hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絹糸虫類の人為的進化とバイオテクノロジ-への展開

1.パルスフィ-ルド勾配電気泳動法を用いて家蚕の破片染色体の分離を試みた結果、P^<sm>系統に存在する破片染色体の存在が示唆された。また核由来と考えられる2種類のDNAバンドが分離されることを示した。2.クワコと家蚕の核小体形成体を解析し、両者の類似性と相違性を明らかにし、進化の過程を考察した。3.mo遺伝子の受精過程における作用について調べた結果、従来提出されていたモデルでは不充分であることを明らかにし、mo遺伝子の作用機構に関して数種のモデルを提出した。4.家蚕の2種濃核病ウイルスに対する抵抗性遺伝子は両ウイルスに対し各々に独立したものであった。5.家蚕の濃核病ウイルスに対する感受性は1つの遺伝子によって支配されており、その遺伝子をモザイク状にもつ蚕を作成し、感染させることによって、組織内にモザイク状のウイルス感染が認められた。6.家蚕とエリ蚕のアリルフォリンの性状を比較した。両者の分子量・アミノ酸組成等は類似しており、血清学的にも共通性が強かった。しかし、生体内における動態においては異なる点が存在した。7.濃核病2型ウイルス感染中腸におけるRNAの翻訳産物を検討し、ウイルスタンパク質の合成を調べた。8.家蚕の濃核病ウイルスはクワノメイガのものと同一であり、クワノメイガに由来することが推察された。9.家蚕幼虫初期の卵巣の器官培養を試み、卵巣の発育因子を検討した結果、卵細胞の細胞分裂には脳から分泌されるホルモンが必要であることを明らかにした。10.家蚕培養細胞への核多角体病ウイルスの感染症には、培養液中の牛胎児血清濃度が影響することを示した。11.蛹期の卵巣の発育、とくにビテロジェニン取込にはエクダイソン類が関与していることが明らかになった。家蚕を中心として絹糸虫類の進化を明らかにするには次の2段階に大別して検討するべきと思われる.第1は自然条件下における絹糸虫類の種の分化と適応の過程であり,第2は絹糸の利用を目的として加えられてきた人為的過程であり,絹糸生産という進化の方向性が与えられた段階である.しかしこの過程の進化においても全ての変化を一義的に絹糸タンパク質の産成に結びつけることは不可能であり,飼育環境への生態的適応,絹糸生産に向けられた代謝変化を可能とする生理的適応,耐病性など二次的要因への対応など,生物としての進化,適応の原理に基づいて理解するべきものもある.例えば,血液の主要タンパク質を数種の絹糸虫において比較した結果,芳香族アミノ酸含量の多いことで特徴づけられるアリルフォリンの類縁性は分類学上のものとほぼ一致することが血清学的に明らかとなった.アリルフォリンは鱗翅目,双翅目など完全変態の昆虫に広く分布し,変態の生理的機構に深く関与することからも,芳香族アミノ酸の高含量という点を中心に分子上の類線性が保持されてきたことが変態を経る昆虫の発育機構かり理解される.しかし,分子的レベルに比べ,生理的レベルにおいては家蚕には他にみられなに特徴が存在していた.すなわち,家蚕においては蛹への変態時に血液中のアリルフォリンはほとんど全て脂肪体に移行するのに対し,他鱗翅目にはこのような例はない.一方,家蚕の蛹血液中には他鱗翅目昆虫にはみられない低分子タンパク質の集積がみとめられた.

これらの結果は分子レベルでの相似性が必ずしも生理的レベルの相似性と一致するものでないことを示すとともに,絹糸生産とは直接関連のない変態後のタンパク伸代謝に家蚕の特徴があることを示唆している.すなわち,絹糸虫類の人為的進化の過程を明らにするには,局部的な解析でけではなく,生体のシステム全体を考慮すべきものと考えられた.絹糸虫類に限らず、種の進化及び分化は生殖過程を経て達成されるものであり、受精機構はその過程のポイントとなるものである。本研究においては、家蚕生殖細胞の成熟分裂ならびに受精機構を明らかにする目的で、遺伝的に各種のモザイクや倍数体を引き起すmo遺伝子を用いて解析を進めている。本年度においては、受精の際にmo遺伝子によって生ずる異常受精について明らかにした。すなわち、家蚕の卵色突然変異であるpere系統を用いて、2倍体モザイク、高倍数体モザイクおよび高倍数体卵の産出割合を解析した。pe+/+re、mo/moの遺伝子組成をもつ雌蛾とpere/pereの雄蛾を交配して得た総数48890の卵のうち、異常な受精を呈した卵が9409存在し、内訳は2倍体モザイクを示す赤色白色卵が4492、黒色の高倍数体卵が4038、高倍数体のモザイク卵が899(黒色白色卵566、黒色赤色卵256、黒色白色赤色卵77)であった。すなわち、2倍体モザイク卵の産生数は高倍数体卵の産生数とほぼ等しい値であり、1蛾の産下卵中における両者の割合には高い相関関係がみられた。このことから、2倍体モザイクは重複受精によって形成され、2個の遺伝子組成の異なる卵核が1個の精子によって順次受精するものと考えられた。一方、高倍数体卵は、不分離の2倍体卵核が1個の精子と接合することによって形成されると推察された。さらに、モザイク及び高倍数体卵の出現頻度を調節する、両者に共通する因子の存在が示唆された。すなわち、高倍数体モザイク卵出現の観察値は1.84%であり、2倍体モザイク卵の割合と高倍数体卵の割合から求められる期待値と一致した。従って、異常受精が行われる過程において、モザイク卵の形成は高倍数体卵の形成とは独立して行われると考えられた。これらの知見は従来提出されていた異常分裂に関するモデルを修正する必要があることを明らかにしたものであり、新しい数種のモデルを提出した。1.パルスフィ-ルド勾配電気泳動法を用いて家蚕の破片染色体の分離を試みた結果、P^<sm>系統に存在する破片染色体の存在が示唆された。また核由来と考えられる2種類のDNAバンドが分離されることを示した。2.クワコと家蚕の核小体形成体を解析し、両者の類似性と相違性を明らかにし、進化の過程を考察した。3.mo遺伝子の受精過程における作用について調べた結果、従来提出されていたモデルでは不充分であることを明らかにし、mo遺伝子の作用機構に関して数種のモデルを提出した。4.家蚕の2種濃核病ウイルスに対する抵抗性遺伝子は両ウイルスに対し各々に独立したものであった。5.家蚕の濃核病ウイルスに対する感受性は1つの遺伝子によって支配されており、その遺伝子をモザイク状にもつ蚕を作成することによって、モザイク状のウイルス感染が認められた。6.家蚕とエリ蚕のアリルフォリンの性状を比較した。両者の分子量・アミノ酸組成等は類似しており、血清学的にも共通性が強かった。しかし、生体内における動態においては異なる点が存在した。7.濃核病2型ウイルス感染中腸におけるRNAの翻訳産練を検討し、ウイルスタンパク質の合成を調べた。8.家蚕の濃核病ウイルスはクワノメイガのものと同一であり、クワノメイガに由来することが推察された。9.蚕幼虫初期の卵巣の器官培養を試み、卵巣の発育因子を検討した結果、卵細胞の細胞分裂には脳から分泌されるホルモンが必要とされることを明らかにした。
魚類の再生鱗をモデルとした骨石灰化の分子機構の解明:骨再生機構の新展開

