hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト血管内皮細胞の酸化障害に対する葉酸および葉酸含有食品の効果

葉酸の抗酸化性について、葉酸標品だけでなく、食品中に含まれる葉酸についても抗酸化性を有することが明らかにした。また、その抗酸化性は血管内皮細胞の過酸化水素障害に対しても弱いながら発揮される可能性が示唆された。さらに脳卒中予防の観点から、血栓モデルであるフィブリンプレート法を用いて葉酸の血栓溶解性を検討し、葉酸標品では血栓溶解性は認められないが、アスパラガスから抽出した葉酸には溶解性がみられ、食品中に含まれる葉酸には血栓に対して何らかの作用を示す可能性が示唆された。葉酸はビタミンB12とともに正常な造血作用を維持するのに必要であり、これらは生体内で協同的に働いている。これまでの研究で葉酸はラジカル捕捉活性が認められたため、本研究ではDPPHー吸光度法およびDPPHーHPLC法を用いて、ビタミンB12のラジカル捕捉活性について検討した。その結果、DPPHー吸光度法では計算上、ビタミンB12にラジカル捕捉活性が認められた。しかし、ビタミンB12とDPPHのλmax(550nm、517nm)が極めて近く、分光光度計の測定可能範囲を超えた可能性があった。そこでDPPHーHPLC法を用いて測定した結果、ラジカル捕捉活性は認められなかった。本研究ではDPPH法を用いたが、ビタミンB12は比較的高分子であるため、DPPHラジカルへの接近が立体的に困難であったと考えられた。また、体内で酸化傷害を受けやすいHuvecを用いて葉酸の抗酸化性を検討した。Huvecに最終濃度0.10.5mM過酸化水素を添加したところ、0.2mM以上では吸光度が一定になったことから、0.3mM以上の過酸化水素の添加により大部分のHuvecが細胞死に至ったと考えられる。測定を繰り返したが、全体的に吸光度が低く、過酸化水素の添加による吸光度の差は顕著ではなかった。そして新しいHuvecを用いて測定を行ったが、依然として過酸化水素の添加による吸光度の差は顕著ではなかった。また、本年度抽出したアスパラガス抽出液を添加すると、昨年度抽出したほうれん草、全卵、卵黄抽出液と比べて生存率が高い傾向にあった。昨年度の葉酸抽出液は長期間の冷凍保存により葉酸量が減少した可能性があるため、Huvecの生存率が低い傾向にあったと考えられる。これらのことから、今後、過酸化水素無添加時のHuvecの生存率を高くし、添加時の生存率を低くする必要がある。葉酸はこれまで言われている働き(造血機能や神経細胞の生成)以外に、最近になって抗酸化性があることが報告されている。ガンや動脈硬化をはじめとする生活習慣病や老化の要因に、活性酸素による生体の酸化的傷害が深く関与していることが指摘されていることから、本年度はこの抗酸化性に着目した。これまでの報告では葉酸の抗酸化性は標品のみデータが示されており、食品中については見あたらない。葉酸標品はFA、THF、DHF、5-MTHFを、食品試料はほうれん草、アスパラガス、葉酸たまごを用いた。食品中の葉酸は加圧抽出法を用いた。抽出液には0.15%アスコルビン酸(AsA)、0.08%2-メルカプトエタノール(2-ME)含有HEPES/CHES緩衝液を用い、ラジカル捕捉活性はDPPH-吸光度法を、葉酸の定量には葉酸キットを用いた。その結果、葉酸標品のラジカル捕捉率は5-MTHF>THF>DHF>FAの順に高くなった。加圧抽出法で使用する緩衝液は抗酸化性を有することから、この研究ではまず食品中の葉酸抽出時には酸化を防ぎ、かつ、ラジカル捕捉率の測定には影響を及ぼさない緩衝液を見出した。この緩衝液を用いて葉酸を抽出し定量したところ、葉酸量はこれまでのデータとほぼ一致し、ラジカル捕捉率も緩衝液の抗酸化性に影響されずに測定ができた。ほうれん草、アスパラガスについては葉酸量とラジカル捕捉率に相関関係が認められ、食品中の葉酸が抗酸化性に寄与していることが示唆された。しかし葉酸たまごには相関が認められず、その一因に卵白アルブミンの抗酸化性が関与していることが明らかとなった。以上の結果より、食品中の葉酸を摂取することにより抗酸化性を発揮する可能性が考えられた。昨年度までの研究により、食品中の葉酸の抗酸化性がin vitroの実験により明らかになったため、アスパラガスから抽出した葉酸を用いて、HuvecのH2O2障害に対する保護作用を検討した。生のアスパラガス、ゆでたアスパラガスのサンプル添加による生存率に違いは認められず、細胞に対する保護作用はみられなかった。昨年の研究ではわずかにアスパラガス中の葉酸に細胞保護効果が見られていたが、本年度は細胞生存率の値のバラつきが大きく大きかったことが要因と考えられた。

また本研究では、葉酸の血栓形成防止作用に着目し、アスパラガスの葉酸抽出液の血栓溶解作用をフィブリンプレートを用いて行った。生、ゆでサンプルの抽出液で血栓溶解性が見られ、生サンプルの方がゆでサンプルよりも5%の危険率で有意にu-PA当量は高い値を示した。血栓溶解性と葉酸量では両サンプルにおいて緩やかな正の相関が見られたことから、血栓溶解性には葉酸が関与している可能性が考えられる。そのため、葉酸標品であるFAや抗酸化力が強いと言われているTHFを添加し実験を行ったが、血栓溶解性は見られなかった。フィブリンの溶解には酵素であるプラスミンが関与している。そのためフィブリンを溶解するにはタンパク質が関与していると考えられるが、本実験ではプロテアーゼを用いてタンパク質を分解しており、かつ抽出過程に加熱があるため、タンパク質は変性または分解されていると考えられる。しかし、アスパラガスの葉酸抽出液はフィブリンプレートを溶解させたことから、どのような成分が関与しているのか検討する必要がある。調理科学平成25年度からHuvecを用いた細胞実験を開始し、現在は抗酸化性の評価のみにとどまっている。当初予定していた細胞の購入先から急に購入ができなくなり、急遽別の業者からの購入となり、一から評価をやり直さなければならなかったため、遅れが生じている。平成24年度の計画では血管内皮細胞を使用した評価まで計画に入れていたが、その部分の評価のみが遅れている。血管内皮細胞の購入時期が遅かったことと、周辺準備に手間取ったことが主な要因である。平成25年度に計画していた細胞を用いた評価を引き続き、重点的に行うとともに、本年度計画しているフィブリンプレートについても平行して行っていく。細胞の評価の部分が遅れているが、平成25年3月の段階で細胞、培養の準備、サンプルは調製済みであることから、順次評価を行う予定である。また今年度は細胞評価が主な研究課題になっていることから、重点的に行っていく。次年度使用額1円に関しては、平成25年度と合わせて使用するが、平成25年度の使用計画に変更はない。
Ｖｉｇｎａ属遺伝資源の栽培化による環境適応性作物の開発

