hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱流体解析による補助循環システムの血液適合性評価法の提案

左心室内腔のモデルを計算機上に構築し、連続流ポンプによる完全拍出補助状態における心室内血流を数値解析した。また、このモデルと同一の内腔形状を有する透明シリコーン製流路(心室モデル)を作製し、これに心室モデル出口側(大動脈弁側)から挿入した脱血用カテーテルを通して遠心ポンプにより流体を汲み出し、タンクを介して心室モデル入口(僧房弁側)へと送液する循環回路を構築した。数値解析と同一の条件でポンプを駆動したときの心室モデル内の流速分布を粒子画像流速測定法により測定した。両者の比較から、数値解析結果の妥当性を確認した。壁せん断応力の分布より心室内の壁近傍流れを調べ、血流鬱滞箇所を明らかにした。また、カテーテル先端付近に複数設けられた側面孔による壁面洗い流し効果が確認された。赤血球変形挙動の解析:円錐平板間に赤血球を微量添加した高粘度溶液を挟み、円錐を回転させることにより、せん断流れを生成し、溶液中の赤血球に非生理的な高いせん断応力を負荷した。円錐回転速度の変化により、赤血球に非定常せん断応力を負荷し、変形、流動する赤血球を顕微鏡対物レンズを通して高速度ビデオカメラで撮影し、赤血球の変形挙動を解析した。非定常せん断流中での赤血球の変形過程から赤血球の粘弾特性を調べ、赤血球力学モデル及び損傷モデルの構築のために必要なデータを得た。心室内血流解析:補助循環装置の心室内血流解析手法についての提案を行った.24年度に試みた,重合メッシュを用いる計算手法は,心室内腔モデル(流体領域)と脱血管モデル(固体領域)とを別の計算格子として用意しておき,両者の重ね合わせを調整するのみで流体解析を実行でき,同一の心室モデルで異なる脱血カニューレ形状,挿入方向,深度による心室内血流を比較するのに好適な方法であることを示した.また,境界条件に心室壁の移動を組み込んだ数値流体解析を行い,部分拍出補助下の心室内血流動態の心周期内の変化を調べることに成功した.赤血球変形解析:非定常せん断流中での赤血球変形過程を高速度観察し,その結果から赤血球の粘弾特性をモデル化した.このモデルに基づき,軸流型血液ポンプ内流血流の数値流体解析の結果からポンプ内を通過する赤血球に作用するせん断応力を算出した上で,ポンプ入口から出口までの赤血球変形を推定した.インペラ外縁付近を通過する経路を取る極わずかの血球をのぞき,ほとんどの血球は大変形を伴わないことが示唆された.血液ポンプ設計指針の基となる情報を得ている.血球損傷度評価法:血液ポンプ等の血液接触型機器の溶血試験の結果に影響を及ぼす試験用血液の初期性状,また溶血試験において崩壊に至らず残存した赤血球に蓄積した損傷度を光学的に簡便に評価する方法を提案した.(1)心室内血流解析:左心室内腔形状の計算機モデル及びシリコーン製流路を作製し、連続流ポンプによる完全拍出補助の状態での心室内の流動を数値的及び実験的に明らかにした。両者の比較から解析結果の妥当性を確認した。また、心室壁の運動を含む部分拍出補助状態を模擬した心室内血流を実施するための計算機モデルを構築し、壁運動のモデリングまで完了している。(2)赤血球変形挙動の解析:円錐平板型せん断負荷装置及び高速度顕微観察系を用い、赤血球の変形挙動を解析し、非定常せん断流中での赤血球の変形過程から赤血球の粘弾特性を調べた。赤血球の力学特性の温度依存性を調ためのせん断負荷装置の改修について、23年度は設計まで完了している。(1)において当初予定より若干の進展、(2)において若干の遅れが認められるが、全体としておおむね順調に進展している。心室内血流解析:これまでの数値
糖尿病性血管合併症の新しい危険因子としての血小板12-LOX(lopoxygease)活性の意義

glycemic controlが不良であっても腎症が発症しない糖尿病患者の存在が知られており、糖尿病性腎症の発症機序の詳細は不明である。この研究は糖尿病性腎症と活性が高いにも拘らずその臨床的意義が不明な血小板12-LOXとの関連性を明らかにすることである。初年度は63名のNIDDM患者と18名の健常者の血小板12-LOXを測定しNIDDM患者では性、年齢、BMIを一致させた健常者に比べ血小板12-LOX活性が有意な低下を認めた。また血小板12-LOX仮性は血糖control markerと弱いながら有意な相関性を示した(12-LOX vs HbA_<1c>:r=-0.354, p<0.01, 12-LOX vs fructosamine : r=-0.29, P<0.05, 12-LOX vs 1, 5-anhydroglucitol : r=0.369, P<0.01)。その成果を踏まえて次年度は血小板12-LOX活性と糖尿病性腎症との関連性を検索した。まず前述したNIDDM患者を12-LOX活性(ng/10min/5×10^7PLT)が1.1以上の正常群(N=18)と1.09以下の低下群(N=40)に区分しHbA_<1c>値(%)と尿microalbuminの排泄量(21 ; 00p.m.6 : 00a.m.: mg/1)を、しれぞれ測定した。その結果12-LOX活性低下群ではHbA_<1c>値と尿microalbuminの排泄量との間に有意な相関は認めた(r=0.547, P<0.002)が、正常群では有意な相関は認めなかった。さらに罹病期間5年以上の12-LOX活性低下群(N=13)の尿microalbumin排泄量は性、年齢、罹病期間を一致させた12-LOX活性正常群(N=13)に比べ有意に高値を示した(student-t test : P<0.04)。最近、血小板12-LOXが血小板phosphlipase A_2活性を抑制することが報告されており、今回明らかにされた糖尿病における血小板12-LOX活性の低下は血小板phosphlipase A_2活性亢進→TXA_2産生亢進→血小板凝集亢進を介して糖尿病腎症の発生・進展に関与していると推定された。したがって糖尿病における12-LOXの活性低下は腎症発生・進展の危険因子であると考えられた。