1.昨年に引き続き、鱗から精製した高密度脂質タンパク質(HDL)の石灰化誘導能を解析した。このタンパク質は生理的塩類溶液中で不溶化する。そこで、リンあるいはカルシウムを含む生理的塩類溶液中でHDLを培養した。その結果、どちらかの元素を含む場合にHDLは不溶化したが、両方含まないとHDLは不溶化しなかった。また、鱗のEDTA可溶性画分(HDLを含む)を培養するとさらに多くの不溶物が認められた。次に不溶化したHDLの形態を透過型および走査型電子顕微鏡で観察すると、楕円形の高次構造が認められた。鱗の基質として取り込まれたHDLは高次構造を形成して不溶化すると推察した。また、結晶が形成されているか透過型電子顕微鏡とEDXで観察したが、リン酸カルシウム結晶は認められなかった。鱗の石灰化はHDLのみではなく、複数種の分子により誘導されると推察した。2.抗家兎抗HDL抗体を作製し、免疫組織学的にHDLの局在を解析した。その結果、HDLは鱗の骨質層に局在した。さらに透過型電子顕微鏡レベルで免疫組織学的に解析すると骨質層の高電子密度物質中に陽性反応が検出された。本研究ではすでに再生鱗の初期結晶形成部位は透過型電子顕微鏡で高電子密度に観察されることを明らかにした。このことからHDLは石灰化を誘導する因子のひとつと推察した。3.鱗のHDLは血液のそれと比べて分子サイズはほとんど変わらないが、表面電荷が酸性にかたよる。そこで、タンパク質の翻訳後修飾に違いがあるのではないかと考え、それぞれを構成するタンパク質のトリプシン消化ペプチドをMALDI-TOFで比較した。その結果、両方のペプチド断片の質量スペクトルに違いは認められなかった。このことから、タンパク質の翻訳後修飾はおこらず、血液中のHDLは鱗に取り込まれる際、構成する脂質に変化を受け、他の分子とともに不溶化し、鱗の基質として石灰化すると推察した。硬骨魚類の鱗はコラーゲンを主成分とした有機基質にリン酸カルシウム結晶が沈着した石灰化組織であり、哺乳類の骨組織の構造と類似する。これら組織の石灰化機構は、非コラーゲン性のタンパク質が関与すると考えられているが詳細は不明である。本研究は、魚類の鱗をモデルとして、骨の石灰化の分子機構を解明しようとするものである。本年度の研究成果の概要は以下の通りである。1.結晶形成を誘導するタンパク質を鱗から抽出するために、通常の飼育条件およびカルシウムとリンの欠乏した飼育条件で鱗を再生させ、石灰化した再生鱗およびほとんど石灰化していない再生鱗(未石灰化再生鱗)を形成させた。次いで、両者から抽出されるタンパク質画分を比較した。その結果、未石灰化再生鱗ではEDTAで可溶化されるタンパク質量が著しく減少し、ほとんど認められないことが明らかとなった。この画分に、結晶形成を誘起するタンパク質が含まれているものと考えられる。2.未石灰化再生鱗は、カルシウムおよびリンを正常なキンギョの血液と同程度の濃度含む生理的塩類溶液中で4時間培養すると、石灰化が進行する(培養鱗)。この鱗からEDTAによりタンパク質を抽出、SDS-PAGEにより分離した結果、5種類のタンパク質バンドが検出された。これらのバンドは石灰化再生鱗および正常鱗にも含まれることから、これらのタンパク質のすべて、あるいはいずれかが結晶形成を誘導する機能を有すると考えられる。3.結晶形成の誘導能を有するタンパク質をスクリーニングする新しい方法の技術開発に取り掛かった。EDTA画分をSDS-PAGEにより分離、メンブレンに転写した後、上記の生理的塩類溶液中で培養することで、結晶形成の誘導能を有するタンパク質バンド上に結晶が形成されると考えられる。現在、この方法で形成された結晶の検出方法を検討している。1.昨年に引き続き、鱗から結晶形成を誘導する可能性のあるタンパク質の検出を行った。EDTAで可溶化させたタンパク質をSDS-PAGEで分離後、PVDF膜に転写、生理的塩類溶液中で培養する。この膜にアリザリンレッドS染色を施すことで結晶形成を誘起したタンパク質をバンドパターンとして検出した。これと培養鱗のEDTA可溶性タンパク質を比較し、共通に26kDaのタンパク質を見出した。このタンパク質のアミノ酸配列を解読し、相同性検索を行ったところapolipoprotein A-I(ApoA-I)であった。このタンパク質は鱗の初期石灰化と強く関係すると推察される。2.ApoA-Iは肝臓で合成され、血中で高密度脂質タンパク質(HDL)を構成するタンパク質であることが知られている。そこで、このタンパク質のmRNA発現解析を行った結果、再生鱗ではなく、肝臓で発現が認められた。このことから、このタンパク質は肝臓で合成され、血液を介して鱗に導入されると推察された。3.HDLを未変性条件下で鱗と血液から精製した。これらを構成するタンパク質はSDS-PAGE上で違いが認められなかった。しかし、Native-PAGEでの泳動度にわずかな違いが認められたことから、結合している脂質などに違いが存在する可能性が示された。また、それぞれを生理的塩類溶液中で培養すると鱗のHDLは不溶化した。これらのことから、血液から導入され構造に変化を受けたHDLは鱗の再生部位や成長部で不溶化後、鱗の基質として石灰化すると推察された。

