hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
利用者の空間認知構造を考慮した自治体へのGIS導入過程に関する研究

自治体へのGIS導入は,実質的には成功例よりも失敗例の方が多いといわれている.このような一度苦い経験をしたことのある自治体へのGISの再導入には「きっかけ」が必要である.地域性を考慮したGISの導入の「きっかけ」として防災活動や災害対応を考え,利用者対象を主体となる自治体職員だけでなく,自治体職員と密な連携を持つ地域リーダーまで含めた形で以下のような考察を行った.1)防災活動でのGISへの要求に関する調査東京都杉並区役所における時空間GISをベースとした震災レスキューシミュレータの開発,防災訓練でのデモンストレーション,地域住民を対象とした懇話会「シミュレーションで考える防災都市づくり講座」という一連の活動とその後の対応をケーススタディとして,利用者の空間認知構造がGISへの要求にどのように影響を与えるかについて考察を行った.さらに,これをもとに市民参加型の災害リスクコミュニケーションでのGISの果たす役割について知見を得た.2)自治体組織体系と導入過程に関する考察日本の自治体組織は,一般的に,専門知識を持つ職員を1つの部署に固定する形ではなく,総合的な知識をもつ職員がある周期で部署を異動していく形を採っている.しかし,情報処理に関しては,従来十分とされてきた総合的な知識の領域を超えたものであるため,職員のこれまでの経験にもとづいた知識より,個人の経験による知識が上回る結果となっているのが現状である.そこで,情報処理の専門職を自治体に置いた場合,どのような導入過程が考えられるのかについて,トルコDuzce市における導入事例をケースとして考察した.地域性を考慮したGISの導入過程における「地域性」を,利用者である自治体職員と対象となる地域の認知度として捉える.まず地域特性との関連をより明らかにするため,過密型大都市の自治体,過疎地域の自治体を含む複数の自治体職員に対して,情報共有のための時空間情報をキーとするコンピュータシステムの導入過程をアダプティブマネジメシトの視点で捉え,以下のような作業,分析を行った.1)災害での利用も考慮した平常時の自治体システム構築に関する考察情報システムの災害リスク要因を明確化し,この問題点に対する対処方法を考慮したシステム構成を提案した.技術的課題となる,ホロニック(自律分散協調型)システムを構築できる自空間GISの構築に関して検討し,プロトタイプシステムを開発した.さらに,このシステムを基盤としたアプリケーションシステムを構築し、神戸市長田区の総合防災訓練に適応した.特に,利用者の情報リテラシを考慮したGUIを実装し,災害対応のためのGISの利用経験はないが,平常時にGISに触れる機会のある利用者であれば,ほとんどマニュアルなしで対応できることを確認した.2)GIS初期導入過程のモデル構築鳥取県智頭町において導入されたGISベースの「ひまわり(智)システム」の導入過程について分析し,地域への情報システム導入のモデルとしてパラサイト型導入過程を提案した.さらに智頭町において,福祉関連各機関が互いに連携して高齢者の住民により質の高い総合的なサービスを提供していく試みである「ひまわりプロジェクト会議」に参加し,自治体を含む福祉関連機関職員が,情報共有を行っていく過程でGISの重要性をどのように認知するかについての実態調査を行った.自治体へのGIS導入は,実質的には成功例よりも失敗例の方が多いといわれている.このような一度苦い経験をしたことのある自治体へのGISの再導入には「きっかけ」が必要である.地域性を考慮したGISの導入の「きっかけ」として防災活動や災害対応を考え,利用者対象を主体となる自治体職員だけでなく,自治体職員と密な連携を持つ地域リーダーまで含めた形で以下のような考察を行った.1)防災活動でのGISへの要求に関する調査東京都杉並区役所における時空間GISをベースとした震災レスキューシミュレータの開発,防災訓練でのデモンストレーション,地域住民を対象とした懇話会「シミュレーションで考える防災都市づくり講座」という一連の活動とその後の対応をケーススタディとして,利用者の空間認知構造がGISへの要求にどのように影響を与えるかについて考察を行った.さらに,これをもとに市民参加型の災害リスクコミュニケーションでのGISの果たす役割について知見を得た.2)自治体組織体系と導入過程に関する考察日本の自治体組織は,一般的に,専門知識を持つ職員を1つの部署に固定する形ではなく,総合的な知識をもつ職員がある周期で部署を異動していく形を採っている.しかし,情報処理に関しては,従来十分とされてきた総合的な知識の領域を超えたものであるため,職員のこれまでの経験にもとづいた知識より,個人の経験による知識が上回る結果となっているのが現状である.そこで,情報処理の専門職を自治体に置いた場合,どのような導入過程が考えられるのかについて,トルコDuzce市における導入事例をケースとして考察した.
新しい分子変換の場としての高分子メディエータ・酵素複合電極系

酸化還元酵素反応を利用する有用物質の生産では、補酵素の電気化学的再生が工程の合理化に有効となるが、連続的な反応等のためには補酵素の再生に必要なメディエータ、酵素類及び補酵素の電極面への固定化が必要である。本研究では固定化のための官能性支持体を芳香族アミン類の電解重合法で電極表面上に形成させることを試みた。ο-ニトロアニリン(ο-NA)を硫酸水溶液中で、電解酸化及び電解還元を繰り返し行う矩形波反復電解反応を行ったところ、電極表面に重合膜が形成された。この重合膜のポリマー側鎖のニトロ基をアミノ基に還元する目的でポリマー被覆電極をさらに定電位還元処理した。得られた修飾電極のアミノ基にメディエータとしてビオロゲン誘導体を化学的に結合させてメディエータ固定化複合電極を調製した。ビオロゲン固定化修飾電極のサイクリックボルタモグラムにはビオロゲンに特有な2組の還元波が見られ、ビオロゲン基の導入が確認されたが、酸化波は遊離のビオロゲン誘導体と比較して、極めて小さくなった。一方、修飾ポリマーのアミノ基に水溶性カルボジイミドを用いフェロセンカルボン酸(Fc)を固定した複合電極を作成し、同じくCV測定を行ったところ、遊離Fcで見られる還元波が消失した。これら対照的な現象をポリマー主鎖のレドックス能と固定化メディエータの電子伝達能とから検討した。つぎに、これらメディエータ修飾電極の補酵素NAD^+に対する応答性は酸化還元酵素の共存で向上したことで複合電極の分子認識性改善の指針が得られた。
革新的細胞走性モデルの開発： 医療・進化生物学への新展開

