hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
短波長可視光の殺虫メカニズムの解明と害虫防除への応用に向けた基礎的研究

キイロショウジョウバエ、チカイエカ、ヒラタコクヌストモドキ、イチゴハムシに対する短波長可視光(青色光)の殺虫効果をLEDを用いて調べた結果、卵成虫まで様々な成育段階の様々な昆虫種に効果があることが明らかになった。効果的な波長や有効光強度は種により異なることも明らかになった。ショウジョウバエにおいては、変態により効果的波長が変化することもわかった。ショウジョウバエ囲蛹殻の光透過スペクトルを調べた結果、光透過率に波長特異性はみられなかったことから、波長特異的な殺虫効果は虫体内部の光吸収特性によるものと考えられた。また、殺虫効果を得るには光強度と照射時間の両方が一定以上必要であることもわかった。キイロショウジョウバエ、チカイエカ、ヒラタコクヌストモドキの蛹に各種波長のLED光を照射し、短波長可視光の殺虫効果を調査した。その結果、ショウジョウバエの蛹は435nmと470nmに高い効果がある2山型を示すのに対し、チカイエカは420nmのみに高い効果がある1山型を示すことが明らかになった。また、それぞれの最大効果波長で比較した場合、殺虫に必要な光強度はチカイエカはショウジョウバエに比べて4倍程度高いことも明らかになった。コクヌストモドキはショウジョウバエよりも短波長可視光照射に弱く、405470nmではどの波長でも、比較的低い光強度で100%の殺虫効果が得られた。また、ショウジョウバエ蛹に関しては、光強度と殺虫効果の関係も調査し、効果を示す波長では強度依存的に効果が高くなることが明らかになった。一方、530730nm光では、強度を高くしても殺虫効果はみられなかった。光強度と効果の関係から、ショウジョウバエ蛹に対する光の殺虫効果は、470>435>375=450>420>490>405>500>>530730の順となることが示され、波長が短いほど効果が高いというわけではないこと、紫外線よりも特定波長の可視光のほうが効果が高いことが明らかになった。ショウジョウバエに関しては、蛹に対して最も高い殺虫効果を示した470nmの卵、終齢幼虫に対する殺虫効果も調査した。その結果、470nm光は卵や幼虫に対しても殺虫効果を示した。終齢幼虫に関しては、4段階の光強度で24時間照射し、羽化せずに死亡した個体の発育段階を解剖により調査したが、光強度が高いほど、発育の初期段階で死亡することが明らかになった。高い光強度では蛹化前に致死する個体も多く見られた。興味深い点として、眼の着色過程の発育段階で死亡している個体はみられず、致死個体は蛹の発育段階の初期段階か後期段階で死亡していた。屋外性の昼行性昆虫であるハムシに対する短波長可視光(青色光)の殺虫効果をイチゴハムシを用いて調査した。ハムシはこれまでに調査したキイロショウジョウバエやチカイエカ、ヒラタコクヌストモドキと比べて太陽光に曝されるリスクが高いためか、青色光に対する耐性が高かった。卵、蛹に対する殺虫効果を調べたが、最も高い効果を示した波長光を直射日光青色成分総量の11.5倍程度の光強度で照射しても、死亡率は60%程度に止まった(これまでの3種では100%の致死効果)。また、卵と蛹で効果的な波長が異なり、卵では440nmが、蛹では467nmが最も高い効果を示した。さらに卵では456nmが、蛹では440nmが前後の波長と比べて効果が低く、谷型を示した。ヒラタコクヌストモドキの蛹については光強度と殺虫効果の関係を調査した。昨年度の照射強度では全ての青色波長で100%の致死率が示されたが、強度を1/2にして照射したところ、440nm以下の波長では波長が短いほど殺虫効果が高く、467nmにも比較的高い殺虫効果があることがわかり、種特異的な有効波長を明らかにすることができた。チカイエカについては、蛹に関して光強度と殺虫効果の関係を明らかにするとともに、卵に対する殺虫効果を調査した。その結果、チカイエカは卵と蛹で有効波長の特異性が類似しており、417nmのみに高い効果がある1山型を示すことが明らかになった。キイロショウジョウバエについては、卵と終齢幼虫に対する有効波長および光強度と効果との関係を調査した。その結果、卵では基本的に波長が短いほど殺虫効果が高いが、440nnmだけは前後の波長より効果が明らかに低くなる谷型を示すこと、終齢幼虫では、404465nmにかけては効果に大きな違いがないことが明らかになった。これらのことから、ある種の昆虫では、成育に伴って有効波長が変化することが明らかとなった。キイロショウジョウバエに対する短波長可視光(青色光)の殺虫効果では、成虫に対する効果的波長、有効光強度を調査した。その結果、465nmが最も効果が高く、次いで417、439nmの効果が高いことが分かった。455nmの効果は前後の波長に比べて著しく低かった。465、439nmの効果が高く、455nmの効果が低いという結果は、蛹に対する結果と類似していた。

昨年度の成果で、幼虫と蛹では効果的波長が異なることが明らかになっていたので、蛹について、さらに発育ステージによる効果的波長の変化を調査した。その結果、蛹化初期の発育ステージ(P2期P4期)ですでに、効果的波長が成虫と類似することが明らかになった。チカイエカについては、成虫に対する417nm光の殺虫効果を調査した。その結果、雌雄ともに417nm光の照射により成虫寿命が大きく短縮した。雄では無照射の3分の1程度、雌では4分の1程度の寿命となった。このことから、チカイエカにおいても、卵、蛹、成虫で青色光が殺虫効果をもつことが明らかになった。キイロショウジョウバエ蛹を用いて、照射強度・照射時間と殺虫効果の関係を調査した結果、殺虫効果を得るには、照射強度と照射時間がともにある一定以上であることが必要なことが分かった。また、間断照射の場合は連続照射と総照射時間が同じでも、一定以上の光強度がないと効果が著しく低くなることも分かった。ショウジョウバエ囲蛹殻の光透過スペクトルと効果的波長との間には特に関係性がないことも明らかになった。すなわち、種特異的な効果的波長は、光が表皮を透過した後の吸収に起因するものと考えられた。また、ショウジョウバエ蛹の解剖学的調査により、照射を受けた蛹が受ける損傷は部位や組織により異なることも明らかになった。研究期間全体を通じ、青色光殺虫について、実用化を目指す上で必要な多くの基礎的知見を得ることができた。キイロショウジョウバエ、チカイエカ、ヒラタコクヌストモドキ、イチゴハムシに対する短波長可視光(青色光)の殺虫効果をLEDを用いて調べた結果、卵成虫まで様々な成育段階の様々な昆虫種に効果があることが明らかになった。効果的な波長や有効光強度は種により異なることも明らかになった。ショウジョウバエにおいては、変態により効果的波長が変化することもわかった。ショウジョウバエ囲蛹殻の光透過スペクトルを調べた結果、光透過率に波長特異性はみられなかったことから、波長特異的な殺虫効果は虫体内部の光吸収特性によるものと考えられた。また、殺虫効果を得るには光強度と照射時間の両方が一定以上必要であることもわかった。当初は推測していなかった様々なことが明らかになってきている。そのうちの一つは、昨年度見出した有効波長の種特異性であるが、今年度は、さらに、キイロショウジョウバエやイチゴハムシなどある種の昆虫においては、有効波長が成育に伴って変化することを明らかにすることができた。また今年度は、ハムシでも青色光照射の殺虫効果を示すことができたことから、屋外性で昼行性の種でも、青色光の強度を直射日光の青色成分総量程度まで高くすれば、効かせられる可能性が示された。すなわち、ある程度継続的に照射を続ければ、光耐性が高い昆虫種でも、繁殖を徐々に抑制できる可能性を見出した。今年度は、世界で初めて見出した青色光の殺虫効果を学術誌「Scientific Reports」で公表し、プレス発表することもできた。この発表は世界的に大きく注目され、Scientific Reportsでは注目の論文に選ばれるとともに、各種新聞、テレビ、雑誌、インターネットニュースサイトなど様々なメディアで紹介された。それをきっかけに、様々な企業からも事業化に向けた問合せがきている。以上のことから、本課題は基礎的知見の積み上げとともに、実用化の動きも出始めており、当初の計画以上に進展していると考える。応用昆虫学チョウバエなど青色光殺虫技術の実用化の要望が高い対象昆虫種を優先的に、青色光の殺虫効果、有効波長の特定などを調査する。また、アブラムシなどの不完全変態昆虫にも青色光が殺虫効果を示すか明らかにする。
大気境界層内の3次元風速場観測のためのドップラーソーダ観測システムの開発

