hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
明示的手続きで着手しやすく小規模データに適用可能な質的データ分析手法の共有の研究

そのため、1利用者へのインタビュー、2この手法の獲得のためのワークショップの記録とその分析、3国外での調査を行った.その結果、チュートリアル論文の公開、2学習・利用の際の問題点とその解決法の蓄積と3WEBページでの公開、4英文WEBページの公開、5国外で現地の言語によるワークショップの開催を行った.その結果、6SCATを用いた4本の英文論文の国際学術誌での採録にまで至った.多様な領域で質的研究がなされるようになっている.しかしそこで必要とされる質的データの分析には、明示的な手続きを有し、小規模のデータにも適用でき、大学院生等の初学者から経験ある研究者まで活用できる有効な方法がなかった.本研究では、これらの問題を克服して申請者が2006年頃に開発し、その後発展させることで広範な研究分野で利用されてきているSCAT(Steps for Coding and Theorization)を,1利用者からのフィードバックを得ながら発展させ、2多様な専門領域に即した具体的活用法を検討し、3同時にその習得過程の分析を行い、4各領域での活用例等を含むマニュアルとして開発し、4この手法を多様な領域の研究者間で共有するためのシステムを開発することを目的としている.2012年度には,前年度の採取データの分析を行うとともに,新たな数回のワークショップを,開催方法の改善を行いながら実施した.そこでは次の記録を採取・作成した.1ワークショップ全体のビデオ撮影(映像記録)2各グループの分析過程の会話の録音・録画(音声・映像記録)3参加者へのインタビュー(音声記録)4ワークショップ指導者の発話の録音(音声記録).以上の記録はすべて文字化して分析し、SCATによる質的データ分析の理解や習熟の促進要因と阻害要因を抽出した.また習得の全体的過程を参加者の相互作用に焦点化して分析した.それに基づき、この手法を活用し共有するためのマニュアル、学習プログラム、その他の教材(活用法のビデオ教材、活用例と事例集)、ワークショップガイド、自学者のためのe-learningシステム、情報の集約と提供のためのWEBサイトの開発と構築のための基礎資料を得た.なお,この年度は,SCATを用いた論文がつぎつぎと発表されるため,それらの論文著者である研究者らにもインタビューを行った.多様な領域で質的研究がなされるようになっている.しかしそこで必要とされる質的データの分析には、明示的な手続きを有し、小規模のデータにも適用でき、大学院生等の初学者から経験ある研究者まで活用できる有効な方法がなかった.本研究では、これらの問題を克服して申請者が2006年頃に開発し、その後発展させることで広範な研究分野で利用されてきているSC AT(Steps for Coding and Theorization)を,1利用者からのフィードバックを得ながら発展させ、2多様な専門領域に即した具体的活用法を検討し、3同時にその習得過程の分析を行い、4各領域での活用例等を含むマニュアルとして開発し、4この手法を多様な領域の研究者間で共有するためのシステムを開発することを目的としている.2013年度には,前年度の採取データの分析を行うとともに,新たな数回のワークショップを,開催方法の改善を行いながら実施した.そこでは次の記録を採取・作成した.1ワークショップ全体のビデオ撮影(映像記録). 2各グループの分析過程の会話の録音・録画(音声・映像記録)3参加者へのインタビュー(音声記録).4ワークショップ指導者の発話の録音(音声記録).以上の記録はすべて文字化して分析し、SCATによる質的データ分析の理解や習熟の促進要因と阻害要因を抽出した.また習得の全体的過程を参加者の相互作用に焦点化して分析した.それに基づき、この手法を活用し共有するためのマニュアル、学習プログラム、その他の教材(活用法のビデオ教材、活用例と事例集)、ワークショップガイド、自学者のためのe-learningシステム、情報の集約と提供のためのWEBサイトの開発と構築のための基礎資料を得た.なお,本年度も,SCATを用いた論文がつぎつぎと発表されるため,それらの論文著者である研究者らにもインタビューを行った.そのため、1利用者へのインタビュー、2この手法の獲得のためのワークショップの記録とその分析、3国外での調査を行った.その結果、チュートリアル論文の公開、2学習・利用の際の問題点とその解決法の蓄積と3WEBページでの公開、4英文WEBページの公開、5国外で現地の言語によるワークショップの開催を行った.その結果、6SCATを用いた4本の英文論文の国際学術誌での採録にまで至った.本年度は、3年間の研究を再設計した上で、(1) SCATを用いて分析するための個別インタビューの録音、(2) SCATのワークショップで使用する分析データを作成するためのメール・インタビュー、(3)数人によるSCATの学習過程の録音、(4)数人×3グループによるSCATの学習過程の録音・録画、の4種のデータ採取を行った.SCATの学習過程の分析のためにはまず、参加者集団にとって適切な分析データが必要がある.(2)はそのために特定の専門職集団のためのSCATの分析データを作成するためのデータ採取である.また、SCATの学習は通常、参加者を公募するワークショップで行うため、データ採取が困難である.そのために、(3)は某国立大学のある研究室の研究グループ、(4)は某機関に勤める専門職グループの、ともにクローズドな学習の機会を利用させて頂くことで、学習過程のデータ採取を可能とした.これらのデータを分析し、SCATによる質的データ分析の理解や習熟の促進要因と阻害要因の抽出を行った.また習得の全体的過程を参加者の相互作用に焦点化して分析した.

それに基づき、この手法を活用し共有するためのマニュアル、学習プログラム、その他の教材(活用法のビデオ教材、活用例と事例集)、ワークショップガイド、自学者のためのe-learningシステム、情報の集約と提供のためのWEBサイトの開発と構築のための基礎資料を得た.また、質的データの分析と質的研究方法論全体におけるその意義や位置づけについて討論するために訪問予定であったトロント大学The Wilson Centerのグループは、ヨーロッパ医学教育学会で質的研究手法のワークショップを開催しているため、そこでそのグループと交流を持ち、質的研究における認識論を含む、研究方法論全体についての包括的な情報交換、意見交換と、質的データ分析手法についての討論を行った.今日、実に多様な領域で質的研究がなされるようになっている.しかしそこで必要とされる質的データの分析には、明示的な手続きを有し、小規模のデータにも適用でき、大学院生等の初学者から経験ある研究者まで活用できる有効な方法がなかった.本研究では、これらの問題を克服して申請者が2006年頃に開発し、その小河発展させることで非常に後半な研究分野で利用されてきているSCAT(Steps for Coding and Theorization)を、1)利用者からのフィードバックを得ながら発展させ、2)多様な専門領域に即した具体的活用方を検討し、3)同時にその修得過程の分析を行い、4)各領域での活用例等を含むマニュアルとして開発し、5)この手法を多様な領域の研究者間で共有するためのシステムを開発することを目的としている.2014年度には、それまでの採取データの分析を行うとともに、新たな数回のワークショップを、開催方法の改善を行いながら実施した.そこでは次の記録を採取・作成した.a)ワークショップの音声記録、b)ワークショップ参加者へのインタビュー記録、c)ワークショップ指導者の発話記録、以上の切ろうは文字化して分析し、SCATによる質的データ分析の理解や習熟の促進要因と阻害要因を抽出した.また、修得の全体的過程を参加者の相互作用に焦点化して分析した.それに基づき、ワークショップ開催のためのマニュアルとワークショップのプログラムを改訂した.本年度は、アジア環太平洋医学教育学会で英語によるワークショップを開催し、他言語での分析とその指導の有効性を検証した.同時に、英語によるWEBサイトも開設した.なお、本年度もSCATを用いた論文の著者にインタビューを行った.質的研究方法論研究が遅れているのは,研究者が附属学校校長に再選出され,その職に再任されたたためである.とくに,研究者の校長在任中,附属学校は,文科省からの3つの研究指定を同時に受けるとともに,全国中高一貫教育研究会の会長校をつとめている.
特許分析による研究開発活動の地理的側面に関する研究

