hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南極氷床コア高解像度大気組成分析に基づく退氷期における気候・海洋・氷床変動の解明

コアのデータとの比較により、ドームふじの気体封じ込めによる空気の年代分布が理論計算結果と整合的である上、フィルン浅部で形成される細かい構造ムラによる変動を見出した。完新世と退氷期のメタン濃度の詳細分析から、北半球の気候変動のタイミングや、古環境プロキシ間の年代比較に必須となるデータを得た。・O2/N2分析と年代高精度化。約6万年から16万年前にかけてのO2/N2を約500年の分解能で測定した、一部の深度について連続詳細分析を実施した。気泡がクラスレートに変化した直下の深度において細かい周期的変動が見られ、結晶方位の集中度との相関が見られたことから、フィルン浅部の水蒸気移動による変態過程または氷化深度以下における結晶成長に伴い気体が分別することが示唆された。・CO2と希ガスの復元。CO2についてはEPICAコアの年代をドームふじコアの年代を用いて修正することにより、モデル計算に必要な時系列データセットを作成した。希ガスについてはWAIS Divideコアの分析およびドームふじコアのデータの解析を進め、最終退氷期におけるクリプトンおよびキセノンの濃度変動を復元した。・数値モデル。気候モデルとオフラインで結合した氷床モデルによってターミネーション1、2、5の再現実験を実施した。その結果、ターミネーション5では夏期日射のみでは北半球大陸氷床の退氷にいたらず、CO2と軌道傾斜の役割が大きいことが示唆された。北半球高緯度の夏期日射の上昇が大きいターミネーション5では、CO2データの年代軸を数千年の幅で前後させても退氷期のタイミングに大きな変化がないことが分かった。南極ドームふじ氷床コアを解析し、氷期から間氷期へ移り変わる「退氷期」や、数千年周期の全球規模の気候変動に着目し、気候変動の周期性や大気組成の変遷、温室効果気体、年代決定のもととなる酸素/窒素比等の復元を実施した。特に、ドームふじ氷床コアの酸素同位体(気温の指標)とダストフラックス(南極上空に漂う固体微粒子の指標)を過去72万年間にわたって詳細に解析し、気候の不安定性が気候の平均状態に依存することを発見した。また、正確な年代における大気中二酸化炭素濃度を気候・氷床モデルに入力したところ、異なる退氷期における夏期日射量と地軸傾斜角、温室効果ガスの役割が異なっていたことを示唆する結果を得た。おおむね研究計画に沿って進捗している。氷床コア分析については技術開発が順調に進んだ。希ガスに関しては若干遅れがあるが、メタン連続解析の開発を優先し想定以上の進捗を得たため優先度を変更したためである。また、コア申請がこれからの部分もあるが、ドームふじコアの研究コミュニティ全体の解析計画と関連して検討を続けているためであり問題ではない。年代同期については特に大きな進展があり、深層氷床コア間の22万年前以降について1400点あまりの対比点を構築できたことは画期的である。ベリリウム10については炭素14との退氷期における対比に向けたデータ整備を順調に行った。ドームふじコアの年代計算手法についても十分な進展があった。数値モデルについても気候・氷床モデルとも順調に進捗し、特に、氷床形状やCO2濃度に対する気候応答の調査に進展があった。今後とも研究計画に沿って進めていく予定である。
強度変調放射線治療を利用した胸部食道癌の新規治療開発

本研究の目的は局所進行切除不能胸部食道癌に対し、強度変調放射線治療を用いて切除不能な食道癌原発巣と転移リンパ節へ放射線線量を増加させた化学放射線療法の放射線線量増加試験を行い、推奨放射線線量を決定すること、及び線量増加した化学放射線療法の有効性・安全性を探索評価することである。研究計画の通り患者登録は進捗し、前年度に患者登録は終了している。当初の研究計画に基づき、本年度は登録患者において化学放射線療法後の追跡調査を実施した。追跡調査中の患者において、医の倫理委員会に対し急送報告を要する有害事象など認めず、研究計画に沿い、問題なく追跡調査を完了した。追跡調査終了したため、有効性に関する指標(局所制御割合、生存割合)を算出した。また化学放射線療法開始後91日以降に発生した晩期有害事象についても情報を取得することができた。上記臨床情報に加え、当初の研究計画に従い、放射線線量を増加させた化学放射線療法をうけた患者の放射線治療計画情報・画像から放射線が照射された肺、心臓、食道、脊髄の線量体積ヒストグラムを作成し、リスク臓器の被曝線量、被曝体積を定量化した。線量体積ヒストグラムから得られた各臓器の被曝線量と急性期又は晩期有害事象発生頻度、その重篤度について検討を行った。本体研究である線量増加試験の結果の報告に合わせて、リスク臓器の線量体積ヒストグラムと有害事象の関係について、論文化、学会発表を予定している。研究計画書の予定に従い、本臨床研究の追跡調査が完了した。追跡調査完了後、速やかに論文作成を行うことができた。また国内及び国外での学会発表にむけ、演題応募も実施済みのため。本研究成果を論文化する。また胸部食道癌に対するIMRTの有用性を探索するための新たな研究計画を立案する。局所進行切除不能食道癌は難治癌である。標準治療は化学放射線療法だが80%の患者は放射線治療の照射野内に再発する。そのため放射線治療照射野内の局所制御向上が本疾患の治療成績改善に必須である。腫瘍に投与した放射線線量とその生物学的効果(腫瘍制御)には正の相関があり、標的病変(癌病巣)への放射線線量を増加させ、放射線治療照射野内の局所制御向上を図る試みが食道癌に実施されてきた。ただし現在の標準的照射方法を用いて標的病変へ線量増加を行うと、標的病変周囲の正常臓器にも高い線量が投与され、線量増加に伴う毒性増加は避けられない。ただし強度変調放射線治療という新しい照射技術を利用することで、安全に線量増加できることが臨床前研究で報告されている。強度変調放射線治療を利用した化学放射線療法を行い、至適放射線線量を決定し、有効性・安全性を評価することが本研究の目的である。研究計画に基づき、患者登録、試験治療を実施した。具体的には適格基準(局所進行切除不能食道癌、Performance status 0-1、20-75才)を満たす試験参加同意患者に対し、試験治療[強度変調放射線治療を利用した化学放射線療法1回2.2-2.3 Gy計66-69 Gy,シスプラチン70 mg/m2 (days 1,29), 5-FU 700 mg/m2 (days 1-4,29-32)]を実施し、試験治療開始後90日以内の用量規定毒性発生数を測定した(本研究の用量規定毒性は『食道炎Grade 3、放射線肺臓炎Grade 2、伝導障害/心嚢液貯留/心膜炎/急性冠動脈症候群Grade 2、放射線治療が60日以内に終了できない場合』と定めた)。放射線線量の増加方法は第I相臨床試験で採用される3+3デザインを利用し、本対象に強度変調放射線治療を利用した化学放射線療法の最大耐容線量を推定、推奨放射線線量を決定した。平成30年度研究計画目標(2項目)を達成したため1本研究への参加に同意した患者へ試験治療を実施し、各線量レベルにおける用量規定毒性発生数を測定すること、及び2上記で測定した用量規定毒性発生数に基づき、推奨放射線線量を決定すること本研究の目的は局所進行切除不能胸部食道癌に対し、強度変調放射線治療を用いて切除不能な食道癌原発巣と転移リンパ節へ放射線線量を増加させた化学放射線療法の放射線線量増加試験を行い、推奨放射線線量を決定すること、及び線量増加した化学放射線療法の有効性・安全性を探索評価することである。

