hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
能動・受動喫煙者の尿中ニコチン代謝物(コチニン)の自動分析装置の開発-生物学的モニタリングおよび健康(禁煙)教育への実践的応用-

手動操作が必要)にハンドラ-上で流れ作業的に進めることができ,その上,温度コントローラーにより一定温度下(40°C)に行うことができた。また,以上の操作は,遠心分離操作以外は全て強制排気・フィルター式簡易ドラフト下で行え,室内環境汚染や個人曝露は極力,避ける方法で行えた。なお,それらの装置による分離能,抽出率は高く,濃縮後の分析再現性は良好で,IP-R-HPLC法との併用で能動喫煙者は勿論,受動喫煙者の尿中コチニン測定も十分満足できる精度で行え,尿中コチニン濃度に関して喫煙の有無や受動喫煙の基準値となるような示唆的な結果を得た。
低悪性度悪性神経膠腫における予後不良因子の解明

神経膠腫は最も高頻度に発生する脳腫瘍の一つである。低悪性度神経膠腫(lower grade glioma、以下LGG)は全神経膠腫の1/3を占める腫瘍であり、IDH1/2変異、染色体1p/19qの共欠失の有無により明瞭に三群に分かれることが報告された。我々は、5つの大学病院から300を超えるLGGの検体提供を受け、網羅的に遺伝子異常探索を行い、各群において独立に予後不良因子となる遺伝子異常や臨床因子(年齢や手術摘出度など)を同定した。アメリカのthe Cancer Genome Atlas(TCGA)の公開データも使用し、これらの結果の確認も行った。平成27年度、我々は低悪性度神経膠腫の患者予後と関連を持つ遺伝子異常の同定の遺伝子解析を行った。今回日本及びアメリカのthe cancer genome atlas(TCGA)にて公開されている情報を用いた。TCGAの臨床情報は逐次常に更新されていくため、その度に情報をupdateして解析に使用した。日本の症例は全5施設から検体提供を受け、最新の臨床情報を取得した。MRI画像情報や手術摘出度については、検者間の差をなくすため、ほぼ全例にて情報を取得し、我々で再検討を行った。必要な場合現地へ直接赴き、カルテから必要情報を自身で取得した。それらの情報を元に、各genetic subtype毎にunivariate Cox regression analysisを行い、そこでそれぞれ1から6遺伝子が患者予後不良と有意な関係が認められた。さらに、それらの遺伝子異常について、これまでに患者予後との関連が報告されている臨床的因子(年齢や病理所見など)とともにmultivariate Cox regression analysisを行い、独立に予後不良因子となる遺伝子異常を同定した。それぞれの遺伝子異常をもつ腫瘍割合の同定のための解析をampliconシークエンス及びSNPアレイを行った。また、国内/海外学会において研究成果の発表を行った。予定通り、臨床情報を取得できている。また、単、多変量解析にて独立した予後予測因子を同定できており、概ね順調に進行していると思われる。神経膠腫は最も高頻度に発生する脳腫瘍の一つであり、WHO gradeIIVに分類される。WHO gradeII・IIIの神経膠腫(lower grade glioma、以下LGG)は全神経膠腫の1/3を占める腫瘍であり、IDH1/2変異、染色体1p/19qの共欠失の有無により明瞭に三群に分かれることが報告され、2016年に改定されたWHO分類でも遺伝子異常の有無による分類が採用された。我々は、遺伝学的サブタイプ毎に、患者予後と関連を持つ遺伝子異常の同定の遺伝子解析を行った。日本の症例は全5施設から検体提供を受け、全エクソンもしくは標的シークエンスなどにより網羅的に遺伝子異常探索を行った結果を用い、臨床情報は最新のものを取得した。各遺伝子異常をもつ腫瘍割合の同定のための解析をampliconシークエンス及びSNPアレイを用いて行った。TCGAについても、臨床情報を最新のものにupdateして解析に使用した。MRI画像情報や手術摘出度については、検者間の差をなくすため、ほぼ全例で情報を取得し、同一検者が検討を行った。各遺伝学的サブタイプにおいて、遺伝子異常と臨床因子(年齢や手術摘出度など)について、単変量および他変量Cox回帰比例ハザードモデルを用いて解析を行い、独立に予後不良因子となる遺伝子異常を同定した。より悪性度の高い膠芽腫についても、TCGAで公開されているデータを用い、今回同定した予後不良因子を持つ群と比較検討した。研究成果をまとめ、現在論文を投稿中である。昨年度同定された低悪性度神経膠腫の遺伝子異常と患者予後、臨床的因子との関係について解析を引き続き続ける。1.AmpliconシークエンスやSNPアレイによる遺伝子異常解析前年度に引き続き、各遺伝子異常をもつ腫瘍の割合同定のための解析をampliconシークエンス及びSNPアレイを用いて行う。2.予後不良因子となる遺伝子異常と臨床因子との関係性、最適な治療法についての検討同定された予後不良因子となる遺伝子異常の有無により、サンプル全体を予後良好群、不良群に分類する。それぞれの遺伝子異常と、臨床因子、病理像や画像所見(腫瘍最大径やMRI造営所見の有無)との関連について解析する。これらの結果にさらに手術摘出度、放射線治療、化学療法などの治療についての情報を加えることで、それぞれの遺伝子異常と治療効果との関連を解明する。28年度が最終年度であるため、記入しない。脳腫瘍28年度が最終年度であるため、記入しない。
核酸誘導体を用いた脳腫瘍のPET分子イメージング

