hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ncx KOマウスにおける腸管apoptosisの検討

病理組織学的にヒルシュスプルング病類縁疾患のモデルマウスであるNcx KOマウスの敗血症モデルは重篤化する.この結果を腸管免疫の観点から解析することを目的とした.重篤化には腸内細菌叢の異常が関与していることが示唆された.Ncx KOマウスの小腸上皮にはapoptosisの亢進およびゴブレット細胞の増加が認められ,これらも敗血症の病態に関与していると考えられた.また敗血症モデルとして盲腸結紮穿孔モデルを用いたが,より長期間観察可能な侵襲の小さいモデルとしてESMモデルの作成も試みた.その結果,Ncx KOマウスの糞便を投与したマウスは重症度が上がる傾向にあり,ESMモデルの有用性が示唆された.Ncx KOマウスは腸管神経が増加している遺伝子組換えマウスであり,デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)実験腸炎に対して感受性が高いことが分かっている.また,上皮細胞バリアの障害がありDSS投与による腸管上皮細胞のapoptosisが亢進している.さらにNO産生腸管神経細胞が増加しており神経細胞より産生されるNOがapoptosis亢進と関わっている可能性が示唆されているワイルドタイプマウスとNcx KOマウスにCLPを施行し,survival studyを行ったところ,Ncx KOマウスは有意差をもって早期に死亡するという結果を得た.Suvival studyの結果から,Ncx KOマウスの敗血症モデルは,病態が重篤化していることが予想された.この原因を主に腸管の解析により明らかにする.Ncx KOマウスのCLPモデル(コントロールにはsham(単開腹)モデルを用いる)をそれぞれ6時間,24時間で犠死せしめ,血液と腸管を採取しており,現在検体数を増やしている段階である.また,近年敗血症の病態において臓器保護的作用が報告されているautophagyについても解析を行う方針とした.現在GFP-LC3トランスジェニックマウスとNcx KOマウスを交配中である.Ncx(Neural creast homeobox) knockout(KO)マウスは腸管神経叢の増加とともに腸管上皮バリア機能の障害が示唆されている.一方,敗血症の病態においては,腸管上皮細胞のapoptosisが亢進しているため,腸管のapoptosisの制御が敗血症の病態改善に有効であるとされる.そこで,WT(Wild Type)マウスとNcx KOマウスにcecal ligation and puncture(盲腸結紮穿孔;CLP)を施行して腹膜炎による敗血症を惹起させsurvival studyを行ったところNcx KOマウスのCLPモデルは有意差をもって早期に死亡した.この結果からNcx KOマウスの敗血症モデルはより重篤化することが予想された.さらに,Ncx KOマウスがCLPにより重篤化することと腸管のapoptosisの関係を明らかにするため各マウスの腸管につきTUNEL染色(蛍光免疫染色)を行った.腸管の採取は敗血症急性期の評価を想定しCLP施行から6時間および24時間で行った.一方,Ncx KOマウスではCLP施行後24時間以内に死亡する個体があったため,より侵襲の小さい腹膜炎モデルで検討すべくeasy stool methodモデルをWTとNcx KOマウスでそれぞれ作成し侵襲後の活動性によって重症度を評価するdisease activity scoreを経時的につけた.その結果,Ncx KOマウスでは早期にdisease activity scoreが高くなる傾向にあった.さらに,これらのマウスの血清を採取し炎症性サイトカインを測定したが有意差は認めなかった.また,近年敗血症の病態において臓器保護的作用が報告されているautophagyについても解析を行うためGFP-LC3トランスジェニックマウスとNcx KOマウスを交配させ現在検討中である.病理組織学的にヒルシュスプルング病類縁疾患のモデルマウスであるNcx KOマウスの敗血症モデルは重篤化する.この結果を腸管免疫の観点から解析することを目的とした.重篤化には腸内細菌叢の異常が関与していることが示唆された.Ncx KOマウスの小腸上皮にはapoptosisの亢進およびゴブレット細胞の増加が認められ,これらも敗血症の病態に関与していると考えられた.また敗血症モデルとして盲腸結紮穿孔モデルを用いたが,より長期間観察可能な侵襲の小さいモデルとしてESMモデルの作成も試みた.その結果,Ncx KOマウスの糞便を投与したマウスは重症度が上がる傾向にあり,ESMモデルの有用性が示唆された.Ncx KOマウスのCLPモデルについては,敗血症の重症度や腸管上皮のapoptosis,腸管上皮バリア機能,腸管細菌叢の変化などを解析する予定である.GFP-LC3トランスジェニックマウスとNcx KOマウスの交配については,仔が産まれ次第CLPモデルを作成し.腸管のautopahgy解析を行う.救急集中治療医学ほぼ計画通り使用したが、端数が生じたため次年度に繰り越した。前年に引き続き実験を行い予定していた試薬等を購入する。
オープンポーラス構造体の均質化非弾性構成式のための基礎理論構築とその応用

最初に,内圧を受ける異方オープンポーラス構造体の均質化粘塑性構成式の理論構築に必要なミクロ-マクロ関係式を導出した.次に,導いたミクロ-マクロ関係式を用いて,マクロ非弾性変形特性に及ぼすミクロ粘塑性特性と作用内圧(ポア圧)の影響を理論的に明らかにした.さらに,検討結果に基づいて均質化粘塑性成式を定式化し,その妥当性をプレート-フィン構造体や多孔構造体の単位セル均質化有限要素解析との比較により検証した.最初に,内圧を受ける異方オープンポーラス構造体の均質化粘塑性構成式の理論構築に必要なミクロ-マクロ関係式を導出した.次に,導いたミクロ-マクロ関係式を用いて,マクロ非弾性変形特性に及ぼすミクロ粘塑性特性と作用内圧(ポア圧)の影響を理論的に明らかにした.さらに,検討結果に基づいて均質化粘塑性成式を定式化し,その妥当性をプレート-フィン構造体や多孔構造体の単位セル均質化有限要素解析との比較により検証した.今年度は,一様ボア圧を受ける周期オープンポーラス体のミクローマクロ関係式の導出とマクロ弾粘塑性構成式の構築を行った.研究成果は次のようにまとめられる.1.