追跡調査完了後、速やかに論文作成を行うことができた。また国内及び国外での学会発表にむけ、演題応募も実施済みのため。研究計画の予定通り本研究登録患者の経過観察を実施する。本研究成果を論文化する。また胸部食道癌に対するIMRTの有用性を探索するための新たな研究計画を立案する。本研究に関連した論文作成には本年度取りかかれず、本研究計画に関する英文校正費を私用しなかったため。翌年度に英文校正費として利用予定である。患者登録は完了したが追跡調査中のため、研究データを学会発表、論文発表できなかったため、次年度使用額として計上した
認知機能の発現メカニズムの解析

大脳皮質の運動前野および頭頂連合野が運動性機能、注意機能及びその他の認知機能にどのように関わっているかを明らかにする目的で、無麻酔のサルに種々の運動課題(単純な自発性運動、比較的複雑な自発性運動、CNV課題および時間測定課題)を行わせて、或いは課題(複雑な自発性パターン運動、色の弁別を伴うgo/no-go課題および空間位置の弁別を伴うgo/no-go課題)の学習過程中に運動前野および頭頂連合野を含む多くの大脳皮質領野のフイールド電位を慢性埋め込み電極を用いて記録し、行動学的知見と共に解析した。これらの研究から、運動野、体性感覚野、頭頂連合野においてはすべての自発性運動に約1.0s先行する表面-陰性、深部-陽性の運動準備電位が記録された。同様の準備電位は運動前野からも記録されたが、複雑なパターン運動の方が単純な運動の場合に比べ著明であった。CNV課題および時間測定課題においては、表面-陰性、深部-陽性のCNV様電位が前頭前野、運動前野、運動野、体性感覚野のみならず頭頂連合野からも記録された。さらに色の弁別或いは空間位置の弁別を伴うgo/no-go課題の何れでも、運動抑止の判断・決定と運動抑制に関わるno-go電位が前頭前野の主溝背側皮質から記録されることが判明した。一方頭頂連合野にそのようなno-go電位の出現はみられなかった。さらに心拍数或いは瞳孔面積の測定なども行って上記のフイールド電位および行動学的知見との関連について検討したが特記すべき所見は得られなかった。我々を取り巻く外界の認識に限定して`認知機能'と命名する考え方もあるが、一方知覚、情動、行動制御など脳の関与によって発現されるすべての脳活動を`認知機能'と考える見方もある。我々は`認知機能'を広義に解釈して、運動前野及び頭頂連合野が運動性機能、注意機能及びその他の認知機能にどのように関わっているかを明らかにする目的で、サルの運動前野及び頭頂連合野を含む多くの大脳皮質領野にそれぞれ、大脳皮質表面と大脳皮質表面から2.0-3.0mm深部に麻酔下で慢性電極を設置し、覚醒時のサルに種々の運動課題を行わせてその際の大脳皮質フィールド電位を慢性電極により記録し、分析すると同時に、位置決め用視覚装置を用いて瞳孔面積、さらには現有のヒト用心拍数計測器などを工夫して用いることによりサルの心拍数を計測して、関心など注意機能につき分析する予定である。運動課題としては、従来我々が用いてきた手によるレバー上げ運動の他に手の1指だけを用いる単純な運動(1)、上肢、頚部及び躯幹の全部を用いる複雑なパターン運動(2)、開口運動(3)をサルに行わせるため、現在開発中である。瞳孔面積および心拍数の計測方法についても現在開発中である。これらの開発と平行して、反応運動として手によるレバー上げ運動を用いて、CNV課題(予告刺激から1秒後に与えられる命令刺激に対して反応)及び時間測定(1-1.5秒)課題をサルに行わせて記録し、分析したところ、従来報告してきた前頭前野、運動前野、運動野、体性感覚野のみならず頭頂連合野にも著明な表面陰性-深部陽性のCNV様電位の出現することが明らかになった。本年は運動前野及び頭頂連合野が運動性機能、注意機能及びその他の認知機能にどのように関わっているかを明らかにする目的で、サルの運動前野及び頭頂連合野を含む多くの大脳皮質領野にそれぞれ、大脳皮質表面と大脳皮質表面から2.0-3.0mm深部に麻酔下で慢性電極を設置し、覚醒時のサルに種々の運動課題を行わせてその際の大脳皮質フイールド電位を慢性電極により記録し、分析した。

一方関心など注意機能の生理的指標として有用と考えられる心拍数を計測した。運動課題としては、手によるレバー上げ運動の他に、以下のような種々の運動をサルに行わせることに成功した。単純な運動(1)としては手或いは足の1指だけを伸展する運動、比較的複雑な運動(2)としては開口運動、或いは頸部或いは躯幹の回旋運動、さらに複雑なパターン運動(3)としては頸部と躯幹を同時に片側へ回旋する運動である。これらの運動課題をサルに自発性に行わせたところ単純な運動(1)及び比較的複雑な運動(2)に際し運動野、体性感覚野および頭頂連合野において運動に約1.0s先行する大脳皮質の表面陰性-深部陽性の電位が記録されたが、運動前野では余り明確ではなかった。しかし複雑なパターン運動(3)では運動野、体性感覚野および頭頂連合野のみならず運動前野においても表面陰性-深部陽性の運動開始に先行する緩電位が記録された。前年度の研究成果報告書で既に述べたように、サルの運動前野及び頭頂連合野を含む多くの大脳皮質領野にそれぞれ、大脳皮質表面と大脳皮質表面から2.0-3.0mm深部に麻酔下で慢性電極を設置し、覚醒時のサルに種々の自発性運動((1)1手指或いは足指だけを伸展する相当単純な運動、(2)手によるレバー上げ運動、開口運動、或いは頸部或いは躯幹の回旋運動など比較的複雑な運動、(3)頸部と躯幹の片側への同時回旋のような複雑なパターン運動)を行わせて大脳皮質フィールド電位を記録し、分析したところ、運動に約1.0s先行する大脳皮質の表面陰性-深部陽性の運動準備電位が運動前野、運動野、体性感覚野のみならず頭頂連合野においても出現することが明らかになった。以前本研究代表者は頭頂連合野に運動準備電位は出現しないと報告してきたので、本年度は頭頂連合野における準備電位につき詳細に検討した。その結果準備電位は主として、(1)頭頂間溝の前壁と後壁に出現し、(2)運動する手或いは足と対側の頭頂連合野に出現することが判明した。さらに色の弁別を伴う、或いは空間位置の弁別を伴う2種類のgo/no-go課題をサルが学習する過程中、大脳皮質フイ-ルド電位を記録し、分析した。色の弁別を伴うgo/no-go課題の際、運動抑止の判断・決定とその後の運動抑制に関わる表面陰性-深部陽性のno-go電位が主溝背側皮質から記録されることを本研究代表者は既に報告しているが、本研究から、位置の弁別を伴うgo/no-go課題においても同皮質から同様のno-go電位の記録されることが明らかになった。一方そのようなno-go電位を頭頂連合野からは記録出来なかった。
歯牙交換期の乳歯・永久歯歯胚神経の神経支配の再構成について