本研究計画では、まずマーカーを充実するため、次世代シーケンサーによる全ゲノム解読を行い、アズキゲノムの9割以上のアセンブルを得た。アズキゲノムからマーカーを設計し、Vigna属の遺伝資源の交雑集団のファインマッピングを行い、種子の大きさを2倍にするmog遺伝子および裂莢性を支配するptw遺伝子を同定した。さらに、病害虫に強く、栽培が用意な野生種V. stipulaceaのEMS処理集団から変異選抜を行い、種子大型化および非裂莢性の変異体を得ることができた。1.ケツルアズキ多器官大型化遺伝子(mog)の単離mogは葉・茎・種子などが約2倍に増大するケツルアズキの劣性突然変異である。今年度はVigna/Glycine間のシンテニーを利用した連鎖解析を進め、mog表現型と密接連鎖する遺伝子が一つだけ存在することを明らかにすることができた。さらに、ケツルアズキBACライブラリーからその遺伝子を含む領域をもつクローンを選抜して塩基配列を決定し、他に遺伝子が存在しないことを明らかにした。mog遺伝子は他のVigna属作物やダイズにも存在するため、今後、この遺伝子を破壊したミュータントを作出することで、種子の大きさを飛躍的に増大する画期的な育種が実現されると期待される。2.ツルアズキの種子大型化QTLを支配する遺伝子の単離BC2F2系統から選抜した個体に3度目の戻し交配を行ったが、カビの発生により大半の交雑種子が失われた。得られた種子46粒のうち、状態の良好なものは17粒に留まったが、マッピング集団を作出するには十分な数であると考えられる。'3.アズキ非裂英性QTLを支配する遺伝子の単離京都大学農学研究科付属農場の協力を取り付け、栽培アズキのその近縁野生種の交雑によって得られたBC3F2集団1,200系統を圃場に展開した。またVigna/Glycine間のシンテニーを利用して新たに15のマーカーを作成し、連鎖解析を行った。その結果、2.5cM程度まで領域を絞り込むことができた。Roche GS FLXシーケンサーによって得られたアズキゲノムの配列データから、ゲノム9割以上に相当するアセンブルを得ることが出来た。このアズキゲノム情報を用いて、裂莢性遺伝子の詳細マッピングを行った。材料にはアズキと近縁野生種V. nepalensisの戻し交雑集団BC3F3系統3,000個体を用いた。その結果、前年度に約50kbまで絞られた候補領域は、さらに19kbまで絞り込まれた。この領域に座乗する遺伝子を上述のアズキゲノム情報をもとに解析したところ、2遺伝子のみであった。さらに、V. napalensisのゲノム配列を解読してこの領域を比較してみると、片方の遺伝子についてはアズキでフレームシフトを生じる1塩基の挿入が生じていることが明らかとなった。また、Neo-domesticationのテストケースとして、病害虫に強く、栽培が用意な野生種V. stipulaceaを栽培化することを試みた。V. stipulaceaの種子7,000粒にEMSによる変異原処理を行い、うち約2,000個体から自殖種子(M2種子)を得た。このM2系統を各系統6個体ずつ1,600系統を圃場に展開し、裂莢性および種子の大きさを指標にした選抜を行った。その結果、野生型株に比べて100粒重が30%増大した系統を5系統、裂莢性を消失した系統を1系統得ることが出来た。本年度の成果は、Neo-domesticationが短期間で実現可能であることを示唆するものであると考えられた。本研究では環境適応性に非常に優れたVigna属野生種を栽培化し、ストレス環境適応性の新作物を作出することが目的である。そのために、栽培種が有する栽培化形質を支配する遺伝子を同定し、変異原処理をした野生種集団からTILLINGによって、その遺伝子の同祖遺伝子が破壊された系統を選抜するという戦略をとっている。本研究で特に遺伝子の同定を目指している形質は、種子の大きさと裂莢性である。種子の大きさに関しては、ケツルアズキがもつ、一遺伝子の変異によって種子の大きさが2倍になるMOG遺伝子を同定した。また形質転換による機能性の再検定のために、MOG遺伝子の配列の一部を導入したウイルスベクターを作成した。また、ツルアズキが有する、種子サイズを40%増大させるQTLに関しても、詳細マッピングのためのBC3F2集団を構築した。裂莢性に関してはアズキ×V. nepalensisのBC3F2集団1,100個体を用いた詳細マッピングを行い、候補遺伝子が座乗すると考えられる領域を約100kbほどまで絞り込んだ。また栽培化を実施する野生種として、病害虫に強く栽培が容易なV. stipulaceaを取り上げ、EMS処理を施した約8,000系統のM1集団を作成・栽培し、3,000個体からM2種子を収穫した。

植物体や種子の大きさに関して非常に強い効果をもつ、ケツルアズキmog遺伝子を同定することに成功した。また、ツルアズキの交配やアズキ非裂莢性遺伝子のマッピングも当初予定していた通りのペースで進行しており、研究は順調に進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。MOG遺伝子の同定に至ったことは期待以上の成果となったが、ツルアズキの交雑集団は詳細マッピングを行うのに十分な数の種子を得ることができず、温室で植物体を維持して春から再び種子を収穫する必要があったため、予定より遅れることとなった。したがって、全体としては概ね順調に進展していると考えられる。mog遺伝子は形質転換によるノックダウン個体を作出し、その効果を検証する。検証後は既存のTILLING集団からミュータントをスクリーニングする。ツルアズキ種子大型化QTLについては自殖による種子の増殖を行い、マッピング集団を咲く出する。次年度後期にはこの集団を展開して形質評価とジェノタイピングによる連鎖解析を実施する。アズキ比裂莢性遺伝子はマーカーをより密に設計し、候補領域を100kb以下にに絞り込むことを目指す。MOG遺伝子については、ウイルスベクターを使った形質転換によって形質の再現性を評価する。ツルアズキの集団は今年度栽培し、種子の大きさの評価およびマーカーを使ったジェノタイピングを行う。裂莢性については更なるマーカーの拡充を行い、候補領域を更に絞り込みつつ、原因遺伝子の同定を目指す。V. stipulaceaのM2集団に関してはMOG遺伝子に関するTILLINGを行い、変異個体をスクリーニングする。選定された個体からはM3系統を展開し、形質を評価する。裂莢性についても、原因遺伝子が同定され次第、TILLINGによるスクリーニングを開始する。
組織における情報技術実施に関する実証研究

