hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ粒子を造影剤とする癌イメージングを目指す蛍光X線CTの開発

これまではマウス頭部を想定した対象(直径約10mm)を計測していたが,対象をラット頭部に広げるためには,直径約2530mmの対象を計測する必要がある.対象の体積が増大することにより,発生する散乱X線が著しく増大する.このため,従来よりも精度の高い再構成方法を考案する必要があった.本年度開発した補正手法は,今後ラット頭部を計測するための重要な基礎技術となる.しかし,当初想定していたガドリニウムナノ粒子と金ナノ粒子の撮像は今後難しくなることが予想される.これは,高エネルギー加速器研究機構の運営方針が変わり,これまでの6.5GeV運転から5.0GeV運転への移行によるものである.これにより,ガドリニウムのK線および金のL線を励起できるエネルギーの入射X線を得ることができなくなる可能性がある.この場合は,ヨウ素をターゲットにして研究を遂行してゆく.ヨウ素ナノ粒子も医学的に有効であるという報告もあるので,これまでの研究計画の大幅な修正は必要ないものと考えている.当該年度の成果により,ラット頭部に相当する直径25mmのサンプルを計測できるという目途はついた.実験により得られたヨウ素溶液の最小検出濃度は0.1mg/mlであったが,in vivoで観察するためには少なくとも0.05mg/mlのヨウ素濃度を検出する必要がある.直径10mmのサンプルでは0.05mg/mlは検出可能であるが,サンプルの体積が大きくなり散乱線が増大したことで投影画像のS/Nが劣化し,ひいては最小検出濃度の劣化したものである.したがって,目標の最小検出濃度とを実現するためには,散乱線補正は必要不可欠である.今年度は散乱線補正について重点的に考察してゆく予定である.
ハラスメント法理の比較法的研究

本研究は、日本法・アメリカ法・ドイツ法等の比較法研究により、いわゆるセクシュアル・ハラスメント(セクハラ)を中心に、ハラスメントへの規制のアプローチ(社会通念、差別禁止)の影響という切り口から、職場におけるハラスメントの定義(概念)、成立の限界やそれらの時代的変遷・雇用社会構造上の相違の影響を調査・分析することにより、ハラスメントへの規制の射程を明らかにし、判断枠組みの確立・判断基準の明確化を図るものである。
１８世紀ドイツにおける人間学的転回と近代文学の成立

平成30年度は、前年度に行った18世紀中頃までのハレ大学を中心とした人間学的転回の状況に関する研究を継続し、とくに哲学美学的領域に重点をおいて、美学の創始者とされるバウムガルテンとその継承者マイアーの活動状況を中心に研究調査を行った。その研究成果の一部は論文「十八世紀ドイツの人間学的転回とハレ大学の学問状況」(言語文化共同研究プロジェクト「文化」の解読(18))として発表した。この論文では、1694年のハレ大学設立から18世紀前半までの学問的状況を分析し、トマジウスによる実用主義的哲学とフランケらの敬虔主義、ヴォルフの合理主義的哲学、医学におけるホフマンの機械論とシュタールの生気論といった相対立する学説が交錯する土壌の中から、バウムガルテンやマイアーによる新しい感性の学としての美学や人間学的思考法が成立してくる過程を考察した。引き続いて、そのような人間学的思考の影響を受けた新しい文学形式として小説(Roman)のジャンルに注目し、その最初の理論的試みとしてのブランケンブルクの『小説試論』における人間学的近代文学としての小説ジャンルの特徴を検討するとともに、近代的小説の模範的作品とされたヴィーラントの『アガトン』の作品分析を行った。『小説試論』においてブランケンブルクは、古代の叙事詩が「公的な出来事」を対象として「公人としての人間」を描くのに対し、近代小説は「人間の感情や行動」を対象として「人間としての人間」を描くものとして区別して、人間の外的行動と内的感情との関連という人間学的前提を近代小説の重要な要素として提示した。そしてヴィーラントの『アガトン』はまさにそのような人間の「内面史」を外的出来事との関連で描き出しており、理論と実作の両面において、人間学的な近代文学の成立の一つの側面が明らかになった。平成29年度から行ってきたハレ大学を中心とする人間学的転回の諸相に関する調査研究については、医学生理学的領域と哲学美学的領域の二つの分野を総合的に考察し整理した上で、論文「「十八世紀ドイツの人間学的転回とハレ大学の学問状況」として発表した。また、平成30年度から重点的に行っている近代文学の成立事情に関する研究は、とりあえずその初期の事例としてブランケンブルクの『小説試論』における人間学的小説の理論構築の試みと、その具体的実践例ともいえるヴィーラントによる小説『アガトン』の分析により、人間学と近代文学成立との関連をいくらかは解明し、一定の成果を得ることができたと考えている。この研究成果の一部については、本年度中に論文としてまとめ、公表する予定である。研究資料となる文献の調査は、平成31年2月にフランクフルトのドイツ国立図書館で行い、今回は主に18世紀の近代文学の理論的著作および文学作品を中心に、テキストや研究文献を閲覧し、資料を収集した。しかし時間的制約のため、得られた資料の分量は必ずしも十分とはいえないため、本年度も引き続き不足の資料の収集を継続するとともに、これまで収集した資料の分析作業を行うこととしたい。本研究課題の前半部に当たる18世紀ドイツにおける人間学的転回の諸相という思想史的問題については、当初の予定通り医学生理学的分野と哲学美学的分野の二つの領域での調査を終了し、おおむね予定通りの成果を得ることができたと考えている。また、後半部の近代文学の成立という文学史的問題については、その初期の状況についての調査まではすでに行い、これについてもおおむね予定通りの成果は得られている。したがって、現在までのところでは、研究はまずまず順調に進展していると考えている。本年度は本研究課題の最終年度となるため、まずは予定していた研究調査の中でまだ完了していない18世紀後半における近代文学成立期の文学史的状況の調査に、重点的に取り組みたいと考えている。とくにブランケンブルクの『小説試論』と同年に出版されたゲーテの書簡体小説『若きウェルテルの悩み』は、ブランケンブルクの理論やヴィーラントの小説とは様々な点で異なる性格をもつ近代小説といえるものであり、テキストの綿密な分析や文学史的背景との関連における考察が必要となるだろう。一方、モーリッツの長編小説『アントン・ライザー』は、ブランケンブルクの小説理論とくにその「内面史」の概念を取り入れながらも、登場人物の心理状態の分析記述を重視する心理学小説という新しい小説形式を試みている。またシラーの短編小説『名誉喪失による犯罪者』では主人公が犯罪を犯して改心するに至るまでの心理状態の変化の過程を外的状況との関連で描き出している。このように、十八世紀後半になると、人間学的性質を持った近代文学が様々な形式において試みられるようになってきており、その状況に関しては、より詳細な分析と考察が必要になるであろう。シラーはさらに、論文『素朴文学と情感文学について』では、人間の分裂状態を前提とした新しい近代文学の形式を提示している。これは調和を喪失した近代的人間と深く関連した文学理論であり、その後のロマン主義の文学にも大きな影響を与えている。そのため、とくにそこに認められる近代的人間としての芸術家の役割についても考察しなければならないだろう。そして最終的には、それまでの研究成果を踏まえたうえで、人間学的転回によって生じてきた新しい近代的人間像や人間性の理念と近代文学との関連について、総合的な考察を行いたいと考えている平成28年度はとくに、18世紀ドイツの経験的心理学における無意識的領域の問題の扱い方と当時の文学との関連について重点的に調査研究を行った。