このタンパク質は生理的塩類溶液中で不溶化する。そこで、リンあるいはカルシウムを含む生理的塩類溶液中でHDLを培養した。その結果、どちらかの元素を含む場合にHDLは不溶化したが、両方含まないとHDLは不溶化しなかった。また、鱗のEDTA可溶性画分(HDLを含む)を培養するとさらに多くの不溶物が認められた。次に不溶化したHDLの形態を透過型および走査型電子顕微鏡で観察すると、楕円形の高次構造が認められた。鱗の基質として取り込まれたHDLは高次構造を形成して不溶化すると推察した。また、結晶が形成されているか透過型電子顕微鏡とEDXで観察したが、リン酸カルシウム結晶は認められなかった。鱗の石灰化はHDLのみではなく、複数種の分子により誘導されると推察した。2.抗家兎抗HDL抗体を作製し、免疫組織学的にHDLの局在を解析した。その結果、HDLは鱗の骨質層に局在した。さらに透過型電子顕微鏡レベルで免疫組織学的に解析すると骨質層の高電子密度物質中に陽性反応が検出された。本研究ではすでに再生鱗の初期結晶形成部位は透過型電子顕微鏡で高電子密度に観察されることを明らかにした。このことからHDLは石灰化を誘導する因子のひとつと推察した。3.鱗のHDLは血液のそれと比べて分子サイズはほとんど変わらないが、表面電荷が酸性にかたよる。そこで、タンパク質の翻訳後修飾に違いがあるのではないかと考え、それぞれを構成するタンパク質のトリプシン消化ペプチドをMALDI-TOFで比較した。その結果、両方のペプチド断片の質量スペクトルに違いは認められなかった。このことから、タンパク質の翻訳後修飾はおこらず、血液中のHDLは鱗に取り込まれる際、構成する脂質に変化を受け、他の分子とともに不溶化し、鱗の基質として石灰化すると推察した。
ヒト神経膠腫の増殖、浸潤における細胞接着分子の関与メカニズムについての研究-特に神経細胞接着分子(neural cell adhesion molecule)の関与メカニズムの解明を中心として-

脳腫瘍の浸潤、播種のメカニズムにおいては未だ不明の部分が多いが、我々はヒト神経膠腫において神経細胞接着分子(neural cell dhesion molecule,NACM)の発現量が腫瘍の組織的悪性度及び生物学的悪性度に対し負の相関を示すことを証明した。そこで今回は、NCAM未発現のグリオーマ細胞に、アストロサイトの主要NCAMisoformであるNCAM 140kD(VASE+.-)isoformを導入し制御発現させることにより、(1)NCAM強制発現によるグリオーマの増殖能、浸潤能の変化の観察、更に挿入配列VASEの与える影響の検討、(2)NCAM制御発現による各種増殖因子、プロテアーゼ等の発現変化の検討を行い、ヒト神経膠腫の悪性化におけるNCAM発現低下の関与メカニズム、意義を明らかにすることを目的とした。(1)増殖能への関与の検討:ヒトグリオーマ細胞において各クローンにおけるNCAM強制発現及び挿入配列VASEの増殖能に与える影響を検討する。更に各クローンにおいてoverexpressionされているサイトカインのmedium中の濃度をenzymeimmunoassayにて定量し、その増減を分析する。又、Epidermal growth factor、EGFreceptorの各クローンにおける発現量の相違をquatitativePCRにて検討する。ヌードマウス皮下への腫瘍細胞移植及び頭蓋内移植モデルを用い、腫瘍サイズの測定(caliperにて)、動物生存期間、腫瘍浸潤所見などから、各transfectrantにおける増殖能、浸潤能のin vivoでの変化を検討する。本実験は現在進行中である。脳腫瘍の浸潤、播種のメカニズムの解明に対し、ヒト神経膠腫において神経細胞接着分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)の発現量が腫瘍の組織的悪性度及び生物学的悪性度に対し負の相関を示すことを証明した。今回は、NCAM未発現の神経膠腫細胞に、アストロサイトの主要NCAMisoformであるNCAMl40kD(VASE+.-)isoformを導入し制御発現させることにより、(1)NCAM強制発現による神経膠腫の増殖能、浸潤能の変化の観察、更に挿入配列VASEの与える影響の検討、(2)NCAM制御発現による各種増殖因子、プロテアーゼ等の発現変化の検討、ヒト神経膠腫の悪性化におけるNCAM発現低下の関与メカニズムの解明を目的とする。1.増殖能への関与の検討:ヒトグリオーマ細胞において各クローンにおけるNCAM強制発現及び挿入配列VASEの増殖能に与える影響を検討する。又、Epidemal growthfactor,EGFreceptorの各クローンにおける発現量の相違をquatitativePCRにて検討する。ヌードマウスへの腫瘍細胞移植モデルを用い、腫瘍サイズの測定、動物生存期間、腫瘍浸潤所見などから、増殖能、浸潤能の変化を検討する。以上について現在検討中である.脳腫瘍の浸潤、播種のメカニズムにおいては未だ不明の部分が多いが、我々はヒト神経膠腫において神経細胞接着分子(neural cell dhesion molecule,NACM)の発現量が腫瘍の組織的悪性度及び生物学的悪性度に対し負の相関を示すことを証明した。
血行力学的刺激による内皮細胞の形態と機能の変化、その発現機構に関する研究

健常ウサギと腹大動脈を狭窄したウサギの大動脈を加圧潅流固定し、脱水・透徹後、microsphereを浮遊したWintergreen液を潅流。超高速度カメラでmicrosphereの動きを解析し、局所内皮細胞に加わるずり応力の大きさを求めた。また、それぞれの動物に脂肪食を与え、脂質沈着部位に加わるずり応力の大きさを検討した。健常動物の腕頭動脈分岐部では、脂質沈着は分流部腰部に強く見られ、分流部尖端には見られなかった。それぞれの部位のずり応力は約30、230dyn/cm^2であって、脂質沈着は低ずり応力領域に一致して生じた。狭窄大動脈の脂質沈着は狭窄の前後に見られ、それぞれの部位のずり応力は、前者では約400、後者は-50dyn/cm^2程度であった。従ってこの場合の脂質沈着は、低ずり応力領域のみならず異常に高い高ずり応力領域にも生じていた。(2)内皮細胞超微像、凍結割断レプリカ法による観察。高ずり応力領域の内皮細胞の細胞間接合部には、細胞膜内粒子の連続性配列(ridge)の発達したzonular tight junction(TJ)が高頻度に見られ、低ずり応力領域には不連続性ridgeからなるmacular TJが多かった。2.in vitroにおける研究。ブタ大動脈内皮細胞を培養し、flow chamber内に置き培養液を循環させ、定常流性ずり応力を内皮細胞に与えた。内皮細胞間にはTJ関連蛋白ZO-1、adherensjunction関連蛋白α-cateninが、ずり応力依存性にまた作用時間依存性に発現した。凍結割断法でridgeも確認された。30dyn/cm^2のずり応力を24時間受けた細胞はコンドロイチン硫酸を培養液中にヘパラン硫酸を、細胞表面と可溶細胞分画中に多量に分泌した。またそのDNA合成は低下した。
西ナイルウイルスの日本上陸に備えた、蚊における新しい感染防御システムの開発