情報技術の導入過程で生ずる意思決定状況に対する組織コ-ディフィケ-ション現象の解明を試みた。1.情報技術の実施理論に関する先行研究の検討を行った。その結果、情報技術の実施問題は、(1)組織変革や経営革新の特殊ケ-スと考えられること、(2)情報システムの実施に関与する関与者間の共同意思決定であること、(3)経営システムのもつ情動性に対する配慮が必要であることなどの特徴をもつことが分かった。2.企業における情報システムやエキスパ-ト・システムの実施過程に関する実態調査を行い、結果の解析を行った。その結果、実施過程における組織のコ-ディフィケ-ション現象は、組織学習モデルによって解明できることが分かった。また、変革活動の基盤となっている日常的な意思決定状況に関する組織のコ-ディフィケ-ション現象を解明する必要性が分かった。3.日常的な意思決定状況に関する組織のコ-ディフィケ-ション現象を解明するため、組織の自己生成的連鎖モデルを構築した。その結果、組織における典型的な意思決定状況である管理者・部下間の相互作用は、多重で自己生成的なル-プによって記述できることが分かった。4.変革的状況や日常的状況下での組織におけるコ-ディフィケ-ション現象の検討を行った結果、組織は、知的分散処理系として、ブ-リアン・ハイパ-キュ-ブのような組織化を検討する必要があることが分かった。これらの結果は、組織における情報技術の円滑な導入を支援するエキスパ-ト・システム開発のための基礎的な知見として、活用できる。目下のところ、実施支援システム構築の方途を探っている。本研究は財務会計研究の中心的テーマでありながら、近年の会計研究において必ずしも満足すべき進展を見ていないと思われる会計測定論を、記号論的アプローチという新たな視角から分析しようとするものである。これまで、主として文献研究により、記号論的アプローチのなかでも意味論的観点から会計測定の分析的研究を行ってきた。その成果は「会計的思考モデル」という分析モデルの形で提案し、いくつかの取引分析を通じて、その分析的意義を強調してきた。本年度は、これまでの研究で収集をしてきた資料、また公表成果をパソコンのうえで整理し、従来の成果をまとめる準備作業をしてきた。この作業はまだ緒についたばかりであるが、近い将来、これまでの研究をまとめた業績を公表するつもりである。かかる準備作業にあたって、パソコンは大きな力となることが実感された。上記の意味論的会計思考モデルの構想から、実験的なものにせよ、意味論的会計データベースの具体化をパソコン上で実現してみたい。
直腸吻合術後の排便反射の経日的変化とBDNF局所投与による壁内神経系の再生促進

排便反射は、直腸を適度に加圧伸展させたときに発生する、直腸-直腸収縮反射(R-R反射)および直腸-内肛門括約筋弛緩反射(R-IAS反射)が同時に起こることにより生じる。両反射は(1)骨盤神経を介する仙髄レベルの促進反射、(2)結腸神経を介する腰髄レベルの抑制反射および(3)壁内神経系を介する内反射によって制御されている。外来神経(結腸神経)を温存したモルモット直腸切離(切除)吻合モデルでは、術後R-R反射は変化しないが、R-IAS反射は著明に低下した。しかし、その後は経日的に回復し、8週間後には無傷のモルモットと同等のR-IAS反射がみられた。組織学的には、術後2週間で壁内神経切離断端から神経線維の再生所見がみられはじめ、8週間では、吻合部を越えて口側と肛門側を連絡する神経線維が観察された。排便反射の機能回復と一致する組織学的な壁内神経再生所見が得られ、直腸吻合術後の正常な排便反射の発生には切断された壁内神経の再連絡が不可欠であることが示された。本年度は、壁内神経再生促進作用について、脳由来神経栄養因子(BDNF)を吻合部に局所投与した場合の排便反射に与える効果について検討を行った。吻合部へのBDNF局所投与によりR-IAS反射の早期回復がみられ、組織学的にも、壁内神経切離断端からの神経線維増生が促進され、術後2週間で吻合部を連絡する神経線維を認めた。さらに、BDNF局所投与例の吻合部では、NF,TrkB,DLX2陽性細胞数が有意に増加していた。さらに、BrdU陽性のNF陽性細胞も認めた。術後4週で、DLX2陽性、TrKB陽陸細胞数は減少していたが、壁内神経細胞数は変わらず、ネットワーク形成への兆しが見られた。以上の結果より、吻合部にBDNFが作用し、神経幹細胞の動員、新神経細胞への分化により、壁内神経細胞数が増加したことが示唆された。直腸吻合術後の排便反射における壁内神経系・外来神経系による制御機構を解明するため、本年度は外来神経(結腸神経)を温存したモルモット直腸切離(切除)吻合モデルを作製し、手術操作による壁内神経切断が排便反射におよぼす影響、および術後経日的変化について生理学的(排便反射の測定)および組織学的に検討した。その結果、R-R反射は術後1-8週のすべての期間において、無傷のコントロールと同様にみられ、反射の定量的解析に用いたReflex index(R.I)においても有意差がみられなかった。一方、R-IAS反射は術後1-4週では反射の振幅が低下し、R.Iの有意な低下がみられたが、術後8週になるとR-IAS反射の振幅が回復し、R.Iにおいても無傷のコントロール群と有意差を認めなかった。

抗NF抗体による吻合部免疫染色では、術後2週で壁内神経切離断端から神経線維の伸展がみられはじめ、術後4週では神経線維増生がすすみ、術後8週では微細な神経線維増生が顕著となり、吻合部を越えて口側と肛門側がつながる神経線維が観察された。排便反射の回復過程と一致した壁内神経線維の再生所見を認めたことから、直腸吻合術後の正常な排便反射の発生には切断された壁内神経の再連絡が不可欠であることが示された。現在、壁内神経再生促進作用について、脳由来神経栄養因子(BDNF)を吻合部に局所投与した場合の排便反射に与える効果について検討中である。排便反射は、直腸を適度に加圧伸展させたときに発生する、直腸-直腸収縮反射(R-R反射)および直腸-内肛門括約筋弛緩反射(R-IAS反射)が同時に起こることにより生じる。両反射は(1)骨盤神経を介する仙髄レベルの促進反射、(2)結腸神経を介する腰髄レベルの抑制反射および(3)壁内神経系を介する内反射によって制御されている。外来神経(結腸神経)を温存したモルモット直腸切離(切除)吻合モデルでは、術後R-R反射は変化しないが、R-IAS反射は著明に低下した。しかし、その後は経日的に回復し、8週間後には無傷のモルモットと同等のR-IAS反射がみられた。組織学的には、術後2週間で壁内神経切離断端から神経線維の再生所見がみられはじめ、8週間では、吻合部を越えて口側と肛門側を連絡する神経線維が観察された。排便反射の機能回復と一致する組織学的な壁内神経再生所見が得られ、直腸吻合術後の正常な排便反射の発生には切断された壁内神経の再連絡が不可欠であることが示された。本年度は、壁内神経再生促進作用について、脳由来神経栄養因子(BDNF)を吻合部に局所投与した場合の排便反射に与える効果について検討を行った。吻合部へのBDNF局所投与によりR-IAS反射の早期回復がみられ、組織学的にも、壁内神経切離断端からの神経線維増生が促進され、術後2週間で吻合部を連絡する神経線維を認めた。さらに、BDNF局所投与例の吻合部では、NF,TrkB,DLX2陽性細胞数が有意に増加していた。さらに、BrdU陽性のNF陽性細胞も認めた。術後4週で、DLX2陽性、TrKB陽性細胞数は減少していたが、壁内神経細胞数は変わらず、ネットワーク形成への兆しが見られた。以上の結果より、吻合部にBDNFが作用し、神経幹細胞の動員、新神経細胞への分化により、壁内神経細胞数が増加したことが示唆された。
原子間力顕微鏡とレーザスペックル法を利用した長時間腐食疲労損傷評価法の開発

