hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統計的ブロック計画の頑健性とその構成法の研究

今回の研究対象の配置は、多種にわたり、それらは釣合い型不完備ブロック計画(BIBD)、組分け型ブロック計画(GD)、分散釣合い型ブロック計画(VBD)、効率釣合い型ブロック計画(EBD)、2項釣合い型ブロック計画(BBD)、t-デザイン、一部実施要因計画(FFD)、均斉配列(BA)、直交配列(OA)、分解可能計画、単型計画とフレイムなどである。本研究の目的は、次の3つの主問題(1)上述の配置・配列の新しい構成法の導出と組合せ論的性質の解明;(2)いくつかの処理に対応した観測値がすべて欠測したとき、効率の落ち具合に関して、元の配置の頑健性の検討;(3)頑健な配置の構成法の導出;を組織として多角的に研究することである。当研究は2年計画で遂行するものであり、1年目の今年度は分担者各々が研究課題について全体の研究テーマを見据えながら研究を行った。具体的には下記の計画に沿って研究を進めている。(2)上記(1)の目的を、有限幾何、多元環、体論を用いた考察を行う。BIBD,拡張型BIBD、VBDでいくつかの処理が欠側したときの効率の変化を、元の計画の頑健性の立場から調べ、その頑健性を与えるような実験配置の構成法を考察する。(4)最近開発されたポーランド・ポズナニ農業大学のアルゴリズムの検討を行った。当研究班員は全員同じ教室に所属しているので、随時研究計画の進展状況を確認でき、各分担者は互いに協力して問題点を研究し、さらに、分担者以外の研究者と議論するために、小規模な研究会をもち研究連絡を行う。そのため、研究経費は、研究打ち合わせ旅費と研究成果発表の旅費が相当部分を占めた。また研究資料の調査等の研究補助に大学院学生の協力も得た。また前項の研究目的に記したように、我々の研究対象の配置は様々であるが、それらを順序を決めて考察するのではなく、これらの組合せ構造の相互関連性を充分に意識して随時対象計画を選ぶ方法を取っている。2年目にはまとめるような体系的考察を行う予定である。実験計画法・組合せ論の分野に位置づく今回の研究対象の配置は多種にわたる。それらは釣合い型不完備ブロック計画(BIBD)、組分け型ブロック計画(GD)、分散釣合い型ブロック計画(VBD)、効率釣合い型ブロック計画(EBD)、一部実施要因計画(FFD)、均斉配列(BA)、直交配列(OA)、2項釣合い型ブロック計画(BBD)、分解可能計画、巣型計画とフレイムなどである。研究の目的は、次の3つの主問題1.上述の配置・配列の新しい構成法の導出と組合せ論的性質の解明;2.いくつかの処理に対応した観測値がすべて欠測したとき、効率の落ち具合に関して、元の配置の頑健性の検討;3.頑健な配置の構成法の導出を組織として多角的に研究することである。当研究は平成9・10年度の2年間で遂行した。1年目の昨年度は、分担者各々が研究課題について全体の研究テーマを見据えながら研究を行い、2年目の今年度は、総括の意味でも昨年度の研究結果を踏まえ、下記の計画に沿って研究を進めた。なお、景山は代表者として、すべての研究課題に対応した。1.分解可能または巣型なBIBD、GDのそれぞれの新しい構成法の導出に、BIBDやフレイムなどを再帰的に用いる。2.上記1の目的を、多元環、体論を用いて考察する。3. BIBD、拡張型BIBD、VBDでいくつかの処理が欠測したときの効率の変化を、元の計画の頑健性の立場から調べ、その頑健性を与えるような実験配置の構成法を考察する。4.頑健な配置の探究を計算機を用いて可能とするアルゴリズムを開発する。この研究班員は全員同じ教室に所属しているので、随時研究計画の進展状況を確認できた。
電気的解析手法と構造的解析手法の融合によるシリコン酸化膜の破壊機構に関する研究

電気的解析手法と構造的解析手法の融合によるシリコン酸化膜の破壊機構に関する研究として、下記の事を行った。(1)測定装置、データ解析装置の設備シリコン酸化膜評価システムの制御プログラムを整備し、研究環境を整備した。(2)電気的絶縁性劣化現象の注入電荷依存性の明確化シリコン酸化膜への電荷の注入法を変化させる事によって、その破壊現象における電気的特性の変化を測定した。具体的には、シリコン酸化膜への高エネルギー電荷の注入極性を変える、又は、注入間隔を変える等高エネルギー電荷のシリコン酸化膜中への注入方法を違え、シリコン酸化膜の異なる領域に選択的にストレスを印加することで、シリコン酸化膜の電気的絶縁性の劣化現象を測定した。(3)シリコン酸化膜の膜構造に関する研究本研究では,シリコン酸化膜の形成条件に対するシリコン酸化膜の均一性を解析した。シリコン酸化膜の膜構造等を解析する際には,XPS(X-Ray Photoelectron Spectroscopy),AFM等を用いた。その結果,シリコン酸化膜を形成する際の初期界面に,窒素原子が導入されている事を抑制することで,シリコン酸化膜の均一性が向上することが明らかになった。(4)電気的絶縁性劣化現象の注入電荷依存性の明確化シリコン酸化膜評価システムを用いて、酸化膜厚6.8nmのシリコン酸化膜に対し,電荷の注入法を変化させる事によって、その破壊現象における電気的特性の変化を解析した。その結果,上記サンプルにおいては,FNトンネリング電子注入によって,シリコンとシリコン酸化膜の界面より4.47nmの位置に,2.3eVのトラップサイトエネルギーを持つ中性トラップが選択的に形成されることによって,絶縁性の劣化現象が発生していることが明らかになった。また、シリコン酸化膜厚依存性に関しても解析した。電気的解析手法と構造的解析手法の融合によるシリコン酸化膜の破壊機構に関する研究として、本年度は、下記の事を行った。(1)測定装置、及び、データ解析装置の整備申請者らの研究グループが現有しているパルス発生器、温度制御コントローラと、本研究経費で購入予定の電圧電流計、LCRメータ、マルチプレクサー、プローバーを、一元的に制御できるシリコン酸化膜評価システムを構築した。更に、本研究経費で購入した解析制御用計算機を用いて前記シリコン酸化膜評価システムの制御プログラムを整備し、シリコン酸化膜の絶縁性劣化現象のデータ解析を可能にした。(2)測定試料の試作東北大学・電気通信研究所の附属施設である超高密度・高速知能システム実験施設にて、シリコン酸化膜厚、形成条件等のプロセス条件を変化させたシリコン酸化膜のMOSキャパシタを試作した。(3)電気的絶縁性劣化現象の注入電荷依存性の明確化本年度構築したシリコン酸化膜評価システムを用いて、シリコン酸化膜への電荷の注入法を変化させる事によって、その破壊現象における電気的特性の変化を測定した。具体的には、シリコン酸化膜への高エネルギー電荷の注入極性を変える、又は、注入間隔を変える等高エネルギー電荷のシリコン酸化膜中ヘの注入方法を違え、シリコン酸化膜の異なる領域に選択的にストレスを印加することで、シリコン酸化膜の電気的絶縁性の劣化現象を測定した。今後の研究期間にて、シリコン酸化膜の破壊機構に関する電気的特性と構造的解析結果を融合的に解析することによって、シリコン酸化膜のあるべき原子構造を提案することを本研究の目的とする。電気的解析手法と構造的解析手法の融合によるシリコン酸化膜の破壊機構に関する研究として、昨年度の研究成果をふまえて,本年度は下記の事を行った。(1)シリコン酸化膜の膜構造に関する研究ULSIの微細化とともにゲ-ト酸化膜の薄膜化が求められている。高品質、高信頼の極薄シリコン酸化膜を得るには、酸化炉ヘウエハーを搬入する間に形成される酸化膜を解析するとともに、その制御を実現する必要がある。本研究では,シリコン酸化膜の形成条件に対するシリコン酸化膜の均一性を解析した。