本研究の目的は、新規核酸誘導体PET薬剤である11C-4DSTを脳腫瘍患者に用い、悪性度診断や細胞増殖能評価などに応用することである。また、11C-methionineや18F-FLTと比較検討することである。その結果、11C-4DSTは11C-methionineや18F-FLTと同様に脳腫瘍を陽性描画でき、また、脳腫瘍新鮮例では腫瘍の細胞増殖能の指標であるKi-67標識率との間に良好な相関を認めた。本研究の目的は、脳腫瘍において腫瘍の分子レベルの変化を核酸誘導体を用いたDNA合成のイメージング剤(18F-FLT、11C-4DST)を用いて画像化し、悪性度診断や再発診断、化学療法や放射線治療の早期の治療効果判定に応用することである。核酸誘導体を用いたDNA合成のイメージング剤として18F-FLTは最も広く臨床応用されている。18F-FLTは細胞内でリン酸化を受けた後、DNAには組み込まれず細胞内に滞留する。一方、11C-4DSTは動物や細胞の実験レベルでは投与後すみやかにDNAに取り込まれ、標識された11Cからのガンマ線を検出することにより生体のDNA合成を正確に評価できることが明らかにされている。まず、11C-4DST PETと18F-FLT PETを様々な脳腫瘍患者13名に実施した。PETの評価は視覚的評価と半定量的評価を用いて行った。半定量的指標としてSUV値とROI法によるT/N比を用いた。その結果では11C-4DSTと18F-FLTは正常大脳皮質にはほとんど集積を示さなかったが、11C-4DSTの大脳集積は18F-FLTのそれと比べて少し高かった。すべての脳腫瘍を11C-4DST PETと18F-FLT PETは陽性描画できた。腫瘍の11C-4DSTの平均SUVは3.37±1.93であり、18F-FLTの平均SUVは2.29±2.96であり、11C-4DSTのSUV値は有意に高値を示した。11C-4DSTのSUV値と18F-FLTのSUV値に良好な直線関係を示した。腫瘍の11C-4DSTの平均T/N比は3.42±2.23であり、18F-FLTの平均T/N比は10.51±13.65であり、11C-4DSTの平均T/N比は有意に低値を示した。今回は11C-4DSTと11C-Methionine (C-11 MET) PETを比較検討した。治療前神経膠腫15例に11C-4DSTと11C-MET PETを試行した。評価方法は半定量的指標Standardized Uptake Value (SUV)を用い、腫瘍の最大SUV(T)と対側大脳の平均SUV(N)を測定し、T/N比を算出した。組織標本での細胞増殖能Ki-67標識率との関連についても検討した。その結果では、11C-4DSTと11C-MET PETともに全例で陽性描画された。11C-4DSTのSUV(T)は2.82±1.87であり、METのSUV(T)は5.89±2.14と比べ有意に低値であった。11C-4DSTのT/N比は4.95±4.16であり、C-11 METのT/N比は3.82±1.33であり、有意差は認められなかった。11C-4DSTのT/N比とKi-67標識率の間に弱い相関が見られたが(r=0.60)、C-11 METとKi-67標識率との間に相関は見られなかった。11C-4DSTは、動物や細胞の実験レベルでは投与後すみやかにDNAに取り込まれ、標識された11Cからのガンマ線を検出することにより生体のDNA合成を正確に評価できることが明らかにされている。

その結果、11C-4DSTは11C-methionineや18F-FLTと同様に脳腫瘍を陽性描画でき、また、脳腫瘍新鮮例では腫瘍の細胞増殖能の指標であるKi-67標識率との間に良好な相関を認めた。当初の目的である11C-4DST PET検査を脳腫瘍患者に実施でき、また、アミノ酸製剤である11C-MET PET検査を同じ患者に試行でき、両者を比較検討できている。PET分子イメージング様々な脳腫瘍患者に11C-4DSTと11C-MET PET検査を行った。今後は、低悪性度脳腫瘍患者と高悪性度脳腫瘍患者といった悪性度の違いでの評価や、新鮮例と再発例での違いなどの評価を症例数を増やして検討を行っていく予定である。当初の目的である11C-4DST PET検査を脳腫瘍患者に実施でき、また同じ核酸誘導体製剤である18F-FLT PET検査を同じ患者に施行でき、両者を比較検討できている。物品調達の効率化により、少額の残が生じた。今年度は様々な脳腫瘍患者に11C-4DSTと18F-FLT PET検査を行った。今後は、低悪性度脳腫瘍患者と高悪性度脳腫瘍患者といった悪性度の違いでの評価や、高悪性度脳腫瘍患者群ではWHO分類のグレード別に評価を行っていく予定である。物品購入に充てる。物品調達効率化により、少額の残が生じた。物品等購入に充てる。
PET/CTによる骨転移の病的骨折の予測と治療のための画像解析法の開発

骨粗鬆症では骨折のリスク評価に有限要素解析によるシミュレーションが確立しており、高分解能マイクロCTにて海綿骨の骨梁構造を正確に表現し、骨質を評価する試みもなされている。しかし広範囲の撮影が必要な担癌症例では困難である。骨折という現象については力学的な解析に基づく必要があり、かつ、三次元的な解析が必要である。性状が様々なために骨折評価に対する解析方法が確立していない転移骨に対する実用可能な解析法を確立することをまず目指した。研究初年度に脊椎の骨転移に対する放射線治療依頼があり、その後の著しい病状の進行がなく経過観察が可能で追跡のCT検査が行えた、骨転移パターンの異なる4症例を検討対象とした。臨床用X線CT画像から骨の有限要素モデルを作成し、画像処理と力学解析を統合的に行えるソフトウェアのMECHANICALFINDER(R)を使用した。得られた画像より椎体部分のみを抽出し、メッシュ基準サイズを2mmとして外形データを生成し、四面体ソリッド要素を自動生成した。解析条件として椎体底面を完全拘束し、荷重範囲は椎体上面に一様として体軸方向に垂直荷重した。弾性解析では600Nの負荷を行い、非線形骨折線予測解では1000Nの負荷を行った。骨硬化性骨転移ではいずれの解析でも骨折の発生を予測させる結果は得られなかった。溶骨性骨転移では骨折の発生が予測された。予測部位は必ずしも骨転移巣の近傍ではなく、骨転移の形状や存在位置が影響していると思われた。有限要素法は骨転移においても個別に骨折を予測する解析方法として有用である。症例数の関係で主として乳癌患者の定期的検査例ないしは疼痛の存在により骨転移が疑われた症例のマルチスライスCTを概観し、骨転移巣と診断されたものを対象とした。通常の検査においてスライス厚1mmにて撮像しており、骨転移巣のisotropic dataを得ることができた。再構成された三次元画像より転移性骨腫瘍の範囲を正確に求めたが、CTで範囲が不明な例でMRIなどの他の画像が参照できない例は対象外とした。数例の検討の中で溶骨性骨転移や造骨性骨転移がみられた。溶骨性骨転移で通常、骨折の危険性が高いが、造骨性骨転移においても骨折の危険性はあるために同じく対象とした。対象骨の骨梁構造について正常部分のデータをもとに等方性を仮定して、有限要素解析を行う予定であったが、得られた臨床データは、骨解析モデルとして利用される高解像度のマイクロCTでの報告と比較するとコントラストの点で骨梁の連続性について検討を行うのには不十分であった。また、骨粗鬆症などの加齢性変化による正常部分の骨状態のバラツキが多くみられ、骨折のリスクは骨転移のみではないことが類推された。そこで、最近骨粗鬆症で重要視されるようになった骨質を総合的に検討する方法を模索することにした。溶骨性の骨転移巣では正常骨梁の消失を認めることが多いが、純粋例ばかりではなく骨硬化部も混在する例がある。造骨性では正常の骨梁が保たれながら、骨梁間に不均一な骨形成が認められる例が存在する。このような例では正常部分の骨質の悪化により骨折が発生する危険性も考慮されるため、総合的な骨質の検討が有用と思われた。