ミクローマクロ関係式の導出(1)オープンポーラス体の場合,ボア内で変位の不連続が生じ得るため,マクロひずみをミクロひずみの体積平均とすることができない.そこで,周期固体のミクロ変位とマクロひずみの関係式を用いて,オープンポーラス体のマクロひずみは固体中の変位のみによって表されることを示した.(2)ボア内に一様内圧が作用する場合にHillの均質化条件を適用し,ボア部分の体積を単位セルと固体部分の体積差で表した.この結果,Terzaghiの有効応力とマクロひずみ速度は,仕事共役となることが示された.(3)固体部分のミクロ非弾性構成式がNorton則に従う場合を考え,その定常状態に,上記(2)に示した仕事共役式を適用したところ,マクロ粘塑性ひずみ速度とマクロ応力の関係は固体部分のNorton則と同じ応力指数を有することが示された.2.マクロ弾粘塑性構成式の構築(1)Hooke-Biotのボア弾性体の構成式をマクロ弾粘塑性構成式に拡張するため,まず,マクロひずみは弾性成分と粘塑性成分の和であるとした.次に,マクロ粘塑性ひずみ速度とマクロ応力の関係は固体部分のNorton則と同じ応力指数を有することに留意して,マクロ粘塑性ひずみ速度を一般化Mises相当応力に基づいて表現した.(2)上述のように構築したマクロ弾粘塑性構成式の妥当性を検討するため,均質化有限要素解析例との比較を行った.平成24度に定式化した均質化非弾性構成式の適用性を検討するため,本年度は次の二種類のオープンポーラス構造体に関して研究を行った.1.内圧を受ける厚肉多孔板まず,内圧を受ける厚肉多孔板の均質化弾粘塑性挙動を明らかにするため,その単位セルに周期境界条件を課して単軸および多軸負荷のもとで有限要素解析を行った.母材は改良9Cr-1Mo鋼(550°C)とし,解析はポア圧p=0の場合とp=20 MPaの場合に行った.この結果,巨視的異方性,巨視的体積圧縮性,ポア圧依存性が粘塑性領域においても顕著に生じることが明らかとなった.つづいて,平成24度に定式化した均質化非弾性構成式を上述の多孔板に適用したところ,有限要素解析の結果がかなり精度よく表され,この均質化構成式の妥当性が示された.2.ポア圧差を有するプレートフィン構造体一次流路と二次流路でポア圧の異なるプレートフィン構造体の均質化弾粘塑性挙動を検討するため,まず,HillのMacro-homogeneity条件式を用いて理論的な検討を3つの代表的な場合に行った.次に,この検討結果を検証するため,単位セルに周期境界条件を課して有限要素解析を行った.負荷方向は積層方向とし,母材としてはひずみ速度依存性の小さい材料と適度に著しい材料の2種類を想定した.この結果,ひずみ速度依存性が小さい場合には引張負荷では一次流路ポア圧p1が,圧縮負荷では二次流路ポア圧p2が均質化粘塑性挙動を支配するのに対して,ひずみ速度依存性が適度に著しい場合にはp1とp2の平均値がマクロ的支配ポア圧となり,理論的検討結果が確かめられた.さらに,このようなポア圧依存性を考慮するため,平成24度に定式化した均質化非弾性構成式を拡張した.平成2425年度に得た研究成果の妥当性をさらに検討するため,次の二種類のオープンポーラス構造体に関して研究を続けた.1.内圧を受ける厚肉多孔板:平成25年度に続いて,内圧を受ける厚肉多孔板の単位セルに周期境界条件を課して多軸負荷のもとでの有限要素解析を行った.平成26年度に行った多軸負荷解析は,平面ひずみ条件と平面応力条件のもとでの等二軸負荷解析である.ポア圧は,平成25年度と同じくp=0, p=20MPaとした.この結果,平成25年度に行った解析と同じく,巨視的異方性,巨視的体積圧縮性,ポア圧依存性が粘塑性領域においても顕著に生じることが明らかとなった.

また,平成24年度に定式化した均質化非弾性構成式により有限要素解析の結果がかなりの精度で表され,その妥当性が確かめられた.2.ポア圧差を有するプレートフィン構造体:平成25年度にポア圧差を有するプレートフィン構造体の均質化解析を行ったが,簡単のため,母材のひずみ硬化を無視した.そこで平成26年度は,母材のひずみ硬化の影響を調べた.母材は316ステンレス鋼,温度は650°Cとし,Ohno-Wangの非線形移動硬化モデルによりひずみ硬化を考慮した.ポア圧は,平成25年度と同じく,一次流路側7.5MPa,二次流路側2.5MPaとし,単位セルに積層方向の単軸繰返し負荷を与えた.この結果,マクロ応力とマクロひずみの関係は,ポア圧が平均値5.0MPaの場合の結果とほぼ同じとなったが,一次流路側と二次流路側でそれぞれ引張り,圧縮のマクロひずみが繰返し負荷とともに進展し,一次流路側と二次流路側で逆方向のラチェット変形が生じることが明らかとなった.26年度が最終年度であるため、記入しない。固体力学,計算力学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究実施計画中のミクローマクロ関係式の導出は予定通り行ったが,ミクロ材料特性としてのひずみ硬化がマクロ非弾性変形に及ぼす影響を調べるには至らなかった.一方,平成25年度に予定していたマクロ粘塑性構成式の定式化は平成24年度に行うことができた.本年度は2種類のオープンポーラス構造体の均質化弾粘塑性挙動を解析し,平成24年度に定式化した均質化非弾性構成式の妥当性を示した.ただし,簡単のため,母材のひずみ硬化を無視して検討を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に定式化したマクロ非弾性構成式の妥当性を調べるため,今後,一方向多孔構造体やプレートフィン構造体に適用し,均質化非弾性解析との比較を行う.本年度,一次流路と二次流路で異なるポア圧が作用するプレートフィン構造体の均質化非弾性挙動を解析し,母材のひずみ速度依存性が小さい場合には,引張負荷では一次流路側が,圧縮負荷では二次流路側が主に変形するという知見を得た.この知見は貴重であるが,母材のひずみ硬化を無視した場合の結果である.そこで次年度は,母材のひずみ硬化を考慮して均質化非弾性挙動を解析するとともに,平成24年度に定式化した均質化非弾性構成式もひずみ硬化を考慮して拡張する.26年度が最終年度であるため、記入しない。所望していた性能のコンピューター式を安価に調達できたこと,および調査・資料収集旅費を節約できたことにより,残額が生じた.当該経費は,次年度経費とともに成果発表旅費とデータ整理用ソフト購入費に使用する.
