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界面和周波分光の理論計算手法の開発と応用

本研究代表者が世界に先駆けて提案した界面和周波発生分光の理論計算手法をさらに発展させて、最も精密で信頼性の高い理論解析手法の確立と実用化を進めた。和周波分光の理論を深化させて和周波発生過程の全貌を明らかにするとともに、分子モデリングやシミュレーション手法の開発をすすめて、水溶液表面や有機分子液体表面の和周波分光と構造解析を精密に明らかにした。界面和周波分光は分子レベルの界面構造解析を与える実験手法として、近年では広く用いられるようになった。それに対して当該研究グループは、分子シミュレーションに基づいて和周波分光を計算し解析する手法を国際的に先駆けて開発してきた。本年度の本基盤研究では、非線形感受率χ^<(2)>の位相解析の理論について成果を得た。近年の和周波分光の進歩のなかで、位相を含めて非線形感受率χ^<(2)>自体の値を測定する手法が開発きれ、従来の強度スペクトルを超えた新たな展望がもたらされた。χ^<(2)>の位相は分子配向と関連すると考えられてきたが、水表面のχ^<(2)>の実験結果のうち、とくにO-H伸縮振動の低波数領域(3000cm^<-1>)の位相は、分子シミュレーションによる界面の分子配向では説明できなかった。しかし本年度の我々の研究によって、界面での局所電場は、その環境の不均一性を反映して異方性が強いためであることを明らかにした。低波数領域の振動は強く水素結合した水分子に対応し、分子間の静電相互作用が異方的であるため、その遷移モーメントは分子配向とは異なることを明らかにした。今後の位相解析にとって、集団的な遷移モーメントを考える必要があることを示した初めての例である。研究実績の概要アルキル基を含む有機分子のC-H伸縮領域の和周波分光は、有機薄膜などの構造解析で数多くの測定例が報告されてきた。メチル基のC-H伸縮はフェルミ共鳴を含む多くのモードが重なって複雑な様相を示すが、その振動スペクトルは、界面アルキル鎖の配向角やその分布、gauche配置の混入による乱れなど、有機薄膜の構造変化を敏感に反映する。その情報を引き出すには、理論計算に基づく解釈の指針が求められる。そこで本年度の研究では、メタノール分子を例にとってメチル基の振動に対する和周波分光の精密解析を行った。メタノールの分子モデルでは、Charge Response Kernel理論に基づいて分子間力や分極揺らぎを表現した。またメチル基のC-H振動におけるフェルミ共鳴の効果を古典力学に基づく分子動力学シミュレーションの中に実効的に取り込む分子モデルを開発した。得られた分子モデルを用いて、液体メタノールの赤外、ラマン分光およびメタノール界面の和周波分光を計算して統一的な解釈を与えた。一見非常に異なる形状を示すスペクトルが、対称・反対称伸縮の強度およびフェルミ共鳴の効果の違いを考慮することで、分子動力学計算によってその特徴を統一的に再現することができることを示した。硫酸エアロゾル界面の構造解析大気化学で広く重要な硫酸エアロゾル上の不均質反応への解明に向けて、硫酸水溶液の表面構造を解明した。硫酸の2段階の酸解離平衡は系の熱力学的条件に敏感に依存し、界面の局所的な環境における硫酸の解離平衡が不明であった。そこで産総研の宮前らの和周波測定と我々の分子シミュレーションの緊密な協力により、硫酸エアロゾル表面での酸解離平衡と界面構造を同時に明らかにする成果を得た。硫酸エアロゾルの表面付近での解離平衡はバルク中とは異なり、とくに表面の電気二重層内では、第2段の解離が強く抑制されていることを実証した。界面の局所電場の理論と計算一般に界面の光学的測定の解析を行うとき、界面の誘電率という現象論的なパラメータが用いられるが、界面数分子層の領域でのマクロな誘電的性質は物理的意味が明らかでない。本研究では、分子動力学シミュレーションによって界面領域の局所電場と非線形分極を同時に求めることによって、実験の解析に用いるべき"界面誘電率"を分子レベルで定義して評価する理論手法を与えた。界面和周波発生分光は、2次の非線形光学過程を利用して界面特有の振動スペクトルを敏感に捉えることのできる実験手法で、近年表面・界面の構造解析手法として広く用いられるようになった。とくに液体や埋もれた界面など、従来の表面科学にとって分子レベルの研究が比較的未開拓な界面への適用が特に注目されている。本研究は、申請者が世界に先駆けて提案した界面和周波分光の理論を深化させて和周波発生現象の全貌に対する精緻な理解を確立するとともに、分子モデリングと分子シミュレーションに基づく非経験的な計算手法を開発し、和周波分光実験のもつ詳細な界面情報を精度良く引き出すことのできる実用的な理論と解析手法を確立することを目的としている。この問題は、研究室としても主力テーマとして研究を推進した。本基盤研究の目的は、この5年間を通して十分に達成されたと考える。当初計画に掲げた具体的なテーマをほぼすべて実現することができた。

