hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経調節システムｉｎ　ｖｉｔｒｏ再構成による迷走神経刺激作用機構の解明

今回,MEA上に海馬培養神経回路を形成し,bicuculline (GABAA受容体に対するアンタゴニスト)添加による過剰な同期電気活動の誘起と,それに対するノルアドレナリン投与の効果を調べた.20 uMのbicucullineを含む溶液中で広範囲で同期した強い自発バースト活動が発生すること,これに対するノルアドレナリン(10 uM)の投与により自発電気活動パターンが非同期的活動へと遷移することを確認した.てんかん焦点の標的部位モデルとして海馬,その活動制御に関係する部位としてノルアドレナリン作動性ニューロンを含む青斑核,セロトニン作動性ニューロンを含む縫線核が重要な役割を果たすことを想定し,共培養系の構築を試みた.青斑核ニューロン群の培養手法確立と自発活動計測,縫線核ニューロン群の培養手法確立と自発活動計測,海馬ー青斑核共培養系における神経調節作用の観測,海馬ー縫線核共培養系における神経調節作用の観測の順に検討を実施した.青斑核,縫線核ニューロン群に対してそれぞれドーパミンβ水酸化酵素,トリプトファン水酸化酵素をマーカとする免疫組織化学染色を適用し,ノルアドレナリン作動性ニューロン,セロトニン作動性ニューロンの存在を確認した.海馬培養神経回路は自発的に同期バースト活動を示すのが特徴であるが,青斑核や縫線核のニューロン群は単独では非同期的な活動を生じること,共培養系では海馬の自発活動が抑制される傾向を示すとの結果が得られた.薬理実験としてノルアドレナリンを海馬に添加した場合,基本的には活動の同期性を弱める方向に作用するが,濃度や発達段階に依存してその応答が異なる,セロトニンも活動抑制の傾向が主要であるが,やはり濃度依存性が見られるとの結果になった.さらに,神経調節系から標的組織に向かう結合だけでなく,遠心性の結合が存在して双方向の作用が生じている可能性を示す結果も得られ,迷走神経刺激作用機構理解のために考慮すべき要素であると考えられる.26年度が最終年度であるため、記入しない。神経工学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画したMEA基板パターンの設計と試作,細胞群共培養と電気活動計測を進めている状況である.神経調節物質に注目する研究であることから,細胞群周囲の溶液環境制御が重要な要素となることを認識し,これに対応可能な新たなMEA基板パターンの設計を並行して進めている.臨床応用が進んでいるにも関わらず作用メカニズムが明らかになっていない迷走神経刺激(VNS)療法につき、工学技術を積極的に利用する立場から機序解明を目指すのが本研究の立場である.計画開始から3年間が経過し,MEA基板上にPDMS製マイクロ立体構造を形成する製作プロセスが確立され,新たな計測技術として安定運用が可能になった.てんかん発作につながる脳神経回路同期活動に対する神経調節作用の鍵でありかつVNSの作用部位と考えるノルアドレナリン作動性神経核(青斑核),セロトニン作動性神経核(縫線核)の採取,培養手法についても免疫組織染色を用いた評価により,一定の成果が得られた.海馬・大脳皮質に関しては既に安定した培養手法が確立されており,これらの統合によりin vitroモデル系確立が想定できる段階に達した.
ラジカル配位子を有する金属錯体薄膜を用いたFETデバイスの創出

有機薄膜トランジスタ(organic thin-film transistor(OTFT))は、シリコンを中心とする無機半導体をベースとした既存のトランジスタでは容易に実現できない優れた特徴(分子の多様性・機械的フレキシビリティー・シンプルな作成プロセス・大面積化・低温プロセス・ローコスト)を有するため次世代エレクトロニクス素子として注目されている。特に、論理回路や発光トランジスタへの応用を目指したアンバイポーラーOTFTの開発が近年精力的に行われてきた。しかしながら、p型・n型共に高移動度を示す単一成分アンバイポーラーTFT材料は限られている。優れたアンバイポーラー特性を示す半導体材料の設計指針を得るためには、新規半導体材料の系統的な開発研究が必要不可欠である。このような背景から、本研究ではこれまで報告例がほとんど無いラジカルジイミノベンゾセミキノネート配位子が配位した金属錯体をTFTデバイスの半導体材料として利用した。この錯体は、ラジカル配位子の酸化還元両性機能に由来した狭いバンドギャップ(0.8eV)を有するため、アンバイポーラー特性の発現が期待できる。デバイス構造の最適化を行った結果、絶縁層としてPMMA、ソース・ドレイン電極としてCaを用いたトップコンタクト型デバイスにおいてホール・電子両キャリアの注入・蓄積・輸送が起こるアンバイポーラーTFTの構築に成功した。その移動度はホールにおいて約10^<-3>cm^2/Vs、電子において約10^<-2>cm^2/Vsと非常に高い値を示し、本錯体が半導体材料として有用であることが証明された。有機薄膜トランジスタ(organic thin-film transistor (OTFT))は、シリコンを中心とする無機半導体をべースとした既存のトランジスタでは容易に実現できない優れた特徴(分子の多様性・機械的フレキシビリティー・シンプルな作成プロセス・大面積化・低温プロセス・ローコスト)を有するため次世代エレクトロニクス素子として注目されている。特に、近年論理回路や発光トランジスタへの応用を目指したアンバイポーラーOTFTの開発が精力的に行われてきた。しかしながら、p型・n型共に高移動度を示すアンバイポーラーOTFT材料は限られている。更に優れた電界応答を実現する設計指針を得るためには、アンバイポーラー特性を示す(すなわち、バンドギャップが狭い)新規半導体材料の開発が必要不可欠であると認識している。このような背景から、本研究ではこれまで報告例がほとんど無いラジカルジイミノベンゾセミキノネート配位子が配位した金属錯体を用い、配位子の酸化還元両性機能に由来する狭いバンドギャップ(0.8eV)を利用して高結晶・高配向性薄膜を作成し、アンバイポーラーMetal-Organic TFT(MOTFT)の構築を行った。その結果、ソース・ドレイン電極に金、絶縁膜にポリメチルメタクリレートポリマー(PMMA)を用いることでアンバイポーラー特性の観測に成功し、本錯体がアンバイポーラーTFT材料の一候補となりえることが証明された。
PC-12細胞の神経突起伸展阻害剤の構造と機能

