hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視覚パターン認知に及ぼす加齢の影響 -生涯発達モデルの構築を目指して-

視覚パターン認知に及ぼす加齢の影響を生涯発達的観点から検討し,モデルの構築を行った.具体的には,幼児・成人・高齢者を対象に,形・色・模様からなる図形を複数同時呈示し,共通属性を抽出させた.その際,アイマークレコーダー(ナック社製・EMR-8)を使用し,パターン認知の処理過程の,1)情報入力時2)内的操作時の2つの処理に焦点をあてて解析を行った.その結果,形属性抽出は年齢に関係なく,高成績で抽出可能であったが,模様と色抽出は年齢によって成績に有意差がみられた.特に低年齢児と後期高齢者は色抽出が低成績であった.しかし,低年齢児も後期高齢者も色は知覚できていたことから,色抽出が低成績であったのは,色属性間の共通性に気づかず,課題に利用できなかったものと考えられる.以上の結果より,幼児期初期と高齢期後期には,パターン認知において,属性や特徴による階層性もしくは順序性があることが示唆された.また,抽出される属性によって,生涯発達的変化は異なることが明らかとなった.加えて、幼児期初期に獲得された能力(形)は高齢期後期まで残り,幼児期後期に獲得された能力(色)は高齢期初期に衰退するといった,"last in, first out"現象(Jackson,1881,reprinted in Taylor,1958)が,パターン認知能力の生涯発達的変化で見出され,新たなモデルとして提言した.また,アイカメラデータ解析により,後期高齢者は,重要情報に注意は向くがその情報を課題に利用できないことが示唆された.さらに,低年齢児と後期高齢者に対して,訓練を行えば直後には先述の課題が達成されることも明らかとなった.本研究の目的は,視覚パターン認知に及ぼす加齢の影響を生涯発達的観点から検討することであった.本年度は,前期高齢者(6075歳),後期高齢者(76歳90歳)を対象に,形・模様・色の3属性からなる図形(3属性図形)と,形と模様,もしくは形と色の2属性からなる図形(2属性図形)を用い,共通属性を抽出させるという共通属性抽出課題を課し,視覚パターン認知の加齢の影響を検討した.得られた知見は以下の通りであった.1)3属性図形を用いた場合,形属性抽出は両年齢群ともに抽出できたが,加齢に伴って,模様から色属性の順に抽出が困難になった.2)両年齢群ともに,3属性図形よりも,2属性図形の方が,共通属性を抽出しやすかった.3)2属性図形に続けて3属性図形を用いた課題を行うと,前期高齢者は,すべての属性について2属性図形,3属性図形ともに抽出可能であった.一方,後期高齢者は,2属性図形ではすべての属性の抽出が可能であったが,3属性図形では,形・模様属性は抽出可能であったが,色属性は抽出が困難であった.4)3属性図形を用いた場合,共通属性抽出課題では,後期高齢者は前期高齢者より,模様と色属性の抽出が劣るが,同図形を用いた異属性を抽出する課題(異属性抽出課題)では,両年齢群ともにすべての属性の抽出が可能であり,年齢による成績差は見られなかった.5)抽出訓練を課したところ,前期高齢者は約半年後でも,訓練効果は持続されていたが,後期高齢者は,持続されていなかった.6)後期高齢者における3属性図形の共通属性抽出について,図形の提示方法を変えても,教示をよりていねいにしても,その傾向は変わらなかった.以上の知見をふまえ,加齢による注意容量の低下と,各属性を抽出する際に必要な注意負荷の違いによる順序性との関連から,注意容量レベルにもとづく共通属性抽出の加齢モデルを提案した.本研究の目的は,視覚パターン認知に及ぼす加齢の影響を生涯発達的観点から検討することであった.本年度は,第1に,幼児(4歳・5歳・6歳)を対象に,形・模様・色の3属性からなる図形(3属性図形)と,形と模様,もしくは形と色の2属性からなる図形(2属性図形)を用い,共通属性を抽出させる共通属性抽出課題と異属性を抽出する異属性抽出課題を課し,視覚パターン認知の加齢の影響を検討した.得られた主な知見は以下の通りであった.1)共通属性抽出課題において3属性図形を用いた場合,形属性抽出は全年齢群ともに抽出できた.一方,色属性抽出については,4歳児は困難であったが,年齢が上がると共に抽出が可能になるという発達差が見られた.2)共通属性抽出課題において全年齢群共に,3属性図形よりも,2属性図形の方が共通属性を抽出しやすかった.3)異属性抽出課題では,全年齢群ともにすべての属性の抽出が可能であり,年齢による成績差は見られなかった.以上の結果を昨年度の高齢者のデータと比較すると,4・5歳児は後期高齢者と,6歳児は前期高齢者と,それぞれ傾向が類似していた.この結果をもとに,生涯発達モデルを考案した.第2に,高齢期のパターン認知における,情報入力と内的操作の処理特徴を把握するための予備的実験をおこなった.先述した共通属性抽出課題を前期および後期高齢者に課し,同時にアイマークレコーダー(ナック社製・EMR-8)を装着させ,重要情報への注視時間や注視回数を直接的に測定した.その結果,注視時間や注視回数は,抽出可能な形や模様属性と,抽出が困難である色属性とで有意な差はなかった.つまり,色属性でも,注意は向き情報が入力されているが,課題への回答として出力できないということが示唆された.

視覚パターン認知に及ぼす加齢の影響を生涯発達的観点から検討し,モデルの構築を行った.具体的には,幼児・成人・高齢者を対象に,形・色・模様からなる図形を複数同時呈示し,共通属性を抽出させた.その際,アイマークレコーダー(ナック社製・EMR-8)を使用し,パターン認知の処理過程の,1)情報入力時2)内的操作時の2つの処理に焦点をあてて解析を行った.その結果,形属性抽出は年齢に関係なく,高成績で抽出可能であったが,模様と色抽出は年齢によって成績に有意差がみられた.特に低年齢児と後期高齢者は色抽出が低成績であった.しかし,低年齢児も後期高齢者も色は知覚できていたことから,色抽出が低成績であったのは,色属性間の共通性に気づかず,課題に利用できなかったものと考えられる.以上の結果より,幼児期初期と高齢期後期には,パターン認知において,属性や特徴による階層性もしくは順序性があることが示唆された.また,抽出される属性によって,生涯発達的変化は異なることが明らかとなった.加えて、幼児期初期に獲得された能力(形)は高齢期後期まで残り,幼児期後期に獲得された能力(色)は高齢期初期に衰退するといった,"last in, first out"現象(Jackson,1881,reprinted in Taylor,1958)が,パターン認知能力の生涯発達的変化で見出され,新たなモデルとして提言した.また,アイカメラデータ解析により,後期高齢者は,重要情報に注意は向くがその情報を課題に利用できないことが示唆された.さらに,低年齢児と後期高齢者に対して,訓練を行えば直後には先述の課題が達成されることも明らかとなった.
故障監視・対故障処理システム構築のための基礎研究