シリコン酸化膜の膜構造等を解析する際には,XPS(X-Ray Photoelectron Spectroscopy),AFM等を用いた。その結果,シリコン酸化膜を形成する際の初期界面に,窒素原子が導入されている事を抑制することで,シリコン酸化膜の均一性が向上することが明らかになった。(2)電気的絶縁性劣化現象の注入電荷依存性の明確化シリコン酸化膜評価システムを用いて、酸化膜厚6.8nmのシリコン酸化膜に対し,電荷の注入法を変化させる事によって、その破壊現象における電気的特性の変化を解析した。その結果,上記サンプルにおいては,FNトンネリング電子注入によって,シリコンとシリコン酸化膜の界面より4.47nmの位置に,2.3eVのトラップサイトエネルギーを持つ中性トラップが選択的に形成されることによって,絶縁性の劣化現象が発生していることが明らかになった。また、シリコン酸化膜厚依存性に関しても解析した。
分散マルチメディアシステムに適した帯域制御ミドルウェアの実現

電子ビデオ会議など多数のユーザがネットワークを介して大容量の動画像データを送受信する分散マルチメディアシステムでは,各ユーザからマルチキャスト配信される動画像データストリームがネットワークの各所で交錯し,ネットワーク帯域の競合をひき起こす場合が多い,研究代表者の所属する研究グループでは,従来より,あるユーザがある階層化動画像マルチキャストストリームに対し高い要求再生品質を持つにもかかわらず十分な空き帯域がない場合も,要求再生品質が低いユーザの帯域を減少させてその要求を満足することでユーザ満足度を全体として増加させるような動的な帯域配分を行う基本アルゴリズムを提案してきている.研究代表者は,その帯域配分アルゴリズムを実装した分散マルチメディアシステム向けのミドルウェアの実現を目指して研究を行ってきた.昨年度までにミドルウェアの試作と簡単な実装実験を行っているため,今年度はユーザインタフェース及びアプリケーションインタフェースの設計と実装,及び実アプリケーションを想定したミドルウェアの性能評価を中心に行った.アプリケーションインタフェースではアプリケーションから容易に階層化動画像の受信層数を調整可能な関数を実装し,ユーザインタフェースでは品質要求を直感的に指定可能なGUIを用意し,それらをアプリケーションに組み込み可能なライブラリとして実現した.それをこれまでに作成した帯域制御ミドルウェアに統合し,十数台のPCルータからなるIPマルチキャスト環境上で,各ユーザがビデオ会議システムを想定した品質要求を指定したもとでの動画配信の実験を行った.その結果,品質要求に基づく制御を行わない場合と比較し十分高いユーザ満足度が得られた.また意図的なクロストラヒックにより発生させたネットワーク輻輳も数秒以下で回避でき,実用的に十分な反応性を有することを示した.以上の結果より,本研究で設計・実装したミドルウェアの性能が会議システムなどの実アプリケーションで十分有用であることが示された.電子ビデオ会議など多数のユーザがネットワークを介して大容量の動画像データを送受信する分散マルチメディアシステムでは,各ユーザからマルチキャスト配信される動画像データストリームがネットワークの各所で交錯し,ネットワーク帯域の競合をひき起こす場合が多い.これに対し,各ユーザが各動画像データストリームに対し要求する再生品質(要求再生品質)やその動的な変化を考慮したデータストリームへの適切な帯域配分を行い,常にユーザ満足度を全体としてなるべく高くすることが望ましい.研究代表者の所属する研究グループでは従来より,あるユーザがある階層化動画像マルチキャストストリームに対し高い要求再生品質を持つにもかかわらず十分な空き帯域がない場合も,要求再生品質が低いユーザの帯域を減少させてその要求を満足することでユーザ満足度を全体として増加させるような動的な帯域配分を行う基本アルゴリズムを提案してきている.本研究では,その帯域配分アルゴリズムを元に,そのアルゴリズムを短時間で実行可能なモジュールを設計,実装した.また,帯域配分計算に必要なデータ(要求再生品質や各ストリームの受信状況)をホスト間で交換するためのプロトコルを設計した.それらを帯域制御ミドルウェアとして統合して実装し,数台のルータによるIPマルチキャスト環境を構築してMPEG動画像を用いた帯域配分実験を行った結果,帯域不足に対し,電子ビデオ会議システムなどにおけるユーザの許容応答時間を考慮した場合に十分実用的と思われる時間(数秒程度)でユーザ満足度を全体として大きくするような帯域配分状態に動的に移行できたことを確認した.電子ビデオ会議など多数のユーザがネットワークを介して大容量の動画像データを送受信する分散マルチメディアシステムでは,各ユーザからマルチキャスト配信される動画像データストリームがネットワークの各所で交錯し,ネットワーク帯域の競合をひき起こす場合が多い,研究代表者の所属する研究グループでは,従来より,あるユーザがある階層化動画像マルチキャストストリームに対し高い要求再生品質を持つにもかかわらず十分な空き帯域がない場合も,要求再生品質が低いユーザの帯域を減少させてその要求を満足することでユーザ満足度を全体として増加させるような動的な帯域配分を行う基本アルゴリズムを提案してきている.研究代表者は,その帯域配分アルゴリズムを実装した分散マルチメディアシステム向けのミドルウェアの実現を目指して研究を行ってきた.昨年度までにミドルウェアの試作と簡単な実装実験を行っているため,今年度はユーザインタフェース及びアプリケーションインタフェースの設計と実装,及び実アプリケーションを想定したミドルウェアの性能評価を中心に行った.アプリケーションインタフェースではアプリケーションから容易に階層化動画像の受信層数を調整可能な関数を実装し,ユーザインタフェースでは品質要求を直感的に指定可能なGUIを用意し,それらをアプリケーションに組み込み可能なライブラリとして実現した.それをこれまでに作成した帯域制御ミドルウェアに統合し,十数台のPCルータからなるIPマルチキャスト環境上で,各ユーザがビデオ会議システムを想定した品質要求を指定したもとでの動画配信の実験を行った.その結果,品質要求に基づく制御を行わない場合と比較し十分高いユーザ満足度が得られた.また意図的なクロストラヒックにより発生させたネットワーク輻輳も数秒以下で回避でき,実用的に十分な反応性を有することを示した.以上の結果より,本研究で設計・実装したミドルウェアの性能が会議システムなどの実アプリケーションで十分有用であることが示された.
TRPV4を標的とした血管・リンパ管新生に基づく虚血肢改善治療のための基盤研究

