hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一次体性感覚野シナプス再編の分子機構を解明し操る

申請者らは本研究に先駆けて、神経障害性疼痛病態モデルマウスでは『大脳皮質一次体性感覚野(S1)でグリア細胞の一つであるアストロサイト依存的にシナプスの再編成が起こり、本来独立している触覚回路と痛覚回路がショートすることにより機械的アロディニアが誘導されること』を見出している。さらに、シナプス再編に先行するS1の細胞外ATP濃度([ATP]e)上昇が、アストロサイト性シナプス再編の引き金であることを見出している。本研究では、S1における[ATP]e上昇からシナプス再編に至る分子メカニズムの解明を目指した。各種ATP関連受容体アゴニスト及びアンタゴニストを用いた薬理学的検討したところ、1ATPの代謝産物であるアデノシンA2A受容体アンタゴニスト投与により神経障害性疼痛モデルマウスの機械的アロディニア形成が抑制されること、2S1へのATP局所により誘発されるアロディニア形成はA2A受容体アンタゴニスト併用により阻害されること、3S1へのアデノシンA2A受容体アゴニスト投与のみでアロディニアが形成されることが明らかとなった。これらの結果から、末梢神経損傷後にS1で起こる細胞外ATP濃度上昇が神経障害性疼痛形成メカニズムの必要十分条件であり、ATP代謝産物のアデノシンによるA2A受容体活性化が関与することが明らかとなった。以下の3つの研究課題については、研究を中断したため取り組めなかった。1)シナプス再編による神経回路組換えを可視化する手法を開発する。2)シナプス再編を誘導するため[ATP]e操作法を開発する。3)シナプス再編コントロール及び疼痛行動に介入する。
原子のエネルギー変化に基づく水素化物の化学結合の新しい表現と水素貯蔵材料の設計

本研究は、全エネルギー計算を一歩進めて、水素化物の原子間の化学結合をエネルギースケールで表現する方法を提案したものである。水素貯蔵の候補材料である炭化水素、ペロブスカイト型水素化物、金属水素化物、錯体水素化物の化学結合を原子化エネルギーを用いて調べた。原子化エネルギーとは、孤立中性原子のエネルギーと化合物中の原子のエネルギーの差である。原子化エネルギーを使うことにより、全エネルギー計算のみでは得られなかった化合物形成における構成原子の役割を知ることができる。例えば、炭化水素中の炭素間の化学結合の性質を、従来の単結合や多重結合といった概念を用いずに、原子化エネルギーによって理解することができた。各種炭化水素C_mH_nにおいて、炭素の原子化エネルギー、ΔE_cはm/n比に対して直線的に上昇するのに対し、水素の原子化エネルギー、ΔE_Hはほぼ一定の値となった。金属水素化物のMg_2NiH_4とTiFeH_2は、金属間化合物Mg_2Ni、TiFeが水素化することにより生成される。水素化反応によって、水素近傍に位置するNiおよびFe原子の原子化エネルギーは大きく減少し、あたかもそのエネルギーが水素原子へ移り、水素の状態を安定化している。これらの解析を基に、異なる化学結合様式を持つ水素化物や炭化水素の化学結合を、エネルギースケールで統一的に理解できる原子化エネルギー図を提案した。
新しいミクロンサイズ機能性高分子パターン

液体による表面の「wetting」や「dewetting」に関する研究に大きな関心が寄せられている。最近、本申請者は「dewetting」による高い規則性を持つメゾスコピックサイズのドットの作製を成功した。すでに本申請者、液晶性アゾベンゼンポリマーを用いたドットパターンを作製した。ドット中の液晶性がドットサイズに大きく依存するメゾスコピックサイズ効果を見出した。そこで本研究では、ラメラー構造を持つ液晶高分子におけるメゾスコピック効果を検討することとした。研究結果:液晶性ポリアセチレンのキャストフィルムをアニーリングすることで、直径数百nm数百μm、高さ数十nm数μmのドットパターンが形成されることを我々は見出した。さらに、その冷却過程でドットの表面上に直径数μm、深さ数nmのくぼみがヘキサゴナルに配列した、ディンプル構造が形成された。ディンプル構造の一般性とそのメカニズム明らかにするため、次の三点検討した。(1)エステル交換反応により液晶性ポリエステルを合成した。そのキャストフィルムを等方相までアニーリングし、冷却過程を光学顕微鏡でその場で観察した。ディンプル形成は出来た。(2)ガラス、疎水化ガラス、親水化ガラス、マイカ、グラファイト、シリコンの各基板上にポリアセチレンのキャストフィルムを作製し、アニーリングした後、液晶相まで2°C/minで冷却した。その後、このサンプルを再び加熱する過程を光学顕微鏡観察した。(3)ポリアセチレンの場合と同様にドットパターンが形成され、スメクチック相を示す温度でディンプル構造が観察された。AFM(原子間力顕微鏡)による観察から、どの基板上にもディンプル構造が形成され、ディンプルの直径と、ドットの高さが1:1であることがわかった。加熱時にも、スメクチック相においてディンプル構造が形成された。以上の結果から、ディンプル構造の一般性とその形成メカニズムについて報告する予定である。最近、本研究者は、「dewetting」による高分子薄膜の崩壊がランダムには起きないことを見い出だした。規則的なdewettingにより高い規則性をもつメゾスコピックサイズのパターン化したドット構造を形成することに成功した。そこで本研究では、ミクロ相分離構造を形成することが知られているブロックコポリマーをパターン化し、相分離に及ぼすメゾスコピック効果を検討した。超希薄溶液を調整し水平な基板上にキャスティング、あるいは、ディップコーターを用いて基板をポリマー溶液から引き上げ、パターン形成をした。原子間力顕微鏡や光学顕微鏡を用いて、ドットパターンの微細構造を調べたところドットは層が重なったような構造になっていた。個々のドットサイズが大きくなるに従い、層の積層数が増加する。一層の厚みはすべて15nmであった。これはバルク中のラメラ間隔でほぼ同じである。ブロックコポリマーはそのODT(order-disorder transition)温度の上下でアニーリングすると、ドットは広がると同時に薄くなる。さらに、100°Cで1時間アニーリングすると、フラクタルなdewetting構造ができた。
Cu-Mo系複合材料を用いた半導体用放熱基板の開発と熱物性に関する研究

