hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前庭神経節細胞の生理学的及び薬理学的性質に関する研究

本研究で、幼若ラットから摘出した前庭神経節細胞を用いて少なくとも4日間までの初代培養を行う手法を確立した。培養した前庭神経節細胞に対して、パッチクランプ法を用いてその発火特性につき検討を行い、その発火パターンは3種類に大別できることが判明した。すなわち、細胞に注入する電流の量を増やしても1数発の活動電位しか発生しないタイプ(phasic type)と、注入する電流の量を増やすとそれに伴って活動電位の数が増加ずるタイプ(tonic type)、さらにこれら2つのタイプの中間の発火パターンを示すタイプ(intermediate type)に分類された。生後5-7日目のラットでは、phasic typeが約60%、intermediatetypeが20%、tonic typeが約20%であった。パッチクランプ法の電流固定モードにて、これらの細胞のK+チャネルの特性について検討した。Phasic typeの細胞のK+電流は約-30mVから活性かするのに対し、tonic typeの細胞では約-50mVからK+電流が活性かすることが判明した。このことほ、これら2つのタイプの前庭神経節細胞でほ、低電位活性化型のK+チャネルが異なっていることを示す。さらに、このチャネルの特性について検討したところ、低電位活性化型のK+チャネルは、Kv1チャネルの阻害薬であるα-dendrotoxinによって特異的に抑制されることが判明した。電流固定モードで、α-dendrotoxinを細胞外投与すると、phasic typeの細胞が、tonic typeと同様の発火特性を示すことを確認した。これらの実験から、前庭神経節細胞の発火特性には,Kv1チャネルの有無が重要な役割を果たしていることが判明した。1)幼若マウス及び幼若ラットから前庭神経節細胞を摘出し、初代培養を安定して行う手法及び培養系の確立。幼若マウス及び幼若ラットにおいて上前庭神経節細胞を同定・摘出し、短期初代培養を安定的に行うことが可能となった。通常24時間程度の培養が可能で、通常の生理学的実験は支障なく行うことが出来た。長期培養に関しては、何らかの栄養因子の添加が必要であり、今後の検討を要する。2)培養した前庭神経節細胞からのパッチクランプ、ホールセル記録。培養前庭神経節細胞からのホールセル記録は、他の培養細胞と同様のテクニックを用いて比較的容易に行うことが出来た。通常30分程度の安定した記録が可能である。3)前庭神経節細胞に発現しているK^+チャネルのサブタイプの検討前庭神経節細胞に電流固定法を用いて脱分極させると、活動電位の数により概ね以下の3つのタイプに分類出来ることが判明した。(1)活動電位が1つしか出ないタイプ、(2)複数の活動電位が認められるが、accomodationのみられるタイプ、(3)多数の活動電位が認められ、電流注入とともにその数が増大していくタイプ。これらの細胞のK^+電流を電位固定法を用いて調べると、(1)のタイプは、比較的低い電圧から活性化するK^+電流が認められるが、(2)(3)のタイプでは、高い電圧から活性化するK^+電流しか認められないことが判明した。現在、これらのK+電流のタイプを様々なK+チャネル阻害剤を用いることによって、薬理学的に検討を行っているところである。また、ジーンチップやRT-PCRを用いて、分子生物学的な検討も併せて行っている。1)幼若マウス及び幼若ラットから摘出した前庭神経節細胞の初代培養。前庭神経節細胞の短期培養に関しては、前年度に既に確立し、生理学的な実験を行うことが可能となった。本年度は、培養液に加える血清や抗生剤等を工夫することによって、長期培養を試みた。現時点で、2日間程度の培養は可能となった。更に培養時間を延長させるために、栄養因子の効果につき検討中である。

2)培養した前庭神経節細胞からのパッチクランプ、ホールセル記録培養した前庭神経節細胞からのホールセル記録が安定して行えるようになった。通常30分程度の安定した記録が可能となっている。3)前庭神経節細胞におけるK^+チャネルのサブタイプの検討。昨年度の研究で、培養前庭神経節細胞の発火特性は、概ね以下の3つのタイプに分類できることが明らかにした。1.活動電位が1つしか出ないタイプ、2.複数の活動電位が認められるが、accomodationのみられるタイプ、3.複数の活動電位が認められ、細胞に注入する電流の量に応じて活動電位の数が増加していくタイプ。本年度の研究では、この発火特性の差に、低電位活性化型のK^+チャネルの有無が大きな役割を果たしていることを明らかにした。この低電位活性化型のK+チャネルを薬理学的に明らかにするとともに、RT-PCR法とジーンチップを用いて、これらのチャネルのmRNAが実際に存在していることを明らかにした。前庭神経節細胞の発火特性やK+チャネルのmRNAが発達とともに変化するかどうかについて、現在検討中である。本研究で、幼若ラットから摘出した前庭神経節細胞を用いて少なくとも4日間までの初代培養を行う手法を確立した。培養した前庭神経節細胞に対して、パッチクランプ法を用いてその発火特性につき検討を行い、その発火パターンは3種類に大別できることが判明した。すなわち、細胞に注入する電流の量を増やしても1数発の活動電位しか発生しないタイプ(phasic type)と、注入する電流の量を増やすとそれに伴って活動電位の数が増加ずるタイプ(tonic type)、さらにこれら2つのタイプの中間の発火パターンを示すタイプ(intermediate type)に分類された。生後5-7日目のラットでは、phasic typeが約60%、intermediate typeが20%、tonic typeが約20%であった。パッチクランプ法の電流固定モードにて、これらの細胞のK+チャネルの特性について検討した。Phasic typeの細胞のK+電流は約-30mVから活性かするのに対し、tonic typeの細胞では約-50mVからK+電流が活性かすることが判明した。このことは、これら2つのタイプの前庭神経節細胞では、低電位活性化型のK+チャネルが異なっていることを示す。さらに、このチャネルの特性について検討したところ、低電位活性化型のK+チャネルは、Kv1チャネルの阻害薬であるα-dendrotoxinによって特異的に抑制されることが判明した。電流固定モードで、α-dendrotoxinを細胞外投与すると、phasic typeの細胞が、tonic typeと同様の発火特性を示すことを確認した。これらの実験から、前庭神経節細胞の発火特性には,Kv1チャネルの有無が重要な役割を果たしていることが判明した。
2次過程の表現論への解析学の応用

