hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交通振動計測に基づく表層地盤のS波速度およびQ値構造の評価

(1)昨年度に引き続き,提案手法の有効性および適用範囲をさらに検討するため,昨年度に開発した計測処理システムを用いて,モンテンルパ(フィリピン)および境港市(鳥取県)の複数地点において交通振動のアレイ(同時多点)計測または1点3成分計測を行い,それに含まれるレイリー波の位相速度および距離減衰特性または表面波のH/Vスペクトルを求めた.交通振動の振動源としては,一般車両走行のほか,大型車両走行や鉄道車両走行などを利用した.計測された位相速度および距離減衰特性あるいはH/Vスペクトルについて,基本モードから高次モードまでの影響を考慮した逆解析を行って,表層地盤のS波速度構造を推定した.推定された構造は,用いた振動源の種類とは関係なく,既往あるいは別途に実施したボーリングやPS検層等の地盤調査結果と概ね調和的であった.このことは,振動源の種類とは関係なく,交通振動のアレイまたは1点3成分計測に基づいて表層地盤のS波速度構造を精度良く推定できること,すなわち提案手法の有効性を示している.(2)(1)で地盤構造を推定した地点のうち境港市の3地点およびこれより約5km北東に離れた岩盤地点では,2000年鳥取県西部地震における本震記録が得られている.そこで,この岩盤地点の地震記録および推定地盤構造に基づいて,地盤の液状化を考慮した1次元の地震応答解析を行い,境港市の3地点での本震地震動を推定した.ただし,地盤の液状化などの非線形挙動を規定するパラメータの値は,既往のボーリング調査結果等に基づいて仮定した.実地震記録および本震時の地盤変状や噴砂現象の有無等との比較から,推定された地震動の妥当性を確認した.以上の結果は,本提案手法により推定された表層地盤構造を用いて地盤の地震時挙動をある程度把握あるいは予測できる可能性を示している.(1)交通振動に含まれるレイリー波の位相速度および距離減衰特性を現場でリアルタイムに確認し,最適な計測器配置を現場で選択可能な計測処理システムを開発した.システム開発は,現有する微動観測システムを改修・増設することで実施された.この際,交通振動の同時多点計測(アレイ計測)に不足するA/D変換ボード,フィルタ,センサおよびケーブルを購入した.また,システムを駆動・管理する計測ソフトウェアを,現有の微動観測システムに対応するそれを改造して作成し,計測システムに搭載した.なお,実際の現場計測では大量のデータを記録・保存する必要があることから,大量のデータ記憶媒体(MO, CD-R)を購入した.(2)上記(1)のシステムを用いて,ギョルジュク(トルコ),バンコク(タイ),モンテンルパ(フィリピン)および日本国内数地点における地盤構造が既知の地点で,主として一般車両による交通振動のアレイ計測を行い,それに含まれるレイリー波の位相速度および距離減衰特性を求めた.計測された位相速度について,高次モードの影響を考慮した逆解析を行って,表層地盤のS波速度構造を推定した.推定された構造は,既往のPS検層等の地盤調査結果および別途実施された微動のアレイ観測から求められたS波速度構造と良く一致した.このことは,主として一般車両による交通振動のアレイ計測に基づいて表層地盤のS波速度構造を精度良く推定できること,すなわち提案手法の有効性をある程度示している.来年度は,本手法を表層地盤のQ値構造の同時同定に拡張し,手法の有効性をさらに確認するとともに,一般車両以外の種々の交通振動に対する本手法の適用性について検討する予定である.(1)昨年度に引き続き,提案手法の有効性および適用範囲をさらに検討するため,昨年度に開発した計測処理システムを用いて,モンテンルパ(フィリピン)および境港市(鳥取県)の複数地点において交通振動のアレイ(同時多点)計測または1点3成分計測を行い,それに含まれるレイリー波の位相速度および距離減衰特性または表面波のH/Vスペクトルを求めた.交通振動の振動源としては,一般車両走行のほか,大型車両走行や鉄道車両走行などを利用した.計測された位相速度および距離減衰特性あるいはH/Vスペクトルについて,基本モードから高次モードまでの影響を考慮した逆解析を行って,表層地盤のS波速度構造を推定した.推定された構造は,用いた振動源の種類とは関係なく,既往あるいは別途に実施したボーリングやPS検層等の地盤調査結果と概ね調和的であった.このことは,振動源の種類とは関係なく,交通振動のアレイまたは1点3成分計測に基づいて表層地盤のS波速度構造を精度良く推定できること,すなわち提案手法の有効性を示している.(2)(1)で地盤構造を推定した地点のうち境港市の3地点およびこれより約5km北東に離れた岩盤地点では,2000年鳥取県西部地震における本震記録が得られている.そこで,この岩盤地点の地震記録および推定地盤構造に基づいて,地盤の液状化を考慮した1次元の地震応答解析を行い,境港市の3地点での本震地震動を推定した.ただし,地盤の液状化などの非線形挙動を規定するパラメータの値は,既往のボーリング調査結果等に基づいて仮定した.実地震記録および本震時の地盤変状や噴砂現象の有無等との比較から,推定された地震動の妥当性を確認した.以上の結果は,本提案手法により推定された表層地盤構造を用いて地盤の地震時挙動をある程度把握あるいは予測できる可能性を示している.
次世代テラヘルツ無線システムの構築に向けた送受信集積回路技術の研究

