hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光検出磁気共鳴イメージング

・MRI実験送受信機の製作を行った。用いる超電導電磁石のサイズと均一磁場領域を考慮して、ターゲットとする撮像対象のサイズは20mm球に収まるものとし、まずは通常の手法を用いて、ファントム・標本・果実を対象とするMRI撮像を行うことに成功した。平成30年度は、通常のMRI撮像実験を行うことが出来るようにすることを目標として、励起・検出共振回路、傾斜磁場コイル、電流ドライバ、等の装置開発を行ってきた。実際、これらの機器を試行錯誤を繰り返しながら開発して、水を満たした試験管や果実のプロトンMRI断層撮像実験を行うことに成功したため、年度の目標を達成することができたと考えている。薄膜キャパシタをラジオ波信号-光変換器の主要部品として動作させる際には、空気分子による薄膜振動の減衰を避けるために、薄膜を真空下に置く必要がある。以前製作した薄膜キャパシタにおいては、薄膜そのものは5ミリメートル角サイズであったが、薄膜を収める真空チャンバーのサイズは200×200×200ミリメートルもあり、サイズは薄膜よりもはるかに大きかった。一方で、MRI信号の光変換の効率を最適化するためには、光検出の要である薄膜を極力測定試料に近づけて、信号伝達の過程で避けられない環境への散逸を最小限に抑えなければならない。すなわち、真空状態に置かれた薄膜を直径70mmの超電導電磁石の内部に配置可能でなければならない。そのために今後は、光学窓を備えた超小型ラジオ波ー光変換器の開発を行う。薄膜はキャパシタの電極と光共振器のミラーの2役を担い、MRI信号(電気信号)を機械振動に変換し、さらに光共振器の特性を変調させることによって搬送光に信号を伝達する。光共振器の構築のためには、精密な共振器ミラーの光学的アラインメントが要求される。またプローブに組み込まれた際には、装置の振動が共振器に伝播してはならない。光共振器の光路長を短くすればするほどに、ミラーの向きの誤差の影響を小さくできる。したがってできるだけ小さく作る。また、光共振器はNMRプローブ内部において、リジッドに固定はせずに、サスペンションを用いて支持することによって振動が伝わるのを防ぐ。このために、設計・共振器ミラーの位置角度調整機構の製作・性能評価・必要に応じて再設計を実施する。
テトラカルコゲニド配位子を持つ四核ロジウム錯体の合成と化学的性質

trans-[(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2Cl_2]はNaSeHあるいはH_2Seと反応し、架橋SeH配位子をもつ[(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2(μ-CeH)]^+を与える。過剰のNaSeHあるいはH_2Se存在下で、この架橋SeH錯体を空気酸化することにより長方形型シクロテトラセレニド配位子をもつロジウム四核錯体[{(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2}_2(μ-Se_4)]^<2+>を得た。この錯体のX線結晶構造解析では、結晶化に用いた溶媒によってテトラセレニド配位子の長辺と短辺が互いに入れ替わった構造が現れ、二つの構造異性体の存在が明らかとなった。これらの異性体は溶液中で全く同じ^1H、^<13>C、^<77>Se NMRスペクトルを与え、室温では1種類の、低温では2種類の錯体に由来するシグナルが観測される、この結果はテトラセレニド錯体の異性体の存在とこれらの異性体間の相互変換によるものと説明できる。また、このテトラセレニド錯体がNaBH_4による還元反応によってRh-Rh結合に垂直な二つのSe-Se結合が切断されたジセレニド錯体[(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2(μ-Se_2)]を与えることを^1H NMRスペクトルより明らかにした。このジセレニド錯体は類似のジスルフィド錯体[(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2(μ-S_2)]と同様に非常に空気に不安定であるが、酸素との反応でジスルフィド錯体のように酸素化錯体を与えない。しかしtrans-[(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2(CH_3CN)_2]との反応ではジスルフィド錯体では見られなかった四核ロジウムジセレニド錯体[{(RhCp^*)_2(μ-CH_2)_2}_2(μ_4-Se_2)]^<2+>が生成する。また、この錯体が溶液中でジセレニドまわりの反転による動的挙動を示すことを^1H NMRスペクトルの温度変化から明らかにした。
脳卒中発症後の遅延性神経細胞死を防ぐ画期的治療薬の研究

脳卒中は発症5時間以内の血栓溶解以外に有効な治療法はなく、その適用率も5%以下にすぎない。本研究では、卒中後遺症の主因が発症2日後から生じる虚血性遅延神経細胞死であることに注目し、発症から2日以内の投与で細胞死を防ぐ薬物の開発とその分子機構の解明を目指した。一過性脳虚血動物モデルを用いて、虚血/再還流後48-72時間以内であれば、ある種の神経ステロイドが神経細胞死と学習・運動障害を大幅に抑制すること見出すとともに、その分子機構を明らかにした。脳卒中発症約2日後から進行する遅発性神経細胞死を防止する治療法はなく、重篤な後遺症の原因となっている。本研究は神経細胞死が始まる発症後2日以内に神経保護作用を有する神経ステロイドを投与して、細胞死を防ぐことにより、脳卒中の後遺症を大幅に軽減する新規治療法の開発を目指している。そのために一過性脳虚血動物モデルを用いて、虚血/再還流後の様々な時間に、ジヒドロアンデステロン(DHEA)あるいはプロゲステロン(P4)を一回注して、その保護作用とメカニズムを組織学的、電気生理学的、行動学的手法で解析した。1. DHEA神経保護作用の標的細胞と標的分子の同定すでに我々が神経保護作用を確認しているDHEAの標的細胞と標的分子の同定を試みた。予備実験でDHEAの標的はグリア細胞(アストロサイト)のグルタミン酸トランスポーター(GLT-1)であるとの結果を得た。そこで、ラット脳スライス標本を用いてDHEAによるGLT-1活性の変化をアストロサイトの膜電位測定を通して評価し、DHEAがその活性を強く促進することを確認した。即ち、DHEAは虚血に伴うGLT-1活性の減弱を補強することで細胞死を防ぐことが示唆された。2.脳梗塞モデルに対するプロゲステロン(P4)の適用性の検討中大脳動脈閉塞(MCAO)法により一過性脳梗塞ラットモデルを作成し、再環流後の1, 3, 6, 12, 24, 48, 72時間にP4(4mg/kg)を腹腔一回注し、虚血8日後に海馬の残存細胞数を計数した。P4はこの操作で虚血直後から神経保護作用を示すことが明らかになった。また動物の空間認知能力と神経保護作用の間に強い相関があることが分かり、P4は組織学的にだけではなく機能的にも神経保護作用を発揮することが明らかになった。今後詳細な細胞分子機構を解明して、P4が安全な治療薬として使える根拠を明らかにしていきたい。脳卒中発症後の止血や血栓溶解が良好に経過しても、発症約2日後から進行する遅発性神経細胞死を防止する治療法はなく、重篤な後遺症の原因となっている。動物モデルを用いた我々のこれまでの研究で、虚血/再還流後48-72時間以内であれば、神経ステロイドであるDHEA、あるいはプロゲステロン(P4)の投与で遅発性神経細胞死を大幅に抑制できることが判明した。平成23年度では卒中発症長時間経過後でも神経細胞死の進行を防止できる新たな治療法の開発を目指して、治検移行のための基礎データを蓄積すると共に、これら薬物による神経保護作用の分子機構の解明を目的とし、以下のような結果を得た。1)DHEAによるグルタミン酸輸送体(GLT-1)活性化の分子機構の解明H22年度のラット脳スライス標本を用いた電気生理学的実験で、DHEAがアストロサイトのグルタミン酸輸送体GLT-1活性を上昇させて過剰なグルタミン酸を除去することを確認した。本年度は、この活性化が、GLT-1分子の感作ではなく、DHEAによるシグマ-1受容体の活性化を介したGLT-1発現量の増大によることを明らかにした。2)プロゲステロン(P4)による虚血性神経細胞死保護作用の分子機構の解明H22年度のラット大脳動脈閉塞(MCAO)法による一過性(60分)脳梗塞モデルを用いた行動学的、組織学的研究により、虚血開始後1-72時間におけるP4の腹腔二回注(4mg/kg/回、8時間間隔)で、神経細胞死と学習障害が大幅に改善することが確認された。本年度は、その分子機構を投与のタイミングごとに解析し、虚血開始1時間後の投与では、P4の代謝物アロプレグナノロン(ALLO)産生、24-48時間後投与では、P4受容体を介したERKとPI3Kの活性化、そして72時間後投与では、PI3Kの活性化が、神経保護作用の鍵機構であることが判明した。
多波長光デバイス集積化のための異種材料一体化技術

