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運動機能可塑性における赤核機能・構造連関の解明

脊髄損傷や運動野限局病変の患者や脳・脊髄損傷動物モデルにおいて損傷直後の高度な運動機能障害の後に、緩徐かつ部分的ではあるが機能回復が起きることが知られている。その運動機能回復を担う内的機構は十分解明されておらず、回復を促進・補助する治療法の開発も遅れている。本研究では非侵襲的MRI画像法を用いて機能的・解剖学的連絡性の変化を観察することで運動機能回復のメカニズムを探ることを目的とする。運動野損傷の動物モデルを作成し(Murataら2015)、運動課題遂行(指精緻運動)の機能的障害度およびその後の日々の訓練を続けた際の機能回復を観察した。これまでの報告と同様に2、3か月かけて運動機能障害から回復がみられた。経過中、拡散強調画像を繰り返し撮像し、微細構造・神経突起の変化の同定を試みた。特に神経突起分散と麻痺の回復との関係性が明瞭にみられることが示唆された。皮質マッピング技術の開発を並行してすすめ、皮質内の可塑的ネットワークの再構築がどのように時系列で変化するか解析を進めた。巨視的レベルで神経突起の動態が変化することで麻痺の回復が生じていることを明らかにした。脳卒中や脳損傷後の脳機能の回復のメカニズムは十分にわかっていない。どのように脳が構造や機能連関を変化させる能力を持つか(可塑性)を調べるために非侵襲で脳内の微細構造を観察する技術を確立し、動物実験により脳損傷後の機能回復と脳内の変化の観察を行った。脳内微細構造を観察技術として高解像度拡散強調MRI画像法や高精度パイプラインを開発した。繰り返し観察することでゆっくりとした運動機能回復とそれに関連する脳内運動関連部位の微細構造の変化をとらえることをに成功した。これらの結果は機能回復促進する新しい治療法や診断法の開発に寄与すると考えられる。期間中、施設のMRI装置の新型装置への入れ替え・工事があったため実験を停止せざるをえなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学、神経画像学継続して本研究を進め、可塑性に伴う神経線維の変化の同定と回復機構の解明を目指す。初年度より行ってきた運動野損傷実験モデルの個体3頭において新たな方法により実験を組み合わせて探索的な検討を行う必要が生じたため時間を要したものの、拡散テンソル画像データの解析の向上によって現行の個体数で十分な結果が得られ、予定よりも少ない頭数で報告に値する結果が得られた。そのため結果としては、追加実験分の遅れを挽回することはできおおむね順調に進展していると思われる。脳卒中の患者研究の成果が本年出版され当初の目的を達成した。動物実験については、研究手法の精度向上と安定化に時間を要したこと、多くの陽性結果から他モダリティーの評価系の必要性が生じそれら評価を進めることに時間を要した。結果としてはおおむね想定した通りの結果が得られており、今後の多モダリティーの結果と併せて評価することで目的を達成しえると考えられる。施設の都合によりMRI装置に入れ替え工事が決定し、半年以上MRI使用ができない状態が続いたため実験が停止した。そのため実験の継続のため次年度への期間延長を必要とした。本研究課題の計画にあわせ、脳損傷モデル実験を継続する。研究計画を円滑に進めるため実験精度の向上に常に努める。本研究の成果から、ヒト、サルを含む脳損傷後の運動機能回復に赤核をはじめとする運動回路に変化が生じえることが示唆される。
日本美術作品の非完結性を理解させる鑑賞教育方法の実践的研究

○研究目的本研究は、日本美術の独自性である「非完結性」を理解させる鑑賞教育方法の論理を考察し、それを踏まえ開発した教材を実践し、この方法の可能性を検証する。日本美術を「非完結性」を軸に鑑賞させる方法を構築して、日本文化と日本美術のより説得的な鑑賞教育方法を提案する。○研究方法奈良から明治時代までの代表的な日本美術作品を選択し、次の順序で研究した。1.対象作品の非完結性の類型を特定。実際の空間・場との総合を確認するため所蔵先で調査。2.非完結性を理解させる指導方法と授業計画を作成し実践して検証。○研究成果日本美術作品の「非完結性」は次の類型となる。1.間隙の存在:絵の余白・屏風の両隻の間隙等において、描かれていない部分を鑑賞者が想像で補って完成させる。2.空間・場との総合;襖絵、屏風、掛け軸のように作品と作品が置かれている場が織り成す空間の美が重視される。3.時間の包含:絵巻のように巻き取り広げを繰り返すことで、作品に時間の経過を含ませる。4,象徴的な線・色・形:西洋的な実物再現でなく、線・色・形そのものの美しさが重視される。5.その他の独特の表現形式:霞、吹き抜け屋台等。「非完結性」の類型に応じて作品を鑑賞教材化して実践し、その教育的可能性を確認した。実践の一例として応挙の金刀比羅宮表書院襖絵の鑑賞を示す(2,空間・場との総合に該当)。表書院には、鶴の間、虎の間、七賢人の間、山水の間が玄関側から順にある。生徒に、表書院の間取り図を示し、どの間がどこにあるか推理させた。推理の手がかりに、模型と共に表書院及びその周辺の外観写真を提示した。班で話し合わせ、推理結果と理由を発表させた。この実践では、襖絵を複数組み合わせることで生じる室内空間、さらに隣接する部屋、あるいは庭や立地場所との関係を包括した総合的な空間の美の理解を目指した。アンケート結果から多数の生徒は空間の美を理解し、活動も楽しかったとした。授業中も活発な活動が見られ、生徒の反応もよかった。この事例及び紙幅の都合上示せない他の事例の結果からも、日本美術作品の「非完結性」を理解させる鑑賞教育方法の教育的可能性が確認できた。
老化・ガン化に関わるテロメア長を高速評価する染色体解析マイクロチップの開発