[目的]本研究は血小板12-LOX活性異常が糖尿病性腎症の危険因子であることを明らかにすることにある。その第一stepとして、本年度は糖尿病における血小板12-LOX異常の存在を検索した。[結論]糖尿病群の血小板12-LOX活性は性、年齢、BMIを一致させた健常群に比べ有意な低下を認め、糖尿病における12-LOX異常の存在が明らかにされた。昨年度は糖尿病患者の血小板12-LOX活性は健常者に比べて有意に低下し、HbA_<1C>との間に弱い相関性があることを明らかにした。本年度は血小板12-LOX活性と糖尿病性腎症との関連性を検索した。1.対象:前年度12-LOX活性(ng/10 min/5×10^7 PLT)を測定した糖尿病患者を1.1以上の正常群(N=18,年齢57.4±14.9、男性12、女性6)と1.09以下の低下群(N=40、年齢58.2±12.2、男性25、女性15)に区別し対象とした。2.方法:(1)尿中microalbumin:検査前日21:00時に排尿後絶食し翌朝6:00時まで蓄尿して得られた尿を試料として免疫比濁法で測定した。(2)HbA_<1C>:早朝空腹時に採血しHPLC法により測定した。3.成績:(1)12-LOX活性低下群ではHbA_<1C>値と尿microalbumin排泄量との間に有意な相関を認めた(r=0.547,P<0.002)が正常群では相関を認めなかった。(2)12-LOX活性低下群(罹病期間5年以上、N=13)の尿microalbumin排泄量は性、年齢、罹病期間を一致させた12-LOX活性正常群(N=13)に比べ有意に高値を示した。(P<0.04)。4.考察・結論:今回、糖尿病では血小板12-LOX活性が有意に低下し、12-LOX活性低下群は正常群に比べ尿microalbumin排泄増加を有意に認めた。さらに12-LOX活性低下群ではHbA_<1C>値と尿microalbumin排泄量が相関するにも拘らず、12-LOX活性正常群では相関性が認められなかったことは血小板12-LOX活性の低下が糖尿病腎症の発生・進展の危険因子であることを示唆している。血小板12-LOX活性の低下によって腎症が発生・進展する機序については、最近「血小板12-LOXが血小板phosphlipase A_2活性を抑制する」ことが報告され、12-LOX活性低下が血小板phosphlipase A_2活性を亢進させTXA_2産生の亢進を招来し血小板凝集を亢進させるためと推定された。
大脳基底核ニューロン活動マッピングとパーキンソン病リハビリテーションの実験的開発

パーキンソン病の症状を緩和するため、大脳基底核のニューロン活動を反映したリハビリテーションを実験的に開発する。病変部位に入出力する領域のニューロン活動を調べる。これを活用して筋固縮、寡動、歩行障害等のパーキンソン病の症状進行に合致したリハビリテーションを施し、その効果を評価する。パーキンソン病で基底核ドーパミン作動性ニューロンの変調にともなう運動障害に対して、新しく実験的に開発した減負荷リハビリテーションが効果的に作用する可能性が示唆された。パーキンソン病の進行を緩和するために、大脳基底核のニューロン活動を反映したリハビリテーションを実験的に開発する。パーキンソン病モデルラットを用いて、in vivoマルチ電極記録システムにより、黒質、線条体、淡蒼球、視床下核、視床の近隣複数カ所でのニューロンsingle unit活動を同時に記録する。病変部位に入出力する複数のニューロン活動を相互に解析し、基底核のニューロン活動をマッピングする。これを活用して安静時振戦、筋固縮、寡動、歩行障害等のパーキンソン病の進行を精確に予測した合理的なリハビリテーションを施し、効果を検証することが本研究の目的である。平成22年度では、ドーパミン作動性ニューロンの特異的神経毒MPTPを脳内インフユージョン装置によって線条体被殻に3日間連続して合計4μgを注入し、2週間後に、すべてのラットに所定のパーキンソン病の発症を確認した。研究協力者(ゼレド・ジョージ)は、ドーパミン作動性ニューロンの変性進行過程すなわちパーキンソン病急性期と慢性期において、黒質、線条体、淡蒼球、視床下核、視床などの病変にかかわる基底核ループにおけるニューロンのsingle unit活動をテレメトリで記録した。基底核を中心とする病変部位で複数ニューロンについて、電気刺激に対する応答性を指標にしたニューロン活動を調べた。基底核ループの関連領域では、正常時に見られるニューロン放電活動に比べて、パーキンソン病が発症する場合、急性期と慢性期において、これらの基底核ループの一部の領域でのニューロン活動は変化することがわかった。また、当該部位でドーパミンやセロトニンなどのモノアミン神経伝達物質をマイクロダイアリシスで直接回収し、定量分析する手法を初めて確立し、刺激に対してドーパミンが上昇する一方、抑制性に作用するセロトニンの低下によって興奮作用が発現した。パーキンソン病モデルラットを用いて、in vivoマルチ電極記録システムにより、平成22年度では、ドーパミン作動性ニューロンの特異的神経毒MPTPを脳内インフュージョン装置により線条体被殻に3日間連続して合計4μgを注入し、ラット全数の所定のパーキンソン病モデルラット発症を確認し、基底核ループを構成するニューロンsingle unit活動を同時に記録した。平成23年度は、研究協力者(ゼレド・ジョージ)は、パーキンソン病急性期と慢性期において、当該部位でのニューロン活動の電気的活動と同時に、ドーパミンやセロトニンなどをマイクロダイアリシスで直接回収し、行動変化に応答して放出されるモノアミン神経伝達物質を定量分析した結果、抑制性に作用するセロトニンが低下することによって興奮作用が発現することが示唆された。そこで、同ラットの縫線核にハイブリッド電極(マイクロダイアリシス用カニューレと電気活動測定用タングステン電極)を埋入したラットを用いて、行動負荷実験を行い、セロトニンおよびドーパミンの放出を定量分析した結果、セロトニンは変化なく、むしろドーパミンが刺激依存性に変動することがわかった。平成24年度は、当該プロジェクトの最終年度なので、パーキンソン病特有の行動異常に関して、基底核および脳内広範囲調節系(ドーパミン、セロトニン中枢)との関連を総括的に調べる予定であり。パーキンソン病モデルラットを用いて、in vivoマルチ電極記録システムにより、平成22年度では、ドーパミン作動性ニューロンの特異的神経毒MPTPを線条体被殻に3日間連続して合計4μgを注入し、ラット全数の所定のパーキンソン病モデルラット発症を確認し、基底核ループを構成するニューロン活動を記録した。

