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脳内微小環境を人為制御する光応答性バイオマテリアルの開発

脳の発生、病態、再生過程において、細胞外基質や増殖因子などが特定の場に集積して細胞機能を制御する微小環境が重要な役割を担っている。本研究では、その微小環境を模倣し、光で細胞機能を制御できる人工足場の開発を目的とし、試験管内では溶液状態で、生体内投与後にファイバー形状となり、細胞遊走の足場として機能するペプチド材料を作製した。さらに、光照射で機能制御できる機能ドメインを配向させたペプチド材料を作製した。脳の発生、病態、再生過程において、細胞外基質や増殖因子などが特定の場に集積して機能する微小環境が重要な役割を担っている。例えば、脳血管網は、血管表面に局在する因子や分泌物を介して、遊走ニューロンの足場や神経幹細胞の維持機能を担っている。近年、人工的に微小環境を作製できる生体適合性材料が注目を浴びている。申請者らはこれまでに、血管表面に存在する細胞外マトリックス(ECM)ラミニンを材料にスポンジ型材料を作製し、損傷脳への移植で、ニューロンを損傷領域に配置させる技術を開発してきた(Ajioka et al., Biomaterials, 2011; Ajioka et al., Tissue Eng Part A , 2015)。しかしながら、この技術はランダム方向に成形したバイオマテリアルを移植するため、損傷領域へのニューロン配置は偶然的に生じるという欠点がある。本研究では、ニューロンの遊走方向を人為的に操作し、機能的な血管を導くことのできる生体適合性材料の開発を目的とした。本年度は、培養開始前には溶液状態で、培養時にファイバー状になるペプチドタイプの生体適合性材料を作製した。さらに、生体適合性材料の機能を生体外で評価するために、そのアッセイ系を立ち上げた。具体的には、生体外で脳の組織形成を模倣する凝集培養系の条件検討を行い、再現性よく脳組織形成を模倣する実験系を確立した。以上から、来年度以降に計画している実験を遂行するための実験系及び実験材料の作製が順調に進められたと言える。予定通りに生体適合性材料を作製し、実験評価系を確立したため脳の発生、病態、再生過程において、細胞外基質や増殖因子などが特定の場に集積して機能する微小環境が重要な役割を担っている。申請者らはこれまでに、血管表面に存在する細胞外基質タンパク質の1つラミニンを材料としてスポンジ形状の人工足場を作製し、損傷脳への移植で、ニューロンを損傷領域に配置させる技術を開発してきた(Ajioka et al., Biomaterials, 2011; Ajioka et al., Tissue Eng Part A, 2015)。また、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)をラミニンスポンジに配向結合させることで、血管新生能を付加した生体適合性材料を開発してきた(Oshikawa et al., Adv Healthc Mater, 2017)。しかしながら、スポンジ形状の人工足場はランダムな方向に成形したバイオマテリアルを移植するため、損傷領域へ効率よく遊走させることが困難という欠点がある。そこで本研究では、ニューロンの遊走方向、すなわち足場となるファイバー形成を人為的に操作でき、機能的な血管を導くことのできる生体適合性材料の要素技術開発を目的とした。本年度は、昨年度までに開発した低pHで溶液状態となり、生理的pHでファイバー状に構造変化するペプチドタイプの生体適合性材料に、光反応性タンパク質の活性化ドメインを挿入することで、光照射後に分子集合体構造が変化する生体適合性材料を作製した。さらに、VEGFをファイバー状に配向結合させることで、血管新生を促進する機能を付加した。これら新たに開発した生体適合性材料の機能は、マウス中大脳動脈遠位部梗塞モデルにて評価した。当初の計画通り、研究を推進する。生体材料実験評価系の条件検討をスムーズに進められ、実験の試行回数を削減できたため。当初作製予定であった生体適合性材料の種類を増やし、研究のさらなる発展を目指す。
ウズベキスタン農村部における水利組織の実態と海外援助機関の関与

平成29年度,研究員の活動は以下の通りにまとめることができる。17月から8月にかけての国際学会及び国内の研究会における研究報告及び会場でのレスポンスで得られたもののフィードバックを通じた研究方向の軌道修正。2年度末に実施したウズベキスタンでの現地調査による情報収集。前者に於いては平成28年度での研究進捗を元に発表を行ったが,特に方法論の面において強い批判を受けることになった。これに関しては,以前から指導を受けていた秋田大学の稲垣文昭講師(国際関係,中央アジア地域研究,水資源問題,エネルギー)から,ガバナンスの観点から研究視点を強化してはどうかというアドバイスを得,研究員としては非常に光明を見た思いであった。これまでは主に地域研究的な視点から,もっぱら地域の事情の理解に努めてきた側面があったため,方法論の弱さをまさにつかれた形であった。その後の研究の進捗を踏まえ,論文にまとめる作業を行うのと併行して,年度末の現地調査への準備を進めた。政権が変わった後,研究対象地のウズベキスタンでは農村政策にはどのような変化があるのか,また,前年度の調査からの変化を観察する上でも,この現地調査は重要であった。結果としては,海外ドナーの活動の活発化,土地の国家による貸し出し,それを通じた農政,農村ガバナンスにも変化の兆しがあることを確認できた。この成果は今年度以降,何らかの形で研究成果として発信していく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は9月までウズベキスタン共和国に現地調査のため滞在し(受け入れ機関:科学アカデミー歴史学研究所)、資料および情報の収集に努めた。滞在中、4月には同研究所およびドイツ・チュービンゲン大学、フォルクスワーゲン財団の共催による国際シンポジウムに参加し研究発表をロシア語で行うなど、現地での研究成果の発信および研究者らを介しての情報収集にも尽力した。帰国後も、9月にポーランド・ワルシャワ大学東洋学部にて開催された第4回テュルク研究国際会議にて、また、10月に幕張メッセで開催された、日本国際政治学会第60回大会にて研究発表を行うなど、精力的に研究成果の発信を行った。前者は地域研究、後者は方法論に力点を置いた性質の研究会であったため、双方において研究発表の機会を持ったことは非常に有意であり、これまで主に地域研究に軸足を置いてきた身としては展望が開ける思いであった。その後、現地調査で得られたデータの整理、解釈枠組みの再検討、および、先行研究との比較などの作業を行ったのち、2017年2月から3月にかけて、中央アジア国家間水利調整委員会学術情報センター(以下、SIC-ICWC)に滞在し、資料収集と現地調査を実施した。9月までの滞在、および年度明けの2-3月にかけての滞在においては、前者はウズベキスタンのシルダリア州、後者はフェルガナ盆地での現地調査を行った。この両地域はそれぞれ異なる海外援助機関(前者は日本のJICA、後者はスイス開発庁:SDC、International Water Management Institute:IWMI)による水資源管理改善プロジェクトの対象地域であり、灌漑体制が異なる様相を見せていた。これらを比較できたことは、研究目的に大いに資するものであり、博士論文の結論へ明確な道筋を示すものであった。また、SIC-ICWCに知己を得たことは、今後の研究活動の大きな財産になるであろう。当初の計画では主にウズベキスタン中部のシルダリア州に対象地域を絞って研究を行う予定であった。しかしSIC-ICWCの所長であり、中央アジアの水資源問題に関する、学術面および政策面両方における権威であるヴィクトル・A・ドゥホヴヌィ博士と面識を得、SIC-ICWCに研究生として受け入れてもらう機会を得たことにより、SIC-ICWCが大規模なプロジェクトを実施していたフェルガナ盆地にて現地調査を行うことができた。先述のように、これによってウズベキスタン中部地域と東部のフェルガナ盆地双方を比較することができたことにより、実態をより俯瞰してとらえることが可能になった。管見の限りではSIC-ICWCに受け入れてもらった日本人研究者は初めてであり、この研究滞在は極めて貴重な機会となった。研究成果の面では、研究代表者はこれまで主に地域研究(エリアスタディーズ)分野での研究会や学会、ジャーナルにおいて、研究発表や論文投稿を行ってきており、9月のワルシャワでの国際大会もそのような性質のものであった。しかし10月の日本国際政治学会はより方法論や研究枠組みに力点を置いたDiscipline-orientedな学会であり、参加者の方々からいただいたコメントはこれまでの学会等で受けたものとは異なるアプローチのものが多く、興味深い機会であった。また、コメンテーターの先生からは非常に有意なアドバイスをいただき、特定地域を深く掘り下げるアプローチに固執してきたこれまでのやり方を再点検するよい機会であった。