子宮内環境是正への治療的戦略：次世代の生活習慣病発症予防を目指して

これまで我々は、妊娠モデルマウスを用いて妊娠時の生理的インスリン抵抗性発生に脂肪組織における炎症様変化が関与する可能性を示した。また高脂肪食摂餌の肥満モデルマウスを用いて検討した結果、肥満母獣のインスリン抵抗性が対照群に比し高く、高脂肪食摂餌母獣の胎仔のインスリン抵抗性も増大することも判明した。さらに次世代の検討において、仔マウスのインスリン抵抗性増大と血圧上昇を来たし、母獣高脂肪食摂餌が子宮内のエピジェネティクスに関与する可能性も示した。今回の研究により、炎症性シグナルの鍵分子であるトール様受容体4(TLR-4)ノックアウトマウスを高脂肪食負荷の下、妊娠させることにより、母獣のインスリン抵抗性の改善傾向を認めたが、対照群に比し有意差を認めるには至らなかった。一方、次世代への好影響を予想したが、有意な差は得られなかった。TLR-4アンタゴニストの投与実験も行ったが、母仔への好影響を認めなかった。これらの結果は、炎症性シグナルは多岐にわたり、主経路を遮断するだけではその効果を発揮するには不十分であることを示唆する結果であった。そこで、抗炎症性作用を有するn-3多価不飽和脂肪酸(PUFA)に着眼し、n-3 PUFAが母獣への高脂肪食負荷による子宮内過栄養環境が胎仔に及ぼすエピジェネティック制御の悪循環を断つことを研究仮説として実験を行った。具体的には、n-3 PUFAリッチを摂餌することにより、母獣の脂肪組織の炎症性変化の軽減を介した次世代のインスリン抵抗性を軽減に寄与することを示した。以上の結果より、妊娠時の脂肪組織における免疫応答を介した病的炎症に対して抗炎症性作用を有するn-3 PUFAの母体への投与は、母体の過度のインスリン抵抗性の改善を介して母体の合併症や児の将来の生活習慣病発症予防に役立つ可能性を示唆するものである。我々は、過去に作成した中等度高脂肪食マウスモデルにおいて、子宮内過栄養にさらされた仔マウスが将来、インスリン抵抗性増大を伴う耐糖能障害を来すことを明らかにした。今回は、n-3多価不飽和脂肪酸(PUFA)/ n-6 PUFA比が高い遺伝子改変マウス(Tg群)を用いて妊娠させ、母獣および仔の表現型を野生型と比較検討した。1.遺伝子改変マウスを用いた検討:対照群として6週齢のC57BL/6マウスを10週齢時に交配した。一方、n-3 PUFA/n-6 PUFA比が全身性に高いTg群を同様に10週齢に交配した。妊娠15日目、16日目にそれぞれ腹腔内へのブドウ糖負荷試験とインスリン負荷試験を施行した。その結果、TG群がWT群に比し、耐糖能がよい傾向を呈し、インスリン抵抗性に関しては有意に低いことが判明した。また、Tg群において傍子宮脂肪組織における炎症性サイトカインであるTNF-alphaやIL-6の発現が低く、マクロファージではM1/M2比が高い傾向が認められた。また興味深いことに、Tg群における仔発育がWT群のそれに比し小さい傾向が認められた。2.高脂肪食負荷によるモデルマウスにおける検討は、現在進行中であり、次年度に続けて行う予定である。以上の結果より、n-3 PUFAを高発現するマウスでは、抗炎症を介するインスリン抵抗性が軽減することが示唆された。すなわち、妊娠中の生理的なインスリン抵抗性の軽減を介し、仔の体重が軽くなったことが推察された。複数の大学院生が卒業し、現在、研究を行う人材が乏しく、研究協力者および実験助手により研究を必死に継続している状態である。研究協力者もそれぞれ研究を遂行中であり、何とか予定通り進めている状況にある。平成30年度には新しい大学院生が入るので、実験をやり遂げるつもりある。高脂肪食が次世代への糖・脂質代謝への影響について高脂肪食(HFD)負荷妊娠モデルマウスを用いてエピジェネティクスの視点より検討し、出生した仔の表現型や遺伝子発現を網羅的に比較解析した。その結果、HFD母獣より出生した仔の表現型として、正常食(CD)群に比し、耐糖能が低く、インスリン抵抗性が高かった。また、HFD群の仔の血清脂質は高値を呈し、内臓脂肪細胞の肥大化や脂肪組織において炎症性マクロファージの増加を認めた。仔の内臓脂肪を用いてDNAマイクロアレイ解析の結果、HFD群とCD群間で発現が変動した遺伝子が142個抽出された。これら遺伝子についてオントロジー解析したところ、脂質合成・脂質代謝に関与する遺伝子やステロイド合成関連・ステロイド代謝に関与する遺伝子が変化することが判明した。またパスウェイ解析では、代謝経路が強く関連し、この中には脂肪酸合成・代謝系やコレステロール合成系が含まれた。これらの結果より、妊娠時高脂肪餌負荷は内臓脂肪の肥大化を介して、仔のインスリン感受性に影響を与えている可能性が示唆された。すなわち、妊娠の成立から出生、授乳という流れの中で、胎生期の母体脂質摂取の増大による栄養環境の変化が、次世代のインスリン作用の減弱という“胎児プログラミング"を引き起こしていると考えられた。新規大学院生、実験助手により実験はおおむね順調に進行している。以下にその理由を列記する。1.以前に確立した高脂肪食(HFD)負荷妊娠モデルマウスを用いて次世代の影響を解析できるモデルを確立できた。2.これまで次世代に関して主に表現型を解析したが、内臓脂肪組織を用いてエピジェネティクスの視点より、仔の遺伝子発現を網羅的に比較解析した。

3.その結果、仔の内臓脂肪を用いてDNAマイクロアレイ解析の結果、HFD群とCD群間で発現が変動することを確認できたこと。4.さらに興味深い遺伝子について内臓脂肪や皮下脂肪を用いてメチル化の差異を検討していること。これまで我々は、妊娠モデルマウスを用いて妊娠時の生理的インスリン抵抗性発生に脂肪組織における炎症様変化が関与する可能性を示した。また高脂肪食摂餌の肥満モデルマウスを用いて検討した結果、肥満母獣のインスリン抵抗性が対照群に比し高く、高脂肪食摂餌母獣の胎仔のインスリン抵抗性も増大することも判明した。さらに次世代の検討において、仔マウスのインスリン抵抗性増大と血圧上昇を来たし、母獣高脂肪食摂餌が子宮内のエピジェネティクスに関与する可能性も示した。今回の研究により、炎症性シグナルの鍵分子であるトール様受容体4(TLR-4)ノックアウトマウスを高脂肪食負荷の下、妊娠させることにより、母獣のインスリン抵抗性の改善傾向を認めたが、対照群に比し有意差を認めるには至らなかった。一方、次世代への好影響を予想したが、有意な差は得られなかった。TLR-4アンタゴニストの投与実験も行ったが、母仔への好影響を認めなかった。これらの結果は、炎症性シグナルは多岐にわたり、主経路を遮断するだけではその効果を発揮するには不十分であることを示唆する結果であった。