近年,CIMの研究開発が進められ,様々な効果をあげている.しかし,今まで成されてきたCIMの研究は,そのほとんどが通常の正常運転の自動化が対象とされ,トラブル発生に対する監視システム,およびその後の処理システムは考慮されてこなかった.そこで,本研究では,CIMなど生産工程全体の自動化にともない必要不可欠となる自動工程監視システムおよび自動トラブル処理システムの構築に必要な基本機能の開発を目的とし,主として,加工工程における監視システムの開発と,ジョブショップに対応でき得る知的な搬送システムの構築に取り組んだ.研究成果は以下の3つにまとめられる.第1に,加工工程において加工機械が稼働時に発する機械音や加工時に発生する切削音を入力として,現在の稼動状態が正常かどうか,あるいは摩耗・欠損など切削工具の状態をオンラインで認識する自動監視システムの開発を行った.本研究では,各状態に応じて特徴的に現れる音スペクトルの頻度をニューラルネットワークによる認識システムに入力することにより,従来よりも誤認識率の低いシステムを開発することができた.第2に,生物がDNAから蛋白質を合成する方法を参考にし,移動ロボットの行動創発システムを提案した.本システムは,数個の基本的行動プログラムを用意するだけで,ランダムウォーク,障害物回避など,従来,操作者が事前に与えていた行動プログラムをロボット自身が作成し,新たな行動を創発することが可能になった.そして,第3に,複数台の移動(搬送)ロボットが存在する現場において,効率よく複数のロボットを用いて全体の搬送工程を処理し得るスケジューリングシステムの開発を行った.本システムを用いることにより,ロボット同士がすれ違えない環境下においてもほぼ最適に全体の搬送を行え得ることを,シミュレーションのみならず,小型の移動ロボットを実際に用いることにより確認した.近年,CIMの研究開発が進められ,様々な効果をあげている.しかし,今まで成されてきたCIMの研究は,そのほとんどが通常の正常運転の自動化が対象とされ,トラブル発生に対する監視システム,およびその後の処理システムは考慮されてこなかった.そこで,本研究では,CIMなど生産工程全体の自動化にともない必要不可欠となる自動工程監視システムおよび自動トラブル処理システムの構築に必要な基本機能の開発を目的とし,主として,加工工程における監視システムの開発と,ジョブショップに対応でき得る知的な搬送システムの構築に取り組んだ.研究成果は以下の3つにまとめられる.第1に,加工工程において加工機械が稼働時に発する機械音や加工時に発生する切削音を入力として,現在の稼動状態が正常かどうか,あるいは摩耗・欠損など切削工具の状態をオンラインで認識する自動監視システムの開発を行った.本研究では,各状態に応じて特徴的に現れる音スペクトルの頻度をニューラルネットワークによる認識システムに入力することにより,従来よりも誤認識率の低いシステムを開発することができた.第2に,生物がDNAから蛋白質を合成する方法を参考にし,移動ロボットの行動創発システムを提案した.本システムは,数個の基本的行動プログラムを用意するだけで,ランダムウォーク,障害物回避など,従来,操作者が事前に与えていた行動プログラムをロボット自身が作成し,新たな行動を創発することが可能になった.そして,第3に,複数台の移動(搬送)ロボットが存在する現場において,効率よく複数のロボットを用いて全体の搬送工程を処理し得るスケジューリングシステムの開発を行った.本システムを用いることにより,ロボット同士がすれ違えない環境下においてもほぼ最適に全体の搬送を行え得ることを,シミュレーションのみならず,小型の移動ロボットを実際に用いることにより確認した.1.機械音による加工工程監視システムの開発昨年度までに開発してきた機械音の時間に対する頻度分布に基く加工工程監視システムでは、ある時間幅における音による加工状態の認識を行うため認識時間の速応性に問題があった。そこで、監視の信頼性を落とさずに最大の速応性が得られるようにシステムの改良を行い、認識時間を改良前より65%に短縮した。また、従来行われているサンプル時の機械音のみによる監視システムとの評価を行った。加工時に工具刃先の欠損が発生した実際の機械音を両システムに入力し、加工状態の認識の正確さを比較した。従来のシステムでは、実際は正常であるにもかかわらず欠損、あるいはその他の異常と誤認識が多く見受けられたが、開発したシステムでは、誤認識はなく100%の認識率を得ることができた。2.動作指向的知覚システムによる自律搬送装置の開発搬送装置が自律行動を行うためには、周囲の環境を認識し、その状況に適する行動をリアルタイムに決定しなければならないが、その機能を実現するために、生物をモデルにした行動創発システムの構築を目指した。このシステムは、生物界においてDNAから蛋白質を合成する過程に着目し、少ない行動パターンからより複雑で高度な行動を創発する。つまり、蛋白質合成過程を模して、DNAを行動決定関数、アミノ酸を制御コマンド、tRNAをコマンド選択ルールとし、転写酵素に行動決定の仕事を、翻訳酵素に制御コマンドに変換する仕事を与える。本システムを既存の小型移動ロボットに導入した結果、入力を受けて行動を決定してから、その行動を制御コマンドに自動的に変換した。さらに、本システムにGA(Genetic Algorithm)適用し経験に基く学習システムを付加したことにより、障害物を回避する基本的な知的行動を獲得することができた。1.機械音による加工工程監視システムの開発昨年度までは、旋削加工を対象としてシステムを構築し、その有効性についてほぼ確認できたので、本年度からは、システムの対象を旋削加工から研削加工に変えてシステムの対応範囲を広げることを目指した。

