hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子内包カーボンナノチューブの1次元物性

その結果、これまで知られていたナノチューブと電極のショットキー障壁だけでなく、ナノチューブ間の接触もゲート電圧に対して変調される事を明らかにした。この結果から、ナノチューブネットワークをチャンネルにした電界効果型トランジスタでは、金属とナノチューブ、ナノチューブ同士の接触抵抗をゲート電圧で減少させる事で高いデバイス性能を示す事が明らかになった。分子内包カーボンナノチューブの物性評価に関しては、ラマン散乱測定と透過型電子顕微鏡観察を開始した。ラマン散乱測定では、C_<60>内包カーボンナノチューブの測定を行い、フラーレン由来のピーク観測を行ったが、残存ガス吸着効果も含まれた複雑な温度依存性を示した。分子内包カーボンナノチューブの特異な1次元物性を観測する段階で明らかになったデバイス構造内の特徴的な2つの部分の電子輸送について詳細に明らかにした。一方は,デバイスの電極と分子の界面の輸送特性(キャリア注入)であり,他方は,分子間伝導である。それぞれの輸送特性のキャリア濃度依存性を調べるために,電界効果トランジスタ(FET)構造を用いた。電極から分子へのキャリア注入障壁は,分子がフラーレン,ナノチューブの場合とも,FETのゲート電圧,バイアス(ドレイン・ソース)電圧の印加に伴い減少する事が明らかになった。但し,この際の注入障壁高さは,モット・ショットキー関係から予測される値よりも1桁程度小さいものであった。これはショットキー障壁由来のキャリア注入障壁に界面準位が存在し,双方の効果が寄与していることで定性的に理解できることを示した。カーボンナノチューブFETにおいては,電極から直接カーボンナノチューブを成長させる直接合成法によりデバイス作製を行い,直接合成法によるFETではキャリア注入障壁が小さいデバイスであることを明らかにした。この結果から,直接合成法は,接触抵抗低減のための処理を必要とせず,デバイス作製プロセスのみで接触抵抗が小さいデバイスを作製できる新しい方法として有用である事を示した。分子間伝導においては,キャリア注入障壁と同程度かそれより大きなトラップ準位が伝導を支配していることを示した。
都市域・都市郊外地域におけるヒドロキシルラジカルの大気寿命

本研究では未だ明らかになっていない都市域、都市郊外地域におけるヒドロキシルラジカルの消失過程に関与している化学種を明らかにすることが目的である。ヒドロキシルラジカルの大気中での反応機構の解明により、現在、大きな問題となりつつある対流圏オゾンの濃度増加の問題解決にも貢献できると考えている。ヒドロキシルラジカルの大気寿命を、他の微量化学種と同時に測定を行うことにより、どのような微量化学種が、ヒドロキシルラジカルの消失過程や対流圏オゾンの生成過程に大きく影響しているかを見積もることが出来る。そのために17年度、18年度と定期的に都市郊外地域にあたる東京都八王子市の首都大学東京構内での観測を行ってきた。また、17年はドイツのユーリッヒ研究センター内に設置された人工的に支配された環境下で観測を行うことの出来る光化学実験チャンバーで観測を行い、18年度は、森林域にあたる北海道苫小牧市の北海道大学苫小牧研究林でヒドロキシルラジカルの大気寿命測定を行った。19年度は都市域である東京都江東区にある東京都環境科学研究所で観測が行われたが、申請者の岐阜大学への異動により、この観測には準備段階のみの参加となった。これら観測の結果の解析を行い、ヒドロキシルラジカルの消失過程を支配する反応相手が地域によってどのように異なるかの検討を行った。その結果、森林域での観測結果から、植物起源の物質由来の未同定の化学物質がヒドロキシルラジカルの反応に大きく影響していることがわかった。このことは揮発性有機化合物の大気への放出を考える上で人為起源の物質だけでなく植物起源の物質についてもきちんと検討する必要があることを示している。ヒドロキシルラジカル(OH)は反応性が非常に高いため、大気中の化学物質の寿命を決定する主な要因となっている。対流圏オゾンなどの光化学オキシダントの生成や、硝酸などによる大気の酸性化にも影響を与えており、その反応機構の解明を行うことは非常に重要である。OHの反応機構を考える上では、OHの大気中の濃度測定も重要であるが、同時に生成過程、消失過程についても検討を行う必要がある。本研究はOHの大気中の消失過程に注目し、OHの消失過程を解明することを目的としている。観測にはレーザーポンププローブ法を用いたOHの大気寿命測定装置を用いた。平成17年度は6月から7月にかけてドイツ、ユーリッヒ市のユーリッヒ研究センターで行われたHOxCOMPキャンペーンに参加し大気寿命の測定を行った。HOxCOMPキャンペーンは、ヨーロッパのOHまたはHO_2の観測を行う研究者が集い同時に測定を行うことで各装置の信頼性を確かめると共に、大気中のOH、HO_2の挙動解明を行うために催された。模擬大気実験にはユーリッヒ研究センターの容積370m^3の模擬大気光化学実験チャンバーを使用した。外気の測定結果から、ユーリッヒの大気では八王子に比べて基本的にOHの大気寿命が長く、その変動が小さいことが分かった。模擬大気についても大気寿命測定を行った。大気寿命のより詳しい検討のためには他の大気微量成分の濃度を知る必要がある。今回の測定ではその他の研究グループにより同時にOH、HO_2の濃度やその他の微量化学種についても測定が行われた。しかし、それらのデータについてはまだ出揃っていないため、入手出来次第より詳細な解明を行っていく予定である。そのために春季には都市郊外地域にあたる東京都八王子市の首都大学東京構内でヒドロキシルラジカルの大気寿命測定を行った。また、夏季には北海道苫小牧市の北海道大学苫小牧研究林でヒドロキシルラジカルの大気寿命測定を行った。これは植物起源物質が豊富な森林内での寿命測定を行うことにより、植物起源物質が大気寿命に与える影響の知見を得るためである。苫小牧研究林では都市郊外域と比較すると大気寿命は0.050.3秒と長く、昼に短く、夜に長い傾向にあることがわかった。今回の観測ではヒドロキシルラジカルの大気寿命への人為起源物質の寄与は小さく、森林内での大気寿命は主に植物起源物質によって支配されていることがわかった。また同時に測定した他の化学種の濃度と反応速度定数の積の和から求まる大気寿命の計算値と実測値には差が生じていて、その差も昼に大きく、夜に小さいことがわかった。これは、太陽光強度や温度に濃度が依存する物質で今回、同時観測しなかった物質がヒドロキシルラジカルの反応相手として有意に存在しているということを表している。その候補としては、温度、太陽光強度依存があることから、人為起源物質ではなく植物起源物質か、植物起源物質が大気中で光化学反応により酸化されて二次的に生成したアルコールやケトンなどが考えられる。今後、詳細な解析を行い、観測できていない植物起源物質およびその二次生成物がどの程度ヒドロキシルラジカルの大気寿命に影響を及ぼしうるかを検討し、都市域、都市郊外域での観測を行っていない植物起源物質の影響がどの程度になるかを推測することができるようになると考えられる。

