hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
親による障害者殺害の予防策に関する実証的研究：知的障害者の親の子離れ支援

今後は、相談支援従事者からの意見を反映させて実践ガイド(案)を修正し、初心者相談支援従事者も用いることのできる実践ガイドを完成させる予定である。親による知的障害児者の殺害予防やケアの抱え込みの解消を目的とした相談支援の実践方法について実証的研究を行った。相談支援従事者及び母親に対する調査を実施した結果、子の世話に熱心に取り組む母親には、世話に積極的な意味を見出して子の自立や社会参加を促そうとする「開かれたタイプの母親」と、子と一心同体になり世話に限界や孤立を感じている「閉じたタイプの母親」がいることが分かった。更に「母親によるケアから社会的ケアへの移行」の促進要因と阻害要因を抽出し、それらを踏まえて「社会的ケアへの移行」に向けた相談支援の実践ガイド(案)を作成し、熟練相談支援従事者の意見を踏まえて実践ガイド(案)を修正した。平成26年度は、平成25年度に実施した知的障害児・者の親に対するアンケート調査結果の集計および分析を進め、知的障害者の親によるケアから社会的ケアへの移行の介入モデルの検討を進めることができた。また、アンケート調査に協力してくれた親の会の会員へのグループインタビューを行い、親が経験してきた困難や行政に対する要望などを聞き取ることによって、アセスメントツールの検討に資することができたためである。障害者ソーシャルワーク平成27年度は、これまで実施してきた先行研究、相談支援従事者へのエキスパートインタビュー、親に対するアンケート調査、親に対する聞き取り調査等の結果を踏まえて、知的障害者の親によるケアから社会的ケアへの移行を促す相談支援のツールを開発する。そして、相談支援従事者を対象にアセスメントツール案を用いた啓発研修を実施する予定である。平成25年度は、研究分担者に異動があったため、若干研究予定を変更した部分もあるが、知的障害児・者の親を対象とした質問紙調査、エキスパートインタビュー、障害児の母親を対象とした聞き取り調査の結果分析など、研究計画の核心部分については、当初の計画通り順調に研究を遂行できているため。平成26年度は、当初予定していなかった親からの聞き取り調査を実施し、代わりに平成26年度に実施する予定であった相談支援従事者からの意見聴取を平成27年度の実施に変更した。相談支援従事者からの意見聴取にかかる謝金の支出が発生しなかったことが理由である。平成26年度は、25年度に実施した知的障害児・者の親に対する質問紙調査結果の分析を行い、エキスパートインタビュー及び障害児の母親に対する聞き取り調査の結果分析も踏まえて、知的障害のある成人子の親の子離れ支援において用いることのできるアセスメント票の開発に着手する予定である。相談支援従事者からの意見聴取にかかる謝金として使用する予定である。必要な消耗品は平成25年度内に購入することができたため、3,618円の残金が出た。3,618円の繰越金は、平成26年度の謝金に充当する予定である。
複数の環境による酸素供給量の変化が活動筋の酸素動態に及ぼす影響

本年度では、前年度に上手く推定することができなかった酸素供給量について、近赤外分光装置の指標と大腿部の血流、および血液ガス指標との関係性を検討することを目的として、スペインのUniversity of Las Palmas de Gran Canariaを訪ね、3ヶ月の間、共同研究に参加した。この共同研究では、対象者32名に対して漸増負荷運動を行い、外側広筋の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン濃度、大腿静脈血流量、および、大腿静脈と動脈血の血液ガス指標を測定し、その関連性について検討した。先方の部局マニュアルに基づいて、測定データは先方で現在解析中である。また、本年度では、運動中の身体内血液分布と酸素動態の関係性に関する基礎的な資料を得ることを目的として、運動中の血流調節の競合が起こる可能性が指摘されている呼吸に関わる筋と活動筋の酸素動態の関連性について検討した。成人男性10名を対象に、漸増負荷自転車運動を疲労困憊に至るまで実施し、近赤外時間分解分光装置を用いて、活動筋(外側広筋)、および呼吸に関わる筋(右第9肋間の中腋下線上の肋間筋および横隔膜)の酸素化・脱酸素化応答を測定した。結果、呼吸に関わる筋の賦活にともなう血液量変化と外側広筋の血液量変化との関連性は認められなかった。これは先行研究とは全く異なる結果であり、本研究の結果は、血流の競合が一般的な運動条件の下では生じていない可能性を示唆する。一方、暑熱環境下での皮膚血流増加のような代謝以外の血流分配を必要とする環境では、活動筋における代謝に必要な血流とそれ以外の血流の競合が起こる可能性が指摘されているため、外的環境の変化による運動環境の変化は、酸素動態を決定する前提となる血流分配の機序、あるいは制御の順序が異なっている可能性がある。この点を明らかにするためにも、今後は異なる環境を用いた検討を進める必要があると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度では、主に研究課題のまとめで用いる酸素供給と酸素消費の算出に必要な指標について検討するために自転車運動を行い、局所の血液量や酸素供給量の算出方法について我々の測定機器で用いることの可能な推定値と先行研究の値を比較検討した。健常成人8名を対象に2分の安静の後に4分間の一定負荷自転車運動(20 W/min)、および膝伸展運動(10 W/min)を行い、その後、漸増負荷自転車運動試験(20 W/min)を疲労困憊に至るまで実施した。この際、呼吸代謝装置を用いて肺酸素摂取量を、近赤外時間分解分光装置を用いて大腿四頭筋の内、外側広筋と大腿直筋の酸素化・脱酸素化応答を経時的に測定した。加えて、皮下脂肪厚について測定した。全ての測定項目は、一定負荷運動時の運動強度(0 %)から最大酸素摂取量算出時の運動強度(100 %)の範囲で正規化した。酸素化・脱酸素化応答については、皮下脂肪厚の厚さと総ヘモグロビン濃度が直線関係を有するため(Bowen et al. 2013)、回帰直線を算出した後に皮下脂肪厚0 mmの値に変換した。また、血液量や酸素供給量は先行研究を参考に算出した。その結果、近赤外分光装置で測定されるヘモグロビン濃度から実際の酸素供給量の推定が単純には行えないことを明らかにした。

