hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチエージェントの学習・適応に基づいた自律分散型生産システムモデルの研究

自律分散型生産システムを工作機械群,搬送機械群,自動倉庫,管理機械等のマルチエージェント構成とみなしたモデル化を行う上で,搬送機械群の一つである無人自動搬送車(AGV)はその空間的自由度の大きさと離散的な生産システムを構築する能力に於いて重要な位置を占める.従って,AGVの自律運転を可能とする方法論の開発が強く望まれている.AGVの自律運転を可能とするには,二つの問題,すなわち(1)経路獲得問題と(2)通信プロトコルの獲得問題,が存在し前者に対しては多くの研究があるが,後者に対してはその実施例が少ない.これらを踏まえ,今年度は機械学習を採用した多数AGVの通信プロトコルを獲得する方法論の開発と数値計算実験による提案方法の検証を実施した.実施方法は,複数AGVを学習オートマトンにより定式化し,学習方法にはQ-学習を採用する.Q-学習のための状態記述には注目するAGVのセンサー範囲内に感知されたAGVの速度及び方向と自身の速度及び方向をもちい,また,行動記述には前進,右旋回,左旋回を採用する.数値実験とし100x100の仮想工場を想定し,そこに3台の工作機械を直線上に設置して,フィールド内に100台のAGVを発生し,工作機械への被加工物の搬送を衝突が頻繁に起こる条件で実施した.実験から得られた結果は,感知されたAGVが同方向の場合は同速度でそのまま走行を行い,違方向の場合は右あるいは左旋回のどちらかの一方の行動が行われる通信プロトコルが獲得されることがわかった.得られた結果をもちいて,被加工物搬送の平均仕事完了時間を評価として貝原およびヒューリステックな方法との比較実験を行った.その結果,わづかではあるが学習によって獲得された通信プロトコルが良い結果を得ることが判明した.自律分散型生産システムを工作機械群,搬送機械群,自動倉庫,管理機械等のマルチエージェント・システムをモデル化する上で,搬送機械群の一つであるAGV(無人自動搬送車)はその空間的移動の自由度から重要な位置を占めている.前年度は,複数のAGVが工場内を自律的に意志決定を行い移動するとき,Q学習によって経路獲得を実施できることを示した.また,同時に複数のAGVが走行するときに生じる衝突及び追走が互いの行動を理解し合えるような通信プロトコルの獲得もQ学習によって実施できることを示した.今年度は,前年度から得られた知見を基に経路獲得と通信プロトコルの知識構造をサブサンプション・アーキテクチャとしてシミュレーション上のAGVに組み込み,その数値計算実験を実施しOCR(作業達成率)からその結果を比較検討した.比較した方法は,(1)本研究で提案した学習によるAGVの搬送法,(2)経路獲得のみ学習結果を採用し衝突回避をランダムな行動とした方法,(3)経路は事前に行き先の方向ベクトルを与え,衝突回避をランダムな行動とした方法,(4)経路は事前に行き先の方向ベクトルを与え,衝突回避に通信プロトコルを与えた方法,の4種類である.実験結果では(1)と(2)が良好な結果を与えることが実証された.(1)と(2)ではわずかではあるが(1)が優れていることが示された.最終年度は,工作機械のマルチエージェント化したときのモデルとそのときの工場内のシミュレーションを実施する予定である.自律分散型生産システムを工作機械群,搬送機械群,自動倉庫,管理機械等のマルチエージェント・システムをモデル化する上で,搬送機械群の一つであるAGV(無人自動搬送車)はその空間的移動の自由度から重要な位置を占めている.平成1011年度は,(1)AGVの学習に基づく自律搬送経路の獲得,(2)AGVの学習に基づく相互間の通信プロトコルの獲得,(3)簡易疎分布メモリーを用いた下界認識,の研究を実施した.平成13年度は,(1)AGV間の学習に基づく協調搬送行動の獲得,及び(2)AGV間の衝突行動の獲得による衝突回避行動の学習に基づく獲得の,の研究を実施した.前者の研究は,複数のAGVが搬送物の物理的な抗力のみで協調行動をQ学習によって獲得することを目的として実施し,数値計算シミュレーションから複雑な微分方程式をたてることなく,単純な試行錯誤学習から協調行動搬送が得られることを検証した.後者の研究は,複数のAGVが工場内で搬送を実施している時に,衝突可能性のある行動領域に他のAGVが入ってきたとき,その行動を予測し,衝突を回避できる知識の獲得を目的とした.本研究での特色は,Q学習によって直接衝突回避行動を獲得するのではなく,予想される相手AGVの衝突軌跡を予測する行動を獲得させた点にある.Q学習を用いた衝突行動の数値計算シミュレーションでは,確実に衝突を引き起こす行動を獲得できることが検証された.衝突回避には得られた知識と正反対の行動をおこなえばよい.
GATA2を介した骨髄単球性白血病の発症機構の解明

