った。シークエンスデータをGenbankやEMBLのdatabaseで検索した。現在までのところdatabaseに登録されていない3つのフラグメントがクローニングされた。今後は他の皮膚炎症疾患のサンプルを増やし得られたものの乾癬特異性をより検証すること、cDNAを得ること、その構造解析、生物活性、乾癬病巣の中での発現分布等を解析する予定である。またこの方法の有用性が明らかになったことより、他疾患への適用も考慮したい。
バイオプロセスにおける分離精製の要素技術とその複合化に関する総合研究

バイオプロセスにおける分離精製の要素技術を視野に入れて検討した。対象とした要素技術は、細胞の破壊回収、水性二相系による粗分離操作、精密ろ過膜による分離、アフィンティクロマトグラフィー、ストレス応答を利用した分離、逆ミセル分離、電気泳動法等である。細胞の破壊回収操作では、培養段階における細胞内生産過程と生産物回収過程を複合させた効率的な生産プロセスの構築を目的として、自己破壊性細胞の開発を研究した。今後宿主-ファージ系での新規の溶菌酵素の発見が期待され、分離精製過程の短縮に結び付けられることがわかった。精密濾過膜を改質し、荷電、疎・水性、イオン交換能を持つ精密濾過膜による、目的酵素と共存物質の吸着・脱着特性と操作条件との関係を検討し、その分離・精製への膜クロマトグラフィーの適用と、他の分離要素との複合化について考察した。逆ミセルの分離の選択性を高めるために、バイオアフィニティ技術の逆ミセル抽出法への遵入、リン脂質を利用した生体適合性の高い逆ミセルの開発、タンパク質のリフォールティングへの応用など、複合化を目指した逆ミセルの新展開を行なった。循環式フリーフロー電気泳動装置を改良して、泳動質外部に資料リザーバーを設けて、処理量を任意に可変可能とし、さらに連続操作を可能にした。3成分のタンパク質の連続分離操作を実験および数学的モデルのシミュレーションより、印加電圧を高くし、循環流量を押さえると、高純度の製品がえられることを示した。その他の要素についても複合化を意識した開発、改良結果について検討し、最終報告書の形でまとめている。本年度は研究初年度であるので、要素技術の強化に重点をおいた。全体としては、平成8年9月6、7日に第1回全体会議、平成9年3月7日に第2回全体会議を開催した。第1回では、本研究の趣旨を徹底討議するとともに、神戸大学近藤昭彦教授に、バイオプロダクツの分離精製の際のリホールディングの問題について講演をいただいた。第2回では、平成8年度の個々の研究につて発表を行い、今後、モデル物質を統一して、個々の分離技術に適用するとともに、インテグレーションに向けて、データベースの作成について討議した。モデル物質としては、あまり特殊な物質を避ける意味で、アミレース(アマノ製薬)、プロテアーゼ(花王)、エリスロポエチン(キリンビール)等を候補に挙げ、試験品の提供を交渉することにした。以下、本年度の要素技術の成果の一部を示す。・等電点電気泳動法による二成分タンパク質の同時連続分離手法について、その方法をほぼ確立できた。・逆ミセルにアルキル化したシクロデキストリンを取り込ませることにより、界面にバイオアフィニティに基づく分子認識機能を付与し、アミラーゼの選択的抽出分離ができた。さらに、食品、医薬品用途の生理活性物質のために、安全性に基づく生体適合性を有する成分を利用した逆ミセルの形成ができた。・タンパク質のストレス条件下における自己組織的構造形成・複合化形成と水性二相系の自発的相分離を複合化することにより、高機能性バイオ分離・生産プロセスの設計に着手できた。・イオン交換クロマトグラフィーにおけるタンパク質の分離の設計指針を確立した。三成分タンパク質を連続的に分離可能な部分循環式電気泳動装置を構築してアルブミン、ヘモグビン、リボクレア-Aの分離に適用ると共に、シミュレーションモデルを構築して実験結果を定量的に説明した。さらに夾雑物を含む粗酵素ペプチダーゼRからの純酵素の単離に本法を適用した。大腸菌徳異的T4ファージが有する、2つの溶菌に関するタンパク質の遺伝子をクローニングし、それらを大腸菌内で発現することにより、自己溶菌性大腸菌を構築した。大腸菌内膜にトンネル様構造体を形成するtタンパク質を発現することにより、大腸菌は速やかに溶菌した。また、リゾチーム活性を有するeタンパク質を発現することにより、浸透圧ショック等の簡単な操作で大腸菌を溶菌することができた。

