hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波と紫外光照射による反応活性霧の発生と空気浄化手法への応用

超音波ならびに短波長紫外(UV)光を用いて有効な反応場である反応活性霧を発生させ、その霧を用いた有機汚染ガスの分解実験を行った。超音波霧化により生成する粒子はマイクロオーダーの粒子であると報告されてきたが、走査型モビリティー粒径分析器の使用により、サブミクロン領域に主要な粒径ピークを持つことが確認された。また、難水溶性の有機汚染ガスであっても、水の表面に存在するOHラジカルと効果的に反応し、UV光と光触媒含有霧を用いることで高い除去率が得られることが示唆された。さらに、有機汚染ガス分解時には、水溶性の中間生成物がミスト中に取り込まれ、後段への二次発生の抑制に効果的に働くことも確認された。一方、光触媒を含まない過酸化水素と短波長UV光を用いた系においても霧表面にOHラジカルが生成している可能性が示されたが、その量は少なく、有機汚染ガスの除去率はOHラジカルの生成速度に依存した。実施した研究概要本研究は、超音波ならびに短波長紫外(UV)光を用いて、省エネルギーかつ有効な反応場である反応活性霧の効果的な発生手法を確立することを主な目的とし、UV波長、過酸化水素添加、UV/O_3照射、霧粒径などの観点から検討を加えるものである。本年度は、初期物性調査として、発生霧の粒径分布測定、短波長UV光照射時の生成粒子の傾向、過酸化水素と短波長UV光による活性霧生成とモデルVOCガスの除去について検討を行った。得られた成果超音波霧化により生成する粒子はマイクロオーダーの粒子であると報告されてきたが、走査型モビリティー粒径分析器の使用により、サブミクロン領域に主要な粒径ピークを持つことが確認された。また、本系に185nmを含む短波長紫外光を照射した際には、数十nm付近のより小さな粒子が分解生成物として大量に生成するが、超音波霧化を用いた系では、これらの生成が抑えられ、分解生成物による二次汚染も抑制できることが確認された。さらに、過酸化水素と短波長UV光を用いた系では、霧表面に反応活性種であるOHラジカルが生成していることが推察されたが、UVランプの波長、光量影響から除去率を評価した結果、OHラジカルの生成速度が反応律速になっている可能性が示唆された。これは、過酸化水素が水溶性であるために霧内部に存在し、光との効率的な反応が行えていない可能性を意味する。次年度は、これらの効率を向上させるとともに、オゾン等の疎水な物質を反応活性種の前駆体として用いることで、除去率がどう変化していくか等を検討していく予定である。実施した研究概要本研究は、超音波ならびに短波長紫外(UV)光を用いて、省エネルギーかつ有効な反応場である反応活性霧の効果的な発生手法を確立することを主な目的としている。昨年度は、UV波長、過酸化水素添加、UV/O_3照射、霧粒径などの観点から反応活性霧の有効性を確認してきたが、本年度はより反応性の高い霧の発生をめざし、二酸化チタン(TiO_2)光触媒を含有した霧の発生とその揮発性有機化合物(VOC)ガス除去への応用可能性について検討した。得られた成果VOCのモデル物質であるトルエンガスと性質の異なる数種の有機汚染ガスに対して、紫外線(UV)照射下で光触媒含有霧(UMP)を用いた分解実験を行った。その結果、難水溶性のトルエンガスであっても、水の表面に存在する光触媒と効果的に反応し、UV光とUMPを用いることで高い除去率が得られることが確認された。また同時に、水溶性の中間生成物がミスト中に取り込まれ、後段への分解生成物抑制にも効果的に働くことが示唆された。一方、性質の異なる数種の有機汚染ガスに対し本手法を適用した結果、疎水性ガスはミスト表面にてOHラジカルとの反応速度に従って除去され、また、水溶性の高い有機汚染ガスは、分解反応よりも速くミスト中に取り込まれミスト中で効果的に除去されていることが確認された。これらの反応においては、UV波長が短くなるにつれてUMPによる有機汚染ガスの除去率と無機化率が増加する傾向が得られたが、これは、短波長UV光照射下で発生するO_3やOラジカルが、分解生成物の無機化に効果的に働いたためと推察された。
多様体のトポロジーと種々の構造

1.多様体で位相群をなすリー群Gを、ホモトピー論の観点からH空間として考察し、Gの自己ホモトピー同値写像fがGのH空間となるどんな構造についてもH写像となるための条件を研究し、fはGの整係数コホモロジー群の自由部分の自己恒等同形を誘導することが必要条件である、という古典群に対する定理を例外群に対し一般化した(菅原,澤下との共著)。また、コンパクトなリー群Gについて、可微分G多様体Mは実解析的G多様体と同変微分同相となることを示し、応用として軌道空間M/Gの三角形分割を誘導するようなMのG-CW複体としての構造が存在し、しかもある意味で一意的であることを示した(松本,塩田との共著)。なお、非コンパクト3次元多様体が【P^2】既約で有限生成な基本群をもつとき、その端から境界を見出すことができるための条件として知られていた端の安定性を半安定性に弱めた研究成果がえられ(垣水(院生))、これは低次元多様体のトポロジーの研究における一つの新たな方法となりうるものと期待される。2.多様体の幾可・代数的構造,多様上の解析学および確率論等への応用の方面では、以下の研究成果をあげることができる。停留的で軸対称なアインシタイン・マクスウェルの方程式のリー群論的考察およびカッツ・ムーディのリー群に関する研究(岡本)。実簡約可能リー群上のアインシタイン積分のハリス・チャンドラ展開における係数の評価に関する研究(橋爪(協力者))。階数がnの極大な順序体の構造の解明(西,来嶋との共著)。エルゴード理論における片側同形問題のヘリックス法による解明,とくにベルヌイ変換の場合の研究(十時,久保との共著)。分布における目盛混合状態の漸近展開に対する誤差の限界に関する研究(藤越)。
非線形弾性体の共振特性に基づく乳房内組織分布の推定手法の開発