これまでは主に地域研究的な視点から,もっぱら地域の事情の理解に努めてきた側面があったため,方法論の弱さをまさにつかれた形であった。その後の研究の進捗を踏まえ,論文にまとめる作業を行うのと併行して,年度末の現地調査への準備を進めた。政権が変わった後,研究対象地のウズベキスタンでは農村政策にはどのような変化があるのか,また,前年度の調査からの変化を観察する上でも,この現地調査は重要であった。結果としては,海外ドナーの活動の活発化,土地の国家による貸し出し,それを通じた農政,農村ガバナンスにも変化の兆しがあることを確認できた。この成果は今年度以降,何らかの形で研究成果として発信していく予定である。2017年度は博士論文完成に向けて作業を地道に進めていく予定である。SIC-ICWCで得られたデータを早急に整理し、文脈の中に位置づけていくことが必要である。フェルガナ盆地での現地調査から得られた現時点での結論は、当初の仮説および分析枠組みにさらに批判を提示するものである。これはこれまで中央アジア地域固有の文脈で進めてきた考察を、より普遍的な文脈へと昇華させる可能性を含んでいる。今年度は大小の研究会、学会等で研究報告を行う機会が多数予想されているため、これまでとは異なる研究領域の場にも積極的に参加し、研究内容の発信と大きな文脈への位置づけを図っていきたい。また、6月末から7月初旬にかけて、キルギス共和国の首都ビシュケクにおいて、Central Eurasian Studies Society(CESS)の年次大会が開催される予定であり、当該国際会議において研究発表を行う予定であり、SIC-ICWCにおいて得られた成果、および博士論文の概要に基づいた報告を行う予定である。当該国際会議は世界最大の中央ユーラシア研究の大会であり、SIC-ICWCでの成果をもって国際的な学術デビューを果たす所存である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
高度難聴児童・生徒に対する統辞機能形成のための実験教育的研究

研究成果は以下の5点に要約できる。1.高度難聴幼児に対する統辞機能形成の可能性は十分に確認された。われわれの指導法によれば、就学前までに授受文の産出・理解まで可能になった。2.この指導法は、子ども自身の実際的行為を基礎に言語レベルへ徐々に移行させる心内化の原理に基づいており、言語の学習が幼児に導入しやすい。教師用の実践的指導マニュアルとして活用できる。3.統辞機能の発達水準を診断するためのテストを作成した。このテストは主格-対象格の関係の理解や授受間係の理解、態の変換の理解等を明らかにするものであるが、検査時間を考慮して簡易テストも試作した.4.診断テストの結果、これらの統辞機能は健聴児小学1年でほぼ達成できる水準にある事がわかった。しかし、高度難聴児では小学校高学年から中学生になっても依然として達成できていないことが判明した。その中で、幼児期にわれわれの指導を受けた子どもたちでは、障害の程度が重度であっても、良好であった。5.難聴学級在籍の児童に対する教育実験の結果、著しい進歩が見られ、事後テストの結果は満足するものであった。この場合においても、事例の比較の結果、幼児期の指導を受けたもの(授受文や態の変換等の学習は行なっていない)がスムースに学習が進み、成績もよかった。以上のことから、幼児に対する形成実験の結果から、早期からの特別の指導を体系的に組織することの意義が示され、難聴学級における調査や形成実験の結果から指導マニュアルを早急に準備し、指導を開始する実践的課題が提起される。今後の課題は、難聴生徒の学力・教科学習の可能性とそのための指導方法の開発である。今回の研究の成果を,当初掲げていた研究計画に即して以下に述べる。1.研究計画(1):健常幼児(4:86:8)43名を対象に実施した結果,年長児では簡単な助詞方略を獲得しているが,年中児では語順方略に留まっていることが明らかになった。また,難聴児(小学2年)4名に関しては,様々な助詞の習得が十分ではないことが予備的なテストで明らかになった。聾学校児童の調査は今年4月以降実施の予定。2.研究計画(2):健常児(年長児21名,小学1年24名)を対象に実施し,発達診断テストとして使用できる目処がついた。3.研究計画(3)(4):今年4月以降実施の予定。4.研究計画(5):1の結果およびこれまで実施してきた難聴幼児に対する助詞指導の結果(現在も継続中)から,方法論の再検討が必要になってきた。直接助詞を指導する方法よりも動詞を中心とする文の述語部分の指導を主体にした方がより効果的指導を期待できるという新たな知見が得られた。この考え方を今年以降の研究テーマの一つとすることが出来た。今回の研究の成果を,当初掲げていた研究計画に即して以下に述べる.1.研究計画(1):昨年度に引き続き高度難聴小学校児童27名および中学校生徒6名にたいして統辞機能の発達を明らかにするための事前テストを実施した.事前テストは授受構文の変換課題を含むものでこれまでテストとしてはあまり確立されていないが,診断テストとして利用できる可能性をもつことできた.テスト実施の結果,(1)難聴児における統辞機能は、健康児に比べればその発達が一般に遅れる傾向を示すが,(2)年齢が進むにつれて統辞機能の獲得が進む.(3)しかし,難聴の程度が重度になれば,統辞機能の獲得はきわめて困難であることがあきらかになった.形成実験は次年度中に取り組む予定である.