食品や医薬品用途の生理活性物を分離する場合、生体に無害な分離媒体を使用する必要がある。本研究では、リン脂質と脂肪酸エステルから成る生体適正の高い逆ミセル系を開発し、これを用いてタンパク質の抽出が行えることを示した。組み換え体などで生産される生理活性タンパク質を、その活性を失うことなく高純度に精製するために、分離対象タンパク質の一部を構成するペプチド部分に対する抗ペプチド抗体を作製し、その吸着特性を明らかにするとともに、抗原ペプチドで特異的に溶解する方法によって高活性の目的タンパク質が精製できることを示した。クロマトグラフィーの分子認識機構と分離機構について実験的に検討した。特に分子の大きさの認識機構(分子排除特性)と吸着特性との関係について興味ある知見を得た。また、流動層による吸着分離操作に関して混合特性と吸着特性を多くの吸着剤について実験的に調査した。バイオプロセスにおける分離精製の要素技術を視野に入れて検討した。対象とした要素技術は、細胞の破壊回収、水性二相系による粗分離操作、精密ろ過膜による分離、アフィンティクロマトグラフィー、ストレス応答を利用した分離、逆ミセル分離、電気泳動法等である。細胞の破壊回収操作では、培養段階における細胞内生産過程と生産物回収過程を複合させた効率的な生産プロセスの構築を目的として、自己破壊性細胞の開発を研究した。今後宿主-ファージ系での新規の溶菌酵素の発見が期待され、分離精製過程の短縮に結び付けられることがわかった。精密濾過膜を改質し、荷電、疎・水性、イオン交換能を持つ精密濾過膜による、目的酵素と共存物質の吸着・脱着特性と操作条件との関係を検討し、その分離・精製への膜クロマトグラフィーの適用と、他の分離要素との複合化について考察した。逆ミセルの分離の選択性を高めるために、バイオアフィニティ技術の逆ミセル抽出法への導入、リン脂質を利用した生体適合性の高い逆ミセルの開発、タンパク質のリフォールディングへの応用など、複合化を目指した逆ミセルの新展開を行なった。循環式フリーフロー電気泳動装置を改良して、泳動質外部に資料リザーバーを設けて、処理量を任意に可変可能とし、さらに連続操作を可能にした。3成分のタンパク質の連続分離操作を実験および数学的モデルのシミュレーションより、印加電圧を高くし、循環流量を押さえると、高純度の製品がえられることを示した。その他の要素についても複合化を意識した開発、改良結果について検討し、最終報告書の形でまとめている。
青年期の解離性自傷に対する訪問型心理教育プログラムの開発

本研究の目的は、1.解離性自傷を説明するための心理教育テキスト作り、2.作成したテキストを中学高校大学で実施すること、3.心理教育実践の効果検証、であった。初年度である2018年は、1について印刷費を用いて仮の心理教育テキストを作成し、2.について高校での試行実施まで達成した。1.については、中学高校における解離性自傷に関する文献レビューを行い、日本学校心理士会2018年度大会においてポスター発表を行った。また関連するテーマとしてひきこもりと自傷行為の関係性についても先行研究を概観し、学内講座の講演録にまとめた。さらに他の学会等において資料収集を行い、関連分野の専門家、学校現場の先生方から様々なご意見を頂いた。以上を踏まえ心理教育用テキストについては、自傷だけでなく、トラウマ、ピアヘルプ、セルフケアの概念まで含めたものになるよう構成した。