近年,世界的な社会問題となっている乳がん診断を対象として,非線形弾性パラメータにより乳房組織の性状を判別可能という知見から非線形弾性パラメータ分布の推定手法の開発が行われている.本申請では,非線形弾性体は強制振動を与えた場合に特徴的な周波数特性を示すことに着目し,非線形弾性体の振動特性による非線形弾性パラメータ分布を推定するという着想に至った.本申請では,提案手法を実現するための要素技術のうち,振動解析シミュレータの開発や評価実験系の構築に取り組んだ.近年,世界的な社会問題となっている乳がんにおいて,腫瘍の良悪診断や,焼灼針治療における治療効果判定を対象とした低侵襲かつ高精度な新しい低侵襲医用画像生成手法の開発が期待されている.非線形弾性パラメータにより組織性状を高精度に判別可能という知見をもとに,申請者はこれまで,ロボットで組織を静的に圧縮し,変形と力情報から非線形弾性パラメータ分布を逆解析する手法に取り組んできた.本申請では,静的マニピュレーション手法により得られる非線形弾性パラメータ分布からより高分解能な組織分布を把握するために,非線形弾性体の共振特性と組織形状特性を利用した非線形弾性パラメータ分布推定手法を提案し,提案手法の精度と有効性を実験検証する.初年度は,以下の研究課題に取り組んだ.(1)乳房組織の振動特性の測定:これまで申請者らが取り扱ってきた非線形弾性モデルは,数Hzの周波領域の振動特性から構築されたものである.しかし,生体軟組織の共振周波数は数百Hzの範囲にあると考えられるため,数百Hzの周波領域の振動応答を見た場合に,数Hzの振動モデルからどのように変化するかを調べる必要がある.また,粘性の影響により共振周波数付近でも振幅の増幅が小さい可能性もあるため,振動特性を計測する必要がある.そこでまず,生体軟組織に近い粘弾性特性を有する高分子ゴムに対し打撃試験を行い,周波数解析によりピークが存在するかどうか,また,ピークが発生する周波数範囲を検討した.(2)医学系の研究協力者との評価実験の検討:任意の硬さに調整可能で,ヒト乳がん組織と周辺組織の固着状態を模擬可能なin vivo評価実験用の模擬腫瘍材料に関して,医学系の研究協力者と検討した.近年,世界的な社会問題となっている乳がんにおいて,腫瘍の良悪診断や,焼灼針治療における治療効果判定を対象とした低侵襲かつ高精度な新しい低侵襲医用画像生成手法の開発が期待されている.非線形弾性パラメータにより組織性状を高精度に判別可能という知見をもとに,申請者はこれまで,ロボットで組織を静的に圧縮し,変形と力情報から非線形弾性パラメータ分布を逆解析する手法に取り組んできた.本申請では,静的マニピュレーション手法により得られる非線形弾性パラメータ分布からより高分解能な組織分布を把握するために,非線形弾性体の共振特性と組織形状特性を利用した非線形弾性パラメータ分布推定手法を提案する.本年度は,以下の研究課題に取り組んだ.(1)乳房組織の振動解析:非線形弾性パラメータ分布推定プロトコルを検討するために,振動解析シミュレータにより,非線形弾性パラメータ分布の差異による振動特性の差異を解析した.(2)評価実験装置の開発:乳房組織に変形を与える評価実験用のロボットの設計・製作をおこなった.非線形弾性パラメータ分布の推定を行うにあたり,ロボット先端の位置・姿勢は腫瘍位置に対して決定するため,ロボット先端の位置決めを行いやすいようにRCMリンク機構を採用した.(3)医学系の研究協力者との評価実験の検討:前年度に引き続き,任意の硬さに調整可能で超音波画像で視認可能なin vivo評価実験用の模擬腫瘍材料に関して,医学系の研究協力者と検討を行った.近年,世界的な社会問題となっている乳がん診断を対象として,非線形弾性パラメータにより乳房組織の性状を判別可能という知見から非線形弾性パラメータ分布の推定手法の開発が行われている.本申請では,非線形弾性体は強制振動を与えた場合に特徴的な周波数特性を示すことに着目し,非線形弾性体の振動特性による非線形弾性パラメータ分布を推定するという着想に至った.本申請では,提案手法を実現するための要素技術のうち,振動解析シミュレータの開発や評価実験系の構築に取り組んだ.当初の研究計画のうち,乳房組織の振動特性の測定,医学系の研究協力者との評価実験の検討については,おおむね順調に進展している.評価実験用の振動エンドエフェクタの開発に関しては,製作作業までは至らなかったが,要素設計や製作に必要な物品の選定は進めている.医療ロボティクス次年度は,まず,振動試験により構築した非線形粘弾性振動モデルから,有限要素法により振動解析を行う数値解析プログラム,および,それを用いた逆解析プログラムを製作する.また,振動エンドエフェクタを製作し,提案手法の評価実験を行う.計画当初は振動エンドエフェクタの製作を本年度中に完了する予定であったが,製作作業は次年度にまたいで実施することになったため,次年度使用額が発生した.次年度使用額分は,次年度の支払い請求額と合わせて,振動エンドエフェクタの製作費として使用する.
肝臓移植の拒絶反応における新しい免疫病理学的診断法の確立

1.研究の概要.肝臓移植の拒絶反応の評価で現在最も信頼されるのは,臨床的病態をふまえた移植肝組織の病理診断である.一般的な拒絶反応のみならず,移植直後から全く機能を示さない無機能肝や,治療にほとんど反応しない難治性拒絶反応のメカニズム解明のために細胞間接着分子の意義や従来の病理組織学的な拒絶反応診断との相関について検索している.2.本年度の実施結果および今後の展望(1)純系繁殖ラットを用い,無機能肝のモデルとして温阻血または冷阻血を施した群とそうでない群を作り,グラフトの生検肝組織を採取し,組織学的・免疫組織学的検討を行った.温阻血と冷阻血では肝臓の傷害部位やメカニズムに異なった因子が働いていることが組織学的に示唆され,生化学的・免疫組織化学的に解析中である.(2)肝へ流入する血流の大部分を占める門脈の支配領域である小腸に注目し,小腸移植に関しての組織学的研究を行った.小腸は保存や拒絶反応による傷害が他臓器に比べ高度であり,門脈を介して肝臓に多大な影響を与えるため今後研究の拡大が必要と考えられた.(3)肝移植や小腸移植に関して細胞間接着分子の意義を,臨床肝・小腸移植後の可溶性接着分子を中心に米国研究者とともに検討した.移植後,血中sICAM-1,sE-selectin,sIL-2,sHLAclass Iは小腸移植群が肝・小腸同時移植群より高く,肝移植により小腸移植の拒絶反応の緩和に役立っていることを,接着分子やサイトカイン血中レベルから示した.1.研究の概要.肝臓移植の拒絶反応の評価で現在最も信頼されるのは,臨床的病態をふまえた移植肝組織の病理診断である.一般的な拒絶反応のみならず,移植直後から全く機能を示さない無機能肝や,治療にほとんど反応しない難治性拒絶反応のメカニズム解明のために細胞間接着分子の意義や従来の病理組織学的な拒絶反応診断との相関について検索している.2.本年度の実施結果および今後の展望(1)純系繁殖ラットを用い,無機能肝のモデルとして温阻血または冷阻血を施した群とそうでない群を作り,グラフトの生検肝組織を採取し,組織学的・免疫組織学的検討を行った.温阻血と冷阻血では肝臓の傷害部位やメカニズムに異なった因子が働いていることが組織学的に示唆され,生化学的・免疫組織化学的に解析中である.(2)肝へ流入する血流の大部分を占める門脈の支配領域である小腸に注目し,小腸移植に関しての組織学的研究を行った.小腸は保存や拒絶反応による傷害が他臓器に比べ高度であり,門脈を介して肝臓に多大な影響を与えるため今後研究の拡大が必要と考えられた.(3)肝移植や小腸移植に関して細胞間接着分子の意義を,臨床肝・小腸移植後の可溶性接着分子を中心に米国研究者とともに検討した.移植後,血中sICAM-1,sE-selectin,sIL-2,sHLAclass Iは小腸移植群が肝・小腸同時移植群より高く,肝移植により小腸移植の拒絶反応の緩和に役立っていることを,接着分子やサイトカイン血中レベルから示した.
中世スペインにおけるキリスト教とイスラーム間の異文化交渉：トレドのムデハル美術