2.研究計画(2):事前テストの中で,テストの過程で学習のみられる児童とそうでないものが明確に区別できた.就学児童における学習の可能性の問題であり,この分析等は次年度の課題である。3.研究計画(3):われわれがこれまで幼児期に助詞の形成教育を行ってきた対象児を追跡して分析した結果,対称群の生徒児童に比較して統辞機能のテスト成績がかなりよかった.この子どもたちの学力の達成度と日常の学校生活の自立の程度を検討することが次年度の課題である.すでに今年度1事例ではあるが分析した結果,さまざまな問題点が浮き彫りにされている.今回の研究成果を、当初掲げていた研究計画に即して以下に述べる。1.研究計画(1):これまでに作成してきた幼児用の構文学習プログラムとその実施方法の最終チェックのために、昨年度に引き続き、あらたに4歳の高度難聴幼児2名を対象に格助詞の形成実験教育を行った。現在まで訓練は非常に順調に進行しており、実践のための有効なマニュアルとして最終的にまとめることができる見通しが立った。2.研究計画(1)(2)(3):普通学校の難聴学級在籍の4年生児童2名を対象に格助詞の形成実験教育を行った。平成9年度6月から10年3月までの10ヶ月にわたり、格助詞「が」「を」を含む三語一文(不可逆文・可逆文)、授受文(あげる-もらう;かす-かりる);主語-述語の関係の理解、能動-受動文の産出・理解・態の変換等の指導を30時間行った。基本的方法論は幼児用の構文学習プログラムに準拠するものである。その結果、いずれの構文においても少ない指導時間にもかかわらず、著しい進歩が見られた。今後の継続して行う指導の見通しが立った。3.難聴生徒の統辞機能の獲得水準を評価するための簡易テストの作成を試みた。上記2で述べた各種構文の発達の目安を得るために、試作のテストを小学12年生の健聴児計160名に実施した。その結果、これらの構文はほぼ1年生で理解・産出・変換が可能であることが判明した。
刑事事件の取引的処理

本年度は,主として,以下の3点を機軸とする研究を行った。第1は,昨年度のアメリカにおける刑事事件の取引的処理の実情との比較という観点から,ドイツにおける刑事事件の取引的処理について検討を行ったことである。起訴法定主義のもと,長く刑事事件における取引を拒んできたドイツにおいても,運用において取引的な処理が進み,その流れはもはや後戻りできないところまで来ていること,競争法分野においては,刑罰と類似する過料につき,リニエンシー制度というかたちで,一種の取引的な処理が正面から認められるに至ったことが明らかになった。第2は,平成16年の刑訴法改正によって創設された即決裁判手続に関する研究である。比較的軽微な事件をより簡易な公判手続で処理することを認める本制度は,手続の負担との軽減と結果の予測可能性の高さという点で,検察官,被告人双方にとって利点を有するものであり,被告人が罪を認めるかわりにこの手続を利用するという意味での事件の取引的処理を促す可能性を持ったものである。これに関する研究成果の一部を,雑誌論文として公表した。第3は,航空事故や医療事故といった,原因の究明がときに困難を伴う事故が起きた場合に,刑事責任追及を断念することで,原因究明を行う制度の是非に関する研究である。これは,従来,刑事事件の取引的処理という中で論じられてきた問題の枠を超えるものであるが,社会の安全に対する関心が高まる中で,刑事法学としても避けて通れない問題である。これについては,事故調査と刑事責任の関係を扱った論考を執筆中であり,できるかぎり早期に公表したいと考えている。わが国では,これまで,刑事司法は,本質的に取引とは相容れない領域であるという考え方が、暗黙の前提とされてきた。しかしながら,アメリカやヨーロッパ諸国の状況を見れば,これは必ずしも自明のことではない。そして,最近では,わが国でも,様々な観点から刑事手続の中に取引的な処理を導入すべきであるとの意見が主張されるようになっており,その意味で,現在は,この問題を正面から検討すべき時期にきていると思われる。他方で,わが国では,この問題がほとんど議論されてこなかったため,研究の素材が非常に限られており,その理論的,実際的問題点を検討するにあたっては,刑事事件における取引が日常的に行われている諸国,とりわけアメリカの状況を調査・検討することが不可欠の前提となる。そして,その際には,文献から得られる知識だけでなく,実務家等へのインタビュー等を通じて,実務の運用を知ることが必要である。幸いにして,本研究の初年度に当たる平成15年度は,9ヶ月余りにわたって,カリフォルニア大学バークレー校において在外研究を行う機会を得たため,その期間を利用して,刑事事件の取引的処理に関する文献調査を行うとともに,特に,成人による事件と少年による事件との違いという点に着目して,現地の実務家にインタビューを実施した。それを通じて,アメリカでの取引的処理は,一般の刑事事件だけではなく,少年事件でも広く行われていること,しかしながら,少年事件の場合には,その対象が犯罪事実に限られており,処分の内容には及んでいないため,処分の決定にあたって裁判官が広範な裁量を有しており,そのことが,刑事裁判所と異なる少年裁判所の特色を基礎付ける要素となっていること等が明らかになった。
箔のマイクロ張出し加工による成形特性

