hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学生産の動的過程に関する数理モデリングと国際比較実証研究

大学や研究開発企業において営まれる「知識生産」は現代知識社会の基盤を形成している。先進諸国の科学技術政策は知識生産の促進を目的として数々の施策を試みてきたが、多くの政策は近視眼的であり、特に知識生産を支える知識人材の長期的な育成の視点に欠けている。学術的にも同様の問題が存在し、知識生産と人材育成を整合的に説明する理論の構築が必要とされていた。かかる現状を踏まえ、本提案では「知識生産」と「知識人材育成」の動的過程を統合的に理解することを通じて、科学技術政策への示唆を提供することを目的とする。本計画は、主に国内外の研究機関・知識人材を対象としたフィールド調査・質問票調査、長期的な動学分析を目的とした2次データベースの構築、これらに基づく計量経済分析、また政策提言を目的とした、政策担当者に対するインタビュー調査・具体的な政策オプションの評価から構成される。初年度には日本・英国・ドイツの国際比較を目的とした質問表調査を実施し、3カ国5分野の大学研究者2,300名よりデータを収集した。更に、日本国内の研究者については、より一般的な分析を目的として関連情報を各種公開/商用データベースより収集した。さらに、政策動向・ニーズを把握する目的で、大学・政府機関の担当者を対象としたインタビュー調査を実施した。二年度目には、初年度に収集したデータを統合し、得られたデータを用いて計量経済分析を行った。さらにフィールド調査を継続し、計量経済分析モデルを再構築した。本年度(最終年度)にはフォローアップの質問表調査を国内で実施し、全てのデータを用いた分析を実施した。本研究計画は、(A)数理モデル構築、(B)国際比較調査、(C)ビッグデータ解析、(D)政策分析の4要素から成る。まず数理モデルを構築し、同モデルを検証するために海外を含めた複数国における研究機関・知識人材を対象にしたフィールド調査・質問票調査を実施する。加えて、より長期的な動学分析を目的として、知識生産活動に関連する独自のデータベースを構築し、国際比較調査データと合わせて計量経済分析に利用する。さらに、広範なステークホルダに対するインタビュ調査を実施し、政策課題や将来の政策オプションを把握し、具体的な政策シナリオをシミュレーションすることによって政策効果を予測し、政策提言に繋げる。基礎的な分析を行い、その成果を国際学会にて報告した。さらに、政策動向・ニーズを把握する目的で、大学・政府機関の担当者を対象としたインタビュ調査を実施した。更に、日本国内の研究者については、より一般的な分析を目的として関連情報を各種公開/商用データベース(科学研究費情報:国立情報学研究所、研究者キャリア情報: JST Researchmap、論文情報:Scopus/Web of Science)より収集した。以上は概ね当初の計画通りの進捗である。

さらに、政策動向・ニーズを把握する目的で、大学・政府機関の担当者を対象としたインタビュー調査を実施した。二年度目には、初年度に収集したデータを統合し、得られたデータを用いて計量経済分析を行った。さらにフィールド調査を継続し、計量経済分析モデルを再構築した。初年度には日本・英国・ドイツの国際比較を目的とした質問表調査を実施し、3カ国5分野の大学研究者2,300名よりデータを収集した。基礎的な分析を行い、その成果を国際学会にて報告した。更に、日本国内の研究者については、より一般的な分析を目的として関連情報を各種公開/商用データベースより収集した。さらに、政策動向・ニーズを把握する目的で、大学・政府機関の担当者を対象としたインタビュ調査を実施した。以上は概ね、当初の計画通りの進捗である。大学や研究開発企業において営まれる「知識生産」は現代知識社会の基盤を形成している。先進諸国の科学技術政策は知識生産の促進を目的として数々の施策を試みてきたが、多くの政策は近視眼的であり、特に知識生産を支える知識人材の長期的な育成の視点に欠けている。学術的にも同様の問題が存在し、知識生産と人材育成を整合的に説明する理論の構築が必要とされていた。かかる現状を踏まえ、本提案では「知識生産」と「知識人材育成」の動的過程を統合的に理解することを通じて、科学技術政策への示唆を提供することを目的とする。本計画は、主に国内外の研究機関・知識人材を対象としたフィールド調査・質問票調査、長期的な動学分析を目的とした2次データベースの構築、これらに基づく計量経済分析、また政策提言を目的とした、政策担当者に対するインタビュー調査・具体的な政策オプションの評価から構成される。本年度(最終年度)にはフォローアップの質問表調査を国内で実施し、全てのデータを用いた分析を実施した。二年度目には、初年度に収集したデータを統合し、得られたデータを用いて計量経済分析を行う。またフィールド調査を継続し、計量経済分析の結果と合わせて、政策分析用のシミュレーション・モデルの再構築に供する。最終年度前半にはフォローアップの質問表調査を実施の予定である。以上により全てのデータが揃う。これを踏まえ、全データを用いて計量経済分析を再度実施する。
周波数可変コヒーレントテラヘルツ波発生用2波長集積半導体レーザの研究

