hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
MPMDプログラムを生成する超並列プログラム言語コンパイラの基礎研究

並列プログラムの実行をタスクグラフでモデル化し,タスクスケジューリングによってスケジュールを生成し,そのスケジュールに従ってコード化することでMPMD型の並列プログラムを生成できる.このとき、生成されたスケジュールに関する,従来からの性能評価尺度である"メイクスパン"では,実際に実行される並列プログラムのメッセージ一括化をモデル化できないので,その実行性能を的確に近似できない.最終生産物である並列プログラムの実行性能を評価尺度とすべきであるとの立場から,メッセージの一括化が適用可能なスケジュール(以下"BSPスケジュール"と略す)を生成することの重要性が最近認められ,BSPスケジュールを生成するアルゴリズムとしてBCSHが知られている.しかし,大きなタスクグラフを入力とする場合は,BCSHの実行時間が膨大となり実用的ではない.昨年度は,タスクグラフの並列性は犠牲にするが,連結するタスクを上位の1つのタスクとし,タスクグラフの粒度を粗くすることで対象問題の規模に対応する方法を提案し,どのようにタスクをまとめると効果的となるかなどに関して良好な結果を得た.本年度は,タスクグラフの粒度は細かいままで,タスクグラフを分割し,それらの部分タスクのスケジューリングを並列処理することにより高速化を試みた.その結果,今まで逐次処理で1.2年ほど計算時間がかかる大きなタスクグラフのスケジュールを,2時間程度で並列処理することに成功した.ただし,逐次処理で得られるスケジュールとまったく同一のものを得るわけではなく,並列プログラムとしたときにほとんど性能劣化のないBSPスケジュールを得るように,グラフの分割方法を工夫した.プログラムの実行をタスクグラフでモデル化し,タスクスケジューリングによってスケジュールを生成し,スケジュールに従ってコード化することでMPMD型の並列プログラムを生成できる.タスクグラフのタスク中の命令数を粒度という.性能のよい並列プログラムを得るために,粒度をどのようにすればよいかを明らかにした.タスクグラフの形状が,生成される並列プログラムの性能に与える影響について,タスクの出次数とタスクグラフの並列度による評価を行った.タスクの出次数は,スケジュールでのタスク複製の度合いに影響する.タスク複製を多くすることでより多くの通信を削減できるが,多くなりすぎると個々のCPUでの処理量が増加する.また,タスク粒度を粗くした場合,タスクグラフ自身の並列度が低くなり、並列化の効果に影響を及ぼす.いくつかの応用プログラムに関して実験を行い,各タスクの出次数が小さく,利用可能なプロセッサ台数に比べて十分な並列度をもつタスクグラフを用いることが,並列プログラムの性能の上で重要なことがわかった.また,スケジュールからコード生成する場合,生成するコード長はスケジュールの長さに依存して大きくなる.タスクグラフがもとのプロセッサのループを展開して生成されている場合,コード生成時にループを再構成することでループ制御のための演算が必要にはなるが,コード長を小さくなることで,実行時の命令キャッシュのヒット率が上昇し,並列プログラムの実行性能が向上することがある.そこで,ループを再構成した場合の実行性能への影響について実験を行い,大きなサイズのループを再構成できた場合は性能が向上することがわかった.並列プログラムの実行をタスクグラフでモデル化し,タスクスケジューリングによってスケジュールを生成し,そのスケジュールに従ってコード化することでMPMD型の並列プログラムを生成できる.このとき、生成されたスケジュールに関する,従来からの性能評価尺度である"メイクスパン"では,実際に実行される並列プログラムのメッセージ一括化をモデル化できないので,その実行性能を的確に近似できない.最終生産物である並列プログラムの実行性能を評価尺度とすべきであるとの立場から,メッセージの一括化が適用可能なスケジュール(以下"BSPスケジュール"と略す)を生成することの重要性が最近認められ,BSPスケジュールを生成するアルゴリズムとしてBCSHが知られている.しかし,大きなタスクグラフを入力とする場合は,BCSHの実行時間が膨大となり実用的ではない.昨年度は,タスクグラフの並列性は犠牲にするが,連結するタスクを上位の1つのタスクとし,タスクグラフの粒度を粗くすることで対象問題の規模に対応する方法を提案し,どのようにタスクをまとめると効果的となるかなどに関して良好な結果を得た.本年度は,タスクグラフの粒度は細かいままで,タスクグラフを分割し,それらの部分タスクのスケジューリングを並列処理することにより高速化を試みた.その結果,今まで逐次処理で1.2年ほど計算時間がかかる大きなタスクグラフのスケジュールを,2時間程度で並列処理することに成功した.ただし,逐次処理で得られるスケジュールとまったく同一のものを得るわけではなく,並列プログラムとしたときにほとんど性能劣化のないBSPスケジュールを得るように,グラフの分割方法を工夫した.並列プログラムの実行をタスクグラフでモデル化し,タスクスケジューリングによってスケジュールを生成し,そのスケジュールに従ってコード化することでMPMD型の並列プログラムを生成できる.このとき、生成されたスケジュールに関する,従来からの性能評価尺度である"メイクスパン"では,実際に実行される並列プログラムのメッセージ一括化をモデル化できないので,その実行性能を的確に近似できない.最終生産物である並列プログラムの実行性能を評価尺度とすべきであるとの立場から,メッセージの一括化が適用可能なスケジュール(以下"BSPスケジュール"と略す)を生成することの重要性が最近認められ,BSPスケジュールを生成するアルゴリズムとしてBSCHが知られている.しかし,大きなタスクグラフを入力とする場合は,BSCHの実行時間が膨大となり実用的ではない.昨年度は,タスクグラフの並列性は犠牲にするが,連結するタスクを上位の1つのタスクとし,タスクグラフの粒度を粗くすることで対象問題の規模に対応する方法を提案し,どのようにタスクをまとめると効果的となるかなどに関して良好な結果を得た.本年度は,タスクグラフの粒度は細かいままで,タスクグラフを分割し,それらの部分タスクのスケジューリングを並列処理することにより高速化を試みた.