半導体用放熱基板は、特に半導体チップやパッケージとの熱膨張率の整合性と放熱特性の優れた材料が望まれる。本研究では銅(Cu)とモリブデン(Mo)系複合材料に着目し、粉末冶金法による粒子型複合材料(以下M/CMと呼ぶ)と、銅とモリブデン板をCu-MO-Cuのように三層に張り合わせた積層型複合材料(以下L/CMと呼ぶ)の二種類を作製した。これらの複合材料において、CuとMOの構成比率を変化させた幾種類かを作製し、それらの熱物性値及び機械的特性を測定して次のような結果を得た。(1)熱膨張係数はM/CM、L/CMともCuの増加とともに増大するが、特にL/CMの場合Cu量が増加してもそれほど増大せず,MOが強く影響を与えた。(3)熱拡散率はM/CM、L/CMともCuの構成比率の増加とともに増大するが、特にL/CMの場合Cuが増加してもそれほど増大しなかった。(4)熱伝導率はR/CMにおいて2成分混合率に関するMaxwellの理論式で表すことができ、L/CMにおいて三層材の直列モデルから導いた理論とほぼ一致した。(5)機械的特性は引張強度、ヤング率、ポアッソン比においてM/CM、L/CMともほぼ線形複合則成立したが、その計算値よりも小さい値を示した。また、伸び率及びエリクセン値は線形複合則が成立せず,Cuの比率に関わらずMoの値が全体的に大きく影響した。本研究では、Siチップと熱膨張率が近似し、比較的熱伝導率の大きいモリブデン(Mo)と銀に次いで熱伝導率の大きい銅(Cu)に着目し、両者の粉末を混合して焼結し、さらにこれを圧延したCu-Mo系複合材料を成分配合を変化させて作製し、その熱物性値に関して常温から600°Cまで測定した。熱拡散率および比熱の測定には、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置(真空理工製TC-7000型)を、熱膨張係数の測定には横型作動式高温熱膨張計(マックサイエンス製TD-5020型)を用い、押し棒式測定法で測定した。得られた結果は以下の通りである。1.熱拡散率は、いずれの試料も温度の上昇と共に穏やかに減少した。また、Cuの配合率が増加するほど増加した。2.比熱は温度上昇に伴って徐々に増加し、Cuの配合率が増加するほど増大した。3.熱伝導率はいずれも温度上昇に関わらずほぼ一定であるが、Cuの配合率が増加すると増加した。4.線膨張係数は、Cuの配合比率の増加に伴い増大した。また、Cuの配合率が高い場合には温度上昇とともに増大した。5.圧延方向と圧延垂直方向との間に線膨張係数の異方性が見られ、圧延方向の値は圧延垂直方向の値よりも小さくなった。その異方性はCuとMoの組成割合の近いものほど大きかった。6.組成と平均線膨張係数の関係は、Turnerの式およびKernerの式による計算値とほぼ一致した。7.組成と熱伝導率との関係は、Maxwellの式による計算値とおほぼ一致した。8.これらのCu-Mo複合材料は半導体用放熱基板として十分な熱伝導率を持ち、また成分配合を変えることにより熱膨張率を制御でき、Siチップや周辺材料との整合性が良好にとれることがわかった。銅(Cu)とモリブデン(Mo)の板をCu-Mo-Cuのように3層に重ね、これをホットプレス法によって圧着し、さらに圧延によって緻密化した三層板を作製した。この方法によりCuとMo層の厚さの比率を変えることによって熱物性値を変化させることができる。本研究では、半導体用放熱基板の熱物性値として特に重要な熱膨張係数、比熱、熱拡散率、熱伝導率を、常温から600°Cまでの範囲で詳細に測定し、さらに放熱基板の製造や組み立て時の応力シミュレーション等に欠かせない機械的特性として引張強度、ヤング率、伸び率等の測定を行い、以下のような結果を得た。(1)熱膨張係数はCuの構成比率の増大とともに増大するが、Cu量に比例して単調に増加せず、Mo量が強く熱膨張係数に影響を与えた。

従って、三層材の材料力学的平衡式から導いた熱膨張係数の計算値よりもかなり小さな値となった。(2)比熱はCuとMoの構成比率に応じて加成則が成立し、理論値とほぼ一致した。(3)熱拡散率はレーザフラシュ法の三層理論による式によって測定し、理論値とほぼ一致した。(4)熱伝導率は熱拡散率、比熱、及び密度から計算によって求めたが、この値は三層材の直列モデルから導いた有効熱伝導率とほぼ一致し、三層材の層間に熱抵抗がほとんどないことがわかった。(5) CuとMoの構成比率を変えることによって熱膨張係数は610×10^<-6>/K、熱伝導率は150250W/(m・K)の範囲で変化させることができ、半導体用放熱基板として必要な条件を満たした。(6)引張強度、ヤング率の機械的特性は、ほぼ線形複合則が成立したが、その算値よりも小さい値を示した。伸び率はCuの比率に関わらずMoの値とほぼ一致し、Moが全体の伸び率を支配した。
S期特異的転写を規定するシス配列-トランス因子相互作用に関わるシグナル伝達の研究

植物の発芽とその後の発生過程では、分裂組織の細胞は内外環境のシグナルのもとに分裂を開始して植物の形態形成に関わっている。本研究は、ヒストン遺伝子のS期特異的転写発現に深く関わっているタイプlシスエレメントが植物の発生過程において如何なる役割を果たしているかを究明すべく設定され、2年間の研究において以下のような成果を得たので、その概要を報告する。1)形質転換細胞系におけるタイプI, II, IIIの各エレメントの機能解析:コムギヒストン遺伝子では、HexモチーフとOctモチーフから成るタイプIエレメントの解析が進んでいたが、この研究では、このエレメントに加え、新たにタイプII及びIIIのエレメントがS期特異的転写に関わっていることを、形質転換タバコ培養細胞(BY2)を用いて明らかとなった。これら3つのエレメントには、いずれもOctモチーフが含まれているほかに、それぞれ固有のもう1つのシス配列が含まれていて、その2つのシス配列が協調的に働くことによってS期特異的転写が起ることが明らかにした。さらに、タイプIエレメントによる制御機構として、Hex配列結合因子のHBP-1a及びHBP-1bがOct配列結合因子のOBRFをリクルートする因子として働いているであろうことも推定された。2)形質転換タバコ植物におけるタイプIエレメントの機能解析:タイプIエレメントの植物体での機能を知るために、H3遺伝子のプロモーターとCaMV35S最小プロモーターに3コピーのタイプIエレメントをつないだリポーター遺伝子を持つ形質転換タバコを作出し、この植物体での各プロモーター活性を比較したところ、H3プロモーターは主根、側根、茎頂などの分裂組織で活性を持つが、タイプIエレメントを持つ35Sプロモーターは側根と茎頂のみで活性を持ち、主根では活性を示さないことが明らかとなった。この結果、H3プロモーターが分裂組織特異的活性を持つためには、タイプIエレメントは他のシス配列と協調的に働く必要性のあることが示唆された。植物の発芽以降の発生過程では、分裂組織の細胞がどのように分裂するかに依存して、植物体の形態形成が制御されていた。分裂組織で発現しているヒストン遺伝子の転写制御に関わる転写因子の候補としてHBP-1a(17)が知られている。本研究ではHBP-1a(17)が、分裂組織において機能して植物の発生過程において何らかの役割を果たしている可能性についてトランスジェニック植物体を用いて解析することを試みた。以下に、概要を報告する。方法:HBP-1a(17)をコードするcDNAをカリフラワーモザイクウィルス(CaMV)35SRNA遺伝子プロモーターの下流につなぎ、エフェクター遺伝子を作成した。cDNAを種々に改変して変異タンパク質を産生する様にしたエフェクター遺伝子も作成した。これらの遺伝子を、タバコの場合はTiプラスミド・ベクターを介して、イネ・コムギの場合はプロトプラストへの直接導入法を用いて、それぞれトランスジェニック植物体の作出を試みた。結果:イネ・コムギともに、トランスジェニック植物体は得られなかった。タバコにおいては、トランスジェニック植物体と思われる植物体(=薬剤耐性を持つ)が数個体得られたが、実際にトランスジェニック体であるか否かの検定は済んでいない。これらの植物体においては、特に目立つような異常は見出せなかった。また、タバコの培養細胞であるBY-2にも同様にしてHBP-1a(17)を産生していることがEMSA法および抗体を使った解析から確認された。