そこで、抗炎症性作用を有するn-3多価不飽和脂肪酸(PUFA)に着眼し、n-3 PUFAが母獣への高脂肪食負荷による子宮内過栄養環境が胎仔に及ぼすエピジェネティック制御の悪循環を断つことを研究仮説として実験を行った。具体的には、n-3 PUFAリッチを摂餌することにより、母獣の脂肪組織の炎症性変化の軽減を介した次世代のインスリン抵抗性を軽減に寄与することを示した。以上の結果より、妊娠時の脂肪組織における免疫応答を介した病的炎症に対して抗炎症性作用を有するn-3 PUFAの母体への投与は、母体の過度のインスリン抵抗性の改善を介して母体の合併症や児の将来の生活習慣病発症予防に役立つ可能性を示唆するものである。我々がこれまでに作成した中等度高脂肪食マウスモデルにおいて、子宮内過栄養にさらされた仔マウスが将来、インスリン抵抗性増大を伴う耐糖能障害を来すことを明らかにした。今回、n-3 PUFA/ n-6 PUFA比が高い母獣では、野生型に比し、妊娠後半期に生じるインスリン抵抗性が軽減し、その結果、仔発育が小さくなることが示唆された。この現象は、言い換えれば、妊娠中に生じる生理的なインスリン抵抗性が仔発育にとって合目的的であることを示唆するものである。今後、母獣への高脂肪食負荷により子宮内過栄養状態の妊娠モデルマウスを作成し、抗炎症に作用するn-3 PUFA/ n-6 PUFA過剰発現マウスの影響等を検討する予定である。この検討により、子宮内過栄養が仔に炎症性反応を引き起こすエピジェネティクスをキャンセルできるか否かを明らかにすることができる可能性があり、極めて興味深いと考えている。最近の疫学研究によると、母体の子宮内過栄養のうち、母体の妊娠糖尿病のような高血糖環境のみならず、母体肥満も次世代の将来のメタボリック症候群を含めた生活習慣病の発症に同等以上に影響を与えることが報告されている。したがって、ヒトにおいても本モデルマウスと同様の現象が生じている可能性がある。
単一種より構成されるインドストムス目(硬骨魚網)魚類の系統分類学的研究

αレベルの分類Britz and Kottelat(1999)は,Indostomus paradoxusのみが知られていたインドストムス科にI.spinosus, I.crocodilusの2新種を加え,合計3種に分類した。本研究ではこの分類の検証も含め,走査型電子顕微鏡による体表構造の解析を行い,本研究の材料をI.crocodilusと同定した。一方,尾柄部等に外見上明らかに異なる特徴を持つ個体も発見され,今後,成長・性差に留意しながら再検討する必要があるものと判断された。染色体インドストムス類は小型で腎臓処理が事実上不可能なため細胞培養を試みた。鰭上皮細胞の培養は良い結果が出せなかったので,鰓を用いて簡易培養法で染色体標本の作成を試みた。その結果,本種の染色体数は2n=30と決定された。腎臓構造I.crocodilusには,数は少ないが発達した糸球体が存在することが確認された。骨学的形質前上顎骨は著しく小さく,その関節突起は発達しないという特徴が認められた。他に,射出骨は3個で肩甲骨とほぼ同大であること,後擬鎖骨が無いこと,尾鰭骨格の要素は完全に癒合しており,分離・独立した骨格要素が認められないことなどの特徴が認められた。現時点で得られた情報を元に,インドストムス類の系統関係を考察すると,骨学的にはトゲウオ目とのある程度の関連も認められたが,染色体や腎臓構造といった情報からは,トゲウオ目との直接的な系統関係は示唆されなかった。このことは,インドストムス類がトゲウオ目と姉妹関係にあることを否定するものではないが,Nelson(1994)によって主張されたように,本グループをトゲウオ目内の1亜目として扱うことにはかなり問題があるものと判断された。今後は,分子系統学的手法を併用するとともに,周辺分類群の生物学的データを収集・検討して,再度,系統構築を試みる必要があるものと思われた。1飼育環境の確立と生殖行動の観察本種の飼育データは極めて少なく,試行錯誤により確立を試みた。水温に関しては23°C前後が最適と考えられ,比較的高温に強いことも明らかとなった。また,pHに関しては6.8程度の弱酸性環境が適しているものと推定され,pH7.2以上のアルカリ性域ではしばしば大型個体の斃死が認められた。生殖行動の観察実験に関しては大型個体の斃死が相次いだため,進展が認められなかった。しかしながら,大型個体がある時期に集中して斃死したことから,本種は年魚といった寿命の短い魚類ではないかという新たな検証課題を得ることができた。この点については,順次,一部の個体をアルコール固定標本とし耳石の保存に努めており,解析を進める予定である。2染色体の解析Indosutomus属魚類は極めて小型の魚類で,通常核型分析に用いられる腎臓などの分裂組織は利用不可能である。そこで,鰭の上皮細胞の培養を試み,その簡易細胞培養法を確立させた。鰭の上皮細胞の培養とそのコルヒチン処理で,いくつかの中期分裂像を得ることができた。十分な解析は続けてより多くの細胞で行う必要があるが,予報的に本種の核型は2n=30,M/SM=14,ST/A=16と判断された。

3分類学的問題Indostomus属魚類は1種のみから構成されると考えられていたが、本研究で用いている個体についても形態的に変異が大きく未記載種の可能性を含めて検討を進めていた。残念なことに,この点についてはBritz and Kottelat(1999)によって2新種が記載され,一応の結果が出された。しかしながら,本研究では解析対象個体が100個体を越えており,個体変異を十分解析できる材料であるので,少数の個体で記載を行ったBritz and Kottelat(1999)を種内変異の可能性も含めて再検証することとして解析を進めている。1染色体の解析前年度の解析で出された染色体数・構成を確認し,本種の核型は2n=30,M/SM=14,ST/A=16,腕数44と判断された。Indostomus属魚類に近縁とされるヨウジウオ目魚類の染色体情報は決して十分とは言えないが,トゲウオ科の7種が2n=42,腕数が5078というデータが出されている。この数と比較してもIndostomusの染色体数はかなり少なく、44という腕数でも一致しないことからも,単純な染色体構造変化の結果ではないことが伺える。今回の研究期間では残念ながら分染等の高度な解析や近縁と考えられている魚類群の染色体データの収集まで進めることができなかったが,少なくともヨウジウオ目の代表的なグループとは一線を画する存在であると推察された。2骨格系の解析Indosutomus属魚類の骨格系はBanister(1970)によって詳細に記載されている。