我々が作成したGata2遺伝子発現低下マウスは若齢では血液に異常がみられないが、加齢に伴いGATA2異常症患者でみられる慢性骨髄性白血病様の病態を示す。このマウスを用いて若齢での骨髄細胞について解析したところ、顆粒球・単球系前駆細胞(GMP)の増加がみられ、このGMPでコロニーアッセイをすると単球への分化の亢進がみられた。このGMPの遺伝子発現について解析したところM-Csf受容体およびIL-6受容体の発現亢進がみられた。これらのことからGata2発現低下したGMPでは潜在的な単球系への分化能を有し、何らかの刺激により単球分化が亢進することが示唆された。近年の分子生物学的研究の進歩により、造血器腫瘍では実際の患者の血液細胞を網羅的に解析することにより染色体ならびに様々な遺伝子に変異があることが分かってきた。なかでも造血幹・前駆細胞の維持・分化に関わる転写因子GATA2の遺伝子に家族性の機能欠失型変異が骨髄単球性白血病を含むいくつかの種類の急性骨髄性白血病や骨髄異形成症候群などの患者の血液細胞からみつかってきた。しかしながら、GATA2変異によるこれらの病態発症メカニズムは明らかにされていない。本研究の目的は、我々がこれまでに作製した骨髄単球増多を呈するGata2遺伝子ノックダウンマウス(Gata2(fGN/fGN)マウス)をもちいて、GATA2の発現低下による骨髄単球性白血病発症メカニズムを解明し、GATA2遺伝子変異と多彩な白血球系疾患の関係性の一端を明らかにすることが目的である。これまでの解析から、Gata2(fGN/fGN)マウスの胎児肝臓から得られた造血幹・前駆細胞がin vitroコロニーアッセイにより野生型マウスの細胞より単球系コロニーの形成が多いことが明らかになっている。しかし、実際にどの分化段階の造血幹細胞または前駆細胞でこの表現型が起こるのかは不明なので、フローサイトメトリーをもちいて、単球系に分化する造血幹細胞(HSC)および前駆細胞(骨髄球系共通前駆細胞;CMP、顆粒球・単球系前駆細胞;GMP)を単離し、それぞれの分化傾向についてコロニーアッセイを行い、どの分化段階の造血細胞が影響を受けているかを検証した。Gata2(fGN/fGN)マウス由来のGMPでは野生型マウスと比較して単球・マクロファージコロニーの形成傾向が有意にみられたが、CMPではそのような差はみられなかった。近年の分子生物学的手法の発展に伴い、患者の白血病細胞の遺伝子変異について網羅的に解析することができるようになった。転写因子GATA2は造血幹細胞及び前駆細胞の維持・分化に重要で、その発現量が造血幹・前駆細胞の分化の方向性に影響する。このGATA2遺伝子に家族性の機能欠失型変異が、急性白血病や骨髄異形性の患者でみられることが明らかになってきた。しかしながら、このGATA2遺伝子の変異がどのように病態発症メカニズムに関与しているのかは不明である。我々が作成したGata2遺伝子発現低下マウスは、若齢では血液に異常は認められないが、加齢に伴いGATA2異常症患者の一部でみられるような慢性骨髄単球性白血病に近い病態を示すことが分かっており、このマウスを解析することにより、GATA2異常症によって起こる慢性骨髄単球性白血病の分子病態メカニズムを明らかにすることができると考えられる。これまでの解析により、若齢のGata2遺伝子発現低下マウスでは血算の異常はみられないが、このマウスの造血幹・前駆細胞を取り出して、in vitroコロニーアッセイを行うと、顆粒球・単球系前駆細胞は野生型と比較して、単球細胞への分化傾向の増強が見られることが明らかになった。さらに、このマウスの顆粒球・単球系前駆細胞を採取して、その遺伝子発現に関して網羅的に解析するためにマイクロアレイ解析を行ったところ、単球・マクロファージの分化に関与するmacrophage colony-stimulating factor receptor (M-CSFR)およびInterleukin 6 receptor (IL6R)の発現が亢進していることが明らかになった。これらのことから、このマウスでは顆粒球・単球系前駆細胞に潜在的な単球系細胞への分化傾向が存在して、加齢などによる炎症刺激が入ると単球増多症状を引き起こすことが示唆された。これまでC57BL/6j系統の純系化のGata2(fGN/fGN)マウスを用いていたが、産仔数も少なく、高い胎生致死性を示すようになり、十分な解析個体数を確保するのが難しくなってきた。そこで、Gata2(fGN/fGN)マウスを多産の系統であるICR系統との混血種に変更した。

これによって解析に十分な個体数が得られるようになったので、一時期の遅れを取り戻すことができた。この混血種マウスからのサンプルを用いた解析よりGata2(fGN/fGN)マウスの造血幹・前駆細胞の中でGMPの分画が野生型と比較して単球・マクロファージへの分化傾向を示すことがあきらかになってきた。また、この原因となる遺伝子について造血幹・前駆細胞の全体を用いた解析により、いくつかの候補となる遺伝子があきらかになってきた。分子生物学Gata2(fGN/fGN)マウスがC57BL/6jの系統では十分な個体数が得られなかったので、ICR系統との混血種にすることで、十分な個体数を得ることが出来た。この混血種マウスを用いた解析よりGata2(fGN/fGN)マウスの造血幹・前駆細胞の中でGMPの分画が野生型と比較して単球・マクロファージへの分化傾向を示すことがあきらかになってきた。今後はこれらの個体を用いてGata2ノックダウンの造血幹・前駆細胞が単球・マクロファージへの分化傾向をしめす、分子メカニズムをあきらかにしていく。とくに、造血幹・前駆細胞の中のどの分画がこの表現型の責任細胞となっているのか、またはその原因となる遺伝子発現についてあきらかにしていく。具体的には、このGata2(fGN/fGN)マウスの造血幹・前駆細胞の中でGMPの分画をフローサイトメトリで分取し、野生型と比較して発現に差のある遺伝子をあきらかにする。そのご、これらの遺伝子が単球・マクロファージへの分化傾向の原因と成っているかどうかについて検証を行なう予定である。これまでC57BL/6j系統の純系化のGata2(fGN/fGN)マウスを用いていたが、産仔数も少なく、高い胎生致死性を示すようになり、十分な解析個体数を確保するのが難しくなってしまった。それにより、マウスをもちいてGata2(fGN/fGN)マウスの造血幹・前駆細胞の中の各分画における遺伝子発現の違いを野生型と比較して明らかにするために行なう予定だったマイクロアレイ解析等は次年度に行なうことにした。Gata2(fGN/fGN)マウスがC57BL/6jの系統では十分な個体数が得られなかったので、ICR系統との混血種に変更することで、十分な個体数を得ることが出来た。今後はこれらの個体を用いてGata2ノックダウンの造血幹・前駆細胞が単球・マクロファージへの分化傾向をしめす分子メカニズムをあきらかにしていく。このため、昨年度できなかったマイクロアレイ解析等をおこない、網羅的に責任遺伝子候補を解析し、RT-qPCR解析などで絞り込んでいく予定である。
障害者及び高齢者などを悩ます排尿・排便障害の病態解明

ゴム風船を直腸内に挿入して排便反射を誘発し、直腸内圧と腹壁筋及び外肛門括約筋の活動を記録すると、排便反射中、早くから腹壁筋の活動が起こること、外肛門括約筋が一定の活動レベルを維持していることが確認された。また頸髄節の半切断及び全切断を行い、排便反射と上位中枢との関連を調べると、半切断では正常モデルとの違いは観察されなかったが、全切断モデルでは排便反射が観察されなかった。頸髄の半分が残存していれば排便反射は正常に機能するが、完全損傷によって著しく障害を受けることが示唆された。実験にはネンブタール麻酔下もしくは除脳した成ネコを用いた。頭蓋骨切除を行い脳幹背面を露出させ硬膜を切開し、タングステン微小電極を刺入して、橋内を刺激し排便中枢を探索した。その結果、安定した排便運動を誘発させることができなかった。そのため麻酔を比較的脊髄が活動的な状態で維持できるウレタン麻酔に変更し、直腸内にゴム風船を挿入することによって、安定した排便運動を誘発することに成功した。次に、外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋・外肛門括約筋もしくはそれらの支配神経に記録電極を装着、外肛門括約筋に筋電図記録用の針電極を刺入し、その活動を記録できるようにした。直腸内圧を記録できるようにしたゴム風船を直腸内に挿入して排便運動を誘発し、直腸内圧と各筋の活動を記録した。実験終了後、コンピューターソフトウェアを用いて直腸内圧の変化と腹壁筋群、括約筋群の活動のパターンについて解析した。結果、直腸内圧の上昇に伴い陰部神経肛門枝の放電は増加し、バルーン排出中は放電が減少するものの、一定の活動レベルを維持していることが明らかになった。一方、外肛門括約筋の筋電図は排便運動時に生じるアーチファクトによって一時的に記録ができなくなった。脊髄ネコを用いた先行研究において直腸内圧を上昇させるとそれに同期して外肛門括約筋の筋電放電が消失するという報告がなされ、その結果が広く受け入れられてきたが、我々が示したデータのそれとは異なるものである。これらの差異は恐らく、外肛門括約筋の活動レベルの判定に筋電図を用いたか、末梢神経の電位を用いたかの違いに起因するものと考えられる。実験にはウレタン麻酔下あるいは除脳した成ネコを用いた。昨年度後半から、ウレタン麻酔に変更し、直腸内にゴム風船を挿入することによって、安定した排便運動を誘発することができるようになったので、その症例数を増やした。また、さらに脊髄の活動レベルが高いと思われる除脳した状態での実験も行った。外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋・外肛門括約筋の支配神経に記録電極を装着し、その活動を記録できるようにした。結果、直腸内圧の上昇に伴い陰部神経肛門枝の放電は増加し、バルーン排出中は放電が減少するものの、一定の活動レベルを維持していることが、ウレタン麻酔科および除脳下の動物において確認された。また、ゴム風船を直腸内に挿入して直腸内圧を高めていくと、その変化に応じて外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋の支配神経の活動が上昇するのが観察された。そのため、ゴム風船が肛門部を通過するのを防ぐために出口を閉じて、直腸内圧と腹筋群との関係をさらに詳細に調べた。その結果、直腸内圧の上昇変化に応じて、外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋の支配神経の活動が確認された。これによって、排便時の腹壁筋群の活動の重要性がさらに示唆された。実験にはウレタン麻酔下の成ネコを用いた。ウレタン麻酔下にて直腸内にゴム風船を挿入しその圧を高めることによって、安定した排便運動を誘発することができるようになったので、その症例数を増やした。また、誘発された排便運動と上位中枢との関係を調べるために第3頸髄と第4頸髄との間で半切を行い、同様の排便運動を誘発させることを試みた。方法は、外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋・外肛門括約筋の支配神経に記録電極を装着し、その活動を記録できるようにした。また、第3頸髄と第4頸髄との間で半切を行い同様の活動を記録した。