この理由として、我々が利用している近赤外線分光装置の測定指標が血液の流動する状態を反映できない可能性が考えられた。したがって、本研究課題において酸素供給量をより正確に推定するためには血液の移動を反映する指標について検討する必要があると考えられた。この点についてさらに検討を行うため、スペインのラスパルマス大学にて、近赤外分光装置の測定指標と静脈血のガス濃度や血流量との関連性について検討する共同研究に参画した。得られたデータは現在解析中である。当初、予想していた方法による酸素供給量の推定が円滑に行えないことから、この原因を明らかにし、異なる方法で酸素供給量を推定する方法を確立する必要が生じた。そのため、本来の研究計画に加えて幾つかの検討課題を追加し、研究計画を修正したために遅れが生じていると判断した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。現在、共同研究で実施したデータ解析を進め、血流の動態と近赤外分光装置から求められる指標との関連性を明確にする。また、異なる指標を用いて運動中の血流動態を推定する方法を模索する。同時に、当初予定していた様々な活動筋の酸素動態の変化を検討す研究についても進める予定である。
ブタ卵の受精と発生に及ぼす精子側因子の関与に関する研究

ブタでは、卵細胞質内精子注入(intracyto plasmic sperm injection : ICSI)卵と通常の受精卵との間には生理的現象や胚発生能において様々な相違点がある。これが何に由来するかを調べることは受精機構の解明に直結するため、ブタをモデルとした本研究成果は生物学的に大変興味深い知見となり得る。前年度までに、ICSIに用いる精子に施されていた膜損傷あるいは除去処理が、精子の卵活性化誘起因子;phospholipase C zeta(PLCζ)含有量を減少させ、それが精子の十分な卵活性化誘起能の低下を引き起こしていることを示唆した。今年度は、免疫蛍光染色により、ブタ精子におけるPLCζの局在および膜処理後の動態を観察した。その結果、精子への処理によりPLCζを示す蛍光反応がほぼ認められなくなった。また、ブタ精子のPLCζは赤道領域と尾部領域に存在することが示唆された。しかし、これまでPLCζの尾部における局在はどの動物種でも報告されていないため、尾部のみを用いたWestern blottingと卵子への注入実験により確認を行った。卵子への注入実験では、尾部は前核形成を誘起するほどの活性化誘起能はないが、減数分裂を再開させる活性化能力は有していることが示唆された。また、Western blottingでは、尾部のみでもPLCζのバンドが確認された。以上の結果から、精子尾部におけるPLCζの局在が確認された。PLCζは、精子への膜損傷あるいは除去処理により失われていることが明らかとなった。また、ブタにおいては、精子頭部だけではなく尾部も卵の活性化誘起に関与していることが初めて示された。ブタにおける卵細胞質内精子注入(intracyto plasmic sperm injection: ICSI)の際には、精子を注入しただけでは胚発生が進行するための卵の活性化が生じない。そのため、人為的活性化誘起処理が必要である。また、発生能が通常の受精卵に比べ低いなどICSI卵と通常の受精卵との間に相違点がある。この相違点が何に由来しているかを調べることは受精機構の解明に直結するため、ブタをモデルとした本研究成果は生物学的に大変興味深い知見となり得る。ブタICSI卵における低発生能の要因解明:これまでの実験において、前核期から胚盤胞期までの間に、発生率低下をもたらすデータを得たが、その詳細は不明であった。そこで、体外受精(IVF)あるいはICSI後、2前核形成卵のみを選抜し、24時間ごとに168時間まで、発生ステージと細胞の生死判別を行った。その結果、ICSI区において発生の遅延が認められ、これが、ICSI卵における胚盤胞形成率低下の要因の一つである可能性が示唆された[2008年国際繁殖生物学会にて発表予定]。ICSI卵における活性化現象とその胚発生への影響:上述のように、ブタのICSI卵の発生には人為的活性化誘起処理が必要であり、それに伴う卵活性化現象、特に、細胞内Ca^<2+>濃度の一過性上昇の反復(Calcium-oscillation)のパターンが、精子侵入により引き起こされる通常の受精とは異なることが、その後の発生に重大な影響を及ぼしている可能性が考えられる。そこで、現在、卵活性化機構においてCalcium-oscillationの下流に位置するCalcium-calmodulin-dependent protein kinase II活性を指標として、ICSIあるいはIVF卵での卵活性化機構の違いを調べている。さらに、通常の受精と同等な活性化現象を誘起させた場合、ICSI卵の発生がどのように変化するかを調べることで、卵活性化現象が胚発生にどのような影響を及ぼしているかを示すことができる。そこで、現在、ICSI卵への自然受精様活性化を誘起させる方法として、精子から採取した抽出液のICSI卵への注入および体外受精卵の細胞質小片(精子・染色体を含まない)のICSI卵への融合を行い、胚発生能の評価を行っている。ブタでは、卵細胞質内精子注入(intracyto plasmic sperm injection:ICSI)卵と通常の受精卵との間には生理的現象や胚発生能において様々な相違点がある。これが何に由来するかを調べることは受精機構の解明に直結するため、本研究成果は発生工学技術の進展ならびに生物学的知見の集積に役立つ。ブタのICSI卵における受精の不成立の主な原因の一つとして、雄性前核形成不全が挙げられている。我々はこれまでの研究で、ICSI卵における雄性前核形成不全が、精子の膜やクロマチンの凝縮状態ではなく、卵への人為的活性化誘起処理により大きな影響を受けていることを報告した。それでは、なぜICSI卵では通常受精のように精子による十分な卵活性化は誘起されないのかという点に疑問が生じる。これまで雄性前核形成を促進するため、精子への超音波処理、TritonX-100処理および耐凍剤なしの凍結-融解反復処理などが行われてきた。そこで、これらの処理が、精子の卵活性化誘起因子(phospholipase C zeta;PLCζ)含有量およびICSI後の前核形成率に及ぼす影響を調べた。各区精子のPLCζ含有量をWestern blotting法を用いて解析した。その結果、各処理区精子のPLCζ含有量は、処理を行わない対照区精子に対し有意に低かった(p<0.05)。このことから、精子内のほとんどのPLCζは、精子処理後に失われていることが明らかとなった。

