hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グリーンナノコンポジットの高性能メカニズム解析

天然ゴム(NR)中で約40nmの大きさのin situシリカを約70重量部生成させて創る高性能グリーンナノコンポジットの補強メカニズムを探究した。汎用シリカVN-3、およびカーボンブラック充てんパーオキサイド架橋天然ゴムと比較した。in situシリカは分散性が最もよく、かつゴムとの相互作用が最も強いことから多くのセグメントを伸長配向さす要因となり、一端、結晶化が始まると最も高速で伸長結晶化が進行することが判った。この特性がin situシリカ充てんNR架橋体に優れた引張物性を与える一因である。本成果は、ナノ粒子によるナノコンポジットマテリアルの発展に有用な知見となるであろう。天然ゴムマトリックス中で、約40nmの大きさのin situにシリカを約70重量部生成させて創る高性能グリーンナノコンポジットの補強メカニズムを探究した。先ず、未架橋のin situシリカ充てんゴムの特性化をレオメーターによるペイン効果の定量分析、引張試験による強度測定、バウンドラバー量分析、熱重量測定と示差走査型熱量測定による熱特性分析、透過型電子顕微鏡観察等により行った。そして、機械的混練りで得られる未架橋カーボンブラック、および汎用シリカ配合ゴムの特性と比較検討した。その結果、in situシリカ充てん天然ゴムではin situシリカとゴムとの相互作用がカーボンブラックの場合より極めて強く、そのことが高性能グリーンナノコンポジットとなった主要因であることを明らかにした。そこで、パーオキシサイド架橋in situシリカ充てん天然ゴムの作製を行い、SPring-8のBL-40XUビームラインに小型引張試験機を設置し、外部制御して引張試験同時高速広角X線回折(WAXD)測定を行った。現在、得られた時分割WAXDイメージのコンピュータ解析を行って、パーオキシサイド架橋in situシリカ充てん天然ゴムの伸長結晶化挙動を探究している。また、温度依存、周波数依存条件下での動的粘弾性試験とヒステレシス試験、熱分析を行い、ネットワーク化したゴム試料におけるin situシリカ粒子の高い補強性発現機構を解析している。引張試験同時近赤外分光測定については、予備検討の結果、解析に十分なデータ取得が困難であることが判明し、「高性能グリーンナノコンポジットの補強メカニズム解析」に、より適切な分析方法を検討している。本成果は、ナノ粒子によるコンポジットマテリアルの発展に有用となろう。天然ゴム(NR)マトリックス中で、約40nmの大きさのin situシリカを約70重量部生成させて創る高性能グリーンナノコンポジットの補強メカニズムを探究した。パーオキサイド架橋in situシリカ充てんNRについて、SPring-8のBL-40XUビームラインに小型引張試験機を設置し、外部制御して高速時分割広角X線回折/引張試験同時測定を行い、伸張結晶化(SIC)挙動を評価した。汎用シリカVN-3、およびカーボンブラック充てんパーオキサイド架橋天然ゴムの伸張結晶化挙動と比較した。その結果、伸張結晶化開始ひずみはいずれの試料でもほぼ同じで伸長比2付近であったが、SICの速度はin situシリカ充てん試料で最も大きくなった。さらに、配向したアモルファスセグメントの指標もin situシリカ充てん試料で最も大きいことが判った。これらは、in situシリカ充てん試料の応力-ひずみ曲線において伸長比2以上で認められた急激な応力の立ち上がりと一致した。そこで各試料の架橋前のコンパウンドについてフィラー表面に吸着しているバウンドラバー量を測定したところ、in situシリカ充てんNRが最も大きく、この試料ではin situシリカとゴム鎖との相互作用が他の試料よりも強いことが判った。そしてそれが、in situシリカ充てんNRで多くのセグメントが伸長配向する要因となり、いったん結晶化が始まると最も高速でSICが進行することが明らかとなった。この特性がin situシリカ充てんNR架橋体に優れた引張物性を与えるひとつの要因であると結論付けた。
低コンテクスト・高コンテクストという区別からみた認識・表現の比較文化研究

本研究の目的は、東洋と西洋の文化差を、Hallの、西洋人の低コンテクスト・東洋人の高コンテクストという分類で説明する理論を構築することである。コンテクストとは、コミュニケーションにおいて共有される暗黙の知識である。認知的側面において、理論的に、従来の西洋人の個人主義東洋人の集団主義という分類に基づく理論よりも、この理論が説得力があることが示された。また、弁証法的思考を材料とした研究などで検証された。この他、資源配分ルール、道徳的判断、他者の心的状態の推論において、コンテクストの重要性が示された。本研究の目的は、西洋の低コンテクスト文化・東洋の高コンテクスト文化という枠組みで認知や表現の文化差を説明するということである。推論班、心の理論班、表現班という体制で研究を行った。平成23年度は、実証的研究はできなかったが、思弁的な理論研究、実証研究の準備・計画が行われた。発表された論文や書籍は、本研究の前段階のもので、平成23年度時点では、成果はまだ学会発表等の段階にある。研究代表者で推論班の山祐嗣の理論的研究は、London Reasoning Workshopにおいて、'Culture and inference : High context and low context'というタイトルで発表された。従来、西洋と東洋の文化差は、西洋の個人主義・東洋の集団主義あるいはその個人レベル(西洋の独立的自己・東洋の協調的自己)で説明されてきたが、その問題点を批判し、推論についてこれまでの研究で報告された西洋・東洋の差異を、低コンテクスト・高コンテクストの枠組みで説明した理論的研究である。研究分担者で推論班の平石界は、進化的な視点から推論の文化的適応の研究を進めている。その一部の成果は、Lancaster大学における国際シンポジウムで発表された。心の理論班の林創は、まだ非常に少ない心の理論の働きにおける文化差について、レビューしかつ考察を行った結果が成果として表れている。また、表現班の岸本寛史は、コンテクストの使用に結びつく言語化の過程について考察し、それらが成果として表れている。同じく表現班の山愛美は、日本人の文化特殊的な精神構造について論じ、それが国際的な書籍の1章において発表されている。本研究チームは、推論班、心の理論班、表現班によって構成されている。推論班の山祐嗣は、東洋人は弁証法的な推論を行うかということを調べるために、日中英の比較文化研究を行った。高コンテクスト文化とされる東洋人は価値観レベルでは弁証法的だったが、実際に弁証法的な推論を行うということは確かめられなかった。また、条件文の確率推論について日米比較文化研究を行った。その結果、日本人、米国人とも確率論的な規範に従っていることがわかった。また、平石界は、集団内での資源分配ルールと、一対一の社会的交換ルールの関係について、両者の境界が曖昧である場合には資源分配ルールとしての解釈がなされ、ルールを守るためには外集団排除が必要とする推論がなされることが確認されていた。本年度はこの課題を米国におけるWeb調査によって検討し、日本国内とほぼ同様の結果が得られることを確認した。心の理論班の林創は、これまでに得た作為と不作為の道徳的判断について、再分析を行った。たとえ意図と結果が同等であっても、不作為による悪事は、作為による悪事よりも許容されるように感ずる。また、意図も不作為の方が作為よりも弱いと判断されることが明確になった。また、郷式徹は、他者の主体的な欲求に基づいてその人物の心的状態を推測する誤信念課題の社会的文脈を検討した。そこで、文脈を単純化した低コンテクスト文脈の課題と、課題に回答する際には無視し得る文脈を加えた高コンテクスト文脈の課題を、成人を対象として比較することで、文脈による違いが見られるかを検討した。その結果、成人の誤信念の推測に対して文脈が影響することが示された。表現班の山愛美は、バウムテストの解釈の再検討を行い、深層表現としてのバウムテストおよび風景構成法を、低コンテクストされるフランス人と高コンテクストとされる日本人に実施し、いくつかの差異を発見した。この差異は現在分析中である。推論班の山祐嗣は、条件文確率推論の心理学実験の予備実験を行った。また、「西洋の低コンテクスト・東洋の高コンテクスト」を考慮した理論的枠組みを構築中である。低コンテクスト状況は、コミュニケーションにおいて対話者がどのような行動を行うか予測が困難になり、そこで普遍的なルールを求める傾向が強まるという主張を行っている。また、同じく推論班の平石界は、社会的交換の推論の心理学実験を行い、進化の普遍性と文化特殊性を検討している。