血管再生治療が重症下肢虚血における重要な治療法として期待されているが、信頼できるまでには至っていない。その課題として、血管透過性亢進による浮腫が誘発され、組織壊死に至ることが挙げられる。一方、リンパ管は浮腫の改善に重要な役割を果たすため、リンパ管新生を促すことで血管新生時の浮腫の解消が期待できる。TRPV4は活性化により血管新生を生むことが知られているが、近年リンパ管内皮にも存在することが分かり、リンパ管新生にも関与すること想定される。本研究ではTRPV4が血管・リンパ管新生に関与し、その制御により虚血肢が改善することをマウス虚血肢モデルを用いて明らかにし、その治療効果のメカニズムを解明する。
細胞活性化能を付与したチタンファイバーによる唾液腺再生

チタンファイバーを不織布状にした多孔質体であるチタンファイバースキャホールドにハイドロキシアパタイト薄膜をコーティングすることで細胞親和性を付与し、同材料内でラット唾液腺細胞を培養した。アパタイト薄膜コーティングを実施することにより、唾液腺細胞の付着性増殖性は向上したが、腺組織の形成には至らなかった。スキャホールド内での唾液腺組織の構築には様々な因子が関わると考えられ、さらなる検討が必要であると考えられた。唾液腺の機能再生を実現するため、非吸収性材料であるチタン材料を用いた唾液腺再生を試みた。チタンを組織再生の足場とするため、直径50μmのファイバーに切り出し、これを不織布状に加工した。空隙率は87%とし、100μmから400μmの連結孔を有する形状とした。不織布状スキャホールドは直径20mm、厚さ2mmに成形し、12ウェルプレートを用いた細胞培養実験に使用した。チタンはそれのみでも高い生体親和性を有する材料ではあるが、この表面への細胞誘導能をさらに向上させるために、スキャホールド内部の3次元構造に全く影響を与えずにチタン表面をハイドロキシアパタイトにてコーティングした。唾液腺組織はラットより採取し、顎下腺組織を周囲組織より剥離し、導管部を結紮後に採取した。採取した顎下腺組織よりコラゲナーゼ処理にて唾液腺細胞を採取後、上記のチタンファイバー不織布製スキャホールド上に播種した。4時間後、24時間後に生細胞数を計測したところ、ハイドロキシアパタイトコーティングを実施したチタンファイバー不織布製スキャホールド上に播種した群が、未処理群と比較して有意に高い生細胞数を示した。生細胞数は細胞播種後3日目、5日目、7日目まで増加したが、いずれの時期においてもハイドロキシアパタイトコーティングにおいて有意に多い生細胞数を認めた。形態観察を共焦点顕微鏡にて試みたが、3次元構造を有するため、明らかな腺構造を確認することはできなかった。また唾液腺由来細胞は上皮細胞および線維芽細胞があり、線維芽細胞の増殖が上皮細胞よりも早いため、顕微鏡での観察をより困難にしていたと思われた。本研究ではチタンファイバー不織布上への唾液腺細胞の接着は確認できたため、今後は腺組織への分化、形態形成の観察が必要である。口腔癌の放射線治療後の唾液腺組織障害にて必発する口腔乾燥症に対する新しい治療を確立するため、放射線照射後のヒト唾液腺臨床検体と3次元細胞培養基材を用いた唾液腺再生の検討を行う.放射線照射を受けた唾液腺は強い組織障害を受けており、唾液腺幹細胞が出現している可能性があるが、独自の培養方法によって確立した放射線照射後の単一唾液腺細胞から唾液腺各構成細胞への分化までが観察できる低密度コロニーアッセイ法を、細胞活性化能を付与した50ミクロンのチタンファイバーからなる3次元多孔質体内で行うことによって複雑な唾液腺組織構造の再現を試みた。ヒト組織は個体差が大きく、また放射線照射後であるため細胞障害が非常に強く、以前確立した方法を用いては、安定した細胞培養の結果を得る事ができなかった。そのためコラゲナーゼ、トリプシンなどの条件検討を再度繰り返し検討した。チタンファイバーに関しては、3次元培養基材として評価するために、24ウェルディッシュのウェルに合わせたチタンファイバー綿製ディスクを作製した。作製したチタンファイバー綿製ディスクは空隙率87%で、厚さ1.5ミリ、直径21ミリであったが、細胞誘導能を付与するためのハイドロキシアパタイト薄膜コーティングをしてもウェル内への出し入れが困難となる事はなかった。このハイドロキシアパタイト薄膜コーティングチタンファイバー綿製ディスクをウェル内に設置し、唾液腺細胞ではない別の細胞を培養したところ、良好な結果を得る事が出来たため、本材料は有効な3次元細胞組織培養基材になり得ると考えられた。以前確立した培養方法では安定した結果が得られず、培養法法を再検討する必要があったため。引き続き細胞培養の条件検討を進めていくが、それと平行し、ハイドロキシアパタイト薄膜コーティングチタンファイバー綿製ディスクの3次元培養基材としての有効性も骨芽細胞など他の細胞で検討していく。ハイドロキシアパタイト薄膜コーティングチタンファイバー綿製ディスクの作製と細胞培養
ジャクソニアン・デモクラシー期の米国社会の世俗化・市場化と物語形式の変容