とくに、アルキル基分子の和周波分光の解析、硫酸エアロゾル表面における構造と酸解離平衡のcouplingの解明、さらに界面の局所電場や和周波分光に含まれるバルク効果の理論と計算などにおける業績は顕著であった。界面和周波発生分光は、2次の非線形光学過程を利用して界面特有の振動スペクトルを敏感に捉えることのできる実験手法で、近年表面・界面の構造解析手法として広く用いられるようになった。この手法は、界面分子一層かそれ以下での吸着量の感度をもち、表面の分子種や局所的な環境、分子配向などについて豊富な情報を提供する。とりわけ界面選択性が反転対称性の破れに由来するために、原理的に真空条件を必要とせず、その特長を生かして液体や高分子表面、液液・固液界面のような埋もれた界面など、従来の表面科学にとって分子レベルの研究が比較的未開拓な界面への適用が特に注目されている。本研究は、申請者が世界に先駆けて提案した界面和周波分光の理論を深化させて和周波発生現象の全貌に対する精緻な理解を確立するとともに、分子モデリングと分子シミュレーションに基づく非経験的な計算手法を開発し、和周波分光実験のもつ詳細な界面情報を精度良く引き出すことのできる実用的な理論と解析手法を確立することを目的としている。これまでに和周波分光の理論計算手法としてエネルギー表示の理論と時間依存表示の理論を提案した。本課題ではとくに後者の理論開発を進め、国際的にも最も精密で信頼性の高い理論解析手法を確立した。分子モデリング手法の開発に基づいて、水や水溶液のOH伸縮振動、さらに有機分子液体の界面など多くの界面に応用してそのスペクトルの微視的な理解を実現した。大気化学において重要な硫酸エアロゾル表面の酸解離も実験との共同研究によって明らかにした。アルキル基のC-H伸縮をフェルミ共鳴を含めて扱うモデリング手法を開発し、メチル基の和周波スペクトルを解明した。ベンゼンのような点対称性をもつ分子からなる界面の和周波スペクトルが発生する機構を明らかにした。界面分光の理論開発において、さまざまな実在の界面系への応用と基礎理論の深化の両面で十分な成果を得ている。硫酸界面のようなチャレンジングな研究対象を明快に解明したことは特筆する成果である。25年度が最終年度であるため、記入しない。界面和周波分光の理論計算手法は、本研究グループが国際的にも初めて開発したものである。非線形感受率の理論自体は正しいにせよ、実際の物質に対して十分に妥当な精度で計算を行うことができるか、また実験の解釈にどこまで実際に役に立つ手法となるかは、研究開始当初には未知数であった。しかし本課題でなされた研究成果は、単に理論計算手法のデモンストレーションにとどまらず、多くの実在系の界面の実験を解明するのに非常に有効であることが確立された。今後の界面和周波分光の発展にとって、理論計算との共同研究による解析が広く行われることが予想され、そのための基盤となる成果を与えることができた。今後も水溶液系や有機分子などを含めた多くの系への応用をすすめ、界面分光の汎用的な解析手法の確立を目指す。基礎理論および分子モデリング手法についてのこれまでの研究の蓄積を生かして、十分に推進可能であると考えられる。これまでの成果により、本課題で開発されてきた理論計算手法は、界面の非線形感受率chi2を与える手法として有効であることが実証された。
放射性ヨウ素と質量分析による感染性細菌プロテアーゼの免疫細胞上の標的分子の同定

健常人ボランティア末梢血より好中球を調製し、細胞表面タンパク質を放射性ヨウ素で温和に標識し、次いでプロテアーゼ処理を試みた。好中球は物理的に弱く操作中に形態が崩れ、細胞表面と細胞内のタンパク質に分けて標識する操作は困難であり、好中球の形態を温存しかつヨウ素化反応を妨げない条件の検討を現在検討中である。X線フィルムによる放射性スポットの検出は、ゲルを乾燥させた方が感度よく、セロファンシートで挟んだゲルを乾燥させ、ゲル上のタンパク質スポットを清潔なハトメ抜きで抜き取り回収することにより良好な成績が得られた。質量分析計の真空ポンプの排気は微量の放射能を含むため、他の実験者のための配慮が必要であった。黄色ブドウ球菌Staphylococcus aureusが放出するシステインプロテアーゼのスタホペインにより、免疫系の機能に関わる免疫細胞表面分子が切断され、宿主の免疫系から本菌が逃避する可能性が指摘されている。その免疫抑制機構を解明し、黄色ブドウ球菌感染症の予防法および治療法の開発に資するために、スタホペインの標的となる、免疫細胞(単球、好中球およびT細胞)の細胞膜上の機能タンパク質を、放射性同位元素を用いる放射能標識と、二次元ゲル電気泳動および質量分析計を駆使することにより、網羅的に解析、その中から免疫細胞の細胞表面に発現するタンパク質で、同菌の排除に関わると考えられるものを同定することを目的とする。昨年度は、細胞表面タンパク質を放射性ヨウ素と触媒により、温和に放射能標識した健常人末梢血好中球、単球、およびヒトT細胞株Jurkatを2等分し、スタホペイン処理および無処理の試料をそれぞれ二次元ゲル電気泳動に供し、両者の間でスポットの差異を認めた。当初の予想よりも、タンパク質量、放射能ともにやや量が少なく、また細胞種のちがいにより、至適放射能標識条件が異なるため、標識時間、使用する放射比活性、およびヨウ素化の触媒を変えた種々の条件で検討を行った。また、アクリルアミドゲル内のタンパク質を転写したPVDF膜を、放射能が下限数量以下であることを確認の上で管理区域より持ち出し、指定のエリアでRIの管理区域外使用を行った。黄色ブドウ球菌Staphylococcus aureusは、宿主の免疫系による攻撃から逃れるためシステインプロテアーゼの1つであるスタホペインを分泌し、宿主免疫細胞表面の膜タンパク質分子を切断する可能性が考えられている。本研究はスタホペインの標的となる、免疫細胞(単球、好中球およびT細胞)の細胞膜上の機能タンパク質を、放射性同位元素を用いる放射能標識と、二次元ゲル電気泳動および質量分析計を用いて網羅的に同定し、それらの内からS. aureusの免疫逃避に関わる分子を同定することにより、宿主免疫細胞のS. aureus排除に関わる分子機構を解明し、S. aureus感染症の予防法および治療法の開発に資することを目的とする。予備実験としてヒトT細胞モデルとして汎用されるJurkat細胞をPierce社のIodination reagentおよびIodination beadsを用いて、細胞表面膜タンパク質標識し、これを2つに分けた後、一方をトリプシン処理しそれぞれの2次元電気泳動を行い、処理の有無によりゲル上の放射性スポットのパターンに差異を認めた。次にヒト末梢血より好中球を調製し、Jurkats細胞による予備実験と同様のヨウ素標識実験を行った。これは好中球は宿主によるS. aureusの排除に最も重要な役割を果たす免疫細胞と考えられているためである。予想外な問題として、好中球は機械的な操作に弱く標識操作中に壊れて、その細胞表面膜タンパク質のみを標識することが非常に困難であることが判明した。現在、好中球の状態を保ったまま、高い効率で放射性ヨウ素による放射能標識を行う方法を検討中である。その免疫抑制機構を解明するために、スタホペインの標的となる、免疫細胞(単球、好中球およびT細胞)の細胞膜上の機能タンパク質を、放射性同位元素を用いる放射能標識しと、2次元ゲル電気泳動および質量分析計を駆使することにより、網羅的に解析・同定することを本研究の目的とする。同定した細胞表面分子が関係する免疫細胞の機能に関わる、種々の病態に対する影響が明らかになれば、黄色ブドウ球菌感染症の予防法および治療法の開発に資すると考え、以下の実験を遂行中である。研究実施計画に従い、健常人末梢血より調製した好中球、単球、およびヒトT細胞株Jurkatを用いて、それらの細胞表面タンパク質のみを放射性ヨウ素により放射能標識した。標識後の細胞を2等分し、一方はスタホペインで、他方は緩衝液のみで処理した。