そのために17年度、18年度と定期的に都市郊外地域にあたる東京都八王子市の首都大学東京構内での観測を行ってきた。また、17年はドイツのユーリッヒ研究センター内に設置された人工的に支配された環境下で観測を行うことの出来る光化学実験チャンバーで観測を行い、18年度は、森林域にあたる北海道苫小牧市の北海道大学苫小牧研究林でヒドロキシルラジカルの大気寿命測定を行った。19年度は都市域である東京都江東区にある東京都環境科学研究所で観測が行われたが、申請者の岐阜大学への異動により、この観測には準備段階のみの参加となった。これら観測の結果の解析を行い、ヒドロキシルラジカルの消失過程を支配する反応相手が地域によってどのように異なるかの検討を行った。その結果、森林域での観測結果から、植物起源の物質由来の未同定の化学物質がヒドロキシルラジカルの反応に大きく影響していることがわかった。このことは揮発性有機化合物の大気への放出を考える上で人為起源の物質だけでなく植物起源の物質についてもきちんと検討する必要があることを示している。
宗教改革期のニュルンベルクにおける農民祝祭版画の総合的研究

ゼーバルト・ベーハム作《ケルミス大版画》を中心に、居酒屋、歯医者、雄鶏合戦、ダンス、九柱戯、刃渡り、鶏ダンス、徒競走、競馬など諸モティーフの意味、起源を詳細に分析した。また宗教画と世俗画における画中版画と文献資料の分析から、農民祝祭版画の受容と販売形式を明らかにした。最後に、ニュルンベルク宗教改革がいかに祝祭行事に介入したかを歴史的に解明し、それがケルミスにどのように影響したか、そして《ケルミス大版画》がどのような機能を目指して制作されたかをまとめた。(1)図像学的研究と歴史的研究:《大ケルミス版画》の主要モティーフ「歯医者」などの図像学的典拠を探究した。「歯医者」モティーフに関しては、ルーカス・ファン・レイデンの1523年の同主題銅版画がもっとも重要な起源であることが判明した。そこで、この銅版画から《大ケルミス版画》にどのように図像が伝播したかを探究するため、当時の版画収集の様相を明らかにしようと試みた。その研究にあたっては2011年の『ルネサンスにおけるルーカス・ファン・レイデン展』カタログ(オランダ、レイデン)やパーシャルの版画コレクション研究を参考にした。その成果は、平成26年7月発行予定の『山形大学社会文化システム研究科紀要』第11号に発表する。(2)謝肉祭などの研究:《大ケルミス版画》の「歯医者」と並ぶ主要モティーフは、「雄鶏合戦」だが、それは同時代ニュルンベルクで活躍した劇作家・詩人ハンス・ザックスの謝肉祭劇と密接に関係する。彼の謝肉祭劇『盗まれた謝肉祭の鶏』は、当時雄鶏が、ニュルンベルク市民社会でどのような意味を有していたかを明らかにする。それは《大ケルミス版画》の作者ゼーバルト・ベーハムの師だったアルブレヒト・デューラーの木版画《男性浴図》における言葉遊びとも深く関係するのである。der Hahn(雄鶏=男根=水栓)という掛詞的な意味をデューラーは図像化して絵を見る人に謎掛けをしたわけだが、そのような謎掛け自体が、当時の市民社会で雄鶏という言葉が特別な意味を担っていたからだろうと推測されるのである。このような謝肉祭劇などに反映した市民社会の特殊な意味を一部解明したので、それも上記論文で発表する。(1)図像学的研究:ニュルンベルクのゲルマン民族博物館、ゴータ城博物館、エアフルトのアンガー美術館などに所蔵されているドイツ・ルネサンス美術資料を調査し、農民祝祭版画の諸モティーフを集成した。踊りに関してはハンス・ヴァイディッツ《踊りに急ぐ農民カップル》、飲酒に関してはエアハルト・シェーン《売春宿》、歯医者に関してはルーカス・ファン・レイデン《歯医者》などを重要な作例として、探究を進めた。さらにガイスベルク、バルチュなどの版画集に基づいて、これら諸モティーフのカタログ化を一層推進した。(2)歴史的研究:ゼーバルト・ベーハム《大ケルミス版画》と《メーゲルドルフのケルミス》を比較し、メーゲルドルフのケルミス祝祭の歴史的意味を考察した。さらに、その祝祭が宗教改革により、どのような変化を被ったかを研究した。さらに、《大ケルミス版画》に描かれた教会とニュルンベルク近郊メーゲルドルフの聖ニコラウスーウルリヒ聖堂との類似性を提案した。(3)(1)(2)の成果を論文「酒宴の表象ーゼーバルト・ベーハム『ケルミス大版画』の分析ー」(『世界の感覚と生の気分』所収)として発表した。(4)農民祝祭版画における笑いの研究:大衆芸術のもっとも重要な要素は笑いであり、農民祝祭版画における笑いの要素を分析するために、同時期におけるヨーロッパ美術のユーモア表現を広範に研究した。特に、画中の多彩な笑顔の意味を分析し、さらに笑いを喚起する美術表現の手法を分類することで、一つの研究としてまとめあげ、その成果を『笑うフェルメールと微笑むモナ・リザー名画に潜む笑いの謎』(小学館)として刊行した。・宗教改革期の農民祝祭版画をハンス・ゼーバルト・ベーハム作《ケルミス大版画》を中心として、モティーフ毎に図像起源、社会的意味などを具体的に分析した。つまり居酒屋、歯医者、雄鶏合戦、ダンス、九柱戯、刃渡り、鶏ダンス、徒競走、競馬のモティーフである。・居酒屋は15世紀前半のESの親方、ハウスブーフの画家、bxgの親方、デューラーなどドイツの芸術家を起源とする。それに対し、歯医者はネーデルラントのルーカス・ファン・レイデンを出発点とし、それにドイツの大衆版画に見られるスカトロジカルな意味を付与している。歯医者の中世における実態は、市など祝祭を巡って放浪していたことが詩人ハンス・ザックスなどの作品から判明する。ダンスは当時の社会的状況から身分を規程するものだったが、ここでは明らかに農民ダンスである。また、九柱戯、刃渡り、鶏ダンス、徒競走、競馬なども当時の娯楽として祝祭に催されたものであることが、歴史的に解明される。