老化や細胞のガン化と染色体末端部のテロメアの長さには密接な関係があり、テロメラーゼを標的とした抗がん剤の開発や、細胞にテロメラーゼ活性を与えて老化を防ぐ研究などが進められている。これらの研究においてテロメアの機能解析を行うために、テロメア長を簡易かつ正確に測定し、絶対評価ができる技術が有用である。本研究では、細胞から取り出した染色体そのままの分子配向と形状を簡易に観察することを目的として、特殊な微細加工を施した樹脂製ディスポーサブルマイクロチップを新たに提案し、単一のチップ上で、遠心力により、細胞の固定から、染色体の抽出、伸張、懸架、解析までのすべての手順を半自動で行う。回転のみの簡単な操作で、染色体そのままの特定部位の長さを従来にない高分解能で高速観察を行う。本年度は、初年度に構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、伸張染色体の特定部位として、テロメア長などの計測を行った。さらに、評価結果に基づいて、実験結果と有限要素法を組み合わせたチップの最適化を開始し、合わせて、最適化の結果に基づいて、マスクパターンの修正を行いながら、チップ評価を継続している。また、初年度に派生技術として新たに提案した特殊な構造を組み込んだ、細胞アレイとエネルギーハーベスタの定量的評価を行い、単一細胞の固定効率、および、把持継続性、ならびに、微細構造の加工寸法精度について計測し、微細構造の有用性を検討した。初年度は、鋳型加工に使用していた酸素アッシング装置に不測の故障が生じたため、当該装置の修理・調整が必要となり、学内の類似装置を借用する代替措置をとった結果、計画した実験の完了までに、2ヶ月を余分に要した。そのため、経費の一部を繰り越し、期間を延長した結果、当初予定を達成することができた。その結果、構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、染色体伸張実験を多数実施できるようになり、定量的な結果が得られるようになってきた。最終年度の研究成果が期待できる。また、提案した加工技術の派生技術として、特徴的な構造を組み込んだ、細胞アレイとハーベスタを提案し、その有用性の検証を開始し、成果発表が複数得られた。これまでの研究により、構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、伸張染色体の特定部位として、テロメア長などの計測が可能であることが分かった。一方で、その精度は不十分であり、伸張が遠心力を用いているため、ランダム性が高く、チップ上で計測できる数が少なく、再現性が不十分であることが分かった。そこで、本年度は、再現性向上を目的にして、チップ上での細胞懸濁液の滴下位置から細胞固定構造アレイまでの細胞の移動に着目して、細胞固定構造の最適化に取り組み、観察数増加による再現性の評価に取り組む。

本研究では、細胞から取り出した染色体そのままの分子配向と形状を簡易に観察することを目的として、特殊な微細加工を施した樹脂製ディスポーサブルマイクロチップを新たに提案し、単一のチップ上で、遠心力により、細胞の固定から、染色体の抽出、伸張、懸架、解析までのすべての手順を半自動で行う。回転のみの簡単な操作で、染色体そのままの特定部位の長さを従来にない高分解能で高速観察を行う。初年度は、染色体伸張解析チップを低コストに量産可能とするために、3次元リソグラフィ法で製作するマイクロ鋳型を利用して、シリコン樹脂を用いたモールディング法により、低コストで簡易的なプロセスと材料でチップを作製した。さらに、作製した樹脂製チップを用いて染色体伸張解析実験により、伸張したヒト染色体のテロメア長を測定するとともに、チップの性能評価を開始した。大量に作製したマイクロチップを用いて、バイオサンプルのばらつきを考慮に入れたチップの定量評価を行い、その解析精度評価と向上、さらに、老化・ガン化に関わるテロメア長の実測に対する提案方法の妥当性の検証を開始した。計画では、平成29年12月までに、鋳型加工、染色体伸張条件探索、マスク設計を行い、平成30年3月までに、マスク設計、PDMSチップの製作を行う予定であった。しかし、実際には、平成29年11月、鋳型加工に使用していた酸素アッシング装置に不測の故障が生じたため、当該装置の修理・調整が必要となり、学内の類似装置を借用する代替措置をとったが、実験効率が下がってしまったため、計画した実験の完了までに、2ヶ月を余分に要した。そのため、経費の一部を繰り越し、実施した。期間を延長した結果、当初予定を達成することができた。これまでの研究により、構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、伸張染色体の特定部位として、テロメア長などの計測が可能であることが分かった。一方で、その精度は不十分であり、伸張が遠心力を用いているため、ランダム性が高く、チップ上で計測できる数が少なく、再現性が不十分であることが分かった。そこで、本年度は、再現性向上を目的にして、チップ上での細胞懸濁液の滴下位置から細胞固定構造アレイまでの細胞の移動に着目して、細胞固定構造の最適化に取り組み、観察数増加による再現性の評価に取り組む。今後は、本年度に構築したモールディング加工法により、チップを大量作製し、伸張染色体の特定部位として、テロメア長などの計測を行う。さらに、評価結果に基づいて、実験結果と有限要素法を組み合わせたチップの最適化を行う。さらに、最適化の結果に基づいて、マスクパターンの修正を行い、チップ評価を再度行う。必要に応じて、協力異分野研究室でのフィールド実験による操作性評価を行うことを検討する。また、本年度に派生技術として新たに提案した細胞アレイの定量的評価を行い、単一細胞の固定効率、および、把持持続性について計測し、アレイ構造の有用性を検証する。
プローブ位置追従と超音波断層像の遠隔取得によるサージカルプラン構築システムの開発

患者側にグローブを把持したロボットを設置する遠隔診断システムでは、ロボットの導入によってプローブ位置制御の点では向上が見られたが、遠隔地の患者状況の把握には限界があり、患者への安全面での配慮や、特に患者体表面への急激な接触を避けるような補助機能が不足していた。そこで我々はまず、遠隔超音波診断専用のパラレルワイヤ駆動を用いた医師側操作コントローラを開発し、遠隔操作を含めた通信実験によりその性能の検証を行った。その結果、力覚フィードバックについては体表面の粘弾性解析によって安全性については大きな向上が見られた。一方、視覚情報については患者とプローブとの位置関係の把握は不十分であり、ネットワークの遅延に起因する位置ずれがある状況では実際の運用は困難分あった。よって、コントローラの指令に対するロボットの状況を正確にモニタリングし、視覚的に遠隔操作を支援するシステムと、動画像処理によってロボットが患者側で自律的に動作するためのソフトウェアの両方を開発した。まず視覚的な支援については、バーチャルリアリティで用いられる手法を導入してモーションとラッカーで得られる患者側の環境を医師側に再現することにより、操作者が視覚的に遅延、位置追従誤差を確認でき、また患者体表面とプローブの位置関係の把握が容易となる環境を設計・開発した。さらに画像処理の機能としては、断層像上の臓器をその形状とプローブの位置から自動認識し、ロポットとコントローラの状態から超音波画像と患者が映った画像との間で転送速度から診断状況に応じて映像品質を制御する遠隔超音波診断のためのインターフェースを構築した。これにより救急医療に応用できる迅速な遠隔診断の一手法となることが示された。まず、患者の断層像を遠隔取得するためのロボット制御法と、操作手技を伝達するためのパラレルワイヤ駆動機構を用いたインタフェース部を開発した。これまでに開発してきた複数客の超音波検査ロボットを用い、腹部や胸部といった軟組織を粘弾性モデルにて仮定し、インピーダンス制御の理論を導入した。またインターフェース部は、ハンドルの3次元的位置を計測し、ワイヤ張力をリアルタイムに計測して擬似的な力呈示を行うことに成功した。超音波診断に要求される可動範囲や呈示力に合わせで性生能を特化させることにより、装置自体の小型化と、少ないワイヤ本数での実現とそれに伴うコスト及び重量の削減を実現した。また振動補償のアプローチでは、心臓の断層像における僧帽弁の位置認識の技術を発展させ、オプテイカルフローを用いて心臓の運動ベクトルを解析し、心臓の断面のリアルタイム認識に成功した。具体的には、モーショントラッカーを用いた空間座標の検出と画像認識の結果から体表面の肋間を認識した上で、僧帽弁認識アルゴリズムを用い、僧帽弁を断層像中の中央に配置するナビゲーションを行った。本アルゴリズムを実装した検者へのナビゲーションソフトウェアをVisual C++を用いて開発した。本ソフトウェアの作成によって、検者はリアルタイムに現在取得している断層像の情報を容易に把握することが可能となり、汎用のPCを用いて専門的知識や経験のない検者へのナビゲーションシステムの可能性が示唆された。本研究室で開発してきた超音波診断ロボットに画像処理情報をフィードバックし、振動が存在する状態でも、目的部位を追従して振動補償するソフトウェアを開発した。本ソフトウェアをファントムや人間に対して実験的検討を行った結果、画像処理結果に対してロボットが指令通りの動きをすることが確認できた。
カチオン性ロダサイクルを活性種とする高度分子変換反応の開拓