周波数可変テラヘルツ波発生用2波長集積レーザを構成する800nm帯波長可変単一モードレーザの試作・評価を行った。高い利得が得られるGaAsP歪量子井戸導波路を採用し、表面DBRグレーティング直上にITO薄膜ヒータを装荷した波長可変レーザと簡便に作製可能な周期的スロット構造波長可変単一モードレーザにおいて、安定した単一モード発振と良好な波長可変特性が得られた。受動導波路吸収損失低減のための量子井戸選択的無秩序化技術を確立するとともに、種々の構成の2波長集積レーザを検討した結果、上記波長可変レーザとY型結合増幅器からなる2種の波長可変2波長集積レーザの作製を進めている。本年度は2波長集積半導体レーザに集積するITO薄膜ヒータ装荷波長可変DBRレーザを作製・評価するとともに、低損失受動導波路形成のための量子井戸選択的無秩序化技術の確立に取り組んだ。1.高い利得が得られる808nm帯GaAsP歪量子井戸導波路構造を用い、DBRグレーティングを効率よく加熱できるITO透明薄膜ヒータをDBR直上に装荷した波長可変DBRレーザの作製と評価を行った。このDBRレーザをCW駆動することで、出力光パワー50mWまで良好な単一モード発振が得られた。またヒータでDBRを加熱するにともなって発振波長は798.8nmから804.0nmまで変化していき、160mWの少ないヒータ消費電力で5.2nmにわたる広い波長可変範囲が達成できた。波長可変範囲全体にわたって良好な単一モード発振が維持され、ヒータ加熱による出力光パワーの低下も2割程度であった。2.低損失受動導波路形成のため、Fイオン注入と熱処理によるGaAsP歪量子井戸の無秩序化を試みた。Fイオンを注入した試料と注入していない試料を熱処理した後、量子井戸の無秩序化の程度をフォトルミネッセンス測定により評価することで、選択的無秩序化に適した熱処理条件を見出した。また量子井戸を無秩序化した導波路と無秩序化していない導波路を形成し、カットバック法によりに両導波路の導波光伝搬損失を測定した。量子井戸無秩序化により、レーザ発振波長における伝搬損失を約15/cm低減できることがわかった。この技術を応用することによりマルチモード干渉結合器を集積した2波長レーザが実現可能となるため、この結合器の設計と試作を行い、特性を評価した。3.新規微細構造作製法であるナノインプリント技術を応用したDBRレーザや、簡便な構造で単一モード発振が得られるファブリペロー/リング複合共振器レーザについても試作と評価を行った。本年度は量子井戸無秩序化による低損失受動導波路形成技術を適用した2波長集積半導体レーザの設計・作製を行うとともに、より簡便な方法で作製可能な波長可変レーザの試作を行った。1.良好な発振特性が得られたITO薄膜ヒータ装荷GaAsP波長可変DBRレーザと、Y型結合増幅器および多モード干渉結合器を集積した波長可変2波長レーザの設計・作製を行った。これまで生じていた活性領域への電流注入に関する問題は、複雑な作製プロセスを一から見直すことにより解決できた。特に多モード干渉結合器については、確実に単一横モード2波長出力が得られるよう設計を見直し、試作した結合器から妥当な結合効率が得られた。しかし、リッジ構造導波路側面に表面荒れが生じるとともに、微細周期DBRグレーティング形状が最適ではなく、作製した集積レーザから2波長発振は得られたもののテラヘルツ波発生/検出実験を行える特性ではなかった。さらなる作製条件の最適化が必要である。2.より簡便な方法で作製可能な波長可変レーザとして、高次結合ディープエッチDBRレーザと周期的スロット構造単一モードレーザの設計・試作を行った。両レーザとも活性領域と反射領域に独立した電極を持つため波長可変特性が実現でき、後段のリッジ構造導波路への接続がよく光集積デバイスの光源に適している。試作したレーザから単一モード発振と波長可変特性が得られたが、発振波長が量子井戸利得ピークから外れており高い出力光パワーは得られなかった。しかしDBRおよびスロット周期を最適化し利得ピーク付近で発振させることで高出力化が期待でき、テラヘルツ波発生用2波長レーザの光源として応用可能性を検討する。良好な特性が得られたITO薄膜ヒータ装荷GaAsP波長可変DBRレーザのさらねる性能向上を目指し、量子井戸無秩序化による低損失受動導波路形成技術を適用したレーザを作製した。これまで生じていた電流注入の問題は作製プロセスの改善により解決できたが、微細周期DBRグレーティングの形状が最適ではなく昨年度作製した波長可変DBRレーザを上回る発振特性は得られなかった。DBRグレーティング作製条件のさらなる最適化が必要である。一方、確実に単一横モード出力を得るために2×1多モード干渉結合器の設計を見直し、量子井戸無秩序化技術を適用した結合器を試作・評価した。2つの入力導波路からレーザ光を入射させたところ、同程度のパワーの単一横モード出力が得られ、実測した導波路損失を用いて見積った値に近い結合効率が得られた。当初計画していたY型結合増幅器または多モード干渉結合器を集積した波長可変2波長レーザを実現すべく、現在、DBRグレーティングの作製条件最適化を進めている。

本年度はより簡便に作製可能な波長可変単一モードレーザとして、周期的スロット構造および高次結合ディープエッチDBRグレーティングを採用したレーザの試作と評価を行い、またこれらを光源として用いたテラヘルツ波発生用波長可変2波長集積半導体レーザの設計、試作を行った。1.周期的スロット構造波長可変単一モードレーザスロット幅0.55ミクロン、周期10ミクロン、スロット数30の周期的スロット構造を有する単一モードレーザを作製した。活性領域とスロット構造領域へ個別に電流注入できる構造とすることで、大幅な出力パワーの変動なく波長可変特性を実現することを目指した。作製したレーザから発振波長782nm付近で良好な単一モード発振が得られ、また25dB以上のサイドモード抑圧比を維持したまま2.6nmの波長可変範囲を達成した。2.高次結合ディープエッチDBRレーザ周期1.25ミクロン、溝深さ1.55ミクロン、DBR長200ミクロンの10次結合ディープエッチDBRグレーティングを用いた単一モードレーザを作製した。DBR領域にも電流注入を行うことで、波長可変特性の実現を目指した。出射端面の無反射コーティングが不十分であったためにFPモード寄生発振が生じ良好な波長可変特性は得られなかったものの、駆動条件によってはサイドモード抑圧比30dB以上の単一モード発振が得られた。3.波長可変2波長集積半導体レーザ上記の単一モードレーザを採用することで、これまで実現してきた2波長集積レーザと比較して大幅な作製プロセスの簡略化を図った2波長集積レーザの作製を行っている。周波数可変テラヘルツ波発生用2波長集積レーザを構成する800nm帯波長可変単一モードレーザの試作・評価を行った。高い利得が得られるGaAsP歪量子井戸導波路を採用し、表面DBRグレーティング直上にITO薄膜ヒータを装荷した波長可変レーザと簡便に作製可能な周期的スロット構造波長可変単一モードレーザにおいて、安定した単一モード発振と良好な波長可変特性が得られた。受動導波路吸収損失低減のための量子井戸選択的無秩序化技術を確立するとともに、種々の構成の2波長集積レーザを検討した結果、上記波長可変レーザとY型結合増幅器からなる2種の波長可変2波長集積レーザの作製を進めている。単独の波長可変DBRレーザにおいては当初の目標を達成する高出力で広い波長可変範囲のレーザ発振特性が得られたが、このDBRレーザ2本とY型結合増幅器を集積した波長可変2波長レーザについては、実際に作製したものの活性領域への電流注入に問題が生じ、発振特性を評価するには至らなかった。一方、量子井戸選択的無秩序化においては、Fイオン注入と熱処理によりGaAsP歪量子井戸を無秩序化できることを確認するとともに、選択的無秩序化に適した熱処理条件を見出した。さらに量子井戸を無秩序化した領域としていない領域に導波路を形成して両領域の導波光伝搬損失を測定し、量子井戸無秩序化によりレーザ発振波長における伝搬損失を低減できることを確認し、当初の計画を達成した。当初の計画通り、Y型結合増幅器または多モード干渉結合器を集積化した波長可変2波長レーザの作製を進め、2波長発振特性および波長可変特性を評価するとともに、フォトミクサと組み合わせた周波数可変テラヘルツ波の発生・検出実験を行っていく。また微細周期
教員養成学部における歌唱指導のためのeラーニング教材の開発