本研究では,構造用鋼板を用いて,引張り試験および疲労試験を行い,試験中,レーザスペックルパターンの変化を観測するとともに,走査型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面形状の変化を観察した.引張り試験においては,レーザスペックルパターンの広がりを示す半価幅は,塑性ひずみの増大ととともに増大していったが,その値は荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.しかしながら,レーザスペックルパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さの間には方向によらず一価的な関係があった.また,レーザスペックルパターンの最大光度の対数値は,塑性ひずみ値に対して直線的に減少した.疲労試験においては,レーザスペックルパターンの半価幅は,疲労寿命の中期までは単調増加したが,中期以後はほぼ一定値となった.この関係も,荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.また,この関係は,応力振幅によっても異なっていた.この場合も,レーザスペックルパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さは方向および応力振幅によらず一価的な関係があったが,この関係は引張り試験における関係とは異なっていた.また,レーザスペックルパターンの最大光度は,試験中ほとんど変化しなかった.以上のほかに,本研究では,ステンレス鋼の腐食疲労におけるピットの発生と成長挙動を観察するとともに,レーザスペックルパターンより表面粗さを推定するための基礎となる逆問題の解析手法に関して研究を行った.これらの研究によって,レーザスペックルパターンによる観測結果より機器・構造物の余寿命評価を行うための基礎を確立することができた.本研究では,レーザスペックル法を用いて金属表面の損傷を検出することを目的として,レーザスペックルパターンを観察するための装置を制作した.使用したレーザ光源は出力5mWのNeHeレーザで,磨りガラス上に投影されたレーザスペックルパターンをカメラによって撮影し,そのネガフィルム像をスキャナによってパソコンに取り込み,データ処理を行った.この際,Savitzky-Golayの方法による移動平均法およびGauss曲線による近似を行った.本年度は,腐食疲労試験を行う前段階として,引張り試験および腐食試験を行い,表面の金属顕微鏡による観察と,レーザスペックルパターンの観察を行い,以下の結論を得た.(1)レーザスペックルパターンの最大光度は,塑性ひずみとともに減少した.また,最大値の半分の光度をもつ位置の幅(半価幅)は,塑性ひずみとともに増加した.(2)腐食の進行とともに,レーザスペックルパターンの最大光度は低下し,半価幅は増加した.これらの成果を,腐食疲労試験における表面損傷の検出に応用するとともに,実際の表面凸との対応を明らかにするため,走査型原子間力中で腐食疲労試験を行うための疲労試験機を設計し,現在制作中である.これらの装置では,圧電セラミックスおよびステッピングモータを用いることにより,疲労試験機の小型化が可能となった.本研究では,構造用鋼板を用いて,引張り試験および疲労試験を行い,試験中,レーザスペックルパターンの変化を観測するとともに,走査型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面形状の変化を観察した.引張り試験においては,レーザスペックルパターンの広がりを示す半価幅は,塑性ひずみの増大ととともに増大していったが,その値は荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.しかしながら,レーザスペックルパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さの間には方向によらず一価的な関係があった.また,レーザスペックルパターンの最大光度の対数値は,塑性ひずみ値に対して直線的に減少した.疲労試験においては,レーザスペックルパターンの半価幅は,疲労寿命の中期までは単調増加したが,中期以後はほぼ一定値となった.この関係も,荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.また,この関係は,応力振幅によっても異なっていた.この場合も,レーザスペックルパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さは方向および応力振幅によらず一価的な関係があったが,この関係は引張り試験における関係とは異なっていた.また,レーザスペックルパターンの最大光度は,試験中ほとんど変化しなかった.以上のほかに,本研究では,ステンレス鋼の腐食疲労におけるピットの発生と成長挙動を観察するとともに,レーザスペックルパターンより表面粗さを推定するための基礎となる逆問題の解析手法に関して研究を行った.これらの研究によって,レーザスペックルパターンによる観測結果より機器・構造物の余寿命評価を行うための基礎を確立することができた.本研究では,構造用鋼板を用いて,引張り試験および疲労試験を行い,試験中,レーザスペックルパターンの変化を観測するとともに,走査型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面形状の変化を観察した.引張り試験においては,レーザスペックルパターンの広がりを示す半価幅は,塑性ひずみの増大とともに増大していったが,その値は荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.しかしながら,レーザスペックルパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さの間には方向によらず一価的な関係があった.また,レーザスペックルルパターンの最大光度の対数値は,塑性ひずみ値に対して直線的に減少した.疲労試験においては,レーザスペックルパターンの半価幅は,疲労寿命の中期までは単調増加したが,中期以後はほぼ一定値となった.この関係も,荷重方向とそれに垂直な方向で異なっていた.また,この関係は,応力振幅によっても異なっていた.

この場合も,レーザスペックパターンの半価幅とAFMによって測定した表面粗さは方向および応力振幅によらず一価的な関係があったが,この関係は引張り試験における関係とは異なっていた.また,レーザスペックルパターンの最大光度は,試験中ほとんど変化しなかった.以上のほかに,本研究では,ステンレス鋼の腐食疲労におけるピットの発生と成長挙動を観察するとともに,レーザスペックルパターンより表面粗さを推定するための基礎となる逆問題の解析手法に関して研究を行った.これらの研究によって,レーザスペックルパターンによる観測結果より機器・構造物の余寿命評価を行うための基礎を確立することができた.
横断的クロスリンクプロテオミクスによるシナプスタンパク複合体の進化的起源の解明

シナプスでは多彩なタンパクが複合体を形成することで高度な神経伝達制御が成り立っているが、多細胞動物の進化の過程でどのように発達したのか今だ未知のままである。本研究では網羅的・高感度なタンパク複合体同定のために、質量分析をベースとしたPCP分析とクロスリンクプロテオミクスによる分析系を構築する。その分析系を原始的な多細胞動物群に適用することでシナプスタンパク複合体の構成を一挙に同定する。本研究により、多細胞動物進化の最初期におけるシナプスタンパク複合体の成り立ちを横断的に明らかにすることでタンパク複合体の観点からシナプスの進化を明らかにする。
咬合咀嚼刺激による高齢者痴呆予防の神経科学的解明-fMRI法による研究-