軽い遠心により細胞ペレットを回収し、タンパク質成分のみを沈殿により回収し、可溶化バッファーに懸濁し、それぞれを同時に2次元ゲル電気泳動を行った。泳動後、ゲルをシプロルビーにより全タンパク質の蛍光染色し、脱色処理後セロファン紙にはさんで乾燥させた。次いで乾燥したゲルをX線フィルムに曝し、スタホペイン処理の有無で放射性スポットのパターンを比較した。さらにヨウ素標識の効率を高め、より微量なタンパク質スポットを検出する目的で、ヨウ素標識ならびにスタホペイン処理について、手技や条件を変えて検討を行っている。乾燥ゲルスポットからの、トリプシンによるペプチド断片の回収率についても、より高い収率が得られるように改善を試みている。健常人末梢血より調製した好中球または単球、およびヒトT細胞株Jurkatを用いて、それらの細胞表面タンパク質を放射性ヨウ素でRI標識し、二次元電気泳動を行なった。スポットの数およびタンパク質の回収量を。改善するための、さらに良い条件を探索中である。また、細胞種による至適標識条件等の検討も現在行っている。健常人末梢血より調製した好中球または単球、およびヒトT細胞株Jurkatを用いて、それらの細胞表面タンパク質を放射性ヨウ素でRI標識し、2次元電気泳動を行っている。現在までにその標識効率および検出される放射性タンパク質のスポットの感度について検討を行い、おおむね計画通りの結果が得られているが、さらに良い条件を探索中である。質量分析計で十分に標識タンパク質を同定できるための、放射能標識法およびタンパク質回収法を検討し、免疫細胞表面のスタホペイン基質を同定する。スタホペインにより切断される白血球細胞表面タンパク質を可能な限り網羅的に回収し、質量分析計による同定を開始する。該当なし計画に従い、放射性同位元素(NaI)、二次元電気泳動関係試薬、共同機器使用料、マウス飼育費などに使用する予定である。
女性に対する暴力・男性の暴力性の構築についてのジェンダー論的研究

本研究は、男女の権力関係の実態に注意を払いながら、男性高齢者調査と、ドメスティックバイオレンスの加害者対策に取り組む研究者・実践家へのインタビュー調査を行い、報告書をまとめた.まず、北海道・九州・東京周辺在住の現役時代にさまざまな職業に就いていた61歳から84歳までの男性計11名のライフヒストリーを聞き取り、男性がどのような暴力経験を経て成人したのか、戦前と戦後とで暴力観やジェンダー意識にどのような連続性や変化があったかを分析した。暴力をめぐる同世代の女性の経験と男性の経験は大きく異なっている。全体的に暴力は否定的に語られる場合が多いが、それは同時にさまざまな暴力正当化の言説を伴っている。とくに軍隊経験は肯定的に語られるケースが目立った。つまり軍隊の上司が部下を教育し、あるいは夫が妻をしつけるための身体的暴力は肯定的に語られた。この世代の男性にとって、暴力とみなす行為の範囲はきわめて狭い。戦前に抱いていた暴力観・ジェンダー意識は表面的には変化しているものの、基層では連統している様子が伺えた。研究者・実践家インタビューからは、日本での加害者対策の課題が浮き彫りになった。加害者の再教育機関がほとんどなく、再教育プログラムも整備されていない状況下で、多様な立場から加害者プログラムの必要性が指摘され、試行されている。異なるアプローチをとる研究者・実践家間にネットワークはなく、分立気味の現状が浮かび上がった。(1)男性と暴力およびドメスティック・バイオレンスの加害男性についての文献研究男性の暴力性について実施されている、聞き取り調査に関する欧米の文献およびドメスティック・バイオレンスの加害男性に関する国内文献の収集と理論的検討を行った自分が暴力を振るっている自覚がない男性に対する取り粗みは少ない。男性がどのように暴力性を身につけていくか、それをどう自己解釈して人生を組み立てるかを解明する必要がある。(2)聞き取り調査の実施(1)男性の暴力を抑止するための活動に参加している男性への聞き取り調査の実施関西・関東・東北を各拠点として活動を展開している男性(4名)へのヒアリングを行い、活動内容および活動に関わるようになった経緯、男性の暴力性についての経験や今後の取り組みの方向について訊ねた。こうした男性活動家は各地でそれぞれ独自の視角から活動しており、必ずしも連携しているわけではない。研究グループメンバーがこれまで調査に関わってきた女性たちのシェルター・ムーブメントがネットワークを張っているのとは様相が異なる点に注目し、さらに調査を進める予定である。(2)高齢男性の戦争を含む生活体験の聞き取り調査北海道・関東・関西・九州の各地で60歳以上の男性11名からライフヒストリーの中ての暴力経験を戦争体験も含めて詳しく聞き取った。暴力経験を彼ら自身がどのように解釈しているかに焦点をあてて現在分析を進めている。また、さらに聞き取りを続けると共に、比較資料をえるために戦後世代の聞き取りも予定している。本研究は、男女の権力関係の実態に注意を払いながら、男性高齢者調査と、ドメスティックバイオレンスの加害者対策に取り組む研究者・実践家へのインタビュー調査を行い、報告書をまとめた。まず、北海道・九州・東京周辺在住の現役時代にさまざまな職業に就いていた61歳から84歳までの男性計11名のライフヒストリーを聞き取り、男性がどのような暴力経験を経て成人したのか、戦前と戦後とで暴力観やジェンダー意識にどのような連続性や変化があったかを分析した。戦前に抱いていた暴力観・ジェンダー意識は表面的には変化しているものの、基層では連続している様子が伺えた。

加害者の再教育機関がほとんどなく、再教育プログラムも整備されていない状況下で、多様な立場から加害者プログラムの必要性が指摘され、試行されている。異なるアプローチをとる研究者・実践家間にネットワークはなく、分立気味の現状が浮かび上がった。
フランス科学認識論の倫理学的射程に関する研究