本研究の問いは,「アレクサンダー・テクニークと三次元動作解析システムを連動させることで,新たな歌唱指導法を確立できるのではないか」である。これを,歌唱指導のためのeラーニング教材の開発により立証していく。このeラーニング教材は,教員養成学部・小学校音楽科の講義での使用を目的としており,学生が,小学校教員に必要な歌唱指導法を効率的で効果的に習得していくことを可能にする。また,開発した動画教材を広くホームページに公開することで,歌唱指導に悩みを抱える現職教員との双方向のやり取りが可能となり,彼らの悩みの解決と指導に貢献できる。
死亡時刻推定におけるリアルタイムPCRの応用

法医実務への応用を目的として、日内変動することが知られている生体時計遺伝子の発現量を測定することにより、死亡時刻が推定できるかどうか検討した。対象遺伝子としてArntl、Clock、Cry、Per2を選択し、6時間ごとに安楽死させたマウス諸臓器より得たmRNAについて、リアルタイムPCRを用いた定量を行った。いくつかの遺伝子は脳や腎臓において死亡時間に依存した異なる変動が認められ、本研究をヒトへ応用することにより有効な方法となりうるものと考えられた。本研究では法医実務におけるRNAの利用を試みるために、日内変動を示すことが明らかにされている生体時計遺伝子群のmRNA量をリアルタイムPCRを用いて定量・数値化することにより、新規な日内死亡時刻の推定法の開発に向けた基礎的知見を得ることを目的する。マウス生体時計遺伝子Clock、Bmal、Cry、Perの4遺伝子をPCRの標的とし、それぞれを特異的に増幅するプライマーをデザインした。昼12時に安楽死させたマウス臓器よりRNAを調整し、RT-PCRにより標的遺伝子を増幅した。ポリアクリルアミド電気泳動によりそれぞれの標的遺伝子の増幅と特異性を観察し、さらに塩基配列を確認することでこれらプライマーが本研究においてリアルタイムPCRに供するに足るものであるとした。また、各遺伝子について異なる臓器分布があり、サンプルとして適する臓器の選択が必要であった。実験結果の考察に際し常に一定量以上の発現が確認できることが望ましいと考えた。また、さらに夜12時にサンプリングを行い同様の実験を試み、これらの結果をあわせて標的臓器として脳、肝臓、腎臓および食道が適しているものと判断した。また、研究計画において法医実務上望ましいと考えられた血液については遺伝子産物の増幅が確認できず、サンプルとして不適であることがわかった。現在はこれら2点のサンプリングに合わせてさらに朝6時及び夕6時でのサンプリングを行い、計4点において標的遺伝子の変化をリアルタイムPCRにより定量解析を行っている。しかしながら、個体間での違いも有意に認められており、サンプリング方法の改良等を試みている。本研究は時計遺伝子の発現量から死亡時刻を推定する新規な方法を確立するとともに、法医サンプルとしてこれまで利用されてこなかったRNAの有効利用についても考察することを目的としている。助成申請時においては、平成22年度に実施する動物モデルを用いた実験からの知見を平成23年度にヒトへ応用する計画であった。しかしながら動物モデルでの実験において、動物個体差に起因する実験精度に問題があったことにより当初の計画以上に時間がかかったことからヒトへの応用は達成できなかった。平成22年度での知見からサンプリングに適する標的臓器として脳、肝臓、腎臓、および食道を挙げた。このうち、実務上比較的取り扱いやすく、このなかでも高発現が認められた脳と腎臓の2つを選択し、以下の実験に供した。0時を始めとして6時間ごとに3個体のマウスを頸椎脱臼により安楽死させ、mRNA調製のために脳およ腎臓を採取した。RT-PCRによりマウス生体時計遺伝子Clock、Bmal、Cry、Perの4遺伝子の各時間における発現量を半定量的に比較した。ポリアクリルアミド電気泳動において、各遺伝子の腎臓における時間ごとに変化は脳における変化に比較しよりダイナミックであった。Clockは1日を通して比較的一定量が発現しているのに対し、BmalやPerは時間によりほぼ発現がなくなっていることが観察された。さらにリアルタイムPCRにより定量的に比較を行った。βアクチンを1として各遺伝子の発現量を評価すると、BmalとPerの発現パターンに着目することで大まかに死亡時刻を把握することが可能であるように観察された。しかしながら動物個体差が依然として大きいことから、本研究での明確な結論付けは困難であると判断した。
同期化メディアストリームコンテンツにおける高度情報統合・検索手法に関する研究