心の理論班では、林創に加えて、郷式徹が研究分担者となった。林創は、同じ否定的結末であっても、それが作為によるものよりも不作為によるものは悪いと評価されにくい不作為バイアスについて検討した。東洋人の不作為を低評価しない文化との関わりを検討中である。郷式徹は、課題分析的なアプローチから、既存の心の理論課題を検討している。これによって、日本人が、心の理論課題を通過できる年齢がわずかに西洋人よりも大きいという事実と関連付けようとしている。なお、郷式徹と林創は、児童心理学の進歩2012年版において、過去5年間の日本人による心の理論研究をレビューしている。表現班では、岸本寛史が異動のため研究分担者を離れた。しかし、日本におけるセラピストの記録としてのナラティヴにおいて、共有された暗黙の情報に依存した表現が用いられていることを発見し、日本人のナラティヴにおける主語の脱落という視点から分析を行った。同じく表現班の山愛美は、日本の神話の特徴について分析を行った。日本の創世神話の特徴は、混沌の中から何かが生まれるという特徴をもち、実際、古事記において、イザナギとイザナミが登場するまで、非常に長い混沌とした時期があることが語られている。これは、西洋の神話によくみられる絶対的な存在に始原をもつ特徴と対照的である。実証的な研究は実施できなかった。しかし、予想以上に、理論的な枠組み構成がすすみ、なおかつ、推論班、心の理論班、表現班相互の連携が進んだ。25年度が最終年度であるため、記入しない。実際のデータ収集などはやや遅れているかもしれないが、理論構築等については、予想以上のインパクトがある成果をあげている。本年度は、推論班と心の理論班は実証的な研究を行う。とくに推論班は、ウェブサイトなどを利用して、比較文化的な実験を実施する。表現班は、ナラティヴや神話の比較文化的な視点から分析を行い、日本人が高コンテクスト文化を構成していることの裏付け研究を行う。本研究では、E. Hall (1976)による「西洋の低コンテクスト・東洋の高コンテクスト」という枠組みで文化差をとらえようと試みた。今後は、このコンテクストについて、詳細に検討する必要がある。そして、低コンテクスト状況で、いったいどのようなことが必要なのかという視点から、論理、ルール、科学によるコミュニケーションをとらえるというアプローチで、理論的・実証的両面の研究を行う。
ニューロ感性情報処理に基づく車の設計

本研究では、感性の定量的な目標レベルを設定し、それを達成するための人工物の設計変数を定量的に決定するという、感性情報に基づく多目的満足化設計法を研究開発する。人工物の設計変数や応答諸特性・機能と感性情報の関係が特に複合的でありかつ非線形な自動車の操縦性・安定性(操安性)フィーリング問題を具体的な対象として、その関係を定量化し、さらに人工物設計へ定量的に感性情報を反映させるための手法を開発する。昨年度は、まず、階層型ニュートラルネットワークによる学習から、感度解析と統計解析に基づく寄与の大きな項目の絞り込み、さらに学習済みネットワークから満足設計解の存在領域を多次元デザインウインドウとして表示するソフトウエアをWindows環境に構築した。そのソフトウエアを用いることにより、感性情報の処理過程を大幅に簡略化することが可能となった。最終年度の本年度は、より非線性の強いデータの処理を可能とするために、リカレント型のニュートラルネットワークを上記ソフトに組み込んだ。また、本手法の有効性を確認すべく、自動車の腐食寿命予測問題に適用し良好な結果を得た。最後に、これまでの研究成果のとりまとめを行った。初年度の本年度は、まず、(1)自動車操縦安定性のフィーリング試験の実施計画を作成し、感性評価項目および車両特性の測定項目を決定した。次に、市販されている多種類(10種類)の実車を用いて直線走行や蛇行走行のテストを行い、複数のプロフェッショナルなドライバーによる操縦安定性のフィーリングテスト(10点満点)(応答不感帯、剛性感、車体浮き感など)と同時に、種々の車両特性の実測を行った。この実験は、マツダ(株)のドライビングコースで行った。データ処理の予備研究として、階層型ニューラルネットワークによる学習・感度解析モジュールと統計解析モジュールを作成し、上記の試験データを解析し、項目絞り込みの際のクライテリアについて検討した。また、計測器を用いて測定される諸特性も人によって点数化される感性データもあるばらつきを有することから、この課題に対処するために、先に述べた手法に、ファジィ集合論を融合した手法を開発すべく、理論的、実装的検討を行った。2年度目の本年度は、まず、階層型ニューラルネットワークによる学習から、感度解析と統計解析に基づく寄与の大きな項目の絞り込み、さらに学習済みネットワークから満足設計解の存在領域を多次元デザインウインドウとして表示するソフトウエアをWindows環境に構築した。また、計測器を用いて測定される諸特性も人によって点数化される感性データもあるばらつきを有することから、この課題に対処するために、先に述べた手法に、ファジィ集合論を融合した手法を開発すべく、昨年度に引き続いて理論的、実装的検討を行った。人工物の設計変数や応答緒特性・機能と感性情報の関係が特に複合的でありかつ非線形な自動車の操縦性・安定性(操安性)フィーリング問題を具体的な対象として、その関係を定量化し、さらに人工物設計へ定量的に感性情報を反映させるための手法を開発する。昨年度は、まず、階層型ニューラルネットワークによる学習から、感度解析と統計解折に基づく寄与の大きな項目の絞り込み、さらに学習済みネットワークから満足設計解の存在領域を多次元デザインウインドウとして表示するソフトウエアをWindows環境に構築した。

そのソフトウエアを用いることにより、感性情報の処理過程を大幅に簡略化することが可能となった。最終年度の本年度は、より非線性の強いデータの処理を可能とするために、リカレント型のニューラルネットワークを上記ソフトに組み込んだ。また、本手法の有効性を確認すべく、自動車の腐食寿命予測問題に適用し良好な結果を得た。最後に、これまでの研究成果のとりまとめを行った。
水溶性ビタミンE誘導体の脳保護作用の検討（スピン共鳴解析を用いて）

