hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中・高等学校での英語授業における英語によるアクティブラーニングに関する研究

これは中・高等学校の英語授業における教師・生徒のALへの認識調査に繋がるものである。本研究の目的は,アクティブラーニング(AL)の視点から中・高等学校の英語授業における教師・生徒の英語使用の実態を調査し,その改善を提案することである。具体的には,(1) ALの理論研究及び効果に関する実証研究の概観,(2)中・高等学校の英語授業における教師・生徒の英語使用及びALの実態調査,(3)調査に基づく英語授業におけるALの提案,(4)提案に基づく授業実施とその効果検証,である。(1)では,平成29年度に,(a)海外ではALの有効性が検証されているが,国内では殆ど検証されていない,(b) ALにおいて協同学習(CL)の果たす役割が大きく,国内の代表的なALの実践では,CLの原理が概ね反映されていること,が示された。(2)では,英語使用に関しては文科省の全国調査が有り,ALの実態については,予備調査において,英語授業におけるALは検討段階であることが示され,実態調査が不要であると判明した。(3)では,平成30年度に,中・高等学校の英語授業におけるALに先駆けて,大学生対象の英語使用による二種類の英語科教育法の授業において,CLに基づくALを実践し,その効果を検証した。また,高等学校英語科教員のCLに対する認識とCL実施状況との関係を調査した。その結果,(a)中規模(60名)の講義形式の授業では,細切れにした講義の間に小グループでの討議を入れ込むサンドウィッチ方式のCLを実施し,CLに対する認識及びリスニングに対する動機づけが幾分向上した,(b)小規模(15名)の演習形式の授業では,小グループでの模擬授業,討議,プレゼンが中心のCLを実施し,CLに対する認識及びスピーキングに対する動機づけが向上した,(c)高等学校英語科教員のCLに対する認識は,概ね肯定的であり,CL実施状況とのCLに対する肯定的な認識には関係がある,等が示された。本研究の目的(1)は平成29年度の研究で実施し,目的(2)に関する調査は不要となった。平成30年度の研究では,目的(3),(4)に関して,中・高等学校の英語授業におけるALに先駆けて,大学生対象の英語使用による授業におけるCLに基づくALを実施・検証した。これは,中・高等学校の英語授業にCL提案・実施するうえで参考になった。また,高等学校英語科教員のCLに対する認識及びCL実施状況との関係が概ね肯定的であることが示され,中・高等学校におけるCLに基づくALの提案・実施を後押しされた。これは,目的(3),(4)に繋がるものである。平成30年度では,(1)大学生の英語教育科目における協同学習に対する認識及び協同学習に基づくALが及ぼす影響を調査し,(2)小学校で英語を指導する教師及び中・高等学校の英語教師を対象に,英語授業におけるAL及び協同学習に対する認識の調査をする。同時に(3)中・高等学校の英語授業における英語使用の実態も調査する。更に,この調査の分析に基づき(4)小・中・高等学校におけるAL及び協同学習の実施に関して提案する。(1)は,研究課題関連の調査であるが,研究課題の遂行に示唆を与えてくれるはずである。(2)を実施するのは,教師の認識・価値観が指導に及ぼす影響が極めて強いため(Borg, 2003)である。
情動が意思決定に影響を及ぼす神経メカニズムの解明

我々は日々の社会的な意思決定場面や学習場面において同時に様々な感情を誘発され、それが意思決定や学習を変化させてしまうという経験をする。本研究はヒトの学習時における情動反応の役割を行動実験と機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて明らにした。情動の中枢である扁桃体は報酬予測誤差の計算に重要であるドパミンシステムと強い神経結合があり、扁桃体が刺激報酬連合学習の速度や到達度のモジュレータの役割をしている可能性がある。そこで扁桃体の活動を変化させることのできる「顔の表情刺激(Fear or Neutral)」と強化学習パラダイムを用いて情動の強さの違いが学習過程をどのように変化させるのかを観察し、そのメカニズムを明らかにすることを目的として実験を行った。平成23年度は平成22年度で観察された情動刺激が学習率を増加させるという結果に基づいて、この現象が脳においてどのように表現され実現されているかをfMRIを用いて測定した。