直径4.040mmの球頭パンチ3種類による、金属の極薄板及び箔の純粋張出し加工を行い、限界張出し深さに及ぼす板厚及び工具寸法の影響について研究した。用いた試料は、板厚0.20.02mmのアルミニウムの極薄板及び箔、板厚0.035mmの銅箔である。さらに比較のため、板厚1.0mmのアルミニウムの薄板と板厚0.6mmのりん脱酸銅の薄板についても実験した。いずれの試料も焼鈍をした。パンチ・ブランク間の潤滑は、テフロン膜にマシン油を塗布する場合、グラファイトグリース及びマシン油と比較的低摩擦状態で実験した。これから以下のような結果が得られた。板厚が厚くなるほど、限界張出し深さは大きくなる。このことは、通常の板厚の場合にはすでにいくつかの報告がある。今回0.20.02mmの箔についても、同じような結果が得られた。同じ効果を与える方法としてブランクを重ね合わせることを考えた。重ね合わせる方法としては、同じブランクを2枚5枚、板厚の異なるブランク又は種類の異なるブランクの重ね合わせについて実験した。その結果、同じブランクを2枚または3枚重ねることによっても限界張出し深さの格段の向上が得られた。その他、材種または板厚などの各種組み合わせ方によっても、限界張出し深さの格段の向上が得られることが分かった。半径方向の板厚ひずみ分布をパンチ行程を追って調べることによって、上述の理由を説明できることがわかった。すなわち、破断危険部にひずみが集中することを防止し、変形域全体にできるだけ一様にひずみが分布するような成形法を使えばよい。潤滑法もその一つと考えられるが、外側からもう1枚のブランクを重ねることによってもその効果が得られ、限界張出し深さが格段に向上した。さらに、二枚重ねの場合ブランク間を潤滑することによってひずみ分布が変化することや破断状況が変化することもわかった。球頭パンチによる、金属薄板の純粋張出し加工を行い、限界張出し深さに及ぼす板厚の影響について研究している。現在、小型の張り出し装置の製作とパンチ、ダイスの製作している。今年度はパンチ径8mmの球頭パンチと穴径8.1mmのダイスの製作をする。パンチ径40mmの場合の実験についてはすでに終了している。今後この結果と比較検討する。試料として、アルミニウムの板厚0.20.02mm及び板厚0.035mmの銅箔を準備し実験する。今までに、直径40mmのパンチについて実験してきた。これから小型パンチ、ダイスで実験を行うよう準備している。パンチ・ブランク間の潤滑も限界張り出し深さに大きく影響すると思われたが、今回はテフロン膜にマシン油を塗布する、比較的低摩擦状態で実験する。パンチ径40mmの実験結果から、板厚が厚くなるほど、限界張出し深さは大きくなる結果が得られた。同様に、同じ板を重ねることによっても限界張出し深さの向上が得られている。今後さらにパンチ径、板厚及び材種と幅広く実験し、比較検討する予定である。直径4.040mmの球頭パンチによる、金属薄板及び箔の純粋張出し加工を行い、限界張出し深さに及ぼす板厚及び工具寸法の影響について研究した。パンチ径40mmの場合の実験については昨年度すでに実験しているので、今年度はパンチ径7.5及び4.0mmの球頭パンチを用いて実験した。

試料として、板厚0.20.02mmのアルミニウムの薄板及び箔、板厚0.035mmの銅箔を準備し実験した。パンチ・ブランク間の潤滑は限界張り出し深さに影響すると思われるが、今回はテフロン膜にマシン油を塗布する場合、グラファイトグリース及びマシン油と比較的低摩擦状態で実験した。これから以下のような結果が得られた。板厚が厚くなるほど、限界張出し深さは大きくなる。同様に、同じ板を2枚または3枚重ねることによっても限界張出し深さの格段の向上が得られた。このことは、通常の板厚の場合にはすでにいくつかの報告がある。今回0.20.02mmの箔についても、同じような結果が得られた。また材種または板厚などの各種組み合わせ方によっては、限界張出し深さの格段の向上が得られることとも分かった。板厚ひずみ分布をパンチ行程を追って調べることによって、上述の理由を明らかにできた。すなわち、破断危険部にひずみが集中することを防止し、変形域全体にできるだけ一様にひずみが分布するような成形法を使えばよい。潤滑法もその一つと考えられるが、外側からもう1枚のブランクを重ねることによって限界張出し深さの格段の向上が得られた。
中世南都・西大寺及び西大寺流の造像（伝統・密教事相・宋風）についての総合的研究

作例の調査を中心とし、そこから得たデータを基本として文献資料の確認を行い、西大寺流に関係する密教事相と宋風の影響を見いだし、伝統的な図様と変容していった図様について研究を展開させた。また、絵画作例のみならず版画作例にも焦点を当て南都における宋代版画の受容についても研究成果として論文を発表した。一方、西大寺流の律僧出身で後に小野流の密教僧となり後醍醐天皇の護持僧となった文観房弘真については関係した一作例、関係と想定される一作例、後世にモデルとなった一作例を考察し、それぞれ論文とした。以上、研究課題は論文として発表したが、高僧画像や宋版については継続的に研究を進めており今後研究成果としたい。〔研究目的〕西大寺流に関係ある美術作例の実査を中心にその制作背景を考察するのが主目的であるが、特に相関関係のなかで作例を考えてみた。〔研究方法〕2013年度に実査したのは、浄土寺境内の石造物、元興寺蔵版画如意輪観音図、円成寺蔵南無仏太子像内納入品(版画如意輪観音、三昧耶形図2図、版画両界種子曼荼羅図)、般若寺蔵信空願文、立命館大学図書館所蔵性瑜筆聖教、長福寺内陣、遍照寺蔵弘法大師蔵像内納入品(版画両界種子曼荼羅、版画阿弥陀三尊図、版画弘法大師図、弘法大師図他)である。いずれも法量計測とデジタルカメラによる全体図・部分図の写真撮影の基本的な調査を行ったが、時に赤外線モードによる撮影と顕微鏡モードによる撮影も適宜行った。このなかで特に注目されるのは元興寺本版画如意輪観音図、円成寺本如意輪観音図、遍照寺本版画阿弥陀三尊図である。顕微鏡モード撮影によって明らかになったのは料紙が楮紙ではないということである。これらによって宋からの請来版画の可能性が高まったといえよう。また、遍照寺本の版画地蔵菩薩は般若寺信空による開板である点で注目される。すでに西大寺流との関連は指摘されているが、般若寺信空は文永4年(1267)に師である叡尊の命を受けて般若寺に住しており、その後叡尊が正応3年に示寂し、西大寺第二世長老になった。その後、全国の国分寺を西大寺末に組織し、尾道浄土寺をはじめとした中四国方面への出向の事績は知られているが、般若寺住持以降の事績についてはいまひとつ不明な点が多い。そのなかで、版画地蔵菩薩の開板事業は版画と勧進という点をふまえて、信空の事績のひとつとして注目されるのである。〔今後の研究成果と方向〕今年度の研究成果としては、西大寺流に関係する寺院に伝来するものとして考慮しながら、宋時代版画の特色を明らかにすべきであり、また、般若寺信空の事績を諸資料からも検討してみたい。「研究目的」西大寺流に関係する美術作例の実査を中心にその制作背景を考察することが主目的である。「実査報告」叡尊在世時の作例はほとんど伝来するものはないが、その後の作例で叡尊の影響を踏襲するものも多く、特に相関関係のなかで調査を進めた。2014年度の実査は金沢文庫聖教、フランス・ギメ美術館所蔵仏画、イギリス・ブリティシュミュージアム所蔵仏画、奈良・長福寺内陣壁画、早稲田大学図書館所蔵文観阿舎利絵巻と狐草紙である。ギメ美術館では信空和尚画像が注目され、伝来等は不明だが、今後精査する必要がある。まだ、阿弥陀三尊画像は前年度に調査した和歌山・遍昭寺蔵木造弘法大師像納入品の宋版と思われる阿弥陀三尊図と近似する図様であり、版画と画像の関係から注目される。次いでブリティシュミュージアム所蔵作例では慈恩大師画像が南都の流れをくむものとして今後精査すべき作例であった。また、登録名は赤童子とされる画像が文観房弘真撰述とされる『御遺告大事』に基づくものであることを見いだし、西大寺所蔵の龍王曼荼羅と同図像であり、今後、類似作例が見いだされるものと思われ注目される。次いで、奈良・長福寺内陣の柱絵については奈良教育大学による彩色解析のデータに基づきながら復元的な考察を進めている。最後に、早稲田大学図書館所蔵文観阿舎利絵巻と狐草紙は比較検討することで、ほとんど同じ図様の絵巻であることがわかり、文観房弘真に対する構成のイメージから制作された作例と判じられる。この点についてはすでに研究成果のひとつとして、早稲田大学図書館紀要に投稿した。以上、西大寺流に基づきながら派生した作例についての検討を進めている。〔研究目的〕西大寺流に関する美術作例の実査を中心にその制作背景を考察し、南都での位置付けを行うことを主目的とする。特に密教事相と宋風はベクトルの異なるものとのイメージがあるが南都では違和感なく融合している。〔研究実績〕2013年度、2014年度における実査のデータを基として、2015年度には『國華』に宋版関係、『佛教藝術』には宋版及び西大寺流の信空について、『美術フォーラム21』には宋版関係、『美術史研究』には西大寺流関係、『早稲田大学大学院文学研究科紀要』には西大寺本堂の清凉寺式釈迦如来関係と西大寺及び宋版関係の論考を立て続けに発表した。