さらに、処理精子を用いて作製したICSI卵の雄性前核形成率は、対照区に対し有意に低かった(p<0.05)。以上の結果から、精子膜の損傷および除去処理が、精子のPLCζ含有量を減少させていることが明らかとなった。さらに、このPLCζ含有量の低下が、卵細胞質内へ注入された精子が雄性前核へと進行するために必要とされる十分な卵の活性化の不足を引き起こす原因の一つであることが示唆された。ブタでは、卵細胞質内精子注入(intracyto plasmic sperm injection : ICSI)卵と通常の受精卵との間には生理的現象や胚発生能において様々な相違点がある。これが何に由来するかを調べることは受精機構の解明に直結するため、ブタをモデルとした本研究成果は生物学的に大変興味深い知見となり得る。前年度までに、ICSIに用いる精子に施されていた膜損傷あるいは除去処理が、精子の卵活性化誘起因子;phospholipase C zeta(PLCζ)含有量を減少させ、それが精子の十分な卵活性化誘起能の低下を引き起こしていることを示唆した。今年度は、免疫蛍光染色により、ブタ精子におけるPLCζの局在および膜処理後の動態を観察した。その結果、精子への処理によりPLCζを示す蛍光反応がほぼ認められなくなった。また、ブタ精子のPLCζは赤道領域と尾部領域に存在することが示唆された。しかし、これまでPLCζの尾部における局在はどの動物種でも報告されていないため、尾部のみを用いたWestern blottingと卵子への注入実験により確認を行った。卵子への注入実験では、尾部は前核形成を誘起するほどの活性化誘起能はないが、減数分裂を再開させる活性化能力は有していることが示唆された。また、Western blottingでは、尾部のみでもPLCζのバンドが確認された。以上の結果から、精子尾部におけるPLCζの局在が確認された。PLCζは、精子への膜損傷あるいは除去処理により失われていることが明らかとなった。また、ブタにおいては、精子頭部だけではなく尾部も卵の活性化誘起に関与していることが初めて示された。
周期的シュレディンガー作用素のスペクトラルギャップの解析

本研究では,量子力学の基礎方程式であるシュレディンガー方程式に関連するスペクトル理論についての研究を行った。本研究で得られた成果の大部分は,カーボンナノチューブと呼ばれる炭素分子に関連する,円筒状の六角格子上に定義された周期的シュレディンガー作用素に対するスペクトルの結果である。本研究では,作用素をグラフ上の自己共役微分作用素として定義をし,量子グラフの観点からそのスペクトルを解析した。周期的に破損したカーボンナノチューブ上の周期的シュレディンガー作用素のスペクトルについての研究を代表とし,研究実施期間中に6編の本文を出版し成果発表を行った。2013年度は,当該研究「周期的シュレディンガー作用素のスペクトラルギャップの解析」の初年度にあたる。本研究では,周期的なポテンシャルに従うシュレディンガー作用素のスペクトル理論を「(I)周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素のスペクトルについての研究」と「(II) Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論についての研究」のふたつのテーマに焦点を絞り,研究を進めている。初めに,(I)のテーマに関しては,基本周期内に4つのデルタ型点相互作用がある場合のスペクトラルギャップの退化・非退化に関する論文が,雑誌「Far East Journal of Mathematical Science」に掲載された。次に,(II)のテーマに関しては,退化ジグザグナノチューブ上のデルタ型接続条件を伴う周期的シュレディンガー作用素のスペクトルの構造,バンド端の漸近解析に関する結果を論文としては投稿中であり,研究成果の発表は,研究集会QMath12 (於:ドイツ・ベルリン)や日本数学会函数方程式論分科会が主催する「微分方程式の総合的研究」を含む全9件の口頭発表を行った。その後,(II)のテーマについては,研究のひとつの方向性を定めることができた。実際,退化ジグザグナノチューブ上の周期的シュレディンガー作用素のスペクトルは,任意の実数値2乗可積分なポテンシャルに対して退化することのないスペクトラルギャップを含むというKorotyaev氏らの結果を掘り下げることができている。具体的には,退化ジグザグナノチューブの一般化に当たる,長さ1の線分と長さ2の円からなるグラフを一般退化ジグザグナノチューブと定義し,基本周期内に線分が1本,円が2個ある場合には,円の個数だけ退化することのないスペクトラルギャップが周期的に増える結果を確認することができた。(ii)は一般退化ジグザグナノチューブ上のシュレディンガー作用素のスペクトルについて調べたものである。一般退化ジグザグナノチューブは,円周の長さが2の円と長さが1の線分を周期的につなぎあわせた量子グラフのことであり,これはグラフェンシートの類似物であるグラフィンシート(六角形とひし形からなる格子)をジグザグ型に丸めてできるカーボンナノチューブを考えた時に付随して現れる量子グラフである。(ii)では基本周期内に円が2つ,線分が1つある場合,(iv)では円が3つ,線分が1つある場合のものを調べた。これらの研究を通して,スペクトルのバンド構造を見た時に,スペクトラルギャップが発生するかしないかということと周期的な量子グラフ内の円と線分の配列に完全に対応関係があることが証明できた。当該研究の3年目にあたる2015年度は,カーボンナノチューブの構造に付随するグラフ上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論の研究について,前年度までに培ってきた計算技術を活用して,応用的な話題も含めていくつかの成果(2編の論文の掲載・1編の論文の掲載受理・6回の口頭発表)を得ることができた。実際,2015年度末の段階で数学誌Proceedings of the Indian Academy of Sciences-Mathematical Scienceに掲載が受理されている内容である「周期的に破損したカーボンナノチューブのバンドギャップスペクトル構造」についての研究では,カーボンナノチューブの精製過程で使用する金属触媒を酸処理で除去する関係上カーボンナノチューブが破損してしまうという現実的な実情を考慮に入れてスペクトル理論の研究を行っている。本年度は上記論文の内容について,国内外での6回の口頭発表としても成果発表を行った。そのうち,日本数学会春季総合分科会の函数解析学分科会では,特別講演としての講演の機会を頂くことができたため,2016年度に当該研究の最終年度を迎えるにあたって現段階でひとつの終着地点を迎えることができたと考えている。国外での活動としてもチリとシンガポールにおいて口頭発表を行うことができた。チリでの研究集会は,3年に1度開催されている国際的な数理物理学の研究集会である。また,シンガポールでの研究集会は数学の研究集会ではなく,ナノサイズの材料に関する工学系の研究集会であった。近年では数学の工学への応用が重要視される側面があるため,数学の当該研究についてこのような工学系の研究集会の主催者から講演の招待の機会を得ることが出来るようになったこともひとつの成果として考えている。27年度は,当該研究に関連する2編の論文が掲載されたこと,1編の論文が掲載受理されたことが大きな成果として挙げられる。また,後者の論文成果についての6回の口頭発表の中には,日本数学会での特別講演の機会が得られたことや工学系の研究集会からの招待講演がなされるようになったことなどが含まれていることも理由として挙げられる。