本研究では、多彩な高反応性カチオン性ロダサイクルの発生法を詳細に検討し、これらを活性種として用いる新規な触媒的高度分子変換反応を多数開発した。そして開発した触媒反応を、軸不斉/面不斉/らせん不斉/多点中心不斉を構築する不斉触媒反応、並びに機能性有機材料創製へと展開し、「カチオン性ロダサイクルの化学」を確立した。本研究では、多彩な高反応性カチオン性ロダサイクルの発生法を詳細に検討し、これらを活性種として用いる新規な触媒的高度分子変換反応を開拓する。そして開発した触媒反応の軸不斉/面不斉/らせん不斉/多点中心不斉を構築する不斉触媒反応への展開、並びに機能性有機材料創製への応用を検討し、「カチオン性ロダサイクルの化学」を確立する。カチオン性ロジウム(I)/BINAP系錯体とアルキンとの反応により生成する「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とアルキンの反応による、多彩な軸不斉ビアリール誘導体及び軸不斉ベンズアミド誘導体の触媒的不斉合成に成功した。また、カチオン性ロジウム(I)/BINAP系錯体とアルキン及びアルケンとの反応により生成する「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」を経由する、多彩な6員環骨格の触媒的構築に成功した。そしてこれらを不斉触媒反応へと展開し、様々な中心不斉を有する環状化合物の触媒的不斉合成に成功した。「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」からは、β水素脱離によるジエン誘導体の生成、環縮小転位による「カチオン性ロジウムカルベン中間体」生成と引き続く[3+2]付加環化反応を経由するフリルシクロプロパン誘導体の生成、がいずれも触媒的に進行することも見出した。アルキンあるいはアルケンに代えてカルボニル化合物やイソシアネートを用いることにより、様々なヘテロ環化合物の合成とその不斉触媒反応への展開(軸不斉アニリドや様々な中心不斉を有する環状化合物の触媒的不斉合成)にも成功した。本研究途上において、カチオン性ロジウム(I)/BINAP系錯体がアミドカルボニル基を配向性官能基とするsp^2C-H結合活性化反応を触媒し、アルキンへのヒドロアリール/アルケニル化反応が進行することも見出した。さらに、2-アルキニルベンズアルデヒドから生成する「カチオン性5員環アシルロダサイクル中間体」と環状ジカルボニル化合物あるいはアシルホスホネートとの不斉[4 + 2]付加環化反応による、光学活性ベンゾピラノン及びホスホネート誘導体の触媒的不斉合成にも成功した。カチオン性ロジウム(I)/BINAP系錯体とアルキンとの反応により生成する「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とアルキンの反応による、ジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、フルオレノン誘導体、ホスファフルオレン誘導体、テトラヒドロナフタレン誘導体、ジアリールオキシピリジン誘導体、ジアリールオキシピリドン誘導体、の合成に成功した。そしてこれらを不斉触媒反応へと展開し、らせん不斉を有するヘリセン誘導体の触媒的不斉合成に成功した。また、「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とカルボン酸の反応によるジエニルエステル誘導体の合成、カルボニル化合物の反応によるシクロアルケニルケトン誘導体の合成に成功した。さらに、「カチオン性オキサロダシクロペンテン中間体」とアルデヒドの反応による、5-アルキナールの還元的不斉環化反応に成功した。4-アルキナールから生成する「カチオン性5員環アシルロダサイクル中間体」を用いた反応では、カルボジイミドの反応によるイミノピペリジノン誘導体の合成に成功した。新たな芳香環構築法として、カチオン性金錯体触媒を用いたN-アルケニルアルキニルアミドの環化異性化反応による、ピリドン誘導体の合成法を開発した。本反応に光学活性カチオン性パラジウム錯体触媒を用いることにより、軸不斉ピリドン誘導体の合成に展開した。中員環合成法も新たに開発し、「カチオン性ロジウム(I)カルベノイド中間体」とアルキン及びアルケンの反応による、シクロペンタジエン誘導体及びシクロプロパン誘導体の合成に成功した。カチオン性ロジウム錯体のσ及びπ結合連続活性化によるカスケード反応の開発を検討し、アレニルアルデヒド及びジエナール合成反応、並びに中心不斉とらせん不斉を併せ持つベンゾピラノン誘導体の触媒的不斉合成に成功した。カチオン性ロジウム(I)/BINAP系錯体とアルキンとの反応により生成する「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とアルキンの反応による、ジアリールエーテル誘導体、トリアリールエーテル誘導体、軸不斉1-アリールイソキノリン誘導体、軸不斉ビアリールジボスフィン誘導体、面不斉パラシクロファン誘導体、軸不斉ビアリールヒドロキシカルボン誘導体、らせん不斉フタルヒドラジドにより官能基化されたヘリセン誘導体の合成に成功した。そして、軸不斉1-アリールイソキノリン配位子および軸不斉ビアリールジボスフィン配位子を不斉触媒反応へと適用した。また、「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とジエンの連続[2+2+2]