水平・鉛直の両方向に向きを変えて、音波を発射しその散乱音から上空の風速を計ることのできるドップラーソーダの開発に挑んだ。市販のマイク、スピーカ、PCのサウンドシステムを利用し、音波の送受信にパラボラを用いることで指向性と感度を高めて観測するシステムを目指した。回転台の重量制限により、特にパラボラ部の大きさに強い制約があり、そのため以前観測に成功した大きなパラボラ(1m)を利用できず、パラボラの小型軽量化、電子回路の改良、ソフトウェアの改良を行いつつ、3台の試作を重ねたが、残念ながら期間終了時点では、地面反射の影響が残り、風速の観測はできなかった。今後も開発を続ける所存である。本申請で計画しているボリュームスキャン可能なドップラーソーダとして、支柱の上に方位角・仰角方向に回転できる回転台を搭載し、そこにつけた金属パイプに直径約30cmのパラボラを送受信それぞれに配置したものを1台製作した。PCからのソフトウェア制御により、必要な方向へと向きを支え、音響パルスの送受信を行うことができる。また、音響パルスには複数の周波数の音波を重ねて用いることや、スピーカー自身が音波の送信を妨げないように、パラボラに正対するのではなく、斜めに配置する等の工夫を行った。建物などの地上の物体を対象に試験したところ、良好な音響パルスの反射が得られたが、大気からの後方散乱を受信するには感度不足であった。今後、電気的方法やパラボラの改良などが必要である。また、開発の鍵となるパラボラの製作精度をあげるために、家庭用3Dプリンタを導入し、試作を開始した。ボリュームスキャン可能なソーダを製作するということで、昨年度製作したアマチュア無線アンテナ用回転台を用いたシステムが、所定の性能を示さなかったことを考慮し、受信システムを中心に、電気的な増幅と帯域制限を行うとともに、より回転の早いビデオカメラ用の回転台を利用し、その荷重の許す範囲でパラボラを大型化したシステムを構築し、実験を行った。その結果、まだ指向性が不足しており、地面からの反射の混入が見られ、十分な制度で風速を計測することができていない。製作に時間がかかりすぎたために、十分な調整ができていないことや、重量とサイズのバランスを十分取りきれていないことが原因と考えられ、次年度前半で、この問題点を解決することを目指すことにした。なお、中間的な結果は、気象学会中部支部大会において、大学院生とともに報告を行った。地表近くの大気の3次元風速場を測定するドップラーソーダの開発ということで、仰角と方位角の2軸で回転する台上に、送受信2つのパラボラを持つシステムの開発を行ってきた。前年度までに、2台の試作を行ったが、回転台の重量制限のための小型化が影響し十分な音響パルス指向性が得られず大気からの信号を受信できていなかった。最終年度は、送受信パラボラの構造上問題となっていたスピーカーとマイク自身の影響を低減するために、導波管を利用し、パラボラ正面からスピーカーを無くし、マイクは素子のみを利用した小型の構造を採用した3台目の試作機を製作した。これらの改良により指向性は向上し、上空計測用に市販されているソーダに匹敵する値を示した。また電気的なノイズの対策やパラボラの透過の低減、制御・解析ソフトの改良を行った。また、音響信号の強度の定量的な解析ができるところまで装置の計測を積み重ねた。しかし、年度末ぎりぎりまでの実験と改良にも関わらず送信周波数のままのパルスが受信される状況を脱することができなかった。受信信号が距離の逆2乗で減衰し、定量的にも後方散乱にしては大きいことなどから、地面での反射の影響を受けていると考えらた。サイドロブと呼ばれる側方からの信号の流量が影響したと考えられる。そこで、当初目標にあった低い仰角での観測を諦めて、防音壁による地面からの反射、および通常地表にあるノイズの遮断を検討し、高さ150cmで装置を囲む防音壁を作成したが、そこで研究期間の終了を迎えた。今後、いままでの補助に感謝しつつ、過去の試作機の部品などを活用して開発を続ける。当面は、計算上計測できるはずのところまで来た今回製作の「ソーダ+防音壁」のシステムでの実験を行い、その後、パラボラを深くして側方からの影響を避けるものにするなどの改良を試して、本研究の当初目的としたシステムの実現に向けて研究を続ける。予定では、今年度に完成することになっていたが、回転台にのせるための小型化による性能低下を補う改良が十分ではなく、完成品といえるものができていない。ソフトウェアシステムや、音響パルス送受信系の内の電気処理系は完成のレベルにあるので、スピーカ、マイク、パラボラからなるシステムの部分の改良が必要である。当初の想定よりも、スピーカ自身や、スピーカおよびマイクを支持する部分の影響が大きく、音響的指向性が十分得られていないことが理由である。