しかし、研削は旋削に比べ加工過程が複雑であり、加工音と砥石あるいは加工物表面の状態との対応づけを行うためには、まず、研削過程の解析が必要であると考えられる。そこで、本年度は、円筒外周プランジ研削における砥石および加工物の表面性状の変移を調べるため、従来から備えられていたNC研削盤を基にして、実験用のピースを制作し研削実験を行えるまでに至った。2.動作指向的知覚システムによる自律搬送装置の開発行動創発システムに関しては、ある限られた平面内を清掃する、すなわち平面全体を覆うように行動するプログラムの作成に本システムを適用し、実際の実験用移動ロボットに移植し、その行動の妥当性を確認した。つまり、非常に簡単な行動ではあるが、本システムが有用であることを確認した。一方、本年度は、同一作業空間内を複数のロボットが移動し、与えられた複数の搬送作業を共同で行うとき、できるだけ効率良く作業が行われるように、各ロボットへの作業の分担・順序を決定する方法の開発に新たに取り組み、遺伝的アルゴリズムを用いた方法を見い出した。本方法を、2台の移動ロボットによる共同分担搬送作業という設定に適用し、いくつかの例題に対して試行した結果、その有効性を確認した。ただし、実際にロボットを用いて模擬作業を行わせた結果、各ロボットが搬送する際に衝突する場合があることがわかり、今後この衝突をいかに回避するかが今後の課題となると考えられる。知的搬送スケジューリングシステムの開発多品種少量生産工程では,個々の製品によって素材や半製品の流れが異なり,それが交錯したり,また多様化製品の需要の変動により生産工程の変更が頻発し,物の流れが複雑多様化する.そのため,効率的な搬送スケジュールの作成が困難となっている.そこで本年度は,平成10年度において移動ロボットによる搬送問題について検討した結果を基礎に,複数の移動ロボットによる協調的搬送スケジューリングシステムの開発を試みた.その目標は,与えられた搬送作業を各ロボットが分担し,その搬送順序を最小時間基準の下に決定することであった.これを実現するために遺伝的アルゴリズムを適用して各ロボットの搬送スケジュールを求め,このスケジュールから予測される搬送経路におけるロボット間の衝突を,片方のロボットが最小の損失時間で待機することによって回避するスケジューリング方法を開発した.そしてこのようなスケジューリングシステムを各搬送ロボットに搭載した.さらに,搬送ロボットに通信機能を付与し,それぞれが求めた搬送スケジュールを相手ロボットと相談し,より良いスケジュールを採択して搬送作業を実行する協調システムとした.以上のような自律的意思決定ができる搬送ロボットに,種々の搬送環境地図と搬送問題を与え,導出したスケジュールに基づいて搬送作業を実行させた.その結果,衝突もスケジュールからの時間的乖離もない搬送が行われることが確認された.
基礎生命科学における真核生物モデルとしての耐熱性酵母の生物学の樹立と展開

小胞体ストレスは、小胞体におけるタンパク質構造異常に際する防衛応答であると考えられてきた。出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeでの小胞体ストレス応答においては、小胞体ストレスセンサーIre1が小胞体ストレスに応じて活性化し、HAC1 mRNAをスプライシングにより成熟させ、その産物が小胞体の機能を回復させるべく遺伝子発現誘導を惹起する。本研究では、出芽酵母、メタノール資化性酵母Pichia pastorisおよび耐熱性耐熱性酵母Kluyveromyces sp.を用い、どのような局面において小胞体ストレス応答が引き起こされるのかの検証を行った。Kluyveromyces sp.では高温ストレス時に小胞体ストレス応答マーカー遺伝子KAR2やERO1の発現が誘導され、耐熱性における小胞体ストレス応答経路の寄与が示唆された。また、出芽酵母においては、ジオキシックシフト(培地内の糖分が枯渇して、酵母の増殖が発酵モードから呼吸モードに切り替わる)にてIre1が活性化してHAC1 mRNAスプライシングが誘導されることが明らかになった。この事象は、呼吸の活発化におけるミトコンドリア伸展に大きく寄与する。また、Ire1は小胞体内腔の状況だけでなく、そのキナーゼドメインにてサイトゾルの状態(ADP/ATP比)をモニターして、活性が制御されることも明らかとなった。この事象は、小胞体ストレス応答経路が細胞全体の状況をモニターしていることを強く示唆するものである。
ブドウ球菌ロイコシジン及びγヘモリジン阻害物質,ビトロネクチンの作用機構の解明

黄色ブドウ球菌のロイコシジン及びγヘモリジンは2成分性血球崩壊毒素である。我々は、ヒト血清中のγヘモリジン阻害物資の精製に成功し、阻害物資をビトロネクチン及びそのフラグメントであると同定した。即ち、ロイコシジン及びγヘモリジンの新規機能、すなわちビトロネクチン結合能を初めて明らかにした。本研究では、(1)ビトロネクチンがγヘモリジンのHlg2成分およびロイコシジンのLukS成分に特異的に結合して両毒素の活性を阻害する事実を明らかにし、(2)ビトロネクチンの毒素分子結合ドメインの決定を試みた。ビトロネクチンの毒素阻害ドメインを決定するために、プラスミンによるビトロネクチンの限定分解をおこない、38kDaの阻害活性フラグメント(:89番目セリンから始まる)を分離した。さらに、このフラグメントをトリプシン分解した結果、C末端側が切断された24kDaの活性フラグメントが得られた。従って、ビトロネクチンの毒素阻害部位はhemopexin 1ドメインのC末端側及びhemopexin 2ドメインのN末端側の両者を含むことが明らかになった。また、(3)ビトロネクチン・毒素複合体中の両分子のモル比を測定した結果、平均して6分子のビトロネクチンが1分子の毒素を結合していた。この複合体中の毒素成分はSDS存在下で遊離するが、ビトロネクチンは複合体として存在していた。さらに、電子顕微鏡観察では、約20nmの球状構造が見られ、この球状構造が毒素成分1分子を保持するビトロネクチン複合体であると考えられた。我々は既に、ヒト血清中のγヘモリジン阻害物質を精製してビトロネクチンであると同定した。ビトロネクチンはγヘモリジンのHlg2成分及びロイコシジンのLukS成分に結合して毒素活性を阻害した。本研究では、(1)ビトロネクチンの毒素阻害ドメインを決定するために、プラスミンによってビトロネクチンの限定分解をおこない、分解物を調製用SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分画した。各画分のγヘモリジン阻害活性を測定した結果、89番目セリンから始まる38kDaフラグメントが分離され、この38kDaフラグメントはHlg2成分に結合して高分子複合体を形成した。これらの結果から、ビトロネクチンの毒素結合部位はhemopexin1ドメイン及びhemopexin2ドメインに存在することが示唆された。しかし、hemopexin2のC末端側に位置するペパリン結合部位は含まれていなかった。現在、38kDaフラグメントの限定分解物中の阻害活性ペプチドの単離を試みている。(2)ビトロネクチンと毒素(LukS,Hlg2)複合体の構造を解析するために、ビトロネクチンー毒素複合体をショ糖密度勾配遠心法により精製して、両分子のモル比を測定した結果、約6分子のビトロネクチンが1分子の毒素結合して複合体を形成していた。黄色プドウ球菌のロイコシジン及びγヘモリジンは2成分性血球崩壊毒素である。我々は、ヒト血清中のγヘモリジン阻害物質を精製して、この阻害物質がビトロネクチンであると同定した。本年度は、(1)ビトロネクチンの毒素阻害ドメインを決定するために、ビトロネクチンのhemopexin 1ドメイン及びhemopexin 2ドメインのGST融合タンパク質を調製してγヘモリジンに対する阻害活性を測定したが、両者ともに阻害活性を示さなかった。一方、プラスミンによるビトロネクチンの限定分解をおこない、38kDaの阻害活性フラグメント(:89番目セリンから始まる38kDaフラグメント)を分離した。さらに、38kDaフラグメントをトリプシン分解した結果、C末端側が切断された24kDaの活性フラグメントが得られた。したがって、ビトロネクチンの毒素阻害部位はhemopexin 1ドメインのC末端側及びhemopexin 2ドメインのN末端側の両者を含むことが明らかになった。