考察:コムギにおいては、トランスジェニック植物体の作出技術そのものが確立されたいないのが現状なので、トランスジェニック植物体が得られなかったことの原因は様々考えられる。しかし、技術的基盤の確立しているイネ、タバコにおいてすら、確実なトランスジェニック植物体がまだ得られていないことも考慮すると、HBP-1a(17)が過剰発現するような植物体は(致死的ナ影響のせいで)得られないのかもしれない。もし、そうだとすれば、HBP-1a(17)は、植物体の発生過程で何らかの役割を果たしている可能性がある。一方で、培養細胞ではHBP-1a(17)を過剰発現するトランスジェニック細胞が得られるので、少なくとも、細胞増殖にはHBP-1a(17)は関与していないと言えよう。今後は、恒常的に発現するようなエフェクター遺伝子ではなく、発生のいろいろなステージでHBP-1a(17)を誘導的に過剰発現できる様なエフェクター遺伝子を開発し、より厳密な解析を試みて活きたい。植物の発芽とその後の発生過程では、分裂組織の細胞は内外環境のシグナルのもとに分裂を開始して植物の形態形成に関わっている。本研究は、ヒストン遺伝子のS期特異的転写発現に深く関わっているタイプIシスエレメントが植物の発生過程において如何なる役割を果たしているかを究明すべく設定され、2年間の研究において以下のような成果を得たので、その概要を報告する。1)形質転換細胞系におけるタイプI,II,IIIの各エレメントの機能解析:コムギヒストン遺伝子では、HexモチーフとOctモチーフから成るタイプIエレメントの解析が進んでいたが、この研究では、このエレメントに加え、新たにタイプII及びIIIのエレメントがS期特異的転写に関わっていることを、形質転換タバコ培養細胞(BY2)を用いて明らかとなった。これら3つのエレメントには、いずれもOctモチーフが含まれているほかに、それぞれ固有のもう1つのシス配列が含まれていて、その2つのシス配列が協調的に働くことによってS期特異的転写が起こることが明らかにした。さらに、タイプIエレメントによる制御機構として、Hex配列結合因子のHBP-1a及びHBP-1bがOct配列結合因子のOBRFをリクルートする因子として働いているであろうことも推定された。2)形質転換タバコ植物におけるタイプIエレメントの機能解析:タイプIエレメントの植物体での機能を知るために、H3遺伝子のプロモーターとCaMV35S最小プロモーターに3コピーのタイプIエレメントをつないだリポ-タ遺伝子を持つ形質転換タバコを作出し、この植物体での各プロモーター活性を比較したところ、H3プロモーターと主根、側根、茎頂などの分裂組織で活性を持つが、タイプIエレメントを持つ35Sプロモーターは主眼、側根、茎頂などの分裂組織で活性を持つが、タイプIエレメントを持つ35Sプロモーターが分裂組織特異的活性を持つためには、タイプIエレメントは他のシス配列と協調的に働く必要性のあることが示唆された。
二重標識水法による身体障がい者の身体活動量測定:食事ガイドラインを見据えて