付加環化反応/Diels-Alder反応による多環性骨格に成功した。さらに、「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」および「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」と1,3-ジカルボニル化合物との反応による多環性骨格に成功した。また、カチオン性パラジウム錯体触媒を用いたC-S結合生成反応による、面不斉パラシクロファン合成に成功した。新たな芳香環構築法として、カチオン性パラジウム錯体触媒を用いた分子内不斉ヒドロアリール化反応による、軸不斉キノリン誘導体の合成法を開発した。また、「カチオン性ロジウム(1)カルベノイド中間体」とアルキンあるいはアルケンの反応による、シクロペンタジエン誘導体、シクロプロパン誘導体、ジヒドロペンタレン誘導体の合成に成功した。さらに、カチオン性ロジウム錯体のσ及びπ結合連続活性化と、分子内不斉カルボホルミル化/立体選択的な分子内カルボニルエン反応を含む、新規カスケード反応の開発にも成功した。「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」を経由する触媒反応として、光学活性カチオン性ロジウム錯体を用いた、テトラインとジインとの[2+2+2]付加環化反応による、らせん不斉を有するビトリフェニレン誘導体の触媒的不斉合成に成功した。そして、このキラル化合物が大きなCPL発光を示すことを見出した。また、カチオン性ロジウム錯体とアリールエチニルエーテルとの反応により生成する「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」とカルボニル化合物の反応による、ジエニルエステル誘導体の触媒的合成にも成功した。「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」を経由する触媒反応として、光学活性カチオン性ロジウム錯体を用いた、エンインとアルデヒドとの触媒的不斉[2+2+2]付加環化反応を開発した。また、オレフィン異性化によるエンイン生成と、「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」を経由する不斉Alder-Ene反応の連続化にも成功した。「カチオン性アシルロダサイクル中間体」を経由する触媒反応として、カチオン性ロジウム錯体を用いたアルキニルベンズアルデヒドとアルキンとの触媒的[4+2]付加環化反応を開発した。「カチオン性オキサロダシクロペンテン中間体」を経由する触媒反応として、光学活性カチオン性ロジウム錯体を用いたアルキナールとアシルホスホネートとの不斉環化反応を開発した。さらに、新たな触媒的不斉芳香環構築法として、光学活性カチオン性金錯体触媒を用いた分子内不斉ヒドロアリール化反応による、軸不斉キノリン誘導体の合成法を開発した。「カチオン性ロダシクロペンタジエン中間体」を経由する触媒反応として、光学活性カチオン性ロジウム錯体を用いた、ヘキサインの分子内[2+2+2]付加環化反応による、軸不斉ビアリールジホスフィン配位子の触媒的不斉合成に成功した。そして、このキラル配位子が不斉水素化及び不斉クロスカップリング反応に有用であることを見出した。また、環状ジインとモノアルキンとの分子間[2+2+2]付加環化反応による、面不斉パラシクロファンの触媒的不斉合成に成功した。また、アルキナールとアリールエチニルエーテルとの分子間[2+2+2]付加環化反応と引き続く分子内不斉[4+2]付加環化反応の開発に成功した。「カチオン性ロダシクロペンテン中間体」を経由する触媒反応として、光学活性カチオン性ロジウム錯体を用いた、エンインとアクリルアミドとの触媒的不斉[2+2+2]付加環化反応を開発した。
台湾原住民の集落空間と固有文化からみる集住環境の構成原理に関する研究

本研究は、台湾原住民族の伝統的民族観について現地調査を通して比較考究し再評価したものであり、集落空間・色彩・図像研究の複合的な専門領域からのアプローチを試みてきた。集落空間の分野では、集落の立地選定と居住形態の構成、生活環境と立地特性を明らかにした。色彩の分野では、居住環境の色彩特製、服飾の色彩と配色、染織工芸について時代的変遷と地域特性を明らかとした。また、図像の分野では8民族の伝統服飾の形式と種類、船装飾について地域文様図像の特性として明らかにした。本研究は、公称[台湾原主民]の集落立地選と環境観、集落空間の集合システムを、伝統的居住空間が持つ環境と空間形成技術と捉え、集住環境の構成原理として探求する事を目的とする。台湾原住民は言語・習俗・文化によって現在13種族に分類され、独自の文化を継承し自然と共存した集落を形成している。主に、山間部に広く分布しているが、これは17世紀初頭、中国から台湾へ移住してきた漢民族によって山間部への移住を余儀なくされた結果である。現在に至る約400年間の歴史の中での集落形成の持続と変容のプロセスを、立地選定、移動経緯、空間持続力の3つのテーマに着眼し、漢民族との関係性を分析しながら、原住民固有の文化にみる環境観と空間形成技術を考究し、集住環境の構成原理として明らかにする。また地域固有の環境観や空間構成原理、伝統的デザイン要素を明らかにし、その成果を台湾原住民の地域コミュニティと研究者に還元する事を目的とする。平成19年度は台湾でのフィールドワークを通して研究課題を進めた。研究代表者が現在まで蓄積してきた東アジアの研究.調査資料をもとに、時間軸を取り入れた分析方法を用い、伝統的な集落・居住空間の構成原理を明らかにした。また、年2回の研究会・中間報告会を開き、研究成果の共有化を図った。56月に、研究の方向性の共有、現地調査の準備を行った。日本統治時代に活躍した研究者の文献資料や地図、現在の台湾地図を基に、歴史地理学専門の研究分担者と共に原住民集落分布の把握と調査対象地とする場所選定を行った。12月には台湾の原住民集落において現地滞在型調査を行い、集落空間を読み解いた。高雄縣、屏東縣、花蓮縣、台東縣の、一般に開放されていない原住民の伝統的集落を対象とし、自然の仕組みに沿ったエコロジカルな空間形成技術を明らかにした。また、台湾国内にて資料収集を行い、現地の研究協力者と共に研究を進めた。本研究では、台湾の山間部に居住する13民族の台湾原住民を対象にそれらの集落立地選定と環境観、集落空間の集合システムを、伝統的居住空間が持っ環境と空間形成技術と捉え、集住環境の構成原理として探究すること、そして地域固有の伝統的デザイン要素(色彩・文様)の構成原理を明らかにし、現在に至るまでの約400年間の持続と変容のプロセスを考究することを目的とする。17世紀初頭に平地から山地への移住を余儀なくされた原住民と周辺の漢民族との関係は、現在までの台湾史の視点から見ても非常に重要な課題であると考えられる、主に日本統治時代の資料や地図、現地調査を軸に現在の台湾原住民集落の実態把握を行った。台湾原住民の場所選定とその地理位置及び自然環境から見た特性把握調査として、13民族の概要と訪地した25集落の歴史、立地状況、集落規模、建築について明らかとした。また、台湾原住民集落の立地選定と居住形態の構成をテーマに、生活環境と立地特性、集落の空間構成について考察を行った。そして、生活文化と色彩環境の特性をテーマに、13民族の立地環境及び居住環境の色彩特性、服飾の色彩と配色、染織工芸などについて考察を行い、時代的変遷と地域特性を明らかとした。その結果、地域の環境特性による民族色彩配色の感性、民族の嗜好と色彩体系が形成される様、外部からの新素材や製作技術を取入れるエネルギーなどについて窺い知ることができた。更に、台湾原住民の文様文化と図像の特性をテーマに、詳細調査を実施した8民族の伝統服飾の形式と種類、船装飾について考察を行い、地域文様の特性を明らかにした、その結果台湾原住民は居住地別に南下するほど固有の文様が今なお現存し、中部から北部に進むほど固有の文様は徐々に忘れられつつあることが明らかとなった。
高時間分解能TOFカウンターの開発