種々の発光デバイスをSi基板上に集積することを目的として,GaN系及びGaAs系発光デバイスをSi基板上に作製した。GaN系ではSi基板上に高品質結晶を成長させるには高温成長AlNを緩衝層に使うと高品質結晶が得られるがAlNとSi接触部の電気抵抗が高いという問題があった。この原因として考えられていたAlNとSiのバンドオフセットを測定し,AlN層の高抵抗化の原因を確かめた。また,薄いAlNを使うことによりSi基板上GaInN LEDで従来710Vであった20mA注入時の動作電圧を4.1Vまで下げることができ,発光特性も改善できた。Si基板上GaAs系素子では,初年度にSiO_2マスクの開口部から結晶成長させ,更に横方向成長させることにより240時間というレーザの動作寿命を達成した。プラズマ処理による欠陥不活性化を目指した実験を行い,PH_3系プラズマ処理が有効である可能性を確かめた。しかし,素子寿命改善のためには更に研究を進める必要がある。Si基板と発光デバイスの接着ではSeS_2を用いる接着法および新たに考案した2段階接着法により,GaAs基板上に成長させたGaAs系受光デバイスをその特性を大きく損ねることなくSi基板に接着し,GaAs基板を分離することができた。発光素子への応用は今後の課題として残った。活性領域の微細化により,欠陥を避けてデバイスを作製し素子寿命を延ばそうとする方法では初年度にInGaAsドットを活性領域とするレーザで80時間の動作寿命を得たが,その後大きな改善は得られなかった。GaInN系発光素子はSi基板上でも良好な特性を示し,実用化に近いが,Si基板上のGaAs系発光素子の実用化には更に多くの研究が必要である。多波長発光素子集積化技術の開発を目的として,Si基板上にGaAs系,GaN系の発光素子を作製する技術を研究した。Si基坂上にGaAsを成長させ,この上にSiO_2をマスクとしてGaAsをストライプ状に選択成長させた。更に途中で成長温度を下げ横方向に成長させることによりSiO_2マスク上にGaAsの連続幕を得た。マスク上のGaAs結晶は低欠陥密度で,この結晶上に作製したGaAs/AlGaAsSQWレーザは室温連続発振寿命試験で200時間以上の寿命を示した。Si基板上にGaAsを成長させ,この上にSKモード成長でInGaAsの量子ドットレーザを試作し,動作寿命として80時間以上を得た。この方法では結晶の欠陥密度低減法は従来どおりの方法なので,結晶内欠陥密度は従来のものと同一である。活性領域をドット化したことにより,ドットには欠陥を含むものと含まないものが生じ,欠陥を含むドットは劣化して発光しなくなるが,欠陥を含まないドットが長時間発光している。従来のドロップレット法による成長より,ドットサイズを小さくすることができたので長寿命化が達成できた。Si基板上のヘテロエピタキシャル成長では基板と成長層の格子定数や熱膨張係数の違いにより,成長層に多くの結晶欠陥が発生し,発光素子の特性を劣化させる。そこで,高品質薄膜結晶をSi基板に接着することを試みた。GaAs結晶はGaAs基板にAlAs層を挟んで成長させ,成長層をSi基板に接着後AlAs層を選択エッチングすることによりSi基板にGaAs薄膜を残した。GaNはサファイア基板上に成長させ,同様に接着し,接着後の基板分離はXeClレーザ光パルスにより分離した。いずれも接着にSeS_2を用い,基板分離まで成功し,得られた薄膜結晶のホトルミネッセンス特性が優れていることを確認したが,接着部の電気抵抗が高く発光素子の実現にまでは至らなかった。Si基板上のGaAsをH_2プラズマやPH_3プラズマで処理することにより結晶欠陥を電気的に不活性かする実験を行った。ホトダイオードの特性は改善できたが,発光素子の特性改善は見られなかった。バンドギャップの異なる半導体を一体化し波長の異なる発光デバイスを集積した多波長発光デバイス開発を目的として異種材料一体化とその発光デバイスへの応用について研究した。Siを基板として選び,GaAs系及びGaN系発光デバイスをSi基板上に作製する研究を行った。これらの実現によりAlGaAs, InGaAs, InGaN, AlGaNなど種々のバンドギャップを持つ材料を用いたレーザがSi基板上に集積化できるようになることを目指した。一体化の方法としてMOCVD法によるヘテロエピタキシャル成長と接着を用いた。異種基板上の結晶成長では,基板と成長層の熱膨張係数差などにより成長層の結晶品質が劣化し,発光デバイスの実現が困難になる。結晶成長技術の工夫および結晶成長後に水素プラズマ処理を行うことによる結晶欠陥の不活性化を研究した。Si基板上のGaAs系レーザでは,転位密度低減のため基板をSiO_2薄膜で覆い,マスクに線状の窓を開け窓の部分から結晶成長を開始し,マスクの厚さまで成長した段階で成長条件を変えて横方向に成長させることによりマスク上に低転位密度結晶を得ることができ,この結晶で作製したレーザで200時間以上連続動作している。活性領域に転位が無ければレーザ劣化は防げるとの考えでSi上にInGaAsドットの活性領域を持つレーザをつくり,このレーザは80時間の連続動作を達成している。また,レーザの集積化に適すると考えている短共振器面発光レーザをInGaAs/Siで試作したが,室温パルス発振に留まった。GaN系材料では面発光レーザを目指し,多層膜反射鏡の研究を行った。