PC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞腫)の、NGFにより誘起される神経突起伸展を阻害する物質の探索研究に於いて、一放線菌Streptomyces sp.の培養液から、新規神経突起伸展阻害剤インドカルバゾスタチンを見い出した。本化合物はカルモジュリン阻害剤として発見され注目を集めていたK-252aと同様のインドロカルバゾール骨格を有するが、PC12細胞の神経突起伸展阻害活性より33倍低い濃度(6nM)で、活性を発現することが判った。さらに毒性と活性との差が比較的広く、K252aよりも使いやすい分子プローブとなりうることが示唆された。しかし、活性物質の生産量は低く、35Lの培養液からわずか1.7mgしか単離できず、さらに研究を発展させるために、培地の検討、培養条件の検討を行ってきた。その結果、奇妙なことに、旋光度が全く逆で、CDスペクトルも一見シュードエナンチオマーを思わせるスペクトルパターンを持つ類縁物質を単離構造決定することに成功した。本化合物はクロモフォアにおける立体障害の高い位置にアミノ基を持つため、負の軸性キラリティーが生じた新規物質であることが判明し、インドカルバゾスタチンBと命名した。さらに生産性を向上させるための培養条件を検討中、本生産菌は活性物質を生産しなくなった。そこで、紫外線照射や変異剤処理を行い、生産性の回復と高生産株の取得に成功した。さらに、生合成的観点からトリプトファンの添加条件を検討したところ、通常の場合と異なりL-トリプトファン添加では影響がなく、D-トリプトファンあるいはD,L-トリプトファンの添加により生産量が向上するだけでなく、新たな関連化合物が生産されることが判明した。そこで、7Lを培養し、新規活性物質であるインドカルバゾスタチンC及びインドカルバゾスタチンDを単離構造決定し、それらの生物活性を明らかにした。PC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞)の、NGFにより誘起される神経突起伸展を阻害する物質の探索研究に於いて、一放線菌Streptomyces sp.の培養濾液に、神経突起伸展を特異的に阻害する活性を見い出した。単離構造決定した活性物質は新規化合物であり、インドカルバゾスタチンと命名した。本化合物はカルモジュリン阻害剤として発見され注目を集めていたK-252aと同様のインドカルバゾール骨格を有するが、PC12細胞の神経突起伸展阻害活性の最小有効濃度(MEC)はK-252aより約33倍低く、6nMという驚異的な値を示した。K-252aがMECの3倍の濃度において細胞増殖阻害を及ぼし、9倍では毒性を示すのに対し、インドカルバゾスタチンでは、MECの9倍の濃度においても細胞増殖に顕著な影響を及ぼさなかった。また、ラット脳からのPKCに対するIC_<50>値はインドカルバゾスタチンが2.0nM、K-252aが35.0nMである。本化合物は細胞レベルでの特異性が高いと考えられるが、より詳細な生物学的性質や構造一括性相関を明らかにする必要がある。しかし、本活性物質の生産性は非常に低く、35リットルの培養液から、わずか1.7mgしか単離できず、NOE、結合常数等のNMR情報に理論計算を加味して相対立体配置を含む構造を決定した。その後、本生産菌が活性物質を生産しなくなったため、現在、紫外線照射による変異処理により生産性の向上を試みている。変異体のスクリーニング系に工夫をこらし、生産性が回復しつつある菌株を見い出した。

今後、さらに変異処理を繰り返すことにより、より高い生産性を示す菌株をスクリーニングし、他成分の検索も行うとともに、構造一括性相関に関する研究へと展開し、新規な低分子プローブの開発に繋げたい。昨年度まで、PC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞)の、NGFにより誘起される神経突起伸展を阻害する物質として、一放線菌Streptomyces sp.の培養液から、indocarbazostatin(1)と命名した新規化合物を単離構造決定した。本物質はカルモジュリン阻害剤として注目を集めていたK-252a(2)と類似したインドカルバゾール系抗生物質であり、PC12細胞に対する神経突起伸展阻害活性の最小有効濃度は、K-252aの約33倍(6nM)という値をしめした。本年度は、化合物1の類縁体である新規物質indocarbazostatin B(3)の単離構造決定に成功した。本物質のPC12細胞に対する神経突起伸展阻害活性の最小有効濃度は24nMであった。化合物1及び3のPC12細胞に対する細胞毒性をMTT法及びCalcein-AM法を用いて比較したところ、K252aが最小有効濃度の3倍で毒性を示すのに対し、1は最小有効濃度の9倍においても顕著な細胞毒性を示さなかった。また、ラット脳由来のプロテインキナーゼC(PKC)に対するIC50は1:2.0nM,3:8,5nM,K-252a:35nMであった。K-252aは、細胞内のTrkをはじめとするプロテインキナーゼ類を阻害することで、PC12細胞の分化誘導を阻害することが知られている。分化誘導と細胞毒性並びにPKC阻害活性の差は、細胞膜透過性の違い、あるいはプロテインキナーゼ群、特に分化誘導に関与するキナーゼに対する特異性の違いを反映していると考えられ、indocarbazostatin類の生物学的性質をより詳細に検討する必要がある。現在、これらの化合物の生産性の向上を目指して、生産菌の育種を行っている。PC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞腫)の、NGFにより誘起される神経突起伸展を阻害する物質の探索研究に於いて、一放線菌Streptomyces sp.の培養液から、新規神経突起伸展阻害剤インドカルバゾスタチンを見い出した。本化合物はカルモジュリン阻害剤として発見され注目を集めていたK-252aと同様のインドロカルバゾール骨格を有するが、PC12細胞の神経突起伸展阻害活性より33倍低い濃度(6nM)で、活性を発現することが判った。さらに毒性と活性との差が比較的広く、K252aよりも使いやすい分子プローブとなりうることが示唆された。しかし、活性物質の生産量は低く、35Lの培養液からわずか1.7mgしか単離できず、さらに研究を発展させるために、培地の検討、培養条件の検討を行ってきた。その結果、奇妙なことに、旋光度が全く逆で、CDスペクトルも一見シュードエナンチオマーを思わせるスペクトルパターンを持つ類縁物質を単離構造決定することに成功した。本化合物はクロモフォアにおける立体障害の高い位置にアミノ基を持つため、負の軸性キラリティーが生じた新規物質であることが判明し、インドカルバゾスタチンBと命名した。さらに生産性を向上させるための培養条件を検討中、本生産菌は活性物質を生産しなくなった。そこで、紫外線照射や変異剤処理を行い、生産性の回復と高生産株の取得に成功した。
律動的及び持続的GnRH刺激によるgonadotropin分泌に関する研究