その結果,今まで逐次処理で1.2年ほど計算時間がかかる大きなタスクグラフのスケジュールを,2時間程度で並列処理することに成功した.ただし,逐次処理で得られるスケジュールとまったく同一のものを得るわけではなく,並列プログラムとしたときにほとんど性能劣化のないBSPスケジュールを得るように,グラフの分割方法を工夫した.
湿式プロセスによる半導体特性を利用する金属-シリコン複合材料の形成

p型シリコンを低い電流密度で陽極酸化すると多孔質シリコンが生成する.多孔質シリコンが生成する電流密度領域の中でも,より低い電流密度のときには,陽極酸化時間とともに多孔質シリコンの生成は不安定になり,均一なナノ多孔質層生成からシリコン壁に隔てられたグレーン構造中にナノ多孔質層が埋まった状態の生成へとその形成過程が変化する.この形成過程の変化を理解するために,ウエハ抵抗率の異なるいくつかの試料について,陽極酸化の電流密度を変えて多孔質シリコン生成の実験を行った.低電流密度,高いウエハ抵抗率のときに均一層生成からグレーン生成への形成過程の変化が起こりやすかった.得られた結果を正孔の拡散にもとづくモデルで説明することを試みた.提案したモデルで多くの実験結果を説明できるが,定量的な説明は困難であったこれらの多孔質層はアルカリ溶液に浸漬することにより化学的に溶解することが可能である.また,希薄なアルカリ溶液を使うことにより,溶解を容易に制御することができる。ナノ多孔質層の溶解を途中でとめることも可能であった.この方法を適用すると,多様な表面形態を得ることができる.ナノ多孔質層が充填されたグレーン構造の上部にシリコン壁の一部が残っている構造を作ることも可能であった.このような構造の試料を硫酸銅水溶液に浸漬することにより,銅の置換めっきが可能であった.銅は溶けずに残っているナノ多孔質層に優先的に析出し,ナノ多孔質化していないシリコンには析出しなかった.金属-シリコン複合表面の形成には非常に高い表面積をもつ多孔質シリコンを基板に用いることが有効である。多孔質シリコンの形態は生成条件によって多様に変化する。ここでは,シリコンの陽極酸化条件(特にフッ酸濃度)が多孔質シリコン生成におよぼす影響,および多孔質シリコン表面の溶解による種々の表面形態の生成について検討した。p型シリコンをエタノール-フッ酸溶液中で2mA/cm^2で陽極酸化すると,フッ酸濃度に対応して多孔質シリコンの生成または均一な溶解が進行する。フッ酸濃度が22wt%のときと28wt%のときで生成する表面形態が大きく異なった。28wt%以上では多孔質層のみが生成し,低いフッ酸濃度では多孔質生成に加えて化学的な溶解が併発した。これらの過程が共存する反応は2よりやや小さい反応電子数の電子移動過程で特徴付けられる。X線光電子分光測定によると14wt%HF溶液で陽極酸化した場合、35%HF溶液の場合と比較してシリコン表面の酸素の量がフッ素よりも多かった。表面におけるこのような組成の違いが化学的な溶解の原因である可能性がある。アルカリ水溶液に浸漬することにより多孔質シリコンのエッチングを行った結果、多孔質層は最初均一に成長し、その後骨格構造を残して柱状に成長することがわかった。アルカリ水溶液で溶解することにより多様な形態を得ることができるが、これは空孔率の高い順、つまり、まずナノ多孔質が溶解し、その後骨格構造が、そして最後にバルクシリコンが溶解するためである。ナノ多孔質が完全に溶解するとマクロポーラスなシリコンの形態になる。この時点では小さく窪んだ面が形成される。さらにアルカリ水溶液に浸漬すると、結晶面があらわれるようになる。以上のようにして得られる多様な形態のシリコン基板を用いて,金属との複合表面を作製したときの機能性を明らかにすることが今後の課題となる。ナノ多孔質層の溶解を途中でとめることも可能であった.この方法を適用すると,多様な表面形態を得ることができる.ナノ多孔質層が充填されたグレーン構造の上部にシリコン壁の一部が残っている構造を作ることも可能であった.このような構造の試料を硫酸銅水溶液に浸漬することにより,銅の置換めっきが可能であった.銅は溶けずに残っているナノ多孔質層に優先的に析出し,ナノ多孔質化していないシリコンには析出しなかった.
窒素固定細菌共生系における菌叢ダイナミクスモデルの構築と大気中窒素の転換

窒素肥料の原料となるアンモニアは窒素と水素から化学合成により合成される。より温和な条件で空気中の窒素からアンモニアを合成可能な生物学的窒素固定反応は窒素固定細菌により行われ、酸素により阻害される。本研究では、酸素消費を伴い増殖する枯草菌との共培養により、枯草菌がまず増殖し、それに伴い窒素固定細菌の一種である光合成細菌が空気封入下においても活発に窒素固定を行い増殖することを示した。本成果から窒素源としての微生物資材の開発が期待される。全世界のアンモニア生産は約1.6億tであり、全アンモニア生産量の約8割は肥料用として化学合成法であるハーバー・ボッシュ法により生産されている。その一方で、自然界において生物学的窒素固定反応(N2 + 8H+ + 8e- →2NH3 + H2)により、全世界のアンモニア生産量と同等量のアンモニアが生成していると見積もられている。しかしながら、農業生産への生物学的窒素固定反応の寄与は、マメ科植物における根粒中の根粒細菌による窒素固定反応等に限定されているのが現状である。そこで光合成細菌を主体とした光駆動性の窒素固定を持続させるために化学合成細菌との共生系を検討し、酸素ガスとアンモニアによるニトロゲナーゼに対する負の制御を回避することを目的に研究を行った。窒素固定活性の評価は、無機態および有機態窒素の欠乏下での細菌共生系の培養を行い窒素固定に依存した細胞増殖の有無で行った。化学合成細菌と光合成細菌のいくつかの種を組み合わせて植菌した結果、空気存在下において持続的な細菌の増殖が認められた。窒素固定能を有する光合成細菌単独の植菌を行った際には、同条件にて持続的な増殖が認められなかったことから、空気存在下、光合成細菌の窒素固定において化学合成細菌による酸素消費が重要な役割を担っていることが示唆された。共生系を構成する菌株の16S rRNA遺伝子部分配列をそれぞれ選択的に増幅するプライマーを用いて定量PCRを行い、増殖を各菌株由来DNAの量的変化により評価したところ、光合成細菌のみならず化学合成細菌の持続的増殖も確認された。これらの結果から光合成細菌と化学合成細菌の共生系では、空気中の窒素ガスを基質とした窒素固定反応によりアンモニアが生成し、共生系の窒素源となって増殖を支えていることが明らかとなった。農業生産においてエネルギー消費と環境への負荷が少ない窒素肥料の生産手法の開発が求められている。生物学的窒素固定は大気中の窒素ガスをアンモニアに変換する過程であり、窒素固定反応を利用することで省エネルギー型の窒素肥料の生産が実現する可能性を秘めている。そこで、酸素非発生型の光合成に伴い窒素固定を行うことができる紅色非硫黄細菌生細胞を触媒とした、光駆動性の窒素固定ならびに増殖を持続させる研究を行った。窒素固定を触媒するニトロゲナーゼは、酸素ガスあるいはアンモニアによって阻害される。このため、大気中の窒素ガスを基質とした無機態窒素への変換を持続させることを目的として、酸素ガスを選択的に取り除き窒素ガスを供給することとした。実験には、3種の紅色非硫黄細菌を用いた。平成26年度の研究成果から酸素ガスの除去が紅色非硫黄細菌の窒素固定において有効に機能すると考えられた。そこで紅色非硫黄細菌3種と、化学合成細菌である枯草菌の2株との共培養を試みた。空気封入下、無機態および有機態窒素を含まない培地での共生系の増殖能の有無を各細菌のDNA定量により調べた。その結果、Rhodopseudomonas palustrisあるいはRhodobacter sphaeroidesと、2株のBacillus subtilisとの組み合わせにおいて2継代後も共生系の持続的な増殖が確認された。顕微鏡観察の結果、共培養により形成されたバイオフィルム中に紅色非硫黄細菌と枯草菌が互いに近接して増殖する様子が観察された。また、気液比が共生系の窒素固定依存の増殖に影響すること、共培養液中にアンモニアは検出されないこと、共生系の培養液においてのみ無機態・有機態窒素含量が増加することを確認した。このことから、枯草菌との共培養が紅色非硫黄細菌の大気中窒素ガスを基質した窒素固定の持続において有効に機能していることが示された。平成26年度には、大気存在下における共培養液の窒素固定に依存した増殖能の持続という観点から紅色非硫黄細菌と枯草菌の組み合わせの中から最適なものを選び出した。培養液の濁度や培養液中の紅色非硫黄細菌と枯草菌各DNA量の変化から、共培養液において窒素固定に依存した増殖が持続することが示唆された。これらの結果に加えて平成27年度には、共培養液において形成されたバイオフィルム中の紅色非硫黄細菌と枯草菌の細胞を染色により区別し顕微鏡下において観察することができ、その結果両菌株はバイオフィルム内にて共生系を維持しつつ経日的に増殖することが明らかになった。更には、共培養において培養容器に封入する気相(空気)と液相(培地)の比率の最適化を行い、気相と液相の比率が1:6か3:4の場合は窒素固定に依存した紅色非硫黄細菌の増殖が認められるが、5:2の場合は増殖が認められないことを明らかにした。本結果から、培養液量に対しての封入空気量が持続的な窒素固定共生系の構築において重要であることが示唆された。最終的には最適化条件にて共培養を行い、培養液中の無機態及び有機態窒素の含量が増加することをケルダール法による定量実験で明らかにした。