本研究の目的は、特許のデータを利用して、研究開発とイノベーションに関する地理的側面の分析可能性を探ることにある。研究者向けに整備されたIIP特許データベース(知的財産研究所)を利用して、出願者の所属組織および組織別出願者数の時系列分析を行った。その結果、企業規模が大きくなるほど所属組織の所在地は本社知財部門等に一括管理され、特許の出願地と実際の研究開発の場所との乖離が問題となることが示唆された。他方、大学や研究機関による研究開発については、特に2000年代以降において特許データからその動向を読み解くことが可能であり、産学連携などの地理的特徴についても十分に実証できることが明らかとなった。本研究の主眼は、特許のデータを利用して、研究開発とイノベーションの地理的側面を分析することにある。前年度までに研究者向けに整備されたIIP特許データベース(知的財産研究所)をテキストエディタによって編集加工して、出願者の所属組織および組織別出願数の時系列分析を行った。その結果、企業規模が大きくなるほど所属組織の所在地は本社知財部門等に一括され、特許の出願地と実際の研究開発の場所との乖離が問題点となることが示唆された。他方、中小企業や大学・公的研究機関では出願人の所属組織およびその出願地は実際の研究開発の場所を示す傾向にあり、大企業に比べて出願地情報を地理情報として利用することができることがわかった。これらの考察をふまえ、産業技術に関する特許の多くは大企業からの出願であるため、出願人に関する地理情報を付加すべく、学術論文データベースにある研究者・技術者などの著者データを利用して、特許データの空間情報化を試みた。具体的には、半導体技術およびパネル技術の特定技術領域を対象に特許データの抽出を行い、これらの抽出データにおける出願人情報について、電気・電子学会関連の学術論文データベースとのマッチングを行い、出願人情報に対して所属組織および所在地のデータを付加することを試みた。事例とした技術領域においては、社内技報などの業界情報を利用することによって特許出願人と論文著者のマッチング率は10%前後となり、特許データを利用した研究開発の地理的側面を分析するには十分なサンプルを得られることがわかった。サンプルによる分析では、2000年代以降に進展した一連のクラスター政策や大学の技術移転戦略(TLO等)の影響により、政策対象地域における研究開発の活発化が進み、地域間の共同研究が進んだことが示唆された。研究開発とイノベーションの地理的側面を分析するために、主に3点のステップワイズな研究方法を採用した。第1に、研究者向けのIIP特許データベース(知的財産研究所)をテキストエディタによって編集し、民間の特許データベースを補完的に用いることによって、分析に必要な属性を整理して数十万オーダーの特許データベースを作成した。第2に、作成したデータベースの出願人氏名と公開されている社内技法や論文データベースの著者名とをマッチングさせ、所在地情報を特許データベースに付加する作業を行った。第3に、大学・公的研究機関・主要企業の公刊情報を用いて、特許に記載されている属性の精度を上げて、共同研究や産学官連携の動向、出願人と所属組織の関係などから、研究所の役割や既存集積との関係などの視点から研究開発活動の地理的側面について分析可能性を展望した。このうち、今年度は第1の点を重点的に行い、来年度以降に残りの研究方法にチャレンジする計画で進めた。今年度の成果は、特許の経済分析および特許と集積の関係について文献調査を行い、方法論の整理と斯学への導入可能性について検討し、その結果をふまえて地理的側面の考察に資するデータセットの加工編集作業を進めたことである。その際、特定の技術領域に絞り、具体的には半導体デバイスの「メモリ技術」、薄型パネルディスプレイの「表示装置技術」などの基幹電子部品技術と、それらの統合製造技術と情報処理技術に焦点をあて、大学・公的機関・主要エレクトロニクス企業に所属している出願人をデータベース化する目処をつけた。IIP特許データベースを用いて地理的側面の考察に資するデータセットの加工編集作業が本研究で最も重要な基盤作業であるが、特定の技術領域に絞って、企業の「名寄せ」あるいは出願人の属性付加を予定どおり行うことができ、研究計画に沿って順調に進展している。ただし、特許データに含まれる数多くの情報については未だ十分に活かせておらず、これらの情報を活用するには研究計画で想定していた以上の二次情報が必要であり、特許の地理的側面としてどこまでの情報付加を求めるのかについては検討中である。特許属性への理解をさらに深める必要があるとともに、出願人サイドからみた特許出願戦略などにも配慮した形で分析を行っていく必要がある。前年度の特許の加工編集作業とアンケート調査およびヒアリング調査をふまえ、集積やイノベーション活動の分析に資するデータベースの精緻化を進める。ただし、その後の進捗状況によって平成25年度も同様の加工編集作業を繰り返す必要が生じる。

特に、社内技報や論文データベースは膨大にあるため、データの精緻化を進めていくうえで追加作業が発生することが見込まれる。以上の作業に加え、平成25年度に中心となる研究計画は以下の2点である。1)IIP特許データベースでは抜けている属性として「引用文献」や「他特許との関係」があげられる。これらの特許間関係については全てを分析することは困難ではあるが、例えば技術領域で絞る、特定の機関や事業所で絞る、特定の地理的範囲で絞る、などによって部分的な分析は可能である。2)上記の作業によって作成した特許データベースを用いて、定量的に研究開発活動の実態分析を以下の点を中心に行いたい。1出願人(研究者・技術者)の所在地データセットから、研究開発活動の地理的集中化が生じているのか否か、既存集積の関係が見られるのかどうか、特定の事業所から継続的に成果が生み出されているのか否か(イノベーション活動の「収束」か「拡散」か)、などの問題意識に応えられるようなデータ分析を行う。21つの特許に複数の所属先があるデータセットを用いて、共同研究の動向や共同研究における距離の含意、産学官連携などの進捗状況などをデータ分析から試みる。特に、特定の機関や場所で研究開発活動が進むほど新たなイノベーションが生じているのかという問題意識に沿って定量的な把握の可能性を探る。データベースの加工編集およびそれらの分析ソフトウェアが主な研究費の使途である。具体的には、特許データベースへのアクセス料金、特許解析において被引用関係の分析が可能となる定量化ソフトウェア、などがあげられる。その他、ソフトウェアのアップデート、資料収集費、学会出張費、研究成果の発表準備費(校閲費等)などを予定している。
新規in vitro針葉樹仮道管分化誘導系の開発による細胞壁形成過程の解析