ビタミンE誘導体(ETSGS, EPCK1)の虚血再灌流傷害に対する脳保護作用は従来から知られている。ラット脳スライス標本のエネルギー状態の変化を,リンを観測核とする核磁気共鳴法によって経時的・即時的に観察し,虚血再灌流傷害後のエネルギー状態の回復がビタミンE誘導体添加により有意に良好であることを示した。また,電子スピン共鳴法によってビタミンE誘導体の直接的フリーラジカル消去能の評価を行い,ヒドロキシルラジカルやスーパーオキサイドアニオン,一酸化窒素など複数のフリーラジカル種に対して有意な消去能をもつことを明らかにした。ビタミンE誘導体の脳保護作用はフリーラジカル消去能に因ることが示唆された。1.燐を観測核とする核磁気共鳴法(31P-NMR)による脳エネルギー代謝の測定31P-NMRにより,脳虚血ー再灌流傷害の前後におけるラット大脳スライスの高エネルギー燐酸を定量し,水溶性ビタミンE誘導体であるEPCK1及びETSGSの脳保護作用を検討した。虚血ー再灌流傷害からのクレアチン燐酸の回復を測定したところ,いずれも1 mMにおいて対照群と比較して有意に良好な回復が認められた。0.01 mMおよび0.1 mMではその効果はみられず,EPCK1及びETSGSが濃度依存的な脳保護作用をもつことがエネルギー代謝の視点から示唆された。2.フリーラジカル消去能の電子スピン共鳴法(ESR)による評価水溶性ビタミンE誘導体であるETSGSのフリーラジカル消去能を,DMPO及びCYPMPOをスピントラップ剤とするESRにより測定した。酸素ラジカルであるヒドロキシルラジカル(IC50 = 20 mM),スーパーオキサイドアニオン(60 mM),アスコルビルフリーラジカル(20 mM),t-ブチルペルオキシルラジカル(2 mM)及び窒素ラジカルである一酸化窒素(3 mM),DPPH(0.8 mM)に対して消去能が認められた。チオバルビツール酸反応物質法による評価では,ヒドロキシルラジカル(8 mM)及び炭素ラジカル(IC50推定不能)をイニシエータとする脳組織の脂質過酸化に対して抗酸化能が認められた。脳虚血等の脳障害に対する脳保護療法は,低体温療法以外にはまだ十分有効な治療法が存在せず,新しい治療法が模索されている。ビタミンE誘導体であるEPCK1およびETSGSの虚血再灌流に対する脳保護作用は従来からよく知られていたが,その詳細な作用機序はまだ不明である。平成27年度に,これらビタミンE誘導体の脳虚血ー再灌流負荷に対する脳保護効果を,燐を観測核とする核磁気共鳴法によってエネルギー代謝の側面から明らかにした。また,電子スピン共鳴法を用いて,誘導体の一つであるETSGSが複数のフリーラジカル種を直接的に消去すること明らかにしてきた。平成27年度は,水溶性ビタミンE誘導体であるEPCK1の直接的なフリーラジカル消去能を電子スピン共鳴法(スピントラップ法)によって測定した。EPCK1は酸素ラジカルであるヒドロキシルラジカル(IC50 = 8 mM),スーパーオキサイドアニオン(60 mM),アスコルビルフリーラジカル(25 mM),t-ブチルペルオキシルラジカル(2 mM),窒素ラジカルである一酸化窒素(1 mM),DPPH(1 mM)に対するフリーラジカル消去能が認められた。同一のフリーラジカル発生系とトラップ系によって測定されたETSGSのIC50とはその値がことなり,誘導体によってフリーラジカル消去能に差異があることが示唆された。当初の計画通り,燐を観測核とする核磁気共鳴法を用いて,正常脳組織スライスの虚血再灌流傷害に対する水溶性ビタミンE誘導体の脳保護作用の評価を行い,誘導体EPCK1およびETSGSが濃度依存性の脳保護作用を持つことを明らかにした(平成26年度)。その作用機序として,水溶性ビタミンE誘導体であるEPCK1およびETSGSがが複数のフリーラジカル種に対して直接的なフリーラジカル消去能をもつことを,電子スピン共鳴法(スピントラップ法)を用いて,明らかにした。また,平成26年度に導入したパッチクランプ法による電気生理学的な解析を開始した。脳スライスの虚血再灌流傷害に伴う膜電位の変化について,予備的な実験を開始した。ビタミンE誘導体であるEPCK1とETSGSの虚血再灌流に対する脳保護作用は従来からよく知られているが,その詳細な作用機序はまだ不明である。本課題では,平成26年度にラット脳スライス灌流モデルを用いて,これらビタミンE誘導体の脳虚血ー再灌流傷害に対する脳保護効果を検討した。十分に酸素化した人工脳脊髄液で灌流した脳スライス(400 um厚)に含まれる高エネルギーリン酸(ATPやクレアチンリン酸)を,リンを観測核とする核磁気共鳴法(31P-NMR)により測定し,虚血ー再灌流傷害に対してEPCK1およびETSGSが濃度依存的な脳保護効果をもつことを明らかにした。平成27年度には,誘導体の直接的なフリーラジカル消去能を電子スピン共鳴法により解析した。EPCK1およびETSGSはそれぞれ,酸素中心ラジカルであるヒドロキシルラジカル,スーパーオキサイドアニオン,ビタミンCラジカル,t-ブチルペルオキシルラジカル,窒素中心ラジカルである一酸化窒素,DPPHに対して,濃度依存的なフリーラジカル消去能を有することが明らかになった。それぞれのラジカルに対するIC50は2種類の誘導体の間で差があることから,誘導体によって消去能に差異があることが分かった。