数学的な内容の面からも,周期的に破損したカーボンナノチューブの構造に付随したグラフ上のシュレディンガー作用素のスペクトルの解析には,1次元シュレディンガー作用素のスペクトルの解析をする場合に有効である正則なLyapunov関数の解析とは異なり,一般に正則ではなく有理型のLyapunov関数の性質を調べる必要性が生じ,論文は掲載受理の段階で54ページの長さを要するものとなった。有理型のLyapunov関数の零点・極を調べるに当たり,有理型関数に対するルーシェの定理を活用する必要性があり,より複雑な解析が可能になるという点で計算技術の向上が見られた。以上の点から,当該研究は現段階で当初の計画以上に進展していると考えられる。平成28年度は,研究課題「周期的シュレディンガー作用素のスペクトラルギャップの解析」の4年目に当たる。研究集会の開催時期の都合で本研究課題の実施期間延長をすることとなったが,当初の予定では本年度が最終年度であったため,当該研究課題において得られた研究成果を,最終年度の取りまとめとして口頭発表や数学誌への投稿を行ってきた。まず,口頭発表は,前年度に掲載受理がなされた「周期的に破損したカーボンナノチューブ上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論の研究」に関して2回,また,「スーパーカーボンナノチューブ上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論の研究」について,アメリカ合衆国で開催された「QMath13」を含めて3回行った。後者は,数学誌に既に投稿し,審査の過程にある。前者の論文については年度末に校正刷りの確認作業を行った。後者の研究は,2011年の理論化学者による論文で登場した,カルビン結合による影響でグラフェンよりも更に多くの炭素原子を含んだスーパーグラフェンと呼ばれる分子を円筒状に丸めて作られるスーパーカーボンナノチューブについて,対応するシュレディンガー作用素の量子グラフとして定式化し,そのスペクトルを解析したものである。得られた成果は,絶対連続スペクトルと多重度無限大の固有値からなるバンドギャップスペクトル構造となり,分子の伝導性に関わるスペクトラルギャップの存在/非存在問題に関連する結果を得た。通常,ポテンシャルの摂動はその存在/非存在にシビアに影響を与えるが,スーパーカーボンナノチューブの場合にはいかなる周期ポテンシャルによる摂動にも影響を受けないカルビン結合の強さを表す成果として現れた。研究課題遂行中に,6編の論文の数学誌への掲載および掲載受理と,さらに1編の論文投稿をすることができている状態である。研究実績の概要でも述べたが,本研究課題の遂行中に,(I)の「周期的一般点相互作用に従う1次元シュレディンガー作用素のスペクトルについての研究」と(II)の「Zigzag nanotube上のシュレディンガー作用素のスペクトル理論についての研究」において,合計で6編の論文として数学誌において成果発表が行われ,さらに近年の理論化学者による様々な分子モデルの登場する動向を考慮して,スーパーカーボンナノチューブ上のシュレディンガー作用素のスペクトルについての研究成果が得られたため,本質的には当初の計画以上に進展していると言える。
薬剤性肝傷害の新規治療戦略としての小胞体ストレス－ＣＨＯＰ経路の制御

アセトアミノフェン(APAP)誘発肝傷害に対する新規治療法としての小胞体ストレス制御の可能性評価を行った。本検討により、小胞体ストレスを感知するERAIマウスにAPAPを投与すると顕著なGFPの発現が見られること、小胞体ストレス関連転写因子C/EBP homologous protein遺伝子欠損マウスではAPAP誘発肝傷害が軽減されること、小胞体ストレス抑制薬である4-phenylbutyric acidのマウスへの投与によりAPAP誘発肝傷害が顕著に軽減されることを見出した。本研究成果は、APAP誘発肝傷害病態形成に重要な小胞体ストレスの制御が新たな治療ターゲットとなることを示唆する。本研究は、薬剤性肝傷害の中でも発生率が極めて高く、救命・救急医療の現場で問題視されているアセトアミノフェン(APAP)誘発肝傷害の病態機序解明および新規治療法開発を企図し、肝傷害形成における小胞体ストレス関連転写因子C/EBP homologous protein CHOP/GADD153(CHOP)の役割を検証するものである。昨年度までに、小胞体ストレスを検出できるERAIマウスおよびCHOP欠損マウスを用い小胞体ストレス-CHOP経路がAPAP肝傷害発症に重要な役割を果たしていることが示されていた。これらの知見に基づき本年度は以下の知見を得た。APAP誘発肝障害におよぼす小胞体ストレス-CHOP経路制御化合物投与の影響を精査し、被検薬物の中でも4-PBAが顕著な肝障害抑制効果を有することを見出し、新規治療薬候補としての可能性が示唆された。さらに、他の重症肝疾患モデルであるエンドトキシン誘発劇症肝炎モデルにおいても、CHOP欠損マウスでは肝傷害が軽減される傾向が見られた。一方、四塩化炭素誘発肝硬変・肝線維症モデルでは、野生型マウスとCHOP欠損マウスとでほぼ同程度の肝傷害・線維化が確認された。他の疾患における小胞体ストレス-CHOP経路の役割を調べる目的で、ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいて検討を行ったところ、CHOP欠損マウスでは野生型に比し顕著に線維化が軽減されていた。これまでに、小胞体ストレスを検出できるERAIマウスおよびCHOP欠損マウスを用い小胞体ストレス-CHOP経路がAPAP肝傷害発症に重要な役割を果たしていることが示されていた。また、APAP誘発肝障害におよぼす小胞体ストレス-CHOP経路制御化合物投与の影響を精査し、被検薬物の中でも4-PBAが顕著な肝障害抑制効果を有すること、他の疾患における小胞体ストレス-CHOP経路の役割を調べる目的で、ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいて検討を行ったところ、CHOP欠損マウスでは野生型に比し顕著に線維化が軽減されることを見出した。4-PBAはAPAP誘発肝障害に対し、予防的効果だけでなく治療的効果を有する可能性が示唆された。小胞体ストレス抑制薬として報告されているが、APAP誘発肝障害抑制効果においては小胞体ストレス抑制作用の寄与は少ないことを示唆する知見が得られた。ブレオマイシン誘発肺線維症モデルにおいて小胞体ストレス-CHOP経路制御化合物投与の影響を調べたところ、タウロウルソデオキシコール酸(TUDCA)が肺線維症軽減効果を有することが示唆された。また治療薬候補探索ならびに病態機序解明を効率化させるために有用であるin vitro APAP誘発肝障害モデルとしてヒト肝細胞株の3次元培養を応用したモデルを確立し、薬理学的有用性評価を行った。これまでに以下の知見を得た。1.小胞体ストレス(XBP-1スプライシング)をマウス個体レベルで感知し緑色蛍光タンパク(GFP)を発現するER stressactivated indicator (ERAI)マウスにAPAP(400 mg/kg, i.p.)を投与した結果、APAP投与後4および8時間で、肝実質細胞傷害に付随し、小葉中心性にGFPの発現を認めた。また、この時の肝臓でCHOPをはじめ小胞体ストレス関連因子のmRNAの発現が有意に増加した。さらに、CHOPの発現を免疫染色により評価した結果、肥大した肝実質細胞の核においてCHOPが高発現していた。2.野生型(WT)およびCHOPホモ欠損(CHOP-/-)