(2)ビトロネクチン・毒素複合体を精製して両分子のモル比を測定した結果、平均して6分子のビトロネクチンが1分子の毒素を結合して複合体を形成していた。この複合体中の毒素成分はSDS存在下で解離するが、ビトロネクチンは複合体として存在していた。ビトロネクチン・毒素の電子顕微鏡観察では、約20nmの球状構造及びその凝集体が見られ、この球状構造が毒素成分1分子を保持するビトロネクチン複合体であると考えられた。
バクテリオファージによる魚介類の細菌性疾病の防除に関する研究

1.アユの細菌性出血性腹水病の原因菌Pseudomonasplecoglossicidaを特異的に溶菌するファージを自然界から分離した。本菌のファージ型は1種類と判断された。菌を経口感染させたアユにファージを混合した餌を与えた結果、ファージ投与区の魚の死亡率は対照区に比べて有意に低かった。自然感染を想定して、実験感染病魚からの排出菌による感染に対するP.plecoglossicidaファージの経口投与の効果をみたところ、ファージ投与区の死亡率は対照区に比べて著しく低かった。これらの室内試験の結果を踏まえて、本病が発生しているアユ養殖池での治療試験を行ったところ、混合ファージの経口投与後3日目から死亡魚数が減少し始め、2週間後にはファージ投与前の死亡量の約3分の1にまで低下した。2.Lactococcus garviae(ブリ連鎖球菌症原因細菌)のファージを用いて、人為感染魚に対するその感染防除効果をみた結果、ファージ投与魚の死亡率は対照魚に比べて有意に低かった。L.garviae菌の強毒株および弱毒株を用いて、ファージ感受性と菌体表面の構造(繊毛、莢膜)との関係について検討した結果、強毒株と弱毒株ではファージに対する感受性に違いが認められた。しかしファージに対するレセプターを特定することはできなかった。3.マガキ幼生のビブリオ病の原因菌、Vibrio splendidusbiovar IIに対するファージを自然界から分離した。人為感染させたマガキ幼生にファージを投与した結果、ファージ投与区の死亡率は対照区に比べて有意に低かった。自然感染に対するファージの感染防御効果をみたところ、ファージ添加区で死亡率が低下しファージの添加効果が認められた。以上の結果から、水産分野において、養殖魚介類の細菌感染症に対するファージ療法は将来非常に有望であると結論される。1.アユの細菌性出血性腹水病の原因菌Pseudomonasplecoglossicidaを特異的に溶菌する2種類のファージ(Myoviridae,Podoviridae)をアユ病魚および養殖池水から分離した。全国各地から収集した菌株はすべていずれのファージに対しても感受性を示したことから、本菌のファージ型は1つと判断された。菌を経口感染させたアユにファージを混合した餌を与えた結果、ファージ投与区は対照区に比べて有意に死亡率が低下した。ファージ投与区では体内での菌数が激減し逆にファージ数が急増したことから、この死亡率の低下はファージがアユ体内で菌を溶菌したことによってもたらされたと結論された。また興味あることに、出現したファージ耐性株にはアユに対する病原性が認められなかった。なお、菌株収集の過程で、従来のものとは異なり色素産生能を有する株が分離された。2.マガキ幼生のビブリオ病原因菌Vibrio splendidusbiovar IIに対する11株のファージ(Podoviridae)を種苗生産環境から分離した。ファージ型別試験の結果、本菌のファージ型は多型と考えられた。V.splendidusで実験感染させたマガキ幼生にファージを投与した結果、ファージ投与区に顕著な防御効果が認められた。3.アユの冷水病原因菌Flavobacterium psychrophilumに対するファージをアユ養殖環境から分離した。4.ブリ連鎖球菌症の原因

菌Lactococcus garviaeのファージ感受性株と耐性株についてそれらの構造(電顕観察)および菌体成分(外膜)の比較を行ったが、ファージ・レセプターに関する情報は得られなかった。L.garviae菌の強毒株および弱毒株を用いて、ファージ感受性と菌体表面の構造(繊毛、葵膜)との関係について検討した結果、強毒株と弱毒株ではファージに対する感受性に違いが認められた。しかしファージに対するレセプターを特定することはできなかった。2)アユの細菌性出血性腹水病のファージ療法前年度の経口感染に続いて、自然感染を想定して、実験感染病魚からの排出菌による感染に対するP. plecoglossicidaファージの経口投与の効果をみたところ、ファージ投与区の死亡率は対照区に比べて著しく低かった。これらの室内試験の結果を踏まえて、本病が発生しているアユ養殖池での治療試験を行ったところ、混合ファージの経口投与後3日目から死亡魚数が減少し始め、2週間後にはファージ投与前の死亡量の約3分の1にまで低下した。以上の結果から、ファージの経口投与は本病の防除(治療)に有効であると結論された。3)マガキ幼生のビブリオ病のファージ療法前年度の人為感染に続いて、自然感染に対するファージの感染防御効果をみた。夏季に行った実験では、ファージ添加区で死亡率が低下しファージの添加効果が認められたが、秋季の実験ではそのような効果は認められなかった。この秋季の実験ではファージ添加区において対照区と同様に高い菌数が検出され、また、ファージ添加区より分離されたVibrio属細菌は投与ファージに感受性を示さなかりたことから、ここでの幼生の死亡はV. splendidus II以外のVibrio属細菌によるものと考えられた。従って、秋季におけるファージ療法にはV. splendidus IIに対するファージだけではなく、その他のVibrio属細菌に対するファージも用いる必要がある。
回転制御方式によるビーム・スキャン型多点概同時連続計測レーザ流速計の性能向上

昭和60年度までの段階で試作されていたSLV(ビーム・スキャン型レーザー流速計)は、既存のLDV(レーザー・ドップラー流速計)に6角形ポリゴン・ミラーおよびその駆動系、レーザー干渉縞よりの散乱ドップラー信号の集光系および処理系を組み合わせたものであった。欠点としては、1ビーム・スキャンのうち、ミラー反射角120°のうち約1/6しか有効に使えないことであった。そのため短い周期でスキャンするためにはミラーの回転角速度を上げざるを得ず、すると測定点が空間を速く動き過ぎるためのノイズが増加し正しい流速の測定が難しくなる。このような理由で比較的周期の長い波や遅い流れの場の測定にしか使用できなかった。今年度はミラーをリバーシブル・モーターによって往復運動させ、さらにこれをコンピューターによって直接制御する方式への変更を行った。以上の改良の結果上に述べた従来の方式の欠点が大幅に改善された。まずほぼ全反射角のデーターが有効になったため、同じスキャン周期での測定で比較すると測定点をゆっくり動かすことができ、ノイズが大幅に減少した。むろん、より速いスキャン周期での測定も可能になった。さらにコンピューターによってリバーシブル・モーターを制御するため「測定点でミラーの動きを一瞬止め、次の測定点までミラーをすばやく動かす」といった精細な動作も可能になり、測定精度を大幅に改善することができた。改良後のSLVの能力を評価するため、実際にいろいろな流れ場において測定を行いその成果は国際学会を含め、数遍の論文で発表しているが、SLVは概ね期待どうりの能力を発揮し学会でも高い評価を得ている。なお、より高速のスキャン方式について種々検討し、高速光スイッチ方式の案を得、これについての予備実験も行った。
秘密管理性要件を中心とした営業秘密保護法の研究