気象学最終年度を迎え、当初の目標を達成するために、現状の音響システム自身の特性の詳細な計測を行っている。それを踏まえ、定量的にパラボラ等の設計を行い直し、製作を行う。それを基に、予算上可能な限り、3台の製作を目指す。当初の予定では、初年度にボリュームスキャン可能な試作機を1台製作することになっていた。今回、まだ感度不足とはいえ、実際、観測方向を上下左右に変化させて、音響パルスの送受信を行うシステムを、制御ソフトウェア込みで開発できたことは、概ね目標を達成したと言える。ただ、感度不足に対しては早急の対処が必要である。まずは、大気からの後方散乱を受信できる感度にすることを目標に、パラボラの形状変更、受信信号の周波数帯域の適切な制限とその後の増幅、マイクやスピーカの位置の微調整などを早急に行い、ドップラー信号の適切な受信を目指し、1号機の完成を図る。その後、研究の最終目標の3台による観測をめざし、必要機材の準備を行い、遅れを取り戻す。
日本史資料研究利用のためのデータ・ベースの開発

1.歴史資料(以下「史料という)を能率的に電算機処理するため以下のシステムを開発した。(1)JIS第一水準・第二水準・拡張漢字の全字種に統一基準の「よみを付与したマスターファイルを作成し、これを自動参照するようプログラムを組むことによって、漢字の排列が一定になるようにした。(2)年号による表示・閏月・「頃など史料に特有な年次表示については、データを入力するとマスターファイルを参照して11桁の数列に自動変換することにより、検索や排列ができるようにした。(3)データ入力の効率化のため入力画面に工夫をこらし、直前入力データのコピー機能や、頻出文字列を入力画面下部に設けた参照テーブルに登録して、テーブルの番号のみで省力入力できるデータ入力システムを開発した。2.データベース・システムとしては、(1)語句索引システム(「大日本史料索引「中世記録統合索引)、(2)百字程度の文章を入力し、その中のキーワードを登録しておくことによって元の文章を抽出する索引システム(「維新史料綱要索引「史料綜覧索引)、(3)パーソナルコンピューターN5200105Mk【II】を利用した中小規摸データ用目録・索引作成システムを開発した。3.「大日本史料索引には『大日本史料』のうち平安時代部分、データ数約2万5千件を、「中世記録統合索引には『満済准后日記』『看開日記』データ数約7万件を、「維新史料綱要索引には『維新史料綱要』のうち文久2年3年の分、データ数約3千件(キーワード数約3万件)を入力し、それぞれ出力テストを行った。また、パーソナルコンピューターでは、簡易ソフトを利用したデータ件数数千件程度の目録・索引(「大日本史料書名索引「鎌倉遺文所收綸旨・院宣目録「老松堂日本行録語句索引「オランダ商館長日記索引など)を作成した。1.機器の増設等:本研究に使用しているNECシステム100158について、ワーク・ステイション1台の増設、補助記憶装置の増設(64Mバイト→192Mバイト),カートリッジ磁気テープ装置の新設等を行い、昭和60年10月末検収した。2.ソフト・ウェアーの開発および改良:【◯!1】2台のワーク・ステイションから同時にデータ入力作業が出来るようにするソフト・ウェアーの開発、【◯!2】検索結果の出力を、従前のプリンター出力のみから、画面出力も可能なものへの改良、【◯!3】データが出典の卷冊頁のみで表示されているものに、年月日データを追加するための、出典の卷冊頁順にソートしたファイルを作成するソフト・ウェアーの開発などの作業を行い、いずれも昭和61年1月までに検収した。3.データ入力:「中世記録統合索引」システムについては約41000件、「大日本史料索引」システムについては約12000件、「維新史料綱要綱文索引」システムについては約1680件のデータを入力した(昭和61年3月15日現在)。「中世記録統合索引」のうち『満済准后日記』のデータ入力はほぼ完了した。4.検索および出力のテスト:「中世記録統合索引」によって、例えば「東大寺」という固有名詞を含むデータを検索したところ、45件を抽出し、所要時間は約23分であった。「大日本史料索引」で「参議」を検索したところ、650件を抽出し、所要時間は約5分であった。

5.中小規模資料処理の研究: N5200/05および05Mk【II】により、「大日本史料第6編書名索引」(1レコード356バイト、入力データ約2070件)、「オランダ商館長日記オランダ語語句索引」(128バイト、約3370件)などを作成した。
糖鎖抗原の癌性変化とその臨床応用に関する基礎的研究

本研究の目的は、癌化にともなう細胞表層の糖鎖抗原の変化とその生理的意義を解明し、ヒト癌の診断と治療への応用の基礎とすることである。我々は今年度、悪性細胞の血管外浸潤や血行性転移に関連するとみられる糖鎖抗原の細胞接着因子としての機能について検索した。シアリルSSEAー1抗原は白血球や肺癌、卵巣癌に強く発見されている。しかし、消化器系の癌細胞では、SSEAー1系の2型糖鎖よりも、2→3シアリルLe^a抗原など1型の癌関連性糖鎖抗原の方が陽性率が高い。我々は今年度、実はこの2→3シアリルLe^a抗原(1型糖鎖抗原)もELAMー1のリガンドであることを明らかにした。ヒト培養大腸癌細胞Colo201は2型のシアリルLe^x抗原を中等度に発現するが、1型の2→3シアリルLe^a抗原をより強く発現する。この細胞もまた血管内皮細胞のELAMー1によく接着するが、意外なことにこの接着は抗シアリルLe^x抗体よりむしろ抗2→3シアリルLe^a抗体で強く阻止される。これは、シアリルLe^a陰性のヒト白血病細胞HLー60の接着が抗シアリルLe^x抗体のみで特異的に阻止されるのと対照的であった。両糖鎖抗原がともにELAMー1のリガンドであれば、2→3シアリルLe^aのリポゾ-ムもシアリルLe^xのリポゾ-ムも、Colo201およびHLー60のどちらの細胞の接着をも阻止するはずである。以後の研究は愛知県がんセンタ-にて継続の予定である。
ヒトマラッセ上皮遺残細胞による発現遺伝子の網羅的解析と不死化細胞の樹立

