hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格子歪み変調による半導体一次元テラス巾のデジタル制御

Si(110)を清浄化すると"16x2"と呼ばれる再構成表面が得られる。この表面はSi(111)7x7やSi(100)2x1の再構成表面とは性質が異なり、表面に高密度のステップが一次元的に配列するという特徴をもつ。この表面ではペンタゴンと呼ばれるシリコンの五員環クラスターが基板の対象性を崩すように配列しており、この構造の形成に伴い表面に多大の格子歪をもたらしている。この歪を緩和させるために表面にステップが導入されると考えられる。本一次元構造は次世代電子デバイスのテンプレート基板として、また生体試料などの固定用基板としてきわめて重要である。本研究はこの歪を人工的に制御することによりステップ密度、すなわち1次元テラス巾を変化させようとするものである。手段としては金属元素の微量ドーピング法を用いた。スズを吸着させたところ、"16x2"構造が"28x2"構造となることをはじめて見出した。トンネル顕微鏡による詳細な原子配列の観察の結果、28x2ではスズが3量体クラスターとしてペンタゴン間に挿入されていることが分かった。これによりペンタゴンによる歪が軽減されステップ密度が減少し、テラス巾が約2.5nmから4nmに増加したと考えられる。このほか、Si(110)の形成過程を調べるため相転移温度近傍での直接観察、ペンタゴンの歪の効果を調べるため原子状水素の反応過程を調べた。特に後者は水素終端という点からも重要な知見となる。予想通り水素原子は歪が最も集中している原子サイトに選択的に吸着した。飽和吸着しても表面の凹凸構造は維持されており大気中での基板の使用も可能であることが判明した。ゲルマニウム表面も同様の再構成を示し現在スズ蒸着実験が進行中である。シリコン表面に関する原子レベルの研究は盛んであるが、本研究で着目したのはもっとも研究例の少ない(110)面である。この表面を清浄化すると一次元の凹凸構造が形成される。その周期は5nmであり、低次元構造のテンプレートとして最適であると考えられる。表面の原子配列は我々が独自に解析し、シリコンの5員環(ペンタゴンと呼ぶ)がペアをなしていることを見出した。ただしこのペンタゴン構造はバルクとは異なる構造であり何らかの歪み場が生じるものと容易に考えられる。この歪みを緩和するために凹凸、すなわちステップが導入されたと理解してもよい。このような視点から、この歪みを変化させるとステップの密度、すなわち周期を制御しようというのが本研究のアイディアである。ここで歪みを変化させる方法として、同属原子であるスズ、ゲルマニウムを表面に吸着させることに着想した。本年度はスズを吸着させ周期の制御が可能であるかどうかを調べ以下の結果をえた。(1)Si(110)"16x2"清浄表面にスズを吸着していくと、0.4MLまでの吸着量に対して、"28x2","14x2","7x2"と構造が変化し、凹凸周期が大きくなり最終的にはフラットになることを見出した。(2)特に"28x2"は高い秩序で配列し、凹凸の繰り返し周期が8nmと最初にくらべて1.6倍に増大した。このときの原子レベルのトンネル顕微鏡観察の結果、スズがクラスターとしてペンタゴン間に位置し、ペンタゴン間の平均距離が増大していた。この距離の増大に伴い歪みが緩和された結果凹凸周期が広がったと考えられる。テラス内のペンタゴンの数が整数で変化することからデジタル制御とよぶ。

この表面はSi(111)7x7やSi(100)2x1の再構成表面とは性質が異なり、表面に高密度のステップが一次元的に配列するという特徴をもつ。この表面ではペンタゴンと呼ばれるシリコンの五員環クラスターが基盤の対象性を崩すように配列しており、この構造の形成に伴い表面に多大の格子歪をもたらしている。この歪を緩和させるために表面にステップが導入されると考えられる。本一次元的構造は次世代電子デバイスのテンプレート基盤として、また生体試料などの固定用基盤としてきわめて重要である。本研究はこの歪を人工的に制御することによりステップ密度、すなわち一次元テラス巾を変化させようとするものである。手段としては金属元素の微量ドーピング法を用いた。スズを吸着させたところ、0.2MLにおいて"16x2"構造が"28x2"構造となることをはじめて見出した。トンネル顕微鏡による詳細な原子配列の観察の結果、28x2ではスズが3量体クラスターとして、ペンタゴン間に挿入されていることが分かった。これによりペンタゴンによる歪が軽減され、ステップ密度が減少し、テラス巾が約2.5nmから4nmに増加したと考えることができる。このほか、Si(110)の形成過程を調べるため相転移近傍温度での直接観察、ペンタゴンの歪の効果を調べるため原子条水素の反応過程を調べた。特に後者は水素終端という点からも重要な知見となる。予想通り水素原子は歪みが最も集中している原子サイトに選択的に吸着した。飽和吸着しても表面の凹凸構造は維持されており大気中での基盤の使用も可能であることが判明した。尚、ゲルマニウム表面も同様の再構成を示し現在スズ蒸着実験が進行中である。
中華民国期の越劇におけるメディア・観客の位相に関する研究

本研究は、二十世紀前半の中国都市芸能演劇史における越劇の位相について、発展形態とメディア・受容者との相関性という観点に基づき分析することを目睹するものである。その際、新聞記事、図像、劇本・唱本を分析対象とするが、平成30年度は上海図書館近代文献部において、その中でもとりわけ劇本・唱本に重点を置き、閲覧・収集を行った。同図書館においては、関連する同時代の越劇や伝統演劇に関する新聞・雑誌の閲覧・収集も行った。今年度の調査にあたって収集した劇本・唱本は、演じられる物語や時代により大まかな分類を行い、言語に注意を払いつつ内容的な分析を開始している。それにより、どのような層がこうした劇本を受容し、劇場に足を運ぶことに繋がったかを判断する基準を見出すことが可能であると考えるに至った。この調査を踏まえ、「観るのは“私"ー越劇の観客層に関する一考察」(中国モダニズム研究会2018年度第1回研究例会2018年8月9日金城学院大学)と題した研究発表を行った。なお、本年度は予備的な調査によって得られた成果を踏まえ、論文(中国語)「論越劇老生商芳臣ー越劇老生之開拓者」(氷上正・山下一夫編著『地方戯曲和皮影戯ー日本學者華人戯曲曲藝論文集』183ー201頁台湾・博揚文化2018年8月)を刊行することができた。また、メディアにより越劇が視覚的・聴覚的にいかに記録され、発信されたかを知るための伝統演劇における先行例として京劇があげられるが、その一例として、越劇でも重視された役柄である旦(女形)の役者に関する記録に注目、自伝の解題である「程硯秋『身上的事ー程硯秋自述』」(『中国文芸研究会会報』第440号1-2頁2018年6月24日)を作成・掲載した。年度内に予定していた数量に近い資料を収集することはできたが、詳細な整理分類は中途段階にある。また、それらを用いた研究発表は行ったが、関連論考は平成31年度に刊行予定であり、本年度は準備段階にとどまるため。平成31年度以降も引き続き上海図書館近代文献部を中心に、越劇の劇本・唱本の閲覧・収集、およびその整理・分析を継続する。同時に、同時期の越劇および他の中国伝統演劇に関する記事の収集も行う。上記の作業を踏まえ、研究会やシンポジウム等での発表を行いつつ、準備中の論考を刊行する。
確率過程に関する極限定理の研究