紅色非硫黄細菌の純粋培養では同一条件にて培養後にも培養液中の無機態及び有機態窒素は検出されなかったため、紅色非硫黄細菌においては枯草菌との共培養により大気中窒素ガスからの窒素固定が行われることを初めて示すことができた。現在、本研究成果を国際学術誌に投稿すべく取りまとめ中である。これらの状況から、研究は計画通りにおおむね順調に進展していると判断される。非共生窒素固定細菌である光合成細菌の窒素固定を空気中の窒素を基質として持続的に行わせるために枯草菌との共培養を検討した。無機態・有機態窒素を含まない培地に枯草菌と光合成細菌を同時に移植することで細胞増殖を確認した。枯草菌は窒素固定能を有しておらず、かつ偏性好気性菌であることから、試験管内に封入された空気中の酸素が枯草菌によって消費された結果低酸素分圧となり、窒素固定を触媒する光合成細菌ニトロゲナーゼの酸素による活性阻害が回避されたことが推察された。共培養では無機態・有機態窒素非存在下、枯草菌の増殖を支える窒素源は、光合成細菌が固定する窒素に依存すると考えられる。これを裏付けるためにニトロゲナーゼをコードするnif遺伝子の発現量を、抽出したRNAを鋳型とした逆転写反応の後にリアルタイムPCRにより測定した。その結果、無機態窒素を添加した光合成細菌純粋培養の場合と比較し、共培養時には発現量が大幅に増加することが明らかになった。さらにアセチレン還元法にて、無機態・有機態窒素を含まない培地にて培養した光合成細菌と枯草菌の純粋培養液、そしてそれら細菌の共培養液のニトロゲナーゼ活性を測定したところ、共培養液についてのみ活性が認められた。また、培地と菌体を含む培養液をそのまま凍結乾燥にかけ水分を除き、得られた乾燥物のC/Nを元素分析装置により求めた。その結果、共培養液乾燥物についてのみC/Nの有意な低下が認められた。培地に添加した有機酸が細菌の増殖により一部、二酸化炭素に変換され気相に移行したことと、封入した空気中の窒素が窒素化合物として菌体そして培地に移行したことが要因であると考えられる。共培養時においては空気存在下、ニトロゲナーゼの活性が持続し窒素固定が行われることが、これらの実験結果から明らかとなった。細胞染色後の顕微鏡観察で、共培養で形成されるバイオフィルム内において枯草菌の芽胞形成が少なからず認められた。芽胞は皮層の外部に芽胞殻蛋白、その内部に厚いペプチドグリカン層から成る芽胞殻を有するため、芽胞からのDNA抽出効率は栄養細胞と比較し大幅に低下すると考えられる。当初計画では芽胞形成による細菌DNAの抽出効率の低下は予期していなかった。しかしながら、リアルタイムPCRによる枯草菌DNAの定量解析の結果として、細胞増殖と共にDNA量の増加後の大幅な減少が認められ、さらにはDNA量の各測定値における大きな分散が生じたため、これらの傾向が枯草菌の芽胞形成に起因するものではないかと結論付けられた。共培養液の増殖過程において光合成細菌と枯草菌の菌数変動を正確に評価するためには、従来の消化酵素主体の溶菌過程に加えて、より細胞破壊力に優れたマイクロビーズによる破砕過程の導入が必要であると考えられる。このような当初計画では想定していなかった要因により信頼性の高い菌数変動のデータが得られておらず、論文投稿した際には根拠が低い点として指摘される恐れもある。
ヒト肝細胞癌の血管構築と腫瘍被膜ー栄養血管としての門脈血の関与と腫瘍被膜について