マウスにAPAPを投与した結果、WTに比べCHOP-/-マウスでは血清アラニントランスアミナーゼ(ALT)値が有意に低値を示し肝細胞壊死およびTUNEL陽性細胞数の増加は顕著に軽減されていた。3.APAP同様に、CYP2E1により毒性代謝物を生じ、肝細胞傷害を惹起する四塩化炭素(CCl4)を用いて肝傷害モデルを作成し、同様の検討を行った。その結果、CCl4(1 ml/kg)投与によりERAIマウス肝臓にてGFP発現およびCHOP mRNAの顕著な増加が見られたが、CCl4(0.025 or 1 ml/kg)投与による血清ALT値および肝細胞壊死の増加において、WTとCHOP-/-マウスに差は見られなかった。本研究計画では、A. ERAIマウスにおけるアセトアミノフェン肝傷害時の小胞体ストレス発現プロファイリングおよびCHOPノックアウトマウスを用いた肝傷害病態形成における小胞体ストレス-CHOP経路の役割の解析(平成23年度および平成24年度中期に実施)、B.小胞体ストレス-CHOP経路制御物質のアセトアミノフェン肝傷害の新規治療薬候補としての可能性評価(平成24年度および平成25年度中期に実施)、およびC.他の薬剤性肝傷害や劇症肝炎モデルにおける小胞体ストレス-CHOP経路の役割に関する探索的評価(平成25年度に実施)を実施予定であった。研究実績の概要に記載のように、平成23年度に計画Aはほぼ終了し、平成24年度にBもほぼ終了し、既に計画を前倒ししてCを実施して多くの知見を得ている。以上のことから、当初の計画以上に順調に進展していると評価する。研究実績の概要に記載のように、平成23年度に計画Aはほぼ終了し、予定を繰り上げてすでに計画Cを実施していることから、当初の計画以上に順調に進展していると評価する。本研究課題の最終年度として、これまで得られた知見を学会・論文発表する予定である。現在、小胞体ストレス-CHOP経路制御化合物投与4-PBAのAPAP肝傷害抑制効果に関する研究成果を論文投稿準備を進めている。また、昨年度までに得られた知見の発展的検討として、“小胞体ストレス-CHOP経路の制御"という本研究コンセプトの普遍性・発展性を検証する目的で、APAP肝傷害モデルと同様に、小胞体ストレス-CHOP経路制御化合物の肺線維症抑制効果を調べブレオマイシン誘発肺線維症の新規治療戦略としての小胞体ストレス-CHOP経路の制御の有用性を検証する。
デキストラン・マグネタイト複合体を用いた頭頚部癌温熱療法の基礎研究

1:局所誘導加温のための新しい磁性体であるデキストラン・マグネタイト複合体(以下DMと略)を臨床応用へ導くために、ハムスター担癌舌において治療効果を検索した。2:0.75%9,10-dimethyl-1,2-benzanthraceneアセトン溶液により誘発されたハムスター担癌舌において加温実験を行った。前年度の実験に引き続き抗腫瘍効果を検索した(ハムスター舌癌を、対照群(n=7)、2回加温群(n=7)、4回加温群(n=10)にふるい分け治療を行い、各群間での腫瘍体積増加率、生存日数を比較検討した後、組織学的に抗腫瘍効果を検索)。3:加温回数の増加に伴い、腫瘍の体積増加率の低下(Welch ́t test:P<0.01)、生存日数の延長(log lank test:P<0.003)が確認された。加温後の組織学的所見では、DM粒子に近接する腫瘍組織は大部分が線維性の肉芽組織に置換され、出血巣が散見された。しかしDM粒子の分布が乏しい部分においては、治療に抵抗する腫瘍細胞が認められた。以上の結果から、本加温システムを臨床応用へ導くためには、DMの腫瘍組織内分布をより均等にすることが不可欠であると考えられた。1:局所誘導加温のため新しい磁性体であるデキストラン・マグネタイト複合体(以下DMと略)を臨床応用へ導くために、ハムスター担癌舌におけるDMの昇温効果を検索することを目的とした。2:0.75% 9,10-dimethyl-1,2-benzanthraceneアセトン溶液により誘発されたハムスター担癌舌において加温実験を行った。鉄濃度56mg/mlのDMを腫瘍に局所注入した後、誘導加温を行い、腫瘍辺縁部と腫瘍中心部の温度変化を記録した。加温終了直後の担癌舌において、肉眼的、X線的および組織学的にDM分布を検索した。3:(1)各群の平均温度値が43.0°C以上となるまでの時間(以下T^<43°C>と略)は、腫瘍辺縁部群(n=10)で180秒、腫瘍中心部群(n=10)で540秒であった。個々の症例における加温部位が43.0°C以上となるまでの時間(以下t^<43°C>と略)と腫瘍体積との関係では、腫瘍辺縁部のt^<43°C>と腫瘍体積との間に相関は認められなかった(Y=0.06X+162,R=0.198,P=0.587)。一方、腫瘍中心部のt^<43°C>と腫瘍体積との間には統計学的に有意な相関は認められないが(Y=0.34X+358,R=0.429,P=0.216)、腫瘍体積の増加に伴いt^<43°C>が延長する傾向が認められた。(2)DMを用いた誘導加温において、ハムスター担癌舌の目的とする加温領域は、選択的に43.0°C以上に加温され、癌温熱療法の適正温度である43.045.0°Cの範囲で長時間維持された。(3)連続切片における肉眼的所見では、腫瘍組織の中心部の小範囲にDMが欠如する非黒染部が認められた。X線的所見では注入部位に一致した、やや不均一なDM陰影が確認された。組織学的所見では舌筋内へ浸潤する扁平上皮癌の形成が確認され、その間質に茶色を呈するDMの均一な蓄積像が認められた。また、塊状に増殖する腫瘍細胞集団におけるDMの間質細部への蓄積像は認められなかった。
衝動行為を見せる遺伝子改変マウスの薬物療法に関する研究