今年度は,高時間分解能TOFカウンターの開発として,「TOF用高速読出回路の開発」に重点をおき実用回路の設計試作,評価試験を行った。以下におもな研究項目,成果をあげる。(1)BELLE実験用荷電時間変換型ADC回路の開発。自己ゲート方式を採用して,ビームバックグランドによるノイズ信号を除外し,有効なTOF信号のみを選択し,かつ高速(1MHz)で読み出す回路を設計試作,ビームテストによる特性評価試験を行ない所定の性能を確認した。現在実機の製作を進行中である。(2)RF信号同期型の高速TDCの開発。時間拡大(タイムエクスパンジョン)方式を採用して,不感時間1マイクロ秒以下,高速高時間精度TDC回路を設計,試作試験を行い時間精度20ピコ秒以下の結果を得ている。実機製作を進行中である。(3)TOF時間分解能に対するハドロン散乱の影響。TOFカウンターでは,シンチレーター内でのハドロン散乱などのために,時間分解能が低下することが知られている。ビームテストを行い,そのデータを用いてGEANTモンテカルロ計算との比較解析を進めている。詳細はTime walk correctionの解析を進行中である。(4)ファインメッシュ型光電子増倍管の磁場特性のモンテカルロシミュレーション解析。測定データとモンテカルロシミュレーションとの比較解析により,ファインメッシュ型光電子増倍管のゲイン,時間応答特性の磁場依存性を研究している。TOFカウンター実機の製作は10月末終了しビームテストが行われ磁場ゼロで80ピコ秒(磁場1.5テスラにおいて100ピコ秒)の時間分解能が得られている。
連語抽出手法と深層学習の融合による自然言語処理の精度向上に関する研究

機械翻訳における翻訳ミスや,対話システムにおける見当違いの対話応答,質問応答における質問意図の取り違えなど,自然言語処理アプリケーションの様々なエラーに共通する大きな原因に,複数の単語で特定の意味を持つ連語(collocation)の考慮ができていないという点がある.本研究では,文章から意味がありそうな単語の並びを抽出する連語抽出手法と,抽出された連語を精度向上に活かす連語を考慮した深層学習手法を発展・融合させることで,様々な自然言語処理アプリケーションの精度を改善する基盤技術を構築する.機械翻訳における翻訳ミスや,対話システムにおける見当違いの対話応答,質問応答における質問意図の取り違えなど,自然言語処理アプリケーションの様々なエラーに共通する大きな原因に,複数の単語で特定の意味を持つ連語(collocation)の考慮ができていないという点がある.本研究では,文章から意味がありそうな単語の並びを抽出する連語抽出手法と,抽出された連語を精度向上に活かす連語を考慮した深層学習手法を発展・融合させることで,様々な自然言語処理アプリケーションの精度を改善する基盤技術を構築する.
ACAT2選択的阻害剤pyripyropeneAの全合成および創薬研究

Pyripyropene A(1)は、高脂血症治療薬の新たなターゲットとして注目されているACAT2を、高選択的に阻害する唯一の化合物である。研究代表者は、現在までに1を凌駕する高選択的でかつ強力なACAT2阻害剤の開発に成功し、動物実験を開始するまでに至っている。そこで次に、1より直接導くことのできない種々の新規誘導体の合成に対応可能な応用性の高い全合成経路を確立した。続いて本合成経路を応用して、1の構造簡素化体の合成に着手し、現在までに4種ほどの新規誘導体の合成に成功した。これにより、新たな興味深い構造活性相関に関する知見を得ることができた。近年高脂血症治療薬の新たなターゲットの一つとしてACAT2が注目されており、北里大学で発見されていたpyripyropeneA(1)が再評価された結果、そのACAT2を高選択的に阻害する唯一の化合物であることが明らかとなった。申請者は1をリード化合物とした新規抗高脂血症薬の創製研究を既に進めており、現在までにin vitroの段階ではあるが1を凌駕する高選択的でかつ強力なACAT2阻害剤の開発に成功し、現在動物実験を開始している。そこで申請者は、今後の創薬研究を進める上で様々な理由から必要とされる1より直接導くことのできない種々の新規誘導体の合成に対応可能な、応用性の高い全合成経路の確立に着手した。その結果、安価な(R)-carvoneを出発原料として、Ti(III)を用いたラジカル環化反応、Evans還元、Peterson反応を鍵反応として、1のAB環を構築した後、Grignard反応による増炭、加溶媒分解、分子内環化反応を経て、C環を形成し、既知のエステル体の合成に成功した。さらにその後の既知反応も改良して、1の効率的な全合成を達成することができた。また、その全合成経路を応用した新規pyripyropeneA簡素化体の合成経路の確立にも成功し、そのACAT2阻害活性に興味深い知見を得ることができた。今後は、上記両合成経路を応用して、天然物からは導くことができない種々の新規誘導体を構築し、更なる創薬研究を進めていく予定である。近年高脂血症治療薬の新たな標的の一つとしてACAT2が注目されており、北里研究所で発見されていたpyripyropene A(1)が近年再評価された結果、そのACAT2を高選択的に阻害する唯一の化合物であることが明らかとなった。申請者は1をリード化合物とした新規抗高脂血症薬の創製研究を既に進めており、現在までにin vitroの段階ではあるが1を凌駕する高選択的でかつ強力なACAT2阻害剤の開発に成功し、近々動物実験を開始する予定となっている。そこで申請者は、今後の創薬研究を進める上で様々な理由から必要とされる1より直接導くことのできない種々の新規誘導体の合成に対応可能な応用性の高い全合成経路の確立を目指し、研究に着手した。その結果、安価な(R)-carvoneを出発原料として、段階的なジアルキル化、エポキシ化、Ti(III)を用いたラジカル環化反応を経て、立体選択的にA環を形成した後、ケトンの立体選択的還元、α,β-不飽和ケトンにおけるハロヒドリンの形成、エポキシ化、Peterson反応、それに続く酸処理によるエポキシ環の開裂反応を行いα,β-不飽和アルデヒドの構築を経て、B環上の種々の官能基を構築した。続いて上記アルデヒドに対するアセト酢酸誘導体由来のGrignard試薬との付加反応、酸化、加溶媒分解、分子内環化反応を経てC環を形成し、既知の重要中間体の合成に成功した。最後に当研究室で確立されていた合成法に従い、1の全合成を達成した。この合成法は以前に当研究室で確立されていた合成法よりも高効率的であり、現在本全合成経路を応用して、天然の1からは導くことの出来ない構造を簡素化した新規誘導体の合成を進めているところであり、今後は研究協力者と関係を密にして、更なる創薬研究を進めていく。高脂血症治療薬の新たなターゲットの一つとしてACAT2が注目されており、北里研究所で発見されていたpyripyropene A(1)が近年再評価された結果、そのACAT2を高選択的に阻害する唯一の化合物であることが明らかとなった。研究代表者は1をリード化合物とした新規抗高脂血症薬の創製研究を既に進めており、現在までにin vitroの段階ではあるが1を凌駕する高選択的でかつ強力なACAT2阻害剤の開発に成功し、近々動物実験を開始する予定となっている。