木材などの木質バイオマスの循環型有効利用は、再生可能な資源エネルギーの供給に重要である。針葉樹の樹冠の90%を占める仮道管の形成機構の理解は資源利用の観点から重要であるが、未だ不明な点が多く、形成過程のより詳細な解析が必要である。そこで本研究では針葉樹培養細胞から仮道管を直接分化誘導する新たな誘導系を開発し、仮道管細胞壁の形成過程を解析する。さらに、針葉樹培養細胞への蛍光タンパク遺伝子の導入を行い、細胞壁の堆積制御に関わるとされる細胞骨格の挙動の動的解析を行う。細胞骨格の経時的な局在配向の変化の解析から、仮道管細胞壁における細胞骨格を中心とした形成制御機構を明らかにする。
動脈硬化の進行防止における転写因子Nrf2の役割

近年一般的に認知されるに至った活性酸素種や食物に含まれる親電子性物質によりもたらされる酸化ストレスは、DNAやタンパク質、脂質などの生体高分子を酸化することで傷害を与えるため、ガンや糖尿病などの生活習慣病を引き起こす素因になると考えられている。一方、生体内に存在するプロスタグランジンJ_2(PGJ_2)などの生理活性物質もまた、内因性の親電子性物質として作用し炎症の終焉に貢献する。すなわち、酸化ストレスは外来物質や代謝副生成物だけではなく、細胞内情報伝達におけるセカンドメッセンジャーとしても機能している.このような酸化ストレスに対し,細胞はすみやかに生体応答を発動することで、その恒常性維持と適応に努めている.この生体応答の制御機構において重要な機能を担っているのが,Keap1-Nrf2システムである。Nrf2欠損マウスあるいは、Keap1欠損マウスと高脂血症モデルマウスとして、apoE欠損マウスを交配し、それぞれの複合変異マウスにおける動脈硬化の進行について検討している。あるいは、生化学・分子生物学的な解析とマウス発生工学的手法による個体レベルの解析、さらには構造生物学的なアプローチも取り入れて、多角的にKeap1-Nrf2システムによる分子レベルの制御機構を解析した。その結果、動脈硬化におけるNrfr2-Keap1制御系の重要性が明らかになりつつある。動脈硬化症病変の初期の段階においては,血管内皮細胞における炎症性変化が,血管内炎症細胞の遊走などを介して,病変の進展に重要な役割を果たすと考えられている.血流による血管のずり応力はこのような炎症性の変化に対して防御的に働き,動脈硬化を抑制すると考えられている.一方,転写因子Nrf2は抗酸化剤応答配列(ARE)を介してNQO1やHO-1などの抗酸化ストレス遺伝子および抗炎症性の遺伝子発現を誘導する.私たちは動脈硬化症発症モデルApoEマウスを用いることにより,個体レベルでNrf2の動脈硬化症防御における役割を明らかにすることを目的とした。Nrf2::ApoEダブルノックアウトマウスの大動脈領域では、接着分子Vcam1、Icam1、Mcp1などの遺伝子発現が強く上昇しており、マクロファージの浸潤が観察されたことから、Nrf2欠失によって血流ストレスが増大していることが示唆された。また、このだぶるノックアウトマウスでは炎症性サイトカインが高値を示すことから、Nrf2がこれらのサイトカインに反応しうるものであることを示唆している。今後、高コレステロール餌を与えて長期飼育を行い、このダブルノックアウトマウスにおいて動脈硬化発症頻度が亢進しているかどうか検討を行い、動脈硬化抑制におけるNrf2の貢献を個体レベルで明らかにしたい。以上の解析内容については、明らかにして投稿予定である。転写因子Nrf2は抗酸化剤応答配列(ARE)を介して、NQO1やHO-1などの抗酸化ストレス遺伝子および抗炎症性遺伝子の発現を誘導する。我々のグループでは、培養細胞を用いた解析によって、血流による血管のずり応力がNrf2を活性化させ血管内皮細胞における炎症性の変化に対して防御的に働くことを明らかにした。しかしながら、動脈硬化症病変の進展においてNrf2が実際に重要な役割を果たしているのかどうか明らかになっていない。そこで、私たちは動脈硬化症発症モデルApoEマウスを用いることにより,個体レベルでNrf2の動脈硬化症防御における役割を明らかにすることを試みた。Nrf2::ApoE重複ノックアウトマウスの作製に成功し、解析を実施しているが、予備的に同マウスでは大動脈領域における接着分子Vcam1、Icam1、Mcp1などの遺伝子発現の強い上昇、マクロファージの浸潤が観察された。また、この重複ノックアウトマウスでは炎症性サイトカインが高値を示した。以上の解析から、動脈硬化抑制におけるNrf2の重要性が個体レベルで強く示唆される。この研究に関して,現在、論文作製および投稿準備中である。また、共同研究者のJon Maher博士が以前の研究室で着手し、当研究室での完成を強く希望して取り組んでいたNrf2とABCトランスポーター遺伝子群との関わりについて、実験を発展させて、複数の論文を完成し、私どもとの共同研究の形で英文雑誌に投稿した。さらに、現在所属する研究室における最初の研究成果として、Nrf2とHO-1遺伝子の活性化メカニズムをMol Cell Biolに報告した。
操作時間を軸とした安全運転を阻害しない車載ヒューマンインタフェース機器設計支援