平成23年度は、パーキンソン病急性期と慢性期において、当該部位でのニューロン活動の電気的活動と同時に、ドーパミンやセロトニンをマイクロダイアリシスで直接回収し、行動変化に応答して放出されるモノアミン神経伝達物質を定量分析した結果、抑制性作用を有するセロトニンの低下によって興奮作用が発現することが示唆された。そこで、同ラットの縫線核にハイブリッド電極(マイクロダイアリシス用カニューレと電気活動測定用タングステン電極)を埋入したラットを用いて、行動負荷実験を行い、セロトニンおよびドーパミンの放出を定量分析した結果、セロトニンは変化なく、むしろドーパミンが刺激依存性に変動することがわかった。平成24年度は、パーキンソン病特有の行動異常の発症と、ドーパミン、セロトニン中枢におけるニューロン活動変化との関連の他に、パーキンソン病の早期発見に有用な情報を得るため、パーキンソン病モデルマウスをX線動画撮影し、マクロの行動変化に先行して現れる発声リズム(画像)の微細な変調について、現在、詳細を解析中である。当該研究実施に際して、特殊な動物脳内神経活動記録の手技をもつ研究協力者(ゼレドジョージ、ブラジリア大学准教授)が自国での教育等に拘束される時間が、予想以上に多く、来日の機会が以前に比べて少なくなったため、実験頻度が少なくなったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。パーキンソン病は最も罹患率の高い挿経変性疾患であり、症状進行は不可逆的である。したがってリハビリテーションの効果を最大限にするためにも早期発見が最も重要であり、今回採択されたテーマをベースにした追求を行う方針である。幸い、ごく最近、大学内での特殊実験実施の許可が得られたので、当該科研費テーマの範囲で、マウスパーキンソン病モデルを使って、同疾患に特有の神経変性にともなって最初期に表出する行動異常を検出するため、従来にないX線3D動画解析などの全く新しいアプローチを駆使して、本研究のコアを追求していく計画を進める。
沖縄の社会に関する研究

1.研究会開催(1)平成6年9月24日(土)沖縄国際大学南島文化研究所(以下、南島研と略称)で琉球家譜に関する研究会を開催した。(2)平成7年5月20日(月)南島研で沖縄の3研究班の合同研究会を開催した。(3)同年7月8日(土)南島研で総括班と沖縄の3研究班の合同研究会を開催した。(4)平成8年5月27日(月)南島研で沖縄の4つの班と南島研共催の第1回人頭税研究会を開催した。(5)同年11月22日(金)沖縄県立図書館宮古分館で第2回人頭税研究会を開催した。(6)平成10年3月17日(火)平良市立図書館で第3回人頭税研究会を開催した。2.収集史料(1)沖縄県立図書館(比嘉春潮文庫)所蔵の「琉球産業制度資料」をマイクロ撮影した。(2)石垣市の豊川家文書をマイクロ撮影した。(3)宮古平良市の本村家文書をマイクロ撮影した。(4)南方熊楠記念館所蔵『球陽』及び普天間宮の新垣義夫氏所蔵の『球陽』をマイクロ撮影した。(5)国頭村奥区の協議録、共同店経営に関する帳簿等を「国頭村奥区資料」としてマイクロ撮影した。(6)県立図書館所蔵琉球関係史料のマイクロフィルムのデュープを作成した。3.データ・ベース作成(1)「琉球産業制度史料」第1巻第10巻(『近世地方経済史料』第9巻、第10巻)のデータベースを作成した。(2)『那覇市史』資料編第1巻10「琉球資料」上のデータベースを作成した。4.琉球語彙索引・用例集作成(1)「琉球産業制度資料」のデータベースを利用し、このプロジェクト総括班の柴山守氏と共同で語彙索引作成に取りかかっており、いずれ「琉球産業制度資料語彙索引」として出版したいと考えている。(2)「琉球産業制度資料」から方言語彙、独特の用例を集積する作業を進めてきた。本研究班の成果の一つとして出版する予定である。1.沖縄の3研究班の合同研究会(1)1994年8月1日(月)17時30分20時、沖縄国際大学南島文化研究所(以下、南島研と略称)で合同研究会を開催し、総括班の第1回代表者会議の報告のあと、沖縄の3つの研究班の初年度計画について討議した。(2)同9月25日(土)13時17時、南島研で合同研究会を開催。テーマ:「『琉球家譜』の情報化について」(3)同年12月24日(土)13時30分17時、南島研で合同研究会を開催。報告者、糸数兼治氏、テーマ「『呈稟文集』について」(4)1995年2月18日(土)14時30分17時、南島研で合同研究会を開催。報告者、新城敏男氏、テーマ「八重山における苗字の成立について」2.史料調査活動(1)南島研所蔵のマイクロフィルム(197880年ごろハワイ大学から入手したもの。

第1回分27リ-ル、第2回分108リ-ル)の目録を作成。(2)那覇市史編集室に所蔵されている地方文書を調査し、目録を作作成。3.作成中のデーターベース『近世地方経済史料』第9巻の入力を完了。第10巻の314頁まで入力済。4.収集したマイクロフィルム(1)沖縄県立図書館所蔵の『琉球産業制度史料』(前記『近世代地方経済史料』第9巻・第10巻の原本)のマイクロフィルムを収集。(2)八重山の豊川家文書(14,353コマ)を業者(南西マイクロ)に頼んで撮影させた。1.平成7年度研究計画の総括(1)沖縄県地域史協議会(市町村史の編集担当者の横の連携をはかるための組織)との関係は緊密になった。(2)データ・ベースの作成も史料調査もほぼ予定通り進捗している。2.研究会・研究集会等(1)平成7年5月20日(月)、沖縄国際大学南島文化研究所で沖縄の3研究班の合同研究会を開催した。(2)平成7年7月8日(土)、沖縄国際大学南島文化研究所で総括斑と沖縄の3研究斑の合同研究会を開催した〔翌9日(日)、沖縄国際大学5号館106教室で総括斑が研究会を開催〕(3)平成7年8月4日(土)、総括班が沖縄県公文書館講堂との共催でシンポジウムを開催した。3.データ・ベースの作成計画(1)『近世地方経済史料』第9巻(=『琉球産業制度史料』第1巻第5巻)の入力を完了、同第10巻は古老集記類2以外は入力済み。(2)原本(『琉球産業制度史料』)との照合作業に着手し、その後、『那覇市史』資料編第1巻10「琉球資料」上、同11「琉球資料」下のデータ・ベースを作成する予定。4.史料調査活動(1)宮古平良市の本村家文書を業者に頼んでマイクロフィルムに収めさせた。(2)県立図書館所蔵のマイクロフィルムのデュープを作成した。1、国頭村奥区の行政文書の調査を名桜大学の中村誠司氏と二人で実施した。明治後期の土地整理関係の文書、猪垣に関する文書、戦後の同区の協議録、共同店経営に関する文書等、沖縄の村落の特質を解明するための史料が保存管理されているのを確認した。その一部は「国頭村奥区資料」としてマイクロフィルムに収めることが出来た。2、『近世地方経済史料』第9巻・第10巻の入力が完了したので、原本(『琉球産業制度史料』)との照合作業にとりかかり、3月末日現在、その作業はほゞ終わった。より厳密な校正をめざし、しばらく作業を継続するとともに、琉球語彙用例集の編集方法について検討を開始する予定である。なお、『那覇市史』資料編1第10巻「琉球資料」上については、入力は一応終わっているので、次年度早々に校正作業にとりかかる予定である。3、「沖縄の歴史情報研究」の公開を目的として、沖縄の4つの班と沖国大南島文化研究所の共催で5月27日に南島文化研究所で第1回人頭税研究会を開催し、また11月24日には沖縄県立図書館宮古分館で第2回人頭税研究会を開催した。この研究会は、研究者と市民の連携を強化する役割を果たしているが、前近代の宮古・八重山の社会構造を解明するためのステップとしても重要である。次年度も適当な時期に開催する予定である。1.研究会開催(l)平成6年9月24日(土)沖縄国際大学南島文化研究所(以下、南島研と略称)で琉球家譜に関する研究会を開催した。(2)平成7年5月20日(月)南島研で沖縄の3研究班の合同研究会を開催した。(3)同年7月8日(土)南島研で総括班と沖縄の3研究班の合同研究会を開催した。(4)平成8年5月27日(月)南島研で沖縄の4つの班と南島研共催の第1回人頭税研究会を開催した。
イネの花粉形成過程におけるタペート細胞の動態とその役割