本研究では、fMRI法を駆使し、高齢者ボランティアの空間認知記憶とその機能を担う海馬の活動レベルをシステム的にとらえた画像タスクを作成し、咬合咀噛刺激により海馬機能を上昇させることを機能イメージング法と行動科学手法により解明することを目的とした。そして、咬合咀噛刺激が高齢者の知的機能維持と回復に重要であることを推進し、高齢社会における健康寿命の延長、ひいては認知症予防に貢献することを最終目標に研究を遂行してきた。今年度は記憶タスクデザインを改良し、fMRI法による海馬の機能的マッピングとその定量分析を試みた。その結果、以下の成績を得た。1.タスクデザインを抜本的に改良することで、より一層の再現性の高い海馬賦活の変化を捉えることができた。義歯装着と食事マナーの改善(コミュニケーションを強化)により記憶課題で増強する海馬のBOLDシグナルが増強した。2.fMRI実験30分後、記憶タスクに用いた画像の半数を新規な画像に差し替え、これをアトランダムに提示し、ボランティアには「すでに見た」「見てない」の回答を求めるという方法、すなわち"記憶確認(想起)テスト"を実施し、正答率スコアを作成したところ、義歯装着と食事マナーの改善によりスコアが向上することがわかった。以上のことから、本研究において咀噛器官と海馬はクロストークすることがわかった。高齢杜会での認知症の先送りあるいは軽減のための予防医学的アプローチに、誰もがどこでもできる日常行為であるチューイングを積極的に推進する必要があることが示唆される。したがって今年度の目標をほぼ達成できた。本研究では、申請者らがこれまで実験動物とヒトを用いて展開してきた研究をベースに、fMRI法を駆使し、高齢者ボランティアの空間認知とその機能を担う海馬の活動レベルをシステム的にとらえた3次元ナビゲーターモデルを作成し、咬合咀嚼刺激により海馬機能を上昇させることを神経科学的に解明することを目的とした。そして、咬合咀嚼刺激が高齢者の知的機能維持と回復に重要であることを推進し、高齢社会における健康寿命の延長、ひいては痴呆予防に貢献することを最終目標に研究を遂行してきた。1.タスクデザインを改良することで、再現性の高い海馬の神経活動の変化を捉えることができた。咬合咀嚼刺激を与えると記憶課題で増強する海馬のBOLDシグナルはより大きくなった。2.fMRI実験30分後、記憶タスクに用いた画像の半数を新規な画像に差し替え、これをアトランダムに提示し、ボランティアには「すでに見た」「見てない」の回答を求めるという方法、すなわち"記憶確認(想起)テスト"を実施し、正答率スコアを作成したところ、咬合咀嚼刺激を施すことでスコアの上昇が認められた。以上のように、本研究において新規な記憶を獲得ためには咬合咀嚼刺激が有用なツールとなることがわかった。高齢社会での認知機能障害(痴呆)の先送りあるいは軽減のための予防医学的対応に誰もがどこでもできる日常行為である咀嚼運動を積極的に推進する必要があることが示唆される。本研究では、fMRI法を駆使し、高齢者ボランティアの空間認知記憶とその機能を担う海馬の活動レベルをシステム的にとらえた画像タスクを作成し、咬合咀嚼刺激により海馬機能を上昇させることを機能イメージング法と行動科学手法により解明することを目的とした。そして、咬合咀嚼刺激が高齢者の知的機能維持と回復に重要であることを推進し、高齢社会における健康寿命の延長、ひいては認知症予防に貢献することを最終目標に研究を遂行してきた。

その結果、以下の成績を得た。1.タスクデザインを抜本的に改良することで、より一層の再現性の高い海馬賦活の変化を捉えることができた。義歯装着と食事マナーの改善(コミュニケーションを強化)により記憶課題で増強する海馬のBOLDシグナルが増強した。2.fMRI実験30分後、記憶タスクに用いた画像の半数を新規な画像に差し替え、これをアトランダムに提示し、ボランティアには「すでに見た」「見てない」の回答を求めるという方法、すなわち"記憶確認(想起)テスト"を実施し、正答率スコアを作成したところ、義歯装着と食事マナーの改善によりスコアが向上することがわかった。以上のことから、本研究において咀嚼器官と海馬はクロストークすることが解明された。高齢社会での認知症の先送りあるいは軽減のための予防医学的アプローチに、誰もがどこでもできる日常行為であるチューイングを積極的に推進する必要があることが示唆される。したがって今年度の目標をほぼ達成できた。
ロシア・アヴァンギャルド芸術における音声の複製技術の影響

本課題では、フォノグラフやグラムフォン、ラジオといった音響複製技術とその応用技術が普及し変貌していった、1910-30年代のロシアにおける音響環境を背景に、ロシア・アヴァンギャルド芸術やロシア・フォルマリズムの文学理論に与えた音声の複製技術の影響を検証した。具体的な成果としては、詩人イリヤ・ズダネヴィチの創作活動の展開におけるフォノグラフの意義を明らかにし、また、ロシア・フォルマリズムの理論、とりわけボリス・エイヘンバウムの文芸理論にフォノグラフが影響を与えた可能性についてさらに考察した。平成26年度9月から助成を受けた本研究の遂行にあたり、計画通り、大学授業期間中は、マイクロフィルム(シリーズ"Russian Theater in the early 20 century"やシリーズ“Early Russian Cinema"など)に含まれるフォノグラフやグラモフォンに関する記事を調査・検証した。また、春季休業期間中にあたる3月にはモスクワへ出張し、ロシア国立図書館およびロシア国立文学・芸術文書館を訪れ、主に次のような資料の閲覧・複写を行った:雑誌『声とことば』(19121914)、論文集『DE MUSICA』(1923)、エイヘンバウム「芸術の言葉について」の手稿、エイヘンバウム『ロシア抒情詩の旋律学』の基となった口頭報告の原稿。これらモスクワ出張の際に入手した資料についての読解は今後の課題となるが、とりわけエイヘンバウムの口頭報告の原稿を見られたことは、本研究課題の端緒となった「ロシア・フォルマリズム理論における複製技術の影響」という申請者がこれまで取り組んできた研究をさらに深めることができそうな資料であった。この資料に基づき、平成27年度8月に行われるICCEES幕張大会にて、本研究成果の一部として研究報告を行う予定である。また、平成26年度に行った研究の成果を踏まえて明らかになったのは、申請者はもともと「声」と「音」という対置の中で音響複製技術の問題を捉えようとしていたが、ここに「音楽」と「ノイズ」という二つの要因を加えるべきだということだ。これは、徒に要因を増やして複雑化するわけではなく、音響複製技術の到来によってかわったイデーとしての「音楽」の変化を追うことで、1910年代から20年代にかけての詩人における「音」の意義について明らかにすることができると考えるからである。2015年度は8月に千葉市で開催されたICCEES(国際中欧・東欧研究協議会)の第9回国際大会において、報告「ロシア・フォルマリズム理論における音響複製技術の影響:ボリス・エイヘンバウムのケース」を行った。これは、既出の日本語論文のコンセプトに、本課題で取り組んできた当時の音響複製技術の使用状況や、実際にフォノグラフを使用して詩の分析を行っていたセルゲイ・ベルンシテインの研究とエイヘンバウムのそれとの関連への言及を加えた上で、ロシア語で報告したものである。この報告において申請者は、エイヘンバウムのいわゆる「形式的方法」の展開に対する音声の複製技術の影響を指摘したが、彼の著作や関連文献の中には、音声の複製技術に対する直接的な言及がみられないため、このテーゼは、どうしても状況証拠による「仮説」にとどまらざるを得なかったというのが聴衆の反応を踏まえた上での率直な反省点である。しかし、この方向で研究を展開する余地はある。それは、12014年3月にロシア出張で得たエイヘンバウムのアーカイヴ資料をさらに精読すること、2ベルンシテインのアーカイヴ資料を調査することである。後者に関しては、2015年8月に招聘したヴァレリー・ゾロトゥヒン氏からの情報提供でその存在を知ることができたが、未だ公開には至っていないため、今後の課題となる。一方、そうした反省を踏まえ、当時の詩に対する音響技術の影響を考える上で、フォノグラフに直接的に言及している詩人・作家であるイリヤ・ズダネヴィチの初期の活動について調査を進めた。ズダネヴィチはフォノグラフを、詩を記録する新たなメディウムと考えていたが、そのとき彼がフォノグラフに担わせた意義とは、声の同時性と複数性の実現であることを申請者は明らかにした(詳細は拙論「イリヤ・ズダネヴィチ「フシォチェストヴォ」に寄せて:美術史から詩へ、詩からフォノグラフへ」を参照)。本研究課題の採択決定が平成26年9月だったことと、着任初年度ということで校務にかかずらっていたため、率直にいって、研究課題の遂行はやや遅れている。そうした事態を見越して、研究計画では、「2.詩を中心としたロシア・アヴァンギャルド諸芸術における音声の複製技術の影響」に重点をおいて検証することを掲げたが、当該期間中には十分に遂行することができなかった。但し、現実的な状況を踏まえ、当該期間中は資料収集に集中したため、今後の研究にあたって十分な資料を集められたのも事実である。従って、平成27年度はそれら資料の読解・検証を進めていき、上述した通り、まず、8月に催されるICCEES幕張大会にて本研究課題の成果の一部を口頭報告する。