平成28年度には,解糖系の阻害剤であるヨード酢酸を含む人工脳脊髄液による灌流で解糖系とクエン酸回路以降の有酸素エネルギー代謝系の分離解析を行う予定であったが,年度初めからの灌流実験用NMR分光器の不具合により,予定通り実施できなかった。そこで代替案として,本学工学部のNMR分光器を用いて虚血ー再灌流負荷に伴う脳スライスの1H-NMRメタボローム解析の準備を進めた。基本的なスペクトルを取得することができる段階には達したが,虚血ー再灌流負荷に伴う変化を評価するには至らず,ビタミンE誘導体の脳保護効果の評価を行うことはできなかった。ビタミンE誘導体(ETSGS, EPCK1)の虚血再灌流傷害に対する脳保護作用は従来から知られている。ラット脳スライス標本のエネルギー状態の変化を,リンを観測核とする核磁気共鳴法によって経時的・即時的に観察し,虚血再灌流傷害後のエネルギー状態の回復がビタミンE誘導体添加により有意に良好であることを示した。また,電子スピン共鳴法によってビタミンE誘導体の直接的フリーラジカル消去能の評価を行い,ヒドロキシルラジカルやスーパーオキサイドアニオン,一酸化窒素など複数のフリーラジカル種に対して有意な消去能をもつことを明らかにした。ビタミンE誘導体の脳保護作用はフリーラジカル消去能に因ることが示唆された。当初の計画通り,31P-NMRを用いて,正常脳組織スライスの虚血ー再灌流傷害に対する水溶性ビタミンE誘導体の脳保護効果の評価を行った。この結果,水溶性ビタミンE誘導体のEPCK1及びETSGSは,エネルギー代謝の側面から濃度依存性の脳保護作用をもつことが明らかになった。また,ESRによるフリーラジカル消去能の評価については, ETSGSが6種類のフリーラジカルに対して直接的の消去能をもち,抗酸化剤として作用することを明らかにした。現在,EPCK1のフリーラジカル消去能の評価を実施中である。当初の計画通り,アストロサイトに対し選択的毒性をもつフルオロクエン酸を含む人工脳脊髄液で灌流することにより,虚血再灌流負荷時の神経細胞とアストロサイトのエネルギー代謝過程を分離して解析する。また,解糖系の阻害剤であるヨード酢酸を含む人工脳脊髄液で灌流することにより解糖系とクエン酸回路以降の有酸素エネルギー代謝系を分離して解析する。いずれも核磁気共鳴法により脳エネルギー代謝を継時的に測定しながら水溶性ビタミンE誘導体の脳保護効果を評価する。パッチクランプ法による電気的生理学的な評価を進める。また,本課題の最終年度であるので,結果を取りまとめて論文として公表する計画である。医歯薬学31P-NMRによる脳エネルギー代謝の研究は,アストロサイトに対して選択的毒性をもつフルオロクエン酸を用いてニューロンリッチな脳組織スライス標本を作製し,水溶性ビタミンE誘導体の虚血ー再灌流傷害に対する脳保護作用において神経細胞とグリア細胞がそれぞれどのような役割をもつか,明らかにする。フリーラジカル消去能のESRによる評価については,EPCK1のフリーラジカル消去能の検討を引き続き行う。また,評価の対象となるフリーラジカル種の種類をさらに増やして引き続き評価を実施する。また,当初の予定通り,脳スライス灌流モデルにおいて,虚血ー再灌流負荷に伴って組織内で発生するフリーラジカル種のin situでの検出を目指す。
てんかんマウス(EL マウス)脳におけるニューロペプチドYの変化

遺伝子に痙攣素因を有するELマウスは、ヒトにおける二次性全般化複雑部分発作(側頭葉てんかん)の優れたモデルと考えられている。神経ペプチドの1種であるニューロペプチドY(NPY)はキンドリングモデルなどで、痙攣への関与が注目されている。発作間歇期のてんかんマウス(ELマウス)脳において、NPYを測定して、ELマウスの痙攣への関与を検討した。実験動物は、成熟期で発作間歇期のてんかんマウス(EL〔s〕マウス)と、対照群のddYマウスを用いた。脳の8部位について、NPY様免疫活性をRIAで測定した。ELマウスは、発育に伴って痙攣準備性を獲得するので、生後25日、50日のマウスについて、また、放り上げ刺激を受けず、痙攣履歴のないELマウス(EL〔ns〕マウス)についても検討を加えた。NPYは15から105pmol/g wet weightを示し、視床下部で最大値を示した。対照群のddYマウスと比べて、ELマウスは概ね低値を示したが、EL〔s〕とEL〔ns〕とddYマウスについて、3群間で比較したが、生後25日、50日および成熟期のいずれの発達期においても有意な差は認めなかった。今回測定したNPY量は、ほぼこれまでの報告された脳内の量と一致していたが、対照群との間に有意な差は認めなかった。今回ELマウス脳でNPY量に変化を認めなかったことから、遺伝てんかんモデルにおいては、NPYは関与していないのかもしれない。しかし、今回は痙攣発作後7日目の発作間歇期について検討しており、発作後にNPYが変化している可能性がある。今後は、発作に伴うNPYの変化について検討していく必要がある。
森林・鉱物資源の開発・活用から見た世界遺産白神山地の変容

1993年に世界自然遺産に登録された白神山地は、豊かな森林・鉱物資源を持つ地域であった。本研究では、歴史資料の調査・分析を通じて、山地の資源を歴史的にいかに活用してきたのかを解明した。その結果、ブナの原生林に代表される「手つかずの自然」ではなく、白神山地は山の民の共生と交流の場であったことを明らかにした。18-19世紀にかけては、弘前藩による採掘と伐採が進み、資源の枯渇に悩むことにもなった。昨年度の繰り越し分として、次のような調査を、代表者と研究協力者で実施した。代表者は、福岡県立図書館において植生を詳細に描き上げている福岡藩領の郡絵図の調査と壱岐島における植生の実情を実地調査した。また深浦町の漁船を借り上げ、ガイドを雇用して海上からの白神山地の景観を実見し、19世紀初頭に日本海を北上したクルーゼンシュテルン艦隊航海記に描写された青森県西海岸の絵画との比較検討を行い、同航海記のエッチング画に描かれた図の一部が、当時の白神山地の景観であるとの確認をした。そのほか、東京大学附属図書館において、林業関係史資料の文献調査と関係論文の収集をおこなった。『日本林制史資料弘前藩』『同盛岡藩』などから流木に関する関係記事の抽出をおこない、データの蓄積を図った。弘前市立図書館においては、継続して藩庁日記から、白神山地の鉱業・林業関係資料の収集をおこなった。研究協力者は、次のような調査と研究を行った。白神山地は弘前藩・秋田藩でも有数の鉱山地帯であるので、昨年度の繰り越し分として次の機関にて関係資料の調査・収集を実施した。9月初旬に京都市の住友史料館において、住友泉屋の秋田藩・弘前藩との銅取引関係資料の調査とデジカメによる収集を行った。9月下旬には九州大学総合研究博物館において、秋田藩の太良鉱山、八森銀山及び弘前藩の尾太鉱山に関する資料として、同館所蔵の「秋田県諸鉱山絵図面」「秋田鉱山諸銅鉛万覚書」「山本郡平鉛山沿革記」「山機録」などをデジカメで収集した。本年度は、代表者と研究協力者が分担して調査にあたり、我が国における世界自然遺産に登録されている屋久島と知床へ実地調査並びにフィールドワークを実施した。代表者は、知床に於いては、ガイドを雇って実際の自然保護の在り方と登録前と後ではどのような相違があるのかを実地に調査した。加えて、松前藩が幕末に作成した、蝦夷地の景観図としては最も優れた「延叙歴検真図」(函館市中央図書館蔵)に描かれた、知床と知床付近の景観とその関係図を実見して検討した。さらにデジタルカメラにそれらの景観を撮影して、「延叙歴検真図」との詳細な比較を実施した。「弘前藩庁日記」の近世中期から後期にかけての、白神山地関係資史料を収集し、秋田藩側に関しては、『日本林制史資料-秋田藩』から関係資料の抽出作業を実施した。研究協力者は、白神山地との比較をする必要性から、12月下旬に国内の世界自然遺産屋久島のフィールドワークを実施した。屋久島世界遺産センター・屋久杉自然館では世界自然遺産としてのデータ及び屋久杉の近世期かちの林業史に関する資料を収集した。また、屋久島自然休養林の一つであるヤクスギランドでは屋久杉林観察コースを踏査し、樹齢数千年の屋久杉や近世の屋久杉伐採跡など、屋久杉の生態・利用・保存の実態を観察しデジカメで記録した。また、これまで収集した資料を用いて、秋田藩側白神山地の近世期の植生復元に着手するとともに、秋田藩による森林支配と利用について分析を開始し、その成果の一部を公開講座や研究会で発表した。本年度は、研究協力者とともに研究成果の取りまとめと補充調査を実施した。主として弘前市立図書館における収集資料の補充ならびに分析、秋田県公文書館所蔵史資料の補充調査と収集作業を行った。さらに、世界自然遺産である白神山地の歴史的な実態をさらに深く考察するために、2007年、同じくアジアでの世界自然遺産に登録された、韓国済州島〈済州火山島と溶岩洞窟〉の実地調査とソウル市にある韓国の国立中央博物館史資料の調査を合わせて行った。済州島では、自然博物館と(1)漢拏山天然保護区域、(2)拒文溶岩洞窟系、(3)城山日出峰タフコーン(凝灰丘)の実地踏査を行った。加えて、18世紀初頭に済州牧官・節制使(済州島の最高統治者・陸海軍の指揮官)の李衡祥によって記録された「沈羅巡歴記」の調査と収集作業を行い、江戸幕府の国絵図に描かれた白神山地と済州島の世界自然遺産群との比較を文献学的・図像学的にも行った。ソウル市の中央博物館では、1861年に作成された、「大東輿地図」に見える済州島の世界遺産群の確認を行い、写真撮影を行ってそれを元により分かりやすくイラスト化した図の作成を実施した。