不正競争防止法により営業秘密として保護されるためには、(1)秘密管理性、(2)有用性、(3)非公知性の3つの要件を満たさなくてはならない。とりわけ注目すべき要件は「秘密管理性」であり、この点に関する企業の努力は大きな意味を持つ。具体的に、企業に望まれる営業秘密の管理水準はいかなるものであるべきかが問題となる。そこで、これまでの研究において、日本の裁判例を分析したところ、情報に接する者にとって秘密であることが認識可能であったか否かで判断する裁判例群があるほか(相対説)、近時、高度な絶対的な基準をとり、その一部を欠くだけで秘密管理性を否定する一連の裁判例(絶対説)がみられることが明らかになった。相対説、絶対説のいずれが妥当であろうか。この秘密管理性要件の問題については、日本ではまだ積極的な議論が行われていないため、本研究ではこの問題を考えるひとつの参考となる視座を提供しうる素材として、アメリカを中心とした諸外国の裁判例・学説の検討を行った。これまでの研究において、日本の裁判例を分析したところ、情報に接する者にとって秘密であることが認識可能であったか否かで判断する裁判例群があるほか(相対説)、近時、高度な絶対的な基準をとり、その一部を欠くだけで秘密管理性を否定する一連の裁判例(絶対説)がみられることが明らかになった。この秘密管理性要件の問題については、日本ではまだ積極的な議論が行われていないため、本研究ではこの問題を考えるひとつの参考となる視座を提供しうる素材として、アメリカを中心とした諸外国の裁判例・学説の検討を行うものである。諸外国の営業秘密法制に関する先行業績は、いずれもアメリカ法を概観するものであり、各要件について詳細な検討をしたものはなかった。そこで、21年度は諸外国の制度について研究するにあたり、いわゆる教科書的な体系書から、学術論文に至るまで、原語で書かれた洋書を購入し、翻訳、検討する作業を行った。アメリカ法については、論文がLEXISなどオンラインデータベースで入手可能であるため、効率的に研究を進める上での工夫としては、通信環境の整ったパソコン及び記憶装置を購入した。また、外国のうちフランスについては、体系的法律百科事典であるJuris-ClasseurのCD-ROMを用いて調査研究するほか、日本国内に資料が少ないことから、直接渡航して資料収集した。
In situ ハイブリッド法による腫瘍ウイルスゲノムの細胞内局在部位の解析

In situハイブリッド法を用いた我が班の研究成果は次の通りである。1,マレック病ウイルス(MDV)ゲノムを腫瘍細胞株染色体上に位置ずけた(MSB1株、第24:RP1株、第2;LS′1株、第1)。MDVゲノムが染色体に結合している事を初めて示した。(平井)2,トリアデノウイルスDNAでトランスフォームした細胞株の大部分はウイルスゲノムが、2つの染色体が融合した部位に認められた。いずれの細胞株でも、その部位は非染色部分であった。(石橋)3,腫瘍細胞中に認められたC-Ki-rasやC-mycらの細胞癌遺伝子の増巾をin situハイブリッド法で検出する系を開発した。(林)4,成人T細胞白血病患者由来細胞株Kubo内のHTLV-1プロウイルスの少なくとも一部が染色体異常を示すNo7に局在することを見い出した。(小林)5,EBウイルス(EBV)ゲノム陽性の腫瘍細胞株の内、多数のEBVゲノムを維持する細胞株では大部分の染色体上にEBVが散在し、少ないものでは特定の染色体上に局在していた。(水野、平井)6,ブルーム症候群患者末梢血リンパ球のEBVトランスフォーム細胞株のEBVゲノムはGバンド法の染色部位に局在するのに対し、その細胞株を4NQO処理により腫瘍化したものではウイルスゲノムが、非染色部位に移行している事を見い出した。(白石、吉田、平井)7,水痘ウイルスで形質転換した細胞中のウイルスゲノムは染色体のセントロメアに位置するものが多く見られた。(早川)8,慢性骨髄性白血病患者慢性期ではフィラデルフィア(Ph)染色体が95%の場合に認められるが、急性転化後、Ph染色体が消失し、その代り、F群類似の小型染色体を認めた。その染色体上にab1細胞癌遺伝子を検出した。(滝本)In situハイブリッド法を用いた我が班の研究成果は次の通りである。(滝本)
神経細胞の脳内移植による大脳基底核疾患の病態変化-シナプス形成と脳内移植免疫

Bj【o! ̈】rklandらは、ラットの黒質を破壊することによりパーキンソン病モデルを作製した。さらにこのモデルに胎児黒質細胞を移植し、その病態が改善したと報告している。この基本的事実に基づき、彼らは、L-DOPAの長期連用に効果を示さなくなった重症パーキンソン病患者に対し、自己の副腎髄質細胞の移植を試みたが、あまり良い結果が得られなかった。以上のことより、脳内の移殖に伴う免疫応答や、星状細胞の増殖および貧食作用を検討する必要があると考え、マウスを用いたパーキンソン病モデルを作製するとともに、同系および異系マウスの神経細胞(胎児脳組織,副腎髄質細胞を含む)を用いた移植実験を行った。今年度は、6-OHDA障害性のマウスパーキンソン病モデルの作製に成功すると共に、胎児中脳腹側部細胞を移植することで、この病態から機能回復することも証明された。移植神経細胞としては、胎生期1214日目の中脳腹側細胞を用いるかぎり、同系マウス由来の細胞のみならず、異系細胞も同様に脳内生着をしていることが、マウスモノクロナール抗TH抗体を用いた間接蛍光抗体法で同定できた。また神経突起を長く宿主側の脳実質内にのばしている事も確認された。C3H/HeNマウスの胎児脳組織における組織適合抗原をマウスモノクロナール抗【K^K】抗体を用いて調べたところ、全く表現しておらず、少なくともこの抗原は、生後3日目まで表現していない事が証明された。この事実からも、異系胎児神経細胞が脳内に永く生着できる理由の一つであると推測された。今後これらの事実を下に、1)神経移植モデルにおける新たなシナップス形成を免疫電顕にて同定する。2)脳内移植神経細胞のドパミン産生濃度をAutoradiographyにて測定する。3)同系および異系神経細胞の脳内移植における脳内免疫応答のメカニズムについてそれぞれ検討していく予定である。
GPR40による食事中脂肪の感知における小腸陰窩内微小環境の役割