本年度は,時間依存型方程式により記述されるKarhunen過程の定式化に関し方程式から逐次的に直接解を構成することと、fractional Brown運動のHurstパラメータのwaveletによる統計解析を行った。前者については,これは時間依存型発展方程式で記述されるというtime-evolution lawをもつ非定常Karhunen過程をL^2-theoryの枠組みで構成したものである。この意義は、弱定常過程やGetoorのnormal過程が時間に依存しない初期値問題の適当なL^2空間での解として半群により与えられるという従来の理論体系と、これまでL^2-theoryの中で提案されている非定常過程のモデルが「導かれた」ものではなく、「与えられた」ものに過ぎず関連する理論がアプリオリ考察でしかない、という背景に対し、田辺・増田らによる偏微分方程式論における時間依存型発展方程式のcounterpartをとるという自然な拡張の形で、非定常過程のモデルとして、真に客観的なtime-evolution lawを持つクラスを「導いた」ことにある。第1段階として解(解作用素)の構成等に関わる基本的な問題を考察したが、第2段階で過程から導かれる確立変数のL^2-空間における解作用素のここでのL^2-有界性を調べ、これにより過程と解作用素(発展作用素)の完全に対応することを示し、第3段階以降で他の幾つかのクラスとの関連を調べたり、弱定常過程のFourier解析にあたる解析方法を特異積分論やHardy空間論や擬微分作用素論等の実解析・関数解析的なテクニックを用いて確立する、といった今後の課題を発現することができた。ここには解析学と統計学の融合としてたいへん興味ある議論が期待できると考えている。後者については、データネットワーク等において近年重要性の高まっているfractional Brown運動のfractal次元を表すHurstパラメータの推定にwavelet解析を応用したものである。サンプル分散の両対数プロットの傾きからそのパラメータを推定するが、その際、リアルタイムに推定する実現のシステムにおいては、wavelet関数の各スケールでのサポート幅が指数的に異なるため、推定にavailableなwavelet係数の個数も指数的に異なり、オンライン推定においては収束の速さの違いが問題となることに着目し、各スケールでの収束の速さを、大偏差原理(LDP)を用いて評価することができた。LDPのメリットとして、独立でないwavelet係数列に対して確率あるいは統計的モデリングを経由しないということを利用し、サンプル分散の真の分散への収束の速さはL^1(Ω.P)の意味で、信号の長さTに対し、O(T^<-1/2>),as T→∞であることが得られた。今後は、純粋に自己相似ではない過程に対してどのようにパラメータの推定や他の解析を行っていくか議論してゆきたい。本年度は,wavelet表現されるKarhunen過程に対する直交ランダム測度の反転公式に関する考察と,時間依存型発展方程式により記述されるKarhunen過程の定式化の導入部分に関する考察とを行った.前者については,これは弱定常過程におけるLevyの反転公式に対応するものであり,wavelet表現による2次過程の種々の問題の定式化を確立する上で基礎付けとして重要である.内容的には,関数fのwavelet変換Wf(a,b)が2変数関数であり,(a,b)-domainで不確定性原理によりindicator関数を作ることができないため,X(t)に対する時間軸上の作用としてどのようにindicator関数を近似するかがポイントであった.筆者は,diadic wavelet表現に対し,wavelet変換のFourier変換型表現とindicator関数のFourier変換に着目し,緩い制約の下でa-方向のカットオフ,b-方向でのindicator関数の近似をするという方法で実際に反転公式を得た.反転公式の証明の際に現われる積分の有限性の評価が困難であった.後者については,これは弱定常過程がユニタリ半群により,正規過程が正規半群によりそれぞれ定式化されるのに対し,非定常Karhunen過程の系統的な定式化手法として,それらのさらなる一般化である時間依存型の発展方程式により与えられるものを考察するものであり,これが完成すれば当該分野への貢献は少なくないと考えられる.現在のところまで,時間方向に対してはCauchyno有限折れ線近似をしたものに対し各時点で同一のスペクトル関数がスペクトル領域で掛け算されることにより与えられるクラスと無限分解可能過程との関係が密接であること,そのようなクラスに対しては確率過程から線形的に生成される確率変数のL^2-空間に対するシフト作用素のL^2-有界性が言えることがわかっている.今後,より一般のクラスに対してL^2-有界性をどうやって示すか,各時点で生成作用素A(t)が自己共役とする時に対応する各時点での単位の分解に対するどのような仮定が自然・妥当であるかが問題の焦点である.本年度は,時間依存型方程式により記述されるKarhunen過程の定式化に関し方程式から逐次的に直接解を構成することと、fractional Brown運動のHurstパラメータのwaveletによる統計解析を行った。

この意義は、弱定常過程やGetoorのnormal過程が時間に依存しない初期値問題の適当なL^2空間での解として半群により与えられるという従来の理論体系と、これまでL^2-theoryの中で提案されている非定常過程のモデルが「導かれた」ものではなく、「与えられた」ものに過ぎず関連する理論がアプリオリ考察でしかない、という背景に対し、田辺・増田らによる偏微分方程式論における時間依存型発展方程式のcounterpartをとるという自然な拡張の形で、非定常過程のモデルとして、真に客観的なtime-evolution lawを持つクラスを「導いた」ことにある。第1段階として解(解作用素)の構成等に関わる基本的な問題を考察したが、第2段階で過程から導かれる確立変数のL^2-空間における解作用素のここでのL^2-有界性を調べ、これにより過程と解作用素(発展作用素)の完全に対応することを示し、第3段階以降で他の幾つかのクラスとの関連を調べたり、弱定常過程のFourier解析にあたる解析方法を特異積分論やHardy空間論や擬微分作用素論等の実解析・関数解析的なテクニックを用いて確立する、といった今後の課題を発現することができた。ここには解析学と統計学の融合としてたいへん興味ある議論が期待できると考えている。後者については、データネットワーク等において近年重要性の高まっているfractional Brown運動のfractal次元を表すHurstパラメータの推定にwavelet解析を応用したものである。サンプル分散の両対数プロットの傾きからそのパラメータを推定するが、その際、リアルタイムに推定する実現のシステムにおいては、wavelet関数の各スケールでのサポート幅が指数的に異なるため、推定にavailableなwavelet係数の個数も指数的に異なり、オンライン推定においては収束の速さの違いが問題となることに着目し、各スケールでの収束の速さを、大偏差原理(LDP)を用いて評価することができた。LDPのメリットとして、独立でないwavelet係数列に対して確率あるいは統計的モデリングを経由しないということを利用し、サンプル分散の真の分散への収束の速さはL^1(Ω.P)の意味で、信号の長さTに対し、O(T^<-1/2>),as T→∞であることが得られた。今後は、純粋に自己相似ではない過程に対してどのようにパラメータの推定や他の解析を行っていくか議論してゆきたい。
実験活動における変数同定の指導方法の特質