そして、12月には日本ヘルダー学会秋季研究発表会において研究代表者が中心となり、「ゲーテ時代における文学と無意識」というシンポジウムを開催し、他の研究者たちとも議論し、活発な意見の交換を行うことができ、貴重な指摘や示唆を受けることができた。なお、当該シンポジウムにおいて、研究代表者は司会進行を務めるとともに、「ゲーテ時代の文学における無意識の理論的背景」というテーマでの口頭発表も行った。その中では、18世紀ドイツの経験的心理学における無意識の扱われ方について、理論的および方法論的側面から2つの特徴があることを提示した。理論的には、無意識的領域は「暗く曖昧」(dunkel)で「混乱」したものとして、意識の「明晰」で「判明」な領域と対比させられ、デカルトからライプニッツ=ヴォルフ学派へと続く認識論的枠組みの中で捉えられていることを示した。無意識という言葉自体が初めて用いられたのは18世紀後半のプラトナーの『哲学的アフォリズム』においてであるが、それに該当する概念は18世紀初頭のライプニッツの「微小表象」や18世紀半ばのバウムガルテンの「魂の根底」(fundus animae)、ズルツァーの「魂の深部」やヘルダーの『批評論叢』第4集における「魂の根底全体」などにも認めることができる。方法論的には、多数の経験的具体的事例の収集と分析考察が行われていた点に特徴があり、すでにズルツァーにおいて「異常な心理学的事例」の収集が推奨され、クリューガーは実際に医学的事例を収集し、またとくにモーリッツの『経験心理学雑誌』には多数の事例が収集され考察されており、それらの事例が文学と深く関連していることを示唆した。交付決定が10月だったため、平成28年度は期間がやや短く、また学務との関係などもあって、予定していた海外での調査研究のための滞在を短くせざるをえなかったというような事情もあったが、文献資料等に関してはとりあえず差し当たって必要な程度のものは収集することができた。なお、この海外での文献資料の収集調査は2月にフランクフルトのドイツ国立図書館で行ったが、とくに18世紀ドイツの文学における無意識の問題に関する戦後の研究文献や近年の雑誌論文を閲覧し、この分野の研究史に関する不備を補うとともに、最新の研究の動向を把握するように努めた。ここで収集した文献資料の分析作業も、今のところは順調に進捗しており、それをもとにした研究成果の一部は、平成29年度内にはなんらかの形で公表できる見通しである。また、当初は平成29年度で検討していた文学と無意識に関するシンポジウムを28年12月に開催したため、研究内容の順序を当初と一部入れ替えざるを得なくなった。しかし全体としての進捗状況に遅れは生じておらず、おおむね順調に進んでいる。なお、シンポジウムでは多数の参加者と有益な意見交換を行うことができ、そのときに得られた様々な貴重な意見や示唆については、今後の研究に大いに活用していきたいと考えている。その他の点に関しても、交付決定以前からできる範囲内で準備作業を進めていたため、全体としてはおおむね予定通り進捗している。もともと28年度に重点的に行う予定であったハレ大学を中心とする「人間学的転回」の問題についても、無意識の問題と大きく関連しているため、平行して研究を進めてきており、次年度の重点的研究に向けて準備は整いつつある。ただ、文献資料についてはまだ若干の不足もあり、それについては次年度に補うようにしたい。
骨髄由来単核球細胞と脳内レニン-アンジオテンシン系の関わりについての検討

脳における骨髄由来細胞の分布または機能の異常が高血圧の病態に関与しているという仮説のもとに検討を行った。骨髄由来細胞の脳室内移植は高血圧ラットの血圧や心拍数へ明らかな影響を及ぼさなかった。しかしながら同細胞は内皮細胞に比べACE2やMn-SODを多く発現しており、また、長期にわたり脳内に生着していた。脳内生着局所のレニン-アンジオテンシン系を調節しうる可能性が考えられた。「脳への骨髄由来単核球細胞の分布不全が脳内レニン-アンジオテンシン系および酸化ストレスの抑制不全をひきおこし高血圧の病態に関与している」という仮説のもと平成21年度は以下の実験を行った.目的1:高血圧ラットの骨髄由来単核球細胞では分布・生着能にちがいがあるかを調べる(1)骨髄由来単核球細胞の増殖能採取機会により骨髄由来単核球細胞の増え方に大きな違いがあり、高血圧ラットの細胞と正常血圧ラットの細胞での増殖能の違いに関しての結論は得られなかった.(2)骨髄単核球細胞の内皮細胞増殖におよぼす影響骨髄由来単核球細胞の培養上清は内皮細胞(HUVEC)の培養上清に比べHUVECのBrdUの取り込み(24時間後)を約2倍に増やした.このHUVECにおけるBrdU取り込み増加は、高血圧ラット由来骨髄単核球細胞培養上清と正常血圧ラット由来培養上清で差はなかった.(3)標識骨髄単核球細胞の自家移植実験DiIで標識した培養骨髄単核球細胞(50万個/0.35mL)を尾静脈より注入し脳内の分布を組織学的に検討したが,高血圧ラットおよび正常血圧ラットともに脳で検出できなかった.標識細胞の脳室内投与4週後に行った検討では脈絡叢,脳室周囲および一部脳実質内にDiI陽性細胞を認めた.高血圧ラットと正常血圧ラットで分布に明らかな違いはなかった.「脳への骨髄由来細胞の分布不全が脳内レニン-アンジオテンシン系および酸化ストレスの抑制不全をひきおこし高血圧の病態に関与している」という仮説のもと平成22年度は以下の実験を行った.目的1:高血圧ラットの骨髄由来細胞においてその分布・生着能にちがいがあるかを調べる.(1)標識骨髄由来細胞(間葉系幹細胞)の自家移植実験昨年度行った尾静脈からの注入実験では標識骨髄細胞の各臓器への分布が明らかでなかったため,今回,下大静脈ヘカテーテルを留置しDiI識骨髄細胞(100万個/0.1mL)を下大静脈へ確実に注入しその分布を調べた.標識細胞は肺、脾臓、腎臓で観察できた.肺ではDiI陽性細胞は肺胞壁に分布し,vVFが共陽性で内皮様の形態をしていた.観察切片内では心臓、脳への分布は明らかでなかったが今後詳細な検討が必要である.高血圧ラットと正常血圧ラットでの分布の違いに関しても同様に今後詳細な検討が必要である.目的2:骨髄由来細胞はレニン-アンジオテンシン系および酸化ストレスを抑制するかを調べる.(1)骨髄由来間葉系幹細胞におけるレニン-アンジオテンシン系の構成要素およびMn-SODの発現培養骨髄由来細胞は内皮細胞に比べACE2とMn-SODの発現が多かった.AT1受容体およびAT2受容体の発現は骨髄由来細胞と内皮細胞で明らかな違いはなかった.Mn-SODの発現は高血圧自然発症ラット(SHR)で対照の正常血圧ラット(WKY)に比べ多かった.(2)骨髄由来間葉系幹細胞に対するアンジオテンシンII(Ang II)刺激実験Ang II(100pM)刺激は24時間後のMn-SODの発現を増やした。Ang II刺激によるMn-SODの発現増加はSHR由来骨髄細胞よりWKY由来骨髄細胞で大きかった.今後数を増やし統計学的検討を行う予定である.「脳への骨髄由来細胞の分布不全が脳内レニン-アンジオテンシン系および酸化ストレスの抑制不全をひきおこし高血圧の病態に関与している」という仮説のもと平成23年度は以下の実験と学会での成果発表を行った.目的:脳への骨髄由来単核球細胞の分布不全が高血圧の病態に関与しているかを調べる.培養して増やした骨髄由来細胞を脳内へ投与し、同細胞の脳への分布増加が高血圧ラットの血圧へ影響するかを調べた。方法:ラットの脳室内へDiI標識骨髄由来細胞の投与を行い、平均血圧「(MAP)、心拍数(HR)、体重に及ぼす影響およびDiI陽性細胞の分布を調べた。注入した細胞の局在:DiI陽性細胞は注入8週後でも確認できた。脳室内投与では脈絡叢,脳室周囲、一部脳実質内にDiI陽性細胞を認めた。高血圧自然発症ラット(SHR)と正常血圧ウィスター京都ラット(WKY)でDiI陽性細胞の分布に明らかな違いはなかった。体重・循環動態に及ぼす影響:8週齢の脳卒中易発症ラットへ培養液(n=6)または自家骨髄由来細胞(n=7)の脳室内投与を行った。体重増加に差はなかった。