昨年度までにシロイヌナズナを用いたタペート細胞および花粉母細胞の形成機構の解析を行った。今年度はこの結果を取りまとめて、国際学会においてポスター発表を行った。また、シロイヌナズナのタペート細胞および花粉母細胞で起こるセルロース性細胞壁の分解は、イネにおいても起こることが分かっている。花粉母細胞における細胞壁分解酵素の発現量を調べるために、イネの花粉母細胞を生きたまま単離する系を確立した。さらに、単離・回収した花粉母細胞からのRNA抽出に取り組んだ。今年度の研究では発現解析に十分な量のRNAを抽出することができなかったが、予備実験の結果から花粉母細胞の細胞壁がRNA抽出の障壁となっている可能性があることが明らかになった。また昨年度までの解析によって、葯の極めて特異的な細胞で発現する細胞壁分解関連遺伝子が一つ発見されていた。35Sプロモーター下でRNAiによってこの遺伝子をノックダウンした形質転換体のうち一部の個体が不稔を示すことが明らかになっていた。今年度はこの遺伝子についてさらに解析を進めた。この遺伝子を35Sプロモーター下でRNAiによってノックダウンするプラスミドを、昨年に引き続き野生型植物に形質転換した。抗生物質を用いた選抜と表現型の観察を行ったが、今年度は不稔を示す個体は出現しなかった。35Sプロモーターでノックダウンするプラスミドを形質転換した植物の一部の個体しか不稔を示さないことから、より詳細にこの遺伝子の機能を調べるために、自身のプロモーター下でこの遺伝子をRNAiによってノックダウンするプラスミドを作製した。RNAi用のプラスミドは反復配列を含み取扱いが難しかったため、MultiSite Gatewayシステムを利用することでプラスミドを作製した。26年度が最終年度であるため、記入しない。イネのタペート細胞の形成および動態を調べる前段階として,本年度はシロイヌナズナを用いて,タペート細胞の形態およびタペート細胞から分泌されたタンパク質の動態を観察した.タペート細胞特異的なプロモーターによって発現させた,タペート細胞から分泌されるカラーゼの全長とGFPを融合したタンパク質は小胞子の表面に局在した.一方で,分泌シグナルペプチドのみとGFPを融合したタンパク質は,タペート細胞と小胞子の間のアポプラストである葯腔全体に均一に分布していた.このことから,カラーゼの分泌シグナルペプチド以降に葯腔から小胞子表面への移行に重要な配列があることと,タペート細胞から分泌されたタンパク質がすべて小胞子表面に局在するのではないことが示唆された.また,これまでに明らかにしてきた,タペート細胞と花粉母細胞の細胞壁のセルロースが減数分裂に先立って分解される現象について解析を進めた.花粉母細胞・タペート細胞・中間層・内被を欠くspl/nzz変異体では葯のどの細胞のセルロースも分解されなかったが,タペート細胞を欠き,花粉母細胞が余分に形成されるtpd1変異体においては野生型と同様に花粉母細胞のセルロースが分解された.このことから,花粉母細胞が自身のセルロースを分解できることが示唆された.既知のセルラーゼを含むグリコシルヒドロラーゼファミリー9(GH9)の25遺伝子の発現をRT-PCRによって調べた結果,野生型とtpd1変異体の両方の花序で発現しているGH9は13遺伝子あることが分かった.in situ hybridizationによってこのうち1遺伝子は花粉母細胞およびタペート細胞では発現しておらず,葯の発生のより後期で発現していることが分かった.昨年度までにイネのタペート細胞の形成および動態を調べる前段階として、シロイヌナズナを用いたタペート細胞形成機構の解析を行った。小胞子期のタペート細胞はほとんどセルロース性細胞壁を持たない。タペート細胞はその発生直後にはセルロース性細胞壁を持っているが、花粉母細胞が減数分裂する直前にセルロース性細胞壁をほとんど失うことが分かった。また、セルロース減少は花粉母細胞においてもタペート細胞と同じ時期に起こる。葯の初期発生に関わることが知られているSPL/NZZ遺伝子の下流で細胞壁減少は起こり、タペート細胞の誘導に関わることが知られているTPD-1遺伝子非依存的に花粉母細胞の細胞壁減少が起こる。今年度はこれらの結果を取りまとめて論文発表を行った。またセルロースの分解に関わる細胞壁分解酵素を推定するために、花粉母細胞のRNA-Seq結果をデータベースからダウンロードし、DDBJ Read Annotation PipelineおよびP-GALAXYを用いて既知の細胞壁分解酵素を含む遺伝子群のFPKM値を得た。この結果、花粉母細胞では複数の細胞壁分解酵素が転写されていることが分かった。また昨年度までの結果から細胞壁分解酵素で葯の裂開に関わる可能性がある遺伝子が一つ見つかったため、今年度はこの遺伝子の機能について解析を進めた。この遺伝子を35Sプロモーター下でRNAiによって発現抑制した形質転換体を作製したところ、一部の個体が不稔を示した。これらの個体の雄しべを観察したところ、木来は葯が裂開している時期の花においても葯が裂開していないことが分かった。一方で、ネガティブコントロールの形質転換体は、どの個体も自殖の稔性があった。これらの結果から、この遺伝子産物は葯の裂開を正に制御していることが示唆された。

