hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外来魚の寄生虫相の網羅的解析と外来寄生虫の定着メカニズムの解明

ブルーギルやオオクチバスを含むサンフィッシュ科やティラピア類を含むカワスズメ科などの国外外来淡水魚の寄生虫相を網羅的に調べたところ,外国から日本に持ち込まれて定着した寄生虫は,中間宿主を必要としない生活環の簡単な種類(例えば単生類)が大部分であり、中間宿主を必要とする外来寄生虫(条虫類や線虫類等)はほとんど定着できないことが明らかになった。国外外来魚として,沖縄県産ジルティラピア(アフリカ原産),長野県産コクチバス(北米原産),群馬県産ブルーギル(北米原産)を寄生虫検査に供し,3魚種からカイアシ類のヤマトニセエラジラミNeoergasilus japonicus,またブルーギルから同じくカイアシ類のイカリムシLernaea cyprinaceaを採集した。わが国のコクチバスにヤマトニセエラジラミの寄生が確認されたのは,今回が初めてである。採集されたカイアシ類2種は,ともに宿主特異性が低くて宿主範囲が広いため,外国から持ち込まれたものではなく,わが国の在来魚種に寄生していたものが国外外来魚に寄生したと考えられた。沖縄県産ヤマトニセエラジラミの形態,特に本種を同定する際に重要な第1胸節と第4胸節を詳しく観察したところ,原記載地の台湾から採集された標本とはほぼ一致したが,中国産標本とは第1胸脚と第4胸脚の刺毛数で差が見られた。欧米産標本との差はごく僅かであった。また,群馬県産イカリムシは,頭胸部にある背部突起の先端はY字形に二叉し,頸部は円筒形,それに続く胴部は後端に向かって膨らんで長袋状を呈した。これらの特徴は,過去に報告された本種の形態的特徴と一致した。上記の寄生性カイアシ類に加えて,沖縄県産コイから単生類のコイユビガタムシDactylogyrus extensusを採集し,その形態を記載した。この寄生虫は,コイとともに他所から沖縄県に持ち込まれたと推定された。寄生性カイアシ類の在来2種(ヤマトニセエラジラミとイカリムシ)が,国外外来魚を宿主として利用することが明らかになった。南米原産で沖縄県の諸河川に定着しているマダラロリカリアPterygoplichthys disjunctivus(ナマズ目ロリカリア科)の寄生虫検査を行った結果、鰓から単生類4種を得て、その形態を記載した。採集された単生類は1新種(イトナガトアシエラムシTrinigyrus peregrinus)を含み,他3種はカギマガリエラムシ(Heteropriapulus heterotylus)、ロリカリアエラムシ(Unilatus unilatus)、ヒメロリカリアエラムシ(Unilatus brittani)であった。これら4種の単生類はいずれも日本初記録であるとともに南米に起源を有し、ペットとして飼育されたマダラロリカリアが河川に放流された際に宿主とともに河川に侵入・定着したと推測された。近年、東アジア原産のモツゴPseudorasbora parva(コイ目コイ科)がヨーロッパに外来魚として定着しているが、単生類に関する知見が少ないため、日本国内で採集したモツゴの寄生虫検査に供した結果、鰓から単生類3種を得た。それらはモツゴユビガタムシ(Dactylogyrus squameus)、モツゴフタアナムシ(Bivaginogyrus obscurus)、モツゴヨツメイカリ(Ancyrocephalus pseudorasborae)である。ヨーロッパで確認されている前2種は明らかに東アジア原産であり、宿主のモツゴとともにヨーロッパに持ち込まれたと考えられた。宿主魚類の国際的な移動に伴い、鰓等に寄生している単生類が容易に他国に侵入・定着することが明らかになった。本州・九州・四国に定着している外来魚のティラピア類(カワスズメ科)の寄生虫検査を行った結果、鰓から以下の4種の単生類を得た(括弧内に採集県を示す):Gyrodactylus cichlidarum(鹿児島県、熊本県、三重県)、Cichlidogyrus thurstonae(鹿児島県)、Cichlidogyrus sclerosus(鹿児島県、熊本県、大分県、愛知県)、Cichlidogyrus tilapiae(鹿児島県、熊本県、愛知県)。第1種と第2種は日本から初記録であり、第3種と第4種の日本での発見例は沖縄県に続いて2度目である。被寄生魚種はナイルティラピアとカワスズメである。これら魚種はアフリカ大陸原産であり、種々の経路で日本に持ち込まれた後、工場の温排水や湧水によって水温が安定した場所に定着したと考えられ、それらに寄生する上記の単生類も宿主とともに他国から持ち込まれたと推測された。日本の淡水域に広く定着している北米原産のサンフィッシュ科魚類3種(ブルーギル、オオクチバス、コクチチバス)の寄生虫に関して、わが国で19622017年に出版された文献をもとに、寄生虫目録を作成した。その結果、21種・亜種の寄生虫がこれら魚種に寄生していたことが判明した。これら寄生虫は、宿主とともに外国から持ち込まれた種と、わが国に古くから生息する種から構成されていた。外来魚の寄生虫調査を行う過程で、カワイワシを岡山県から日本初記録として報告するとともに、栃木県渡良瀬遊水地にコウライギギの生息を認めた。

ブルーギルやオオクチバスを含むサンフィッシュ科やティラピア類を含むカワスズメ科などの国外外来淡水魚の寄生虫相を網羅的に調べたところ,外国から日本に持ち込まれて定着した寄生虫は,中間宿主を必要としない生活環の簡単な種類(例えば単生類)が大部分であり、中間宿主を必要とする外来寄生虫(条虫類や線虫類等)はほとんど定着できないことが明らかになった。寄生虫検査に供する外来魚の種数と個体数を増やして,それら魚類の寄生虫相を明らかにする。研究の最終年度になるため、これまでに得た知見を整理して、外来寄生虫がわが国に定着するメカニズムを明らかにする。また、特に外来魚としてわが国の淡水域で顕著に繁殖しているサンフィッシュ科3種(ブルーギル、オオクチバス、コクチバス)の寄生虫相に関する知見を総括して出版する。水産生物学研究代表者が副研究科長職を拝命していたため,その業務に追われ,当初計画した遠方かつ長期の野外調査(出張)を実施できなかったことが大きな理由である。年度末に予定していた調査を実施できなかったため。沖縄県や北海道を含む,遠方かつ長期の野外調査を行って,多くの外来魚を採集する計画である。最終年度の本年度に上記調査を実施し、必要な標本を得る。
細胞外環境との連携による染色体高次構造の変動を介した脳発生の制御