・こうして農民祝祭版画は市を中心とする祝祭をメインテーマとしているが、その利用法と機能を当時の記録と画中版画から分析すると、居酒屋や旅館など大衆が多数集まる場所に展示されたということが分かる。それらは市などにおいて販売された。また版画を詳細に比較すると《ケルミス大版画》は数版制作されたことが判明する。それだけ好評だったのである。・《ケルミス大版画》の中心にはマルティン・ルターとおぼしき人物が配されており、より複雑な様相を帯びることになる。1525年のニュルンベルクにおけるルター派公認以後、ニュルンベルクとその支配地域では祝祭は規制され、ケルミスのような祝祭は禁止されることになる。だが、市は容認されたので、ニュルンベルク周辺では二つの市が存続した。その一つがメーゲルドルフの市で、おそらくはこれら祝祭版画は、このメーゲルドルフにおける市を描いたものと考えられる。『山形大学人文学部研究年報』第12号掲載論文は山形大学小白川図書館HPからダウンロードできるようになる。美学・美術史(1)2012年度には計画通り、海外調査を実施し、ドイツの諸美術館でドイツ・ルネサンスの美術作品を調査した。(2)図像学的研究としては、主要なモティーフ、歯医者、農民の祝祭、飲酒モティーフなどを徹底的に調査した。特にベーハムと同時代のニュルンベルク版画家に多くの類似点を見いだし、相互関係を考察した。その成果は2012年の論文「酒宴の表象ーゼーバルト・ベーハム《ケルミス大版画》を具体的例として」に発表した。(3)歴史的研究としては、ニュルンベルクにおける宗教改革との関係を前期論文において解明し、さらにハンス・ザックスなどによる同時代ニュルンベルクの謝肉祭劇との関係などを深く追求した。(4)また中世末期からルネサンス期における美術における笑いの研究という観点に関しては、2012年に出版した『笑うフェルメールと微笑むモナ・リザ』(小学館)に発表した。(5)しかし、20112013年にベーハムやルーカス・ファン・レイデンなどの展覧会が開催され、新しい成果が公表され、その成果を取り入れることに時間がかかった。それが2013年度成果を発表することがやや遅れた主要な理由である。(1)2012年9月に計画通り、海外調査を実施した。ニュルンベルク、ゴータ、エアフルトなどの諸美術館にて、ドイツ・ルネサンス美術作品を調査し、農民祝祭版画に関係するモティーフ等を集成した。特にニュルンベルク、ゲルマン民族博物館で開催された『初期デューラー展』で作品調査を実施することができ、同時代の作例を分析する上で、きわめて有益であった。また、国立西洋美術館で開催された「クラインマイスター:16世紀前半ドイツにおける小画面の版画家たち展」では、ベーハム及び同時期の作品を多数観察でき、本研究に資するところ大であった。(2)図像学的研究としては、主要な版画集成から、歯医者、農民の踊り、飲酒モティーフなどを徹底的に調査した。特に、ベーハムと同時代のニュルンベルク版画家に多くの類似点を見いだし、その相互関係を考察した。(3)歴史的研究としては、ゼーバルト・ベーハム《ケルミス大版画》を具体的作例として、宗教改革との関係から、ケルミス祝祭の実施形態を考察した。
慢性咳嗽発生の機序についた:炎症性メディエーター、神経ペプチドの検討

本研究は慢性咳嗽例において、誘発痰上清、呼気凝集液中のヒスタミンを含む炎症性メディエーター、神経ペプチドの濃度を測定し、原因疾患、治療への反応性などの臨床所見との関係を検討するとともに、気道上皮内、直下の肥満細胞について検討を加え、慢性咳嗽の病態解明を目指すものである。平成16年度は慢性咳嗽31例において、最も侵襲が少なく、全例で検体採取可能な呼気凝集液を用いてヒスタミン、神経ペプチド、炎症性メディエーターなどの測定を行った。ヒスタミン、PGE2は測定可能であり、健常人と比べ高値をとる傾向はみられたが、現在のところ原因疾患別での差、治療への反応性等との関連は検出されていない。今後症例数を加え検討を続ける予定である。また咳喘息6例において、気管支粘膜組織(4μm厚)の上皮内、直下の肥満細胞、及び誘発喀痰中肥満細胞をAntimast cell tryptase monoclonal antibodyを用いて染色し定量化を試みたが、いずれも陽性細胞が少なく、他の病理所見、カプサイシン咳閾値等の臨床パラメーターとの関連の検討は不能であった。尚、気道粘膜組織は得られていないが、咳喘息21例、非喘息性慢性咳嗽18例、健常人15例において、ヘリカルCTを用いて中枢気道壁厚を定量解析し、気道過敏性、カプサイシン咳閾値との関連を検討したところ、慢性咳嗽例では健常人に比し有意に気道壁が肥厚していた。また咳喘息では気道感受性と肥厚の程度が有意な正の相関を示し、非喘息性慢性咳嗽では咳閾値と肥厚の程度が正の相関をとる傾向が示されており、気道壁肥厚が咳嗽の病態に関連していることが明らかになった。肥厚の程度と呼気凝集液中のヒスタミン濃度などとの関連を検討中である。咳嗽は異物を排除するための防御機構の一つであるが、数ヶ月にわたる咳嗽は日常生活を障害し、患者が医療機関を受診する原因となる。胸部X線が正常な慢性咳嗽の原因疾患には、咳喘息、アトピー咳嗽、副鼻腔気管支症候群、胃食道逆流などがあるが、咳嗽を誘発する機序については、いずれの疾患においても未だ詳細は不明である。近年慢性咳嗽に気道炎症が関与するという知見が蓄積されてきていることから、本研究では慢性咳嗽の原因疾患を同定し、各疾患において気道分泌液中の炎症性メディエーター、神経ペプチドを測定し、咳嗽との関連を検討する。また治療への反応性との関連などの検討も行う。慢性咳嗽の主な原因の一つである咳喘息において、喀痰中のPGE,PGF2α、TXB2濃度の測定を行い、喀痰中の炎症性メディエーター濃度と呼吸機能、カプサイシン吸入による咳閾値との関連を検討した。健常人26例と咳喘息36例において喀痰中の各メディエーターの濃度に差はなかった。また咳喘息においてFEV1と喀痰中の各メディエーターの濃度との間に有意な関連はみられなかったが、PGF2α濃度、TXB2濃度とC5(咳を5回以上誘発させたカプサイシンの最低濃度)との間に、有意な負の相関がみられた(PGF2α;r=0.43,p<0.02、TXB2;r=-0.40,p<0.04)。咳喘息における咳嗽には気管支拡張薬が有効であり、気道収縮が関与していると考えられるが、今回の検討から炎症性メディエーターが気道収縮を介さずに咳嗽を誘発しうる可能性が示唆された。喀痰中のサブスタンスP濃度、肥満細胞数についても検討を行っているが、現在のところ、健常人との差、病態との関連については明らかでない。今後他の疾患群での検討、治療への反応性との関連なども含め症例数を増やし検討を加える予定である。