5週後のMAPはそれぞれ201±5、208±8 mmHg、HRは317±9、335±14 bpmであった。また、14週齢のSHRへ培養液脳室内投与(n=6)またはWKY骨髄由来細胞の脳室内投与(n=9)を行った。9週後のMAPはそれぞれ186±4、183±3 mmHg、HRは315±8、323±9 bpmであった。WKYへのSHR骨髄由来細胞の脳室内投与も循環動態へ影響しなかったが、体重増加を鈍らせた。結論および考察:骨髄由来細胞の脳室内投与は血圧や心拍数へ明らかな影響を及ぼさず高血圧の病態への関与は明らかでなかった。しかしながら同細胞は内皮細胞に比べACE2やMn-SODを多く発現しており、また、長期にわたりDiI陽性細胞を脳内で確認できたことより、今後、特殊条件下や生着局所での役割の検討も必要と考えられた。
e-Learningにおける主体的知識獲得を支援する学習環境の構築

本研究ではe-Learning学習環境における学習者の主体的知識獲得過程を支援するためにSNSを応用した学習管理システムを構築した。本システムでは学習者は個別に学習した内容をblog記事として発信する。公開された他学習者の記事で新たな知識を獲得し、さらにコミュニケーションを行いながら学習を行うことが可能となる。また、探求学習過程を支援するためにソーシャルブックマークを用いた知識共有の機能を開発した。これにより膨大なWeb情報から必要な情報を取捨選択する作業する労力が軽減される。さらに、学習コミュニティ形成支援として、学習者に対して、コンテンツやユーザの推薦を行う機能を開発した。この機能により、学習者にとって最適なコンテンツ、学習者を自動的に発見することが可能となりSNS型学習管理システムにおける学習コミュニティの活性化につながる。本年度は主体的知識獲得を支援する学習環境となる、SNSを基盤とした学習管理システムの試作、および主体的知識獲得支援機能として、ソーシャルブックマークを用いた学習支援機能の実装を中心に行った。具体的な内容としては、下記の3点が挙げられる1.学習者モデル管理機構の設計・実装試作したSNS型の学習管理システム上での学習者の活動を学習者モデルとして管理するための機構を設計、実装した。これによってSNS型学習管理システム上での学習者の理解状態、参加特性を推定することが可能となった。2.教材知識モデル作成機構の設計・実装eラーニングコンテンツから自然言語処理技術を用いて重要語を抽出し、その重要語と関連の高い語句を関連語として外部webページから抽出する。重要語と関連語をノード、重要語と関連語の関係をアークとしたネットワークグラフを求め、それを教材知識モデルとした。教材知識モデルと学習者モデルを用いて、学習者にコンテンツの推薦などの学習支援が可能となる。3.主体的知識獲得支援機能の設計・実装主体的知識獲得支援機能として、ソーシャルブックマークを用いた知識獲得支援手法を提案した。学習者は探求学習の過程で、興味・関心のあるwebページにタグ付け、ブックマークを行う。システムは学習者のタグ付け、ブックマーク活動の履歴をもとに、学習者の状態を推定し、他学習者との類似度を算出する。類似する学習者同士でブックマークしているコンテンツを推薦する機構が実現可能となった。本研究ではe-Learning学習環境における学習者の主体的知識獲得過程を支援するシステムの構築を行った。具体的には下記の3つの支援を行う機能を持つ。(1)主体的知識獲得支援学習者が記述したブログ記事からシステムが学習者モデルを生成し管理する。システムが持つ教材知識モデルと学習者モデルを照合することにより、学習者の理解状態を同定し、システムは学習者へのフィードバックを行うことで、学習の管理を行う。(2)探求学習支援ソーシャルブックマークを用いた知識獲得支援手法を提案した。類似する学習者同士でブックマークしているコンテンツを共有する機構が実現可能となった。(3)学習コミュニティ内での知識共有ブログ記事として公開された学習成果をどのように評価するかは、教授者によるところが大きく、さらに学習成果を再利用するための支援があまりなされていなかった。学習者が公開する学習成果の評価およびそれらの成果を有用な知識として学習コミュニティ内で共有し、有用な知識を他学習者に推薦する機構を構築した。SNS型学習管理システム上で学習者が公開するエントリの構造,評価項目を提案し,それを用いて他学習者のエントリを推薦する手法を提案した。この手法により、学習者から投稿されるエントリの中で有用なものが蓄積され、他学習者のための教材として再活用することが可能になる.
非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解