本研究では,歯牙交換期における歯髄神経支配の変化を明らかにすることを目的とし,交換期に抜歯されたヒト乳歯を用いてその歯根吸収と歯髄内の神経線維の状態の変化との関係を免疫染色の手法と3次元立体構築法を用いて解明した。1)交換期に抜歯されたヒト乳歯を用いてその歯根吸収と歯髄内の神経線維数の変化で固定し,EDTA脱灰液中で脱灰し,パラフィン包理を行なった。連続切片を作成し,ニューロフィラメントプロテインのABCキットを用いた免疫染色を行ない3次元的な再構築による分布状態を検証した結果以下のような知見を得た。根部歯髄においては歯髄内を上行する血管に沿って太い神経線維が存在していた。また、血管周囲以外にも細い神経線維が上行しており、これは分枝しながら歯根部の象牙芽細胞層に達していた。冠部歯髄においては、不規則に分枝した神経線維が密に分布していた。最も分布密度が高かったのは象牙芽細胞層直下で、Raschkowの神経叢を形成していた。Raschkowの神経叢から象牙質方向へ伸びる神経線維は象牙芽細胞層を越えて、象牙前質まで侵入しているものも多数存在し、一部には象牙質内までの侵入をうかがわせるものも観察された。2)神経線維分布の分布と歯根吸収との関係の検討本研究に供した抜去歯牙はいずれも根吸収初期のものであり、HE染色による観察において歯根の外部からの吸収が認められた部位は2次象牙質の厚い形成が認められ、同部の周囲には神経線維叢の形成は認められなかった。
等化器を使わずに送信信号系列を直接推定するブラインド通信方式の研究

この研究では、通信方式に於いて、トレーニング信号を使わずに、送信信号のみから伝送路伝達関数の推定を行うブラインド推定方式に関する研究を行った。平成15年度では加算雑音が存在しないと仮定して、ブラインド推定や同定可能条件を検討した。平成16年度では、OFDM通信を想定してシミュレーション等によってブラインド推定の動作を確認し、従来の方法との性能を比較した。雑音レベルや送信サンプル数などをパラメータとして、送信された信号と推定値との平均2乗誤差の変化の様子を図示し、推定に要する計算量などについても評価を行った。そこで得られた成果をまとめ、IEEE Transaction on Signal Processingへ論文として投稿し、掲載されることが決まった。通常の通信方式では、まずトレーニング信号などを使って伝送路伝達関数の推定を行い、その推定に基づいた等価器を使って伝送路による歪みを補正し、送信された信号を推定する。最近、トレーニング信号を使わずに、送信信号のみから伝送路伝達関数の推定を行うブラインド等化方式の研究が盛んになってきた。この研究では、等化器の処理を省き、送信信号を直接推定する効率的なブラインド通信方式を提供することを目的としている。平成15年度では以下のような事柄を主に行った。(a)ブラインド推定の理論的根拠を明確に示し、さらにその推定が効率的に行われるようなアルゴリズムを提案した。(b)伝送路に加算雑音がないと仮定して、提案するブラインド推定の方法で解が得られるとき、通信システムは同定可能であると呼ぶことにする。どのような送信信号や伝達関数のときに、同定が可能なのかの条件を求めた。言い換えれば、どのような送信信号や伝達関数のときには同定できないのかを求めた。このような同定可能条件を解析し、また他の推定法に於ける同定可能条件との比較検討も行った。(c)ブラインド推定にはすでに多くの手法が提案されていて、それに関連する文献も非常に多く発表されている。それらのサーベイを行い、今回提案する方法の位置づけを明確にした。さらに、計算効率の比較も行った。また、ここで提案する手法が未だ発表されていないことを確認した。平成15年度では加算雑音が存在しないと仮定して、ブラインド推定や同定可能条件を検討していたが、平成16年度では加算雑音がある場合を想定して、以下の事柄を主に行った。1.実際の伝送路では、通常、加算雑音が存在する。そのような場合のブラインド推定問題に対する解決策を提案した。2.伝送路に雑音を付加した具体的なOFDM通信を想定してシミュレーション等によってブラインド推定の動作を確認し、従来の方法との性能を比較した。3.得られた成果をまとめ、IEEE Transaction on Signal Processingへ論文として投稿した。
ユネスコの図書館・情報政策の研究:アジア太平洋地域の発展途上国の観点から