尚、気道粘膜組織は得られていないが、咳喘息21例、非喘息性慢性咳嗽18例、健常人15例において、ヘリカルCTを用いて中枢気道壁厚を定量解析し、気道過敏性、カプサイシン咳閾値との関連を検討したところ、慢性咳嗽例では健常人に比し有意に気道壁が肥厚していた。また咳喘息では気道感受性と肥厚の程度が有意な正の相関を示し、非喘息性慢性咳嗽では咳閾値と肥厚の程度が正の相関をとる傾向が示されており、気道壁肥厚が咳嗽の病態に関連していることが明らかになった。肥厚の程度と呼気凝集液中のヒスタミン濃度などとの関連を検討中である。
イオンチャネル・受容体群の「膜上直接的相互作用」によるシナプス伝達の調節機構

アフリカツメガエル卵母細胞にイオンチャネル型のATP受容体P2Xを発現させ、2本刺し膜電位固定下でATP投与後の電流を記録し、受容体の種々の性質を発現レベルとの関連において解析し以下の知見を得た。(1)チャネルポアのイオン選択性の指標であるP_<NMDG+>/P_<Na+>は発現密度と負の相関を示した。(2)内向き整流性の強弱は発現密度と負の相関を示した。(3)高濃度のATP(100uM)により弱い内向き整流性電流を呈する発現密度の高い細胞に、低濃度ATP(3uM)を投与するとその内向き整流性は増強した。(4)[ATP]-応答関係のKdの値は発現密度と負の相関を示した。(5)ポア上部の点変異1328Cにより上記の発現密度に依存したポアの性質の変化がほぼ消失した。以上の結果から「ATP投与により開状態に入った、ごく近傍にあるP2X_2受容体チャネル間の相互作用によりポア上部においてなんらかの構造変化が起こり、ポアの性質やリガンド感受性が変わる。」ことが想定された。さらに、P2X2受容体チャネルのリガンド投与による動的構造変化を、FRET法によりリアルタイムで解析することを目的として、C末端に蛍光蛋白CFPもしくはYFPを付加したコンストラクトを作成し、全反射照明下で膜に発現している分子由来の蛍光のみを測光した。実験当初、リガンド投与によりFRET値が変化するというデータを得ていたが、その後の解析により、CFPおよびYFPの両者が減少することが明らかになった。すなわち、C端部分が、リガンド投与によって、全反射照明の強度の弱い膜から離れた部位にシフトする可能性が示唆された。この点について、さまざまな部分に蛍光蛋白を付加したコンストラクトを作成し、さらに解析を進めている。」ことが想定された。
機械摺動面の作動状態診断システムの開発

本研究は,機械の摩擦摺動面の潤滑状態及び表面損傷を,油中の摩耗粉の特徴を抽出して診断するシステムを開発することを目的とし,測定装置の試作,摩耗粉の特徴解析方法の開発,摩耗粉形態と摺動条件ならびに摩擦状態との関係のニューラルネットワークを用いた表現方法などの基礎技術を確立した.ピン/ディスク型摩擦試験機による各種潤滑油を用いた滑り接触試験を行うとともに,実地データとしてFZG歯車試験機による疲労試験などでの摩耗粉を解析した.粒子群の特徴抽出のための顕微鏡画像処理システムを構築した.画像解析における自動化を図り,摩耗粉画像の取得の無人化を実現した.本装置とグラフィックワークステーションにより,摩耗粉の特徴解析ならびに立体形状測定のソフトウエアを開発した.特徴解析では,基礎パラメータに加え,修正複雑度,フーリエ記述子による形態記述,テクスチャパラメータ等を導入し,それらの値のサンプリング及びディジタル画像における問題点を明らかにした.摩耗粉の形態が,潤滑油,滑り速度,荷重,滑り距離,摺動材料などの摺動条件に応じて異なり,その関係を階層型ニューラルネットワークによって学習,表現することができることを示した.これに基づいて,摩耗粉の特徴データのみから摺動条件や摩擦係数を推定することを可能にした.また,ネットワークの内部状態を調べることにより,摺動状態と密接に関係している摩耗粉の特徴を抽出できることを示した.相互結合型ネットワークならびに自己組織化ネットワークの適用も試みた.歯車試験では,初期摩耗から定常摩耗への変化と,疲労損傷及び焼付きに至る過程が,摩耗粉の特徴の変化から検出できることを示した.本研究は,機械の摩擦摺動面の潤滑状態及び表面損傷を,油中の摩耗粉の特徴を抽出して診断するシステムを開発することを目的とし,測定装置の試作,摩耗粉の特徴解析方法の開発,摩耗粉形態と摺動条件ならびに摩擦状態との関係のニューラルネットワークを用いた表現方法などの基礎技術を確立した.ピン/ディスク型摩擦試験機による各種潤滑油を用いた滑り接触試験を行うとともに,実地データとしてFZG歯車試験機による疲労試験などでの摩耗粉を解析した.粒子群の特徴抽出のための顕微鏡画像処理システムを構築した.画像解析における自動化を図り,摩耗粉画像の取得の無人化を実現した.本装置とグラフィックワークステーションにより,摩耗粉の特徴解析ならびに立体形状測定のソフトウエアを開発した.特徴解析では,基礎パラメータに加え,修正複雑度,フーリエ記述子による形態記述,テクスチャパラメータ等を導入し,それらの値のサンプリング及びディジタル画像における問題点を明らかにした.摩耗粉の形態が,潤滑油,滑り速度,荷重,滑り距離,摺動材料などの摺動条件に応じて異なり,その関係を階層型ニューラルネットワークによって学習,表現することができることを示した.これに基づいて,摩耗粉の特徴データのみから摺動条件や摩擦係数を推定することを可能にした.また,ネットワークの内部状態を調べることにより,摺動状態と密接に関係している摩耗粉の特徴を抽出できることを示した.相互結合型ネットワークならびに自己組織化ネットワークの適用も試みた.歯車試験では,初期摩耗から定常摩耗への変化と,疲労損傷及び焼付きに至る過程が,摩耗粉の特徴の変化から検出できることを示した.代表的な摺動条件での摩耗粉の特徴を把握するため,ピン/ディスク型摩擦試験機を用いて,パラフィン系基油およびステアリン酸,硫黄添加油による滑り接触試験を行い,採取摩耗粉の形態解析を実施した.形態パラメータとして50%体積径,複雑度,長短度,光沢度を採用した.採取した摩耗粉の各パラメータの分布,平均値により潤滑油の種類,荷重の大小,実験時間の長短がほぼ識別できることが分かった.つぎに,上記4パラメータを入力,潤滑油2種,荷重,時間を出力層とし,誤差逆伝播学習則を用いた階層型ニューラルネットワーク構築した.このネットワークにより採取摩耗粉の潤滑油,荷重,時間の判定を行い,本方法による摺動条件の識別が有望で可能であること,採取摩耗粉形態により潤滑油,荷重等が異なる摺動条件間の対応関係が評価できる可能性が分かった.また,炭素鋼,工具鋼,軸受鋼を用いて同様の実験を行い,材質の違いにより摩耗粉の形態的特徴に差異があり、今回構築した階層型ニューラルネットワークにより摺動材質の認識が可能であること,認識能力は数μm以上の比較的大きな摩耗粉のデータを用いることにより向上すること示した.さらに,ブラックボックスとみなされ勝ちであったネットワークの内部状態を分析し,ニューラルネットワークが分布をもったデータを認識し,識別するための必要女権としての一つの基準を示すとともに,アナログ的な出力を用いた判定を行う場合には,入力データによっては誤った認識結果を生じる可能性があることを明らかにした.昨年度に引き続き用いてピン/ディスク型摩擦試験機を用いて,各種の潤滑油による滑り接触試験を行い,採取摩耗粉の形態解析を実施した.その際,従来採用していた摩耗粉形態パラメータの中で長短度の影響を必然的に受ける複数度の定義を修正し,純粋に摩耗粉形状の複雑さを示す修正複雑度を採用した.開発中の誤差逆伝播学習則を用いた階層型ニューラルネットワークにより,採取摩耗粉の潤滑油,荷重,時間の判定を行い,本方法により,荷重条件等の作動条件の過酷さの識別,さらには添加剤の作用機構,すなわち油性剤のような吸着膜形成が主体なのか,極圧剤のように反応膜形成が主体なのかの評価の可能性が明らかになった.また,往復動滑り試験において摩耗粉形態の経時変化を調べ,初期なじみ期,定常摩擦期,焼付前兆期.焼付の各段階が摩耗粉形態パラメータ解析により推定できることが分かった.