脳の発生過程で、神経幹細胞から神経細胞、グリア細胞が順番に産み出されるタイミングは、種々の遺伝子の発現変動によって制御されていると考えられる。本研究は、中枢神経回路形成の過程において複数の遺伝子発現変動を包括的に制御する仕組みを解明することを目的としている。特に、ゲノム高次構造はどのように変動し、発生の時間軸、場に即した遺伝子発現を実現しているのか、明らかにすることを目指した。中枢神経発生の過程では、ゲノム高次構造の変化を伴って、様々な遺伝子の発現が変動する。このようなクロマチン動態を制御する重要な因子として、染色体接着因子コヒーシンに着目して研究を進めている。コヒーシン複合体は染色体の接着に関わるタンパク質複合体で、4つのサブユニットから構成されるリング状の構造を形成する。このリング状の構造の中に、ゲノムをループ状に束ね、離れたエンハンサーを空間的にプロモーターの近傍に配置し、適切な相互作用を可能にすることで、遺伝子の転写を調節すると想定されている。また、ヒトのコヒーシン関連遺伝子の変異により引き起こされる疾患であるCdLSでは、精神遅滞、四肢の形成異常、などの分化発生異常を伴うことが知られている。このことは、コヒーシンが中枢神経系の発生に重要であることを示唆している。我々は、コヒーシンの機能低下が中枢神経の発生・発達に及ぼす影響を明らかにするため、コヒーシンサブユニットの一つであるSmc3のコンディショナルノックアウトマウスを作成した。Nestin-CreERT2マウスを用いて、神経幹細胞特異的にコヒーシンの機能を欠損したマウスを作成した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、中枢神経回路形成の過程においてゲノム高次構造はどのように変動し、発生の時間軸、場に即した遺伝子発現を実現しているのか、明らかにすることを目的としている。Smc3ヘテロ欠損マウスは、大脳皮質第II/III層の神経細胞の樹状突起の複雑化、スパインの形態異常を示すことを確認した。また、大脳皮質で興奮性後シナプスマーカーであるPSD-95の発現低下が確認され、電子顕微鏡像からはポストシナプスの形態異常が観察された。さらに、CdLS脳組織においても、樹状突起の異常が観察された。以上の結果はコヒーシンによるゲノム高次構造の制御が、正常な中枢神経発生に必要であることを示唆している。細胞外環境との連携によるゲノム高次構造制御のメカニズムを明らかにすることが、今後の課題である。本研究では、細胞外環境との連携により、発生期の脳内で中枢神経回路が形成されるメカニズムを解明することを目的としている。平成29年度の研究では、神経幹細胞特異的にコヒーシンを欠損したマウスを作出した。このマウスでは、野生型と比較して、神経幹細胞数が低下すること、神経幹細胞分化が障害されることを見出した。また、神経幹細胞分化の過程において、コヒーシン欠損マウスの大脳皮質で発現変動を示す遺伝子を同定した。これらの研究成果をまとめた論文発表を予定しており、当初の目的をおおむね順調に達成している。

我々は、コヒーシンの機能低下が中枢神経の発生・発達に及ぼす影響を明らかにするため、コヒーシンサブユニットの一つであるSmc3のコンディショナルノックアウトマウスを作成した。Nestin-CreERT2マウスを用いて、神経幹細胞特異的にコヒーシンの機能を欠損したマウスを作成した。これまでの研究から、コヒーシンが中枢神経回路形成に重要であることが明らかになった。神経細幹胞特異的にコヒーシンを欠損したマウスでは、神経幹細胞分化が障害されることを細胞培養実験、組織解析実験等により明らかにした。また神経細幹胞特異的にコヒーシンを欠損したマウスにおいて、発現変動を示す遺伝子を同定した。今後は、細胞外環境との連携によるゲノム高次構造制御のメカニズムを明らかにすることが目標である。中枢神経回路形成過程において、コヒーシンを介した遺伝子高次構造変動は、細胞外環境によってどのように制御されるか、検証する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
がん化学療法患者の味覚障害および生活への影響軽減に向けた看護プログラムの開発

本研究の目的は、化学療法に伴う味覚変化に対する看護プログラムの開発である。筆者らが開発した味覚変化評価スケールを用いて、症状や困り事に関する実態調査を行った。研究過程を通して、約200名の味覚変化症状を抱える化学療法患者と面談を行い、(1)症状の事前説明、(2)治療開始後3-6週頃の面談支援、(3)亜鉛補充の検討、(4)味覚変化症状に対する関心の維持を骨子とするプログラムを開発した。本研究の目的は、化学療法により味覚変化が出現しているがん患者に対する、症状の軽減及び対処能力の向上に向けた看護プログラムの開発である。本研究では、筆者が開発した味覚変化評価スケールを用いて、味覚変化症状の評価と食に関する困り事、対処能力に関する実態調査を行う。また、すでに味覚変化を自覚している患者に評価スケールを適用し、味覚変化症状のタイプや対処能力・サポート体制など、個々の患者の特性に合わせた介入を行い、評価スケールを用いて再評価することで介入効果を明らかにする実証研究を行う。これらの研究成果を統合し、評価スケールを用いた「アセスメント」、「介入」、「評価」、からなる看護プログラムを提示するのが本研究の目標である。化学療法による味覚変化症状の軽減及び対処能力の向上に向けた看護プログラムの開発を目的に、がん患者の味覚・口腔機能の変化と食に関する困り事、対処能力の変化に関する実態調査をH20-21年度にかけて実施中である。現在のところ、統計解析に耐えうるケース数には達していないが、食欲低下を伴う味覚変化事例では酸味のあるさっぱりした食品や水分の多い食品を選択するなど工夫されていることが調査依頼時の面接により把握できた。また、現在のところ数事例ではあるが、持続的な味覚変化症状を訴えていたゲムシタビンによる化学療法中の膵がん患者が主治医の助言で亜鉛サプリメント10mg/dayを1か月内服したところ、自覚的な症状改善を確認することができた。化学療法後に次の治療コース開始まで症状を持ち越す持続的な味覚変化事例については、亜鉛サプリメント等を用いた亜鉛補充療法を試みる価値があると思われる。このほか消化性潰瘍用剤を、亜鉛を含有するポラプレジンクに変更した事例が数例あったが、処方変更後の評価期間が2週間程度と短かったこともあり自覚的な症状改善は認められなかった。今後も実態調査の継続と共に、食事の工夫などの対処法に関する情報の蓄積と、亜鉛補充療法の評価を継続する予定である。現在本研究は調査継続中の段階ではあるが、H20年度までに得られた知見を元に、化学療法中の味覚変化に対する食品選択などの対処法や、概ね3コース目頃までに自分なりの対処法を見出す事例が多いことなどにっいて、患者向けの書籍に報告した。化学療法による味覚変化症状の軽減及び対処能力の向上に向けた看護プログラムの開発を目的に、味覚変化を自覚している化学療法患者148名を対象に味覚・口腔機能の変化に関する5段階尺度による質問紙を用いた実態調査を実施した。データを解析した結果、症状は「自発性異常味覚」、「味覚減退」が各3割、「風味障害」が2割を占めた。各症状には相関関係がみられ、特に「味覚減退」と「風味障害」にやや強い関連がみられた。このほか、「口腔乾燥」と「自発性異常味覚」、「悪心」および「嗅覚嫌悪」と「自発性異常味覚」に相関関係がみられた。これらの結果より、化学療法に伴う味覚変化を、亜鉛欠乏の際に共通してみられる「風味障害」や「爪変化」を伴う「味覚減退」を主体とした『亜鉛欠乏型味覚変化』、「口腔乾燥」と、苦味や金属味などの「自発性異常味覚」を主体とした『苦味・口腔乾燥型味覚変化』、「悪心」や「食欲低下」および「嗅覚嫌悪」に合併する『生体防御型味覚変化』からなる3分類に類型化することができた。なお、これらの類型症状は、単独で出現することもあれば、重複することもある。また、『亜鉛欠乏型味覚変化』が2-3週間以上持続するのに対し、後者2類型は、治療後1週間程度のみに限定して出現するという特徴を持つ。今後は、『亜鉛欠乏型味覚変化』に対する亜鉛補充、『苦味・口腔乾燥型味覚変化』に対する酸味調味料の使用と、酸味ガム・キャンディーの使用、『生体防御型味覚変化』に対する食事指導と心理的支援など、各類型症状に合わせた対処法の検討とその評価、対処能力・サポート体制向上に向けた支援策の検討を行う予定である平成22年度は、味覚変化を自覚している化学療法患者254名を対象に行った味覚・口腔機能の変化に関する質問紙査を分析し、塩・酸・甘・苦・うま味の【基本味の低下】、肉類や油ものへの嫌悪を示す【不快症状】、【自発性異常味覚・錯味】、風味障害や悪味など【全般的味覚変化】の4概念に沿っておもな化学療法レジメンごとの症状プロフィールを分析した。悪性リンパ腫治療に用いられるR-CHOP療法では【全般的味覚変化】が大きい一方【不快症状】は小さく、乳がん治療ではFEC療法の際には【不快症状】が強く、ドセタキセルによる治療では【不快症状】は小さく【全般的味覚変化】が大きいという結果が得られた。