本研究の目的は、蚊の発育におけるJNKの生物学的機能を明らかにするとともに、JNKの機能を阻害することにより蚊の発育を抑制する方法を確立し、新しい殺虫剤の開発のための基礎研究を行なうことにあった。平成15,16年度の研究から以下のことが明らかになった。1.JNKの阻害剤(SP600125)をヒトスジシマカの1齢幼虫に暴露することにより、発育を阻害することに成功した。蚊の培養細胞では、JNKは抗アポトーシスの働きをしていることを確認した。2.リポポリサッカライド(LPS)を蚊の細胞に添加することにより、JNKの活性化が観察され、抗細菌ペプチドをコードしていると考えられる新規遺伝子を発見した。3.JNKの機能を幼虫で評価するために、siRNAによる機能阻害方法について検討した。3齢幼虫にsiRNAをマイクロインジェクションすることにより成虫になる割合を激減させることに成功したが、多くの幼虫に施すことは不可能であった。そこで、市販のトランスフェクション試薬を検討したが、マイクロインジェクションに勝る方法を発見することはできなかった。導入方法については引き続き検討を行なっている。4.放線菌から採取された種々のキチナーゼの阻害剤を含むと思われる培養液中で1齢幼虫を飼育し、2種類の培養液で発育が阻害された。阻害物質をコードする遺伝子を同定している。本研究から、ヒトスジシマカの幼虫においてJNKが重要な働きをしていることが明らかとなった。また、キチナーゼを阻害することも発育阻害に重要なことが明らかとなった。本研究の目的は、蚊の発育におけるJNKの役割を明らかにし、JNKの阻害剤(RNAiなど)により蚊の発育を抑制することである。平成15年度の研究から以下のことが明らかとなった。1.JNKの阻害剤(SP600125)をぼうふら(1齢幼虫)に与えることにより、発育を阻害するばかりでなく、2齢幼虫になることができずに死亡する固体が激増した。このことはJNKが蚊の発育に重要な役割をはたしていることを示している。2.リポポリサッカライド(LPS)を蚊の細胞に添加すると、JNKが活性化することを示したが、LPSの刺激により分泌されてくるタンパク質の遺伝子を同定した。その中には、新しい遺伝子が含まれていた。3.JNKや上記の新規遺伝子についてのRNAi法を実施するために、現在、条件を検討中である。1.蚊におけるJNKの重要性これまで蚊の培養細胞においてJNKのシグナル伝達系が重要な役割を果たしていることを明らかにしてきたが、実際に蚊における役割は不明であった。そこで、ヒトスジシマカの一齢幼虫を種々の濃度のJNK阻害剤(SP600125)で飼育したところ、濃度依存的に成長を阻害した(論文作成中)。培養細胞においてJNKの不活性化はアポトーシスを促進するので、脱皮におけるアポトーシスがJNK阻害剤で阻害されたためと考えられた。2.siRNAの合成上述のように蚊におけるJNKの重要性が示されたので、siRNA合成にあたりJNKの遺伝子の中で最も阻害効果のある配列を3箇所決定し合成した。現在、これらのsiRNA溶液中で一齢幼虫を飼育する準備をしている。3.siRNAのデリバリー方法の検討蚊の幼虫へsiRNAを導入するにあたり、種々の方法を検討した。ヒトスジシマカの3齢幼虫にsiRNAをマイクロインジェクションし成長過程を観察する方法を確立したが、この方法は多くの幼虫に施すことは不可能であることがわかった。そこで、JNKの2本鎖RNAを合成し、合計5種類の市販のトランスフェクション試薬を用いて種々の検討をおこなった。しかし、マイクロインジェクション法に勝る試薬を見出すことはできなかった。

この実験の過程で、3齢幼虫よりも1齢幼虫のほうが物質を導入しやすいこと、および、1齢幼虫でも孵化して間もない頃と2齢幼虫になる直前の頃では、物質の導入率に差があることがわかった。そこで、現在、孵化して間もない幼虫を集めて、JNKの2本鎖RNAの導入効率について検討している。4.キチナーゼの阻害剤放線菌から採取された種々のキチナーゼの阻害剤を含むと思われる培養液を分与された。ヒトスジシマカの1齢幼虫をそれらの培養液で飼育すると、2種類の培養液で発育が阻害されたので現在遺伝子を同定している。また、キチナーゼはsiRNAの標的になることが期待される。
神経ペプチド誘導制御性T細胞による実験的自己免疫性ぶどう膜炎の抑制機構の解明

以前に我々は免疫制御物質として注目されているvasoactive intestinal peptide (VIP)をもちいてヒトぶどう膜炎の実験モデルである実験的自己免疫性ぶどう膜網膜炎(experimentalautoimmune uveoretinitis : EAU)を抑制できるか否か検討を行った。その結果、マウス腹腔内由来マクロファージを網膜抗原とVIPで刺激培養し、それを養子移入するとEAUが軽症化することを見出した。これらの結果を踏まえ、VIP刺激マクロファージを養子移入されたマウスにおいてFoxp3+CD25+制御性T細胞が生体内で増加し、炎症の抑制に関与しているか否か検討した。C57BL/6マウスを網膜抗原で免疫、同日にVIP (12nM)と網膜抗原interphotoreceptorretinoid binding protein (IRBP)で刺激培養したマクロファージを養子移入し、EAUの抑制効果の検討、また免疫後18日目にマウスを屠殺、所属リンパ節である頸部リンパ節、脾臓を採取しFoxp3+CD4+制御性T細胞の発現量について検討した。その結果、VIP刺激マクロファージ投与群ではEAUの抑制効果が認めたものの、対照群(VIP未刺激マクロファージ移入群)と比較して、その数に有意差はみられなかった。そこでVIPとともに免疫調節作用を有する神経ペプチドであるcalcitonin gene-related peptide (CGRP)を用いて同様の実験を行った。その結果、CGRP刺激マクロファージ投与群ではEAUの抑制効果がみられたものの、頸部リンパ節におけるFoxp3+CD4+制御性T細胞の発現量については有意な差は認められなかった。これらの結果からVIPならびにCGRP刺激マクロファージによるEAUの抑制機序として、マクロファージ自体による炎症制御の可能性が示唆された。現在、VIPおよびCGRP刺激マクロファージからの炎症制御分子(IL-10など)の発現について検討中である。我々はこれらの知見をふまえ、VIPによってEAUが抑制されたマウスにおいてCD25^+制御性T細胞が生体内で増加し、炎症の抑制に関与しているか否か検討した。C57BL/6マウスを網膜抗原で免疫、同日からVIP(2nmol)も連日投与し、免疫後18日目にマウスを屠殺、所属リンパ節である頚部リンパ節を採取しCD4CD25陽性細胞の発現量について検討した。その結果、VIP投与群でも基剤投与群でもその発現数に差はみられなかった。また正常マウスからリンパ節細胞を採取し、抗CD3抗体を用いて刺激培養行い、同時にVIPと共培養してCD4CD25陽性細胞の発現について検討したが、対照群と比較して有意な差は認められなかった。今後はリンパ節細胞の採取日を変更する、またVIPの投与量を調整する、など条件を変更して結果が異なるか検討する予定である。またVIP以外で眼内の免疫制御に関与することが予想される他の神経ペプチドを用いてEAUの抑制、CD25+制御性T細胞の関わりについても検討する予定である。以前に我々は免疫制御物質として注目されているvasoactive intestinal peptide(VIP)をもちいてヒトぶどう膜炎の実験モデルである実験的自己免疫性ぶどう膜網膜炎(experimental autoimmune uveoretinitis : EAU)を抑制できるか否か検討を行った。これらの結果を踏まえ、VIP刺激マクロファージを養子移入されたマウスにおいてFoxp3^+CD25^+制御性T細胞が生体内で増加し、炎症の抑制に関与しているか否か検討した。C57BL/6マウスを網膜抗原で免疫、同日にVIP(12nM)と網膜抗原interphotoreceptor