黒人研究学会全国大会のフレデリック・ダグラス生誕200周年記念シンポジウム(2018年6月23日、東洋大学)にパネリストとして招かれ、「理性主義と自己信頼ー十九世紀アメリカの理神論的文化におけるフレデリック・ダグラス」と題する発表を行った。自伝への度重なる加筆修正、そして彼の思想を貫く理性主義にもかかわらず、なぜダグラスはSandy Jenkinsから怪しげなお守りをもらうというエピソードに重要性を見出し続けたのかという問題を、啓蒙主義時代から十九世紀半ばまで継続していた理神論的文化の文脈の中に位置付けて考察した。これにより、特にダグラスの第二自伝My Bondage and My Freedomにおける「自然神学」的なプロジェクトの中心性が明らかになったとともに、ダグラスと同時代の代表的知識人Ralph Waldo Emersonの思想的相関性を今後解明していくための方向性も見出すことができた。本研究に関連する全般的な問題に関して、「蘇生のおぞましきドラマー「ベレニス」、「モレラ」、「ライジーア」におけるポーの化学的創作手法」と題する論文を執筆、発表した(『英文學研究支部統合号』11巻、63-70頁)。ジャクソン期のアメリカの代表的作家エドガー・アラン・ポーがその創作手法を確立していく時期の代表的な短編作品群になぜ死者の蘇生という主題が頻出するのかという問題について、十九世紀に隆盛した死の文化と作者による化学的な創作手法の模索という点から考察し、ジャクソニアン・デモクラシー期のアメリカ社会の世俗化が同時代の文学形式の変容にどのように影響を与えたのかについてより広範な視座を得ることができた。本研究が検証しようとしている「エマソンからダグラスに至る理神論的思考の系譜」については、本年度の研究活動を通してある程度方向性を見出すことができた。特に、十八世紀から十九世紀前半までの聖書における「奇跡」をめぐる議論の文脈の中にダグラスの記述を位置付けるという点に関しては、扱うべき素材がある程度集まりつつあり、その精査も進行中である。また、「偶然性やリスクについての確率論的思考の展開」については、本年度は特にエドガー・アラン・ポーの初期作品を検証して、ポーの創作手法の発展の中に偶発性を重視する思考方法を認めた。本研究のもう一つの焦点である「アフリカ系アメリカ人のテキスト群における世俗的思考の浸透と拡散」の検証に関しては、特にダグラスについて分析を深めることができ、またダグラスとHenry Bibbの奴隷体験記(1849年)の対話的関係について理解を深めることができたが、その一方で、それ以外の奴隷体験記については当初の予定ほどには検証を進めることができなかった。また、本年度は米国での資料収集を行う予定であったが、校務等が忙しく、実施できなかった。基本的な研究方針に大きな変更はない。2年目である令和元年度は、1年目から進めてきたダグラスのMy Bondage and My Freedomにおける自然神学的プロジェクトの中心性についての考察を英語論文としてまとめる予定である。夏季に渡米し、資料収集と兼ねて、この論文の内容について、アフリカ系アメリカ人文学研究者であるジョージア大学のJohn W. Lowe教授と意見交換を行う。並行して、「アフリカ系アメリカ人のテキスト群における世俗的思考の浸透と拡散」という点について、様々な奴隷体験記の検証・分析を進めていきたい。

本研究のもう一つの焦点である「アフリカ系アメリカ人のテキスト群における世俗的思考の浸透と拡散」の検証に関しては、特にダグラスについて分析を深めることができ、またダグラスとHenry Bibbの奴隷体験記(1849年)の対話的関係について理解を深めることができたが、その一方で、それ以外の奴隷体験記については当初の予定ほどには検証を進めることができなかった。また、本年度は米国での資料収集を行う予定であったが、校務等が忙しく、実施できなかった。基本的な研究方針に大きな変更はない。2年目である令和元年度は、1年目から進めてきたダグラスのMy Bondage and My Freedomにおける自然神学的プロジェクトの中心性についての考察を英語論文としてまとめる予定である。夏季に渡米し、資料収集と兼ねて、この論文の内容について、アフリカ系アメリカ人文学研究者であるジョージア大学のJohn W. Lowe教授と意見交換を行う。並行して、「アフリカ系アメリカ人のテキスト群における世俗的思考の浸透と拡散」という点について、様々な奴隷体験記の検証・分析を進めていきたい。当初計画では、当該年度に米国での資料収集を予定していたが、校務等で実施できる期間がなかった。次年度は夏季に渡米し、意見交換と資料収集・調査を実施する予定である。
細胞内ナノ空間の分子ダイナミクス計測技術の開発

生体分子の動態を細胞内で計測することは、生命システムを理解する上で欠かせないアプローチとなっている。分子の拡散係数、濃度、化学反応速度などの量を計測する方法として、蛍光相関分光法が広く用いられている。本研究では、光の回折限界を超える分解能で蛍光相関分光計測を実現するために、新規超解像顕微鏡法の開発に取り組んだ。光スイッチング蛍光分子を用いて、蛍光状態と非蛍光状態間での遷移過程を利用した手法を提案し、100nm程度の空間分解能を実現した。従来の計測領域に比べ、10分の1以下の体積に相当する。本手法は、超解像イメージング法としても新しい方法であり、広い応用を期待することができる。当該年度は、前年度に見出した、新規超解像顕微鏡法の確立とその生物観察応用研究に取り組んだ。本手法では、光スイッチ蛍光タンパクの可逆的蛍光遷移効果において、蛍光活性・不活性状態間の遷移の過渡応答の非線形応答特性を利用して、光学分解能の向上を図る。これにより、従来のSTED法やRESOLFT法で必要であったドーナツ型ビームを必要としない、超解像顕微鏡法を実現できると考えた。また、従来の方法では飽和を必要としているため、高強度のレーザー照射が必要であり光ダメージや三重項準位への遷移の問題が不可避であったが、新手法では、この問題を回避できる。前年度までに構築した理論を実験的に実証すべく、時間的に強度変調した活性化光を試料分子に入射して、活性化の過渡応答の時間領域でのフォトンを検出して、蛍光分子をイメージングした。試料として、精製した光スイッチ蛍光タンパクをラテックスビーズ(直径100nm)表面にコートしたものを用いた。この結果、従来のレーザー走査顕微鏡と比べて、空間分解能が2倍以上向上することを示した。これは、本手法により二次の非線形性が得られるという理論的な予測と矛盾しない結果である。開発したイメージング法を生細胞イメージングに応用した。微小管に光スイッチ蛍光タンパクを発現させた細胞を観察し、従来技術よりも高分解能な蛍光イメージングを実現した。さらに、活性化光と不活性化光の両方を交互に照射すれば、三次の非線形性が得られ、空間分解能をより向上できることを理論シミュレーションにより示した。当該年度は、可逆的飽和性光学蛍光遷移(RESOLFT)効果を利用した超解像顕微鏡装置の構築に取り組んだ。ピコ秒半導体レーザー(488nm)、フェムト秒チタンサファイアレーザー励起のオプティカルパラメトリック発振器(OPO)を、蛍光励起光源および不活性化光源として用いた。これらを、自作のオートコリレーターにより時間空間的に同期して、倒立顕微鏡に導入した。不活性化光は空間光変調器により焦点形状をドーナツ型にして、励起光焦点周囲の蛍光を不活性化することで、分解能の向上を図った。また、高感度の相関分光計測のために、高速シングルフォトンカウンティング検出器を導入し、検出光学系および相関演算システムを構築した。今後、本システムにより、実際にGFPやDronpaなどの蛍光タンパク分子を用いて空間分解能の評価、および相関分光検出の性能の確認を進める。さらに、本顕微鏡システム構築の過程で、新たに従来までに無い新規超解像イメージングコンセプトを提案し、理論的立証に取り組んだ。RESOLFT効果を基礎とする超解像法では通常、上述のように、ドーナツ形状の不活性光ビームにより焦点周囲の蛍光分子を不活性化して空間分解能を向上する。不活性化効果の飽和により非線形性が生じ、空間周波数帯域が広がると理解される。今回、RESOLFT効果における活性化・不活性化の過渡応答においても非線形性が生じることを見出した。これを利用して、レーザー光の時間的変調により、空間周波数帯域を広げることができることを理論的に立証した。従来の方法では飽和を必要としているため、高強度のレーザー照射が必要であり光ダメージや三重項準位への遷移の問題が不可避であったが、新手法では、この問題を回避できる。次年度は、従来法、新手法の両方を比較しながら、細胞内微小領域の計測に適した方法を見極めたい。生物学本研究では、蛍光分子のRESOLFT効果を利用して、回折限界を超えたナノ分解能で生体細胞内の微小領域の分子動態計測を実現することを目的としている。装置系の構築及び計測条件の最適化が目的達成のための重要な課題である。当初の予定では、当該年度中に装置構築を完了し空間相関分光計測システムの構築まで到達する予定であったが、現時点までの進捗は、装置の構築までにとどまっている。これは、当初の予想以上に、光学系調整や機器自作に時間を要したためである。次年度は、この遅れを取り戻し、研究目的達成を目指して実験に取り組む予定である。