対象は大学生などの青年期が主であるものの、高校生にもわかりやすい内容になるよう、イラストや図を多用した。また読み手への侵襲性の問題にも考慮するため、何度も校正を重ねた。2.については、ある女子高校において申請者自身が試行実施した。高校1年生16名には90分授業で行った。高校2年生は、45分授業を2回実施し、1回目11名、2回目24名であった。倫理的配慮として、体調不良を感じた際は退室を自由にしてよいことを授業冒頭で説明した。授業後に求めた自由記述形式の感想についても、今後の授業改善のための研究利用の趣旨、評価とは無関係で回答も任意であること等を文書と口頭で説明した。研究利用の同意がとれた授業感想のみを集約した結果、1.テキストについてはイラストが多いため、わかりやすく理解できる内容であること、2.解離に関する説明部分が難しく感じられること、3.冊子の綴じ方に工夫を施してほしいこと、以上の意見が提出された。心理教育テキストについてはいくつかの修正点はあるものの、ある程度の方向性を定めることができた。また、心理教育テキストを実際に高校生を対象に試行実施することができ、授業の感想から心理教育テキストや授業進行に関する様々な貴重な意見を得ることができた。2年目である2019年度は、1.高校生だけでなく大学生にも協力者を得て、さらに意見を募ること、2.高校生・大学生の意見を元に心理教育テキストの文面、授業内容の修正を行い、心理教育テキストとその実施要領を完成させること、3.実施効果の測定手法を選定し、効果検証の準備段階に入りたいと考えている。心理教育テキストの印刷費に関しては間接経費により支出することができたため。残額は、2018年度に試行実施した結果を受けてテキスト修正に関わる印刷費、現時点までのデータに関する国内学会発表費にあてる予定である。
紛争を伴った迷惑施設の創発的環境条件に関する実証的研究

1.迷惑施設周辺住民による施設の迷惑に関する住民意識分析迷惑施設の例としてゴミ焼却施設(3地区)、公営競馬場等施設(3地区)、パチンコ店(4地区)を設定し、施設周辺住民が施設に対しどのような迷惑意識を抱いているかについてアンケートから分析した。また、迷惑電話など迷惑情報についても3地区で分析した。その結果、公共性の高い都市施設に対する迷惑度は比較的低く、施設に関する情報公開度や密着度が高く、施設の利用度が高い場合、迷惑意識が軽減されること、自宅から施設までの距離感が迷惑意識に影響していることがわかった。2.ごみ処分場設置計画に関する住民意識分析ごみ処分場を研究対象とし、施設周辺住民に対して住民意識調査を行った。本調査の対象地区は、名古屋市が新規に設置計画中である管理型最終処分場であり、行政側と住民の合意形成が如何に形成されるかについて検討を行った。その結果、処分場周辺の住民に対する「特別な配慮」の必要性を容認する傾向が裏付けられた。さらに、「ゴミ減量のための家庭ゴミの有料化」に対して反対の割合が30%あり、施設から遠い地区ほど反対する割合が高いことが分かった。3.簡易データベース構築をめざした迷惑施設の紛争事例の収集と整理インターネット(http://www.daido-it.ac.jp/doboku/funa/funa.html)を介し一般市民が容易に検索閲覧できるデータベースの構築を目標にし、迷惑施設に関する紛争事例の収集、整理を行った。紛争事例の原典は、(1)新聞報道(朝日,中日,日経の3新聞から約1,000件)、(2)公害審査会係属事件(公害紛争白書から514件)、(3)裁判事件(判例タイムズから108件)であり、各事例について、発生年月,発生地域,施設種類,被害の種類,加害者,被害者,被害程度,訴訟理由,判決内容などの諸要因を変数とした。1.ゴミ処分場施設の紛争事例の収集と簡易データベースの作成迷惑施設の代表例としてゴミ処分場を取り上げた。