hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反復計算過程を有する非線型発展方程式の数値シミュレーションの精度向上

誤差の影響を極限的になくするスキームの構築を目的に,反復計算における解の収束する上で判断すべき条件の設定や,収束速度の高速化についての考察を行った.また,それらを現実の流体計算や交通流問題に適用し,数理物理的な現象の解析を行った.まず複雑系がもつ局所的,および大域的な構造を視覚化することによって複雑系に内在する,一見同じように複雑に見える数値解の本質的な構造を数値的な立場から明らかにして解の信頼性の判定を行う手法を確立した.特に,収束性を向上させる上で効果のある安定項を付加した場合の近似的な不変集合の定性的な構造が直感的に分類することが可能となり,収束性を上げることと,数値解の構造が変わってしまうとの両面性を今後考えていかなければならない課題であることが明らかになった.一方,極限的に精度を上げる目的で,無限精度数値計算を数値積分に応用し,数値解の構造が非常に敏感である場合の,種々の誤差を排除する手法の拡張を行った.これによって,さらに発展方程式の数値解への誤差の影響が小さくなることが期待される.さらに,大規模な数値シミュレーションでは不可欠の連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.特に,共役勾配法でのクリロフ部分空間法を用いた場合の方法についての新たな知見が得られた.さらに時系列データ等の多変量解析を詳細に行うことによって,離散系が示す多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象を洗い出すことを目的として研究を行い,いくつかの新しい知見を得た.次に本研究では,ランダムな様式での誤差の流入に対して数値解の構造がどのように変化するかについて,定量的な議論を確率論的な立場と数値実験的な立場の両面から明らかにすることを試みた.まず確率差分方程式の平均値としての力学的挙動について理論的に考察し,決定論に従う差分方程式と同じパラメータをもつランダム項が付加された確率差分方程式では,平均値として異なる構造を持つことが示唆された.さらにその手法を基にして,決定論とは異なる観点からリアプノフ指数による安定解の構造についての新たな知見を得た.また,その結果を実際の流体シミュレーションにおける反復解法の収束条件の依存性という形で実証した.また大規模な数値シミュレーションでは不可欠の並列分散環境での連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.誤差の影響を極限的になくするスキームの構築を目的に,反復計算における解の収束する上で判断すべき条件の設定や,収束速度の高速化についての考察を行った.また,それらを現実の流体計算や交通流問題に適用し,数理物理的な現象の解析を行った.まず複雑系がもつ局所的,および大域的な構造を視覚化することによって複雑系に内在する,一見同じように複雑に見える数値解の本質的な構造を数値的な立場から明らかにして解の信頼性の判定を行う手法を確立した.特に,収束性を向上させる上で効果のある安定項を付加した場合の近似的な不変集合の定性的な構造が直感的に分類することが可能となり,収束性を上げることと,数値解の構造が変わってしまうとの両面性を今後考えていかなければならない課題であることが明らかになった.一方,極限的に精度を上げる目的で,無限精度数値計算を数値積分に応用し,数値解の構造が非常に敏感である場合の,種々の誤差を排除する手法の拡張を行った.これによって,さらに発展方程式の数値解への誤差の影響が小さくなることが期待される.さらに,大規模な数値シミュレーションでは不可欠の連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.特に,共役勾配法でのクリロフ部分空間法を用いた場合の方法についての新たな知見が得られた.さらに時系列データ等の多変量解析を詳細に行うことによって,離散系が示す多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象を洗い出すことを目的として研究を行い,いくつかの新しい知見を得た.次に本研究では,ランダムな様式での誤差の流入に対して数値解の構造がどのように変化するかについて,定量的な議論を確率論的な立場と数値実験的な立場の両面から明らかにすることを試みた.まず確率差分方程式の平均値としての力学的挙動について理論的に考察し,決定論に従う差分方程式と同じパラメータをもつランダム項が付加された確率差分方程式では,平均値として異なる構造を持つことが示唆された.さらにその手法を基にして,決定論とは異なる観点からリアプノフ指数による安定解の構造についての新たな知見を得た.また,その結果を実際の流体シミュレーションにおける反復解法の収束条件の依存性という形で実証した.また大規模な数値シミュレーションでは不可欠の並列分散環境での連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.誤差の影響を極限的になくするスキームの構築を目的に,反復計算における解の収束する上で判断すべき条件の設定や,収束速度の高速化についての考察を行った.また,それらを現実の流体計算や交通流問題に適用し,数理物理的な現象の解析を行った.まず複雑系がもつ局所的,および大域的な構造を視覚化することによって複雑系に内在する,一見同じように複雑に見える数値解の本質的な構造を数値的な立場から明らかにして解の信頼性の判定を行う手法を確立した.特に,収束性を向上させる上で効果のある安定項を付加した場合の近似的な不変集合の定性的な構造が直感的に分類することが可能となり,収束性を上げることと,数値解の構造が変わってしまうとの両面性を今後考えていかなければならない課題であることが明らかになった.