本年度の科学研究費により,多くのシンポジウム,セミナー,研究集会等に参加し,研究成果の発表,情報の収集・交換・連絡等を密にして,研究の効果を高めることが出来て,非常に有意義であった.以下本研究において得られた主な結果を報告する.1.{Xn}をR^Pに値をもつランダムベクトルの列で,強定常性をもつものとする. Xの分布に関するルベッグ測度に対する密度関数をf(x)とする. f(x)に関する核型推定量をfn(x)とおく. In=S{fn(x)-f(x)}^2dxについての中心極限定理は以前から多くの研究者によって, {Xn}が独立本確立変数列の場合について研究されてきたが,それらの方法は非独立は場合には提要できなかった.我々は, P.Hollが1984年に発表した論文の方法の中に,非独立な場合に適用可能な内容を見出し,実際に, {Xn}がある種の混合性(絶対正則性)をみたす場合について, Inに対する中心極限定理を説明した.2.{Xn}をRに値をもつ確率変数の列で,強定常性をもつものとする.E(X_o)=0, E(X〓)=α_0^2<∞を仮定する. Sn, r=(X_1+・・・+X_R)/αト[0.1]×R^1上のなめらかな関数列{μm}が局所的に,なめらかな関数uに収束するものとする.によって定義される確率過程の収束を調べ, {Xn}に混合性だけを仮定するならば,独立の場合,マルチンゲールの場合と異って,その極限の確率過程にはドリフトの項が現れることが示された.本年度の科学研究費により,多くのシンポジウム,セミナー,研究集会等に参加し,研究成果の発表,情報の収集・交換・連絡等を密にして,研究の効果を高めることが出来て,非常に有意義であった.以下本研究において得られた主な結果を報告する.1.{Xn}をR^Pに値をもつランダムベクトルの列で,強定常性をもつものとする. Xの分布に関するルベッグ測度に対する密度関数をf(x)とする. f(x)に関する核型推定量をfn(x)とおく. In=S{fn(x)-f(x)}^2dxについての中心極限定理は以前から多くの研究者によって, {Xn}が独立本確立変数列の場合について研究されてきたが,それらの方法は非独立は場合には提要できなかった.我々は, P.Hollが1984年に発表した論文の方法の中に,非独立な場合に適用可能な内容を見出し,実際に, {Xn}がある種の混合性(絶対正則性)をみたす場合について, Inに対する中心極限定理を説明した.2.{Xn}をRに値をもつ確率変数の列で,強定常性をもつものとする.E(X_o)=0, E(X〓)=α_0^2<∞を仮定する. Sn, r=(X_1+・・・+X_R)/αト[0.1]×R^1上のなめらかな関数列{μm}が局所的に,なめらかな関数uに収束するものとする.によって定義される確率過程の収束を調べ, {Xn}に混合性だけを仮定するならば,独立の場合,マルチンゲールの場合と異って,その極限の確率過程にはドリフトの項が現れることが示された.
分子機構に基づく胆道閉鎖症における胆管再生と肝線維化抑制に関する実験的研究

胆道閉鎖症術後の肝の線維化に関わる細胞外マトリックス産生細胞であるhepatic stellate cell(HSC)の活性化を検討するために、はじめに本症臨床例と対照例における肝組織の病理学的検討を行った。すなわち、日道閉鎖症の臨床例17例(平均日齢70.6日)と対照として胆道閉鎖症以外で肝生検を受けた4乳児例(平均日齢79.8日)の手術時に得られた肝組織を用いて、通常のH&E染色とベルリン青による鉄染色、さらに、αmooth muscle actin(SMA)、デスミン、グリア線維性酸性蛋白、シナプトフィジン、CD3、CD68、I型コラーゲン、IV型コラーゲンに対する抗体を用いた免疫組織化学染色を行った。肝組織の線維化は04で評価し、αSMAが高度に発現している細胞を活性化したHSCと判定してその程度をスコア化した。また、HSCの機能を評価するためにデスミン、グリア線維性酸性蛋白、シナプトフィジン、CD3、I型コラーゲン、IV型コラーゲンの発現を同様にスコア化して判定した。その結果、葛西手術の時期には半数以上の胆道閉鎖症の症例でgrade23の肝線維化が出現しており、その中に高度の活性化HSCの発現が見られた。また、CD68陽性のKupffer細胞の増加も認められた。一方、術後に再度肝生検を行った症例の中で、葛西手術後の経過良好例では肝線維化の明らかな改善が認められ、活性化HSCの発現の低下が認められた。すなわち、胆道閉鎖症では生後23ヵ月時の葛西手術の時期に高度な肝の線維化と線維化に関わる因子の発現が見られるが、一方で葛西手術後に肝線維化が進行しない症例も存在し、HSC活性化の分子機構を制御することにより肝線維化を抑制できる可能性が示唆された。
先住民族の土地権原をめぐる文化人類学的研究ーカナダのチルコーティン裁判を事例に

本研究の主たる目的は、カナダ先住民族の権利保障による生活実践への影響、特に裁判所により認められた先住民族の土地権原(Aboriginal title)に基づき、人々がどのように土地利用を展開しているのかを実地調査を通じて検討することにある。本年度は、文献調査を中心的に行いつつ予備的な現地調査も行なった。文献調査では、法と権利を取り扱う人類学分野の概説書、ならびにカナダを主として北米の先住民族の権利や法、歴史に関する法学・歴史学分野の概説書を中心に精読した。歴史的な経緯から、カナダ先住民族を取り巻く法や権利の現状は極めて複雑化している。そのため、これに関する基礎知識を得たことにより、問題の所在をより明確に把握することが可能となった。さらに、法や権利に関する人類学的研究の理論的背景も踏まえ、本研究をより学際的な見地から進めることが可能となり、人類学に留まらない学問的な貢献の余地がより明らかになった。加えて、2018年8月16日から8月31日の約2週間、カナダ西部のブリティッシュ・コロンビア州の都市であるバンクーバーに滞在しつつ、予備的な現地調査を行なった。特に、北米先住民族の資料を豊富に保管するブリティッシュ・コロンビア大学人類学部および人類学博物館を中心として、カナダにおける先住民族の権利をめぐる裁判資料や生活文化等に関する文献・資料の収集および調査を行なった。同時に、本研究で中心的な研究対象となるチルコーティン(Tsilhqot'in)の人々の言語や文化に関する資料も収集した。以上を通じて、本研究において中心的な調査対象となる人々や社会を取り巻く個別の状況に対する理解を深めることで、将来的な実地調査のための基盤づくりに努めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
北海道大学官舎に見る北海道近代住宅の洋風化の導入に関する研究