本年度は渡航前にあたる。本年度は、まず始めに、細胞の走性に関する文献調査を行った。そして従来の走性モデルの問題点を整理した。次に、微細藻類の走流性に関する予備的な実験を行い、走流性を記述する数理モデル化に着手した。さらに、Goldstein教授と打ち合わせを行い、渡航中に実施する研究の詳細を検討し、渡航後にスムーズに国際共同研究を開始できるよう準備した。さらに、受入れ教員のGoldstein教授のみならず、同じ学科のPedley教授やLauga教授との打ち合わせを行い、渡航後にスムーズに国際共同研究を開始できるよう準備した。当初予定していた渡航前の全ての課題を遂行することができた。さらに、受入れ教員のGoldstein教授のみならず、同じ学科のPedley教授やLauga教授との打ち合わせを行い、渡航後にスムーズに国際共同研究を開始できるよう準備できているため。渡航先では、微生物と精子の走性モデルの開発に取り組む。Goldstein教授から走性に関する実験データを提供してもらい、その結果を表現できる数理モデルを申請者とGoldstein教授で構築する。実験では襟鞭毛虫の走化性が大腸菌の走化性モデルと類似のモデルで記述できる可能性が示唆されているため、まず始めにそのモデルを検証する。必要であればGoldstein研で追実験を行い、申請者のシミュレーションと比較検討することで、数理モデルをブラッシュアップさせる。また、渡航前に実施した微細藻類の走流性に関する実験結果を解析し、走流性を表現できる数理モデル化にも取り組む。さらに、Goldstein教授から精子の走流性の実験データを提供してもらい、その結果を表現できる数理モデルを申請者とGoldstein教授で検討する。これらの国際共同研究によって、走性モデルを世界最高峰に短期間で押し上げる。走性を考慮した数値シミュレーションコードの開発にも取り組み、実験結果と比較検討することで、数理モデルの妥当性を検証する。また、ケンブリッジ大学の応用数学・理論物理学科には、Goldstein教授のみならず、申請者と長い間共同研究を実施しているPedley教授とLauga教授も在籍している。この2人の教授とも共同研究することで、基課題のマクロスケール物理量の理論導出を格段に発展させる。内定年度:2017本年度は渡航前にあたる。
卵巣予備能の異なる雌牛の体内での卵胞発育動態に基づく体外卵胞発育モデルの開発

これまでの研究では、卵子の受精能や性ステロイドホルモン分泌などの卵巣の潜在的能力(卵巣予備能)と相関する卵巣内の胞状卵胞数に着目し、卵子発生能との関係を検討した。1.牛卵巣を胞状卵胞数により、High群(25個以上)およびLow群(25個未満)に分け、各卵巣から採取した初期胞状卵胞由来の卵子-卵丘-顆粒層細胞複合体(OCGC)を体外発育培養(IVG)に供した。OCGCのエストラジオール(E2)産生は、培養8日目においてHigh群の方が高く、卵子核成熟能も高かった。IVG後の卵子を体外受精した結果、High群卵子は胚盤胞(9.1%)まで発育したが、Low群からは胚盤胞は得られなかった。以上の結果から、Low群の顆粒層細胞はE2産生能が低く、卵子発生能低下の要因となることが示唆された。2.超音波画像診断装置を用いて、経産ホルスタイン種雌牛を胞状卵胞数によりHigh群(30個以上)およびLow群(30個未満)に分類し、卵胞発育動態および血中と卵胞液中のホルモン濃度を評価した。High群の胞状卵胞数は増減を伴う波状の動態を示したが、Low群では増減は見られなかった。血中卵胞刺激ホルモン(FSH)濃度は発情周期を通してLow群で高く、E2濃度はHigh群の方が高かった。また、卵胞液中のE2濃度は、排卵期においてHigh群の方がLow群よりも高かった。以上の結果から、牛生体内でもIVGと同様に、Low群におけるE2産生能の低下が示された。3.フィリピンの国立研究機関であるフィリピンカラバオセンターにおいて、牛よりも卵巣予備能が低いことが知られる水牛における経腟採卵-体外受精の改良に取り組んだ。その結果、FSHおよび性腺刺激ホルモン放出ホルモンを用いた卵巣刺激処置により、胚盤胞発生率は無処置の場合の9.1%から21.6%へと大きく向上した。牛のIVG系を用いた研究は、既にJournal of Reproduction and Development誌に発表済みである。生体の牛を用いた研究について、当初予定していた顆粒層細胞の遺伝子発現解析は、リアルタイムPCRの実験条件の設定がまだ終了できていない。また、生体から内卵胞膜細胞を採取するために、超音波検査による観察下で用いるバイオプシー針を試作し、採取を試みたが、卵胞壁の辺縁にバイオプシー針を刺入することが技術的に困難であることから、採材法の確立には至っていない。一方、これまでに得られた超音波検査、血中および卵胞液中のホルモン濃度測定の結果の解析については既に終了し、45th Annual Conference of the International Embryo Technology Societyにおいて発表を行っており、その後実験を追加し、論文投稿の準備を進めている。さらに、フィリピンカラバオセンターで行った共同研究についても既にAnimal Science Journal誌に速報として発表している。また、牛のIVG培地に一般的に添加される血清は、顆粒層細胞の黄体化を促進し、卵胞退行過程と類似して、プロジェステロン(P4)産生を促進することが明らかになっており、黄体化を抑制できる無血清培地の開発の研究を進めている。現在のところ発生能を有する卵子を生産可能な培地の開発には至っていないものの、これまでに、培養中の未発育な状態での成熟分裂の再開を防ぐ作用のあるCilostamideの添加により、成熟培養後の卵子核成熟率を向上させることができることが分かっている。以上の研究進捗状況から、今後より一層の進展を必要とする点もある一方、今年度に限っても筆頭著者として3報の論文発表を行っている点、国際共同研究において成果を残している点を考慮し、上記の評価とした。今後は、遺伝子発現解析のほか、多様な分子生物学的手法を有し、牛やヒトの原始卵胞や二次卵胞の培養で実績のあるイギリスのエジンバラ大学細胞生物学研究所・Dr. Telfer研究室に拠点を移して研究を継続する。生体牛での内卵胞膜細胞の採取が困難であったことから、代替手段として食肉検査場由来の牛卵巣を用い、卵巣内の胞状卵胞数による分類を行う。各卵巣から、卵胞壁の血管の分布や性ステロイドホルモン濃度により発育過程にある卵胞を選抜し、採取する。採取した卵胞を卵胞の大きさにより分類し、内卵胞膜細胞や顆粒層細胞由来の各種成長因子の卵胞発育における遺伝子発現動態を明らかにすると共に、各種成長因子が卵巣予備能と卵胞機能の関連性に寄与しているかを検討する予定である。また、無血清培地におけるIVGについて、血清代替物の利用や培養プレートの影響といった基礎的な検討を進め、黄体化を抑制すると共に、発生能を有する卵子を生産できる培養系の確立を目指す。さらに、これまでの所属教室における研究により、抗酸化作用のあるAstaxanthinを血清添加培地に加えることで、培養液中のP4産生を抑制し、卵子発生能を向上させることが明らかになっており、血清添加培地における黄体化を抑制させる観点での研究も視野に入れる。得られた結果を元に、各卵胞発育時期における遺伝子発現量およびホルモン濃度を基準とし、種々の成長因子を時期特異的に培地に添加して、卵巣予備能が低い牛でも高い卵子発生能を得ることが可能な卵胞発育モデルの確立を目指す。