生命科学の発展に伴う個体概念や人間観の変化は、従来の人生観や死生観の根本的な転換をも迫るものであり、その中で、こうした変化に見合う新しい倫理学の枠組みが必要とされている。本研究は、そうした倫理学の可能性を、個体概念に焦点を当てながら哲学史的に考察するとともに、現代科学との連関の中で新しい個体概念を提起している幾つかの思想の中に探る。具体的には、現代フランス科学認識論のカンギレム、シモンドンの哲学を考察の対象とし、彼らの科学認識論の倫理学的射程について研究する。さらに現代生命科学が要請する新しい個体概念を、哲学史的にどのように位置づけることができるか検討する。「フランス科学認識論の倫理学的射程に関する研究」という本課題において、本年度の研究のテーマは、カンギレムとシモンドンの科学認識論の倫理学的意義を検討することであった。この観点から次の研究を行なった。1)カンギレムの個体主義と医の哲学の関連を研究。この研究から以下の点が明らかになった。カンギレムは、平均化、一般化をよしとするような健康概念、またそこからの逸脱が病気であるというような考え方に対し、価値論的な生物学的個体概念から、健康や病気を理解する。ここに内包される倫理学は、一方で実験的治療に対し肯定的であり、他方で、QOL、人格主義、健康の自己管理という点に批判的であるという点から反生命倫理学的である。さらにカンギレムは、正常なものの追求、人間主義的良心が倫理的であるとは考えない。根本的に、一般性や普遍性は倫理を支えないと考える。規範の拠り所は集団の要請でも、普遍的デテルミニスムでもないと考えている点で、反功利主義的かつ反義務論的である。さらに、カンギレムの医学哲学では、匿名の何かではなく具体的な個人に向き合うことが強調されるので、この点は徳論と重なるが、カンギレムが規範の拠り所になると考えているのは病人の苦しみであり、このような考え方は、徳論が拠り所とするようなアリストテレス倫理学(優れたものを模範にせよ)とも根本的に異なる。以上から、カンギレムの医学哲学における個体主義が内包する倫理学が、従来の規範倫理学や、またそれに基づいて展開される生命倫理学の考え方と根本的に異なるものであるということが明らかになった。2)翻訳シモンドン『個体化の哲学』(法政大学出版局)を出版。3)『現代フランス哲学・思想事典』(ミネルヴァ書房)のシモンドンの個体化論、シモンドンの個体化と深く関わるドゥルーズ哲学、カンギレムの科学認識論の解釈に関わるザクらの項目を担当し、原稿を提出した。前年度の計画では、カンギレムの医の哲学の倫理学的意義の研究として、以下の研究を行う予定であった。i)カンギレムの医療関連の執物を渉猟する。ii)複数の論文で、部分的に述べられている生命倫理学及び生命倫理学が拠する功利主義やカント倫理学に対するカンギレムの批判点をまとめる。iii)カンギレム哲学における規範形成力としての主体概念、また彼の個体主義の考え方が、特に科学者の「責任」という概念とどのように結びついているかを、検討する。このうち、特にiii)の、カンギレムの個体主義と責任概念との連関に関する研究はあまり進められなかったので、今年度は、特にこの点に焦点を当てて研究を進めたい。また、前年度の研究を進める中で、カンギレムの個体主義とシモンドンの個体化論の重なりが見出された。この重なりを、今年度は特に倫理的意義という観点から比較していく。前年度のカンギレムの個体主義と医の哲学の関連に関する研究の成果をまとめて、6月に学会誌に論文を投稿する予定である。今年度は、特にシモンドン哲学の倫理学的意義に焦点を絞りながら研究を進めていく。この研究の中で、従来の研究においてあまり言及されることがなかった、カンギレムの個体主義とシモンドンの個体化論の比較も行う。この研究との関連で、昨年度出版したシモンドンの『個体化の哲学』において収録できなかった、翻訳の底本の付録部分の翻訳も、研究会を開催し進めていく予定である。シモンドン哲学の倫理学的意義に関する研究は、12月までに論文にまとめ、学会誌に投稿する予定である。

ここに内包される倫理学は、一方で実験的治療に対し肯定的であり、他方で、QOL、人格主義、健康の自己管理という点に批判的であるという点から反生命倫理学的である。さらにカンギレムは、正常なものの追求、人間主義的良心が倫理的であるとは考えない。根本的に、一般性や普遍性は倫理を支えないと考える。規範の拠り所は集団の要請でも、普遍的デテルミニスムでもないと考えている点で、反功利主義的かつ反義務論的である。さらに、カンギレムの医学哲学では、匿名の何かではなく具体的な個人に向き合うことが強調されるので、この点は徳論と重なるが、カンギレムが規範の拠り所になると考えているのは病人の苦しみであり、このような考え方は、徳論が拠り所とするようなアリストテレス倫理学(優れたものを模範にせよ)とも根本的に異なる。以上から、カンギレムの医学哲学における個体主義が内包する倫理学が、従来の規範倫理学や、またそれに基づいて展開される生命倫理学の考え方と根本的に異なるものであるということが明らかになった。2)翻訳シモンドン『個体化の哲学』(法政大学出版局)を出版。3)『現代フランス哲学・思想事典』(ミネルヴァ書房)のシモンドンの個体化論、シモンドンの個体化と深く関わるドゥルーズ哲学、カンギレムの科学認識論の解釈に関わるザクらの項目を担当し、原稿を提出した。前年度の計画では、カンギレムの医の哲学の倫理学的意義の研究として、以下の研究を行う予定であった。i)カンギレムの医療関連の執物を渉猟する。ii)複数の論文で、部分的に述べられている生命倫理学及び生命倫理学が拠する功利主義やカント倫理学に対するカンギレムの批判点をまとめる。iii)カンギレム哲学における規範形成力としての主体概念、また彼の個体主義の考え方が、特に科学者の「責任」という概念とどのように結びついているかを、検討する。このうち、特にiii)の、カンギレムの個体主義と責任概念との連関に関する研究はあまり進められなかったので、今年度は、特にこの点に焦点を当てて研究を進めたい。また、前年度の研究を進める中で、カンギレムの個体主義とシモンドンの個体化論の重なりが見出された。この重なりを、今年度は特に倫理的意義という観点から比較していく。前年度のカンギレムの個体主義と医の哲学の関連に関する研究の成果をまとめて、6月に学会誌に論文を投稿する予定である。今年度は、特にシモンドン哲学の倫理学的意義に焦点を絞りながら研究を進めていく。この研究の中で、従来の研究においてあまり言及されることがなかった、カンギレムの個体主義とシモンドンの個体化論の比較も行う。この研究との関連で、昨年度出版したシモンドンの『個体化の哲学』において収録できなかった、翻訳の底本の付録部分の翻訳も、研究会を開催し進めていく予定である。シモンドン哲学の倫理学的意義に関する研究は、12月までに論文にまとめ、学会誌に投稿する予定である。
乳幼児期の言語・社会性発達の生理学的指標－自閉症スペクトラムの早期発見に向けて