「ムデハル美術」とは、中世イベリア半島におけるキリスト教美術とイスラーム美術の異文化交渉のひとつとして、1859年以来、スペイン美術史研究において論じられてきた現象である。しかしその名称が指す内容は、19世紀後半から21世紀までの社会状況の変遷に応じて、大きく揺れ動いてきている。本研究では、主要な先行研究の分析を通して、「ムデハル美術」の研究がそのときどきの近現代スペインのイスラーム理解と深く結びついていることを論じた。本研究の1年目にあたる平成26年(2014年)は、研究計画通り、ムデハル研究の文献収集を集中的に行った。また、非欧米圏における西欧中世歴史学・美術史学の研究者との将来的なネットワーク構築の足掛かりとして、2014年6月の西洋中世学会全国大会において、中南米における西欧中世歴史学研究の歴史と現状をポスター発表のかたちで日本人研究者たちに紹介した。研究計画に記したカスティーリャ王アルフォンソ8世(在位1158-1214年)の没後800年シンポジウムなどには日程等の都合で参加できなかったものの、9月にスペイン出張を行い、テルエル市のムデハル研究センター主催の第13回ムデハル学国際シンポジウムに参加することができた。ムデハル学の現在の研究動向や研究者たちを知るのに非常に有用であった。その前後にテルエル市近辺の主要なムデハル建築の調査を行ったほか、ムデハル研究の盛んなアラゴン州都サラゴサの図書館、中世美術を中心とした蔵書で知られるバルセロナ市のカタルーニャ美術館図書館、マドリード市のスペイン高等学術研究院人文社会科学研究センター図書館、マドリード市立図書館において、ムデハル美術・建築に関する先行研究を渉猟した。また、2015年3月にはポルトガルに出張し、ポルトガルのムデハル美術・建築の実地調査を行った。さらに国際研究集会“Medieval Manuscripts in Motion"に参加し、本研究の中心地域として設定したスペインのトレドで制作された写本挿絵に関して口頭発表を行った。こうした国際研究集会への参加は、各地の専門家と出会い、あるいは再会を果たして、情報交換をしたり個人的な所感やコメントを直接やりとりできる利点があり、研究を続ける上で非常に重要な契機となっている。本研究計画の2年目にあたる平成27年度(2015年度)は、研究実施計画に即して、ムデハル研究の先行研究渉猟を集中的に行った。そのため科研費支出額の大半を書籍の購入代金が占めることとなった。4月には、アルゼンチンで開催された第2回目の非ヨーロッパ圏における西欧中世研究の国際コロキウムに参加した。非西欧圏から西欧世界を研究する意味・意義や問題点を多様な国籍の研究者たちと多くの時間を共有しながら語り合うことで、世界のグローバル化の進展と同時に日本の特殊性を再認識する貴重な機会となった。同分野の研究者たちとの国際的な連携を強化する点でも効果的であった。マル・デル・プラタ国立大学で同時開催された、学際的なアプローチによる人文学を追及する国際シンポジウムおよび大学院特別セミナーにおいても口頭発表・講演を行い、非常に過酷なスケジュールではあったが濃密で有意義な滞在となった。10月には美学会全国大会シンポジウムで、文字史料と画像史料をめぐり、中世スペインの例を報告する機会を得た。本研究計画の研究対象であるムデハル美術の作例を中心に、キリスト教世界の美術作品に表されたイスラームに関連する事象やムスリムの姿について考察を行った。また、2008年にメキシコで行われた国際集会の論集が今年度ようやくスペインで刊行された。本研究計画の直接の成果とはいえないにせよ、イベリア半島における異文化受容をめぐる問題意識に基づく研究の一端である。本研究計画の着想に直接的に結びつく研究内容が、時間がかかったとはいえ公刊に漕ぎつけたことは喜ばしい。ムデハル研究の先行研究の収集と読み込みについては、おおむね順調に進展している。昨年度の報告ですでに今後の課題として挙げたとおり、ムデハル研究ならびにムデハル美術研究では、イベリア半島のなかでの地域差が予想以上に大きいことが明らかとなった。報告者のこれまでの研究経歴等を鑑みて、半島の中心部に存在する古都トレドを中心に考察するとして本研究計画を立案したが、その地域差こそがムデハル美術の全体像を把握する際の要となるようにも思われ、具体的局所的な地域事情と大局的な視野の両方を抑えながら研究を進めていく必要性を感じている。中世スペイン研究における他国の研究者とのネットワーク構築については、今年度に行ったアルゼンチン出張などを通して、予想以上の成果をあげることができた。これまでの交流のなかで報告者が知り得た中南米の西洋中世学について、非ヨーロッパ圏からのヨーロッパ研究のひとつのケーススタディとして日本の西欧中世学界に紹介すべく、現在報告記事を準備中である。中南米の西洋中世学は、歴史的経緯や言語面で日本とは大きく異なる反面、史料・文献入手上の問題や「グローバル化」を推進する各国の学術政策への対処などにおいて共通する点も多い。他地域との比較は、自分の研究の立ち位置を再確認するうえで新鮮な視点をもたらしてくれるために非常に有用だと感じている。一方、ムデハル研究に欠かせないアラビア語の学習については予定ほど順調に進んでいない。これには、後述するように、本研究計画の策定時には予想されなかった頭脳循環プロジェクトによる海外派遣が決定し、その準備などに多大なエネルギーを要したことも大きいが、今後改善していかなければならない点である。