当該施設が発生源となり、施設周辺住民など被害者から法的な対処を求められた紛争事例を、判例集(判例タイムズ),インターネットのホームページから収集した。各事例について、発生年月,発生地域,施設種類,公共性のランク,行為・現象・被害の種類,加害者,被害者,被害程度などの諸要因を整理し、判例としては47件,ホームページとしては51件の事例からなる簡易データベースを作成した。2.紛争を伴ったゴミ処分場施設における住民意識調査の実施施設周辺住民に対する迷惑行為・現象・被害が「環境の質」を著しく損なう危険性の高い特定施設として紛争事例の多いゴミ処分場をとりあげた。具体的には、名古屋市が現在新規計画中である管理型最終処分場(仮称「加福処分場」)を調査対象とし、施設周辺住民に対して以下の点に留意し住民意識調査を行った。1)施設周辺の住民が、施設周辺地域の「環境の質」に対して、どのような評価をしているかを把握する。その際、CVM(仮想市場法)を用い環境の質の貨幣換算を行う。2)紛争解決に向けた創発的環境条件の一つと考えられる住民の情報摂取度,行事参加度などに関する質問項目を設定する。なお、調査対象人数は各地区100人程度とし3地区で実施した。住民意識調査の結果より、施設周辺の住民に対して「特別な配慮」が"絶対に必要"(45%)、"あってもよい"(35%)という意見が得られた。また、処分場の環境に関する情報については、半数の住民が"月1回以上"の頻度で、"公報"などの印刷物で公表することを望んでいる。

さらに、「ゴミ減量のための家庭ゴミの有料化」に対して、"反対"の割合が3042%であり、施設から遠い地区ほど反対する割合が高いことが分かった。なお、家庭ゴミの有料化に対する年間の1人あたり支払い意志額は、150円3300円であった。1.迷惑施設周辺住民による施設の迷惑に関する住民意識分析迷惑施設の例としてゴミ焼却施設(3地区)、公営競馬場等施設(3地区)、パチンコ店(4地区)を設定し、施設周辺住民が施設に対しどのような迷惑意識を抱いているかについてアンケートから分析した。また、迷惑電話など迷惑情報についても3地区で分析した。その結果、公共性の高い都市施設に対する迷惑度は比較的低く、施設に関する情報公開度や密着度が高く、施設の利用度が高い場合、迷惑意識が軽減されること、自宅から施設までの距離感が迷惑意識に影響していることがわかった。2.ごみ処分場設置計画に関する住民意識分析ごみ処分場を研究対象とし、施設周辺住民に対して住民意識調査を行った。本調査の対象地区は、名古屋市が新規に設置計画中である管理型最終処分場であり、行政側と住民の合意形成が如何に形成されるかについて検討を行った。その結果、処分場周辺の住民に対する「特別な配慮」の必要性を容認する傾向が裏付けられた。さらに、「ゴミ減量のための家庭ゴミの有料化」に対して反対の割合が30%あり、施設から遠い地区ほど反対する割合が高いことが分かった。3.簡易データベース構築をめざした迷惑施設の紛争事例の収集と整理インターネット(http://www.daido-it.ac.jp/doboku/funa/funa.html)を介し一般市民が容易に検索閲覧できるデータベースの構築を目標にし、迷惑施設に関する紛争事例の収集、整理を行った。紛争事例の原典は、(1)新聞報道(朝日,中日,日経の3新聞から約1,000件)、(2)公害審査会係属事件(公害紛争白書から514件)、(3)裁判事件(判例タイムズから108件)であり、各事例について、発生年月,発生地域,施設種類,被害の種類,加害者,被害者,被害程度,訴訟理由,判決内容などの諸要因を変数とした。
光散乱特性を利用した生物粒子の同定に関する研究