小中学生が主体的に実験活動に取り組むための指導方法開発の基礎研究として,「変数同定」の指導方法の特質を明らかにすることを目的として,科学的探究プロセスの指導教材の分析,変数同定に関する生徒の認識についての実態調査を行った。その結果,分析した指導教材における変数同定の指導方法の特質として4点,生徒の変数に関する認識の特質として4点を抽出した。これらの結果から,日本の理科実験活動における指導への示唆として,実験活動の指導の強調点を,生徒による妥当な実験活動の遂行ではなく,生徒による実験方法の妥当性の吟味におくことを指摘した。本研究の問題意識は,見通しや目的意識をもち「自分の予想をもとに観察や実験の計画を立てている」生徒は多くないにも関わらず,このような状況を改善するための指導方法が確立されていない点にある。本研究の成果は,実験活動において変数を検討させるための視点を提示するものであり,生徒自身が実験方法や実験データの妥当性を吟味し,主体的に実験活動に取り組むための指導方法に対して示唆できるものである。以上を踏まえ,平成25年度には以下について取り組み,明らかにしてきた。第一に,科学的探究プロセスの指導に特化した指導教材を収集し,それらを生徒の認知的発達の促進という観点から分析することによって,分析した指導教材に見られる「実験活動における変数同定の指導方法」を抽出した。具体的には,生徒実験の指導において,変数同定は,変数が同定されることが最終的な目的では無く,変数同定という科学的探究プロセスを通して実験活動を見る枠組みを生徒に構築させることが目的であることを指摘した。第二に,分析した指導教材では,変数の連続性の同定までもが変数同定に含まれていたことを見出した。変数の連続性の同定により,実験活動の基礎となる独立変数と従属変数から,実験方法を検討させるプロセスとして指導されていたのである。第三に,変数同定等科学的探究プロセスそれ自体を指導することの限界を踏まえ,それを克服するために,当該実験活動において変数同定をする必然性のある文脈が設定されていたことを見出した。以上の指導の特質を踏まえ,中学校第一学年及び第二学年を対象に,変数同定に関する認識調査等を行った。この調査結果は,現在分析中であり,平成26年度には,この結果を基に,日本の理科授業に適切な変数同定の指導方法を開発し,評価する。以上を踏まえ,平成26年度には以下について取り組み,明らかにしてきた。第一に,変数同定に関する生徒の理解状況に関する調査の結果を分析した。その結果,生徒は,操作として概ね良好に変数同定をすることができるが,実験活動における変数同定の重要性の理解等,変数同定に関する理解面に課題があることを明らかにした。第二に,実験計画場面における生徒の変数同定能力の運用方法を探るため,中学生を対象に調査を行った。調査対象とした単元は,中学校第一学年「力の大きさとばねののび」であった。調査の結果,自ら変数同定をした方が,実験活動にの動的に取り組むことが明らかになった。第三に,日本およびシンガポールの理科教育学会に参加し,変数同定の指導方法に関する研究についての情報収集を行った。また,本研究の調査結果を,それぞれ変数同定の操作の側面と認知的側面から,共同研究者の英国ダラム大学のRos Roberts氏との連名で公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。理科教育学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画では,他の研究者とともに指導教材の分析結果を議論するとしていたが,平成25年度には,他研究者との議論を基に,現職教員と分析結果や実験活動の指導方法改善のための具体的な指導方法等について議論を重ねることができたため,平成26年度に行う生徒の実態調査の分析方法や指導方法開発のための留意点を既に挙げることができたからである。平成26年度には,変数同定に着目した具体的な指導方法を提案する。多様な要因が交錯する教室において,要因を明確にし,その結果が明確に出るための指導方法や調査方法を開発し実施することは容易ではないが,本研究の第一人者であるロス・ロバーツ氏ら他の研究者との議論を通して進めることにより,ゴールの明確化と,各研究プロセスの達成期限を設定することで,研究のさらなる推進を図る。
高次に時空間制御した変調熱プラズマ法による高純度ナノ材料の革新的量産技術

3.スペクトル観測による変調熱プラズマ状態把握スペクトル観測による熱プラズマ中Al(Fe), Ti, O,Si励起原子,前駆体TiO,SiH挙動の把握の実験を行った。まず,原料を変調同期投入する状態における熱プラズマに対し一次元分光器によりおもに可視光におけるスペクトル強度の時間変化を測定した。これにより,原料蒸気Al(Fe), Ti, O, Si励起原子,生成されるTiO, SiH分子挙動を把握した。さらに,その軸方向分布とその変化を測定し,これら粒子の輸送を検討した。これに加えて,原料同期投入する遅延時間を変更し,スペクトル強度への影響を検討した。4.変調熱プラズマによるナノ粒子生成試験(原料間歇投入効果,プラズマ変調条件固定)変調熱プラズマに原料を10-19 g/min程度で大量投入し,Al-doped TiO2ナノ粒子生成を行った。この際に変調条件を一定(Duty=80%,変調率70-80%)とし,変調波形は矩形波とした。原料投入で間歇の有無で生成ナノ粒子の特性に相違が出るのかを検討した。生成粒子は,SEM, XRD,TEM/EDX, XPS, BET,分光光度計により粒径分布,組成,結晶性などを分析した。その結果変調度により粒径度数分布が変化することがわかった。さらに結晶,組成,ドープ量,吸光特性,分散性を分析した。同様にして,Siナノ粒子/Siナノワイヤ大量生成予備試験を行った。これによりSiナノ粒子も大量生成できることも判明した。5.ナノ粒子生成中にDMAを用いたナノ粒子リアルタイムサンプリングを行い,粒径度数分布を算出するとともに,多数あるパラメータの粒径への影響をしらべた。DMAで初めてリアルタイムで生成ナノ粒子の粒径度数分布を測定できることが分かった。スペクトル観測による変調熱プラズマ状態把握は,原料供給時にも測定することが可能であったため,計画通り,熱プラズマ中の特にTi, O,Si励起原子スペクトル,前駆体TiO,SiHの観測を行えた。これに基づいて原料を変調同期投入する状態における熱プラズマに対し各スペクトル強度の時間変化を時間変化を測定できた。特に2本のTi放射強度を測定できたことによりTiの励起原子の空間分布とその時間変化を測定できることを示せた。さらに,これらの放射強度および励起温度の軸方向分布とその変化を算出することができ,これら粒子の輸送を検討した。原料同期投入する遅延時間を変更した際にも,スペクトル強度が測定できた。また,変調熱プラズマによるナノ粒子生成試験も行うことができた。特に,原料投入で間歇の有と無しの条件で実験でき,これらの結果をひかくするこおで原料間歇導入の効果を検討できた。生成粒子は,SEM, XRD,TEM/EDX, XPS, BET,分光光度計により,粒径度数分布,組成,平均粒径などを分析できた。本年度の新しい計画として,ナノ粒子生成中にDMAを用いたナノ粒子リアルタイムサンプリングを行うことができ,さらに,粒径度数分布を測定できることも示すことができた。このことは多数のパラメータが存在する本研究プロジェクトにおいてパラメータ依存性を検討するうえで協力な武器になりうる。以上のようにほぼ研究計画通りに進んでいることから,「(2)おおむね順調に進展している」といえる。今後は以下のように研究を計画している:6.原料間歇供給した変調熱プラズマにおける原子・分子スペクトル二次元観測と原子・ラジカルの輸送現象の把握を行う。熱プラズマに原料粉末を投入すると原料が蒸発し,TiO2ナノ粒子生成の場合,酸素と結合してTiO2の前駆体TiOを気相で生じる。Siナノ粒子生成の場合,前駆体SiHが生じる。これを高感度2次元ICCD+イメージング分光器を用いて分光観測する。これにより特定波長の2次元分光画像観測をトーチ部および各チャンバ位置に対して行い,TiO,SiHの生成タイミング・生成場所とその輸送現象を把握する。またAr,O,H原子スペクトルも測定し,これら励起温度の時間変化とその分布を把握し,ナノ粒子生成,ナノワイヤ生成との関連性を検討する。7.ナノ粒子生成中にDMAを用いたナノ粒子リアルタイムサンプリングを行い,粒径度数分布を算出するとともに,多数あるパラメータの粒径への影響を把握する。8. MITP下流へのクエンチングガス変調投入による急冷効果の検討を行う。新型MITPでは原料の変調投入のほか,クエンチングガス投入も変調し,時空間的な制御を行う。プラズマの変調に同期してクエンチングガスを間歇導入する。この手法により,下流部での温度勾配がさらに大きくなり高急冷効果でナノ粒子生成が促進される可能性がある。またガス間歇導入により急冷効果を制御できる。そこで1変調条件,2ガス流量,3ガス導入タイミングなどを様々に変化させて,ナノ粒子・ナノワイヤ生成を行う。9.電磁熱流体解析によるチャンバ内温度変化とラジカル輸送の検討を行う。独自開発の解析コードを,Ar-O2(+Ti+Al)熱プラズマ,Ar-H2(+Si)熱プラズマの温度・流速分布を計算するように変更する。これによりクエンチングガス導入時,変調熱プラズマトーチ+チャンバ内の温度場・流速場を計算する。1.高純度ナノ材料生成用の変調誘導