その結果、腹側線条体、特に側坐核において学習率を作り出す報酬予測誤差に相関する脳活動の強度がNeutral条件と比較してFear条件で有意に高いという結果が得られた。また、顔提示タイミングにおいては扁桃体の活動がNeutral条件よりFear条件で有意に高かった。そこでこの扁桃体の活動と側坐核の活動の相関を調べたところ、Fearful条件においては扁桃体の活動が高い人ほど、側坐核の活動も高かった。しかし他の脳部位間については活動の相関関係は見られなかった。このことから、情動刺激による学習率の上昇は、腹側線条体(特に側坐核)に表現されている報酬予測誤差に相関する活動を変化させることによって実現していることが明らかとなった。また、この側坐核の活動の上昇は扁桃体からの入力が増加することによって実現されていることが示唆された。我々は日々の社会的な意思決定場面や学習場面において同時に様々な感情を誘発され、またそれが意思決定や学習を変化させてしまうという経験をする。これまでに意思決定における情動の役割は研究されてきたが、学習過程における情動の役割は未だ明らかにされていない。本研究はヒトの学習時における情動反応の役割を行動実験と機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて明らかにするものである。情動の中枢である扁桃体は報酬予測誤差の計算に重要であると考えられているドパミンシステムと強い神経結合があり、扁桃体が刺激報酬連合学習の速度や到達度のモジュレータの役割をしている可能性がある。そこで扁桃体の活動を変化させることのできる「顔の表情刺激」と強化学習パラダイムを用いて、情動の強さの違いが学習過程をどのように変化させるのかを観察し、そのメカニズムを明らかにすることを目的として実験を行っている。平成22年度は行動実験を中心に研究を行った。行動実験ではFearまたはNeutralの表情をプライマーとして提示し情動を喚起させながらパブロビアン型の刺激報酬連合学習を行った。結果として情動が喚起されやすい学習条件(Fear primer)では情動が喚起されにくい条件(Neural primer)と比較して学習が加速されるという現象を発見した。このデータに対して強化学習モデルを用いた解析を行ったところ、情動の喚起は学習率に影響を与えることが明らかになった。またHappy primerを用いたところFearprimerと似たような効果が得られたため、情動の中でも表情が喚起する快不快度(Valence)よりも興奮度(Arousal)が学習に影響を与えていることが示唆された。予備的ではあるが、このパラダイムを用いてfMRI実験を行った結果、線条体において報酬予測誤差に相関する活動強度がプライマーの違いにより異なる傾向が見られた。
刑務所及び少年院における矯正教育の実態と機能に関する教育学的研究

男女少年院のフィールド調査データの分析からは、少年院の教育が自生的に作り上げてきた、少年の変容を促す多様な実践を、教育学的・社会学的な観点から論理化していく諸研究が進んだ。具体的には、成績評価、生活指導、集団指導、教育プログラム等が、それぞれ、少年たちに反照的な作用を及ぼすメカニズムが存在しており、少年たちは、院内での生活の中で、過去の自分と出院後の自分の姿についての物語を描き直す契機をさまざまに有していることが明瞭となった。「教育効果」それ自体には迫り得ないのが、フィールドワーク調査の限界ではあるが、「少年が変容すること」についての言説資源や、「変容すること」を少年自身に語らしめる契機が、多種多様に用意されていること、そして、施設収容という継続的で連続的な観察可能性が、その資源や契機を少年がどう受容しているのかついての教官側の判断をそれなりに合理的なものとさせている。また、本年度は、女子刑務所で実施された薬物離脱指導の観察記録をもとにした研究も進展した。受刑者は、刑罰という法的対象として、治療という医療的対象として、矯正という教育的対象として、多重性を帯びた処遇を受けている。この多重性をどういう関係としてみるべきなのかが、矯正のあり方に大きな意味を持つことが、とりあえず明らかになってきている。本年度は、(1)研究メンバーによる報告及び外部から招聘した専門家とのディスカッションを中心にした研究会を定期的に開催したほか、(2)女子刑務所において、「薬物離脱指導プログラム」実施過程を観察し、受講者及び職員から聞き取り調査を行った(調査1)、(3)男女少年院において、日常生活場面を長期にわたって観察するとともに、職員及び少年を対象にした聞き取り調査を行った(調査2)、(4)矯正図書館等において、先行研究や研究資料を体系的に渉猟し、現時点での研究の到達点を確認した。