2次元データタモデルによる構築される同期化メディアストリームに対してキーワード検索手法を用いた場合に,起こり得る問題点を明らかにし,その問題が起きたときに対応できる新たな検索結果モデルを提案した。この検索モデルに必要とする理論,特に,代数的な演算やそれらの演算における性質を形式的に定義を行い、検索モデルにおける理論上の効率や性能の保証ができる重要な成果が得られた。このデータモデル及び検索モデルの効率の面での性能、有効性について検証を行った。その研究成果をまとめた英語の論文が国際的に有力なジャーナルに掲載された。当該年度は、これまでに提案してきた同期化メディアストリームにおける2次元データモデルを基にして,次の内容の研究を行った。また、その研究成果をまとめた英語の論文が国際的に有力なジャーナルに掲載された。まず、2次元データタモデルによる構築される同期化メディアストリームに対してキーワード検索手法を用いた場合に,起こり得る問題点を明らかにし,その問題が起きたときに対応できる新たな検索結果モデルを提案した。その問題点とは、検索キーワードを含む部分的なメディアストリームを検索する際に、検索結果になりうるストリームが切り離せるバウンダリの正式な定義がないという点である。次に、この検索モデルに必要とする理論,特に,代数的な演算やそれらの演算における性質を形式的に定義を行った。これらの定義によって、検索モデルにおける理論上の効率や性能の保証ができるため、重要な成果だと考えられる。また、このデータモデル及び検索モデルの効率の面での性能、有効性について検証を行うために、3種類のテストコレクションを生成し、そのデータに対して実験を行い、モデルの検証を行った。テストコレクションは、実際に使われている講義スライド・講義ビデオや教科書に基づいたデータである。この実験を行うためには、2台のコンテンツサーバを購入し、JAVA言語を用いてプロトタイプシステムも作成した。当該年度の研究の目的は、同期化メディアストリームにおける検索モデルの提案、またそのモデルの有効性や効率における検証が主なものであり、その目標を達成できた。当年度は、これまで提案してきた同期化メディアストリームにおける代数的な検索モデルの応用について研究を行った。特に、オンラインコース教材における講義ビデオ,講義資料用スライドや電子教科書といった多様なメディア情報から密接な相互関連性をもつ細かい部分を互いに有機的に統合した形で検索できる情報システムの開発を目標にし、そのために、1メディア内のきめの細かい情報単位まで容易に検索の対象にすることや2利用者の行動を同一枠組みに反映させることを可能とさせる量子論に基づいた確率検索モデルのについて検討した。研究期間全体を通じて実施した研究の成果については、交付申請書に掲載した「研究実施計画」通り研究を行い、その研究成果をまとめた英語の論文が国際的に有力なジャーナルに掲載された。具体的な内容としては、2次元データタモデルによる構築される同期化メディアストリームに対してキーワード検索手法を用いた場合に,起こり得る問題点を明らかにし,その問題が起きたときに対応できる新たな検索結果モデルを提案した。今後、このモデルの更に有効な応用について検討していく予定である。現在,eーLearningや通信教育のような応用において学習教材として利用される講義ビデオ,講義資料,電子教科書等の教育的コンテンツは,ネットワークを介して配信することが可能となっている。これらの教育素材の内容は,密接な相互関連を持っており,各素材を単にそのままの形態で発信するのではなく,互いに有機的に統合することにより,きめが細かく教育効果の高い情報を提供することができ,高い効果が望める。このような同期化メディアストリームによる情報量は,爆発的に増大していることが明らかであり,今後,それらの情報から所望の部分を容易に検索できる検索手法が必要になってくる。当研究者は、同期化メディアストリームにおける多種多様性を持つ大量の情報を組織化,次に,関連する情報の統合化を行い,無用な情報重複や不整合が生じるのを防げる2次元データモデルを提案した。このモデルの特徴は,同期化メディアストリームにおける多数のメディア間の相対関連情報,また各メディアにおける時系列情報が2次元空間上で簡単に表現できるという点である。このデータモデルの問題点としては、複数のメディアを2次元空間上の表現したときに,メディアをどの順序で表すかによって,問い合わせ結果が変わってくる可能性がある。そこで,それぞれメディアの内容自体を分析し,メディア間における相対関係を洗い出し,その結果による最も効果的な順序を自動的に生成されるアルゴリズムが望ましい。

しかし、メディアの内容分析のみにより導いたメディア間の順序が、実験結果によると、それほど効果的ではなかったことが明らかになった。そのため、メディア間の順序を決定法を今後考えていく必要がある。本研究の当該年度の研究目標は次のことであり、当初計画で想定していた通り、順調に進んでいる。まず、2次元データタモデルによる構築される同期化メディアストリームに対してキーワード検索手法を用いた場合に,起こり得る問題点を明らかにし,その問題が起きたときに対応できる新たな検索結果モデルを提案する。次に、この検索モデルに必要とする理論,特に,代数的な演算やそれらの演算における性質を形式的に定義を行う。また、このデータモデル及び検索モデルの効率の面での性能や有効性について検証を行う。本研究の初年度の目的が、同期化メディアストリームにおける情報を表すためのデータモデルの開発であった。これに従って、当研究者は、2次元データモデルによる新たなデータモデルを提案できた。そのため、当初の目的は十分達成できた。しかし、メディア間の順序を自動生成が可能とするアルゴリズムが開発できなかったため、今後の予定としては、複数のメディアの中から基盤となるメディアを一つ手動で選択し、そのメディアの内容による順序を決めていく方法を考えている。同期化メディアストリームにおける多種多様性な情報を表す2次元空間から適切な範囲部分を検索する機構においては,複数の検索キーワードを指定して検索する際に,「全てのキーワードが含まれている範囲部分」という従来の解釈による検索結果では,大量の不要な解が含まれる可能性が高く,検索の精度が落ちてしまう恐れがある。利用者にとってこのような不要な解を問い合わせ処理の早い段階で除くことによって,問い合わせ処理の効率を向上させることが考えられる。当研究者は,このような処理法の概念を既に提案しているが,この処理法を実現させるのに,逆単調性と呼ばれる特性を持つフィルターが必要である。しかし,そのようなフィルターは,これまで,数が少なく,この処理法の実用性についての実証実験ができていない。そのため,逆単調性の特性を持ちつつ,利用者の意図をより細かく示せる実用性の高いフィルターが望ましい。本年度は,逆単調性を持つフィルター概念をさらに拡張し,検索の際に入力された複数のキーワード間の位置関係や構造関係等による条件が指定できるフィルターを提案する予定である。そのために、「comprehensible retrieval unit」の概念を導入することを考えている。さらに,この手法における効率分析を行い,これに基づくシステムの有効性について結果を取りまとめ,成果を発表を行う。
金属イオンの動的特性を活かした機能性自己集合系の構築