また、シロイヌナズナのタペート細胞および花粉母細胞で起こるセルロース性細胞壁の分解は、イネにおいても起こることが分かっている。花粉母細胞における細胞壁分解酵素の発現量を調べるために、イネの花粉母細胞を生きたまま単離する系を確立した。さらに、単離・回収した花粉母細胞からのRNA抽出に取り組んだ。今年度の研究では発現解析に十分な量のRNAを抽出することができなかったが、予備実験の結果から花粉母細胞の細胞壁がRNA抽出の障壁となっている可能性があることが明らかになった。また昨年度までの解析によって、葯の極めて特異的な細胞で発現する細胞壁分解関連遺伝子が一つ発見されていた。35Sプロモーター下でRNAiによってこの遺伝子をノックダウンした形質転換体のうち一部の個体が不稔を示すことが明らかになっていた。今年度はこの遺伝子についてさらに解析を進めた。この遺伝子を35Sプロモーター下でRNAiによってノックダウンするプラスミドを、昨年に引き続き野生型植物に形質転換した。抗生物質を用いた選抜と表現型の観察を行ったが、今年度は不稔を示す個体は出現しなかった。35Sプロモーターでノックダウンするプラスミドを形質転換した植物の一部の個体しか不稔を示さないことから、より詳細にこの遺伝子の機能を調べるために、自身のプロモーター下でこの遺伝子をRNAiによってノックダウンするプラスミドを作製した。RNAi用のプラスミドは反復配列を含み取扱いが難しかったため、MultiSite Gatewayシステムを利用することでプラスミドを作製した。26年度が最終年度であるため、記入しない。現在までにタペート細胞特異的プロモーターおよび分泌シグナルペプチドを最適化することでシロイヌナズナにおいてタペート細胞の観察系を確立でき,次年度にイネへと展開する準備ができた.タペート細胞と花粉母細胞の細胞壁の変化を調べる過程で,in situ hybridizationの実験系を立ち上げて新規の発現パターンを示すセルラーゼを同定することができた.現在までに、タペート細胞と花粉母細胞がその形成の極めて初期に細胞壁のセルロースを失うことを論文として発表できた。昨年同定した新規の発現パターンを示す細胞壁分解酵素について、この遺伝子が蔚裂開に関わることを示唆する結果を得た。本年度のシロイヌナズナにおける実験結果を参考に,イネにおいてタペート細胞を生きたまま観察できる系の確立を行う.また,タペート細胞と花粉母細胞の細胞壁の変化について引き続き解析を進めていく.タペート細胞と花粉母細胞の形成初期には、両方の細胞で共通の細胞壁分解因子が発現していると予想し、イネ花粉母細胞のRNA-Seqおよび高発現遺伝子のin situ hybridizationを行う。また、葯裂開に関わる可能性がある細胞壁分解酵素について引き続き解析を進めていく。
クラスターイオンビーム技術(蒸着と結晶性制御)に関する研究

特別推進研究の最終年度に当たる本年度は, ICB技術のもつ特徴を利用して金属,半導体,絶縁物や有機物など各種材料を組合わせた複合材料やGaAs, Hg_<1-x>Cd_xなどの高機能デバイス材料の薄膜作製を行い,結晶性制御技術としてその基礎を確立した.また, CuやAuは半導体中の拡散が非常に大きく,一方Siは多くの金属と反応してシリサイドを形成するが, ICB法でSi基板上に作製したCu薄膜ではクラスターをイオン化・加速することによって拡散が制御できることを実証した.さらに,本年度購入した表面電子状態測定システムを用いてAl, Au, Cuなどの金属薄膜の蒸着初期過程の表面状態からICBによる金属薄膜形成では,数原子層で既に一様な膜が形成され,界面も平坦であることが判明した.これらの結果は,クラスターイオンのもつ運動エネルギーの増大とともに,膜中の粒界間の結合力の増大あるいは熱的に安定な界面形成によって粒界拡散が抑えられたためと考えられ,拡散機構き解明に新しい知見を得るとともに,電極・配線材料への応用にもICBは有効であることが判明した.次に,これまでの研究成果を踏まえてICBのプロセス応用技術として, ICBと単原子イオンビームとを組合わせたICB-マイクロ波イオン源併用方式を開発した.蒸着膜の結晶性や膜の平坦度,基板との付着力なとの諸物性はICB側で制御し,反応性ガスとの反応度(例えば反応性ガスの付着確率など)とマイクロ波イオン源側で制御して,酸化物,窒化物なとの化合物合成が自由に制御できた.例えば,透明で熱的・化学的に安定なAl_2O_3, AIN, Sin膜が100°Cの低基板温度で作製でき,かつ作製された膜は構造材,半導体,金属材料などの保護膜としても広い応用が可能となった.本併用方式は,蒸着時の自由度をさらに高め良質な化合物薄膜の低温形成が可能となり,国際会議に発表し高い評価を得た.昨年度確立した熱力学的クラスタ生成理論を発展させ、クラスタ生成過程の計算機シミュレーションに成功した。この結果を実験結果と対比させ、クラスタイオンビーム装置の動作機構の詳細な解折と動作条件を明らかにし、装置開発の設計資料を得た。本結果は現在進みつつある本技術の実用化研究に寄与している。本年度購入した高解像度電子顕微境を駆使して、生成した金属クラスタの直接観測に成功した。クラスタは1002000個の原子からなる巨大原子集団であることをエネルギー分折などによって間接的に測定していたが、今回は液化窒素温度に冷却した基板上に金属クラスタを捕集しこれを直接観測することができた。この結果はエネルギー分折など各測定法に特有の不確定要素が排除でき原子分子レベルの薄膜形成機構の解明に飛躍が得られるものと期待されている。蒸着と結晶性制御の研究においてはモノリシック形金属、絶緑物、半導体の単結晶エピタキシャル成長(通常法では不可能)に成功して以来、そのメカニズムの解明をAl/Ca【F_2】/Siの組み合わせでおこなった。この結果結晶ミスフィットの整合、結晶の成長に新しい情報が得られた。これは将来超VLSIのデバィス構成の基盤を与えるものでクラスタイオンビーム技術の高価値と画期的な応用面が開かれたと評価されている。また、材料科学的にもエピタキシャル成長に新しい概念を導入したものと思われる。以上本年度は、クラスタ生成機構から、設計理論に至る技術の基本面とこれを用いた応用面に新分野を開くことができ、クラスタイオンビーム技術の真価を実証することができた。本年度はICBの持つ電荷や運動エネルギー(特に表面拡散エネルギー)による薄膜形成効果の実験的手法により確認することに成功し、クラスターイオン(ICB)の持つ基本的特長が明らかになった。これによってICBが結晶成長の過程を制御することができ、従来法では得られない材料の組み合わせのエピタキシーや特長ある材料形成が可能であることが判明した。また、結晶性絶縁物(Ca【F_2】)や半導体薄膜(Si),各種の金属(Al,Cu他)などの物理的,電気的,化学的に安定な薄膜の形成が可能であることを実証した。本年度購入したエリプソメーター,モノクロメーター,フォトデンシトメーター等を駆使して薄膜形成プロセスを調べ、イオンミーリング装置を用いて形成薄膜の構造を解析した結果、ICBによるイオン照射効果は、従来通常生ずる三次元的薄膜形成過程を二次元成長過程に制御できることがわかった。これによって、Siなどのダイヤモンド型結晶構造やCa【F_2】などのホタル石形結晶構造の上にAlなどの面心立方形結晶が単結晶として形成できることが可能になった。またAlやCuなどの金属の組み合わせによる積層構造ではそれら材料の相互拡散が低温で生じるため、信頼性の良い新材料形成が困難であったが、本年度の研究によって極めて安定な金属積層構造形成法を確立した。これらの結果は、ハイデルベルグのメタルクラスターに関するシンポジウムでの招待講演や第1回クラスターイオンビーム国際研究集会を本技術の発祥の地である日本で米国・ヨーロッパからの42編の論文とともに発表された。特別推進研究の最終年度に当たる本年度は, ICB技術のもつ特徴を利用して金属,半導体,絶縁物や有機物など各種材料を組合わせた複合材料やGaAs, Hg_<1-x>Cd_xなどの高機能デバイス