肝細胞癌症例剖検例15例について門脈に色素・ゼラチン加硫酸バリウム、肺動脈に色素加ゼラチンを注入し、腫瘍辺緑部の肉眼的観察、軟X線撮影をおこなった。ホルマリン固定後、パラフィン包理、薄切し、HE染色、を行い顕微鏡的に検討した。一部のブロックは脱パラフィンをおこない、サリチル酸メチルにて透明標本を作成し、実体顕微鏡により腫瘍辺緑部の血管構築を検討した。これとは別に肝細胞癌切除例41例、肝細胞癌剖検例21例について、HE染色、エラスチカ・ワン・ギ-ソン染色、アザン・マロリ-染色等をおこない、肝細胞癌腫瘍境界部をencapsulated type、granulation type、stromal type、replacing type、sinusoidal typeに分類した。encapsulated typeは真の被膜をゆうするもの、granulation typeは腫瘍周囲に肉芽形成がみとめられるもの、stromal typeは肝硬変間質と接するもの、replacing typeは肝細胞索を置き換えるように発育するもの、sinusoidal typeは類洞内に浸潤性に発育するものである。granulationtype、stromal typeなどの被膜類似構造と真の被膜(encapsulated type)との違いがヒアリン化にあることを明らかにした。このようにして区別した腫瘍辺緑部の構造と血管構築との関連をみるとencapsulated typeでは門脈血の流入が、ほとんど認められないのに対し、他の型では門脈血の流入が認められた。とりわけstromal typeでは著明な門脈血の流入が認められた。encapsulated typeの最小のものは1.0cmであり、肝細胞癌において、被膜は1.02.0cmの時期に完成するものと思われる。娘結節、肝内転移は腫瘍径の小さなものが多く被包型が少ないため、肝動脈塞栓療法の無効例が多いと考えられた。肝細胞癌症例剖検例15例について門脈に色素・ゼラチン加硫酸バリウム、肝動脈に色素加ゼラチンを注入し、腫瘍辺縁部の肉眼的観察、軟X線撮影をおこなった。ホルマリン固定後、パラフィン包埋、薄切し、HE染色、を行い顕微鏡的に検討した。一部のブロックは脱パラフィンをおこない、サリチル酸メチルにて透明標本を作成し、実体顕微鏡により腫瘍辺縁部の血管構築を検討した。granulation type、stromal typeなどの被膜類似構造と真の被膜(encapsulated type)との違いがヒアリン化にあることを明らかにした。このようにして区別した腫瘍辺縁部の構造と血管構築との関連をみるとencapsulated typeでは門脈血の流入が、ほとんど認められないのに対し、他の型では門脈血の流入が認められた。

娘結節、肝内転移は腫瘍径の小さいものが多く被包型が少ないため、肝動脈塞栓療法の無効例が多いと考えられた。肝細胞癌剖検例15例について門脈に色素・ゼラチン加硫酸バリウム、肝動脈に色素加ゼラチンを注入し、肉眼的観察、軟X線撮影をおこなった。対象はすべて肝硬変合併例である。ホルマリン固定後、パラフィン包埋、薄切し、HE染色をおこなったのち、パラフィン・ブロックの脱パラフィンをおこない、サリチル酸メチルにて透明標本を作成し、実体顕微鏡により観察し、HE染色と対比し、肝内のarterioーportal communicationの有無及び形態について検討した。門脈内腔を螺旋状にとりまく動脈(門脈のvasa vasorum)から門脈への動脈のshuntが認められた。また、リピオド-ルの注入時にはsinusoidを介するshuntが観察された。一方、これとは別に肝動脈塞栓による非癌部の肝実質の変化を、非肝動脈塞栓例24例、診断の目的でリピオド-ルのみ注入した症例21例、リピオド-ル非併用肝動脈塞栓例29例、リピオド-ル併用肝動脈塞栓例69例について検討した。肝梗塞、肝内胆内管の破裂はリピオド-ル併用肝動脈塞栓例に認められた。リピオド-ルは門脈血流をも障害するためと思われる。肝動脈塞栓術の肝実質の線維化、肝炎の活動性への影響は認められなかった。肝動脈塞栓例では虚血によると思われる細胆管増生を伴うグ鞘炎を認めた。この変化はび漫性のものではなく部位により差が認められた。非癌部肝においては肝実質への影響に比し、胆管、門脈域への影響が強く認められた。肝実質に比し、胆管、門脈域では栄養血管としての肝動脈への依存が強いためと思われた。非浸潤性肝細胞癌は高分化で浸潤傾向に乏しく、周囲肝実質を大きく破壊する事なく、肝小葉構造にそって一見規規則に広がるような発育を示す。このような肝細胞癌の血洞と、非癌部肝組織、腺腫様過形成の類洞、および浸潤癌(Edmondson grade II以上のより低分化な肝細胞癌で膨脹性または浸潤性に発育する。)の血洞との異同を免疫組織化学的に検討した。対象は非浸潤癌の内部に浸潤癌を認める肝細胞癌12病巣と腺腫様過形成9病巣である。ホルマリン固定パラフィン包埋切片を用い、UEAー1によるレクチン染色、第VIII因子関連抗原、CD68、リゾチ-ム、LeuーM1について免疫染色を行った。非癌部肝組織、腺腫様過形成では類洞壁はUEAー1はごく一部に陽性で、大部分は陰性であり、クッパ-細胞は陽性であった。浸潤癌では血洞壁は多くの部分がUEAー1陽性であり、クッパ-細胞陰性であるのに対し、非浸潤癌ではUEAー1の染色性はごく一部に陽性、クッパ-細胞陽性であり、腺腫様過形成や非癌部肝組織とは明らかな差は認めなかった。“類洞"壁の毛細血管化については浸潤癌では著明であるのに対し、非浸潤癌では腺腫様過形成や非癌部肝組織と明らかな差は認めなかった。
皮質電位時間-周波数相関解析による脳機能ネットワーク解明と出力デバイスとの融合

異なる視覚刺激を提示しながら広範に脳表を覆った頭蓋内電極よりElectrocorticogram(ECoG)を計測した。ECoGの加算平均、時間-周波数解析により、側頭葉底部では視覚刺激が単純であればあるほど後頭極側にγ帯域成分が集積する傾向があった。顔刺激では右優位であり、かつ両側側頭葉底部の前外側にγ帯域成分の増加が広がっていた。物品名称・記憶課題関連ECoGの加算平均では、記憶課題の時に600msecほどの潜時に陽性-陰性波を認めた。時間-周波数解析では、記憶課題時に内側側頭葉に刺激提示後500-600msecに80-120Hzのγ帯域成分が有意に上昇していた。このγ帯域成分の上昇のある内側側頭葉に手術を行った4例全例で記銘力障害が出現した。記憶課題により誘発された内側側頭葉のγ帯域成分は記憶機能と密接に関連しているものと考えられた。電極位置の標準化により文字認知では左紡錘状回-海馬傍回に、顔認知では右紡錘状回から下側頭回にγ帯域成分が出現していた。本研究で示したように誘発ECoG計測を解析することにより、今後てんかん術前評価目的の新たなマッピング法として期待できるもとの考えられる。言語・記億機能マッピングの脳機能画像と実際のECoG計測結果、電気刺激による脳機能マッピングについて、患者の神経脱落症状に結びついた課題を確立した。認知ECoGの時間-周波数解析により、特定周波数帯域の同期(β、γ帯域等)、脱同期(β帯域等)に関する検討を行った。同時に加算波形、周波数変化に関する統計解析法も検討した。さらに有意な電位変化について相関係数、t検定などを応用していった。また、海馬近傍部の活動に着目して記憶機能との関連性を検討した。naming課題に用いた図形を用いて、記憶課題によるECoG計測を行い、同じ刺激を用いたnamingと記憶課題時の海馬活動の違いを解析した。過去にP300の起源に海馬が関係しているとの報告があるため、音刺激、視覚刺激によるP300の海馬近傍部ECoGを解析してみた。その結果刺激呈示後600msec付近で海馬近傍に統計学的に優位な陰性波を認めた。また、覚醒下手術においては切除領域における白質刺激部位とその刺激強度、tractography上の弓状線維との関係も検討した。弓状束tractographyを刺激したときには物品名称の障害が出現した。刺激部位が弓状束tractographyの2mm以内に近接したときには常に同様の症状が出現した。MEG、fMRI,皮質電気刺激、認知ECoGにより検出されたヒト高次脳機能とtractographyにより白質線維連絡を融合することで、ヒト脳機能ネットワークを解明することができる可能性を示唆できた。将来的には各活動部位のつながりを確認するために、活動部位1ヶ所を0.2msec3-5mAの電気刺激することにより皮質-皮質誘発電位(CCEP)を関連脳部位から導出する。文字認知課題には側頭葉底部の関与が大きいことが指摘されている。我々はてんかん患者で診断目的に硬膜下電極を留置した際に文字、顔、ストライプなどの視覚提示を行い、特に文字認知に関連した脳皮質電位変化を捉えた。本年度は従来型の半分の直径(1.5mm)、倍密度を有する高密度電極を作成して両側側頭葉底部に留置した。視覚認知課題はひらがな、図形、顔、ストライプを提示した。ECoG生データは周波数成分変化をPermutation testによる統計検定を行い、特に高周波成分である80-120Hzの周波数成分(high-Gamma band)に着目すると文字認知課題では側頭葉外側面と左側頭葉底部、また顔認知課題では側頭葉外側には活動はみとめず、両側側頭葉底部の前方外側から後方まで広い領域、ストライプでは側頭葉底部後方正中部、後頭極に活動を認めた。この所見は5症例で同様の傾向を認めた。ECoG生データを時間-周波数解析と統計学的処理をすることなく、自動判別ソフトウエアの開発と応用をおこなった。このためにMatlab上で動作するSupport vector machine (SVM)とSparse logistic regression (SLR)法を応用した。