この報告についてはすでに十分に研究を進めており、内容的な見通しもたっているため、平成27年度前半はその準備と並行しながら、11月に開催される日本ロシア文学会研究発表会でも本研究課題の成果の一部を報告すべく、研究を進めてきたい。また、平成27年度中にはこれら成果を文章化し、学術誌に投稿する予定である。当該年度における望外の成果として、モスクワ在住のある研究者との学術交流の中で、一般には公開されていない、本研究に関わる資料の情報を得たことも挙げられる。資料の性質上、具体的に述べることはできないが、それは、本研究にとっても重要な位置を占める著者の大量のアーカイブ資料の存在であり、現時点ではその内容目録を把握しているのみだが、公開されたあかつきにはいち早くアクセスする道筋をつけられたのは、大きな成果であるといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。人文学平成26年度の研究成果を踏まえ、平成27年度は研究計画で挙げていた「2.詩を中心としたロシア・アヴァンギャルド諸芸術における音声の複製技術の影響」の研究に焦点を絞り、優先的に行っていく。その際、上で述べたように、「声」と「音」の対置のみならず、「音楽」と「ノイズ」という要因を組み込んで、研究課題に取り組んでいく。少なくともこれまでの研究を通して明らかになってきているのは、この時代の詩人における「音声の複製技術の影響」について直接的に明らかするような資料は乏しいということだ。例えば、1915年に、フレーブニコフ、マヤコフスキー、アセーエフといった詩人たちの朗読が収録されたオーディオ・ブックの販売広告が雑誌に出されているため、詩人たちが音声の複製技術の可能性について視野に入れていたことは確実だと思われるが、具体的にそれに対して個々の詩人たちがどのような態度をとったのかが明らかになる資料は少ない。そのため、芸術創作への音声の複製技術の影響を浮き彫りにするには、シンボリズムの詩人の芸術的な理念でもあった「音楽」という観念が、その後、未来派、アクメイズムといった詩人たちの中でどのように捉えられていったのか、また、詩人のみならず、他の芸術ジャンルにおいて理念としての「音楽」がどのような変化を蒙っていくかを検証することが一つの有効な方策ではないかと考えるに至った。この方向で研究を行うメリットはもう一点ある。それは、詩人における「音声の複製技術の影響」という作家個人の影響問題に帰着してしまう恐れのある研究が、「音楽」を媒介にすることで、芸術史におけるイズムの変遷・混在と相俟って、ある程度、時代的な連続性の中で「影響」を説得的に明らかにすることができるだろう点である。
水系電気泳動プロセスによる粒子堆積挙動の解明とセラミックス高次構造体の評価

水系電気泳動プロセスにおける粒子の泳動・堆積に及ぼす所因子の影響を系統的に検討しそのメカニズムを明らかにすること、また、同プロセスによりセラミック積層コンポジットを作製し、異種セラミックスの積層化が機械的特性や電気的特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。本研究では、第一に、pH、固相濃度、塩濃度などのサスペンション調製上の所因子と、電流、電圧、通電時間などのEPDパラメーターが粒子の泳動・堆積に及ぼす影響について系統的に調べた。また、同一電極基板上へジルコニア及びアルミナ粒子を交互に堆積させ、その積層堆積体を大気中で焼成することで、層間密着性の良いジルコニア/アルミナ積層コンポジットが得られること、通電時間の制御で層厚が容易に制御できることを示した。ジルコニア/アルミナの積層界面では、焼結後の冷却過程で生じる両者の収縮率の差から、ジルコニアに引張り応力、アルミナに圧縮応力が作用する。そこで、これらの応力が破壊亀裂の進展挙動や電気伝導度に及ぼす影響についても検討した。また、近年では、磁気異方性を示す物質に対し磁場が及ぼす作用を利用して、結晶方位の制御された材料を創製する試みが注目されている。そこで、次に、EPDプロセスの新展開を探索するための基礎研究として、磁気異方性を示す物質に対し磁場が及ぼす作用を利用して結晶方位の制御された材料を創製する試みに注目し、強磁場中におけるEPDプロセスについても取り組んだ。その結果、アルミナおよびチタニアで結晶配向体の作製に成功した。さらに結晶配向方位の異なる同種セラミックの積層化についても試み、アルミナ結晶配向積層コンポジットの作製に成功した。水系溶媒を用いたセラミックス粒子の電気泳動堆積(EPD)プロセスでは、溶媒の電気分解により発生する気泡が基板近傍における粒子の泳動と堆積を妨げる要因となり、粒子堆積挙動に及ぼすサスペンションの諸特性や電流・電圧などの諸因子の影響の解明に関する研究はこれまでほとんど行われていない。本年度は、水素吸収特性に優れたパラジウムを陰極基板に用いることで粒子のカソードデポジションを妨げる水素気泡の影響を排除し、かつ電気化学的手法の併用により、水系EPDプロセスにおける粒子堆積挙動に及ぼす因子について系統的な検討を行い、以下の結果を得た。1.定電流モードにおける粒子堆積速度は等電点よりわずかに酸性側のpHで極大を示す。この現象はサスペンションに印加される電圧の上昇による粒子のモビリティーの増大に起因する。2.pHをさらに酸性側に振ると、粒子表面へのプロトンの吸着量は飽和し、あるpHで溶媒の伝導度が急上昇する挙動が見られる。それ以上の酸の添加はイオンの輸率を増大させ粒子の輸率を低下させるため粒子堆積速度は大幅に減少する。同様に、pHを一定の条件に固定した場合でも溶媒中の塩濃度を増加させるとイオンの輸率が増大し、粒子堆積速度は減少する。3.pHを一定の条件に固定した条件での固相濃度の増大は、粒子の輸率を高め粒子堆積速度を増大させる。4.粒子の輸率は、最も高い場合でも0.01に満たず、電力の大部分が粒子ではなくイオン(主にプロトン)の運動に消費されている。この点は水系プロセスの欠点でもある。パラジウムを陰極に用いた水系EPDプロセスでは粒子のチャージを常に正に制御する必要がある。そこでカチオン性分散剤について効果を検討し、ポリエチレンイミンの添加が有効であることも明らかにした。平成16年度は、層厚の制御された3Y-TZ/Al_2O_3系積層コンポジットを実際にEPD法で作製し、特性評価につなげていく。前年度の研究では、水系溶媒を用いたセラミックス粒子の電気泳動堆積(BPD)プロセスにおける粒子堆積挙動に及ぼすサスペンションの調製条件、印加電圧、電流密度などの因子について系統的な検討を行なった。