本研究ではBanisterが記述しなかった軟骨部分の形態も解析対象に加えた。その結果,肩帯の射出骨の形状,尾鰭骨格の下尾骨の癒合状況,上顎骨および下顎を形成する骨格の形状など解析から,Indostomus類はヨウジウオ目魚類としての特徴を強く示すわけではないことが明らかとなった。現時点で,ヨウジウオ目よりも近縁と思われる分類群を特定することはできなかったが,頭部筋肉系や顎の機能形態では極めて特徴的な形状も確認されており,これらの形質がどのような系統学的意味を持つか検証することで,ある程度信頼性の高い結論を導くことができるものと考える。このためにも、形態学的解析にとどまらず,分子系統学的手法を併用して,広い分類群にわたって検証を進めることが必要かつ効果的であると確信している。3分類学的問題Indostomus属魚類は1種のみから構成されると考えられていたが,本研究の開始時期にBritz and Kottelat(1999)によって2新種が記載された。今回,Britzらの識別形質を確認したところ,本研究で用いたのはIndostomus crocodilusと同定されたが,一部にIndostomus spinosusと思われる個体も混入していた。さらに,走査型電子顕微鏡を用いてこれら識別形質を詳細に検討したところ,必ずしもBritzらの発表したような安定したものではないことが確認され,彼らの記載には不十分な点があると判断された。少数の個体で記載を行ったため,Britzらの提唱した2種は種内変異の可能牲もあると思われたが,輸入個体の場合,正確な採集場所が不明瞭で生物地理学的解析ができないため,結論を出すことができなかった。これについても分子系統学的手法で再検証する必要があると確信している。
極限補償光学のための高空間・時間分解能を持つ点回折干渉型波面センサの開発

本波面センサにおいて最も重要な光学素子であるピンホール付き偏光ビームスプリッタの光学特性の詳細な測定と評価を進めた。本素子はピンホール内外で直交したワイヤグリッド偏光子となっている。本来遮蔽されるべき偏光方向の光の一部が漏れ出ていることは、これまでの測定から把握できていたが、その強度比だけでなく位相差まで測定することでピンホール内外の光を干渉させた場合にどの様な干渉縞を形成するのかを予測できるようになった。この結果から位相シフトに伴う干渉光の強度変化を計算したところ、位相のズレが事前に予測された90°の整数倍とはなっておらず、また干渉縞のコントラストも予測より低いことが判明した。そこで任意の位相差の位相シフトに対応できるよう解析アルゴリズムを見直した。また新しいアルゴリズムにおける波面測定精度の推定を行ったところ、入射波面が特定の位相差を持つ場合には当初の要求精度を満たさない場合があるものの、補償光学にとって最も重要な位相差0付近での測定精度は十分に高く実用上問題がないことがわかった。この結果については研究協力者である西岡秀樹の学会発表および修士論文にまとめ公表した。上記の解析アルゴリズムを採用するにあたり、ピンホール内外の光を干渉させるための偏光子を当初想定していた方向に対して45°傾ける設計変更が生じたが、調達すべき偏光子そのものに変更はなく機械設計の修正点もわずかであった。また本波面センサを組み込む極限補償光学装置(SEICA)を搭載する予定の岡山3.8m望遠鏡(せいめい望遠鏡)が稼働を開始したので、補償対象となる大気揺らぎや、外乱となる振動などを実際に使用する環境において測定した。当初はピンホール付き偏光ビームスプリッタを透過する光は直線偏光だと予想し、もっぱらその強度と偏光方向から波面センサとしての動作の予測と測定精度の推定を行ってきた。しかし直交する偏光成分の位相が本来の透過光成分の位相と異なっていることを示唆する実験結果が得られたため、ピンホールの内部・外部、および本来透過する偏光成分・遮蔽される偏光成分の2×2の光において、そのストークスパラメータを全て調べあげる方針に変更した。測定には時間を要したが、これにより位相シフトに伴う干渉縞の変化を計算機内で推定できるようになり、新しい解析アルゴリズムの構築やそれを用いた場合の測定精度の評価が容易に行えるようになった。これにより光学素子の配置が確定したので一時中断していた機械設計に変更を反映した。必要な部品類は調達済みであるが、年度内に予定していた実機光学系の組み立ては現在実行中であり、動作確認は次年度にずれ込むこととなった。全体としては当初計画に対して1年程度遅れており、研究期間内においては波面センサとしての動作確認と補償光学装置SEICAへの組み込みに留まる可能性が高い。最終段階で予定していた測定精度の向上は研究期間の終了後となるが、追加の物品購入等は不要なため当初目標の達成は可能と考えている。まずピンホール付き偏光ビームスプリッタを含めた光学系の組み立てを完了させる。ミクロン単位での調整が必要な箇所が複数あるが、機械設計の段階でその調整手順は十分に検討してあり、これ以上の遅れは生じないと考えている。完成次第、研究分担者の入部が進めている検出器の読み出し・解析装置と統合するとともに、波面センサ単体での動作確認および性能評価に移る。その後、本波面センサを極限補償光学装置(SEICA)に搭載する。SEICA開発グループでは本波面センサの比較対象となる従来型の波面センサの準備も進めており、SEICAに組み込んでの動作確認が済み次第、すぐに性能評価に移れる見込みである。本研究期間で達成可能なのはここまでと考えており、キャリブレーション結果を反映した性能向上は期間終了後も含めて可能な範囲で実行する。開発目標の波面センサで最も重要な光学素子であるピンホール付き偏光ビームスプリッタの試作を行い、偏光光に対する光学特性を評価した。ピンホールから離れた領域の光学特性は科研費申請時に行っていた電磁波解析で予想された特性とほぼ一致することが確かめられた。しかしピンホール付近では電磁波解析と有意な差が見られたため、実機に組み込むピンホール付き偏光ビームスプリッタの制作には至っていない。そのため現在も差異が生じた理由の解明と製作方法の改善を模索している。なお、偏光ビームスプリッタの形式にはワイヤグリッドを用いているが、この形式では目標の性能が達成できない場合に備え複屈折結晶を用いた同等の素子の設計も進めているピンホール付き偏光ビームスプリッタ以外の周辺光学系については光学設計を終えた。また光学系を保持・調整するための機械設計は大部分を終え、一部の光学素子については調達を始めてる。なお本波面センサの組み込み先である極限補償光学装置(SEICA)とのインターフェース部分については現在もSEICA開発グループと協議を進めている。最終的な波面センサの特性を評価するための測定用光学系については、SEICA開発グループと協力して構築を進めている。測定用光学系では可視光と近赤外線で同時に使用可能な高精度な平行光源の使用を予定している。そのために必要となる軸外し放物面鏡の保持・調整の手法などを確立し、現在は本センサと補償光学装置の双方で使用可能な測定用光学系を組み上げているところである。研究実績の概要にも記したように最も重要な光学素子であるピンホール付き偏光ビームスプリッタの制作で遅れが生じている。事前の電磁波解析では計算機リソースの問題から一次元の断面モデル、すなわち一様な構造をもつワイヤグリッドでの偏光特性のみを求めていた。