本研究は,厚生労働省が5年ごとに改定する日本人の食事摂取基準に示される推定エネルギー必要量に資することを目的として計画されている.基準値を導出するには様々な対象集団で二重標識水法により総エネルギー消費量を測定し,別途求められた基礎代謝量と合わせて身体活動レベルを算出する必要がある.本研究では,事前の文献研究に加え,身体障がい者と小児を対象に実際に調査を行い,今後の大規模調査に反映可能な調査実施上の留意事項ならびに改善点を明らかにした.本研究は,厚生労働省が5年ごとに改定する日本人の食事摂取基準に示される推定エネルギー必要量に資することを目的として計画されている.基準値を導出するには様々な対象集団で二重標識水法により総エネルギー消費量を測定し,別途求められた基礎代謝量と合わせて身体活動レベルを算出する必要がある.本研究では,事前の文献研究に加え,身体障がい者と小児を対象に実際に調査を行い,今後の大規模調査に反映可能な調査実施上の留意事項ならびに改善点を明らかにした.生活習慣病のリスクを高める肥満の予防に関連して、幅広い対象者において、日常生活中の身体活動量の調査が求められている。身体障がい者は、活動様式や活動制限要因は多岐にわたるため、流通している古典的な方法では正確な測定は難しいと考えられる。そこで本研究では、身体活動量評価法のゴールドスタンダードであり、おそらく障がい者に対しては唯一適切に運用が可能と考えられる二重標識水法を用いて、身体障がい者向けのエネルギー必要量ガイドラインの作成を念頭においた広域調査の足がかりをとなるパイロット調査を実施する。平成20年度においては、調査に向けた調整と準備が中心に行われた。身体障がい者を対象とした活動量調査は、健常者のそれに比べて世界的にも例数が少なく、実施に向けてはその安全性の確保にはじまり、慎重な検討と周到な準備が求められる。取得されるデータの重要性に鑑み、本調査では重度の身体障がい者を対象としても調査を行うため、障がい者自立支援組織の代表者(自らも重度障がい者)と打ち合わせを行い、測定をどのように実現するかについての議論を行った。身体活動量の指標としては、総工ネルギー消費量を基礎代謝量で除した身体活動レベルが世界的に用いられているため、本調査においても障害を有する対象者が参加しやすい基礎代謝量の測定を模索する必要があった。そこで、同志社大学スポーツ健康科学部棟内に、非拘束下での測定が可能な大型装置、ヒューマン・カロリメーターの設置を行った。また、測定の一部を除き、すでに本学倫理審査委員会による承認手続きを完了している。なお、二重標識水法については、必要となる安定同位体試薬を入手、調合することで、測定の準備を完了した。供給業者との協議により、安価に同位体が手配できたため、本プロジェクトの対象者数の拡大として、研究結果に反映させることが可能となった。食事と運動の量的指針を示すため,幅広い対象者において,日常生活中の身体活動量の調査が必要とされている.食事摂取基準に示されるエネルギー必要量において,特に,子どもや高齢者,障がい者においては日本人のデータが不足しており,継続的な調査が求められている.本プロジェクトがメインの対象と見据える身体障がい者は,活動様式や活動制限要因が多岐にわたり,古典的な方法での総エネルギー消費量の評価は困難と考えられ,二重標識水(DLW)法に期待が寄せられる.本研究のように実生活に根ざした生きたデータが重要な研究においては,対象者は自ずとヒトに限定される.近年の研究倫理の意識の高まりを受け,本プロジェクトで特徴的に用いるDLW法の安全性について改めて文献的に検討を行った.WHO, IAEAなど信頼ある機関での取り扱い,ならびに実用濃度におけるリスクの検討から,2010年時点において,利用の障害となる明確なリスクはないことが確認された.エネルギー必要量は,基礎代謝量と身体活動レベル(PAL)の積で求められる.DLW法により求められたPALに限定して,日本ならびにライフスタイルが近いと判断できる先進諸国のデータに限定して,推定エネルギー必要量算出の根拠となるシステマティックレビューを行った.本レビューの結果は,日本人の食事摂取基準2010年版にも反映されている.活動性の高い子どもの総エネルギー消費量について,DLW法ならびに加速度計(アクティマーカー)を用いて測定を行い,自律神経機能指標との関係性も検討した.中強度活動の従事時間は副交感神経活動と正の相関を示した.本研究では基礎代謝量の実測も試みたが,結果として良質なデータを得ることはできなかった.身体障がい者を対象とした測定を後に控え,環境統制,測定システム,スケジューリングなどのあり方について意義深い経験と知見を得ることができた.健康なエネルギーバランス維持の指針として,厚生労働省の策定する日本人の食事摂取基準におけるエネルギー必要量は重要である.しかし,その算定根拠となるエビデンスは必ずしも盤石ではなく,技術的な困難さなどから,子どもや身体障がい者においては依然として重点的な調査が必要な状態にある.本研究は,この課題に対するアプローチである今後の大規模調査に向けた準備として,身体障がい者を対象に既存法の運用に関する知見を得ることを念頭に,複数の切り口で身体活動量調査を実施した.【主な研究成果】1.安定同位体分析システムの確立二重標識水(DLW)法は,付随して発生する同位体試料分析の難易度が高く,これを行える分析拠点の立ち上げが今後の需要に照らして重要である.そこで本プロジェクトの一環として,福岡大学身体活動研究所への新型IRMSの導入を支援した.この取り組みにより高精度短時間解析が可能となった.

2.障がい者を対象とした測定身体障がい者8名のヒアリング協力を得て,従来の測定手続に改善を加えながら総エネルギー消費量(TEE)ならびに基礎代謝量(BMR)の同時測定を実施した.ヒューマンカロリメーターによるBMR測定は相対的に負担が軽く,DLW法については試料を尿に限定せず唾液とする柔軟性が重要なことなど多くの知見を得た.3.障がい児を対象とした身体活動量調査大阪府立母子保健総合医療センターとの共同研究として,低身長児7名のDLW法によるTEEとフード法によるBMRの評価を行った.当該児においては,身体活動レベルは健常児と変わらないにも係わらず,BMRが体重から推定される値より有意に高く,これを受けTEEについても高い傾向,即ち代謝亢進が認められた.
電磁気脳刺激による治療評価を可能とする可塑性イメージング技術の確立