次世代テラヘルツ無線技術として、共鳴トンネルダイオード(Resonant Tunneling Diode: RTD)を用いた送受信集積回路の実現を目指し、以下の項目について系統的な研究を行ない、所期の目標を達成した。(1)回路素子のモデリング:RTDのDCバイアス電圧に対する回路モデルと伝送線路のモデルを構築し、実際のRTDと伝送線の測定結果と比較することにより、DCバイアスに応じた、送信(発振器)と受信(検出器)動作ならびに伝送線の周波数特性を正確に記述することに成功した。(2)強度変調(OOK)方式を利用したRTD送受信回路の開発:上記モデルを用いて、送受信の高効率化(送信器の放射特性の向上と受信器の感度向上)を目指し、ボータイアンテナとRTDを集積化した回路を開発した。(3)位相変調、多値変調方式を利用したRTD送受信回路の開発:RTDを2素子用い、ひとつを発振器、もうひとつをミキサ(アップ・ダウンコンバータ)として動作させる独自の集積回路を開発した。(4)送受信モジュールの開発:高速化(伝送速度の向上)を目指し、インピーダンス整合に注力して、実装基板(コネクタを含む)にRTD回路チップを搭載したモジュールを開発した。また、モジュールの低コスト化のためにHDPEレンズを採用した。(5)システムデモンストレーション:2台のRTD送受信モジュールを用いて、6Gbit/s(エラーフリー)、10Gbit/s(FECレート)の通信速度を達成し、これまでの記録を大幅に更新した。27年度が最終年度であるため、記入しない。26年度は、以下の3点について研究を行った。1)共鳴トンネルダイオード(Resonant Tunneling Diode: RTD)を用いた無線通信技術の現状を分析、回路基板に対して垂直方向にテラヘルツ波を放射するアンテナの開発が火急の課題であるとの結論に達し、広帯域性において優れている「折り返しダイポールアンテナ」に関する検討を行った。本アンテナをアレイ構造にして、基板内で生じる不要モードを抑制するとともに、RTD素子と集積することによって自己発振型ミキサとして動作可能な受信器回路を設計した。その後、レイアウト設計を行い、本年度末、共同研究企業において試作を完了した。現在、試作した回路チップを評価するために、専用のモジュールに実装中である。2)RTD素子自体の発振器ならびに自己発振型ミキサとしての動作に関する検討を行った。まず、ミリ波帯、テラヘルツ波帯でこれまでに用いられている通常のダイオード回路をRTD用に改良することとした。そのために必要となるRTD素子のモデリングを行った。試作したテスト回路をRF測定し、等価回路モデルを構築した(国際会議2件)。3)現状のRTD受信器の実装において、伝送帯域を制限している原因を追求した結果、RTD素子のベースバンド回路(IF回路)の広帯域化が必要であることを明らかにした。新たなIF回路を試作し、受信器としてこれまでの結果を上回る、15Gbit/s以上の伝送レートを実証した(国内会議1件)。RTD素子のモデリング、新アンテナを集積した回路設計、試作の一連の研究を予定通り完了することができたと共に、受信器においては、15Gbit/s20Gbit/sの伝送実験に成功し、これまでの記録であった10Gbit/sを大幅に超えることができた。27年度は、以下の4点に注力して研究を行う。1)26年度に成功したIF回路を有する受信器に、新たにHDPEレンズを実装することを試みる。これまでに用いていたSiやMgOよりも安価な受信器が実現できる。2)26年度に試作した、新しいアンテナを用いたRTD受信器の評価により、伝送速度の記録更新を目指す。3)26年度に確立したRTDの回路モデルに基づき、高出力・低雑音特性を有するRTD発振器を開発する。低雑音化については、評価法に関しても検討を行う。また、発振を安定化するために、高いQ値を有するタンク回路の開発を行う。

さらに、新たなミキサ回路の開発を行い、ミキサと発振器を分離した構成によりRTD送信器の伝送速度の向上を図る。4)以上の検討により、最終的に、オールRTDによるロバストな送受信器を実現する。目標として、OOK変調方式により、送信として510Gbit/s、受信として2030Gbit/sを目指す。27年度が最終年度であるため、記入しない。
薬物事犯に対する治療プログラムの長期的な効果の検証と再犯予防の要因に関する研究

情報収集については、2018年6月に米国で開催されたCollege on problems of Drug Dependenceに参加して情報収集を行った。また、カリフォルニア州の大麻解禁直後の様子について、ロサンゼルス群の大麻管理局スタッフやロサンゼルス公衆衛生局のスタッフから情報を収集し、我が国における大麻についての情報も提供した。さらに、2018年9月に開催された日本アルコール・アディクション学会に参加し、我が国における薬物依存症者に対する支援についての最新動向についての情報を収集した。調査については、2019年4月1日に着任する上越教育大学と千葉刑務所との共同研究協定書を作成を行い、研究体制を構築した。また、この協定書の作成と平行して、5名の薬物事犯者を対象に質問紙調査を実施した。前任の筑波大学在籍時は、3年間の任期付き研究員という身分であったため、刑事施設との研究共同協定を結ぶことが困難であった。そのため、刑事施設内での質問紙調査を実施することはできたが、分析を実施するためにデータを刑事施設外へ持ち出すことができなかった。しかし、2019年4月1日以降は、着任校の大学職員となるため共同研究協定の締結が可能となり、データの持ち出しが可能になり、これまで抱えていた課題は解決できる見通しとなった。今後の研究推進方策は、千葉刑務所と共同研究協定書を締結することが最優先事項となる。その上で、既存データの刑事施設から大学の研究室へ持ち出せる体制を作り、データの解析および学会発表を行うための体制構築を行う。また、刑事施設内での研究協力者のリクルートを平行して行い、データ解析対象者を増員することを目指す。本研究の目的は、刑事施設内において薬物事犯に実施する再乱用防止プログラムの長期的な効果と出所直前の薬物事犯者の特徴を検証することを通じて、フォローアップ・プログラムを実施することの必要性について検証を行うことである。平成29年度の研究計画は、研究フィールドの確定とアンケート調査、および情報収集であった。研究フィールドの確定については、研究代表者が勤務する刑事施設との共同研究協定締結の窓口になっていた職員が異動してしまったために、新たな職員との関係構築を図っている段階である。また、当初調査を予定していた2つの刑事施設においても調査が不可能になったため、法務省の職員に調査協力が見込める施設を選定するための相談し、施設の検討をした。アンケート調査については、申請者が勤務する刑事施設において、薬物事犯者の参加が義務づけられている薬物依存離脱指導プログラムの実施後のアンケート調査を行った。8名の調査データが得られたが、研究協定が締結できていないために、データを刑事施設の外部に持ち出して分析することができないために次年度の課題となる。情報収集については、文献調査に加え、フォローアップ・プログラムに盛り込むことが有益と考えられるSelf-compassionプログラムのワークショップに参加した。Self-compassionとは、自己への慈しみであり、このプログラムでは他人にそうしているように、自分に対して思いやりや慈しみをもって接する方法を学ぶプログラムである。薬物事犯者の中には、薬物を使用したことに対して厳しい自己批判を行い、そのことが薬物の再使用の要因になっている者もいる。そこで、実際にプログラムを受講し、フォローアップ・プログラムに盛り込むことができるエクササイズの収集をした。本研究の特徴の1つは、刑事施設が調査フィールドになっている点であるが、研究代表者が勤務する刑事施設の窓口となっていた担当者が異動になってしまったことにより、調査で得られたデータにアクセスできない状態となってしまった。次年度にデータの持ち出しが可能となるように共同研究協定の締結を目指す。また、当初調査を予定していた2つの刑事施設においても担当者の変更に伴い、調査が不可能になった。現在、調査フィールドを確保するために、法務省の職員と相談しながら調査可能性がある施設の選定を行っている。本研究の目的は、刑事施設内において薬物事犯に実施する再乱用防止プログラムの長期的な効果と出所直前の薬物事犯者の特徴を検証することである。本研究の特徴の1つは、刑事施設が調査フィールドになっている点であるが、研究代表者が勤務する刑事施設の窓口となっていた担当者が異動になってしまったことにより、調査で得られたデータにアクセスできない状態となっている。今年度は、新たな担当者と関係を構築した上で、共同研究協定の締結することを目標とする。