一方,極限的に精度を上げる目的で,無限精度数値計算を数値積分に応用し,数値解の構造が非常に敏感である場合の,種々の誤差を排除する手法の拡張を行った.これによって,さらに発展方程式の数値解への誤差の影響が小さくなることが期待される.さらに,大規模な数値シミュレーションでは不可欠の連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.特に,共役勾配法でのクリロフ部分空間法を用いた場合の方法についての新たな知見が得られ,今後この方法を応用することで収束の難しい線形問題についての新解法の開発が期待できる.さらに非線型系の数値計算における構造不安定性について,時系列データ等の多変量解析を詳細に行うことによって,離散系が示す多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象を洗い出すことを目的として研究を行い,いくつかの新しい知見を得た.発展方程式の数値解を求めていく上で,誤差による解の構造の変化を明らかにし,信頼性の高いスキームの構築を行うことを目的に,反復計算における解の収束する上で判断すべき条件の設定や,収束速度の高速化についての考察を行った.特に本研究では,現在まで試みられてこなかった,ランダムな様式での誤差の流入に対して,数値解の構造がどのように変化するかについて,定量的な議論を確率論的な立場と数値実験的な立場の両面から明らかにすることを試みた.またその中で,反復過程における収束段階で移入する誤差の数値解の構造に与える影響を明らかにする試みを行った.特に大規模な数値シミュレーションでは不可欠の並列分散環境での連立一次方程式の効率的な新しい解法の開発にも取り組んだ.さらに,それらを現実の流体計算や交通流問題に適用し,数理物理的な現象の解析を行った.まず複雑系がもつ局所的,および大域的な構造を視覚化することによって複雑系に内在する,一見同じように複雑に見える数値解の本質的な構造を数値的な立場から明らかにして解の信頼性の判定を行う手法を確立した.さらにその手法を基にして,離散化パラメータによる構造不安定性を明らかにするとともに,実際の流体シミュレーションでも同様の構造不安定性が生じることを明らかにした.また,確率微分方程式の数値解を解析することによって,不動点や周期解の安定性に対する誤差項の大きさの依存性を明らかにし,決定論とは異なる観点からリアプノフ指数による安定解の構造についての新たな知見を得た.また,その結果を実際の流体シミュレーションにおける反復解法の収束条件の依存性という形で実証した.一方,大規模計算における反復解法の高速化に関しては,領域分割された場合のSOR法における境界領域での緩和係数の選択の仕方に関する新たな知見を得た.発展方程式の数億解の信頼性の向上を目的として,誤差による解の構造の変化を明らかにし,反復計算における解の収束する上で判断すべき条件の設定や,収束速度の高速化についての考察を行った.特に本研究では,ランダムな様式での誤差の流入に対して,数値解の構造がどのように変化するかについて,比較的単純な非線型発展方程式系を離散化した差分方程式系に対して,確率論的および力学的な見地から理論的考察を行い,同時に数値実験をおこなうことによって,その理論の正当性を実証することを試みた.さらに実際の工学への応用に理論を適用する目的で,流体シミュレーション計算における反復過程における収束段階で移入する誤差の数値解の構造に与える影響を明らかにする試みを行った.また以上の方法論をもとに,それらを現実の流体計算に適用し,数理物理的な現象の解析を行った.
レドックス修飾DNA単分子膜の研究

DNA一塩基変異(SNP)の検出は、テーラーメイド医療における基本技術としてきわめて重要である。電気化学的SNP検出法は、簡便で安価な実用的手法になりうるので、国内外で活発な研究開発が行われている。従来から、電気化学法を基盤としたDNAチップは数多く考案されているが、SNP検出には、1)レドックス試薬や触媒を添加する必要がある、2)洗浄操作が必要である、3)対象DNAのラベルが必要である、4)レドックスプローブの設計と合成が難しい、などの短所を有している。われわれは、電気化学SNP検出のためのレドックスレポーターとしてアントラキノン(AQ)に着目し、AQ修飾DNAを金電極上に固定化したDNAチップを作成した。これらのレドックス修飾DNAチップを用いて、1)ハイブリダイゼーション法と2)DNA鎖交換法を基盤とした電気化学SNP検出の基礎技術を開発してきた。検出対象として化学合成により調整したモデルDNAを用いて以下の方法を開発した。ハイブリダイゼーション法を基盤としたSNP検出では、レドックス修飾DNAチップと対象DNAのハイブリダイゼーションを行い、DNAを介した電子移動速度の差により正常DNAと変異DNAの区別ができることを見いだした。一方、鎖交換反応を基盤としたSNP検出では、レドックス修飾DNAチップと対象DNAの鎖交換反応を行い、鎖交換反応速度の差により正常DNAと変異DNAを区別し検出が可能であることを見いだした。われわれが実用化を目指す新技術は、従来技術と比較して、1)特別な試薬や触媒が不要、2)洗浄分離操作が不要、3)検出対象DNAのラベルが不要、4)プローブの設計が簡単、などの特徴がある。本研究では、レドックス基で化学修飾したDNAを電極基盤表面に自己組織化法を用いて固定化する方法によりレドックスDNA単分子膜を調整して電気化学DNAデバイスを開発することを目的に種々の検討を行なった結果、平成18年度では、以下の成果を得た。(1)レドックス修飾DNAの合成法の確立レドックス修飾DNAの簡便かつ迅速合成を達成した。(2)相補鎖とのハイブリダイゼーションによる二重らせんの安定性評価レドックス修飾DNAのハイブリダイゼーションを評価したところ、未修飾DNAと比較して、その選択性、安定性とも損なうことなく、ターゲット配列と螺旋形成可能であることを明らかにした。(3)吸収スペクトルによるレドックス基の局所構造の評価レドックス基が、DNA2重らせん内でインターカレーションすることを明らかにした。(4)レドックス修飾DNA単分子膜の調整ジスルフィッド基を有するレドックス修飾DNAを合成して、金表面へDNA単分子膜を調整する方法を確立した。(5)レドックス修飾DNA単分子膜の電気化学的評価レドックス修飾DNAを固定化した金電極を種々の電気化学法により評価したところ、ほぼ理想的なDNA単分子膜の形成を確かめた。(6)電気化学的手法によるDNAを介した電子移動速度の評価電気化学的方法によりレドックス修飾DNA単分子膜のレドックス中心-電極間の電子移動速度を測定した。また、一塩基変異の存在により、電子移動が著しく阻害されることがわかった。電気化学的な一塩基変異検出を種々のDNAサンプルを用いて行なった。DNA-塩基変異(SNP)の検出は、テーラーメイド医療における基本技術としてきわめて重要である。

われわれは、電気化学SNP検出のためのレドックスレポーターとしてアントラキノン(AQ)に着目し、AQ修飾DNAを金電極上に固定化したDNAチップを作成した。これらのレドックス修飾DNAチップを用いて、1)ハイブリダイゼーション法と2)DNA鎖交換法を基盤とした電気化学SNP検出の基礎技術を開発してきた。検出対象として化学合成により調整したモデルDNAを用いて以下の方法を開発した。ハイブリダイゼーション法を基盤としたSNP検出では、レドックス修飾DNAチップと対象DNAのハイブリダイゼーションを行い、DNAを介した電子移動速度の差により正常DNAと変異DNAの区別ができることを見いだした。一方、鎖交換反応を基盤としたSNP検出では、レドックス修飾DNAチップと対象DNAの鎖交換反応を行い、鎖交換反応速度の差により正常DNAと変異DNAを区別し検出が可能であることを見いだした。われわれが実用化を目指す新技術は、従来技術と比較して、1)特別な試薬や触媒が不要、2)洗浄分離操作が不要、3)検出対象DNAのラベルが不要、4)プローブの設計が簡単、などの特徴がある。
バイオ燃料を用いた環境適合型ジェットエンジンの燃焼ダイナミクス