ECoGデータは取得したMatlabで読み込める形式に変換した。この2つの自動判別ソフトウエアでは15回のトレーニングセッション後にはほぼ100%で各ECoGから提示された視覚刺激を予測することが可能であった。また、30症例のECoG電極位置を標準座標に変換し、標準脳上に計3000点ECoGの表示を行う。この結果文字読み、顔認知、ストライプ刺激では全く異なるGamma bandの広がりが明らかであった。目的;頭蓋内脳表電極留置を用いて、単純・複雑な視覚刺激の認知課題により誘発される皮質電位(認知ECoG)計測を行った。認知ECoGの刺激別によるECoG反応パターンの違いを解読する。個々の患者に留置した電極位置をSPM8を用いて標準化を行い、高密度電極分布表示し、認知課題別のγ帯域活動の増加(γ一ERS)のダイナミクスのテンプレートを作成した。視覚・聴覚刺激、トリガータイミング、ECoG計測、特徴量抽出、クラス分けをリアルタイム処理を行うclosed loopの神経機能decoding装置を作成した。自動判別関数はLinear Discrimination Analysis(LDA)を用いた。方法:難治性てんかん症例に60-120チャンネルの電極を埋め込み、ECoG,計測を行った。視覚刺激はモノクロのストライプ、単語、図形(弁別・記憶課題)、顔(認知)を用いた。SPM8を用いて個人MRI脳を標準化し、その変換関数を用いて個人頭部CT(電極)に同様の座標変換を行った。1cm3内に含まれる電極数で除することで電極密度を均一化した。BCI20004台接続し64チャンネルECoG計測装置を作成し、計測コンピュータがら刺激、計測ECoGをリアルタイムにdecoding, classificationを行うシステムを作成した。結果:標準脳では文字提示後上側頭回が活動した後400-600msecにInferior frontal gyrus(IFG)にγ-ERSが特徴的であった。しかし、図形名称課題ではIFGにはほとんど活動を認めなかった。それぞれ特徴的な経時的、空間的γ-ERS変化を認めた。リアルタイムECoG処理システムを用いた計測は2例で行った。側頭葉底部の電極を用いた視覚課題クラス分けは、顔・文字、図形(chance rate 33.3%)では90%以上の正答率であった。また、Primary motor cortex上の電極を用いて3つのhand poseのクラス分けにおいても90%以上の正答率であった。解析時間は1-2秒を要した。本研究は個人の脳機能の解読法の開発と、電気刺激を行わない脳機能マッピング法の開発に大きく貢献できる。
新人助産師のクリニカルラダー習熟プロセスに関するモデル開発