矯正治療を目的として来院した患者より抜歯した小臼歯歯根の中央3分の1より採取した歯根膜組織をケラチノサイト選択培地にて培養し、郵送してきた細胞が形態的に上皮細胞の特徴を示していたことからマラッセの上皮遺残細胞と判断した。つぎにこの上皮細胞にSV40 large T抗原をコードする遺伝子(SV40T-Ag)とヒトテロメレース逆転写酵素をコードする遺伝子(hTERT)とを導入し不死化を行った。その結果、同培地中で培養した細胞に2種類の細胞が混在することが明らかになった。一方は上皮様の形態的特徴を示し、他方は線維芽細胞様の特徴を示した。これらの細胞の遺伝子発現について検討したところ、上皮細胞に特徴的なcytokeratin5及び16ならびにE-cadherinのmRNAを発現した。またマラッセ上皮遺残細胞のマーカーとされるp75及びtrkAの発現も観察された。さらにエナメルタンパクであるameloblastin,enamelinそしてamelogeninを発現し、エナメル芽細胞としての特徴も維持していた。そして近年、マラッセ上皮遺残細胞がセメント芽細胞に転換するとの報告から、セメント芽細胞に発現するf-spondin及びCP23の発現も認められた。以上の結果から、今回の培養において認められた線維芽細胞様の細胞は、マラッセ上皮遺残細胞様の細胞が上皮間葉転換を起こしたことに起因する可能性が示唆された。今後、この細胞のクローニングを行い単一の細胞株とし、その特徴について詳細に検討していく必要がある。そして、セメント質の形成や歯根膜組織の維持へのマラッセ上皮遺残細胞の関与について明らかにしていこうと考えている。(1)ヒトマラッセ上皮遺残細胞および歯肉上皮細胞の培養矯正治療を目的として九州大学病院を受診した患者様の中から、本研究に賛同の得られた患者様の健康な歯牙の抜歯の際に、歯根及び2mm×2mm程度の歯肉上皮を採取した。歯根の中心付近から根尖部にかけて歯根膜を剥離し、酵素処理を行いケラチノサイト用選択培地中で培養し、増殖してきた細胞をマラッセの上皮遺残細胞とした。また採取した歯肉上皮を同様な方法で培養し、歯肉上皮細胞を得ることに成功した。しかしながら歯肉上皮細胞と比較してマラッセの上皮遺残細胞は極めて数が少なく、また増殖能も高くなかったことから継代数は3程度で、長期の培養は困難であることがわかった。(2)ヒトマラッセ上皮遺残細胞および歯肉上皮細胞との遺伝子発現2継代したこれらの上皮細胞よりtotal RNAを回収し、cDNAマイクロアレイ法にてマラッセの上皮遺残細胞および歯肉上皮細胞との間で発現量が異なっている遺伝子を検出した。その結果、S100カルシウム結合タンパクがマラッセ上皮遺残細胞に多く発現していることが判明した。このタンパクに関しては、ラットの骨芽細胞の石灰化を抑制(Duarte WR et al., 1998)し、また牛の歯根膜は歯小嚢、歯乳頭、歯肉の細胞よりも遙かに多くこのタンパクを発現している(Duarte WR et al., 1999)ことが報告されている。またマラッセの上皮遺残細胞に多く発現している幾つかの未報告の遺伝子を検出しており、これらの特異性についてRT-PCR法にて解析を行っている(今回の研究は九州大学歯学研究院の生命倫理委員会にて認可されている)矯正治療を目的として来院した患者より抜歯した小臼歯歯根の中央3分の1より採取した歯根膜組織をケラチノサイト選択培地にて培養し、郵送してきた細胞が形態的に上皮細胞の特徴を示していたことからマラッセの上皮遺残細胞と判断した。
繋ぐ技術で拓く弾性型血管の創生とバイオニックシミュレータ

生体組織の生物学的・機械的特性を解明するために,3次元生体組織の再構築に関して様々な研究が行われている.再構築した組織は,生体内と同様の形態や機能を獲得するために力学的刺激が重要であることがよく知られている.細胞はこの力学刺激を感知し,応答することで組織形成および機能維持を示すことが知られている.本研究は,アセンブリした組織を長期機能維持させるためには,酸素および栄養の供給源を確保するためにも外部と必ず“繋ぐ"必要があるという着想に基づき,外部の潅流培養システムと融合することを前提に3次元組織構造体を作製し,機械システムと繋いだバイニックシミュレータを開発する.H27年度は,昨年度までに構築した脈動流を印加する潅流培養システムに対して,圧力フィードバック制御を追加し,生体の脈動流をより再現するしするようシステムの改良を行った.マウス胎児由来血管平滑筋細胞を用いて直径3 mm,長さ10 mmの人工血管組織を作製し,拍動流が印加可能な循環培養システムの培養器の部分に接続した.培養チャンバの直前に圧力センサを設置し,計測圧力をフィードバック制御することにより,負荷圧力を調節した循環培養を行う.生体内と同じ最大1 Paのせん断応力がかかるように,流量は165 ml/minとした.弾性線維形成を形成するタンパク質(Fibrillin-1,Fibrillin-2,SM1,Elastin)の発現量をRT-PCRによって評価した.GAPDHをリファレンス遺伝子としてΔCp法により整理した.拍動流を印加することで弾性線維形成タンパク質の発現量が多くなることが明らかとなった.生体内環境に近い力学刺激を与えることにより,組織の再生が促進されることが確認された.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。生体組織の生物学的・機械的特性を解明するために,3次元生体組織の再構築に関して様々な研究が行われている.再構築した組織は,生体内と同様の形態や機能を獲得するために力学的刺激が重要であることがよく知られている.細胞はこの力学刺激を感知し,応答することで組織形成および機能維持を示すことが知られている.本研究は,アセンブリした組織を長期機能維持させるためには,酸素および栄養の供給源を確保するためにも外部と必ず“繋ぐ"必要があるという着想に基づき,外部の潅流培養システムと融合することを前提に3次元組織構造体を作製し,機械システムと繋いだバイニックシミュレータを開発する.H26年度は,生体血流環境を模倣した潅流培養システムとLBL積層細胞法と積層細胞転写法を利用して作製した血管様管状組織体を融合させ,弾性線維の形成過程を評価し得るバイオニックシミュレータの構築を行った.潅流培養システムは培養器,遠心ポンプ,流量計,圧力センサ,リザーバーから構成され,生体内と同じ最大1 Paのせん断応力がかかるように,最大流量165 ml/min,最小流量116 ml/minを与えるものとし血管の脈動流を再現させた.マウス平滑筋細胞を用いて小口径血管組織を構築し,潅流培養後に全RNAを抽出し,リアルタイムRT-PCRにより弾性線維形成マーカであるFibrillin1,Fibrillin2,およびSM1のmRNAの発現から評価した.リアルタイムRT-PCRの結果,Fibrillin1,Fibrillin2,およびSM1のいずれにおいても,脈動流培養を行った場合に,静置培養,循環培養と比べ,最も発現量が高いことが観察された.生体組織の生物学的・機械的特性を解明するために,3次元生体組織の再構築に関して様々な研究が行われている.再構築した組織は,生体内と同様の形態や機能を獲得するために力学的刺激が重要であることがよく知られている.細胞はこの力学刺激を感知し,応答することで組織形成および機能維持を示すことが知られている.本研究は,アセンブリした組織を長期機能維持させるためには,酸素および栄養の供給源を確保するためにも外部と必ず“繋ぐ"必要があるという着想に基づき,外部の潅流培養システムと融合することを前提に3次元組織構造体を作製し,機械システムと繋いだバイニックシミュレータを開発する.H27年度は,昨年度までに構築した脈動流を印加する潅流培養システムに対して,圧力フィードバック制御を追加し,生体の脈動流をより再現するしするようシステムの改良を行った.マウス胎児由来血管平滑筋細胞を用いて直径3 mm,長さ10 mmの人工血管組織を作製し,拍動流が印加可能な循環培養システムの培養器の部分に接続した.培養チャンバの直前に圧力センサを設置し,計測圧力をフィードバック制御することにより,負荷圧力を調節した循環培養を行う.生体内と同じ最大1 Paのせん断応力がかかるように,流量は165 ml/minとした.弾性線維形成を形成するタンパク質(Fibrillin-1,Fibrillin-2,SM1,Elastin)の発現量をRT-PCRによって評価した.GAPDHをリファレンス遺伝子としてΔCp法により整理した.拍動流を印加することで弾性線維形成タンパク質の発現量が多くなることが明らかとなった.生体内環境に近い力学刺激を与えることにより,組織の再生が促進されることが確認された.当初の計画にあった多層構造を有する小口径血管組織の構築に成功し,生体血流環境を模倣した潅流培養システムを確立したこと.さらには,申請書段階には計画がなかった,生分解性ポリマーを外膜としたアセンブリ法を提案し,組織弾性の担保から生体血管への吻合を可能を示すことができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。