また、味覚変化を自覚している化学療法患者8名を対象に行った詳細な面接調査から、【酸味の利用】【甘い食品の摂取】【イモ類の摂取】【匂いの回避】【苦味の回避】【食品とタイミングの重視】などの対処方法が明らかとなった。症状と対処法の関係を見ると、【酸味の利用】【イモ類の摂取】はすべての症状に対して用いられ、【匂いの回避】【苦味の回避】は【不快症状】に、【食品とタイミングの重視】はおもに【自発性異常味覚・錯味】に用いられていた。最終年度は、以上のような症状プロフィールに合わせた対処法について、タブレットPCを利用したマルチメディア教材を作成し、味覚変化症状の改善や対処能力・サポート体制向上に向けた介入効果の評価を行う予定である。本研究の目的は、化学療法に伴う味覚変化を体験しているがん患者に対する、症状の軽減及び対処能力の向上に向けた介入プログラムの開発である。これまで筆者らは、独自に開発した,「化学療法にともなう味覚変化症状評価スケール」を用いて、化学療法中のがん患者の味覚機能の評価と、食に関する困り事などの分析を行ってきた。分析の結果をふまえ、風味障害や味覚減退を主体とした「亜鉛欠乏型味覚変化」、口腔乾燥と自発性の苦味を主体とした「苦味・口腔乾燥型味覚変化」、悪心や食欲低下および嗅覚嫌悪に合併する「生体防御型味覚変化」など症状の類型化を提唱し、食品選択の工夫や亜鉛サプリメントの利用、唾液分泌の促進など、症状類型にあわせた対処法を検討した。今年度は、化学療法患者が体験する味覚変化症状と対処法の分類について報告し、この報告を患者・家族向けに編集し、タブレット型コンピュータで閲覧可能な患者向け説明資料を作成した。一方、化学療法に伴う味覚変化を自覚している患者24名に対する対処法の指導介入効果の検討では味覚変化症状評価スケールの合計得点及びいずれの下位尺度得点についても介入前後で有意な変化は見られなかった。個人単位で見ると数名の患者で明らかな得点の改善が見られたが、対象者のうち13名を占めるパクリタキセル使用者については介入後の得点は不変または悪化が見られた。13名中5名はパクリタキセルとテガフールを主体とする経口抗悪性腫瘍剤が投与されており、上記3類型すべての特徴を持つ混合型と呼ぶべき症状特性を示していた。化学療法に伴う味覚変化は、投与当日から数日間のみにみられるものや、次クールまで消失せず、治療に伴って症状が増強する蓄積毒性の性質を持つものなど、使用する化学療法レジメンによって症状の性質や経過が異なるため、今後はレジメンごとのデータの蓄積と対処法の開発を行ってゆく必要がある事が明らかとなった。
運動器不活動後の広範囲慢性痛に対する新たな理学療法戦略構築するため,我々が開発したCPCPモデルを用いて,病態機序の解析を行った.二週間のギプス固定により,固定部後肢の広範囲(筋,筋紡錘など)に酸化障害が生じることが分かった.また,この酸化障害は,固定側の痛覚受容ニューロンの過剰興奮を引き起こし,不動肢に神経原性炎症を誘導することが示唆された.この神経原性炎症で生じた神経ペプチドシグナルは,脊髄後角ニューロンの過剰興奮を引き起こし,中枢性感作を引き起こすことが示唆された.また慢性期の痛覚増強行動に関与する脊髄アストロサイトの活性化は,固定肢の酸化障害から続発することが示唆された.平成25年度は“脊髄グリア細胞の活性化拡大における情報伝達機序の解析"を課題として種々の実験を進めてきた.ギプス除去1日後に,ギプス固定側DRG神経細胞体および衛星細胞において,pERKならびにpp38免疫応答細胞数の増大が確認され,その一部はsubstance P陽性細胞との共発現が認められた.一方でATF3免疫応答細胞の発現は認められず,ギプス固定による神経障害は否定的であることが示唆された.また脊髄ではギプス除去2時間後,1日後とリン酸化nNOSが発現上昇し,3日後,1週間後と鎮静化していくことが捉えられた.ギプス除去直前に活性酸素除去剤Tempolを腹腔内投与すると,ギプス除去後の機械痛覚過敏行動は有意に抑制された.またギプス除去2時間後に生じる固定側後肢における血漿管外漏出の増大は,Tempolの容量依存性に抑制された.またTempol投与群ではvehicle投与群に比べ,ギプス除去1日後に,第4腰髄後角で,c-fos免疫応答細胞数の減少,またOX42免疫応答面積の減少が確認された.さらにTempol投与群では,ギプス除去5週後の第4腰髄後角において,アストロサイト(GFAP)の免疫応答面積が無処置群レベルまで有意に減少した.以上から,ギプス固定肢において,ギプス除去後に,酸化ストレスが増大し,この酸化ストレスが末梢痛覚受容器を興奮させ,脊髄二次ニューロンにおいて痛覚増強を誘導する可能性が示唆された.また,こうした末梢性シグナルが脊髄ミクログリアの活性化を引き起こし,慢性化に従い多分節に広がることやアストロサイトの活性化へ転移する可能性が示唆された.慢性広範囲痛の発現機序の一つとして脊髄グリア細胞の活性化とその拡大が関与することが推測された.ギプス固定後慢性痛(CPCP)の末梢誘発因子の検証にあたり,活性酸素除去剤(Tempol,NAC)の局所投与によって痛覚過敏行動が抑制された結果から,ギプス除去に伴う虚血再潅流/酸化ストレス障害がCPCPラットの痛覚過敏行動の末梢誘因の一つであろうと予想し検索を進めた.ギプス固定除去2時間後に優位に増大する固定側後肢に生じる血漿成分の血管外漏出をエバンスブルーで可視化し,漏出局在を検索した.その結果,当初の予想に反して骨格筋における大きな漏出は見られず,主な漏出部位は,浅筋膜,深筋膜,滑膜であった.次にギプス除去による後肢の機械的圧迫からの開放が虚血再潅流障害を引き起こす可能性が予測されたことから,ギプス固定除去後の後肢を固定・採取し,さらに脱灰後,膝関節以遠をパラフィン包埋し,ヘマトキシリン・エオシン染色で組織病理所見を検証した.浅筋膜や筋に僅かなリンパ球の浸潤を認めたが,虚血再潅流障害に見られるような障害細胞とそれらに凝集する多数の好中球浸潤は認められなかった.よって,ギプス固定除去によって再潅流障害が生じる可能性は低いことが示唆された.ギプス固定除去2時間後に固定側後肢に血漿成分が血管外へ漏出することををエバンスブルー(EBD)で定量化することができた.そこで今回,固定側下腿部における漏出局在を検索した.その結果,主な漏出部位は,浅筋膜,深筋膜,滑膜であった.予想に反し漏出の少なかった骨格筋では,少ないながらもヒラメ筋で比較的有意な漏出量の増大を認めた.次にギプス除去による後肢の虚血再潅流障害の評価を行うにあたり,ギプス固定除去後の後肢を固定・採取し,さらに脱灰後,パラフィン包埋し,下腿水平断全域をマウントした標本作製に成功した.それらをヘマトキシリン・エオシン染色でし,下腿全域の組織病理所見を検証した.ギプス固定最終日,除去2時間後,1日後の標本で浅筋膜を中心にリンパ球の浸潤を認めたが,虚血再潅流障害時に見られるような障害細胞とそれらに凝集する好中球浸潤は認められなかった.ギプス固定除去によって再潅流障害が生じる可能性は低いことが示唆された.さらに同標本を用いて酸化ストレスの末梢局在を検証するため,DNA酸化損傷マーカーである8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG / 8-oxo-dG:以下8-OHdG)を用いて免疫染色を進めた.現在のところ,我々の技術では脱灰標本を用いた染色において,シグナルを検出するに至っていない.
種々の免疫賦活化手法を用い,シグナルの検出ができる染色条件の探索を進めている.また第5腰椎背側の血管内皮細胞における血液脳脊髄関門の破綻を検証するため,CPCPおよび無処置群にEBD静注後,PBSで潅流脱血し,第5腰髄をサンプリングした.サンプリングした第5腰髄内に漏出したEBDをホルムアミドで抽出し,EBD量を比較したところ,現状の方法ではCPCP群と無処置群で有意な差を検出するには至らなかった..講座内の人事にともなう研究体制の拡大のため,実験室の大規模改修が長期にわたり行われ,実験を行うことができなかったため.固定側後肢の脱灰標本を作製し,骨から皮膚に至る下腿全域の横断切片を作成することに成功した.経時的に,無処理,ギプス固定2週目,固定除去後2時間,1日,3日,1週,3週,5週の計8つの時点で標本を採集し,ヘマトキシリン・エオシン染色し,固定部後肢の組織病理所見を検索した.ギプス除去2時間後から1日後にかけて,筋の間質や皮下にリンパ球やMacrophageの浸潤の増大が認められたが,再潅流障害の大きな特徴である再還流域の広範囲に生じる壊死像は認められなかった.よって,当初の予測に反して,ギプス固定除去によって虚血再潅流障害が生じる可能性は低いことが示唆された.一方,同標本で抗8OHdG抗体を用い酸化障害の評価を行ったところ,ギプス固定中から8OHdGの免疫応答の増大が皮膚,筋,筋紡錘,神経,血管内皮などの全域に出現し,ギプス除去後1日にかけて漸増した.後肢の不動化とその開放によって固定肢に酸化障害が生じることが示唆された.さらに酸化障害が漸増するギプス除去に先だって,活性酸素スカベンジャーのTempolを投与したところ,ギプス除去2時間後をピークとして生じる固定肢のEvans blue Dyeの漏出は,有意に抑制された.さらにギプス除去後の慢性期(除去後5週)に生じる腰髄アストロサイトの活性化は,Tempol投与により抑制された.これらのことから,固定肢に生じる酸化障害は,神経性炎症を誘発し,慢性的な広範囲機械痛覚増強の誘導する可能性が示唆された.また,末梢組織の酸化障害がピークとなるギプス除去後1日目において,第3,4,5腰髄後角で増大するIba1の免疫応答に対し,後角1ー2層の領域でpp38の免疫応答の増大が共局在を示した.固定肢の酸化障害とそれにつづく神経原性炎症による感覚入力の増大は,脊髄ミクログリアの活性化に関与している可能性が示唆された.運動器不活動後の広範囲慢性痛に対する新たな理学療法戦略構築するため,我々が開発したCPCPモデルを用いて,病態機序の解析を行った.二週間のギプス固定により,固定部後肢の広範囲(筋,筋紡錘など)に酸化障害が生じることが分かった.また,この酸化障害は,固定側の痛覚受容ニューロンの過剰興奮を引き起こし,不動肢に神経原性炎症を誘導することが示唆された.この神経原性炎症で生じた神経ペプチドシグナルは,脊髄後角ニューロンの過剰興奮を引き起こし,中枢性感作を引き起こすことが示唆された.また慢性期の痛覚増強行動に関与する脊髄アストロサイトの活性化は,固定肢の酸化障害から続発することが示唆された.講座内の人事にともなう研究体制の拡大のため,実験室の大規模改修が長期にわたり行われ,実験環境が制限されたため.ヘマトキシリン・エオシン染色にて,固定部後肢の組織病理所見を検索した結果,ギプス固定除去によって再潅流障害が生じる可能性は低いことが示唆された.
脳由来神経成長因子および麻酔薬の直接可視化