「人間本性(Human Nature)」の理解を可能とするニューロオシロロジーを創成することを目指して、以下のような海外との共同研究を実施した。8名を海外から招聘し共同研究を行うとともに、8名を海外の研究室に派遣し共同研究打ち合わせを行うなど、国際共同研究が着実に進んでいる。最終年度にあたり、これまでの国際共同研究の取りまとめを行う。「人間本性(Human Nature)」の理解を可能とするニューロ・オシロロジーを創成することを目指して、以下のような国際共同研究を推進した。1、米国サウスアラバマ大学神経生理学のOlivier Darbin博士が、2015年11月16日から2015年12月31日まで生理学研究所南部研究室に滞在し、霊長類モデル動物より神経活動を記録することにより、パーキンソン病の病態と治療法(feedback DBS)、とくに発振現象に注目した共同研究を行った。2、タイ王国マヒドン大学Tsui-chin Wang博士が、2016年1月19日から2016年3月31日まで生理学研究所南部研究室に滞在し、げっ歯類モデル動物より神経活動を記録することにより、ジストニアの病態に関する共同研究を行った。3、米国Yale大のKristopher Kahle博士が、2016年3月9日から2016年3月13日まで、浜松医大の福田研究室に滞在し、オシレーション研究に関して共同研究打ち合わせを行った。4、ドイツJulich大学より伊藤淳司博士を、2016年2月20日から2016年2月26日まで、京都産業大学伊藤研に招聘し、動物実験データ、臨床データの数理学的解析、モデル化について討論を行った。5、京都大学池田班のメンバー小林勝哉を、2016年1月4日から1月17日に米国オハイオ州Cleveland Clinic Epilepsy Center, Dileep Nair博士の研究室に、井内盛遠を、2016年3月9日から3月18日にドイツフライブルク大学およびイタリアCarlo Besta神経学研究所のMalco De Curtis博士の研究室に派遣した。4名を海外から招聘し(うち2名は長期)共同研究を行うとともに、2名を海外の研究室に派遣し共同研究打ち合わせを行うなど、国際共同研究が着実に進んでいる。「人間本性(Human Nature)」の理解を可能とするニューロオシロロジーを創成することを目指して、以下のような共同研究を推進した。伊藤淳司博士(ドイツ、Julich大学)を2016年6月9日から7月4日まで、大阪大学大学院生命機能研究科生命機能専攻認知脳科学講座に招聘した(B03班)。Tsui-chin Wang博士(タイ王国、マヒドン大学)を2016年4月1日から2017年3月31日まで、生理学研究所に招聘した(A02班)。Michel Le Van Quyen博士(フランス、Institut du Cerveau et de la Moelle Epiniere)を2016年11月6日から11月11日まで京都大学大学院医学研究科てんかん・運動異常生理学講座に招聘した(A03班)。Kazutaka Takahashi博士(アメリカ、シカゴ大学)を2016年11月28日から12月1日まで東北大学に招聘した(C01班)。また、高田則雄博士(慶応義塾大学医学部、公募班)を2016年9月4日から9月8日までドイツ、Central Institute of Mental Health/ University of Heidelbergに派遣した。前澤仁志博士(北海道大学歯学研究科・口腔生理学教室、C02班)を2017年1月8日から3月28日までドイツ、University Medical Center Goettingenに派遣した。野嶌一平博士(名古屋大学大学院医学系研究科リハビリテーション療法学、C02班)を、2017年2月7日から2月17日までアメリカ国立衛生研究所に派遣した。4名を海外から招聘し(うち1名は長期)共同研究を行うとともに、3名を海外の研究室に派遣し共同研究打ち合わせを行うなど、国際共同研究が着実に進んでいる。9名を海外から招聘し共同研究を行うとともに、5名を海外の研究室に派遣し共同研究打ち合わせを行うなど、国際共同研究が着実に進んでいる。計画研究班を中心に、若手ポスドクの国際研究交流を促進し、国際共同研究を進める。また各研究班のポスドク雇用においては国際公募を行うことを視野に入れて研究体制を組む。具体的には、国際動向調査委員会(森田)の、オシレーションに関する国際的な研究動向の調査分析をもとにして、本領域の発展を目指して、南部領域代表がリーダーシップをとって領域研究の方向性を決め、若手育成・交流委員会(虫明)が助言しつつ、分野横断的なポスドク相互派遣や海外の研究者招聘を企画する。各研究班からボトムアップで生まれてくる国際共同研究や分野横断的な交流計画を、若手育成・交流委員会が建設的な助言を行いつつ、競争的に領域内資金配分を行うことで、限られた研究予算を効率的・効果的に運用して、最大の研究成果を達成するように努力する。引き続き、海外からのポスドク雇用、研究者海外派遣、海外の研究者招聘などを行い、国際共同研究を推進する。

引き続き、海外からの研究者招聘、研究者海外派遣を行い、国際共同研究を推進する。最終年度にあたり、これまでの国際共同研究の取りまとめを行う。内定以降に各班に募集をかけたので、十分、応募が集まらなかった。4名を海外から招聘し(うち1名は長期)共同研究を行うとともに、3名を海外の研究室に派遣し共同研究打ち合わせを行うなどをしたが、海外への長期派遣、海外からのポスドク雇用などが十分ではなかった。(理由)海外への長期派遣、海外からのポスドク雇用などが十分ではなかった。(使用計画)引き続き、海外からのポスドク雇用、研究者海外派遣、海外の研究者招聘などを行い、国際共同研究を推進する。海外への長期派遣、海外からの長期招聘などが十分ではなかった。引き続き、研究者海外派遣、海外の研究者招聘などを行い、国際共同研究を推進する。計画研究班を中心に、若手ポスドクの国際研究交流を促進し、国際共同研究を進める。また各研究班のポスドク雇用においては国際公募を行うことを視野に入れて研究体制を組む。引き続き、海外からのポスドク雇用、研究者海外派遣、海外の研究者招聘などを行い、国際共同研究を推進する。
自殺予防に関連するメンタルヘルスリテラシーの地域特性の検討