そこで研究代表者は、今後の創薬研究を進める上で様々な理由から必要とされる1より直接導くことのできない種々の新規誘導体の合成に対応可能な応用性の高い全合成経路の確立を目指し、研究に着手した。その結果、安価な(R)-carvoneを出発原料として、Ti(III)を用いたラジカル環化反応を経て、立体選択的にA環を形成した後、種々の官能基変換を経て、B環を構築した。続いて上記アルデヒドに対するアセト酢酸誘導体由来のGrignard試薬との付加反応、酸化、加溶媒分解、分子内環化反応を経てC環を形成し、既知の重要中間体の合成に成功した。最後に当研究室で確立されていた合成法に従い、1の全合成を達成した。続いて本合成経路を応用して、天然の1からは導くことの出来ない、構造簡素化体の合成に着手し、現在までに4種ほどの新規誘導体の合成に成功している。これにより、新たな興味深い構造活性相関に関する知見を得ることにも成功している。今後もより優れた誘導体の開発を進め、研究協力者との関係を密にして、更なる創薬研究を進めていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も確立した全合成経路を応用して、天然のpyripyropene Aから導くことの出来ない構造を簡素化した新規誘導体の合成を順次進めていき、研究協力者によりACAT2阻害活性を調べていただく。また研究協力者により進められている代謝実験で得られて来ている代謝物同定のため種々の新規誘導体の合成も併せて進めていく。全ての結果を共有、反映してより優れた動脈硬化予防治療薬の開発を目指していく。
ナノ粒子型薬輸送システムの単一細胞レベル解析

本研究では、ナノ粒子薬輸送システム(Drug Delivery System: DDS)によって細胞内に運ばれた抗がん剤分子の細胞内分布を明らかにし、さらにDNAやミトコンドリアなどの生体分子とどのように相互作用するのかを解明し、その結果から薬効メカニズムを明らかにすることを目的としている。初年度は、直径100150nm、ポーラスサイズ約5nmのmSiO2粒子合成し、抗癌剤(DOX)を最大限内包させる条件を見出した。また、表面をカチオン性高分子で修飾した後、肺がん細胞をターゲットするリガンドをさらに加えた。これは提案している「ナノ粒子のエンドソームからの脱出と、特定のがん細胞へのターゲット」を目指したものである。「メソポーラスシリカナノ粒子薬輸送システム」(課題Aー1)の作成、及びその表面修飾を行った。表面就職にポリエチレンイミン(PEI)という高分子を利用することで、本事業のマイスストーンである「特定のがん細胞への選択的な薬輸送」、「リソソームからの脱出」、「高効率な薬輸送システム」を達成した。細胞内に取り込まれた薬輸送システムを光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡により追跡することにより、細胞内挙動の追跡に成功した(Sci. Rep., 2019, 9, 2666. )。更に、「細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)の達成に向けた細胞内ナノワイヤー増強ラマン測定装置の構築を行い、細胞内での増強ラマン散乱スペクトルの検出を可能にした(課題B)。本装置を用いて、抗がん剤投与後、数時間程度では、細胞内に抗がん剤が取り込まれているにもかかわらず、DNAと相互作用している抗がん剤分子はほとんどなく、24時間程度経つと、多くの抗がん剤分子がDNAの塩基対間に入り込んで抗がん特性を発揮することを示す増強ラマン情報が得られた。正または負に帯電した高分子リガンドを交互に薬輸送システム粒子に巻いていくLayer-by-Layerという非常に簡便で大量生産の可能な方法を提案し、本事業の目的である「特定のがん細胞への選択的な薬輸送」、「リソソームからの脱出」、「高効率な薬輸送システム」(課題A)を達成した。課題Bの単一細胞レベルでの増強ラマン散乱測定システムの構築も完了した(課題B)。「細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)は現在進行中であるが、単一細胞レベルでの薬ー生体分子相互作用の検出が可能であることを明らかにした。現在、本手法を一般化するための解析法開発を行っている。細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)を、他の薬輸送システムにも適用できるよう、解析方法の確立を目指す。まずDNA塩基対をターゲットとした抗がん剤分子を用いた手法の確立を行う。具体的には、抗がん剤分子をがん細胞に与え、24時間後、DNAを取り出す。そのDNAの増強ラマンを測定し、薬を与えていない細胞から取り出したDNAの増強ラマンと比較する。これにより、抗がん剤ーDNAコンプレックスの増強ラマン信号の同定を行う。その後、薬輸送システムで抗がん剤分子を与えた細胞の核内からの増強ラマンを細胞が生きた状態で検出し、上記のリファレンススペクトルと比較する。(この解析を可能とするプログラムは既に作成済である。)この解析を「時系列」で行うことにより、抗がん剤分子と生体内物質の相互作用の「時系列変化」を追従する。作成したDDS粒子の細胞への取り込みから、細胞内での挙動を光学顕微鏡によって追跡した。その結果、健康な細胞には粒子は取り込まれないが、肺がん細胞に選択的に取り込まれることを確認した。また、カチオン性高分子で修飾することにより、DDS粒子がリソソームから抜け出していることを示唆する結果が得られた。また、作成したDDSの効果は非常に高いことを細胞生存率を測定することによって確認した(課題A-1)。細胞内での抗がん剤分子のDDS粒子からの徐放およびDNAとの相互作用を解析するための、「単一細胞内ナノワイヤー増強ラマン散乱測定」に向けた装置の開発を行った。本装置を用いて、細胞内に取り込まれた抗がん剤分子の増強ラマン散乱スペクトルの検出に成功した(課題B)。「メソポーラスシリカナノ粒子薬輸送システム」(課題Aー1)の作成、及びその表面修飾を行った結果、マイスストーンである「特定のがん細胞への選択的な薬輸送」、「リソソームからの脱出」、「高効率な薬輸送システム」を達成した。細胞内に取り込まれた薬輸送システムを光学顕微鏡により追跡することにより、細胞内挙動の追跡に成功した(論文投稿中)。