これまでの研究では、卵子の受精能や性ステロイドホルモン分泌などの卵巣の潜在的能力(卵巣予備能)と相関する卵巣内の胞状卵胞数に着目し、卵子発生能との関係を検討した。1.牛卵巣を胞状卵胞数により、High群(25個以上)およびLow群(25個未満)に分け、各卵巣から採取した初期胞状卵胞由来の卵子-卵丘-顆粒層細胞複合体(OCGC)を体外発育培養(IVG)に供した。OCGCのエストラジオール(E2)産生は、培養8日目においてHigh群の方が高く、卵子核成熟能も高かった。IVG後の卵子を体外受精した結果、High群卵子は胚盤胞(9.1%)まで発育したが、Low群からは胚盤胞は得られなかった。以上の結果から、Low群の顆粒層細胞はE2産生能が低く、卵子発生能低下の要因となることが示唆された。2.超音波画像診断装置を用いて、経産ホルスタイン種雌牛を胞状卵胞数によりHigh群(30個以上)およびLow群(30個未満)に分類し、卵胞発育動態および血中と卵胞液中のホルモン濃度を評価した。High群の胞状卵胞数は増減を伴う波状の動態を示したが、Low群では増減は見られなかった。血中卵胞刺激ホルモン(FSH)濃度は発情周期を通してLow群で高く、E2濃度はHigh群の方が高かった。また、卵胞液中のE2濃度は、排卵期においてHigh群の方がLow群よりも高かった。以上の結果から、牛生体内でもIVGと同様に、Low群におけるE2産生能の低下が示された。3.フィリピンの国立研究機関であるフィリピンカラバオセンターにおいて、牛よりも卵巣予備能が低いことが知られる水牛における経腟採卵-体外受精の改良に取り組んだ。その結果、FSHおよび性腺刺激ホルモン放出ホルモンを用いた卵巣刺激処置により、胚盤胞発生率は無処置の場合の9.1%から21.6%へと大きく向上した。牛のIVG系を用いた研究は、既にJournal of Reproduction and Development誌に発表済みである。生体の牛を用いた研究について、当初予定していた顆粒層細胞の遺伝子発現解析は、リアルタイムPCRの実験条件の設定がまだ終了できていない。また、生体から内卵胞膜細胞を採取するために、超音波検査による観察下で用いるバイオプシー針を試作し、採取を試みたが、卵胞壁の辺縁にバイオプシー針を刺入することが技術的に困難であることから、採材法の確立には至っていない。一方、これまでに得られた超音波検査、血中および卵胞液中のホルモン濃度測定の結果の解析については既に終了し、45th Annual Conference of the International Embryo Technology Societyにおいて発表を行っており、その後実験を追加し、論文投稿の準備を進めている。さらに、フィリピンカラバオセンターで行った共同研究についても既にAnimal Science Journal誌に速報として発表している。また、牛のIVG培地に一般的に添加される血清は、顆粒層細胞の黄体化を促進し、卵胞退行過程と類似して、プロジェステロン(P4)産生を促進することが明らかになっており、黄体化を抑制できる無血清培地の開発の研究を進めている。現在のところ発生能を有する卵子を生産可能な培地の開発には至っていないものの、これまでに、培養中の未発育な状態での成熟分裂の再開を防ぐ作用のあるCilostamideの添加により、成熟培養後の卵子核成熟率を向上させることができることが分かっている。
Wntシグナル伝達因子Dishevelledによるアクチン細胞骨格の制御機構

アクチン細胞骨格制御因子であるcofilinは様々な細胞外因子によって脱リン酸化が引き起こされることが知られており、それにはcofilin特異的なフォスファターゼであるslingshot (SSH)が関与していることが予想される。しかし。cofilinの脱リン酸化やSSHの活性化を制御する細胞内シグナル伝達機構についてはほとんど明らかにされていない。これを明らかにすることは、Wntを含む様々な細胞外因子によるアクチン細胞骨格の再構築の制御機構を理解する上で重要である。私はこのことを解析するため、LIMキナーゼの活性化や細胞運動を引き起こすことが知られているinsulinを用いて、SSHの関与とそのシグナル伝達機構のついて解析を行った。その結果、培養動物細胞においてinsulin刺激はPI3キナーゼの活性依存的にSSH1Lのフォスファターゼ活性の上昇とcofilinのリン酸化量の低下を引き起した。また、SSH1Lは、PI3キナーゼの触媒産物であるPIP3やそれによって活性化されたAktと共に、インスリン刺激によって形成される細胞膜の突出部位に蓄積することが明らかになった。その部位にはcofilinの蓄積もみられたが、リン酸化cofilinはほとんど検出されなかった。このことは、膜突出部位には脱リン酸化型のcofilinが主に局在していることを意味している。PIP3はがん抑制遺伝子であるPTENによって脱リン酸化されるが、細胞内にPTENを過剰発現させた結果、cofilinのリン酸化量が上昇した。さらに、PTEN遺伝子欠損マウス由来の線維芽細胞ではリン酸化cofilin量の顕著な低下がみられた。これらの結果は細胞内のPIP3がSSH1Lの活性化とcofilinの脱リン酸化に関与していることを強く示唆している。アクチン細胞骨格制御因子であるLIMキナーゼ1(LIMK1),Slingshot IL(SSH1L),およびcofilinがWntシグナルによるアクチン細胞骨格の制御に関与しているかを検討するため、RNA interferance(RNAi)法を利用した解析方法の確立を試みた。short interferance RNA(siRNA)を細胞内で発現させるためのベクターであるpSUPERを用いてそれぞれの遺伝子に対するsiRNA発現プラスミドを作成した。それらの効果を調べるため、Jurkat細胞にそれぞれのプラスミドをelectroporation法により導入した。その結果、それぞれのsiRNAによりLIMK1、SSH1L、cofilinの発現量が顕著に低下した。また、LIMK1のsiRNAによりリン酸化cofilin(P-cofilin)量の低下が、一方、SSH1LのsiRNAによりP-confilin量の増加が確認された。ElectroporationによるpSUPERの導入効率を調べるため、pSUPER-cofilinを導入後、アクチンとcofilin、またはP-cofilinの細胞染色を行った。CofilinとP-cofiinの細胞染色には抗血清を用いたが、backgroundが非常に高く、RNAiの効果を確認することはできなかった。しかし、アクチン染色ではほぼ全ての細胞において重合アクチンの強い集積を伴う異常に発達した葉状仮足様が観察された。このことからelectroporationによりほぼ全ての細胞にpSUPERプラスミドが導入されたと考えられる。これらの結果からJurkat細胞でpSUPERベクターを用いたRNAiが効率良く働くことが示され、今後の解析に用いることが可能となった。しかし。
血糖測定機器による簡便な咀嚼能率の評価法