カーナビなど車載機器の操作時間は短いことが望ましい。また、安全運転面から画面操作にかかる時間の最大値が決まったら、それを超えない画面表示にするよう、その内容を決定したい。本研究では、画面操作にかかる時間と、画面情報量(画面設計要素)等との関係を明らかにすることを目標とした。ドライビングシミュレータなどを使った実験の結果、画面表示文字数は最大でも78文字未満にする必要があることや、20文字までの表示は読み取りにかかる時間がほとんど変わらず、運転行動への影響も見られないことが分かった。以上は、車載機器画面の表示の設計に役立つ。本研究では、カーナビなどの車載機器にある画面について、画面中のボタン選択時間を設計目標として与えた場合、その目標を満たす画面情報量、つまりボタンの大きさ、個数やデザインと、画面とドライバーとの距離、位置関係が決定できるようにすることを目的とする。平成26年度は、より客観的な車載HI画面向けの定義を行うことができるよう、定義を改善すること、また改善した画面情報量の定義が妥当であるかを検証する実験を行う計画であったが、概ね達成された。最初に、画面中のボタン数と操作時間の関係を定量的に調べる基礎実験を行った。その結果、画面中のボタン数を何個にすれば、ボタン選択にかかる時間がどの程度なのか予測ができる見込みがついた。また、操作開始時のマウスポインタ(指に相当)の位置と目標のボタンとの直線距離も、操作時間に影響することが分かった。また、ボタン選択にかかる時間について、ボタン位置の分かりやすさ(選択したいボタンがどの位置にあるか、の予測のしやすさ)が影響する傾向があることも示唆された。次に検証実験として、ドライビングシミュレータ運転をメインタスク、運転席の左脇に設置したタッチパネルで車内で聴く曲目を選択する操作をサブタスクとした場合の、画面中のボタン(選択肢)数と曲目選択操作にかかる時間との関係を調べる実験を行った。その結果、画面中のボタン数が増えると操作時間も長くなる傾向が認められた。以上より、操作時間の設計目標を決めた場合、画面中のボタン数を決める設計手法の見込みができた。本研究では、カーナビなどの車載機器にある画面について、画面中のボタン選択時間を設計目標として与えた場合、その目標を満たす画面情報量、つまり文字数や文字の大きさ、ボタンの大きさ、個数やデザインと、画面とドライバーとの距離、位置関係が決定できるようにすることを目的とする。平成27年度は、ドライビングシミュレータを使った実験の準備を行い、実験を一部開始する計画であったが、概ね達成された。メインタスクとしてドライビングシミュレータで運転をさせるため、DSの走行コースや走行中の発生イベントを考案し、設定を行った。サブタスクとして、平成26年度は階層メニュー操作を取り上げ、選択肢の数(画面中のボタン数)と操作時間の関係を調べたが、その検討の中で、選択肢の数よりは、選択肢に書かれている文字数やその内容が選択時間に影響する可能性が指摘された。そこで平成27年度は、サブタスクとして画面に文字を表示させ、それを読み取るという比較的単純なタスクを設定し、表示する文字数と操作時間の関係を調べた。実験の結果、画面中の文字数と読み取りにかかる時間の間には、比例関係があることが分かった。また、画面中の文字数と画面の視認回数の間にも、比例関係があることが示唆された。さらに、文字数が120文字の場合(読み取り時間平均18秒)、大きなふらつきや、曲がる場所を間違えるなど、運転操作ミスが見受けられた。これにより、安全運転を維持するためには、少なくとも画面中の文字数を120秒より少なくする、あるいは読み取り時間を18秒より小さくする必要があることが分かった。最終年度に実施した研究の成果:昨年度に引き続き、ドライビングシミュレータを使った実験を継続した。昨年度に比べ、運転負荷が現実の状況に近づくようシミュレーション環境を改善することで、運転中の車載機器操作負担を改善した。その上で、車載機器画面に表示される文字数と、文字の読み取りにかかる時間の関係を調べた。実験結果から、画面中に表示される文字数が78文字以上の場合、運転する車の大きなふらつきなどの危険行為や、実験コースを間違えるなどの運転操作ミスが見受けられた。以上より、画面中の表示文字数は、安全運転上少なくとも78文字未満にすべきでることがわかった。また、視線移動解析の結果、画面に表示させた文字数が8文字と20文字の場合は、視線が前方から外れる時間がほとんど変わらず、また運転行動に影響が認められなかったことから、少なくとも20文字までは表示させてもよいことが分かった。研究期間全体を通して実施した研究の成果:平成26年度は、画面操作として階層メニュー操作を取り上げ、選択肢(画面中のボタン)の数と運転しながらの操作時間の数を調べた。その結果、ボタン数と操作時間は単調増加の関係にあることが示唆されたことから、操作時間の設計目標を決めた場合、画面中のボタン数を決定できる見込みが立った。平成27年度は、車載機器画面中に単に文字を表示する場合の、表示文字数と文字の読み取りにかかる時間の関係を調べた。実験環境の運転条件が現実の運転とは異なるなどの課題を残していたが、それは平成28年度に大きく改善された。以上より、今回の実験の範囲から、車載機器画面での表示文字数は、安全運転上少なくとも78文字未満であること、また少なくとも20文字までの表示は問題ないことが分かった。

この文字数範囲の提案は、安全な運転を阻害しない車載機器画面設計に役立つ。カーナビなど車載機器の操作時間は短いことが望ましい。また、安全運転面から画面操作にかかる時間の最大値が決まったら、それを超えない画面表示にするよう、その内容を決定したい。本研究では、画面操作にかかる時間と、画面情報量(画面設計要素)等との関係を明らかにすることを目標とした。ドライビングシミュレータなどを使った実験の結果、画面表示文字数は最大でも78文字未満にする必要があることや、20文字までの表示は読み取りにかかる時間がほとんど変わらず、運転行動への影響も見られないことが分かった。以上は、車載機器画面の表示の設計に役立つ。平成26年度は、より客観的な車載HI画面向けの定義を行うことができるよう、定義を改善すること、また改善した画面情報量の定義が妥当であるかを検証する実験を行う計画であったが、概ね順調に進展している。平成26年度においては、客観的な情報量として、画面設計上一番重要であるボタン数と操作時間の関係を集中的に調べることとした。最初に机上の基礎実験でその関係を十分に調べてから、ドライビングシミュレータを使った検証実験を行い、基礎実験で得られた傾向と同様の結果であることを確認した。基本的には、交付申請書に記述した計画通りに研究を進めていく。人間行動解析、ヒューマンインタフェース基本的には、交付申請書に記述した計画通りに進めていく。次年度使用額が生じた主な原因は、実験における被験者への謝金の予算を計上していたが、被験者全員が自発的かつ謝金は不要とした上で実験に協力してくれたためである。引き続き被験者への謝金として使用する他、ドライビングシミュレータの保守にかかる費用に使用する予定である。
セラミックスを対象に、水溶液溶媒を僅かに添加し中低温域(100°C300°C)での改良型水熱プロセス処理によって、セラミックスを高温焼成することなくバルク化(緻密化)するプロセスの開発を行うことを目的とした。本年度は現在の水熱プロセスをベースに水溶液溶媒下にて中低温域(100°C300°C)の新規改良型水熱プロセス処理の確立のための基礎実験を行なった。アルミナをベースとした多孔性ナノセラミックス粉末をソフトケミカルプロセスにて合成し、それらを100°C150°Cの新規改良型水熱プロセス処理することで緻密化の可能性を検討した。特に水熱プロセスのパラメーター(特に温度、溶媒、溶媒比、時間など)の検討を行い緻密化に有利なパラメーターの探索を行なった。さらに水熱プロセスに加えてソルボサーマルプロセスの検討もあわせて行なった。緻密化を試みたセラミックスバルクについて構造評価を、大学既設のXRD、FT-IR、XAFS等で評価した。さらに緻密ゼオライトの原子レベルの構造評価・粒界構造をSEMおよびTEMなどにて詳細に解析を進めた。これらの研究から得られた成果により、各種セラミックスを100°C300°Cの温度域にて緻密化を可能とするバルク化プロセスの確立のための基礎研究を実施し、所定の成果を得た。あわせて各種セラミックスを100°C300°Cの温度域にて緻密な膜化を可能とするプロセッシングの確立のための基礎研究を実施した。セラミックスを対象に、水溶液溶媒を僅かに添加し中低温域(100°C300°C)での改良型水熱プロセス処理によって、セラミックスを高温焼成することなくバルク化(緻密化)するプロセスの開発を行うために必要な基礎的な研究を概ね予定どうり行なう事ができた。それらの成果は予定したスケジュールに沿うものであり、概ね順調に研究は進展している。初年度に得られた成果をベースとして、重要な機能性ナノセラミックスである各種のゼオライト、メソポーラス材料などを対象として、セラミックスを高温焼成することなくバルク化するプロセスの開発を行うために必要な基礎的な研究を進める。2019年度は特に緻密化が困難な多孔性セラミックス(特にメソポーラス材料)の緻密化のための実験パラメーターの解明を進め、焼成無しでの緻密化プロセスの開発の基礎を確立する。また、緻密化を試みたバルク試料を評価することで中低温度域で緻密化させるために必要な合成パラメーターを明らかにし、その成果を水熱処理プロセスの改良にフィードバックする。得られた試料については、構造評価を中心に評価を行う。主に、大学既設のXRD、FT-IR、XAFS、固体NMR等で評価する。さらに緻密ゼオライトの原子レベルの構造評価・粒界構造をTEMにて詳細に解析する。また、N2ガス吸着挙動は既存の装置にて評価し、更に他の特性評価も併せて進め、併せてガス分離性能なども評価する。
得られた試料については、構造評価を中心に評価を行う。主に、大学既設のXRD、FT-IR、XAFS、固体NMR等で評価する。さらに緻密ゼオライトの原子レベルの構造評価・粒界構造をTEMにて詳細に解析する。また、N2ガス吸着挙動は既存の装置にて評価し、更に他の特性評価も併せて進め、併せてガス分離性能なども評価する。
神経細胞膜電位の伝搬と相互作用を扱う電子界解析に関する基礎的研究