また、「細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)の達成に向けた細胞内ナノワイヤー増強ラマン測定装置の構築を行い、細胞内での増強ラマン散乱スペクトルの検出を可能にした(課題B)。本装置を用いて、細胞核内から細胞核内における少量の抗がん剤分子の増強ラマン測定にも世界で初めて成功した。本研究では、ナノ粒子薬輸送システム(Drug Delivery System: DDS)によって細胞内に運ばれた抗がん剤分子の細胞内分布を明らかにし、さらにDNAやミトコンドリアなどの生体分子とどのように相互作用するのかを解明し、その結果から薬効メカニズムを明らかにすることを目的としている。初年度は、直径100150nm、ポーラスサイズ約5nmのmSiO2粒子合成し、抗癌剤(DOX)を最大限内包させる条件を見出した。また、表面をカチオン性高分子で修飾した後、肺がん細胞をターゲットするリガンドをさらに加えた。これは提案している「ナノ粒子のエンドソームからの脱出と、特定のがん細胞へのターゲット」を目指したものである。「メソポーラスシリカナノ粒子薬輸送システム」(課題Aー1)の作成、及びその表面修飾を行った。表面就職にポリエチレンイミン(PEI)という高分子を利用することで、本事業のマイスストーンである「特定のがん細胞への選択的な薬輸送」、「リソソームからの脱出」、「高効率な薬輸送システム」を達成した。細胞内に取り込まれた薬輸送システムを光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡により追跡することにより、細胞内挙動の追跡に成功した(Sci. Rep., 2019, 9, 2666. )。更に、「細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)の達成に向けた細胞内ナノワイヤー増強ラマン測定装置の構築を行い、細胞内での増強ラマン散乱スペクトルの検出を可能にした(課題B)。本装置を用いて、抗がん剤投与後、数時間程度では、細胞内に抗がん剤が取り込まれているにもかかわらず、DNAと相互作用している抗がん剤分子はほとんどなく、24時間程度経つと、多くの抗がん剤分子がDNAの塩基対間に入り込んで抗がん特性を発揮することを示す増強ラマン情報が得られた。正または負に帯電した高分子リガンドを交互に薬輸送システム粒子に巻いていくLayer-by-Layerという非常に簡便で大量生産の可能な方法を提案し、本事業の目的である「特定のがん細胞への選択的な薬輸送」、「リソソームからの脱出」、「高効率な薬輸送システム」(課題A)を達成した。課題Bの単一細胞レベルでの増強ラマン散乱測定システムの構築も完了した(課題B)。「細胞内での薬分子-生体分子間相互作用のナノワイヤー増強ラマンによる検出」(課題C)は現在進行中であるが、単一細胞レベルでの薬ー生体分子相互作用の検出が可能であることを明らかにした。現在、本手法を一般化するための解析法開発を行っている。ナノ粒子薬輸送システムの細胞内挙動の更なる詳細を明らかにするため、蛍光性メソポーラスシリカナノ粒子を作成し、蛍光顕微鏡を用いて高感度にかつ高空間分解能で時系列検出を行う。蛍光顕微鏡を用いることで、ナノ粒子のエンドソーム脱出の可能性を示唆したが、更に他の手法(具体的には電子顕微鏡)を用いて、エンドソーム脱出の確かな証拠を得る。また、細胞内増強ラマン測定を用いて、抗がん剤分子と細胞内物質との相互作用を議論する(課題C)。また、
惑星状星雲の非球対称膨張速度場の解析

惑星状星雲(PNe)は、(太陽も含まれる)中小質量星の進化上、漸近巨星枝段階で生じた質量放出現象によって形成される。高温中心星と膨張電離ガスに分けられる。近年のハッブル・スペース・テレスコープ(HST)がもたらした詳細な画像は、予想をはるかに超え、複雑なガス流が存在することを明らかにした。本研究課題の目的は、HSTの画像に対応するガス流の速度場を明らかにすること、又一般に星間空間に放出されるガスの形状が中心星の輻射場の下でいかに生成されたかを明らかにすることである。研究方法は、光学望遠鏡による観測で、空間(画像)情報を保持した高分散分光により、速度情報を解析することである。これにより以下のような結果を得た。1.分光器の入射スリット位置角を制御する方法で、銀河系ハロー部に属するPN, H4-1の中に、双極流状の特異な流れを見出した。2.これまでに考えられていた1020km/sの膨張速度に加えて、faintではあるが100km/sを超える高速ガス流が多くのPNe中に存在することを見出した。3.速度分解能が12km/sの精度で、スリット位置角を制御できるエッシェル分光器による観測モードを確立し、IC 2149,NGC 6572等で"位置-速度"関係を明確にできる資料を得た。結論として、PNeの形成は、漸近巨星枝段階の比較的球対象に近い質量放出が起こった後、次の段階の非球対称高速恒星風が、複雑な様々の形状を作るに至ったと考えられる。尚、PNeとの関連で、輝線輪郭解析手法を応用するため、共生星Z Andの活動期のスペクトルを得、予備的考察を行なった。高温矮星への物質降着が、質量放出(あるいは恒星風)現象を生み出し、数100km/sから1000km/sに及ぶ広い輪郭、特に翼部の構造を形成していると結論づけられる。1.目的中小質量星はその進化の途上で質量放出をし、惑星状星雲を形成する。本課題の目的は、ハッブル宇宙望遠鏡等で明らかにされた、これら惑星状星雲の複雑なみかけの形状や立体構造と成因を明らかにすることである。現実の惑星状星雲の形状は多岐にわたり、統一的に説明する理論はまだ完成していない。そのため、星雲ガス殻の気体力学的過程の解析を観測面から行う。手がかりとなる最も本質的データは、輝線を放射する電離ガスの内部運動速度場である。恒星周囲に電離ガスを形成するもう一つの典型的例が共生星であり、惑星状星雲との類似性を観測面から追求する。2.予備的結果・平成12年度の研究実績(1)本課題の根幹となるイメージ・ローティターを設計し、これに基づいて国立天文台・岡山天体物理観測所のエッシェル分光器前置光学装置として完成した。(2)位置角を制御できるカセグレン分光器を用いて行った、高銀緯ヘリウム欠乏惑星状星雲H4-1について、内部運動速度場の解析が終了した。視直径10′′程度の円盤形状を示しているものの、内部運動の解析からは位置角150°方向に双極流が存在すると結論づけられる。(3)種々の惑星状星雲の膨張速度2V_<exp>に関する統計的研究は、次年度以降に展開する。

(4)共生星HBV475の高分散輝線解析をし、連星系としてこれまでの質量函数を改訂すべきことを提案した。これによって、電離ガス域の構造解析に関し新たな進展段階へと導いた。1.研究目的惑星状星雲の形態は、種々変化に富んでいるいることが、HSTにより詳細に示された。これに応じた電離ガスの内部運動を解析することが本研究課題の目的である。日指すべき研究のゴールは、中小質量星である漸近巨星枝(AGB)星からの質量放出機構を解明することである。2.平成13年度の研究実績(1)一つのケース・スタディとして行っていた、高銀緯ヘリウム欠乏惑星状星雲H4-1についての解析が終了した。双極流速度場をもつことがわかった。この結果を論文としてまとめ、Publ.Astr.Soc.Pacificに投稿Lた。また、IAU Symp.No,209 Planetary Nebulaeで報告した。外国旅費は。このために用いられた。(2)惑星状星雲の内部運動中これまでに知られていない、数100km/secに及ぶ高速度流が存在することを明らかににした。この結果は上記シンポジウムで報告されたが、同様の結果示した外国の研究グループがあった。論文として公表すべく準備中である。°(3)惑星状星雲の膨張速度に関する統計的研究をはじめた。中心星からの恒星風、上記の高速度流等との関連、および形態との関連を調べている。このため、計算機ソフトを購入し、この目的のために用いている。(4)関連する共生星周囲の電離ガスについて考察し、AX Perの場合について論文を発表した。(5)本研究課題の目的のため、新たな観測が岡山天体物理観測所で行われ、惑星状星雲IC2149ではイオンの重層構造を伴う内部運動の解析が必要となる資料が得られた。共生星ではZ Andの活動期における各種輝線の時間変動が得られ、スロバキアとの共同研究による測光観測の結果を得て、これとの関連での高分散分光解析をはじめた。惑星状星雲(PNe)は、(太陽も含まれる)中小質量星の進化上、漸近巨星枝段階で生じた質量放出現象によって形成される。高温中心星と膨張電離ガスに分けられる。近年のハッブル・スペース・テレスコープ(HST)がもたらした詳細な画像は、予想をはるかに超え、複雑なガス流が存在することを明らかにした。本研究課題の目的は、HSTの画像に対応するガス流の速度場を明らかにすること、又一般に星間空間に放出されるガスの形状が中心星の輻射場の下でいかに生成されたかを明らかにすることである。研究方法は、光学望遠鏡による観測で、空間(画像)情報を保持した高分散分光により、速度情報を解析することである。これにより以下のような結果を得た。1.分光器の入射スリット位置角を制御する方法で、銀河系ハロー部に属するPN, H4-1の中に、双極流状の特異な流れを見出した。2.これまでに考えられていた1020km/sの膨張速度に加えて、faintではあるが100km/sを超える高速ガス流が多くのPNe中に存在することを見出した。3.速度分解能が12km/sの精度で、スリット位置角を制御できるエッシェル分光器による観測モードを確立し、IC 2149,NGC 6572等で"位置-速度"関係を明確にできる資料を得た。結論として、PNeの形成は、漸近巨星枝段階の比較的球対象に近い質量放出が起こった後、次の段階の非球対称高速恒星風が、複雑な様々の形状を作るに至ったと考えられる。尚、PNeとの関連で、輝線輪郭解析手法を応用するため、共生星Z Andの活動期のスペクトルを得、予備的考察を行なった。
良姿勢保持に必要な腹筋群の形態的特性の検証および評価方法の開発