retinoid binding protein(IRBP)で刺激培養したマクロファージを養子移入し、EAUの抑制効果の検討、また免疫後18日目にマウスを屠殺、所属リンパ節である頸部リンパ節、脾臓を採取しFoxp3^+CD4^+制御性T細胞の発現量について検討した。その結果、VIP刺激マクロファージ投与群でも対照群(VIP未刺激マクロファージ移入群)でもその数に有意差はみられなかった。そこでVIPとともに免疫調節作用を有する神経ペプチドであるcalcitonin gene-related peptide(CGRP)を用いて同様の実験を行った。その結果、CGRP刺激マクロファージ投与群ではEAUの抑制効果がみられたものの、頸部リンパ節におけるFoxp3^+CD4^+制御性T細胞の発現量については有意な差は認められなかった。これらの結果からVIPならびにCGRP刺激マクロファージによるEAUの抑制機序として、マクロファージ自体による炎症制御、またはFoxp3^+CD4^+制御性T細胞以外のT細胞による免疫制御の可能性が示唆された。現在、両方の作用機構の可能性について検討中である。
ノイズによって駆動される周期運動のエネルギー変換

当研究の目的は、微小液滴における確率共鳴振動という非線形系固有の現象のメカニズムを明らかにし、そのエネルギー変換(効率)の本質的な理解、そしてその定式化を目指すことであった。平成27年に、微小液滴の振動が閾値電圧以下のときにノイズ電圧を加えると、非線形振動固有の現象であるCoherence Resonanceを示すことを明らかにしていた。またそのメカニズムについて、これまでの直流電圧下における微小油中水滴のしたがう振動をあらわす式で説明できることがわかった。一方平成27年度の研究の中で、マイクロ粒子のパターニングという興味深い現象を発見し、当初の研究実施計画にはなかったが、関連の現象として実験を行った。マイクロ粒子のパターニングはコーヒー液滴のしみなど身近にみられる現象であるものの、マイクロ加工などへの応用も想定され、学術的にも意義がある。通常、球状のマイクロ粒子の懸濁液を乾燥させた後に残るパターンは、リング状に残るため、「コーヒーリングパターン」とよばれる。今回、長軸がマイクロスケールである金ナノロッドの懸濁液をガラスの間で乾燥させた場合に残るパターンについて枝分かれ状のものができることがわかった。このパターン形成の観察から、パターンの形成メカニズムに迫った。さらに、このパターンは通電も可能であることを明らかにした。この結果について、Advanced Materials Interfaces誌に論文が掲載された。28年度が最終年度であるため、記入しない。当研究の目的は、微小液滴における確率共鳴振動という非線形系固有の現象のメカニズムを明らかにし、そのエネルギー変換(効率)の本質的な理解、そしてその定式化を目指すことである。平成27年度の予定は、まず油中液滴の確率共鳴振動の実験と定量的解析を行うことであった。マイクロスケールの微小水滴を油相中に作成し、そこに電極を一対一直線上に挿入した。液滴はある大きさ以上の直流電圧(閾値電圧)で振動する。まずある系に対して閾値電圧を調べた。さらにその閾値電圧より少し小さい直流電圧にノイズ電圧を加え、ノイズの大きさを変化させたときに液滴の周期運動の振動数や振幅がどのように変化するかを調べた。これらの実験結果より微小液滴の振動は非線形振動固有の現象であるCoherence Resonanceであることが明らかになった。つまり、この微小液滴の振動は閾値以下でもノイズにさらされることにより安定に振動する範囲が広がるといえる。この特徴はこの液滴の振動をマイクロスケールの機械に応用するうえで非常に有利であると考えられる。以上の成果を論文としてまとめ、Applied Physics Letter誌に発表した。一方で実験結果から、注入したエネルギーの算出と、液滴の運動から求められる液滴の仕事を算出したが、あまり効率がよいとはいえなかった。今後はそのモデルの作成を試み、その原因を究明したい。一方で、実験の過程で思いがけずマイクロ粒子のパターニングという興味深い現象を発見した。これは、当研究の実施計画書には記載していないが、学術的に非常に意義があると考えられるため、この現象の解明も行いたいと考えている。微小液滴振動子におけるcoherence resonance現象を実験により明らかにし、国際誌に発表したため。研究計画を進めるとともに、上記のマイクロ粒子のパターニングについて新規な現象を見出したため、その現象の解明も行う予定である。
1型糖尿病におけるテーラーメイド制御性T細胞誘導法の探索