核磁気共鳴(MRI)技術はヒト脳機能を調べるうえで必要不可欠な技術となった。最大の利点は、全脳探索できる点である。記憶の形成過程で全脳回路を巻き込む。しかし、未だその全容は明らかでない。ヒト実験系では、それを捉える技術は未だ提案されていない。学習時の神経活動から関連領域を推定するに留まる。記憶形成には、神経回路の電気生理学的な可塑性変化(LTP、LTD)と共に回路構造のリモデリングが関与する。回路の微視的な形態構造変化で自由水分子の動きが制限もしくは解除されると考えられている。MRIで組織の水拡散脳を評価することができる。記憶形成に伴う回路リモデリングでMRI変化が起こるか分かっていない。MRI変化が神経可塑性変化と形態リモデリングの関係を検証する第一歩として、動物ラットを用いて記憶と関係するMRI変化を同定することに成功した。ラット空間学習の記憶に海馬が関与する。バーンズ迷路学習を行わせ、その前後で海馬組織の水拡散が変化するかをMRIで計測した。その変化が記憶成績と相関するかを示し、水拡散変化が記憶と関係性を検証した。学習後、海馬組織で水拡散の上昇が認められた。CA1領域に跨る部位に相当した。その上昇度が高い個体ほど1週間後に評価した学習成績が優れていた。これは、海馬の水拡散変化が記憶形成と関係することを示唆した。海馬CA1領域は、障害実験で記憶形成に関与する部位として知られている。同部位ではLTDが起こり、記憶形成を調整する。今後、MRI変化がLTDに伴う神経回路の微細構造変化と関係があるか、薬剤阻害実験で明らかにする。脳の神経回路は電子回路に例えられる。しかし、電子回路との決定的な違いは、使い込むことで回路の組み換えが起こり、機能が変化する点にある。この柔軟な特性を脳可塑性という。申請者は、この可塑性変化を捉える磁気共鳴画像MRI技術を開発した。本研究では、開発したMRI技術が具体的にどのような変化を捉えるのかを特定する。2015年10月末の追加採択を受け、実験を開始した。6日間のラット空間学習で、海馬の神経細胞新生や樹状突起の分岐・伸長、スパインの変化など回路の構築変化が起こることが知られている。この実験系を用い、学習の前後で海馬のMRI信号が変化するかを検討した。行動課題にはバーンズ迷路課題を用いた。7週齢のラットに1日2回、逃避ボックスの場所を探索して位置を覚えさせた。スタート地点から逃避ボックスまでの到達時間を指標に学習効果を観察した。1日目に比べ、6日目には明らかな到達時間の短縮が認められ、学習効果が確認された。学習6日間の前後で麻酔下でMRI画像を撮像した。個体内で海馬の有意な信号変化が観察された。MRI撮像後、sacrificeして免疫組織染色で海馬細胞の新生を評価した。学習によって新生細胞の増加が確認された。以上で、記憶課題行動実験の確立、生体ラットのMRI撮像方法の確立、海馬免疫染色による海馬細胞新生の同定方法の確立を行った。次年度では、ここで確立した実験系を用い、神経新生、樹状突起変化、スパイン変化を一つずつ阻止し、それに伴いMRI信号変化が抑えられるかがどうかを検討する。2015年10月末の追加採択を受け、ラットの行動実験を立ち上げ、ラット海馬のMRI撮像条件を決定した。学習前後でMRI信号変化があることを見出した。ラットに学習を行わせると、学習の習熟に伴い皮質の神経回路再編が起こり、LTP/LTD可塑性変化とともに回路の組織学的形態変化が起こることが知られている。核磁気共鳴法(MRI)の撮像法の一つである水拡散強調画像法は、生体環境内の自由水分子のブラウン運動を計測することで、組織内環境の変化を推定できる。我々は、学習で起こる皮質神経回路の形態変化をMRIで質神経回路の可塑性変化を観察できるか検討した。我々は、ラットにバーンズ空間迷路学習を行わせ、学習の前後で水拡散能の変化を観察した。コントロールとして、その期間中は学習をしない群を別に設けた。空間迷路学習は、1日2試行×連続6日間(計12試行)で行った。生体ラット脳のMRI撮像を学習の前後に行い、学習前に対して学習後の皮質水拡散能の変化を算出した。1日目の成績と比べ、6日目最終日の成績は有意に改善した(p < 0.001)。学習前に比べて学習後で海馬の水拡散能の上昇が認められた。非学習群ではその期間中に水拡散能の変化が認められなかった。学習群の水拡散能の変化は、行動の成績改善度と有意な正相関が得られた(単回帰解析、R2 = 0.36, p = 0.03)。空間学習の行動学的指標とそれと関連する海馬MRI水拡散能変化に関係性があることを示した。今後、電気生理学的な可塑性変化とMRI信号変化の関係性を検証する。脳の神経回路は学習によって形態のリモデリングを起こす。前年度、開発したMRI技術を用いて、学習と回路微細構造の変化の関係を調べた。ラットにバーンズ迷路課題(6日間、計12試行)を行なわせ、その前後でMRI信号変化を観察した。空間学習に関係のある海馬で信号変化が見られた。今年度、サンプル数を増やしながら、このMRI信号変化に行動と結びつく生物学的意義があるのかを調べた。

6日間のバーンズ迷路課題の前後だけでなく1週間後に新たに測定ポイントを追加し、MRI計測および空間記憶の成績を調べた。迷路課題前後で左海馬にMRI信号変化を認めた。学習効果が大きい個体ほど、そのMRI信号変化が大きかった。その信号変化部位は、MRIアトラスで歯状回/CA3に相当する部位であった。既報では、その部位で学習に伴い軸索発芽が起こることが知られている。課題終了後から1週間後にかけてMRI信号に変化があるかを調べた。この間、課題を追加で行っていないにも関わらず、課題終了後も引き続きMRI信号変化があった。その信号変化は1週間後の記憶テストの成績と相関していた。以上から、MRI信号変化は学習・記憶と関係のある形態変化であると結論づけた。軸索発芽のイベントがMRI信号変化と関係があるかを調べている。軸索発芽の誘導モデル、薬剤阻害を用いて海馬解剖専門家と共同研究を進めている。MRI信号変化が学習・記憶と関係のある、生物学的意義を持つことが分かった。さらに信号変化部位から軸索発芽と関係があると仮説を絞り込むことができた。その仮説に基づいて組織とMRIの関連づけを調べている。核磁気共鳴(MRI)技術はヒト脳機能を調べるうえで必要不可欠な技術となった。最大の利点は、全脳探索できる点である。記憶の形成過程で全脳回路を巻き込む。しかし、未だその全容は明らかでない。ヒト実験系では、それを捉える技術は未だ提案されていない。学習時の神経活動から関連領域を推定するに留まる。記憶形成には、神経回路の電気生理学的な可塑性変化(LTP、LTD)と共に回路構造のリモデリングが関与する。回路の微視的な形態構造変化で自由水分子の動きが制限もしくは解除されると考えられている。MRIで組織の水拡散脳を評価することができる。記憶形成に伴う回路リモデリングでMRI変化が起こるか分かっていない。MRI変化が神経可塑性変化と形態リモデリングの関係を検証する第一歩として、動物ラットを用いて記憶と関係するMRI変化を同定することに成功した。ラット空間学習の記憶に海馬が関与する。バーンズ迷路学習を行わせ、その前後で海馬組織の水拡散が変化するかをMRIで計測した。その変化が記憶成績と相関するかを示し、水拡散変化が記憶と関係性を検証した。学習後、海馬組織で水拡散の上昇が認められた。CA1領域に跨る部位に相当した。その上昇度が高い個体ほど1週間後に評価した学習成績が優れていた。これは、海馬の水拡散変化が記憶形成と関係することを示唆した。海馬CA1領域は、障害実験で記憶形成に関与する部位として知られている。同部位ではLTDが起こり、記憶形成を調整する。今後、MRI変化がLTDに伴う神経回路の微細構造変化と関係があるか、薬剤阻害実験で明らかにする。次年度では、神経新生、樹状突起変化、スパイン変化を一つずつ阻止し、それに伴いMRI信号変化が抑えられるかがどうかを検討する。ラットの学習モデルを用いて、学習と関係のある海馬の水拡散能変化を捉えることに成功した。次年度には、既報に倣い、空間学習による海馬の長期増強・長期抑圧と神経回路の形態変化、水拡散能変化との関係性を見る。
確率的アプローチに基づいた月惑星探査ロボットの自律移動システムに関する研究