腰痛予防あるいは改善のための運動は、主に良姿勢(適度な脊椎彎曲、骨盤傾斜)を保持するために必要な筋機能(腹筋群や背筋群)の向上を目的としている。現在、運動学的には姿勢保持に必要な筋群と対応する身体動作の特定は解明されているものの、体表面から非侵襲的、かつ簡便に筋量あるいは筋断面積の変化を測定する方法についてはまだ実用段階に至っておらず、運動効果を適切に評価する方法が未開発の状態である。腹筋群は腹腔の内圧を上昇させ、背筋群と連動して脊椎の彎曲を制限し、骨盤の過度の前屈を抑制・安定させる働きがあり、腰痛予防の観点からも非常に重要である。本年度は、腹部筋厚の測定に向け、姿勢や筋力発揮条件、あるいは検者の熟練度による測定値の試行間信頼性への影響など、実用化に向けて未解決の問題について明らかにすることを目的とした。熟練者1名と初心者2名の検者が、超音波画像診断装置を用いて成人男子13名の(1)腹直筋、(2)外腹斜筋、(3)内腹斜筋、および(4)腹横筋を姿勢(立位、仰臥位)×筋力発揮状態(脱力、筋力発揮)の4条件で測定した。試行間信頼性(ICC)を検討した結果、初心者検者1名の仰臥位脱力時の(4)のみ低かった(ICC=0.53)が、その他は3名の検者ともすべて高かった(ICC=0.71以上)。腹筋群は姿勢や筋力発揮状態によって、外・内腹斜筋や腹横筋の信頼性が低かったり、検者の熟練度が影響する可能性が示唆された。以上の結果より、立位時の脱力および筋発揮条件が今後の測定に有効であると判断した。更に、腹部筋力測定器を開発し、腹部筋厚と筋力の関係について検討している。助成期間終了後も継続してこれらの研究成果をまとめていく予定である。
レクザイムによる細胞死に関する研究

アカガエル属カエル卵由来のシアル酸結合性レクチン(SBL)は,レクチン活性ばかりではなくリボヌクレアーゼ(RNase)活性をも合わせ持つタンパク質分子であり,これらをレクザイム(leczyme)と呼ぶことを提唱している.ウシガエル卵由来のSBL(cSBL)の細胞増殖抑制作用の発現には,この2つの機能が連続して係わっていることを明らかにしている.cSBLにより引き起こされる細胞死がアポトーシス様のものであるか否か,また細胞死誘導時の細胞表面糖鎖の変化について検討した.cSBL処理によりP388細胞ではRNA分解が初期に観察されたが,それに伴いアポトーシス様の細胞死に見られる典型的な形態変化とDNA断片化が観察された.アポトーシス細胞ではRNA代謝回転速度が増加していることが知られており,細胞内に取り込まれたcSBLがRNase活性を発揮することがアポトーシス誘導に重要であると推測された.cSBL処理による細胞死誘導時の細胞表面糖鎖の変化をフローサイトメーターにて検討したところ,シアル酸残基を含む糖鎖が増加することが明らかとなった,また同時に,アポトーシス関連抗原であるFas抗原および腫瘍壊死因子レセプター(TNFR)の発現も増加した.benzyl-α-GalNAc処理P388細胞では細胞死は認められないが,P388細胞の場合と同様,これらの細胞表面抗原の発現増加が認められた.cSBL処理によるシアリルトランスフェラーゼ(ST)の発現増加をRT-PCR法にて検討したところ,細胞表面のシアル酸残基を含む糖鎖の増加とパラレルに,STの発現も増加した.SBL処理によりアポトーシス様の細胞死が誘導され,この時,細胞表面のシアル酸量が増加した.このシアル酸を有する糖鎖のキャリアー分子がTNFRである可能性が示唆された.アカガエル属カエル卵由来のシアル酸結合性レクチン(SBL)は,レクチン活性ばかりではなくリボヌクレアーゼ(RNase)活性をも合わせ持つタンパク質分子であり,これらをレクザイム(leczyme)と呼ぶことを提唱している.ウシガエル卵由来のSBL(cSBL)の細胞増殖抑制作用の発現には,この2つの機能が連続して係わっていることを明らかにしている.cSBLにより引き起こされる細胞死がアポトーシス様のものであるか否か,また細胞死誘導時の細胞表面糖鎖の変化について検討した.cSBL処理によりP388細胞ではRNA分解が初期に観察されたが,それに伴いアポトーシス様の細胞死に見られる典型的な形態変化とDNA断片化が観察された.アポトーシス細胞ではRNA代謝回転速度が増加していることが知られており,細胞内に取り込まれたcSBLがRNase活性を発揮することがアポトーシス誘導に重要であると推測された.cSBL処理による細胞死誘導時の細胞表面糖鎖の変化をフローサイトメーターにて検討したところ,シアル酸残基を含む糖鎖が増加することが明らかとなった,また同時に,アポトーシス関連抗原であるFas抗原および腫瘍壊死因子レセプター(TNFR)の発現も増加した.benzyl-α-GalNAc処理P388細胞では細胞死は認められないが,P388細胞の場合と同様,これらの細胞表面抗原の発現増加が認められた.cSBL処理によるシアリルトランスフェラーゼ(ST)の発現増加をRT-PCR法にて検討したところ,細胞表面のシアル酸残基を含む糖鎖の増加とパラレルに,STの発現も増加した.SBL処理によりアポトーシス様の細胞死が誘導され,この時,細胞表面のシアル酸量が増加した.このシアル酸を有する糖鎖のキャリアー分子がTNFRである可能性が示唆された.