また、西大寺にまつわる南都の祖師画像、図像、そして宋代版画については現在も研究を展開させている。加えて、2014年度にブリティシュ・ミュージアムで調査した赤童子画像については、『御遺告大事』典拠であることを指摘したが、今年度には類似作例の実査を大阪市立美術館・日本山輪王寺で行い、その派生については考察を進展させた。以上、実査における新知見や確認事項を成果へと結実させている。作例の調査を中心とし、そこから得たデータを基本として文献資料の確認を行い、西大寺流に関係する密教事相と宋風の影響を見いだし、伝統的な図様と変容していった図様について研究を展開させた。また、絵画作例のみならず版画作例にも焦点を当て南都における宋代版画の受容についても研究成果として論文を発表した。一方、西大寺流の律僧出身で後に小野流の密教僧となり後醍醐天皇の護持僧となった文観房弘真については関係した一作例、関係と想定される一作例、後世にモデルとなった一作例を考察し、それぞれ論文とした。以上、研究課題は論文として発表したが、高僧画像や宋版については継続的に研究を進めており今後研究成果としたい。前年度調査を引き継ぎながら順当に調査を進め、判明した点、また、関連すると考えられる作例を見いだせた。西大寺流における密教と事相にまつわる絵画、宋時代作例からの影響(特に版画作例)との関係などについて、焦点が定まりつつある。実査は赤外線撮影や顕微鏡モードなどを用いて多角的なデータ収集にも努めており、首尾良く達成しているものと判じられる。日本美術史宋代版画については、現在論考を執筆中であり、西大寺流における宋代版画の需要と関連づけてみたい。赤童子と『御遺告大事』については今後鋭意類似作例を見いだす必要があり、西大寺所蔵の龍王曼荼羅を調査する。すでに寺院側の内諾を得ている。また、西大寺伝来の祖師画像についても調査之予定。在外作例としては、ボストン美術館、メトロポリタン美術館の西大寺関係の作例を調査予定。また、史料検討を進め、今年度は本研究課題のまとめとしたい。西大寺流の末寺に伝来する美術作例の調査を順当にすすめることができ、また、赤外線や顕微鏡モード写真なのによって、新たに判明したこともあり、首尾良く達成しているものと判じられる。宋時代版画の料紙については、宋時代経典との比較を試みる。顕微鏡モード撮影によって、宋版経典の料紙をできるだけ多くサンプルとして集め、比較検討材料としたい。また、信空についてはギメ美術館に肖像画が所蔵されているので、調査を行う。この画像についての具体的な論文はないので、その成果は研究によって大きなものとなると思われる。なお、文献資料についての確認作業を本年度から本格的に行う予定。消耗品を全額使用の予定であったが、若干残ってしまった。少額なので今年度で使用したいと思う。SDカード
体操競技跳躍板の特性差に対する踏み切り動作の力学的調整