熱プラズマ+間歇導入システムの設計・開発Siナノワイヤ生成には水素導入が必要であるが,水素導入すると熱プラズマが極めて不安定性になる。これに対応するために,まず安定した真空ポンプ動作をさせるために新しく大型真空ポンプを導入した。さらに電源として安定したパワーを増強するために,今回はIGBTとMOSFETと用いた20 kWインバータ電源を2台導入することとした。2つのインバータ電源に三相電源を入力した。それぞれの電源のIGBTはPWM制御を行いコイル電流に任意波形変調機能をもたせている。この電源を一つの新しいプラズマトーチに電力を投入できるようにした。さらに,原料粉体を熱プラズマ変調に同期して大量投入するために,径の大きい高速電磁バルブを導入した。プラズマトーチについては新しく長手方向に長い石英管を採用し,熱プラズマを長手方向に長く生成して原料加熱時間を長く取れるように改良した。このトーチ下流側にクエンチングガスを径・軸方向に導入できるようフランジも新しく製作した。このクエンチングガスにも間歇同期ガス投入機能を設け,高速電磁バルブ導入と電子回路を設計した。2.プラズマ点火実験とAl(Fe)+Ti, Si原料粒子・酸素投入時のプラズマ安定維持範囲の把握実験導入したシステムによりプラズマ点火実験,整合調整,PLL制御調整を行い,高効率でプラズマに電力が投入されるように調整した。このプラズマにAl(Fe)+ Ti,Si原料をプラズマの変調に同期させて投入する試験を行った。この装置を用いてAr+O2, Ar+H2プラズマが安定維持できる条件を実験的に把握できた。3.スペクトル観測用ICCDの導入平成31年度に予定しているスペクトル観測を行うためのICCDを新しく導入した。当初1台の新たな電源を導入する予定であったが,20kWのRF電源2台を導入することで,熱プラズマを増強し,真空ポンプを導入することで熱プラズマの安定性を高められたため,熱プラズマの増強と安定性の向上の意味でほぼ計画通りとなっている。さらに原料の大量導入について様々に検討し,結局径の大きいバルブを導入することで,原料を大量に入れることを実現している。これについてはまだ目標の80%程度である。これにより加熱効率を高めることにした。これについては計画通りである。さらにこの装置で熱プラズマの維持実験を行い,安定維持条件を把握できた。これも計画通りである。また平成31年度に予定しているスペクトル観測を行うためのICCDを新しく導入した部分は計画を先取りしている。以上から,平均的に概ね計画通りと判断した。3.スペクトル観測による変調熱プラズマ状態把握スペクトル観測による熱プラズマ中Al(Fe), Ti, O,Si励起原子,前駆体TiO,SiH挙動の把握の実験を行った。
シストリックアレイの形式的検証システムに関する研究

研究計画に従い行った研究の概要を述べる.(2)シストリックアレイの形式的検証上記(1)で行った設計が正しいことの検証手順を提案し,実際にシステムを用いて検証を行った.検証は,回路の大きさによる帰納法を用いることによって設計されたシストリックアレイ回路が任意の大きさ(入出力データのサイズなど)で要求仕様を満足することを示すことである.帰納法を用いた検証においては,中間補題を考案すること,及び,その中間補題が与えられた実現仕様のもとで成立することを証明することなどの作業ステップからなる.作成するシステムは,要求仕様,実現仕様,中間補題などからの検証に必要な式の合成機能,その式が恒真であることを証明する定理証明系からなる.合成機能に関しては,必要な補題を設定,自動的な簡約・変形を行う.定理証明系としては,すでに我々の研究グループで開発したルーチン(試験研究05558031など)を利用して作成し,本手法の評価を行った.本設計法及び検証法に関しては,情報処理学会第52回全国大会にて,システムに関しては1997年春季電子情報通信学会全国大会にて成果発表を行った.研究計画に従い行った研究の概要を述べる.(2)シストリックアレイの形式的検証上記(1)で行った設計が正しいことの検証手順を提案し,実際にシステムを用いて検証を行った.検証は,回路の大きさによる帰納法を用いることによって設計されたシストリックアレイ回路が任意の大きさ(入出力データのサイズなど)で要求仕様を満足することを示すことである.帰納法を用いた検証においては,中間補題を考案すること,及び,その中間補題が与えられた実現仕様のもとで成立することを証明することなどの作業ステップからなる.作成するシステムは,要求仕様,実現仕様,中間補題などからの検証に必要な式の合成機能,その式が恒真であることを証明する定理証明系からなる.合成機能に関しては,必要な補題を設定,自動的な簡約・変形を行う.定理証明系としては,すでに我々の研究グループで開発したルーチン(試験研究05558031など)を利用して作成し,本手法の評価を行った.本設計法及び検証法に関しては,情報処理学会第52回全国大会にて,システムに関しては1997年春季電子情報通信学会全国大会にて成果発表を行った.
アルミ系ナノ結晶合金における高温疲労現象の解明とその耐疲労設計手法の提案