本研究では(1)下垂体におけるGnRHのgonadotyopin分泌機構、(2)GnRHanalog(GnRHa)によるdesensitizationの機序、(3)GnRHaの卵巣直接作用、(4)GnRHaの臨床応用について検討をおこなった。(1)GnRHの情報伝達機構にA-Kinase系と共にC-Kinase系の関与が明らかとなり、それと共にarchidonic acidが関与しており、特にlipoxygenase系の代謝産物の関与が認められた。(2)下垂体に対してはin vivoでのGnRHa投与で下垂体のGnRHreceptorの減少、GnRHに対するLHの反応性の低下が認められた。bead付着ラット下垂体細胞の潅流実験で10^<-8>Mの持続投与でdesensitizationの状態となるが、このdesensitizationの状態でもK^+やCAMPの投与や大量のGnRHa(10^<-6>M)の投与でgonadotropin storageは比較的良く保たれており、receptor levelでのbhinding sitesのほかにaffinityを含む変化も示唆された。(3)dietylstilbestrol処置下垂体摘出幼若雌ラットでも、GnRHaはPMSG刺激卵巣重量増加を抑制し、hcGreceptorも減少させる。ラットgranulosa cell(G-cell)の培養系でもGaRHaは20のHSD活性を亢進させ、aromatase活性を抑制する。また、G-CellにおけるGnRHの情報伝達においても下垂体と同様にC-kinase系の関与が明らかとなった。(4)GnRHa(900μg/日in)は子宮筋腫をほぼ50%縮小させ、また、PCOに対してはhMGとの併用により臨床上有用性が認められた。下垂体前葉のLH分泌機構及びdesensitizdtionの機序を解明する目的でbead付着ラット下垂体細胞を用いたcell colvmで潅流実験を行った.〈方法〉下垂体遊離細胞をCytodex Ibeadを加えて培養後,カラムに重層し,潅流液を0.13ml/minで流し,添加薬剤はbypassより注入した.(2)8-bromo-CAMPは30μM, 0.3mMでは反応しないが, 3mMで有意なLH分泌を認めた.(3)arachidonic acid(10^<-4>M)を投与すると, LHRH10^<-8>M投与に比べ減弱したLH分泌を認めた.このLH分泌はlipoxygenase inhibitorであるNDGAにより制抑された.(5)PMA(1μM)やOAG(40μM)を持続投与しても投与30分後に最高値となり,以後漸減して, 56時間で投与前値のレベルに達した.この時点でLHRH10^<-8>Mを投与するとovercomeが認められた.〈結論〉(1)LH分泌機構にA-kindse系, C-kindse系,およびCa^<2+>-Arachidonic acid系がそれぞれ関与しており, AAによるLH分泌にはlypoxygenase pathwayが関係していると考えられた.(2)C-kinase賦活剤によってもdesensitizationが起り,その機構はLHRHによるdesensitizationの場合とは相違がみられた.一方、上記のGnRHa投与で卵巣重量は著るしく縮小し、hcG/LHreceptorも有意の減少を示した。diethylstilbestrol処置下垂体摘出幼若雌ラットでも、GnRHaによりPMSGにより刺戟される卵巣重量は著明に抑制され、heGreceptorも減少した。in vitro実験でラットgranvlosa

cell(G-cell)の培養系にprecursorとして、^<14>Cーpregnenoloneを用いると、PMSGは^<14>Cーprogesteroneを有意に増加させる。PMSGと共にGnRHaを投与すると、^<14>Cーprogesteroneは有意に減少し、20αoHprogesteroneが増加し、20α・SD活性の亢進を示す^<14>Cーandrostenedioneをprecursorとした実験ではPMSGで刺戟されたdromatase活性がGnRHaで抑制された。以上、下垂体におけるdesensitizationの機構の解明を試みると共に卵巣におけるGuRHaの直接作用を検討した。
清涼飲料水等に混入された薬毒物の分析における各種マイクロ抽出法の比較について

【緒言】食品類への薬毒物混入が疑われる事案が発生した場合、警察の捜査において、混入された物質の迅速的同定が求められる。そのため、混入された薬毒物に対し、選択性が高く迅速で効率的なスクリーニングや抽出方法が必要となる。また、物的証拠は少量であることが多く、唯一無二のものであることから、鑑定として消費する量は必要最低限で行われなければならない。このような試料から薬毒物を効率的に抽出するためには、マイクロ抽出という技術手法が適しているものと考えられる。マイクロ抽出法は、抽出媒体が固体であるか液体であるかの違いで固相マイクロ抽出(SPME)と液相マイクロ抽出(LPME)に分けられる。各抽出法の持つ長所と短所は、分析対象物質の特性やサンプルマトリックスなどの違いによって適切な抽出方法を選択していくための要素となる。そこで、薬毒物の混入を想定した試料を調製し、これに対してSPMEとLPMEによる抽出の比較を行った。LPMEは、中空糸膜を抽出用有機溶媒の支持体とした中空糸膜支援液相マイクロ抽出(HFALPME)法を用いた。【実験】フルニトラゼパム(睡眠薬)、エトフェンプロックス(農薬)又はコニイン(アルカロイド)を含有した各水溶液に対し、SPMEとHFALPMEによる抽出操作を行った。各抽出法によって得られた抽出物は、ガスクロマトグラフィー質量分析により測定を行い、各抽出操作において得られた抽出量を比較した。SPMEはSupelco社のデバイスをそのまま用いた。HFALPMEは、中空糸膜としてMEMBRANA社製のAccurel Q3/2を用い、抽出溶媒としてトルエン又はクロロベンゼンを用いて行った。手順は、マイクロシリンジの先端に長さ1cmの中空糸膜を取り付け、抽出溶媒に浸した後、これを試料の中に入れ抽出を行った。【結論】水溶液中のフルニトラゼパムにおいては、HFALPMEの抽出量はSPMEの約3倍であった。エトフェンプロックス及びコニインにおいてはSPMEのほうが抽出率は良好であった。また、果汁飲料のような複雑なマトリックス中からの薬毒物抽出においては、中空糸膜は抽出用有機溶媒の支持体としてだけではなく、フィルターとしての効果があった。
口腔領域のペルオキシソームの機能-口腔疾患との関連-