最近、物性や形状を規格でき、衛生管理が簡単で、かつ日常生活と同等の咀嚼の進行に伴う変化を分析することができるグミゼリーが咀嚼機能の評価のための被験食品として用いられるようになってきた。また、グミゼリー中のゼラチンやグルコースの溶出量を咀嚼後に測定することによって、咀嚼能率を評価する試みがなされ、その有効性が確認されている。しかしながら、ゼラチンやグルコースの溶出量の測定には大型で高価な分光光度計が必要であり、現状では一般の臨床応用が困難である。そこで、本研究は、小型で安価な血糖測定機器を用いたグルコースの溶出量の分析の可能性を検討する目的で、分光光度計(申請設備)と前年度で明らかにした有効な血糖測定機器(申請設備)を用いて、正常者20名のグミゼリー咀嚼時のグルコースの溶出量の測定を行い、両測定値間の関係を分析した。次いで、不正咬合者20名と頭蓋下顎障害患者20名について、グミゼリー咀嚼時のグルコースの溶出量の測定を血糖測定機器を用いて行い、正常者、不正咬合者、頭蓋下顎障害患者の3者間で比較した。結果は、以下の通りである。1.分光光度計によるグルコースの溶出量と血糖測定機器によるグルコースの溶出量との間には、高度に有意な正の相関が認められた。2.不正咬合者と頭蓋下顎障害患者のグルコースの溶出量は、どちらも正常者のグルコースの溶出量よりも小さく、正常者と不正咬合者との間、正常者と頭蓋下顎障害患者との間にそれぞれ高度な有意差が認められた。3.これらのことから、血糖測定機器は、分光光度計と同程度にグルコースの溶出量を正確に測定できること、また正常者、不正咬合者、頭蓋下顎障害患者における機能的差異を客観的に評価できることが示唆された。最近、物性や形状を規格でき、衛生管理が簡単で、かつ日常生活と同等の者咀嚼の進行に伴う変化を分析することができるグミゼリーが咀嚼機能の評価のための被験食品として用いられるようになってきた。しかしながら、ゼラチンやグルコースの溶出量の測定には大型で高価な分光光度計が必要である。そこで、本研究は、小型で安価な血糖測定機器を用いたグルコースの溶出量の分析の可能性を検討する目的で、グルコース濃度について、各種血糖測定装置間で比較した。2.分光光度計(申請設備)と市販の血糖測定機器(申請設備)4種類(装置A:マイルス三共社製・タイド、装置B:山之内製薬社製・アドバンテージ、装置C:テルモ社製・メディセーブリーダー、装置D:ヘキスト・マリオン・ルセル社製・グルコカード、)を用いて、各種濃度のグルコース量を測定後、グルコース溶液の濃度と分光光度計によるグルコース濃度との間、グルコース溶液の濃度と血糖測定機器によるグルコース濃度との間の関係を回帰分析により調べた。3.グルコース溶液の濃度と分光光度計によるグルコースの濃度との間には、比例的な関係が認められ、回帰直線の傾きがほぼ1であった。4.グルコース溶液の濃度と血糖測定機器(装置A、装置B、装置C、装置D)によるグルコースの濃度との関係は、装置Aと装置Bではそれぞれ比例的な関係が認められ、回帰直線の傾きがほぼ1であったが、装置Cでは100mg/dlから400mg/dlまではほぼ比例的関係があったものの、500mg/dlでのグルコース濃度が400mg/dlでのグルコース濃度よりも小さくなり、装置Dでは100mg/dlから400mg/dlまではほぼ比例的関係があったものの、500mg/dlでのグルコース濃度が測定不能で計測できなかった。なお、装置Aと装置Bでは、高度に有意な回帰を示した。5.これらのことから、装置Aと装置Bは、分光光度計と同程度にグルコースの濃度を正確に測定でき、臨床応用できることが明らかになった。

次いで、不正咬合者20名と頭蓋下顎障害患者20名について、グミゼリー咀嚼時のグルコースの溶出量の測定を血糖測定機器を用いて行い、正常者、不正咬合者、頭蓋下顎障害患者の3者間で比較した。結果は、以下の通りである。1.分光光度計によるグルコースの溶出量と血糖測定機器によるグルコースの溶出量との間には、高度に有意な正の相関が認められた。2.不正咬合者と頭蓋下顎障害患者のグルコースの溶出量は、どちらも正常者のグルコースの溶出量よりも小さく、正常者と不正咬合者との間、正常者と頭蓋下顎障害患者との間にそれぞれ高度な有意差が認められた。3.これらのことから、血糖測定機器は、分光光度計と同程度にグルコースの溶出量を正確に測定できること、また正常者、不正咬合者、頭蓋下顎障害患者における機能的差異を客観的に評価できることが示唆された。
作業意図を考慮した人間型ロボットハンドの遠隔操作