平成26年度は、健常児を対象として、人の声に対する脳の反応の継時的変化と言語発達の関係について調査した結果が、国際的学術誌NeuroImageに受理された。3,4歳の時点で、1回目に人の声に対する脳反応を幼児用脳磁計(MEG)で計測し、言語能力との関係を調査した幼児に対し、1回目の計測から11ー25ヵ月後に再度、同じ調査を行った結果、人の声に対する脳反応の左半球の反応が大きくなったこどもほど、言語能力が高いという結果が得られた。また、2歳から10歳の健常児および、自閉症スペクトラム障害児を対象に、人の声によって引き起こされた脳反応の縦断的な調査を行い、自閉症スペクトラム障害児群では、健常発達児群に比べ、人の声に対して反応の起こる脳領域の成熟の過程が異なっていることを示唆する内容について、現在論文投稿中である。また、自閉症スペクトラム障害に効果的な早期療育法として、近年、国際的学術雑誌によって多く報告されている、Early Start Denver Model(ESDM)の研修会に参加し、自閉症乳幼児の臨床的症状評価や発達を促すための目標設定の手法について学んだ。オーストラリアから派遣されたトレーナーのもとで、実践的なアドバイスを受けながら、トレーニングを行った。ESDMアドバンスコースは、修士以上を取得し、自閉症スペクトラム障害とかかわりのある臨床家および研究者のみが受講することができる。今後、この研修で学んだ、世界基準の自閉症スペクトラム障害児の臨床評価手法と目標設定の手法について実践を積みながら、現在、私が取り組んでいる脳機能研究に取り入れていきたいと考えている。自閉症スペクトラム障害児において、人の声に対する脳反応の介入前後の比較研究を行うために、国際基準に合わせた評価方法、介入手法を用いることにより、より科学的に質の高い研究を目指す。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
超高齢社会に対応した触知性を組み込み可能にするユニバーサル・ピクトグラムの開発

本研究では、習得が困難である点字等の手指サイズに対して比較的小さい触知ツールに代わる「触知ピクトグラム」の利用可能性を検討する。具体的には、(1)注意を惹きやすい形態特性をボトムアップ的に評価可能な計算論的モデル「顕著性マップ(Saliency Map)」の適用と、(2)意図や選好等の経験の蓄積によって無意識的に駆動されるトップダウン的に評価可能な視線計測の評価、そして、(3)視覚と触覚モダリティ間のミスマッチ、いわゆる「錯触」の特徴と程度の評価をもとに、(4)視覚情報のみならず触覚情報をも提供可能で、触知しやすく理解しやすいユニバーサル・ピクトグラムを制作・開発する。
酵素反応の遷移状態構造を時間依存的に安定化する阻害薬の創製

酵素反応では、酵素と基質が「遷移状態」を形成した後に生成物を生じる。この過渡的にしか存在しない遷移状態とよく似た構造をもつ安定な遷移状態アナログは、酵素の活性中心と直接相互作用するため、高活性、高選択的な酵素阻害薬となり得る。遷移状態アナログは、低分子医薬品創製、遷移状態アナログの免疫による抗体酵素の作製、ケミカルバイオロジー研究、酵素反応機構の解明研究など、さまざまな分野で応用されている。これまでに報告された遷移状態アナログは、基質の構造を基にしたものがほとんどであったが、最近、申請者らは、一見して基質と全く異なる構造の化合物が酵素の遷移状態構造を安定化し、高い酵素阻害活性、選択性を示すことを見出した。本研究では、この成果を基に、リシン脱アセチル化酵素(KDAC)アイソザイムの遷移状態構造を時間依存的に安定化する高活性かつ高選択的な阻害薬の創製を行う。平成30年度は、前年度までに見出した、高い薬理効果を示す速度論的選択的なKDACアイソザイム阻害剤の毒性に関する試験を行った。その結果、本阻害剤は、非選択的KDAC阻害剤に見られる毒性を示さないことが分かり、速度論的選択的なKDACアイソザイム阻害剤の副作用の少ない治療薬としての可能性を示すことができた。また、これまでの知見を基に、別の速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤を見出すことにも成功した。今後、その速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤の薬理作用等を調べる予定である。当初の予定通り、高い薬理活性、低い毒性を示す速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤を見出すことに成功した。また、別のKDACアイソザイムに対する速度論選択的阻害剤を見出すことにも成功した。今後、平成30年度までに得られた速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤の薬理作用等を調べる。本研究では、上記の知見を基に、リシン脱アセチル化酵素(KDAC)アイソザイムの遷移状態構造を時間依存的に安定化する高活性かつ高選択的な阻害薬の創製を目指す。平成28年度は、これまでに我々の研究グループおよび他の研究グループが報告したKDAC阻害薬のKDACアイソザイムに対する結合速度定数(kon)および解離速度定数(koff)を測定し、速度論的なアイソザイム選択性を調べた。その結果、あるKDACアイソザイムに対して、速度論的な選択性を示す阻害薬を見出すことに成功した。また、ある程度の構造-速度論的活性相関、構造-速度論的選択性相関も明らかにすることができた。今後、上記の知見を基に、阻害薬の酵素の遷移状態構造安定化にいたるまでのメカニズムを推定し、それを基に新規阻害薬の分子設計、合成、活性評価を行う予定である。当初の予定通り、KDAC阻害薬のKDACアイソザイムに対する結合速度定数(kon)および解離速度定数(koff)を測定し、速度論的なアイソザイム選択性を調べることにより、KDACアイソザイムに対する速度論的な選択性を示す阻害薬を見出した。ある程度の構造-速度論的活性相関、構造-速度論的選択性相関も明らかにすることにも成功した。これまでに報告された遷移状態アナログは、基質の構造を基にしたものがほとんどであったが、申請者らは、一見して基質と全く異なる構造の化合物が酵素の遷移状態構造を安定化し、高い酵素阻害活性、選択性を示すことを見出した。本研究では、この知見を基に、リシン脱アセチル化酵素(KDAC)アイソザイムの遷移状態構造を時間依存的に安定化する高活性かつ高選択的な阻害薬の創製を目指す。平成29年度は、前年度までに見出した速度論的なアイソザイム選択的阻害薬の詳細な構造-速度論的活性相関、構造-速度論的選択性相関研究を行った。その結果、明確な構造-速度論的活性相関、構造-速度論的選択性相関を見出すとともに、高活性かつ高選択的なKDACアイソザイム阻害薬を見出すことに成功した。本阻害薬は、速度論的アイソザイム阻害活性、選択性に基づく薬理効果を発揮することも明らかにした。今後、上記の知見を、他のKDACアイソザイムの遷移状態構造安定化に基づく阻害薬の創製に応用する予定である。当初の予定通り、構造-速度論的活性相関、構造-速度論的選択性相関研究を行うことにより、高活性かつ高選択的なKDACアイソザイム阻害薬を見出すことに成功した。