調査1では、主に医療的な観点(認知行動療法的アプローチ)からプログラムが組まれた「薬物離脱指導」の過程を、主として教育社会学・教育方法学の視点から実証的に考察し、プログラムの有効性と限界についての考察を通して、女子刑務所における矯正教育の構造や機能の一端を明らかにすることに努めた。実践的なレベルでの知見は、法務省矯正局及び施設職員を交えた研究会において報告してプログラムの改善に資するとともに、学術的なレベルでの考察を進めて、日本の行刑施設が特徴的にもつ教育的機能を体系的に整理しているところである。調査2では、施設収容中の期間における少年の変容過程を、職員との相互作用や行事への取り組みの中から見出す作業を進めてきた。まだ、調査を継続中ではあるが、予備的な仮説構築ができたところである。文献及び資料の収集は、着実に進展してきたが、さらに継続が必要である。なお、調査1をもとに実践的な側面から考察した調査報告書を、法務省矯正局の内部資料として作成した。同報告書を出発点にしながら、平成19年度に本格的な分析を進める予定である。第一に、現在の矯正教育の機能と構造を探るため、男女2つの少年院を対象として、フィールド調査を行った。具体的には、職員インタビュー、少年インタビュー、行事や指導過程の参与観察、文献調査などを行った。学校教育における、集団的な指導の過程や構造とは異なる、現場で積み重ねられてきたユニークな過程や構造が見出された。その処遇実践に埋め込まれた教育作用を中心に分析を進めている。その結果は、定期的に開催する研究会で報告し、参加者による討議により、教育学的な視点を明確にしていった。学会発表で得られた意見を反映させながら、現在論文の形にまとめ直すべく、作業を進めている。第二に、平成18年度に刑務所で実施したフィールド調査のデータの整理を進め、教育プログラムの構造と、教育過程の特質について考察した。具体的には、女子刑務所における薬物離脱指導プログラムの実施過程の観察とインタビューを、教育学的な視点から、その構造と機能について考察している。第三に、質問紙調査の準備を開始した。全国の少年院の施設・職員・少年に関して、矯正教育の教育学的意味という視点から調査・分析が可能なように、先行研究の検討と、質問紙の設計をめぐって、作業を進めてきた。なお、データの取得・保存・利用・廃棄については、法務省矯正局との間で協議を進め、ガイドラインについての文書を作成して、個人情報等に関しての留意を行っている。
環境刺激に応答する液胞膜タンパク質の構造解析

全ての生物において鉄イオンは重要な補因子である一方、生体分子を直接損傷する活性酸素を産生してします。したがって、細胞内では鉄イオンの濃度は厳密な制御を受けている。植物において、細胞小器官の1つである液胞は鉄イオンの隔離・貯蔵を担っており、液胞内腔への鉄イオン輸送は液胞膜局在の鉄イオントランスポーターVIT1が関わっている。VIT1は植物の鉄イオンホメオスタシスに重要であり、現在も生理学的な研究が行われている。また、VIT1を用いたの改変作物の開発が進み、既に実用化の段階にまで迫っている。さらに、マラリア原虫のVIT1は寄生過程で重要なはたらきをし、薬剤の標的としても注目されている。以上のように、VIT1の研究は植物の鉄イオンホメオスタシスの更なる理解や有用作物の作出、新規抗マラリア薬の開発に関わる重要なものである。しかし、VIT1は既存のトランスポーターとアミノ酸配列の相同性を示さず、その詳細な分子機構は未だにほとんど分かっていない。本研究は植物の鉄イオンホメオスタシスに関わる液胞膜局在の金属イオントランスポーターVIT1の立体構造をX線結晶構造解析によって明らかにし、その輸送機構を明らかにすること目指す。VIT1の立体構造は2016年から2017年にかけ5つ決定した。また、今年度はVIT1全長の別状態の構造解析や、H+の輸送を直接検出することに成功し、より詳細な輸送機構の解明につながった。今年度はVIT1の全長構造に輸送基質の1つであるコバルトイオンの結合状態の構造解析に成功した。コバルトイオンはVIT1の膜貫通ドメインに形成された輸送経路に結合し、膜貫通ヘリックスの構造変化を引き起こしていた。この構造変化は3つのグリシン残基と1つのプロリン残基に起因しており、これらアミノ酸残基の変異は輸送活性を著しく減少させた。昨年度明らかにすることができていなかったVIT1の輸送時の構造変化に関わる具体的なアミノ酸残基の同定に成功した。また、VIT1が輸送時に共役するH+の輸送を直接検出することにも成功している。H+輸送は膜貫通ドメインの輸送経路を構成する酸性残基の変異によって低下することから、共役に関わるアミノ酸残基の同定にも成功した。