また、当初調査を予定していた2つの刑事施設においても調査が不可能になったため、法務省の職員と相談しながら、調査可能性がある施設の選定を行い、調査の依頼、そして調査実施を目標に研究を進める。さらに、これらの活動と並行して、海外における薬物事犯者への処遇に関する情報収集する。今後の研究推進方策は、千葉刑務所と共同研究協定書を締結することが最優先事項となる。その上で、既存データの刑事施設から大学の研究室へ持ち出せる体制を作り、データの解析および学会発表を行うための体制構築を行う。また、刑事施設内での研究協力者のリクルートを平行して行い、データ解析対象者を増員することを目指す。
バイオマスの増加を目指した同化デンプン代謝能改変植物の分子育種

植物は光エネルギーを化学エネルギー(ATP & NADPH)に変換し,これを利用して大気中の二酸化炭素の炭素を固定する.この光合成過程により生成する光合成産物を効率的に利用することは,植物自身の生長に重要である.植物の光合成能と同化デンプン蓄積能は正の相関を示すことが知られている.したがって,同化デンプン代謝能を強化することは,光合成能.生長,生産性の向上を導くことが期待される.これまでに,デンプン生合成における鍵酵素であるADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)のアロステリック調節に焦点を当て.アロステリック機能のin vitroでの改変と改変遺伝子の植物での発現を試みてきた.実際に,モデル植物であるシロイヌナズナでは,アロステリック改変AGPase遺伝子の発現により,同化デンプン代謝能の強化とそれに伴う生長の向上をもたらすことが明らとなった.本研究では,これらの成果のイネへの適応を最終的に目指し,そのための基盤を得ることを目的とした.1.アロステリック非感受性AGPaseの発現既知アロステリック分子非感受性のBacillus stearothermophillus AGPaseを,ロゼット葉AGPaseを欠損したシロイヌナズナ変異株で発現させた.得られた形質転換植物のロゼット葉におけるAGPase活性ならびに同化デンプン蓄積量は,野生型株と同程度までしか回復せず,B.stearothermophillus AGPaseが植物中で未知のアロステリック制御を受ける可能性が示唆された.2.イネAGPaseサブユニット遺伝子の器官特異的発現イネデーターベース上の6種のAGPase遺伝子の発現を詳細に解析し,各器官の主たるAGPaseを同定した.胚乳細胞および培養細胞では一つの遺伝子が選択的スプライシングを介した2種のタンパク質を与え,それぞれ細胞質とアミロブラストに局在すると考えられた.3.イネADPglucoseトランスポーター候補遺伝子の発現制御細胞質からアミロプラスト内へADPglucoseを輸送するトランスポーターの候補遺伝子の器官特異的発現を解析し,胚乳細胞特異的であることを明らかにした.植物は光エネルギーを化学エネルギー(ATP & NADPH)に変換し,これを利用して大気中の二酸化炭素の炭素を固定する.この光合成過程により生成する光合成産物を効率的に利用することは,植物自身の生長に重要である.植物の光合成能と同化デンプン蓄積能は正の相関を示すことが知られている.したがって,同化デンプン代謝能を強化することは,光合成能.生長,生産性の向上を導くことが期待される.これまでに,デンプン生合成における鍵酵素であるADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)のアロステリック調節に焦点を当て.アロステリック機能のin vitroでの改変と改変遺伝子の植物での発現を試みてきた.実際に,モデル植物であるシロイヌナズナでは,アロステリック改変AGPase遺伝子の発現により,同化デンプン代謝能の強化とそれに伴う生長の向上をもたらすことが明らとなった.本研究では,これらの成果のイネへの適応を最終的に目指し,そのための基盤を得ることを目的とした.1.アロステリック非感受性AGPaseの発現既知アロステリック分子非感受性のBacillus stearothermophillus AGPaseを,ロゼット葉AGPaseを欠損したシロイヌナズナ変異株で発現させた.得られた形質転換植物のロゼット葉におけるAGPase活性ならびに同化デンプン蓄積量は,野生型株と同程度までしか回復せず,B.stearothermophillus AGPaseが植物中で未知のアロステリック制御を受ける可能性が示唆された.2.イネAGPaseサブユニット遺伝子の器官特異的発現イネデーターベース上の6種のAGPase遺伝子の発現を詳細に解析し,各器官の主たるAGPaseを同定した.胚乳細胞および培養細胞では一つの遺伝子が選択的スプライシングを介した2種のタンパク質を与え,それぞれ細胞質とアミロブラストに局在すると考えられた.3.イネADPglucoseトランスポーター候補遺伝子の発現制御細胞質からアミロプラスト内へADPglucoseを輸送するトランスポーターの候補遺伝子の器官特異的発現を解析し,胚乳細胞特異的であることを明らかにした.高等植物は光合成によって固定した炭素の一部を葉緑体内の同化デンプンに変換する.同化デンプン合成速度と光合成能には正の相関が認められることから,同化デンプン合成能を強化することは光合成能,生長,生産性の向上を導くと考えられる.ADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)は,デンプン合成におけるグルコースポリマー供与体であるADP-glucoseを供給する酵素であり,そのアロステリック調節は同化デンプン合成速度を左右する重要な因子である.また,デンプン枝作り酵素(starch-branching enzyme;SBE)はアミロペクチンの分岐合成を司ることから,デンプン合成量を決定する因子の一つであると考えられる.本研究では,これらの酵素機能を利用し,植物同化デンプン代謝能の改変と最終的な植物生産性の向上を目指している.(1)AGPaseおよびSBEの植物での発現:シロイヌナズナにおける同化デンプン合成速度の増加を導く目的で,AGPaseならびにSBEを同時に高発現する植物を作製する.このとき,アロステリック非感受性AGPaseとしてBacillus stearothermophilus glgC遺伝子を,また,SBEとして貯蔵器官で特異的に発現するインゲンマメsbe遺伝子を用いた.すでに,両遺伝子を組込んだバイナリベクターを作製し,形質転換を行っている.次年度は,得られる形質転換植物の解析を行う.(2)イネAGPaseの機能改変と同化