研究初年度に脊椎の骨転移に対する放射線治療依頼があり、その後の著しい病状の進行がなく経過観察が可能で追跡のCT検査が行えた、骨転移パターンの異なる4症例を検討対象とした。臨床用X線CT画像から骨の有限要素モデルを作成し、画像処理と力学解析を統合的に行えるソフトウェアのMECHANICALFINDER(R)を使用した。得られた画像より椎体部分のみを抽出し、メッシュ基準サイズを2mmとして外形データを生成し、四面体ソリッド要素を自動生成した。解析条件として椎体底面を完全拘束し、荷重範囲は椎体上面に一様として体軸方向に垂直荷重した。弾性解析では600Nの負荷を行い、非線形骨折線予測解析では1000Nの負荷を行った。骨硬化性骨転移ではいずれの解析でも骨折の発生を予測させる結果は得られなかった。溶骨性骨転移では骨折の発生が予測された。予測部位は必ずしも骨転移巣の近傍ではなく、骨転移の形状や存在位置が影響していると思われた。有限要素法は骨転移においても個別に骨折を予測する解析方法として有用である。
てんかん児の前頭葉機能障害に関する神経機能解剖学的研究

前頭葉体積とてんかんとの関連は、良性小児てんかんやてんかん性脳症において、発作頻度・脳波所見の増悪が長期間持続すると、前頭前野の成長に影響を及ぼす可能性が示された。高次脳機能障害を含めたてんかんの難治化と脳波所見との関連は、発作の難治化・認知行動異常を来たす危険因子として、突発波の高頻度出現・長期持続が挙げられた。さらに、突発波の前頭部焦点も難治化と関連性を認めた。てんかん児のQOL向上に発作の早期抑制、脳波の早期改善が重要であるという知見を得た。無熱性けいれん初発児の自然予後、てんかん移行への危険因子を明らかにするために、無熱性けいれん初発児の経過を追った。てんかん移行率は6ヵ月時点で40%前後であった。またてんかん移行の危険因子として、1)部分発作、2)脳波上の焦点性突発波の存在、が挙げられた。次に、てんかん患児における認知障害・行動異常に関与すると想定されている前頭前野の発達を解剖学的視点より検討した。行った検討として、a)三次元MRIを撮像し、コンピュータ解析処理ソフトを用いて脳表面の3-D画像を作成。b)解剖学的に正確な部位同定を行い、前頭葉および前頭前野の体積を定量的に測定し、その成長過程を客観的に検討した。前頭葉に占める前頭前野体積の比率は思春期前後(715歳)で急速に増大し、以降は成人値とほぼ同様になった。これは神経心理学的・電気生理学的検討より想定されている前頭前野の機能的成熟時期と同様であり、前頭前野における成長と機能的成熟との関連が推定された。さらに、てんかん児において高次脳機能と前頭前野体積との関連を検討した。てんかん児では多動、不注意、衝動性などの前頭葉機能障害を示唆する症状を認めることがあり、てんかん児でのQOL低下を示す要因として前頭葉機能障害が挙げられた。前頭葉機能障害を呈した児では、発作持続期間・異常脳波持続期間と前頭前野の成長障害とで関連性を認めた。このことより、てんかん児のQOL向上に発作の早期抑制、脳波の早期改善が重要であるという知見を得た。1.無熱性けいれん初発児の自然予後、てんかん移行への危険因子を明らかにするために、無熱性けいれん初発児の経過を追った。てんかん移行率は18ヵ月時点で55%前後であった。またてんかん移行の危険因子として、(1)部分発作、(2)脳波上の焦点性突発波の存在、が挙げられた。2.次に、てんかん患児における認知障害・行動異常に関与すると想定されている前頭前野の発達を解剖学的視点より検討した。行った検討として、(1)三次元MRIを撮像し、コンピュータ解析処理ソフト、を用いて脳表面の3-D画像を作成。(2)解剖学的に正確な部位同定を行い、前頭葉および前頭前野の体積を定量的に測定し、その成長過程を客観的に検討した。健常児においては、前頭葉に占める前頭前野体積の比率は思春期前後(715歳)で急速に増大し、以降は成人値とほぼ同様になるとの結果をもとに、てんかん児での経緯を検討した。前頭前野体積はてんかん児の発作頻度や脳波所見により、相違を認めた。予後良好とされる良性小児てんかんにおいても、発作頻度・脳波所見の増悪が長期間持続すると、前頭前野の成長に影響を及ぼす可能性が示された。また、前頭葉てんかんでは発作頻度によって前頭前野の成長に相違を認めたことから、てんかん発作そのものが脳に形態的影響をもたらす可能性が示された。3.さらに、高次脳機能と前頭前野体積との関連を様々なてんかん症候群児において検討した。前頭葉機能障害を呈した児では、発作持続期間・異常脳波持続期間と前頭前野の成長障害とで関連性を認め、このことは様々なてんかん症候群において認められた。無熱性けいれん初発児のてんかん移行への危険因子を明らかにするために、無熱性けいれん初発児の経過を追った。てんかん移行率は30ヵ月時点で60%前後であった。てんかん患児における認知・行動異常に関与すると想定されている前頭前野の発達を解剖学的視点より検討した。(1)三次元MRIを撮像し、コンピュータ解析処理ソフトを用いて脳表面の3-D画像を作成。

(2)解剖学的に正確な部位同定を行い、前頭葉および前頭前野の体積を定量的に測定し、その成長過程を客観的に検討した。健常児では前頭葉に占める前頭前野体積の比率は思春期前後(715歳)で急速に増大し、以降は成人値とほぼ同様になるとの結果をもとに、てんかん児での経緯を検討した。前頭前野体積はてんかん児の発作頻度や脳波所見により相違を認めた。良性小児てんかんやてんかん性脳症において、発作頻度・脳波所見の増悪(突発波頻度の増加など)が長期間持続すると前頭前野の成長に影響を及ぼす可能性が示された。また、前頭葉てんかんでは発作頻度によって前頭前野の成長に相違を認めたことから、てんかん発作そのものが脳に形態的影響をもたらす可能性が示された。さらに、高次脳機能障害を含めたてんかんの難治化と脳波所見との関連性について検討した。熱性けいれんにおいて前頭部に突発波を有する場合、その後にてんかんを発症するリスクが高まることを確認した。また、良性小児てんかんにおいて発作の難治化・認知行動異常を来たす危険因子として、突発波の高頻度出現・長期持続が挙げられた。さらに、突発波の前頭部焦点も難治化と関連性を認めた。このことより、前頭部突発波を有する児では難治化に留意し、てんかん児のQOL向上に発作の早期抑制、脳波の早期改善が重要であるという知見を得た。無熱性けいれん児におけるてんかん発症のリスクについて、より長期的に検討を加え、短期的な検討結果と同様であった。また、てんかん児のQOLに関与する前頭葉・前頭前野の成長についても、様々なてんかん症候群児で同様の結果を得ることができた。さらに、発作頻度・活動期間により前頭前野の成長への影響に相違を認めたことから、治療戦略として早期の発作抑制がその後の認知・行動面を含めた社会的予後につながることを確認した。24年度が最終年度であるため、記入しない。てんかん発症の危険因子に関しては、無熱性けいれん児だけでなく単純型熱性けいれん児においても検討を加えていくことで、てんかん発症の危険因子についてより広く検討を加えていく。良性小児てんかんにおいても難治化する症例が存在し、それらが前頭前野の成長障害と関連することでQOLの低下を来たしている。てんかん児の難治化に関して、その危険因子を脳波学的検討も加えて明らかにすることで、難治化に対する迅速な対応を可能にしていく。
単一分子電気化学の創出を目指したカーボンナノチューブ化学電極の高速電気測定