これによって、18世紀初頭から19世紀後半における済州島の世界遺産の変容を辿ることができるようになった。このほか、17世紀から19世紀にかけての津軽領における西目屋地区の白神山地の利用状況を史資料を駆使して復元し、弘前藩による18世紀末の流木山の設置と伐採のシステム構築に関して、見通しを得ることができた。
手術支援ロボットを用いた内視鏡下手術における力覚技術の開発

教室では,力覚のフィードバック機構を有したロボット手術用鉗子の開発に成功した.これを臨床応用するためには,組織の創傷治癒と縫合糸の至適結紮力に関する客観的なデータが必要となる.一方,消化管の創傷治癒は血管新生や増殖因子と密接な関係があるといわれている.本研究の目的は,動物モデルを用いて糸の結紮力と組織の創傷治癒との関係を検討することで至適結紮力を推定することである.まず,ドップラー血流計を用いてビーグル犬の胃および空腸の結紮時における結紮力と局所血流との関係を計測した.次に,切開再縫合を行い,段階的に結紮力を設定し,それぞれ結紮した.その後閉腹し,第4,7,11,14病日に再開腹して各臓器を摘出した.摘出臓器の各結紮部分で免疫染色を行い,結紮力と微小血管密度および増殖因子(bFGF)発現の経時的変化との関係を評価し,各臓器に対する至適結紮力を推定した.なお,組織の創傷治癒は組織学的所見における血管新生および増殖因子の発現により評価した.結紮力と局所血流との関係については,胃、空腸とも1.52.0Nまでは結紮力と負の相関を示すが、2.0N以上の結紮力では血流は不変で低値を示した.胃では第7病日,空腸では第7,11病日における結紮力1.5Nでの切開再縫合部の粘膜下層の微小血管密度が他の結紮力に比べ高かった.bFGFの発現については,胃では第4,7病日,空腸では第11病日において,結紮力1.5Nでの切開再縫合部の粘膜固有層のbFGF陽性細胞密度が他の結紮力に比べ高かった.本研究で,結紮時の局所血流測定の結果から、2.0N以上の結紮力で消化管の血流障害が起こることが示唆された.血管新生および増殖因子発現が亢進していることから,犬の胃および空腸いずれも1.5Nが創傷治癒における最も至適な結紮力であると推定できた.本結果は,力覚付加ロボット鉗子の開発上で有意義であると考える.教室では,力覚のフィードバック機構を有したロボット手術用鉗子の開発に成功した.これを臨床応用するためには,組織の創傷治癒と縫合糸の至適結紮力に関する客観的なデータが必要となる.一方,消化管の創傷治癒は血管新生や増殖因子と密接な関係があるといわれている.本研究の目的は,動物モデルを用いて糸の結紮力と組織の創傷治癒との関係を検討することで至適結紮力を推定することである.まず,ドップラー血流計を用いてビーグル犬の胃および空腸の結紮時における結紮力と局所血流との関係を計測した.次に,切開再縫合を行い,段階的に結紮力を設定し,それぞれ結紮した.その後閉腹し,第4,7,11,14病日に再開腹して各臓器を摘出した.摘出臓器の各結紮部分で免疫染色を行い,結紮力と微小血管密度および増殖因子(bFGF)発現の経時的変化との関係を評価し,各臓器に対する至適結紮力を推定した.なお,組織の創傷治癒は組織学的所見における血管新生および増殖因子の発現により評価した.結紮力と局所血流との関係については,胃、空腸とも1.52.0Nまでは結紮力と負の相関を示すが、2.0N以上の結紮力では血流は不変で低値を示した.胃では第7病日,空腸では第7,11病日における結紮力1.5Nでの切開再縫合部の粘膜下層の微小血管密度が他の結紮力に比べ高かった.bFGFの発現については,胃では第4,7病日,空腸では第11病日において,結紮力1.5Nでの切開再縫合部の粘膜固有層のbFGF陽性細胞密度が他の結紮力に比べ高かった.本研究で,結紮時の局所血流測定の結果から、2.0N以上の結紮力で消化管の血流障害が起こることが示唆された.血管新生および増殖因子発現が亢進していることから,犬の胃および空腸いずれも1.5Nが創傷治癒における最も至適な結紮力であると推定できた.本結果は,力覚付加ロボット鉗子の開発上で有意義であると考える.
直鎖型ユビキチン鎖の細胞内機能探索