2016年3月から2017年3月の1年間、本研究の申請時には予想されなかったことだが、「頭脳循環を加速する戦略的国際研究ネットワーク推進プログラム」プロジェクト「境界地域の歴史的経験の視点から構築する新しいヨーロッパ史概念」(20142016年度、東京外国語大学、主担当研究者:篠原琢)による若手研究者海外派遣のため、フィレンツェの欧州大学院大学を拠点に研究を行うことになった。そのため、本研究計画の3年目にあたる平成28年度(2016年度)に予定していたトレドのサン・ロマン聖堂およびクリスト・デ・ラ・ルス聖堂の個別研究の予定はこれを変更せざるを得なくなった。頭脳循環プロジェクトでは、報告者は、ヨーロッパ中世美術史を専門とする立場から画像史料を有効に用いつつ、ヨーロッパ境界地域、とりわけ中世地中海地域における歴史的経験の循環を明らかにするという研究課題を担当した。したがってイベリア半島のムデハル美術研究という本研究の課題と異なり、きわめて幅広い年代と地域を扱う必要が生じたが、そのことがかえって本研究を別の視座から見直すための格好の契機となった。さらに、世界中から多くの研究者が訪れる欧州大学院大学を拠点とすることで、隣接する諸分野の研究者とのネットワークを広げ、異文化交渉という問題全般について考察を深めることができた。一方、アウトプットの面では、非西欧圏における中世研究の一例として、これまでの交流の中で知り得た中南米の西洋中世学の歴史的形成と現状の諸問題について学会誌『西洋中世研究』にまとめることができた。また、アルゼンチンの西洋中世研究普及誌に日本の西洋中世学についての報告者へのインタビューが掲載された。昨年度までの文献渉猟においておもにスペイン語によるムデハル美術の先行研究を、そして今年欧州大学院大学にて英語とイタリア語によるムデハル美術ならびにキリスト教とイスラーム間の異文化交渉にかかわる先行研究を集中的に収集することができた。それらを読み込み、現在の視点からムデハル美術の研究史として振り返った成果を口頭発表し、質疑応答でのやり取りなどを反映させて論文にまとめてきている。この過程で、今後の研究に繋がり得る新たな諸問題が浮かび上がってきたことは大きな収穫である。具体的には、異文化の受容、継承、発展という長いプロセスをより多面的に分析する必要性、地中海世界で頻発した異宗教間の文化接触との比較の必要性などである。一方、今後の課題として、トレドの個別作例の分析があげられる。頭脳循環プロジェクトによる海外派遣のために研究環境が大きく変わったことに起因するとはいえ、最終年度に集中的にこの課題に取り組まなければならない。本科研による今年度最大の成果は、10月に東京外国語大学にて開催されたThe 3rd International Colloquium The Middle Ages seen from other horizons(第三回国際コロキウム「異なる視野から見たヨーロッパ中世」)および特別セミナー「〝ムデハリスモ〟と〝モサラビスモ〟」である。メキシコ、アルゼンチン、スペイン、ポルトガル、イタリアで活躍する歴史学、美術史学、ジェンダー研究などの研究者九名(うち二名はビデオ参加)と日本の歴史学、美術史学、建築史学の研究者六名が集い、四日間にわたって報告・議論が行われた。
キュウリの性分化時の雄しべ原基の退化に関与する細胞周期関連遺伝子群の網羅的解析

キュウリゲノムDBからCyclin様遺伝子5種類とCDKs様遺伝子2種類を見い出した。Cyclin様遺伝子2つの発現は雄花に比べて雌花の蕾で強く、特にACASPで強かった。他の5種類の遺伝子については、雌花の蕾において、雌しべに比べてACASPで強い発現を示した。全ての遺伝子の発現量はEthephon処理後6時間以内に2-5倍に増加した。以上の結果から、7種類の細胞周期関連遺伝子は雌花において、雄しべの退化に関与する可能性が示唆された。キュウリの雌花において、ACASPでは細胞分裂活性が高いにも関わらず、細胞の成長が抑制され、結果的に退化するメカニズムを今後明らかにする必要がある。シロイヌナズナでは,サイクリン(Cyclin)様遺伝子がゲノム上に約50種類存在することが知られている。そのため,キュウリでも同等数以上の遺伝子が存在する可能性が考えられる。そこで,キュウリゲノムのデータベース(DB)において,Cyclin,サイクリン依存性キナーゼ(CDKs),それ以外の細胞周期関連遺伝子群の探索を行ない,cDNAの塩基配列の抽出を行なった。そして,250400bpの遺伝子断片をクローニングするためのプライマー設計を行なった。雌花において雄しべ原基が退化(発育抑制)する際に,細胞周期が促進されることを細胞レベルで検証するために,性分化直後の雄花の蕾における花弁と雄しべ,性分化直後の雌花の蕾における花弁と発育抑制された雄しべにおける表皮細胞数を解析した。その結果,雄花の蕾における花弁と雄しべ,雌花の蕾における花弁に比べて,雌花の蕾における発育抑制された雄しべでは,表皮細胞数が有意に多い(P < 0.01)ことが明らかとなった。当初予定していた計画に沿って,順調に研究(キュウリゲノムのデータベース(DB)からの細胞周期関連遺伝子群の抽出,および,雌花の雄しべ原基における細胞数の解析)が進んでいるため。そこで,キュウリゲノムのデータベース(DB)において,サイクリン(Cyclin),サイクリン依存性キナーゼ(CDKs),それ以外の細胞周期関連遺伝子群の探索を行ない,cDNAの塩基配列の抽出を行なった。一方で,キュウリの雄花の蕾(ステージI),雌花の蕾(ステージI),雄花の蕾(ステージI)のがく,花弁,雄しべ,雌しべの退化領域(Area containing arrested pistil primordia; ACAPP),雌花の蕾(ステージI)のがく,花弁,雄しべの退化領域(Area containing arrested stamen primordia; ACASP),雌しべのサンプリングを行い,これらの器官からトータルRNAを抽出し,逆転写によりcDNAを合成した。その後,上記設計したプライマーを用いて,RT-PCR法により,遺伝子の発現解析を行った。その結果,雄花の蕾において,雄しべに比べて,雌しべの退化領域(ACAPP)で,また,雌花の蕾において,雌しべに比べて,雄しべの退化領域(ACASP)で強い発現を示す遺伝子を見いだした。当初予定していた計画に沿って,順調に研究(キュウリゲノムのデータベース(DB)からの細胞周期関連遺伝子群の抽出,および,遺伝子の発現解析)が進んでいるため。キュウリの性分化における細胞周期関連遺伝子の関与を明らかにするために,キュウリゲノムのデータベース(DB)から,サイクリン(Cyclin)およびサイクリン依存性キナーゼ(CDKs)をコードする遺伝子群の探索を行なった。その結果,Cyclin様遺伝子群4種類,CDKs様遺伝子群2種類を見いだすことができた。これらの遺伝子群について,プライマーを設計し,クローニングした。一方で,キュウリの雄花の蕾(ステージI),雌花の蕾(ステージI),雄花の蕾(ステージI)のがく,花弁,雄しべ,雌しべの退化領域(Area containing arrested pistil primordia; ACAPP),雌花の蕾(ステージI)のがく,花弁,雄しべの退化領域(Area containing arrested stamen primordia; ACASP),雌しべのサンプリングを行った。さらに,第4葉展開期初期の茎頂に対して,エチレン発生剤であるEthephonを処理し,0.5時間,6時間,24時間後の茎頂のサンプリングを行った。これらのサンプルから全RNAを抽出し,逆転写によりcDNAを合成した。その後,設計したプライマーを用いて,半定量的RT-PCR法により,上記遺伝子群の発現解析を行った。その結果,Cyclin様遺伝子の一つは,雌花の蕾において,雌しべに比べて,ACASPで強い発現を示した。また,この遺伝子の発現は,茎頂において,エチレン誘導性を示した。そのため,この遺伝子は,キュウリの性分化において,雌花の雄しべの退化に関与すると考えられた。