我が国の自殺死亡率には地域差がみられるが、その差は年齢構成だけでは十分に説明できず、背景は明確でない。社会経済要因として、自殺死亡率の高い男性中高年の中でも無職者の死亡率は高く、重要なリスク集団であることが確認された。地域住民を対象とした調査により、自殺の重要なリスク要因であるうつ病のメンタルヘルスリテラシーには、性別や年齢に加えて、就労状況や都市-農村格差が関連することが示された。我が国の自殺死亡率には大きな地域差があることが知られている。地域における自殺予防対策を実践するためには、地域の実情にあった事業を計画する必要がある。人々のメンタルヘルスに関する知識と態度(メンタルヘルスリテラシー)は、本人の対処行動のみならず周囲からの支援や行政等のサービスへのアクセス性にも関連すると考えられ、メンタルヘルスリテラシーの地域差とそれに関連する要因を明らかにすることは地域における自殺予防対策の計画に有用と考えられる。秋田県O市において、30歳から69歳の住民を対象としたサンプリング調査(3対1)により、メンタルヘルスリテラシーと関連する諸要因に関する質問紙調査を行った。調査票の配布回収は行政および住民組織の協力により行い3019人より回答を得た。O市は沿岸部に位置し9地区からなる。市内9地区は市街地(2地区)と周辺地域(7地区)に分けられる。周辺地域は農林漁業従事者が多い。回答者の内訳は男性38.6%、女性54.9%であった。平均年齢は59.6歳で男女差は無かった。市街地の回答者は1060人、周辺地域は1959人であった。本年度は市街地と周辺地域のメンタルヘルスリテラシーについて検討した。うつ病について、療養には「休養が必要」との回答を選んだ割合は52%、症状に「死にたくなる」ことがあるとの回答を選んだ割合は42%、「心の弱さ」に関係しているとの回答を選んだ割合は36%、「自分はならない」との回答は13%であった。地域差として、回答者の性別、年代を調整しても「休養が必要」との回答は市街地に多く(OR=1.36、p<0.001)、「死にたくなる」との回答も市街地に多かった(OR=F1.50、p<0.001)。一方、「心の弱さ」や「自分はならない」との回答には地域差はみられなかった。今後、中山間地域での調査結果を併せた分析によりメンタルヘルスリテラシーの地域差に関連する要因の検討を行う予定である。人々のメンタルヘルスに関する知識と態度(メンタルヘルスリテラシー)の地域差とそれに関連する要因を明らかにすることは、対策に有用であると考えられる。昨年度の秋出県O市(沿岸部)に引き続き、秋出県Y市3地域(内陸部)において、30歳から69歳の住民を対象として、メンタルヘルスリテラシーと関連する諸要因に関する質問紙調査を行政および住民組織の協力により行った。回答者14261人の内訳は男性46.7%、女性53.3%であった。平均年齢は男性56.5歳、女性57.4歳であった。調査地域は市街地(2地区、回答者6907人)と周辺地域(13地区、7198人)に分けられ、周辺地域は農林漁業従事者が多い。うつ病について、療養には「休養が必要」との回答を選んだ割合は55%、症状に「死にたくなる」ことがあるとの回答を選んだ割合は40%、「心の弱さ」に関係しているとの回答を選んだ割合は35%、「自分はならない」との回答は16%であった。昨年度のO市調査ではそれぞれ52%、42%、36%、13%であり、顕著な差は無かった。回答者の性別、年代を調整しても「休養が必要」との回答は市街地に多く(OR=124, p<0.001)、「死にたくなる」との回答も市街地に多かった(OR=1.21, p<0.001)。この結果はO市と同様であった。知人のうつ病の経験には地域差は無く、知人の自殺の経験は周辺部に多かったが、メンタルヘルスリテラシーの地域差には影響が無かった。うつ病に関するメンタルヘルスリテラシーには、同じ地方自治体内の市街地と周辺地域の間であっても地域差がある可能性が示唆された。これらの背景要因についてさらなる検討が必要である。
脊髄での内臓痛伝達における神経ペプチドの関与

電気生理学的実験設備を充実させ、幼若ラットおよびマウスを用いた摘出脊髄標本からの記録を可能とした。PACAP nociceptinなどの神経ペプチドの脊髄での作用について研究を行った。<PACAPに関する研究>生後1-3日のラットより摘出脊髄標本を作製し、後根より電気刺激を入れ、同側同髄節の腰髄前根より吸引電極にて細胞外記録を行った。また脊髄に伏在神経および大腿部の皮膚を機能的に連絡させたまま摘出した標本(摘出脊髄皮膚標本)を作製し、皮膚をカプサイシン刺激し、前根より細胞外記録を行った。C線維を活性化する強度で後根を電気刺激すると時間経過の緩徐な脱分極反応(slow VRP)が前根より記録された。脊髄にPACAP受容体の選択的拮抗薬(Max.d.4)を適応するとこのslow VRPは濃度依存性に抑制された。また脊髄皮膚標本の皮膚にカプサイシンを適応して誘発される前根脱分極反応もMax.d.4により抑制された。摘出脊髄標本にPACAP受容体選択的作動薬(Maxadilan)を適応すると長時間持続する前根脱分極反応が濃度依存性に誘発され、Max.d.4の存在下ではこの反応が抑制された。幼若ラット脊髄においてPACAP受容体は侵害刺激の伝達に興奮性に関与していることが示唆された。<nociceptinに関する研究>生後1-3日および10-12日のマウスより摘出脊髄標本を作製しslow VRPに対するnociceptinの作用を調べた。どちらの標本でもnociceptinは用量依存性にslow VRPを抑制し、マウス脊髄においてnociceptinは侵害刺激に対して抑制的に働くことが示唆された。
着用性能を考慮したアパレルの外観分析と素材設計