サファイア基板上でGaN/AlN歪超格子を緩衝層として用いるとクラックの発生を抑制でき,り45周期のGaN/Al_<0.32>Ga_<0.68>Nで得られた反射率は99%であった。また,Si基板上のGaInN MQW構造の発光特性を詳細に検討した。GaAs基板上に成長させたGaAsあるいはサファイア基板上に成長させたGaNはいずれもSeS_2を用いてSi基板2接着でき,GaAsの場合はAlAs層を挟んで成長させた後選択エッチングすることにより,GaNの場合はサファイア側からXeClレーザ光パルス照射することにより成長基板と分離させ,Si基板上に薄膜として残すことができたが,接着部の電気抵抗が高い。接着でデバイスを作製するために選択エッチングでエッチングされないInGaPの成長も試み,基本的なデータが得られた。水素プラズマによるSi基板上GaAsの欠陥不活性化は,太陽電池に適用すると効率が向上したが,レーザに適用してもレーザ特性の改善は見られなかった。種々の発光デバイスをSi基板上に集積することを目的として,GaN系及びGaAs系発光デバイスをSi基板上に作製した。GaN系ではSi基板上に高品質結晶を成長させるには高温成長AlNを緩衝層に使うと高品質結晶が得られるがAlNとSi接触部の電気抵抗が高いという問題があった。この原因として考えられていたAlNとSiのバンドオフセットを測定し,AlN層の高抵抗化の原因を確かめた。また,薄いAlNを使うことによりSi基板上GaInN LEDで従来710Vであった20mA注入時の動作電圧を4.1Vまで下げることができ,発光特性も改善できた。Si基板上GaAs系素子では,初年度にSiO_2マスクの開口部から結晶成長させ,更に横方向成長させることにより240時間というレーザの動作寿命を達成した。プラズマ処理による欠陥不活性化を目指した実験を行い,PH_3系プラズマ処理が有効である可能性を確かめた。しかし,素子寿命改善のためには更に研究を進める必要がある。Si基板と発光デバイスの接着ではSeS_2を用いる接着法および新たに考案した2段階接着法により,GaAs基板上に成長させたGaAs系受光デバイスをその特性を大きく損ねることなくSi基板に接着し,GaAs基板を分離することができた。発光素子への応用は今後の課題として残った。活性領域の微細化により,欠陥を避けてデバイスを作製し素子寿命を延ばそうとする方法では初年度にInGaAsドットを活性領域とするレーザで80時間の動作寿命を得たが,その後大きな改善は得られなかった。GaInN系発光素子はSi基板上でも良好な特性を示し,実用化に近いが,Si基板上のGaAs系発光素子の実用化には更に多くの研究が必要である。
反復性睡眠潜時テストとP300からみた高照度光による眠気の改善法

健康な大学生10名に、高照度条件は、間欠的に3,000ルクスの高照度光を浴び、その間2時間おきにMSLT、VAS、聴覚のオドボール課題によるP300測定を実施した。200ルクス以下の室内光を対照実験とした。P300潜時は高照度条件で有意に短縮し、振幅が増加した。主観的眠気、MSLTによる客観的眠気、反応時間は高照度条件下で有意に低下した。この結果は、間欠的高照度光照射が眠気の低下、脳内の注意認知過程の充進を生じ、精神作業遂行能力を向上させることを示している。今年度は、事象関連電位(ERP)に関する基礎実験と本実験を行った。実験には心身とも健康な4名の男女大学生(20.6±2.4歳)が参加し、実験の目的・概要について説明のうえ文書による同意を得た。基礎実験では、ERPの刺激提示の検討を実施した。文献的には視覚・聴覚のどちらも刺激提示方法として可能であるが、実際に入眠を生じた場合に視覚刺激ではERP測定が困難となるため、聴覚刺激を採用した。オドボール課題は、4種類の500Hz、800Hz、1KHz、2KHzのトーンバースト音を用い持続時間100m秒で、それぞれ40回ずつ提示し、このうち2KHz音を標的、他を非標的課題とする刺激系を採用した。実験手順では、MSLT(反復性睡眠潜時テスト)を先に行い眠気を一部でもとってしまうとERPに影響する可能性が否定できず、ERPを先に実験施行することにした。その結果、1セッションは脳波装着、自覚評価測定、ERP測定、MSLT測定の順に行うこととし、9時に入室後、10時、12時、14時、16時、18時の合計5回実施した。睡眠統制については、57日前に実験室に来室してもらい、睡眠日誌と同時にアクチグラフによる睡眠覚醒リズムを実験終了まで記録してもらい確認した。結果は、現在DL(通常光の室内500ルクス以下)条件のデータを解析中であるが、自覚的眠気評価ではVAS(視覚的アナログ評価)で、2時4時に覚醒度の低下、眠気の上昇が認められ、客観的眠気評価ではMSLTのスコアの低下が認められた。オドボール課題では、この時間帯にミス、遂行速度の低下は認められなかった。ERPでは、P300を主とした潜時と振幅の大きさを計測・検討中である。個人差も考慮する必要があるが、2時4時の時間帯に振幅の大きさが低下する傾向があり、注意力のサーカデイアンリズムによる変化があると思われる。次年度被験者を増やしながら、P300を主とした注意力のサーカデイアンリズムによる変化およびBL(2500ルクス以上の高照度光)照射条件についても検討する予定である。今年度は合計8名の男女大学生(男5名、女3名、平均年齢・21.0±2.24歳)が実験の目的・概要について説明を受け、文書による同意を得た上で実験に参加した。実験日は太陽光をゴーグルで遮光し、高照度条件では被験者は、10時から18時まで持続的に2,500ルクスの高照度光を浴び、その間2時間おきに脳波検査によるMSLT、VAS(眠気・覚醒度・疲労度)、P300を40分間実施した。P300のオドボール課題は、4種類の500Hz、800Hz、1KHz、2KHzのトーンバースト音を用いた。対照実験は、200ルクス以下の室内光で過ごし同様の検査を行った。2つの実験はカウンターバランスにより順序効果を考慮し、最低限2週間の期間をおいて実験日前1週間は睡眠覚醒リズムが規則正しいことを行動計で確認して行った。VASによる主観的眠気には有意な変化はなかったが、MSLTによる客観的眠気は高照度条件で有意に減少し(F=11.8,p<.05)、オドボール課題の反応時間は高照度条件で有意に短縮した(F=8.47,p<.05)。またP300については、8名のうち十分な測定結果が得られた7名に解析した。P300潜時は高照度条件で有意に短縮した(F=48.40,p<.001)が、振幅には有意な変化は認められなかった。これらの結果は、持続的な高照度光照射が眠気の低下(MSLTスコア上昇)、脳内の注意認知過程の充進(P300潜時短縮)を生じ精神作業遂行能力を向上させたが、その際の自覚的な眠気が必ずしもその変化を反映しないことを示していた。今回の実験では高照度光は、実験開始時から照射しておりその位相変化作用よりは覚醒機能の充進による作用と考えられた。