メーカーの異なる体操競技跳馬用の跳躍板3種類の力学的特性を調査した.これらは,選手のフィーリングに違いがみられるものであった.国際体操連盟が定める機能特性試験に準じ錘落下試験を実施したところ,力の最大値に大きな差はなく,エネルギー吸収性に顕著な差がみられた.さらに,選手の実際の跳躍動作における身体と跳躍板の相互作用では,跳躍板は身体内部組織よりもエネルギー吸収性や流入出が大きかった.現在の跳躍板には,動作に無視できない影響を与える特性差が存在することが示唆された.本研究は,体操競技の跳馬で用いられる跳躍板について,メーカーの異なる複数の跳躍板を対象として力学的特性の差を検証すると共に,その違いに対して踏み切り動作をどのように対応させているかを力学的観点から明らかにすることを目的としている.体操競技で用いられる器械は,練習で用いている器械と試合で用いられる器械とが同一であるか異なるかによって選手の間に有利不利が生じないこと,すなわち公平性が確保されていることが重要である.そのため,公平性の担保すわなち器械の特性に大きな差が生じないことを目的として,国際体操連盟によって規格および機械的な機能特性試験による計測値の基準が定められている.しかしながら,公平性の担保と言えるこの機能特性試験の実施条件および計測基準値は,本研究代表者らが過去の研究において計測した,実際の踏み切り動作における状況や計測値との乖離が大きい.公平性を担保しているはずの試験実施状況および計測値が実際の状況とはかけ離れているということは,実際の踏み切り動作という状況では跳躍板の特性に大きな差が生じて公平性が担保できていない可能性がある,ということでもある.平成26年度は,国内製および国外製の跳躍板をそれぞれ1つずつ導入して体操選手に実際に踏み切り動作を実施させ,選手が感じるフィーリングの調査を行なった.導入した跳躍板はいずれも,過去数年の世界選手権あるいはオリンピックに於いて公式に採用されたメーカーのものである.選手が感じるフィーリングは,国内製跳躍板については「軟らかい」「よく沈む(変形する)」「弾みやすい」などであり,国外製跳躍板については「(表面の)感触が固い」「沈み方が重い」「強く踏み込めば弾む」などであった.平成27年度は,これらのフィーリングに加え,跳躍板自体の力学的な特性,踏み切り動作の対応について調査し,力学的な観点からの総合的な分析を実施する.本研究は,体操競技の跳馬で用いられる跳躍板について,メーカーの異なる複数の跳躍板を対象として力学的特性の差を検証すると共に,その違いに対して踏み切り動作をどのように対応させているかを力学的観点から明らかにすることを目的としている.メーカーの異なる跳躍板の力学的特性に違いがあるとするならば,選手が跳躍板で実際に踏切動作を実施する際,特性の違いに対応するために動作に違いが存在するとともに選手が感じとる跳躍板のフィーリングにも違いが存在することが予想される.平成26年度には,メーカーの異なる国内および国外製の跳躍板を用い,体操選手が実際に踏切動作を行なったところ,硬さや弾みやすさなどにフィーリングの違いがみられることが確認された.このことは,非日常的で高度な身体動作を繊細に調整しなければならない体操競技においては無視できない力学的特性の違いがメーカーの異なる跳躍板の間に存在する可能性を示唆する.平成27年度は,メーカーの異なる国内および国外製の跳躍板の間に力学的特性の無視できない差が存在するかを調査するための機能特性試験を実施した.機能特性試験は国際体操連盟が跳躍板の公的な認証を行なう際の試験に準じて実施し,跳躍板上へ重錘を落下させた時に加わる力や跳躍板の変形量などの力学的変量を取得した.取得した力学的変量を比較すると,国内および国外製の跳躍板の間にみられる違いは,力の最大値および跳躍板の変形量ではおよそ0.51.5%であった.しかしながら,エネルギー吸収性(エネルギーの損失)においては,およそ30%もの違いがみられた.このことは,実際の踏切動作においても跳躍板で損失するエネルギーの大きさに無視できない違いがある可能性を示唆している.平成28年度は,メーカーの異なる跳躍板で踏切動作を行なった際に,身体の動作に違いがみられるかを調査する.本研究で調査対象とする国外製跳躍板のうちの一つが,発注してから納入されるまでに1年という非常に長い時間を要した.長い時間を要したのは,業者における製造や搬送の事情による.そのため,納入されるまでの期間は研究に必要となる跳躍板が全て揃わず部分的にしか研究を進められない状態が続いた.本研究では,体操競技の跳馬で用いられる跳躍板を対象として,異なるメーカーの跳躍板の間に存在すると予測される力学的な特性の差を調査し,さらに,跳躍板の特性と相互作用する踏み切り動作を力学的に明らかにすることが目的であった.跳躍板の特性が異なれば,踏み切り動作中の跳躍板の力学的挙動や身体への力学的作用が異なることになる.したがって,跳躍板の特性にメーカー間で差が存在するならば,選手が感じ取るフィーリングにも違いが現れると予期された.実際に,国内外メーカー製の複数の跳躍板で選手が跳躍動作を実施したところ,そのフィーリングには違いがあることが平成26年度に確認された.これら異なるメーカー製の複数の跳躍板に関する特性差の調査と,実際の踏み切り動作の分析を平成27年度から平成28年度にかけて行った.

特性調査は,国際体操連盟が定める公認試験方法に準じ,跳躍板上へ重錘を落下させた際の力や変形の大きさを測定する方法で実施した.試験による測定値を基にして跳躍板の力学的な特性の違いを検証したところ,エネルギー吸収性や剛性に顕著な違いが存在することが明らかとなった.実際の跳躍板を用いた選手の踏み切り動作の分析を実施したところ,踏み切り前半局面での脚部の屈曲を抑えていることが特徴であった.この動作は,跳躍板に弾性エネルギーを蓄積することに有効な動作であると考えられる.踏み切り後半局面では,選手の能動的な踏み切り動作と弾性変形した跳躍板の復元によって選手の力学的エネルギーが増大する.これらの比率の平均は,跳躍板によるものがおよそ27%で,踏み切り動作によるものがおよそ73%であった.跳躍板の剛性とエネルギー吸収性の違いは,踏み切り後半局面に増大するエネルギーに占める跳躍板の貢献の違いに影響するため,踏み切り後半局面の能動的な踏み切り動作に影響を与えているものと考えられる.メーカーの異なる体操競技跳馬用の跳躍板3種類の力学的特性を調査した.これらは,選手のフィーリングに違いがみられるものであった.国際体操連盟が定める機能特性試験に準じ錘落下試験を実施したところ,力の最大値に大きな差はなく,エネルギー吸収性に顕著な差がみられた.さらに,選手の実際の跳躍動作における身体と跳躍板の相互作用では,跳躍板は身体内部組織よりもエネルギー吸収性や流入出が大きかった.現在の跳躍板には,動作に無視できない影響を与える特性差が存在することが示唆された.発注済みの某国外メーカー製跳躍板の納入が,本社および輸入代理店の都合により大幅に遅れており,本実験に用いる跳躍板がいまだ全て揃っていない.そのため,跳躍板の特性を機械的に調査する本実験ならびに体操選手の実際の踏み切り動作を調査する本実験のいずれもが平成26年度には実施することができなかった.現在は研究に必要となる国内および国外製の跳躍板が全て揃った状態となっている.今後は跳躍板の力学的特性を調査する機能特性試験の未遂部分を実行していき,それに次いで,実際の踏み切り動作を行なった際の身体動作の違いを分析していく予定である.スポーツバイオメカニクス平成27年度は,納入の遅れている某国外メーカー製跳躍板が届き次第,跳躍板の特性を機械的に調査する本実験ならびに体操選手の実際の踏み切り動作を調査する本実験を実施する.本実験により得られるデータにより,跳躍板の力学的な特性の違いへの踏み切り動作の対応について,力学的な観点からの総合的な分析を行なう.研究に必要となる跳躍板の納入までに非常に時間がかかり,力学的特性を調査する機能特性試験に遅れが生じた影響で,実際の跳躍動作を用いた実験が未遂であり,そのための支出がなされていないため.平成26年度の8月に発注済みの某国外メーカー製跳躍板の納入が,本社および輸入代理店の都合により大幅に遅れており,平成26年度中に納入されなかったため.実際の跳躍動作を用いた実験に必要となる消耗品,備品,謝金等に使用する予定である.納入の遅れている跳躍板に対する支出は27年度に実施される.それにより,本来の使用計画に戻ることとなる.
術中胃癌リンパ節転移診断のためのポータブルコンプトンカメラの開発