遠隔地における人と人,人と物体とのインタラクション(相互作用)には,音声や映像だけでなく力覚通信が重要な課題である.力覚通信を実現するための鍵となる入出力デバイスがハプティックインターフェイスである.本研究は,多指ハプティックインターフェイスを用いて人間型ロボットハンドを遠隔操作することを目的とする.多指の遠隔操作では,ハプティックインターフェイスとロボットハンドの構造の違い、多点力覚提示による通信量の増大等の問題が生じる.そこで、遠隔操作を実現するため,操作者の作業意図に基づくロボットハンドの制御方法、通信情報の軽減手法、力覚と視覚の同時提示法を研究した。遠隔地における人と人、人と物体とのインタラクションには、音声や映像だけでなく力覚通信が重要な課題である。力覚通信を実現するためには、入出力デバイスとなるハプティックインターフェイスが重要になる。本研究は、多指ハプティックインターフェイスを用いて人間型ロボットハンドを遠隔操作することを目的とする。多指を用いた遠隔操作では、ハプティックインターフェイスとロボットハンドの構造の違い、多点力覚提示による通信量の増大等の問題が生じる。そこで、遠隔操作を実現するため、操作者の作業意図に基づくロボットハンドの制御方法、通信情報の軽減手法、予測した力覚と視覚の同時提示法を提案し、その有効性を検証する。平成25年度は、前年度の研究成果を基に作業意図の解析、視覚と力覚の同時提示について研究を実施した。作業意図の解析では、操作者の指先位置、指先力、物体の位置姿勢から操作者の作業意図をリアルタイムで解析し、作業に応じて人間型ハンドロボットのハンド部とアーム部の制御を切りえる手法を提案した。音声認識による非常時の緊急停止や作業意図の入力もシステムに実装した。これらにより、ロボットハンドの遠隔時の操作性や安定性が向上した。視覚と力覚の同時提示では、遠隔操作における力覚と視覚を同時提示するため、遠隔地の外部環境を2台のCCDカメラおよび深度センサにより立体視可能なシステムを構築した。遠隔操作において力覚だけでなく、視覚情報も同時に提示可能となり操作性が向上した。力覚通信を実現するための鍵となる入出力デバイスがハプティックインターフェイスである。多指の遠隔操作では、ハプティックインターフェイスとロボットハンドの構造の違い、多点力覚提示による通信量の増大等の問題が生じる。平成24年度は、本研究3年間の基礎となる次の3点について研究を実施した。シミュレーションシステム:多指ハプティックインターフェイスを用いた人間型ロボットハンドの遠隔操作は、実験用プログラムの作成途中においてロボットの暴走等の危険を伴うため、ロボットハンド・アームの動作を模擬したVR技術を利用したCGシミュレーションシステムを構築した。ロボットハンドの遠隔制御:多指ハプティックインターフェイスを用いて、ロボットアームに装着した人間型ロボットハンドを遠隔操作して把持物体の広範囲な操作空間を実現した。ロボットハンド・アームの制御は、作業を考慮してロボットハンドやアームの動作を制限するロボットハンドの指先の可操作性を考慮した制御方法を提案した。また、物体把持の自動化のため、ロボットハンドによる物体剛性の計測方法を提案した。指先位置と指先力の予測:通信周期を低減するため、低周期で送信されるハプティックインターフェイスの指先位置とロボットハンドの指先力のデータを基に操作者とロボットの指先位置および指先力を推定した。宇宙空間や原子炉等、人間が立ち入ることの困難な極限環境での作業を行わせるのにロボットの活躍が期待されている。しかし、高度な判断を必要とする作業は自律的にロボットを制御することは難しく、人間が遠隔地から判断してロボットを操作することが望ましい。本研究では、多指ハプティックインターフェイスを用いてロボットハンドとロボットアームから構成する人間型ハンドロボットを遠隔操作することを目的とした。そこで、遠隔操作を実現するため、最終年度は、指先位置と指先力の差分により通信量を軽減する手法を提案してその有用性を確認し、海外との通信実験を実施した。

研究期間全体を通じては、ハンドロボットの動作を模擬したCGシミュレーションシステムを構築してマスタ・スレーブ制御法を安全に確認、マスタ・スレーブシステムを多指ハプティックインターフェイスと人間型ハンドロボットにより構築してマスタとスレーブ間で5指15成分の指先位置、指先力を情報をLANを介して送受信してロボットアームの手首位置・姿勢を陽に制御する手法を提案、操作者の物体の把持・操作の作業意図(move、grasp、translate、release)を解析して作業内容に応じてロボットハンドの制御方法を切り替える制御手法を提案、スレーブ側のロボットハンドの作業環境を立体視可能なシステムを構築して力覚と視覚の同時提示による物体の提示する手法を提案、通信量を軽減する手法を提案してそれらの有用性を確認した。ロボット平成25年度に目標と設定した作業意図の解析、ロボットハンドの映像と力の同時提示について研究を進めた。実験機のトラブルにより研究の一部に遅れは生じたが、研究課題の大半を計画通りに進めている。平成24年度に目標と設定したシミュレーションシステムの構築、ロボットハンドの遠隔制御、指先位置と指先力の予測について研究を進めた。実験を担当していた学生1名が半期休学したため、研究の一部に遅れは生じたが、研究課題の大半を計画通りに進めている。前年度までに得られた結果を基にし、平成26年度は送受信データの圧縮、海外との遠隔操作実験の研究実施を計画する。送受信データの圧縮では、指先力と指先位置を相互に送受信するため、これらのデータの圧縮方法を検討する。指先の位置・力情報から物体情報への変換、差分法による圧縮を比較評価する。海外との遠隔操作実験では、これまでの提案手法の有効性と問題点を明確にするため、日本との通信遅延が顕著な海外との遠隔操作実験を行う。これまでに日本とリトアニア間で実施した予備実験に基づいてシステムを調整し、CGシミュレーション上の人間型ロボットハンドおよび実機による遠隔操作実験を実施する。平成24年度に得られた結果を基にし、次年度は次の2点の研究実施を計画する。作業意図の解析:人間の作業意図を解析し、操作者の指先位置、指先力、物体の位置姿勢等から作業内容に応じてロボットハンド・アームの制御方法を切り替える手法を検討する。ロボットハンドの映像と力の同時提示:遠隔操作における力覚と視覚を提示するときの知覚特性の評価を行う。実験環境を整備する物品の調達に時間を要して当該年度に購入することができなかったため、次年度使用額が生じた。次年度の助成金と合わせて、実験機の保守のためロボットハンドおよびロボットアームの機構部品、モータ、電機部品を購入する。また、実験環境構築や疲労度測定のための実験機器を購入する。やさらに、前年度までに得た研究成果を外部へ発表するため、国内・海外への旅費および学会等の参加費、英文校閲費を予定する。実験環境を保守するため、ロボットハンドおよびロボットアームの機構部品、モータ、電機部品を購入する。また、平成24年度に得た研究成果を外部へ発表するため、国内・海外への旅費および学会等の参加費、英文校閲費を予定する。
レーザー誘起プロトンビーム照射による化学反応ダイナミクス