結果、直腸内圧の上昇に伴い陰部神経肛門枝の放電は増加し、バルーン排出中は放電が減少するものの、一定の活動レベルを維持していることが確認された。また、第3頸髄と第4頸髄との間で半切を行っても同様の活動パターンは維持されることを確認した。また、ゴム風船を直腸内に挿入して直腸内圧を高めていくと、その変化に応じて外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋の支配神経の活動が上昇するのが観察されたため、ゴム風船が肛門部を通過するのを防ぐために出口を閉じて、直腸内圧と腹筋群との関係をさらに詳細に調べた。その結果、直腸内圧の上昇変化に応じて、外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋の支配神経の活動が確認された。これは第3頸髄と第4頸髄との間で半切を行っても維持されることを確認した。これによって、排便時の腹壁筋群の活動の重要性がさらに示唆された。本研究は、排便に関連する脳幹脊髄神経機構を解明し、それらと腹圧の上昇に関係する腹壁筋群との関係を明らかにし、さらに、脊髄損傷モデル動物を作成し、正常の脳幹脊髄神経機構と比較・検討することが目的である。これまで、正常に近い状態での排便運動時の腹壁筋群の活動、及び直腸内圧の上昇にともなう腹壁筋群の活動を記録することに成功している。24年度が最終年度であるため、記入しない。直腸内圧の上昇に応じて観察される外腹斜筋・腹直筋・内腹斜筋・腹横筋の支配神経の活動の詳細をデータ数を増やし解析を行う。また慢性的な完全脊髄損傷モデル動物を作成することが難しいため、当初計画していた慢性脊髄損傷モデルを作成して記録を行うことを変更し、急性実験下で脊髄損傷を行い、直腸内圧の変化に対して腹壁筋群の活動がどのように変化するかを解析する。それによって、直腸内圧変化の情報がどのように腹壁筋群に伝わるかを考察する。
重粒子線による突然変異マウスを用いた細胞分化制御関連遺伝子の探索

1.戻し交配世代G3における劣性異常表現形質の観察と分類C57 BL/6Jマウスの雄に^<12>C,^<14>N,^<20>Neを1-5グレイ照射した。照射後マウスを雌と同居させ得られたG1マウスをFounderとした。G1と正常雌を交配しG2を作成し、G2雌をG1雄に戻し交配して妊娠12-13日で胎児を観察、形態異常を検索した。その結果、^<12>C照射5グレイ群より体軸回転逆位、神経管閉鎖障害、中脳閉鎖障害、終脳形成不全、無胚体栄養膜、心拡張、神経管閉鎖障害、などの様々な形態異常が検出された。^<14>N照射3グレイ群でも体軸回転逆位、神経管閉鎖障害、発生遅延が検出され、着床後の吸収胚も頻繁に観察された。^<20>Ne照射3グレイ群では頭部顔面の形態異常胚が得られた。非照射群に比べて有意に高頻度で異常胚が得られ、重粒子線は異常胚作成に優れていると結論した。2.重粒子線照射雄個体より採取した精子の体外受精による胚作成重粒子線照射雄個体より精子を採取して体外受精に用いた。その結果、精子の運動性には照射の影響は少ないが、胚発生には顕著な影響を与え、1)と類似の形態異常胚が得られた。3.重粒子線照射に依る突然変異を用いた発がん感受性遺伝子の探索FVB x PWK F1を用いてBAC CGH arrayによるtail DNAの解析を行い複数の遺伝子重複と欠失を検出した。重粒子線が、がん感受性遺伝子座の解析に有効な変異原であることが示された。4.重粒子線照射マウスにおいて検討すべき細胞分化制御関連遺伝子の探索トランスジェニックマウスおよび遺伝子欠損マウスを用いた細胞分化制御異常の原因遺伝子探索と関連遺伝子機能の解析を行った。また、トリを用いた実験系で血管新生分化制御に関わる遺伝子群を探索した。その結果、マコリン遺伝子とその偽遺伝子の機能を解明し、今後、重粒子線による異常マウスにおける同遺伝子および関連遺伝子の変異探索を行う。1)重粒子線によるマウス変異体作出と胎児表現型によるスクリーニング法開発胎仔期における劣性変異体の分離を試みた。B6雄の精巣部位にCおよびNイオンを3-5Gy照射した。照射雄はG0として正常系統の雌と交配し、G1 founderを作製した。G1 founderに正常雌を交配してG2を作製し、G2雌をG1雄に戻し交配して、妊娠10日目に胎仔の形態学的観察記録をデジタルマイクロスコープにて行った。23匹のG1マウスより110匹のG2雌マウスを作製し、985匹の形態的正常胚を確認し、50匹の形態異常胚と54の着床後吸収痕を数えた。Cイオン5Gy照射群より4匹およびNイオン3Gy照射群より2匹、計6匹の劣性変異キャリア候補マウスが得られた。観察した異常胚には顔面形成異常、脊椎形成異常、脳の閉鎖障害等が見られる胚があった。顔面および脊椎形成に異常を生じた胚の形態異常に関連した遺伝子群をcDNA subtraction libraryを作製して解析し、幾つかの遺伝子をクローニングした。3)ゲノム遺伝子の変異検出法の検討