本研究は、FDGガイド手術によるがん切除手術に際する縮小手術を実現ために、コンプトン散乱原理を用いて撮像を行うコンプトンカメラを腹腔鏡に適応する新しい手法を考案し、その装置の開発を目的として行ったものである。当該年度では、3次元ピクセルアレイとそのシステムの統合が完了し、腹腔鏡として体内に挿入できるサイズのコンプトンカメラを実現した。これは現時点で世界最小のコンプトンカメラであり、医療応用のみならず、超軽量であるため環境モニタリング等への応用も期待できる。実験室レベルの評価で、10 mmの被写体距離の条件で4 mm (FWHM)の空間分解能と0.11 cps/kBqの感度(絶対検出効率)を得た。これは従来の低エネルギー核種による術中診断で用いられてきたガンマカメラに匹敵する性能であり、従来感度と分解能の両立が困難であった高エネルギー核種に対する術中診断装置として有効であると考えられる。東京大学医学部胃食道外科の協力の下、PET薬剤の一種であるFDGを事前に投与した食道がん患者から摘出した検体(リンパ節、背景粘膜、原発巣)を対象とした撮像実験を行ったところ、転移リンパ節と原発巣のみを抽出でき、ex vivoでの定性的な病変の抽出に成功した。さらに、東京大学医学部放射線科核医学部門の協力の下でin vivo撮像を想定したファントム撮像実験を行い、周囲にバックグラウンド分布が存在しても特異集積を撮像することが可能であることも実証した。以上より、腹腔鏡型コンプトンカメラとそのシステムの開発に成功し、これは近接撮像型のFDG用超小型術中イメージング装置として有用であることを実証した。本研究に於いて、コンプトンカメラ方式を基にした術中ガンマ線イメージング装置が新しい核医学イメージング手法を切り開き、同時に術中FDGイメージングという核医学診断体系の確立を促したと言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。去年度は要素技術、特に読み出し回路技術やシステムの同定に関する研究を行った。小型化に際する感度低下が依然懸念されるが、従来は捨てられていた散乱データを有効に活用する新しい処理方式により約5倍程度の高感度化を達成し、なおかつ生体内の正常組織の代謝による高バックグラウンド下でも早い同時計数を取ることで高S/N比を得られることをシミュレーションによって明らかにした。時間幅信号処理方式とField Programmable Gate Array (FPGA)を用いたデジタルデータ個別読み出しシステム、General Purpose Graphic Processing Unit (GPGPU)を用いたリアルタイム画像再構成を行う処理ソフトウェア、さらに詳細診断用に最尤法を用いた画像再構成を行いDICOMデータとして出力するモードを含めた統合システムを開発し、試作機の実験室レベルでのRIを用いたイメージングテストに成功している。しかしながら、検出器が小さいために依然として感度が20 cps/MBqと低く、転移リンパ節の線量を先行研究から概算したものでイメージングした場合、10分程度を要する計算になる。その一方で、検出器を積層することで一分以内での画像化も可能であることを明らかにし、従来低エネルギーガンマ線用にradio guided surgeryにて使用されているガンマカメラと比較しても遜色がない。現在では第2世代として積層化に際する信号処理の拡張、最適化設計を行っている。早い同時計数を取ることが本研究では非常に重要になって来ることが明らかになったため、PETなどに応用されつつあるSilicon Photomultiplierを検出部に使用することとした軽微な転換を行った。それと同時に、腹腔鏡下に挿入が可能なサイズで実装するための読み出しケーブルや筐体用の設計を行い、現在企業の協力を仰ぎながら調整している。

また、更なる先の展開として分解能を向上させるために検出器の微細化が進むと考えられるが、腹腔鏡下の限られた環境下では信号線が大部分を占めていき、読み出し信号線がボトルネックになることが考えられる。よって、時間幅信号処理法に対する新たな加算回路を用いたマルチプレックス法を考案・研究し、最大1/4まで信号線の数を簡単に減少させることが可能であることを実証した。本方式はデジタル信号処理の分野では多値論理と言われる技術を適応したものであり、今後の量子コンピュターなどの研究が進むにつれて今後ますます注目されていくと考えられる。それをいち早く放射線計測の分野に適応したものであり、今後の信号処理の高度化に対応する先駆的な研究であると考えている。さらに、より汎用的かつ簡単に構成するために、CMOSロジックを用いた半デジタル処理回路をトランジスタレベルで設計している。27年度が最終年度であるため、記入しない。新しい信号処理方式である動的時間幅信号処理法に注目し、使用する光検出器であるSilicon Photomultiplierに対して前置増幅器がなくとも高い線形性を得ることが可能であることも明らかにし、シンプルながらも実用的であることがわかっている。この新たな方式の第2世代への適応を進めている。本年度はこれらの技術を集約し、本学医学部の協力のもとでファントム実験を行う予定である。本学医学部消化器外科から食道がんにも本研究は有効であるとの意見を得ている。単に胃癌だけにとどまらず、今後新しいモダリティへの展開も考えられるものであるとの認識が得られている。システムを構築してファントム実験を行うとともに、将来的な研究要素として新しい信号処理法である多値論理を用いた半デジタル信号処理をCMOSレベルで展開する。
大腸癌組織における各種糖転移酵素転写産物発現の包括的・定量的検討とその臨床応用

(1)大腸癌手術患者約100例の切除検体より癌部・正常組織を採取し、total RNAを抽出したのち逆転写酵素によりcDNAを合成した。また、各症例の背景因子(年齢、性別、組織型、深達度、ステージ、転帰など)をデータベース化した。(2)既知の糖転移酵素14種の塩基配列をもとにリアルタイムPCR用のプライマー・蛍光プローブを設計し、転写産物の測定系を構築した。(3)リアルタイムPCRを用いて大腸癌における各種糖転移酵素(α1,3-およびα1,4-フコース転移酵素6種、β1,3-ガラクトース転移酵素6種、β1,4-ガラクトース転移酵素5種、β1,3-N-アセチルグルコサミン転移酵素5種)の発現量を定量した結果、H遺伝子の増加とβ3GalT-5遺伝子の低下を認めた。(4)β3Gal-T5酵素蛋白に対するモノクローナル抗体(ラット)を作製し、組織発現を免疫染色にて調べたところ、正常小腸及び大腸上皮細胞、胃における腸上皮化生腺管に強く発現していた。一方、腺種・癌では発現が低下しており、腫瘍の発育・進展とともにβ3Gal-T5の発現が低下してゆく傾向が見られた。(5)β3Gal-T5遺伝子の転写調節機構を調べた。レポーターアッセイによる検討では、転写開始点上流約150120bpの部位に主要な転写調節領域が存在し、この配列に変異を導入するとレポーター活性が失われた。また、ゲルシフトアッセイではこの部位に既知のホメオボックス蛋白であるCDX1/2およびHNF1α/βが結合することが判明した。(6)大腸癌組織cDNAを用いた検討ではCDX1およびHNF1βの発現が大腸癌で低下しており、これらの転写因子の低下がβ3Gal-T5発現低下の原因となっていると推測された。近年、糖鎖合成に中心的役割を果たすと考えられている糖転移酵素遺伝子群が急速にクローニングされつつある。本研究の目的は、大腸癌検体における各種糖転移酵素遺伝子の発現をリアルタイムPCR装置を用いて定量し、癌における特徴的な変化パターンを検索することにより、これらの酵素により合成される糖鎖の、癌における生物学的役割を追求することにある。本年度の作業としてまず、大腸癌手術症例(約30例)より大腸癌組織、周囲正常粘膜組織を採取し、凍結保存した。これらの検体からRNAを抽出した後cDNAを合成した。さらに、既知のガラクトース転移酵素、N-アセチルグルコサミン転移酵素よりいくつかの遺伝子を選定し、リアルタイムPCRのためのPCRプライマー、蛍光プローブ、標準プラスミドを設計して定量システムを作製した。上記のシステムを用いて大腸癌組織における糖転移酵素の発現を測定したところ、β3ガラクトース転移酵素の転写産物が大腸癌において著明に減少することを見いだした。これにより、腫瘍マーカーとして知られる糖蛋白質CEAに含有される1型糖鎖が発現に伴い減少する、という以前からの観察を分子生物学的に説明できると考えた。また、本遺伝子の転写調節機構を検討した結果、腸管特異的なホメオボックス遺伝子CDX、HNF1などがβ3ガラクトース転移酵素の発現調節に関与していることが示された。今後さらに検体数を増やすとともに、測定できる遺伝子の種類を追加してゆく予定である。(1)大腸癌手術患者約100例の切除検体より癌部、正常部組織を採取し、市販のRNA抽出キット、cDNA合成キットを用いてcDNAを合成した。また各症例の背景因子(年齢、性別、組織型、深達度、転帰)をデータベース化した。