本年度は、ポリ塩化ビニル表面への高強度レーザー光の集光照射による、レーザープラズマX線測定、および、レーザー誘起プロトンビーム測定を実施し、レーザーとプラズマの相互作用のチャープ依存性の研究を行った。NaI(T1)シンチレーター付き光電子増倍管を用いて放出X線強度を測定した結果、レーザーのパルスエネルギーを固定した場合、最も短いパルス幅におけるより若干チャープされて時間的にパルス幅が広がったパルスの方が、X線のシグナル強度が最大となることが明らかとなった。さらに、正のチャープより負のチャープの方が、X線強度が強い傾向があることが明らかとなった。このチャープ依存性は平成20年度に観測したC^<3+>イオンの最大運動エネルギーに対するチャープ依存性と類似した傾向を持つことから、X線の発生とC^<3+>イオン放出における共通の増強機構の存在が示唆されていると考えられる。また、トムソンパラボラ型分析器を用いて、放出されたプロトンビームの運動エネルギー計測を行ない、プロトン放出過程の、レーザーのチャープ度やパルス幅への依存性を、10^<15>W/cm^2程のレーザー場強度において調べた。その結果、プロトンの最大運動エネルギーは、レーザー光強度を固定した場合、最も短いパルス幅によつて得られることがわかった。これは、X線発生やC^<3+>イオン放出での傾向とは対照的な結果となっており、非相対論的強度におけるレーザー誘起高速イオン発生の機構を考察するうえで有用な成果であると考えられる。マシンタイムの有無により当初の計画に多少の遅れが生じたが、研究の第一段階は収束を迎えている。平成19年度における研究実績は下記の通りである。1.相互作用真空チェンバーの完成(1)既存の量子放射チェンバーの改造と再整備を行った。(2)相互作用真空チェンバー内にコンピュータ制御の電動ターゲットマウントを設置、そのテストが完了した。(3)真空度のチェックが完了し、10^<-6>-10^<-7>torrの真空度を達成した。2.実験用として、光学部品、光学部品のマウント類、ターゲットマウントの制御およびデータ取得のためのノートパソコン、X線プローブおよび光ダイオードから検出されるX線および光シグナルをモニター・記録するためのオシロスコープ、およびその他の実験機器を購入した。3.相互作用真空チェンバー中心部の集光系の設計、設置、アラインメント、および最適化を行った。4.3kHzレーザーシステムの特性を完全にするための作業として、パルス毎の総出力の測定、スペクトル測定、軸はずしパラボラ鏡の焦点およびニアフィールドおよびファーフィールドにおけるエネルギー分布の測定、コンプレッサーのグレーティングの位置に対するパルス幅の較正などを行った。今後は、システムの最適化が必要となってくる。トムソン型パラボラ分析器よりプロトンを検出するためのMCPと蛍光体の設置は、現在行われている。プロトンビームからの最初のデータの取得は、試験チェンバーを排気した後、直ちに開始する予定である。本年度は、3kHZ CPAレーザーシステムの改良を行った。まず、電動トランスレーションステージを交換し、コンプレッサーのグレーティング位置の調整を行えるようにした。さらに、コンプレッサーのグレーティングのアライメントを最適化し、出力エネルギーの安定性、そして、ビームポインティングの安定性を改善した。また、レーザーと固体ターゲットの相互作用によるイオンシグナルの検出にあたっては、すでに導入済のトムソン型パラボラ分析器により、プロトンおよびC^+、O^+、Cl^+などのイオンの放出がはっきりと観察され、その生成が確認された。これらのイオンについては、その運動エネルギーが数keVから十数keVまで加速されていることが示された。また、イオン放出過程が、レーザーのチャープやレーザーのパルス幅にどのように依存するかについて予備的な結果が得られた。最高強度にエネルギーを固定した場合、C^+イオンの最大運動エネルギーは、最も短いパルス幅におけるより、若干チャープされたパルスによって得られることが示唆される結果が得られた。その場合、正のチャープより負のチャープのほうで高い増加が見られるように観測されているが、今後、この予備結果を裏付ける作業が必要であると考えている。さらに良いSN比のデータを得るために、レーザーのアライメントの手順に習熟するとともに実験装置の配置を最適化した。現在は、最適化された条件で、プロトンやイオンの放出運動エネルギーがチャープ度とパルス幅によってどのように影響を受けるかを調べている。

また、トムソンパラボラ型分析器を用いて、放出されたプロトンビームの運動エネルギー計測を行ない、プロトン放出過程の、レーザーのチャープ度やパルス幅への依存性を、10^<15>W/cm^2程のレーザー場強度において調べた。その結果、プロトンの最大運動エネルギーは、レーザー光強度を固定した場合、最も短いパルス幅によつて得られることがわかった。これは、X線発生やC^<3+>イオン放出での傾向とは対照的な結果となっており、非相対論的強度におけるレーザー誘起高速イオン発生の機構を考察するうえで有用な成果であると考えられる。
心臓突然死の新たな診断アプローチ:致死性不整脈原因遺伝子変異の迅速検出法の検討