胚性幹細胞(ES)にNe照射を行い、hprt遺伝子欠損細胞のスクリーニングを行った。この結果、細胞100万個あたり、非照射コントロールは0.9個、1Gy照射では2.7個、3Gy照射では10.4個のhprt遺伝子欠損細胞が出現した。現在、各々の欠損細胞クローンのhprt遺伝子についてPCRやシークエンシングで欠損サイズを解析している。また、このような形で変異の起こったES細胞を先に選択してから、キメラマウスを経て個体作成することを検討している。1.重粒子線照射雄マウスの繁殖成績、重粒子線照射雄マウスより採取した精子の受精能力、さらに、体外受精後の胚の発生能を検討した。カーボン、ネオン、チッソでそれぞれ1から5Gyの照射を行った。その結果、重粒子線照射は雄の妊性、産仔数に顕著な影響を与えた。精巣組織における生殖細胞の障害を免疫組織学的手法により解析したところ、重粒子線照射の生殖細胞に対する障害は線量依存的に増加し、照射後2から5週にかけて生殖細胞の著しい減少が観察され、5から10週にかけて生殖細胞数の回復が認められた。障害程度は線種により異なり、ネオンイオンの影響が著しかった。照射したC3Hの雄精子を採取して凍結保存した。融解後の精子を用いて体外受精を行ったところ受精率および、受精卵発生率の低下が見られ、形態異常を示す胚が観察された。形態的に正常な胚を仮親に移植した後の胎児発生に関しても照射群で明らかに異常胚が多く、重粒子線照射が優性致死突然変異を誘発していることが示された。本年度は照射雄から採取した凍結融解精子を用いた体外受精により胎児の作出を異常胚を検索した。2.昨年度に引き続き1.で得られた異常胚の形態異常に関連した遺伝子群をcDNA subtraction libraryを作製して解析した。3.Random Amplified Polymorphic DNA検出法によりB6,C3H, MSM等の代表的系統のバンドパターンを解析し一部塩基配列の決定を行った。次年度に本方法を上記で得られた変異マウスと対照個体との比較に応用し変異遺伝子の同定を行う。さらに、重粒子線照射雄マウスを用いて発ガン感受性遺伝子の変更因子を検出する実験系に付いても検討を開始し、MITマーカーを用いたゲノム欠失領域の検索を行った。253匹のF1マウスを検索して1匹において染色体領域の欠失を検出した。1.戻し交配世代G3における劣性異常表現形質の観察と分類C57 BL/6Jマウスの雄に^<12>C,^<14>N,^<20>Neを1-5グレイ照射した。照射後マウスを雌と同居させ得られたG1マウスをFounderとした。G1と正常雌を交配しG2を作成し、G2雌をG1雄に戻し交配して妊娠12-13日で胎児を観察、形態異常を検索した。その結果、^<12>C照射5グレイ群より体軸回転逆位、神経管閉鎖障害、中脳閉鎖障害、終脳形成不全、無胚体栄養膜、心拡張、神経管閉鎖障害、などの様々な形態異常が検出された。^<14>N照射3グレイ群でも体軸回転逆位、神経管閉鎖障害、発生遅延が検出され、着床後の吸収胚も頻繁に観察された。^<20>Ne照射3グレイ群では頭部顔面の形態異常胚が得られた。非照射群に比べて有意に高頻度で異常胚が得られ、重粒子線は異常胚作成に優れていると結論した。2.重粒子線照射雄個体より採取した精子の体外受精による胚作成重粒子線照射雄個体より精子を採取して体外受精に用いた。
ミトコンドリアを介するグルタミン酸神経毒性

本年度は、この抗NMDAR抗体による受容体活性化反応を抑制することができる薬物を探索することを目的として、解析を行った。本研究では、NR1/NR2Bサブユニットから構成されるNMDARのプロアミン結合部位で拮抗し、その受容体機能を抑制することが知られている化合物Xに着目し、人工的にNMDARを発現させたHEK293細胞を用いてSLE患者抗NMDAR抗体による受容体活性化反応に対する作用を評価した。NR1/NR2Bを遺伝子導入することでNMDARを強制発現させたHEK293細胞を、細胞内Ca2+蛍光指示薬Fluo-3とミトコンドリア内Ca2+蛍光指示薬Rhod-2を含むrecording medium中で37 °C、1時間静置しCa2+蛍光指示薬を取り込ませた。その後、recording mediumにて5分間洗浄し、『健常者IgG』、『抗NMDAR抗体陰性SLE患者IgG』および『抗NMDAR抗体陽性SLE患者IgG』を含むrecording medium(1μg/mL)中で1時間反応させた。そして、10μM Glycine存在下で10μMNMDAを添加し、さらに化合物X(0.01、0.1、1、10μM)を添加し、細胞内、ミトコンドリア内Ca2+濃度の変化に伴う各種蛍光強度の変化を、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。その結果、SLE患者血清中の抗NMDAR抗体によるNMDAR活性化の増強効果は、化合物Xの添加により有意に阻害されることが示された。このことより、SLE患者血清中の抗NMDAR抗体は、NR1/NR2Bサブユニットから成るNMDARに作用し、その活性化を増強する可能性が薬理学的に示された。また、SLEに伴って生じることが知られている神経障害(CNSループス)に対して、この化合物Xが有効な治療薬になる可能性が示された。現在、化合物Xは脳梗塞後の後遺症に臨床適応されている薬物であり、ヒトにおける薬物動態や安全性が確認されていることから、SLE患者のCNSループス治療への臨床適応に期待できると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、NMDA受容体を構成するGluN2Aサブユニットに存在するとされるZn2+結合部位に結合しグルタミン酸誘発性神経細胞死を抑制する一方で、脳虚血時には神経終末から大量に放出され、ミトコンドリアを傷害することで神経細胞死を誘発するとされる亜鉛イオンに着目した。そこで、これに関する実験を遂行するにあたり使用する試薬の亜鉛イオンおよびカルシウムイオンに対する特異性の評価を行った。カルシウム特異性が高いとされる試薬には、キレーターであるEGTAやBAPTA,蛍光指示薬であるFluo-3やRhod-2があり、亜鉛特異性が高いとされる試薬には、キレーターであるTPEN,蛍光指示薬FluoZin-3,イオノフォアpyrithioneがある。細胞に蛍光指示薬を取り込ませ、カルシウムイオンおよび亜鉛イオン存在下でこれらの試薬を添加し、蛍光強度の変化を観測し、試薬のイオン特異性を評価した。また、これら試薬存在下で亜鉛を曝露し、亜鉛誘発性の細胞死に対する影響をPI/Hoechst染色およびMTTassayを用いて評価した。今回の結果より、亜鉛の研究分野で広く用いられているpyrithione、TPEN、FluoZin-3はカルシウムとはほとんど反応せず、亜鉛と特異的に反応することが示された。一方で、カルシウムキレーターとして知られるEGTAやカルシウム指示薬Fluo-3、Rhod-2は、カルシウムだけでなく亜鉛にも反応することが示された。本年度は、全身性エリテマトーデス(SLE)に伴って生じることが知られている神経障害に着目し、独自に開発した細胞内イメージング技術を利用して、SLE患者の血清中より精製したIgG抗体を用いてNMDAR活性に対する影響についての検討を行った。そこで、SLE患者血清中から精製したIgG抗体を用いて、抗NMDAR抗体の受容体活性に与える影響の評価を行った。人工的にNMDA受容体を強制発現させたHEK293細胞を用いて、『健常者IgG』、『抗NMDAR抗体陰性SLE患者IgG』および『抗NMDAR抗体陽性SLE患者IgG』のNMDA受容体に対する影響を評価する目的で、細胞内Ca2+濃度およびミトコンドリア内Ca2+濃度の検討を行った。NMDAR強制発現HEK293細胞に細胞内Ca2+蛍光指示薬Fluo-3とミトコンドリア内Ca2+蛍光指示薬Rhod-2を取り込ませた。その後、recording mediumにて5分間洗浄し、各種IgGを1 μg/mLの濃度で含んだrecording medium中で1時間反応させ、平衡化を行った。そして、10 μMグリシン存在下でNMDAを曝露することで上昇する細胞内Ca2+濃度およびミトコンドリア内Ca2+濃度に伴うCa2+蛍光指示薬の蛍光強度変化を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。その結果、『抗NMDAR抗体陰性SLE患者IgG』を適応した群においては、『健常者IgG』を適応して群と比較してNMDA曝露による細胞内Ca2+濃度上昇およびそれに付随するミトコンドリア内Ca2+濃度上昇に有意な差は認められなかった。しかし、『抗NMDAR抗体陽性SLE患者IgG』を適応した群では、『健常者IgG』と比較してCa2+濃度およびミトコンドリア内Ca2+濃度が有意に上昇した。