1.口腔領域のペルオキシソームの単離・精製肝臓・腎臓の典型的なペルオキシソームの単離に用いられてきた方法を改変し、口腔領域に存在すると思われる比較的小型のマイクロペルオキシソームに焦点をあてた単離法を開発した。結果:ratの唾液腺(下顎腺)ホモジネートから分画遠心法により得られたlight mitochondrial fraction(330012500Xg、肝ペルオキシソームは通常この画分に沈降する)上清を、40000Xgで遠心した沈降画分をNycodenz密度勾配遠心法により分画した。その結果、唾液腺ペルオキシソームは他のオルガネラ(ミトコンドリア、マイクロソームおよびリソソーム)と良好な分離を示した。口腔領域のペルオキシソームの機能(1)ratにペルオキシソーム増殖剤であるクロフィブレートを投与し、1.に示した手法を用いて、下顎腺のペルオキシソームを単離し、肝臓から単離したペルオキシソームと機能を比較した。結果:クロフィブレート処理により肝臓ペルオキシソームの脂肪酸beta-酸化活性は著しく上昇(約10倍)したが、下顎腺ペルオキシソームのbeta-酸化活性は変化しなかった。ペルオキシソームに存在する唯一のトランスアミナーゼであるalanine:glyoxylate aminotransferase(AGT)の活性は、肝臓ペルオキシソームでは高かったが、唾液腺ペルオキシソームではほとんど検出されなかった。これらの結果は唾液腺ペルオキシソームが肝ペルオキシソームと異なる機能を持つことを示唆する。(2)ペルオキシソームの一般的機能を解明する目的で、比較的安定なペルオキシソームが得られるニワトリ肝からペルオキシソームを単離し(1)低分子化合物の膜透過性、(2)飢餓に対する応答、を検討した。結果:ペルオキシソーム膜はAGTの補酵素であるpyridoxal-5'-phosphateに対して、良好な透過性を示した。(3)飢餓に応答してペルオキシソームのAGT活性は変化しなかったがミトコンドリアのAGT活性は著しい上昇(約100倍)を見せた。これらの生理的意義については現在検討中である。
電荷秩序・電荷不均化系における異常磁気伝導

今年度は交付申請書に従って研究を進め、下記の成果を得た。1. InFe_2O_4の磁場中誘電率測定を行った。フェリ磁性転移と電荷秩序が同時に起こるため、強磁場中では磁気相が安定となり、転移温度が上昇する様子を観察することが出来た。2. CaFeO_3は電荷不均化に伴って斜方晶から単斜晶に結晶構造転移し、さらにスクリュー型の反強磁性秩序を示す。単斜晶の結晶構造とスクリュー磁気秩序が共存する場合に2次の非線形光学効果が発現する、との理論的予測がなされたため、この検証を行つた。残念ながら、非線形光学効果を観測することは出来なかった。3.高圧合成法によつて、新しいAサイト秩序型ダブルペロブスカイトLaCu_3Fe_4O_<12>の合成に成功した。放射光X線回折による構造解析とメスバウアー効果の測定から、この物質が室温ではLa^<3+>Cu^<3+>_3Fe^<3+>_4O_<12>の価数状態を持っており、昇温すると393Kで3Cu^<3+>+3e^-→3Cu^<2+>、4Fe^<3+>-3e^-→4Fe^<3.75+>と書き表される電荷移動が起こって、La^<3+>Cu^<2+>_3Fe^<3.75+>_4O_<12>となる事を見いだした。この際にペロブスカイトの骨組みを作るBサイトの鉄イオンが+3から+3.75に酸化されるため、絶縁体から金属に転移し、同時に1%の体積収縮(負の熱膨張)が起こることを発見した。今年度は交付申請に従って研究を進め、下記の成果を得た。1.InFe_2O_4の純良試料を合成、230Kで2Fe^<2.5+>→Fe^<2+>+Fe^<3+>の電荷秩序とフェリ磁性秩序が同時に起こることを見いだした。また、放射光X線回折で電荷秩序に対応する超格子ピークを観察した。さらに、電荷秩序の成長が遅く、誘電率が冷却速度に大きく依存することを見いだした。2.2Ni^<3+>→Ni^<2+>+Ni^<4+>で表される電荷不均化を示すPrNiO_3について、4GPaの圧力下で育成した単結晶試料を用いて反射配置での第二高調波発生を測定、ボンド長の繰り返しと反強磁性秩序の共存による空間反転対称性の破れの検出を試みた。3.15GPaの高圧下で、珍しいFe^<4+>イオンを含むCaCu_3Fe_4O_<12>の良質試料を合成、220Kで2Fe^<4+>→Fe^<3+>+Fe^<5+>で表される電荷不均化とフェリ磁性秩序が同時に起こることを見いだした。CaFeO_3やSrFeO_3ではヘリカルな配置をしていたFeスピンが、強磁性的な配列に変化している。4.BiNiO_3について、1GPaの圧力下で放射光X線回折と電気抵抗測定を行い、Bi^<3+>_<0.5>Bi^<5+>_<0.5>Bi^<2+>O_3で表されるBiの電荷不均化が520Kで融解することを見いだした。この高温相がBi^<4+>Ni^<2+>O_3なのか、Bi^<3+>Ni^<3+>O_3なのかを確かめるための中性子回折実験とX線吸収実験を20年度に行う予定である。
昭和初期に設計・製造された工作機械の３次元モデルによる可視化