H26年度までに,生体内環境に近い力学刺激を与えることにより,血管様多層組織構造体中の平滑筋細胞の弾性線維が有意に形成したことが伺えた.今後,血管様多層組織構造体に対して脈動流による長期負荷を与え,組織内の弾性線維の形成を物理的手法と生化学的手法から検討を行っていく.さらには,生体から摘出した心臓を用いたOrgan-Explant-Chipに対して,虚血疾患の心臓モデルの作製し,心臓潅流モデルと血管潅流モデルの融合に着手していく.また,血管吻合後のリアルタイム観察から,心疾患や動脈硬化・動脈瘤などの疾患モデルに対する,薬効評価等を試みる.27年度が最終年度であるため、記入しない。
新規作用機構を持つアレルギー根本治療薬の開発：リード化合物の標的分子の同定

本研究では、アレルギー応答を誘発、増悪化するサイトカインであるThymicstromal lymphopoietin (TSLP)の産生を選択的に抑制する化合物として申請者らが見出したリード化合物の標的分子並びに作用機構を明らかにすることを目的とした。(1)本リード化合物をビーズに結合したアフィニティービーズを作製し、細胞ライゼートから結合タンパクを回収して、LC/MSで同定した。複数のタンパク質が同定されたため、さらにより活性の強い化合物を探索した。その結果、約10倍強い化合物を見出し、本化合物を用いて再度、セルライゼートより結合タンパク質を解析した。その結果、同化合物で結合が抑制される少なくとも3つのバンドを見出し、LC/MSで解析を進めている。2)作用点の同定:本化合物の種々シグナル分子への効果を検討し、特にNrf2/Keap1システムを活性化することを明らかにした。そこで、Nrf2およびKeap1をsiRNA法で発現を低下させた場合の本化合物の効果を検討したが、その抑制効果は影響しなかった。これらの結果から、本化合物のTSLP産生抑制作用は、Nrf2/Keap1システムは関係していないことが示唆された。さらにRNAの安定性に対する効果を解析したところ、本化合物は転写を阻害するactinomycin Dよりも強力にTSLP mRNAレベルを低下させること、この抑制作用はactinomycin Dと併用することにより打ち消されることが明らかになった。これらの結果は、本化合物は転写を抑制する以外に、何らかのmRNAの誘導を介してTSLP mRNAの分解を促進することを示唆する。このように、本化合物はこれまで報告されていない全く新規な作用機序によりTSLPの発現を抑制していると考えられる。今後さらに、miRNAの網羅的な解析等を行う予定である。初年度は標的タンパク質の探索、並びに作用機構について解析した。1)リード化合物結合タンパクの探索:本リード化合物をビーズに結合したアフィニティービーズを作製し、細胞ライゼートから結合タンパクを回収して、LC/MSで同定した。複数のタンパク質が同定されたため、さらに細胞内環境中で結合するタンパク質を同定するために、クリック反応を応用した標的分子の解析法について種々条件を検討し、リード化合物の結合タンパク質の細胞内分布を可視化した。また化合物のビーズへの結合の最適条件を確立した。また標的分子が既知で、本化合物と部分的に構造が類似する化合物が、TSLPの産生を抑制することを見出し、その化合物の標的分子が本リード化合物の標的分子である可能性を示唆した。そこで、Nrf2およびKeap1の発現をsiRNAで抑制した場合の本化合物の効果を検討したが、その抑制効果は減弱しなかった。この結果から、本化合物のTSLP産生抑制作用は、Nrf2/Keap1システムとは関係無いことが示唆された。さらに主な作用ステップは転写抑制であり、RNAの安定性、翻訳、分泌抑制ではないことが示唆された。今後さらに、標的分子の同定、並びに転写抑制作用機構について解析を進め、新規作用機構を持つ抗アレルギー薬の開発を目指す予定である。本化合物の標的分子の同定を試みたが、複数存在し、どのタンパク質がTSLP産生に関わっているのか同定するには至らなかった。そこであらかじめ計画していたように、細胞内環境で本化合物と結合するタンパク質を同定するためのクリック反応を用いた解析方法を確立した。また、構造活性相関の解析を進め、タンパク質結合のネガティブコントロールとして使うことが可能な、構造が類似しながら抑制作用を示さない化合物を発見したこと、さらに標的分子が明らかにされていて、かつリード化合物と部分的な類似構造をもつ化合物がTSLP産生を抑制することを明らかにした点は計画以上の成果である。作用機構については、作用ステップの同定は予定通り進み、またシグナル経路の同定についても計画通り進め、本化合物が作用する候補経路を見出した。結果的にその関与はTSLP産生抑制とは無関係であることが示唆されたが、本研究は概ね順調に進行していると考える。

これらの結果から、本化合物のTSLP産生抑制作用は、Nrf2/Keap1システムは関係していないことが示唆された。さらにRNAの安定性に対する効果を解析したところ、本化合物は転写を阻害するactinomycin Dよりも強力にTSLP mRNAレベルを低下させること、この抑制作用はactinomycin Dと併用することにより打ち消されることが明らかになった。これらの結果は、本化合物は転写を抑制する以外に、何らかのmRNAの誘導を介してTSLP mRNAの分解を促進することを示唆する。このように、本化合物はこれまで報告されていない全く新規な作用機序によりTSLPの発現を抑制していると考えられる。今後さらに、miRNAの網羅的な解析等を行う予定である。概ね、研究計画通りに実施する。1)構造類似で、抑制作用を示さない化合物とリード化合物の結合タンパク質との比較により、TSLP産生抑制に関わる標的分子を探索する。さらに2)リード化合物と部分的な類似構造をもちTSLP産生抑制作用をもつ既知化合物の標的タンパク質とのドッキングシュミレーションにより、本リード化合物の標的分子となるかどうかを解析する。1あるいは2より候補標的分子が絞られた場合には、siRNA等でそのTSLP産生における役割、関与するシグナル経路の役割を明らかにする。また、本分子が標的である可能性が高い場合、さらに特異的に結合する化合物を探索して構造最適化を図る。以上から、TSLPの産生を特異的に阻害する化合物の構造最適化のための基盤を確立するとともに、構造最適化をさらに進め、抗アレルギー薬の開発候補品を探索する。
糖尿病性網膜症とトロンボキサンA⊆およびプロスタサイクリンとの関係