イタリアで生産されている生地が「感性豊か」であると評価される原因を明らかにするために、典型的な日本製の生地と、対比試料としてイタリア製の生地を準備し、両者の力学特性の計測を行った。また、イタリアと日本のそれを21人の手触り評価の結果、5段階評価で、イタリア布では、春夏用4.0、秋冬用4.6に対し、日本の布では春夏用2.8、秋冬用2.4という結果で、明らかにイタリア布を高く評価していた。これらの試料について、KES-FB5圧縮試験機の加圧板を針貫通力測定用に改造した装置を用いて、両試料群の貫通抵抗を計測した。その結果、イタリア布の針貫通抵抗が日本の布に比べて非常に小さいことがわかった。これは、イタリア布では、織物を構成している経糸、緯糸が、織物の中で、しっかりふくらみを保っているのに対し、日本の布では、過剰な仕上げ処理などによって、織物自体が板のようになっているためと考えられる。(2) 2/2綾組織を持つ、スコットランド・ハリスツイードに似た触感・風合いを持つ布地に、15種類の仕上げ処理を施し、仕上げ処理による基本力学特性の変化、熱物性的変化をカトーテック製・KES-FB計測システムを用いて計測した。同時に、触感、視覚による風合い評価を、テキスタイル/ファッションビジネスに長年関わっている専門家と、同分野で学ぶ学生を被験者として、5段階評価による官能検査を行った。元布となる羊毛生地は、コースウールを用いて2/2綾構造で織り上げられている。これに、酵素処理による柔軟加工、フェルト性を利用して縮絨させたミルド加工、塩素処理による防縮加工(4段階)、プラズマ防縮加工、樹脂のコーティングなど15種類の表面加工を施し、力学特性の違い、風合い値の違い、および手触り評価との関係を解析した。試料布の曲げヒステリシス、せん断ヒステリシスに関して、処理によって元布より小さい値をとる試料から2倍以上の値を持つ試料まである。この値の変化は「こし」、「ふくらみ」といった風合いや、総合風合い(THV)、衣服にした時の仕立て映え(TAV)にも大きく影響を及ぼすことが考えられる。本研究において、表面摩擦特性の計測に、従来用いられている指先の指紋を模した接触子に代わって、指先様接触子を用いた。両者の接触子を用いた場合の表面摩擦特性値、MIU、MMD、SMDの違いを検討した。その結果、指先様接触子が、試料の表面状態の違いを明確に数値化し、手触り評価の相関が非常に高い子を用いた場合の表面摩擦特性値、MIU、MMD、SMDの違いを検討した。その結果、指先様接触子が、試料の表面状態の違いを明確に数値化し、手触り評価の相関が非常に高いことがわかり、その有効性を明らかにした。(3)羊毛織布のプラズマ処理によって、防縮性が得られ、イージーケア性が高まることは知られている。また、2次的効果として、接着性の向上がいわれている。衣服を作り上げるとき衣服の成形性を高めその形を維持する(形態保持)ために、芯地が用いられそのほとんどが接着芯地である。本研究では3種類の羊毛織物に、アルゴン低温プラズマを照射し、その接着性を未処理布と比較した。接着布はポリエステル平織にPa樹脂塗布の市販品である。処理した布と未処理の布に対して、同一条件で、ジャケット前身頃を想定した接着芯地を接着し、カトーテック製・KES-FB計測システムを用いて基本力学特性の変化と、KES-FB1引っ張り試験機を剥離強度の測定に応用し、接着性の評価に用いた。いずれの試料布においても、未処理麩に対して、プラズマ処理布では剥離強度が増加し、接着力が増す結果を得た。プラズマ処理による羊毛繊維表面のスケールの変化が、接着剤樹脂の親和性に影響を及ぼしていることが考えられる。さらに、プラズマ処理によって、曲げ特性、引張り特性にも変化がみられた。

これに、酵素処理による柔軟加工、フェルト性を利用して縮絨させたミルド加工、塩素処理による防縮加工(4段階)、プラズマ防縮加工、樹脂のコーティングなど15種類の表面加工を施し、力学特性の違い、風合い値の違い、および手触り評価との関係を解析した。試料布の曲げヒステリシス、せん断ヒステリシスに関して、処理によって元布より小さい値をとる試料から2倍以上の値を持つ試料まである。この値の変化は「こし」、「ふくらみ」といった風合いや、総合風合い(THV)、衣服にした時の仕立て映え(TAV)にも大きく影響を及ぼすことが考えられる。本研究において、表面摩擦特性の計測に、従来用いられている指先の指紋を模した接触子に代わって、指先様接触子を用いた。両者の接触子を用いた場合の表面摩擦特性値、MIU、MMD、SMDの違いを検討した。その結果、指先様接触子が、試料の表面状態の違いを明確に数値化し、手触り評価の相関が非常に高い子を用いた場合の表面摩擦特性値、MIU、MMD、SMDの違いを検討した。その結果、指先様接触子が、試料の表面状態の違いを明確に数値化し、手触り評価の相関が非常に高いことがわかり、その有効性を明らかにした。(3)羊毛織布のプラズマ処理によって、防縮性が得られ、イージーケア性が高まることは知られている。また、2次的効果として、接着性の向上がいわれている。衣服を作り上げるとき衣服の成形性を高めその形を維持する(形態保持)ために、芯地が用いられそのほとんどが接着芯地である。本研究では3種類の羊毛織物に、アルゴン低温プラズマを照射し、その接着性を未処理布と比較した。接着布はポリエステル平織にPa樹脂塗布の市販品である。処理した布と未処理の布に対して、同一条件で、ジャケット前身頃を想定した接着芯地を接着し、カトーテック製・KES-FB計測システムを用いて基本力学特性の変化と、KES-FB1引っ張り試験機を剥離強度の測定に応用し、接着性の評価に用いた。いずれの試料布においても、未処理麩に対して、プラズマ処理布では剥離強度が増加し、接着力が増す結果を得た。プラズマ処理による羊毛繊維表面のスケールの変化が、接着剤樹脂の親和性に影響を及ぼしていることが考えられる。さらに、プラズマ処理によって、曲げ特性、引張り特性にも変化がみられた。日本のアパレル製品の近年のファッショントレンドとして、紳士服、婦人服を問わず、(1)軽量化と(2)新素材化の傾向にある。そこで、現在アパレル生産に供されている素材の力学特性の特徴を捉え、従来美しい外観をつくりだすと考えられてきた素材物性に対して、どの程度変化しているのかを捉え、現在のアパレルトレンドを生かしながら、より美しい外観と着用性能を実現する衣服資材設計の指針を得ることを目的とする。本研究では、消費者のアパレル素材に関する主観的評価の実態を捉えるとともに、アパレルの美しさや外観に関する評価に近似できるような評価方法の開発を試みた。また、同時に、アパレルの温熱的快適性の見地から、服地(衣服の主素材)ばかりでなく、芯地などの副素材を組み合わせた時の熱物性値、通気性などを客観的に捉えた。さらに、羊毛素材にプラズマ処理をすることによって、羊毛の特徴である縮絨を防止することができるばかりでなく染色の色冴えがよいことが知られていることから、実際の生地が消費者、テキスタイル関係者のどのように受け入れられるかを検証した。さらに接着縫製における芯地の接着性についても現在検証中である。
粗粒材の長期劣化を考慮した新たな交通施設の維持管理方法：経験知から科学知の保守へ

鉄道・道路施設では道床材,路盤材として砕石を主体とする粗粒材を広く使用している.これまでの研究で敷設後20年以上のバラスト軌道,供用30年以上のアスファルト舗装において破砕・細粒化が生じている.細粒化が進行すると雨水浸透に伴う沈下が頻発し脱線や陥没のリスクが高まる.近年では降雨特徴の変化により突発的に変状が生じるケースが増加し,これらの予防や維持管理コストの最小化のためには道床・路盤材の交換や改良のタイミングの判断が重要となる.そこで本研究では破砕・細粒化した道床・路盤材の雨水浸透に伴う沈下特性を解明し,交換や改良の適切なタイミング・効果を科学的に評価できる新たな維持管理体系を構築する.鉄道・道路施設では道床材,路盤材として砕石を主体とする粗粒材を広く使用している.これまでの研究で敷設後20年以上のバラスト軌道,供用30年以上のアスファルト舗装において破砕・細粒化が生じている.細粒化が進行すると雨水浸透に伴う沈下が頻発し脱線や陥没のリスクが高まる.近年では降雨特徴の変化により突発的に変状が生じるケースが増加し,これらの予防や維持管理コストの最小化のためには道床・路盤材の交換や改良のタイミングの判断が重要となる.そこで本研究では破砕・細粒化した道床・路盤材の雨水浸透に伴う沈下特性を解明し,交換や改良の適切なタイミング・効果を科学的に評価できる新たな維持管理体系を構築する.
BINAPをモジュールとする新規機能性化合物の合成と応用