本年度は、この抗NMDAR抗体による受容体活性化反応を抑制することができる薬物を探索することを目的として、解析を行った。本研究では、NR1/NR2Bサブユニットから構成されるNMDARのプロアミン結合部位で拮抗し、その受容体機能を抑制することが知られている化合物Xに着目し、人工的にNMDARを発現させたHEK293細胞を用いてSLE患者抗NMDAR抗体による受容体活性化反応に対する作用を評価した。NR1/NR2Bを遺伝子導入することでNMDARを強制発現させたHEK293細胞を、細胞内Ca2+蛍光指示薬Fluo-3とミトコンドリア内Ca2+蛍光指示薬Rhod-2を含むrecording medium中で37 °C、1時間静置しCa2+蛍光指示薬を取り込ませた。その後、recording mediumにて5分間洗浄し、『健常者IgG』、『抗NMDAR抗体陰性SLE患者IgG』および『抗NMDAR抗体陽性SLE患者IgG』を含むrecording medium(1μg/mL)中で1時間反応させた。そして、10μM Glycine存在下で10μMNMDAを添加し、さらに化合物X(0.01、0.1、1、10μM)を添加し、細胞内、ミトコンドリア内Ca2+濃度の変化に伴う各種蛍光強度の変化を、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。その結果、SLE患者血清中の抗NMDAR抗体によるNMDAR活性化の増強効果は、化合物Xの添加により有意に阻害されることが示された。このことより、SLE患者血清中の抗NMDAR抗体は、NR1/NR2Bサブユニットから成るNMDARに作用し、その活性化を増強する可能性が薬理学的に示された。また、SLEに伴って生じることが知られている神経障害(CNSループス)に対して、この化合物Xが有効な治療薬になる可能性が示された。現在、化合物Xは脳梗塞後の後遺症に臨床適応されている薬物であり、ヒトにおける薬物動態や安全性が確認されていることから、SLE患者のCNSループス治療への臨床適応に期待できると考えている。本年度は、全身性エリテマトーデス(SLE)に伴って生じる神経障害に着目し、細胞内イメージング技術を用いて、SLE患者の血清中より精製したIgG抗体のNMDAR活性に対する影響についての検討を行った。その結果、SLE患者の血清中に含まれる抗NMDA抗体はNMDA受容体に作用することによって、NMDAによるNMDA受容体の活性化を増強する働きを有する可能性が示された。このことから、SLE患者では、抗NMDA抗体の働きによってグルタミン酸による神経細胞毒性が増悪されている可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、今回用いた評価系や初代培養神経細胞を用いた評価系により、SLE患者の血清中に含まれるNMDA受容体に対する免疫抗体の機能に影響を与える化合物の探索研究を行う予定である。この自己免疫抗体の機能を抑制する化合物の発見は、SLE患者における神経障害の有用な治療薬の開発につながると考えられる。神経毒性出現への関与が示唆される、ミトコンドリア内遊離カルシウムイオン濃度の定量的測定に向けて、カルシウムイオン応答性の高い各種試薬類のイオン選択性を再検討中した。
電流誘起スピンダイナミクスとスピン能動素子への展開

本研究では、微細加工を用いて作り出した磁壁や磁気渦などのモデル系における電流誘起スピンダイナミクスの物理を明らかにするとともに、これらの知見をいかして電流によるスピンの動的制御を利用したスピンエレクトロニクス素子創製を目指して研究を行い、電流誘起磁気コア共鳴運動を利用した3端子素子、磁気コアメモリーの動作実証などの成果を得た。私たちは、強磁性体中のナノスピン構造である磁壁や磁気コアを電流によって励起することが可能であることを示してきました。本研究では、これらの電流誘起スピンダイナミクスの物理を明らかにするとともに、電流によるスピンの動的制御を利用したスピンエレクトロニクス素子創製を目指します。本研究では、電流誘起スピンダイナミクスの物理を明らかにするとともに、電流によるスピンの動的制御を利用したスピン能動素子への展開を図ることを目的としている。これまでの研究を通して、磁気コア反転が起こる閾電流密度から電流のスピン分極率を求めることができることが理論的にわかっている。磁気コア反転が起こる閾電流密度を上述した磁気力顕微鏡を用いた手法によって求めるための試料作りおよび測定システムの立ち上げを行った。今後、この手法によって磁性ドットの厚さと直径を系統的に変化させてスピン分極率を求める予定である。この目的を達成するために、以下の項目の研究を行う。(1)電流誘起スピンダイナミクスの物理の解明(2)電流誘起スピンダイナミクスを利用した能動素子の試作と動作実証(1)に関しては、バークレイのシンクロトロン施設のX線顕微鏡によって電流によって誘起された磁気コアの旋回運動を実空間・実時間で観測することに成功し、実験結果からパーマロイを流れる電流のスピン分極率を見積もった(Phys. Rev. Lett., 101 (2006) 237203)。(2)に関しては、磁性ドットとトンネル磁気抵抗素子を組み合わせた3端子素子を作製し、この素子がトランジスタ動作することを実証した(Appl. Phys. Express 1 (2008) 091302)。この目的を達成するために、以下の項目の研究を行っている。(1)電流誘起スピンダイナミクスの物理の解明(2)電流誘起スピンダイナミクスを利用した能動素子の試作と動作実証本年度の研究実績は以下の通りである。(1)電流誘起スピンダイナミクスの物理の研究・3端子素子を用いた磁気渦ダイナミクス研究昨年度までに動作確認を行った3端子素子を用いて磁気渦ダイナミクスを研究した。この素子の出力は磁気渦ダイナミクスの時間分解測定に対応し豊富な情報が含まれており、磁気渦ダイナミクスの詳細な研究が可能であることがわかった。・磁気コアメモリー(2)電流誘起スピンダイナミクスを利用した能動素子の試作および動作実証・磁壁発振器Co/Ni垂直磁化膜を想定したシミュレーションを行い幅50nm程度まで安定した動作が確認された。既に幅30nmのノッチ加工技術を確立しており、このノッチに磁壁をトラップできることも確認した。(1)電流誘起スピンダイナミクスの物理の研究・磁気コアメモリー既に実証してある磁気コアメモリーの電気的書き込みに引き続き、情報の電気的読み出しが可能であることを示した。さらに磁気コア励起のための交流電流にパルス電流を重ねることで効率的情報書き込みが可能であることを検証した。(2)電流誘起スピンダイナミクスを利用した能動素子の試作および動作実証・磁壁発振器Co/Ni垂直磁化膜を用いた幅30nmのノッチ加工技術を確立し、このノッチに磁壁をトラップできることを確認した。さらに磁壁抵抗が磁壁構造で変化すること利用して、プロッホ磁壁からネール磁壁へのスピン構造変化をとらえることに成功した。
遅延故障テスト容易化スキャン設計に対するテストデータ量削減法の考案