デンプン合成速度の増加:イネ葉身の光合成能は高いがほとんど同化デンプンを合成しない.一方,葉鞘では光合成能は低く,また,出穂期までは同化デンプンの合成能も低い.葉鞘における同化デンプン合成量の増加は,一時的炭素貯蔵量を増加させることにつながることから,葉鞘特異的AGPaseを同定し,そのアロステリック機能の改変,ならびに改変遺伝子の導入により,同化デンプン合成量の増加を諮る.すでに,イネに存在する6種のAGPaseサブユニット遺伝子を単離した.次年度は,器官特異的発現プロファイルを調べ,変異導入および変異遺伝子のイネへの導入を行う.高等植物が合成するデンプンは,人類にとって高度に利用可能なバイオマス資源であり,カロリー源としてだけでなく各種産業の原材料として実際に利用されている重要な化合物である.同化デンプン蓄積量と光合成能の間に正の相関が見られることから,同化デンプン合成能の強化は光合成能のみならず,植物の生長や生産性の向上をもたらすことが期待される.本研究では,デンプン生合成に関与する酵素,特にADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)の機能を利用し,植物同化デンプン代謝能の改変と最終的な植物生産性の向上を目指した.1.シロイヌナズナ同化デンプン蓄積量の制御植物のAGPaseはデンプン合成におけるグルコースポリマー供与体であるADP-glucoseを供給する酵素であり,そのアロステリック調節は同化デンプン合成速度を左右する因子の一つと考えられている.本研究では,既知アロステリック分子に非感受性のBacillus stearothermophillus AGPaseを,ロゼット葉AGPaseを欠損したシロイヌナズナ変異株で発現させた.得られた形質転換植物のロゼット葉におけるAGPase活性ならびに同化デンプン蓄積量は,野生型株と同程度までしか回復せず,導入AGPaseの発現効率が低い,あるいはB.stearothermophillusAGPaseが植物中で未知のアロステリック制御を受けると考えられた.2.イネAGPaseサブユニット遺伝子ならびにADPglucoseトランスポーター遺伝子の発現制御AGPase遺伝子の機能改変による同化デンプン蓄積量の増加をイネに適応するために,イネデーターベース上の6種のAGPase遺伝子の発現を詳細に解析し,各器官の主たるAGPaseを同定した.胚乳細胞および培養細胞では一つの遺伝子が選択的スプライシングを介した2種のタンパク質を与え,それぞれ細胞質とアミロプラストに局在すると考えられた.また,細胞質からアミロプラストへ基質ADPglucoseを輸送するトランスポーターの候補遺伝子の発現も解析し,胚乳細胞特異的であることを明らかにした.
経済発展政策としての信用管理に関する国際比較研究

経済発展政策としての信用管理に関する国際比較研究で参考にする文献と資料をまとめて、特に欧州とアジアの銀行貸出統計、業種別貸し出し統計、窓口指導統計等、様々なマクロ統計によってのデータベースを構築した。欧州の記録保管所と図書館の調査を行いました。実地調査では文書と目撃証人など、アジアと欧州でこれまで利用されていない情報源をさらに研究した。加えて、さらなる参照事項、研究へのフィードバック、フィールドワークの新たな方向性を探るため現地の学者の意見を聞きました。統計データベースを拡大し、現地語の新聞を活用した。入手したデータと情報を詳細に分析し、所見に基づいて暫定的な草稿と論文を執筆した。研究の中間報告を発表するために学会に参加して、論文を学術の雑誌にも載せました。主な結果は以下の論文どおり銀行貸出管理政策は色々な国々では政策手段として使われて、名目GDP成長に主要な影響を与えたことが確かめられた。そらに、今まで日本語のみ出版されていた関連の重要な論本も翻訳され、英語で雑誌に出版された。
二重鎖DNAと特異なトランス三重らせんを形成するα-β-キメラDNAの開発

平成10年度は当初の計画に従い、分光学的手法による三重らせん形成、及びその安定性に関する物理化学的研究、さらにゲル電気泳動による三重らせん構造の詳しい解析をを行なった。以下に実績を記す。1).先ずα-2'-デオキシヌクレオシドの結合した固相担体を調製し、これを用いて3'-末端より11量体の鎖長を持つα-DNA鎖を常法により合成した。引き続きこのDNAの5'-末端に対し、β-ヌクレオシド・3'-フォスフォアミダイト体を結合させ、15量体のβ-DNA鎖を伸長させることにより、3'-末端側にα-DNA構造、5'-末端側にβ-DNA構造を持つII-型キメラDNAを合成することに成功した。2).二本鎖DNAに対し、生理的条件下でII-型キメラDNAを作用させ、温度可変機能を持つUV分光器を用いた測定により三重らせんの形成、及びその熱力学的安定性についての解析を行なった。その結果、II-型キメラDNAは、標的となる二重鎖DNAに結合して三重鎖を形成する能力を持つことが示唆された。しかもその安定性は、対応するβ-DNA部分が形成する三重鎖に比べ、大きく向上していることも判明した。3). 2)の結果をさらに詳しく解析するため、標的となる二重鎖DNAを放射標識化し、これにII-型キメラDNAを結合させた後に二重鎖DNA特異的分解反応を行い、このゲル電気泳動分析、いわゆるフットプリントアッセイ実験を行った。その結果II-型キメラDNAと標的二本鎖DNAとの三重鎖では、当初の期待通リキメラ中のα-鎖部分、及びβ-鎖部分が共に標的鎖と結合していることが確認された。平成9年度は当初の計画に従い、DNA自動合成機を用いたキメラDNAの簡便な合成法の確立、分光学的手法による三重らせん形成、及びその安定性に関する物理化学的研究を行なった。以下に実績を記す。1).3'・末端より15量体の鎖長を持つβ-DNA鎖を常法により合成した。引き続きこのDNAの5'・末端に対し、α-ヌクレオシド・3'・フォスフォアミダイト体を結合させ、15量体のα-DNA鎖を伸長させることにより、3'・末端側にβ-DNA構造、5'・末端側にα-DNA構造を持つI型キメラDNAを合成することに成功した。2).遺伝子DNAのモデルとなる30量体程度の、二本の相補的β-DNAを合成した。3).2)で得られた-DNAから形成される二本鎖DNAに対し、生理的条件下でI型キメラDNAを作用させ、温度可変役能を持つUV分光器を用いた測定により三重らせんの形成、及びその熱力学的安定性についての解析を行なった。得られたUV吸光度の温度依存的な変化の解析から、I型キメラDNAは、標的となる二重鎖DNAに結合して三重鎖を形成する能力を持つことが示唆された。しかしその安定性は、対応するβ-DNAが形成する三重鎖に比べ、若干低下していることも示唆された。4).3)の結果をさらに詳しく解析するため、標的となる二重鎖DNAを放射標識化し、これにキメラDNAを結合させた後電気泳動を行い、その泳動距離の変化を比較する、いわゆるゲルシフトアッセイ実験を行った。その結果I型キメラDNAは、標的二本鎖DNAに詰合して三重鎖を形成していることが確認された。以下に実績を記す。
溶液構造に着目した有機結晶の核発生制御とナノ結晶製造への展開