さらに次年度被験者を増やしながら、P300を含めた注意認知機能のサーカデイアンリズムによる変化および2500ルクス以上の高照度光照射条件の作用機序を検討する予定である。今年度は計9名の男女大学生(男性5名・女性4名)に実施した。実験の概要・予想される問題点については,書面による説明で同意を得た。自宅と実験室の間は太陽光をゴーグルで遮光し,高照度条件では被験者は,10時から18時まで持続酌に3.000ルクスの高照度光を浴び,2時間おきにMSLT(反復性睡眠潜時検査),VAS(眠気・覚醒度・疲労度),P300測定を実施した。P300のオドボール課題は,4種類のトーンバースト音を用いてランダム化して施行した。対照実験は,200ルクス以下の室内光で過ごした.両実験はカウンターバランスにより順序効果を相殺し,2週間の期間をおいて実施した。P300については,潜時は高照度条件で有意に短縮し,振幅についても有意に振幅が増加した。VASによる主観的眠気には有意な変化はなかったが,MSLTによる客観的眠気は高照度条件で有意に減少し,オドボール課題の反応時間は高照度条件で有意に短縮した。この結果は,持続的な高照度光照射が眠気の低下(MSLTスコア上昇),脳内の注意認知過程の充進(P300潜時短縮)を生じ精神作業遂行能力を向上させたが,その際の自覚的な眠気が必ずしもその変化を反映しないことを示していた。今回の実験では高照度光は,実験開始時から照射しておりその効果は位相変化作用よりは覚醒機能の充進による作用と考えられた。次年度は最終年度として,α波のパワー値やP300を含めた注意認知機能の詳細な分析検討を高照度光照射の作用機序を含めて検討する予定である。平成20年度は合計10名の男女大学生(男性6名、女性4名、平均年齢21.11歳)に実験を実施した。実験の概要・予想される問題点については、書面による説明と同意を得た後で参加してもらった。実験日は自宅と実験室の間は太陽光をゴーグルで遮光し、高照度条件では被験者は、9時から18時まで間欠的に3,000ルクスの高照度光を浴び、その間2時間おきにMSLT(反復性睡眠潛時検査)、VAS(眠気・覚醒度・疲労度)、P300測定を40分間実施した。P300のオドボール課題は、4種類の500Hz、800Hz、1KHz、2KHzのトーンバースト音を用い、2KHzを標的課題とし、それぞれ40回合計160回ランダム化して施行した。高照度光に対応して200ルクス以下の室内光で実験を実施した。2つの実験はカウンターバランスにより順序効果を相殺し、2週間以上の期間をおいて実施した。P300については、潜時は高照度条件で有意に短縮し、振幅については有意に振幅が増加した(F=33.58, p<.001; F=6.47, p<.05)。SSS(Stanford sleepiness scale)による主観的眠気は高照度条件下で有意に低下した(F=6.70, p<.05)が、MSLTによる客観的眠気は高照度条件で有意に減少し(F=21.19, p<.005)、オドボールによる課題の反応時間は高照度光条件で有意に短縮した(F=3.18, p<.01)。これらの結果は、9時から18時に間欠的な高照度光照射が眠気の低下(MSLTスコア上昇)、脳内の注意認知過程の亢進(P300潜時短縮)を生じ、精神作業遂行能力を向上させることを示していた。今回の実験では高照度光は、実験開始直前から照射しておりその効果はリズムの位相を変える作用よりは、覚醒機能の亢進による作用と考えられた。これらの結果から、精神作業時に3,000ルクス以上の高照度光を間欠的に照射すると、昼間の生理的な眠気を減らし、作業時の選択的注意力を向上する効果が期待できる。
解剖学実習体に出現する各種変異形態の詳細な線描図作成とそれらのデジタル活用

解剖学実習体で遭遇した、上肢並びに下肢の骨・筋・血管・神経の異常(坐骨動脈、多指症)、内臓の異常(双角子宮、内ヘルニア、輪状膵、馬蹄腎、完全内臓逆位)や疾病(腸重積症、甲状腺腫)などの各種破格例について、それらの解剖所見をB4大の線描画として記録した。約1,000枚の線描図の目録一覧を作成し、重要な破格例を選別して、下絵・名称・所見メモを清書し、完成図に着色を施した。線描図と着色図30枚を収録した冊子を作成し、解剖学実習に活用する。1.約30年にわたって、弘前大学、新潟大学、富山医科薬科大学、ヴュルツブルグ大学などの解剖学実習遺体で遭遇し、B4判(時にA4、A3)のケント紙に自ら記録した線描図を、部位別に整理し、医歯学並びにコ・メディカルの解剖学及び解剖学実習、臨床実習、卒後研修さらには臨床現場で必要と思われる各種の変異・破格例等を選別した。部位別(主な変異・疾病など)では、体幹前面(舌骨下筋群の変異・各種ヘルニア)80枚、体幹後面(頚肋・浅背筋の変異)24枚、上肢(腕神経叢の変異・浅上腕及び浅前腕動脈)269枚、下肢(仙骨神経叢の梨状筋貫通・坐骨動脈・浅足背動脈)162枚、胸部内臓(奇静脈葉・G型大動脈弓・肺外分画症)78枚、腹部内臓(馬蹄鉄腎・右傍十二指腸ヘルニア・輪状膵・腎血管の異常)145枚、骨盤及び骨盤内臓(低形成腎と双角子宮・死冠)41枚、後胸壁と後腹壁(腰神経叢の変異・椎骨動脈の変異)38枚、頭部と頚部(顎動脈の変異、顎舌骨筋神経の皮枝)6枚、完全内臓逆位の33枚の、合計876枚を選んだ。全体の3/4は、まだ下絵の状態に止まるものの、残り1/4では、図は清書され、ラテン名称を付記し、欄外には破格の所見が要約される。2.上記の線描図は、部位別に、線描の部位・方向、タイトル、図譜番号(性別と左右、連番を明記)、線描図の状態(下絵か完成か)、図の重要性、備考(合併所見)をPCに入力・保存し、破格・変異・疾病の一覧表を作成した。3.平成17年度の保健学科の人体形態学実習(6体を利用)では、腹腔動脈の起始異常、菱形筋の二重神経支配、副腓骨筋、甲状腺動脈間の吻合の、合計6枚の線描図を完成・着色した。これらの線描図は、平成18年3月末に北里大学相模原キャンパスで開催される第111回日本解剖学会総会・全国学術集会で発表する。1.これまでに収録した各種変異・破格例の図譜一覧から、医歯学並びにコメディカルの解剖学ことに解剖学実習に必要な線描図を抜粋して、それらの下絵を丁寧に濃くなぞり、きれいに印刷・コピーできるように、構造物には引出し線を用いてラテン名称を付記し、欄外のメモ(解剖所見)も清書した。人体の部位別では、体幹前面4枚、上肢2枚、胸部内臓7枚、腹部内臓3枚、骨盤・骨盤内臓2枚、後胸・腹壁1枚、頭・頚部8枚の、計26枚の清書を完成させた。完成した線描図は、専用のファイルに収録・保管した。2.平成18年度の人体形態学実習中に出現した完全内臓逆位例、本例に合併した心膜横隔動脈の走行異常・腹腔動脈と上腸間膜動脈の動脈吻合・死冠・浅足背動脈・足背の副短母指伸筋などについて、その解剖所見を線描画22枚とデジタル映像で記録した。下絵は上記のごとく清書し、また着色を学生に依頼した。着色した浅描画4枚とデジタル画像は、スキャナでPCに入力・保存・加工し、その成果は平成19年3月の第112回日本解剖学会総会・全国学術集会で発表した。3,平成17年度の実習で遭遇した脳底動脈の構成異常例、平成18年度実習に出現した広頸筋異常例、下横隔動脈の変異2例は、一連の破格例の調査に含めて、それらの線描画も清書した。また、平成18年度の残り5体で観察された解剖所見もデジタル映像として収録した。4.完全内臓逆位の解剖所見は、担当した学生にも描写を勧め、その成果は学生とともに作成した小冊子「解剖-人体形態学実習における解剖所見の発表会-」(弘前大学医学部保健学科2006年9月)に収録した。