我々は前年度,新規の複合体型ユビキチンリガーゼLUBACがリシンのε-アミノ基ではなくN末端のα-アミノ基を介した新奇のポリュビキチン鎖「直鎖型ポリュビキチン鎖」を形成することをEMBOジャーナルに報告した。そして,直鎖型ポリュビキチン鎖の一つの機能としてプロテアソームによるタンパク質分解への関与を報告した。しかしながら,LUBACによる直鎖型ポリュビキチン鎖形成の細胞内機能に関しては未知の点が多い。LUBACによる直鎖型ポリュビキチン鎖形成の細胞内機能解明にはLUBACと共同して働く因子もしくは直鎖型ポリュビキチン鎖と相互作用する因子が重要であると考え,今年度ではそれら因子の探索を中心に進めた。まず,LUBACと結合する因子としてVCP/p97を同定した。VCP/p97(酵母Cdc48の哺乳動物ホモログ)はAAA-ATPaseファミリーに属しており,ユビキチン・プロテアソーム系と密接に関係している因子である。VCP/p97とLUBACはLUBAC構成因子の一つであるHOIPのN末端領域を介して相互作用しており,最近,HOIPのN末端領域にはVCP/p97との結合モチーフPUBドメインが存在することが明らかとなった。他方,直鎖型ポリュビキチン鎖と相互作用する因子としてSequestosome1/SQSTM1/p62を同定した。p62はシグナル伝達,ユビキチン・プロテアソーム分解,タンパク質凝集体形成に関与することが知られている。P62にはユビキチン結合ドメインであるUBAがあり,このUBAを介して結合が担われている可能性がある。以上の解析に加え,LUBACのユビキチン結合ドメインの探索や直鎖型ポリュビキチン鎖とプロテアソーム分解の関連性をin vitroで探ったが現時点では特筆すべき成果は得られていない。二つのRINGフィンガータンパク質からなる巨大な複合体型ユビキチンリガーゼLUBACはN末端を介した直鎖型ポリユビキチン鎖を形成する。このユニークなポリユビキチン鎖は申請者が発見するまでその細胞内での存在が知られておらず、その細胞内機能は未解明であった。そこで、平成18年度の研究実施計画に基づきその細胞内機能探索を遂行した。まず、LUBACのモデル基質であるUb-GFPの細胞内挙動がLUBAC依存的に変化する可能性を検討した。その結果、LUBACの高発現下でUb-GFPの細胞内量が減少すること、逆に、直鎖型ポリユビキチン鎖能を欠失させたLUBAC変異体の高発現下ではUb-GFPが細胞内に蓄積することが明らかになった。さらに、LUBACの構成因子の一つであるHOIPをノックダウンするとUb-GFPが細胞内に蓄積することが明らかとなった。Ub-GFPの量変化はプロテアソーム阻害剤に依存することから、直鎖型ポリユビキチン鎖はプロテアソーム依存的タンパク質分解と関連していると考えられる。LUBACはユビキチンを識別しポリユビキチン鎖を形成することから、LUBACのユビキチン結合ドメインの探索に加え、LUBACがリシンを介したポリユビキチン鎖を基質にする可能性を検討した。その結果、直鎖型ポリユビキチン鎖形成にはHOIL-1LのN末端鎖域とHOIPのC末鎖鎖域で十分であることが明らかになったが、この鎖域に既知のユビキチン結合ドメインは含まれておらず、現在ユビキチン結合ドメインの同定を継続している。また、LUBACはリシンを介したポリユビキチン鎖を基質にすることが出来るが、比較的その活性は低いことが示唆された。また、数種のLUBACの発現制御細胞株の構築を終えており、直鎖型ポリユビキチン鎖に対する抗体に関しては抗体価が弱いながら直鎖型ポリユビキチン鎖特異的な抗体が得られた。

P62にはユビキチン結合ドメインであるUBAがあり,このUBAを介して結合が担われている可能性がある。以上の解析に加え,LUBACのユビキチン結合ドメインの探索や直鎖型ポリュビキチン鎖とプロテアソーム分解の関連性をin vitroで探ったが現時点では特筆すべき成果は得られていない。
細胞内脂肪滴の生理機能：ステロイドホルモン産生を中心に

細胞内脂肪滴は全身の細胞に存在しているが、ステロイド産生細胞や好中球の脂肪滴の研究は進んでいない。本研究ではMLTC-1精巣ライディッヒ細胞およびHL-60由来の好中球細胞における脂肪滴タンパクと脂肪滴の役割について検討した。結果として、MLTC-1細胞の脂肪滴はステロイドホルモン産生酵素3beta-HSD、17beta-HSDが主要な構成タンパク質であり、細胞を黄体形成ホルモンで刺激すると、これらが小胞体に移行することがわかった。また、HL-60由来好中球では、Perilipin-3(PLIN3)が主要な脂肪滴タンパク質であり、PLIN-3が脂肪滴の形成に必須であることが示唆された。脂肪滴は中性脂肪がリン脂質一重膜に覆われた細胞小器官であり、全身の脂質代謝に重要な役割を果たしている。その制御には脂肪滴の表面に存在するタンパク質が関与している。私はステロイド産生細胞であるマウスライディッヒ細胞株(MLTC-1)細胞における脂肪滴の解析を進めており、これまでにMLTC-1の脂肪滴には多量のステロイド合成酵素が存在することを見出した。また黄体形成ホルモン(LH)でステロイド産生を刺激した時に、脂肪滴の形態が変化し、小型化することを見出した。本年度はまず電子顕微鏡により脂肪滴を観察し、ホルモン合成刺激時に小型化・分散していること、さらに脂肪滴周囲に小胞体膜が接合していることを明らかとした。次に、MLTC-1と同様の現象が他のステロイド産生細胞でも証明できるのか、アルドステロンを産生するヒト副腎皮質由来H295R細胞を用いて検討を行った。H295R細胞の脂肪滴はMLTC-1に比べて発達しておらず、脂質を付加した培養条件を検討することで脂肪滴の観察が可能となった。多くの細胞の脂肪滴表面には、Perilipinファミリータンパクが存在している。検討の結果H295R細胞の脂肪滴にはPerilipin-2が選択的に局在することがわかった。ステロイド合成酵素である17bHSD、3bHSDをH295Rで発現させるとMLTC-1同様に脂肪滴に局在した。しかし、MLTC-1で見られたようなホルモン合成刺激における脂肪滴の形態変化はH295R細胞では観察できなかった。脂肪滴の形態変化は限られた細胞で起こる現象である可能性がある。また、研究計画に基づき、脂肪滴の形態変化と生理機能の関連について、ヒト間葉系幹細胞、ヒト好中球細胞を用いて解析を進めている。細胞内脂肪滴は生体の脂質ホメオスタシスに主要な役割を果たす細胞小器官である。他の細胞小器官とは異なり、中性脂肪がリン脂質一重膜によって覆われた構造を持つ。脂肪滴の表面には多数のタンパク質が存在しており、脂肪滴の機能を制御している。従来、脂肪滴タンパクの機能解析はマウス由来の3T3-L1脂肪細胞を中心に進んできた。一方、他の細胞の脂肪滴の機能については不明な点が多く、本課題では主にステロイド産生細胞や好中球の脂肪滴について解析を進めてきた。これまでに、ステロイドホルモン産生細胞であるMLTC-1細胞において、黄体形成ホルモンによりステロイド産生刺激を与えると、脂肪滴の形態が変化し、脂肪滴タンパクの一部が小胞体に移行することを見出した。本年度は研究計画に基づき、ヒト好中球(HL-60)およびヒト間葉系幹細胞(hMSC)由来脂肪細胞の脂肪滴の解析を行った。好中球の脂肪滴には主にPerilipinファミリーの1つであるPerililin-3が局在していた。siRNAによりPerilipin-3を発現抑制したところ、プロスタグランジンE2(PGE2)合成酵素が減少し、それに伴い好中球からのPGE2分泌が低下した。よって好中球の機能に脂肪滴タンパクであるPerilipin-3が主要な役割を果たすことが明らかとなった。また、hMSC由来の脂肪細胞に関して、LC-MS/MSにより脂肪滴タンパクのプロテオミクス解析を行った。hMSC脂肪細胞は3T3-L1脂肪細胞と同様の局在タンパクを有していたが、hMSCにおいては3T3-L1で観察されるような、カテコールアミン刺激による脂肪滴の形態変化は認められなかった。ヒトMSC由来の脂肪細胞ではマウス由来の細胞とは異なる脂肪分解機構を有していることが示唆された。脂肪滴は、トリアシルグリセロール(TG)やコレステロールエステル(CE)といった中性脂肪がリン脂質一重膜で覆われた細胞小器官であり、脂質の貯蔵や代謝を制御している。この制御には脂肪滴表面タンパク質が重要な役割を果たしている。これまでの脂肪滴研究は脂肪細胞や肝細胞など、TG蓄積細胞が中心であり、CEを蓄積する脂肪滴についてはあまり研究されていない。ステロイド産生細胞はステロイドホルモン合成の原料となるCEを脂肪滴に多く蓄積している。