食事性の脂質は上部小腸の神経内分泌細胞であるI細胞からCCKの分泌を促す。遊離脂肪酸がGPR40センサーである事は今や明らかである。しかしながら、GPR40の効果的なリガンドとして働くためにどのような構造形成が必要なのか、脂肪酸センシングに適した腸内環境など明らかではない。本研究では胆汁酸や腸内環境が脂肪酸センシングに与える影響を明らかにするために、C12細胞にPGPR40を導入した細胞を用いて検討した。脂肪酸受容体の一つであるGPR40は、膵島β細胞に存在してインスリンを分泌させるだけではなく、腸管粘膜内の内分泌細胞に存在し食事中の脂肪を感知する。上部小腸にあるI細胞のGPR40に脂肪酸が結合すると、コレシストキニン(CCK)が分泌され脂肪の分解吸収の準備が整うと考えられている。しかし、小腸粘膜上の環境は絶えず変化しており、GPR40を介するシグナルが修飾される可能性がある。脂肪酸の存在様式(ミセル化とサイズ、イオン化)の変化による間接的な作用と直接作用の両者が推定される。本研究は、管腔をmicroperfusionしたマウス小腸陰窩を用いてin vivoの環境を再現し、細胞外/管腔内環境(胆汁酸、pH)が、GPR40による脂肪酸のセンシングに及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。まず、本年は、予備実験として、マウスGPR40を安定発現させたPC12細胞(PC12-mGPR40)を用いて、細胞内Ca2+濃度([Ca2+]i)に対する脂肪酸の影響を検討した。胆汁酸(CA;コール酸)存在下にC12脂肪酸を加えるとCa2+ oscillationが出現したが、GPR40を遺伝子導入していないPC12 -wild type細胞では見られなかった。GPR40を介する脂肪酸と胆汁酸の相互作用が確認された。また、マウス小腸陰窩の単離及びマイクロパーフュージョンに成功した。今後この手法を用いて実験を継続していく予定である。脂肪酸受容体のひとつであるGPR40は、膵島β細胞に存在してインスリン分泌を促進させるだけではなく、腸管粘膜内の内分泌細胞にも存在し、食事の脂肪を感知する。上部小腸にあるI細胞のGPR40に脂肪酸が結合すると、コレシストキニン(CCK)が分泌され、脂肪の分解吸収の準備が整うと考えられている。脂肪酸の存在様式(ミセル化とサイズ、イオン化)の変化による間接的な作用と直接作用の両方が推定される。本研究は、小腸陰窩におけるin vivoの環境を再現し、胆汁酸やpHの影響による細胞外/陰窩内環境の変化が、GPR40における脂肪酸のセンシングに及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。昨年度はマウスGPR40を安定発現させた細胞を用いて、細胞内カルシウム濃度に対する脂肪酸の影響を検討し、相互作用がある事を明らかにした。さらに本年度はその反応の際、周囲のpHの変化によって反応が異なることが明らかになった。今後は、この反応の違いが、ミセルの大きさの違いによるものかどうかを光散乱による機器を用いて測定する予定である。また、マウス小腸陰窩のマイクロパーフュージョンに成功し、また、ブタの小腸陰窩内単離し、陰窩への胆汁酸の投与で細胞内カルシウムの上昇を確認することができた。引き続き検討していく予定である。脂肪摂食により上部小腸にあるI細胞からコレシストキニン(CCK)が分泌される。CCKは膵酵素の分泌、胆嚢収縮などの生理反応を引き起こし、脂肪の消化と吸収において重要な働きを担っている。I細胞のモデルであるSTC-1細胞において、脂肪酸によるCCK分泌は細胞内Ca2+濃度の上昇を伴い、脂肪酸の炭素数に依存する。この反応はI細胞の脂肪酸受容体の一つであるGPR40を介していると考えられている。しかし、小腸粘膜上の環境は胆汁酸、胃酸分泌や膵臓の重炭酸分泌によるpHの影響等で絶えず変化しており、GPR40を介するシグナルが修飾される可能性がある。本研究は小腸陰窩内環境が脂肪酸のセンシングメカニズムに与える影響について検討したものである。昨年までにマウスGPR40を安定発現させたPC12細胞(PC12-mGPR40)を用いて、脂肪酸(炭素数12)の細胞内カルシウムのセンシングメカニズムに胆汁酸が影響を与えることは確認している。腸内環境において脂肪酸と胆汁酸はミセルを作っているが、この脂肪酸と胆汁酸のミセルの大きさは脂肪酸のセンシングメカニズムに与える影響があるかどうかを検討するために、光散乱を用いて、異なるpHでの脂肪酸と胆汁酸とのミセルの大きさを測定した。腸内環境の条件は胃酸や重炭酸の影響を受けるため、pHを変化させて細胞内カルシウム濃度を検討したが、各pHにおいて脂肪酸と胆汁酸のつくるミセルの大きさに一定の傾向は認められなかった。PC12-mGPR40を用いて、炭素数12よりも長い脂肪酸(炭素数18)についても細胞内カルシウム濃度について検討した。

本研究では胆汁酸や腸内環境が脂肪酸センシングに与える影響を明らかにするために、C12細胞にPGPR40を導入した細胞を用いて検討した。マウス小腸の陰窩を用いて小腸の陰窩内のマイクロパーフュージョンを行い、脂肪酸に対する反応の影響を確認したいが、マウス小腸は陰窩が短く、細胞のターンオーバーが早いため、壊れやすく、マイクロパーフュージョンは困難を極め、何度も実験を繰り返した。今回は、ブタを用いてやっと成功に至った。膵臓、消化管ブタの小腸陰窩のマイクロパーフュージョンは、成功しているので、これをマウスでも継続的にできるように練習し、in vivo(マウス)での小腸陰窩における脂肪酸の影響を検討したい。また、脂肪酸と胆汁酸の相互作用にミセルの大きさが関与しているかどうかも検討していく予定である。予備実験として、マウスGPR40を安定発現させたPC12細胞(PC12-mGPR40)を用いて、GPR40を介する脂肪酸と胆汁酸の相互作用を確認するのに、細胞培養の実験条件を設定するのに時間がかかった。また、マウス小腸陰窩は非常に小さて、また、壊れやすく、これを単離し、マイクロパーフュージョンを行う手技の確立に時間を要した。GPR40を介する脂肪酸と胆汁酸の相互作用の確認を行い、また、マウスの小腸から単離した陰窩をマイクロパーフュージョンする手技も確立されたので、今後は、このマウスの小腸から単離した陰窩のマイクロパーフュージョンの手技を用いて、陰窩内の腸管内分泌細胞を共焦点顕微鏡下に同定し、脂肪酸および胆汁酸が神経内分泌細胞内のCa2+シグナリングに及ぼす影響をin vivoにおいて検討する予定である。
ファブリペロ-干渉計を利用した重力加速度の測定方式の開発