1型糖尿病は膵島特異的T細胞による膵β細胞の破壊を主因とする自己免疫疾患とされているが、ヒトにおいて責任抗原や誘発される細胞性免疫反応については未解明な点が多く、本研究では、日本人1型糖尿病の3病型(急性発症・劇症・緩徐進行性)における膵島抗原特異的T細胞を網羅的に解析することで各病型における膵島抗原特異的細胞性免疫の関与を明らかにし、その反応を制御するテーラーメイド制御性T細胞誘導法を探索することを目的とする。急性発症1型糖尿病(AT1D):20例、緩徐進行1型糖尿病(SP1D):17例、劇症1型糖尿病(FT1D):18例、健常コントロール(ND):17例の各患者より単離したPBMCを、CD4陽性T細胞を標的としGAD65、PPI、IGRP、ZnT8の各膵島抗原ペプチドで刺激し、培養上清中のサイトカイン/ケモカインを測定した。すると、ND群に比べてAT1D群やFT1D群ではユニークなサイトカイン/ケモカイン分泌パターンを認めていた。抗原特異的T細胞を同定する目的で、細胞をIL-2存在下に追加培養し、細胞内サイトカイン染色を行った上で、フローサイトメトリーにて解析を行った。すると、AT1D群における抗原特異的Th1発現やFT1D群におけるTr1反応の欠落などの知見が得られ、SP1D群ではTh2の発現亢進を誘導する膵島抗原も同定された。また、引き続き、CD8陽性T細胞を標的とした各膵島抗原ペプチドで刺激し、同様のアッセイを行った。すると、AT1D群、FT1D群でのみ、抗原特異的CD8陽性T細胞の有意な活性化がみられ、その反応はFT1D群で最も強かった。これらの病型別の細胞性免疫反応の差異を示した既報はなく、今後、1型糖尿病の主因である自己免疫を制御する方法を検討するにあったては非常に重要なデータである。今後はこれらのデータを集約し、免疫制御法の開発を試みる予定である。当初の計画では、平成29年度30年度にかけて、検体の収集と膵島抗原特異的CD4陽性T細胞および同CD8陽性T細胞の解析を完了する予定であった。現時点でおおよその目標症例数のリクルートおよび検体収集もほぼ終えており、CD4陽性T細胞の解析も完了しているが、CD8陽性T細胞の解析が完了していない症例がわずかながら残存している。また、当初の計画では、これらの解析データを基盤とした自家樹状細胞によるテーラーメイド制御性T細胞の制御に関する手技を平成30年度後半に開始する予定であったが、次年度へ持ち越しとなっている。以上より、進捗状況は当初の研究計画よりやや遅れていると判断した。今後は、T細胞解析を速やかに完了させ、免疫制御法の開発に取り掛かかる見込みである。今後は、収集したPBMCを用いて、(1)1型糖尿病の各病型(急性発症・緩徐進行・劇症)および健常人における、膵島抗原特異的CD8陽性T細胞反応の解析の完了、(2)各患者の責任抗原で教育した自家樹状細胞を用いてその反応を制御するテーラーメイド制御性T細胞誘導法の試み、の順で研究を推進していく。(1)については、現時点で、急性発症1型糖尿病や劇症1型糖尿病では、健常人や緩徐進行1型糖尿病では見られないような特異的なCD8陽性T細胞反応がみられている。このような既報はなく、この解析を完了させることで病型別の細胞性自己免疫の関与に関する新しい知見が得られるもとの推測される。(2)に関しては、患者由来のCD14陽性単球からIL-4やG-CSFなどを用いて樹状細胞を作成する培養系、樹状細胞を各1型糖尿病症患者で同定された責任膵島抗原で教育し、制御性サイトカイン等を用いて制御性樹状細胞を作成する培養系、制御性樹状細胞で同一患者のCD4陽性T細胞を刺激する培養系の確立を行い、各患者別のテイラーメイド免疫制御法(制御性T細胞の誘導)の開発を進めていく。1型糖尿病の3病型において本解析を行うことで、各病型における自己免疫の活動性を明らかにすることができると期待する。1型糖尿病は病期が進むにつれ膵島が消失し、重度の高・低血糖を来すようになる。膵・膵島移植後の自己免疫再発も克服すべき重要課題である。本研究が膵島の破壊を食い止められるような免疫細胞療法の開発に繋がれば、発症時や膵島移植後の患者QOLを劇的に改善するばかりか、根治への第一歩ともなり得ると期待される。現時点で、急性発症1型糖尿病(AT1D):20例、緩徐進行1型糖尿病(SP1D):17例、劇症1型糖尿病(FT1D):18例、健常コントロール(ND):17例よりPBMCを単離し凍結保存した。各症例のPBMCを、CD4陽性

T細胞を標的としたGAD65、PPI、IGRP、ZnT8の各膵島抗原ペプチドで刺激し、48時間培養した。培養上清中のサイトカイン/ケモカインを測定したところ、ND群に比べてAT1D群やFT1D群ではユニークなサイトカイン/ケモカイン分泌パターンを認めていた。抗原特異的T細胞を同定する目的で、細胞をIL-2存在下にさらに5日間培養し、細胞内サイトカイン染色を行った上で、フローサイトメトリーにて解析を行った。すると、AT1D群における抗原特異的Th1発現やFT1D群におけるTr1反応の欠落などの知見が得られ、SP1D群ではTh2の発現亢進を誘導する膵島抗原も同定された。これらの病型別の細胞性免疫反応の差異を示した既報はなく、今後、1型糖尿病の主因である自己免疫を制御する方法を検討するにあったては非常に重要なデータである。今後はCD8陽性T細胞についても解析を継続し、データの集約を経て、免疫制御法の開発を試みる予定である当初の計画では、平成29年度30年度にかけて、検体の収集と膵島抗原特異的T細胞の解析を実施する予定であったが、現在ほぼ目標症例数の対象者を登録しており、検体収集もほぼ終えている。T細胞の解析も予定の2年間で予定している分の50%以上は進行しているため、ほぼ順調に進展していると判断した。今後は、ロードマップに従い、T細胞解析の継続を行い、平成30年度内に免疫制御法の開発に取り掛かれることを目標としていく。1型糖尿病は膵島特異的T細胞による膵β細胞の破壊を主因とする自己免疫疾患とされているが、ヒトにおいて責任抗原や誘発される細胞性免疫反応については未解明な点が多く、本研究では、日本人1型糖尿病の3病型(急性発症・劇症・緩徐進行性)における膵島抗原特異的T細胞を網羅的に解析することで各病型における膵島抗原特異的細胞性免疫の関与を明らかにし、その反応を制御するテーラーメイド制御性T細胞誘導法を探索することを目的とする。急性発症1型糖尿病(AT1D):20例、緩徐進行1型糖尿病(SP1D):17例、劇症1型糖尿病(FT1D):18例、健常コントロール(ND):17例の各患者より単離したPBMCを、CD4陽性T細胞を標的としGAD65、PPI、IGRP、ZnT8の各膵島抗原ペプチドで刺激し、培養上清中のサイトカイン/ケモカインを測定した。すると、ND群に比べてAT1D群やFT1D群ではユニークなサイトカイン/ケモカイン分泌パターンを認めていた。抗原特異的T細胞を同定する目的で、細胞をIL-2存在下に追加培養し、細胞内サイトカイン染色を行った上で、フローサイトメトリーにて解析を行った。また、引き続き、CD8陽性T細胞を標的とした各膵島抗原ペプチドで刺激し、同様のアッセイを行った。すると、AT1D群、FT1D群でのみ、抗原特異的CD8陽性T細胞の有意な活性化がみられ、その反応はFT1D群で最も強かった。今後はこれらのデータを集約し、免疫制御法の開発を試みる予定である。当初の計画では、平成29年度30年度にかけて、検体の収集と膵島抗原特異的CD4陽性T細胞および同CD8陽性T細胞の解析を完了する予定であった。
4次元細胞動態解析による器官誘導能を有する毛包幹細胞とそのニッチの解析