私はステロイド産生細胞であるマウス精巣ライディッヒ細胞株MLTC-1を用いて、脂肪滴タンパク質のプロテオミクスを行い、結果として、多数のステロイド合成酵素が脂肪滴に存在することを見出した。従来、ステロイド合成酵素はミトコンドリアと小胞体に局在すると考えられており、脂肪滴でのこれらの酵素の役割は不明である。本年度は、MLTC-1細胞におけるステロイド合成酵素の局在について検討を進めた。GFP-HSD3b1とGFP-HSD17b11をMLTC-1細胞に発現させると、小胞体と脂肪滴の両方に局在が観察された。興味深いことに、黄体形成ホルモン(LH)やcAMPアナログでホルモン合成を刺激すると、脂肪滴の形態が劇的に変化することを見出した。LH刺激後2時間で脂肪滴が小型化して細胞質全体に分散し、小胞体と脂肪滴が融合する状態が観察された。この結果は蛍光抗体法だけでなく、ショ糖密度勾配遠心法によっても再現された。以上の結果は、ステロイドホルモン産生の制御に脂肪滴の形態変化が関与していることを示唆している。さらに、MLTC-1細胞だけでなく、他のステロイド産生細胞として副腎H295Rを用いて解析を進めている。本研究では様々な細胞における脂肪滴の形態変化と生理機能の関連を明らかにすることを目的としている。中心となるステロイド産生細胞の解析については、脂肪滴タンパク質の網羅的解析や、脂肪滴の電子顕微鏡観察を遂行し、形態変化を起こすシグナル伝達経路が解明されつつある。また本年度はMLTC-1ライディッヒ細胞以外の細胞として副腎H295Rの解析に着手した。研究計画に沿い、好中球HL-60や脂肪細胞hMSCについても解析を始めており、Perilipin3など形態変化に関わるタンパク質の候補が出てきている。研究開始にあたり、ステロイドホルモン産生刺激により脂肪滴の形態が変化し、脂肪滴膜が小胞体膜と融合するという仮説を立てていた。本年度の研究により、この機構が形態学的実験および生化学的実験の両面から確かめられたため、一定の成果が得られたと考えている。蛍光抗体法によるステロイドホルモン合成酵素の局在の解析、MLTC-1以外の細胞での解析も開始しており、研究の目的はおおむね順調に進行している。脂肪滴の形態変化を生細胞で観察する実験については、学内のタイムラプス観察が可能な顕微鏡の設置の問題で開始が遅れているが、次年度には実施できる予定である。今後は研究計画に沿い、ステロイド産生細胞以外の細胞の脂肪滴を中心として検討を進める。すでに好中球HL-60や脂肪細胞hMSCについて解析を行っており、これらの脂肪滴形成を制御する因子や、形態変化を起こすシグナル伝達系経路を解明し、生理機能との関連について検討する。MLTC-1細胞の研究については、申請の最終年度として研究成果を発表することを計画する。基本的に申請の研究計画・方法に基づき、研究を遂行する。脂肪滴の形態変化について、まず、MLTC-1細胞だけでなく、他の細胞を用いた解析を進める。副腎由来のステロイドホルモン産生細胞であるH295R細胞を用いて、脂肪滴タンパク質のプロテオミクスを行い、ホルモン産生時の脂肪滴の形態変化を解析する。
ウェハースケールの六方晶窒化ホウ素によるマテリアルサイエンスの革新

グラフェンに代表される原子数個分の厚みしかない二次元材料が、優れた特性から次世代デバイス材料として期待されている。しかし、二次元材料は基板表面や吸着ガスなどの影響を受けて特性が大きく低下する問題がある。そのような中、絶縁性の六方晶窒化ホウ素(h-BN)の二次元膜が、特性を大きく引き出す材料として注目を集めている。しかし、現在使われているh-BN膜は結晶から剥離して得られる非常に小さな薄片であり、応用を進める上で大きな妨げとなっていた。そこで本研究では、高結晶性のh-BN膜をウェハースケールで合成する方法を開発し、二次元材料の特性を発揮するプラットフォームを創出し、材料科学の発展に貢献していく。
衛生害虫ブユの室内累代飼育の確立