近年、ナノ加工技術の発展に伴って可能になった単一電子トランジスタを用いると、電流の最小単位である電子を一個の単位で制御・計測できるようになる。この技術は将来的に、1個の分子の電気化学反応検出やそれを利用した電気化学触媒のメカニズム解明や、医療創薬分野への応用が可能である。本研究では、単一分子電気化学の基盤技術になりうる単一電子のリアルタイム計測や化学インピーダンス計測で重要となる単一電子精度での有限周波数計測を実現した。本研究では、カーボンナノチューブ化学電極と微小電流計測技術を組み合わせて単一分子レベルでの電気化学反応の検出を目指している。初年度の研究では、カーボンナノチューブ化学電極作製のためのナノチューブ成長装置開発とそれを用いたデバイス作製のための条件出しなどを行った。カーボンナノチューブ化学電極の作製はシリコン基板上の特定箇所にナノチューブを配置し、そこにリソグラフィーで電極を形成して作製する。ナノチューブを特定箇所に配置するために、基板上にリソグラフィーによって触媒金属を蒸着し、電気炉上でCVD成長法によって基板上に直接ナノチューブ成長する方法が本研究に最も適している。本研究ではまずCVD成長を行うための石英管電気炉を作製した。温度制御可能な石英炉にキャリアガスや炭素源であるアルコール蒸気を導入する装置、及び圧力計などの計測装置を付属させ、成長装置を完成させた。この成長装置を用いたカーボンナノチューブ成長においては、アルコールの流量や成長温度・圧力によって成長効率をコントロールできる。異なる成長条件化で生成した複数のサンプルを電子顕微鏡で観察し評価することで効率的にナノチューブ成長できる条件を探索する基礎実験を行った。現在、成長できるナノチューブの質を改善するためにより細かな流量コントロールが出来るようマスフローコントローラーなどを導入し装置を改良している。デバイス完成後はこれら作製した化学電極を電気測定して評価する必要があるが、その実験に向けた電気測定装置や構成部品などを調達し、今後の実験へ向けた準備も平行して行った。当初の実験計画では、市販のナノチューブ分散溶液を用いて基板上にナノチューブを形成するプロセスなどを利用してデバイス開発する手法も検討していたが、この方法で基板上の特定箇所にナノチューブを配置することが困難であると判断し、自身で合成炉を作製しナノチューブ成長を行う方法を選択し実行した。ナノチューブの成長装置開発にはかなりの時間や研究費を要するかと思われたが、既存の部品の流用などによって比較的容易に合成炉を作製でき、条件出しも順調に行うことが出来たためナノチューブ化学電極作成に向けた基礎実験は比較的順調に進展した。本研究では、単一電子精度での電気化学反応の検出を目指してナノチューブ化学電極の作製及び、測定を行うための実験系の構築などを行う。化学的に安定で、さらに室温での単一電子制御などが可能となるナノチューブ電極を化学電極に用いることができるようになれば、化学電荷に伴う電子移動や表面の電荷状態変化を高速に読み出すことによって電気化学反応を実時間で計測できるようになると期待される。それにより電気化学反応を効率的に行う触媒メカニズムの解明やその知見を応用した医療・創薬への応用が期待される。具体的な研究としては、上記のような化学反応の実験に利用可能なナノチューブデバイスの開発を行うこと及び高速に電気抵抗を読み出す測定技術開発の2本柱で構成される。初年度には、カーボンナノチューブを成長するためのアルコール原料を用いた石英管炉を改造した熱分解CVD成長装置を開発し、ナノチューブの成長実験を行った。ナノチューブの成長にはCVD成長の温度や圧力が重要なファクターとなるため、これらのパラメータを変化させることによって最適条件を見つけ出す条件出しを行った。一方平成28年度は、ナノチューブの成長実験を継続する一方で、単一電子精度の電気化学反応検出に用いるRF反射測定によるナノチューブ抵抗の高速読み出しの測定系を構築する実験を行った。具体的には、トランジスタを用いた疑似的な可変抵抗素子にRFを入射し反射波をホモダイン検波して抵抗変化を実時間に高速に測定するというものである。また、化学インピーダンス測定などで重要となる微少交流電流の計測技術として、超電導デバイスを用いた低雑音電流アンプの開発や単一電子制御による極めて正確な交流電流の生成技術の確立など測定技術の面で特に大きな成果を得ている。初年度から取り組んできたカーボンナノチューブの成長に関しては、温度・圧力を最適化し成長装置の改良などを行ったことによってある程度のナノチューブ成長を行ってきたが、成長できたナノチューブには欠陥の多いものが多く、品質の改善には原料自体を改良することが必要であると検討している段階でありデバイス開発自体は若干遅れている。しかしながら、H28年度に取り組んだ測定技術の開発面に関しては、当初予定していた以上の進展があった。第1に、ナノチューブの電気抵抗を高速に測定するための実験としてRF反射測定系の開発を行った。回路で重要となるインピーダンスマッチングをバラクタダイオードによる可変抵抗によって電気的に調整可能にするという工夫を行った。また、この基礎実験で得た知見を、量子電流標準で用いられる単一電子トランジスタの電子状態の読み出しへ流用することによって電子状態を読み出せるようになるなど派生した実験成果を得ることができた。第2に、微少交流電流を計測するうえで重要となるのが初段の電流増幅アンプの雑音レベルである。本研究では、超電導量子干渉デバイスを改造することで、従来の半導体を用いた電流アンプよりも一桁以上低雑音な超電導電流アンプを作製することができた。この技術は今後の実験で、電気化学反応などの微少交流電流を精密測定する実験などへ応用することができる。