平成26年度までに、研究実施計画に従って本研究課題を進捗し、下記の成果を得た。1)ライブイメージングによる毛包形態形成における細胞動態の可視化;毛周期における時間軸に伴った個々の細胞の三次元的動態解析により、毛包幹細胞およびそのニッチの構成細胞を特定することを目指して、マルチカラード毛包の作製技術を開発した。2)四次元細胞動態解析によるニッチの探索;毛周期ステージごとの四次元細胞動態解析により毛包幹細胞ニッチの探索を推進するため、平成26年度までに上記1)において開発したマルチカラード毛包の毛周期を3回以上追跡し、蛍光標識細胞が維持されることが示された。さらに、生理的な毛周期全体を追跡する技術を構築した。そこで、この毛周期を特定したマルチカラード毛包のライブイメージングデータの取得と三次元細胞動態解析を行った。本成果より、毛周期に伴う毛包の三次元的細胞動態解析の基礎技術が確立され、毛包幹細胞ニッチの探索が可能となった。3)毛包幹細胞ニッチに由来する幹細胞とニッチ構成細胞の機能解析;毛包幹細胞ニッチ構成細胞の機能解析を進めるために、毛包上皮幹細胞の機能的培養技術と生体外毛包再生技術の開発を行った。本技術は、これまでに実現されておらず、フィーダーフリーが求められるために極めて困難であった。しかしながら、各種培養条件の検討と最適化することにより、幹細胞性を保持した生体外培養による増殖が可能となった。さらにこの結果を器官培養技術に応用して、生体外における毛包再生を可能としたことにより、毛包幹細胞とそのニッチの機能解析が可能となった。4)毛包ニッチの維持に重要な分子の探索とその機能解析;課題3)の技術開発が困難であり分子機能の解析には至らなかったものの、毛包幹細胞培養系を応用することにより、本課題における技術的問題点は解決された。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の研究は、研究実施計画に従って進捗し、下記の成果を得た。1)ライブイメージングによる毛包形態形成における細胞動態の可視化毛周期において、器官誘導能を保持した毛包の上皮性幹細胞および間葉性幹細胞は動的に振る舞うことが知られている。そこで本年度は毛周期における時間軸に伴った個々の細胞の三次元的動態解析により、毛包幹細胞およびそのニッチの構成細胞を特定することを目指して、マルチカラード毛包の作製技術を開発した。器官原基法を用いてH2B-GFPやH2B-mCherryといった複数種の蛍光標識マウス由来上皮幹細胞を組み合わせることによりマルチカラード毛包の同所的に再生した。細胞トラッキングの精度を向上させるために、毛包幹細胞の蛍光標識の種類および構成比率の最適化を継続して進めている。2)四次元細胞動態解析によるニッチの探索毛周期ステージごとの四次元細胞動態解析により毛包幹細胞ニッチの探索を推進するため、本年度は上記1)において開発したマルチカラード毛包の毛周期、3回以上追跡し、蛍光標識細胞が維持されることが示された。さらに、種々の毛周期ステージを組み合わせて器官培養することにより、生理的な毛周期全体を追跡する技術を構築した。この毛周期を特定したマルチカラード毛包のライブイメージングデータの取得と三次元細胞動態解析を進めている。毛包の間葉細胞動態についても、マルチカラード化を進めている。本研究課題では、毛周期に伴う毛包幹細胞およびそのニッチの三次元的細胞動態解析が可能であることが示された。研究の年度計画に対して、研究課題

1)ライブイメージングによる毛包形態形成における細胞動態の可視化は順調に推移しており、マルチカラード毛包を用いた三次元細胞トラッキングによる幹細胞動態解析の高度化を図るために最適化を進める。研究課題2)四次元細胞動態解析によるニッチの探索については現在解析を進めており、統計的に有意な解析を可能とするために十分なマルチカラード毛包の作製を行い、今後も継続して技術開発を進める。今後の研究推進については、研究課題1)は平成25年度の課題をほぼ遂行したことから、平成26年度は三次元細胞動態解析の解析を進める。研究課題2)の毛包間葉性細胞の動態解析については、既知の毛包の間葉性細胞マーカーによる特定が困難な課題であるため、複数の蛍光標識マウス由来の毛乳頭細胞を作製してマルチカラード化を進めて、細胞分布の解析を進めると共に、上皮幹細胞の三次元動態解析を中心に解析を進める予定である。毛包幹細胞ニッチに由来する幹細胞とニッチ構成細胞の機能解析については、平成26年度の研究において、上皮幹細胞ニッチ領域に限定して解析を進める。さらに、毛包の幹細胞ニッチの維持に重要な分子の探索は、細胞動態解析の成果を踏まえて研究を進めていく。
記憶錯誤に起因する不安全行動とその抑制に向けた安全対策の探究

本研究は,作業を再開する際に,ある作業をしたと思ったり,まだしていないと思ったりといった不安全行動がどのような環境で生起しやすいかを明らかにし,個々の医療機関で提案されている安全対策を整理することを目的にするものであった。本年度は医療事故情報収集等事業として公開されている医療事故およびヒヤリ・ハット事例の事例データベースから,中断した作業を再開する時に生じる不安全行動がどのような環境で生起しやすいかを前年度に引き続き検討した。2014年1月から2017年12月までの3年間に生じた薬剤の事例を対象に検討した。前年度に分析対象にした医療機器等,ドレーン・チューブ,療養上の世話,治療・処置,検査,その他の事例での同様の検討とあわせて,以下の結果が示された。(1)医療事故で作業中断が関わる事例は,薬剤と医療機器等に多い,(2)作業中断が関わる事例では,新人だったり,勤務状況が繁忙だったり,記載が読みにくかったりといった条件が重なると作業中断が医療事故事例に結び付きやすい,(3)「手順の順守」や「作業中断の再開は初めから行う」をせずに作業中断があると,誤りが生じやすかったり,生じても発見されにくい。このうち(3)はReason(2010)が指摘したことが本検討で実証されたという点において有意義である。今後は,作業中断が関わる事例で多かった薬剤や医療機器等の作業で,作業の類似性や中断のタイミング等とヒューマンエラーの関わり方,複数の情報源から情報を取得する際の見落としの発生等,作業や改善に関する特性の詳細を明らかにして効果的な環境改善の提案に繋げたい。作業の中断,再開をしている事例の同定が困難であったことや着目すべき要因について試行錯誤があったことから事例分析に時間がかかり,現在までの達成度はやや遅れている。前年度に課題にした薬剤の事例に関する検討および環境・設備機器やその他の発生用に関する改善策に焦点を当てた検討を本年度は行えた。次年度は,実験に取り組みたい。本年度は医療事故情報収集等事業として公開されている医療事故およびヒヤリ・ハット事例の事例データベースから,中断した作業を再開する時に生じる不安全行動がどのような環境で生起しやすいかを検討した。2014年1月から2017年12月までの3年間に生じた医療機器等,ドレーン・チューブ,療養上の世話,治療・処置,検査,その他の事例を対象に検討した。その結果,中断した作業を再開する時に不安全行動が生じた事例については(1)8-9時台,16-17時台,20-21時台の発生割合が高い,(2)患者が0歳代の発生割合が高い,(3)患者が男性で発生割合が高い,(4)当事者職種経験年数が0年で発生割合が高い,(4)血液浄化用機器や輸液・輸注ポンプといった医療機器等で発生割合が高いといった可能性が示唆された。また,発生要因については(1)当事者の行動に関わる要因として確認を怠ったの報告割合が高い,(2)ヒューマンファクターとして勤務状況が繁忙だったことや通常とは異なる心理的状況下にあったことの報告割合が高い,(3)発生要因として環境・設備機器やその他が報告される割合は低かったが,報告のなかでは医療機器や教育・訓練,ルールの不備が挙げられる割合が高いといった可能性が示唆された。改善策としてはいずれの医療機関も,指さし確認や声出し確認,作業の最初にさかのぼってやり直すこと,ダブルチェックを挙げていた。今後は環境・設備機器やその他の発生要因に対する改善策に焦点を当てて検討したい。作業の中断,再開をしている事例の同定が困難であったことや着目すべき要因について試行錯誤があり,現在までの達成度はやや遅れている。