本研究では,C3対称性を有するヘキサフェニルベンゼン誘導体をヘキサフェニルベンゼンから2段階で簡便に合成する手法を開発した.この手法を用いて3つのピリジル基を有するC3対称の三座配位子を合成し,これとZn(II)イオンから八面体型カプセル錯体を形成し,その内部に位置するアニオン性配位子を選択的に他のスルホナート系単座配位子と交換することにより,内部空間を様々な官能基で修飾することに成功した.本研究では,C3対称性を有するヘキサフェニルベンゼン誘導体をヘキサフェニルベンゼンから2段階で簡便に合成する手法を開発した.この手法を用いて3つのピリジル基を有するC3対称の三座配位子を合成し,これとZn(II)イオンから八面体型カプセル錯体を形成し,その内部に位置するアニオン性配位子を選択的に他のスルホナート系単座配位子と交換することにより,内部空間を様々な官能基で修飾することに成功した.本年度は,金属錯体型ナノカプセルの内部修飾化における研究成果を得た.ディスク状三座配位子1とZn(TfO)_2イオンから形成される六核金属錯体型カプセルZn_61_8(TfO)_<12>に対してトリフェニルホスフィンモノスルホン酸アニオン(TPPMS^-)を加えると,カプセル錯体内部にある2つのトリフラーと配位子が選択的にTPPMS^-と交換する減少を見出した.また,2つのTPPMSを含むZn(II)カプセル錯体の構造にはD_<4h>対称とC_<2v>対称の2種類の生成の可能性があるが,NMR測定の結果,C_<2v>対称の錯体のみが選択的に生成していることが明らかとなった.溶液中のけるZn(II)カプセル錯体の構造同定は^1H,^<19>F,^<31>PNMR測定および,核種2次元NMR測定により行った.さらに,2つのTPPMSを持つ錯体内部には2種類の化学環境の異なるTfOアニオンが存在するが,この内1種類についてのみさらなる交換反応が見られた.このように金属配位子となり得るホスフィンを位置選択的にカプセル内部に導入し,さらに複数種の分子を立体選択的に導入することに成功した.今後,ホスフィン部を利用した錯体形成や小分子の活性を行える機能性ナノ空間としての利用が期待される.前年度までに3つの3-ピリジル基を有するディスク状三座配位子とZn(II),Hg(I)イオンから形成される6核八面体型カプセル錯体に対し,様々なスルホナート配位子を導入すると,内部に位置する6つのトリフラートと交換し,カプセル内部を事後修飾できることが明らかとなった.今年度は,カプセル内部に金属イオンの配位部位を構築し,特異な金属錯体や化学反応場の構築を目指し,トリフェニルホスフィンモノスルホン酸アニオンを配位子としてカプセル内部の修飾化を試みた.トリフェニルホスフィンモノスルホナート用いたAN(II)カプセルへ加えると,選択的に2つのアニオンがカプセル内部のトリフラートと交換することが明らかとなった.一方,Hg(II)カプセルではリン原子をHg(II)イオン間における相互作用が強く,カプセル錯体が崩壊することが明らかとなった.2つのスルホナートが交換するカプセル錯体は2種類の構造の可能性があるが,1H,19F,31PNMR測定の解析の結果,2つのスルホナート配位子は隣接する2つのZn(II)イオン上に位置するC2v対称性を示すことが明らかとなった.カプセル錯体の結晶構造をもとにモデリングを行ったところ,2つのスルホナート配位子が近接すると立体的に不利になると考えられるが,この構造体が熱力学的に安定な種として選択的に形成したことから,2つのスルホナートの芳香環同士の相互作用等により安定化が働いていると推察される.さらに,この構造体内部には化学的に非等価な2種類のトリフラーとが存在するが,これらの存在を19FNMR測定から確認できた.そこで,これら2種類のトリフラートの対するさらなる配位子交換による選択性を確認するために,トシラートアニオンによる交換を行った結果,1種類のトリフラートが選択的にトシラートと交換することが明らかとなった.さらに,この2種のスルホナート配位子と交換した構造体について1H,19FNMR測定の結果,トシラート配位子がフェニルホスフィンモノスルホナートに近接するサイトに位置していることも明らかとなった,本研究では,ヘキサフェニルベンゼン骨格を持つ多座配位子を用いた自己組織化錯体の開発を行った。これまで、C3対称性と有する置換ヘキサフェニルベンゼンの合成を行うと置換基位置の異なる異性体の生成が起こり、効率的な合成がなかった。そこで本年度は、本研究で得られる自己集合性錯体を簡便かつ大量に行い、広い応用性を目指す意味で、構成要素となる多座配位子の合成手法の開発を推進した。その結果、臭素化したヘキサフェニルベンゼンに対して6当量のt-BuLiを低温下加えて、その後室温付近まで温度を上昇すると、ハロゲンーリチウム交換が効率的に進み、熱力学的に安定なC3対称性のヘキサフェニルベンゼン誘導体へ変換できることが明らかとなった。また、本手法を応用することで、これまで合成が極めて困難なC2v型の3つの置換基が導入されたヘキサフェニルベンゼン誘導体も効率的に合成することに成功した。

また、このヘキサフェニルベンゼン系におけるハロゲンーリチウム交換の機構やC3対称型が熱力学的に安定化する理由について、合理的なモデルとして近接するベンゼン環のイプソ位間のp軌道の相互作用による共役が重要な役割を果たしていることも明らかとなった。さらに、この手法を用いて、3つの3-ピリジル基と種々の置換基を有する歯車状の金属配位子を簡便に合成することが可能となり、本研究では、これらから得られる多核金属錯体の自己組織化挙動や安定性、光学特性を詳細に調べることがはじめて可能となった。研究計画段階において,トリフェニルホスフィンスルホナートを選択的に導入できるか,導入数やその位置選択性については,分子モデルでは明確では無かった.しかしながら、実際に研究を進める中で,このモノスルホナートが極めて高い選択性を示し,カプセル内部を修飾できることが明らかとなった点は計画以上とも言えるが,構築されたカプセル錯体に対する,金属イオンの集積化や新規錯体形成等の研究について次年度に詳細に検討することとなり,おおむね計画通りであると言える.24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度までに明らかとなった特異なカプセル錯体を利用し,内部に金属イオンを土導入する試みや,特異環境におかれたリン原子を利用した反応化学を進める予定である.特に,カプセル内部に導入された2つのリン原子は近接しているものの,一つの金属イオンに適切に配位できる空間配置に無いことが分子モデリングから推測され,このことから,カプセル内部に導入された金属イオンは高い反応性を示すと期待される.さらに,カプセル内部の空間により高立体選択性の発現も期待される.24年度が最終年度であるため、記入しない。
呼気圧制御と言語リズムの関係―音声教育への応用可能性