昨年度から得ていた研究も含め、VIT1が2つのドメインの協同によって効率よく金属イオンを輸送する事、また膜貫通ドメインにおける金属イオン輸送の詳細な機構に解明に至った。そのため、当初の計画以上にVIT1の分子機構の解明をすることに成功している。VIT1は細胞質側に輸送経路が開いた構造、および細胞質側と液胞側どちら側も閉じた2つの状態の構造を得られている。今後は液胞側に開いた構造解析を進めることで、VIT1の輸送サイクル全容の解明を目指す。また、マラリア原虫のVIT1相同遺伝子は薬剤の標的として重要であるが、植物のVIT1と比較するとアミノ酸配列の相同性は低い。特に、膜貫通ドメインの輸送経路のアミノ酸残基は保存されておらず、植物のVIT1とは異なる機構を有する可能性がある。本年度はマラリア原虫のVIT1の構造解析にも取り込み、その立体構造の解明を目指す。全ての生物は遷移金属イオンを補因子として利用し、エネルギー産生や酸化還元反応などを行っている。一方で、過剰に遷移金属イオンが存在すると毒性を示すことが知られている。そのため、生物は遷移金属イオン濃度を適切に維持するホメオスタシスを有している。植物において、液胞は鉄などの金属イオンを隔離し貯蔵する細胞小器官である。VIT1は液胞内腔へ金属イオンを輸送することで隔離・貯蔵を実行する液胞膜局在の鉄イオン輸送体である。VIT1は植物の鉄イオンホメオスタシスに関わることが報告されているだけでなく、遺伝子組換え技術による鉄含有量を向上させた作物の作出やマラリア原虫の相同遺伝子を標的とした新規抗マラリア薬の開発にも期待されている。しかしながら、VIT1の輸送機構は不明な点が多く、詳細な結晶構造を解明することが望まれていた。本研究によって、植物に由来するVIT1の結晶構造を高分解能で決定した。VIT1は膜貫通ドメインと細胞質ドメインの2つのドメインによって構成された二量体であった。膜貫通ドメインは輸送基質と結合するためのポケットが形成され、このポケットには保存性の高い酸性残基やメチオニン残基、膜貫通ヘリックスの構造変化に寄与するプロリン残基がそれぞれ存在した。細胞質ドメインは5つのグルタミン酸と1つのメチオニンが金属イオンを配位していた。さらに、細胞質ドメイン単体の結晶構造も決定し、輸送基質を含む複数種の金属イオンを結合する事を確認した。構造情報と変異体解析の結果から、VIT1は細胞質ドメインに一過的に金属イオンを結合させ、膜貫通ドメインの輸送効率を制御する機構を提唱することができた。細胞質ドメインに亜鉛イオンが結合したVIT1の全長構造を当初の予定より早く決定することができた。さらに、細胞質ドメイン単独のタンパク質を高純度に精製し、良質な結晶を得ることにも成功している。この結晶に複数種の金属イオンを浸潤させることによって、輸送基質を含む4つの金属イオンが結合する事を確認した。この結果は当初予定していない成果であり、特に高分解能の構造から金属イオンの配位様式は特殊なもので、これまでに報告されている配位構造とは異なるものであった。酵母とリポソームを用いたそれぞれの変異体解析も当初の予定以上に進行した。

特に、金属イオンの輸送経路ではない細胞質ドメインの変異体は活性が顕著に減少することが確認された。以上のことから、生体内において容易に酸化される二価鉄イオンを細胞質ドメインに一過的に結合させ、膜貫通ドメインによる基質輸送の効率を上げていることが示唆された。このような金属イオンの輸送と結合を行う二機能性の膜輸送体はこれまでに報告されておらず、新しい膜輸送体の知見となると期待される。全ての生物において鉄イオンは重要な補因子である一方、生体分子を直接損傷する活性酸素を産生してします。したがって、細胞内では鉄イオンの濃度は厳密な制御を受けている。植物において、細胞小器官の1つである液胞は鉄イオンの隔離・貯蔵を担っており、液胞内腔への鉄イオン輸送は液胞膜局在の鉄イオントランスポーターVIT1が関わっている。VIT1は植物の鉄イオンホメオスタシスに重要であり、現在も生理学的な研究が行われている。また、VIT1を用いたの改変作物の開発が進み、既に実用化の段階にまで迫っている。さらに、マラリア原虫のVIT1は寄生過程で重要なはたらきをし、薬剤の標的としても注目されている。以上のように、VIT1の研究は植物の鉄イオンホメオスタシスの更なる理解や有用作物の作出、新規抗マラリア薬の開発に関わる重要なものである。しかし、VIT1は既存のトランスポーターとアミノ酸配列の相同性を示さず、その詳細な分子機構は未だにほとんど分かっていない。