工業技術博物館に収蔵されている工作機械の製作用図面から、3D-CADによる3Dモデル作成し、その可視化された構造から工作機械の発展過程・外観・内部構造等の調査を行い、その結果を本博物館の展示解説資料の一部に提供することを目的とした研究を進めた。これまでに作成したフライス盤4機種、中ぐり盤1機種、大型強力旋盤1機種の合計6機種の3Dモデルを作成しており、機械技術史研究の資料として供し活用している。作成した3Dモデルを活用して該当工作機械を製造した東京瓦斯電氣工業の調査を実施し、また、作成・調査した結果を活用して、工業技術博物館内にデジタルサイネージ装置により、研究結果を掲示した。日本工業大学工業技術博物館には、約300点以上の工作機械や昭和初期に描かれた数多くのオリジナルの工作機械製作用図面約200機種分が収蔵されている。工作機械に盛り込まれている秀逸な機械構造は、コラム内部など機械部品に覆われた箇所に設置されていることが大半であり、その形状や動作などの詳細な観察をすることは困難である。そこで本年度の研究では、これらの工作機械製作用図面を基に機種ごとの全ての機械部品を3D-CADにより3Dモデルを作成することで、それらの観察を可能とし、機械構造を可視化した。本年度では、東京瓦斯電気工業株式会社造機部設計課が昭和9年に設計し、製造・販売された大型強力旋盤の3Dモデルを制作した。研究対象となった大型強力旋盤は、ベッド長は8000mm、最大加工径960mmを超え、ヘッドストック内の歯車には、モジュール9・10・14の大型歯車が組み込まれた大型部材を高精度に旋削する機能を有する特徴をもつ、富国強兵時代を象徴する工作機械のひとつである。大型強力旋盤の図面全539枚のデジタル化を施し、部品761種をSolidWorksにて3Dモデルを完成させ構造の調査を実施した。過去に設計・製作され、名機と評価されながらも、現存しない昭和初期の工作機械が3Dモデルで現代に復元され、任意の角度・断面で観察可能となることは、現在の技術者の創造力の育成に貢献し、機械技術史研究の確立と新技術創造手法の確立が期待できる。工作機械に盛り込まれている秀逸な機械構造は、コラム内部などに設置されていることが大半であり、詳細な観察をすることは困難である。そこで本年度の研究では、これらの工作機械製作用図面を基に機種ごとの全ての機械部品を3D-CADにより3Dモデルを作成することで機械構造を可視化した。本年度では、東京瓦斯電気工業株式会社造機部を前身とする日立工作機株式会社が昭和初期に設計し、製造・販売されたホリゾンタルボーリングエンドドリリングマシンとポータブルミーリングマシンの2機種の3Dモデルを制作した。研究対象となったそれぞれの大型工作機械は、全長約2225mm・高さ約3272mm・主軸回転数16段階に調節可能な中ぐり盤と全長約2950mm・高さ約2997mmの可搬可能なフライス盤である。大型部材を高精度に切削する特徴をもつ、富国強兵時代を象徴する工作機械の一端を担っていた。それぞれの工作機械は、467枚と322枚の図面で描かれ、すべてデジタル化を施し、SolidWorksにて3Dモデルを完成させ構造の調査を実施した。これまでに作成したフライス盤4機種、大型強力旋盤1機種の合計5機種の3Dモデルを作成しており、機械技術史研究の資料として供し活用している。本年度は、継続して3Dモデルを作成し、また、該当工作機械を製造した東京瓦斯電氣工業の調査を実施した。1. 3Dモデル作成平成27年度、本研究では、新たに東京瓦斯電氣工業製タイヤボーリングマシンの3Dモデル制作した。当該工作機械のオリジナル製作用図面は、1932(昭和7)年にA1A4サイズ相当の和紙に手書き(墨書き)で描かれた917枚、総部品点数は、884点である。当該工作機械を製造用図面から3Dモデルを作成して調査することにより、昭和初期に設計・製造された工作機械に採用された秀逸な内部構造を含めた特徴等を一次資料(実物)以上に効果的に解説できた。2.東京瓦斯電氣工業の調査得られた3Dモデルを提示資料として、東京瓦斯電氣工業の造機部門を引き継いだ日立精機のOBの複数の方に聞き取り調査を実施した。制作した3Dモデル・収蔵している製作用図面・文献資料を提示して調査した結果、1940-1950年代に各部署が分社化した東京瓦斯電氣工業は、60年以上経た現在においては、当時を鮮明に記憶している同社幹部社員から直接の口述を得ることは困難であった。

しかし、調査の際に、当時の文献資料の収集が行えており、今後、これらの工作機械が、現代の機械技術発展に貢献してきた経緯を調査・検討する。工業技術博物館に収蔵されている工作機械の製作用図面から、3D-CADによる3Dモデル作成し、その可視化された構造から工作機械の発展過程・外観・内部構造等の調査を行い、その結果を本博物館の展示解説資料の一部に提供することを目的とした研究を進めた。これまでに作成したフライス盤4機種、中ぐり盤1機種、大型強力旋盤1機種の合計6機種の3Dモデルを作成しており、機械技術史研究の資料として供し活用している。作成した3Dモデルを活用して該当工作機械を製造した東京瓦斯電氣工業の調査を実施し、また、作成・調査した結果を活用して、工業技術博物館内にデジタルサイネージ装置により、研究結果を掲示した。本年度は、平成14年8月に廃業した工作機械メーカー(日立精機)にて保存されていた大正期昭和初期頃まで設計・製造された工作機械、約200機種のなかから、日立工作機株式会社製ホリゾンタルボーリングエンドドリリングマシンとポータブルミーリングマシンの2機種を選定し、3Dモデルを完成させ構造の調査を実施した。これまでに、東京瓦斯電気工業株式会社製のフライス盤2機種と大型強力旋盤の3Dモデル制作を実施し、1機種あたり1500点を超える3Dモデルの制作とアセンブリに実績は有していたが、本年度研究対象となった工作機械2機種は、組み立て図と一部部品図の欠落等があり、3Dモデル制作には想定外の時間を要してしまった。欠落している部品図を補い、完成させた3Dモデルから、「大出力の動力の伝達機構」・「大型のテーブルを自動送りする巧みな機構」・「大型でありながら可搬型とした構造」などの昭和初期の技術者達が考案した秀逸な機械技術が明確に観察することができた。3Dモデルで表示した際に隠れてしまう部位・微細な加工箇所も省略することなく、1年度で1機種以上の3Dモデルを完成させたことは計画どおりである。本年度完成させた3Dモデルは、多階調のモノトーンで表現されており、「3Dモデルは、機能・機械要素等で分類・着色し多様な目的に応じた観察・調査にも対応可能とする。」とした当初の目的を充分には満たしていないのが現状である。「機能」の分類調査が不充分であったことが原因と考察される。また、本年度は、工作機械メーカーや工作機械作業現場において聞き取り調査等を実施する計画であったが、3Dモデル制作に注力したため、調査の実施が滞ってしまった。技術史平成24年度までに本研究者は、「昭和11年・東京瓦斯電気工業製・S型フライス盤」と「昭和14年・東京瓦斯電気工業製・T型フライス盤」の3Dモデルを制作し、平成25年度に「昭和9年・東京瓦斯電気工業製・大型強力旋盤」を完成させた。平成26年度には、先述のとおり、これまでとは異なった機種となる大型中ぐり盤と可搬型フライス盤の3Dモデルを完成させ、複数機種の3Dモデルを順次作成させている。最終年度となる平成27年度には、技術的進化を具体的に調査・観察するために類似形式で製造年代の異なるフライス盤や旋盤、そしてボール盤・研削盤など他機種の工作機械の3Dモデル制作をさらに追加して行う。併せて、制作した3Dモデルの工作機械に関連する写真資料・文献資料等を探索し、可能であれば製作当時の工場従事者などから聞き取り調査も実施する計画である。また、市販の「画像データから2D-CAD変換ソフト」・「2D-CADデータから3Dモデルへの変換ソフト」の本研究への有用性をも検討する。
新たな津波被害スケールに基づく広域津波災害時の連携情報システムの開発