SNAP-25はシナプス前神経末端からの神経伝達物質の放出に、不可欠の蛋白質である。連携研究者の高橋らはSNAP-25のリン酸化部位であるSer187をAlaに置換したノックインマウスを作成した。このマウスは高所から飛び降りるなどの衝動行動や外傷性白内障をきたすまで自分の目を引っ掻いてしまうなどの自傷行為を示した。このマウスの衝動性を抑える目的で、胃の中にチューブを観血的に留置し各種向精神薬を急性投与あるいは慢性投与異常行動が抑制されるかどうかを調査した。しかし、現時点では、いずれの薬物も急性もしくは慢性投与において、マウスの行動に明らかな変化をもたらすことはなかった。研究分担者の高橋らにより神経伝達物質放出の際にSNAP-25のSer187がプロテインキナーゼC(PKC)の活性化によって特異的にリン酸化されること、PKCによるリン酸化依存的に細胞膜への分泌小胞の移行が促進されることなどが明らかにされた。また、高橋らはSNAP-25のリン酸化部位であるSer187をAlaに置換したノックインマウスを作成した。今回の研究では、この自傷行為モデル動物とも言えるSNAP-25遺伝子改変マウスを用いて、情動攻撃に関して中心的役割を果たしている脳部位である視床下部で、攻撃性の神経伝達物質であるドパミンとセロトニン放出量がストレスによって、どのように変化するかを調査した。ストレスとして用いたのは拘束ストレスである。脳マイクロダイアライシス法を用いて採取した還流液中のドパミンの量は、遺伝子改変マウス(ホモマウス)において野性型に比べて有意にストレス負荷後のドパミン放出量の増加が少なかった。一方、セロトニンに関しては、現時点では実験ごとのばらつきが大きいため最終的な結論に達していない。しかし、ドパミンほど顕著な差がないのは確かなようである。この実験に先立って、ストレスをかけない状態におけるドパミンとセロトニンの放出量を調査したが、両者ともホモマウスでは野性型に比ベて有意に濃度が低かった。さらに、高カリウムによる放出刺激実験を行ったところ、短時間(20分間)の高カリウム刺激に関してはホモマウスも野性型と有意差がない放出を示したが、長時間(高カリウムを無制限に暴露)の刺激ではホモマウスは野性型に比べて有意にドパミンとセロトニンの放出量が少ないことがわかった。研究分担者の高橋らにより神経伝達物質放出の際にSNAP-25のSer187がプロテインキナーゼC (PKC)の活性化によって特異的にリン酸化されること、PKCによるリン酸化依存的に細胞膜への分泌小胞の移行が促進されることなどが明らかにされた。本年度は、このマウスの衝動性を抑える目的で、胃の中にチューブを観血的に留置し、十分体力が回復した後に各種向精神薬(ジアゼパム、パロキセチン、フルボキサミン、ハロペリドール、メタンフェタミン、カルバマゼピンなど)を急性投与あるいは慢性投与して、オープンフィールド、明暗テストなどで見られる異常行動が抑制されるかどうかを調査したが、現時点では、いずれの薬物も急性もしくは慢性投与においても明らかな効果がみられていない。次に、実験中にけいれん発作を起こすことが頻回に観察されたことから、脳定位固定装置を使用し、前頭部(運動野皮質、F:2.0,L:2.0)および頭頂部(体性感覚野皮質、F:-1.0,L:2.0)に硬膜外皮質電極を植え込み、脳波を測定したところ、蕀波が頻回に観察されることがわかった。また、異常脳波の出現は日によって違いがあることも分かった。さらにキンドリングも容易に起きることがわかった。
東西資料によるモンゴル時代の政治・文化交流の解析と実証

13-15世紀にペルシア語、漢語等で著された文献を収集、当時の多言語辞書を利用して分析し、以下の新事実が判明。(1)モンケがフレグ大王のもとに常徳を派遣した目的は東西の薬草の名前の統一にあった(2)Nasira1-dinT丘siに中国の歴史と天文学を教えた医師の名は傅野(3)14世紀初頭にペルシア語に翻訳された中国の医学書Tanksuq namahの原本は李駒の『日希萢子脈訣集解』十二巻(4)和算の発展はモンゴル初期における東西学術交流の延長(5)ケシク制度の原型は旬奴に遡る(6)ブラルグチの重要性(7)クビライの宰相アフマドもブラルグチの長官(8)アフマド暗殺は江南の富の掌握をめぐる皇太子チンキムとの権力闘争の結果。モンゴル時代にかかわる主要なペルシア語写本やヨーロッパ諸言語による年代記等の資料収集を行い、チンギス・カン西征以降の中央アジア情勢に言及した漢文資料(典籍・碑刻)と徹底比較、検証を進めた。また、今後の作業に必須となるトルコ語、アラビア語の習得にも力を入れた。その成果は、13-15世紀の東西旅行記の訳注および解説というかたちで、近く杉山正明(京都大学教授)、小野浩(京都橘大学教授)との共著として刊行される予定である。また、江戸期の和算がモンゴル時代初期における東西学術交流の成果の上に発展したことを、華北で一大勢力を有した道教教団全真教がのこした資料および日本の抄物等を利用することによって実証し、じゅうらいの数学史の問題点のいくつかを指摘・解消する口頭発表を行った。文学・陰陽学・医学・薬学・天文学・数学・地理学などあらゆる分野を包括、修得しており、モンゴルの各ウルスの政治顧問となっていった東西のテクノクラート集団の動向を同時に辿る試みは、これまでまったくといっていいほどなされていなかった。金朝末期からモンゴル初期にかけての華北の学問が山東、朝鮮、対馬を経由して日本に流入していたこと、同時に華北の文官がとうじの日本についてそれなりの知識を有していたことも、じゅうらい指摘されていなかった事実である。この成果もまた、とうじの時代背景を語る格好の資料として、上述の出版物の付編として収録されることになっている。北京大学歴史学系の招聘を受け5月から6月にかけての一ヶ月間、当該機関に滞在することができたので、「関於蒙元時代的典籍」「関於三百年前日本博多聖福寺出土銀錠」と題する二度の研究発表を行い、書誌学・中国史の学術交流に参加したほか、中国国家図書館、北京大学図書館で元刊本を中心とする典籍、モンゴル時代の拓本を重点的に調査し、北京市内および郊外の金・大元時代の遺跡、博物館等を訪問した。今年度は、『集史』をはじめとする、モンゴル時代の重要なペルシア語古写本の収集、紙焼き・マイクロフィルム等からのカラー複写、製本等を集中して行った。画像資料として有益なミニアチュールやペルシア語、テュルク語、アラビア語、イタリア語等の同時代資料の収集も継続して行った。さらに、これまでに収集してきた様々な漢文資料や抄物等の情報と照合しながら上述のペルシア語資料の精読につとめ、その成果の一端を三本の論文に纏め「『ユーラシア中央域の歴史構図1315世紀の東西』と題する論文集に寄稿した。いずれもモンゴル時代の東西交流を実証する有名な根本文献を再分析したもので、フレグ・ウルス(いわゆるイル・カン国)のフレグ・カンとその政治・文化顧問で、マラーガの天文台建設でも知られるナスィールゥッデウィーン・トゥースィーのもとに仕えた中国人学者の名前、モンケ・カアンの命令でフレグのもとに派遣された常徳の目的等を新資料によって明らかにしたほか、現在は散逸している中国医学書のペルシア語翻訳で、14世紀中国語の音韻資料としても有効なTanksuq namahの原本を日本の抄物資料から確定、使用文字が実はアラビックとネストリウス派のシリア文字であることも指摘した。モンゴル時代の中国・朝鮮半島・日本の文化交流を実証する資料を多く所蔵している京都の建仁寺両足院において漢籍(宋元明刊本・五山版・抄本)、抄物の調査を行ったほか、京都大学附属図書館、文学研究科において関連資料を収集した。いっぽう、同時期のペルシア語・アラビア語資料(歴史史料、百科事典)の収集を継続し、とくに今年度は14-15世紀にフレグ・ウルス、インドの各王朝において編纂された多言語の辞書を重点的に調査、収集することにつとめた。