最終年度である25年度は、当初の予定通り、これまでに構築した装置によりナノ領域の相関分光計測に取り組む。生体細胞内での計測を実現するためには、光ダメージを軽減するために照射レーザー光強度や走査速度などの最適化が不可欠であるため、前半はこの課題に集中して取り組む。その後、生物ターゲットとして、脳神経細胞およびES細胞を用いることを予定している。脳神経細胞の計測では、シナプス構造内の神経伝達物質の動態をナノ分解能でとらえることを目指す。また、ES細胞の計測では、発生・分化の過程における核内クロマチン構造の動的振る舞いの変化を計測することに挑戦する予定である。また、これまでに、RESOLFT効果を基礎とした新たな計測スキームを提案している。本手法は、当初予定していたスキームに比べて本研究の目的達成に適していると考えられる。当初予定の従来手法と新手法を比較しながら実験を進め、生体細胞内の微小領域計測を実現したい。24年度の研究にやや遅れが生じたため、使用を予定していた予算の一部を25年度に使用する。25年度に計上していた額と合わせて、25年度の研究に必要な光学部品および試料調整用の化学薬品など、消耗品の購入に使用する予定である。また、外部発表のための旅費としても使用する。
歴史系博物館における建築史関係の展示及び活動に関する調査研究

日本の博物館施設は5,000館を越え、年間利用者は3億人に上ると推定されている。その過半数は歴史系博物館が占めており、歴史や文化に関する生涯学習施設として大きな役割を果たしている。本研究は、都道府県・政令指定都市・中核都市に建設された歴史系博物館を対象に、その展示活動(常設展示、企画展示)、学習普及活動、資料収集保存活動を取り上げ、建築史に関わる展示や活動に関する現状と問題点を明らかにし、建築史の立場から種々の考察を行なった。調査の方法は、実際に博物館を訪れて展示場の実測調査、写真撮影及び学芸員へのヒアリングを実施し、全国でおよそ100館の資料を収集した。歴史系博物館は、1960年代、70年代は総合博物館が多く、80年代以降は歴史系博物館やテーマ博物館が主流になっている。常設展示は、70年代までは歴史・美術・考古・民俗別の分野展示が主流であったが、70年代後半以降、歴史のシナリオに沿って展示を構成する通史展示が、さらに90年代になって特定の時代や歴史事象に焦点をあてたテーマ展示へと推移している。近年では建築関係の展示が大きな要素を占めているが、建築展示の設計、制作、縮尺など問題点も多く、全国的な基準の検討が必要である。生涯学習では、歴史系博物館の多くが建築関係の展示物を活用した活動を行っており、館内の復元建物を活用した「ものづくり」などの体験講座を通じて、展示内容を学習してもらう試みも多い。最後に建築関係の資料収集保存や特別展について全国的に調査を行い、資料の分類方法、展示の傾向、今後の課題についてまとめた。一般に歴史系博物館の事業は、展示活動(常設展示と企画展示)、学習普及活動、資料収集保存活動に分けられる。これまでの歴史系博物館の展示活動は歴史・考古・民俗・美術に限定されていたが、近年は建築史の分野にも拡大しつつある。本研究は、歴史系博物館の大半を占める公立施設の中から、設置者が都道府県・政令指定都市・中核都市である約100館を対象にして、博物館の展示活動(常設展示、企画展示)、学習普及活動、資料収集保存活動を取り上げ、建築史に関わる展示や活動に関する現状と問題点を明らかにし、建築史の立場から情報発信を行いたいと考えている。とりわけ本研究は、これまで注目されることが少なかった常設展示計画に着目している。歴史の常設展示は、本来は言葉や文章で伝える歴史事象を資料で物語る点に特徴があるが、単に資料を並べるだけでなく、歴史の通史やテーマを空間に翻訳し、展示空間全体を計画する展示設計(ディスプレー)が不可欠である。本研究では展示設計を種々の角度から解明したいと考えている。平成15年度は初年度なので、まず研究方法の検討をおこなった。ついで博物館の3大機能である、(1)展示活動、(2)学習普及活動、(3)資料収集保存活動について、実際に博物館を訪れて展示場の実測調査、写真撮影を行い、また学芸員にヒアリングを実施した。今年度の調査対象は西日本に限定し、約50館の調査を終了した。また、学習普及活動と住教育・建築史教育に関する資料の収集、歴史系博物館における建築史資料についてのヒアリングを実施した。

本研究は、歴史系博物館の大半を占める公立施設の中から、設置者が都道府県・政令指定都市・中核都市に建設された博物館を対象にして、その展示活動(常設展示、企画展示)、学習普及活動、資料収集保存活動を取り上げ、建築史に関わる展示や活動に関する現状と問題点を明らかにし、建築史の立場から種々の考察を行なった。本研究の特徴は、これまで注目されることが少なかった常設展示計画に着目していることである。歴史の常設展示は、本来は言葉や文章で伝える歴史事象を資料で物語る点に特徴があるが、単に資料を並べるだけでなく、歴史の通史やテーマを空間に翻訳し、展示空間全体を計画する展示設計(ディスプレー)が不可欠である。本研究では展示設計を種々の角度から分析を行なった。平成16年度は最終年度にあたるので、昨年度に引き続き、東日本の博物館を対象に、(1)展示活動、(2)学習普及活動、(3)資料収集保存活動について、実際に博物館を訪れて展示場の実測調査、写真撮影を行い、また学芸員にヒアリングを実施し、全国でおよそ100館の資料を収集し、総括した。さらに、学習普及活動と住教育・建築史教育に関する資料の収集、歴史系博物館における建築史資料についてのヒアリングを実施し、その結果をまとめた。
骨粗鬆症性疼痛に対する鎮痛薬の骨リモデリングへの影響とその分子メカニズムの解明