前年度の研究に引き続き,ユネスコの図書館・情報政策における発展途上国の位置づけを明らかにするために,ユネスコ創設期から第10回総会(1958年)までの間の基本文書の分析と考察を行った.その結果,図書館開発プログラムと科学技術情報開発プログラムを比較した場合,図書館開発プログラムは,プロジェクトを一つのデモンストレーションと見なして.その波及効果を期待するアプローチが取られているが.科学技術情報開発プログラムは.プロジェクトそのもののもたらす成果が強調されているというように,アプローチに違いがあることが明らかになった.また.発展途上国の社会開発と図書館情報政策との関連については.図書館開発プロジェクトが発展途上国の社会開発に与える影響を評価する方法について,アジア太平洋地域の発展途上国における農村開発プロジェクトにおいて検討あるいは採用された手法についてのレビューを行い.図書館開発領域での適応可能性について検討した.その結果,いくつかの手法の適応可能性があること,また.これらの評価の反省点を踏まえ.図書館開発の評価のための指標の策定については,さらに慎重な検討が必要であることが明らかになった.ユネスコの図書館・情報政策,プログラムにおけるに発展途上国の位置づけを明らかにするために,ユネスコ創設期から第10回総会(1958年)までの間の基本文書の分析を行った.その結果,1.公共図書館開発にかかわるプログラムと学術情報・ドキュメンテーション開発にかかわるプログラムは,ユネスコ創設準備会議の段階から分けられていたこと,2.公共図書館開発に関わるプログラムにおいては,初期から発展途上国支援が打ち出されたが,学術情報・ドキュメンテーション開発に関わるプログラムにおいては,初期には発展途上国支援について全く考慮されていないこと,3.学術情報・ドキュメンテーション開発に関わるプログラムと発展途上国とのつながりが生じたきっかけは,「経済発展のための技術支援」プログラムが国連システム全体の活動として創設され,それに対して国連専門機関であるユネスコがこの領域での支援の可能性を表明したこと,4.学術情報・ドキュメンテーション開発の領域では,科学技術情報ドキュメンテーションがその最初の焦点となったが,それにはフランスの影響が大きく,当時のフランス国立科学ドキュメンテーションセンターを範とした国立科学ドキュメンテーションセンターの建設が発展途上国において進められたこと,5.ユネスコの通常のプログラムの中に科学技術情報・ドキュメンテーション分野での発展途上国支援が打ち出されたのは1958年であるが,これは同年米国で開催された「科学情報に関する世界会議」とかなり密接な関連がある可能性があることが明らかになった.前年度の研究に引き続き,ユネスコの図書館・情報政策における発展途上国の位置づけを明らかにするために,ユネスコ創設期から第10回総会(1958年)までの間の基本文書の分析と考察を行った.その結果,図書館開発プログラムと科学技術情報開発プログラムを比較した場合,図書館開発プログラムは,プロジェクトを一つのデモンストレーションと見なして.その波及効果を期待するアプローチが取られているが.科学技術情報開発プログラムは.プロジェクトそのもののもたらす成果が強調されているというように,アプローチに違いがあることが明らかになった.また.発展途上国の社会開発と図書館情報政策との関連については.図書館開発プロジェクトが発展途上国の社会開発に与える影響を評価する方法について,アジア太平洋地域の発展途上国における農村開発プロジェクトにおいて検討あるいは採用された手法についてのレビューを行い.図書館開発領域での適応可能性について検討した.その結果,いくつかの手法の適応可能性があること,また.これらの評価の反省点を踏まえ.図書館開発の評価のための指標の策定については,さらに慎重な検討が必要であることが明らかになった.
レーザー励起テラヘルツ波の高度応用

本研究の目的は、研究代表者らが開発してきた新しいテラヘルツ分光やイメージングの手法を、高度な物性測定や新しい材料、バイオ関連試料の測定に応用し、広範な応用の基礎を築くことにある。以下の成果が得られた。1.テラヘルツ光源の開発に関しては、InAs表面からのテラヘルツ波放射について、MgO半球レンズを表面に装着することにより約50倍の強度増強を得た。また、磁場下でのn型InAsからの放射では、磁場の印加とともに5T付近では波形の極性が反転することを見出した。このことから、磁気プラズマモードの結晶外部への変換が放射過程に重要であることがわかった。2.温度が5300K、磁場が±10Tで可変な磁気光学効果測定システムを構築し、GaAs量子井戸のサイクロトロン共鳴や、InAsおよびSiドープGaAsの磁気光学効果などの測定を行った。また、テラヘルツ時間領域分光法を初めて電子スピン共鳴に適用した。3.2次元誘電体球配列フォトニック結晶について、そのバンド構造が誘電率が減少するに従い、球に閉じ込められたモードの球間でのホッピング的な描像から誘電体スラブの導波モード的な描像へと変化することを明らかにした。また、様々な2次元金属開口配列構造を作製し、多彩な透過特性を観測するとともに、その物理機構を明らかにした。4.アミノ酸、ペプチド、タンパク質などのスペクトルを測定し、それぞれのスペクトルの特徴を明らかにした。特に、テラヘルツスペクトルから、タンパク質のダイナミクスに関する情報が得られることを示した。5.汎用のCWマルチモードレーザーダイオードを用いた簡易型テラヘルツ分光システムの性能向上を実現した。本研究では、主として超短パルスレーザー励起によるテラヘルツ波の発生とその多様な応用の研究を進めることにしている。本年度は、1.テラヘルツ波光源の開発、2.磁気光学効果測定システムの構築と物性測定への応用、3.フォトニック結晶への応用、及び、4.CWマルチモードレーザーダイオードを用いた超安価・コンパクトシステムの開発をテーマとして研究を行なった。1.については、InAs表面からのテラヘルツ波放射効率の増大を目指してMgOレンズを付加し、照射位置と角度の最適化を行い、実験結果を計算と比較した。約50倍の強度増大が得られたがこの結果は計算と一致した。(Appl.Phys.Lett.に投稿中)2.については、10テスラまでの磁場印加が可能な液体ヘリウムレス超伝導マグネット(別途予算)と200cm^<-1>まで測定可能な中赤外分光器(本予算)を導入し整備を行なうとともに、磁気光学効果測定システムの設計を行なった。また、ドープされたシリコンのテラヘルツ磁気光学効果の実験をフランクフルト大学のグループと共同で行なった。3.については、当初計画では平成16年度開始となっていたが、前倒しして研究を進め、ドープされたシリコンを用いて、温度変化により金属フォトニック結晶から誘電体フォトニック結晶へと連続的に変化する様子を明らかにした。また、2層金属板フォトニック結晶において異常な透過特性が得られることを見出した。(Appl.Phys.Lett.に2編掲載、Appl.Opt.に掲載)4.については、従来の自由空間を用いる手法からファイバーを用いる手法に変えると、スペクトルが分光応用に適したブロードな形状となることを見出した。(Appl.Phys.Lett.に投稿中)本研究では、主として超短パルスレーザー励起によるテラヘルツ波の発生とその多様な応用の研究を進めることにしている。本年度は、1.テラヘルツ波光源の開発、2.磁気光学効果システムの構築と物性測定への応用、3.フォトニック結晶への応用、4.マルチモードレーザーダイオードシステムを用いた超安価・コシパクトシステムの開発をテーマとして研究を行なった。