医薬の化学構造は、複雑で溶解しにくくなってきている。薬の効き目をよくするためには、医薬の結晶を微小にして溶解性を上げる必要がある。そのためには、結晶化の初期過程である結晶核形成の制御が重要である。しかし、結晶核形成のメカニズムは充分には解明されていなかった。本研究によって、溶液中の医薬分子会合体の構造変化と拡散(溶液中で分子自らが移動すること)を制御することが重要であることが初めてわかった。また、それを応用するプロセスをいくっか検討した。医薬など有機化合物の溶液晶析(結晶生成)においては、溶液中での結晶核生成を制御することが所望の結晶を製造する上で重要である。本研究では、溶液中の会合体形成が核形成に重大な影響を及ぼすという観点から、結晶核形成メカニズムについて検討した、また、ナノ医薬結晶を製造する目的で、微結晶製造のための新規な晶析法を検討した。先ず、核発生のメカニズム解明に関する研究では、0.003°Cの誤差で温度制御することによって溶液の熱対流速度を2μm/sと極度に抑制できる結晶核形成観察装置を作成し、核形成が溶液構造を介して伝搬するという仮説を証明する実験を開始することができた。以前の実験では、溶液の対流を抑えることが困難であった。溶液中に形成される会合体の構造を制御して、微結晶(マイクロ結晶およびナノ結晶)を製造する晶析法開発に関する研究では、本研究で提案している、1)反復回分晶析、およびマイクロ波照射晶析の有効性について検討した。反復回分晶析は、回分晶析で結晶析出と完全溶解を繰り返し行う晶析法である。これによって、核形成のタイミングが揃い、結晶は微小化することがわかった。とくに今回の実験では、核形成のタイミングが揃う原因を明らかにすることを目的として、NMRによる溶質分子の緩和時間測定を行った。その結果、結晶を再溶解して少なくとも20min以内の溶液では、溶質分子は動きにくい(強く会合している)状態を維持していることがわかり、溶解しても結晶構造に近い会合状態が短時間維持されていることが示唆された。マイクロ波照射晶析では、溶液を晶析目的で冷却する前に、溶液にマイクロ波を所定時間照射することによって、得られる結晶が微結晶化することがわかった。また、特定の界面活性剤を溶液に添加することによって、微結晶化効果が促進された。さらに、多形の析出と溶液構造との関係について検討した。医薬など有機化合物の晶析(結晶生成)では、結晶核形成を制御することが、結晶多形や粒子径分布などの所望の特性を持った結晶を製造する上で重要である。しかし、現在の工業生産現場で核形成が制御されているとは言えない。そこで、本研究では、溶液中の会合体が結晶核形成に重大な影響を及ぼしているという観点から、結晶核形成メカニズムについて検討した。また、ナノ医薬結晶を製造する目的で、微結晶製造のための新規な晶析法を検討した。1.まず、0.003°Cの誤差で温度制御することによって溶液の熱対流速度を2μm/sと極度に抑制できる結晶核形成観察装置を作成し、それを用いて核形成のメカニズム解明に関する研究を行った。その結果、自発的な核形成が起こりにくい過飽和溶液であっても、そこに結晶を接触させることによって結晶とは離れた位置で結晶核が形成されることを見出した。溶液に接触した結晶の成長が、溶質分子の拡散移動を促し、そのような分子の動きが、溶液中に形成されている会合体の構造転移を誘発して結晶とは離れた位置で核が形成されたと考えられ、いままで知られていなかった核形成のメカニズムを明らかにすることができた。これについては、さらに詳細な検討を行う計画である。2.核形成のタイミングを揃えて、かつ微結晶を製造する目的で、冷却前の未飽和溶液にマイクロ波を照射する実験を行った結果、ミクロン結晶が得られた。NMRの緩和時間測定の結果、マイクロ波照射は、溶質の会合状態を変化させ、核形成速度を速めたことが示唆された。3.貧溶媒晶析で溶液と貧溶媒を混合するプロセスにマイクロスタティックミキサーを用い、L-グルタミン酸の100-200nmのナノ結晶を析出させることに成功した。4.本研究で開発したmL-連続晶析装置を用いて、粒径分布が揃った微結晶を製造することができた。近年、難溶性医薬が増えている。それらのバイオアベイラビリティを上げるために、ナノ結晶の製造が期待されているが、成功しているは言えない。その最大の理由は、有機結晶の核発生メカニズムが充分には解明できていないことにある。溶液における分子間相互作用の重要性は、様々な分野で取り扱われてきたが、結晶核発生との関係では国内外ともに検討されてこなかった。そこで、本研究では、溶液中の会合体が結晶核形成に重大な役割をはたしているという観点から、結晶核形成について検討してきた。

今年度はとくに、既に存在している結晶(例えば種晶)が核発生に及ぼす影響に焦点を当てた。また、ナノ医薬結晶を製造する目的で、mL-連続晶析装置による結晶製造についても検討した結果についても報告する1.平成22年度の成果として、「自発的な核形成が起こりにくい過飽和溶液であっても、そこに結晶(種晶)を添加すると、結晶とは離れた位置で結晶核が形成されること、および溶液に接触した結晶の成長が溶質分子の拡散移動を促し、その分子の動きが、溶液中に形成されている会合体の構造転移を誘発ことによって結晶とは離れた位置で核が形成されたと考えられること」を報告した。この理解が正しいならば、種晶が無くても溶質分子のある方向への拡散が起こりさえすれば、核発生が誘導されることになる。そこで、2つのガラスセルが透析膜で隔てられた静置晶析装置を造り、片方のセルに過飽和溶液を置いて、そこから膜を通して他方(飽和溶液)に溶質が拡散する実験を行ったところ、30分以内に再現性良く過飽和溶液から結晶が析出した。一方、両セルに同じ過飽和溶液を置いた場合は、5時間経過しても核は発生しなかった。これにより、拡散が導く新しい2次核発生のメカニズムが明らかになった。2.本研究で開発したmL-連続晶析装置を用いて、溶媒媒介転移を抑制して数ミクロンサイズの溶解度が高い不安定多形結晶の製造が可能であることを明らかにした。しかし、ナノサイズではなかった。
音響センサを用いた管のオンライン長さ計測及び異常モニタリングシステムの開発