JetA-1およびバイオSPKの一種であるHEFA燃料を用いて,航空機用ジェットエンジンモデル燃焼器を用いた燃焼試験を実施し,燃料性状の違いによる燃焼特性の違いを実験的に調べた.モデル燃焼器はRQLバーナに用いられるダブルスワールバーナを使用した.JetA-1およびHEFAの燃料物性値による蒸発特性の違いを調べるため,レーザー干渉画像法により室温大気圧環境における燃焼時の液滴径の分布を調べた.インジェクター30mm上方においてはザウター平均粒径の差は小さいものの,JetA-1の方が小さい値を示した.微粒化性能はJetA-1の方がよいことが分かった.燃料の蒸発特性の違いを明らかにするため,750°Cの窒素雰囲気中において燃料の蒸発試験を実施した.結果,蒸発速度定数はHEFAのほうが大きいことが示された.微粒化特性および蒸発特性の差を明確にした後,高エンタルピー風洞における高温高圧燃焼試験を実施した.この試験においては,バーナーの希薄限界の同定および燃焼不安定性について調べた.主流空気温度600K,圧力0.5MPaにおいて試験を実施した結果,HEFAの方が希薄限界が広がった結果が得られた.反応解析の結果によると,HEFAの方がJetA-1より着火遅れが短いことが示されている.また,蒸発速度も上記の通り,HEFAの方が大きい.このため,HEFAの方がより安定的に燃焼したと考えられる.これらの不安定燃焼発生時において,変動圧力のFFT解析を実施した.結果,振動発生時にはKelvin Helmholtz不安定性が支配的であることが確認された.KelvinHelmholtz不安定性の周波数は化学発光画像からも確認された.JAXAの実環境燃焼試験装置を用いてJetA-1およびHEFAの燃焼試験を実施した結果においても,JetA-1においては希薄限界付近で燃焼振動が観察された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ジェットエンジン燃焼器内のバイオ燃料燃焼挙動を研究室スケールで実験的に調べるため,インジェクタの設計製作を実施した.高圧力および大気圧力場に対応したスワール噴霧バーナーの開発を行った.三次元加工機を使用し,スワールベーンやインジェクタを作成することで,実験室レベルでパラメータを振った高スワール燃焼試験を実施することが可能となった.同時に可視化が可能な燃焼容器の設計製作を行った.バーナーの基礎燃焼試験を実施することで,希薄状態においても安定した燃焼状態が実現できることを確認した.その後,本試験を実施するため,流量の測定手法の確立を行った.基礎燃焼試験においては,航空機燃料の実燃料であるJet-Aを使用して希薄燃焼試験を実施した.また,ガラス壁を使用した可視化燃焼器を用いた試験において,大気圧環境下においても安定した燃焼が実現された.今後,可視化燃焼器を使用することにより,光学的噴霧観測,二色法等による温度測定,シャドーグラフ測定を実施する.液滴燃焼においては,高圧力場における炭化水素燃料液滴の燃焼挙動を実験的に調べ,高圧力環境下における液滴燃焼計測の基礎データの蓄積と解析手法の確立を行った.また,本年度はバイオ燃料の劣化状態やすす前駆物質を測定するために,気体および液体成分の同定することが可能なGC/MSを導入し,ジェット燃料やバイオ燃料成分の測定を実施した.ターゲット成分の測定に必要な温度プロファイル,線速度やリテンションタイムの最適化を行った.燃料内成分の定性分析を実施し,直鎖炭化水素に関しては定量分析実施のための検量線作成を行った.既知の成分に関して測定手法を確立した.上記に示すよう,実験装置の設計製作,導入した実験装置を用いた計測手法の確立,基礎試験が概ね実施された.必要な基礎的なデータの蓄積により,今後実施する本試験の準備が概ね完了した.高スワール比流中における噴霧バーナーにおける安定した噴霧の微粒化および幅広い当量比における安定した燃焼状態の確立が本研究を実施する上で重要な課題であった.パイロット火炎等を用いず,室温,大気圧環境下における希薄燃焼状態を確立することがひとつの大きな技術課題であったが,試行錯誤と改善の結果,希薄から過濃条件で燃焼可能な標準スワールバーナーが開発された.大気圧環境において,Jet-Aを燃焼させても輝炎の発生がほとんどない希薄燃焼状態が確立された.これにより大気圧環境から高圧高温環境下に至るまで幅広い条件下における試験実施が可能であると考えられる.また,光学計測を実施するための可視化セクションの設計製作を行い,光学測定が可能となった.

今後,高速度カメラを利用することにより,すす生成場での二色法による温度測定や濃度測定,シャドウグラフ等による噴霧の可視化計測が実施できる.GC/MSを使用したジェット燃料などの実用炭化水素燃料の成分測定は多くのノウハウを必要とする困難な計測の一つである.高沸点成分に至る燃料成分の分離や検出には,カラム長,リテンションタイムの設定,線速度,昇温プロファイルなどの最適化が必要となる.本年度は,実験装置の導入が年度末近くであったが,本年度はJet-AやバイオSPKに対して計測を実施し,測定パラメータを最適化することができた.定性分析や定量分析実施のためのノウハウを確立した.今後,ジェット燃料,バイオSPKおよびバイオ純燃料の高温環境下等におけるエイジング試験を実施し,その液相内反応特性を観察することが可能となった.上記の実験装置の設計製作や計測手法の確立は,本研究を実施する上で多くの課題があったが概ね解決することができた.今後の本試験に必要な技術やノウハウが確立でき,スムーズに本試験に移行できる状態となっている.航空機用エンジンにおけるジェット燃料,バイオ燃料およびバイオSPKの燃焼挙動の把握および環境負荷物質の低減を目的とし,基礎研究を実施した.本年度は,燃料劣化挙動の把握のため,バイオ燃料におけるエイジングの効果を実験的に調べた.恒温槽において燃料に空気バブリングを行い,粘度の変化および燃焼特性の変化を調べた.オレイン酸メチルなどのエステル燃料においては,質量分析器による定性解析の結果,液相内化学反応による生成物が確認された.また,劣化後には燃料の色の変化が観察され,粘度も増大した.これらの液滴燃料に対して燃焼試験を実施したが,液相内化学組成の変化により液滴燃焼時には,パフィング挙動を含む非定常燃焼挙動が確認された.一方でラウリン酸メチルでは,これらの影響は限定的であった.分子構造の影響が観察された.ダブルスワールバーナを用いた試験においては,室温環境化における燃焼試験を実施した.燃焼試験において,安定した燃焼形態の実現に至った.可視化燃焼器を使用した試験においては,ジェットAおよびバイオSPK各々に対し,当量比を変化させて燃焼試験を実施し燃焼ガスのサンプリングを実施し,燃焼効率を求めた.同時に,圧力測定,およびCH*化学発光の高速度測定を行った.高速度の化学発光画像に対し,独立成分分析を実施した.それにより,燃料の違いによる燃焼安定性に関する知見および支配的な周波数の特定を行うことができた.スワール燃焼モードを含む燃焼メカニズムをモード分析により示した.また,前倒しで高温試験用の燃焼器の開発も実施し,実際に風洞試験において燃焼試験を実施した.点火系の不具合が有り実験は失敗であったが,次年度で実施する試験のシステムの構築を終了した.実用燃焼器環境を模擬した燃焼試験においては,ジェットAおよびバイオSPKなどに対して,当量比を変化させた場合の燃焼効率が測定されている.本研究では,液滴燃焼,スワールバーナを用いた燃焼器による基礎燃焼挙動,実用的燃焼器環境下における燃焼挙動といったいくつかの手法で燃焼試験を実施している.それらの試験結果を総合し,ジェット燃料,バイオ燃料およびバイオSPKの燃焼メカニズムを明らかにすることを目的とする.各々の燃焼実験装置は非常に複雑であり,特にバーナー試験においては安定して希薄で燃焼させることは困難である.本研究では,バーナーの開発と安定した燃焼状態の実現がひとつのハードルで有ったが,スケジュール通りバーナーを開発することができた.さらに,燃料と空気の流量比が希薄な環境下において保炎できる必要が有るが,本年度に達成されている.輝炎の発生がほとんど無い燃焼状態が実現できており,今後の研究の発展に寄与する.計測として,燃焼効率の測定に加え,光学計測ベースの主成分分析による解析が行われた.また,高エンタルピー風洞を使用した試験に関しては,次年度に予備試験も含め実施予定であったが,実験装置の開発およびシステムの構築を行った.予備試験において,問題が明らかになり,実験装置の改良を前倒しで実施することができた.燃料成分の解析に関しては,液相成分,気相成分の未知燃料成分に対する定性的分析手法の確立および,定量的測定手法の確立を行った.
生体中で蛋白質の挙動を計測できるマウスの作製と解析