本研究では,探査ロボットが「より安全でより正確な自律移動システム」の実現を目指し,不確定性を考慮したロボットの挙動解析モデルの構築,および未知環境におけるロボットの自律移動システム(環境認識,最適経路計画,航法誘導)についての研究開発を行った.さらに,ロボットテストベッドへ同システムを実装し,フィールド実験によってその有用性を確認した.本研究では,探査ロボットが「より安全でより正確な自律移動システム」の実現を目指し,不確定性を考慮したロボットの挙動解析モデルの構築,および未知環境におけるロボットの自律移動システム(環境認識,最適経路計画,航法誘導)についての研究開発を行った.さらに,ロボットテストベッドへ同システムを実装し,フィールド実験によってその有用性を確認した.本年度では,まず,不整地走行ロボットの動力学モデルと,SRSM(Stochastic Response Surface Method)という確率的な近似計算アプローチを融合し,不確定性環境下におけるロボットの挙動解析モデルを構築した.土壌パラメータ(粘着力,摩擦係数)の不確定性がロボットの走行軌跡や車輪のスリップ率に与える影響について評価した.また,従来のモンテカルロ法などの計算手法に比べ,提案するモデルが計算速度の向上に寄与することを確認した.さらに,実験から得られたテストベッドの走行軌跡と計算結果を比較することによって,提案手法の正当性を確認した.自律移動システムの研究開発については,2次元スキャンが可能なLRF(Laser Range Finder)とジンバル機構を組み合わせることによって,3次元の地形情報が取得可能なセンサシステムを開発した.このシステムは複数のジンバル回転軸を有しているため,用途に応じたスキャン方法が可能であることを実証した.さらに,地形取得センサシステムから得られる情報に基づき,グリッド地図の作成,任意の目的地までの経路を生成するアルゴリズムの構築,ならびにそのインターフェースの開発をおこなった.地形スキャンから経路生成・実行までの一連の動作をテストベッドに搭載し,屋外フィールド試験により実証した.次年度では,本年度構築した挙動解析モデルを応用した経路計画手法の検討に着手する.また,本年度開発したローバテストベッド,センサシステムに加え,自己位置推定手法も実装し,フィールド試験にて,これらの有用性,妥当性を検証する.本研究では,未知の惑星環境において,探査ロボットがより安全でより正確に自律移動できるシステムの構築を目的とし,1.不確定性を考慮したロボットの挙動解析モデル,2.未知環境におけるロボットの自己位置推定アルゴリズム,3.確率的アプローチに基づいた経路計画手法という研究にそれぞれ取り組んでいる.平成23年度においては,主に上記2と3について以下の成果を得た.自己位置推定手法を実証する目的として,前年度より設計製作を進めていた車輪型移動ロボットテストベッドを完成させた.不整地フィールドにおいて,同ロボットの走行試験を実施し,走行性能を確認するとともに,ロボット搭載のカメラ画像を用いたビジュアルオドメトリによる自己位置推定に着手した.また,前年度開発したレーザ距離センサシステムを用いて地形情報を長距離にわたって取得し,これらの時系列データから自己位置推定をおこなうスキャンマッチングの検討を進めている.これら手法によって推定された自己位置の真値を得るための手法として,探査ロボット搭載のGPSと電子基準点とを用いた基線ベクトル解析による高精度位置計測(数cm)を実現した.さらに,本年度は,レーザ距離センサ(LRF)による3次元地形情報取得,同地形情報に基づくローバの走行経路計画,目的地までのローバの航法誘導,の一連のフレームワークの開発をおこない,ローバテストベッドへの実装を行った.また同フレームワークを用いて,不整地試験フィールド(伊豆大島三原山および阿蘇山砂千里)において,探査ロボットの長距離・半自律走行を達成した.さらに,複数の経路を同時に生成するアルゴリズムを付加するとともに,確率論を組み合わせた経路計画手法について,数値シミュレーションによって検討した.心
ゾル・ゲルコーティング/アノード酸化によるAl-(TiNb)酸化物皮膜の形成

本研究は、アルミニウムアノード酸化皮膜に種々の酸化物を取り込ませ、誘電率の高い複合酸化物皮膜を形成しようとするものである。すなわち、アルミニウム試料上にゾルゲル法により種々の酸化物皮膜をコーティングしたのち、これを中性の電解質溶液中でアノード酸化することによりAl+Me複合酸化物皮膜を形成するとともに、その誘電的性質を調べた。表題には、AI-(Tl,Nb)複合酸化物皮膜とあるが、本年度においては、ゾル溶液の調製のしやすさなどの理由により、Al-Zr複合酸化物皮膜を選択した。得られた主な結果は、次の通りである。1)電解研磨試料にゾルゲル法により、Zr-酸化物皮膜をコーティングするさい、加熱処理温度をT_h=573および873Kとした試料を、中性のホウ酸塩溶液中でアノード酸化すると、T_h=573Kの試料の場合には、Zr-酸化物層と素地金属との界面にAl-Zr複合酸化物外層およびAl_2O_3内層からなるアノード酸化皮膜が生成するが、T_h=873Kの場合には、Al_2O_3一層構造を有するアノード酸化皮膜が得られた。インピーダンス測定により、複合酸化物層を有する前者のアノード酸化皮膜がより大きい並列等価容量を持つことがわかった。2)多孔質アノード皮膜化成試料上にZr-酸化物皮膜をコーティングすると、Zr-酸化物の一部はアノード酸化皮膜の細孔中に堆積し、一部はアノード酸化皮膜上に堆積することがわかった。これをアノード酸化すると、細孔中にAl-Zr複合酸化物が生成するとともに皮膜/素地金属界面にAl_2O_3層が生成することがわかった。
ホウ素を活用した新規なπ共役分子の創製と有機半導体への応用開拓