また,FZD歯車試験機による疲労試験,焼付試験,建設機械用ブレーキ耐久試験,ガソリンエンジン耐久試験,油圧ポンプ耐久試験などの各種の実機または実機に近い試験での採取潤滑油サンプルによる採取摩耗粉の形態解析を実施するとともに,ピン/ディスク型摩擦試験機における採取摩耗粉により構築したニューラルネットワークによる実機サンプルの評価を行い,開発した診断システムが実機における摺動面の作動状態の評価に適用可能であること,さらには基礎試験機による摩耗粉形態の評価システムが実機での評価に使用できる可能性が明らかになった.本研究は,機械の摩擦摺動面の潤滑状態及び表面損傷を,油中の摩耗粉を用いて診断するシステムを開発することを目的とし,今年度は主に測定装置の改良及びポ-タブルシステムの試作,形態評価法の改良,摩耗粉形態と摺動面性状及び摩擦状態との関係付け,ならびに手法の実地データへの適用を行った.前年度に引き続き,ピン/ディスク型摩擦試験機による各種潤滑油を用いた滑り接触試験を行うとともに,実地データとしてFZG歯車試験機による疲労試験及び焼付き試験,油圧機器作動油中の摩耗粉を採取した.形態解析では,従来の基礎形態パラメータに加え,フーリエ記述子とテクスチャパラメータを導入した.フーリエ記述子はディジタル画像の量子化誤差を受けにくく,摩耗粉の特徴識別のために有利であることを明らかにした.摩耗粉形態と摩耗粉表面及び摺動面の表面テクスチャとの対応関係を調べ,摩耗粉の特徴から生成場所の特徴が検出できることがわかった.また摩耗粉の形態とその発生時の摩擦係数との相互関係をピン/ディスク試験について調べ,形態パラメータから摩擦係数を推定することが可能なことを示した.この関係は階層型ニューラルネットワークによって表現でき,また相互結合型ニューラルネットワークによる記述も試みた.顕微鏡画像解析装置において自動ステージ及び駆動ソフトウエアを開発し,上述の形態測定の無人化を実現した.本装置とグラフィックワークステーションにより,摩耗粉の立体形状測定のソフトウエアを開発した.歯車試験では,疲労損傷及び焼付きに至る過程が,摩耗粉の特徴の変化から検出できた.以上より,本研究で開発した摩耗粉の特徴解析方法,及びその摺動状態との相互関係のニューラルネットワークによる整理方法は,実機の状態診断に適用可能であり,実用化へ向けてさらに研究を進める予定である.
虚血性脳障害の分子機構における好中球エラスターゼの役割に関する検討