生物粒子の同定に関して、均質で弾性散乱をする球形の浮遊微粒子を対象に光特性を利用した組成識別について基礎的な研究を行った。具体的には、浮遊微粒子の屈折率を指標とし、Mie散乱の理論に基づく散乱光強度の角度分布を利用した識別手法について、計測システムの開発を含めた検討を行った。平成4、5年に得られた知見をまとめると以下のようになる。1)散乱光強度の2方向同時計測による粒径と屈折率の識別の可能性について、Mie散乱の理論に基づく検討を行い、散乱光強度の検出角の組み合わせとして前方と側方を用いた場合に識別の可能性が高いことがわかった。2)浮遊微粒子の散乱光強度を2方向から同時に計測するCAPシステムを開発した。本システムによる前方散乱光強度との同時測定から、強度の弱い側方・後方の散乱光強度波形も明確に得ることが可能となった。3)CAPシステムの性能として、レーザー光の断面強度分布の影響と2方向の検出時間差を把握した。4)PSL粒子を用いた散乱光強度の角度依存性に関する理論値と実験値を比較し、CAPシステムおよび本識別手法の妥当性を検証した。浮遊微粒子の組成識別、さらには生物粒子の識別については、今回行った屈折率に関する検討だけでなく、物性の異なる粒子の散乱光強度波形の解析と新たな指標の抽出、検討が今後の課題となる。平成4年度は、本研究の推進にあたって必要となる浮遊微粒子の測定システムの開発を行った。システム開発にあたり、微粒子の光特性を利用した既存の計測方法および組成識別の指標となる粒子の光特性に関する検討を行い以下の知見を得た。1.実用・研究されている微粒子の粒径等を計測する代表的な方法のうち光特性を利用した方法についてまとめ、各計測法を本研究の目的とする観点から検討した。その結果、測定システム開発の参考となる計測法として散乱光強度法が抽出された。2.対象を具体的な生物粒子に限定するのではなく、一般的な物質でできた球形粒子とし、これを組成識別する方法の開発から進めることとした。第一段階の組成識別法として、物質の光特性である複素屈折率の違いを利用することを考えた。3.粒子の複素屈折率を測定、識別する手段としてMie散乱理論に基づいた散乱光強度の計測を行うことを考えた。対象粒子はMie散乱理論が適用される球形で弾性散乱をする粒子で、粒径や複素屈折率の範囲は生物粒子に近いものとした。散乱光強度は多方向から計測することとし、まず、2方向から計測する場合の方向の選択を数値計算シミュレーションにより検討した。その結果、前方と後方からの散乱光強度の同時計測が、複素屈折率による識別に適することが判明した。4.上記1.3.に基づき生物粒子を同定するシステムとしてC.A.P.システムを開発した。開発の基本方針は2方向から浮遊微粒子の散乱光強度を計測することとした。平成5年度には、C.A.P.システムを用い、散乱光強度の計測による組成識別に関する基礎的実験を行う。また、複素屈折率以外の光特性を取り入れた識別方法について検討する。平成5年度は、平成4年度に開発した浮遊微粒子の散乱光計測システム(CAPシステム)の性能の把握を目的として、PSL標準粒子を用いた測定実験を行った。また、実験値より屈折率の算定を行い、理論との対応から本識別手法の有効性について検討した。得られた知見は以下の通りである。1.CAPシステムにより、強度の小さい側方および後方の散乱光についても、強度の大きい前方散乱光と同時に測定を行うことで、ノイズと明確に分離することが可能となった。2.CAPシステムの性能として、レーザー光の断面強度分布の影響について検討し、散乱時間と散乱光強度の関係を把握した。本システムにおける平均的な散乱時間および散乱光強度のピーク値は、それぞれ最大値の0.7程度であった。また、2方向からの計測により得られた散乱光波形の検出時間差を求め、散乱時間と比較して非常に小さな値であったことから、散乱光強度の2方向同時計測が有効に行われていることを確認した。3.散乱光強度の確度依存性に関する理論値と実験値を比較し、CAPシステムおよび本識別手法の妥当性を検証した。