ホタルの発光タンパク質であるルシフェラーゼを用いて、CREBの活性化(リン酸化)を生きたマウスの脳を用いて計測できる実験系を構築した。23年度はマウスにかける麻酔の種類とタイミングを調節することによって、発光計測が可能になったことを報告したが、24年度は無麻酔の状態のマウスの脳を用いて、CREBの活性化を計測することに成功した。この無麻酔CREB活性化計測システムを用いて、抗うつ剤の生体脳内CREB活性化に与える影響を解析した結果、脳内のリン酸化CREBの上昇に伴って発光が上昇することが確認できた。cAMP response element binding protein(CREB)は転写因子として知られている蛋白質であり、記憶形成の際にリン酸化されることで転写因子としての活性が上昇する。このCREBの脳内での活性を計測することは脳機能解明のために重要であるが、今までは実験動物を殺して生化学的にCREBのリン酸化を計測するしかできなかった。本計画では、ホタルの発光タンパク質であるルシフェラーゼを用いて、CREBの活性化(リン酸化)を生きたマウスの脳を用いて計測できる実験系を構築した。麻酔は神経系の活動に影響を与えるため、無麻酔でのCREB活性化計測が成功したことは、より生理的な条件での測定が可能になったことを意味する。この無麻酔CREB活性化計測システムを用いて、抗うつ剤の生体脳内CREB活性化に与える影響を解析した。フルオキセチンはセロトニン取り込み阻害を通じてうつを治療すると従来考えられてきた抗うつ剤であるが、近年フルオキセチンがCREBの活性化を通じて神経新生を誘導し、抗うつ作用を発揮するという報告がなされている。このフルオキセチンを急性投与することによって、脳からの発光が上昇することが確認された。また、このときウエスタンブロットによってもCREBのリン酸化が亢進していることも併せて確認できた。これらの結果は、この実験系が正しく働いていることを示すものであり、抗うつ剤がどのように抗うつ作用を発揮するか解明するうえで重要な知見となる。プローブ蛋白質を発現するトランスジェニックマウスを作製するために、1つのベクター上で2つのプローブ蛋白質を発現させることのできるIRES技術を用いてトランスジェニックマウス作製用コンストラクトを作製した。また、実際に2つの蛋白質が発現していることを確認した。このコンストラクトを用い、申請時の予定通りトランスジェニックマウスを作製することに成功した。マウスアクチン遺伝子周辺のゲノム配列を含むBAC(バクテリア人工染色体)を用い、BAC中のアクチンをコードする配列を、大腸菌内相同遺伝子組み換え法により、CREB活性化検出プローブ蛋白質の配列で入れ替え、その遺伝子組み換えBACをマウス受精卵に注入することでトランスジーンを発現するマウスを得た。サザンブロット法にてマウスゲノム中にプロモーター領域を含むプローブ蛋白質がコードされていることが確認された。このトランスジェニックマウスを繁殖させ、20匹程度のマウスが得られたのちマウス脳からの発光計測に移った。トランスジェニックマウス作製後、麻酔下でルシフェリンを投与することによってマウス脳からの発光をとらえようとしたが、当初計測される発光量が非常に少なかった。これは最初に使用した麻酔によって循環器系の活動量を下げ、その結果ルシフェリンの体内での循環が不活発になり、スプリットルシフェラーゼからの発光が検出されにくかったことが原因であった。この結果を受け、麻酔の種類と投与条件を改良することによって、循環器系への影響を小さくし、発光量を増大させることに成功した。発光計測開始当初に比べ約20倍程度の発光量を計測することができ、今後さらなる改良を加えることで生体内でのCREB活性の計測を行う。申請書に記載した23年度の目標は「プローブ蛋白質を発現するトランスジェニックマウスを作製することと、基本的な発光計測系の確立」であった。この二つの目標はいずれも達成しており、計画通りに研究が進んでいる。24年度は、マウスの神経活動と脳からの発光強度の変化が相関するか解析する。23年度の研究で、前頭前野、体性感覚野、視覚野などの領野から発光が得られることがわかったので、具体例としては暗闇飼育したマウスに光をあて、視覚野が興奮した場合に発光が上昇するか調べる。また、その際に内在性のCREBのリン酸化が起きているか調査する。当初予定した海馬や扁桃体からの発光計測は、脳の深部に存在するため現時点では技術的に難しいと考えられるので、上記のような脳表面の部位に注目した実験を行う予定である。23年度と同じく、試薬消耗品中心の使用を予定している。