BINAPの有する優れた不斉誘起能を機能性材料として組み込む観点からBINAPの簡易な誘導化が求められてきた。しかしながら,これまでその鍵化合物となるヨウ素化BINAPの報告例はなかった。我々は,はじめて,ビスピリジンヨードニウムテトラフルオロボレート(IPy_2BF_4)を用いる簡易なBINAPのヨウ素化を見出し5,5'-ジヨードBINAPジオキシドをほぼ定量的に得ることに成功した。さらにヨウ素化BINAPをビルディングブロックとして,パラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応により種々の蛍光性新規BINAP誘導体の合成を行った。具体的にはジヨードBINAPジオキシドと種々のアリールアイオダイドの薗頭カップリング反応を行い,相当するエチニルアレーンBINAP誘導体を良好な収率で得た。続いて,フェニレンエチニレン誘導体の光学特性に注目し,フェニルエチニルユニットを5,5'位の両方に1-3ユニットずつ持つ,光学活性フェニレンエチニレンBINAPジオキシドを合成し,これらのキラル有機・無機ハイブリッド材料化への検討も行った。その手法は最近我々が見出した,トリアルコキシシリル基の合成等価体であるジアリルエトキシシリル基の導入によるものであり,アリルシリル基を末端に有するアリルシリルフェニルハロベンゼンをジヨードBINAPオキシドとカップリングさせ,良好な収率で目的のBINAPアリルシラン誘導体の合成を達成した。これらのゾルゲル前駆体は,BINAPオキシドの5,5'位と末端のアリルシリル基の間に,フェニルエチニル基を1ユニットもつ化合物1,2ユニットもつ化合物2,3ユニットもつ化合物3であり,357,372,379nmに最大波長吸収を示し,いずれも385,402,412nmに強い蛍光発光が観測された。またそのときの蛍光量子収率は,順に0.77,0.95.0.92の極めて高い値を示し,キラルな機能性光学材料前駆体として利用できる。研究目的で示したようにBINAPは優れた不斉誘起能を有する代表的なキラル配位子であるが,BINAPの誘導化に伴う応用的研究はほとんど行われていない.これは,BINAPの誘導化の鍵化合物であるヨウ素化BINAPの合成法が見出されていなかったことによる.申請者は本年度(2005年)の成果として,はじめてBINAPの5,5'-位にヨウ素を導入する簡便な合成法を見出した.具体的には,BINAPの酸化体であるBINAPジオキシドをビスピリジンヨードニウムテトラフルオロボレート(IPy_2BF_4)で処理し92%の高収率で5,5'-ジヨードBINAPジオキシドを得た.また17年度の研究計画に示していたように,5,5'-ジヨードBINAPジオキシドと遷移金属触媒を用いる種々のクロスカップリング反応を行った.その結果Sonogashiraカップリング反応では,トリメチルシリル基が導入された5,5'-ビス(トリメチルシリルエチニル)BINAPジオキシドを86%収率で得,続く還元により82%で5,5'-ビス(トリメチルシリルエチニル)BINAPおよびその脱トリメチルシリル体を得た.一方,鈴木カップリング反応もスムーズに進行し,BINAP-ジオキシドの5,5'-位にフェニル基,3,4-ジメトキシフェニル基および3,5-ジフルオロフェニル基をそれぞれ,82%,89%,89%の高収率で導入することに成功した.

さらに,アクリル酸エチルとのMizoroki-Heck反応を行ったところ,これも82%で目的のBINAPアクリル酸誘導体を得た.本年度の研究計画を更に発展させ,パラジウム触媒を用いる一酸化炭素存在下でのカルボメトキシ化反応を行ったところ,これも91%の高収率で目的の生成物を得た.これらは,いずれもトリクロロシランによる還元を行った後,ロジウム触媒を用いるシクロヘキセノンへのフェニルボロンの不斉1,4付加反応のための配位子として用いたところ,5,5'-ジエチニルBINAPでは反応が進行しなかったものの,他のBINAP誘導体では97%eeの高エナンチオ選択制で目的の1,4付加体を得た.昨年達成した5,5'-diiodoBINAP dioxideの新規合成に基づき,本年度はパラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応による種々の蛍光性エチニルアレーンBINAP誘導体の合成にはじめて成功した。具体的にはdiiodoBINAP dioxideと種々のアリールアイオダイドの薗頭カップリング反応を行い,良好な収率で相当するエチニルアレーンBINAP誘導体を得た。その中でも末端にプロモ原子を有する4-プロモフェニルエチニル誘導体が高収率で得られた。これまでにBINAP骨格を有するエチニルアレーン化合物の報告例はなく,これらが初めての例である。さらに,フェニレンエチニレン誘導体の光学特性に注目し,フェニルエチニルユニットを5,5'位の両方に1-3ユニットずつ持つ,光学活性フェニレンエチニレンBINAPジオキシドを合成した。続いて,これらのBINAP誘導体をキラル有機・無機ハイブリッド材料として利用するためのゾルゲル前駆体への変換も試みた。その手法は最近我々が見出した,トリアルコキシシリル基の合成等価体であるジアリルエトキシシリル基の導入によるものであり,アリルシリル基を末端に有するアリルシリルフェニルハロベンゼンをジヨードBINAPオキシドとカップリングさせ,良好な収率で目的のBINAPアリルシラン誘導体の合成を達成した。これらのゾルゲル前駆体は,BINAPオキシドの5,5'位と末端のアリルシリル基の間に,フェニルエチニル基を1ユニットもつ化合物1,2ユニットもつ化合物2,3ユニットもつ化合物3であり,357,372,379nmに最大波長吸収を示し,いずれも385,402,412nmに強い蛍光発光が観測された。またそのときの蛍光量子収率は,順に0.77,0.95.0.92の極めて高い値を示し,キラルな機能性光学材料として今後大いに期待できる。
成体嗅球介在ニューロンの神経活動依存的発達機構の解析