糖尿病性網膜症(以下網膜症)が増殖型へと進展する基盤として網膜血管床の閉塞が考えられる。この原因となる血栓形成に関与するものとして血小板で生合成されるトロンボキサン【A_2】(TX【A_2】)および血管内皮で生合成され、TX【A_2】と拮抗する物質であるプロスタサイクリン(PG【I_2】)を測定し、網膜症のStageおよび蛍光眼底撮影(FAG)による網膜血管床の閉塞の広さとの関係を検討した。更に血糖コントロールと両者との関係を検討した。TX【A_2】およびPG【I_2】の測定には、その安定代謝産物であるトロンボキサン【B_2】(TX【B_2】)および6ケトプロスタグランディン(6KetoPG【F_(1α)】)を測定した。結果:1)TX【B_2】が高値を示すものでは6-KetoPG【F_(1α)】も高値を示し、両者は相関々係を示した。2)血糖コントロールの指標としてHb【A_1】値との関係をみたがTX【B_2】,6-KetoPG【F_(1α)】ともにHb【A_1】値と相関々係を示した。3)網膜症が活動性を示すものではTX【B_2】値は高値を示した。しかし6-KetoPG【F_(1α)】はTX【B_2】値ほどは網膜症のStageと関連性を示さなかったが、網膜症がつよい活動性を生ずる前にのみ高値を示していたことから、TX【A_2】の上昇にともないPG【I_2】も代償的に上昇するが代償不全におちいりPG【I_2】が低下することによりTX【A_2】が優位になった時に網膜症が活動性をもってくることが推測された。4)網膜血管床の閉塞域との関係をみると、最も広汎な閉塞域を示す例,あるいはRPC領域に閉塞をみとめる例でTX【B_2】は有意に高値を示した。しかし6-KetoPG【F_(1α)】は血管床の閉塞域とは関連を示さなかった。以上の結果よりHb【A_1】値が高く、TX【A_2】値が高値を示すものは増殖性網膜症へと進行増悪する傾向がみられる。したがって早期に光凝固等による治療が必要であることがわかった。
近代日本における帝国大学文学部の機能と役割(東京・京都両帝大の教授集団の分析)

本研究は、実学重視が支配的であった近代日本において、帝国大学文科大学が果たした社会的機能の分析を、その「教授集団」のプロソポグラフィー(履歴網分析法)により、試みた。具体的には、東京・京都両帝大文科大学の教授集団(大正8年(大学令)までの教授・助教授それぞれ80名、42名)の社会的属性、学問的背景・教育歴、キャリアパターンなどを、両者の差異を軸として分析した。その結果、明治20年代半ばまでの東京帝大の教授集団は、そのほとんどが士族出身の漢学・国学の大家によって構成されており(教授就任時の平均年齢は45歳前後)、またその教育的背景も個人によって大きな格差があった。その意味で、彼らのアカデミック・プロフェッションとしての分身的凝集性や職業倫理は脆弱であり、「文学」が内包する意味内容も多岐に分化していたといえる。したがって、本格的な教授集団の形成は、帝大での教育を経、欧米留学を終えた若い世代(平均35歳前後)が台頭する30年代以降のことであった。またそれは、平民層出身の教授が増加してくる過程でもあり、「文学」が士族層に限定された分野ではなくなっていったことを意味している。また、京都帝大の場合、7名ほどが帝大での正規の教育を受けておらず、この点で、そのほとんどを自大の卒業生で固めた東大とは、大きな相違があること、つまりこの事実は、京大が東大と対抗する異なる特色を打ち出すために、在野の人材を活発に登用して独特の学風を育んでいたこと、そしてその結果、「京都学派」形成の素地となっていたことを示唆している。ただ、教授集団キャリアパターンとしては、両帝大ともに、文部省官史や官立高等教育機関(高師・旧制高校)との移動が活発な一方で、私立セクターとの交流は希薄である。つまり、「文学」は、官立と私立とでは、その学問的性格が異なり、またそれぞれの内部で閉鎖的な構造をモデルっていたことなどが指摘しうるのである。
生体の温度感受性と体温調節反応の発現機構に関する統合的研究

1.視床下部ニューロンに関する実験(1)視索上核,室傍核の神経分泌ニューロン活動は視床下部加温刺激により増加、冷却により減少する。生体における前向き制御と考えられる。(2)ラット陰嚢加温刺激は視床下部温度感受性ニューロンのみならず、視床ニューロン活動も促進させる非特異的な効果があり、皮質脳波を脱同期させるなど、侵害刺激と同様の反応をおこす。(3)ラット後視床下部には閾値の高いon-off的な反応を示す温ニューロンが見出された。唾液塗布行動に関与する可能性が示唆される。(4)高濃度の【CO_2】と低濃度【O_2】の吸入はいずれも温度感受性ニューロンの活動を促進させる。しかし脳切片標本では【CO_2】は抑制的に作用する。個体で見られる【CO_2】の体温下降効果は、呼吸ガスの化学受容器からの二次的作用によるものと推察される。2.体温調節の効果器活動に関する実験(1)ラット視束前野を冷却すると、褐色脂肪組織の温度が上昇する。βアドレナリン遮断薬をあらかじめ腹腔内投与すると、この温度上昇は減弱する。視束前野を持続的に冷却して褐色脂肪組織温度を高いレベルに保ち、視床下部腹内側核にリドカインを注入すると、組織温は一過性に約0.5°C低下する。腹内側核は視束前野から温度信号を受取り、褐色脂肪組織熱産生を調節している。(2)麻酔ラットの加温刺激によって唾液分泌をおこす実験条件を詳細にしらべ、中枢と末梢の温度シグナルの統合を明らかにした。味覚や痛みによる唾液分泌反射も体温上昇によって促進される。視束前野・前視床下部の加温は唾液分泌と体伸展をおこし、後視床下部の加温が唾液塗布行動をおこす。(3)ラットが脳内自己刺激を行うさい、レバーに100gの負荷をかけておくと、体温上昇と報酬の間に競合がおこる。室温,刺激電流強度などを変えてそれを観察した。(4)低速走行のトレッドミル運動時、ラットの尾血管拡張開始時の直腸温は運動強度に比例して上昇した。昭和60年度には以下の研究について所期の成果を得た。1.ラット陰嚢加温が視床・視床下部ニューロンに及ぼす影響:視床の腹側基底核ニューロンで体表触刺激に応ずるものの大部分は、陰嚢の31-40°Cの加温のある閾値温で、on-off的に放電を変化させ、同時に大脳皮質脳波の脱同期がおこる。視床・視床下部のいずれにおいても、陰嚢加温によって促進あるいは抑制されるニューロンは、脳波の脱同期をおこす侵害刺激によってもそれぞれ同様な促進と抑制を示した。陰嚢加温に応じないニューロンは侵害刺激にも影響されない。陰嚢加温によって脳波が脱同期している時期には、受容野刺激に対する視床ニューロンの応答が著しく増強される。深麻酔では、陰嚢加温の効果は消失する。2.視床下部温度感受性ニューロンに及ぼすC【O_2】の影響:麻酔したラットに4.7.10%のC【O_2】を呼吸させると、視床下部ニューロンの約半数は放電頻度を増加させ、その傾向は温度感受性ニューロンで大である。しかしニューロンの温度特性には大きな変化は観られない。