本年度は、同一のpHに調整した3Y-TZおよびAl203水系サスペンションを用い、電気泳動法による同一電極基板上への交互積層操作を繰り返すことにより、層厚の制御された3Y-TZ/Al203系積層コンポジットを作製するための諸条件について検討した。その結果、定電圧モードより定電流モードの方が時間に対する堆積量の関係の直線性が良く、通電時間の調節による層厚の制御が容易であることが明らかとなった。一般に、ビーカーなど容積の限られた容器中でのEPDでは、電極基板への粒子堆積によるサスペンション固相濃度の低下により、単位時間当たりの粒子泳動量は徐々に減少する。しかし、定電流モードでは粒子の堆積に伴い回路のIR降下が大きくなりガルバノスタットの出力電圧が徐々に上昇するため、結果として粒子のモビリティが増大して単位時間当たりの粒子泳動量はほぼ一定に保たれ、見かけ上の堆積速度に大きな変化が見られなかったものと考えられる。また、定電流モードで電圧を徐々に増加させながらEPDを行うと比較的反りの少ない膜が得られることも確認された。そこで、電流一定モードでEPDを行うことにより、層厚が制御された種々の3Y-TZ/Al203系積層コンポジットを作製することに成功した。しかし、水系EPD法で作製した試料(焼成体)の曲げ強度および靱性は、現在のところ当初の予想ほど高い値が得られていない。この点については、水の電気分解によるミクロ気泡の発生による内部欠陥の可能性もあり、EPD条件の再検討を行なっている。電気的特性についても、現在測定中である前年度の研究では、電気泳動堆積法により同一電極基板上へジルコニア及びアルミナ粒子を交互に堆積させ、その積層堆積体を大気中で焼成することで、層間密着性の良いジルコニア/アルミナ積層コンポジットが得られることを示した。また、各層ごとに通電時間を変化させて、層厚の異なる数種類の積層コンポジットセラミックスを作製した。本年度は、これらの積層コンポジットの組織や機械、機能特性について総合的な評価を行なった。ジルコニア/アルミナの積層界面では、焼結後の冷却過程で生じる両者の収縮率の差から、ジルコニアに引張り応力、アルミナに圧縮応力が作用する。作用する応力が大き過ぎるとき、焼成後のジルコニア層には収縮クラックによる大きな欠陥が導入される。しかし、層厚を調節し作用する応力を変化させると、大きな割れは生じさせずに残留応力の閉じ込められた積層コンポジットを作製することができた。これらの試料については、残留応力と靱性値、伝導度の層間について評価を行なった。また、本水系EPDプロセスでは、溶媒の電気分解により生じるガスを基板金属で吸収することにより気泡発生を防止するが、水素吸収材として用いた陰極パラジウム基板が、長時間の通電に伴う多量の水素吸収により大きく膨張し、堆積体が特に熱いバルク体ではマクロな割れが生じる現象も確認された。このことから、水系プロセスは比較的薄い膜の作製に有効であるが、特に厚いバルク体では注意が必要である。厚いバルク体の作製に最適なサスペンションについても検討した結果、エタノール-リン酸エステル系で水系に匹敵する高密度成形体が作製できることも見出した。
生体組織融合バイオMEMS技術による生命機械システムの構築と制御