VLSI製造時に発生した故障を出荷前に製造テストによって検出することは重要なことである.本研究では,特にタイミングに関するテストである遅延故障テストを容易化する千葉大スキャンテストについて,製造テストコスト削減を目的とし,テストデータ量,テスト時間の削減法を考案した.具体的に,テスト用出力ピン休止時間を利用するアプローチとフリップフロップ(FF)の接続順を変更するアプローチから削減法を求めた.VLSI製造時に発生した故障を出荷前に製造テストによって検出することは重要なことである.本研究では,特にタイミングに関するテストである遅延故障テストを容易化する千葉大スキャンテストについて,製造テストコスト削減を目的とし,テストデータ量,テスト時間の削減法を考案した.具体的に,テスト用出力ピン休止時間を利用するアプローチとフリップフロップ(FF)の接続順を変更するアプローチから削減法を求めた.VLSI製造時に発生した故障を出荷前に製造テストによって検出することは重要なことである.特に,近年のVLSIでは信号伝搬遅延が許容範囲より長くなる遅延故障が多く発生することが知られており,遅延故障を対象としたテスト容易化技術が強く望まれている.本研究では,遅延故障テスト用スキャン設計である千葉大スキャン設計に対し,次の2アプローチからのテスト時間およびテストデータ量削減法を明らかにすることを研究目的とした.1.テスト用出力ピン休止時間を利用するアプローチ2.フリップフロップ(FF)の接続順を変更するアプローチこのうち本年度の研究成果として,2.のアプローチからのテスト時間削減法を得,1件の国内口頭発表を行った.具体的に,以下のような成果を得た.千葉大スキャン設計においてはスキャンチェーン上の奇数番目のフリップフロップ(FF)と,偶数番目のFFに同時に遷移を与えることができない制約があり,FFの接続順序がテストデータ量に影響する.この点に注目し,良好なテストデータ量を与えるFFの接続順序決定法を提案した.この手法では山登り法などの探索法によりFF接続順序を得ている.テストデータ量の算出は時間がかかるため,探索のための評価値として用いることは現実的でない.そこで本手法では,テストパターンを2回生成することにより得られる,高速に算出でき,かつテストデータ量と相関の高い,新たな評価値を用いている.また評価実験より,提案手法を用いることにより,平均18.4%テストデータ量を削減できることを示した.VLSI製造時に発生した故障を出荷前に製造テストによって検出することは重要なことである.特に,近年のVLSIでは信号伝搬遅延が許容範囲より長くなる遅延故障が多く発生することが知られており,遅延故障を対象としたテスト容易化技術が強く望まれている.本研究では,遅延故障テスト用スキャン設計である千葉大スキャン設計に対し,次の2アプローチからのテスト時間およびテストデータ量削減法を明らかにすることを研究目的とした.1.テスト用出力ピン休止時間を利用するアプローチ2.フリップフロップ(FF)の接続順を変更するアプローチこのうち1.のアプローチからのテスト時間削減法を得,1件の原著論文を発表した.具体的に,テスト用出力ピンは多くの時間(全テスト時間の1/3)において休止させていたのに対し,提案手法では既存のテストコンパクションを応用し,テスト入力を制限することにより,ほぼ全てのテスト時間においてテスト用出力ピンを活用している.このことにより,平均46.8%テスト実行時間を削減できることを示した.また,2,のアプローチについて国際会議での発表を1件行った.この手法では,FFの接続順序がテストデータ量に影響することに注目し,良好なテストデータ量を与えるようにFFの接続順序を変更している.本手法により,平均18.4%テストデータ量を削減できることを示した.
末梢白血球中の遺伝子発現を用いた精神疾患の診断マーカーの開発