広域津波災害発生直後に沿岸部自治体(府県・市町村)が行う初動対応の意志決定を支援する津波防災情報システムを構築した.東海地方から九州にかけての沿岸部において発生する巨大地震を想定し,以下の要求仕様を満足するシステムのプロトタイプを開発し試験運用を行った.(1)津波発生直後にリアルタイムでシミュレーションを実行し,特に最大津波高さ,最大流速を表示すること.(2)津波の予測情報と観測情報を一元集約して表示すること.次に,巨大津波発生直後に津波災害が社会に与える影響度や地域の津波災害に対する脆弱性を評価する指標として,津波影響人口PTE(Potential Tsunami Exposure)を提案した.2004年のスマトラ沖地震津波災害に適用した結果,この津波災害によるインド洋の津波影響人口PTEは,インド洋沿岸部に来襲する4.09m以上の津波に対して推算すると2005年2月時点の死者・行方不明者数297,046人とほぼ一致することが分かった.スンダ海溝に沿って発生し得るM9クラスの巨大地震の4シナリオを想定し,インド洋の津波災害ポテンシャルの評価を行った.それぞれのシナリオに対してPTEを算定した結果,ベンガル湾に向かうシナリオ(1)の津波が最も甚大な人的被害を及ぼし得ることが分かった.2004年型と同じ規模で津波が発生した場合,5.7m以上の津波に対するPTEは70万人以上におよぶため,2004年のケースが必ずしもインド洋における最悪のイベントになるとは限らないことが示された.広域津波災害発生直後に沿岸部自治体(府県・市町村)が行う初動対応の意志決定を支援する津波防災情報システムを構築し,その仕様を提案する.すなわち,(1)各種津波被害の程度を津波高と流速の関連で明らかにし,新たな津波被害関数とその表示スケールを構築すること,(2)情報空白期においては,数値シミュレーションと被害関数に基づき,津波被害の程度を迅速かっ多角的に予測するモデルを開発すること,(3)西日本太平洋沿岸部から大阪湾にかけての津波観測施設のネットワーク化を行い,津波の来襲状況から実被害の程度を面的かっ広域に把握する論理体系を構築すること,(4)津波被害の予測情報,観測情報,実被害情報を一元集約し,時々刻々と展開する災害対応の業務に各自治体が連携して利用できるシステムおよび情報処理の共通仕様を提案すること,の4つの課題に取り組む.平成16年度は,津溝防災情報システムのプロトタイプとして,リアルタイムで実施する津波シミュレーションシステムの開発を行った.東海地方から九州にかけての沿岸部において発生する巨大地震を想定し,断層の位置やマグニチュード,断層メカニズムを入力するインターフェースから必要情報を入力し,津波高予測をリアルタイムで行い,WEBサーバにおいて表示できるシステムを開発した.また,津波の被害スケールについては,過去の津波事例(1993年北海道南西沖地震,1983年日本海中部地震)を参考にし,津波高さと家屋被害の程度の関係を整理し,対象領域の津波浸水深に対して建物被害率を求めることができる建物被害関数を構築した.広域津波災害発生直後に沿岸部自治体(府県・市町村)が行う初動対応の意志決定を支援する津波防災情報システムを構築した.東海地方から九州にかけての沿岸部において発生する巨大地震を想定し,以下の要求仕様を満足するシステムのプロトタイプを開発し試験運用を行った.(1)津波発生直後にリアルタイムでシミュレーションを実行し,特に最大津波高さ,最大流速を表示すること.(2)津波の予測情報と観測情報を一元集約して表示すること.次に,巨大津波発生直後に津波災害が社会に与える影響度や地域の津波災害に対する脆弱性を評価する指標として,津波影響人口PTE(Potential Tsunami Exposure)を提案した.2004年のスマトラ沖地震津波災害に適用した結果,この津波災害によるインド洋の津波影響人口PTEは,インド洋沿岸部に来襲する4.09m以上の津波に対して推算すると2005年2月時点の死者・行方不明者数297,046人とほぼ一致することが分かった.スンダ海溝に沿って発生し得るM9クラスの巨大地震の4シナリオを想定し,インド洋の津波災害ポテンシャルの評価を行った.それぞれのシナリオに対してPTEを算定した結果,ベンガル湾に向かうシナリオ(1)の津波が最も甚大な人的被害を及ぼし得ることが分かった.2004年型と同じ規模で津波が発生した場合,5.7m以上の津波に対するPTEは70万人以上におよぶため,2004年のケースが必ずしもインド洋における最悪のイベントになるとは限らないことが示された.
計算論的手法を用いた鳥の歌文法獲得過程の解明

歌鳥は、歌の学習における脳の複雑なメカニズムに対する良いモデルとして、活発に研究されてきた。雄のジュウシマツは、外部モデルを模倣することにより歌を学習する。記号列として表現される音の系列である。我々は、計算論的手法を用いて、このような歌の音素列からジュウシマツの歌文法を自動抽出するシステムを構築し、歌文法の発達過程のモデル化とその実データによる検証を行った。我々の実験結果は、このような動作系列に関する実験が、新知識の発見には重要であることを示唆している。本研究の第一段階として、ソナグラムからの音素の切り出しを自動化した。具体的には、Wiener entropyや、frequency moduration等の特徴量を用いた音素の切り出し法や、音素のクラスタリング手法を確立し、その結果を用いて、音素の自動抽出プログラムを完成させた。オートマトンAの状態遷移の向きを反転し、さらに、初期状態と最終状態を入れ替えて得られるオートマトンをAの逆オートマトンという。決定性有限オートマトンAの逆オートマトンも決定性有限オートマトンであるとき、AをO可逆オートマトンと呼ぶ。O可逆オートマトンにより受理される言語をO可逆言語という。さらに、k文字先読みを許せば、Aの逆オートマトンが存在するとき、Aをk可逆オートマトンという。Angluinは、与えられた正例の集合から、それを受理する最小状態数のk可逆オートマトンを、多能式更新時間で極限同定する機械学習アルゴリズムを示した。ここで正例とは、目標の言語に属する記号列のことである。ジュウシマツの歌を目標の言語と考える場合には、うたい間違いの無い歌のサンプルが正例となる。本研究では、Angluinの学習アルゴリズムの入力として、ノイズのまったく無い完全な歌データを仮定することは現実的ではないので、なんらかのノイズ対策を考える必要がある。ジュウシマツによるノイズや、人為的なノイズは、正しい状態遷移に比べれば、出現頻度は非常に小さいはずである。そこで、音素間の状態遷移確率を計算し、ある設定値以下の遷移をノイズとして削除した。また、音素間の遷移だけでなく、データの末尾であることも遷移の一つと考えることにより、歌を途中で止めてしまったというノイズにも対応できるようにした。そこで、(1)音素間の状態遷移確率を計算して、ある設定値以下の遷移をノイズとして削除し、また、(2)音素間の遷移だけでなく、データの末尾であることも遷移の一つと考えることにより、歌を途中で止めてしまった場合のノイズにも対応できるように、システムを拡張した。決定性有限オートマトンAの逆オートマトンも決定性有限オートマトンであるとき、Aを0可逆オートマトンと呼ぶ。0可逆オートマトンにより受理される言語を0可逆言語という。そこで、(1)音素間の状態