具体的には発光計測に必要なルシフェラーゼの基質であるルシフェリン、マウス飼育用消耗品、ウエスタンブロットなどの生化学解析用試薬、が中心となる。また旅費も学会参加用に必要である。
Rett症候群に対するヒト乳歯由来幹細胞を活用した病態解明及び創薬基盤の開発

Rett症候群は乳幼児期に発症する遺伝性の神経疾患である。原因遺伝子としてMeCP2(Methyl CpG binding protein 2)が同定され、病因は神経細胞への分化異常であると推定されているが、その治療法や発症機序は解明されていない。本研究は、Rett症候群患児の脱落乳歯幹細胞から正常型と異常型のMeCP2発現細胞を調整し、ドーパミン作動性神経細胞分化後に見られる異常型MeCP2発現細胞の発育障害に対し、脳由来神経栄養因子BDNF(brain derived neurotrophic factor)の補充による発育障害改善のメカニズムをミトコンドリア機能の観点から明らかにする。
分子一つ一つの移動を制御する分子バルブの創製

本研究の目的は・種々の評価や応用が可能なセンチメーターレベルのゼオライト単結晶の合成・異なる細孔を接合させるための単結晶上でのゼオライト薄膜のエピタキシャル成長・このような場による分子操作の3点である。十分大きな単結晶の合成とこれを基板とした薄膜化技術を開発することができれば、一次元の分子レベルの細孔を三次元の細孔とつなぎその先で封止するというような究極の構造制御、およびこれをもとにした特殊操作場の創出が可能となる。昨年までの検討により、テストチューブを用いた貴金属カプセル法により、高温高圧の水熱合成法で、種結晶を用いない自発的核発生により最大1mm径のソーダライトの単結晶が得られた。そこでこの知見を踏まえて、テストチューブ内容積全体を反応場として用いることを検討した。具体的には金ライナーを用いて、テストチューブ内壁をすべて金で被うことにより、反応場の体積を20倍に増加させることができた。カプセル法では再現性の確認できる領域は0.5mmであったが、反応場体積を飛躍的に向上させることにより、再現性よくミリメーターサイズの単結晶合成が可能になった。また合成操作を繰り返すことにより、最大3mmの品質のよい単結晶合成が可能となった。薄膜合成に関しては、種結晶合成時に温度を変化させたところ、ソーダライト単結晶上にカンクリナイト単結晶成長したサンプルを得ることができた。そこで、この条件を種結晶存在下で実現すべく、種々の条件を変えて現在も検討を行っている。また3mmの結晶では目的とする結晶面があらわれていないので、この面を切り出した上での、カンクリナイトのヘテロエピタキシャル成長を検討している。十分大きな単結晶の合成とこれを基板とした薄膜化技術を開発することができれば、一次元の分子レベルの細孔を三次元の細孔とつなぎその先で封止するというような究極な構造制御、およびこれをもとにした特殊操作場の創出が可能となる。テストチューブを用いた高温高圧の水熱合成法で、種結晶を用いない自発的核発生により最大1mm径のソーダライトの単結晶が得られた。アルミニウム源として金属Alを用いると、Al2O3を用いるときよりも低温で合成が行えるので、この系において高温で生じやすい生成物であるネフェリンの生成をさけることが可能である。更に種々の条件下で、種結晶上での異種ゼオライトの薄膜形成を検討した。種結晶が存在した場合には、液相中での生成物が異なる場合があることを見出した。また天然チャバサイト結晶上にカンクリナイトの多結晶配向膜を合成することに成功した。種結晶合成時に偶然ではあったが、ソーダライト単結晶上にカンクリナイト単結晶成長したサンプルを得ることができた。そこで、この条件を種結晶存在下で実現すべく、種々の条件を変えて検討中である。さらに条件をつめ、ゼオライト薄膜をヘテロエピタキシャル成長させることにより、異なる細孔を接合させ、細孔空間のネットワークを実現し、特殊操作場の創出に展開していきたい。
高齢者認知症ケア教育のための計算知能技術を用いたシリアスゲーム教材の開発