粉末冶金法で作成した超微細結晶粒P/Mアルミニウム合金,および比較材として鋳造アルミニウム合金AC4CHを用い,小型炉を具備した平面曲げ疲労試験機により室温,200°Cおよび250°Cにおいて疲労試験を実施した.その結果,微細粒材は室温環境下では介在物あるいは粉末粒界を起点としてき裂が発生することが判明した.また温度上昇とともに疲労強度は低下する.しかし,温度上昇に伴う疲労強度の低下量,剛性の低下量などは,鋳造アルミニウム合金に比べて非常に小さいことが判明した.さらに,レプリカ法による微小疲労き裂進展挙動観察とき裂進展速度評価から,結晶粒を微細化したことにより,温度上昇にともなう疲労き裂進展抵抗の低下が生じていないことを明らかにした.しかし,温度上昇とともに原料粉末界面の強度低下が生じるため,疲労き裂発生寿命は低下する.すなわち,原料粉末の接着性向上と介在物除去により,高温下でも十分な疲労強度を有する材料の開発が可能と考えられる.また,粉末冶金法で作成した超微細粒材は,温度上昇による強度や剛性低下が鋳造材よりも小さく,き裂進展速度の温度依存性も小さい.すなわち,高温環境下における利用に適しているが,これは結晶粒が超微細化されているのみでなく,希土類金属や遷移金属のように,アルミニウム中での拡散係数が小さな元素を添加しており,それによって形成されるAlとの金属間化合物の耐熱性が良好なためであることを明らかにした.さらに,摩擦攪拌接合時の温度上昇と強塑性変形によって生じる,動的再結晶を応用して結晶粒を微細化した,6061-T6アルミニウム合金の疲労挙動についても検討した.その結果,微細化の過程で析出硬化物が再固溶部するため,疲労試験中に生じる動的時効硬化が,疲労破壊挙動に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.超微細結晶粒P/Mアルミニウム合金を用い,作成した小型炉を装着した平面曲げ疲労試験機により室温,200°Cおよび250°Cにおいて疲労試験を実施した.その結果,室温環境下では介在物あるいは粉末粒界を起点としてき裂が発生することが判明した.温度上昇とともに疲労強度は低下するが,その低下量は通常のアルミニウム合金に比べて小さい.その結果,引張強さで疲労強度を正規化した疲労比で評価した場合,温度上昇によりむしろ強度が向上する傾向が見られた.レプリカ法による微小疲労き裂進展挙動観察とき裂進展速度評価から,結晶粒を微細化したことにより,温度上昇にともなう疲労き裂進展抵抗の低下が生じていないことが判明した.しかし,温度上昇とともに原料粉末界面の強度低下が生じるため,疲労き裂発生寿命は低下する.すなわち,原料粉末の接着性向上と介在物除去により,高温下でも十分な疲労強度を有する材料の開発が可能と考えられる.さらに,摩擦攪拌接合技術を応用して作成した,結晶粒微細化6061-T6アルミニウム合金の疲労挙動について検討した.本材は摩擦攪拌接合時に生じる温度上昇と強塑性変形により,動的再結晶が生じて結晶粒が微細化されている.同材を用いて,軸荷重下における疲労試験を実施した.その結果,析出硬化型の6061-T6アルミニウム合金では,結晶粒微細化の過程で析出物が再固溶してしまうため,微細化を行わない場合よりも強度低下が生じることが判明した.粉末冶金法で作成した超微細結晶粒P/Mアルミニウム合金,および比較材として鋳造アルミニウム合金AC4CHを用い,小型炉を具備した平面曲げ疲労試験機により室温,200°Cおよび250°Cにおいて疲労試験を実施した.その結果,微細粒材は室温環境下では介在物あるいは粉末粒界を起点としてき裂が発生することが判明した.また温度上昇とともに疲労強度は低下する.しかし,温度上昇に伴う疲労強度の低下量,剛性の低下量などは,鋳造アルミニウム合金に比べて非常に小さいことが判明した.さらに,レプリカ法による微小疲労き裂進展挙動観察とき裂進展速度評価から,結晶粒を微細化したことにより,温度上昇にともなう疲労き裂進展抵抗の低下が生じていないことを明らかにした.しかし,温度上昇とともに原料粉末界面の強度低下が生じるため,疲労き裂発生寿命は低下する.すなわち,原料粉末の接着性向上と介在物除去により,高温下でも十分な疲労強度を有する材料の開発が可能と考えられる.また,粉末冶金法で作成した超微細粒材は,温度上昇による強度や剛性低下が鋳造材よりも小さく,き裂進展速度の温度依存性も小さい.すなわち,高温環境下における利用に適しているが,これは結晶粒が超微細化されているのみでなく,希土類金属や遷移金属のように,アルミニウム中での拡散係数が小さな元素を添加しており,それによって形成されるAlとの金属間化合物の耐熱性が良好なためであることを明らかにした.さらに,摩擦攪拌接合時の温度上昇と強塑性変形によって生じる,動的再結晶を応用して結晶粒を微細化した,6061-T6アルミニウム合金の疲労挙動についても検討した.その結果,微細化の過程で析出硬化物が再固溶部するため,疲労試験中に生じる動的時効硬化が,疲労破壊挙動に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.
ゼオライト合成及び形状選択的触媒反応におけるコンピュータ支援に関する研究

ゼオライト空孔を利用する形状選択的反応における選択性制御に関する研究を行った。ビフェニルのエチル化反応におけるゼオライト触媒の形状選択性に関する研究を行った。イソプロピル化に高い選択性を示したH-モルデナイトでは、4,4'-ジエチルビフェニル(4,4'-DEBP)は低い選択率でしか得られなかったので、水熱合成法により合成した細孔径のより小さいZSM-12の触媒機能を調べたところ、4,4'-DEBP選択率は20-30%に向上した。しかし、ポリエチル化が顕著に進行したので、外表面酸点の脱アルミニウムを行ったところ、ポリエチル化生成物は減少し、4,4'-DEBP選択率も40%近くに向上した。そこで、外表面酸点を不活性化するために、セリア及びランタンによる不活性化を行ったところ、活性は低下したが、4,4'-DEBP選択率は50-60%に向上した。細孔内におけるDEPBP異性体の挙動をシミュレーションした。その結果、4-4'-及び3,4'-DEBPが最も小さい異性体であり、細孔内で安定であることが判明した。また、ZSM-12細孔と4,4'-DEBPが最もフィットすることから4,4'-DEBPの選択性が最も高いことが証明された。アルカリ土類金属で置換したAlPO-5(AFI)及びAlPO-36(ATS)リン酸アルミニウム合成及び触媒機能を検討した。これらの内、マグネシウムで置換したMg-AlPO-5及びMg-AlPO-36は高い固体酸性を示したので、これらを触媒とするビフェニルのイソプロピル化を行った。両者はほぼ同等の細孔開口を有するが、直線状細孔を有するMg-AlPO-5が60-70%に達するジイソプロピルビフェニル(4,4'-DIPB)選択率を与えたのに対し、細孔内にサイドポケットを有するMg-AlPO-36では選択率が30%程度であり、細孔開口部ではなく細孔内部構造がより重要であることが判明した。イソプロピル化に比べ、形状選択性の低いビフェニルのエチル化反応における触媒探索を開始した。イソプロピル化に高い選択性を示したH-モルデナイトでは、4,4'-ジエチルビフェニル(4,4'-DEBP)は低い選択率でしか得られなかったので、細孔径のより小さいZSM-12に関する検討を行った。ZSM-12を水熱法により調製し、触媒機能を調べたところ、4,4'-DEBP選択率は20-30%に向上した。しかし、ポリエチル化が顕著に進行したので、外表面酸点の脱アルミニウムを行ったところ、ポリエチル化生成物は減少し、4,4'-DEBPの選択率も40%近くに向上した。今後さらに外表面の不活性化を行い、さらに選択性向上を目指す予定である。ゼオライト内における多環芳香族化合物の挙動のシミュレーションは、形状選択性発現機能の解明に寄与するところが大きいと考えられる。そこで、ソフトウェアの選定を行い、近々パラメータの設定を行う予定である。
家畜の発育期骨軟骨疾患の病態発生における軟骨活性の役割に関する研究