北海道近代住宅を対象とした、住様式に見る「洋風化」の導入過程に関する研究は、開拓使より後、昭和戦前期までの総合的な考察は全く行なわれていなかった。本研究では、この期間の北海道大学官舎を対象に、北海道近代住宅の一事例としての官舎建築にみられる洋風化の導入とその過程について考察を加えた。北海道大学経理部管財課所蔵の『北海道大学所属国有財産沿革』を基本史料として創建および沿革について検討し、同施設部保管の設計図面、同北方資料室所蔵の札幌農学校簿書などにより補完した。以上より、札幌農学校創立間もない明治18年以前に14棟、大正14年から昭和2年の間に傭外国人教師官舎が6棟、それ以降に3棟の官舎の建築が明らかになった。北海道の官舎の嚆矢である開拓使官舎は「和風官舎」、「前期洋風官舎」、「後期洋風官舎」に大別される。「前期洋風官舎」は和風色の全くない純洋式住宅で、「後期洋風官舎」は資料に乏しく詳細は不明だが、和式の間取りに洋風の外観という和洋折衷の官舎であったという。札幌農学校時代の官舎は平家建が5棟、長屋建が9棟である。前者のうち3棟は傭外国人教師用の官舎で純洋式住宅であり、他の2棟も洋風色が濃い。後者は開拓使「和風官舎」と類似した平面であるが、外観に上下窓を用いており、開拓使「後期洋風住宅」を継承したものと言える。また、これらは改築が多く、明治から大正期への住様式の変遷を伺い知れる。中廊下式への改造、上下窓から引違窓への変更などが見られた。大正末昭和初期の傭外国人教師官舎では、寒地住宅の模索が見てとれた。ペチカという暖房装置の採用、上下窓の排除と引違いの二重窓の採用である。また、当時の住宅思想を反映した間取りの改良も見られる。北海道住宅の変遷は官舎を例に見ると、単純な「洋風化」というより、防寒性能の追及による「和風」と「洋風」の長所の融合ということができよう。
無線LANシステムを利用した学習環境の開発

我々は、無線LANシステムを利用した学習環境に関する研究開発を行った。研究期間は2年間である。我々は、学習者が簡易端末機を用いて、従来の有線方式のLANとは異なる、配置制約のない無線方式のLANを利用して、教師や他の学習者と協力しながら学習活動をする状況を研究した。我々が実施したこの研究は、教育工学的にも効果的であると考えられる。以下に本研究の主要な成果を示す。無線LANを利用する実用的学習システムの研究開発「植物事典地図」このシステムの内容は、学習用端末器としてノートパソコンを用いて、GPS(Global Positioning System)、植物の種類に関するデータベース、それに無線LANカードから構成される。これによって、学習者は屋外で植物を調べ、地図にその場所を記憶させ、研究学習することができる。実際の教育現場における、無線LAN応用の調査研究我々は、無線LANを利用する学習システムが、今日の学校でどのように活用され、子どもたちの学習活動にどのような影響と効果があるかを、教育実践の中で調査した。本ケースでは、学校間のテレビ会議システムを結び、利用している。我々は、無線LANを利用する学習システムの可能性を研究した。従来の個人レベルでの学習環境ではなく、学習者が協同することによってできる学習環境で有効であることが示唆された。我々は、無線LANに関してアメリカ、ヨーロッパ、そして日本の政策との、違いを詳細に研究した。昨年度からの継続研究の課題として、無線LAN端末となる携帯コンピュータおよびデジタルクリップカメラなどからなるシステム一式が重く、屋外での子どもたちの活動に支障がでがちであったことが挙げられる。今年度は、機能を精選し、より軽量のシステムをLets NOTE Mini(Panasonic社)を中心に構築した。また、無線LANシステムを学校現場に導入する際の問題点を明確にするために、現在中学校を中心に配置されているコンピュータおよび映像機器などの設備、ネットワークの利用状況や実践事例などを学校紀要および研究会資料から分析した。その結果、コンピュータが導入されても、コンピュータ室など特定の教室に固定されている学校では、十分活用できていないこと、教科の枠組みを超えて、総合学習や選択学習における情報収集・情報発信などの活動が実践事例として取り上げられることが多いことなどが明らかになった。よって、本研究では昨年度の実験をより授業に即した形にするために、学校と地域とのコミュニケーションを図るカリキュラムを開発する。例えば、小学校生活科の一環として学校内の「ウサギ小屋」にカメラを据え付け、地域の人たちにも成長過程を見てもらったり、百葉箱で測定された気象データを随時無線でコンピュータネットワーク上にアップすることで、地元密着型の天気案内をしたりすることが考えられる。また、実際に校区内の商店街や駅、スーパーなど複数の地点から子どもたちが情報をお互いに発信しながら、収集する、複合型携帯情報端末としての利用を想定して研究をすすめていく。第一に、国内外における、無線に関する政策の動向を調査した。無線の政策・普及は、無線ランの教育的利用が今後どのように進むのか、進められるかを検討する上で鍵となる問題である。調査の結果、どのような種類の無線LANが今後、発展の可能性を持つのかなどが明らかになった。第二に、昨年度構築した、軽量のノートパソコンを中心とした、無線LANシステムをベースとする学習システムを開発した。具体的には、野外の特定のフィールドにおける植物探索、植物情報の検索、記録、交換といった活動を支援するアプリケーションの試作品の開発を行った。このアプリケーションは無線LANシステムをベースに用いることで、他の学習者とデータを共有し合ったり、テレビ会議システムを通して、協力して活動を展開することのできる可能性をもっている。あわせて、GPSを利用することで、学習者の現在位置がわかり、情報の検索を簡便にすることができる。上記システム開発に先立ち、システムの実際的利用場面のテスト、無線LANアクセスポイントの配置間隔の検討などのために、野外において、無線ランの性能の調査を行った。その結果、アクセスポイントと無線ランカードの距離以外に、その方向などもLAN接続に影響を与えることなどがわかった。また、上記システムに関する、理論的考察を行った。

そこでは、上記のシステムは、従来の教育におけるメディア活用の背後にあった経験の二元論から脱した、経験の再構成という考えに基づく、新しいタイプのメディアの教育的活用方法であるとの意味づけが行われた。こうした考察は今後、上記のシステムの運用、評価の際の理論的基礎を提供する。
医工学的解析に基づく肺ストレッチセンサーを介した肺癌発症機構の解明