神経細胞膜電位の微視的なダイナミクスを明らかにするための、数値計算方法に関する理論構築を行った。これまでに研究代表者らは、細胞膜の電位の振る舞いを、膜のイオン・チャンネル密度などの電気的パラメータ分布や細胞形状などと直接結び付けるため、2次元膜電位方程式を提案し、数値計算を実現してきた。この場合、膜近辺の電流密度を等価伝導層膜厚という1つのパラメータによって表現する近似を用いていた。本研究では、細胞の内外の空間も解析に取り込み、有限要素法によって近似を用いずに膜電位を計算する理論を構築することに成功した。また、未だ低解像度ではあるが実際に数値計算例を示し、その有用性を確かめた。この方式は、膜電位の解析に適用できるばかりでなく、それに伴う電流分布および磁界分布も与えるものであるため、MEG計測の微視的な解析にも利用可能であるなど、応用分野が広いものであると考えている。
老化過程における新たな細胞形質の獲得の検討

本研究によって以下の事実が明らかになった。1.老化過程においてマウス乳癌ウィルスなどレトロウィルスの発現は加齢によって増加し,その結果腫瘍頻度も高くなるものと考えられる。またこの発癌過程で細胞遺伝子型のモザイクが生じることが判明し,レトロウィルスは細胞形質獲得あるいは喪失の明らかな要因となることが判明した。2.細胞形質の転換の他の要因としてX染色体の不活性化の解除が考えられる。そこでX染色体の不活性化を検出するために,Searle's TrauslocationとPGKー1A/PGKー1Bのアロザイム系を持つマウスを用い加齢によるX染色体の不活性化の解除の検討を行った。その結果,加齢によっても腫瘍化によっても不活性化X染色体の再活性化は認められず,X染色体上の遺伝子群の発現制御は極めて安定であることが判明し,X染色体の不活性化解除は新たな細胞形質獲得の素地たりえないと結論された。3.次いでこのようなモザイクを形成するモ-メントを与える契機として,細胞死及び再生過程で,ある特定のクロ-ンが選択的に増殖する可能性を考えた。そこで肝実質細胞が壊孔前後で細胞クロ-ン性の変化があるか否かをPGKアロザイム型の変化で調べた所,アロザイム型の変化が認められ,ある特定のクロ-ンがより再生しやすいと考えられた。4.次いでX染色体と常染色体上の遺伝子発現の相互作用を検討した。PGKはX染色体と常染色体の両方に存在するが,通常2倍体細胞では,X染色体上の遺伝子が発現し,精子では常染色体上の遺伝子が選択的に発現する。我々は細胞再生過程をエチレングリコ-ルで修飾してもこの発現様式は変化しないことを見出した。以上,老化過程における細胞形質は変化し,その要因としてレトロウィルスが重要であることが証明された。〔88年度の目標〕ツァール転座とフォスフォグリセロールカイネース(PGK)の変異体を組み合せ母由来の正常X染色体(PGKIB)が常に発現され父由来の変異体PGK-1Aガライオンゼーションにより発現されない雌マウスを3群設定することが第1の目標であった。第2の目標はPGK-1A、Bのアイソザイムパターンを等電点電気泳動により分離し臓器による発現の様相を明らかにすることであった。〔88年度の達成段階〕第1の目標については達成した。現在合計45匹の該当マウスが得られておりすでに老化実験に入っている。これ等マウスの遺伝型確走のために、1匹毎に尾より血液を採取しPGK-1A/1Bのアイソザイムパターンの同定を行った。この内PGK-1Aのみ発現されている雌個体を選び実験群に用いた。第2の目標についても達成され、幾かの新知見が得られた。まず該当マウスの臓器毎のアイソザイムパターンを調べた所、予想通り脳、肝、腎、肺、子宮、脾で血液と同様PGK-1Aのみが発現していることを確認した。この際同腹の雌マウス、雄マウスを対照として調べた。雌マウスにおいてはツァール転座を持たないPGK-1A/1Bが約半数認められ、臓器によりPGK1A/1Bの発現量は差異が認められなかった。また同腹の雄マウスについては上記臓器の外1n細胞にも注目検討した所、2n細胞より成る臓器においては予想通りPGK1A、あるいは1Bの1つのタイプを示したが、1n細胞を含む睾丸においてはPGK-1の外新たなアイソザイムが認められ、その後の検索の結果、本酵素は成熟精子にのみ認められるPGK-2と同定された。