病態や周辺症状が多様に表出する認知症ケアを効率的・効果的に学習することを目的として,シリアスゲームを応用した認知症ケア教育用教材の開発を行った.シリアスゲームは,1学習者がゲーム上で新人看護師に扮し,認知症高齢者との会話を重ね,場面展開する中で認知症高齢者の周辺症状に合ったケアを選択する.選択肢によって次に進む場面に変化が加わり,最終的に認知症患者の反応がその正誤パターンによって変化していく展開とし,さらに医師役からの認知症ケアの知識について解説を加えた.2最後に学習のまとめとして認知症に関連した知識問題で学びを確認できるようにした.Windows,Android,Webでの学習を可能とした.我が国では,超高齢社会における認知症や要介護高齢者の増加に伴い,認知症ケアに対する看護職やケアスタッフの質,および量の担保が喫緊の課題となっている.特に,認知症においては,その病態により周辺症状の出現がそれぞれ異なり,対応(ケア)次第で認知症の経過に大きな影響を及ぼす.そのため,認知症状への対応には多くの経験知が必要となるが,通常教育機関での学習のみでは,病態の十分な知識獲得とそれに合わせたケアが困難な状況といえる.そこで本研究では,多くの認知症周辺症状への適切な対応(ケア)を事前に『シミュレーションで経験できる認知症ケア学習支援ツール』としてのシリアスゲームを開発することを目的とする.認知症の多様な「周辺症状」の出現に対する適切な標準的ケア方法を明確にすることは,超高齢社会を迎える我が国の看護・介護分野において重要な意義をもつ.またケア提供者の教育方法について,状況に応じた対応(ケア)により対象が変化していくシリアスゲームを学習支援ツールとして開発することは,これまでにない独創的な試みといえる.平成25年度は,認知症の主な病態「アルツハイマー病」「前頭側頭型認知症」「脳血管性認知症」「レビー小体病」について,その対応(ケア)と病状の変化など,文献レビューや専門家からのスーパーバイズを基に認知症の病態別対応(ケア)方法を明確化するため整理した.同時に「アルツハイマー病」を中心に,状況設定シナリオを作成し,認知症ケア教育のためのシリアスゲームソフトを試作し,フレームが出来たところで,数名に使用してもらい,使用後のアンケートで,ソフトの問題点などを抽出して改良をしている段階である.認知症は「中核症状」「周辺症状」より構成されており,関わるスタッフの対応によって「周辺症状」の出現は異なり,ケアを提供するスタッフの経験知が,認知症ケアの質を左右する.昨年度、病態について見直しを行ったアルツハイマー型認知症のケア方法について状況設定シナリオを追加作成し,試作した認知症ケア教育のためのシリアスゲームソフトの追加修正を行った.シリアスゲームの構成として,ストーリー展開だけでなく,ゲームストーリーに対応した知識に対する解説,専門用語索引およびその意味,知識確認問題とそれらに対する解答・解説を内容に含めた.それらを看護学生に使用してもらい,従来の教科書を用いて学習した学生と知識問題,使用状況などの違いを比較した.認知症の多様な「周辺症状」の出現に対する適切な標準的ケア方法を明確にすることは,超高齢社会を迎える我が国の看護・介護分野において重要な意義をもつ.またそのケア提供者に対する教育方法について,「認知症ケアの経験知」を得るためには,実際の医療現場では,多くの症例を体験することが必要であり,適切なケアを提供するまでに多くの時間を要する.一方で認知症の周辺症状への対応を誤ると,認知症高齢者は暴力的になるなど症状が悪化するだけでなく,ケア提供者もその対応に悩み離職するケースも多くなる.そういった課題に対して,計算知能技術を用いて,状況に応じた対応(ケア)により対象が変化していくシリアスゲームを学習支援ツールとして開発し,事前に繰り返しシミュレーション学習ができるようにすることは,これまでにない独創的な試みである.我が国の高齢社会では,認知症や要介護の高齢者の増加に伴う看護職やケアスタッフの質,および量の担保が喫緊の課題である.認知症状は病態により周辺症状の出現がそれぞれ異なり,その対応(ケア)次第で認知症の経過に大きな影響を及ぼす.認知症の周辺症状への対応を誤ると,認知症高齢者は暴力的になるなど症状が悪化するだけでなく,ケア提供者もその対応に悩み離職するケースも少なくない.そこで,様々な認知症の周辺症状への適切な対応(ケア)を事前に『シミュレーションで経験できる認知症ケア学習支援ツール』としてシリアスゲームの開発を行った.シリアスゲームの構成として,ストーリー展開だけでなく,ゲームストーリーに対応した知識に対する解説,専門用語索引およびその意味,知識確認問題とそれらに対する解答・解説を内容に含め,改良追加を行った.また使用環境として,PC(Windouws)とタブレット(Android)で使用できるように改良した.開発したシリアスゲームを臨床看護師,看護学生に使用してもらい,追加修正を行った後,さらに看護学生に関して,従来の教科書を用いて学習した学生との知識問題,使用状況などの違いを比較,また学年別の比較など実験を行った.それらの結果を踏まえ,ゲーム構成の改良に加えて,レビー小体型認知症,前頭側頭型認知症の特徴的な症状について,他疾患との違いの見極めや介護者による早期発見の必要性など,困難事例報告をもとに場面(シーン)の追加を行っている.認知症ケア教育用シリアスゲームを開発し,PC(Windouws),タブレット(Android)にて使用できるように改良した.コンテンツは,主にアルツハイマー型認知症のケア方法について状況設定シナリオを作成した.シリアスゲームの構成として,ストーリー展開だけでなく,ゲームストーリーに対応した知識に対する解説,専門用語索引およびその意味,知識確認問題とそれらに対する解答・解説を内容に含めている.

試作した認知症ケア教育のためのシリアスゲームソフトを臨床看護師,看護学生へテスト使用した後,追加修正を行い,さらに看護学生に関しては,従来の教科書を用いて学習した学生と知識問題,使用状況などの違いを比較,学年別(3年次・4年次)の比較など実験を行った.それらの結果から改良点,様々な症状に関する場面数の追加などの必要性を検討しているが,研究代表者,分担者の業務多忙により,改良途中であるため,期間延長の申請を行っている.我が国の高齢社会では,認知症や要介護の高齢者の増加に伴う看護職やケアスタッフの質,および量の担保が喫緊の課題である.認知症状は病態により周辺症状の出現がそれぞれ異なり,その対応(ケア)次第で認知症の経過に大きな影響を及ぼす.認知症の周辺症状への対応を誤ると,認知症高齢者は暴力的になるなど症状が悪化するだけでなく,ケア提供者もその対応に悩み離職するケースも多くなる.そこで,様々な認知症の周辺症状への適切な対応(ケア)を事前に『シミュレーションで経験できる認知症ケア学習支援ツール』としてシリアスゲームの開発を行った.コンテンツは,主にアルツハイマー型認知症のケア方法について状況設定シナリオを作成した.シリアスゲームの構成として,学習者が主人公(看護師)となり,ストーリーが展開する.アルツハイマー型認知症の周辺症状が出現する対象者に対する適した対応についての選択肢を用意し,それらに対する解答・解説,それに関連する知識確認問題と解答・解説,専門用語索引を内容に含め,改良追加を行った.また使用環境として,PC(Windows)とタブレット(Android)で使用できるように改良した.開発したシリアスゲームを臨床看護師,看護学生に対して介入実験を実施し,その結果をもとに追加修正を行った後,さらに看護学生に関して,従来の教科書で学習した学生との知識問題,使用状況などの違いを比較,また学年別の比較など分析を行った.それらの結果から,最終年度はさらに臨床事例を中心にした周辺症状(「短期記憶障害」「暴力」「被害妄想」「夜間徘徊」「本人・家族の鬱(不安)」など)のシナリオを検討,追加し,加えて,それぞれの場面における選択肢を増やし,選択のパターンによって,ストーリの展開を変化させるなど,学習を継続させるための工夫を行った.またWeb上でも実施できるように使用環境を改良している.病態や周辺症状が多様に表出する認知症ケアを効率的・効果的に学習することを目的として,シリアスゲームを応用した認知症ケア教育用教材の開発を行った.シリアスゲームは,1学習者がゲーム上で新人看護師に扮し,認知症高齢者との会話を重ね,場面展開する中で認知症高齢者の周辺症状に合ったケアを選択する.選択肢によって次に進む場面に変化が加わり,最終的に認知症患者の反応がその正誤パターンによって変化していく展開とし,さらに医師役からの認知症ケアの知識について解説を加えた.2最後に学習のまとめとして認知症に関連した知識問題で学びを確認できるようにした.
ＴＲＦ２を介したＯＲＣリクルートによるテロメア維持機構の特異的変異体を用いた解析