我々の体を構成するほぼすべての細胞は、生命活動において常に機械刺激(メカニカルストレス)を受けているが、細胞の機械受容については未だ不明な点が多い。肺は、我々が呼吸のたびに受動的にストレッチされる組織である。肺胞内部は、サーファクタントという脂質で覆われており、これが機能しないと直ちに肺が広がらなくなり呼吸不全に陥る。サーファクタントは、ストレッチ依存的に肺胞上皮から分泌されることが知られているが、肺のストレッチセンサーが未だ不明であるため、その分泌メカニズムは明らかにされていない。本研究では、生体の肺の膨張を再現する細胞伸展装置を開発し、肺ストレッチセンサーが、肺癌発症において重要な役割を持つことを証明することを目的とする。本年度は、ストレッチセンサー分子と細胞増殖や分化の関係を明らかにするために、肺の膨張を再現するようなin vitro実験装置を開発した。具体的には、呼吸における肺の膨張を再現するようなin vitro実験系を確立するために、我々が既存に開発しているストレッチ装置を改良し、肺胞上皮細胞の初代培養細胞単離技術を確立した。また、数種類の肺癌由来細胞株を用いて、メカノセンサー分子類の発現や局在を詳細に解析し、肺癌発症におけるメカノセンサーの生理的役割を検討した。これは、細胞への定量的なメカニカルストレス負荷が難しく、メカノセンサーの実体の解明が遅れたことが理由である。申請者らは、これら2つの困難を乗り越えるために、独自のユニークなメカニカルストレス負荷システムを開発し(Naruse;特願2005-317639)、これを利用して、心骨格筋のメカノセンサー型Ca2+チャネルを同定することに成功した。具体的には、呼吸における肺の膨張を再現するようなin vitro実験系を確立するために、我々が既存に開発しているストレッチ装置を改良し、初代培養の困難である肺胞上皮細胞の単離技術を確立した。また、このストレッチセンサー分子が、呼吸機能にどのような影響を与えるのかを、分子から生体までマルチレベルで解析した。
高齢者介護サービスの継続性確保の基礎的要因としての生活行動要因に関する研究

老人保健施設に入所する痴呆高齢者の66.2%に生活行動量リズムの異常が認められ、生活行動量リズム異常は5型に分類できた。また、また、在宅要介護高齢者を対象に生活行動リズム異常を調べたところ、26.9%に行動量リズム異常が認められた。明らかな昼夜逆転を伴う昼夜境界消失型は30.5%に認められ、介護職員の観察では昼夜逆転が認められないケースがあることから、要介護認定にあたっては客観的根拠に基づく科学的判定の必要性が認められた。自由継続型リズム異常を示す痴呆高齢者では入浴サービスがリズム異常を是正するのに有効であった。昼夜境界消失型および自由継続型の生活行動リズム異常では外部からの働きかけによる生活リズム同調強化か必要であり、介護サービス提供の頻度の増加、同調強化に有用なサービスの効率的提供が必要であると考えられた。秋田県における医療保健福祉基盤整備状況とその関連要因を解析したところ、医療の人的資源については都市化と密接に関連し、福祉関連指標であるホームヘルパー数は市町村の負債状態と関連していた。高齢者介護サービスの継続性確保の基礎的要件について、福祉先進自治体である秋田県A町のホームヘルパーを対象にフォーカスグループインタビュー法で調べたところ、住民のニーズを的確に吸い上げる行政の指導性と財政的裏付け、住民参加型の支援体制づくり、介護の現場の柔軟な管理体制、などの要因が重要であることが明らかになった。また、高齢者介護サービスの継続性確保は基礎的要件が整えば、多くの市町村で実現できるという意見が多かった。以上の結果より、高齢者介護サービスの継続性確保のためには、要介護高齢者の生活行動パターンの客観的把握とこれに基づく適切なサービス提供が必要であること、高齢者介護サービスの24時間化を推進するためには、行政の指導性と住民参加型の支援体制づくりが必要であることが明らになった。本年度は、高齢者介護サービス24時間化の前提となる受給者の生活行動リズムを中心に研究を行った。1.携行型行動量計による痴呆高齢者の行動量リズムの測定秋田県内N町にある老人保健施設に入所している52名の痴呆高齢者を対象に、行動量リズムの測定を1分間隔で7日間連続測定した。同時に対象者の医学的履歴、痴呆の程度(厚生省基準)、日常生活自立度(障害老人の厚生省基準)、要介護度認定(厚生吝基準)を行った。52名中23名(44%)に行動量のサーカディアンリズムの内的脱同調が認められた。行動量リズム異常は、昼夜境界消失型、位相後退型、振幅減少型、混合型の4つに分類することができた。夜明徘徊がもっとも多く認められるのは昼夜境界消失型であった。昼夜境界消失型では在宅ケアにおける夜間監視業務の必要性が高いと考えられるが、施設ケアにおいては他の型と比べてとくに夜間監視業務サービス量のニーズは高くなかった。位相後退型においては、入浴サービスがリズム異常を是正する可能性あることが新知見として得られた。痴呆高齢者においては、行動量リズム異常の頻度が高いことから、行動量リズム異常を考慮にいれた施設ケア、在宅ケアのサービス供給の決定が必要であることが明らかとなった。2.地域リハビリテーションサービス受給者の生活行動リズムに関する研究地域リハビリテーションサービスを受給している秋田市在住の24名および名取市在住の60名の脳卒中後遺症者を対象に、簡易生活リズム質問紙による生活リズム評価、生活体力測定を行い、日常生活動作龍力と生活リズム同調の関連性を調べた。簡易生活リズム質問紙による生活ハズム同調状態の把握は容易であり、かつ日常生活動作能力と生活リズム同調は高い関連性のあることが明らかにされた。さらに、生活リズム同調の重要性を受給者に認識させることは、健康教育の一環として有用であることが明らかになった。

老人保健施設に入所する痴呆高齢者の66.2%に生活行動量リズムの異常が認められ、生活行動量リズム異常は5型に分類できた。また、また、在宅要介護高齢者を対象に生活行動リズム異常を調べたところ、26.9%に行動量リズム異常が認められた。明らかな昼夜逆転を伴う昼夜境界消失型は30.5%に認められ、介護職員の観察では昼夜逆転が認められないケースがあることから、要介護認定にあたっては客観的根拠に基づく科学的判定の必要性が認められた。自由継続型リズム異常を示す痴呆高齢者では入浴サービスがリズム異常を是正するのに有効であった。昼夜境界消失型および自由継続型の生活行動リズム異常では外部からの働きかけによる生活リズム同調強化が必要であり、介護サービス提供の頻度の増加、同調強化に有用なサービスの効率的提供が必要であると考えられた。秋田県における医療保健福祉基盤整備状況とその関連要因を解析したところ、医療の人的資源については都市化と密接に関連し、福祉関連指標であるホームヘルパー数は市町村の負債状態と関連していた。高齢者介護サービスの継続性確保の基礎的要件について、福祉先進自治体である秋田県A町のホームヘルパーを対象にフォーカスグループインタビュー法で調べたところ、住民のニーズを的確に吸い上げる行政の指導性と財政的裏付け、住民参加型の支援体制づくり、介護の現場の柔軟な管理体制、などの要因が重要であることが明らかになった。また、高齢者介護サービスの継続性確保は基礎的要件が整えば、多くの市町村で実現できるという意見が多かった。以上の結果より、高齢者介護サービスの継続性確保のためには、要介護高齢者の生活行動パターンの客観的把握とこれに基づく適切なサービス提供が必要であること、高齢者介護サービスの24時間化を推進するためには、行政の指導性と住民参加型の支援体制づくりが必要であることが明らになった。
宣言的プログラミングにおけるソフトウェア発展の研究