我々は「脳由来神経成長因子(BDNF)およびBDNFによるシグナル伝達に抑制に関わる麻酔薬を蛍光イメージ法で直接観察する手法の開発」を目的とし1分子レベルで蛍光ラベルしたBDNFが、特異的受容体に結合する過程をリアルタイム観察することを計画し蛍光プローブ作成を行った結果、活性を保持したQdot融合BDNFの新たな合成・精製法を確立した。他の神経成長因子への応用が可能であり重要な研究成果といえる。本研究は、「脳由来神経成長因子(BDNF)およびBDNFによるシグナル伝達に抑制に関わる麻酔薬を蛍光イメージ法で直接観察する手法の開発」を目的としている。本研究では、本年度中にまず「蛍光色素ラベルを導入したBDNFと麻酔薬の生細胞上の動態を可視化する」ことを予定していた。当初の計画では、1分子レベルで蛍光ラベルしたBDNFが、nerublastoma由来細胞SH-SY5Yに結合する過程を、対物レンズ型全反射蛍光顕微鏡を用いて観察するために、まずはBDNFへ長時間観察可能で幅広い励起波長をもつ量子ドット(Qdot)蛍光ラベルを行い、生きた細胞上のQdot融合BDNFの観測・測定を行う予定であった。しかし、予想外の問題として、量子ドット(Qdot)のBDNFへの融合が難しく、通常の融合過程ではBDNFの生体試料としての活性がほとんど失われるといったこと、また融合過程に使用される触媒が細胞毒性をもつため、融合過程後に精製を行わなければならないといったことが生じた。これに対して、新たな量子ドット融合方法、精製方法の改良を行い、その結果、活性を保持したQdot融合BDNFの新たな合成・精製法を立案し実施している。現在、Qdot融合BDNFの観測・測定のために顕微鏡の改良を行っている段階である。Qdot融合BDNFの新たな合成・精製法を確立したという意味では意義深く、そのほかの神経成長因子への応用が可能であるため重要な研究成果といえる。
HIF-1αによるレニン-アンジオテンシン系の制御が動脈硬化形成に及ぼす影響