材料の薄膜作製を行い,結晶性制御技術としてその基礎を確立した.また, CuやAuは半導体中の拡散が非常に大きく,一方Siは多くの金属と反応してシリサイドを形成するが, ICB法でSi基板上に作製したCu薄膜ではクラスターをイオン化・加速することによって拡散が制御できることを実証した.さらに,本年度購入した表面電子状態測定システムを用いてAl, Au, Cuなどの金属薄膜の蒸着初期過程の表面状態からICBによる金属薄膜形成では,数原子層で既に一様な膜が形成され,界面も平坦であることが判明した.これらの結果は,クラスターイオンのもつ運動エネルギーの増大とともに,膜中の粒界間の結合力の増大あるいは熱的に安定な界面形成によって粒界拡散が抑えられたためと考えられ,拡散機構き解明に新しい知見を得るとともに,電極・配線材料への応用にもICBは有効であることが判明した.次に,これまでの研究成果を踏まえてICBのプロセス応用技術として, ICBと単原子イオンビームとを組合わせたICB-マイクロ波イオン源併用方式を開発した.蒸着膜の結晶性や膜の平坦度,基板との付着力なとの諸物性はICB側で制御し,反応性ガスとの反応度(例えば反応性ガスの付着確率など)とマイクロ波イオン源側で制御して,酸化物,窒化物なとの化合物合成が自由に制御できた.例えば,透明で熱的・化学的に安定なAl_2O_3, AIN, Sin膜が100°Cの低基板温度で作製でき,かつ作製された膜は構造材,半導体,金属材料などの保護膜としても広い応用が可能となった.本併用方式は,蒸着時の自由度をさらに高め良質な化合物薄膜の低温形成が可能となり,国際会議に発表し高い評価を得た.
モット転移系3d遷移金属酸化物の物質設計と物性開拓

3d遷移金属酸化物およびカルコゲン化物・有機物を対象に、モット転移とその近傍にある異常な金属状態について、集中的・包括的な研究を行った。まず、フィリングとバンド幅を共に制御したペロブスカイト型Ti酸化物について、モット転移の臨界的挙動、特に量子臨界的近傍の金属相の特徴を電子比熱、光スペクトル、光電子スペクトル、NMRの測定によって明らかにした。また、巨大磁気抵抗効果を示すペロブスカイト型Mn酸化物については、ホール濃度の関数としてのスピンダイナミクス、格子構造、電子構造の変化の様子が詳しく調べられ、軌道整列状態や軌道自由度が関係すると考えられる金属相の異常が検出された。Mn酸化物、Ni酸化物に共通して見られる電荷整列の相転移については、良質単結晶試料を用いた、輸送現象、分光、中性子散乱測定が進められ、スピンと電荷と軌道の各自由度の揺らぎ/秩序と物性の相関が明らかにされた。また光電子分光で得られたパラメータを用いて、非制限ハートリーフォック近似により、軌道・電荷の整列状態を統一的に説明した。一方、スピンラダー系での超伝導の発見によって最近関心を集めているスピンギャップを有するモット系、Cu、V、Co酸化物について、反強磁性との競合、ドープ状態でのスピン・電荷ダイナミクスなどの知見が良質試料を用いて得られた。これらの研究は本重点研究の班内、班間の緊密な共同研究によって進められ、今日世界的に隆盛しつつある強相関電子系酸化物の物性研究および応用研究を主導してきた。ペロブスカイト構造をもつモット転移系3d遷移金属酸化物およびド-ピング可能な量子スピン系の結晶合成・物質開発および物性測定を行った。特に、2重交換系Mn,Co酸化物について集中的な研究を行い、光分光、光電子分光測定によって電子構造についての重要な知見を得た。特に、Mn-O系ではスピン分極の変化によって、完全に交換分裂した伝導バンドの状態密度の移行とコヒーレントパートの成長が観測され、この系での強いスピン-電荷結合の特徴が明らかになった。また、巨大磁気抵抗効果に関連した電荷整列転移とその磁場効果については、磁場中での光分光測定、磁場・圧力下での中性子散乱およびNMR測定を開始し、詳しい知見が得られ始めた。特に、巨大磁気抵抗を伴う磁場誘起相転移に関して、電荷整列融解機構が中性子散乱等により初めて確認された。今後、更に精密なフィリング制御によって、特異なスピン電荷-格子結合による新しい物性の舞台を探索できるようになってきた。一方、スピンラダー系Cu酸化物、ハルデン系Ni酸化物などスピンギャップを有する系でも研究の進展があった。特に、スピンダラ-系銅酸化物でド-ピングによる絶縁体-金属転移が見い出された。これについても、電荷・スピンダイナミックスの両面から、詳しい物性の検討を始めた。これら、3d遷移金属酸化物への新物性(磁場誘起効果を含む)は、全世界的に関心が高まりつつあるが、本計画研究班の研究はその中で主導的位置を占めている。3d遷移金属酸化物およびカルコゲン化物を対象に、モット転移とその近傍にある異常な金属状態について、集中的・包括的な研究を行った。まず、フィリングとバンド幅を共に制御したプロブスカイト型Ti酸化物について、モット転移を系統的に調べ、電子相図の全体像を明らかにした。特に、モット転移近傍の有効質量の増大したフェルミ液体の特徴を電子比熱、光スペクトル、光電子スペクトル、NMRの測定によって明らかにした。また、超巨大磁気抵抗効果を示すペロブスカイト型Mn酸化物については、ホール濃度の相関数してのスピンダイナミクス、格子構造、電子構造の変化の様子が詳しく調べられ、軌道の自由度の関係した多成分系モット転移の様相が明らかになりつつある。Mn酸化物、Ni酸化物に関係した多成分系モット転移の様相が明らかになりつつある。