現在のように、ソフトウェアのバージョンアップが頻繁に生じる状況では、ソフトウェア変更管理(ソフトウェア発展)の技術は大変重要なものである。本研究では、宣言的プログラミングにおけるソフトウェア発展を考える。これは、論理型プログラミングや関数型プログラミングなどの宣言的なプログラミングが数学的な体系に基づいているため、ソフトウェア発展技術の構築のための理論が構築しやすいと考えたためである。本年度は、論理型言語での極小変更仕様の効率的な列挙アルゴリズムの提案を行い、その質問複雑度および空間複雑度に関して理論的考察を行った。具体的には、極大無矛盾集合の列挙を単調性を持つ集合の性質に関する極大集合の列挙に帰着することで、そのような列挙問題に関するアルゴリズムを用いるようにした。しかし、その問題に対して以前提案されていた手法\cite{Gunopulos97}では列挙に関して冗長な計算を含んでいた。この問題を解決するため、本研究では、極小被覆集合列挙の新しいアルゴリズムを用いた新しい手法を提案した。本研究の成果は以下である。1.極小更新仕様の計算と単調性を持つ集合の性質における極大正集合の計算との関係を明らかにした。2.冗長性のない極小被覆集合アルゴリズムを用いた極大正集合を計算するアルゴリズムを提案した。3.本アルゴリズムを理論的に解析し、極大正集合の集合族をbdpp,極小負集合の集合族をbdmpとしたときに、質問数がたかだか|bdmp|+|bdpp|×|Π|であり、空間複雑度は、たかだかbdpp全体の大きさであることを示した。
シクロペンタジエニルカチオンの化学変換

シクロペンタジエニルカチオンは一見ジエンとの共役により安定化されたカチオンであるとみなせるが、実際にはヒュッケル則により不安定化されたモノカチオンであり、強い酸性条件でのみ生成する。私はペンタメチルシクロペンタジエニルカチオンの物性についての情報を得るため、重水素で標識したペンタメチルシクロペンタジエニルクロライドの合成に着手した。テトラメチルシクロペンテノンをトリフルオロメタンスルホニルクロライド及びLDAを用いてクロル化し、まずクロロテトラメチルシクロペンテノンを得た。さらにこの化合物に重水素化されたメチルリチウム-ヨウ化リチウム錯体を作用させ、クロロペンタメチルシクロペンテノールを得た。この化合物をパラトルエンスルホン酸にて処理することにより、脱水反応をおこない、特定の位置が重水素化されたテトラメチルシクロペンタジエニルクロライドの合成に成功した。この化合物には重水素化されたメチル基が含まれていることを確認したが、置換位置に関しては反応中に異性化反応が起こったために、若干の異性体が混ざってしまうことがわかった。実際、この化合物を加熱すると、異性化反応が加速され、全ての置換位置に重水素を均等に含む化合物が得られた。さらに、この化合物をAgBF_4存在下、各種アルコールと反応させたところ、メトキシ体が得られたが、この化合物のメチル基の重水素化率は置換位置により異なることが判明した。以上の結果は反応化学的にペンタメチルシクロペンタジエニルカチオンが局在化したカチオンであることを示した最初の例である。私はシクロペンタジエニルカチオンの反応性を明らかにするために、ペンタメチルシクロペンタジエニルクロライドを合成し、テトラフルオロホウ酸銀を用いてペンタメチルシクロペンタジエニルカチオンを発生させ、シリルエノールエーテルとの反応を試みた。するとペンタメチルシクロペンタジエニルプロパノンが得られることをみいだしゃた。また、エチルビニルエーテルとの反応では反応が急激に進行し、爆発が起こることがわかった。さらにペンタメチルシクロペンタジエニルカチオンの物性についての情報を得るため、重水素で標識したペンタメチルシクロペンタジエニルクロライドの合成に着手した。まず、テトラメチルシクロペンタジエニルクロライドを脱プロトン化し、メチル化することにより生成物を得ようとしたが、はんのうはうまく進行せず、複雑な混合物が得られた。そこで、テトラメチルシクロペンテノンをトリフルオロメタンスルホニルクロライド及びLDAを用いてクロル化し、さらにメチル化、脱水反応を行うことにより、特定の位置が重水素化されたテトラメチルシクロペンタジエニルクロライドの合成に成功した。このような化合物を利用することにより、ペンタメチルシクロペンタジエニルカチオンの反芳香族性を今後実験的に証明する事ができるものと考えている。
ポルフィロモナス・ジンジバリスの赤血球凝集機構に関する研究

P.gingivalisの赤血球凝集活性(HA活性)をコールターカウンターを用いることで定量化し、その経時的変化を調べた。HA活性の経時的変化は、0.8%に調整した赤血球に432μg/mlの濃度で赤血球凝集因子(HA)を加え0.54.0時間反応させて調べた。得られた値は加えた赤血球の粒子数と比較して%表示で示した。またジチオスレイトール(DTT)存在下でも実験を行った。HAを、加えた赤血球は初期には凝集するがその後徐々に解離した。最大凝集に達する時間は赤血球やHAのロットなどにより変動するが、その最大凝集量はHAの濃度に依存した。また、DTT存在下では最大凝集量は増加し、最大凝集に達する時間、解離する時間共に短縮することが確認された。またアルギニン、シトルリン、リジン、グリシン、ヒスチジンなどのアミノ酸存在下でHA(15μg/ml)と赤血球(0.9%)の反応の経時的変化を測定したところ、各種アミノ酸の中で特にアルギニンはHA活性に複雑な影響を与えることがわかった。そのためさらにアルギニンの濃度をふって調べたところ低濃度の場合は、初期の段階では活性が賦活されるものの短時間で凝集の解離が始まりやがて阻害に転じる。逆にアルギニンが高濃度の場合は活性は常に阻害された。このような二相性の変化はアルギニン以外では認められなかった。HA活性を阻害するといわれているアルギニンを含むペプチド(インスリンB鎖)の阻害反応は、インスリンB鎖(0,12.5,25,50,100μM)とプレインキュベートしたHA(20μg/ml)を赤血球と反応させて調べると、濃度依存的にHA活性を阻害した。また20μg/mlのHAを、0.2%から1.6%までの赤血球と反応させると血球濃度1.0%付近で凝集量がプラトーに達した。同濃度のHAに100μMインスリンB鎖を加えても最大凝集量に変化は見られなかった。阻害剤の有無にかかわらず最大凝集量に変化は認められないことから、この阻害は競合的なものであると考えられた。コールターカウンターを使った以上のような実験によって凝集発現には複雑な機構が存在していることがわかった。今後さらに各因子の性質を調べる必要があると思われる。
皮膚線維症におけるalpha_1(I)コラーゲン遺伝子転写節因子の解析