〔89年度の課題〕当初目標通りPGK-1A/1B、6ヶ月群及び1年群を屠殺しライオニゼーションの解除の有無を検討する。さらにウエタンブローティング、ノーザンブローティングなどでより詳細な検討を行う。〔当初目標〕加齢により発現が抑制されていたX染色体の再活性化が生じるか否かをツア-ル転座を持ってマウスを用い検討した。またこの外、64年度においては障害肝におけるアロザイムパタ-ンの変化、及び睾丸PGK-2の活性変化と睾丸毒性などの関係が本研究の進展とともに明らかにされて来た。〔研究の概要〕1.加齢による抑制X染色体の再活性化:64年度の18ケ月齢マウスを用いた検討では、抑制されたX染色体上のPGK遺伝子の再活性化を示す所見は得られなかった。PGK遺伝子群のメチル化の程度を、HapIIとMapIの2つの制限酵素を用いて検討した所、PGK遺伝子群のメチル化の程度は臓器により異なることが判明した。即ち肝ではメチル化の程度は軽いがその他の臓器(心、脳、睾丸,脾)ではメチル化されていた。今後加齢とPGK遺伝子のメチル化の程度を検討することが望まれる。2.肝障害によるアロザイムバタ-ンの変化:老化過程で種々の程度の肝細胞障害が生じる。これにより細胞クロ-ンの変化が生じることが考えられる。そこでPFKのアロザイムパタ-ンの変化と肝細胞障害を起こさせ検討した。肝細胞障害物質として四塩化炭素を用いた。その結果、肝のPGK-アロザイムパタ-ンは変化するとの結果を得た。このことより加齢過程においても、同様の機序によりクロナリティ-が変化することが示唆された。3.睾丸におけるPGK-2と睾丸毒性:PGK-1との分離定量化を確立し、PGK-2が睾丸に特異的に検出されることを見出した。さらに、この性質を利用し、種々の睾丸毒性のメカニズムの解明を行った。癌組織のみならず正常組織においても遺伝子,染色体レベルの変化は老化過程においても生じ老化による第一義的な変化と考えられている。このような変化により癌組織が細胞不死化という細胞形質を獲得するように正常組織も新たな細胞遺伝形質を獲得する可能性がある。ライオンの説によれば2本の染色体のうち1本が胎生初期以降に不活性化される。もし適切なマカ-突然変異を不活性化染色体にもつマウスを作ることが出来れば,経特的に追跡することにより不活性化染色体の再活性化,即ち新たな細胞形質の獲得を直接的な方法で観察出来る。この外,レトロウイルスは,ゲノムにそう入されることにより,DNAの解析によっても細胞ゲノムの突然変異は検出される。本研究は老化過程における新たな細胞形質の獲得を発癌組織・正常組織を対比させながら検討しようとしたものである。平成2年度は最終年度に当り,24ケ月群を屠殺し,肝,腎,脳,心,肺,脾,白血球,消化管,筋,腫瘍組織のPGKタイプを同定した。PGKアロザイムの定量下限は2%と判明した。即ち2%以上アロザイム型を異にする細胞が存在すれば検出可能である。この方法を用い,上記組織を分析した所,すべての臓器でPGKのアロザイム1種しか検出されず,老化過程でX染色体の不活性化は生じないものと考えられた。また種々の腫瘍を検討したがPGKアロザイムタイプは1種した検出されなかった。この一方,レトロウイルスを用いた検討によれば,乳癌組織では,種々の乳癌ウイルスのそう入があり新たな細胞形質の獲得があった。
秩父地方山地帯天然林の更新に関する基礎的研究

1.イヌブナ枝の果柄痕から堅果豊作年の推定堅果生産可能なイヌブナ20株、27本の樹冠部から長さ1.3mの枝を採取し、枝上に残る果柄痕の有無を生長年次別にル-ペを用いて観察した。その結果、1976、'82、'84、'88年の各枝上に高い頻度で果柄痕がみられた。これらのうち、'82年および'88年の枝上には65%以上の高頻度で果柄痕が認められた。'84年から実施している堅果落下量の調査結果と比較したところ、果柄痕の出現頻度と実際の堅果落下量との間に高い相関があることが明かになった。'82年は'88年に匹敵するほどの豊作年であったと推定された。また、'76年は'84年と同程度の作柄であったと推定された。果柄痕は最大'70年まで追跡可能であった。年次を遡るにつれて、観察可能な枝数は減少する傾向にあったが、過去10年間については60%の枝で追跡可能であることが明かになった。以上の諸点から、過去10年間については、枝上の果柄痕の有無から豊作年の推定が可能であることが分かった。2.イヌブナ実生の生残と枯死要因'89年に引き続き、4本のベルト(2x30m)内のイヌブナ実生の消長について調査を実施した。その結果、'90年10月下旬における4本の各ベルト内の生残実生密度は1.01.3本/m^2であった。また、4本のベルト全体の密度は1.1/m^2で、実生発生当年にあたる'89年5月初旬の6.1本/m^2の約1/6に減少したことになるが、枯死率は'89年に比べて低い値で推移した。以上の点から、雨氷害によって林冠が疎開し、明るくなった林床(相対照度20%前後)では、イヌブナ実生はかなりの期間生存可能であることが明かになった。また、実生枯死要因の一つに、ブナノアオシャチホコおよびシャクガ類の幼虫による食害が、重要であることが確認された。秩父地方山地帯天然林を代表するイヌブナ、シオジ、ツガの3群落の更新に関する基礎的資料を得る目的で、'89年8月初旬に東京大学農学部附属秩父演習林内11林班の標高900m付近のイヌブナ、シオジ、ツガの各優占林分内にそれぞれ30×30m^2(Q1)、50×50m^2(Q2)、20×30m^2(Q3)及び28林班の標高1160mのイヌブナ優占林分内に50×50m^2(Q4)の調査区各1個を設定した。さらに、9月中旬にQ1:18個、Q2:30個、Q3:12個、Q4:30個のシードトラップを設置し、9月下旬から12月中旬にかけて6回試料の回収を行った。現在各区の試料について落下種子の選別と同定作業を実施中であり、その詳細については不明な点もあるが、イヌブナは'84年以来の豊作年にあたることが明らかになった。また、同種の種子落下数の季節変化をみると10月初旬から増加し始めて、10月下旬から11月初旬にピークがあることが明らかになった。シオジは過去の比較資料が無く、豊凶の判定は難しいが、並作程度と推定された。また、落下種子数のピークは10月中・下旬であった。ツガはいずれの月においても落下種子数は少なく、不作年にあたることが明らかになった。イヌブナとシオジについては'89年度に計画している実生の生育と光条件および虫害に関する実験に供する種子を11月初旬に多量に採取した。これらの種子については現在異なる温度条件下(10、15、20、25°C)で発芽試験を実施中である。現在までの結果から、イヌブナはいずれの温度条件下でも80%以上、シオジは10°Cでは発芽がみられず、それ以外の温度条件下では3040%の発芽率であった。イヌブナについては5°C以下の低温下で発芽可能であることが、標高900mの地点で2月28日に既に発根している種子が観察されたことから明らかであり、今後その発芽最低温についてはも明らかにしたい。1.イヌブナ実生の消長1988年度の調査から、秩父演習林内28林班のイヌブナ林調査区に落下した健全堅果密度は804個/m^2であることが明らかになった。89年度は上記のイヌブナ堅果から発生する実生の消長を追跡すべく調査林分内に2m×30mのベルトを4本設置し、更に各々のベルトを1m×1mの小区画280個に細分して4月12日(予備調査)、5月9日、6月7日、6月27日、8月2日、11月2日の計6回調査を行った。その結果以下の諸点が明らかになった。(1)イヌブナ実生の発生はほぼ4月中旬から5月中旬の間である。(2)実生の発生がほぼ完了した5月9日の平均実生密度は6.07本/m^2であった。この値は前年に落下した健全堅果密度の僅かに7.54%であった。