Mn酸化物、Ni酸化物に共通して見られる電荷整列の相転移については、良質単結晶試料を用いた、輸送現象、分光、中性子散乱測定が進められ、スピンと電荷と軌道の各自由度の揺らぎ/秩序と物性の相関が詳しく議論できる段階になった。一方、スピンラダー系での超伝導の発見によって最近関心を集めているスピンギャップを有するモット系、Cu、V、Co酸化物について、反強磁性との競合、ドープ状態でのスピン・電荷ダイナミクスなどの知見が良質試料を用いて得られつつあり、世界的に見ても主導的な立場で研究が進行中である。3d遷移金属酸化物およびカルコゲン化・有機物を対象に,モット転移とその近傍にある異常な金属状態について,集中的・包括的な研究を行った。まず、フィリングとバンド幅を共に制御したペロブスカイト型Ti酸化物について、モット転移の臨界的挙動、特に量子臨界的近傍の金属相の特徴を電子比熱光スペクトル、光電子スペクトル、NMRの測定によって明らかにした。また、巨大磁気抵抗効果を示すペロブスカイト型Mn酸化物については、ホール濃度の関数としてのスピンダイナミクス、格子構造、電子構造の変化の様子が詳しく調べられ、軌道整列状態や軌道自由度が関係すると考えられる金属相の異常が検出された。Mn酸化物,Ni酸化物に共通して見られる電荷整列の相転移については、良質単結晶試料を用いた。輸送現象、分光、中性子散乱測定が進められ、スピンと電荷と軌道の各自由度の揺らぎ/秩序と物性の相関が詳しく議論され始めた。一方、スピンラダー系での超伝導の発見によって最近関心を集めているスピンギャップを有するモット系、Cu、V、Co酸化物について、反強磁性との競合、ドープ状態でのスピン・電荷ダイナミクスなどの知見が良質試料を用いて得らた。
無配線分子コンピューティングの基礎研究

本研究では、無配線分子コンピューティングのモデルを提案し、次の2項目について検討を行った。(1)本研究代表者が提案する人工触媒素子モデルに基づく無配線集積回路の原理をマイクロ電極アレー等の試作を通じて実験的に実証した。(2)人工触媒素子によって制御される人工的な反応拡散場のパターン形成能力を利用した新しい信号処理パラダイムを提案し、画像復元や最適経路探索などの問題において有効性を示した。無配線分子コンピューティングの可能性を総合的に検証するために,集積回路工学と計算機科学の観点から,下記の2項目の取り組みを並行して実施した.1.集積回路工学の観点から:分子回路の構成に関して機能的に完全な人工触媒素子の機能モデルを定式化した.また,この人工触媒素子をマイクロ電極デバイスとして実現し,これを2次元配列状に集積化した人工触媒素子チップを開発した.マイクロ電極の協調動作により,チップ上の微量溶液中に人工的に制御された2次元反応拡散場を創出することを試みた.これは無配線集積回路の動作原理を実証する重要な成果である.2.計算機科学の観点から:人工的な反応拡散場を利用した新しいコンピューティング/信号処理モデルを検討した.これは究極的には人工触媒素子チップにおいて完全並列に実現することを想定するが,用途によっては本研究者らのグループが提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS: Digital Reaction-Diffusion System)」と呼ぶ非線形多次元フィルタの枠組みを利用して,シグナルプロセッサ上で実現することも可能である.DRDSを用い,(1)生物系テクスチャ画像の生成,(2)指紋画像の復元,(3)2次元経路探索,(4)ボロノイ図生成などのアルゴリズムを検討し,計算機シミュレーションにより検証を行った.これはある種の並列計算の可能性を示唆する有用な成果である.無配線分子コンピューティングの可能性を総合的に検証するために,集積回路工学と計算機科学の観点から,下記の2項目の取り組みを並行して実施した.1.集積回路工学の観点から:(1)分子回路の構成に関して機能的に完全な人工触媒素子の機能モデルを定式化した.また,この人工触媒素子をマイクロ電極デバイスとして実現し,これを2次元配列状に集積化した人工触媒素子チップを開発した.マイクロ電極の協調動作により,チップ上の微量溶液中に人工的に制御された2次元反応拡散場を創出することを試みた.これは無配線集積回路の動作原理を実証する重要な成果である.(2)最終年度の成果:各種の人工触媒素子ネットワークを設計するとともに,これまでに試作した2次元人工触媒素子チップをプログラムすることにより,その動作を確認した.特に,興奮場の反応拡散ダイナミクスをチップ上で再現し,動的に伝搬する反応拡散波の発生を確認した.2.計算機科学の観点から:(1)人工的な反応拡散場を利用した新しいコンピューティング/信号処理モデルを検討した.これは究極的には人工触媒素子チップにおいて完全並列に実現することを想定するが,用途によっては本研究者らのグループが提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS)」と呼ぶ非線形多次元フィルタの枠組みを利用して,シグナルプロセッサ上で実現することも可能である.DRDSを用い,(a)生物系テクスチャ画像の生成,(b)指紋画像の復元,(c)2次元経路探索,(d)ボロノイ図生成などのアルゴリズムを検討し,計算機シミュレーションにより検証を行った.これはある種の並列計算の可能性を示唆する有用な成果である.(2)最終年度の成果:これまでに検討した応用(a)(d)のアルゴリズムを数値解析用ソフトウェアMATLAB上において実装し,総合的な評価を行った.本研究では、無配線分子コンピューティングのモデルを提案し、次の2項目について検討を行った。無配線分子コンピューティングの可能性を総合的に検証するために,集積回路工学と計算機科学の観点から,下記の2項目の取り組みを並行して実施した.1.集積回路工学の観点から:分子回路の構成に関して機能的に完全な人工触媒素子の機能モデルを定式化した.また,この人工触媒素子をマイクロ電極デバイスとして実現し,これを2次元配列状に集積化した人工触媒素子チップを開発した.マイクロ電極の協調動作により,チップ上の微量溶液中に人工的に制御された2次元反応拡散場を創出することを試みた.これは無配線集積回路の動作原理を実証する重要な成果である.2.計算機科学の観点から:人工的な反応拡散場を利用した新しいコンピューティング/信号処理モデルを検討した.これは究極的には人工触媒素子チップにおいて完全並列に実現することを想定するが,用途によっては本研究者らのグループが提案する「ディジタル反応拡散システム(DRDS: Digital Reaction-Diffusion System)」と呼ぶ非線形多次元フィルタの枠組みを利用して,シグナルプロセッサ上で実現することも可能である.DRDSを用い,(1)生物系テクスチャ画像の生成,(2)指紋画像の復元,(3)2次元経路探索,(4)ボロノイ図生成などのアルゴリズムを検討し,計算機シミュレーションにより検証を行った.これはある種の並列計算の可能性を示唆する有用な成果である.「研究の目的:無配線分子コンピューティングの可能性の総合的検証」の達成度