本研究では粒子の屈折率を指標とした組成識別について検討を行ったが、今後の課題として、種々の物質の粒子に対して測定実験を行い、散乱光強度波形の形状等に注目した組成識別の可能性を検討する必要がある。
術中神経位置探査技術の実用化に関する研究

本研究は脳外科手術中に傷をつけてはならない神経群の位置を知るために、次のようなシステムの構築を目標としている。先ず、術中患者の末梢神経を刺激し、発生する誘発電位を複数の対電極を備えたプローブで検出し、その多チャンネル波形情報からプローブと位置との相対関係を求める。更に、ニューロナビゲータから得られるプローブ位置情報を加味して神経位置を脳画像上に重畳表示する。上記システムを実現するにあたって、先ず重要なのは背景ノイズに比して微弱な誘発電位の波形をいかにして精度良く再現するかということであるが、この目的で通常行われる同期加算処理では潜時のゆらぎや少数回混入する突発性の過大ノイズが波形の信頼性を大幅に低下させるという問題があった。特に、手術環境下での誘発電位測定ではこれらの問題がより大きくなる。そこで、3年度は先ず誘発電位の同期加算にニューラルネットを用いる方式について基礎的検討を行った。用いたネットはKohonen形のFeature Mapで、サンプリングされた波形はネットワークにより特徴空間に写像され、特徴空間内で平均化操作を行った後に、その群の重心点を逆写像して時間波形を再現した。この方法によると潜時のゆらぎや過大ノイズの混入による波形歪が避けられることがわかった。さらに、用いる特徴空間層の形状としては、種々の潜時を持つ波形群を処理するためには、いままで用いられていた正方領域よりも長方形領域を用いた方が位相関係がより正確に表現できることがわかった。4年度は主として、多チャンネル電極から得られる波形群と神経との位置関係を求める演算にバックプロパゲーション形のニューラルネットを用いる方式について検討を行い、ヒト正中神経の走行位置を推定する基礎実験を行い、その有効性を確認した。先ず、術中患者の末梢神経を刺激し、発生する誘発電位を複数の対電極を備えたプロ-ブで検出し、その多チャンネル波形情報からプロ-ブと位置との相対関係を求める。更に、ニュ-ロナビゲ-タから得られるプロ-ブ位置情報を加味して神経位置を脳画像上に重畳表示する。このようなシステムを実現するにあたって、先ず重要なのは背景ノイズに比して微弱な誘発電位の波形をいかにして精度良く再現するかということであるがこの目的で通常行われる同期加算処理では潜時のゆらぎや少数回混入する突発性の過大ノイズが波形の信頼性を大幅に低下させるという問題があった。そこで、今年度は先ず誘発電位の同期加算にニュ-ラルネットを用いる方式について基礎的検討を行った。用いたネットはKohonen形のFeature Mapで、サンプリングされた波形はネットワ-クにより特徴空間に写像され、特徴空間内で平均化操作を行った後に、その群の重心点を逆写像して時間波形を再現した。次に、多チャンネル電極から得られる波形群と神経との位置関係を求める演算にバックプロパゲ-ション形のニュ-ラルネットを用いる方式についても水槽内の双極子電源位置を推定する基礎実験を行い、その有効性を確認した。

先ず、術中患者の末梢神経を刺激し、発生する誘発電位を複数の対電極を備えたプローブで検出し、その多チャンネル波形情報からプローブと位置との相対関係を求める。更に、ニューロナビゲータから得られるプローブ位置情報を加味して神経位置を脳画像上に重畳表示する。上記システムを実現するにあたって、先ず重要なのは背景ノイズに比淳て微弱な誘発電位の波形をいかにして精度良く再現するかということであるが、この目的で通常行われる同期加算処理では潜時のゆらぎや少数回混入する突発性の過大ノイズが波形の信頼性を大幅に低下させるという問題があった。特に、手術環境下での誘発電位測定ではこれらの問題がより大きくなる。