近年新しいアクチュエータとして,生物の筋細胞を利用したバイオマイクロアクチュエータが注目されている.我々は培養筋細胞を利用したバイオマイクロアクチュエータの開発を行っている.これまでに開発してきたバイオアクチュエータの例として,ラツトの心筋細胞を駆動源とするマイクロポンプ,マウスの骨格筋マトリゲル,昆虫背脈管を利用する耐環境型バイオアクチュエータを開発してきた.しかしながら,現状の問題点として発生力が微小であるという問題がある.そこで培養筋細胞アクチュエータの高出力化のために,生体内に近い負荷のある環境を再現し,伸縮刺激により細胞を配向させたり,筋細胞への分化を促す必要がある.これまでに体内の状態に基づく様々な刺激パターンが提案されているが,実際どのような刺激が最適という実験データは少ない.そこで本研究では,複雑な様々なパターンで伸縮刺激と電気刺激を同時に負荷することができ,実験精度向上と検証時間短縮を目指したハイスループツト細胞刺激システムの開発を行った.今後は開発した装置を用いて,骨格筋細胞,心筋細胞,昆虫背脈管などについて,最適な刺激パターンの検証を行う.8台同時に異なるパターンで伸縮刺激と電気刺激を試行可能な,マルチパターン細胞刺激システムの開発を行った.これにより細胞サンプルの個体差のない正確な細胞挙動の比較検討実験を可能にした.また,細胞挙動の評価法として2D-FFTを用いた細胞配向性評価法に着目した.細胞にダメージを与えることなく行え,これまで困難であった細胞配向性の経時的な変化を定量的に評価することが可能となった.開発したマルチパターン細胞刺激システムと2D-FFTによる評価法を用いて細胞進展実験と細胞伸縮実験を行った.細胞伸縮実験では,伸展率の変化による細胞は配向性の変化を定量的に評価することに成功し,配向に適した伸展率の同定に成功した.これまで生物の持つ一部の機能をロボットに搭載した例はあるが、細胞レベルから組織構築まで、マルチスケールにわたって、機械システムに適用しようとした試みはない。そこで、我々の研究グループでは、生体細胞と機械を融合させることによる生命機械システムの例として、ラット心筋細胞の自律的拍動を利用したバイオアクチュエータを創製してきた。本研究では、様々な生体組織や細胞を用いて、再構築をおこなうことにより、新たなアプローチによる微小生命機械システムを提案する。今年度は、その例として、カイコより器官や組織を抽出し培養を行った。カイコより背脈管と翼状筋を摘出し組織培養することに成功した。また、摘出した背脈管は、摘出後2日間活発な拍動をみせた。翼状筋は、ゆるやかではあるものの、3週間以上に渡って、拍動を続けた。これらの組織や細胞を使うことにより、外部制御デバイスを必要とせず、培地中のグルコース等に含まれる化学エネルギーのみで、温度の管理の必要なく、自律的に駆動するデバイスを創製できる可能性が示された。また、生命機械システムのための第一歩として、細胞を壊すことなく分離することに成功した。今後、これらの細胞を、マイクロファイバーへの接着や、シート化をおこなうことにより、微小生命機械システムの駆動源として、また、筋肉組織に限らず知覚器官の細胞を摘出、解離し培養することにより、高感度なセンシングデバイスとして、微小生命機械システム構築が可能になると考えられる。近年新しいアクチュエータとして,生物の筋細胞を利用したバイオマイクロアクチュエータが注目されている.我々は培養筋細胞を利用したバイオマイクロアクチュエータの開発を行っている.これまでに開発してきたバイオアクチュエータの例として,ラツトの心筋細胞を駆動源とするマイクロポンプ,マウスの骨格筋マトリゲル,昆虫背脈管を利用する耐環境型バイオアクチュエータを開発してきた.しかしながら,現状の問題点として発生力が微小であるという問題がある.そこで培養筋細胞アクチュエータの高出力化のために,生体内に近い負荷のある環境を再現し,伸縮刺激により細胞を配向させたり,筋細胞への分化を促す必要がある.これまでに体内の状態に基づく様々な刺激パターンが提案されているが,実際どのような刺激が最適という実験データは少ない.そこで本研究では,複雑な様々なパターンで伸縮刺激と電気刺激を同時に負荷することができ,実験精度向上と検証時間短縮を目指したハイスループツト細胞刺激システムの開発を行った.今後は開発した装置を用いて,骨格筋細胞,心筋細胞,昆虫背脈管などについて,最適な刺激パターンの検証を行う.8台同時に異なるパターンで伸縮刺激と電気刺激を試行可能な,マルチパターン細胞刺激システムの開発を行った.これにより細胞サンプルの個体差のない正確な細胞挙動の比較検討実験を可能にした.また,細胞挙動の評価法として2D-FFTを用いた細胞配向性評価法に着目した.細胞にダメージを与えることなく行え,これまで困難であった細胞配向性の経時的な変化を定量的に評価することが可能となった.開発したマルチパターン細胞刺激システムと2D-FFTによる評価法を用いて細胞進展実験と細胞伸縮実験を行った.細胞伸縮実験では,伸展率の変化による細胞は配向性の変化を定量的に評価することに成功し,配向に適した伸展率の同定に成功した.
心肺停止・蘇生後脳症におけるアポトーシス検出画像の開発

本研究では、心肺停止後の蘇生脳に起こる脳の変化を画像でとられ、その病理所見との比較を行うことで、予後診断へ役立てることを主目的としている。そこで、まず、高度脳虚血-再灌流モデルにおける、実験用高磁場MRIの検討を行った。また、臨床例における、心肺停止後の蘇生脳の画像、代謝を検討した。さらに、ラット心肺停止モデルにおいて、実験用高磁場MRIと早期病理診断(アポトーシス検出)との比較解析を行った。1.実験高度脳虚血-再灌流モデルのMRIラットの心肺停止後の蘇生後脳の状態をsimulationするモデルとして、ラットの中大脳動脈閉塞・再灌流モデルを用いて、高磁場(7テスラー)のMRI装置を用いて、画像撮像を行った。その結果、再灌流後、fractional anisotrophy image(FA画像)において、再灌流脳において異方性が早期に失われ、その後、そのanisotrophyを失った範囲において、梗塞の出現と慢性期において萎縮が進行することが示された。また、この部位において、magnetic resonance spectroscopy(MRS)を行うと、乳酸の出現とさらに正常状態では見られないlipidの出現が見られた。2.人における蘇生後脳症のMRI・MRS心肺停止後の蘇生後脳症で、予後不良例、良好例における、拡散強調画像、MRSの差異を検討した結果、予後良好例では、実験と同様に、anisotrophyが保持され、嫌気性代謝のマーカーである乳酸の出現が認められなかった。これに対して、予後不良例では、早期から異方性が喪失し、乳酸が出現することが示された。3.ラット心肺停止モデルにおける実験用高磁場MRIと早期病理診断(アポトーシス検出)との比較解析ラットを用いて、心肺を完全停止(9分間)後、蘇生させるモデルを作成した。同モデルでは、発症早期において実験用高磁場MRI上、異常信号を捕らえることが出でき、また、早期病理診断では神経細胞がアポトーシスに陥っていることを確認している。以上より、心肺停止後の蘇生脳に起こる脳の病態生理的変化と、発症早期のMRI画像所見が相関することを突き止め、予後診断とともに、早期治療の効果判定に有用となると思われた。本研究では、心肺停止後の蘇生脳に起こる脳の変化を画像でとられ、その病理所見との比較を行うことである。そこで、心肺停止モデルの作成に先立ち、高度脳虚血-再灌流モデルにおける、実験用高磁場MRIの検討を行った。なお、心肺停止モデルは、現在、作成中であり、心肺停止の方法(開心法を選択する)と停止時間などのパラメーターの設定を行っている。1)実験高度脳虚血-再灌流モデルのMRIラットの心肺停止後の蘇生後脳の状態をsimulationするモデルとして、ラットの中大脳動脈閉塞30分、再灌流モデルを用いて、高磁場(7テスラー)のMRI装置を用いて、画像撮像を行った。このlipidの出現は、おそらく、細胞のapoptosis、necrosisの結果出現する細胞膜脂質の崩壊産物(phostpolipidなど)と推定されるが、これを、二次元NMRなどの方法で同定してゆく必要がある。また、これらの脂質信号が、蘇生後脳症の予後や病理学的所見とどう相関するかは、今後の研究で明らかにする。2)人における蘇生後脳症のMRI・MRS心肺停止後の蘇生後脳症で、予後不良例、良好例における、拡散強調画像、MRSの差異を検討した(これを英文誌(Neurosurgical Review)に出版予定である(accept))。予後良好例では、実験と同様に、anisotrophyが保持され、嫌気性代謝のマーカーである乳酸の出現が認められなかった。