家畜の発育期骨軟骨疾患の病態発生メカニズムの一端を明らかにするために、同疾病を好発するウマについて発育初期の軟骨代謝活性の変動を検索した。1)軟骨代謝活性の測定について、ウマ関節軟骨由来プロテオグリカンモノマーを分離、精製した。それと、それをさらにコンドロイチナーゼABCで消化したケラタン硫酸一コア蛋白画分を用いて。ウマのケラタン硫酸の酵素免疫測定系(インヒビション-ELISA法)を確立した。2)1)で確立したケラタン硫酸量測定系を用いて、発育初期の馬、すなわち出生1週後から18か月齢までの経時的な血清について、軟骨代謝のマーカーであるケラタン硫酸量の変動を検索した。また、血清の採取と同時に身体検査およびX線検査を行い、関節領域の各種骨軟骨の発症の有無を確認した。その結果、出生直後より3か月齢までの軟骨活性はそれ以降に比べて極めて高く、また何等かの発育期関節疾患を発症した馬では、同時期の軟骨活性が正常に発育をした馬に比べて有意に高いことが示された。3)2)で用いた血清について、当疾病と関連が深いと考えられている銅代謝を検索した。血清銅およびその機能的インデッックスとしてセルロプラスミン量とそのオキシダーゼ活性を測定した。同様に、各種必須微量元素も測定した。発育初期の血清銅濃度、およびセルロプラスミン量はその高い必要性にも関わらず非常に低く、特に生後1か月未満の馬においては、その欠乏との臨界状態にあることが示唆され、家畜の飼養管理における同時期の重要性が確認された。4)同疾患の関節内での変化を明らかにすべく、ウマの関節軟骨細胞および滑膜細胞の初代培養系を確立した。関節鏡下手術により得られた軟骨細胞および滑膜細胞を用いて、まず、各種炎症性サイトカイン(IL-1、IL-6およびTNF)に対する反応性を検討した。その結果、TNFの刺激によって、濃度依存性に軟骨細胞のプロテオグリカン産生量が低下することが明らかとなった。
ふくらみのある正義概念と実効的なケア概念の構築に向けて

2018年度は、徳倫理学に研究の焦点を定め、ハーストハウス、ヌスバウム、アナスを始め、徳倫理学の論稿を中心に研究を進めた。本研究が徳倫理学についてとくに論点として掲げているのは、次の3点である。(1)徳倫理学が、現在、ふたたび注目を集めている有力な要因のひとつに、共同体主義による徳倫理学の評価がある。本人が自分の生を選択して形成する自由を強調するリベラリズムにたいして、共同体主義は固有の文化的伝統の負荷のもとでのみ自己が形成されると主張する。共同体主義は徳倫理学を継承する理論として自己を説明するが、はたして徳倫理学それ自身は共同体主義と同じく特定の文化的伝統に拘束される理論であるか。(2)現代の倫理理論では、正義・権利を中心とする規範のグループと善意・善行を中心とする規範のグループとを類別することができるが、徳倫理学では家族・友人・同胞の幸福が本人の幸福の構成要素とみなされることで、善と正の関係が現代の倫理論とどのように異なるのか。(3)義務倫理学や功利主義に代表される近代の正統的な倫理理論が普遍的な原理や原則に立脚する普遍主義であるのにたいして、徳倫理学は個別の状況における適切な行為を倫理的とみなす個別主義である。このメタ倫理学上の対立が倫理学全体において果たす機能は何か。以上の3点を念頭において、徳倫理学の考察を進めた。この研究の一端を論文「ジョンソンとワルシュの善と正をめぐってー徳倫理学覚書(一)」として公刊した。本研究の主題となる倫理規範のひとつである人間の尊厳に関しては、とくにユダヤ人の社会的同化と排除、その帰着点のナチズムとホロコーストを継続して研究する主題のひとつにしているが、これについては、初めてルクセンブルクやスイスで調査をし、多民族国家・多言語国家において(他と同様の差別と排除があるものの)「国民」の統一のもとに差別と排除が緩和される経緯に着目した。研究の進展を遺憾ながら「やや遅れている」と評価せざるを得なかったのは、ひとつには、勤務先の役職の負担が大きいためと、もうひとつには、本研究がその構成に役立つものの、本研究の主題そのものではない著作(倫理学の概説書)を現在執筆中にあるからだ。その著作は一般の読者層を対象としているために、そこに本研究の成果がそのまま公表されるわけではない。ただし、本研究の成果が間接的に反映することはたしかでもある。本研究は「ふくらみある正義概念」を探求している。正義、とりわけ分配的正義の歴史的定義は、「その待遇を受ける値打ち(功績)ー換言すれば、値打ち(功績)から発生する権原ないし権原に裏づけられた権利ーのあるひとをそのように待遇する」というものであり、反面、それは当然ながら値打ち(功績、権原、権利)のない者をそれにふさわしい待遇から排除することを意味する。正義のその厳しさをなんらかの論拠にもとづいて和らげ、正義のもとに包摂されるメンバーを拡大したり、正義のもとで推進されるのではない行為を推進したりする考え方を、本研究では「ふくらみのある正義」と呼んでいる。したがって、本研究が探究する基礎的課題のなかには、倫理規範の分類と対比、それに応じた種々の倫理理論の分類と対比がある。上述の著作の第1章では倫理学に関する一般的説明のなかで倫理規範の分類と対比を、第2章では社会契約論、義務倫理学、功利主義、共感理論、徳倫理学それぞれの倫理理論の説明のなかで基礎となる倫理規範の違いにもとづいた倫理理論の対比を叙述している。以上は2018年度中に執筆した。本研究の扱う主題のうち、平等論の分析の成果は第3章に反映する予定である。「現在までの進捗状況」に記したように、研究計画の遂行が遅れており、遺憾ながら昨年の報告書に記した2018年度の研究推進方策の一部を2019年度に繰り越さざるをえなくなっている。それは、ロールズの社会契約論を批判してアリストテレスの友愛概念を援用するヌスバウムが著作『正義のフロンティア』のなかで展開した議論の集中的な研究である。ヌスバウムはその障碍者、外国人、動物への着目は弱者に着目するケアの倫理の発想と踵を接している。さらにそのなかにはケアの倫理の社会政策論を展開しているキテイへの批判が含まれており、以上からヌスバウムを本研究のいくつかの主題の結節点に置くことができる。ただし、以上の課題はたんに遅滞して2019年度にずれこんだというわけでもなく、ヌスバウムの思想を成り立たせている2本の柱のーロールズにたいする批判をヌスバウムが共有するセンのケイパビリティ・アプローチと並ぶー1本である徳倫理学について2018年度に考察を進めたことで、昨年度の「今後の研究の推進方策」に記した状況より進展している。他方、「現在までの進捗状況」のなかに言及した執筆中の著作第3章に本研究の成果の一部を反映せしめようとしている平等概念の探究を進めていく。(分配的)正義概念にもとづいた分配を行えば、「現在までの進捗状況」に記したように、本人の値打ちに応じた配分結果となり、値打ちが異なる以上、平等は配分結果とならない。しかし、本人のその値打ちさえ、本人に帰せられるべきものではないのではないか。運の平等論はそう問いかける。本研究では「ふくらみのある正義」概念を結果的に作り出すものとして、運の平等論の考察を進める予定である。