ホウ素原子が炭素骨格中に組み込まれたπ共役分子は,ホウ素原子の空の2p軌道と炭素π共役系のπ*軌道とが効果的に相互作用することにより,特異な電子物性を発現する.これを活用することで,従来にない優れた有機半導体を創製することが可能であると考えられる.しかし一方で,ホウ素のこの空の2p軌道のために,一般に有機ホウ素化合物は水や酸素に対して不安定であり,したがって合成法の開発が有機ホウ素化合物をベースとした材料探索研究のボトルネックとなっている現状があった.この背景のもと,本研究では,多種多様な有機ホウ素化合物の簡便で効率的な合成法の確率を狙い,加えて,従来の手法では到達不可能なホウ素化合物群への展開を目指した,検討を行う中で,予想に反して,全く新しい形式の反応を見出すことに成功した.すなわち,アルケンに対し,鉄触媒とヨウ化アリールの存在下,有機金属試薬としてアリールグリニヤール試薬あるいはジアリール亜鉛試薬を作用させることで,C(sp3)-H結合の切断をともなうアリール基の導入反応が,氷冷下という穏和な条件で進行することを見出した.本反応は,アリル位選択的な触媒的C-Hアリール化反応として初めての例である.基質であるアルケンを過剰量必要とする点や,収率が中程度に留まる点は,今後の課題である.また,同位体標識実験をはじめとした反応機構に関する種々の検討を行うことにより,本反応が,C(sp3)-Hの切断を経る鉄πアリル錯体の生成を鍵とするものであることが.実験的に示唆された.これは鉄触媒の新たな反応性であり,これを契機としたさらなる位置選択的C-H官能基化反応の開発が期待される.今回予想に反して発見された,鉄触媒によるアリル位C(sp3)-H結合の直裁的アリール化反応は,全く前例のない新しい形式のものであり,これを契機として種々の新奇反応が開発されるようなポテンシャルを秘めていると考えられる.反応機構に関して,同位体標識法をはじめとした種々の手法に基づいて検討を行っており,結果として本反応の新規性と鍵反応段階に関する考察を深めることに成功している.またここで用いている遷移金属触媒は,地球上豊富に存在し毒性も低い鉄であることから,元素戦略などの観点からも意義深いといえる.予備検討において,本反応の鍵中間体と考えているπアリル鉄中間体が,トラップ試剤などの添加によって捕捉可能であることが示唆されている.したがって適切なトラップ試剤の設計と最適化を行うことにより,アリール化以外の反応も可能となると考えられる.本反応を試金石として,将来的に鉄触媒によるアリル位選択的官能基化反応が幅広く開発されることが期待される.これまでに研究代表者は,窒素原子とホウ素原子を共に分子のπ電子共役系に組み込んだ化合物である「ジベンゾアザボリン」を母核とする多様な誘導体を合成し,特に,特にカチオン性ジベンゾアザボリンが,水中のフッ化物イオンおよびシアン化物イオンに対して選択的蛍光発光センサー分子として働くことを発見・報告している.当該年度においては,複数のホウ素原子をπ電子系に高密度に組み込むことで,優れた電子受容能を有する新奇化合物群の創製を目指した.この検討において研究代表者は,「ジベンゾジボリン」の新規合成法を開拓し、さらにその電子物性について詳細に明らかにした.なお,ジボリンは,「ボロール」と等電子的であり,高い電子受容能とそれによる有機半導体への応用が期待されるものである.従来のジボリン合成法は金属(ケイ素あるいはスズ)-ホウ素交換反応によるものに限られていたが,今回,有機リチウム試薬を用いたより穏和なジボリンの段階的合成法を新規に開発することで,より多様なジボリン誘導体の合成を可能にした.また本手法により得られたジベンゾジボリンに対しX線結晶構造解析および理論計算を行うことで,中心のジボリン環が,期待された4π反芳香族性よりも非芳香族性と考えた方がふさわしい性質を持つことを明らかにした.他方,サイクリックボルタンメトリーにおいて,段階的な可逆な二電子還元波が銀測されたことから,ジベンゾジボリンが還元状態において非常に安定であることが明らかとなった.特に,一電子目の酸化還元電位は単純なトリアリールボランに比べて著しく貴であり,ホウ素原子をπ共役系に集積することで電子受容能が大きく向上することを明らかとした.興味深いことに,このジベンゾジボリンは,近紫外領域に強い吸収と,可視領域に分子内電荷移動を伴う特異な蛍光特性を示したことから,有機発光材料への応用も期待される.ホウ素をその炭素骨格中に組み込んだπ共役分子は,ホウ素原子の空の2p軌道と炭素π共役系のπ*軌道とが効果的に相互作用することにより,特異な電子物性を発現する.これを活用することで,従来にない優れた有機半導体が創製できると考えられる.しかしながらここで,有機ホウ素化合物は一般に水や酸素に対し不安定であることから,その合成そのものが物性探索研究のボトルネックとなっている現状があった。

したがって昨年度においては,多種多様な有機ホウ素化合物の簡便で効率的な合成法の開発を行うことで,物性探索研究の効率化を狙い,加えて,従来の手法では到達不可能な化合物群への展開を目指した.本検討を通じて,鉄触媒の存在下,有機金属試薬を単純な炭化水素に対し作用させることで,従来にない形式のC-Hアリール化反応が進行することを見出した.すなわち,触媒量の鉄塩およびラジカル生成源としてアリールハライドの存在下、アルカンあるいはアルケンにジアリール亜鉛試薬を作用させたところ,脂肪族C-H結合の切断をともなうアリール基の導入反応が室温あるいは氷浴下という穏和な条件で進行することを明らかにした.一般に遷移金属触媒によるC-H結合の官能基化は,過酷な反応条件が必要となるケースが多く,特に脂肪族C-H結合の活性化においては,金属と効果的に相互作用できるπ軌道が存在しないためにより困難である.こうした点を踏まえると,本反応の反応性は特筆に値する.また,安価で低毒性である鉄触媒を用いる点において,元素戦略およびグリーンケミストリーの観点からも望ましいといえる.ホウ素原子が炭素骨格中に組み込まれたπ共役分子は,ホウ素原子の空の2p軌道と炭素π共役系のπ*軌道とが効果的に相互作用することにより,特異な電子物性を発現する.これを活用することで,従来にない優れた有機半導体を創製することが可能であると考えられる.しかし一方で,ホウ素のこの空の2p軌道のために,一般に有機ホウ素化合物は水や酸素に対して不安定であり,したがって合成法の開発が有機ホウ素化合物をベースとした材料探索研究のボトルネックとなっている現状があった.この背景のもと,本研究では,多種多様な有機ホウ素化合物の簡便で効率的な合成法の確率を狙い,加えて,従来の手法では到達不可能なホウ素化合物群への展開を目指した,検討を行う中で,予想に反して,全く新しい形式の反応を見出すことに成功した.すなわち,アルケンに対し,鉄触媒とヨウ化アリールの存在下,有機金属試薬としてアリールグリニヤール試薬あるいはジアリール亜鉛試薬を作用させることで,C(sp3)-H結合の切断をともなうアリール基の導入反応が,氷冷下という穏和な条件で進行することを見出した.本反応は,アリル位選択的な触媒的C-Hアリール化反応として初めての例である.基質であるアルケンを過剰量必要とする点や,収率が中程度に留まる点は,今後の課題である.また,同位体標識実験をはじめとした反応機構に関する種々の検討を行うことにより,本反応が,C(sp3)-Hの切断を経る鉄πアリル錯体の生成を鍵とするものであることが.実験的に示唆された.これは鉄触媒の新たな反応性であり,これを契機としたさらなる位置選択的C-H官能基化反応の開発が期待される.当初の計画では,ハロゲン-リチウム交換などの古典的な手法を用いて対象化合物群を合成することを考えていたが,この場合,それぞれのターゲットに特有の前駆体を別途合成する必要があり,研究全体のスピードのポトルネックとなっていた.これに対し,今回発見されたC-H活性化反応を用いることで,安価な共通の前駆体から1ステップで多種多様な誘導体を得ることが可能となり,物性探索が大幅に効率化されると期待される.またここで用いている遷移金属触媒は,地球上豊富に存在し毒性も低い鉄であることから,元素戦略などの観点からも好ましいといえる.今回予想に反して発見された,鉄触媒によるアリル位C(sp3)-H結合の直裁的アリール化反応は,全く前例のない新しい形式のものであり,これを契機として種々の新奇反応が開発されるようなポテンシャルを秘めていると考えられる.反応機構に関して,同位体標識法をはじめとした種々の手法に基づいて検討を行っており,結果として本反応の新規性と鍵反応段階に関する考察を深めることに成功している.またここで用いている遷移金属触媒は,地球上豊富に存在し毒性も低い鉄であることから,元素戦略などの観点からも意義深いといえる.今回発見した新規C-
NETsによる単球分化を介した自己免疫機序の解明