ピエゾ素子によって連続的に繰り返し駆動される、1ミリメートル以下の自由落下を、2個のコーナーキューブプリズム(以下プリズム)と2個のビームスプリッタから成るファブリペロ-干渉計で測定するという、機械的な運動を最小限にした、長期間の無人観測が可能な、重力加速度の絶対測定方式を開発することを目的として、種々の実験を行った。具体的には、2個のプリズムを上下に向かい合わせ、プリズム間の2本の光路中にそれぞれビームスプリッタを入れた干渉計がファブリペロ-干渉計の特性を持ち、絶対重力計用の長さ測定器として有効であることと、ピエゾ素子による連続した自由落下が安定に動作することを確認するための実験を行った。その結果、ファブリペロ-干渉計の光学的特性を調べる実験において、干渉縞信号の安定性、プリズムの変位に対する信号の強度変化の関係を実験的に確認することができた。今回は、透過率が0.5のビームスプリッタを用いたために、プリズムの変位に対する干渉縞信号の変化率は通常のマイケルソン干渉計と比べて大きな差はなかったが、透過率0.9以上のビームスプリッタを用いれば、プリズムの変位に対する感度を1桁以上高めることが可能である。また、ピエゾ素子を用いてプリズムを連続的に上昇落下させる実験においては、約6μmの高さの上昇落下運動を確認することができた。今後の課題として、実際に重力加速度を測定する場合には、さらに応答速度が速く、変位量の大きいピエゾ素子を用いて、上昇落下の高さを1mm以上にする必要がある。また、上側のプリズムを、下側の可動のプリズムの変位に合わせて、フィードバックにより、信号が常に暗または明になるようにロックする技術を確立することが重要である。重力の加速度の測定は、地上では、真空中を自由落下するコーナーキューブプリズムの刻々の位置をレーザ干渉計で測定する方式がほぼ確立し、条件が良ければ落下毎の測定値のばらつきが1×10^<-7>ms^<-2>以下の測定も可能となってきたが、無人で観測できるところまでには至っていないのが現状である。したがって、惑星表面や深海底等の人類未踏の場所で重力加速度を測定することは現状では困難である。本研究では、惑星表面や深海底における重力加速度の測定を実現するために、以下の示すような、無人観測に適した測定装置を考案した。概略は、ピエゾ素子上に置かれた逆反射光学素子(コーナーリフレクタ)を、ピエゾ素子の周期的な加速によって、連続的に自由上昇落下させ、その運動を、2個のコーナーリフレクタと2個のビームスプリッタから成るファブリペロ-干渉計で測定し、出力光が常に暗(または明)になるように、もう一方の参照用のコーナーリフレクタを変位させる方式である。重力加速度は、参照用のコーナーリフレクタを駆動する電流の時間変化から求められる。平成7年度は、光学系の心臓部であるファブリペロ-干渉計を試作し、その光学的特性を実験的に調べた。理論的な推定では、ビームスプリッタの透過係数を0.99、コーナーリフレクタの反射率を1.0とすると、干渉計の感度に相当するフィネスという値が150となり、重力勾配計に応用した場合に分解能が5.8×10^<-13>s^<-2>に達するが、実験に用いた光学素子の特性が理想的でないこと、ビームを安定させるために挿入した凸レンズの吸収の影響、および、光源のレーザ出力が1mW以下と弱かったこと等のために、フィネスは理論値の半分以下にとどまった。ピエゾ素子によって連続的に繰り返し駆動される、1ミリメートル以下の自由落下を、2個のコーナーキューブプリズム(以下プリズム)と2個のビームスプリッタから成るファブリペロ-

干渉計で測定するという、機械的な運動を最小限にした、長期間の無人観測が可能な、重力加速度の絶対測定方式を開発することを目的として、種々の実験を行った。具体的には、2個のプリズムを上下に向かい合わせ、プリズム間の2本の光路中にそれぞれビームスプリッタを入れた干渉計がファブリペロ-干渉計の特性を持ち、絶対重力計用の長さ測定器として有効であることと、ピエゾ素子による連続した自由落下が安定に動作することを確認するための実験を行った。その結果、ファブリペロ-干渉計の光学的特性を調べる実験において、干渉縞信号の安定性、プリズムの変位に対する信号の強度変化の関係を実験的に確認することができた。今回は、透過率が0.5のビームスプリッタを用いたために、プリズムの変位に対する干渉縞信号の変化率は通常のマイケルソン干渉計と比べて大きな差はなかったが、透過率0.9以上のビームスプリッタを用いればプリズムの変位に対する感度を1桁以上高めることが可能である。また、ピエゾ素子を用いてプリズムを連続的に上昇落下させる実験においては、約6μmの高さの上昇落下運動を確認することができた。今後の課題として、実際に重力加速度を測定する場合には、さらに応答速度が速く、変位量の大きいピエゾ素子を用いて、上昇落下の高さを1mm以上にする必要がある。また、上側のプリズムを、下側の可動のプリズムの変位に合わせて、フィードバックにより、信号が常に暗または明になるようにロックする技術を確立することが重要である。
ビタミンC再生遺伝子dharとビタミンCリサイクルによる細胞死防御効果の増強

1.デヒドロアスコルビン酸(DehAsc)レダクターゼ(dhar)遺伝子を組み込んだpRcCMVベクターを導入したハムスター由来卵巣細胞CHOはDHARタンパクが核に殆どなく、非導入細胞で検出できない細胞質に一面散在していて、このdhar遺伝子発現を介して、DehAsc/グルタチオン誘導体GSH-iPr同時添加で、過酸化脂質t-BuOOHによる細胞死、DNA切断が防御されることが検証された。2.虚血・再灌流モデル低酸素・再酸素化(H/R)系での細胞死はdhar非導入細胞で顕著だったが、dhar導入細胞では低酸素化2-5時間前でのDehAsc/GSH-iPr併用投与で防御された。3.CHO/dhar細胞へのDehAsc/GSH-iPr同時投与は16時間後で細胞内Ascが増加し、増加Ascを介して、t-BuOOH処理後やH/Rでの再酸素化1-3分後に急増する細胞内ハイドロパーオキサイド・過酸化水素がDehAsc/GSH-iPr併用投与で著減した。4,生物進化の霊長類の段階でAsc合成律速酵素GLO遺伝子が脱落した中でdhar遺伝子がなぜ進化保存されてきたか。還元性水素水(溶存水素濃度963ppb、酸化還元電位-788mV)中で、dhar導入細胞は酸化ストレス軽減分だけ、Asc再生能もDehAsc細胞内取込みも亢進されず、水素不含純水調製培地で豊富な細胞内活性酸素は水素水調製培地では著減すると共に、Asc残存率は水溶化後27時間、純水で当初の2-3割に低下し、水素水で7割以上保持されることから、水素水ではAsc再生のためのdhar発現必要度が低下し遺伝子発現節約という合目的性が働くと考えられる。生命進化38億年で水素水ほどの還元状態が持続的に具現されなかったので、dhar遺伝子は遺伝子節約理論によるGLO遺伝子脱落と対照的に、進化保持されてきたと共に、効率的なAsc再生と活性酸素抑制が内在性dharだけで不十分で外来性dhar導入が必要なことが示唆された。1)ビタミンC再生遺伝子dharのラット肝臓への導入ラットを開腹して回結腸静脈から、pCΔj-SV-Neoベクターに組込んだビタミンC再生遺伝子dharをHVJ-リボソーム法で注入する手法を確立した。この結果、肝臓内の特定部域にdhar遺伝子が導入され、この導入遺伝子がタンパク発現することが免疫組織染色で認められた。2)dhar遺伝子を導入したラット肝臓での虚血-再灌流傷害の防衛効果(in vivo)1.ラット肝臓に対して、血液を供給する肝動脈・門脈を20分間、血管結紮することによって、肝臓全体のほぼ68%の部域に肝臓虚血を引き起させることができるが、この結果、肝細胞が破壊されて、肝細胞内酵素(GOT, GPT)の血中漏出が起こったが、dhar遺伝子導入で有意に防御されることが計測された。2.この時に、肝臓でのDNA2本鎖切断をTUNEL法で染色して蛍光検出されたが、dhar遺伝子導入で防御されることが見い出された。3.虚血に依る細胞組織傷害がHE染色で認められたが、dhar遺伝子導入で防御されることが検証された。