第3に派生した実験として、単一電子を一つ一つ精密制御することによって化学インピーダンス測定で重要な微少交流電流を精密に測定する技術を世界に先駆けて提唱し、実験的に実証した。実験では、ピコアンペアレベルの交流信号を数十キロヘルツの帯域で発生することに成功したことに加え、単一電子分解能の雑音レベルで微少交流電流を測定することに成功しており、本研究が提案する単一電子レベルでの電気化学反応の検出に向けて大きく飛躍できたと確信している。本研究では、電流標準などで用いられる単一電子の制御技術を利用することによって、単一電子精度での電気化学反応の検出を目指す。具体的な研究としては、(1)電気化学計測のセンサーとなるナノチューブ化学電極の作製技術の研究、(2)それらを用いた電気化学反応の計測を実現するための電流計測技術の開発という2つの柱からなる。これらの研究により電気化学反応を効率的に行う触媒メカニズムの解明やその知見を応用した医療・創薬への応用が期待される。前者のナノチューブ化学電極の開発に関しては、カーボンナノチューブを成長するためのアルコール原料を用いた石英管炉を改造した熱分解CVD成長装置を開発し、ナノチューブ素子の開発をおこなった。一方で、後者の電気測定技術の実験に関しては、単一電子精度の電気化学反応検出に用いるRF反射測定によるナノチューブ抵抗の高速読み出しの測定系を構築した。性能の検証として、単一電子素子と静電結合した電荷計にRFを入射し反射波をホモダイン検波して抵抗変化を実時間で高速測定し、単一電子の電荷移動を計測することに成功した。また、化学インピーダンス測定などで重要となる微少交流電流の計測技術として、超伝導デバイスを用いた低雑音電流アンプの開発した。さらに、単一電子制御によって単一電子精度でのデジタル変調を行う技術を新開発した。これによって極めて高精度な任意波形交流電流の発生技術を確立するなどの成果を得ている。これらの成果を発展させることによって、単一電子精度での電気化学反応の検出といった技術に展開できると期待される。近年、ナノ加工技術の発展に伴って可能になった単一電子トランジスタを用いると、電流の最小単位である電子を一個の単位で制御・計測できるようになる。この技術は将来的に、1個の分子の電気化学反応検出やそれを利用した電気化学触媒のメカニズム解明や、医療創薬分野への応用が可能である。本研究では、単一分子電気化学の基盤技術になりうる単一電子のリアルタイム計測や化学インピーダンス計測で重要となる単一電子精度での有限周波数計測を実現した。今後の研究計画としては、カーボンナノチューブ化学電極作製を行うための成長条件探索を引き続き行いより良質なナノチューブ成長を実現を目指す。それと平行して、電気化学実験を行うための実験装置開発を行う。具体的には、微小電流を測定するための電気測定回路の開発・作製を行いその基本的な特性評価を行う。
大脳皮質細胞系譜における血管発生の役割

本研究では、マウス発生過程の大脳皮質実質に形成される微小血管が極めて規則的に発生し、多段階で神経発生の調節因子として機能し、神経細胞系譜に重要な役割を果たすとの仮説を実証することを目指した。特に、1分化能力が異なる神経幹細胞の系譜制御における血管由来の環境の役割を明確化すると共に、2分化過程の多極性神経細胞で特異的に発現する遺伝子に着目することで、分化過程における血管由来の環境の役割を明確化することを試みた。研究の実績として、1強いNotchシグナルを利用する神経幹細胞と減弱されたNotchシグナルを利用する中間型幹細胞の分子的な違いを解析した。この際、血管発生や血管の誘因、反発因子、低酸素に応答する分子などに、特に注目して解析を行うことで、血管が如何に神経幹細胞の系譜制御に寄与するかを明確化することを目指した。その結果、強いNotchシグナルと弱いNotchシグナルを利用する幹細胞では、血管の誘因・反発に関わる遺伝子には変化が認められなかったが、低酸素応答性の遺伝子の発現レベルが顕著に異なることを見出した。実際、これらの幾つかの遺伝子は、大脳皮質で発現し、ノックダウンベクターを作製して機能解析を行った結果、神経幹細胞の分化制御に重要な役割を果たす可能性が示唆されている。次に、2大脳皮質で血管発生が顕著に抑制される環境である多極性細胞の調節に寄与する遺伝子のスクリーニングを行った結果、ガイダンス分子の幾つかが候補として同定されたが、中でもPlexinD1の発現が、多極性形態期の後期で発現するPrdm8の下流分子として働き、神経分化の調節に重要な役割を果たしている可能性が確認された。今後、大脳皮質細胞系譜における血管発生の意義を更に追求することで、神経発生と血管発生の相互依存的な役割を分子的に解明したい。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経幹細胞はNotch-Hesシグナルによって未分化性を維持することで、幹細胞の増殖と分化の均衡を調節している。本研究では、発生過程の大脳皮質において微小血管が極めて規則的に発生し「細胞生物学上の適時適所として働く」ことで、多段階で神経発生の調節因子として機能し、大脳皮質発生過程に重要な役割を果たすとの仮説を実証することを目指している。これまでの血管リポーターマウスの研究から、1発生過程の大脳皮質の脳室面では「血管が全く侵入出来ずに血管発生が抑制されている領域」が形成されることが明らかになっている。この領域は、2低酸素誘導因子HIFの発現が顕著に高く、3組織内の酸素濃度が12.5%程度に低く維持されていることが確認された。そこで、41%程度の酸素濃度環境下で神経系株化細胞を培養したところ、幹細胞特異的に発現するHesなどの転写活性が促される一方で、プロニューラル遺伝子であるNeurogenin2やNeuroD1の転写活性が抑えられることが確認された。こうしたことから、脳室面に形成される「血管が全く侵入出来ずに血管発生が抑制されている領域」が幹細胞の分化制御に重要な役割を果たす可能性が示唆されたため、5この領域をマイクロダイセクションによって切り出し、この環境の構築を可能にしている分子機構の詳細を調べることを目的として、現在実験系の構築と発現解析実験を進行中である。発生期大脳皮質の低酸素環境の意義に関しては、おおむね予想されていた実験結果が得られており、順調に進展している。

しかしながら、マウス発生期大脳皮質の血管が侵入出来ない領域から、コンフォーカルレーザーマイクロダイセクションを利用して微小組織を採取するに際して、様々な技術的障壁があり、現在実験系の構築に尽力している。緩和な固定剤を用いてRNAの品質を保った状態でサンプリングをする必要があるが、こうした固定剤の使用によって組織の状態が変化してしまう結果、凍結切片を作製する際に組織の状態が安定しないため、現状としては固定と脱水過程の至適条件の確立を目指している。「血管が侵入出来ない領域」が如何なる分子機序によって構築されるかについて、コンフォーカルマイクロダイセクションによる遺伝子発現プロファイリングを利用して、網羅的に発現解析を行う。加えて、この「血管が侵入出来ない領域」は、低酸素環境にあり低酸素誘導因子(HIF)およびHIF応答配列を有する数多くの分子の発現誘導が確認されていることから、HIF応答配列を有する遺伝子群による分子機構の詳細を解析する。さらには、「この領域の血管発生を抑制すること」が神経幹細胞の維持や系譜制御に重要な役割を果たす可能性があるため、子宮内エレクトロポレーションやタイムラプス解析を用いて、血管発生と神経分化の関連性の明確化を目指す。
インドネシア、バリ・ヒンドゥー儀礼におけるインド宗教の受容と変容に関する研究