1.については、ドープされた半導体について表面モードを用いたチェレンコフ放射の提案を行い、実験を開始した。2.については、10テスラの強磁場下でのファラデー効果測定システムを構築し、Si、GaAs、InAsなどの半導体試料を測定した。その結果、楕円率及び偏光回転スペクトルの磁場依存性が単純なドルーデモデルでは説明できないことが明らかになった。3.については様々な構造の2次元金属開孔配列の時間領域分光を行い、新しい機能を見出すとともに、その物理機構を明らかにした。4.については、レーザー光源と光伝導アンテナをファイバーで結合するシステムを試作した。以上の他に、最近のテラヘルツ波のバイオ試料への応用の期待に答えるべく、計画を前倒ししてアミノ酸、ペプチド・タンパク質の測定を行い、アミノ酸の数が増えるに従い、スペクトルが急激にブロードになり、バックグラウンド吸収も増大することを見出した。温度を液体ヘリウム温度から室温まで変化させた結果、低温でのバンド幅の減少と高周波数シフト、コンフォメーション変化に対応するとみられるスペクトルの変化、ガラス転移に対応するとみられる吸収係数の温度依存性のキンクなど、様々な興味深いデータが得られた。本研究では、主として超短パルスレーザー励起によるテラヘルツ波の発生とその多様な応用の研究を進めることにしている。本年度は、1.磁気光学効果システムの構築と物性測定への応用、2.フォトニック結晶への応用、3.マルチモードレーザーダイオードシステムを用いた超安価・コンパクトシステムの開発をテーマとして研究を行なった。1.については、ヘリウムレス超伝導マグネットと試料冷却装置により5K室温で最大10テスラの磁場が印加できる時間領域テラヘルツ分光システムを開発した。このシステムは、偏光測定の点でも従来のフーリエ分光装置にないユニークな特徴を持ち、現時点では世界に類を見ないものである。この装置を用いて、SiドープGaAsの磁気光学効果、Ni0の反磁性共鳴、n型シリコンのサイクロトロン共鳴の測定とその解析を行なった。2.については、2層積層型金属開孔配列の偏光特性を測定し、積層の横ずれと2層の距離に依存して、透過と偏光スペクトルが大きく変化することを見出した。この現象を利用すれば、テラヘルツ領域のみならず、光領域でも新しい光学特性を有する素子を作製できる。3.については、2台のマルチモードレーザーの一方の温度を変化させることにより、テラヘルツ放射スベクトルを制御することに成功した。以上の他、水分量を制御したトリ卵白リゾチーム(タンパク質)のテラヘルツスペクトルを精密に測定し、中性子散乱で得られるスペクトルと類似の温度変化を示すことを世界で初めて見出した。これは、従来は、大型で高価な中性子施設で得ていたデータと等価に近いデータが、テラヘルツ分光装置で得られることを示したもので、生物物理の分野にインパクトを与えるものである。
家畜の骨格筋発達と内分泌機能に関する生体機構学的研究

1。本研究ではPart Iとして黒毛和種去勢雄牛の骨格筋発達と肉質に関する研究を行った。結果は次の通りである。(1)。モモ肉の主要構成筋である大腿二頭筋は生理学的には主として後肢の運動に働く筋肉であるが、同筋肉の場所によっては機能的な分化をして、大きな体重を支えて姿勢保持に貢献する骨格筋となっていることが明らかになった。(2)。大腿二頭筋の筋線維型構成をみると、近位部(体軸に近い方)で、βR型筋線維を主体とする赤色筋が多いのに対して、遠位部(肢端に近い方)でαW型筋線維を主体とする白色筋が良く発達することが明らかになった。(3)。大腿二頭筋は大腿骨の後外側に位置する重厚な骨格筋である。同筋の末端の方で筋線維型構成割合を観察すると、大腿骨に接する深層部ではαR型筋線維を主体とする赤色筋が多く、浅層部では逆にαW型筋線維を主体とする白色筋が多く存在していた。これらの特徴は前述の同筋の機能的な分化に対応する特徴を証明するものである。(4)。ロース肉の主要構成筋である胸最長筋は生理学的には姿勢保持に働く筋肉であるが、脊柱運動(起立)にも働き、黒毛和種牛では頭側でβR型、尾側でαW型筋線維が増加する特徴を有する。また、黒毛和種は他品種と比較して一般的にβR型筋線維を多く保有し、良質の肉を生産することが明らかになった。(5)。霜降り肉の生産は筋周膜内の脂肪組織が増殖することによって出来てくるが、その脂肪組織の発達は遺伝的要素とも関連して、若齢時に脂肪細胞を多く含む個体牛は肥育終了後の脂肪交雑度も高い可能性を有することを明らかにした。2。豚、ニワトリおよびトカラヤギの骨格筋成長と内分泌機能に関する研究も現在進行中で、次年度以降にPart IIとして公表する予定である。1。(1)。(2)。(3)。(4)。(5)。2。1。黒毛和種去勢雄牛の肉質の関する研究九州西南緩地は我が国の食糧生産基地、特に国産牛肉の生産地として重要な位置を占め、ガット・ウルグアイラウンド農業交渉合意後の輸入牛肉攻撃に対抗する良質牛肉の低価格生産が必要になっている。本研究では、大分県久住高原地域で飼育されている黒毛和種去勢雄牛の胸最長筋と大腿二頭筋(ロースやモモ肉の主要筋)を用いて、それぞれの筋肉内各部位での肉質判定に関与する筋線維構成の変化を詳細に検討した。まず、黒毛和種は一般的にβR型の赤色筋線維が多く保有し、良質の肉を生産するのが特徴であることを明らかにした。胸最長筋では頭側でβR型筋線維が多く、尾側でαW型筋線維(白色筋線維)が増加すること、また、脂肪交雑度が高い個体の同筋では特に頭背側部でβR型筋線維が増加する傾向を示すことを立証した。一方、大腿二頭筋では脊柱に近い近位部でβR型筋線維が多く、遠位部でαW型筋線維が増加すること、体表から深い部位ではαR型筋線維(赤色筋の一部で、酸化的速筋といわれる)が極端に少ないことを明らかにした。これらの特徴は両筋の生理機能と密接に関連するものと推察される。2。トカラ山羊の産肉性と内分泌機能に関する研究反芻類実験