1.集積回路工学の観点から:分子回路の構成に関して機能的に完全な人工触媒素子の機能モデルを定式化した.また,この人工触媒素子をマイクロ電極デバイスとして実現し,これを2次元配列状に集積化した人工触媒素子チップを開発した.無配線集積回路の動作原理の実証を目指し,前年度に引き続き原理実験を継続するにとどまった.本年度中に説得力のあるデモンストレーションを達成するには至らなかった.2.計算機科学の観点から:人工的な反応拡散場を利用した新しいコンピューティング/信号処理モデルを検討した.本研究代表者らのグループが提案する「ディジタル反応拡散システム」と呼ぶ非線形多次元フィルタの枠組みを利用して,種々の応用アルゴリズムを開発中の段階である.前年度に引き続きアルゴリズムレベルの検討と計算機シミュレーションを継続するにとどまり,反応拡散のダイナミクスを利用したアルゴリズムの系統的な設計法や計算能力を明らかにするには至らなかった.東日本大震災の被害を受け,年度当初の研究開始が遅れ,震災復旧に時間を要した.現在は研究環境が震災前と同程度に回復しており,研究計画を遂行中である.「研究の目的:無配線分子コンピューティングの可能性の総合的検証」の達成度1.集積回路工学の観点から:分子回路の構成に関して機能的に完全な人工触媒素子の機能モデルを定式化した.また,この人工触媒素子をマイクロ電極デバイスとして実現し,これを2次元配列状に集積化した人工触媒素子チップを開発した.無配線集積回路の動作原理の実証を目指し,原理実験を実施している段階にある.2.計算機科学の観点から:人工的な反応拡散場を利用した新しいコンピューティング/信号処理モデルを検討中である.本研究代表者らのグループが提案する「ディジタル反応拡散システム」と呼ぶ非線形多次元フィルタの枠組みを利用して,種々の応用アルゴリズムを開発中である.アルゴリズムレベルの検討と計算機シミュレーションを実施している段階にある.集積回路工学と計算機科学からの取り組みを並行して実施する.1.集積回路工学の観点からの取り組み:各種の非線形結合振動子系を実現する人工触媒素子ネットワークを設計するとともに,これまでに試作した2次元人工触媒素子チップをプログラムすることにより,その動作を確認する.特に,FitzHugh-南雲方程式に代表される興奮場の反応拡散ダイナミクスをチップ上で再現し,Belousov-Zhabotinski反応のような動的に伝搬する反応拡散波の発生を確認する.さらに,人工触媒素子チップの最適な幾何学的配置などについて試作実験を通して総合的に検討する.また,チップ上で発生する反応拡散波の可視化や,これを用いた経路探索やボロノイ図生成の実現などを含め,説得力のあるデモンストレーションを試みる.2.計算機科学の観点からの取り組み:これまでに検討した応用(1)生物系テクスチャ画像の生成,(2)指紋画像の復元,(3)
三叉神経領域における痛覚伝達系の可塑性に関する免疫組織化学的検討

口腔・顔面領域(三叉神経領域)の難治性疼痛や慢性痛の原因の一つと考えられる、延髄の三叉神経脊髄路核における可塑的変化を調べるため、新生仔Capsaicin処理(C線維の選択的脱落惹起)および新生仔CFA局所投与(投与局所の炎症惹起)を行った幼若ラットについて、脊髄路核の免疫組織化学的検討(酵素抗体法による免疫染色)を試みた。その結果、各組織切片の染色性は不安定であり、標本作製条件のより一層の均一化ならびに抗原賦活法を併用した免疫染色が必要と考えられた。研究実施計画に基づき、まずはi)対照群、ii)新生仔Capsaicin処理群、iii)新生仔CFA投与群、の3群について検討した。新生仔Capsaicin処理は申請者による過去の生理学的検討(Brain Res.,906:1-12,2001)と同様の条件にて、生後2および3日後に50mg/kgを頚背部皮下投与した。新生仔CFA局所投与は、Rudaらの報告(Science,289:628-630,2000)を参考として生後4日目に片側下顎神経領域への局所投与を行い、反対側は対照とした。組織学的検討は、5-7日齢ラットに対してエーテル深麻酔下に心臓からの灌流固定を行った。10%リン酸緩衝ホルマリンによる固定後、通法に従いパラフィン包埋ブロックを作成し、ミクロトームにより水平断スライスとした。各スライスは免疫組織化学標本との比較のためクリューバ・バレラ染色による染色を施した。観察系は、当教室所有の顕微鏡BX51(オリンパス社)に本研究費で購入した顕微鏡デジタルカメラDP71(同)を接続し、デジタル画像として結果を保存できる環境を整備した。さらに本研究費にて購入した落射蛍光装置BX2-FL(同)をBX51に組み込み、平成20年度に予定する蛍光観察が可能な環境を整えた。平成20年度は、痛覚情報伝達の可塑性に重要な役割を担っていると考えられるBDNF、CGRP、あるいはSubstance Pなどについて、酵素抗体法もしくは蛍光抗体法を用いた免疫組織化学的検討を進める予定である。前年度に引き続き、対象とする幼若ラットはi)対照群、ii)新生仔Capsaicin処理群、iii)新生仔CFA局所投与群、ならびにiv)新生仔Capsaicin処理+CFA局所投与群の4群について検討した。新生仔Capsaicin処理は報告者による過去の生理学的検討(Brain Res., 906 : 1-12, 2001)と同様の条件で、生後2および3日後に50mg/kgを頚背部皮下投与した。新生仔CFA局所投与は、Rudaらの報告(Science, 289 : 628-630, 2000)を参考に生後4日目に右側下顎角部への局所投与を行い、左側は対照とした。各群について5-7日齢でエーテル深麻酔下に4%パラホルムアルデヒドリン酸緩衝液を用いて心臓からの灌流固定を行った。一晩以上の浸漬固定後、通法に従いパラフィン包埋ブロックを作成し、滑走型ミクロトームにて水平断スライスとした。免疫組織化学標本との比較のため、まずクリューバ・バレラ染色による染色を施し、顕微鏡デジタルカメラにてデジタル画像を記録した。免疫組織化学的検討は、まず痛覚情報伝達の可塑性に重要な役割を担っていると考えられるBDNFについて行うこととし、各群水平断スライスに対して抗ラットBDNF抗体を用いた酵素抗体法による免疫染色を試みた。その結果、スライスにより染色性が不安定であり、群間の比較には至らなかった。安定した標本を得るためには、固定・脱水・包埋条件のより一層の均一化ならびにペプシン処理もしくはマイクロウェーブ照射などによる抗原賦活を併用した免疫染色が必要と考えられた。