本研究はインドネシア、バリ島で信仰されるバリ・ヒンドゥー教の儀礼を対象とし、儀礼の現地調査および儀礼の際僧侶により使用されるサンスクリット儀軌の文献研究という両面から、儀礼の構造と特色を分析するものである。以上の分析を踏まえ、ヒンドゥー教や仏教などのインド伝統宗教がインドネシア、バリ島でどのように受容され、変容したか、またその変容の要因は何かを明らかにしようとする研究である。
ADHD児をかかえる教師への支援プログラムの開発

ADHD児をかかえる教師の支援プログラムを開発する目的で,種々な介入を検討した。第1研究では,ADHD男児を1番前の席に移して,注意を喚起するという通常の介入を担任が行なったところ,重篤な多動は収まり,そわそわ行動に変化した。第2研究では,模擬授業場面の設定によって,課題に集中して短時間は持続できることが明らかとなった。第3研究では,担任が学級全体に対して注意を喚起し,望ましい教室行動を強化することによって,学級が落ち着いたが,第4研究では,通常の介入に戻したところ,教室は再び混乱状態に戻った。第5研究と第6研究では,授業中に補助教員がADHD児のオンタスク行動の機会を捉えて褒め,級友にも知らせて強化することによって,オンタスク行動が増加し,逸脱行動が減少した。第7研究では,相談専門機関のメンバーが教室の中でADHD児に個別に対応して,逸脱行動への介入と望ましい行動の強化を行い,行動が改善した。その後学校が対応できるように,学校関係者間の連携体制の構築を支援した。第8研究では,兄弟に対する乱暴行動を専門施設で扱い,過程場面と学校場面に般化をさせた。第9研究では,家庭内での日課に対して母親に行動療法の手続きを教え,さらに母親の激しい叱責に対してロールプレイを実施して母親の行動を変えることによって,対象児の問題行動を改善させ,方法を学校にフィードバックした。第10研究では,級友への乱暴行動に対して社会的スキル訓練を行い,さらにセルフコントロールに関して問題解決訓練を行なった。これらの具体的な材料の情報は学校からの情報により,結果はその都度フィードバックした。最後に,学級内で利用できるチェックリストと,行動療法の手続きの解説をつけた。小学校の教室場面で継続的なデータを収集できた5件を報告する。1件目は,1年生の学級で,10月の末(2学期)から2月の末(3学期)にかけて担任はADHD男児を前方の席に移して注意を喚起するなどの通常の対応をとった。学期が経るにつれて,ADHD児も健常児も大きな逸脱行動は減少し,同じ刺激事態で生起した。そわそわ行動は,3学期でもADHD児に頻発し,振り向き行動は異なる刺激事態で生起した。2件目は,1年生の学級で,ADHD児以外の多くの児童にも逸脱行動が頻発していた。6月の末(1学期)から1月の末(3学期)にかけて担任と副担任が1件目と同様の対応を行った。その結果,児童達の逸脱行動は減少しなかった。3件目は,1学期の1年生の学級で,ADHD児以外の多くの児童にも逸脱行動が頻発した状態であった。1つの逸脱行動への関与人数は23名であった。担任は教示はゆっくりと与え,着目行動には社会的刺激を随伴させ,全体への叱責は大きな声で行い,個別への注意喚起と叱責は傍で小さな声で行った。健常児の逸脱行動は2週間で目覚しく減少し,ADHD児の逸脱行動は異なる刺激事態で生起するようになった。4件目は,担任が学級内で中学年児童の望ましい対人行動に社会的刺激を全体に分かるように随伴させ,ADHD児のオンタスク行動に個別に社会的刺激を随伴させた。その結果,ADHD児のオンタスク行動は増加した。5件目は,逸脱行動の著しいADHD児で,学校に対して行動分析による対応を講義し,大学院生が授業に付き添って望ましい行動に個別に社会的刺激を随伴させ,攻撃行動などの著しい逸脱行動にはタイムアウトを随伴させた。その結果,逸脱行動は減少し,大学院生の付き添いをフェイドアウトすることができた。小学校と連携をとってADHD児への継続的なアプローチを行い,終結した4件を報告する。他にも継続中の事例が多数ある。また本年度は,昨年度のデータを学会で報告した。

1件目は,小学校1年生の学級で,3名のADHD男児が在籍する。影響を受けやすい2名も考慮に入れて席の配置を決定した。2学期の末から,1名のADHD男児を週1回5時間目に個別で取り出し,「ありがとう」,聞き方,温かい言葉かけ,および順番の遵守という基本的な社会的スキルを訓練した。3学期は,他の2名のADHD男児も先のADHD男児に誘われて参加した。担任からロールプレイで利用できる場面の情報を得,スキルの習得状況を報告し,教室内指導に活用してもらった。情報交換は,面接以外に交換ノートで行った。3名とも教室内での問題行動が減少した。2件目は,小学校3年生のADHD男児で,家族を介して担任と連携をとった。教室内の行動を担任から得て,家庭内の状況と合わせてロールプレイ場面を設定した。また,望ましい行動を強化する親プログラムを実施した。これらの情報は,家族を介して担任にフィードバックし,教室内行動への対応に応用してもらった。担任と直接会うことは非常に少なかったが,家庭内の行動も,教室内の行動も改善した。3件目は,小学校3年生のADHD男児で,家庭内では叱責のみの養育で,教室で暴言などの問題行動を示していた。対象児は個別訓練を嫌がり,父親の協力は得られなかったので,母親の行動改善が中心となった。母親は子どもの問題行動をABC分析する中で,自分も頭ごなしに叱責ばかりしていることに気づき,ロールプレイを希望した。担任へは母親から家庭内での対応の情報を伝え,教室内行動への対応に応用してもらった。家庭内でも教室内でも,暴言は著しく減少し,望ましい行動が増加した。4件目は,6年生のADHD男児で,授業不参加や対人トラブルが頻発し,5年生から対応をした。担任から情報を得,対象児への認知を中心としたロールプレイをし,関連した親親プログラムを実施した。同時に対象児が担任に自発的に逐一報告を行った。また,校長が担任をフォローした。問題行動はなくなり,対人行動と授業行動が改善した。本年度は,研究実績報告書を作成するとともに,雑誌論文への投稿,学会報告,および事例での介入手続きの検討を行なった。1.雑誌論文:(1)「小学校1年生ADHD児の教室内行動の変遷-担任教師による行動的介入の効果-」という題目で,発達心理臨床研究(兵庫教育大学発達心理臨床研究センター紀要)に投稿した。授業中に離席など逸脱行動を示す1年生ADHD男児に対して,担任は10月の末から前方の席に移して個別に注意を喚起し,望ましい行動は強化するようにした。その結果,逸脱行動は減少し,健常児と同じ刺激事態で生起するようになった。そわそわ行動は,2月の末でもADHD児に頻発し,健常児とは異なる刺激事態で生起した。(2)「軽度発達障害障害児に対する教室場面での機会利用型SST-オンタスク行動の形成と般化-」という題目で,行動科学(日本行動科学学会誌)に投稿した。担任が授業中に,中学年の男子ADHD児に対して,社会的スキルとオンタスク行動が自発する機会をとらえて,社会的刺激の随伴を個別に行なうとともに,学級全体に対しても行なった。
造礁サンゴの抗酸化能向上による白化耐性の評価