今回、波面センサへの組み込みを予定しているピンホール状の直交領域を持つワイヤグリッドの場合に、ピンホール周辺で偏光がどのような振る舞いをするかを改めて計算し直し光学測定の結果と比較する必要がある。現在はピンホール状の直交領域週へでの偏光特性を精密に測定しているところである。なおワイヤグリッド方式では目標の偏光性能が達成できない場合に備え、複屈折性の光学結晶を微細加工して同等の光学特性を得る代替案も考えいる。ワイヤグリッドとは全く異なる方式であるため同等の問題は発生しないと思われるが、結晶材料に対する微細加工を要するため、実現には加工業者との調整が必要となる。他の周辺光学系などの準備状況は概ね当初予定のとおりである。また本センサの組み込み対称であるSEICAや、そのSEICAを取り付けてる予定の岡山3.8m望遠鏡についても開発は予定どおり進んでいる。本波面センサにおいて最も重要な光学素子であるピンホール付き偏光ビームスプリッタの光学特性の詳細な測定と評価を進めた。本素子はピンホール内外で直交したワイヤグリッド偏光子となっている。本来遮蔽されるべき偏光方向の光の一部が漏れ出ていることは、これまでの測定から把握できていたが、その強度比だけでなく位相差まで測定することでピンホール内外の光を干渉させた場合にどの様な干渉縞を形成するのかを予測できるようになった。この結果から位相シフトに伴う干渉光の強度変化を計算したところ、位相のズレが事前に予測された90°の整数倍とはなっておらず、また干渉縞のコントラストも予測より低いことが判明した。そこで任意の位相差の位相シフトに対応できるよう解析アルゴリズムを見直した。また新しいアルゴリズムにおける波面測定精度の推定を行ったところ、入射波面が特定の位相差を持つ場合には当初の要求精度を満たさない場合があるものの、補償光学にとって最も重要な位相差0付近での測定精度は十分に高く実用上問題がないことがわかった。この結果については研究協力者である西岡秀樹の学会発表および修士論文にまとめ公表した。上記の解析アルゴリズムを採用するにあたり、ピンホール内外の光を干渉させるための偏光子を当初想定していた方向に対して45°傾ける設計変更が生じたが、調達すべき偏光子そのものに変更はなく機械設計の修正点もわずかであった。また本波面センサを組み込む極限補償光学装置(SEICA)を搭載する予定の岡山3.8m望遠鏡(せいめい望遠鏡)が稼働を開始したので、補償対象となる大気揺らぎや、外乱となる振動などを実際に使用する環境において測定した。当初はピンホール付き偏光ビームスプリッタを透過する光は直線偏光だと予想し、もっぱらその強度と偏光方向から波面センサとしての動作の予測と測定精度の推定を行ってきた。しかし直交する偏光成分の位相が本来の透過光成分の位相と異なっていることを示唆する実験結果が得られたため、ピンホールの内部・外部、および本来透過する偏光成分・遮蔽される偏光成分の2×2の光において、そのストークスパラメータを全て調べあげる方針に変更した。
江戸時代における瀬戸内海航路及び航海技術についての調査研究

江戸時代の航海技術に関する資料は、各地に海路図のようなものとして残っているが、それらを一括しての経路としての海の道の研究はほとんどない。資料館や博物館などに掲示されている海路図の多くは、当時の重要港を単純に結んだだけで示されているものがほとんどである。本研究において、海路図のひとつである「皇國海岸図」に記載されている港の情報を解析し当時の瀬戸内海の航海情報を明らかにし、当時の航路および主要港間の距離を現在の海図との比較を試みた。また、江戸時代の航海に関する文献のひとつである「船中記」を解読して、その中の主要港や島・暗礁などを海図にプロットして解析を行った。とともに、そのプロットした海図の中に航路を書き入れて、主要港の距離を現在の海図で計測を行い比較した。当時の船では、下関大阪間を一昼夜休まず航行したとしても、10日以上もかかる計算となる。それだけでなく、当時の船の平均巡航速力が、1.12ノットとかなり遅いうえに、風が悪いときや潮流の速い海域では、風待ち・潮待ちなどで、港に何日も停泊することになり、航海が長期に及ぶことになっていた。また、当時に瀬戸内海航海の資料として、朝鮮通信使関係の文献を調査することにより、夜間航行時の実態が明らかになった。瀬番船を暗礁等の浅瀬に配置して、その船の上で篝火を燃やすことにより、浅瀬等の位置を明らかにしていた。その他、江戸時代の各種の航路図や絵図を収集して、当時の海路図の使用目的や精度の比較検討を行った。江戸時代以前の船舶に関する研究は、残されている文献や図面等から船体復元がなされ、操船技術や船体性能等はかなり解明しつつある。しかし、船乗りとしての基本技術である位置の確認方法や、暗礁など障害物の回避方法、目的地の方向等を知る基本的な航海技術は未だ解明されていない。当時のこれらの技術に関する資料は、各地に海路図のようなものとして残っているが、それらを一括しての経路としての海の道の研究はほとんどない。各地に残る資料を収集して、当時の航路がどのような状況にあったのかを調査研究するものである。経路が推測できれば、自然的条件としての潮流や地形的なもの(航路条件)は、当時と現在とそれほどの変化はないものと考えられる。当時の航路を知れば、現在の航行条件を考慮することで、当時の航海技術の状況を把握することができると考える。中国・四国・九州地区を中心に、資料館・博物館等の所蔵リストを閲覧して、江戸時代以前の、海の海図及び航海技術関連の文献収集を行う。すでに、山口県文書館、岩国徴古館が海路図を所蔵しており、平成13年度に閲覧及び複写もしくは写真撮影を行った。収集できた資料を、幾つかの時代に区分分類して、以下の解析を行う予定である(1)海路図については、現代の海図に写して比較する。(2)海路図および古文書の航路に関する内容の検証(3)古文書の船舶に関する内容の検証(4)古文書の積荷に関する内容の検証(5)海路図及び古文書の歴史的背景の研究江戸時代の航海技術に関する資料は、各地に海路図のようなものとして残っているが、それらを一括しての経路としての海の道の研究はほとんどない。今回、平成13・14年度に収集した資料の中の「船中記」を解読して、その中の主要港や島・暗礁などを海図にプロットして解析を行った。