骨粗鬆症に伴う腰痛には、骨折による疼痛や骨折後の変形による疼痛に加えて、骨粗鬆症自体による疼痛が存在する。骨組織は、吸収と形成が繰り返し行わるリモデリングを通して骨組織は一生涯留まることなく作り替えられている。生体内で唯一骨組織を吸収できる破骨細胞が、骨芽細胞によって、分化・活性化が制御されている。骨粗鬆症自体による疼痛には、破骨細胞の活性化による微小な酸性環境が疼痛に関与している。今回我々は鎮痛薬と骨代謝の関係を検討することによって、骨代謝の面から見た腰痛に対する鎮痛薬の使用の有効性・安全性を明確にすると共に、その分子機序を明らかにすることから鎮痛薬の使用の方向性を示すことが目的である。
鉄酸化細菌の生理・生化学

鉄酸化細菌Thiobacillus ferrooxidansによる2価鉄の酸化機構を分子レベルで解明するため本研究を行った。内容6001の培養装置を用いた培養を数回繰返して得た本細菌の菌体約200gから、2価鉄の酸化に関与する酵素などを抽出精製し、それらの諸性質を明らかにし、さらに2価鉄の酸化に伴う電子伝達経路を推定した。1.チトクロムc-552:菌体を超音波処理とフレンチプレス処理により破壊し、遠心分離して得た上澄みから、CM-セルロースカラム等によるクロマドグラフィーで電気泳動的に均一な状態にまで精製した。チトクロムc-552は、酸化型で441nmに、還元型で417,523,552nmに吸収極大を示す。その分子量は、14000で、還元型は本細菌のa型チトクロムを多く含む膜画分により酸化される。2.鉄酸化酵素:上記の遠心分離上澄みから、CM-セルロースカラムによるクロマトグラフィーとセファクリルS-200によるゲルろ過により電気泳動的に均一な状態にまで精製した。この酵素は、282nmと382nmに吸収極大を示し、分子量は63000である。1分子中に18-20個の非ヘム鉄と6個の酸不安定イオウを含み、pH4で2価鉄の存在下にラスチシアニン(銅タンパク質)を速やかに還元する。これらの結果から、本細菌の2価鉄の酸化に伴う電子伝達は次のように起こると考えられる。【Fe^(2+)】→鉄酸化酵素→ラスチシアニン→X→チトクロムc-552→a型チトクロム→【O_2】この電子伝達系の精製標品を用いた再構成にはまだ成功していないが、今後の研究によりそれを達成する予定である。
橋かけゴムの不均質構造に関する研究

1.加硫ゴムのミクロ不均一構造促進イオウ加硫ゴム網目のクミロ不均一構造を高分解能走査型電子顕微鏡で観察した.その結果,通常の条件で得られる加硫ゴムにはゴムの種類によらず約200A2F2のサイズの構造が存在することを明らかにした.この構造は加硫前のゴムの一次分子両のみによって決定され,一次分子量が50万以下では存在するが, 50万以上では消失することを見出した.2.加硫ゴムの構造と力学的性質加硫ゴムの力学的性質がミクロ不均一構造と密接に関係していることを見出した.即ち,構造の存在する領域(一次分子量が50万以下)では,弾性率および引張り強度が一次分子量とともに増加するが,構造が存在しない一次分子量が50万以上の領域では,弾性率および強度がほぼ一定となることが明らかとなった.3.加硫ゴムの膨潤特性と構造加硫ゴムの網目の結合イオウの量は一次分子量に依存しないこと,従って化学的な橋かけ密度は一次分子量に依存しないことを見出した.一次分子量が低い場合には,膨潤状態の弾性率が著しく低下することから,この場合には応力に寄与しない橋かけ点が多数存在すると推定した.4.加硫の動力学と不均一構造の生成1.加硫ゴムのミクロ不均一構造促進イオウ加硫ゴム網目のクミロ不均一構造を高分解能走査型電子顕微鏡で観察した.その結果,通常の条件で得られる加硫ゴムにはゴムの種類によらず約200A2F2のサイズの構造が存在することを明らかにした.この構造は加硫前のゴムの一次分子両のみによって決定され,一次分子量が50万以下では存在するが, 50万以上では消失することを見出した.2.加硫ゴムの構造と力学的性質加硫ゴムの力学的性質がミクロ不均一構造と密接に関係していることを見出した.即ち,構造の存在する領域(一次分子量が50万以下)では,弾性率および引張り強度が一次分子量とともに増加するが,構造が存在しない一次分子量が50万以上の領域では,弾性率および強度がほぼ一定となることが明らかとなった.3.加硫ゴムの膨潤特性と構造加硫ゴムの網目の結合イオウの量は一次分子量に依存しないこと,従って化学的な橋かけ密度は一次分子量に依存しないことを見出した.一次分子量が低い場合には,膨潤状態の弾性率が著しく低下することから,この場合には応力に寄与しない橋かけ点が多数存在すると推定した.4.加硫の動力学と不均一構造の生成1.高分解能走査電子顕微鏡により、促進イオウ加硫ゴムの構造性について特に天然ゴムを中心に検討を行った。その結果通常の条件で得られる加硫天然ゴムには約200【A!°】のサイズのミクロ不均一構造が存在することが明らかとなった。さらに、この構造の生成が天然ゴムの加硫前の分子量(一次分子量)に強く依存し、一次分子量が50万以下ではミクロ不均一構造が生成するのに対し、50万以上では構造が次第に不明隙となりついには全く消えてしまうという興味深い事実を見出した。2.天然ゴム以外のシス-1,4-ポリイソプレン,SBRなどの合成ゴムに対し検討を行った結果、天然ゴムと全く同様な結論が得られた。即ち、観察された構造性は加硫天然ゴムに特徴的なものではなく、加硫ゴムに対し普偏的にみられるものであることを明らかにした。また、過酸化物加硫ゴムでは構造を可視化する酸化亜鉛を含をでいないために未延伸状態での構造性を云々することができないが、試料を高延伸することによって構造性を検討できることを見出した。その結果、過酸化物加硫ゴムでもイオウ加硫系と同様に一次分子量50万を境にして、それ以下では不均一構造、それ以上では均一構造となることが示唆された。3.加硫天然ゴムの構造性と力学的性質との間の関係について検討した。力学的性質は構造の有無に著しく依存し、構造が均一である加硫ゴムは同じ配合条件から得られる不均一構造をもつ加硫ゴムに比べ強度と弾性率がかなり大きくなることがわかった。特に低イオウ配合量でこの効果は著しい。4.加硫反応速度におよぼす一次分子量の影響を示差走査熱量計を用いて検討した。反応速度は一次分子量が30万60万で急激に減少する。この領域は不均一構造が消失する分子量域と一致する。今後、他の加硫ゴム系についても同様な実験を行なう予定である。
顔色による情動の動的評価に基づく仮想顔色画像合成とその教育教材等への応用