皮膚線維症ではコラーゲンをはじめとする結合織の過剰な沈着が認められる。コラーゲンの過剰な沈着をきたす最も重要なメガニズムはI型コラーゲンの過剰な産生であり、これらの疾患においてもそれがI型コラーゲン遺伝子の転写レベルでの過剰産生によることが明らかにされている。また、G.KarsentyらによりIF-1、IF-2と呼ばれる抑制因子も同定された。本年度、我々はヒトの系でalpha_1(I)collagen promoter遺伝子を用い、これらの同定を行ったところ、正常ヒト真皮由来線維芽細胞においてalpha_1(I)collagen promoter遺伝子の-100のところにCBFが-160のところにIF-1が結合することを明らかにした。現在強皮症由来線維芽細胞におけるこれらのfactorを定量中である。強皮症においてCBFは正常と同等、IF-1はやや低下している傾向が認められたが、さらに株数を増して検討の予定である。一方、私共はコラーゲンの転写を著しく減少させることの知られるTumor necrosis factor-alpha(TNFalpha)を用いたシステムでヒトalpha_1(I)collagen転写調節の解析を行った。すなわち各種のプロモーター遺伝子断片をCAT(クロラムフェニコールトランスフェレース)遺伝子にfuseしたキメラ遺伝子を作成し、その発現で検討するいわゆるCAT assayにより解析した。2.3Kおよび0.8Kのプロモーターを持つプラスミッドをヒト線維芽細胞にtransfectionし、TNFalphaを反応させると、明らかなalpha_1(I)collagen転写の減少が認められた。続いてエクソヌクレースIIIを用いるなどして-333、-294、-250、-193、-107と徐々にDNAを削ってゆき、TNFalpha(+)、(-)で比較検討した結果-107まで削ってもなお、TNFalphaを反応させると明らかなalpha_1(I)collagen転写の減少が認められ、alpha_1(I)collagen promoter遺伝子の-107までのところにTNFalphaが反応しalpha_1(I)コラーゲンの転写を減少させるelementが存在することを明らかにした。現在mutagenesis法などを用いるなどしてそのelementを検索中である。
チロシナ-ゼ陰性型白皮症の原因であるチロシナ-ゼ遺伝子の異常についての研究

先天性白皮症のうち、チロシナ-ゼ(以下Taseと略す)陰性型においては、色素細胞内にTase蛋白がないか、あっても活性のない不完全なTase蛋白であると考えられた。さらにそれは患者の染色体TaseDNAの塩基配列の変異により引き起こされると予想された。そこで我々は患者の遺伝子を調べたところ、世界に先駆けて、2例の患者にTase蛋白のcoding regionの塩基1011番目と1012番目の間に一塩基(C)の挿入によるnonsense mutationを発見した。このため患者の酵素蛋白は、正常の約半分の大きさしか合成されず、この遺伝子の発現実験においても、酵素活性の発現が認められなかった(Biochem Biophys Res Commun 164:990,1989)。今回さらに3例目のTase陰性型患者のTaseの塩基配列を調べたところ、1、2例目と異なった新しい異常を発見した。まず患者のTaseのcDNAのクロ-ニングを行い、Maxam&Gilbert法により塩基配列を決定したところ、Tase蛋白のcoding regionの312番目の塩基GがAに置換されている。そのためTaseの59番目のアミノ酸がアルギニンからグルタミンに変換している。この一アミノ酸の変換が酵素活性を失わせている事は、患者遺伝子の発現実験により合成された酵素蛋白にTase活性が検出されなかった事により証明された。また患者はこの変異をホモに、患者の両親と同胞はヘテロに持っている事が、制限酵素断片長多型性の検討により明らかとなった。これで日本人の患者に2種類の異常が見い出された事になる。
大陸辺縁における異所的種分化過程の解明に向けて～シオガマギク属植物を用いて～