計測・制御光学の分野においては、水道・ガスの配管系における管の長さ計測を始めとして、長さの直接計測が困難な場合が非常に多い。この観点から本研究課題は、まず平成6年度、海上空港建設の際の軟弱地盤改良工事における鋼管内砂面沈下距離計測を取り上げた。この問題は、結局は両端が閉じた鋼管の長さ計測に帰着されるが、工事に際し管内空気の加圧、減圧が繰り返されるため管内に多量の水蒸気が発生し、光波による砂面までの距離計測が困難となる。そこで本研究では、まず管内に音響エネルギーが伝播した場合、管の長さに応じた定在波が速やかに生じることを念頭に、管内音圧変動を適切なダイナミクスモデルで表現した。そして、管端に設置した音響センサによる音圧観測方程式と組み合わせて、これらにカルマンフィルタを適用する「管の長さオンライン自動計測システム」を研究・開発した。これにより、0.3秒程度の音圧データで00.5%の高精度なオンライン長さ計測が行われることとなった。次に、平成7年度は、石油パイプラインや原子力発電プラント等を始めとする数多くの配管系における、腐食などによる穴あき箇所の検出や管内に詰まった異常物体の位置決定などを行う「管のオンライン異常モニタリングシステム」の研究・開発を行った。このため、鋼管内に音響信号を入力し、得られる反射波を解析することにより配管の形状計測ができるようにし、結果として正常時からの差異をみることにより異常が認識・検知できるようにしたものである。そのための基礎的なツールとして、送波器、受波器の入出力特性を解析し反射波モデルを作成することにより、受波器に得られる重畳した多くの反射波が互いに高精度に分離・識別できるような方式を開発・採用した。これらの一連の研究成果は、学会誌論文及び著書として広く公表して来た。真っ直ぐな管(pipe)に音響エネルギーを入力すると、両端の開閉に応じて、ある周波数の整数倍の定在波が直ちに生じる。このことを利用して、管の一方の端に設置された音響センサに得られる音圧変動を利用して、管の長さをオンライン自動計測できる計測システムを開発した。具体的には管内部の音圧変動を、その三つの基本的な定在波成分(支配的なもの)の変動を表現できる形でダイナミクス表示し、これに音響センサ出力で表される観測方程式と組み合わせ、これにカルマンフィルタを適用するオンライン管長自動計測システムを研究、開発した。これにより、わずか0.3秒間程度の音圧データで、0±0.5%の高精度な計測結果が得られた。これについては、計測自動制御学会論文集に論文を投稿・掲載すると共に、これまでの知的計測研究に関わる研究成果のひとつとして、自著「計測システム工学」(朝倉書店)に載せた。この方式はオンライン計測方式として、学術的にも、また応用的にも優れた方式であると思われるが、ダイナミクスおよび観測方程式に現れる雑音の分散に関するパラメータ値をある程度適切な値に調整しなければならない煩わしさが伴う。したがって現在、FFT(高速フリーエ変換)解析を利用したパターン認識手法を検討中である。これは、昨今計算機の計算スピードが年々飛躍的に増大しつつあり、この方式も管の長さオンライン自動計測方式として具体化できる可能性が大であることを考慮したからである。また、定在波だけでなく、音波を発信、反射波を受波する方式により管長測定だけでなく、管ネットワークの形状も自動識別できる方法の研究・開発も今後の課題としたい。計測・制御工学の分野においては、水道・ガスの配管系における管の長さ計測を始めとして、長さの直接計測が困難な場合が非常に多い。

この観点から本研究課題では、まず初年度の平成6年度、海上空港建設の際の軟弱地盤改良工事における鋼管内砂面沈下距離計測に関連して、音響センサを用いた「管の長さオンライン自動計測システム」を研究・開発したが、本年度は、石油パイプラインや原子力発電プラント等を始めとする数多くの配管系における、腐食などによる穴あき箇所の検出や管内に詰まった異常物体の位置決定などを行う「管のオンライン異常モニタリングシステム」の研究・開発を行った。このため、鋼管に音響信号を入力し、得られる反射波を解析することにより配管の形状及び長さ計測が高精度にできるようにし、結果として正常時からの差異をみることにより異常の箇所が直ちに検知・認識できるようにしたものである。そのための基礎的なツールとして、送波器、受波器の入出力特性を厳密に解析し反射波のモデルを作成することにより、受波器に得られる重畳した数多くの反射波が互いに高精度に分離・識別できるようにした。この提案方式では、配管の形状パラメータとして、長さのみでなく反射係数や透過係数なども考えているため、異常物体のサイズや奥行きなどの情報も得られる。本研究成果については、現在、学会論文誌に投稿中である。(2件投稿中)
若材令コンクリ-トの耐凍害性とその評価法に関する基礎研究

若材令コンクリ-トの耐凍害性を正しく評価する手法について検討を重ねるとともに、若材令コンクリ-トの強度と耐凍害性との関係について予備的に調べた。本研究で得られた主な知見を以下に示す。1.若材令コンクリ-トの場合は、たとえ急速な水中凍結融解試験を行っても、試験中に動弾性係数が著しく増加するので、通常の方法ではその耐凍害性を正しく判定出来ない。2.次式で定義される修正相対動弾性係数(RE_<mi>)を用いれば、動弾性係数の測定値(E_<mi>)を使用して、若材令コンクリ-トの凍結融解作用に伴う劣化状況や耐凍害性を正しく評価出来る。ここで、E_<ci>は、E_<mi>を測定した時点における内部劣化を含まない理想的な状態での動弾性係数の値であり、積算温度と動弾性係数の間に存在する双曲線式から求める。3.凍結融解作用を受けた後の残留膨張ひずみが約100 x 10^<ー6>以上となる範囲では、凍結融解サイクルと膨張ひずみの対数値との間に極めて良好な直線関係が存在する。この直線関係の勾配(a)を次式に代入して得られるA(ひび割れ膨張係数)は、若材令コンクリ-トの耐凍害性を評価する簡便な指標となり得る。4.初期凍害による内部劣化を防ぐために必要な圧縮強度は、一般には、水セメント比によって相当に異なる。この所要圧縮強度の具体的な数値に関しては、構造物の露出状態を加味しながら、今後更に検討を重ねていく必要がある。本年度の研究計画に対応させた研究実績の概要は以下のようである。まず、凍結融解を受けている間における若材令コンクリ-ト中のセメントの水和が進行する影響に関しては、(1)若材令コンクリ-トであっても、通常の急速凍結融解試験中におけるセメントの水和は、当初の予想したほど顕著には進まないこと、(2)しかし、若材令であるが故に、僅かなセメントの水和の増加が圧縮強度や動弾性係数を著しく増加させること、(3)凍結融解サイクルを受けている間におけるセメントの水和による圧縮強度や動弾性係数の増加は、0°C以上の温度領域に通常の積算温度式を適用し、氷点下の温度となる範囲にNyka^^ ̈nenの積算温度式を適用することによって、極めて精度良く推定できること、等が明らかになった。若材令コンクリ-トの耐凍害性の評価手法に関しては、上記(3)の結果を利用して凍結融解試験中における動弾性係数の増加を補正すれば、一般に用いられている相対動弾性係数による評価法が若材令コンクリ-トにも適用できることが明らかになった。また、セメントの水和が進む影響が極めて少ない特徴に着目して、長さ変化を利用した評価方法の適用性についても検討し、これも有用な指標となり得る特性を有していることが判明した。しかし、後者の方法に関しては、その具体的な評価手法を提案する段階には至っておらず、現在さらに検討を進めている。満足すべき耐凍害性を保証する所要圧縮強度を検討する研究項目に関しては、当初の予定の試験を完了した。しかしながら、その結果を解析したところ、この最終的な結論を出すためには、試験開始時の圧縮強度が50200kgf/cm^2の範囲にあるものを対象とした補足試験と内部劣化の修復効果に関する追加試験を行う必要のあることが判明した。したがって、この項目については、平成3年に検討したい。