以上の結果から、7種類の細胞周期関連遺伝子は雌花において、雄しべの退化に関与する可能性が示唆された。キュウリの雌花において、ACASPでは細胞分裂活性が高いにも関わらず、細胞の成長が抑制され、結果的に退化するメカニズムを今後明らかにする必要がある。抽出した細胞周期関連遺伝子群の品種、器官(茎頂、根、茎、葉、花)、花器官[がく、花弁、雄しべ(原基の痕跡)、雌しべ(原基の痕跡)]、花の発育ステージ(性決定前、性決定直後、蕾長1cm、2cm、開花直前)における発現特性を明らかにする。構築した遺伝制御モデルは、キュウリの花の雌性化時に、エチレンシグナルがMタンパク質を刺激した後、Mタンパク質(CS-ACS2)由来のエチレンにより、雄しべ原基が退化することを示した初めてのモデルである。このモデルから、「エチレンシグナルがMタンパク質を刺激した後、Mタンパク質由来のエチレンが細胞分裂を促進し、その結果PCDを引き起こし、雄しべ原基を退化させる」という仮説が導き出される。この仮説が正しければ、M遺伝子をもつ品種に対してエチレン阻害剤を処理すると雄花だけではなく、両性花が誘導されるはずである。また、m遺伝子をホモにもつ品種に対して、エチレンを処理すると両性花だけではなく、雌花が誘導されるはずである。この仮説を生理レベルで検証するために、エチレンまたはエチレン阻害剤処理後の花の性表現の変化を解析する。抽出した細胞周期関連遺伝子群の品種および器官(茎頂、根、茎、葉、花)における発現特性を明らかにする。この仮説を検証するために,抽出された遺伝子群の発現のエチレン誘導性の解析を行う。農学・園芸科学
コンビナトリアル手法を用いた酸化亜鉛の価電子制御

前年度までに、価電子制御を行うための無添加酸化亜鉛の電子濃度低減を行い、n型伝導性制御について確認できた。本年度は、p型伝導性制御に向けた研究に尽力した。効果的に窒素ドーピングを行うために反復温度変調法を提案し、適用した。この手法についての条件最適化を行うことにより、p型伝導性を発現する窒素ドーピング酸化亜鉛薄膜を再現性良く作製できる成長条件を見出すことに成功した。これは、一度の実験から窒素濃度や高温熱処理温度の異なる試料群を作製、評価できる、コンビナトリアル手法(成長温度変調法)の賜物と言える。さらに、窒素濃度の異なる試料の光学特性評価を行うことで、アクセプタ束縛励起子発光やドナーアクセプタ対発光における系統的な変化が観測された。この結果は現在投稿準備中である。Hall効果測定の温度依存性から正孔伝導であることを確認し、アクセプタ準位を見積もった。室温における正孔濃度は2x10^<16>cm^<-3>であった。これまで困難とされてきたp型化を実現できた要因は、反復温度変調法によって高濃度窒素ドーピング薄膜の結晶品質が向上したためと考えられる。このp型酸化亜鉛をn型酸化亜鉛薄膜上に堆積し、pn接合を作製した。電流電圧特性の評価において非線形性を示した。その際、電流注入による発光が観測された。これらの結果は[Nature Materials,4,42(2005).]に掲載された。さらに、デバイス構造の改善を行い、より鮮鋭な青色発光を観測した。酸化亜鉛を用いたpn接合からの電流注入青色発光は、これまでに例がなく、今後の実用化への扉を開く結果と考えている。酸化亜鉛は、バンドギャップ3.37eV、励起子束縛エネルギー60meVを持つ酸化物半導体として広く研究がなされている。また、格子欠陥から生成される電子によりn型伝導することが知られている。そのため、電流注入型紫外発光デバイスを実現するために安定したp型酸化亜鉛の作製が切望されている。本研究における目的は、p型酸化亜鉛を作製すること、及び紫外発光デバイスを実現することである。最初に、酸化亜鉛と格子整合する基板ScAlMgO_4を用いた高品質な酸化亜鉛薄膜に窒素、(ガリウム、窒素同時)のアクセプタードーピングをそれぞれ行ったが、p型伝導を観測することは出来なかった。この原因として考えられるのは、ノンドープ酸化亜鉛の品質が悪く、多くの欠陥等を含んでいるという点である。半導体としての価電子制御を行うには、格子欠陥の少ない良質な薄膜をベースとして作製することが求められる。そこで、陽電子消滅測定、発光寿命測定を行うことにより、ノンドープ酸化亜鉛薄膜中の格子欠陥、不純物等の評価を行った。現在最も高品質な光学特性を持つ単結晶バルクと比較すると、薄膜の発光寿命は非常に短かった。これは格子欠陥、または不純物が多い事によるものである。陽電子消滅測定では、単結晶に比べ亜鉛欠損を多く含んでいることが確認された。そこで品質向上を目指し化学量論組成を実現する作製条件の探索を行った。現在では格子整合基板上に酸化亜鉛の緩衝層を成長し、熱処理を行うことで表面を平坦にした後、薄膜試料を作製している。低温における発光スペクトル、反射スペクトルを評価すると、バルク単結晶に非常に良く似たスペクトル形状を示し、反射スペクトルにおいてこれまでの酸化亜鉛薄膜では観測されなかった励起子準位n=2構造が観測された。現在、この成果を論文投稿すべく執筆中である。前年、熱処理した緩衝層上に薄膜試料を作製すると、高次n=2の励起子準位に関する構造が反射スペクトルで観測された。これは、成長段階において理想的なlayer-by-layer成長を行うことができるようになったからであると考えられ、[Appl.Phys.Lett.83,2784(2003)]に掲載された。さらに緩衝層をZnOよりもバンドギャップの大きいMgZnOに変えることで、透過吸収測定が可能となる。それら試料では、透過吸収測定、発光測定においても高次励起子構造が観測され、広い領域における結晶の均一性が向上し、励起子準位を安定に形成できるようになったと考えられる。上記の結果は、ZnO薄膜においておそらく初めてのことであり、品質の高さを物性において実証できたと考えられる。また、MgZnO緩衝層は電気的に半絶縁性を示すため、上部に堆積されたZnO薄膜の電気伝導測定を行うことが出来る。この測定から、残留キャリア濃度の低減、低温における電子移動度の向上が観測された。(現在論文準備中)上記の光学的評価と電気的評価から、p型化にチャレンジする土台が整ったと考え、窒素ドーピングを試みた。均一に窒素のドーピングを行った試料は、高抵抗化を示すもののp型伝導を得ることは難しく現在も奮闘中である。そこで、新たなドーピング手法として"成長温度変調法"を利用した。窒素は付着係数が低く、薄膜中へのドーピング濃度が基板表面温度に大きく依存する。そのため、ドーピング濃度を増加させるには成長温度を低くすることが必要となる。一方、無添加ZnO薄膜の最適成長条件はそれに比べ高温であることから、低温成長では結晶品質が劣化する。これら2つの要求を同時に満たすために、高温成長と低温成長を繰り返し行う成長手法が成長温度変調法である。高温の目的は表面平坦化と窒素の活性化、低温の目的は多量の窒素のドーピングである。