17名の統合失調症患者と36名の双極性障害者患者について5つの遺伝子の末梢血白血球中のmRNA発現を測定し、過去に報告した25名のうつ病患者、25名の健常対象者の測定データと組み合わせることで単一のマーカーを作成した。これを用いることでうつ病患者を他疾患群および健常対象群から感度:64%,特異:67.9%をもって弁別することができた。精神疾患の診断は症候学に基づいて行われているが、初診時に正確に診断することが難しい症例も多く、精神疾患の生物学的な診断補助マーカーは早期診断・適切な治療薬選択に有用であり、その開発が望まれている。近年、我々の教室では、複数の遺伝子発現パターンを組み合わせたうつ病の生物学的指標の開発に取り組み、うつ病患者群と健常対照者群の弁別において良好な結果を得て、同定したうつ病の生物学的指標のうつ病の診断補助マーカーとしての可能性を明らかにした。本研究ではこれまでの研究をさらに発展させ、双極性障害患者と統合失調症患者も対象にして、末梢血白血球の遺伝子発現パターンを利用した精神疾患の診断補助マーカーを作成・確立する。具体的にはこれまでに我々が作成したうつ病のマーカーと同様の手法を用い、約40の候補遺伝子を選定の上、双極性障害、統合失調症患者の末梢血白血球中のこれらの遺伝子発現をPCRarrayを用いて網羅的に測定する。有意な変化がみられたいくつかの遺伝子発現を組み合わせて反物分析の手法を用い判別スコアを算出する。このスコアが双極性障害、統合失調症それぞれの疾患患者を健常対象者からどの程度の精度を持って弁別しうるものであるかを検証する。本研究により精神疾患の客観的診断マーカーが確立されれば、これら疾患について早期に適切な診断・治療がなされる大きな助けとなり、精神疾患の予後改善に大きく寄与すると考えられるという点で大いに意義深いと思われる。これまですでに双極性障害患者、健常対象者のサンプルを用い候補遺伝子群の発現を解析し、有意な変化のあった5遺伝子を選定した。この5遺伝子の発現を用い判別スコアを算出し、双極性障害と健常対象者を弁別するマーカーセットの作成し弁別能に関する評価も完了しているため、おおむね順調に進展していると思われる。過去に我々がうつ病の診断マーカーとして報告したPDGFC, SLC6A4, ARHGAP24, PRNP, HDAC5の5つの遺伝子の末梢血白血球中の発現を統合失調症患者17名、双極性障害患者36名でも測定した。この測定結果を過去に報告したうつ病患者25名、健常対象者25名の発現データと組み合わせてうつ病患者を双極性障害、統合失調症といった他の精神疾患患者及び健常対象者から弁別するための指標を判別分析の手法を用いて作成した。この指標を用いてうつ病患者を双極性障害、統合失調症といった他の精神疾患患者及び健常対象者から感度:64%,特異度:67.9%をもって弁別することができた。うつ病をはじめ精神疾患の診断は現在も診察医の面接で得られた臨床症候の主観的評価に依るところが大きく客観的指標に乏しい。特に精神疾患は病相に応じて異なる疾患でも同じような病状を呈することがあり、相互の鑑別が困難なこともある。このため、うつ病と健常対象者のみならず他の精神疾患の弁別を遺伝子発現という客観的な指標で試みた本研究の意義は大きい。また末梢血白血球という比較的アクセスが容易なサンプルを用い、採血から測定結果が数時間で得られる遺伝子発現を指標として用いたことも、患者に侵襲が少なく迅速に結果を得て診断・治療を開始するという臨床場面にも適合・応用しやすく、この点の意義も大きいと考えられる。より鋭敏かつ正確な診断指標を作成するためにさらなる研究が必要と思われる。双極性障害の診断マーカーについては結果を論文化し投稿する予定である。再現実験については使用できるサンプルが少ないこともあり、今後サンプル数が増えれば実施を検討する。双極性障害のマーカーについてうつ病のマーカーほど弁別能が良好ではなかったため、統合失調症について同様の手法でマーカー作成を実施するかどうかについては再検討する。分子精神医学予定していた国際学会での成果発表が日程の都合等で困難になったため次年度使用額が生じた。主として学会発表などの成果公表における経費として使用する予定である。
新しいスパッタ法による垂直磁気記録用薄膜の高速作成

61年度は良好な膜作成条件を確立するために磁極露出形(EP)マグネトロン部分を改良し,新しいスパッタ装置を作製した.垂直ヘッド用co-zr膜作成を中心にこのスパッタ法の有効性について検討した.その結果,膜推積速度は投入電力に比例し,低Arガス圧ほど高速で0.2Pa, 7.6w/Cm^2で約0.16μm/mnであり,基板温度上昇も100°C程度であった.作成膜は軟磁気特性を示し,保磁力は0.25-1.00e,飽和磁化は10-14KG程度であった.しかし,トロイダル,ディスク,シリンダーの3種類のターゲットで膜を作成するために,膜組成が均一でなく, Zr含有率は10-20at%であることが明らかにされた.そこで62年度では,トロイダルターゲットのみを用いる磁極露出形(EP)マグネトロンスパッタ法を開発するために,プラズマ封じ込め磁界の発生を直流電磁石にした.しかし,磁界を種々変化させても,トロイダルターゲットのみ侵触させることが難しいことが分かった.そこで,磁界圧着形(CMF)マグネトロンスパッタ法の外周ヨークをターゲット面上に露出させた装置を作製し, Co-Zr-Nb合金ターゲットを用いて垂直ヘッド用軟磁性膜を作成した.装置の直流放電特性,スパッタ特性を詳細に調べた.スパッタ条件を変えて作成された膜の物理・科学的特性や磁気特性評価を行った結果,次に示す新しい知見が得られた.放電特性はほぼ定電圧を示し,低Arガス圧ほど印加電圧は低下する.膜推積速度は投入電力に比例し,低Arガス圧ほど高速で02Pa 44w/Cm^2で約0.13μm/mnであり, 61年度よりは高速スパッタが可能になった.形成膜はアモファス軟磁気特性を示し,保磁力は0.25-300eで真空装置の初期到達真空度,スパッタガス圧,膜厚などに依存する.和磁化はスパッタ条件に影響を受けずに,ほぼ一定値14KGであった.今後はマグネトロンの磁気回路を更に詳細に検討すべきであり,エロージョンとの関係を明確にしたい.61年度は良好な膜作成条件を確立するために磁極露出形(EP)マグネトロン部分を改良し,新しいスパッタ装置を作製した.垂直ヘッド用co-zr膜作成を中心にこのスパッタ法の有効性について検討した.その結果,膜推積速度は投入電力に比例し,低Arガス圧ほど高速で0.2Pa, 7.6w/Cm^2で約0.16μm/mnであり,基板温度上昇も100°C程度であった.作成膜は軟磁気特性を示し,保磁力は0.25-1.00e,飽和磁化は10-14KG程度であった.しかし,トロイダル,ディスク,シリンダーの3種類のターゲットで膜を作成するために,膜組成が均一でなく, Zr含有率は10-20at%であることが明らかにされた.そこで62年度では,トロイダルターゲットのみを用いる磁極露出形(EP)マグネトロンスパッタ法を開発するために,プラズマ封じ込め磁界の発生を直流電磁石にした.しかし,磁界を種々変化させても,トロイダルターゲットのみ侵触させることが難しいことが分かった.そこで,磁界圧着形(CMF)マグネトロンスパッタ法の外周ヨークをターゲット面上に露出させた装置を作製し, Co-Zr-Nb合金ターゲットを用いて垂直ヘッド用軟磁性膜を作成した.装置の直流放電特性,スパッタ特性を詳細に調べた.スパッタ条件を変えて作成された膜の物理・科学的特性や磁気特性評価を行った結果,次に示す新しい知見が得られた.放電特性はほぼ定電圧を示し,低Arガス圧ほど印加電圧は低下する.膜推積速度は投入電力に比例し,低Arガス圧ほど高速で02Pa 44w/Cm^2で約0.13μm/mnであり, 61年度よりは高速スパッタが可能になった.形成膜はアモファス軟磁気特性を示し,保磁力は0.25-300eで真空装置の初期到達真空度,スパッタガス圧,膜厚などに依存する.和磁化はスパッタ条件に影響を受けずに,ほぼ一定値14KGであった.今後はマグネトロンの磁気回路を更に詳細に検討すべきであり,エロージョンとの関係を明確にしたい.まず最初に、より良好な膜作成条件を確立するため、EPマグネトロン部分の改造を行い、それを新しく購入した高真空排気装置に取り付けてスパッタの装置を製作した。装置の初期到達真空度は約5×【10^(-7)】Torrであり、従来の値よりも約1桁以上改善された。当初はCo-Cr,Co-Zr,NiFe-Moなどの薄膜作成を予定していたが、本研究では特に、垂直ヘッド用Co-Zr膜作成を中心にEPマグネトロンスパッタ装置の有効性について検討した。Coトロイダル(円環),Zrシリンダー,Coディスクの3個のターゲットを用いる同時スパッタ法により、Co-Zr膜を作成し、装置の直流放電およびスパッタ特性を詳細に調べた。更に、スパッタ条件を種々変化させて作成した膜の物理・化学的および磁気的評価を行った結果、次に示される新しい知見が得られた。(1)膜堆積速度は投入電力に比例し、低Arガス圧ほど高圧で0.2Pa、投入電力密度7.6w/【cm^2】で約0.16μm/