HIF-1αは細胞増殖、免疫機能調節などを制御し、様々な病態形成への関与が報告されている。一方、非低酸素圧下においてもangiotensin II (Ang II)などにより誘導されることが報告されている。我々は平滑筋特異的HIF-1α遺伝子欠損によりAng II誘発血管リモデリングが抑制されるという知見を得た。さらにAng IIによって誘導されるHIF-1αがAng II-AT1受容体シグナル自身を制御する可能性を見出した。従って、HIF-1αによるAng II-AT1受容体シグナルのフィードバック機構は血管リモデリング形成メカニズムにおいて重要な役割を果たす可能性があると考えられる。我々は平滑筋特異的HIF-1α遺伝子欠損によりAng II誘発血管リモデリングが抑制されるという知見を得ている。そのメカニズムとして、平滑筋由来HIF-1αが血管平滑筋細胞の増殖、肥大および血管線維化に関与することが示唆されたが、興味深いことに、生体内においてAng IIによって誘導されるHIF-1αがAng II-AT1受容体シグナル自身を制御する可能性を見出した。実臨床においてARBが頻用されるように、Ang II-AT1受容体シグナルの抑制は降圧効果のみならず、組織リモデリング抑制に対して効果を発揮すると考えられている。従って、HIF-1αによるAng II-AT1受容体シグナルのフィードバック機構は血管リモデリング形成メカニズムにおいて重要な役割を果たす可能性がある。薬理学本年度の研究目的は平滑筋特異的HIF-1α遺伝子欠損マウスにおける血管のリモデリング評価及びレニン-アンジオテンシン系の動態評価を行うことであった。研究代表者らは平滑筋特異的HIF-1α遺伝子欠損マウスを用いた血管リモデリングモデルの作製に成功し、血管におけるAng II 1型受容体の発現を解析することができた。従って、当初の計画に従っておおむね順調に進展していると考えられる。今後は、HIF-1αが制御するレニン-アンジオテンシン系の包括的解析を行うため、病変組織におけるアンジオテンシノーゲン及びアンジオテンシン変換酵素といったレニン-アンジオテンシン系関連因子の発現を検討する。さらに平滑筋特異的HIF-1α遺伝子欠損マウスから大動脈を摘出し、HIF-1α欠損培養血管平滑筋細胞におけるレニン-アンジオテンシン系動態解析も併せて行う。3月28日-30日にかけて開催された学会に参加したため、学会参加費の精算が間に合わず次年度への繰り越しが生じた。従って、次年度に精算を行うこととする。平成26年4月に支払い完了予定である。
大規模サーベイ観測による時間軸天文学のフロンティアの開拓

最終年度は、平成28年度11月から平成29年度5月までにすばる望遠鏡HSC戦略枠観測の一環として取得された突発天体サーベイ観測データ(可視光g,r,i,z,yバンド)を網羅的に再解析し、発見された約1800天体の超新星爆発の性質を論文としてまとめた(Yasuda, Tanaka, et al. 2019, PASJ, in press)。この論文では、超新星の光度曲線をIa型超新星のテンプレートでフィッティングすることで、測光的な分類を行い、400天体以上のIa型超新星を同定した。そのうち58天体は赤方偏移1以上の天体であり、これまでで最大の高赤方偏移Ia型超新星のサンプルを構築することができた。さらに、本研究期間内に取得したオーストラリア3.9m望遠鏡による母銀河の分光データと合わせて、機械学習を用いた超新星の分類の結果をまとめた論文を執筆中である。この結果を用いて、本研究課題の主目的である短時間突発天体の探査を系統的に行った。全天体の光度曲線の幅を定量化し、上記のIa型超新星の性質と比較することで、通常の超新星爆発よりも光度曲線の進化が速い約20天体の同定に成功した。これらの天体は、これまでPan-STARRS1やDark Energy Surveyで報告されていた天体よりも高赤方偏移のものであり、静止波長で紫外線領域における性質を抑えることができている。これらの天体の絶対等級は-16等級から-20等級と幅広く分布しており、短時間突発天体の多様性が明らかとなった。また、このような天体の宇宙におけるイベントレートを計算した結果、通常の重力崩壊型超新星の5%程度の頻度であることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。超新星ショックブレイクアウトなどの短時間突発天体の詳細な観測を行うためには、データ取得直後に候補天体を発見し、追観測を行うことが必要不可欠である。平成27年度はすばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam(HSC)戦略枠による本格的な突発天体探査は行われないため、この時期を使ってリアルタイム突発天体検出システムの開発を行った。また、平成28年度に導入する予定の計算機の必要スペックを洗い出し、計算機選定に向けての準備を行った。また、並行して平成27年度以前に取得された利用可能なHSCデータを解析し直し、短時間突発天体の検出を行った。その結果、赤方偏移z=0.384-0.821の範囲で、急速な増光を示す天体を5天体発見した。これらの天体の絶対等級は-16 magから-19 mag程度で、全ての天体がg-r < -0.2 magという青い色を示しており、GALEX衛星で発見されていた重力崩壊型超新星の爆発直後(爆発から2日以内)と考えられている天体に酷似している。これら5天体の特徴を超新星爆発の理論モデルと比較した結果、発見された5天体のうち、暗い側の3天体は赤色超巨星の爆発初期の冷却期で説明できることを示した。一方で、明るい側の2天体は超新星爆発の冷却期の予想光度よりも明るく早く進化しており、冷却期の放射ではなく、超新星爆発直前に放出された星周物質からのショックブレイクアウトである可能性を提案した。その場合、必要な質量放出率は0.001 Msun/yr程度で、通常銀河系内の赤色超巨星で観測される質量放出率よりも10-100倍程度大きい。このような明るい短時間突発天体の頻度は重力崩壊型超新星の頻度の1%以上であったことから、少なくとも大質量星の1%程度が爆発の数年前に激しい質量放出を起こしている可能性を示唆した。平成27年度の研究計画は、(1)すばる望遠鏡HSC戦略枠観測による突発天体探査のためのリアルタイム解析システムの開発と、(2)そのシステムを用いた短時間突発天体の探査であった。以前取得していたデータを解析する過程で、これまで研究対象としていた数時間で変動するショックブレイクアウトのような突発天体だけでなく、1日程度のタイムスケールで大きく変動する突発天体が発見されたため、まずは(2)の課題を集中的に推進した。予想していなかった天体の性質を他の天体や理論モデルと比較した結果、このような天体が星周物質からのショックブレイクアウト現象である可能性を提案した。また、そのような現象の頻度を推定し、爆発直前に濃い星周物質をまとう大質量星の割合を観測から導いた。これらの結果は既に論文として出版することができたため、課題(2)に関しては順調に進んでいると言える。一方で、突発天体探査のためのリアルタイムデータ解析システムは、解析結果を一覧するためのウェブインターフェースの整備までは終了することができず、即座に突発天体の同定を行うための環境が完全には揃っていない。そのため、研究計画全体はやや遅れていると判断した。平成28年度前半は、すばる望遠鏡HSC戦略枠観測で取得されるデータを即時に解析し、突発天体候補を発見するためのシステムの開発を行なった。この目的のために、国立天文台ハワイ観測所に32コアをもつ計算機を4ノード導入し、突発天体解析パイプラインの実装を行った。また、解析された結果をブラウザで一覧するためのインターフェースを開発し、突発天体の性質をリアルタイムでチェックできる体制を整えた。このインターフェースは戦略枠観測の共同研究者が誰でもアクセスできるように公開している。平成28年度11月からは、HSCを用いた突発天体サーベイ観測を開始した。