まず、自然環境に近い1日1サイクルの緩速凍結融解を10サイクル与え、試験開始時の圧縮強度と耐凍害性との関係を調べた試験(供試体は試験時まで封緘養生)では、(1)緩速凍結融解試験中に生じる劣化は、過去の研究で多く利用されている圧縮強度や縦動弾性係数の値にはほとんど反映されず、緩速凍結融解試験後に行った急速凍結融解試験結果にその影響が現われること、(2)凍害がほとんど生じないことを保証する所要圧縮強度は、水セメント比が45、55および65%の場合、それぞれ、約70、140および180kgf/cm^2であり、水セメント比によって著しく相違すること、等の新たな知見が得られた。この結果は、寒中コンクリ-トの養生規定を、水セメント比の相違に関わらず、一律に規定している現行の指針類の不備を指摘すると同時に、養生規定の数値についても見直しが必要であることを示唆するものである。上記の緩速凍結融解試験において劣化が生じた供試体を20°Cの水中に約3ヶ月放置し、劣化の修復を調べた試験では、5kgf/cm^2程度で緩速凍結融解を与えたものも含め、全ての供試体の場合に劣化が完全に修復されることが確認された。しかし、実際の自然条件下での劣化修復効果は、この試験におけるより小さいと考えられるので、この点については更に検討が必要である。長さ変化の測定値を利用した若材令コンクリ-トの耐凍害性評価手法に関しては、(1)凍結融解サイクル数と残留膨張ひずみの対数値との間にきわめて良好な直線関係が存在すること、(2)この直線の匂配を表わす係数を含む量(ひび割れ膨張係数と呼弥)が、コンクリ-トの配合、養生条件、その他に関係なく、耐凍害性を評価する有用な指標となり得ること、等を見い出した。
越境する現代日本ファッションに関する基盤研究

本研究では、ファッションとテキスタイルの文化的・地理的「越境」に注目し、グローバルな議論を展開するため、国内外から、研究者、デザイナー、学芸員等を招き、毎年2回計6回の英語による国際セミナー“越境するファッションセミナー"を開催した。ファッションの越境に関わる6つの問題(理論と実践の架橋、英国と極東、技術革新と近代化、ストリートファッション、非西洋圏のファッション展、日仏の芸術学と人類学の協働)を設定し、ファッションが、諸芸術と相互依存し、国境や文化圏を越える時に新たな文化的表現を生む多様なケーススタディーを蓄積し、国際研究者ネットワークを構築した。本研究は、資本主義とモダニズムが生み出したファッションが、1980年前後より個性を表現する媒体としての側面を強め、衣服デザインの領域を超え写真、グラフィック、音楽、映画、演劇、ダンスなどの諸芸術を巻き込みながら展開し、生産から消費までの過程で国境を往還し、各地域で新たな文化を生み出している状況に注目している。第1回目は、Clemens Thornquist(Swedish School of Textiles, University of Boras)をゲストに迎え、ファッション制作の理論構築について議論をおこなった。研究2年目となる平成27年度は、国境や衣服デザインの領域を超えて展開するファッションの技術、消費、都市空間に注目し、調査研究を行った。ファッションの技術、消費、都市空間に注目し、研究者だけでなく、雑誌編集者、学芸員、デザイナーなどファッション文化にかかわる多様な専門職と共同研究できた。平成28年度は、2回の国際セミナーを開催した。第1回目(6月2日)は、Glynis Jones(パワーハウス応用芸術・科学博物館、シドニー)、本橋弥生(国立新美術館)を招き、Fashion Exhibitions in Asia Pacific Region (アジア・パシフィック地区のファッション展)を文化学園大学にて開催し、日本を含む非西洋地区のファッション展示の独自性について発表と議論を行った。本研究では、産業と芸術の性格を併せ持つファッションとテキスタイルを対象に、3年間で計6回の国際セミナー“Transboundary Fashion Seminar"を開催した。理論と実践の架橋、英国と極東、技術革新と近代化、ストリートファッション、非西洋圏のファッション展、日仏の芸術学と人類学の協働といった6つの観点から研究発表とディスカッションをおこなった。その結果、1980年代より個性を表現するメディアとなったファッションが、多様な芸術ジャンルと相互依存し、国境や文化圏を越える時に新たな文化的表現を生む多様なケーススタディを蓄積することができた。今後は、国際的協働をさらに進め、論点を整理して越境するファッションの理論構築を目指す。第2回目Transboundary Fashion Seminarを、研究の方向性を共有する英国の研究チームと共同開催することで、大規模な国際シンポジウムを開催することができた。6か国から11人の研究発表者のほか多国籍かつ多領域の聴衆を交えて活発な議論を展開することで、本研究課題に関する英国・極東間の国際ネットワークを築くことができた。最終年度となる平成28年度は、前半にジャンルや概念を超え他の芸術を巻き込みながら展開している日本ファッションの事例調査を行い、後半には3年間の「越境する現代日本ファッションに関する基盤研究」の総括を行う。年2回のぺースで開催してきたTransboundary Fashion Seminarは、本年度は、芸術としてのファッションの展示と、教育に焦点を当てる。第一回目(6月2日)は、アジア・オセアニア地区でファッション展を企画してきた4名(シドニーの応用芸術科学ミュージアム上級学芸員Glynis Jones氏、国立新美術館主任学芸員本橋弥生氏、文化学園服飾博物館学芸員吉村紅花氏、文化学園大学教授高木陽子)を集め、いかに西洋中心主義を排除してファッションを展示できるかをテーマに発表と議論をおこなう。第2回目は、教育機関としてのブランドやアトリエに焦点をあてる。日本の著名ブランドで勤務したのち独立したデザイナーを集め、ダイアログ形式で経験を聞き取る。このセミナーを10月の東京ファッションウイーク期間に開催することで、海外から来日するジャーナリスト、デザイナー、産業人の参加を促し、活発な議論を行いたい。芸術学引き続き、既存のジャンルや概念を超えて、他の諸芸術を巻き込みながら展開している日本ファッションの事例調査を行う。各年度2回のペースでTransboundary Fashion Seminarを開催する。平成27年度第1回目(6月24日、文化学園大学)は、『ミシンと日本の近代』(原著2012)の著者Andrew Gordon (Harvard University)をゲストにむかえ、ファッションの技術革新が消費への欲望を喚起した事例をめぐり議論する。第2回目は、原宿周辺に出現したストリートファッションの世界の諸都市における変容を主題とするセミナーを、10月後半に予定している。問題意識を共有する国内外の研究者にくわえ、デザイナー、産業人、ジャーナリストを招き、研究発表と議論をおこないたい。本務の都合で、当初予定していた海外出張期間を5日短縮したため、103913円の未使用額が生じた。平成28年度の海外出張5日分として当初予定した調査のために使用する。
候補遺伝子解析並びにハプロタイプ解析による成長障害の成因の同定