また、速度論的アイソザイム阻害活性、選択性に基づく薬理効果を確認することにも成功した。酵素反応では、酵素と基質が「遷移状態」を形成した後に生成物を生じる。この過渡的にしか存在しない遷移状態とよく似た構造をもつ安定な遷移状態アナログは、酵素の活性中心と直接相互作用するため、高活性、高選択的な酵素阻害薬となり得る。遷移状態アナログは、低分子医薬品創製、遷移状態アナログの免疫による抗体酵素の作製、ケミカルバイオロジー研究、酵素反応機構の解明研究など、さまざまな分野で応用されている。これまでに報告された遷移状態アナログは、基質の構造を基にしたものがほとんどであったが、最近、申請者らは、一見して基質と全く異なる構造の化合物が酵素の遷移状態構造を安定化し、高い酵素阻害活性、選択性を示すことを見出した。本研究では、この成果を基に、リシン脱アセチル化酵素(KDAC)アイソザイムの遷移状態構造を時間依存的に安定化する高活性かつ高選択的な阻害薬の創製を行う。平成30年度は、前年度までに見出した、高い薬理効果を示す速度論的選択的なKDACアイソザイム阻害剤の毒性に関する試験を行った。その結果、本阻害剤は、非選択的KDAC阻害剤に見られる毒性を示さないことが分かり、速度論的選択的なKDACアイソザイム阻害剤の副作用の少ない治療薬としての可能性を示すことができた。また、これまでの知見を基に、別の速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤を見出すことにも成功した。今後、その速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤の薬理作用等を調べる予定である。当初の予定通り、高い薬理活性、低い毒性を示す速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤を見出すことに成功した。また、別のKDACアイソザイムに対する速度論選択的阻害剤を見出すことにも成功した。今後、平成28年度に得られた知見を基に、阻害薬の酵素の遷移状態構造安定化にいたるまでのメカニズムを推定し、それを基に新規阻害薬の分子設計、合成、活性評価を行う。今後、平成29年度までに得られた知見を基に、阻害薬の酵素の遷移状態構造安定化にいたるまでのメカニズムを推定する。その結果を、新規阻害薬の設計に応用する。今後、平成30年度までに得られた速度論選択的KDACアイソザイム阻害剤の薬理作用等を調べる。
細菌における蛋白質合成異常回避システム

トランス・トランスレーションは、tmRNAと呼ばれる低分子RNAが情報分子mRNAと情報を読み取る分子tRNAの両方の機能を果たすことで異常mRNAから翻訳を引き継ぎ、結果として2本の情報分子から1本のキメラペプチドを合成する変則的翻訳であり、細胞においては「何らかの原因で滞った翻訳を解消し、そこから生じる異常タンパク質を処理する、真正細菌に特異的な細胞秩序維持システム」と理解される。本研究では、トランス・トランスレーションがmRNA上のどの位置でおこるのか、どのようなときに起こるのか、どうしてこの位置で起こるのか、という点について明らかにしていくことで、多彩な細胞機能との関係を明らかにすることを目的とした。tmRNA結合蛋白質SmpBの点変異体を多数作成し、トランス・トランスレーションの各ステップにおける変異の効果を、ペプチジルtRNAからAla-tmRNAへのペプチド転移ならびにクエンチフローを用いたEF-TuによるGTP加水分解活性を指標に解析を行った。今年度は、特にtRNAの下半分を分子擬態すると考えられるN末端の球状ドメインに焦点を当てて解析を行った。その結果、EF-TuによるGTP加水分解時にAla-tmRNA/SmpBをリボソームから解離する変異体、ならびにEF-Tu非依存的にAla-tmRNA/SmpBがAサイトに結合する変異体などを取得することができた。また、それらの変異体の解析から、Ala-tmRNA/SmpB(トランス・トランスレーション)はアミノアシルtRNA(通常の翻訳)と比較してEF-Tu非依存的にAサイトに結合する経路が太いことを明らかにした。tmRNA結合タンパク質SmpBの点変異体および欠質変異体を多数作成し(本年度は特にmRNAを擬態すると考えられるC末端領域に焦点をあてた)、トランス・トランスレーションの各ステップにおける変異の効果を明らかにした。ペプチジルtRNAからAla-tmRNAへのペプチド転移を指標にして、トランス・トランスレーションのターゲットとして好まれるmRNAの長さを調べたところ、decoding center下流の長さは短いものほど好まれる傾向にあった。また、decqding center下流の長さは、EF-TuによるGTPの加水分解活性には影響がなかった。クロスリンク法を用いて、トランス・トランスレーションの各ステップにおけるリボソームタンパク質とSmpBの相互作用について解析した。その結果、mRNAの入り口にあるリボソームタンパク質とSmpBのC末端がクロスリンクすることが明らかになった。
ストレスマーカーとしての唾液中コルチゾルを指標とした新しい口臭症診断法の開発