遷移確率を計算して、ある設定値以下の遷移をノイズとして削除し、また、(2)音素間の遷移だけでなく、データの末尾であることも遷移の一つと考えることにより、歌を途中で止めてしまった場合のノイズにも対応できるように、システムを拡張した。
スピン偏極低速陽電子回折による表面磁気構造の研究

アイソトープから放出されるスピン偏極陽電子を利用したスピン偏極低速陽電子ビーム装置を開発した。陽電子のエネルギーの単色化に固体希ガスモデレータを使用し、透過型リモデレータ設置予定位置にて、直径0.2 mm (半値全幅)の5 keVのスピン偏極低速陽電子ビームが得られた。また、加速器ベースの非スピン偏極陽電子ビームを透過型リモデレータ及びレンズ系で輝度増強したビームを用いることで、Ge(001)-2x1構造の低速陽電子回折(LEPD)パターンの観測に成功した。平成28年度は,スピン偏極陽電子源として,Na-22陽電子線源部の作成を行なった.74MBqの22NaCl水溶液の入ったアンプル3本分(合計222MBq)を遠隔操作によりマイクロシリンジで12μlずつカーボンに穿った直径1.5mm深さ0.6mmの孔へ滴下・乾燥して線源を作成した.この線源を密閉する容器を作成し線源を密封した.密閉容器のTi薄膜を介したビーム取り出し部は,希ガス固体モデレータにより効率良く陽電子エネルギーの単色化を行なうために2段からなるコーン状のものを作成した.このコーン形状の開口部の直径が最終的なビーム質を決定することになるため,できるだけ小さな径となるようにするが,線源作成時の22NaCl水溶液滴下システムの仕様及び希ガス固体モデレータの効率など総合的に判断し,出口の開口部の直径は2.4mmとした.希ガス固体モデレータを利用するための冷却システムと希ガス導入システムを構築した.低速陽電子ビームを静電輸送させるためのアインツェルレンズ3組からなる静電輸送システムと,陽電子のスピンの向きを進行方向に垂直するためのスピンローテータを構築した.線源部からビームを引き出すための引き出しグリッドを取り付け,線源と,引き出しグリッドを含む光学系の中心軸が線源部を10K以下に冷却した状態で精度良く一致させるよう微調整を行なった.これらのシステムにより輸送したスピン偏極陽電子ビームの透過型輝度増強システム用チャンバーを作成した.ビーム評価まではいたっていないものの,限られた予算の中で,廃品等をうまく利用しながらまずは初年度の目標としていたビームラインの構築を進めることができた.前年度に作成・構築したNa-22陽電子線源ベースの静電輸送によるスピン偏極低速陽電子ビーム装置において、実際にビームを出してビーム試験を行なった。150 MBq程度の線源から放出された高速陽電子を希ガスモデレータで減速・単色化(エネルギー幅は10 eV程度)し、4 keVのエネルギーでビームを輸送した。ビーム装置全体を覆うようコイルを設置し電流を流して地磁気をキャンセルし、地磁気によるビーム軌道に与える影響を低減した。透過型リモデレータ設置予定位置にマイクロチャンネルプレートを置いてビームを観測し、同時にその近くに置いたγ線検出器を用いてビーム強度も評価した。ビーム径は半値全幅で0.2 mm程度、ビーム強度は毎秒1万個程度であった。また、透過型リモデレータより下流側の輝度増強後のビーム輸送レンズ系については、既存のレンズ系を改良した設計とシミュレーションを行なった。このレンズ系は、リモデレータからの再放出陽電子をいったん800 eV程度まで加速し、60 cmほど輸送した後に減速して試料に入射するものである。陽電子ビームはリモデレータ付近で9割方消滅するが、ビームをより遠くに輸送してから回折実験装置に導入することで、陽電子消滅に伴って放出されるγ線由来の回折パターンにおけるバックグラウンドを低減することができる。さらに、実際の陽電子回折実験については、加速器ベースの非スピン偏極陽電子ビームを既存の透過型リモデレータで輝度増強したビームを用いて行ない、Ge(001)-2x1構造の低速陽電子回折パターンの観測に成功した。来年度は,透過型リモデレータ位置におけるビーム評価をまず行なう.続いて,透過型リモデレータより下流側の輝度増強後のビーム輸送レンズ系のシミュレーションと作成を行なう.また,実際に輝度増強ビームを出し,ビーム径,ビーム発散角度,ビームエネルギー分散,スピン偏極率についてのビーム評価を行なう.検出器の手配がつけば,試料への斜入射による00スポット強度の入射ビームエネルギー依存性の計測と解析を行なう.陽電子科学リモデレータより下流側の静電レンズ系の設計に関して,当初予定していたデザインでは問題があることが,本研究とは別の研究プロジェクトの結果から判明した.具体的には,リモデレータからの陽電子消滅ガンマ線が,LEPD検出器にバックグラウンドの主要な原因となり,回折パターンの観測が著しく困難となるという問題である.