助産師の新人教育には「助産実践能力習熟段階(クリニカルラダー)」が公表され,活用されている。クリニカルラダーは助産師の実践能力を育てるための内容が段階的に示されたもので,新人から経験年数に応じた継続性をもったラダーとなっている。特に新人看護職はそのクリニカルラダーのスタート地点にあり,プログラム進行上の心理的変化や助産実践にかかる発達状態について,調査を進めてきた。職場適応や早期離職防止の観点からも新人助産師の支援のあり方についての考察につなげたい。これまで蓄積された新人助産師へのインタビュー結果をもとに,アンケートを作成した。入職後1年未満の新人助産師を対象とし,作成したアンケートを用い,調査を実施した。アンケートデータ(39名分)から,新人助産師の感じる困難と克服について分析,整理した。自由記述部分は助産学または母性看護学分野および研究協力者の研究者4名で帰納的分析手法を用い,分析した。困難因子は「新たな業務の開始」,「未熟さに対する自己嫌悪」,「人間関係」,「疲労」であった。「新たな業務の開始」には,業務の独り立ちや夜勤の開始,分娩の直接介助の開始などが含まれ,新しい課題の始まりでもあった。またこのカテゴリーについては,7割以上の者が記述しており,最も多かった。そしてこれらの結果はこれまでのインタビュー結果と大きな差異はなかった。一方,克服因子は「家族の支え」,「先輩との良好なコミュニケーション」,「休暇」など,新たなカテゴリーが抽出された。これらの結果から,次の段階にステップアップする業務の変わり目などに新人助産師への支援的対応を傾注することが有意義ではないかと考察された。当初計画では,最終年であったが,初年度の遅れ(体調不良による)および豪雨による被災により遅れている。しかし,アンケートを作成し調査結果が得られた。質問票作成に向けたデータ収集の位置づけでもあり,質問票の作成に活かす予定である。また,調査結果をまとめ学会に成果発表ができた。今年度の計画であった質問票の作成に向けたアンケート調査を実施することできた。今後,これまでの集積したデータにもとに質問票の作成を行う。プレテストを実施し,妥当性を検証しながら質問の項目精選を行う予定である。大規模調査に向けた質問票の作成を目指す。新人看護職のリアリティショックなどの調査研究結果は,職場適応や早期離職防止の観点からプリセプターシップ等卒後研修に活かされてきた。また新人看護職員研修は努力義務化され,そのプログラムは定着してきた。看護職の中でも助産師はその役割や専門性が異なることから,新人助産師に特化した研修が作成,提言されている。さらに,臨床実践能力を評価,強化するためのクリニカルラダーが示されている。しかし新人看護職たちが,卒後研修プログラムに沿ってステップを踏んでいく中での心理的変化や職務上の発達状態については,不明な部分が多い。今年度は,新人助産師を対象にインタビュー調査を行い,クリニカルラダー到達に関する自己評価,クリニカルラダー到達上の困難さ,乗り越え方等について,分析した。就業後1年未満の新卒助産師8名のインタビュー結果から,「つらい時期」「回復した時期」それぞれに「関係した要因」についてまとめた。つらい時期は,4-6月または8-9月と幅があり,その時期を複数回あげる者もいた。その要因は,仕事ができず周りに迷惑,できない自分が情けない,新旧の行動目標の重複時期,業務の一人立ち等があり,特に夜勤の開始は多くの者があげていた。回復した時期は,幅があるものの11月が多かった。乗り越えるきっかけには,同期助産師の存在,プリセプターからの評価や励まし,業務やケア技術の達成感等があった。夜勤の開始は新人にとってストレスフルな出来事である。助産師の場合,分娩介助など助産ケアが付加されるため,大きな不安や緊張を抱えると思われた。体調不良(入院加療)により,当初の計画より遅れた。新人助産師数名を対象に,インタビューを行い,仕事に対する心理的変化をラダーの段階とプロセスを合わせて情報収集した。心理的変化は「つらい」と感じる要因と時期,「回復」する要因と時期について整理した。時期についてはばらつきがあったが,その要因についてはカテゴリー化することができた。「つらい」要因は業務の独り立ち,夜勤の開始等があげられ,「回復」の要因には同僚(同期)やプリセプターからの励まし等が抽出できた。予定していた対象者数よりも被験者数が少なかったため,次年度対象者数を増加し,さらに分析を深める必要がある。現時点の結果はプレテストの位置づけであり,質問票の作成に向けたデータを積み上げが不可欠である。新人看護職員の卒後教育は,少子・高齢・多死という人々の健康を取り巻く現状の変容を背景に充実が図られている。新人看護職員研修が努力義務化され,そして2016年には「看護師のクリニカルラダー」が日本看護協会から公表された。助産師の新人教育においては新人助産師に特化した研修がプログラムされている。すでに2012年「助産実践能力習熟段階(クリニカルラダー)」が公表されている。これらのクリニカルラダーは看護職の実践能力を育てるための内容が段階的に示され,新人から継続性をもったラダーとなっている。そのクリニカルラダーのスタート地点に立つ新人看護職たちが,どのようにそのプログラムを進めているのか,心理的変化や職務上の発達状態について,調査を進めた。

前年度に引き続き,就業後1年未満の新人助産師を対象にインタビュー調査を行い,クリニカルラダー到達上の困難さ,乗り越え方等について,分析と検討を重ねた。これまでのデータにさらに対象者を加え,合計13名の新人助産師へのインタビューを終えた。データを助産学または母性看護学分野の研究者3名で帰納的分析手法を用い,分析した。「つらい時期」「回復した時期」は,個人によって異なり,前年度の分析結果と同様であった。「つらい時期」「回復した時期」それぞれに「関係した要因」についても傾向は同様であった。つらさを感じる理由には,“業務の独り立ち"“夜勤の開始時期"といった業務に関する内容や“仕事がうまくできない"といったできない自責感などであった。一方,“先輩によって指導内容が違う"という戸惑いや“人間関係"“体力・疲労"といった新たな内容も抽出された。「回復に関係した要因」でも前回データ分析結果と同様の因子が抽出され,傾向としては大きな差は生じなかった。しかし,つらさを感じる要因と同様に,少数意見であるが新たなカテゴリーも見出された。当初計画では,質問紙の作成とそのプレテストを完了し,修正に至る予定であったが,前年度の遅れ(体調不良による)から計画が後ろにずれ込み,プレテストに至っていない。しかし,質問紙の作成のためのデータ集積については,一定の成果が得られた。前年度から引き続き,研究対象者である新人助産師の被験者数を増やし分析した。新人助産師のクリニカルラダーを進めるステップ上の「つまづき」と「乗り越え(克服)」の機会や要因について,新たな因子を見出すことができた。質問紙作成に向けたデータの集積はできたと思われる。助産師の新人教育には「助産実践能力習熟段階(クリニカルラダー)」が公表され,活用されている。クリニカルラダーは助産師の実践能力を育てるための内容が段階的に示されたもので,新人から経験年数に応じた継続性をもったラダーとなっている。特に新人看護職はそのクリニカルラダーのスタート地点にあり,プログラム進行上の心理的変化や助産実践にかかる発達状態について,調査を進めてきた。職場適応や早期離職防止の観点からも新人助産師の支援のあり方についての考察につなげたい。これまで蓄積された新人助産師へのインタビュー結果をもとに,アンケートを作成した。入職後1年未満の新人助産師を対象とし,作成したアンケートを用い,調査を実施した。アンケートデータ(39名分)から,新人助産師の感じる困難と克服について分析,整理した。自由記述部分は助産学または母性看護学分野および研究協力者の研究者4名で帰納的分析手法を用い,分析した。困難因子は「新たな業務の開始」,「未熟さに対する自己嫌悪」,「人間関係」,「疲労」であった。「新たな業務の開始」には,業務の独り立ちや夜勤の開始,分娩の直接介助の開始などが含まれ,新しい課題の始まりでもあった。またこのカテゴリーについては,7割以上の者が記述しており,最も多かった。そしてこれらの結果はこれまでのインタビュー結果と大きな差異はなかった。一方,克服因子は「家族の支え」,「先輩との良好なコミュニケーション」,「休暇」など,新たなカテゴリーが抽出された。
大恐慌期日本の労働条件規制と産業協力活動