また、逆位の所見は、平成18年9月開催の理学療法学臨地実習指導者研修会での特別講演「本学保健学科における人体形態学実習の現況」、平成19年1月開催の「保健学科1年「人体標本の見学」並びに既卒者「人体標本の見学」研修会」でも添付・活用した。1.選別した各種変異・破格例の下絵を清書し、そこに描かれた個々の構造物には、引出し線を用いて解剖学名称をラテン語で記入し、欄外の解剖所見のメモも整理した。人体の部位別では、体幹前面枚、体幹後面枚、上肢枚、下肢枚、胸部内臓枚、腹部内臓枚、骨盤・骨盤内臓枚、後胸・腹壁枚、頭・頚部枚の、計枚の清書を完成させた。完成した線描図は、専用ファイルに整理・保管した。2.「左腕頭静脈の走行異常」と「重複上大静脈の出現」の2例については、それらの線画を清書し、実物に近い状態のカラー着色図を完成させ、2008年秋に開催の日本解剖学会第53回東北・北海道連合支部集会の発表に備える。3.平成18年度に出現した完全内臓逆位例において、左右の肺区域、横隔膜の血管・神経分布、前脊髄動脈の構成についての剖出所見、また平成19年度の解剖実習体で遭遇した「頚腕筋の両側出現」、「外側大腿回旋動脈の起始異常」、「浅側頭動脈の低位分岐」と札幌医科大学で遭遇した「腹腔動脈の起始異常と副膵管の発達例」についても、学生とともに作成した小冊子「第3回人体形態学実習における解剖所見の発表会」(弘前大学医学部保健学科2007年9月)に収録し、本研究の資料の一部とした。4.「馬蹄鉄腎の1例」と「第2鰓弓動脈の遺残した内頚動脈近位部退化の1例」の2変異例は、平成19年7月に富山市で開催の第11回臨床解剖研究会で口演発表し、それらの要旨は同研究記録に掲載された。5.平成20年3月に大分市で開催の人類形態科学研究会第20回学術集会において、完全内臓逆位3例の解剖所見(線描図とデジタル画像)を写真とカラー着色図を混じえて詳しく報告し、またこれまでの本邦報告例の所見も要約して、内臓逆位の形態的特徴とこれからの課題について講演した。1.人体の部位(体幹前面、体幹後面、上肢、下肢、胸部内臓、腹部内臓、骨盤と骨盤内臓、後胸壁と後腹壁、頭部と頚部)ごと.に選抜した計30枚の変異(破格)例の下絵を清書し、引出し線を用いて解剖学名称をラテン語で記入し、欄外の解剖所見の記述も整理した。2.清書した線描図から、重要度の高い変異例を10枚選別し、それらを実物に似せて着色した。3.平成20年度の解剖学実習体で遭遇した「前斜角筋の前を通る左鎖骨下動脈」、「第13胸椎の出現例」などの下絵15枚を描写し、うち2枚を清書し、カラー着色を施した。4.「左腕頭静脈の走行異常」と「重複上大静脈」の2例の解剖所見は、下絵を清書し、カラー着色を施して、平成20年9月の日本解剖学会第54回東北・北海道連合支部学術集会(郡山)で口演発表した。5.平成21年3月の第114回日本解剖学会総会・全国学術集会(岡山)では、平成19年度に両側で出現した「頚腕筋」に、これまでに収録した多症例を混じえて、本変異例の形態学的特徴について口演発表した。また本総会では、本補助金の成果として、「解剖学実習体で遭遇した各種破格例の線描図の展示・供覧」をポスター発表し、部位別の破格例数と貴重な破格例のカラー着色図8枚を展示した。6.各種変異(破格)例についての1, 000枚に及ぶ線描図の目録一覧、第114回総会で展示した破格例の概要と貴重な破格例の着色図8枚、清書した線描図とカラー着色図から厳選した30枚、破格例の報告・抄録などを収録して、解剖学実習に活用できる小冊子(従来の研究成果報告書)を作成した。
二次元分子膜の局所変調による少数分子制御