大陸辺縁における異所的種分化過程の解明に向けて、日本及び台湾に分布するシオガマギク属植物を用いて解析を行った結果、以下のような成果が得られた。まずヨツバシオガマの本州中部系統は日本の固有に分化した種であること(Fujii et al. 2013)、エゾシオガマは日本国内において少なくとも北海道・東北・本州中部系統の3系統に分化していること、白山に分布するタカネシオガマ似の集団はアジア大陸北東部に分布するホザキシオガマであること(Fujii et al. 2014)。九州固有種ツクシシオガマと台湾のタカネシオガマ似の集団は単系統となることなどが明らかとなった。国内におけるシオガマギク属(Pedicularis)植物のサンプル収集のため、今年度は北海道は大雪山および長野県は雨飾山、山梨県三ツ峠山において調査を行った。エゾシオガマ、ヨツバシオガマ、シオガマギク、オニシオガマ、ハンカイシオガマなどのサンプルを得ることができた。上記のサンプルを含め、現有のサンプルを加えて、核nDNAのITS領域や葉緑体DNAのmatK領域の塩基配列を用いて、分子系統地理学的解析を進めた。その結果、以下の3つの成果を挙げることができた。(1)ヨツバシオガマの中に2つの系統があり、その一つである本州中部系統を一つの独立した種として扱うべきとした論文を完成させた(Fujii et al. 2013)。(2)エゾシオガマの種内系統地理学的研究をITS領域を用いて進めた結果、これまでと同じように本州中部クレードが見いだされ、また東北地方には2つの系統が北部と南部に分かれて分布することが明らかとなった。(3)白山のタカネシオガマとされていた集団を用いて分子系統地理学的解析および外部形態的な比較解析を行ったところ、アジア大陸東北部に広く分布するホザキシオガマ(P. spicata)であることが明らかとなった。この内容についてはすでに論文として投稿し、現在受理された段階である。次年度は特に台湾におけるタカネシオガマの収集調査を行い、分子系統地理学的解析と外部形態の比較解析を行う予定である。現在の予備的結果では台湾産のタカネシオガマは、九州の固有種ツクシシオガマと一つのクレードを形成するという結果が出ており、今後系統地理学的観点と分類学的観点から考察を深めたいと考えている。国内におけるシオガマギク属(Pedicularis)植物のサンプル収集のために、宮崎県五ヶ瀬町、谷川岳、至仏山などにおいて調査を行った。また海外における調査として、台湾高山帯へのサンプル収集調査を行った。台湾北部に位置する南湖大山や合歡山などにおいて、タカネシオガマとされる集団を採集し、DNA解析のサンプルおよび外部形態比較のためのサンプルを収集した。上記のサンプルを含め、現有のサンプルを加えて、核rDNAのITS領域や葉緑体DNAのtrnK領域の塩基配列を用いて、分子系統地理学的解析を進めた。その結果、以下の3つの成果を得ることができた。(1)エゾシオガマにおける分子系統地理学的な解析の結果、種内に3つの地理的にまとまる系統が示唆された(北海道系統、東北系統、本州中部系統)。東北地方と本州中部地方の境界付近の集団(谷川岳や雨飾山など)において、系統間交雑が原因と考えられる証拠が得られた。(2)台湾高山帯の集団はこれまで「タカネシオガマ」として扱われてきたが、分子系統解析の結果、真のタカネシオガマのクレードに入らず、九州固有種のツクシシオガマと単系統性を示すことが明らかとなった。これらの結果は台湾集団の分類学的な取り扱いに関して示唆を与えるものであるだけでなく、台湾や日本列島のアジア大陸東部の島国における種分化・生物地理を考えるうえで大変興味深い結果と言える。(3)先の項目と同様なことが石川県白山山系の集団においても明らかとなった。白山の集団はこれまで「タカネシオガマ」とされてきたが、分子系統解析の結果、ホザキシオガマであることが判明した。この結果については、2014年に論文として発表した(Fujii et al. 2014)。最終年度においては、シオガマギク属のタカネシオガマ列植物およびエゾシオガマに関する分子系統地理学的および分類学的な研究を進めた。前者のタカネシオガマ列植物に関する研究においては、研究年度の1・2年目において行った台湾および国内のサンプリング調査から、台湾において3集団、国内においては九州の阿蘇や人吉地方などから4集団のサンプルを用いて行った。分子系統地理学的な解析を進めた結果、台湾集団と九州集団は葉緑体DNAにおいてほとんど違いがなく、核ITS領域を用いた解析においても両集団の単系統性が示唆された。日本と台湾という地理的に離れた集団の近縁性が示されたことは、アジア大陸辺縁における植物地理学的知見として大変興味深い。また分類学的な取り扱いに関しては、これまで台湾集団はタカネシオガマとして扱われることが多かったが、いわゆるタカネシオガマではなく、九州集団のツクシシオガマの種内分類群として扱うべきとの学会発表を行った(日本植物分類学会、2016年3月)。一方、後者のエゾシオガマに関する研究においては、葉緑体DNAや核rDNAのITS領域の解析から、日本国内において少なくとも3つ以上の系統が存在することが明らかとなった(北海道系統、東北系統、本州中部系統)。

この結果は、これまで発表されてきた他の高山植物のパターン(北方系統と本州中部系統の2系統性)とは異なる歴史を本種が持っている可能性を示唆しており、日本の高山植物の歴史を考えるうえで大変興味深い結果を得ることができた。また系統間の交雑による影響と考えられる結果も得られた。たとえば谷川岳の集団においては核DNAでは本州中部系統に入るものの、葉緑体DNAでは東北系統に含まれるような個体が存在していた。この結果は、過去に両系統の浸透性交雑現象があったことを示唆しており、過去の集団サイズの増減の中で引き起こされたものと考えられる。大陸辺縁における異所的種分化過程の解明に向けて、日本及び台湾に分布するシオガマギク属植物を用いて解析を行った結果、以下のような成果が得られた。まずヨツバシオガマの本州中部系統は日本の固有に分化した種であること(Fujii et al. 2013)、エゾシオガマは日本国内において少なくとも北海道・東北・本州中部系統の3系統に分化していること、白山に分布するタカネシオガマ似の集団はアジア大陸北東部に分布するホザキシオガマであること(Fujii et al. 2014)。九州固有種ツクシシオガマと台湾のタカネシオガマ似の集団は単系統となることなどが明らかとなった。台湾高山帯における採集調査を無事終えることができたこと、さらにそのサンプルのデータ解析の結果、興味深い結果を得ることができたこと、白山集団の内容について論文化することができたことなどから。植物系統地理学台湾の集団解析については、台湾南部の集団が欠けているので追加する必要がある。またツクシシオガマにおいても熊本県南部の集団を追加する必要がある。つまり論文化するためにもうすこし野外採集調査が必要である。また系統解析の精度においてやや情報不足と思われる部分もあったことから、新しいDNAの塩基配列情報を加えた上で再評価すべきと考えている。本研究の成果として、白山のタカネシオガマとされていた集団がホザキシオガマ(P. spicata)であることを示した内容を論文化することができたため。また台湾の調査についてもカウンターパートとなる方との調整中であり、実現できそうであることから。ほぼ順当に使用したと思われるが、若干節約ができたためと思われる。次年度は特に台湾におけるタカネシオガマの収集調査を行い、分子系統地理学的解析と外部形態の比較解析を行う予定である。調査は7月を予定しており、Peng博士(台湾中国科学院)に協力を得て、調査を準備中である。台湾においてはタカネシオガマを複数集団からDNAサンプルと外部形態観察用のサンプルを収集し、タカネシオガマとツクシシオガマとの関係性を調査し、系統学的・分類学的考察を行う。またシオガマギク属全体の系統解析に関しては、シカゴ自然史博物館のRee博士と共同で解析を進め、論文として発表する予定である。残った助成金は次年度の研究経費として、実験試薬代等に使用する予定である。遺伝子解析に人件費をかけてお願いする予定でいたが、学生がくることになったのでその分が不要となった。また実験試薬代も比較的経済的に押さえることができたため、多くの額を次年度に回すこととなった。今年度は台湾への海外調査や国内の調査もあり、旅費が多くかかることが予想される。またその分解析するサンプルも増えるため実験費用もかかってくると思われる。つまり旅費および実験試薬代に利用する予定である。
ライソゾーム病神経変性におけるオートファジー機能の解明と誘導・阻害による治療研究