一方、脳切片標本ではC【O_2】は視床下部ニューロンの多くを抑制した。個体で見られるC【O_2】の体温下降効果は、呼吸ガスの化学受容器からの二次的な作用によるものと推察される。3.ラットの唾液分泌に関する研究:麻酔ラットの直腸温があるレベル以上ならば、陰嚢,顔面、または視床下部の加温によって大量の唾液分泌がおこる。中枢と末梢の温度シグナルが統合されて唾液分泌をおこすことが明らかとなった。唾液分泌反射は味覚によっても侵害刺激によってもおこるが、体温の上昇はこれらいずれの反応にも促進的に作用している。さらに無麻酔ラットにおいて唾液塗布行動と、四肢伸展をおこす有効な脳領域を精査したところ、前者は後視床下部、後者は前視床下部であることが確認され、さらに研究を続行中である。
Caチャネル不活性化による心筋細胞へのCa流入調節の分子機構

1)A-kinaseによる心筋L-type Ca^<2+>channelの活性化には、これまで確認されているα1 subunitのC-末リン酸化部位(Seline^<1927>)に加え、他のリン酸化部位も関与していることが明らかとなった。2)上記複数箇所のα1 subunitリン酸化部位の機能は、心筋L-type Ca^<2+>channelのα1 subunit以外のsubunitにより調整されていることが明らかとなった。本研究の過程で、二つの遺伝子をクローニングしGeneBankへの登録をおこなった。1) BHK細胞に発現したCa^<2+>チャネル電流量は細胞間でばらつきが多く、リン酸化の影響を多群間で検討することは難しいことが明らかとなった。2)アドレナリン受容体をBHKに共発現させたが、外からのアドレナリン受容体刺激によりCa^<2+>チャネル電流の増大は生じなかった。3)フォールスコリンにより直接アデニレートサィクラーゼを刺激してもCa^<2+>チャネル電流の増加が認められる細胞は少なかった。4)パッチpipette内のcAMPにより、電流の増大が認められた。以上の結果より、Ca^<2+>チャネルのリン酸化部位同定には同一の細胞に直接cAMPを加えてその結果を評価することが必要であり、これを可能にする実験系を創造中である。1)A-kinaseによる心筋L-typeCa^<2+>channelの活性化には、これまで確認されているα1 subunitのC-末リン酸化部位(Seline^<1927>)に加え、他のリン酸化部位も関与していることが明らかとなった。
光学活性三環性ラクトンをキラル素子としたナギラクトン及びミロシンの不斉合成研究

1.プロピオン酸エステルの分子内Diels-Alder反応により容易に得られる三環性ラクトンを合成素子として、抗腫瘍性活性を有するミロシンの合成を検討した。先ず、その合成経路の確立のため、ラセミ合成を検討した。ethyl 1,3-dithiane-2-carboxylateとmethyl vinylketoneから得られる7-vinyl-1,5-dithianespiro[5,5]undec-7-en-9-oneを還元し得られる7-vinyl-1,5-dithianespiro[5,5]undec-7-en-9-olをプロピオン酸エステルとし、その分子内Diels-Alder反応により三環性ラクトンを得た。これを変換することによりミロシンの合成中間体であるシクロプロパン環を有する四環性ラクトンの合成に成功した。これを変換することにより、Danishefskyらのミロシン合成中間体を得る予定である。
メラノサイトの分化における細胞間相互作用に関わる分子の作用機構

メラノサイトの増殖・分化にはケラチノサイトが重要な働きをtていると考えられるが、このことを培養系で検討した。C57BL/10JHir系統のブラックのマウスを繁殖させ、新生児皮膚より表皮細胞浮遊液を得て、未分化なメラノブラストを培養した。また、別個に表皮細胞浮遊液からケラチノサイトを無血清初代培養し、純粋集団になってから培養皿よりトリプシン-EDTAを用いてはがし混合培養した。未分化なメラノブラストはケラチノサイトによって増殖が促進されたが、ケラチノサイトの代わりにエンドセリンー1を加えて培養してもメラノブラストの増殖が促進された。同様に新生児皮膚より表皮細胞浮遊液を得て、分化したメラノサイトをメラノサイト増殖培養液で培養し、別個に表皮細胞浮遊液からケラチノサイトを無血清初代培養し、メラノサイトと混合培養した。この場合もケラチノサイトがメラノサイトの増殖を促進したが、ケラチノサイトがなくてもエンドセリンー1があればメラノサイトの増殖が促進されることが分かった。また、メラノサイト刺激ホルモン(MSH)はケラチノサイト存在下でメラノサイトの分化を促進することも明らかになった。この結果をふまえてケラチノサイトに由来するMSHと協同作用するメラノサイト分化促進因子について検討した。分化のマーカーとレては、メラニン量やメラニン産生に重要なチロシナーゼ,チロシナーゼ関連タンパク質1および2などの酵素の活性を調べた。その結果、エンドセリンー1がケラチノサイトに由来するメラノサイト分化促進因子の一つであることがわかった。また、エンドセリンー1の抗体をケラチノサ1イトとメラノブラスト・メラノサイトの混合培養に加えたところメラノブラスト・メラノサイトの増殖およびメラノサイトの分化が抑制された。同様な方法を用いて、エンドセリンー2、エンドセリンー3,白血病阻害因子、肝細胞増殖因子、幹細胞増殖因子、顆粒球マクロファージコロニー形成促進因子等がその因子であることが示された。これらの結果から、メラノサイトの増殖・分化はケラチノサイトによって支配されており、そのケラチノサイト由来因子の候補として、エンドセリンー1、エンドセ旦ンー2、エンドセリンー3,白血病阻害因子、肝細胞増殖因子、幹細胞増殖因子、顆粒球マクロファージコロニー形成促進因子等が考えられる。この実験からケラチノサイトがメラノサイトの分化を促進することがわかった。メラノサイト刺激ホルモン(MSH)はケラチノサイト存在下でメラノサイトの分化を促進することも明らかになった。これらの結果をふまえてケラチノサイトに由来するメラノサイト分化促進因子について検討した。分化のマーカーとしては、メラニン量やメラニン産生に重要なチロシナーゼ(Tyr),チロシナーゼ関連タンパク質1および2(TRP-1,-2)などの酵素の活性を調べた。その結果、スティール因子がケラチノサイトに由来するメラノサイト分化促進因子の一つであることがわかった。