H29年度までにORC1との結合のみを欠損したTRF2(E111A/E112A)変異体(以下、TRF2(2EA)変異体)を同定していた。H30年度の本研究における実績概要は以下の通りである。はじめに、TRF2(2EA)変異体と内在性TRF2の置き換えをHeLa株および正常線維芽細胞HFF2/T株で行った。置換方法は、HeLa細胞ではCRISPR-Cas9を利用した遺伝子編集、HFF2/T細胞ではレトロウイルスを利用した遺伝子導入と内在性TRF2の発現抑制を組み合わせて行った。次に、クロマチン免疫沈降(ChIP)-定量PCR(qPCR)法によりTRF2(2EA)置換HeLa株でテロメア結合ORC1量が確かに低下していることを明らかにした。これにより、TRF2-ORC1結合がテロメアへのORCリクルートに重要であることを初めて実験的に示した。さらに、TRF2(2EA)置換HeLa株の複製ストレス誘導剤に対する感受性を調べた。その結果、低容量のヒドロキシウレア処理によってテロメアへのDNA損傷応答因子の集積頻度や染色体異常の指標であるテロメア含有微小核の形成頻度が増加した。これにより、テロメアにリクルートされたORCがテロメア恒常性維持に重要であることが明らかとなった。一方、qPCR法に基づくテロメア長の解析やFACSを利用した細胞周期解析では、TRF2(2EA)置換がこうした表現型に影響を与えるという明確な結果は得られなかった。別の研究グループの過去の論文では、ORCサブユニットの発現抑制でテロメア長が短縮すると報告されている。今回の解析結果は、こうした過去の報告がテロメアへのORCリクルート阻害の直接的影響によるものではない可能性を示唆している。本研究の目的は、テロメア結合タンパク質TRF2とDNA複製開始タンパク質複合体ORCとの結合の意義を明らかにする事である。これに向けた研究手法として、(1)ORC1との結合のみを欠損したTRF2変異体の同定、(2)同定したTRF2変異体と内在性TRF2を置換した細胞株の樹立および(3)樹立株の表現型解析、の3つの課題に取り組むことを目指した。現在、すでに上記(1)、(2)の課題を遂行し、(3)の課題に着手している。さらに、行うべき表現型解析の中でも、テロメア結合ORC量やテロメア安定性への影響など、重要なものをすでに済ませている。一方、「今後の方策」で述べるDNA複製開始点形成量の解析もすでに着手しているが、再現性のある結果が得られないという技術上の問題にも遭遇している。研究状況を総合すると、当初予定していた解析の大部分が完了しており、おおむね順調に進捗している。今後は、以下の実験を行う事でTRF2(2EA)置換細胞株の表現型解析をさらに進める。(1)TRF2(2EA)置換HeLa細胞において実際にテロメア内DNA複製開始点が減少しているか調べるため、ChIP-qPCR法によりMCM3やMCM7(DNA複製開始点の本体である複製ヘリカーゼ複合体のサブユニット)のテロメア結合量を評価する。上記の再現性の問題を解決するため、現在はモノクローナル抗体を使用した解析を検討している。(2)TRF2(2EA)置換HeLa細胞において実際にテロメアのDNA複製効率が低下しているか調べるため、DNA複製障害の指標と考えられているultra-fine bridgeと呼ばれるM期異常構造やM期染色体展開時の異常なテロメア染色像の形成頻度を測定する。(3)上記解析で得られた結果が別の細胞株でも観察されるか調べるため、TRF2(EE)置換HFF2/T細胞でも同様の解析を行う。以上の解析結果を整理して学会発表および論文発表を行いたい。

今回の解析結果は、こうした過去の報告がテロメアへのORCリクルート阻害の直接的影響によるものではない可能性を示唆している。本研究の目的は、テロメア結合タンパク質TRF2とDNA複製開始タンパク質複合体ORCとの結合の意義を明らかにする事である。これに向けた研究手法として、(1)ORC1との結合のみを欠損したTRF2変異体の同定、(2)同定したTRF2変異体と内在性TRF2を置換した細胞株の樹立および(3)樹立株の表現型解析、の3つの課題に取り組むことを目指した。現在、すでに上記(1)、(2)の課題を遂行し、(3)の課題に着手している。さらに、行うべき表現型解析の中でも、テロメア結合ORC量やテロメア安定性への影響など、重要なものをすでに済ませている。一方、「今後の方策」で述べるDNA複製開始点形成量の解析もすでに着手しているが、再現性のある結果が得られないという技術上の問題にも遭遇している。研究状況を総合すると、当初予定していた解析の大部分が完了しており、おおむね順調に進捗している。今後は、以下の実験を行う事でTRF2(2EA)置換細胞株の表現型解析をさらに進める。(1)TRF2(2EA)置換HeLa細胞において実際にテロメア内DNA複製開始点が減少しているか調べるため、ChIP-qPCR法によりMCM3やMCM7(DNA複製開始点の本体である複製ヘリカーゼ複合体のサブユニット)のテロメア結合量を評価する。上記の再現性の問題を解決するため、現在はモノクローナル抗体を使用した解析を検討している。(2)TRF2(2EA)置換HeLa細胞において実際にテロメアのDNA複製効率が低下しているか調べるため、DNA複製障害の指標と考えられているultra-fine bridgeと呼ばれるM期異常構造やM期染色体展開時の異常なテロメア染色像の形成頻度を測定する。(3)上記解析で得られた結果が別の細胞株でも観察されるか調べるため、TRF2(EE)置換HFF2/T細胞でも同様の解析を行う。以上の解析結果を整理して学会発表および論文発表を行いたい。
ナトリウム利尿ペプチドを用いた心筋再生・リモデリング抑制の可能性