そこで、3年度は先ず誘発電位の同期加算にニューラルネットを用いる方式について基礎的検討を行った。用いたネットはKohonen形のFeature Mapで、サンプリングされた波形はネットワークにより特徴空間に写像され、特徴空間内で平均化操作を行った後に、その群の重心点を逆写像して時間波形を再現した。この方法によると潜時のゆらぎや過大ノイズの混入による波形歪が避けられることがわかった。さらに、用いる特徴空間層の形状としては、種々の潜時を持つ波形群を処理するためには、いままで用いられていた正方領域よりも長方形領域を用いた方が位相関係がより正確に表現できることがわかった。4年度は主として、多チャンネル電極から得られる波形群と神経との位置関係を求める演算にバックプロパゲーション形のニューラルネットを用いる方式について検討を行い、ヒト正中神経の走行位置を推定する基礎実験を行い、その有効性を確認した。
CD28シグナル制御による免疫応答調節とその分子機構の解折

1.骨髄移植モデルにおける共刺激分子群の発現および機能調節(1)マウス骨髄移植における急性GVHD反応は、抗CD80と抗CD86抗体の併用投与により、致死効果を完全に抑制することができたが、リンパ球減少に代表される明らかな造血機能回復の遅延が認められた。(2)同様の所見がCD28欠損マウス脾細胞移入GVH反応でも認められ、抗体投与効果はCD80およびCD86のCD28への結合阻害による結果であることが確認できた。(3)GVHD反応の抑制効果が十分でなかった理由として、CD28シグナル以外のT細胞活性化制御分子の関与が考えられた。CD28欠損マウス脾細胞移入の系に抗CD154抗体を投与しCD40-CD40リガンド経路を阻害するとほぼ完全なGVHD反応の抑制が見られた。(4)CD28とリガンドを共有するCTLA-4の関与について検討した結果、CD28欠損マウスの系においても、GVHDマウスT細胞上にCTLA-4の発現が認められた。このCTLA-4の機能を阻害する目的で抗CTLA-4抗体を投与した結果、GVHD反応の悪化が観察された。T細胞活性化シグナルにはCD28経路に加え、CD28非依存性のCD40L-CD40経路も大きく関わっており、同時にCTLA-4による制御シグナルも関与していることが明らかになった。これらの正負のバランスはリガンドであるCD80およびCD86の発現量と発現時期によって調整されていると考えられた。2.CD80/CD86分子の機能(1)CD80とCD86分子間でのTh1およびTh2細胞分化活性化に与える機能差が論じられているが、寄生虫(Nippostrongylus brasiliensis)によって引き起されるTh2細胞依存性生体反応モデルを用いてCD80とCD86の機能について検討した。抗原特異的なTh2細胞とB細胞の相互反応において、CD80ではなくCD86が重要な役割を果たしており、この相互反応はTh2細胞活性化のプライミングのみならず、すでに抗原刺激を受けたB細胞とT細胞の再活性化反応においても必要とされることが示された。(2)高発現させたCD80およびCD86遺伝子導入細胞と抗CD3抗体刺激系でのin vitro実験から、CD86刺激はIL-4およびIL-10産生を促すが、CD80刺激ではTh2サイトカインに対する増強効果はほとんど認められないことが明らかになった。Th1サイトカイン産生に関してはCD80とCD86間で有意の能力差は認められなかった。Th2細胞の分化/活性化はCD86分子発現の影響を強く受ける可能性が示唆された。(1)CD80とCD86分子間でのTh1およびTh2細胞分化活性化に与える機能差が論じられているが、寄生虫(Nippostrongylus brasiliensis)によって引き起されるTh2細胞依存性生体反応モデルを用いてCD80とCD86の機能について検討した。