器質的変化を認めない心臓突然死解剖例において、遺伝性致死性不整脈の原因遺伝子の変異の有無を探索したところ、1つの変異が認められ、不整脈との関連が示唆された。また、病理学的検索の結果、不整脈源性右室心筋症で死亡したと考えられる症例について、原因遺伝子の変異を探索したところ、いくつかの変異が認められた。原因遺伝子変異の探索は、法医解剖において、心臓突然死の診断を科学的に補助すると考えられた。法医解剖症例の中から、心臓突然死が疑われる症例のうち、器質的変化を認めなかった8例について、血液からDNAを抽出し、遺伝性致死性不整脈の原因遺伝子の一つであるSCNSA遺伝子の変異を検索した。SCN5A遺伝子の翻訳領域のエキソンについて、ダイレクトシークエンス法で変異の有無を探索したところ、1例において、エキソン20の1192番目のアミノ酸ArgがGlnに置換したヘテロ接合体変異が認められた。これは過去に、Sudden Unexpected Noctumal Death Syndrome(SUNDS)の患者で発見された変異であった。Arg 1192Glnの変異により、Naチャネルが不活性化される可能性があると報告されている。他の7例には、アミノ酸置換を伴う変異は認められなかった。また、病理学的検索の結果、不整脈源性右室心筋症(ARVC)で死亡したと考えられる3例について、血液からDNAを抽出し、TGF-β3遺伝子並びにDSP遺伝子の変異を検索した。TGF-β3遺伝子の全てのエキソンについて、ダイレクトシークエンス法で変異の有無を探索したが、変異は認められなかった。DSP遺伝子の全てのエキソンについて、同様に変異の有無を探索したところ、1例において、エキソン12の494番目のアミノ酸TyrがPheへ置換したホモ接合体変異と、エキソン24の2869番目のアミノ酸IleがValに置換したヘテロ接合体変異が認められた。これらの変異の疾病への影響について、現在考察中である。法医解剖症例の中から、心臓突然死が疑われる症例のうち、器質的変化を認めなかった8例について、血液からDNAを抽出し、遺伝性致死性不整脈の原因遺伝子の一つであるryanodine receptor 2(RYR2)遺伝子の変異を検索した。RYR2遺伝子の高多型領域とされる、エキソン8-15、44-47、49、83-105の計36エキソンについて、ダイレクトシークエンス法で変異の有無を探索したが、これらの領域に、アミノ酸置換を伴う変異は認められなかった。また、病理学的検索の結果、不整脈源性右室心筋症(ARVC)で死亡したと考えられる3例について、血液からDNAを抽出し、Desmoplakin(DSP)の遺伝子の変異を検索した。DSP遺伝子の全てのエキソンについて、ダイレクトシークエンス法で変異の有無を探索したところ、1例において、エキソン12の494番目のアミノ酸TyrがPheへ置換したホモ接合体変異(Y494F)、エキソン23の1512番目のアミノ酸TyrがCysに置換したヘテロ接合体変異(Y1512C)、エキソン24の2869番目のアミノ酸IleがValに置換したヘテロ接合体変異(I2869V)が認められた。また、1例において、Y1512Cのヘテロ接合体変異が認められた。残る一例には、アミノ酸置換を伴う変異は認められなかった。Y494Fの日本人の健常人における頻度を調べたところ、変異alleleの出現頻度は16.6%であった。よって、Y494Fは日本人に多く認められるpolymorphismで、ARVCには関係ないのではないかと考えられた。その他の変異のARVCへの影響については現在考察中である。
実業補習学校制度に関する歴史的研究

本研究は、近代日本の実業補習学校制度の全体像を体系的・実証的に明らかにすることを目的としているが、今年度の研究を実施するなかで、実業補習学校の歴史にとって1920年の実業補習学校規程の改正が重要な画期であったことが明らかとなった。そこで、この改正を画期とした1920年30年代の実業補習学校の変容について、地域社会および中等学校等との関係を焦点にして、農村部と都市部との両者の場合について考察した。その結果は、佐々木享編『技術教育・職業教育の諸相』(大空社1996年3月刊行)の第1部第3章「戦間期実業補習学校改革に関する一考察-農村部と都市部の比較を通して-」に、まとめて発表した。同論文では、1930年代の農村部の実業補習学校の発展形態のひとつとして、実業補習学校規程に即しながら名称を「実科中等学校」とした長野県のいくつかの実業補修学校に着目し、その教育過程・設置形態・小学校との接続関係などを分析した。その結果、それらの「実科中等学校」は、実質的には中等教育機関としての性格をもっており、地域住民の中等教育要求に対応する教育機関として機能していたことを実証した。また、都市部の実業補習学校の発展形態の事例として、神戸市と名古屋市の実態を調査・分析した。神戸市では、1926年以降、実業補習学校は大衆的な技術教育機関への改革がすすめられ、教育過程や施設・設備が大幅に整備させられたことを明らかにした。また、名古屋市では、実業補習学校は市内の商工業の職種と対応した多様な職業教育機関として充実させられ、さらに、1930年後半以降、青年学校令実施にともなって職業学校に転換させられ中等教育機関としての発展していったことを明らかにした。結論として、1930年代以降は、農村・都市といった地域実態に応じて、実業補習学校が住民の中等教育要求を受けとめる形で発展していいったことを論じた。
新規ヒト脂肪組織間葉系幹細胞を用いた糖代謝制御機構の解明と高品質な脂肪細胞の創製

当該年度は、Notchシグナルが制御する解糖系を介した幹細胞性維持について詳しい分子機構を明らかとした。その結果、Notchシグナルは、脂肪由来間葉系幹細胞hASCにおいて、NF-kBの活性化を促進することにより、解糖系因子の発現を上昇させ、結果嫌気的解糖に傾くことが明らかとなった。さらに、Notchシグナルはp53の活性化を抑制し、解糖系を制御することを明らかとした。また、p53の活性抑制は、同時にNF-kBシグナルを促進させ、そのことがp53の抑制によるTPI、GLUT3の上昇につながっているものと考えられた。これらp53、NF-kBの嫌気的解糖系への関与は、細胞外フラックス解析によっても証明された。さらに、当該年度は、NotchによるHIFの活性化を明らかとした。Notchシグナルが活性化すると、HIFタンパク質の明らかな蓄積は観察されないものの、HIFの転写活性が上昇することを見出した。さらに、HIFの活性化は嫌気的解糖系の促進を促すことも細胞外フラックス解析によって証明された。また、Notchが制御するp53, NF-kB、HIFのノックダウンを行うことにより、hASCの老化、活性酸素種の蓄積、細胞増殖、分化が制御されることも見出した。さらに、嫌気的解糖系阻害剤により、hASCの幹細胞性が損なわれることを見出した。以上のことから、hASCを5%酸素濃度下で培養することによりNotchシグナルが上昇し、p53の抑制、NF-kB、HIFの活性化を介した嫌気的解糖系への傾きが起こり、hASCの幹細胞性が維持されることが明らかとなった。これらの結果はStem Cells and Development誌に掲載された。さらに、当該年度は、hASCをより単一に樹立するため、CD31-CD34+CD45-フラクションよりsinglecell RNA-seqを試みた。当該年度は、NotchシグナルがどのようにしてhASCの嫌気的解糖系を制御しているか、詳しい分子機構を調べることを目的とした。その成果はStem Cells and Development誌に論文掲載するに至った。さらに、当該年度はSingle Cell RNA-seqを試み、脂肪由来間葉系幹細胞のマーカー探索に対する一歩を踏み出した。そのため、順調に進展していると言える。当該年度によって得られたNotch-解糖系シグナル関連因子、さらにsingle cell RNA-seqで得られた表面マーカーを指標にしたHx-hASCの亜集団峻別を行い、生体になじむ高品質な脂肪由来間葉系幹細胞集団の単離と評価を行う。当該年度の探索によって得られた遺伝子と代謝経路に関して、実際にそれらが脂肪細胞分化能の亢進に関与しているのかin vitroで検証しフィードバックする。実証できた分子を指標にHx-hASCの亜集団を分別し、3次元ヒト皮膚培養系を改編した方法等を用いて機能的な脂肪細胞に分化できるか評価する。これをもとに、Hx-ASCならびに細胞ソースである脂肪由来間葉系幹細胞集団の単離を試み、高品質で均一なヒト脂肪由来間葉系幹細胞樹立を図る。さらに、解糖系代謝経路だけでなく、例えばケトン体代謝等、別の代謝経路にも着目し、幹細胞におけるあらたな代謝経路を見出したいと考えている。これらで得られた責任分子や表面マーカーにより細胞を分別する。分離には、細胞外基質による親和性等の選択培養やセルソーター等を用いる。膜表面タンパク質では細胞にシグナルが入るなどうまくいかない場合は、代謝経路を利用した分離・濃縮法に切り替える。その場合は、代謝経路を促進もしくは阻害する薬剤・化合物・核酸等を加え、細胞が増殖能・分化能を獲得するような代謝経路にのるようにする。こうして得られた細胞は、改編3次元ヒト皮膚培養評価系やNOGマウス等に移植し,in vivo脂肪分化評価・安全性試験を行う。また、これらの系を指標に、ヒト生体に適応する脂肪組織評価系の一つとしての確立を目指す。その結果、Notchシグナルは、脂肪由来間葉系幹細胞hASCにおいて、NF-kBの活性化を促進することにより、GLUT3、TPI等の解糖系因子の発現を上昇させ、結果嫌気的解糖に傾くことが明らかとなった。さらに、Notchシグナルはp53の活性化を抑制し、TIGARの発現の抑制、PFKFB3、GLUT1、GLUT3、TPIの発現上昇を介して解糖系を制御することを明らかとした。Notchシグナルが活性化すると、HIFタンパク質の明らかな蓄積は観察されないものの、HIFの転写活性を観察することの出来るレポーター遺伝子により、HIFの活性化が上昇することを見出した。