extracellular traps)存在下で培養した際に一部の細胞がCD14+浮遊性細胞集団(NETs誘導細胞)へ変化し、リアルタイムPCRでサイトカイン産生能についてmRNAレベルで検討を行い、type I IFN (interferon) (IFN-a、IFN-b)の発現亢進が認められている。CD14+細胞とNETs誘導細胞の違いについてフローサイトメーターを用いて表面抗原解析を行い、HLA-DR、CD11cの発現亢進、CD64、CD163の発現低下の傾向が認められている。NETs誘導細胞の誘導孤立が低いため、type I IFN産生レベルをフローサイトメーターを用いた細胞内染色法で各細胞において検討することを試みている。これまでの所、type II IFNの産生は確認できており、細胞内染色過程の手技は確立している。ポジティブコントロールとなるtoll like recepotr ligandであるODN2336を用いた実験系においても細胞内染色法でtype I IFNが確認できておらず、実験系確立のためポジティブコントロールとして、type I IFN発現ベクターの構築を進めている。現在、type I IFN全長についてクローニングが終了し、発現ベクターへサブクローニングする段階である。また、臨床検体については、全身性エリテマトーデス患者より、サイトカイン産生について検討を行うため、mRNAレベル評価のためのPBMCs、血清蛋白レベル評価のための血清を保存検体として収集を進めている。NETs誘導細胞誘導時、細胞死に陥る細胞が多数認められている。培養時のNETs濃度により細胞毒性が誘導されている可能性が考えられる。CD14+細胞からNETs誘導細胞への誘導効率が低いため今後の検討を効率的に進めるためNETs誘導細胞の誘導効率を高める必要がある。健常者由来の末梢血単球(CD14+細胞)をneutrophil extracellular traps (NETs)存在下に培養することにより一部細胞塊形成を伴う細胞増殖が認められた。NETs誘導の際にPMAを用いているが、NETs共培養で認められた一部細胞塊形成を伴う細胞増殖は、PMA単独で刺激培養を行った際には認められなかった。CD14+細胞分化のコントロールとしてGM-CSF、インターロイキン4、TNFaにより樹状細胞を誘導しているが、樹状細胞で認められる細胞塊よりも小型であった。フローサイトメーターを用いた解析により細胞表面にCD14、CD11c、HLA-DRの発現が認められた。樹状細胞で認められるCD1aの発現は認められず、M1マクロファージで認められるCD80の発現も認められなかった。M2マクロファージに認められるCD163についても発現はほとんど認められなかった。また、サイトカイン産生能については、リアルタイムPCRを用いたmRNAの発現レベル解析でI型インターフェロン(IFN-a、IFNb)のmRNAの発現亢進を確認した。NETsと共培養したCD14+細胞のサイトカイン発現についてをウェスタンブロット法でタンパクレベルでの確認を行ったところ、IFN-aの発現は確認できなかったが、IFN-bの発現が認められた。抗IFN-a抗体、抗IFN-b抗体を複数検討したところ抗体間で結果が異なっており、培養期間の変更等細胞の分化度を考えた検討が必要と考えている。I型インターフェロン(IFN-a、IFNb)の発現確認については、フローサイトメーターを用いた細胞内染色も行ったが弱い発現が認められる場合と検出できない場合があった。Toll like receptor (TLR)の発現について、RT-PCR法でmRNAレベルでの検討を行い、TLR7の発現亢進が示唆されている。NETsとの共培養により末梢血単球(CD14+)は、mRNAレベルにおいてI型インターフェロン(IFN-a、IFNb)の産生亢進を来しうることが実験結果として得られているが、タンパクレベルにおいては抗体間において結果が異なっていた。原因として、細胞の分化段階に加えて、I型インターフェロン(IFN-a、IFNb)の検出感度の問題が考えられる。最終年度:NETs誘導細胞においてtype-I IFN mRNA発現亢進が認められたことからウェスタンブロット法、細胞内染色フローサイトメトリー法による蛋白レベルでのtype I IFN発現確認を試みたが発現量が低く十分な比較検討が出来なかったため、IFN誘導因子発現レベルを確認することでNETsの末梢血単球におけるIFN signatureの評価を計画した。ヒト骨肉腫細胞株U2-OS細胞においてIFN-α刺激によりIFN誘導因子の発現が濃度依存性に亢進することを確認した。IFN誘導因子の発現を確認することでNETsにより誘導されるtype I IFNの生理活性も評価可能となると考えられる。NETs誘導細胞においてtype I IFN産生に関わるTLR7の発現亢進がmRNAレベルで確認された。NETs誘導細胞の機能評価のためCD14+細胞からNETs誘導細胞への誘導効率の改善が課題である。PBMCsをNETs、PMA+イオノマイシン、LPS、ODN2336、ODN2336コントロールで各々培養した場合、FSC、SSCで検討した単球分画の生存率は、24時間の培養条件でNETsと共に培養を行った際に最も高い傾向にあった。今後、純化CD14+細胞において誘導条件検討を進める予定である。単球にウイルス感染を行った既報では、短い培養期間でtype I IFN賛成が誘導されることが報告されている。CD14+細胞をより長期間培養を行い誘導したNETs誘導細胞ではtype I IFNのmRNA発現レベル亢進が認められているが、より短い培養期間で同様にtype I IFNのmRNA誘導されるか検討を進める予定である。

type I IFNの産生レベルが細胞内染色法で確認が困難な場合、培養上清を用いたELISA法による検出を試みる予定である。NETsと共培養を行った末梢血単球(CD14+)において、I型インターフェロン(IFN-a、IFNb)の発現をタンパクレベルで確認するためにウェスタンブロット法よりも感度が高いと考えられるELISA法による検出を予定している。ELISA法で確認が出来れば患者検体を用いた検討を行う予定である。同時に、NETsと共培養下におけるCD14+細胞の細胞表面マーカー、TLR発現レベルについて検討を継続する予定である。臨床免疫学