脂質二分子膜を幅100nm程度の微小間隙へ流入させると、膜内特定分子に対する分子選択的フィルタ現象が発現することを明らかにした。幅100nmの間隙をもつ金属構造体を電子線リソグラフィーによりカバーガラス基板上に作製し、微小空間形状変化に対する分子拡散性変化を単一分子追跡法により評価することで、膜構造特異性と分子拡散性変調との相関性を定量的に議論した。全量10^5分子(アト(atto-,10^<-18>)モル)程度の少量の脂質二分子膜中に数個程度含まれるターゲット分子を、そのサイズ、剛直性、電荷、カイライティなどの性質に基づき高い精度にて分別分離する系の構築を目的とした。その目的に向け、脂質二分子膜を表面物性が制御されたナノ構造基板上に自発展開させ、幅数十nm程度の微小ギャップ空間にて構造変調を誘起し、構成脂質分子とターゲット分子の局所空間における集団的な相互作用を制御することで特定分子の排斥を実現させる系の具現化を試みた。さらに、摂動が印可されている状態下でのターゲット分子の拡散性、分子の振動情報をin-situ条件下にて単一分子レベルで解析することで、その機構の確立を図り、この分光情報に基づき、分子分別現象の起因を精査し、分別ナノ構造設計にフィードバックすることによって、分別効率の向上と技術の汎用化を図る。特に本年度においては、ナノ構造の形状依存性を精査したことで、ナノ構造内における集団的な相互作用変調のエネルギー論的考察に成功し、ナノ構造内においては特異的に分子間相互作用の強い状態が誘起されていることを明確化した。さらに、その特異的な状態を実験的に立証することを目的に、蛍光偏光測定に基づいた分子集合体内での分子運動特性変調を捉えることを試みた。その結果、ある特定の構造を有するナノ空間内においては、分子の回転自由度が強く抑制され、特異的に強い分子間相互作用が働いていることを実験的にも立証することに成功した。全量10^5分子程度の少量の脂質に分子膜中に数個程度含まれるターゲット分子を、そのサイズ、剛直性、電荷、カイラリティなどの性質に基づき高い精度にて分別分離する知見を得ることを目的とする。微小ギャップ空間を通過する際の拡散挙動について全反射蛍光顕微鏡による単一分子追跡を行った。単一分子の拡散をビデオレートにて実時間追跡し、その軌跡の平均二条変位解析により拡散定数の決定に成功した。また、この求めた拡散定数の拡散時間依存性をさらに、理論解析することによりナノゲート透過時の透過確率を定量的に扱うことが可能となるが、ゲート幅を変化させた際の透過確率の変化から異種分子が局所圧縮環境にて拡散が制御される変調度を明らかにした。ゲートの幅とゲート表面修飾分子の影響を、対象とする異種分子ならびに脂質膜構成分子を変化させて系統的に検証することによって、本系における分子分別能の制御因子に関する知見が得られた。また個々のターゲット分子は、それぞれのサイズや膜内相互作用に応じて異なる拡散挙動を示すが、この基本情報をもとに、ゲートにおける拡散性変調ならびにフィルタ効果の発現強度などを系統的に検証した結果、ナノゲートにおける分子間相互作用変調に関する知見が得られた。本年度は、幅100nmの間隙をもつ金属構造体を電子線リソグラフィーによりカバーガラス基板上に作製し、微小空間形状変化に対する分子拡散性変化を単一分子追跡法により評価することで、膜構造特異性と分子拡散性変調との相関性を定量的に議論した。単一分子追跡の結果、構造体のないControl領域で得られた軌跡は、自発展開方位に伸びた形状をとっており、ターゲット分子であるTR-DHPEが自発展開に沿って拡散した。また構造体の存在する領域で得た軌跡から、TR-DHPEが構造体によって拡散を妨げられながら、間隙を通過していることが明らかとなった。各構造体形状領域で得られた軌跡に対して、平均変位量(MD)解析を行った結果、各構造体領域における分子の移動速度を算出され、各構造体形状により、移動速度が大きく変化するのが示された。各領域で得られた分子移動速度に差異が見られたのは、構造体形状を変化させることで、間隙部付近に形成される拡散を阻害する膜構造変調ドメイン領域が変化したことを示唆している。また、この移動速度と平均変位量解析(MSD)から得た拡散係数から、各領域にて分子に加わる力Fが算出可能である。各構造領域における一分子に加わる力Fは、およそ1fN程度のオーダーであり、各構造により差異があることが明らかとなった。これにより、各構造の間隙部での構造特異性発現に伴う分子分別に関わる力を見積もることに成功した。
セロトニンによる意思決定への介入と制御

本研究は、報酬獲得行動の意思決定におけるセロトニンが果たす役割について、将来報酬の割引率という「報酬価値依存的な意思決定の制御」と、情動のコントロールを通じた間接的な「報酬価値非依存的な意思決定への介入」という2つの側面について、神経基盤を明らかにすることを目的とする。H27年度は低セロトニンが報酬価値非依存的な意思決定への介入を行っている脳内機序を明らかにするために、セロトニン神経細胞の自己受容体を刺激しセロトニン神経活動や放出を減弱させることが知られている5-HT1A受容体の作動薬投与と、コントロール条件における行動課題遂行中のサルを対象に[15O]H2O-PETを用いた賦活試験を行った。その結果、5-HT1A受容体作動薬負荷条件において前部帯状皮質、後部帯状皮質、海馬、扁桃核において有意な脳活動の低下を見出した。これらの脳部位は共通して5-HT1A受容体が豊富に存在することから、情動のコントロールを通じた間接的な「報酬価値非依存的な意思決定への介入」には5-HT1A受容体を介した帯状皮質ー扁桃核/海馬ネットワークが関与している可能性が示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度はセロトニンの受容体サブタイプがそれぞれ上記意思決定の2つの側面において果たす役割の特定を試みた。マカクサルを対象に5-HT1A、5-HT1B、5-HT2A、5-HT4受容体の分布と密度をPETで測定し、それぞれの受容体阻害剤について、50%程度阻害する濃度をPETにより定量した。それぞれの受容体阻害剤を投与した状態で、(1)報酬量、(2)報酬遅延、(3)報酬コストをそれぞれ操作した意思決定課題をサルに遂行させ、生理食塩水注入時のコントロールデータと比較した。5-HT1A受容体阻害において特異的に報酬価値に無関係に拒否するという意思決定への介入が一定頻度で生じた。一方、報酬遅延を操作した行動課題において、5-HT4受容体を阻害した場合に特異的に遅延報酬割引が亢進することが明らかとなった。これらの結果から、報酬獲得行動の意思決定におけるセロトニンが果たす役割について、将来報酬の割引率という「報酬価値依存的な意思決定の制御」には5-HT4受容体、情動のコントロールを通じた間接的な「報酬価値非依存的な意思決定への介入」には5-HT1A受容体、というように異なる受容体サブタイプを介したセロトニン伝達が意思決定の異なる側面にそれぞれ関与している可能性を示唆する。H26において、セロトニンが関与する意思決定のメカニズムとして、将来報酬の割引率という「報酬価値依存的な意思決定の制御」と、情動のコントロールを通じた間接的な「報酬価値非依存的な意思決定への介入」という2つの側面について、異なるセロトニン受容体を介したセロトニン伝達がそれぞれ関与するという神経基盤の一端を明らかにすることができた。得られた知見をもとに、セロトニンの意思決定への関与を回路レベルに落とし込んだ理解につなげるべく、脳活動記録計測や薬物の脳局所注入などを組み合わせ研究を進める。
DNAと蛋白質の相互作用からみたセントロメア/動原体の機能分子構造

1.CENP-AとHP1の機能構造ヒトヘテロクロマチン蛋白質HP1^<HSα>については、in vitroの解析ではあるが,N末端とC末端領域に自己会合能が認められた。また,GFPを指標に用い,in vivoにおいてもそれに対応する活性,すなわち,セントロメアへの局在性が認められた。CENP-Aについては、大腸菌による発現が非常に困難であるため,出芽酵母を用いた宿主ベクター系に変更し、その発現に成功した。2.アフィニティーDNA沈降法によるセントロメアDNAの単離CENP-B蛋白質については,アフィニティー沈降法を用い,ヒトゲノムライブラリーより単離したcos2クローンについて,由来する染色体,並びに,CENP-B結合配列の分布を解析した。この配列は染色体6番のセントロメア領域に由来し,その3kbの高次繰り返し中には7-8個のCENP-B結合配列を含み,かつ,結合配列に富む1kbの領域は他のグループにより単離されている同染色体由来のアルホイドの高次繰り返しにもよく保存されていることが判明した。また,CENP-Bの結合配列について、新たに43種の合成オリゴDNAを用いてその結合に必要なDNAの大きさ,塩基の特異性を決定した。これらは,その結合の強さにより4つのクラスに分類された。3.新たなセントロメア蛋白質をコードする遺伝子の単離動原体内層を構成する蛋白質として知られるCENP-A,Cについて,これと相互作用するような新たなセントロメア蛋白質を同定するため,出芽酵母のtwo-hybridシステムを用いてヒトcDNAライブラリーのスクリーニングを行った。これらについては現在解析中である。
両親媒性高分子の自己組織化を利用した多孔性薄膜の作製および組織工学への応用