好中球エラスターゼの選択的阻害薬であるONO-5046による海馬CA1の虚血性神経細胞死軽減は,カスパーゼ-3/7の抑制と,血漿エラスターゼ活性およびその脳実質内移行の抑制を伴うことが明らかとなった.虚血で活性化された好中球エラスターゼが,ラットの前脳虚血による海馬CA1選択的神経細胞死の進展に関与し,特異的阻害薬ONO-5046がエラスターゼの脳実質細胞外領域への分布を抑制することで虚血性神経細胞傷害を軽減することが示唆された.好中球エラスターゼの選択的阻害薬であるONO-5046による海馬CA1の虚血性神経細胞死軽減は,カスパーゼ-3/7の抑制と,血漿エラスターゼ活性およびその脳実質内移行の抑制を伴うことが明らかとなった.虚血で活性化された好中球エラスターゼが,ラットの前脳虚血による海馬CA1選択的神経細胞死の進展に関与し,特異的阻害薬ONO-5046がエラスターゼの脳実質細胞外領域への分布を抑制することで虚血性神経細胞傷害を軽減することが示唆された.【はじめに】中枢神経における虚血再潅流傷害に,活性化白血球から放出される好中球エラスターゼ(NE)の関与が報告されている.われわれは一過性脳虚血後の海馬CA1神経細胞死に対するNE阻害薬(ONO-5046)の効果と作用機序を検討した.【方法】8週齢Wistar ratの前脳虚血(両側総頸動脈遮断(8分間)+低血圧(平均動脈圧45-50mmHg))モデルを用いた.再潅流直後に, ONO5mg/kg, 10mg/kgをボーラス投与した群(ONO群)と,生理食塩水を投与した群(C群)で, 7日後の海馬CA1生存細胞数比を検討した.また, ONO(10mg/kg)群とC群で血中NE活性(再潅流15, 30分, 1, 4, 8時間(h))を測定し,さらに,脳内NE局在,海馬CA1のカスパーゼ3/7活性(再潅流4, 8h)およびマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-9活性(再潅流1日(d))を検討した.【結果】海馬CA1生存細胞数比は, ONO5mg/kg, 10mg/kg群で34%, 63%(vs. C群3.5%)と有意に高かった.血中NE活性(nmol/l)は再潅流1hでONO10mg/kg群16.5(vs. C群45)と有意に抑制された. NEの局在については, C群で海馬内側の血管内皮細胞(再潅流4h)から海馬CA1近傍の細胞外マトリックスに強く見られた(再潅流8h)のに対し, ONO群では血管内皮にとどまった.海馬CA1のカスパーゼ3/7活性(再潅流8h)はONO群89%(vs. C群154%)で有意に抑制された. MMP-9活性(再潅流1d)はONO群98%(vs. C群110%)と活性が抑えられる傾向にあった.【考察・まとめ】NE阻害薬ONO-5046はラット一過性脳虚血神経細胞死を軽減させた.その効果には血中NEを抑制するとともに脳組織への浸潤を抑制し,マトリック傷害の軽減が関与する可能性が示唆された.[はじめに]これまでの検討でラットの一過性脳虚血・再灌流直後に投与される好中球エラスターゼ(NE)の特異的阻害薬(ONO)は神経細胞外マトリックスの傷害を軽減し(再灌流48時間),その後の海馬CA1の遅発性神経細胞死を抑制する可能性を報告した(Matayoshi et al., 2009).脳虚血により血管内で活性化したNEは,血液脳関門を通過し細胞外マトリックスを介し,神経細胞死のプロセスに影響を与える可能性が示唆される.しかし,再灌流1時間後に投与されるONOに神経保護効果をほとんど認めない.このことから,NEによるマトリックス傷害は再灌流1時間以内に生じ,投与可能なONOのtherapeutic time windowは限定されると推測される.最近の報告で,NEで活性化されるプロテアーゼ活性型受容体(PAR)は血管内皮細胞や海馬CA1神経細胞にも存在することがわかってきた.今回,PARアゴニストを用い,ONOの神経保護効果が打ち消されるかどうかを検討し,一過性脳虚血後のNEは細胞外マトリックスを直接浸潤で傷害するのか,あるいはPARの修飾を介するのかを明らかにすることを目的とした.[方法]8週齢Wistar ratの前脳虚血(両側総頚動脈遮断(8分間)+低血圧(平均動脈圧45mmHg))モデルを用いた.虚血8分前にPAR-1アゴニスト1mg (PAR-1群),もしくはPAR-2アゴニスト1mg (PAR-2群)を投与し,再灌流直後に10mg/kg ONOを投与した.また,虚血のみ(I群)と虚血後にONOを投与した(ONO群)を加え,再灌流7日の生存神経細胞数比を計測した.[結果]海馬CA1生存神経細胞数比はPAR-

1, PAR-2, ONOおよびI群でそれぞれ40%, 10%, 65%と3.5%でONO群と比べPAR-2群で有意に低かった.[考察]虚血後に活性化するNEの細胞外マトリックス傷害の機序は,直接浸潤よりむしろPAR-2を介する可能性が示唆された.PAR2活性を虚血前もしくは再灌流早期にいかに抑制することが今後の検討課題である.
大阪コリアンタウン：韓国人ニューカマーと在日コリアンの民族意識

27年度が最終年度であるため、記入しない。
原発事故後のリスクコミュニケーション：保健従事者用ヘルスリテラシー向上ツール開発

本国際研究は、原発事故後に福島が直面したリスクコミュニケーションの難しさを解決する糸口として、健康情報を分かりやすく伝えるための具体的対策を提示する。初年度は、専門用語の言い換え集と、数値を含む健康情報の分かりやすさを評価する指標から構成されるヘルスリテラシーのツール集を作成した。2年度目の主な活動は、保健医療従事者を対象にツール集を活用したヘルスリテラシー研修の開催と、ツール集の関連学会等での配布であった。最終年度の実績は、以下の5点である。1.研修のこれまでの成果の発表と合わせて、初年度に作成したツール集を学会等で配布した(6回)。2.ツール集の使い方を組み入れたヘルスリテラシーの研修会を福島県内外で5回開催した。この研修では、参加者が業務で用いる自作の健康に関するリーフレットを改訂して、住民に改訂前後の分かりやすさを評価してもらう演習を含む。研修の形成評価として、この演習での前後比較データを分析した。その結果、資料改訂後に分かりやすさの指標(酒井の指標を改変)13項目中11項目が有意に改善し、ヘルスリテラシーレベルが低い対象者の方が分かりやすさをより感じやすいことが示唆された。3.最終的な成果公表は日本リスク研究学会の特別企画として、「参加型アプローチによる災害リスク研究と教育研修会」を実施した。住民参加型の先駆的研究を行っている研究協力者を英国から招聘し、「参加型アプローチによる災害リスク研究と教育」についての参加型セッションと、ヘルスリテラシー研修を全国から来た学会参加者対象に実施した。4.研修評価に関する論文1編が国内誌に掲載、1編が国際誌に受理。昨年度執筆した研修について1章記載した書籍が出版。その他に1編査読中、1編執筆中。5.研修参加者が主体的に研修を実施した点は(栄養士が同僚に、保健師が学部学生を対象に実施)、予想以上の波及効果であった。本研究に先行してヘルスリテラシー研修を、地域保健活動において重要な役割を担う保健師と保育士を対象に実施してきた。ヘルスリテラシーとは、住民側が健康の維持向上のために情報を得て、理解し、使おうとする知識と技術であり、また、保健医療従事者側が、健康情報を伝える知識と技術でもある。研修に参加した保健師65人と保育士45人を対象に、長期評価として質問紙調査を行った(生存科学. 2017; 27(2):191-207)。両群の半数以上が学んだ技術を1年後も活用しており、これは自信の向上とさらに学ぶ意欲に関連していた。文章を分かりやすくする技術についての自己評価は高かったが、数値では低く、また、専門用語の言い換えが難しいとの意見が聞かれた。そこで、専門用語の言い換え集と、数値を含む健康情報の分かりやすさを評価する指標から構成されるヘルスリテラシーのツール集を作成することとした。初年度の成果は以下の5点である。1.放射線に関する健康教育で使われる専門用語の言い換え集と、印刷媒体の分かりやすさを評価するツールとして米国疾病予防管理センターが開発したCDC Clear Communication Index(CCI)の日本語版が含まれるヘルスリテラシーのツール集を、地域の保健師の協力を得て改訂した。2.従来の研修に上記ツール集の使い方を組み入れたヘルスリテラシーの研修会を、福島県内で3回(県内保健師対象2回、大学職員対象1回)開催した。3.避難指示解除により故郷に帰る住民の支援者向けパンフレット(環境省の事業)の改訂に、上記ツール集を活用した。4.上記のツール集の作成および改訂の過程を振り返り、学会発表を行い、論文にまとめた。5.介入(研修会)の効果評価のための調査計画の立案をはじめた。予定通り、ヘルスリテラシーのツール集の作成および改訂を行った。予定より早く、ツール集の使い方についての研修会を実施し、ツール集の実践的な応用も行うことができ、これまでの過程を分析して学会発表を行い、さらに論文の作成をはじめている。これらの活動は地域の保健師と協働して進めているが、保育士によるツール集の評価と試用は予定より実行が遅れており、次年度の優先課題である。本研究に先行してヘルスリテラシー研修を、地域保健活動において重要な役割を担う保健師と保育士を対象に実施して長期評価を行った。参加者の半数以上が学んだ技術を1年後も活用しており、文章を分かりやすくする技術についての自己評価は高かったが、数値では低く、また、専門用語の言い換えが難しいとの意見が聞かれた。そこで初年度は、専門用語の言い換え集と、数値を含む健康情報の分かりやすさを評価する指標から構成されるヘルスリテラシーのツール集を作成した。2年目の成果は以下の5点である。1.初年度に作成したツール集を関連学会で配布した。2.上記ツール集の使い方を組み入れたヘルスリテラシーの研修会を福島県内外で3回(県内2回、県外2回)、ヘルスリテラシーの第一人者である研究協力者を米国から招聘しての研修を2回(学内1回、全国学会1回)開催した。さらに、英語版も作成してモンゴルの公衆衛生専門家に研修を実施した。3.ツール集を用いた研修に参加した保健師が、実務において改訂した健康情報の分かりやすさを、住民の視点から評価する調査を実施中である。保育分野でも同様の検証を行っている。