また、13-15世紀のヨーロッパとフレグ・ウルス、ジョチ・ウルスの交流にも視野を広げ、1800年代後半以来、フランス、ドイツ、イタリアの各雑誌に掲載・報告された文書資料やヴェネツィアやフィレンツェの商人等が書いた報告書・年代記等の典籍類も収集した。これらの資料を踏まえ、東西のモンゴル朝廷を通じて、その基本たる国家体制・軍事・行政を解き明かすカギとなるケシク(カアン、諸王を取り巻く側近・侍衛)制度から、まずはマルコ・ポーロの『東方見聞録』にも紹介されるブラルグチをとりあげた(モンゴル時代の二大資料群たるペルシア語資料、漢籍には、テュルク・モンゴル語語彙が音訳、意訳のかたちで相当量遺されている。それらの解明こそ匈奴以来現在にいたるまでのユーラシアの遊牧国家を理解するうえで最初の且つ必須の作業である)。ラシード・ウッディーンの『集史』、同じくフレグ・ウルスにおいて編纂された各役職の任命書集『書記規範』、大元ウルス側の政書である『元典章』『通制条格』『至正条格』等の記事、同時代の碑刻を詳細に比較、検討した結果、(1)大元ウルス治下、一見、『周礼』に法った中華風の官職名を踏襲していても、すべてケシク集団が基本となっていたこと、(2)しかもその伝統・システムは、歴代の鮮卑拓跋国家、はては匈奴国家にまでさかのぼること、(3)モンゴル時代の数々の政変の背後には、ブラルグチ、バウルチ、シャルバチ等各ケシク集団の争いが潜んでいること、(4)ブラルグチがカネと権力を握った理由等、じゅうらいの一言語資料、一分野に限定された研究からはみえてこなかった事実がいくつも明らかとなった。
東南極,リュツオ・ホルム変成岩体のU-Pb地球年代学

平成15年度は、研究対象である東南極リュツオ・ホルム変成岩体およびその周辺岩体の地球年代学的研究を行った。具体的には、国立極地研究所に設置されている二次イオン質量分析計SHRIMP-IIを用いて、リュツオ・ホルム岩体からやまと・ベルジカ岩体の基盤岩類に含まれるジルコンのU-Pb年代を求め、主要な変動時期がほぼ535Ma前後のパン・アフリカン変動に相当することを再確認した。ただし、それ以前の変動については、岩体内で必ずしも均一ではなく、さらにパン・アフリカン変動についても620Maと535Maの2回あった可能性を指摘した。また、リュツオ・ホルム岩体の東側に隣接するレイナー岩体の一部とされてきたForefinger Pointの岩石中のモナザイトの形成年代をCHIME法で測定し、それらについてもパン・アフリカン変動を被っていることを実証した。この目的のために、国立極地研究所のX線マイクロアナライザ(既存)を用いたCHIME法による測定システムを立ち上げた。これらの研究は、東南極の変成岩体のなかではその温度・圧力履歴が比較的詳細に解明されている岩体を対象に、それらの変動履歴に時間軸を設定することを最大の目標に行ったものである。岩石学的研究については、最近発見されたリュツオ・ホルム岩体高温部からのスピネル+石英について、その安定領域を詳細に検討し、さらに準安定な残留鉱物として見出された十字石、藍晶石の産状も加味して、より制約条件のかかった温度・圧力履歴を構築した。本研究は、岡山大学との共同研究の一環として行った。研究分担者は、平成15年11月30日付けで国立極地研究所に着任し、リュツオ・ホルム変成岩体の年代学的研究に向けて準備を進めている。当面、年代測定対象鉱物であるジルコンやモナザイトの走査型電子顕微鏡を用いた形態学的研究のために、試料作成を行っている。
チャネル病の作業仮説に基づく大量高速処理法によるてんかんの責任遺伝子の検索

中枢神経発現イオンチャネルに当てる研究法により、遺伝子バンクより前年度に引き続き、以下の発見を行った。(1)広汎性てんかん熱性けいれんプラスII型で脳内Na^+チャネルSCN1Aの新規遺伝子異常2つを発見した。(2)日本人の優性遺伝てんかん熱性けいれんプラスの発症に、世界に先駆け、Na^+チャネルSCN2A遺伝子が関与していることを発見した。この変異はNa^+チャネルのinactivationを遅延させ、Na^+イオンの流入が増すことを示した。これは、変異により、Na^+チャネルがより電気的により興奮しやすくなることを意味し、てんかんの興奮性の昂進と良く一致した。(3)乳児重症ミオクロニーてんかんで脳内Na^+チャネルSCN1Aの遺伝子異常を計34ヶを44人の患者で発見した。その内容は以前報告されたものとは異なり、多くのミスセンス変異が存在することが分かった。これらとは並行して、ラット胎仔脳cDNAライブラリーから、上記ヒト遺伝子に相当するラットKcnq2,Kcnq3,Chrna4,Chrnb2,Scn2a cDNAのクローン化を完了した。これを利用し、Chrna4の遺伝子異常(変異により,アセチルコリンの感受性は変わらないものの、deactivationが早期におこり、電気的興奮がよわまる)によるチャネル異常を細胞レベルで明らかにした。日本エスエルシーで、今春,Charna4に異常を持つ遺伝子組み換えラットが誕生した。現在,ノックインマウスの作成を始めている。中枢神経発現イオンチャネルに焦点を当てる研究法により、遺伝子バンクより前年度に引き続き以下の発見を行った。(2)日本人の優性遺伝てんかん熱性けいれんプラスの発症に、世界に先駆けNa^+チャネルSCN2A遺伝子異常が関与していることを発見した。この変異はNa^+チャネルのinactivationを遅延させ、Na^+イオンの流入が増す事を示した。これは、変異によりNa^+チャネルがより電気的により興奮しやすくなることを意味し、てんかんの興奮性の昂進と良く一致した。これを利用し、Chrna4の遺伝子異常(変異により、アセチルコリンの感受性は変わらないものの、deactivationが早期におこり、電気的興奮が弱まる)によるのチャネル異常を細胞レベルで明らかにした。日本エスアールシーで、今春CHRNA4に異常を持つ遺伝子組み換えラットが誕生した。現在、ノックインマウスの作成を始めている。
スキャフォールドフリー心筋構造体の培養環境の検討