本研究では、多孔性高分子薄膜(ハニカムフィルム)を肝実質細胞-非実質細胞間のインターフェースとして用いることにより、人工肝組織デバイスの作製を試みることにした。このフィルムを用いることで、(1)多孔性微細表面形状によるマトリックスへの細胞接着の制御を行いつつ、(2)フィルムの両面における細胞培養即ち、細胞間コミュニケーションが実現された三次元的な組織の構築が可能になる。本年度は、分解性、生体吸収性のポリマーであるポリ乳酸、ポリε-カプロラクトンに着目し、これを主成分とする自己支持性ハニカムフィルムの作製を行った。このハニカムフィルムの両面において細孔が確認され、貫通した細孔構造を有することが明らかとなった。このハニカムフィルムはシート状材料として得られるだけでなく、チューブ状構造に加工することもできた。さらに、ポリε-カプロラクトンからなるハニカムフィルムは延伸可能であり、細孔の配列に異方性を持たせた多孔性フィルムにすることもできた。自己支持性ハニカムフィルムをマトリックスとして肝実質細胞・心筋細胞の培養を行った。肝細胞は立体化した形状を取り、シート状組織を形成することが明らかとなった。また、フィルムの両面において肝細胞を培養することにより、三次元培養が可能であることを明らかとした。延伸ハニカムフィルムをマトリックスに用いた場合、心筋細胞の配列を制御できた。本年度は、分解性、生体吸収性のポリマーであるポリ乳酸に着目し、これを主成分とする自己支持性ハニカムフィルムの作製を行った。また、シート状材料として得ることができ、これを用いチューブに加工することもできた。自己支持性ハニカムフィルムをマトリックスとして肝実質細胞を培養した場合、肝細胞は立体化した形状を取り、シート状組織を形成することが明らかとなった。ポリスチレンシャーレ上で培養した肝細胞のアルブミン分泌能を基準にして、ハニカムフィルム上で培養した肝細胞のアルブミン分泌能は3倍にまで向上していた。このように、肝組織の再構築において自己支持性ハニカムフィルムが有望なマトリックス材料であると示された。
高強力繊維の染色性向上と衣料用のための機能性付与

高強力繊維、特に繊維超高分子量ポリエチレン繊維を対象とし、フッ素ガス処理および放射線グラフト重合により染着座席を導入し、染色堅ろう度が4級以上となる染色繊維を作成する。これまでカチオン染料で染色して3級以上の染色堅ろう度を得ていることから、もう一段等級を上げるために加温や減圧からのガス導入など処理条件を検討して、繊維の内部まで改質する。また超高分子量ポリエチレン繊維が軽量で、接触冷感に優れている特性を生かし、吸水速乾機能を付与することでこれまでにない機能を備えた衣服を得る。
統合行動生物学の構築を目指した特定領域研究の準備調査

本研究は,行動生物学の気鋭研究者を関連各分野から結集し,動物行動の強力な研究体制を確立して,「統合行動生物学」を構築することを最終目的とする活動の一環である.平成16年度は,統合行動生物学の構築を目指した特定領域研究をスタートさせるための準備を行った.実際に,平成17年度発足予定の特定領域研究として,『昆虫における高次社会行動の発現機構の解明』(東北大学・水波誠代表)を申請することができた.統合行動生物学の構築を成功させるためには,分子から個体,さらには社会レベルまでの関連分野の研究者が一堂に会し,共通の言葉を使って情報を提供しあうことが重要であり,この企画調査では,普段同じ学会で活動している研究者は半数以下に抑え,他分野の研究者を加えて,いわばヘテロな集団を構築した.この体制で2回の研究会研究を開催し,研究の現状について忌憚無い意見を交わした.また,問題点を分析・整理し,行動生物学を新しい視点でとらえなおすことができた.さらには,当該分野の著名外国人研究者を複数招聘し,彼らと意見交換し,われわれの研究の方向性や活動方針ならびに研究内容について議論していただいた.この研究を通じて,実験室での研究者のみならず,フィールドの研究者やロボティクスの研究者にも,動物行動に強い興味をお持ちになられている方が多いこともわかった.本研究は,行動生物学の気鋭研究者を関連各分野から結集し,動物行動の強力な研究体制を確立して,「統合行動生物学」を構築することを最終目的とする活動の一環である.平成16年度は,統合行動生物学の構築を目指した特定領域研究をスタートさせるための準備を行った.実際に,平成17年度発足予定の特定領域研究として,『昆虫における高次社会行動の発現機構の解明』(東北大学・水波誠代表)を申請することができた.統合行動生物学の構築を成功させるためには,分子から個体,さらには社会レベルまでの関連分野の研究者が一堂に会し,共通の言葉を使って情報を提供しあうことが重要であり,この企画調査では,普段同じ学会で活動している研究者は半数以下に抑え,他分野の研究者を加えて,いわばヘテロな集団を構築した.この体制で2回の研究会研究を開催し,研究の現状について忌憚無い意見を交わした.また,問題点を分析・整理し,行動生物学を新しい視点でとらえなおすことができた.さらには,当該分野の著名外国人研究者を複数招聘し,彼らと意見交換し,われわれの研究の方向性や活動方針ならびに研究内容について議論していただいた.この研究を通じて,実験室での研究者のみならず,フィールドの研究者やロボティクスの研究者にも,動物行動に強い興味をお持ちになられている方が多いこともわかった.
パルスを含む時間分解ESRによる金属錯体上の光反応解析

金属錯体上の化学反応の典型的な例は軸配位子の脱着反応である。我々は、本重点領域研究の初年度に、けい光の減衰からマグネシウムポルフィリンとピリジン(Py)の励起一重項状態における軸配位子脱着反応を見いだした。本年度はこれを利用して時間分解ESRにより、ポルフィリン励起三重項とPyのラジカル置換体との相互作用について検討した。その結果、固相と溶液相の両相で励起四重項状態の観測に成功した。また、ラジカルの置換位置により三重項とラジカルの交換相互作用パラメータJの符号が異なることを見いだした。それぞれの相の結果から次のことがわかった。A.固相中1)ラジカル軸配位子ポルフィリンの時間分解ESRスペクトルは、ピリジン軸配位子のものとは異なり、ゼロ磁場分裂は約1/4、g値は2.004、2.001と求められ、それぞれ励起四重項、励起二重項と同定された。B.溶液中2)X-バンドの時間分解ESRでは、シャープな成分とブロードな成分の重なりが観測されたが、W-バンドでは2つが分離され、g値が2.007、2.0045と求められ、それぞれラジカル、励起四重項と同定された。3)パラ位とメタ位の置換体で逆の極性を持つCIDEP信号が観測され、ラジカル-ハイフン三重項対機構による分極と同定された。これは2つの系でJの符号が異なることを示しており、理論的な考察によりこの結果の妥当性が示された。
脳梗塞巣に出現する新規ミクログリア：iSMGの機能と脳組織再生に与える影響の解明