各月の新月付近で可視光g,r,i,z,yバンドの画像データを数日おきに繰り返し取得し、突発天体の検出を行った。その結果、平成29年3月までに、既に1000天体を超える突発天体候補が同定されている。この中には赤方偏移z=1を超えるIa型超新星、赤方偏移z=2付近の超高輝度超新星候補なども含まれており、これまでで最も深い突発天体サーベイの特徴が生かされたデータセットが得られつつある。この多色データから短時間変動を示す天体を選び出し、2天体に対してGemini望遠鏡による即時分光観測を実施した。これらの天体の素性については現在解析中である。また、サーベイの最中に、母銀河が特定しづらい、もしくは明らかな母銀河がいない突発天体が多く発見されたため、突発天体の位置と周りの銀河の位置・性質をもとに、母銀河を推定する手法の実装を行なった。平成28年度の研究計画は、(1)すばる望遠鏡HSC戦略枠観測による突発天体探査のためのリアルタイム解析システムの開発と、(2)戦略枠観測による突発天体探査の実行であった。課題(1)に関しては、データ解析のための専用計算機を国立天文台ハワイ観測所に導入し、突発天体をリアルタイムに検出・同定するためのパイプラインとウェブインターフェースの整備が完了した。パイプラインとウェブインターフェースは実際に平成28年11月から始まった戦略枠観測による突発天体探査で使用できているため、課題(1)は予定通り完了した。課題(2)の実際の突発天体探査も順調に進んでおり、これまで5ヶ月間の観測で既に1000天体を超える突発天体候補が発見されている。少数ではあるものの、Gemini望遠鏡による短時間突発天体の即時分光にも成功しており、現在解析中である。本研究計画が注目する短時間突発天体の他にも、高赤方偏移のIa型超新星や超高輝度超新星が多数発見されており、それらの測光追観測や分光観測も精力的に行われている。また、予想していなかった母銀河がいない突発天体の種族も明らかとなり、それらの調査も開始している。以上より、計画全体も概ね順調に進んでいると判断している。平成28年度11月から平成29年度5月まで、すばる望遠鏡HSC戦略枠観測の一環として、HSCを用いた突発天体サーベイ観測を行い、各月の新月付近に可視光g,r,i,z,yバンドの画像データを数日おきに繰り返し取得した。また、リアルタイムに発見された突発天体の分光観測を、すばる望遠鏡、Gemini望遠鏡などを用いて実施した。さらに、突発天体の母銀河の多天体分光観測を、オーストラリア3.9m望遠鏡を用いて実施している。また、もともとの計画に加えて、平成29年度12月よりすばる望遠鏡インテンシブ枠を使ってHSCの画像データを追加で取得しており、よりユニークな突発天体のデータが得られつつある。平成29年度5月にサーベイ観測を終了した後、網羅的なデータの再解析を行い、再度突発天体・変動天体のサンプルを構築を行なった。その結果、合計で約1800天体の超新星候補天体を同定することができた。これは、これまでの突発天体サーベイで得られた中では最大規模のサンプルである。このデータを用いて、赤方偏移z = 0.3のII型超新星を使った宇宙論パラメータ推定に関して論文を出版した。
生体組織のマルチモダリティ音速分布画像化法の開発