(3)実生密度は5月9日をピ-クに時間の経過に伴って減少し、最終調査日の11月2日には初期密度の28.3%当たる1.72本/m^2になった。これは前回の豊作年の翌年にあたる85年の生存率0.4%に比べて極めて高いことが明らかになった。生存率上昇の理由は、89年2月25日に発生した雨氷害によって同調査林分の林冠が大きく疎開し、林床の光条件が好転したことによるものと考えられる。(4)実生密度の時期別減少速度は6月7日から6月27日の間が0.06本/m^2/日で最も大きいことがわかった。2.実生の枯死要因上記の実生数調査の際に枯死要因についても調査を行った。その結果以下の点が明らかにされた。(1)本葉の展開後シャクガ類の幼虫による食害が高い頻度で観察された。(2)梅雨期に多くの実生の葉身上に褐色の病班が観察された。病班は時間の経過に伴い拡大し、それによって枯死した実生個体も数多くみられた。1.イヌブナ枝の果柄痕から堅果豊作年の推定堅果生産可能なイヌブナ20株、27本の樹冠部から長さ1.3mの枝を採取し、枝上に残る果柄痕の有無を生長年次別にル-ペを用いて観察した。その結果、1976、'82、'84、'88年の各枝上に高い頻度で果柄痕がみられた。これらのうち、'82年および'88年の枝上には65%以上の高頻度で果柄痕が認められた。'84年から実施している堅果落下量の調査結果と比較したところ、果柄痕の出現頻度と実際の堅果落下量との間に高い相関があることが明かになった。'82年は'88年に匹敵するほどの豊作年であったと推定された。また、'76年は'84年と同程度の作柄であったと推定された。果柄痕は最大'70年まで追跡可能であった。年次を遡るにつれて、観察可能な枝数は減少する傾向にあったが、過去10年間については60%の枝で追跡可能であることが明かになった。以上の諸点から、過去10年間については、枝上の果柄痕の有無から豊作年の推定が可能であることが分かった。2.イヌブナ実生の生残と枯死要因'89年に引き続き、4本のベルト(2x30m)内のイヌブナ実生の消長について調査を実施した。その結果、'90年10月下旬における4本の各ベルト内の生残実生密度は1.01.3本/m^2であった。また、4本のベルト全体の密度は1.1/m^2で、実生発生当年にあたる'89年5月初旬の6.1本/m^2の約1/6に減少したことになるが、枯死率は'89年に比べて低い値で推移した。以上の点から、雨氷害によって林冠が疎開し、明るくなった林床(相対照度20%前後)では、イヌブナ実生はかなりの期間生存可能であることが明かになった。また、実生枯死要因の一つに、ブナノアオシャチホコおよびシャクガ類の幼虫による食害が、重要であることが確認された。
分子情報変換膜

本研究は分子情報を効率的かつ選択的に検知しうる種々の分子情報変換膜の設計や分子認識の発現機構の解明を行ない、分子情報変換機能を有する膜を用いた計測センサシステムを開発するものである。◎基礎研究グループでは、1.有機薄膜やリポソーム中を通して選択的にカリウムイオンを輸送するカルボン酸型ポリエーテルを合成した。2.イオンおよび糖などの中性物質の透過性、選択性を制御するグラフトコポリマー膜を構築した。3.高級脂肪酸塩を用いた液体膜で非線形モードをもった電位の自発的発振が生ずる事を見い出した。4.界面リン脂質単分子膜の構造を明らかにし、膜の相転移とイオン透過性の関係を明らかにした。5.リポソームおよび平板型脂質膜に苦味物質や匂い物質を与えると味細胞および嗅細胞と類似の電位変化が生ずることを見い出した。6.好塩菌膜を合成高分子膜中に配向を一方向に揃えて固定化した膜が光応答挙動に優れていることを見い出した。7.α-らせん構造をとりやすいポリペプチドにアントロイル基を導入した糖ペプチドを合成し脂質二重層膜に取り込ませることに成功した。◎応用研究グループでは、8.光ファイバーの先端に蛍光PH指示薬を固定化し、PH47で可逆的に応答する光PHセンサを開発した。9.ISFET上に有機薄膜を形成させた微少アセチルコリンセンサを製作した。10.脂溶性イオンに選択的に応答する電極を作製し、白血球の微小な変化を検出した。11.ニトロベンゼン-水相間のイオン移動に伴う自由エネルギー変化を評価する方法を確立し、生理活性物質の認識を行なう新しい方法を見い出した。12.n型Sn【O_2】上にナフィオン膜を接合させた系を用い溶液中のイオン種を検出するセンサを作製した。13.オクトラキシンAに対するモノクロナル抗体を利用した分子情報変換膜を作製し、トキシンセンサを構成した。14.植物組識膜を分子情報変換膜として捉えた微量銅イオンの計測法を開発した。
体液浸透圧制御のための脳内センサーの同定