口臭の原因の多くは口腔局所に由来し、その主要な原因物質は揮発性硫化物(VSC)である。VSCの発生が口腔内の病態とどのように関わっているのかは明らかでない。本研究の目的は、口臭症患者の唾液よりストレスマーカーで免疫能に関与しているホルモンのひとつであるコルチゾルの検出を行い、VSCおよび歯周組織状態の評価といった口臭関連因子との関係を明らかにすることである。初年度には、呼気中VSC濃度と唾液中コルチゾル濃度は有意に関連していることを明らかにした。精神的ストレスは歯周病発症の要因のひとつと言われており,歯周健康状態の影響を強く受ける口腔内のVSCレベルは,間接的にストレスが影響している可能性がある.また,最近我々は,唾液分泌量の低下がVSCレベル増加のリスク因子になることを報告したが(Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod.2003,96,38-41),唾液分泌星の低下は,ストレスが原因で起きていることも考えられる。そこで,ストレスとVSCの関係について明らかにするため,我々は学生50名を対象者として,ストレス負荷試験を実施し,口腔内のVSCレベルならびに唾液分泌量に変化が認められるかどうか検証を行った.なお,唾液採取に際しては、本研究の目的を十分説明し同意を得た。またデータの公表はせず、プライバシーは守られることを確認した。今回はストレスと唾液分泌量ならびにVSCレベルとの直接的な関係を検証するため,歯周健康状態に関しては問題がない者を対象者とした.その結果,試験前後におけるVSC,唾液分泌量レベル共に有意な変化は認められず,ストレスがVSCの産生に影響をもたらすという明確な結論は本結果からは導き出せなかった.今後は個体のストレス状況を客観的に評価できる方法を確立した上で,口臭とストレスとの関係について,様々な関連要因も含め,長期的な視点で継続して評価していく予定である.口臭の原因の多くは口腔局所に由来し、その主要な原因物質は硫化水素やメチルメルカプタンである。これら揮発性硫化物(VSC)は臨床診断においても指標として利用されているが、各揮発性硫化物の発生が口腔内の病態とどのように関わっているのか、明らかではない。歯周病発症の直接的原因は細菌であるが、宿主要因も大きく関与しており、精神的なストレスもその要因のひとつといわれている。本研究の目的は、口臭症患者の唾液よりストレスマーカーで免疫能に関与しているホルモンのひとつであるコルチゾルの検出を行い、揮発性硫化物および歯周組織の健康状態の評価といった口臭関連因子との関係を明らかにすることである。1年目である平成14年度は、呼気中VSCと唾液中コルチゾルとの関係を調べた。30人の口臭症患者の初診時と再来時のVSCの変化の違いにより、口臭症患者を2つに分けたところ、VSCの変化の幅が大きいグループは、初診時と再来時の唾液中のコルチゾル濃度の変化が大きく、変化の幅が小さいグループはコルチゾル濃度の変化が小さく、両群の間には有意差が認められた。すなわち、呼気中揮発性硫化物濃度と唾液中コルチゾル濃度は有意に関連していることが明らかとなった。次年度は、ストレスとコルチゾルの関係およびVSCの関係について明らかにし、さらにはこれらの相互関係を基礎データとして口臭症の診断、タイプ別分類、およびそれに基づいた治療法の確立を試みたい。今回はストレスと唾液分泌量ならびにVSCレベルとの直接的な関係を検証するため,歯周健康状態に関しては問題がない者を対象者とした.その結果,試験前後におけるVSC,唾液分泌量レベル共に有意な変化は認められず,ストレスがVSCの産生に影響をもたらすという明確な結論は本結果からは導き出せなかった.今後は個体のストレス状況を客観的に評価できる方法を確立した上で,口臭とストレスとの関係について,様々な関連要因も含め,長期的な視点で継続して評価していく予定である.
心筋細胞内プロテインキナーゼCとカルシウムのクロストーク細胞内分布の可視化

プロテインキナーゼC(PKC)は、細胞の増殖、収縮遺伝子発現など多彩な細胞内プロセスに関与している。しかしながら、心筋細胞におけるPKCの役割については、未だ明確な位置づけが得られていない。特に細胞内カルシウムとPKCとの相互共役が、心筋細胞におけるカルシウムを主体とする秒単位での急速反応系と、PKCなどによる分から時間単位の慢性反応系と関連を複雑かつ不明瞭にしている。従って、生理学的状態にある心筋細胞において、PKC細胞内分布とカルシウム動態が同時に観察可能となれば、これらの問題へのアプローチが容易となることが想像される。本研究においては、ラット端単離心筋細胞を用いて、細胞内遊離カルシウム(Ca^<2+>)とPKCをそれぞれに特異的主体蛍光プローブによって視覚化できるシステムの開発を試みた。Ca^<2+>蛍光指標としてIndol、PKC指標として12-(1,3,5,7-tetramethyl-BOBIPY-2propidonyl)phorbol-13-actateを用い、倒立共焦点レーザー顕微鏡ステージ上に設置した細胞灌流システム内にて細胞を観察することが可能となった。このシステムの応用により今後、特異的レセフタ-刺激下における反応、病的環境下での信号応答の変容などについて、研究が展開することが期待される。また、固定心筋標本に対して、PKCのアイソザイム特異的な免疫染色を行うことにより、Ischemic PreconditiomihgにPKC活性化はデルタアイソザイムにおいて必要かつ十分であることを明らかにすることができた。今後アイソザイム特異的なPKC蛍光プローブの開発により、生理学的条件下においても現象の確認が望まれる。共焦点レーザースキャン顕微鏡下における、単離心筋細胞内Ca^<2+>濃度分布とPKC活性分布との同時測定系の開発を計画しその可能性を検討した。1)哺乳類成熟心室筋細胞の単離:雄Wistarラット(200-250g)より麻酔開胸下に心臓を摘出し、ランゲルドルフ冠灌流下にコラゲネース法を用い左室心筋細胞を単離した。単離法による細胞膜障害の影響を検討するため、一部は細胞培養メディア(glutamine-free medium 199^+cytosine-α-D-arabinofuranoside)に移し、24時間、37°Cにて保存し、単離直後に使用した細胞における結果と比較したが基本的差異は認められなかった。2)細胞内Ca^<2+>蛍光指標Indo-1の負荷とCa^<2+>測定:単離した心筋細胞をフィブリンでコートした0.12mm厚のカバーグラスに散布(500+/25mm径)し、BSAを含まないTyrode溶液にて表在灌流した(37°C)。Inod-1は10μMacetoxymetyl ester (AM)型として10分間灌流し、その後はTyrode液にて30分間洗浄した。カ-ルツァイス社LSM410倒立型共焦点レーザースキャン顕微鏡を用い、argoneレーザー光を360±5nmのフィルターを通して光源とし、蛍光は405±10nm及び485±10nmにて同期フィルターを用いて検出した。Ca^<2+>濃度は|Ca^<2+>|=Kd(F-F_<min>)/(F_<max>-F),Kd=250nmによりin vivo校正で推定を試み一応妥当なレベルが得られたが、ミトコンドリア等への色素の分布が明らかに認められ、その精度については更なる検討が必要と考えられた。プロテインキナーゼ(PK)Cは、細胞の増殖、収縮、遺伝子発見など多彩な細胞内プロセスに関与していると考えられるが、心筋細胞におけるPKCの作用については未だ明確な位置付けが得られていない。

特にCa^<2+>とPKCとの相互共役が、心筋細胞内におけるCa^<2+>を主体とする秒単位の急速反応系と、PKCなどによる慢性反応系との関連を複雑かつ不明瞭にしている。本研究において我々は、蛍光指標の応用により、PKCの細胞内局在・活性化、転座の過程と、細胞内Ca^<2+>濃度分布の変化が、同一心筋細胞内にて観察できるシステムの開発を試みた。
多波長ライダーを用いた対流圏エアロゾルの光学的性質に関する研究