生体組織の音速は組織変性と相関があり、疾病診断等のために高精細な音速分布の画像化が望まれている。これまで、MRIから得られる伝搬距離情報と超音波の伝搬時間情報を組み合わせ、生体内の音速を非侵襲で測定するマルチモダリティ法の検討を進めてきた。しかし従来法では、厚さ方向での平均音速の算出に留まり、組織内の音速分布を可視化することができなかった。そこで本研究では従来法を発展させ、組織内の音速分布を画像化するための技術開発を行う。MRI装置内で使用できる超音波振動子の製作と信号処理法等の開発を行い、生体模擬材料等を用いて測定精度や再現性を評価し、本技術の実現可能性を明らかにする。平成30年度は、平成29年度までに製作した超音波アレイ振動子を用いて、実データによる音速計測の検討を行った。MRI撮像中に超音波アレイ振動子を駆動するためのスイッチング回路を自作し、全ての圧電素子からエコーが得られることを確認した。また、MRIの受信コイルと超音波アレイ振動子を一体化した撮像機構を準備し、その内部に生体模擬材料等の撮像対象を収納する容器を置いて超音波アレイ振動子を接触させ、MRI撮像と超音波撮像が同時に行える測定システムを構築した。容器内に周囲媒質として散乱体を含む重量濃度2%の寒天溶液を流し込んで固化させ、その中央に音速が異なる内包媒質として重量濃度20%のグリセリンをさらに混ぜて固化させたファントムを作製して撮像を行った。MRIのk-spaceデータと超音波アレイ振動子のエコーデータを同時に取得して音速測定のアルゴリズムに適用した結果、周囲媒質と内包媒質の音速の差異が妥当に識別された。一方、パルス透過法により別に測定された参照音速(真の音速)との比較では、精度面で改善の余地が見られた。しかしながら音速の差異が空間的に識別できたことから、本技術の実現可能性が示された。MRI装置内で使用できる超音波振動子の製作と信号処理法等の開発を行い、生体模擬材料や実験動物を用いて測定精度や再現性を評価し、本技術の実現可能性を明らかにすることを目的とする。これまで検討してきた生体内音速測定の実施形態では、まず超音波診断装置で測定対象内における超音波パルスの伝搬時間を測定し、次にMRI装置で測定対象内における超音波パルスの伝搬距離を測定することで縦波の音速を算出していたため、位置決め精度の影響を受けてしまう課題があった。そこで平成28年度は、MRI装置内で超音波振動子を測定対象に接触させ、その場での測定を実現すべく、関連研究の調査を行いながらMRI装置内で使用可能な超音波振動子の設計を行った。MRI装置内に超音波振動子が存在することによるMRI画像への影響を低減させるため、MRI内にテスト用超音波振動子を置いてMRI画像への影響の調査を行い、使用する材料を選定した。さらに音速分布を画像化するための超音波振動子の仕様を決定した。以上により、次年度の試作に繋がる成果を得た。MRI装置内で使用可能な超音波振動子の設計及び仕様決定を行い、次年度における速やかな試作に繋がる成果が得られたため。平成29年度は、平成28年度に決定した仕様に基づき、MRI装置内で使用可能なアレイ振動子の製作を行った。パルス発生器とハイドロフォン用いて振動子の性能評価を行い、所望のパルス波形と周波数特性、音圧分布が得られることを確認した。また無負荷時の材料磁性に由来するMRI画像への影響について調査した。振動子の製作と並行し、超音波パルスの照射タイミングの制御下で、組織内の音速分布を算出するためのアルゴリズム開発を行った。音速分布の可視化に適したMRIパルスシーケンスの選定と、超音波波形の信号処理方法についてロジカルに検証するため、シミュレーションによる検討を行った。その後、両処理を組み合わせた音速画像化法の妥当性及び高精度化について検討した。その結果、設定した音速値と推定した音速値がよく一致することを確認した。これにより、次年度の実データを用いた実証に繋がる成果を得た。MRI装置内で使用可能な超音波振動子の製作と性能評価、音速分布可視化のためのアルゴリズムの開発を行い、次年度における実データを用いた実証に繋がる成果が得られたため。

生体組織の音速は組織変性と相関があり、疾病診断等のために高精細な音速分布の画像化が望まれている。これまで、MRIから得られる伝搬距離情報と超音波の伝搬時間情報を組み合わせ、生体内の音速を非侵襲で測定するマルチモダリティ法の検討を進めてきた。しかし従来法では、厚さ方向での平均音速の算出に留まり、組織内の音速分布を可視化することができなかった。そこで本研究では従来法を発展させ、組織内の音速分布を画像化するための技術開発を行う。MRI装置内で使用できる超音波振動子の製作と信号処理法等の開発を行い、生体模擬材料等を用いて測定精度や再現性を評価し、本技術の実現可能性を明らかにする。平成30年度は、平成29年度までに製作した超音波アレイ振動子を用いて、実データによる音速計測の検討を行った。MRI撮像中に超音波アレイ振動子を駆動するためのスイッチング回路を自作し、全ての圧電素子からエコーが得られることを確認した。また、MRIの受信コイルと超音波アレイ振動子を一体化した撮像機構を準備し、その内部に生体模擬材料等の撮像対象を収納する容器を置いて超音波アレイ振動子を接触させ、MRI撮像と超音波撮像が同時に行える測定システムを構築した。容器内に周囲媒質として散乱体を含む重量濃度2%の寒天溶液を流し込んで固化させ、その中央に音速が異なる内包媒質として重量濃度20%のグリセリンをさらに混ぜて固化させたファントムを作製して撮像を行った。MRIのk-spaceデータと超音波アレイ振動子のエコーデータを同時に取得して音速測定のアルゴリズムに適用した結果、周囲媒質と内包媒質の音速の差異が妥当に識別された。一方、パルス透過法により別に測定された参照音速(真の音速)との比較では、精度面で改善の余地が見られた。しかしながら音速の差異が空間的に識別できたことから、本技術の実現可能性が示された。平成29年度は、平成28年度に決定した仕様に基づき、超音波振動子の試作を行う。また並行して、音速分布を算出するアルゴリズムの開発を行い、高精度化と高分解能化を実現するためのMRI撮像方法及び超音波波形の処理方法を検討する。さらに、生体模擬材料を対象とした実験や動物実験を通じ、開発したアルゴリズムの実現可能性や有効性について検証する。平成30年度は、平成29年度に製作した超音波振動子と、開発した音速分布可視化アルゴリズムを統合する。その後、生体模擬材料や動物組織を対象とした実験を行う。算出された音速の正しさを検証するために、パルス透過法により測定された真の音速と比較し、測定精度や再現性等の評価を行う。実用レベルの精度が得られない場合は、体動やノイズ除去等の方策を検討し、精度改善を図る。MRI装置内で使用可能な超音波振動子の設計において、材料等の最適化及び仕様決定に時間を要したため。(理由)MRI装置内で使用可能な超音波振動子の製作期間が年度を跨いだため。(使用計画)当該振動子は既に完成して納品済みであり、平成30年度での支払いが確定している。平成28年度に決定した仕様に基づき、予定通り超音波振動子の試作を行う。
国内産業集積の存続と商人的リンケージ企業-繊維・アパレル産業集積の比較研究