とともに、そのプロットした海図の中に航路を書き入れて、主要港の距離を現在の海図で計測し、「皇国総海岸図」に記載されている距離との関係を調査した。当時の船では、下関大阪間を一昼夜休まず航行したとしても、10日以上もかかる計算となる。それだけでなく、当時の船の平均巡航速力が、1.12ノットとかなり遅いうえに、風が悪いときや潮流の速い海域では、風待ち・潮待ちなどで、港に何日も停泊することになり、航海が長期に及ぶことになっていた。また、当時に瀬戸内海航海の資料として、朝鮮通信使関係の文献を調査することにより、夜間航行時の実態が明らかになった。瀬番船を暗礁等の浅瀬に配置して、その船の上で篝火を燃やすことにより、浅瀬等の位置を明らかにしていた。中国・四国・九州地区を中心に、資料館・博物館等の所蔵リストを閲覧して、江戸時代当時の、海の海図及び航海技術関連の文献収集を行うことができたので、収集できた資料を幾つかの時代に区分分類して、以下の解析を行う予定である(1)海路図については、現代の海図に写して比較し海路図および古文書の航路に関する内容の検証(2)古文書の船舶に関する内容の検証および古文書の積荷に関する内容の検証(3)海路図及び古文書の歴史的背景の研究江戸時代の航海技術に関する資料は、各地に海路図のようなものとして残っているが、それらを一括しての経路としての海の道の研究はほとんどない。資料館や博物館などに掲示されている海路図の多くは、当時の重要港を単純に結んだだけで示されているものがほとんどである。今回、平成13・14年度に収集した資料の中の「船中記」を解読して、その中の主要港や島・暗礁などを海図にプロットして解析を行った。中国・四国・九州地区を中心に、資料館・博物館等の所蔵リストを閲覧して、江戸時代当時の、海の海図及び航海技術関連の文献収集を行うことができたので、収集できた資料を幾つかの時代に区分分類して、以下の解析を実施した。(1)海路図については、現代の海図に写して比較し海路図および古文書の航路に関する内容の検証(2)古文書の船舶に関する内容の検証および古文書の積荷に関する内容の検証(3)海路図及び古文書の歴史的背景の研究
サル高眼圧誘発視神経障害による外側膝状体及び大脳皮質視覚野の機能変化

1)網膜障害による脳機能障害の検討緑内障モデルとしてカニクイサルにレーザー照射誘発による高眼圧眼を作成した。レーザー照射後4ヶ月まで経時的に眼および脳をサンプリングした。照射した眼とは反対の外側膝状体(LGN)第1,4,6層及び同側第2,3,5層において、細胞数の減少並びにglial fibrillary acid protein(GFAP)陽性細胞の増加が認められた。さらに、マウスを用いて網膜障害によって引き起こされるLGNの経時的・部位的変化を検討した。N-Methyl-D-aspartate(NMDA)をマウス片眼硝子体内に投与することにより網膜障害モデルを作製し、その後の網膜・外側膝状体経路の形態学的な変化を観察した。その結果、NMDA投与1日後から認められる網膜障害に引き続き、NMDA投与7日後から対側の視索(視神経)において神経障害が認められた。また、LGNはdorsal LGN(dLGN), ventral LGN-lateral(vLGN-l), ventral LGN-medial(vLGN-m)の3領域において観察し、対側のdLGN及びvLGN-l領域特異的に神経細胞体の収縮がNMDA投与30及び7日後からそれぞれ観察され、引き続いて神経細胞死はNMDA投与90及び180日後にそれぞれ観察された。またLGNの神経変性過程においてGFAPが対側のdLGN及びvLGN-l両方の領域においてNMDA投与7及び30日後に、brain-derived neurotrophic factor(BDNF)は対側のdLGN及びvLGN-lにおいてNMDA投与30及び7日後にそれぞれ発現上昇が観察された。同側のLGN及び対側のvLGN-mにおいて有意な変化は見られなかった。以上、NMDA誘発マウス網膜障害モデルにおいて、網膜、視索(視神経)、LGNの網膜・外側膝状体経路の順にその障害は経時的かつ部位的に進展すること、またそのLGNの神経変性機構にはGFAP及びBDNFが関与していることが示唆された。2)眼底の形態変化高眼圧負荷眼におけるサルの眼底の変化について、眼底形態変化測定装置(HRT)、眼底カメラなどを用いて、経時的に測定し、ヒトと同様な緑内障様の形態変化を示していることを確認した。それらの結果を英文でまとめて論文を公表した(下記11.研究発表の項参照)。現時点における研究の進捗状況を下記に示す。1)網膜障害による脳機能障害の検討(サル、マウス)緑内障モデルとしてカニクイサルにレーザー照射誘発による高眼圧眼を作成した。さらに、遺伝子改変動物を使用する目的でマウスにおける検討も同様に行っている。すなわち、マウス眼に興奮性アミノ酸N-methyl-D-aspartate(NMDA)を硝子体内投与または水圧負荷(130mmHg)後1ヵ月後まで経時的に眼及び脳のサンプリングを行った。サル及びマウス眼において網膜障害が認められることは確認した。

今後は脳機能の変化について外側膝状体、上丘、視覚野などについて、マイクログリア、アポトーシス、並びに小胞体ストレスなどを指標に脳機能の障害を検討する予定である。2)PETによる機能イメージング法を用いた脳活動パターンの評価(サル)^<18>F-FDGを用いた代謝機能イメージングにより、視覚刺激によって誘発されるグルコース取り込みパターンを解析した。トレーサー静脈内投与後、緑内障眼のみの刺激を約40分間与えた後、麻酔下にてmicro PET(Primate)により視覚野を中心に全脳イメージを取得した。同様な実験を健常眼に単眼視覚刺激を与えて行い、これらを単一個体で繰り返した。画像を統計学的な手法を用いて、比較・検討することによって、緑内障眼による脳賦活化が、有意に低下していることが視覚野において確認できた。今後は定量的に評価する予定である。3)眼底の形態変化試験期間中にサルの眼底の変化について、眼底形態変化測定装置(HRT)、眼底カメラなどを使って、経時的に測定し、ヒトと同様な緑内障様の形態変化を示していることを確認した。1)網膜障害による脳機能障害の検討緑内障モデルとしてカニクイサルにレーザー照射誘発による高眼圧眼を作成した。レーザー照射後4ヶ月まで経時的に眼および脳をサンプリングした。