まだ予備的な段階であるが、均一ドーピングに比べ2桁以上高抵抗化する様子が見られ、今後p型伝導の実現を目指して研究を続ける。前年度までに、価電子制御を行うための無添加酸化亜鉛の電子濃度低減を行い、n型伝導性制御について確認できた。本年度は、p型伝導性制御に向けた研究に尽力した。効果的に窒素ドーピングを行うために反復温度変調法を提案し、適用した。この手法についての条件最適化を行うことにより、p型伝導性を発現する窒素ドーピング酸化亜鉛薄膜を再現性良く作製できる成長条件を見出すことに成功した。これは、一度の実験から窒素濃度や高温熱処理温度の異なる試料群を作製、評価できる、コンビナトリアル手法(成長温度変調法)の賜物と言える。さらに、窒素濃度の異なる試料の光学特性評価を行うことで、アクセプタ束縛励起子発光やドナーアクセプタ対発光における系統的な変化が観測された。この結果は現在投稿準備中である。Hall効果測定の温度依存性から正孔伝導であることを確認し、アクセプタ準位を見積もった。室温における正孔濃度は2x10^<16>cm^<-3>であった。これまで困難とされてきたp型化を実現できた要因は、反復温度変調法によって高濃度窒素ドーピング薄膜の結晶品質が向上したためと考えられる。このp型酸化亜鉛をn型酸化亜鉛薄膜上に堆積し、pn接合を作製した。電流電圧特性の評価において非線形性を示した。その際、電流注入による発光が観測された。これらの結果は[Nature Materials,4,42(2005).]に掲載された。さらに、デバイス構造の改善を行い、より鮮鋭な青色発光を観測した。酸化亜鉛を用いたpn接合からの電流注入青色発光は、これまでに例がなく、今後の実用化への扉を開く結果と考えている。
ハイパー核に発現するハイペロン・核子間及びハイペロン間相互作用の諸特性の解明

本研究計画の進展にとっての重要な要因は、この期間にハイパー核に関するいくつかの興味ある実験結果が発表された事である。BNL-E930実験においては^9_ΛBの5/2^+_1 and 3/2^+_1 spin-doublet statesからのγ線を、またBNL-E929実験においては^<13>_ΛCの3/2^-_1 and 1/2^-_1 spin-doubletstatesからのγ線を測定することによって、Λのsplitting energyが非常に良い精度で決定された。これらの実験に先行した我々の計算で、^9_ΛBeと^<13>_ΛCにおけるΛ粒子のspin-orbit splittingが種々のΛN間LS interactionsから導かれた。実験データは非常に小さいΛspin-orbit splittingを示しており、quark modelによって示唆されるLS interactionとAntisymmetric LS interactionの強いcancellationの可能性が明らかになった。S=-2状態の相互作用に関しても重要な実験結果が報告された。KEK-E373実験においてエマルジョン中に^6_<ΛΛ>Heと同定されるイベントが発見された。過去における数例のダブルΛ核イベントと異なり、このイベントの解釈はユニークに決まり、抜き出されたΛΛ結合エネルギーの値はΛΛ相互作用に関する研究の基礎となる。我々はこのような新しい状況を踏まえ、軽いダブルΛ核を3-4体クラスター模型を用いて系統的に調べた。また、我々はBNL-E906実験で得られた(K^-,K^+)反応点からのΞ^-粒子放出確率より、ΞN散乱断面積とΞN相互作用に関する情報が得られることを示した。中性子星物質におけるハイペロン混在の重要性は古くから指摘されてきたが、以前の理論計算はYN・YY相互作用に関する十分な知見に立脚したものではなかった。今回の研究においては、YN・YY相互作用に関する最新の研究成果を踏まえて、中性子物質におけるハイペロンの混在が状態方程式にもたらす影響について調べた。その結果、中性子星の殻領域におけるハイペロン混合が中性子星物質の状態方程式のソフト化と中性子星の最大質量の大幅な低下をもたらすこと、そして観測結果と矛盾しないために高密度で働くバリオン間の3体斥力が必要であること、等の結論が得られた。本年度に行われた研究の中心的課題は、核物質中に混在するハイペロン(Y=Λ,Σ,Ξ)の一体ポテンシャルU_Yと有効質量M^Y_*の分析である。これらはハイペロン-核子(YN)間、及びハイペロンーハイペロン(YY)間の相互作用の性質に密接に関係している。この分析は中性子星の内殻におけるハイペロン混在やハイペロン超流動の可能性を考察する上での基礎を与えるものである。我々はNijmegen groupによって提案されたSU(3)-invariant OBEYN・YY interactionsを用いたG-matrix calculationsを実行することによって、陽子・中性子同数核物質及び中性子物質中のU_YとM^Y_*をもとめた。まず、Λ粒子が1個含まれる場合に得られたU_ΛとM^Λ_*が、

BNLやKEKで観測された重いΛハイパー核の励起スペクトルのデータを用いて定量的に調べられた。その結果、いくつかのNijmegen OBE modelsの中でΛN奇状態で引力をあたえるバージョンが妥当であることが分かった。そのような相互作用は高密度核物質中で相対的に深いU_Λと大きいM^Λ_*を与える。前者は中性子星物質中でのΛ混在に有利であり、また、後者は混在するΛが超流動状態になっている可能性を増大させる、という興味深い結果につながる。そのような結果は、更に、中性子・Λ混在核物質の場合の計算によって確認された。同様の計算が中性子物質中にΣ^-もしくはΞ^-が混在する場合に遂行された。ここで負電荷粒子が選ばれたのは、これらが中性子星物質中で重要な働きをするためである。データの貧困さによる相互作用の不定性は大きいが重要な示唆もある。例えば、(K^-,π^+)反応によるΣ^-生成のデータから示唆される斥力的nΣ^-相互作用は、中性子物質中でのΣ^-混在を抑制する役割をはたす。補助金の主な使途は、共同研究者との研究連絡及び国際会議出席・講演のための旅費である。[1]ハイペロン(Y)と核子(N)の混在した核物質中でのYN・YY有効相互作用及び中性子星物質におけるハイペロン混在の研究。[2]ハイパー核の構造とYN・YY相互作用の研究。補助金の主な使途は、共同研究者との研究連絡のための旅費である。
遺伝情報を用いた糖尿病の発症・進展予測モデルの構築と予防的応用に関する研究