また、未分化なメラノブラストもケラチノサイトによって増殖が促進されたが、ケラチノサイトに由来するメラノブラスト増殖促進因子の一つがスティール因子や肝細胞増殖促進因子であることがわかった。また、同様に新生児皮膚より表皮細胞浮遊液を得て、分化したメラノサイトをメラノサイト増殖培養液で培養した。別個に表皮細胞浮遊からケラチノサイトを無血清初代培養し、メラノサイトと混合培養した。この場合にもケラチノサイトがメラノサイトの増殖を促進することがわかった。純粋なメラノサイト集団に種々の増殖因子、サイトカインを加えて培養したことろ、スティール因子及び肝細胞増殖促進因子がメラノサイトの増殖を促進した。スティール因子及び肝細胞増殖促進因子の抗体をケラチノサイトとメラノサイトの混合培養に加えたところメラノサイトの増殖が抑制された。これらの結果から、メラノサイトの分化、メラノブラスト・メラノサイトの増殖はケラチノサイトによって支配されており、そのケラチノサイト由来因子の候補として、スティール因子及び肝細胞増殖促進因子が示唆された。C57BL/10JHir系統のブラックのマウスを繁殖させ、新生児皮膚より表皮細胞浮遊液を得て、未分化なメラノブラストを培養した。また、別個に表皮細胞浮遊液からケラチノサイトを無血清初代培養し、純粋集団になってから培養皿よりトリプシン-EDTAを用いてはがし混合培養した。この実験からケラチノサイトがメラノサイトの分化を促進することがわかった。メラノサイト刺激ホルモン(MSH)はケラチノサイト存在下でメラノサイトの分化を促進することも明らかになった。これらの結果をふまえてケラチノサイトに由来するメラノサイト分化促進因子について検討した。分化のマーカーとしては、メラニン量やメラニン産生に重要なチロシナーゼ(Tyr),チロシナーゼ関連タンパク質1および2(TRP-1,-2)などの酵素の活性を調べた。その結果、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子がケラチノサイトに由来するメラノサイト分化促進因子の一つであることがわかった。また、未分化なメラノブラストもケラチノサイトによって増殖が促進されたが、ケラチノサイトに由来するメラノブラスト増殖促進因子の一つが顆粒球マクロファージコロニー刺激であることがわかった。同様に新生児皮膚より表皮細胞浮遊液を得て、分化したメラノサイトをメラノサイト増殖培養液で培養した。個別に表皮細胞浮遊液からケラチノサイトを無血清初代培養し、メラノサイトと混合培養した。この場合もケラチノサイトがメラノサイトの増殖を促進することがわかった。純粋なメラノサイト集団に種々の増殖因子、サイトカイン等を加えて培養したことろ、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子がメラノサイトの増殖を促進した。顆粒球マクロファージコロニー刺激因子の抗体をケラチノサイトとメラノブラスト・メラノサイトの混合培養に加えたところメラノブラスト・メラノサイトの増殖およびメラノサイトの分化が抑制された。
視覚的認知の熟達化と効率分析

本研究は、方位識別課題、計数判断課題、多次元カテゴリー判断課題といった視覚的認知課題の熟達化過程の検討を通して、熟達化の基準を設定し、熟達化の特性を解明することであった。課題遂行の結果、安定内部ノイズ量、弁別課題のウェーバー比、PSEの変動、刺激次元の縮小、カテゴリー知覚化などが、熟達化の基準として使用できることを提唱した。本研究の目的は、視覚的認知課題の熟達化過程の検討を通して、熟達化の基準を設定し、熟達化の特性を解明することであり、さらに、熟達者と理想的課題遂行者(理想観察者)との比較による効率分析を活用し、視覚プロセスの階層性を解明することである。【本年度の実績】本年度は、研究目的・計画に基づき、方位識別課題、計数判断課題における熟達化の検討を行った。さらに、動作、表情等のノンバーバルコミュニケーションにおける熟達化の検討を追加した。1.方位識別課題個々のガボールパッチに、方位に関するガウスノィズをかけ、弁別閾を測定した。測定法には最尤法を用い、内部ノイズの推定値を計測した。熟達化による内部ノイズの変動を推定した。現在、これらのデータを分析している。2.計数判断課題計数判断課題に関して、空間同時課題、逐次提示課題を行い、熟達化の検討を行った。弁別閾(ウェーバー比)だけでなく、PSEの変動も、熟達化の指標とした。特にPSEのズレをどう扱うか等を含めて、熟達化基準は現在のところ、検討中である。また、「方位識別課題」と同様に、要素数にガウスノイズをかけ、逐次提示法を用いて、弁別閾を求め、計数判断に関する、安定内部ノイズ量の推定値を求めた。これらの成果を、アニュアルレポートとして、一部報告した。【本年度の実績】本年度は、研究目的・計画に基づき、20年度の課題を引き続き遂行するとともに、多次元カテゴリー判断課題を行い、その熟達化過程を分析した。○多次元カテゴリー判断課題分散は等しいが平均値が異なる多次元正規分布を設定した。ダンベル状の刺激やそれと同じ構成要素からなる顔刺激を用い、検討した次元(属性)は、明暗、円形部分の半径、棒状部分(顔の場合には鼻)の長さ、高さ等であった。○熟達化過程の検討カテゴリーを1次元から、順次、n次元へと変化させ、それに伴い、判断次元(心的表現)に次元縮小(2次元から1次元)が生じるかを熟達化の目安とした。具体的には、次元数の変化に伴い、一時的な閾値の上昇とその後の低下といった反応パターン、及び最終的な閾値の安定化を熟達化と考えた。実験的検討の結果、通常の次元縮小効果がみられたが、次元の組み合わせによっては、誤統合が生じた。正親の熟達化基準はさらに検討が必要である。22年度の研究成果は以下の通りである。(1)20年度、21年度の研究を、より精緻化した。具体的には以下の通りである。・計数判断課題:刺激群の計数判断に関し、逐次刺激と同時刺激のフォーマット効果、また、視聴覚刺激のモダリティ効果に関し、熟達化過程を明らかにした。・多次元カテゴリー判断課題2次元の基本図形を組み合わせた顔刺激を用いて、多次元カテゴリー判断課題の熟達化過程を調べた。さらに、モルフィング技術を用いて、自己顔判断の知覚特性を検討した。その結果、熟達化の指標として、課題共通基準および課題独自基準を抽出した。さらに、自己顔判断がカテゴリー知覚としての特性(カテゴリー内での識別性<カテゴリー間での識別性)を有していることがわかった。(2)モデリングとシミュレーション方位識別課題、計数判断課題、多次元カテゴリー判断課題の熟達化基準を元に、新たな熟達者を形成し、効率分析を行った。理想観察者の成績は、MCMC法(モンテカルロ法)によるコンピュータシミュレーションで得られた。また、3年間の研究を総括し、熟達化過程と理想観察者の新たなモデルを含めた、視覚認知システムの基準モデルを構築した。