今後は,作業中断が関わる事例で多かった薬剤や医療機器等の作業で,作業の類似性や中断のタイミング等とヒューマンエラーの関わり方,複数の情報源から情報を取得する際の見落としの発生等,作業や改善に関する特性の詳細を明らかにして効果的な環境改善の提案に繋げたい。作業の中断,再開をしている事例の同定が困難であったことや着目すべき要因について試行錯誤があったことから事例分析に時間がかかり,現在までの達成度はやや遅れている。本年度は医療機器等やドレーン・チューブといった事例の概要を検討することができた。次年度は薬剤にも事例を広げ,また環境・設備機器やその他の発生要因に対する改善策に焦点を当てて検討する。前年度に課題にした薬剤の事例に関する検討および環境・設備機器やその他の発生用に関する改善策に焦点を当てた検討を本年度は行えた。次年度は,実験に取り組みたい。当初に予定していた実験と事例分析の実施順を見直して事例分析を先に行った。事例分析は調査費用が安価と見込まれていたため全体の支出が抑えられた。前年度に引き続き事例分析を進めた。
2連比例計数管同時測定に基づいた高放射線場使用の簡易高感度90Sr検出器の開発

90Srは半減期が28年と長く体内に入ると骨に集積するため、危険性の高い放射性同位元素である。福島の帰還困難地域の土壌は90Srで汚染されており、同地域の早期復帰には多量の試料を迅速に検査できる方法が必要不可欠である。そこで、2連の比例計数管を用いて、β線の連続エネルギースペクトルを単色の時間差スペクトルに変換することにより、β線を容易に計数でき、更に、プラスチックの薄板を用いて低エネルギーβ線をカットし、90Srと放射平衡にある娘核種90Yからのβ線(最大エネルギー2.28MeV)を抽出する等のアイデアに基づき、高放射線場で高感度・簡易測定で可搬可能なβ線検出器システムの開発を行う。Sr-90の簡易計測法を、2連比例計数管を応用することで開発しようとする課題である。5Bq/kgの検出限界を目指し、精度を犠牲にせずに簡便性を確保しようとしている。従来のSr-90計測手法は、極めて時間がかかる。福島地域の復興のためには、簡便で高精度な計測手法が必要であるが、現状では不十分である。本研究開発では、新しい着想に基づき、精度と簡便性を両立させる手法および現地での実験による開発へのフィードバックを進めることで、より実用的な手法の開発が期待される。
超高空間分解能観測で明かす巨大ブラックホール近傍構造

様々な銀河の中心にほぼ普遍的に存在すると考えられる巨大ブラックホール。これを中心とした質量降着・放出構造は、おそらくその母銀河の形成・進化と密接に関連している。特に鍵となる中心部数光年あるいはそれ以下のスケールの構造は、これまで十分に空間分解されなかったために、本質的な理解が中々進んでこなかった。本研究は、この構造の探査を、近赤外及び中間赤外での長基線干渉計を用いた高空間分解能観測によって推進し、特に光度あるいはブラックホールへの質量降着率に対する、その構造の進化を明らかにするものである。活動銀河中心核におけるpc、sub-pcスケールの構造を、近赤外及び中間赤外線干渉計を用いて空間分解するべく、研究を進めている。近赤外では、活動銀河核観測世界初の330m基線を目指し、2014年6月にCHARA干渉計(カリフォルニア)を用いて観測を行った。干渉縞は見えたのだが、天候が良好でなく、安定しない。しかし、2015年6月に新たな観測時間を確保した。近赤外130m基線のVLTI(チリ)においては、2014年6月、2015年3月に観測を実行。天候はそれほど良好でなかったが、新たな天体のデータを確保。しかし一方で、補償光学装置が観測データに与える影響を定量化する必要があり、現在これを進行させている。これと並行して、これまで進めてきた近赤外干渉計による角サイズ観測は、可視・近赤外でのタイムラグ観測による実サイズとあわせることで活動銀河核までの距離の測定が行え(Hoenig et al. 2014)、また、Spitzerによる中間赤外でのタイムラグ観測と直接比較することができた(Vazquez et al. 2015)。中間赤外においては、これまでにVLTIで得た13個程度の天体のうち2つの天体が予想と大きく違う振る舞いをしていることがわかり、これが輻射強度の較正によるものなのかどうかの検証を余儀なくされている。特に、中間赤外VLTIでは全輻射強度データの解析が難しい場合が多く、特化したソフトウェアの開発が必要である可能性がある。活動銀河中心核におけるpc、sub-pcスケールの構造を、高空間分解能観測、特に近赤外及び中間赤外での干渉計を用いて明らかにすべく、研究を進めてきた。近赤外では2015年6月にCHARA干渉計(カリフォルニア)を用いて観測を行なった。残念ながら天候が悪く、非常に限られた時間しかドームを開けることができなかったが、一方で同時に得られたキャリブレーションデータをもとに、解析ソフトウェアの開発をさらに進めることができた。また、2016年の前期に新たな観測時間を確保することにも成功した。近赤外130m基線のVLTI(チリ)においては、2016年1月に観測を再び実行。大気の状態がそれほど安定せず、限られた量のデータしか取ることができなかったが、新たな天体のデータをさらに取得し、さらに活動銀河核と同様に赤い較正星のデータを確保することができ、補償光学装置の与える影響の定量化を進める上で重要なデータを得ることができた。また、2016年7月に新たに観測時間を確保している。中間赤外干渉計については、アーカイブにあるものも含めてこれまでに取得したデータを包括的に解析し、中心核構造サイズの光度依存性の定量化を進めることができた。また、中心核の回転軸の方向(偏光データなどから決まる)に対する、構造の伸びの方向の傾向についても解析を行なうことができた。これらについて、2015年9月にイギリスで行なわれた国際会議で招待講演を行なった。観測時間は確保できているが、天候がそれほど良好でなかった。さらに、補償光学装置のパフォーマンスが観測データに与える影響の定量的評価の必要性が出てきている。これはおそらく、可視光補償光学装置の限界に近い観測をする場合、近赤外干渉計データに出てしまう共通の問題と思われ、慎重に定量化する必要がある。27年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙物理学まず2015年6月にCHARAでの新たな観測を予定しており、これにより、活動銀河核観測世界初の330m基線近赤外観測をめざす。並行して、2014年6月と2015年3月に取得したVLTIデータ(特殊な較正データを含む)を用いて補償光学装置の与える影響の定量化をめざす。また、特化したソフトウェアを含め、中間赤外干渉計データのさらなる解析を進める。