ライソゾーム病の神経障害において、オートファジーの亢進が重要とされている。ムコ多糖症II型モデルマウス(IDS-KO)を用いてオートファジー関連薬物の投与により、ライソゾーム病の神経障害の治療を目的に研究を行った。IDS-KOの脳組織でオートファジー亢進を示すSCMAS染色を行うと、6週齢より陽性反応を示した。25週齢より神経細胞に異常封入体が現れた。オートファジーの抑制作用を持つクロロキンを4週齢より経口投与し25週齢で観察したところ、異常封入体を持つ神経細胞は存在せず、20週齢マウスと同等の病相であった。このことから、オートファジーの抑制により病状の進行を遅らせる可能性が推測された。ライソゾーム病は、ライソゾーム内の加水分解酵素の欠損により、多臓器の細胞のライソゾームに基質となる物質が蓄積し、細胞死を来す。ほとんどのライソゾーム病は神経障害を来し、神経障害のメカニズムとしてオートファジーの亢進が重要視されている。ライソゾーム病のひとつであるムコ多糖症II型のモデルマウス(IDS遺伝子KOマウス)を用いて神経障害のメカニズムを組織学的に検討することを目的として研究を始めた。前年度までの研究において、このマウスの20週齢の脳組織の電子顕微鏡所見で、大小の空胞で細胞質が充満した細胞が脳組織全体に認められ、これらの細胞はほとんどがミクログリアおよびアストロサイトであることが分かった。空胞の内容は、微細顆粒状糸屑状のものがほとんどで、ムコ多糖が貪食されライソゾーム内に蓄積し、膨化したものと推測された。また、ミクログリアおよびアストロサイトの空胞内にはガングリオシドと思われる層状の構造物も存在した。さらに、空胞化したミクログリアが神経細胞に接着して存在する像が多数認められた。他方、神経細胞、プルキンエ細胞、顆粒細胞には著変が認められなかった。このことから、ムコ多糖症II型における神経障害は、ムコ多糖の蓄積による一次的障害ではなく、細胞ライソゾームにおけるオートファジー機能の破綻による二次的な障害ではないかと推測し、このマウスにオートファジー阻害物質あるいは誘導物質を投与してさらに検索を行った。オートファジー阻害物質のクロロキンを4週齢より経口投与し、20週齢時に脳組織を検索した。また、オートファジー誘導物質のラパマイシンを4週齢より腹腔内投与し、14週齢で脳組織を検索した。しかし、いずれの薬剤投与によっても、投与マウスは非投与マウスと比べて形態学的差異は認めなかった。ライソゾーム病の神経障害のメカニズムとして、オートファジーの亢進が重要とされている。ライソゾーム病のひとつであるムコ多糖症II型のモデルマウス(IDS-KO)を用いて組織学的に検討し、オートファジーを阻害する薬物投与により神経障害の治療薬開発に結び付けることを目的に研究を行った。生後2日目から8週までのIDS-KOの脳組織につき、ポリユビキチン化タンパク質をオートファゴソームにつなぐp62およびミトコンドリアがオートファジーを受けて現れるSCMASの染色を行ったところ、6週齢より陽性反応を示した。20週齢のIDS-KOの脳組織の電子顕微鏡所見では、大小の空胞が細胞質に充満したミクログリアおよびアストロサイトが脳全体に認められ、ムコ多糖等の蓄積によるオートファジーの亢進によりライソゾームが膨化していると推測された。神経細胞は正常の形態であった。神経細胞の変化は25週齢において初めて認められ、胞体内に淡い渦巻状の封入体が多数出現した。空胞化したミクログリアの数はむしろ減少していた。生後4週齢よりオートファジーの抑制作用があるクロロキンを経口投与し25週齢で観察したところ、異常封入体を持つ神経細胞は存在せず20週齢マウスと似た病期であった。36週齢のIDS-KOを用い、関連物質を免役染色にて検索した。GM3の染色では、IDS-KOの大脳皮質においてミクログリアおよび神経細胞に強い陽性反応を認め、細胞膜変性が推測された。ミトコンドリアの変性を示すTOMも神経細胞で強陽性を示し、オートファジーの亢進が推測された。Ubiquitinはミクログリアで強い陽性を認め、ユビキチン-プロテオソーム系の亢進が推測された。PDIは、正常コントロールマウスと差を認めず、小胞体ストレス反応の亢進は大きくないと推測された。

ライソゾーム病は、ライソゾーム内酵素の欠損により細胞のライソゾームに基質となる物質が蓄積し、細胞死を来す。ライソゾーム病の神経障害のメカニズムとして、ライソゾーム内の基質蓄積が起点となりオートファジーが亢進することが重要とされている。ライソゾーム病の神経障害の機序を解明するため、ライソゾーム病のひとつであるムコ多糖症II型のモデルマウス(IDS遺伝子KOマウス)について、脳組織を形態学的に検討した。このマウスは、34か月齢で骨変形、肝腫大が明らかになり、神経症状も出てきて動きが拙劣となる。5か月齢のモデルマウスの脳組織を電子顕微鏡により形態学的に検討した。大小の空胞で細胞質が充満した細胞が脳組織全体に認められた。空胞化した細胞の数は、大脳と線条体にきわめて多く、海馬、小脳では比較的少なかった。空胞化した細胞は、ほとんどがミクログリアであったがアストロサイトも存在した。空胞の内容は、微細顆粒状糸屑状のものがほとんどで、ムコ多糖が貪食されライソゾーム内に蓄積し膨化したものと推測された。層状の構造物の蓄積も散見され、ミトコンドリア等の細胞内小器官がオートファジーを受け、ライソゾーム内に貯留していると思われた。また、脂質(ガングリオシド)の蓄積を示唆する層状構造も一部に認められた。層状の蓄積物はアストロサイトに多くある傾向であった。他方、神経細胞、プルキンエ細胞、顆粒細胞には著変が認められなかった。さらに、空胞化したミクログリアが神経細胞に接着して存在する像が多数認められた。血管周囲にも同様のミクログリアが接着して存在し、内皮細胞には変化が認められなかった。また、血管周囲の血液脳関門を形成するアストロサイトのfoot processが腫大し、浮腫状を呈している像が多数認められた。これらの病変は、ムコ多糖症II型における神経変性のメカニズムを知るうえで重要な所見と考えられた。クロロキンおよびラパマイシンの投与量の設定に時間がかかった。投与量の過剰により、マウスの多くが検索の前に死亡してしまった。免疫組織染色の条件設定がうまくいかず、時間がかかってしまった。病中期と推測されるムコ多糖症II型モデルマウス(20週齢)の形態学的検索から、病像の中心が神経細胞でなくミクログリアであることが確認された。しかし、オートファジー阻害物質であるクロロキン、あるいはオートファジー誘導物質であるラパマイシンによっても、16週間の投与においては非投与マウスと比べて形態学的差異を認めることはできなかった。さらに、長期の実験計画による観察を行う予定である。ムコ多糖症II型の神経病変が、病気の起点となるムコ多糖の蓄積とそれを貪食するミクログリアの空胞化から、どのようなステップを経て神経症状を呈するようになるのかを物質面からアプローチするために、免疫染色等の手法を用いて検索する。オートファジーの亢進が神経変性にどの程度関与しているか、抗LC3抗体を用いた免疫電顕およびウェスタンブロット法により検討する。さらに、ガングリオシドはアポトーシスの誘導シグナルとなると言われていることから、ライソゾーム内の層状構造物がガングリオシドであることを検証するため、抗ガングリオシド抗体による免疫染色も合わせて行う。病中期と推測されるムコ多糖症II型モデルマウス(5か月齢)の形態学的検索から、病像の中心が神経細胞でなくミクログリアであることが確認された。