minであり、基板温度上昇も約100°C程度となった。(2)作成膜の膜厚は基板の中心ほど厚く、外周部に向って単調に減少し、その変化量は低Arガス圧ほど大きく、0.2Paで約20%程度である。(3)基板面内における飽和磁化の変化はArガス圧が0.2Paではあまり変わらないが、Arガス圧が高くなるにつれて変化の度合が大きく、1014KGである。又、保磁力は中心付近が大きく、外周に向って低下する傾向が見られ、値は約0.251.0Oeであり、外周部ほど強い一軸磁気異方性が見られる。(4)形状の異なる3個のターゲットを用いるため、膜中のZr含有率は1020at%であり、膜の面内方向に対し組成ずれが生じることが明らかにされた。今後は、組成ずれを防ぐため、トロイダルターゲットのみで膜作成を行えるようにマグネトロンの磁気回路を検討する。具体的には、放電プラズマ閉じ込め磁界の発生を直流電磁石に変えて、ターゲット表面の磁界分布を自由にコントロールできるようにする。
脊髄側角交感性ニューロンがアセチルコリンとGABAを利用する機序の形態学的研究

交感神経系において、節前ニューロンの軸索が、節後ニューロンの樹状突起や細胞体棘にどのような3次元的展開を示して終末するのか研究を進めた。今回、標的器官の違いによる相違を類型化することを目標として、促進性のアセチルコリンと抑制性のGABAの共存の観点から検討した。眼球、顔面上部と中部皮膚、耳下腺、顎下腺、口腔粘膜に投射する節後ニューロン周囲のGABA含有終末を観察したが、特有の関係を見いだすことは出来なかった。一方、同時に観察した頚髄のγ運動ニューロンの一部はGABAを含有することが明らかとなった交感神経系において、節前ニューロンの軸索が、節後ニューロンの樹状突起や細胞体棘にどのような3次元的展開を示して終末するのか研究を進めた。一方、同時に観察した頚髄のγ運動ニューロンの一部はGABAを含有することが明らかとなった研究業績概要具体的な実験観察課題:「GABA陽性脊髄側角ニューロンが支配する上頚神経節交感神経節後ニューロンは、いかなる組織、細胞に投射するのかについての観察」1.逆行性標識物質である「ニュークリアー黄」や「WGA-HRP」を眼球、顔面上部の皮下、顔面中部の皮下に注射し、3-7日後にラットを麻酔、注入固定して両側の上頚神経節を摘出、後固定を経て、凍結切片作製。浮遊法でGAD65、あるいはGAD67抗体で免疫組織化学法を実施。蛍光顕微鏡で観察を行った。眼球、顔面上部および中部の皮下に逆行性標識剤を投与した例では、逆行性標識された上頚神経節節後ニューロンの細胞体、あるいは細胞体近傍をGABA陽性線維が取り囲む所見を見つけることは出来なかった。2.上記と同様の逆行性標識法を耳下腺、顎下腺、口腔粘膜などに実施した場合、ごく少数のニューロンに接近するGABA陽性の節前線維終末が認められたが、GABA陽性終末はこうした逆行性に標識された節後ニューロンには明瞭な取り巻き終末構造は示さなかった。唾液腺を支配する交感神経節後線維に特異的に終わるとは判断できなかった。3.結論今年度に行った実験観察では、GABA陽性節前ニューロンが密度高く終末する上頚神経節ニューロンが、どういった組織、細胞に投射しているかを確定する所見を得ることはできなかった。次年度は、これ以外の組織、細胞を選んでみたい。研究業績概要具体的な実験観察課題:「GABA陽性脊髄側角ニューロンが支配する上頚神経節交感神経節後ニューロンは、いかなる組織、細胞に投射するのかについての観察」1.逆行性標識物質である「ニュークリアー黄」や「WGA-HRP」を松果体、前眼房、顎下腺、顔面上部の皮下、顔面中部の皮下に注射し、3-7日後にラットを麻酔、注入固定して両側の上頚神経節を摘出、後固定を経て、凍結切片作製。松果体、前眼房について陽性所見はなく、逆行性標識された上頚神経節節後ニューロンの細胞体、あるいは細胞体近傍をGABA陽性線維が取り囲む所見を見つけることは出来なかった。2.耳下腺、顎下腺、口腔粘膜、顔面・頚部皮下に実施したところ、顔面、頚部皮下投与例でごく少数の上頚神経節ニューロンに接近するGABA陽性の節前線維終末が認められたが、明瞭な取り巻き構造は観察できなかった。結果、唾液腺支配の交感神経節後線維には関係しないことが分かった。3.今年度の実験観察では、GABA陽性節前ニューロンが、密度高く終末する上頚神経節ニューロンが、どういった組織、細胞に投射しているかを確定する所見を得ることはできなかった。したがって、今後は頚部・胸部皮膚と皮下、および、頚部内臓、胸部内臓周辺での観察を実施してみたい。本年度の具体的な研究課題は昨年度と同様、「GABA陽性脊髄側角ニューロンが支配する上頚神経節の交感神経節後ニューロンは、いかなる組織や細胞に投射するのか」とした。科研費補助2年目の昨年度に良い結果が得られなかった。最終年度においても、2年目と同様の課題、つまり、「GABA陽性の脊髄側角ニューロンは、どの組織、どの細胞に投射する交感神経節後ニューロンに終末するのか」について、逆行性標識を行う対象を変えて、繰り返して行ってみた。1)逆行性標識物質である「ニュークリアー黄」や「WGA-HRP」を顔面と頚部の皮膚、皮下組織に注射し、3-7日後にラットを麻酔後、注入固定。両側の上頚神経節を摘出、固定後、凍結切片を作製。蛍光顕微鏡、透過型顕微鏡で観察した。再度、顔面や頚部皮下からの逆行性標識陽性細胞の一部に弱いGABA陽性の節前線維終末の関与が窺われたが、昨年度と同様、明瞭な取り巻き構造は観察できなかった。

2)甲状腺、頚部筋肉などに逆行性標識物質を投与して観察したが、陽性所見は得られなかった。3)逆行性物質の投与が困難な、心房、心室、脊柱内部の動静脈などについては、逆行性物質の投与が難しく、こういった深部臓器や組織に関しての実験、観察は行えなかった。