本研究は、(1)1930年代日本における中央政府、地方政府および中小工業分野に存在する業界団体による労働条件規制の展開と、(2)労使が協調して労働条件の維持・改善に取り組む産業協力活動に焦点を当て、その特徴および限界について歴史実証的に考察したものである。(1)では特に繊維工業を事例として労働時間の規制を中心に、また(2)に関しては電球および電球硝子工業を事例として取組むことにより新たな知見を得ることができた。本研究は、1930年代前半期日本の経済統制に関する研究をさらに発展させることを課題として、(1)中央、地方各政府および中小工業組合による労働条件規制策の展開と、(2)労使双方が委員会を設置し協調して労働条件の維持・改善に取り組む産業協力活動に着目し、その特徴および限界について歴史実証的に明らかにすることを目的としている。この観点から本年度は、第1に、国立公文書館、外交資料館などにおいて政府の労働条件規制策および団体協約に関する公文書の調査・収集を行った。その過程で、特に繊維工業における労働条件の適正化が重要視されていることが明らかとなった。そこで第2として、捺染整理や剪毛工業を含む繊維工業の同業者組合(同業組合、工業組合など)による労働条件適正化への取り組みに着目し、兵庫県、大阪府、静岡県などの公文書館や歴史資料館において資料調査および収集を行った。以上の調査・研究から、1930年代に問題となる労働条件の適正化に対して、中央政府、地方政府、同業者団体がそれぞれどのような取り組みを行ったかを明らかにするうえで重要な資料を収集することができた。第3に、こうした資料調査と並行して連携研究者の清山玲教授との議論を通じて労働時間などの労働条件規制に関する認識を深めることができ、そこで得た問題意識をもとにさらなる資料調査を行うことが可能になった。以上のように、本年度は研究目的の(1)を中心に研究を進めた。これに対して来年度はさらに(2)に関連する資料調査も精力的に行ってゆきたいと考えている。本研究は、1930年代前半期日本において展開された2つの取り組みに関する実証分析の進展を意図したものである。すなわち、(1)政府および中小工業組合による労働条件規制の展開と、(2)労使双方が委員会を設置し協調して労働条件の維持・改善に取り組な産業協力活動に焦点を当て、その特徴および限界について明らかにすることを目的とする。この目的にそって本年度は、第1に静岡、埼玉における繊維工業(整理、剪毛を含む)を主な対象として、30年代における労働条件適正化への取り組みに関する資料調査を行った。このうち前者に関してはそうした取り組みの前提となる労働実態等を把握するうえで重要となる各工場レベルでの未公刊の調査データなどを収集することができた。また後者に関しては本年度新たに実施した調査であったが、静岡と同じ時期に同様の取り組みが実施された事実の一端を明らかにできた。第2として、川口において総同盟系の労働組合の資料調査を実施し、産業協力活動に関する鋳物工業と電球・電球硝子工業の比較を行ううえで重要となる資料を収集することができた。さらに電球・電球硝子工業に関しては関西の産業協力活動の資料調査を実施し、その活動実態について新たな知見を得ることができた。第3として、本研究を通じて30年代の電球・電球硝子工業に関する実態の解明をさらに進めることができたが、そこで得た知見のうち特に輸出電球工業に関するものについては、戦後における展開との比較分析が可能となりつつある。そこで本年度はそうした研究のとりかかりとして、戦前と比較しつつ同産業の戦後展開について学会報告を行うことができた。以上が本年度の主な研究成果である。本研究は、(1)1930年代前半期の日本における政府(地方政府を含む)および工業組合・同業組合による労働条件規制の展開と、(2)労使双方が協調して労働条件の維持・改善に取り組む産業協力活動に焦点を当て、その特徴および限界について歴史実証的に明らかにすることを目的とする。この目的にそって本年度は、静岡あるいは埼玉における繊維工業(整理、剪毛業を含む)を主な対象として、(1)に関する資料調査を精力的に行った。また(2)に関しては、昨年度までは主に東京の電球・電球硝子工業を調査対象としたのに対して、本年度においては大阪における同産業の調査・研究を行った。その結果、前者に関しては、資料上の制約は免れないものの静岡あるいは埼玉における労働条件の実態およびそれに対する政府、同業者組合の対応を明らかにすることができた。これを受けて本年度後半には収集した資料・データの取りまとめに着手しており、今後はその成果を研究報告および論文の形で発表してゆく予定である。また後者に関しては、大阪の電球工業に関する成果の一部を論文として発表した(近刊)。これに関連して大阪電球工業における産業協力の実態についても本年度の調査・研究で明らかになったので、今後、研究報告あるいは論文の形で発表してゆく予定である。

さらに輸出電球工業の展開に関しては、本研究過程で得た知見を活かす形で戦前と戦後における比較分析が可能となりつつあり、昨年度はその成果の一部を学会で報告したが、本年度はそれをさらに発展させ学会誌に発表することができた。労働条件規制の研究に関しては資料調査の面で本年度に予定していたものを完了できなかった部分があり若干遅れている。これに対して産業協力活動の研究に関してはおおむね順調に進んでおり次年度にはその一部を論文にまとめるところまで来ており、全体として(2)の状況にあると自己評価している。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記2つの研究課題のうち労働条件規制の研究に関しては、本年度に行った埼玉地域の資料調査がまだ途上であるので次年度はさらにそれを重点的に進める予定である。またもう1つの産業協力活動の研究に関しては、これまでの資料調査で得た史実を踏まえ来年度は論文作成に取り組みたい。その過程でさらに資料調査が必要となった場合には追加調査を実施して対応する予定である。
タンパク質添加による渋柿の脱渋メカニズムの解明と食品への応用

タンパク質素材と渋柿の搾汁液を混合して柿タンニン-タンパク質複合体を形成させ,その脱渋効果および胃中での渋戻り効果を検討した.その結果,実験に使用したタンパク質素材のうち,高い脱渋効果が認められ,人工胃液により柿タンニン-タンパク質複合体からタンニンが遊離しやすいタンパク質素材は,エバミルク,ゼラチン,コラーゲン,豆乳であった.さらに,複合体形成を利用した柿ゼリーを製造した.タンパク質素材と渋柿の搾汁液を混合して柿タンニン-タンパク質複合体を形成させ,その脱渋効果および胃中での渋戻り効果を検討した.その結果,実験に使用したタンパク質素材のうち,高い脱渋効果が認められ,人工胃液により柿タンニン-タンパク質複合体からタンニンが遊離しやすいタンパク質素材は,エバミルク,ゼラチン,コラーゲン,豆乳であった.さらに,複合体形成を利用した柿ゼリーを製造した.島根県、鳥取県などで栽培されているカキ'西条'は、糖度が高く市場性が高い品種であるが、軟化が早いという欠点があるため、2割3割程度が廃棄されている。渋柿の渋抜きにはドライアイス法などが用いられているが、脱渋後の加熱処理で渋戻り(復渋)する問題があることから加工品への利用が限定されている。また、渋柿には、強い抗酸化作用、抗アレルギー性などの機能性が認められるが、脱渋することでそれらの機能性が消失することが明らかにされている。そこで、本研究では、柿タンニンにタンパク質を添加する渋抜き法を用い、新しいタイプの渋柿加工品を開発することを目的とした。具体的には、加熱による復渋がないことと、食べるときは渋くなく、体内に入って機能性を発揮するカキタンニン含有食品である。平成22年度は、試薬で調整した人工胃液を用いて柿タンニンと複合体を形成しやすく、胃中で容易にタンニンを遊離するタンパク質素材を検索した。原料であるカキ'西条'は、11月に収穫された規格外品を用い、ガーゼで搾汁後、遠心分離を行った上澄み液をカキエキスとして供試した。タンパク質素材は、市販品を使用した。カキタンニンエキスとそれぞれのタンパク質素材をオスターブレンダーで混和し、タンニン-タンパク質複合体を得た後、その複合体に、対照区は蒸留水を、胃液処理区には試薬で調整した人工胃液を添加し、37°Cでインキュベートしたものをフォーリンチオカルト法を用いて遊離カキタンニンを測定した。その結果、実験に使用したタンパク質素材のうち、胃液によりタンパク質・カキタンニン複合体からタンニンが遊離しやすいものは、豆乳、エバミルク、粉ゼラチン、コラーゲンペプチドであることがわかった。島根県、鳥取県などで栽培されているカキ'西条'は、糖度が高く市場性が高い品種であるが、軟化が早いという欠点があるため、2割3割程度が廃棄されている。そこで、本研究では、カキタンニンにタンパク質を添加する渋抜き法を用い、新しいタイプの渋柿加工品を開発することを目的とした。H23年度は、カキ'西条'について、脱渋処理の有無が、ペーストの性質に及ぼす影響について検討するとともに、カキタンニンと強固に結合するタンパク質素材を検索した。脱渋処理を行うことにより,ペーストのL^*値およびa^*値が低下し,pH,b^*値および彩度は上昇した.また,未脱渋ペーストは磨砕処理によって容易にペースト状にはなったものの,果肉同士の凝集および離水現象が認められた.次に、カキタンニンと強固に複合体を形成するタンパク質素材を検索した。未脱渋ペーストを搾渋して得られる渋エキスを用いて、各種タンパク質素材と複合体を形成させ、酸添加、加温により一般的に可溶性ポリフェノール分析の溶媒として用いる80%MeOHよりも強い条件下(1%HCl-MeOH(40°C、60°C、80°C))で抽出を行った。その結果ゼラチンおよびコラーゲンペプチドを用いて複合体形成をした場合1%HCl-MeOH(80°C)抽出においても複合体から全てのカキタンニンを完全には抽出できず、非常に強い複合体を形成していることが示唆された。島根県,鳥取県などで栽培されているカキ`西条'は,糖度が高く市場性が高い品種であるが,軟化が早いという欠点があるため,2割3割程度が廃棄されている.渋柿の渋抜きにはドライアイス法などが用いられているが,脱渋後の加熱処理で渋戻り(復渋)する問題があることから加工品への利用が限定されている.また,渋柿には,強い抗酸化作用,抗アレルギー性などの機能性が認められるが,脱渋することでそれらの機能性が消失することが明らかにされている.そこで,本研究では,カキタンニンにタンパク質を添加する渋抜き法を用い,新しいタイプの渋柿加工品を開発することを目的とした.H24年度は,まず,カキタンニンと複合体を形成しやすいタンパク質素材や多糖類素材を検索した.