前年度までの検討の結果では、肝臓でのBNP発現を増加させた脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)過剰発現(Tg)マウスを用いて、挿管麻酔下に開胸して冠動脈を一定時間あるいは恒久的に結紮して作成した心筋梗塞モデルにおいて、新生血管が増加する可能性を示唆する結果が得られた。このモデルにおける心筋細胞再生の可能性について未分化細胞のマーカーであるc-kitやSca1あるいはCD34陽性の細胞の浸潤の有無について定性的な解析では、評価できるまでの結果は得られていなかった。骨髄由来細胞の心筋組織への浸潤については、BNP過剰発現マウスに心筋細胞特異的βガラクトシダーゼ発現マウス(αMHC promoterを使用)の骨髄細胞を移植した後に、心筋梗塞モデルを作成するモデルを試みた。このマウスでは、心筋組織の切片をβガラクトシダーゼの基質であるX-galで処理して発色を検討することにより、もし心筋組織内にX-gal染色陽性の細胞が検出できればそれが骨髄由来細胞であることが直接的に証明できると考えた。これに向けての心筋細胞特異的ベータガラクトシダーゼ発現マウスの開発では、X-gal染色にて心臓が特異的に染色されるマウスが準備できた。次の段階の実験にて対照マウスに心筋細胞特異的βガラクトシダーゼ発現マウスの骨髄を移植したモデルでは、心筋に非常に少数だがX-gal陽性細胞を検出することが出来た。しかしBNP過剰発現マウスへの移植、心筋梗塞作成については未だ評価できる結果を得られておらず、今後も検討を続けてみたいと考えている。傷害心筋の修復過程における骨髄由来未分化細胞の心筋局所への浸潤および形質変化に対するBNPの意義を検討する目的で、肝臓でのBNP発現を増加させた脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)過剰発現(Tg)マウスを用いて、挿管麻酔下に開胸して冠動脈を一定時間あるいは恒久的に結紮して心筋梗塞モデルを作成した。この実験系において、単核細胞あるいは好中球の虚血心筋への浸潤が増加することが観察されているが、さらに免疫染色を用いて検討した結果、新生血管が増加する可能性を示唆する結果が得られた。心筋細胞再生の可能性については未分化細胞のマーカーであるc-kitやSca1あるいはCD34陽性の細胞の浸潤の有無について定性的な解析を施行する予定であったが、現在までのところ、評価できるまでの結果は得られていない。また骨髄由来細胞の心筋組織への浸潤については、BNP過剰発現マウスに、すでに開発のすんでいる心筋細胞特異的βガラクトシダーゼ発現マウス(αMHC promoterを使用)の骨髄細胞を移植したマウスを準備し、心筋梗塞モデルを作成するモデルを開発中である。このマウスでは、心筋組織の切片をβガラクトシダーゼの基質であるX-galで処理して発色を検討することにより骨髄由来細胞であることが直接的に証明できるが、これに前述のマーカーの発現の有無を検討することにより骨髄由来細胞の組織での形質変化についても順次解析にはいっていきたい。
子どもの外遊び空間の創出に資するアウトドア・レジャーの拠点形成に関する研究

近年では外遊びにおける安全志向が重視されており,プログラム化されたアウトドア・レジャーが注目を集めている。アウトドア・レジャーは観光産業として取り組まれることが多く,子どもの外遊び空間の創出が地域に経済的・社会的効果をもたらすと言われている。ゆえにアウトドア・レジャーの展開に関わる地域の空間構造や社会関係を分析することは,子どもの外遊び空間が減少し,また観光・レジャー産業を起爆剤とした地域創生が求められる今日において極めて有用と判断できる。そこで本研究では,アウトドア・レジャーの拠点形成に関わる諸アクターの活動実態や連関構造を分析し,子どもの外遊び空間の創出に関わる地域的条件を解明する。
超伝導フィルターの作製

本研究の目的は酸素ガス中に不純物として存在するアルゴンを完全に除去し高純度酸素を作製することである。酸素とアルゴンの磁性に注目すると、酸素は常磁性体(正の磁化率)、アルゴンは反磁性体(負の磁化率)で、両者の磁気的特性は正反対である。多孔質体に作製した超電導体に磁界をかけて超電導転移温度以下に下げると、マイスナー効果によって磁束線は超電導体からはじき出され,超電導体外周または貫通気孔内を通るようになる。超電導体表面付近、即ち磁界の勾配が大きな位置で酸素とアルゴンに互いに正反対の力が働き、2つのガスを分離する。平成6年度は多孔質超電導フィルターを作製し、超電導フィルター通過前後の酸素濃度の変化率を磁界強度、温度および通過前の酸素濃度の関数として求め、次に磁界の大きさ及び混合ガスの流速を変化させ、高純度酸素ガスが得られる条件を求めようとした。多孔質超伝導フィルターを作製し、フィルター通過後の混合ガス中の酸素濃度が通過前に比べて上昇していることを確認したが、磁界を作るコイルの不備で高い磁束密度を得ることが出来なかったこと、多孔質フィルター内の成分元素の分布が一様でない為に十分な分離能力を発揮することは出来なかった。平成7年度は、多孔質フィルターの製造方法を改良し、超伝導体としての性能を向上させ、さらに酸素ガスとアルゴンガスの高分離を試みるつもりである。
HRP順行性輸送による二叉神経中脳路核歯髄ニューロンの証明

申請者らは成猫の片側下顎歯の歯髄組織にHRPを投与後、急性歯髄炎の防止のために抗炎症剤のPrednisoloneを全身性に投与し続けたところ、投与側中脳路核(MTN)内に多数のHRP陽性細胞を見い出した。この結果からネコの歯髄は同側のMTNニューロンの支配を受けていることが判明した。しかし、歯髄組織に投与したHRPが根尖孔外に漏洩して歯根膜の神経から取り込まれ、MTN一次ニューロン細胞体に輸送されたのではないか、という疑問が提議された。そこで本研究においては、ネコのMTNでは歯髄支配ニューロンと歯根膜支配ニューロンとはほぼ同部位に存在するという我々の解剖学的所見に基づいて、電気生理学的に同定したMTN歯根膜支配ニューロンの付近にWGAーHRPを微量注入し、MTN歯髄支配ニューロンに取り込ませた後、順行性に輸送されたトレーサーを同側歯髄内の軸索終末で検出する方法によって歯髄支配のMTN一次ニューロンの証明を試みた。実験には神経組織からのHRPの取り込みが良い幼弱猫6頭を用いた。麻酔を施した動物を脳定位固定装置につけ、0.1M Tris bufferまたは5%polyacrylamidegelに溶解の2ー3%WGAーHRPを充填したガラス管微小電極でP1.5P3.0付近のMTNから歯根膜機械的受容ニューロンを記録した。記録部位に電極内のWGAーHRPを電気泳動的またはガス圧により注入後、動物を24時間生存させた。深麻酔下に心灌流固定を施した後、注入側上下歯を抜去し、硬組織をエアータービンで注水下に切り開いて歯髄組織を摘出した。歯髄組織の連続凍結切片を作製し、TMB反応を施した後、暗視野顕微鏡でHRP陽性軸索終末を探索した。3頭のMTNのWGAーHRP注入部位はφ100150μmのHRP反応陽性斑点とした検出された。二叉神経節には陽性細胞は見当らなかった。歯髄組織には投与側のみならず、対照側においても茶褐色のHRP反応陽性神経線維が認められた。結論としてWGAーHRPよりも微量で検出可能なPHAL等のレクチンをトレーサーに用いるべきである。