(3)dhar遺伝子導入によるビタミンC再生リサイクル効果の検証1.dhar遺伝子導入だけでは、顕著な虚血傷害防御が見られず、デヒドロアスコルビン酸とGSH前駆体のNAC(アセチルシステイン)を併用投与すると、より顕著な虚血傷害防御が認められた。2.dhar遺伝子導入したラットの肝臓には、非導入ラットより多量のアスコルビン酸が見い出され、グルタチオン前駆体NACとデヒドロアスコルビン酸とを同時投与すると更に多量のアスコルビン酸が肝臓に見い出された。3.dhar遺伝子導入したラットの血液にも同様に、非導入ラットの血液より多量のアスコルビン酸が見い出され、グルタチオン前駆体NACとデヒドロアスコルビン酸とを同時投与すると更に多量のアスコルビン酸が血液に見い出された。4.これらの結果は、dhar遺伝子導入された肝臓でのデヒドロアスコルビン酸からビタミンCへの再生が執行され、これが血液中に配送されたと考えられる。(1)デヒドロアスコルビン酸(DehAsc)レダクターゼ遺伝子dharを導入した細胞での低酸素-再酸素化処理による細胞死防御効果への評価系人体での虚血-再灌流はその血流に支配される臓器に細胞死をもたらすが、本研究ではそのモデル系としてチャイニーズハムスター卵巣由来細胞CHOにて低酸素-再酸素化(H/R)を処理する系を確立し、細胞生存度をmit-deHase活性に基づくWST-1法で評価した。遺伝子非導入CHO細胞では30分/24時間H/Rで細胞生存度が著減し細胞変性が広範囲に引き起されたが、DehAscまたはグルタチオン誘導体GSH-iPrの単独投与では細胞死抑制に無効で、両者併用投与でも若干有効に止まった。(2)dhar遺伝子導入細胞でのH/Rによる細胞死への防御効果遺伝子非導入CHO細胞のH/Rと同条件下dhar遺伝子/pRcCMVベクター導入CHO細胞では、DehAsc/GSH-iPr無投与では細胞死抑制はほぼ無効で、低酸素前でのDehAsc/GSH-iPr単独投与で若干の細胞死抑制であり、両者併用投与で有効だった。併用投与でも低酸素の直前、1時間前や再酸素化後ではほぼ無効で、低酸素2-5時間前が適していた。(3)dhar遺伝子導入CHO細胞におけるDNA切断抑制効果dhar導入細胞でのH/RによるDNA 3'-OH切断末端出現はTUNEL法によると、低酸素3-4時問前でのDehAsc(30μM)とGSH-iPr (200μM)の併用投与で防御効果が最良だった。(4)dhar遺伝子導入による細胞内の活性酸素の増減への影響CHO細胞のH/Rにおける細胞内の活性酸素(ハイドロパーオキサイド・過酸化水素など)は、CDCFH-DA法で計測すると、再酸素化1-3分後で急増することがdhar導入の有無に殆ど関係なく同程度に見い出された。DehAsc/GSH-iPr投与による細胞内の活性酸素への影響は、dhar非導入CHO細胞では、単独/併用投与に関係なく、殆ど消去されず、dhar導入CHO細胞では、単独投与は僅かに消去され、併用投与でのみ活性酸素の有意な消去が認められた。(1)酸化ストレス条件でのビタミンC(Asc)再生酵素遺伝子dhar-dhar導入CHO細胞は核より細胞質にdhar蛋白が多量分布してAsc再生が効率化され、ヒドロペルオキシドt-BuOOHによる細胞内活性酸素増加・DNA鎖切断・ミトコンドリア脱水素酵素活性低下が防御される効果が本研究で検証された(Gene Therapy Mol.Biol.2007)が、これは外来性dhar過剰発現に基づく効果であり、なぜ内在性dharだけで不十分なのか、Asc合成遺伝子GLOが霊長類で脱落した中で何故dhar遺伝子が進化保存されできたかは本研究の本質的課題である。
メゾスコピック微粒子におけるフォノン状態の研究

現在研究が盛んに行われている量子細線では,電子ー格子相互作用に比べて電子の走行時間が十分に短いために格子系の性質はあまり重要ではない。一方、微粒子中への0次元の閉じ込め(Quantum Dot)の場合には、電子、フォノンともに微小領域に閉じ込められるため、この相互作用が重要になってくる。本研究の目的は,数十nm以下のメゾスコピック微粒子におけるフォリン状態を、振動分光の実験により明らかにすることである。まず、超高真空を維持できる容器、真空排気装置および超高純度ガスを用いた高純度メゾスコピック微粒子作製装置を製作した。これにより、得られた粒子を空気中に取り出すことなく分光測定が可能になった。基板上に補集した10nm程度のGe微粒子のラマンスペクトルを測定し、次のような結果を得た。1.微粒子の集合体は、熱伝導度が小さいため、入射レ-ザ-光によりその温度が容易に上昇する。ラマンスペクトルの解析の結果、数mWの光を0.1×1mm^2程度に絞っても数十百K程度の温度上昇は避けられないことが分かった。この温度範囲では、微粒子の構造には変化が見られなかった。2.600K程度まで加熱すると、微粒子どうしの融合(焼結)によると考えられる結晶化が観測された。3.600K以下の場合でも、粒子内の原子間結合状態の変化によると考えられるラマンスペクトルの変化が見られた。この際の試料の温度上昇に伴うラマン線のピ-ク位置のシフトは、単結晶における値と誤差の範囲内で一致した。この結果は、微粒子表面原子の振動の非調和性は無視でき、光学フォノンモ-ドの緩和過程は単結晶の場合(TO→2LA)と似ていることを示唆している。