<CPHD症例において同定したPIT1β変異体の機能解析>ヒト野生型PIT1β並びに変異PIT1βcDNAの作成と、それらの発現ベクターへのサブクローニングを終了した。今後、供与していただいた野生型および変異型PIT1cDNA発現ベクター、さらにその標的遺伝子であるPRL、GHのプロモーターと併せて、COS7細胞並びにGH4細胞を用いてルシフェラーゼアッセイを行う予定である。なお、他のCPHD3症例に対して同様にPit1β変異解析を行ったが、いずれにおいても変異は認められなかった。<GH不応症例に同定したGH1変異体の機能解析>ヒト成長ホルモン受容体を発現したBaF/GM細胞を用いたヒトGH生物学的活性の測定を行った。低身長児群と正常群の間で生物学的活性/免疫学的活性比に有意な差は認められなかった。今後、この系を用いてGH1変異を有するGH不応症例患者血清中のGH生物学的活性の測定を行い、機能解析を進める予定である。<低身長児を対象とした成長関連遺伝子解析>-2SD未満の低身長児100例を対象にGH1,GHR,IGF1,IGF1R,NPR2についてPCR-ダイレクトシークエンス法を用いて遺伝子解析を行った。その結果、GH1については一例のヘテロ接合性ミスセンス変異(未報告)、GHRについては二例同一の既報のヘテロ接合性ミスセンス変異、IGF1Rでは一例の一塩基挿入(未報告)、そしてNPR2では一例のヘテロ接合性ミスセンス変異(未報告)を同定した。
光刺激技術を応用した報酬・忌避行動における行動選択のメカニズムの解明

本研究では、ドーパミン神経の忌避反応における機能を調べるために、オプトジェネティクスを用いてマウスの腹側被蓋野のドーパミン神経の発火を抑制した。その結果、光刺激を受けた場所に対する忌避反応が生じ、ドーパミン神経の発火抑制のみによって忌避記憶が生じることが示された。さらに、この忌避反応が直接路/間接路のいずれを介しているかを解析するために、D1R、D2Rをノックダウンしてこれらの神経回路を選択的に抑制した。D1Rノックダウン群ではコントロール群と同様であったが、D2Rノックダウン群では忌避記憶が消失した。この結果から、忌避記憶が側坐核のドーパミンD2受容体(間接路)を介していることが示された。目的:腹側被蓋野ドーパミン神経の発火抑制による忌避記憶形成機序の解析成果1『忌避反応/忌避記憶は、腹側被蓋野のドーパミン神経の発火活動の抑制のみによって生じ得る。』腹側被蓋野のドーパミン神経は、報酬刺激に反応して発火頻度が上昇し、この反応が報酬記憶の形成に必須であることが示されている。他方、忌避刺激に反応して、腹側被蓋野の多くのドーパミン神経は発火頻度が減少することが報告されているが、これが忌避反応/忌避記憶を引き起しているかは、未だ不明であった。本研究では、オプトジェネティクスを用いて、マウスが特定の場所にいるときのみに腹側被蓋野のドーパミン神経の発火を抑制した。その結果、光刺激を受けた場所に対する忌避反応が生じ、その後、光刺激を受けなくてもその場所に対する忌避行動が観察された。この研究により、ドーパミン神経の発火抑制のみによって忌避反応/忌避記憶が生じることが示された。成果2『忌避反応/忌避記憶は、ドーパミンD2受容体を介して形成される。』腹側被蓋野のドーパミン神経は、主に側坐核に投射しており、側坐核は主にドーパミンD1受容体(D1R)を介して情報伝達される直接路と、ドーパミンD2受容体(D2R)を介する間接路で構成されている。本研究ではさらに、上述の光刺激による忌避反応が直接路/間接路のいずれを介して生じているかを解析するために、D1R、D2Rをそれぞれノックダウンすることにより、これらの神経回路を選択的に抑制した。D1Rノックダウン群では、コントロール群と同様に、腹側被蓋野のドーパミン神経発火抑制による忌避記憶が観察されたが、D2Rノックダウン群では、コントロール群で観測された忌避記憶が消失した。この結果から、腹側被蓋野のドーパミン神経の発火抑制によって生じる忌避反応/忌避記憶が側坐核のドーパミンD2受容体を介していることが示された。以上をまとめて、論文に発表した。側坐核へ投射する腹側被蓋野のドーパミン神経の活動性を光刺激によって制御する、という当初の目的通り、ハロロドプシンを用いて、free moving下でのドーパミン神経の活動抑制と、それによる行動変化を確認した。当初の計画通り、研究が進行している。ドーパミン神経の発火活動を光刺激により抑制し、その際の行動変化について一貫したデータを得ている。側坐核における主に働いている2つのドーパミンレセプター(D1R, D2R)をそれぞれ別個にノックダウンすることにより、光刺激によるドーパミン神経の活動制御による行動変化に際して、それぞれがどのような機能を有するか検討する。さらに、これまでの研究の成果を論文にまとめ報告することを計画している。当初の研究の目的が達成された後、さらにこの研究を発展させるために必要となる実験装置等に使用する計画である。
エフェクター細胞の機能分化;サイトカインとそのレセプター系を中心としたアプローチ

本研究は腫瘍免疫誘導ないし増強に関与するサイトカインおよびそれらの標的細胞上のレセプター系を中心にエフェクター細胞の機能分化を明らかにすることを研究目的としている。本年度は以下に示すような実績が得られた。(1)免疫アジュバントにより誘導される自己癌細傷害性細胞がTγ/δ陽性T細胞であることを示した。(2)ILー2レセプターβ鎖に対する単クローン抗体を作製するとともに、β鎖遺伝子を単離しその発現系を確立した。(3)殺細胞性機構において、細胞傷害性顆粒の蓄積と放出が不可欠であるが、NKやCTLにおいてはその放出機構が異なることを明らかにした。(4)腫瘍内にT細胞を浸潤させる機構として、先づ好中球がCD4^+T細胞の走化性因子を産生し、次いでCD4^+T細胞がCD8^+T細胞の走化性因子を産生することを明らかにし、その物質を精製した。(5)ILー6が多発性骨髄腫や腎細胞癌の自己増殖因子であることを明らかにするとともに、ILー6トランスジェニックマウスにおいては形質細胞の異常増殖がみられることを明らかにした。(6)慢性B白血病細胞を用いて、ILー5が高親和性ILー2レセプターの発現を増強させるのに、ILー4はそれ単独では無効であるのみならず、ILー5と共存するとILー5によるILー2レセプター発現増強効果を抑制することを示した。(7)炎症局所において、その早期にはILー1産生がみられるが後期にはILー1の産生がみられないことを示し、その理由としてILー1産生が終息した炎症後期に滲出する多核白血球がILー1インヒビターを産生することを見出した。(8)ILー5によるシグナル伝達は特異受容体を介し伝達されるがその過程は既知のキナーゼは関与しないが、リン酸化タンパクが関与していることを示し、ILー5受容体に対する単クローン抗体を作製した。(9)インターフェロンーγはCTLの産生を増強するが、B細胞の増殖を抑制し、TGFーβはIgA産生を選択的に増強することを示した。(10)T細胞不活性を調べる実験系を開発した。