本研究は岐阜市の婦人アパレル産業集積、および愛媛県今治市のタオル産業集積を対象とし、集積内ネットワークの観点から、産業集積の優位性の存続の要因について分析したものである。本研究では集積内企業でのインタビュー調査結果に基づく分析から、集積内ネットワークにおける商人的リンケージ企業の内生的発展が産業集積の優位性の維持の要因であると主張した。本研究は、筆者の前回の科研費プロジェクト「産業集積の形成・発展とネットワーク-岡山ジーンズ産業集積の分析を中心に-」(2007-08年若手研究B)の成果と課題を踏まえて、岡山と同様の伝統的な繊維・アパレル産業集積である岐阜市と今治市の産業集積を対象として、集積内ネットワークの観点から、産業集積の存続の要因について調査・研究するものである。平成22年度においては、岐阜市のアパレル産業集積でのフィールド調査を中心に研究を行った。まず4月6月の間で、関連する既存研究を整理した上で、調査項目の設定、分析枠組みの確定を行った。またこの期間には並行して、岐阜アパレル産業集積全体に関する二次データを収集して大まかな実態を把握した上で、具体的な調査対象企業を選定し、インタビュー調査のアポイント作業を行った。以上を踏まえ、8月30日から9月3日、および9月6日から10日までの2回にわたり、岐阜市問屋町のアパレル産業集積においてフィールド調査を実施した。この調査では、問屋町に所在のアパレル製造卸企業13社でインタビューを行い、取引関係から見た産業集積内ネットワークの構造、ならびに集積内での各企業の役割から見た集積内ネットワークの機能に関する情報を収集した。調査終了後、3月までの期間は、調査結果の整理・要約、および分析を行った。分析の結果、岐阜アパレル産業集積におけるリンケージ企業の実態や、岡山ジーンズ産業集積におけるそれとの相違点などが明らかとなった。分析結果については、平成23年度に学会報告を行う予定である。平成23年度においては、今治市のフィールド調査の実施、および平成22年度に実施した岐阜市のフィールド調査結果の学会報告を中心に研究を行った。まず前者に関して、46月の間で今治タオル産業集積全体に関する二次データを収集して大まかな実態を把握した上で、具体的な調査対象企業を選定し、インタビュー調査のアポイント作業を行った。そして8月30日から9月2日にかけて今治市のタオル産業集積においてフィールド調査を実施した。この調査では、今治市のタオル製造企業5社、および四国タオル工業組合でインタビューを行い、取引関係から見た産業集積内ネットワークの構造、ならびに集積内での各企業の役割から見た集積内ネットワークの機能に関する情報を収集した。調査終了後、3月までの期間は、テープ起こし等、調査結果の整理・要約を行った。後者に関して、今年度は昨年22年度に実施した岐阜アパレル産業集積の調査研究成果を、7月の日本経営学会中部部会、および9月の日本経営学会全国大会で発表した。また上記以外に、今年度は、昨年度に『組織科学』に掲載された論文「産業集積内ネットワークのメカニズム-岡山ジーンズ産業集積のケース」が第27回組織学会賞(高宮賞)を受賞した。本論文については、6月の組織学会2011年度研究発表大会、および11月の日本地方自治研究学会関西部会において報告を行ったほか、組織学会の対外発信プロジェクトとしてweb上で英文版を発表することとなり、今年度はその英訳作業も行った。本研究は、筆者の前回の科研費プロジェクト「産業集積の形成・発展とネットワークー岡山ジーンズ産業集積の分析を中心にー」(2007-08年若手研究B)の成果と課題を踏まえて、岡山と同様の伝統的な繊維・アパレル産業集積である岐阜市と今治市の産業集積を対象として、集積内ネットワークの観点から、産業集積の存続の要因について調査・研究するものである。平成24年度においては、今治市のフィールド調査の実施、およびこれまでの調査・研究成果のとりまとめを中心に研究を行った。まず前者に関して、今年度は2回のフィールド調査を行った。46月の間で昨年のインタビュー調査で得た情報を踏まえた上で具体的な調査対象企業を選定し、インタビュー調査のアポイント作業を行った。そして平成24年8月27日から8月31日にかけて今治市のタオル産業集積においてフィールド調査を実施した。この調査では、今治市のタオル製造企業3社、および撚糸、染色、捺染等のタオル関連専門企業3社でインタビューを行い、取引関係から見た産業集積内ネットワークの構造、ならびに集積内での各企業の役割から見た集積内ネットワークの機能に関する情報を収集した。調査終了後は、テープ起こし等、調査結果の整理・要約を行った。さらに平成25年2月25日から3月1日にかけて今治市で2度目のフィールド調査を行った。この調査ではタオル製造企業2社で上記と同様のインタビュー調査を行うとともに、今治市立図書館等で資料収集を行った。

後者に関して、今年度は平成22年度にフィールド調査を行い、平成23年度に学会報告を行った岐阜アパレル産業集積の調査研究成果を、論文として取りまとめた。この論文は平成25年度の7月に大学の紀要に掲載予定である。調査時期や回数について若干の変更はあるものの、フィールド調査を中心とした調査研究はおおむね計画通りに実施できている。また、論文・学会報告等の研究成果の公表についても順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画の変更や問題点等は特にない。本年度は本研究の研究期間の最後の1年であるため、特に追加・補足調査をしっかりと行った上で、研究成果を総括したいと考えている。
熱応答性磁性ナノ微粒子を用いた生体高分子評価システムの構築

我々は、SQUIDを用いた熱応答性磁性ナノ粒子(Therma-Max: TM)によるバイオ計測手法を実施した。TMは臨界温度を持ち、その温度を境界として冷却、加熱することにより凝集、分散する。この特性を応用し、抗体に標識した1っのTMの周囲に追加した粒子を凝集させることで、抗原抗体反応から発生する磁気信号を増大させる方法について検討した。TMの計測には、サンプルに交流磁界を印加したままSQUIDで計測する交流磁界法を適用した。サンプルは、まず0.00510μg/50μlの抗原MyosinをPCRプレートに固定し、1次抗体の抗Myosinを反応させた。粒子表面にアビジンが結合した径100nmのTMと、ビオチン化した2次抗体を、緩衝液中で結合、標識し、各プレートに添加、反応させた。TMと2次抗体は、各1mg/mlの濃度で14μl、1μl使用した。まず、標識されたTMのみを0.45mT@100Hzの磁界中で計測した。その結果、抗原濃度4μg/50μlまで検出することができた。次に、各サンプルに0.1mg/mlのTM50μlを追加して、2°Cに冷却して凝集し、余剰なTMを洗浄した。その後、同じ条件で再計測した結果、TM追加前に比べて約34倍信号が大きくなることが確認できた。このことから、TMの使用により、信号を増幅できる可能性が示された。今年度、温度を上昇させると凝集するタイプの粒子について詳細に検討をすすめた。その結果、20°C、25°Cでは90nm程度の大きさとなり、29°Cからは徐々に粒子径が大きくなり、30.5°Cのときに最大の粒子径、約φ400nmになることがわかった。さらに温度を上昇させると、粒子が沈殿をすることもわかった。最大の粒子サイズをなった30.5°Cにおける、粒子の凝集量は、最密充填でφ400nmの球体に凝集していると仮定すると、φ100nmのTMが約50個凝集していることになることが判明した。生体高分子(DNA)の検出方法に関して我々はより高感度な検出法として、温度によって凝集・分散が可能な磁性微粒子と超高感度磁気センサを用いた方法を検討した。フェライトなどの磁性微粒子を用いてDNAを標識し、磁気センサで検出する方法がこれまでにも提案されているが、この方法では磁気信号が小さく実用化に至っていない。我々の方法は極めて高精度で生体高分子を検出することが可能になり、イミュノアッセイへの応用も可能である。本研究の目標として、超高感度磁気センサを用いて感度0.11amol(10-18)程度を検出できる免疫検査およびDNA解析システムを構築することをあげている。通常、微粒子を磁気標識として使用するためには、その粒子サイズは分散性の問題から、10nm(ナノメートル)以下が望ましく、フェライトなどの強磁性微粒子が使用される。一方、強磁性体は数ミクロンサイズでは強磁性体の性質を示すが、ナノサイズと小さくなると"超常磁性"特性を示し、残留磁気を持たなくなる性質があり、それが磁気検出感度を低下させていた。我々はチッソ(株)において開発された熱応答性磁性ナノ微粒子を磁気標識に用いている。