動物として有用性が認められているトカラ山羊の骨格筋成長について研究し、雄では、性成熟とともに頚部および胸腰部の骨格筋が著しく発達することを明らかにした。さらに、性成熟期における下垂体腺葉内GTH細胞、PRL細胞の電顕的観察を行い、それらの分泌顆粒が特徴的に変化することを明らかにした。1。黒毛和種去勢雄牛の骨格筋発達と肉質に関する研究これまでの研究によって、黒毛和種の骨格筋には他の品種と比較して一般的にβR型の赤色筋線維を多く保有し、良質の肉を生産するのが同品種の特徴であることを明らかにした。本研究では大分県久住高原地域で飼育されている黒毛和種去勢雄牛を用いて、肉質判定に関与する筋線維構成の変化を詳細に検討した。(1)。胸最長筋では頭側でβR型筋線維が多く、尾側でαW型筋線維(白色筋線維)が増加すること、また、脂肪交雑度が高い個体の胸最長筋では、とくに頭背側部でβR型筋線維が増加する傾向を示すことを立証した。(2)。大腿二頭筋では脊柱に近い近位部でβR型筋線維が多く、遠位部でαW型筋線維が増加すること、体表から深い部位ではαR型筋線維(赤色筋の一部で、酸化的速筋といわれる)が極端に少ないことを明らかにした。これらの特徴は両筋の生理機能と密接に関連するものと推察される。2。生検材料の組織学的な特質と枝肉脂肪交雑度との相関関係鹿児島県肉用牛改良研究所で間接検定中の牛群を用いて、経時的に生検材料を採取し、検定終了時の枝肉成績との相関関係を追究した。(1)。霜降り肉の生産は筋周膜の脂肪組織が増殖することによって出来てくるが、その脂肪組織の発達は遺伝的用度とも関連して、若齢時に脂肪細胞を多く含む個体牛は肥育終了後の脂肪交雑度も高い可能性を有することを明らかにした。
細胞の極性・遊走を制御する分子機構の解明

神経突起の伸長には細胞骨格の再構築と共に膜輸送が重要な役割を果たしていると考えられている。軸索伸長におけるアクチンフィラメントや微小管などの細胞骨格再構築の重要性はよく知られているが、膜輸送の重要性およびその制御機構はほとんど明らかになっていない。我々は培養海馬神経細胞においてcollapsin response mediator protein-2(CRMP-2)が微小管の構成分子tubulinと結合し微小管の重合を促進すること、CRMP-2の微小管重合能が軸索伸長に必要であることを明らかにしてきた。本研究ではCRMP-2が、クラスリン依存的エンドサイトーシスに関与するNumbと結合し、Numbを介したエンドサイトーシスを制御することで軸索伸長に関与する事を明らかとした。Numbと結合するCRMP-2のフラグメントはNumbの局在異常を引き起こし、エンドサイトーシスを阻害した。神経細胞においてCRMP-2とNumbは軸索先端の成長円錐において共局在を示した。また、我々はNumbが神経細胞接着分子L1と結合し、成長円錐におけるL1のrecyclingに関与する事を明らかにした。CRMP-2のNumb結合フラグメントおよびCRMP-2のknockdownはL1のエンドサイトーシスを阻害し、軸索伸長を阻害した。以上の結果より、CRMP-2は微小管重合促進だけではなく、Numbを介したL1などのエンドサイトーシスおよび膜輸送にも関与することで、軸索伸長を制御していると考えられる。
産業排出CO2ガスの高度で高効率な資源変換を図る革新型触媒反応システムの開拓

本研究は、エネルギーキャリアの一つであるメチルシクロヘキサンMCHの脱水素反応で生成するH2で、産業プロセス排出のCO2をCH4資源に変換し、また得られたCH4とCO2を再び反応させて合成ガスの製造プロセスを開拓する。再生可能エネルギーの利用と温室効果ガスの処理を目的とした新技術の開拓が目的である。平成30年度に得られた成果は以下の通りである。1.CO2のメタン化用構造体触媒:前年度のNi/CeO2触媒をベースに、金属種と担体種の違いが反応性に及ぼす影響を調査した。その結果、Ru/CeO2触媒がNi/CeO2触媒を超えるメタン化機能を示すことや、担体種をCeO2とZrO2の複合酸化物とすることでさらにメタン化機能が向上することを明らかにした。Ru元素のCO2吸着機能とH2活性機能の複合化、および酸化物担体上へのCO2吸着サイトの増加が要因であることが推論された。2.CH4のドライ改質用構造体触媒:スパイラル形のアルミニウム基材にsol-gel法と無電解めっき法で調製したNi/Al2O3構造体触媒について、その高いメタン化活性と高速の原料処理の要因を調査した。その結果、原料ガスのスワール流れによる物質拡散と伝熱の促進効果が大きく影響したことが推論された。また、酸素共供給によるオートサーマルドライ改質を実施し、反応性と炭素析出抑制の観点から最適なCH4/O2比を決定した。3.脱水素・水素化の組み合わせシステム:MCH脱水素反応とCO2のメタン化反応をPd系の水素透過膜を介して組み合わせた反応システムを想定し、その数値シミュレーターを構築して理論的なシステム特性を評価した。メタン化反応の発熱エネルギーによる脱水素の加速、水素透過速度の加速、水素引き抜きによる化学平衡の制約回避の実現など、本反応システムの優位性の予測に成功した。また、本システムの熱力学的な利点も確認できた。平成30年度の研究では、メタン化用構造体触媒の機能性を向上するための、金属種と担体種に関した技術的な触媒設計指針を習得できたことが大きな成果の一つである。また、ドライ改質反応におけるオートサーマルの最適条件を求めたことにも意義がある。そして、脱水素・水素化の組み合わせ反応システムに関した特性予測ができる数値シミュレーターの開発に成功したことは、本研究推進における重要な成果であると考えられる。この成果は、二酸化炭素からメタン資源に変換するためのシステム開発に関して数値シミュレーション予測を可能とし、当該分野への貢献度は大きい。2019年度の研究実施内容は、以下の通りである。1.メチルシクロヘキサンの脱水素反応速度の推算:前年度までに得られたPt/TiO2構造体触媒上での動力学測定を継続する。そして、開発した数値シミュレーターにおける反応速度式に適用できる脱水素式を推算する。2.膜分離型の脱水素・水素化反応システムの評価:上記1で推算した反応速度式を使い、開発した数値シミュレーターを駆使して、膜分離型脱水素・水素化システムの特性調査をより詳細に行なう。また、得られるシステム特性の情報から実際の反応システム設計の指針を提言する。3.オートサーマルドライ改質反応の評価:構造体触媒上でのオートサーマルドライ改質における炭素析出耐性の要因をさらに追究する。得られる析出抑制の要因を触媒調製に反映し、その触媒特性を評価しつつ、ドライ改質のプロセスを強化する。4.COとH2の合成ガスからのアルコール製造の検討:これまでの研究成果で最適化したメタン化触媒とドライ改質触媒の情報を駆使して、合成ガスからメタノールを製造する構造体触媒材料の開発、ならびに反応システム設計に着手する。最終的には、産業プロセス排出CO2を原料としたCH4資源化システムの開拓指針について検討する。再生可能エネルギーから製造される水素でCO2を効率的に還元する触媒プロセスの開発は、環境保全の技術確立につながる。本研究では、エネルギーキャリアの一つであるメチルシクロヘキサンMCHの脱水素反応で生成するH2でCO2をCH4に変換し、得られたCH4とCO2を再び反応させて合成ガスを製造するプロセスの構築を目的とする。平成29年度に得られた成果を以下に示す。2.CO2のメタン化用構造体触媒:ハニカム形やスパイラル形に成形したアルミニウム基材にwash coat法でNi/CeO2を創出した構造体触媒は、高いメタン化活性と原料の高速処理を可能にした。また、スパイラル形構造体触媒では基材のひねり比率(ツイスト比)が反応性に影響し、高いツイスト比ほど高いメタン化機能を発揮した。原料ガスのスワール流れによる物質拡散と伝熱性の促進が大きな要因であると推論された。3.CH4のドライ改質用構造体触媒:ハニカム形Ni/Al2O3系構造体触媒を用い、第二成分(Ce、Y、Mg、Zr)添加の効果を調査した。Ce添加はドライ改質活性の向上と析出炭素量の抑制を示したが、YとZr添加では違いはなかった。一方、Mg添加ではドライ改質特性がやや低下した。また、原料ガスへの酸素共存のオートサーマル条件は、活性向上と析出炭素量の大幅な抑制を実現することがわかった。平成29年度の研究成果から、メチルシクロヘキサンの脱水素反応用やメタン化用,ドライ改質用の各種の構造体触媒の機能性を向上する技術的な触媒設計指針を得ることができた。