我々のグループは、感覚性脳室周囲器官のグリア細胞に発現するNaチャンネル分子であるNaxが、塩分摂取行動制御を担うNa+濃度センサーであることを明らかにしてきた。一方、飲水行動制御を担う脳内浸透圧センサー分子としては、TRPV1とTRPV4が報告されていた。これを検証するために、高張液(食塩水あるいはソルビトール液)を脳室に微量注入して、野生型マウスと3種のセンサー候補分子の遺伝子ノックアウトマウスにおいて、水分摂取行動の解析を行った。その結果、TRPV1は飲水行動誘発に全く関係しないこと、Naxが塩分摂取だけでなく水分摂取行動にも関与していることが明らかとなった。さらにTRPV4は、それ自身はセンサーではなく、Naxの活性化によってグリア細胞から放出されるエポキシエイコサトリエン酸を介して活性化する、Naxシグナルの下流分子であることが明らかとなった。本研究によって、浸透圧センサー分子については未解明であること、さらに新たに、Na+濃度上昇による飲水行動の誘発には、Naxシグナルに加えて、未知のNa+センシング機構が関与していることが判明した。そこで未知のセンサー分子の同定を目指して、次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析によって、感覚性脳室周囲器官特異的に発現する分子を探索した。センサー候補分子として、イオン輸送に関係する22個の分子を選び、その機能解析を行った。その結果、3つの脳内Na+濃度センサーの有力候補を同定した。また、原因不明の高ナトリウム血症を示す小児患者の中に、脳室周囲器官に対する自己抗体を有する者、3名を見出した。これらの患者では脳室周囲器官が自己抗体によって攻撃を受けていると推定される。脳室周囲器官が水分/塩分摂取行動の制御と抗利尿ホルモン分泌制御に重要な働きをしていることを示す新しい知見である。28年度が最終年度であるため、記入しない。動物が生存していくためには、体液の塩濃度を一定に保つ必要がある。このため、動物は体液のナトリウム(Na)濃度と浸透圧とを常時モニターする仕組みを獲得したと考えられる。我々は、これを担うNaレベルセンサーがNaチャンネル、Naxであり、その検出中枢が脳の脳室周囲器官にあることを明らかにしてきた。一方、水の摂取量や尿量の調節を担う浸透圧センサー分子については、多くの研究者の長年の努力にも関わらず、未だに解明されていない。脳室周囲器官は脳の中で例外的に血液脳関門を持たない脳領域であり、脳室にも接していることから、血液及び脳脊髄液のモニタリングに適している。我々は、脳室周囲器官に特異的に多く発現している分子の中に、体液恒常性の制御に重要なセンサー分子が含まれていると考えた。本研究では、脳室周囲器官に特異的に発現する分子を探索し、浸透圧感受性を示す分子を見出すことを目的とする。これまでに次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析により、脳室周囲器官である脳弓下器官及び終板脈管器官に特異的に発現している分子を多数同定していた。これらの中には体液センサーとしての機能が期待できるチャンネル分子やイオン輸送に関わる分子が24個存在していた。そこで、まず、これらの分子の全長cDNAのクローニングを行った。次に株化細胞に発現させ、細胞外液のNa濃度上昇や浸透圧変化に対して応答するかをイオンイメージング法によって検討した。その結果、細胞外液のNa濃度上昇や浸透圧変化に対して応答するセンサー分子の候補を4つ同定することに成功した。そこで、まず、これらの分子の全長cDNAのクローニングを行い、発現ベクターにサブクローニングして株化細胞に発現させ、Western blot法と免疫細胞染色法により、蛋白質の発現を確認した。次にそれぞれの分子を発現した株化細胞が、細胞外液のNa濃度上昇や浸透圧変化に対して応答するかをイオンイメージング法によって検討した。その結果、細胞外液のNa濃度上昇や浸透圧変化に対して応答し、脳室周囲器官において浸透圧センサーとして機能し得る分子を4つ同定することに成功した。このように研究実施計画通り、脳室周囲器官において浸透圧センサーとして機能し得る分子の同定に成功しており、本研究課題はおおむね順調に進捗しているといえる。

本研究によって、浸透圧センサー分子については未解明であること、さらに新たに、Na+濃度上昇による飲水行動の誘発には、Naxシグナルに加えて、未知のNa+センシング機構が関与していることが判明した。そこで未知のセンサー分子の同定を目指して、次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析によって、感覚性脳室周囲器官特異的に発現する分子を探索した。センサー候補分子として、イオン輸送に関係する22個の分子を選び、その機能解析を行った。その結果、3つの脳内Na+濃度センサーの有力候補を同定した。また、原因不明の高ナトリウム血症を示す小児患者の中に、脳室周囲器官に対する自己抗体を有する者、3名を見出した。これらの患者では脳室周囲器官が自己抗体によって攻撃を受けていると推定される。脳室周囲器官が水分/塩分摂取行動の制御と抗利尿ホルモン分泌制御に重要な働きをしていることを示す新しい知見である。今後、同定した浸透圧センサーの候補分子について、実際に生体内で浸透圧センサーとして機能しているかについて検討する。具体的には、まず、これらの遺伝子に対する人工マイクロRNAを発現するアデノ随伴ウイルスを作製する。次に作製したアデノ随伴ウイルスをマウスの脳室周囲器官に局所的に注入して標的遺伝子の発現を抑制し、脳室内へ高張液を注入した時に誘発される飲水行動への影響を調べる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
３Dプリント吸収性トレーと培養骨膜細胞により顎骨の形態を忠実に再建する

【骨再生細胞療法とαTCP-3Dプリント技術の融合】培養自家骨膜による顎骨再生は「骨形成能」を基本とする再生療法である。これによって広範囲かつ複雑な骨再生を期待できる。αTCPの3Dプリント技術を造形性の高い顎骨再建トレーとして用いることにより、骨再生細胞療法のアドバンテージと3Dプリント技術の形態再現性の融合を試みる。【明らかにすること】3Dプリント-αTCP吸収性再建トレーと培養骨膜細胞移植の組織学的現象の詳細(細胞の生存、骨形成、血管新生、破骨細胞の誘導)、ならびに顎骨再建の実現可能性の検証(トレーの小孔や厚み、αTCP吸収性再建トレーの安全性と骨再生への影響)を検証する。
軟骨組織における骨形成因子(BMP)の発現と機能

1.各種BMP分子種を区別して検出する事の出来るPCRプライマーを設計し、ウサギ成長板軟骨細胞培養系における各種BMPの発現を、培養10、20、50日後の成長板軟骨細胞よりmRNAを調製し、RT-PCR法により比較検討を行った。(i)BMP2および4は各分化段階において常に発現しており、その発現レベルは各分化段階を通じて維持されていることが示唆された。(ii)BMP3、5、6および7は各分化段階において常に発現を認めたが、BMP2および4とは異なり、高度に分化していく過程で発現レベルが低下することが示唆された。この結果から、これまで骨細胞等の各種細胞株で示されている各種BMPが軟骨細胞においても存在していること、また軟骨細胞の分化と関連して各種BMPのmRNA発現レベルが異なることが示唆された。2.軟骨形成能を持つことで知られる多型性腺腫における各種BMPの発現を、in vivoおよびin vitroの多型性腺腫細胞よりmRNAを調製し、RT-PCR法にて正常唾液腺細胞との比較検討を行った。(i)in vivoおよびin vitroの発現の比較では、両者ともに発現を認めた。またこの発現レベルはin vivoおよびin vitroでは差は認められなかった。(ii)多型性腺腫細胞と正常唾液腺細胞の比較では、PCR産物に明らかにサイズの異なるものを複数認めた。この結果から、多型性腺腫細胞に認められたBMP分子種はこれまでに報告のあるものとは明らかに異なるものであり軟骨形成に関与する新たなBMP分子種である可能性が示唆された。