本研究では、遺伝・臨床情報を基に、糖尿病の個別化予防・治療を目指して以下の成果を得た。検討1.糖尿病との関連の強い非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)について、BMIの個体間変動を基にしたNAFLD予測モデルを構築し、NAFLD予防のためのBMI目標値を個別に推定できる可能性を示した。検討2.インスリン抵抗性改善、抗炎症作用等に関与すDsbA-Lの遺伝子変異が統合失調症患者の肥満リスク上昇に関係することを明らかにした。検討3.飲酒量の規定因子として知られるALDH2の活性低下遺伝子型がgamma-GTと関連して、NAFLDリスク上昇に関与することを明らかにした。本研究では、遺伝・臨床情報を基に、糖尿病の個別化予防・治療を行うことを目指して、以下の臨床研究を行った。【検討1】PNPLA3遺伝子変異は非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)のリスク因子として知られる。NAFLDは通常、肥満に関連して発症するが、日本人ではNAFLD患者の4割が肥満を呈さない。本検討では、人間ドック受診者を対象に、PNPLA3遺伝子変異が非肥満NAFLDのリスク因子となるか否かについて検討した。その結果、PNPLA3遺伝子変異は、肥満の有無に関わらずNAFLDのリスク因子となること、さらに腎機能低下にも関与することを明らかにした(Oniki et al., PLOS ONE, 2015)。【検討2】脂肪細胞から分泌されるアディポネクチンは、インスリン抵抗性改善、動脈硬化抑制、抗炎症作用等を有する。本検討では、アディポネクチンの活性化(多量体化)に関与するDsbA-Lに着目し、生活習慣病リスクが高い統合失調症患者を対象に、DsbA-L遺伝子変異の影響を検討した。その結果、DsbA-L遺伝子変異が統合失調症患者の末梢血単核球中DsbA-L mRNA低下と肥満リスク上昇に関係することを明らかにした(Oniki et al., Psychiatry Res, 2016)。遺伝情報等の臨床情報は計画通り収集できている。また、研究実績の概要に記載した通り、一部の遺伝子変異と疾患については解析を完了し、PNPLA3、ALDH2、DsbA-L遺伝子型に基づいた個別化予防法を提案することができた。検討1.糖尿病との関連の強い非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)について、そのリスク因子に関する検討を人間ドック受診者を対象に行い、PNPLA3遺伝子多型が非肥満NAFLDのリスク因子となることを明らかにした(PLOS ONE, 2015)。さらに、BMIの個体間変動を基にしたNAFLD予測モデルを、非線形混合効果モデルを用いて構築し、その応用方法についても提示した。構築したNAFLD予測モデルから、女性やLDLコレステロール高値、HDLコレステロール低値の受診者では、BMIの増加に伴うNAFLDリスクの上昇幅が大きく、PNPLA3遺伝子変異保有者やHbA1c高値の受診者では、より低いBMIからNAFLDリスクが上昇すると考えられた。さらに、対象者毎にBMIのカットオフ値を推定することができたことから、本モデル式と受診者の個体要因から、NAFLD予防のためのBMI目標値を個別に推定できる可能性を示した。検討2.インスリン抵抗性改善、抗炎症作用等を有するアディポネクチンを活性化させるDsbA-L遺伝子に着目し、統合失調症患者の肥満との関連を検討した。その結果、DsbA-L遺伝子変異が統合失調症患者の末梢血単核球中DsbA-L mRNA低下と肥満リスク上昇に関係することを明らかにした(Psychiatry Res, 2016)検討3.アルデヒド脱水素酵素(ALDH2)は種々の活性アルデヒドを分解する酵素であり、その活性低下に関与する遺伝子変異は飲酒量を規定する因子である。人間ドック受診者を対象とした検討により、活性低下アレル保有者ではNAFLDリスクが高いことを明らかにした(Nutr & Diabet, 2016)本研究では、遺伝・臨床情報を基に、糖尿病の個別化予防・治療を目指して以下の成果を得た。研究実績の概要に記載した内容に加えて、他の遺伝子変異による影響について解析し、それらを基に糖尿病の個別化予防・治療を行うための疾患モデル式の構築とその応用に取り組む予定である。医療薬学
家族性アルツハイマー病のcotton wool plaqueと神経細胞遊走異常