これまでに、脳梗塞後の梗塞巣組織内において多能性を有する虚血誘導性幹細胞(ischemia-induced multipotent stem cells: iSCs)が出現することが報告されている。当研究代表者はこれらの細胞が梗塞組織内においてミクログリアに分化することを見出し、これを虚血誘導性幹細胞由来ミクログリア(iSCs derived microglia: iSMG)と名付けた。本研究ではその機能を解明することで、脳梗塞組織にiSMGが出現することの意義を見出したい。脳梗塞モデルマウス及び健常マウスからiSMG、梗塞巣近傍領域に存在するミクログリア、健常マウスのミクログリア、出生直後の仔マウスミクログリア、一般的な培養実験で用いられる初代培養ミクログリアを単離・回収し、それぞれの遺伝子発現を網羅的に解析・比較することでiSMGの機能的特徴を検討した。iSMG、仔マウスミクログリア、初代培養ミクログリアには発達プロセスに関与する遺伝子が多く発現していた。しかし、仔マウスミクログリア、初代培養ミクログリアでは神経系発達に関与する遺伝子群が特徴的に発現していたのに対し、iSMGで強く発現が認められたのは血管系発達に関与する遺伝子群であった。血管系細胞の一種であるペリサイトがiSCsの起源であることが既に明らかになっているが、これらのことはiSMGが梗塞巣組織内においてiSCsの出現や維持に関与する細胞である可能性を示唆するものだと考えている。細胞数が少ないために当初、難航を予想していたiSMGの単離手法を確立することができた。これによって各種ミクログリアとの網羅的な遺伝子発現解析・比較を行うことが可能となり、iSMGに特徴的な機能の推定を実現した。iSMGが脳梗塞後のiSCsの出現・維持に関与する可能性が示されたことから、ミクログリア除去剤であるPLX3397を用いてiSMGを除去し、iSCs数にどのような影響を与えるのかを検討する。iSMGによるiSCsへの関与を強く示唆する結果を得た場合には、iSMGからのどのような因子が作用しているのかを遺伝子解析結果をもとに推測し、培養実験においてそれを確認する。当初はmicroarrayを1群につき3匹行う予定であったが、回収できる細胞数が少なかったために、微量遺伝子増幅等の追加料金が発生した。このため、当初の検体数では予算内に収まらないため、プールドサンプルを作製することで1群1検体の解析とした。解析検体数が減少した結果、追加料金を含めても解析費用が減少した。1群1検体の解析となったため、microarrayによって変動を認めた遺伝子について、N数を確保した定量的PCRによって確認する必要が生じた。これを行うために、マウスや磁気ビーズ等のミクログリア単離用品、酵素等のPCR用品の購入に使用する。
パネルデータを用いた医療の不平等性分析

日本家計パネル調査を用いたパネルデータ分析により、低所得者層では医療費支出がニーズに比べて過小であること、また高所得者層では過大であることが分かった。また、特に高齢者間での医療の不平等性が大きいこと、不景気になると特に現役世帯の中間層の医療費支出が大きく落ち込むことなどから、景気変動により現役世代の医療の不平等性は増すことが分かった。これらの結果は、高額療養費制度や自己負担率などの医療政策のあり方を考える上で重要なエビデンスの一つになると考えられる。研究成果は経済学と医療経済学の国内学会および国際学会で報告を行った。また、研究成果は論文の形にまとめており、英文ジャーナルで発表する予定である。慶應義塾大学「日本家計パネル調査」(Japan Household Panel Survey, JHPS)を利用して、所得・資産と医療費支出の関係、また経済全体での不平等指数の測定とともにその時系列的変化を概観した。不平等指数の測定は先行研究の方法を基に、パネルデータ分析により推定した「個人の医療ニーズ」と「実際の個人の医療費支出」の差に着目した(差がプラスであれば医療費支出が不足していると捉えられる)。さらに、不平等指数が時系列で、特にリーマン・ショック前後にどのように変化しているのか傾向を明らかにし、世代ごとの分析も行った。結果としては、まず、「個人の医療ニーズ」の推定では、データソースの詳細な項目を活用して、年齢・自己申告した健康状態・タバコの本数・飲酒量・通院入院経験などが医療ニーズに影響を与えているという有意な結果を導くことができた。高所得者はニーズに比べて非常に大きな医療費支出を行っていることも分かった。そこから測定した不平等指数は年によって変動し、特に不況期には大きくなっていることが確認できた。また、現役世代と引退世代を分けて分析すると、両世代の比較で先行研究と異なる結果が得られ、さらに医療費支出が不況の影響を大きく受けるのは引退世代ではなく現役世代であることも分かった。研究結果は論文の形にまとめており、平成28年度に複数の国内学会・国際学会で報告している。現在はこれらの学会で指摘があった分析方法の手直しとともに、英文ジャーナルへの投稿を準備している。論文の投稿に向けて、分析手法についてさらに精緻化する必要があるものの、パネルデータを用いた分析の結果は、既にある程度得られている。また、パネルデータを加工する上で気づいた興味深いデータの内容についても応用研究ができないかどうか検討している。本研究では「日本家計パネル調査」(慶應義塾大学)を用いることで、日本においての医療の不平等性を測定し、それが近年拡大しているかどうか、またリーマンショックなど景気変動が医療の不平等性に与える影響の大きさを測定した。より具体的には、人々ごとに医療のニーズと実際の医療費支出の差を推定し、その差がどの所得階層でどの程度の大きさなのかに着目した。不平等指数を作成し、所得階層による医療の不平等性の存在と、年ごとの不平等性の変化を調べた。結果として、日本には所得階層による医療の不平等性が存在すること、不景気になると不平等性が拡大するなど景気変動により医療の不平等性は大きな影響を受けること、また特に高齢者での医療の不平等性が大きくなっていることなどが確認できた。これらの結果は、高額療養費制度や自己負担率の変更などの医療政策のあり方を考える上で重要なエビデンスの一つになると考えられる。研究成果は日本経済学会などの国内学会、International Society for Pharmacoeconomics and Outcomes Researchなどの国際学会で報告を行った。また、これからの研究の展開として、推定法を変更することで医療ニーズをより正確に捉えること、また、政治哲学の知見に基いた別の不平等概念を適用してこの測定を再度行うことを考えている。平成28年度に国内・国際学会での報告や議論を通じて分かった分析手法の問題点(特に「個人の医療ニーズ」の推定法)について、平成29年度には改善に取り組む。また、引き続き学会報告を行うとともに、論文を完成させて英文ジャーナルに投稿する。経済学、医療経済学、産業組織論PC、ディスプレイ等を購入予定であったが、所属先研究室に備え付けで使用できるものが研究に適していたため、購入しなかった。平成29年度4月に所属先大学が変わったため、平成29年度の早い時期にPC、ディスプレイ等を購入する必要がある。