特に、本研究での基幹反応となるCO2のメタン化反応に対して、ひねり比率(ツイスト比)を制御したスパイラル形構造体触媒が高いメタン化機能をもつことを明らかにしたことは、実用プロセス化に向けたすぐれた成果であると考えられる。触媒反応プロセスにおいて、化学的因子(触媒機能)と物理的因子(物質拡散、伝熱)を組み合わせることの利点を示したデータが得られた。また、ドライ改質反応においては、当初の目的通りの研究推進、すなわち、構造体触媒の高い伝熱性と部分酸化反応による発熱エネルギーとの組み合わせが改質反応を促進し、改質プロセスの効率性を高めることを示すデータが得られた。また、部分酸化反応との組み合わせは、改質触媒上への炭素質の析出を大きく抑制することがわかった。触媒化学的にも興味深い知見であり、本研究テーマの展開性の広がりを示すデータであると考えられる。本研究は、エネルギーキャリアの一つであるメチルシクロヘキサンMCHの脱水素反応で生成するH2で、産業プロセス排出のCO2をCH4資源に変換し、また得られたCH4とCO2を再び反応させて合成ガスの製造プロセスを開拓する。再生可能エネルギーの利用と温室効果ガスの処理を目的とした新技術の開拓が目的である。平成30年度に得られた成果は以下の通りである。1.CO2のメタン化用構造体触媒:前年度のNi/CeO2触媒をベースに、金属種と担体種の違いが反応性に及ぼす影響を調査した。その結果、Ru/CeO2触媒がNi/CeO2触媒を超えるメタン化機能を示すことや、担体種をCeO2とZrO2の複合酸化物とすることでさらにメタン化機能が向上することを明らかにした。Ru元素のCO2吸着機能とH2活性機能の複合化、および酸化物担体上へのCO2吸着サイトの増加が要因であることが推論された。2.CH4のドライ改質用構造体触媒:スパイラル形のアルミニウム基材にsol-gel法と無電解めっき法で調製したNi/Al2O3構造体触媒について、その高いメタン化活性と高速の原料処理の要因を調査した。その結果、原料ガスのスワール流れによる物質拡散と伝熱の促進効果が大きく影響したことが推論された。また、酸素共供給によるオートサーマルドライ改質を実施し、反応性と炭素析出抑制の観点から最適なCH4/O2比を決定した。3.脱水素・水素化の組み合わせシステム:MCH脱水素反応とCO2のメタン化反応をPd系の水素透過膜を介して組み合わせた反応システムを想定し、その数値シミュレーターを構築して理論的なシステム特性を評価した。メタン化反応の発熱エネルギーによる脱水素の加速、水素透過速度の加速、水素引き抜きによる化学平衡の制約回避の実現など、本反応システムの優位性の予測に成功した。また、本システムの熱力学的な利点も確認できた。平成30年度の研究では、メタン化用構造体触媒の機能性を向上するための、金属種と担体種に関した技術的な触媒設計指針を習得できたことが大きな成果の一つである。また、ドライ改質反応におけるオートサーマルの最適条件を求めたことにも意義がある。そして、脱水素・水素化の組み合わせ反応システムに関した特性予測ができる数値シミュレーターの開発に成功したことは、本研究推進における重要な成果であると考えられる。
自己から他者への視点切り替えに関わる脳メカニズムの解明