感覚入力は網膜、大脳皮質及び嗅球などの脳の様々な神経回路形成に必要であることが報告されてきているがその分子メカニズムについては不明な点が多い。本研究では成体においても常に新生され新たな神経回路を形成し続けている嗅球介在ニューロンの神経活動依存的な発達の分子機構について解析を行った。片鼻を閉じて匂い刺激を遮断すると嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれの長さが短くなり、枝分かれの数が減少することが明らかになった。さらに、DNAマイクロアレイ及びin situ hybridizationによる解析の結果、ロイシンリッチリピートを持った膜タンパク質である5T4の発現が嗅球介在ニューロンにおいて神経活動依存的に制御されていることが明らかになった。レンチウイルスを用いて5T4を嗅球介在ニューロンにおいて強制発現すると嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれが促進された。また、5T4ノックアウトマウスにおいては嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれが野生型に比べて減少していた。これらの結果から5T4分子は嗅球介在ニューロンにおいて神経活動依存的に樹状突起の枝分かれを制御する分子であることが明らかになった。これまでの解析により膜タンパク質5T4や転写因子Npas4が、嗅球介在ニューロンにおいて、神経活動依存的に発現していることを明らかになった。そこでレンチウイルスによる発現系を用いて5T4とNpas4分子の嗅球介在ニューロンの発達における機能解析を行った。解析の結果、5T4分子を過剰発現すると嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれが促進された。逆に5T4ノックアウトマウスでは嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれが減少していた(吉原ら, J. Neurosci. 32, 2217, 2012)。一方、Npas4分子を過剰発現すると嗅球介在ニューロンの樹状突起に存在してシナプス形成を行っているスパインと呼ばれるトゲ状の構造形成が促進された。逆にNpas4ノックアウトマウスでは嗅球介在ニューロンのスパイン密度が減少していた(吉原ら、未発表データ)。以上の解析から膜タンパク質5T4が神経活動依存的に嗅球介在ニューロンの樹状突起の分枝を制御すること、及び、転写因子Npas4が神経活動依存的に嗅球介在ニューロンのシナプス形成を制御することが明らかになった。嗅球介在ニューロンは成体においても新生され新たな神経回路を形成し続けるという興味深い特徴をもったニューロンである。この嗅球介在ニューロンの神経回路形成には匂い刺激による神経活動が必要であることが知られているが、その分子メカニズムは明らかになっていない。本研究では匂い刺激による神経活動によって発現が誘導される遺伝子の嗅球介在ニューロンの発達における機能解析を行うことで、神経活動依存的な回路形成機構の解明を目的とする。ロイシンリッチリピートをもった膜たんぱく質である5T4分子は特定の種類の嗅球介在ニューロンにおいて神経活動依存的に発現していることが明らかになった。レンチウイルスベクターを用いた5T4分子の強制発現実験および5T4ノックアウトマウスの解析から、5T4分子は神経活動依存的に嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分かれを制御していることが明らかになった。本研究の成果はJournal of Neuroscience誌の2012年2月8日号に掲載された。本年度は膜たんぱく質5T4の嗅球介在ニューロンの発達における機能解析の論文をJournal of Neuroscience誌に掲載することができた。その研究成果についてプレスリリースを行い、朝日新聞や毎日新聞などに記事として掲載された。これらのことから当初の研究計画が順調に進み、研究成果を公表できたことは十分満足できると思われる。また、次の論文への投稿するための研究成果も着実に上がっており、近くに論文投稿をする予定である。前年度に引き続き、匂い刺激による神経活動によって発現が誘導される遺伝子の嗅球介在ニューロンの発達における機能解析を行うことで、神経活動依存的な回路形成機構の解明を目指す実験を行う。その中でも転写因子であるNpas4分子は嗅球介在ニューロンにおいて神経活動依存的に発現が誘導される遺伝子であることを見出しており、嗅球介在ニューロンの発達におけるNpas4分子の機能解析を行う予定である。研究費としては、嗅球介在ニューロンの発達を解析するためのin situ hybridizationや免疫組織染色のために必要な試薬購入費に使う予定である。
フィトケラチン合成酵素を用いた多様な重金属検出が可能な高感度バイオセンサーの開発

本研究は、主にカドミウム(Cd)によって強く活性化される高等植物由来フィトケラチン合成酵素(PCS)をセンサー素子として、多様な有害重金属の検出が可能な高感度バイオセンサーを開発することを目的としている。これまでに我々は、酵母に表層提示したPCSを素子とした場合に0.02 mg/Lのカドミウムを検出できることを明らかにしているが、環境水のモニタリングに適用するためには、0.003 mg/Lの感度が必要となる。初年度は酵母表層提示PCSに代わり、精製組換えPCSを用い、さらに精製AtPCS1を2 mMEDTAで処理することにより感度が上昇し、約0.001 mg/Lのカドミウムの検出に成功した。平成29年度はさらなる高感度化を目指し、基質であるグルタチオン(GSH)に真核生物由来PCSの10100倍の親和性を有するラン藻由来NsPCSの精製酵素を入手し、精製NsPCSの解析に着手した。平成30年度は精製NsPCSの酵素学的解析を行い、反応液に用いる緩衝液の濃度・種類によって反応効率が数倍程度上昇することを見出した。また、操作の簡便性向上のため、精製NsPCSの固定化にも着手した。精製AtPCS1を用いて反応条件の最適化や、精製NsPCSの酵素学的解析を行った結果から、さらなる検出感度の向上が期待できる。これにより本研究の目的のひとつである高感度化についてはおおよそ達成できたと言えるが、もうひとつの目的である多様な有害重金属の検出についてはまだ準備段階である。今後の捜査の簡便性向上のため、精製酵素の固定化を行った後、まずは既にアミノ酸配列が明らかとなっている数種の生物のPCSについて精製組換えPCSを入手し、酵素学的解析を行う予定である。その後、これらのPCSの推定立体構造をもとに、立体構造と重金属特異性の関連性について解析を行う。得られた情報をもとに、遺伝子改変を行ったPCSを用いて種々の重金属による活性化の強さを比較評価することにより、様な重金属を検出可能なPCSの作成を行う予定である。さらに、これまでの成果をもとに反応条件の検討を行い、高感度かつ多様な有害重金属の検出が可能な実用性の高いセンサー素子の作成を行う。そこで、酵母表層提示PCSに代わり、精製組換えPCSを用い、感度の向上を目指した。精製酵素は、Arabidpsisthaliana由来のAtPCS1を発現させた大腸菌からHis-tag精製法により調製した。本酵素を用いて、カドミウム存在下、基質となるグルタチオン(GSH)を添加し、合成されたフィトケラチン(PC)をHPLC分析で定量することにより、検出感度を指標として反応条件の最適化を行った。その結果、精製AtPCS1を2 mM EDTAで処理することにより感度が上昇し、約0.001 mg/Lのカドミウムの検出に成功した。さらに、精製AtPCS1の保存安定性や他種金属イオンとの交差性を調べ、また酵素反応の最適化を図った。その結果、精製AtPCS1をセンサー素子として用いることにより、環境基準濃度のカドミウムが検出できることが示された。本センサーは、機器分析に代わる簡便かつ安価な環境水モニタリング法として有用であると考えられる。平成28年度は、これまで研究を行ってきた酵母表層提示PCSに代わり、精製AtPCS1を用いて反応条件の最適化を行った結果、検出感度の向上に成功し、環境水のモニタリングに適用可能であるこが示された。なお、検出感度の向上については現在論文投稿の準備を進めている。