本研究での成果は,まず,ウマブユの室内での実験,観察により,これまで不明であったブユ成虫の交尾,吸血,卵の発育,産卵,卵の孵化に関して詳しい知見が得られたことである.ヒロシマツノマユブユでは未吸血での卵の発育を示した.さらに,ミヤコオオブユ,アオキアシマダラブユ,ヒメアシマダラブユ,アシマダラブユ,オオアシマダラブユおよびアカクラアシマダラブユの6種のブユについては,今回の室内および野外での観察により,初めて産卵方法を明らかにした.このなかでもミヤコオオブユの産卵場所が川岸に生えている蘚苔であることを発見し,さらに卵の孵化までの過程を,追究出来たことは,水面上で産卵するブユ種がこれまで報告されていないだけに,特筆されよう.また,我が国のブユではほとんど知られていなかった孵化幼虫から成虫までの発育速度も,今回4種のブユで初めて明らかにされた.このような今回の研究を通じて,ウマブユでは室内での累代飼育が可能であることがはっきりした.また,他の5種のブユでは室内での卵から幼虫,蛹,成虫までの飼育が可能であることが分かった.これらのブユ種では室内での雌成虫の産卵も観察されたが,交尾に関してはウマブユと異なり狭所交尾性は見られなかった.今後,室内での交尾を誘導させる条件を検討する必要がある.吸血についてはウマブユ以外ではほとんど検討できなかった,今回使用した実験動物のほかに人口吸血装置を用いることで良い結果が期待できると思われる.幼虫の飼育では,飼育方法をさらに改良し,幼虫までの生存率を高めることが今後の課題である.本研究での成果は,まず,ウマブユの室内での実験,観察により,これまで不明であったブユ成虫の交尾,吸血,卵の発育,産卵,卵の孵化に関して詳しい知見が得られたことである.ヒロシマツノマユブユでは未吸血での卵の発育を示した.さらに,ミヤコオオブユ,アオキアシマダラブユ,ヒメアシマダラブユ,アシマダラブユ,オオアシマダラブユおよびアカクラアシマダラブユの6種のブユについては,今回の室内および野外での観察により,初めて産卵方法を明らかにした.このなかでもミヤコオオブユの産卵場所が川岸に生えている蘚苔であることを発見し,さらに卵の孵化までの過程を,追究出来たことは,水面上で産卵するブユ種がこれまで報告されていないだけに,特筆されよう.また,我が国のブユではほとんど知られていなかった孵化幼虫から成虫までの発育速度も,今回4種のブユで初めて明らかにされた.このような今回の研究を通じて,ウマブユでは室内での累代飼育が可能であることがはっきりした.また,他の5種のブユでは室内での卵から幼虫,蛹,成虫までの飼育が可能であることが分かった.これらのブユ種では室内での雌成虫の産卵も観察されたが,交尾に関してはウマブユと異なり狭所交尾性は見られなかった.今後,室内での交尾を誘導させる条件を検討する必要がある.吸血についてはウマブユ以外ではほとんど検討できなかった,今回使用した実験動物のほかに人口吸血装置を用いることで良い結果が期待できると思われる.幼虫の飼育では,飼育方法をさらに改良し,幼虫までの生存率を高めることが今後の課題である.衛生害虫ブユの室内飼育の確立を目的として、これまで特に困難とされてきた成虫世代での室内での交尾、吸血、産卵、および室内で産下された卵塊からの幼虫の孵化ならびに幼虫の飼育に関して、ウマブユを用いて研究をおこない、第1年次(昭和61年度)において次のような成果を得た。1.交尾について:室内で羽化した雄成虫は、(1)羽化直後より数日間交尾意欲を持つ。(2)一個体の雄が2-4個体の雌を連続して受精可能である。(3)交尾意欲は精子伝達ができなくなっても残る。(4)精子は、交尾の際、精包を介して雌に伝達され受精嚢へ貯えられる。2.吸血について:(1)室内で羽化した雌は、ヒトの他、犬、ウサギ、スナネズミから吸血した。(2)吸血行動は羽化当日でも20-50%の雌に認められる。(3)吸血行動は交尾の有無に関係ない。3.成熟卵の発育:(1)吸血後の卵巣発育は4-32°Cの温度範囲でみられる。(2)卵の発育日数は、26°C以上では1.75日でそれ以下では温度が低くなるほど長くなる。4.産卵について:(1)吸血後体内に成熟卵が発育すると、水の入った試験管内で産卵する。(2)雌は、試験管内で水中にもぐり、管壁や紙面上に塊として卵を産む。(3)産卵は、4-32°Cの温度でみられ、卵成熟後から産卵までは低温ほど幾分長くなる。5.産下された卵の発育について:(1)卵の発育は水温4-30°Cでみられ、孵化までの時間は温度が低くなるとともに長くなる。6.幼虫の発育について:(1)スターラーを用いた閉鎖系の容器で孵化幼虫から成虫まで飼育に成功した。(2)幼虫は7令期を経ることが分った。7.ヒロシマツノマユブユの末吸血産卵性について:(1)羽化直後は卵巣口胞は末発育である。

(2)水およびサトウ水で飼育した場合、第1口胞は発育し、成熟卵となる。(3)ただし、末吸血で成熟卵が発育するかどうかは、雌個体の大きさ、体内に貯えた脂肪体の量によって異なるようである。
新しいリンパ節転移診断技術の開発-抗体標識ナノビーズを用いた迅速転移診断

胃癌センチネルリンパ節生検を普及させることを目的に、術中迅速リンパ節転移診断法の開発に取り組んだ。抗サイトケラチン抗体標識ナノビーズを用いた迅速ホールマウント免疫染色をリンパ節に施し、マイクロX-CTにて転移巣画像化を試みた。しかしマイクロCTには術中迅速診断に耐えうる短時間では質の高い画像が得られないという問題点が、迅速ホールマウント免疫染色にはビーズのwashoutが難しくSN比の高い画像が得られないという問題点があり、よい結果は得られなかった。胃癌センチネルリンパ節生検を臨床応用し、機能温存根治手術の普及を図ることを目標に、後日の病理学的診断が可能で、かつ微小転移まで鋭敏に検出する、術中迅速リンパ節転移診断法を新規開発するのが本研究の目的である。その方法として、抗サイトケラチン抗体標識ナノビーズを用いた迅速ホールマウント免疫染色をリンパ節に施し、マイクロX-CTにて転移巣を画像化する試みを研究開発中である。初年度は抗サイトケラチン抗体標識ナノビーズによるホールマウント免疫染色法の開発ならびにマイクロCTによる転移巣描出の試みを行った。ラットリンパ節転移モデルでは大きなリンパ節が得られないことから、まずはヒトから得られた新鮮リンパ節検体を対象として、抗体標識ナノビーズによるホールマウント染色に着手した。抗体標識ナノビーズはリンパ節にある程度浸透することが判明したが、しかしwash outが課題であり、現在適正な抗体濃度とリンス方法を検討開発中である。また、東芝ITコントロールシステム社にリンパ節を持ち込み、開発中のマイクロCT装置を使用してリンパ節転移巣の描出を試みた。リンパ節の内部構造を描出するためのX線の条件と3D構築の解像度の適正な条件を設定するために様々な検討を行ったが、まだ適切な条件設定には至っていない。現時点では論文発表に耐えうる研究成果は得られていない。当初の研究計画の推進と同時に、他のモダリティによる微小転移可視化が可能か否かも併せて検討中である。2年目は抗サイドケラチン抗体標識ナノビーズによるヒトリンパ節の転移巣のホールマウント免疫染色による染色技術の確立を重点的に行った。リンパ節被膜に手を加えない状態でのビーズの浸透にはやはり問題が残り、リンパ節を2mm程度の間隔で多切片にする必要性が明らかとなった。マイクロCTによる転移巣描出の試みも継続したが、X線の条件と3D構築の解像度の条件を様々に変更したが、解像度が決して高くはない、S/N比もよくない、という問題をクリアする見通しが立たなくなり、マイクロCTでの検出は断念せざるを得なくなった。現在は、多切片の断面における微小転移の可視化が光学的に可能を検討中である。蛍光検出カメラシステムの設定を一部変更し、得られた画像をPCで電子的に画像強調して微小転移巣の検出が可能かを検証中である。マイクロビーズの蛍光強度と、励起光の光量、ビデオカメラシステムの解像度の調節を試みている最中である。その方法として、抗サイトケラチン抗体標識ナノビーズを用いた迅速ホールマウント免疫染色をリンパ節に施し、マイクロX-CTにて転移巣を画像化する試みを研究した。しかしこれまで2年の研究では、マイクロCTの解像度・抗体標識ナノビーズの組織浸透性・wash outの困難性から、ホールマウントの状態での微小転移巣画像化の目処は難しく、当初の研究計画は断念せざるを得なかった。3年目は方針を転換し、マイクロCTでの画像化をあきらめ、多切片の断面における微小転移巣の可視化が光学的に可能か、の検証を行った。リンパ節を2mmスライスで多切片化し、蛍光検出カメラシステムの設定を一部変更し、得られた画像をPCで電子的に画像強調して微小転移巣の検出を試みた。切片上であればマイクロビーズは浸透しwach outも可能であったが、ノイズも強く、micrometastasis程度の転移巣の検出には目処が付いたが、それを下回るサイズの転移巣の検出は困難であった。術中迅速凍結切片の診断精度を上回る簡便な方法が確立する可能性は低くなり、研究は再度の方向転換を余儀なくされた。現在は転移巣の簡便な検出を行うべく、Tissue rinsed liquid base cytology法との組み合わせによる、微小転移巣のliquid baseでの画像化に着手している。