(2)既知の糖転移酵素14種の塩基配列をもとにリアルタイムPCR用のプライマー、FITC・LC-Red640蛍光プローブを設計し、転写産物量の測定系を構築した。(4)β3Gal-T5蛋白に対するラット・モノクローナル抗体を作製し、その組織発現を免疫染色にて調べたところ、正常小腸・大腸上皮細胞、胃における腸上皮化生腺管(正常胃上皮で全く発現がみられない)に強く発現していた。また、腺腫、腺癌では発現が低下しており、腫瘍の発育・進展とともに発現が減少してゆく傾向が認められた。β3Gal-T5遺伝子の転写調節機構を調べたところ、2種のホメオボックス遺伝子(CDX、HNF1)により制御されており、癌組織ではこれらの遺伝子の発現が低下することによりβ3Gal-T5の転写量が低下することが判明した。
ポリアミンによるグルタミン酸受容体活性の制御機構

1.ポリアミン、特にスペルミンはNMDA受容体活性を脱分極時に促進し、過分極時に阻害(チャネルブロック)し、NMDA受容体の機能をより効果的にする。これまでに私達はポリアミン輸送系の基質結合蛋白質とのアミノ酸配列のホモロジー解析より、スペルミンによる活性促進にはNR1_AのGlu342、Trp608、Trp611、Asn616、Tyr647、Asp669が関与していることを報告してきたが、今回はN末端に存在するGlu181とGlu185が促進に関与していることを明らかにした。2. NMDA受容体はNRlとNR2のへテロオリゴマーである。Mg^<2+>はポリアミンと同様にNMDA受容体に対して過分極時にチャネルブロック作用を有する。このMg^<2+>と相互作用するアミノ酸残基としてNR1_AとNR2BのN616が同定されていたが、更にNR2BのW607がMg^<2+>と相互作用をしているアミノ酸残基であることを明らかにした。3.ストレプトマイシンを始めとするアミノグリコシド系抗生物質は難聴を引き起こすため、その使用が制限されている。本研究では、このアミノグリコシド系抗生物質がNMDA受容体上のポリアミン結合部位に結合し、NMDA受容体を活性化して蝸牛神経を破壊するために難聴が起こることを明らかにした。4.ポリアミン誘導体を脳機能改善薬として開発するため、チャネルブロック作用のみを有する誘導体を探索した。その結果、ダンシルスペルミン及びトリベンジルスペルミジンが活性促進作用を持たず、チャネルブロック作用のみを有することを明らかにした。1.大腸菌のスペルミジン取り込み系の基質(スペルミジン)結合蛋白質(PotD)のスペルミジン結合には2分子のAsp、2分子のGlu、3分子のTyrが関与していることを、X線結晶構造解析およびsite-directed mutagenesis法により作製した変異PotD蛋白質の活性測定より証明した。NMDA受容体活性のポリアミンによる二面的な調節(脱分極時の促進及び過分極時の阻害)に関与するNMDA受容体の上のアミノ酸残基を、アフリカツメガエル卵母細胞膜上に発現させた変異NMDA受容体活性を測定することにより同定した。その結果、ポリアミンによる活性促進には、Glu185 (N末端から185番目のGlu)、Glu342、Trp608、Asn616、Tyr647、Aso669が関与し、活性阻害にはAsp198、Trp563、Asp616、Glu621、Asp669が関与していることが明らかとなった。以上の結果より、膜電位差によりスペルミンが移動することが示唆された。2.ポリアミンのベンジル誘導体を合成し、NMDA受容体活性に対する効果を検討した。ベンジル誘導体は脱分極時に促進効果を示さなかったが、過分極時に強い阻害効果を示した。阻害効果の強さはトリベンジル>ジベンジル>ベンジルの順で、トリベンジルスペルミンは1μMでほぼ完全にNMDA受容体活性を阻害した。この阻害の強さは、先に報告したダンシルスペルミンとほぼ同程度であった。ベンジル誘導体をリ-ド化合物として、ポリアミン誘導体の医薬品としての開発を目指す。1.ポリアミン、特にスぺルミンはNMDA受容体活性を脱分極時に促進し、過分極時に阻害(チャネルブロック)し、NMDA受容体の機能をより効果的にする。

これまでに私達はポリアミン輸送系の基質結合蛋白質とのアミノ酸配列のホモロジー解析より、スベルミンによる活性促進にはNR1AのGlu342、Trp608、Trp611、Asn616、Tyr647、Asp669が関与していることを報告してきたが、今回はN末端に存在するGlu181とGlu185が促進に関与していることを明らかにした。2. NMDA受容体はNR1とNR2のヘテロオリゴマーである。Mg^<2+>はポリアミンと同様にNMDA受容体に対して過分極時にチャネルブロック作用を有する。このMg^<2+>と相互作用するアミノ酸残基としてNR1AとNR2BのN616が同定されていたが、更にNR2BのW607がMg^<2+>と相互作用をしているアミノ酸残基であることを明らかにした。3.ストレプトマイシンを始めとするアミノグリコシド系抗生物質は難聴を引き起こすため、その使用が制限されている。本研究では、このアミノグリコシド系抗生物質がNMDA受容体上のポリアミン結合部位に結合し、NMDA受容体を活性化して蝸牛神経を破壊するために難聴が起こることを明らかにした。