4.これまでに実施した研修が、保健師と住民の双方向性のコミュニケーション促進に及ぼす効果を評価するための県内全保健師を対象とした調査を実施した。582人(回答率81%)中、研修参加者は19%であり、非参加者に比較して相互作用的ヘルスリテラシーが高く、より肯定的に住民からのフィードバックを受け止めていた。5.上記のツール集の作成および改訂の過程を振り返り、学会発表を行い、書籍担当章に執筆した。また、初年度に国際誌に受理された論文が掲載になった。予定通り、初年度に作成したヘルスリテラシーのツール集の配布と、これを用いた研修を実施した。福島県内の全保健師および住民を対象とした研修の効果評価を行い、遅れていた保育分野での効果評価も実施できた。さらに最終年度以降の研修の普及を見据えて、全国学会での研修実施と英語版研修の試行まで実施することができた。本国際研究は、原発事故後に福島が直面したリスクコミュニケーションの難しさを解決する糸口として、健康情報を分かりやすく伝えるための具体的対策を提示する。初年度は、専門用語の言い換え集と、数値を含む健康情報の分かりやすさを評価する指標から構成されるヘルスリテラシーのツール集を作成した。2年度目の主な活動は、保健医療従事者を対象にツール集を活用したヘルスリテラシー研修の開催と、ツール集の関連学会等での配布であった。最終年度の実績は、以下の5点である。1.研修のこれまでの成果の発表と合わせて、初年度に作成したツール集を学会等で配布した(6回)。2.ツール集の使い方を組み入れたヘルスリテラシーの研修会を福島県内外で5回開催した。この研修では、参加者が業務で用いる自作の健康に関するリーフレットを改訂して、住民に改訂前後の分かりやすさを評価してもらう演習を含む。研修の形成評価として、この演習での前後比較データを分析した。その結果、資料改訂後に分かりやすさの指標(酒井の指標を改変)13項目中11項目が有意に改善し、ヘルスリテラシーレベルが低い対象者の方が分かりやすさをより感じやすいことが示唆された。3.最終的な成果公表は日本リスク研究学会の特別企画として、「参加型アプローチによる災害リスク研究と教育研修会」を実施した。住民参加型の先駆的研究を行っている研究協力者を英国から招聘し、「参加型アプローチによる災害リスク研究と教育」についての参加型セッションと、ヘルスリテラシー研修を全国から来た学会参加者対象に実施した。4.研修評価に関する論文1編が国内誌に掲載、1編が国際誌に受理。昨年度執筆した研修について1章記載した書籍が出版。その他に1編査読中、1編執筆中。5.研修参加者が主体的に研修を実施した点は(栄養士が同僚に、保健師が学部学生を対象に実施)、予想以上の波及効果であった。来年度の計画は、以下の通りである。1.ヘルスリテラシーのツール集を保育士に回覧して改訂し、また、保育の場面で使用する健康情報伝達の場面で試用する。2.初年度に実施した研修会の参加者による評価調査を行う。
Rac1 活性の振動による膜突起動態の制御