本年度は,昨年度から引き続き,ユニバーサルデザインに配慮したWebページに於ける背景と文字の色彩の組合せでの見やすさ・読みやすさの評価を行ったものである.昨年度行った,背景になる色彩と文字の色彩の組合せを25種類に対して背景と文字の色彩を反転させた48種類に増やした.昨年度の被験者を,教材を見るであろう学生・生徒に限らず,高齢者層にも拡大し,それぞれの色彩の組合せを5段階で評価してもらった.その結果,年齢層にかかわらず共通して見やすい組合せが存在すること,高齢者層と若年層では見にくい評価を行った組合せに差があり,好みも異なること,男女では好みの評価に差があることが明らかになった.従って,コンピュータディスプレイやテレビ会議で表示される顔色の印象を巧く表現するためには,一昨年度示した顔を目立たせるようにするための工夫が必要性の上に,文字を顔画像上に重ねる場合の色彩の組合せにも注意する必要があることが再度示され,男女間の好みの差が示されたことから閲覧者を限定する要素になると考えられる.また,動きのある色彩の組合せの見やすさについての研究発表をHIS(ヒューマンインタフェース・シンポジウム)で行った.これは,音声の語りかけに対して動的にうなずき反応を起こす音声駆動型インタラクションシステムを基にして,音声の語りかけに対して色彩が変化する音声駆動型インタラクションシステムを構築し,評価を行った.その結果,一度に色彩が変化するものより順次変化していくものが好まれること,青から赤に変化するものがその逆より全ての項目で評価が高いことが示された.本研究に対する補助は今年度で終了するが,顔色の動画像に果たす役割をさらに解明して応用を行うための基礎的研究は継続して行う予定である.本年度は,色彩データベースの応用例として,従来から行っている絵画の審美的印象度についての研究発表をHIS(ヒューマンインタフェース・シンポジウム)並びに情報処理学会で行った.この研究は,絵画を明度・彩度でデータベース化したトーン空間で表現したもので絵画の定量的印象度(トーン)を抽出し,このデータと人間の観た印象(感性言語による評価尺度による評価)を関連付けるものである.その結果,ほとんどの絵画ではトーンとそれに隣接したトーンが示す感性言語で示され.しかし,トーンと観た印象が異なる絵画があり,その特徴は,トーンとテーマとの乖離,離散的なトーンを使用した絵画,明度差の激しい絵画が主であった.これらのことを基にして,コンピュータディスプレイやテレビ会議で表示される顔色の印象を巧く表現するためには,顔を目立たせるようにするための工夫が必要であること示している.また,現行のテレビ会議システムを利用している機関を調査したが,具体的かつ定量的な実用例が全くなく,しかも,テレビ会議システム自体運用されていないところがあり,今後の実用面での研究の必要性を痛感した.現有コンピュータ,設備,機材で実験・計測が可能か否かを検討し,不足する機材の調達を行い,ソフトウエアインストールが終わらせた.しかし,ソフトウエアを運用するオペレータの習熟訓練が必要であることが判り,今後の検討課題である.本年度は,色彩の組合せの見やすさについての研究発表をHIS(ヒューマンインタフェース・シンポジウム)並びに電子情報通信学会で行った.これらの研究では,ユニバーサルデザインに配慮したWebページに於ける背景と文字の色彩の組合せでの見やすさ・読みやすさの評価を行ったものである.まず,背景になる色彩と文字の色彩の組合せを25種類準備した.これは,過去に先行研究が行われたものであるが,被験者の属性(年齢・性別等)が不明であるため,被験者を,教材を見るであろう学生・生徒に限定し,それぞれの色彩の組合せを5段階で評価してもらった.その結果,年齢層にかかわらず共通して見やすい組合せが存在すること,特定の組合せが見えにくい被験者グループでは,評価結果に若干の差が出ることが明らかになった.従って,コンピュータディスプレイやテレビ会議で表示される顔色の印象を巧く表現するためには,昨年度示した顔を目立たせるようにするための工夫が必要性の上に,文字を顔画像上に重ねる場合の色彩の組合せにも注意する必要があることが示された.また,現行のテレビ会議システムを利用した遠隔講義を行った.その結果,テレビ会議システムで満足のいく画像の解像度が得られないため,提示する画面の解像度や文字(フォント)の大きさを工夫しなければならないこと,逆に音声は現行のシステムで充分であることが明らかになった.また,学生の評価として,もう一度テレビ会議システムを利用した講義をして欲しいとの要望もあった.来年度も,このシステムを使用した講義を引き続き行っていく予定である.本年度は,昨年度から引き続き,ユニバーサルデザインに配慮したWebページに於ける背景と文字の色彩の組合せでの見やすさ・読みやすさの評価を行ったものである.昨年度行った,背景になる色彩と文字の色彩の組合せを25種類に対して背景と文字の色彩を反転させた48種類に増やした.昨年度の被験者を,教材を見るであろう学生・生徒に限らず,高齢者層にも拡大し,それぞれの色彩の組合せを5段階で評価してもらった.その結果,年齢層にかかわらず共通して見やすい組合せが存在すること,高齢者層と若年層では見にくい評価を行った組合せに差があり,好みも異なること,男女では好みの評価に差があることが明らかになった.

従って,コンピュータディスプレイやテレビ会議で表示される顔色の印象を巧く表現するためには,一昨年度示した顔を目立たせるようにするための工夫が必要性の上に,文字を顔画像上に重ねる場合の色彩の組合せにも注意する必要があることが再度示され,男女間の好みの差が示されたことから閲覧者を限定する要素になると考えられる.また,動きのある色彩の組合せの見やすさについての研究発表をHIS(ヒューマンインタフェース・シンポジウム)で行った.これは,音声の語りかけに対して動的にうなずき反応を起こす音声駆動型インタラクションシステムを基にして,音声の語りかけに対して色彩が変化する音声駆動型インタラクションシステムを構築し,評価を行った.その結果,一度に色彩が変化するものより順次変化していくものが好まれること,青から赤に変化するものがその逆より全ての項目で評価が高いことが示された.本研究に対する補助は今年度で終了するが,顔色の動画像に果たす役割をさらに解明して応用を行うための基礎的研究は継続して行う予定である.
細胞小器官の機能最適化による機能性胚培養液の開発