さらに、嫌気的解糖系阻害剤により、hASCの幹細胞性が損なわれることを見出した。以上のことから、hASCを5%酸素濃度下で培養することによりNotchシグナルが上昇し、p53の抑制、NF-kB、HIFの活性化を介した嫌気的解糖系への傾きが起こり、hASCの幹細胞性が維持されることが明らかとなった。当該年度は、NotchシグナルがどのようにしてhASCの嫌気的解糖系を制御しているか、詳しい分子機構を調べることを目的とした。その成果は論文化するに至った。そのため、順調に進展していると言える。当該年度は、Notchシグナルが制御する解糖系を介した幹細胞性維持について詳しい分子機構を明らかとした。その結果、Notchシグナルは、脂肪由来間葉系幹細胞hASCにおいて、NF-kBの活性化を促進することにより、解糖系因子の発現を上昇させ、結果嫌気的解糖に傾くことが明らかとなった。さらに、Notchシグナルはp53の活性化を抑制し、解糖系を制御することを明らかとした。また、p53の活性抑制は、同時にNF-kBシグナルを促進させ、そのことがp53の抑制によるTPI、GLUT3の上昇につながっているものと考えられた。これらp53、NF-kBの嫌気的解糖系への関与は、細胞外フラックス解析によっても証明された。さらに、当該年度は、NotchによるHIFの活性化を明らかとした。Notchシグナルが活性化すると、HIFタンパク質の明らかな蓄積は観察されないものの、HIFの転写活性が上昇することを見出した。さらに、HIFの活性化は嫌気的解糖系の促進を促すことも細胞外フラックス解析によって証明された。また、Notchが制御するp53, NF-kB、HIFのノックダウンを行うことにより、hASCの老化、活性酸素種の蓄積、細胞増殖、分化が制御されることも見出した。これらの結果はStem Cells and Development誌に掲載された。さらに、当該年度は、hASCをより単一に樹立するため、CD31-CD34+CD45-フラクションよりsinglecell RNA-seqを試みた。その成果はStem Cells and Development誌に論文掲載するに至った。さらに、当該年度はSingle Cell RNA-seqを試み、脂肪由来間葉系幹細胞のマーカー探索に対する一歩を踏み出した。当該年度によって得られたNotch-解糖系シグナル関連因子を指標にしたHx-hASCの亜集団峻別を行い、生体になじむ高品質な脂肪由来間葉系幹細胞集団の単離と評価を行う。
ミトコンドリア機能解析のための1細胞呼吸計測

本研究では、電気化学的計測技術を基盤とする非侵襲的単一細胞呼吸計測法を開発し、1細胞レベルでのミトコンドリア機能解析システムの構築を目的とした。走査型電気化学顕微鏡を用いたウシ胚呼吸量計測の計測感度および安定性向上を目的に、測定要素技術および周辺技術の開発を行った。その結果、以下の研究成果が得られた。1.マイクロ電極作製法の検討:白金電極のエッチング法、ガラスピペットを用いた電極封止法を改良することで、マイクロ電極の計測感度を向上させることに成功した。2.計測液の開発:受精卵培養液をベースに測定液を調整した。マイクロ電極によって検出される還元電流値に大きな影響は認められず、安定した呼吸量計測が可能であった。3.呼吸測定の有効性の検証:マウスおよびウシ胚の呼吸量を測定した。両種とも胚発生過程において桑実胚から胚盤胞期にかけて呼吸量の増加が測定された。微細構造解析の結果、ミトコンドリアの形態的な発達と呼吸活性能の増加は一致したことから、電気化学的呼吸測定のミトコンドリア機能解析における有効性が示された。4.単一細胞の呼吸計測:単一細胞のモデル系としてウシ卵子の呼吸量測定を行った結果、再現性良く卵子の呼吸量が測定できた。以上の結果から、哺乳動物卵子をモデル系とした単一細胞呼吸測定システムの構築に成功し、1細胞レベルでのミトコンドリア機能解析システムの基盤ができた。
ダイナミックな精子形成能を持つ生殖細胞特異的結合因子KIAA1210の機能解析

精巣では生殖細胞間架橋Intercellular bridge(ICB)が生殖細胞を結合しており欠損すると雄性不妊になるが、その機能は未明である。精巣には他にセルトリ細胞間のBlood-testis barrier(BTB)、セルトリ細胞間およびセルトリ細胞ー伸長期精細胞間のEctoplasmic specialization(EPS)など精子形成に必要不可欠な細胞間結合がある。我々はICBとEPSの両方に関連する新規遺伝子KIAA1210を同定した。本研究は、KIAA1210とその関連遺伝子の遺伝子改変マウスを用いて、ICBとEPSの関連性を構造的および機能的に解明することを目的とする。