サンゴの白化現象は高水温などによって引き起こされ1980年代から頻繁に世界中のサンゴ礁で生じており、サンゴ礁生態系の衰退が懸念されている。白化は高水温で生じる活性酸素種が原因である。これを体内で消去する抗酸化酵素の能力を高めることを目的とした。その結果、酵素の活性に必須な微量金属元素やそれらを含むプランクトンを添加することで、抗酸化酵素の活性を高め、サンゴの白化の耐性を強化できることが示唆された。サンゴの白化現象は共生藻の光合成色素が欠失しサンゴ体内から失われる現象であり、高水温や低塩分、強光などの異常な環境によって引き起こされる。サンゴは共生藻の光合成産物をエネルギー源として利用しているため、白化が数週間以上続くと、サンゴ自身も死滅する。サンゴの白化現象は1980年代から頻繁に世界中のサンゴ礁で確認されるようになり、サンゴ礁生態系の衰退が懸念されている。白化現象のメカニズムは、高水温で共生藻の光合成電子伝達系から活性酸素種(ROS)が発生することで生じる。通常は抗酸化酵素によって無毒化されるが、白化の際は対処しきれないほどのROSが生成していると考えられている。このため、本研究課題では、造礁サンゴに抗酸化酵素の補因子である微量金属元素を濃集させ、酵素活性を向上および白化を軽減・阻止させることができるかどうか評価することを目的とする。今年度は微量金属元素をサンゴに濃集させる実験を行った。銅、亜鉛およびマンガンの塩化物をそれぞれ100pptから10ppmの範囲となるように海水に添加し、この海水中でエダコモンサンゴを培養した。サンゴの成長指標である石灰化量と共生藻の光合成量を測定した結果、これらの代謝量に影響を及ぼさない微量金属元素濃度は銅が1ppb、亜鉛およびマンガンが0.1ppmであることが明らかとなった。このとき、サンゴに濃集されたマンガンは対照区の2.3倍であった。銅や亜鉛は同様に高い濃集を示したものあったが、有意な結果を得ることはできなかった。これらの結果は、銅や亜鉛よりもマンガンがサンゴに濃集しやすいことを示しており、抗酸化酵素活性により大きく影響を与える可能性のある元素であることを示唆している。主な理由はサンゴに濃集された微量金属元素の測定方法の検討に時間を要したためである。サンゴは腔腸を通して、身体中に多くの海水を含んでいる。そのため、実験で海水中に添加した無機の金属イオンとサンゴ組織に結合している金属をいかにして分離するか、ということに多くの時間を費やしたことがやや遅れている原因である。現在は透析膜を用いて分子量の大きいタンパク質と結合している金属だけを分離する方法を確立したため、この方法を使って今後は研究を加速させる予定である。白化現象は、高水温で褐虫藻の光合成電子伝達系から活性酸素種(ROS)が発生することで生じる。通常、ROSは抗酸化酵素によって無毒化されるが、白化の際は対処しきれないほどのROSが生成していると考えられている。本研究課題は、造礁サンゴに抗酸化酵素の補因子である微量金属元素を濃集させることにより酵素の活性を向上させ、白化を阻止または白化の進行を延引させることができるかどうか評価することを目的とする。今年度は抗酸化酵素活性定量法の検討を行った。スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)はサンゴの共生藻から生じる初期の活性酸素種を消去する抗酸化酵素である。その活性中心にはCu、Zn、Mn、そしてFeが使われており、Cu・Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SODの3種類のSODが存在する。亜硝酸法はこれらのSOD活性を測定する方法であり、ヒポキサンチンとキサンチンオキシダーゼによって発生するスーパーオキシドをヒドロキシルアミンと反応させ、生じた亜硝酸イオンを発色試薬によって検出・定量する原理による。この方法でシアン化物イオンを添加するとCu・Zn-SODは失活し、全SODから失活後の差分がCu・Zn-SODのみの活性量に相当する。実験では標準試薬のSODを用いてヒポキサンチンおよびシアン化カリウム(KCN)の最適濃度を決定し、サンゴの組織および共生藻のCu・Zn-SOD測定を試みた。その結果、ヒポキサンチンは0.1mMおよびKCNは3.3mMが最適濃度あることが分かった。一方で、Mn-SODを失活させるとされるアジ化ナトリウム(NaN3)の実験では、50mMの濃度までNaN3を添加しても酵素活性は低下しなかった。したがってNaN3では分別定量できないことが分かった。今年度は予定していたMn-SODの分別定量を完遂することはできなかった。理由は、夏場の高水温により大規模なサンゴの白化現象が発生し、実験で使用するサンゴも白化し、死滅してしまったためである。現在、やっと回復し始めたサンゴの一部を大学の施設に移し、水槽内で管理することで今後の実験に備えているところである。