本研究課題では胚の細胞小器官の機能と発生能の関係に着目し、マウスの受精胚の体外培養において薬剤による細胞小器官の機能変化を誘導し発生におよぼす影響を明らかにし、これらの結果をもとに体外培養において細胞小器官の機能の最適化を行うことで胚の発生能を最大限に引き出す「機能性胚培養液」の開発を行うものである。平成29年度は、体外成熟(IVM)由来胚を用いて小胞体ストレス抑制効果が知られている化学シャペロンTUDCA(タウロウルソデオキシコール酸)の最適処理濃度と処理時間を検討し、胚の発生に最適な条件を見出すことができ、出産率を向上させることに成功した。平成30年度は、ミトコンドリアの機能不全を起こした胚の発生率低下を克服する培養液の開発を行った。呼吸鎖複合体の阻害剤ロテノンを用いて胚の発生阻害を誘導し、その発生阻害を改善する試薬の探索を行ったところ、予想外に小胞体ストレス抑制効果が知られている化学シャペロンTUDCAがもっとも胚の発生改善効果があることを見出した。特に1000uMという高濃度が胚の発生でもっとも有効であった。さらに改善するため、探索で見つかった他の試薬との組合せによる相乗的な改善をしていく必要がある。また、胚のオートファジー活性を指標にした培養液開発を行うため、オートファジー活性を蛍光試薬を用いて可視化して胚の発生に影響を与えることなく培養することに成功し、タイムラプスイメージングにより体内受精胚と体外受精胚ではオートファジー活性が異なることを見出した。今後、さらに安全性などの研究を進めることでミトコンドリアの機能不全を克服する培養液の最適化ならびにオートファジー活性を指標にした培養液の開発へと発展することが期待される。胚の発生率改善にむけて、ミトコンドリアの機能不全について化学シャペロンTUDCAを用いた胚の機能改善に成功したことから、本研究課題の目的に沿って順調に研究成果が得られているため。3年目の31年度においては、引き続き胚のミトコンドリアの機能不全による胚発生低下を克服し、胚の発生率向上にむけて機能性培養液の開発を続けると同時にオートファジー活性にも着目し胚の発生率向上の研究も進めていく予定である。これまで胚の体外培養は小胞体ストレスを引き起こすことが知られているが、そのストレス抑制の最適な条件は十分明らかでなかった。そこで1年目である平成29年度は、体外成熟(IVM)由来胚を用いて小胞体ストレス抑制効果が知られている化学シャペロンTUDCA(タウロウルソデオキシコール酸)の最適処理濃度と処理時間を検討し、胚の発生に最適な条件を見出すことができ、出産率を向上させることに成功した。具体的には、裸化した卵子の体外成熟および体外受精、体外培養において、TUDCAは体外成熟後に処理することがもっとも効果的であり、また従来用いられていなかった1000uMという高濃度が胚の発生で有効であることを発見した。胚に適した有効濃度の新たな発見は、この試薬を用いて胚の発生を改善する上で不可欠であると考えられる。さらに、この方法により培養した後に、偽妊娠マウスに胚移植を行った結果産子率が向上することが明らかとなった。以上の結果から、化学シャペロン添加による培養が体外成熟卵由来胚の産子作出に有効であることおよび最適な処理条件を示すことができた。今後、さらに安全性などの研究を進めることでこの薬剤および処理方法を用いた産子作出技術の実用と普及へと発展することが期待される。胚の発生率改善にむけて、化学シャペロンを用いた胚の機能改善に成功したことから、本研究課題の目的に沿って順調に研究成果が得られているため。

また、胚のオートファジー活性を指標にした培養液開発を行うため、オートファジー活性を蛍光試薬を用いて可視化して胚の発生に影響を与えることなく培養することに成功し、タイムラプスイメージングにより体内受精胚と体外受精胚ではオートファジー活性が異なることを見出した。今後、さらに安全性などの研究を進めることでミトコンドリアの機能不全を克服する培養液の最適化ならびにオートファジー活性を指標にした培養液の開発へと発展することが期待される。胚の発生率改善にむけて、ミトコンドリアの機能不全について化学シャペロンTUDCAを用いた胚の機能改善に成功したことから、本研究課題の目的に沿って順調に研究成果が得られているため。2年目の30年度においては、引き続き小胞体に加えて他の細胞小器官の機能最適化による胚の発生率にむけて機能性培養液の開発をおこなっていく予定である。3年目の31年度においては、引き続き胚のミトコンドリアの機能不全による胚発生低下を克服し、胚の発生率向上にむけて機能性培養液の開発を続けると同時にオートファジー活性にも着目し胚の発生率向上の研究も進めていく予定である。
ステロイドホルモンおよびその受容体による神経細胞調節機構と三次元組織構築

グルココルチコイドレセプターとミネラルコルチコイドレセプターの動態の分子基盤について詳細に検討を行い、以下の所見を得た。グルココルチコイドレセプターはデキサメサゾン、コルチコステロン、アルドステロンに対しては細胞質・核移行を生じたが、エストロゲンには反応しなかった。ミネラルコルチコイドレセプターはデキサメサゾン、コルチコステロン、アルドステロンの他に、プロゲステロンに対しても細胞質・核移行を行った。これはプロゲステロンが化学構造的にアルドステロンと近似しているからと考えられた。また、ミネラルコルチコイドレセプターはエストロゲンに対しては反応しなかった。細胞質・核移行にどのような分子シャペロンが関るのか検索した。Geldanamycinは熱ショックタンパクHSP90と結合することによって、シャペロン機能を阻害する薬物である。Cos細胞において、グルココルチコイドレセプターとミネラルコルチコイドレセプターはいずれもgeldanamycin投与によってリガンド投与による細胞質・核移行が阻止されたことから、HSP90がその輸送に強く関っていることが明かとなった。このことから、cos細胞と海馬ニューロンではHSP90の関与が異なることが明かとなった。海馬細胞にLucifer Yellowの蛍光色素を細胞内注入し、その樹状突起の様相変化をコンフォーカルレーザー顕微鏡を用いて解析を行なった。両側副腎摘出を行って2週間のCA1と歯状回顆粒細胞層での海馬神経細胞の樹状突起は、その広がり、分岐の数ともに減少していた。これらの樹状突起の減少変化はCA3の領域では見られず、むしろ突起の数が増加する傾向にあった。CA3の領域は元来グルココルチコイドレセプターの発現が少ないあるいは弱い領域であり、これらの違いにグルココルチコイドレセプターが強く関与していることが示唆された。ステロイドホルモンの受容体の細胞内分布について、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。GR(グルココルチコイドレセプター)、MR(ミネラルコルチコイドレセプター)、ER(エストロゲンレセプター)、AR(アンドロゲンレセプター)さらには共役因子タンパクSRC-1、P300などについて検討し、GRやMRはリガンド依存性に細胞質から核へ移動し、その移行は微小管によらないことを明らかにした。また、geldanamycin投与によってHSP90がその輸送に強く関っていることを明らかにした。ERについては上記と異なり、リガンドがない状態においても核に分布しており、リガンド投与によって核内の分布様相は均一なものから不均一に塊状を形成することが彰かとなった。ARについては、テストステロン投与によって細胞質から核へ移行したが、エストロゲン投与によってもこれらの移動が見られた。また、濃度によっては両者の核への移動に差異が認められた。さらに、海馬神経細胞へLucifer yellow蛍光物質を微量注入し、その突起の広がりについて検討した。副腎摘出したラットのCA1の錐体細胞と歯状回の顆粒細胞では、顕著に樹状突起の委縮が認められ、コルチコステロン投与によって元の状態に戻る可塑的変化を観察した。CA3領域においては、これらの変化は認められなかったが、CA3はもともとGRのない領域であり、CA1と歯状回はGRが豊富に存在することから、GRの有無が両者の差異を生んだと考えられた。