運動する細胞先端で認められる膜突起構造ラメリポディアの形成には低分子量G蛋白質RhoファミリーRacが中心的な役割を担っていることが知られているが、その調節機構については不明な点が多い。本研究ではsrGAP1がラメリポディアにおけるRac活性の調節を介して膜突起の動態を制御していることを明らかにした。細胞が効率的に運動するためには、srGAP1により膜突起におけるRac活性が適切に調節されることが重要である。運動する細胞先端で認められる膜突起構造のひとつラメリポディアは、上皮細胞の細胞間接着構造の形成や維持にも寄与しており、細胞運動や細胞間接着形成など重要な生命現象を理解するうえでその制御機構を明らかにすることは非常に重要な課題となっている。ラメリポディアの形成には低分子量G蛋白質RhoファミリーのひとつRacが中心的な役割を担っていることが知られているが、ラメリポディアにおけるRac活性の調節機構については不明な点が多い。本研究ではRhoファミリーの活性を負に制御するGAP活性をもつ分子のひとつsrGAP1がラメリポディアにおけるRac活性の調節において重要な役割を担っていることを明らかにした。srGAP1がラメリポディア先端に局在することから、RNA干渉法によりその発現を抑制しラメリポディアへの影響を検討した。srGAP1の発現が抑制された細胞では、ラメリポディア形成の持続時間が延長されまたその大きさが増加していた。こうしたラメリポディアの性質の変化は野生型のsrGAP1を再発現させることで回復するが、GAP活性をもたないsrGAP1を発現させた場合には回復は認められなかった。srGAP1のGAP活性を測定したところRac特異的なGAP1活性を示したことから、srGAP1によるRac活性の調節がラメリポディアの性質の決定に重要であることが示唆された。そこでRac活性をFRET法を用いて可視化したところ、srGAP1の発現を抑制した細胞ではラメリポディアでのRac活性の増加が認められた。srGAP1はそのN末端側に存在するF-BAR-FXユニットを介してRac活性依存的にラメリポディア先端へと運ばれる。これらの結果からsrGAP1はRacとネガティブフィードバックループを形成しており、ラメリポディアにおけるRacの活性を適切に調節する役割を担っていると考えられる。細胞辺縁部で観察されるシート状の膜突起構造はラメリポディアや膜ラッフルとよばれ、運動先端における進行方向の決定や運動の駆動力の発生、細胞間接着部位における接着構造の維持など様々な場面で利用されている。発生期における形態形成の過程では、膜突起構造の形成を介して細胞の移動や細胞間接着の構造が厳密に制御されており、その制御機構の破綻は癌の進行につながっている。例えば、ヒト癌細胞では膜突起の過剰に形成されることにより運動能が亢進することや、逆に突起が減少することにより細胞間接着構造が弱体化し浸潤性が増すことが報告されている。したがって膜突起構造の制御機構を解明することは正常組織における形態形成や癌の病態を理解するうえで非常に重要な課題である。周期性は何らかのシグナルの強弱が振動することにより生み出されている可能性があるが、最近膜突起の先端でRhoファミリー低分子量Gタンパク質のひとつRac1の活性が膜突起の動態に合わせて周期的に変化していることが報告された。Rac1は膜突起先端でのアクチン細胞骨格の再編成を制御しているので、その活性を調節すれば膜伸展を制御できると考えられる。そこで本研究ではRac1活性の振動による膜突起動態の周期性制御機構を検討した。シグナルの振動を制御するにはネガティブフィードバックが必要とされる。低分子量Gタンパク質の活性はそれぞれの分子に特異的なGEFおよびGAPによりそれぞれ正と負に調節されているが、申請者はRac1に対するGAP活性を持つsrGAP1の発現を抑制すると伸展と停滞の周期が変化し膜の伸展時間が延長されることを見出した。そこでRac1とsrGAP1がネガティブフィードバックループを形成する可能性を検討するため、Rac1によるsrGAP1のGAP活性調節機構を解析した。本年度は膜突起形成時にsrGAP1のGAP活性を調節する分子機構の同定することを予定していた。具体的にはsrGAP1が持つGAP活性の調節は、1)分子内もしくは分子間の相互作用と2)膜突起構造への局在の二つのレベルで制御されている可能性の二つを検討した。srGAP1はN末端側からF-BAR、FX、RhoGAP、SH3の四つの機能ドメインとC末端の機能未知の領域から構成されている。これらのドメインはそれぞれ異なる分子と相互作用するので、それらがGAP活性に及ぼす影響を検討した。その結果F-BARドメインとGAPドメインが直接結合していることを見出した。この分子内結合によりsrGAP1のGAP活性は負に制御されていると考えられる。またこの分子内結合は同時にF-BARドメインを介したsrGAP1の細胞膜へのリクルートも負に制御していることが明らかになった。このことからF-BARドメインとGAPドメインの分子内結合がsrGAP1のGAP活性を直接そして間接的に制御していることが明らかになった。

そこで次にF-BARドメインとGAPドメインの分子内結合がどのような機構で制御されているのか調べるためにsrGAP1のSH3ドメインおよび機能未知のC末端領域の役割を検討した。SH3ドメインおよびC末端領域はsrGAP1のRac1依存的な細胞膜への移行に重要な役割を果たしていることが明らかになった。またSH3ドメインはC末端領域と直接結合すること、C末端領域はF-BARドメインと結合することが明らかになった。こうした各ドメインの間の結合によりsrGAP1の立体構造が変化することで、srGAP1のGAP活性および細胞膜への移行が制御されていると考えられる。このようにsrGAP1のGAP活性調節機構を明らかにするという当初の計画は順調に進展している。哺乳類細胞ではRhoGEFおよびRhoGAPドメインをもつ分子がそれぞれ70以上見出されており、これは時と場合によってこれらの分子が使い分けられている可能性を示唆している。本研究ではRac1とRhoAのクロストークを担う分子およびRhoA活性の周期的な変化を制御する分子を同定するため以下の手順で探索実験を行う。RhoGEFおよびRhoGAPに対するsiRNAのライブラリーを用意し、RNA干渉法により発現を抑制したときに膜突起形成に影響を与える分子を同定する。次にそれらの分子の遺伝子を発現させた細胞におけるRac1およびRhoAの活性を測定することで、各分子のGEFおよびGAP活性の特異性を検討し、Rac1およびRhoAの活性を調節するものを同定する。さらに候補として残った分子はRhoAによりGEFおよびGAP活性が変化するか、組換えタンパク質を用いたin vitroの実験系で検討する。以上の解析により同定した分子がRac1活性の周期的な変化に関与しているのかどうか、その発現量を増減させたときにRac1活性を測定することで確認する。同時にそのときの膜突起動態を検討し、Rac1活性と膜突起動態の関係を検討する。またRNA干渉とレスキュー実験を組み合わせることでその分子の活性調節の詳細を検討する。遺伝子の異所発現およびRNA干渉法によりsrGAP1の発現量を増減させた細胞を用意し、膜突起形成時にRac1活性が変化する様子を、FRET法を利用してリアルタイムで観察する。また同時にそのときの膜突起の動態を観察しその周期性がどのように変化するか検討する。srGAP1が膜突起に与える影響がそのGAP活性によるものであるかどうか確かめるため、RNA干渉法によりsrGAP1の発現を抑制した細胞にGAP活性を消失させたsrGAP1を発現させ機能回復が認められるかどうかを確認する。本研究計画では日常的に細胞培養を行うため、培養に必要な培地、血清、培養皿、核酸導入試薬の購入費用を消耗品費として申請している。ライブイメージングにより高解像度の画像を取得するためには、ガラス底培養皿などの専用の培養器具が必要となるためその費用を消耗品費として申請している。本研究計画において中核となる探索実験には分子の探索を網羅的に行う必要があるためsiRNA