最終年度として全例の解析を施行した.全症例すべてに認知症を認め,発症年齢も通常のADと比較すれば若年であった.痙性対麻痺が認められない症例もあり,てんかんやパーキンソニズム,失語などを認めることから,cotton wool plaqueを認めるADの臨床症状は多岐にわたることが示唆された.Cottonwool plaqueとneuritic plaqueの頻度,分布に関しては,Cotton wool plaqueの頻度は,neuritic plaqueよりも頻度が高く,統計学的にも有意な差を示した症例が多かった.さらに,cotton wool plaqueはneuritic plaqueが存在しない基底核,中脳にまでひろく分布していた.Neuronal migrationの検討:すべての症例に関しては,現在のところ,どの症例にも,白質に神経細胞が存在するが,年齢が一致す多適切なコントロールを準備することが困難な状態である.若年発症のL166P変異では,特に白質神経細胞の数が他の症例より多い傾向にあったが,1例の検討であり,最終的な結論をだすことはできない.本研究は,新しい神経病理所見を検討したことから,presenilin 1遺伝子変異を伴うADというものが,孤発性のADとは異なり,新しい疾患として検討する必要もあることを提唱した研究であったと考えられる.また,形態学的にcotton wool plaqueに類似した構造が一部のプリオン病にも認められ,今後の課題としたい.(797宇)最終年度として全例の解析を施行した.全症例すべてに認知症を認め,発症年齢も通常のADと比較すれば若年であった.痙性対麻痺が認められない症例もあり,てんかんやパーキンソニズム,失語などを認めることから,cotton wool plaqueを認めるADの臨床症状は多岐にわたることが示唆された.Cottonwool plaqueとneuritic plaqueの頻度,分布に関しては,Cotton wool plaqueの頻度は,neuritic plaqueよりも頻度が高く,統計学的にも有意な差を示した症例が多かった.さらに,cotton wool plaqueはneuritic plaqueが存在しない基底核,中脳にまでひろく分布していた.Neuronal migrationの検討:すべての症例に関しては,現在のところ,どの症例にも,白質に神経細胞が存在するが,年齢が一致す多適切なコントロールを準備することが困難な状態である.若年発症のL166P変異では,特に白質神経細胞の数が他の症例より多い傾向にあったが,1例の検討であり,最終的な結論をだすことはできない.本研究は,新しい神経病理所見を検討したことから,presenilin 1遺伝子変異を伴うADというものが,孤発性のADとは異なり,新しい疾患として検討する必要もあることを提唱した研究であったと考えられる.また,形態学的にcotton wool plaqueに類似した構造が一部のプリオン病にも認められ,今後の課題としたい.(797宇)検脳組織の準備:組織学的検討のため、以下のPresenilin 1変異を伴う未染色の組織切片を準備した。すなわちA79V,S146L,I143T,L166P,S169L,G217D,V261I,V261F,P264L,A431Eである。また,コントロールとして、APP遺伝子変異のAD症例3例、Presenilin 2変異のAD症例2例、tau遺伝子変異を伴う前頭側頭型痴呆6例、弧発性AD症例の準備が進行中である.対象に関しては,前頭葉、帯状回、側頭葉、頭頂葉、後頭葉、扁桃、海馬、海馬傍回、大脳基底核、視床、小脳、脳幹部が採取され、通常通り,一般神経組織検査H&E染色に加えて、神経原線維などの検索にBodian法とBielschowsky変法,アミロイドの検索にthiofalvin-S法,ミエリンの検索にHeidenhain-Woelcke染色が準備された.Aβとtauに対するmonoclonal antibodiesを用いた免疫染色は現在準備中である.上記対象、およびコントロールケースのなかからcotton wool plaqueが存在するかどうかを全切片で検討し症例を選択している。cotton wool plaqueはH&Eで明瞭に他の老人斑から判別でき、円形で辺縁境界が明瞭である。多くのPSEN1変異症例でcotton wool plaqueを認め,症例によっては,解剖学的に限られた部位にだけ認めることもあることが判明した.次年度よりの解析に向け,順調に進行している.昨年度準備した,以下のPresenilin1変異を伴う未染色の組織切片,すなわちA79V,S146L,I143T,L166P,S169L,G217D,V261I,V261F,P264L,A431Eに対して一般神経組織検査H&E染色に加えて,神経原線維などの検索にBodian法とBielschowsky変法,アミロイドの検索にthiofalvin-S法,ミエリンの検索にHeidenhain-Woelcke染色が準備された.Aβとtauに対するmonoclonal antibodiesを用いた免疫染色もほぼ終了した.また,コントロールとして,APP遺伝子変異のAD症例3例,Presenilin2変異のAD症例2例,tau遺伝子変異を伴う前頭側頭型痴呆6例,弧発性AD症例の準備もほぼ終了した.対象に関しては,前頭葉,帯状回,側頭葉,頭頂葉,後頭葉,扁桃,海馬,海馬傍回,大脳基底核,視床,小脳,脳幹部が採取され,上記対象,及びコントロールケースのなかからcotton wool plaqueが存在するかどうかを全切片で検討し症例を選択している.cotton wool plaqueはH&Eで明瞭に他の老人斑から判別でき,円形で辺縁境界が明瞭である.多くのPSEN1変異症例でcotton wool plaqueを認めた.

特に,cotton wool plaqueは,前大脳皮質に分布するだけではなく,大脳基底核,脳幹にも認めることが明らかとなってきた.さらに,興味深いことは,通常の老人斑の数が極端に少なくなることや,時に神経原線維変化までが少なくなることである.また,V261I変異症例のcotton wool plaqueでは,laser microdissectionを用いることにより,plaqueを構成するアミロイドβのN末端が切り取られたものから構成されていることを明らかにした.また,プリオン病であるGerstmann-Straussler-Sheinker病の一部のPRNP変異症例にもcotton wool plaqueと区別できないプリオン斑を認めることを発見し,あわせて解析中である.現在,最終年度に向け順調に研究は進行している.
大脳皮質層形成における細胞分化メカニズム

本年度はリーリンが大脳皮質形成時に作用するメカニズムを明らかにする手掛かりとして、胎生期脳の各発生ステージにおけるリーリン受容体の発現を詳細に解析した。受容体VLDLRの発現は脳表層にある辺縁帯に限局してみられた。VLDLRの細胞内局在をGFP標識したニューロンの免疫染色によって解析したところ、脳表に到達したニューロンの樹状突起上にシグナルが見られた。さらにタグを付けた外来性のVLDLRを発現させると、樹状突起の遠位側への限局した局在がみられた。VLDLRには複数のスプライシングバリアントフォームが存在し、O結合型糖鎖修飾部位を有するものと有しないものがあるが、これらにタグを付けて脳で発現させたところ、糖鎖修飾部位を有するバリアントのみが樹状突起の遠位部分へ局在することを見いだした。これらの結果は、VLDLRの翻訳後の糖鎖修飾が大脳皮質形成過程に重要であることを示している。一方、受容体ApoER2は脳室下帯に強く発現し、さらに辺縁帯にも発現がみられた。脳室下帯での発現は多極性細胞の細胞体と突起に局在していた。またApoER2とVLDLRの辺縁帯での局在を二重染色により観察したところ、重複して見られるシグナルと個別のシグナルが認められた。これらの結果から2つのリーリン受容体は異なる分布と細胞内局在を示し、個別の機能を有することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。脳室下帯に選択的な発現を示す遺伝子のうちリーリン受容体ApoER2に着目した。ApoER2機能阻害の脳室下帯内のニューロン移動への影響を調べるために、子宮内電気穿孔法により、胎生14日の脳室帯で誕生したニューロンにApoER2ノックダウンベクターを導入し、48時間後に固定し解析した。その結果、多極性細胞の神経突起数の減少がみられ、脳室下帯付近での細胞移動パターンが異常になった。また、生後7日で観察したところ、表層ニューロンの配置が深部へとシフトした。これらの結果は、ApoER2が正常な多極性細胞移動と皮質層形成に必要であることを示唆している。一方、ApoER2ノックアウトマウスでは皮質層構造が部分的に異常になることが報告されているが、脳室下帯における影響は未だ報告がない。ApoER2 KOマウスにおける脳室下帯内でのニューロン移動への影響を調べるために、脳室帯で誕生したニューロンを標識し、48時間後に細胞分布を解析した。その結果、ノックダウンと異なり細胞分布および神経突起形成に異常が認められなかった。この結果からもうひとつの主要なリーリン受容帯であるVLDLRがApoER2の機能を補償している可能性が考えられた。リーリンシグナルの下流で制御される因子として最近、細胞接着分子N-カドヘリンおよびインテグリンalpha5beta1の関与が報告された。多極性ニューロン移動においてApoER2の機能にこれらが関与するかを検討するために、ApoER2ノックダウンと同時にN-カドヘリンおよびインテグリンalpha5beta1の強制発現を行った。その結果、N-カドヘリン強制発現によりApoER2ノックダウンの表現型が一部レスキューされることが明らかになった。この結果は、ApoER2の脳室下帯における機能にN-カドヘリンによる細胞接着制御が関与することを示唆している。ApoER2の特異的抗体を作成し、発現部位の同定が可能となった。またApoER2の機能を特異的に阻害できるノックタウンベクターの作成に成功した。生体内におけるApoER2阻害実験により、ニューロン移動への関与が示唆された。今後は培養系を用いて、より詳細にニューロン移動においてApoER2が果たす機能を解析する。