白化現象は1980年代から頻繁に世界中のサンゴ礁で確認されるようになり、サンゴ礁生態系の衰退が懸念されている。白化現象のメカニズムは、高水温で共生藻の光合成電子伝達系から活性酸素種(ROS)が発生することで生じる。通常は抗酸化酵素によって無毒化されるが、白化の際は対処しきれないほどのROSが生成していると考えられている。このため、本研究課題では、造礁サンゴに抗酸化酵素の補因子である微量金属元素を濃集させ、酵素活性を向上および白化を軽減・阻止させることができるかどうか評価することを目的とする。微量金属元素をサンゴに濃集させる実験では、銅、亜鉛およびマンガンをそれぞれ海水に添加し、エダコモンサンゴを培養した。サンゴの石灰化と共生藻の光合成速度を指標として、代謝量に影響を及ぼさない濃度を決定した。この条件でサンゴに濃集されたマンガンは通常の2.3倍であった。銅や亜鉛よりもマンガンがサンゴに濃集しやすいことを示しており、抗酸化酵素活性により大きく影響を与える可能性を示唆した。抗酸化酵素活性定量法の検討では、標準試薬のスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)を用いてヒポキサンチンおよびKCNの最適濃度を決定し、サンゴのCu・Zn-SOD活性測定法を確立した。サンゴの抗酸化酵素活性の評価では、プランクトンを給餌したサンゴの抗酸化活性が有意に高く、微量金属の濃集もみられた。また、高水温下でも高い抗酸化能が維持されたことから、餌由来の微量金属が白化の耐性に寄与することが示唆された。サンゴの白化現象は高水温などによって引き起こされ1980年代から頻繁に世界中のサンゴ礁で生じており、サンゴ礁生態系の衰退が懸念されている。白化は高水温で生じる活性酸素種が原因である。これを体内で消去する抗酸化酵素の能力を高めることを目的とした。その結果、酵素の活性に必須な微量金属元素やそれらを含むプランクトンを添加することで、抗酸化酵素の活性を高め、サンゴの白化の耐性を強化できることが示唆された。抗酸化酵素活性定量法の確立スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)はサンゴの共生藻から生じる初期の活性酸素種を消去する抗酸化酵素である。その活性中心にはCu、Zn、Mn、そしてFeが使われており、Cu・Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SODの3種類のSODが存在する。これらを分別的に定量する方法として、Cu・Zn-SODはシアン化物イオンによって失活させることができるため、全SOD量から失活後のSOD量を差し引くことによって定量することができる。しかし、Mn-やFe-SOD定量に関する文献は乏しく、定量方法を確立する必要がある。古い文献ではドデシル硫酸ナトリウムやアジ化ナトリウムによってMn-SODを失活させることができるようであるが、サンゴ試料を用いての方法ではないため、まずはこれらを参考にしてサンゴ試料に適用できるように試みる。サンゴ組織にはMnが多く濃集することがH27年度の研究結果より明らかになっていることから、Mn-SODの定量方法の確立を優先的に進める。また、共生藻にはFeが多く含まれることがわかっているので、Fe-SODが白化の初期に活性酸素種を除去している可能性が高い。したがってこれらのSODを定量する方法を確立する。これらの方法が確立されたのち、MnやFeを濃集させたサンゴを用いて、高水温下での白化耐性の評価を行う計画である。抗酸化酵素活性定量法を確立し、高水温下でのサンゴの酵素活性と白化耐性への影響評価を行う。
形状記憶マグネシウム合金の開発

本研究では、新規高機能性β型Mg合金の創製を目的とし、Mg-Sc合金における形状記憶特性の詳細な調査による最適な合金組成の探索やその機構解明を目的とし、以下の知見を得た。1. Sc濃度とマルテンサイト変態温度:様々なSc濃度のMg-Sc合金に対し、液体窒素内で変形を加えた後、温度を緩やかに上昇させることで形状回復開始温度を調査した。その結果から変態温度を見積もると、Sc量を1 at.%低下させると変態温度は100 °C以上上昇すると考えられる。以上より、Sc量の低下とともに変態温度は上昇し、強い組成依存性を有することが明らかとなった。2.変態メカニズムの解明:温度を変化させながらXRD測定を行った結果、降温時にマルテンサイト相と考えられる新たなピークが出現し、昇温によりそのピークは消滅した。このことから、Mg-Sc合金において熱的なマルテンサイト変態が生じることが確認された。その際得られたピーク位置はTi合金におけるマルテンサイト相のものと酷似していた。従って、Mg-Sc合金におけるマルテンサイト相の結晶構造はTi合金と同様にorthorhombic(直方晶)であると考えられる。また、様々な温度下における負荷-除荷引張サイクル試験の結果から得られた変態誘起応力と温度の関係より見積もられる変態エントロピーの値もTi合金のものと近い値であったことからも、マルテンサイト相がTi合金と同様の結晶構造であると推測できる。更に、結晶構造をorthorhombicとし、その格子定数をXRDパターンから算出した。その結果を基に、母相(bcc相)とマルテンサイト相の格子対応関係から各方向の変態ひずみを概算したところ、理論上ではbccの011方向において最大超弾性ひずみが得られることが分かった。この結果を基に初期組織の配向制御を行うことで、更なる形状記憶特性の向上が望める。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
神経細胞構能における脂質性情報伝達機構の多様性の意義

研究においては、神経系におけるDGKアイソザイムの機能解析について、1)シナプス形成機構、および2)核内情報伝達機構の観点から研究を行い以下の点を明らかにした。1)シナプス形成機構におけるDGKの役割:DGKβ(ベータ)は、脳内において線条体、側座核、嗅球、嗅結節、海馬、および前頭葉の領域に強い遺伝子発現局在を示すことが特徴である。我々はDGKβの機能解析を進めるために、特異抗体を用いて脳内における局在を解析した。DGKβ蛋白は、その遺伝子発現部位に一致して、線条体や海馬などの神経細胞に強い免疫陽性反応を示した。金コロイドを用いた免疫電顕法により詳細な観察を行うと、DGKβは後シナプス側の樹状突起および棘突起の細胞膜に局在することが明らかとなった。ラット脳のウエスタンブロット解析においても、DGKβは脳不溶性画分のうち、PSD画分に多く存在することが示された。次に、遺伝子導入培養神経細胞での局在を観察すると、DGKβは樹状突起の棘突起様構造物にリング状に局在することが示され、脳の免疫電顕の結果を支持するものと考えられた。さらにこのDGKβ遺伝子導入細胞を詳細に観察すると、正常のニューロンに比較し、棘突起様構造物が増加する所見が得られ、DGKβの遺伝子導入により棘突起様構造物の形成が誘導される可能性が示唆される。2)核内におけるDGKの機能的役割:DGKζ(ゼータ)は核移行シグナルを有し、脳内神経細胞の核内に斑点状構造物として認められる。我々は、核内におけるDGKζの機能的役割を追求する目的で、ラット脳虚血モデルを用いてDGKζの局在を検討した。脳虚血-血液再灌流を行い経時的にDGKζの免疫組織化学的検討を行ったところ、20分間の虚血直後から海馬錐体細胞でのDGKζ免疫反応が核から細胞質に変化することが明らかとなった。免疫反応は再灌流後も細胞質に認められ、再び核内に検出されることはなかった。海馬に隣接する歯状核や大脳皮質の神経細胞にはこのような現象は認められなかったことから、DGKζの核から細胞質への移行は海馬錐体細胞に特異的な現象であると考えられた。生体内の細胞において、ジアシルグリセロール(DG)は様々な脂質代謝の中間体としてのみならず、細胞内二次メッセンジャーとしても重要な役割を果たす。様々な蛋白質をリン酸化するプロテインキナーゼC(PKC)はこのDGにより活性調節を受けることから、DGキナーゼ(DGK)はこのDGの代謝を介してPKC活性をコントロールする役割を果たす。我々はこれまでラット脳より5つのDGKアイソザイム(DGKalpha,-beta,-gamma,-zeta,-iota)のクローニングを行い、脳内遺伝子発現を報告してきた。本研究では、これらDGKアイソザイムの機能的役割を追求する目的で特異抗体の作成と種々の条件下における細胞内局在の変化を検討した。