言語類型上異なる音声発話における言語リズムと呼吸のメカニズムを利用した呼吸制御の関係を探った。手法として,呼吸ピックアップを用いて腹筋と胸筋の動きを計測し,音響特性との相関を見た。結果、異なる言語話者ごとに異なる腹筋・胸筋の使い方をすること、また、習熟度が上がるにつれ母語話者に近い腹筋・胸筋の使い方ができること、さらに、異言語話者間の腹筋・胸筋の使い方の差は音響特性の異同とは異なることも明らかになった。本研究の第一の目的は,音声発話における言語リズムと呼気圧制御の関係を探ることである。次に,その結果を発音教育に活かす方法を探ることである。一つ目の実験では,日本人英語学習者が日本語と英語の物語を朗読した場合の音声と呼吸制御がどのように関係しているかを、(1)ピッチと音圧、(2)胸筋と腹筋、(3)胸筋とピッチ、(4)腹筋とピッチ、(5)胸筋と音圧、(6)腹筋と音圧、の其々の相関を信号処理と統計処理した。比較のために,英語話者のデータも取り入れた。結果,日本語話者と英語話者が日本語と英語で朗読をした場合、大きな差がでたのは音響特性(ピッチと音圧)の相関であった。言語にかかわらず胸筋と腹筋の相関は日本語話者のほうがわずかに大きかった。朗読言語による標準偏差の違いは日本語話者により大きく出た。二つ目の実験では,上記6種の相関に加え、喉頭制御(声帯振動)との相関も見るためラリンゴグラフを用いた。そして、(1)ピッチと音圧、(2)胸筋と腹筋、(3)胸筋とピッチ、(4)腹筋とピッチ、(5)胸筋と音圧、(6)腹筋と音圧、(7)胸筋と声帯振動、(8)腹筋と声帯振動の8種類の相関を信号処理による統計で比較した。加えて、腹筋や胸筋の動きのピークと、ピッチと音圧のピークの相関を比較した。また、呼吸のメカニズムや調音運動を考え、胸筋、腹筋、ピッチ、音圧や声帯振動の時差の確認と、腹筋・胸筋とピッチと音圧の時差を見た。結果,(1)胸筋・腹筋と喉頭(声帯振動)の相関はなく、言語話者にも朗読言語にも関係しないことが分かった。また、ピークの比較から(2)日本語話者は言語にかかわらず、ピッチと音圧の変化は見られないが、英語話者は言語によりそれらを変化させることが判明した。さらに時差の比較で(3)英語話者の方が胸筋と腹筋の時差が大きく、日本語朗読より英語のほうが時差は大きいことが分かった。本研究の目的は,音声発話における言語リズムと呼気圧制御の関係を,腹筋や胸筋の動きの信号・呼気量信号・音響信号の相関を統計解析することで,これら3者の連動性・相関性を見出すというものである。平成26年度において行った実験の結果,および成果発表でわかった点を以下に挙げる:(1)口・鼻からの呼気圧計測にエアフローマスクを用いた実験のパイロットテストを行った。その結果,まず,口と鼻を分ける必要があること,鼻からだけの呼気圧計測は現状の器械では無理と判断された。口からの呼気圧計測はエアフローマスクが固定した形状をしているため,どうしても口の隙間から呼気が漏れる。そのため,十分な実験結果が得られないと判断した。従って,当初の計画の一つであった口・鼻からの呼気圧計測にエアフローマスクを用いた実験は成果が十分に得られないことが判明した。よって,この計画は断念することにした。(2)当初女性被験者では,特に胸に関して,胸筋の動きが十分に計測できないと予測していた。しかし,呼吸ピックアップをずらし調整することである程度の計測ができるとわかってきた。また,メタボリックな男性被験者は脂肪が邪魔して被験者から除外していたが,呼吸ピックアップをずらし調整することである程度の計測ができるとわかってきた。(3)音響特徴量(ピッチや音圧)と腹筋や胸筋の動きの相関について,男女の被験者に共通点が多く見られた。他方,同じ言語でも,腹筋や胸筋の動きに関して男女の差異がわずかに見られた。同じ言語話者が修得を目指す外国語を発話した場合に母語の影響が腹筋や胸筋の動きに見られた。本研究の目的は、音声発話における言語リズムと呼吸のメカニズムを利用した呼吸制御の関係を探り、これらの研究成果を基に音声教育への応用可能性を探ることであった。具体的には、物語を母語と外国語で朗読した場合の音声産出における言語リズムと呼気圧制御の関係であった。実験手法として,発話時の呼気圧制御は,呼吸ピックアップを用いて腹筋と胸筋の動きを計測し,同時に録音して、(1)ピッチと音圧、(2)胸筋と腹筋、(3)胸筋とピッチ、(4)腹筋とピッチ、(5)胸筋と音圧、(6)腹筋と音圧、(7)ポーズの其々の相関を信号処理と統計処理により比較した。すでに得られた知見として、1日本語話者,英語話者と中国語話者の比較を行い、話者の言語によって腹筋・胸筋の動きが異なる、2日本語話者と英語話者の比較では、音響特性の相関に差がある、3日本語とポーランド語の女性話者の差は、腹筋・胸筋と音響特性の相関が逆である、4日本語話者とフィンランド語話者の男性比較では、音響特性に差が見られたが、母語と外国語の差はフィンランド語男性話者だけ見られた、5日本語話者の男女では、音響特性の相関に差が見られることが判明した。

平成27年度には、日本語話者、英語話者、フィンランド語話者の男子の比較を行い、(a)日本語話者と英語話者の類似に対して、フィンランド話者は逆である、(b)ピッチと音圧の相関は母語より外国語のほうが大きい、(c)腹筋・胸筋と喉頭制御は別々にリズムの産出に作用していると予測されることを明らかにした。さらに、フィンランド語話者の男女に対して、母語および外国語(日本語・スウェーデン語)の3言語を発話させたが、母語と外国語では異なる腹筋・胸筋の使い方をすることが分かった。いずれの言語話者についても、習熟度が上がるにつれ、母語話者に近い腹筋・胸筋の使い方ができることや異言語話者間の差は、音響特性の異同とは異なることも明らかになった。言語類型上異なる音声発話における言語リズムと呼吸のメカニズムを利用した呼吸制御の関係を探った。手法として,呼吸ピックアップを用いて腹筋と胸筋の動きを計測し,音響特性との相関を見た。結果、異なる言語話者ごとに異なる腹筋・胸筋の使い方をすること、また、習熟度が上がるにつれ母語話者に近い腹筋・胸筋の使い方ができること、さらに、異言語話者間の腹筋・胸筋の使い方の差は音響特性の異同とは異なることも明らかになった。被験者について,英語話者L1(英国英語,米国英語等)および日本語話者EL2の被験者(男女)について,相当数を録音・計測・計算して,比較検討してきた。また,予定通り,国内・国外学会や会議で発表もしてきた。これらの実験は,当初予定したパイロットテストというよりかなり本格的な実験を行えている。さらに予定していた言語類型上異なり腹式呼吸言語と言われる声調言語(例:中国語),ゲルマン語(例:ドイツ語),ロマンス語(例:フランス語)に加え,腹式呼吸言語かどうか不明のウラル系言語(例:フィンランド語),スラブ語(例:ポーランド語)話者すべてについて,パイロットテストや一部本格的実験も実施できている。音声学3年計画のうち,これまでの2年間は呼吸ピックアップを用いて,ヘッドセットマイクロフォンで音声を同時録音し,腹筋と胸筋および音響特徴量(ピッチ・音圧)を信号処理技術を用いて統計解析し,夫々の相関性を見てきた。最終年度においては,上記の実験に加え,呼吸ピックアップを当初予定していた2本から4本にして,さらに,腹筋や胸筋の動きを見たい。被験者は,計画していた言語に加え,新たにスウェーデン語(ゲルマン語系)話者も対象とする。パイロットテストの結果,本研究の基礎となる日本語(話者)との比較上,また,第二言語習得上興味深い知見が得られそうな見通しが立ったからである。また,これまでの総まとめも行い,積極的に成果を国際誌などにも投稿する。呼吸ピックアップ(ストランゲージ)を用いての実験はほぼ順調に推移している。特に,平成25年度は日本語話者だけを被験者として予定していたが,その他の言語話者もデータを獲得できた点は予定より進展している。他方,平成25年度の日本語話者20名という数値は満たしていない。それでも,日本語を含めた複数言語話者による腹・胸の筋肉の動きだけの観察で明らかになったことは,全く母語と異なる外国語でも,習熟度が上がると腹・胸の筋肉の動きが母語話者に近くなる傾向が見られた点である。また,腹・胸の筋肉の動きが比較的連動する言語とあまり連動しない言語がある,という点も分かってきた。予定より早く,腹・胸の筋肉の動きの相関だけでなく,音響特徴量との相関も一部統計解析することができた。
閉塞性肺疾患の重症化に関わるエクソソームmicroRNAの同定と臨床応用