照射した眼とは反対の外側膝状体(LGN)第1,4,6層及び同側第2,3,5層において、細胞数の減少並びにglial fibrillary acid protein (GFAP)陽性細胞の増加が認められた。さらに、マウスを用いて網膜障害によって引き起こされるLGNの経時的・部位的変化を検討した。N-Methyl-D-aspartate (NMDA)をマウス片眼硝子体内に投与することにより網膜障害モデルを作製し、その後の網膜・外側膝状体経路の形態学的な変化を観察した。その結果、NMDA投与1日後から認められる網膜障害に引き続き、NMDA投与7日後から対側の視索(視神経)において神経障害が認められた。また、LGNはdorsal LGN (dLGN),ventral LGN-lateral (vLGN-1),ventral LGN-medial (vLGN-m)の3領域において観察し、対側のdLGN及びvLGN-1領域特異的に神経細胞体の収縮がNMDA投与30及び7日後からそれぞれ観察され、引き続いて神経細胞死はNMDA投与90及び180日後にそれぞれ観察された。またLGNの神経変性過程においてGFAPが対側のdLGN及びvLGN-1両方の領域においてNMDA投与7及び30日後に、brain-derived neurotrophic factor (BDNF)は対側のdLGN及びvLGN-1においてNMDA投与30及び7日後にそれぞれ発現上昇が観察された。同側のLGN及び対側のvLGN-mにおいて有意な変化は見られなかった。以上、NMDA誘発マウス網膜障害モデルにおいて.網膜、視索(視神経)、LGNの網膜・外側膝状体経路の順にその障害は経時的かつ部位的に進展すること、またそのLGNの神経変性機構にはGFAP及びBDNFが関与していることが示唆された。2)眼底の形態変化
ハイブリッド型ソフトマテリアルの基盤構築-超機能性発現と機構解明-

特異的な有機(高分子)/無機(クレイ)ネットワークからなるハイブリッド型ソフトマテリアルの基盤構築研究を行い、ナノコンポジット(NC)ゲルの新規合成や変性(光重合法、PEG系NCゲル等)、ネットワーク構造解析と構造/物性相関による機能発現機構の解明(小角中性子散乱、高分子鎖特性、超疎水性等)、新たな機能性の発現(パターン形成、薬物徐放、異常膨潤、細胞培養/剥離、相転移制御等)について新たな知見を得た。ハイブリッド型ソフトマテリアル(水系:NCゲル及び非水系:M-NC)における超機能性の発現機構解明と更なる展開を目指し、A.新たな方法によるソフトマテリアルの合成と変性、B.ネットワーク構造の解析と構造/物性相関による超機能性発現機構の解明、C.新たな機能性の探索を行った。(1)光重合系によるハイブリッド型ソフトマテリアルの合成:これまでに得られているNCゲルの重合形成機構を元に、光開始剤を用いたNCゲルの重合可能性を調べ、特定の開始剤と分散系により、通常のラジカル重合系と同等の性能および形態を有する光重合NCゲルの合成に成功した。現在、その重合機構の解明を進めている。(2)NCゲルの超高強度化、超高機能化:NCゲルのネットワーク構造を変化させて広範囲な力学物性および機能性変化を目指した。特に、NCゲルの含水率の変化に伴う、極限力学物性の変化および表面超疎水性の変化について詳細な解析を行った結果、ネットワーク構造中の高分子の形態変化及び環境による界面変化について、水の果たす特異的な役割を明確にできた。(3)ソフトマテリアル表面での特異的細胞培養性:非水系M-NCフィルムの表面で細胞培養性が発現し(高分子単体では培養性は無い)、多くの細胞がコンフルエントに培養できること、更に、フィルム表面の持つ特異的な環境応答性により、培養された細胞を酵素処理無しで回収することができることを見いだした。(1)光重合系によるハイブリッド型ソフトマテリアルの合成:少量の疎水性光開始剤を用いることでNCゲルの光重合に成功し、優れた力学物性のNCゲルを得ると共に、その重合機構を解明した。また、光重合NCゲルの示す、超薄膜、コーティング、細胞培養/剥離性、パターニング、防曇性、マイクロ流路制御などの機能性を明らかにした。(2)NCゲルの超高強度化、超高機能化:NCゲルの含水率の変化に伴う、極限力学物性の変化について解析を行った。NCゲルの超延伸性等を解明するため、有機/無機ネットワーク構造を分解し、ネットワーク中の高分子鎖の分子量およびクレイ濃度依存性、更には、in-situラジカル重合におけるクレイの果たす役割(自己架橋反応の抑制など)を、シリカ微粒子を用いた場合との比較から明らかにした。(3)ソフトマテリアル表面での特異的細胞培養性:疎/親水性共重合NCフィルムが新たな温度応答性材料となることを見出し、それに基づくNCフィルムの体積変化、表面特性変化、刺激種の変化などを明らかにした。また、共重合NCフィルム表面での細胞培養性および細胞培養剥離性を確認した。ハイブリッド型ソフトマテリアル(水系NCゲル及び非水系NC)における超機能性の更なる展開を目指し、A.新手法によるソフトマテリアルの合成と変性、B.ネットワーク構造解析と構造/物性相関による超機能性機構解明、C.新たな機能性の探索を行った。(1)4分岐ポリエチレングリコール(PEG)とナノクレイとの室温重合によって新たなNCゲルの合成に成功した。得られたNCゲルは透明性、力学物性、生体適合性に優れ、その最適組成、最適合成条件、クレイ-PEG相互作用および構造を明らかにした。また、光重合NCゲルの構造形成機構を解明した。(2)乾燥処理により不可逆的な高分子/クレイネットワーク構造変性が生じることを見いだし、それに伴うNCゲル物性(力学物性、膨潤性)変化を解明した。また、水系レドックスで温度応答性高分子の合成を行い、重合条件による分子量変化、Mark-Houwink定数、自己架橋形成によるゲル形成挙動などを明らかにした。更に、NCゲルの水中異常膨潤(自発的収縮)挙動を見いだし、その発現機構および可逆/不可逆性をネットワーク構造や対イオン濃度の変化により解明した。(3)ゲル界面構造と特異的細胞培養性:NCゲル界面の超撥水性発現挙動の詳細と表面変性による超撥水性変化を明らかにした。また、疎/親水共重合NCフィルム上での細胞培養と酵素処理無しでの(温度刺激による)細胞剥離、回収された細胞のViabilityを異種細胞において確認し、ナノ界面構造とタンパク吸着性、細胞培養/剥離性との関係を明らかにした。(4)不揮発性媒体NCゲルの合成、ハイブリッド型ソフトマテリアルの合成及び物性、分示鎖形態転移に伴う応力の外部出力評価、高選択的吸着などの実験に取り組み、優れた予備的知見を得た。