タンパク質素材もしくは多糖類素材とカキタンニン複合体を80%メタノールで摩砕抽出し,可溶性タンニン含量を測定した結果,コラーゲン系,ペクチン,デキストリン系の数値が著しく低く,柿タンニンとの結合能力が高いことがわかった.次に,タンパク質素材もしくは多糖類素材の添加量の違いが複合体形成に及ぼす影響について検討した.コラーゲン系のサンプルは,添加量が増えるに従い可溶性タンニン含量が微増する傾向が見られた.逆に,中力粉,豆乳,レシチンは添加量の増加に伴い,値が激減した.デキストリン,ペクチン,カゼイン,ホエイプロテインは添加量と可溶性タンニンの間に一定の傾向は認められなかった.官能評価(渋味)の結果では,コラーゲン系,デキストリン,ペクチン,ホエイプロテインについてはほとんど渋みを感じなかった.無調整豆乳に関しては,5%の添加では渋みを感じなかった.以上のことから,カキタンニンに添加するタンパク質や多糖類素材によって,適する添加量,添加量の幅が著しく異なることが示され,加工品製造の際にはそれらを十分に考慮する必要があることが明らかになった.本研究課題開始後のH23年1月に大学を変わったため、分析機器などを他機関に借りに行かねばならなくなり、データの取得がやや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。機能性評価(美白効果、抗アレルギー活性)については評価に必要な設備がないため研究計画を変更する。当初は機能性評価を行うことにしていたが、当大学にある装置、もしくは近隣大学で借りることのできる測定装置で可能な抗酸化性のみの評価とする。そのかわり、カキタンニンと強く結合するタンパク種の検索に力を入れ、評価するタンパク質素材を大幅に増やすこととする。また、分取クロマトによる抽出液の分画を実施する予定であったが、現在の研究環境では難しいため、オープンカラムの装置を組み立てて、ゲル濾過分析を実施することとする。さらに、今年度はカキタンニン・タンパク質複合体形成を利用した、パン、洋菓子、和菓子類を製造する。
ヒト脂肪由来細胞のシュワン細胞分化誘導培養の確立

【研究目的】本研究は新規の神経再生治療の確立のため、ヒト脂肪由来細胞よりシュワン細胞様細胞に分化させる培養法を構築することを目的とする。脂肪由来細胞を神経堤細胞そしてシュワン細胞に分化誘導させる2段階誘導法の構築を目指した。【研究方法】脂肪由来細胞を無血清凝集浮遊(SFEBq)培養法で7日間培養する際に、神経堤細胞分化誘導因子を添加し、神経堤細胞様の細胞凝集塊を形成した(1段階)。その後、Fibronectinコートした培養皿に細胞凝集塊を播種し、シュワン細胞分化誘導因子を添加し、7日間培養した(2段階)。1段階と2段階のRNAを回収し、細胞に発現する未分化細胞(SSEA1)、神経板(Sox2, Msx1)、神経管(Pax6)、表皮(GATA2)、神経堤(CD271, AP2, Snail2)およびシュワン細胞(Sox10, GFAP, Krox20)マーカーをRT-PCRにより解析した。【研究成果】使用したヒト脂肪由来細胞は皮下脂肪吸引物から単離された細胞である。細胞表面抗原はCD13,29,44,73,90,105,106陽性、CD14,31,45陰性で脂肪、軟骨、骨芽細胞へ分化することが確認されている。誘導前の細胞には、SSEA1が発現し、その他のマーカーは確認されなかった。1段階における神経堤細胞分化誘導因子(BMP2、FGF2、Wnt1)の遺伝子発現への影響を検討したところ、誘導因子無添加の細胞凝集塊はSSEA1の発現がみられなかったが、BMP2またはFGF2によって発現が誘導された。FGF2によりSox2, Msx1, Pax6そしてGATA2が誘導された。定量PCRの結果でもFGF2でSox2とMsx1の著しい発現上昇が確認された。つまりFGF2が脂肪由来細胞を神経板へ誘導することが考えられる。またBMP2+WntlによりAP2とSnail2が発現しGATA2の発現はみられなかった。これらの結果よりBMP2+Wnt1が神経堤細胞へ誘導することが示唆された。しかし、2段階においてシュワン細胞マーカーの発現が誘導されなかったことより、分化誘導方法のさらなる検討が必要である。本成果は一部のマーカーのみの検討であり、さらにマーカーを増やすことや定量的な解析が必要である。また遺伝子のレベルだけではなく、タンパクレベルでのさらなる解析も必要である。