難治性喘息患者では健常者および軽症・中等症喘息患者に比較して血清エクソソームRNAのプロファイルが変化していた。microRNAの解析では難治性喘息患者において有意に上昇している4つのmicroRNAを同定し、パスウェイ解析ではErbB signaling pathwayやNeurotrophin signaling pathwayがそれらにより制御されうるものとして同定された。エクソソームは細胞から分泌される小胞であるが、近年、エクソソームには様々な蛋白質や核酸が含まれていることが報告され、特に多くの遺伝子や蛋白発現制御に関与しているmicroRNAが内包されており、そのプロファイルを解析することで非侵襲的なバイオマーカーとなりうることが期待されている。一方で慢性呼吸器疾患の代表である気管支喘息患者の中には重症化・難治化に至る症例も存在し臨床上大きな問題となるが、そのメカニズムは未だ不明であり、また予測することも困難である。本研究で、北海道難治性喘息コホート研究に参加している喘息患者のうち、難治性喘息群4名と軽症・中等症喘息群4名、さらに健常者4名の血清よりエクソソーム分画のみを採取後にRNAを抽出し、次世代シーケンサーにてRNAシークエンシングを施行した。その結果、難治性喘息群では他群と比べてantisense to repeatelementsの減少やantisense to exonsとunannotated RNAの増加が認められるなど、末梢血エクソソーム内のRNAプロファイリングが変化していることが示された。さらにmicroRNAの解析では、難治性喘息群においてmiR-128、miR-140-3p、miR-196b-5p、およびmiR-486-5pが他群に比較して有意に上昇しており、DIANA-mirPath解析では、ErbB signaling pathway、focal adhesion、およびNeurotrophin signaling pathwayがこれらの上昇していたmicroRNAにより制御されうる上位のパスウェイとして同定された。喘息の難治化に関係する末梢血エクソソーム内のmicroRNAの候補を同定できているため。本研究では閉塞性肺疾患のうち、気管支喘息患者の末梢血エクソソームRNAを次世代シーケンサーにて解析した。北海道難治性喘息コホートに参加している喘息患者のうち、難治性喘息4名と軽症・中等症喘息4名、さらに健常者4名の血清よりエクソソーム分画のみを採取後にRNAを抽出し、次世代シーケンサーにてRNAシークエンシングを施行した。その結果、難治性喘息群では他群と比較してantisense to repeatelementsの減少やantisense to exonsとunannotated RNAの増加が認められるなど、末梢血エクソソーム内のRNAプロファイリングが変化していることが示された。さらに、microRNAの解析では、難治性喘息群においてmiR-128、miR-140-3p、miR-196b-5pよびmiR-486-5pが他群に比較して有意に上昇しており、パスウェイ解析ではErbB signaling pathway、focal adhesion、Neurotrophin signaling pathwayがこれらの上昇していたmicroRNAにより制御されうるものとして同定された。最終年度においてこの知見を検証すべく、別の難治性喘息4名、軽症・中等症喘息4名、健常者4名より同様の解析を施行したが、うち数検体のエクソソームRNAの品質が極端に低下しており、次世代シーケンスによる解析が不可能な状況であった。今後、さらに新たな検体を用いてRNAシークエンシングの結果を検証していく予定としている。北海道難治性喘息コホート研究に参加しているより多くの喘息患者の保存血清検体を用い、前述の解析で同定したmicroRNAの発現を定量的PCR法にて検証を行う。さらにin vitroで候補microRNAの機能解析を行う。呼吸器内科学遺伝子発現解析をより詳細に行うにあたり、次年度交付分と合わせた予算を用いて購入すべき物品費が生じたため。
肺癌患者に対するオーダーメイド治療を目的としたマイクロアレイによる遺伝子発現解析

本研究は当施設の生命倫理委員会において受理されたため、2002年7月から2003年12月までに当施設で手術を施行した肺癌症例のうち、遺伝子発現解析に関してインフォームドコンセントを行い、承諾を得た64症例の手術後摘出検体より腫瘍組織検体と正常肺組織検体を採取し、total RNAを抽出した。個々の検体を匿名化した状態で、機能既知である10000遺伝子を対象としてマイクロアレイによる発現解析を行った。臨床病理学的背景因子として、性別、喫煙指数、組織型、リンパ節転移、再発等の臨床データを登録し、各臨床病理学的因子とマイクロアレイ解析による遺伝子発現の特徴を検討した。遺伝子発現解析の結果、腺癌に関連する81遺伝子、扁平上皮癌に関連する304遺伝子の抽出が可能であった。組織型判別のために、これらの遺伝子発現量の重み付けを行い、最適な遺伝子群を決定するために統計学的解析を行った。腺癌、扁平上皮癌それぞれを判別する遺伝子群を抽出し、前向き試験による解析を行ったところ、組織型判別率は腺癌、扁平上皮癌ともに良好な結果であった。同様に肺癌リンパ節転移陽性症例を対象にマイクロアレイ解析をおこない、リンパ転移に特徴的な34遺伝子を抽出することが可能であった。我々の検討では,マイクロアレイによる遺伝子発現解析によって原発性肺癌の組織型に特徴的な遺伝子群、リンパ節転移に関連した特徴的な遺伝子群を抽出することが可能であった。これらの抽出された遺伝子群は肺癌の新たな病型診断に関連する因子や、肺癌リンパ節転移の診断・治療に関連する因子を含むことが示唆された。本研究は当施設の生命倫理委員会において受理されたため、インフォームドコンセントの得られた52例の肺癌患者からの手術後摘出検体より腫瘍組織検体と正常肺組織検体を採取し、mRNAを抽出した。個々の検体を匿名化した状態で、oligoDNAマイクロアレイ解析を行った。対象としたDNAは既知の機能を有した10000遺伝子とし、その発現解析を行った。臨床病理学的背景因子として、性別、年令、喫煙指数、病理組織型、腫瘍径、臓側胸膜浸潤、肺内転移、リンパ節転移、再発等の臨床データを登録し、各臨床病理学的因子とマイクロアレイ解析による遺伝子発現の特徴を検討した。その一部は、2003年日本肺癌学会総会にて発表した。さらに2004年American Association for Cancer Researchの95th AnnualMeetingにて発表予定である。また、関連研究として小細胞肺癌の細胞株を用いて放射線照射後の生存曲線を求め、マイクロアレイ解析を行って放射線感受性株と抵抗性株の遺伝子発現の相違を検討した。その一部を2003年日本肺癌学会総会にて発表した。本研究は当施設の生命倫理委員会において受理されたため、インフォームドコンセントの得られた64例の肺癌患者の手術後摘出検体より腫瘍組織検体と正常肺組織検体を採取し、total RNAを抽出した。個々の検体を匿名化した状態で、oligoマイクロアレイ解析を行った。現時点で匿名化検体は130例である。機能既知である10000遺伝子を対象として発現解析を行った。その一部は、2004年の米国癌会議の95th Annual Meeting、日本胸部外科学会定期学術集会、日本肺癌学会総会にて発表し、さらに2005年米国癌会議の96th Annual Meetingにて発表予定である。
カルシウム流入を司る受容体・チャネルとカルシウム結合蛋白の相互制御メカニズム