1. Nd:YAGレーザーを用いた2波長(532nm,1064nm)ミー散乱ライダーを開発し、連続的な運用を可能にした。2. 532nmを用いた窒素分子、水蒸気からのラマン散乱信号からエアロゾルによる消散係数、ライダー比S1(=消散係数/後方散乱係数)、混合比(相対値)を求めることが可能になった。3. 2波長ライダーとスカイラジオメーターとの同時運用から、各波長における消散係数分布、平均的なSlを導くことができることを示した。4.黄砂エアロゾルの観測を中心とした対流圏エアロゾルの地上観測ネットワークを国立環境研などと共同で本研究初年度から立ち上げ、継続的な春季(3月5月)集中観測を軌道に載せることが出来た。この観測網により、黄砂の輸送機構・動態、光学的性質など、従来に比べ飛躍的にその詳細が明らかになりつつある。5.ライダー用トランジェントレコーダー(Licel TR40-160,アナログ部:12ビット、4OMS/s、単一光子計測部:250MHz)を用いることで、従来の8ビットデジタルオシロスコープに比べ、格段にデータのS/N及び信頼度が向上した。このような測定器は1064nmでのレーリー・ミー散乱測定並びに偏光解消度測定に特に有効である。6.今後、1064nmの検出器として光電子増倍管から検出効率の高いアバランシュフォトダイオード(APD)に変え、1064nmでの偏光解消度測定を行い、エアロゾル粒子の偏光解消度の波長依存性を見ていきたい。1,アジアにおける主要な対流圏エアロゾルである黄砂の日本におけるのライダーネットワーク観測を国立環境研究所などと共同でインターネットを使って組織した。この共同観測から,名古屋,東京,つくば,千葉などの多地点での黄砂エアロゾル層のライダー観測に成功した。連続観測及び偏光解消度の測定が黄砂観測に有用であることが示された。また,局域的な風塵現象で砂塵が境界層内に舞ったときの多地点ライダー観測とスカイラジオメーター観測から,ライダーの偏光解消度,スカイラジオメーターから得られる光学的厚さ・波長指数の急激な変化が観測され,大粒子の土壌性粒子に対しての多波長ライダー観測の有効性が示唆された。2,ライダー観測(0.5ミクロン),スカイラジオメーター,サンフォトメーター,フィルターサンプリングを年間を通じて,定常的に好天日を選び連続して行なった。2,12ビット・40MS/sのライダー用トランジェントレコーダーと従来用いていた8ビットデジタルオシロスコープ並びにマルチチャンネルスケーラー・アベレ-ジャーとのライダー計測の比較を行なった。その結果,Licel TR40-160は8ビットに比べ,十分高い分解能を持っていることが示され,有効であることが示された。3,2波長用のビームエクスパンダーと反射ミラーを試験し,使用している。4,1ミクロン用の光電子倍増管を用意し,またより検出効率の高いシリコン・アバランシュフォトダイオードを発注した。5,海外技術開発動向調査を通じ,関連の技術及び研究動向の調査を行なった。6,今年度中に2波長でのライダー観測の運用を図る。昨年度に引き続き、黄砂を中心とした対流圏エアロゾルのライダーネットワーク観測を行った。1998年3月末と4月20日頃に大規模な黄砂現象が観測された。4月の黄砂は衛星観測などから太平洋を渡り、アメリカ大陸にまで達したことが確認されている。東京商戦大学の観測では、偏光ライダー及びラマン散乱ライダー観測、スカイラジオメーター(サンフォトメーター)観測、光学式パーティクルカウンター観測、フィルターサンプリングによるエアロゾルの成分分析を行った。それぞれ、黄砂特有の現象がみられた。特に、ライダーによる黄砂ダストと都市のエアロゾルとの混合による偏光解消度の複雑な変化が湿度変化に対応して観測された。これらの成果についてはSPIEの国際会議などで発表した。YAGレーザーの基本

波と第2高調波を同軸で発生させるように光学系を変更した。基本波のビーム広がり角を測定し、第2高調波のそれとほぼ同じであることを確認した。2波長ミー散乱同時観測用の受信光学系を製作し、冷却器付きの光電子増倍管を用いて基本波よりミー散乱ライダー信号を検出した。このセットアップにより、エアロゾル及び雲からのライダー信号の波長依存性を調べた。その結果、大粒子のエアロゾルや雲からの後方散乱光の波長依存性は小さくなることが確認された。532nmでの信号から反転解法により消散係数分布を求めると基本波の距離2乗補正値分布と相似的に一致することから、レーリー散乱の寄与ならびに減衰の効果が532nmに比べ小さいことも確認された。スカイラジオメーターとの同時観測からエアロゾル粒子の平均の散乱パラメータS1(=消散係数/後方散乱係数)の波長依存性を決定できることが示せた。ライダー用トランジェントレコーダー(Licel TR40-160)はレーリー散乱の小さい基本波の測定に、より効果的であることが示された。本機を2台用いることで偏光解消度測定の精度が格段に上がることが示された。
口腔ソマトセンサリー刺激の標的分子クローニングおよび作動機構の分子生物学的解析

ヒトが感じる広義の「味の感覚」は、味蕾を介した化学感覚である味覚と、味蕾を介さない感覚である体性感覚に分類される。本研究では後者の体性感覚に注目し、舌後部および咽頭部に投射し、味覚と体性感覚の両者を司る舌咽神経について解析を行った。口腔咽頭部への体性感覚刺激に対し、それに応答した細胞を同定することは困難であることから、舌咽神経節(Petrosal Ganglion;PG)の細胞の初代培養系を確立し、数日間培養した舌咽神経細胞に対して様々な刺激を行い、それに応答する細胞をカルシウムイメージングにより解析した。その結果、3μMのカプサイシンによって、一部の細胞の細胞内カルシウムイオン濃度の上昇が引き起こされた。そこで、測定後の細胞を、カプサイシンの受容体であるVR1の抗体で抗体染色を行ったところ、応答した細胞との相関が見られた。このことから、PG細胞において、VR1によってカプサイシンが受容されていることが示唆された。続いて、他の刺激性天然有機化合物の溶液による刺激を調べたところ、ジンゲロン(1mM)、アリルイソチオシアネート(1mM)、クロトニルイソチオシアネート(1mM)、ジアリルスルフィド(1mM)、ジアリルジスルフィド(1mM)、ジプロピルジスルフィド(5mM)といった物質でもカルシウムイオン濃度の上昇が引き起こされた。ここで、同一の細胞が複数の刺激物質に応答することが多く、その関係を調べたところ、カプサイシン、ジンゲロンに応答する細胞群とイソチオシアネート類、スルフィド類に応答する細胞群があることが明らかとなった。さらに、これらの物質に反応する細胞と、VR1の類似体であるVRL-1との関係を明らかにするため、応答測定後の細胞を抗VRL-1抗体で抗体染色したところ、相関は認められなかった。