この問題を回避するため,急遽設計変更のためのシミュレーションを慎重に行う必要が出たため,実際にこの部分のレンズ系を作成をするのは次年度に延期することにした.改良案は,リモデレータからの再放出陽電子をいったん800eV程度まで加速し,60cmほどビームライン下流側に輸送し,その後に減速して試料に入射するというものである.これにより,リモデレータにおける消滅ガンマ線によるバックグラウンドを当初設計案と比較して1桁減じることができる.次年度は本改良案に基いた光学系のシミュレーションの最終確認と,設計・作成を行なう.
PC12細胞における分化情報蛋白質の動態解析

PC12細胞は神経成長因子(NGF)によって、未分化状態から神経細胞様の形態に分化する。本研究では、分化過程における3つの主要な細胞内情報伝達分子、TrkA NGF受容体、低分子量GTPase Rasの活性変動を可視化計測し、分化状態遷移の分子機構を探索することが目標である。今年度はNGFとその受容体であるTrkAの複合体の細胞膜における動態と、情報伝達反応の1分子計測を行った。複合体の運動にはランダム拡散状態と停止状態があり、個々の複合体が2つの状態を1秒前後で行き来することが観察された。状態間の遷移は両方向とも確率的に起こり、それぞれひとつの律速段階をもつ。停止時においては、複数の複合体が会合体を作ることが観察された。また、停止はTrkAの持つリン酸化活性に依存していた。リン酸化したTrkAは細胞質蛋白質Shcを介してGrb2/Sos複合体に認識され、Sosは細胞膜の低分子量GTPase Rasを活性化するとされている。活性化したRasは細胞質のリン酸化酵素であるRaf1に認識される。Cy3-NGFとGFP-Raf1を同時に1分子観察すると、細胞膜でCy3とGFPの蛍光輝点の共局在が起こる。これはCy3-NGFからGFP-Raf1への情報伝達複合体の形成が1分子レベルで観察されたことを意味している。1分子レベルの共局在は常にCy3-NGFが停止状態にある時に起きた。すなわち、NGF/NGF受容体複合体は細胞膜上をランダムに動き回りながら、細胞内に取り込まれるまでの数分間に間歇的に細胞質の情報伝達蛋白質と複合体を形成して、細胞内に情報を伝える。情報伝達複合体はNGF,NGF受容体(TrkA,p75),Shc,Grb2,Sos,Ras,Raf1といった多くの蛋白質を含むと予想されるが、それはほとんどひとつの律速反応で形成されるといったことが明らかになった。
「胚盤胞補完による異種キメラ臓器再生」～マウス生体内にラット幹細胞由来心臓を作製

1心臓形成転写因子Nkx2.5+/-マウス同士を交配し、2.5dpcの受精卵を採取し、2DsRed標識マウスES細胞を培養、31の受精卵に、2のES細胞を注入し、仮親マウス子宮に移植。4得られた胎仔におけるDsRed陽性細胞の分布を調べたところ、同種キメラの形成が観察された。5同種キメラ胎仔の全身臓器を固定し、DsRed標識ES細胞の分布を調べた。その結果、一部マウスで比較的心臓に限局したDsRed蛍光が観察された。ただし、Nkx2.5-/-受精卵は得られていなかった。6蛍光標識ラットiPS細胞由来心筋細胞の電気生理特性をライブセルイメージングシステムを用いて観察評価した。1心臓形成転写因子欠損マウス:Nkx2.5ノックアウトマウス(Terami et al. Biochem Biophys Res Commun 2007)のヘテロマウスNkx2.5(+/-)を入手し、繁殖した。その後、Nkx2.5(+/-)マウス同士を交配し、2.5 dpcの受精卵を採取した。2マウス蛍光標識ES細胞:DsRed標識ES細胞を未分化状態で維持培養した。3胚盤胞への細胞移植:上記1で採取し、培養した受精卵(胚盤胞)に、2のES細胞を顕微鏡下で注入した。その後、卵割を確認した後で、仮親マウスの子宮への移植を行った。4同種キメラマウス心の形態・機能評価(in vivo実験):上記3で仮親マウス子宮内に移植した受精卵から受精後胎仔について、蛍光実体顕微鏡を用いてDsRed陽性細胞の分布を調べた。4同種キメラマウス心の形態・機能評価(in vitro実験):上記3で仮親マウス子宮内に移植した胎仔マウス(14個体)について、心臓および全身臓器を固定し、蛍光標識した野生型マウスES細胞あるいはマウスiPS細胞の分布を調べた。その結果1個体(胎仔)において、心臓全体でDs-Redによる蛍光が観察され、マウス同種による胚盤胞補完が生じた可能性が示唆された。1心臓形成転写因子欠損マウス:Nkx2.5ノックアウトマウスの分与を受け、繁殖した。ヘテロマウス同士をメイティングし、2.5 dpcの受精卵を採取した。3胚盤胞への細胞移植:上記1で採取した受精卵(胚盤胞)に、2のES細胞を顕微鏡下で移植した。その後、卵割を確認した後で、仮親マウスの子宮に移植した。その後以下の5の固定標本を用いた免疫組織染色の結果と対比する。5同種キメラマウス心の形態・機能評価(in vitro実験):上記4で仮親マウス子宮内に移植した胎仔の心臓および全身臓器を固定し、蛍光標識した野生型マウスES細胞あるいはマウスiPS細胞の分布を調べた。その結果、一部のマウスで比較的心臓に限局したDsRed蛍光が観察され、胚盤胞に移植したDsRed発現細胞によるキメラ形成が行われている様子を観察記録した。その後、肝細胞から細胞を単離しFACSによりDsRed(-)細胞(すなわち交配マウスの受精卵由来)を採取し、Nkx2.5のジェノタイピングを行なった。6ラットiPS細胞の培養:ラット蛍光標識iPS細胞を未分化状態で維持培養後、心筋細胞への分化・誘導を行い、ラットiPS細胞由来心筋細胞の電気生理特性をライブセルイメージングシステムを用いて観察し・評価した。再生医学、循環器内科学Nkx2.5(+/-)マウスの繁殖、交配し、受精卵(2卵割期)採取の実験を頻回に実施していたが、受精卵を抱卵していることが極めて少なく、また、繁殖スペースも限られていたため、実際にES細胞を受精卵に移植する実験を実施できる回数が限られていることが理由。Nkx2.5(+/-)マウスの繁殖スペースを新たに確保し、交配できる維持個体数を増やすとともに、交配とこの遅れを取り戻すために繁殖数を増やすして、最大限の努力を引き続き行う。その上で、受精卵が順調に採取できるようになったら、同種キメラマウス心の形態評価に加え、機能評価実験を、胎仔および出生後の新生仔、さらに生後2週齢、4週齢、8週齢のマウスについて、実施する。さらに、心臓構成細胞中どのタイプの細胞に蛍光標識細胞が見られるかを観察する。

さらに、蛍光標識心筋細胞の電気生理特性をOptical mapping法、単離心筋細胞のCa感受性/電位感受性色素を用いたイメージング実験により調べる。また、同種ES細胞での胚盤胞補完が確認できたら、マウス-ラット異種ES、マウス-ラット異種iPS(ラットiPSをマウス受精卵に移植)ついての実験を行う。