われわれはCa2+透過性AMPA受容体とcalbindinD28K等のCa2+結合蛋白が共発現する傾向をみいだし(Kondo et al.,1997,2000)、これまでこの共存の意義を追求してきた。培養系において、AMPA受容体刺激で特異的にcalbindinD28Kが樹状突起や細胞体から核や軸索に局在をかえること、核への移行がCREBのリン酸化をひきおこすこと、さらにcalbindinD28Kの細胞質存在がCa2+透過型AMRA受容体の細胞表面発現を促進することを見い出している。このCa2+透過型AMPA受容体とcalbindinD28Kが共存することで、Ca2+透過型AMPA受容体の膜発現が促進され、その結果AMPA刺激依存的に流入したCa2+によってcalbindinD28kが核に移行し、CREBのリン酸化を促進している系、を"Ca2+透過性AMPA受容体-calbindinD28k情報伝達系"として提唱している。(1)AMPA受容体の膜発現についてはさらにビオチン免疫沈降法をもちいて検討したところ、カルシウム非透過型AMPA受容体よりもカルシウム透過型AMPA受容体において、CalbindinD28kの共存により膜発現が増強することがあきらかとなった。(2)細胞内カルシウムキレーターであるBAPTA-AMを添加することにより、Ca2+透過型AMPA受容体の膜表面発現が上昇することを見出した。従って、カルビンジンによる、Ca2+透過型AMPA受容体の膜表面発現促進はカルビンジンのカルシウムキレート作用によるが示唆される。(3)NMDA受容体の膜発現についてもカルビンジンの影響を検討した。NR1とNR2Bをアデノウイルスベクターを用いて培養細胞に導入したところ、カルミンジンの共存によってNR2Bの膜発現が増強した。これはカルビンジンの効果が、Ca2+透過型AMPA受容体に限らないことを示している(4)光り刺激によって視覚領においてカルビンジンの核移行とCREBのリン酸化が観察された。このことはin vivoにおいても"Ca2+透過性AMPA受容体-calbindinD28k情報伝達系"が機能していることを示唆している。われわれはCa^<2+>透過性AMPS受容体とcalbinainD28K等のCa^<2+>結合蛋白が共発現する傾向をみいだし(Kondo et al.,1997,2000)、これまでこの共存の意義を追求してきた。培養系において、AMPS受容体刺激で特異的にcalbindinD28Kが樹状突起や細胞体から核や軸索に局在をかえること、核への移行がCREBのリン酸化をひきおこすこと、さらにcalbindinD28Kの細胞質存在がCa^<2+>透過型AMPA受容体の細胞表面発現を促進することを見い出している。このCa^<2+>透過型AMPA受容体とcalbindinD28Kが共存することで、Ca^<2+>透過型AMPA受容体の膜発現が促進され、その結果AMPA刺激依存的に流入したCa^<2+>によって

calbindinD28kが核に移行し、CREBのリン酸化を促進している系、"Ca^<2+>透過性AMPA受容体-calbindinD28k情報伝達系"を以下の2つの面から追求する。さらに、細胞内カルシウムキレーターであるBAPTA-AMを添加することにより、Ca^<2+>透過型AMPS受容体の膜表面発現が上昇することを見出した。従って、カルビンジンによる、Ca^<2+>透過型AMPA受容体の膜表面発現促進はカルビンジンのカルシウムキレート作用によるが示唆される。NMDA受容体の膜発現についてもカルビンジンの影響を検討した。NR1とNR2Bをアデノウイルスベクターを用いて培養細胞に導入したところ、カルミンジンの共存によってNR2Bの膜発現が増強した。これはカルビンジンの効果が、Ca^<2+>透過型AMPA受容体に限らないことを示している。われわれはカルシウム透過型AMPA、受容体とカルシウム結合蛋白であるcalbindinnD28kが共存し、機能相関があることを明らかにしつつある。一方、カルシウム透過型AMPA受容体のほかにもカルシウム流入経路としてNMDA受容体や膜電位依存性Caチャネルがあり、それらについても検討した。(1)Cos細胞にNMDA受容体(NR1,NR2B)をGFPあるいはCalbindinD28kと共発現させ、数日後にビオチンを添加し、細胞膜タンパクをラベルする。ストレプトアビジンビーズでビオチン化蛋白単離し、ウエスタンブロットにて、NR2Bサブユニットを抗体で検出したところ、calbindinnD28kの共存によってNR2Bの膜発現が増加した。この効果はNMDA受容体のアンタゴニストであるAPVで部分的に、MK801によってほぼ完全になくなった。従ってcalbindinnD28kはカルシウム透過型AMPAへ受容体のみではなくNMDA受容体についても、膜表面発現を促進することが明らかとなった。膜電位依存性Caチャネルについては、今後検討する予定である。(2)CalbindinD28kの作用メカニズムを明らかにするために、同じカルシウム緩衝作用のあるBAPTAを細胞内にAM体をもちいて導入したところ、カルシウム透過型AMPA受容体サブユニットGluR1の膜表面発現が増加した。従って、CalbindinD28kの作用はそのカルシウム緩衝作用にあることが示唆される。(3)CalbindinD28kとともにカルシウム緩衝作用のあるparvalbuminに関しても検討したが、GluR1の細胞膜表面発現促進作用は見出されなかった。これはparvalbuminの発現が充分でなかったためである可能性があり、今後さらに検討する予定である。