人間の尊厳に関連して継続しているナチズムとホロコーストの問題については、2019年度も、ドイツのケルン中央図書館の「ドイツ語文献によるユダヤ研究資料コレクション」での調査を続ける。ふさわしいものにふさわしく処遇する正義は、社会の構成員の一部のみを優遇する不平等を排除すると同時に、優位な処遇を受ける資格のない弱者を切り捨てる方向も孕んでいる。本研究は前者の方向性を「ふくらみのある正義」と表現し、後者の方向性に批判を寄せるケアの倫理、そしてまた正義概念が親和的な近代社会のリベラリズムを批判する徳倫理を対比しつつ考察するものである。平成29年度は、リクールのle Juste(直訳すれば「正しさ」だがアリストテレスの「衡平(正義を超えた正義)」を含意する)の観念を考察した。ロールズの社会契約論の枠組みの現代性を認めつつ、他者の幸福を自己の幸福に不可欠とする徳倫理への接近を、主著『他者のような自己自身』に示された彼の研究の出自である現象学・解釈学に裏打ちされた自己論、行為論、生の物語的解釈といった基礎理論に関連づけて彼の独自性を確認した。ケアの倫理に関しては、日本倫理学会大会主題別討議「ケアの倫理ーその展開と変遷」では若手研究者3名の発表にたいして対論者の役目を果たした。3名の発表はいずれもケアの倫理の倫理理論としての位置づけに言及するもので、正義とケアとを対置するとともに相互補完的な関係をみる本研究の意義を再確認した。また、とくに看護におけるケアと連携しつつ展開されている現象学的倫理学について、3名の中堅研究者と私の論稿を関西大学倫理学研究会の電子ジャーナル『倫理学論究』に掲載した。これは2016年の日本現象学会研究大会ワークショップ「現象学的倫理学に何ができるか?ー応用倫理学への挑戦ー」で3名の報告と特定質問者である私のコメントによる議論をさらに発展させて3名の方から私への反論、さらに私からの再反論から成る。そのほか、人間の尊厳に関する論稿「人間の尊厳と自然の尊厳が意味するもの」を『尊厳概念のダイナミズムー哲学・応用倫理学論集』に掲載した。「研究実績の概要」の冒頭に記した「ふくらみのある正義」の概念は、社会の構成員の誰もが社会的弱者に陥る可能性にあらかじめ配慮して格差原理によってセーフティ・ネットを備えた社会を設計したロールズの『正義論』を源のひとつとする。リクールのle Justeの構想は、ロールズ批判であると同時に、本研究の考察対象のひとつである徳倫理に関係しており、その点でその考察は本研究のなかで有意義な一歩だった。ただし、リクールの独自性を明確に理解することに時間を要し、考察の結果を論文のかたちで公刊できていない点が進捗状況にたいする上記の評を下した理由である。同様に、日本倫理学会での質疑応答についても(なかば同学会の主題別討議にたいする扱いに起因するが)、論文という形で発表するに至っていない。この点も、進捗状況について上記の評を下した理由である。しかし、ケアの倫理に関しては、研究代表者が主催している関西大学倫理学研究会で平成30年度に若手研究者による研究報告を予定しており、そこでの議論の応答は、「研究実績の概要」に記した現象学的倫理学について同研究会の電子ジャーナル『倫理学論究』での扱いと同様に、同誌において公表する予定である。とはいえ、全面的に研究が遅滞しているわけではなく、他方で平成29年度には、社会的弱者に留意するロールズの『正義論』を超えて、優位な処遇を受ける資格のない弱者を切り捨てる可能性を批判する方向をー徳倫理やケアの倫理とは異なってー「平等」を根拠に探求する平等論についての考察にも着手することができている。
統合失調症多発罹患大家系の全エクソン解析に基づくリスク変異の同定