コミュニケーション時に相手の行動や意図を理解するためには、自己から他者への視点変換が重要な役割を担うが、その脳メカニズムはわかっていない。本研究では自己・他者方向判断課題時の脳波実験によって、前頭連合野と頭頂連合野のシータ波(6Hz)の位相同期が視点変換に関わる可能性を示した。さらに、脳波と空間解像度の高い光トポグラフィを併用することで、運動と視点の重ね合わせ課題を行った。各被験者は自己とは異なる戦略を教示されるとパフォーマンスが低下し、それに伴って前頭連合野のシータ波と光トポグラフィの前頭血流量が増加した。以上の結果は、視点変換に重要であるシータ波のソースが前頭連合野にある可能性を示唆する。コミュニケーション時に相手の行動や意図を予測し理解するためには、自己から他者への視点変換が重要な役割を担う。しかし自己視点で見た視覚表象がどのように他者視点に変換された表象へ投影されるのか、その脳メカニズムは分かっていない。本研究ではこの視点変換に関わる脳内ネットワークを調べるために、自己・他者方向判断課題遂行時の脳波実験を行い、脳波リズムの同期現象に注目するとともにfMRIまたは脳波のソース推定を行って、その詳細な脳活動の特定を試みた。その結果として、自己視点で視覚注意を向けた場合に頭頂のシータ波(6Hz)の増幅が左右どちらに注意を向けたかを表現した。さらに他者視点では、自己視点だけでなく相手からみた場合の左右も表現するようにシータ波が増幅した。この頭頂のシータ波は他者視点の場合に特に前頭と位相同期することが分かった。以上よりこのシータ波のネットワークが視点変換に関わる可能性を示した。現在、脳波のソース推定を行ってこのシータ波の根源を探ることで、視点変換に関わる脳ダイナミクスを調べている。またこの視点変換の拡張研究として2者のコミュニケーションに関わる行動リズムと脳波リズムの同期現象に関する研究も遂行した。この研究では交互に発話する2名の脳波を同時に計測して、発話リズムの同期と脳波リズムの同期を調べた。その結果、行動リズムの同期が強くみられるペアほど脳波リズムも同期することが分かった。以上の研究実績を国際誌の論文で発表した。現在、視点変換に関する解析を進め論文執筆中である。しかし自己視点から見た視覚表象がどのように他者視点に変換された表象へ投影されるのか、その脳メカニズムは分かっていない。本研究申請者は自己・他者方向判断課題遂行時の脳波実験によって、前頭連合野と頭頂連合野のシータ波(6Hz)の位相同期が視点変換に関わる可能性を示した。しかし、脳波では空間解像度に限界があり、詳細な脳部位を特定することが困難である。さらに、この視点変換に関係する視覚注意や運動に関わる脳メカニズムについても未解明な点が多い。本研究では同課題遂行時に空間解像度の高い光トポグラフィ計測を行い、すでに脳波で得ている知見と合わせることで、視点変換に関わる脳ダイナミクスを明らかにする。さらに、この視点変換に関係する視覚注意や運動に関わる脳メカニズムを明らかにすることも目的とする。本研究では、視点変換がコミュニケーションの基礎である社会性における注意にも関係するため、視覚注意と感情の関係を脳波測定実験で探った。その結果、視覚注意に関係する反対側の視覚野のシータ波が、好きな色に注意した時に増加することを示した。さらに、運動と視点の重ね合わせ課題を行った結果、この重ね合わせでは、心的回転を使うグループと視点取得を使うグループに分かれることが分かった。それぞれのグループは異なる戦略を使うように教示されるとパフォーマンスが低下した。これに伴って、前頭脳波のシータ波と光トポグラフィの前頭血流量が増加した。以上の結果は、前頭のシータ波が視点変換や心的回転をするうえで重要であると同時に、そのソースが前頭連合野にある可能性を示唆した。コミュニケーション時に相手の行動や意図の予測に関係する脳メカニズムを探るために、自己・他者方向判断課題遂行時の脳波測定実験を行い、データの解析を進めた。この視点変換課題は、ディスプレイ上に呈示された円が矢印に対して右または左にあるのか回答する課題である。本年度は、反対側の頭頂シータ波(6Hz)の振幅が注意の方向を表現すること、視点変換時には両側のシータ波が増加することを示した。さらにこの頭頂シータ波は前頭のシータ波と位相同期し、この同期が視点変換を実現する可能性を示した。この結果を受け、来年度は空間解像度の高いfMRI測定によって更に詳細な部位を特定する実験を計画する予定である。また当課題はコミュニケーションの基礎である社会性における注意にも関係するため、本年度は視覚注意と感情の関係を脳波測定実験で探った。

同時に呈示された2色の好き嫌いを判断させる課題を行ったところ、視覚注意に関係する反対側の視覚野のシータ波が、好きな色に注意した時に増加することを示した。さらにこの主観的な好みの影響は注意を向けていない場合にもシータ波の増加を誘発することを示した。本年度はこの結果を学会発表し、NeuroImage誌に投稿・報告した。上記の研究より社会性を伴う視覚注意におけるシータ波の脳ダイナミクスの重要性が示唆されているので、本研究はこのシータ波の効果についてfMRIを用いて調べることも計画している。脳波データの位相同期とソース推定のプログラム作成およびデータ解析に時間がかかったが、現在は解析結果をまとめて論文を準備中である。視覚注意に関する論文が投稿できている点。脳波測定実験の結果をまとめ、論文投稿準備ができている点。fMRI実験で用いる課題が既に作成されている点。以上の点より、来年度も順調に研究計画を進めらると予想している。本年度中に、視点変換に関わる脳ネットワークに関係する研究を学会にて発表し、その結果を論文としてまとめて投稿する。春に予備実験などを十分に行い、夏から秋にかけてfMRI測定実験を遂行する計画である。脳波測定実験結果は本年度中にまとめ論文投稿する予定である。fMRI測定実験結果の解析には時間を要するため、来年度にまでかけてじっくりと解析する計画である。本研究では、研究結果の学会発表と論文投稿のアウトプットまでを含めた予算を計画していたが、データ解析が多岐に及んだため遂行できていなかった。平成25年度では、これまでにまとめた結果をアウトプットするために、残額を学会参加費と論文校正費、論文投稿費に使用する予定である。実験参加者費用:400,000円解析用PCの購入:500,000円国際会議参加: 300,000円論文校閲費用: 200,000円(2本分)消耗品購入費用:100,000円
遺伝性パーキンソン病モデル細胞におけるミトコンドリア・ミトファジー機能異常の解明

家族性パーキンソン病原因遺伝子の一つであるPINK1遺伝子欠損マウス胎仔由来線維芽細胞では、ミトコンドリア機能に異常があり、ミトコンドリア膜電位が野生型と比較して低下していた。Modular Kinetic Analysisによりミトコンドリア機能を定量化することで、膜電位低下の原因がプロトンリークによるものではなく呼吸鎖機能の低下によるものであることを明らかにした。孤発性パーキンソン病は、100-120人/10万人の高い頻度を示す神経変性疾患であり、疾患の進行抑制を含む根本的な治療法は存在しない。人口の高齢化に伴いその患者数は増加し、発症機序の解明や治療法の開発が強く求められている。パーキンソン病の発症機序には、近年ミトコンドリア機能不全やミトファジーの関与が指摘されている。本研究では、家族性パーキンソン病原因遺伝子の一つであるPINK1遺伝子欠損マウスより得たマウス胎仔由来線維芽細胞(MEFs)をパーキンソン病モデル細胞とし、この細胞のミトコンドリア機能が野生型と比較してどのように変化しているのかを調べた。PINK1欠損型ではミトコンドリアの膜電位が低下しおり、ミトコンドリアの機能が低下していることが示唆された。また、PINK1欠損型細胞のミトコンドリアでは活性酸素を発生する割合が高く、それらは主に呼吸鎖複合体Iに由来していた。昨年度の研究でPINK1欠損型ではミトコンドリアの膜電位が低下しおり、Modular Kinetic Analysisによりミトコンドリア機能を定量化することで、膜電位低下の原因がプロトンリークによるものではなく呼吸鎖機能の低下によるものであることを明らかにした。そこで本年度は呼吸鎖機能の詳細な解析を行うために、呼吸鎖酵素複合体I、II、III、IVの活性測定を実施した。さらに呼吸鎖酵素複合体量を定量するために、複合体構造を維持したまま電気泳動する手法であるBlue Native PAGEにより解析した。