我々は、接着性の細胞の凝集体であるスフェロイドを任意の形態に積層し、3次元の組織構造体を作製する技術としてバイオ3Dプリンタを開発した。本研究では、ドーム型心筋組織の作製及び最適な培養環境を検討した。まず、ヒト繊維芽細胞のスフェロイドを用いて、ドーム型組織体の培養方法を検討した。その結果、培養方法を改良することで、形態を保持したまま、剣山から回収することが出来た。次に、ヒト心筋スフェロイド、ドーム型心筋組織体の培養を試みた。その結果、剣山から回収後、形態は保持していたが、自律的な拍動が著しく弱かった。今後は、剣山を改良することで、栄養素が組織体内に供給出来る様になることが必要である。我々は、今までに接着性の細胞の凝集体であるスフェロイドを任意の形態に積層し、3次元の組織構造体を作製する技術として「バイオ3Dプリンタ」を開発した。本装置を用いて、今までに血管、軟骨、肝臓組織の構造体を作製している。本研究では、心筋組織の作製及び最適な培養環境を検討する。平成28年度はヒト心筋スフェロイドの作製及びヒト心筋構造体の作製、PDMs薄膜形成に取り組んだ。ヒト心筋スフェロイドは、ヒトiPS由来心筋細胞、血管内皮細胞、線維芽細胞を任意の比率で作製することで、培養7日目には、スフェロイド内部で血管網が構築されていると思われる箇所が確認された。PDMs薄膜は、剣山の針に突き刺すことが困難であった。その為、薄膜からドーム状の心筋構造体の形態を保持できるモールドを作製するように変更した。又、剣山から構造体を回収する時に、直接PDMsモールド上に移せるシステムを構築した。本システムを用いることで、構造体に物理的な負荷を与えることなく、PDMsモールドへ移行することが出来る。バイオ3Dプリンタを用いてドーム状のヒト心筋構造体を作製した結果、当初、剣山内への培養液や酸素の供給が乏しい為、構造体の心筋スフェロイド間の融合が乏しかった。そこで、剣山内に培養液を供給出来る様なバイオリアクターに変更することで構造体内のスフェロイド間の融合は促進された。1週間培養後、剣山から回収して観察した結果、ドーム状の形態をした心筋構造体を得ることが出来た。しかし、PDMsモールド上で培養を続けた結果、形態を保持することなく培養1日目で縮んでしまった。平成28年度に遂行する予定のヒト心筋スフェロイドの作製及び、バイオ3Dプリンタを用いたヒト心筋構造体の作製することが出来た。PDMs薄膜に関しては作製することが困難であったが、代替品として半球構造体の構造を保持出来るモールドを作製した。更に同時進行で平成29年度に取り組む構造体を成熟化させる為のバイオリアクターを作製していることからおおむね順調に進展していると判断した。平成28年度はヒト心筋スフェロイドの作製及びドーム状のヒト心筋構造体の作製に取り組んだ。その結果、剣山から構造体を回収する際に形態を保持することが困難であった。更に、剣山から回収した心筋構造体は静置培養環境下では1日目で縮んでしまった。そこで平成29年度は剣山から構造体を回収する時に、構造体の形態を保持したまま回収する機構と回収後に形態を保持する為の培養装置の作製、それを用いたドーム型心筋構造体の培養に取り組んだ。我々は形態を保持する手法を最適化する為に、ヒト繊維芽細胞構造体を用いて初期検討した。その結果、ドーム状の形態を保持したまま、剣山から構造体を回収することが出来た。そして構造体の形態を保持したまま培養装置へ移行し、培養することが出来た。次にドーム型心筋構造体の作製及び、構造体の培養装置への移行を検討した。心筋構造体を作製した結果、ヒト心筋組織体は剣山から回収後、形態を保持していたが、スフェロイド同士の融合が不完全であり、自律的な拍動が著しく弱かった。理由としては剣山内全ての範囲に栄養素や酸素を供給することが困難である為、スフェロイド間の融合、心機能を保持出来なかったと考えられる。今後の展望としては、ドーム型心筋組織体を作製する為に、針の長さを調整したオリジナルの剣山の作製をすることで、ドーム型組織体全体に栄養素が供給出来るようになり、強い拍動を有する組織体を作製出来ると考えられる。

今後は、剣山を改良することで、栄養素が組織体内に供給出来る様になることが必要である。平成28年度の結果を踏まえて、平成29年度は作製した心筋構造体の評価及び最適な培養環境を検討する。培養環境を検討する為に電気刺激可能なバイオリアクターを開発する。開発後、様々な電気刺激条件、流速を検討して最適な培養環境を確立する。組織工学
ペロブスカイト太陽電池の光キャリアダイナミクスと電子状態解析

近年精力的に研究されているペロブスカイト(PSK)太陽電池を構成するPSK薄膜および各電子輸送材料の薄膜を直接光励起した際の励起子とラジカルの運動を、PSK太陽電池における励起子の運動を比較し、PSK太陽電池における電子移動メカニズムの解明を目的として本研究を開始した。そのため、PSK薄膜、PCBM、Spiro-MeOTAD/PSK薄膜/TiO2に対してcwEPR、時間分解EPR測定を行った。その結果、PSK薄膜では信号を得られなかったが、PCBMでは典型的なパウダーパターンの時間分解EPR信号を観測し、Spiro-MeOTAD/PSK薄膜/TiO2からはSpiro-MeOTAD由来のcwEPR信号を観測した。PSK薄膜及びSpiro-MeOTAD/PSK薄膜/TiO2において時間分解EPR信号を得られていない理由として、PSK薄膜の温度や結晶構造によって励起子の寿命や運動が異なることにより、測定時の最適パラメーターを見つけられていないためと考えている。今回PSK薄膜およびSpiro-MeOTAD/PSK薄膜/TiO2において80K、100K、120Kで測定を行ったが、時間分解EPR信号を示さなかったのは結晶構造由来も一つの理由と考えられる。そのため、本研究期間では観測できなかったが、引き続き測定条件の検討を行う予定である。一方で、PCBMからは典型的な励起三重項由来のパウダーパターンを観測した。現在、量子力学に基づいた励起三重項の解析プログラムを作成し、解析を行っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。