統合失調症の発症に大きな効果をもつ稀なリスク変異の同定を目指して、統合失調症多発罹患家系の全エクソン解析を実施した。統合失調症多発罹患家系内でDNAサンプルの収集が可能であった15人のなかで、罹患者2人と非罹患者1人について、全エクソン解析を行った。検出された302,005個の変異をフィルタリングし、機能的と予測された新規ミスセンス変異7個を候補リスク変異として選択した。直接シークエンスにより存在が確認された4個の変異の中で,UNC13B遺伝子V1525M変異が,最も良く疾患と共分離していた。本研究により、UNC13B遺伝子V1525M変異は、統合失調症のリスク変異である可能性が示唆された。統合失調症の発症に大きな効果をもつ頻度のまれなリスク変異を同定することを目的として、統合失調症多発罹患大家系内でDNAサンプルの収集が可能であった15人(罹患者6人、非罹患者8人、罹患状態不明者1人)の中で、罹患者2人および非罹患者1人について、全エクソン解析を実施した。3人で計302,005個の変異がコールされ、以下の条件でフィルタリングした。第1に、dbSNP (135)に登録されている変異を除外した(残58,172個)。第2に、非コード領域の変異と同義変異を除外した(残1,793個)。第3に、罹患者2人が共有し非罹患者1人には認められなかった変異を残した(残62個)。第4に、挿入と欠失を除外した(残19個)。最後に、PolyPhen-2によりprobably damagingと機能予測された7個の変異を選択した。これら4個の新規ミスセンス変異の中で、UNC13B遺伝子V1525M変異は、罹患者6人中5人に認められた一方、非罹患者8人と罹患状態不明者1人には認められず、最も良く疾患と共分離していた。統合失調症の発症に大きな効果をもつ頻度のまれなリスク変異として、UNC13B遺伝子V1525M変異を同定した。統合失調症多発罹患大家系における全エクソン解析および大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析の2つのアプローチを組み合わせることにより、統合失調症の発症に大きな効果をもつ頻度のまれなリスク変異を同定することが、本研究計画の目的である。平成24年度は全エクソン解析を実施した。統合失調症多発罹患大家系の3人(罹患者2人および非罹患者1人)の匿名化されたDNAサンプルを、外部委託先(タカラバイオ株式会社)に送付し、Agilent Human All Exon 50Mbキットを用いて全エクソンを濃縮した。その後、タグ配列を付加した上で3つのサンプルを混合し、高速シークエンサー(Illumina HiSeq 2000)を使用して1レーンのペアエンド・シークエンスを行った。上記の方法で検出された変異の中から、機能的と予測されるデーターベース未登録の新規ミスセンス変異を選択した。さらに、家系内の15人のDNAサンプルを16本キャピラリー・シークエンシング・システム(ABI 3130xl)を用いてシークエンスし、選択された変異が疾患と共分離するか否かを確認した。その結果、UNC13B遺伝子V1525M変異が最も良く疾患と共分離することを見出した。平成25度は、このUNC13B遺伝子を統合失調症の有力な候補遺伝子として、大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析を実施する予定である。これらの結果から統合失調症多発罹患大家系において同定されたリスク変異が特定の家系のみでなく、一般に統合失調症の発症リスクに大きな効果を有していることを確認する。当初から、平成24年度は全エクソン解析に基づいて統合失調症の発症に強い影響を与えるリスク変異を同定し、次年度では同定されたリスク変異について大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析を行う計画であった。本年度の研究結果により候補リスク変異を決定することができたことから、概ね順調に進展していると考える。計画通り、同定されたリスク変異について、大規模症例・対照サンプルを用いた関連解析を実施する。本研究で得られる成果を基盤として、統合失調症の発症機序を解明し、新規の診断・治療法を開発し臨床応用に結びつけることが最終的な目標である。該当なし
自己相補型アデノ随伴ウイルスベクターによる胎児フェニルケトン尿症マウスの治療戦略

妊娠フェニルケトン尿症(PKU)モデルマウスに治療遺伝子を組み込んだアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを投与し子宮内の免疫寛容なPKUモデルマウス胎仔へ感染・発現させることでさらに少ないベクター量で長期にわたり遺伝子を導入・発現させることを目的とした。最も感染しやすいAAVベクターの血清型を調べるためmGFPをレポーター遺伝子としたAAVベクターの2,5,6型を作製し,胎盤上皮細胞への感染性を調べた。HPIEpC細胞を用い各種のAAVベクターを1細胞当たり10∧6vector particleで感染させたが、どの血清型も発現は認められなかった。当該研究は、妊娠フェニルケトン尿症(PKU)モデルマウスに治療遺伝子を組み込んだアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを投与し、子宮内の免疫寛容なPKUモデルマウス胎仔へ経胎盤的に感染・発現させることで、さらに少ないベクター量で長期にわたり遺伝子を導入・発現させることを目的とした。この研究は以前所属していた自治医科大学遺伝子治療研究部にて行った実験の延長である。初年度は当教室で組換え遺伝子実験が出来る環境を整えるため、当施設における組換え遺伝子実験申請および遺伝子組換え実験室の確保(P2部屋の準備および申請)、安全キャビネットの購入を行った。次年度より実際のAAVベクターの作成をおこなった。AAVヘルパープラスミド、AAVベクタープラスミド、アデノウイルスヘルパープラスミドの3種類のプラスミドを作成し、大腸菌を用いたプラスミドの大量精製法を用いて精製した。それらのプラスミドを293細胞へトランスフェクションするAAVベクターを作成する方法でAAVベクターを作成した。LacZ遺伝子を搭載したAAVベクターを作成し、in vitroで293細胞への感染実験をおこなった。AAVベクターの用量依存性に細胞内でLacZが発現が増強することをX-gal assayを用いて確認した。これにより当教室でのAAVベクター作成の実験系は完成したため、動物投与へ向けより多いAAVベクターの作成とその精製を今後は行っていく予定である。当該研究では、妊娠PKUモデルマウスに治療遺伝子を組み込んだAAVベクターを投与し、子宮内の免疫寛容なPKUモデルマウス胎仔へ経胎盤的に感染・発現させることで、さらに少ないベクター量で長期にわたり遺伝子を導入・発現させることを目的とした。当教室では遺伝子組換え実験を行うためのP2実験室がないため、そのための施設認定申請が必要であり、当該年度はその準備を行った。施設内の組換え遺伝子実験申請を行い承諾を得た後、P2実験室の申請に必要で、実験計画調書でも購入予定物品で記載した安全キャビネットを購入し実験環境整備の調整を行った。初年度は当教室で組換え遺伝子実験を行う環境を整えるため(P2部屋の準備および大学への申請)、2年目になってAAVベクターを作製することができるようになった状態であった。AAVベクターには様々な血清型があり、その血清型により感染しやすい組織が異なる。AAVはパルボウイルスに属するため胎盤への感染性が期待されるが、胎盤に最も感染しやすい血清型は明らかではない。もっとも少ないウイルス量で感染させるため、まずはin vitroで胎盤上皮細胞を用いて実験を行った。商業ベースで入手できるAAV2型、5型、6型のplasmidを用いて、Lac-Zを搭載した3種類のAAVベクターを作成し、胎盤上皮細胞への感染性を確認した。しかし225cm2フラスコを用いて作製した作製(small scale)したは3種類のAAVベクターはベクター量が少なすぎたのか、AAVベクターに感染しやすい293細胞への感染は確認できたが胎盤上皮細胞への感染はほとんど確認できなかった。そこで10段スタックプレートを用いてAAVベクターを作製(Large scale)することとした。現在、10段スタックプレート培養の環境が整いベクター作成中であり研究成果報告までには結果を出し報告する予定である。産科学当該施設での遺伝子組換え実験を行うのは始めてであり、その申請書類の提出や調整段取りをうまく行えず手間取ってしまい、実際に実験を開始できたのが次年度からとなったことが遅れの原因と考えられる。当該施設での遺伝子組換え実験を行うのは始めてであり、その申請書類の提出や調整の段取りをうまく行えずに手間取ってしまったのが原因と考えられる。作成したAAVベクターを精製し、妊娠C57