本研究は植物の鉄イオンホメオスタシスに関わる液胞膜局在の金属イオントランスポーターVIT1の立体構造をX線結晶構造解析によって明らかにし、その輸送機構を明らかにすること目指す。VIT1の立体構造は2016年から2017年にかけ5つ決定した。また、今年度はVIT1全長の別状態の構造解析や、H+の輸送を直接検出することに成功し、より詳細な輸送機構の解明につながった。今年度はVIT1の全長構造に輸送基質の1つであるコバルトイオンの結合状態の構造解析に成功した。コバルトイオンはVIT1の膜貫通ドメインに形成された輸送経路に結合し、膜貫通ヘリックスの構造変化を引き起こしていた。この構造変化は3つのグリシン残基と1つのプロリン残基に起因しており、これらアミノ酸残基の変異は輸送活性を著しく減少させた。昨年度明らかにすることができていなかったVIT1の輸送時の構造変化に関わる具体的なアミノ酸残基の同定に成功した。また、VIT1が輸送時に共役するH+の輸送を直接検出することにも成功している。H+輸送は膜貫通ドメインの輸送経路を構成する酸性残基の変異によって低下することから、共役に関わるアミノ酸残基の同定にも成功した。昨年度から得ていた研究も含め、VIT1が2つのドメインの協同によって効率よく金属イオンを輸送する事、また膜貫通ドメインにおける金属イオン輸送の詳細な機構に解明に至った。そのため、当初の計画以上にVIT1の分子機構の解明をすることに成功している。今回決定したVIT1は細胞質側に開いた構造のみである。そのため、輸送サイクルにおける輸送体の構造変化をあまり議論できていない。現在、膜貫通ドメインに存在するプロリン残基の変異体がリポソームにおいて活性を低下すると確認している。今後、このプロリン残基以外に輸送時の構造変化に寄与するアミノ酸残基の特定を進める。
タンパク質模倣に基づく酸化的フォールディング促進剤の開発

生体において、蛋白質フォールディングを促進する重要な蛋白質因子としてシャペロンと構造変換因子がある。その内、本研究では、構造変換因子模倣物質に着目し、特にジスルフィド結合形成を伴う酸化的フォールディングを促進する構造変換因子を模倣した人工フォールディング促進剤の開発を目指す。構造変換因子蛋白質の構造から着想し、本研究では低分子化合物と分子集合体の2つのアプローチでその構造を模倣し、実現を目指す。
選択的小脳ゴルジ細胞欠損によるシナプス伝達調節機構の解析

代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)をプロモーターとしてヒト・インターロイキン受容体2型(1L2R)と蛍光タンパク(EGFP)の融合タンパク(1L2R/EGFP)を発現するトランスジェニック・マウスを用いて、以下のような実験系を確立した。1.このトランスジェニック・マウスの小脳ではゴルジ細胞特異的に1L2R/EGFPが発現する。1L2R特異的なイムノトキシンを小脳に局所投与するとゴルジ細胞が選択的に脱落する。これにより、ゴルジ細胞が小脳機能に必須であることを明らかにしてきた。ゴルジ細胞の機能をsingle cellレベルで解析するために、スライス標本上で、EGFPの蛍光を指標としてゴルジ細胞を確実に同定し、パッチクランプ法によりに解析する実験系を確立した。これにより、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸入力に対するゴルジ細胞の多様な応答には、イオンチャンネル型受容体(AMPA型受容体・NMDA型受容体)に加えて代謝型受容体が重要であることを示した。2.さらに基底核線条体及び網膜の局所神経回路のインターニューロンの解析を行った。イムノトキシン投与により、基底核線条体・網膜よりそれぞれコリン作動性インターニューロン・コリン作動性アマクリン細胞を選択的に欠失させ、その機能を解析した。これにより、(1)黒質緻密部ドーパミン作動性ニューロンの機能低下により生じるパーキンソン病に抗コリン作動薬が効果があることが知られているが、このアセチルコリン調節系の実体が線条体コリン作働性インターニューロンによるものであること、(2)網膜内の神経ネットワークの情報処理過程で、光の動きに対して方向選択性が生じるが、これにコリン作動性アマクリン細胞が必須であることを示した。代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)をプロモーターとしてヒト・インターロイキン受容体2型アルファ・サブユニット(IL2Rα)、及びIL2Rαとクラゲ由来蛍光タンパク(GFP)の融合タンパク(IL2Rα-GFP)を発現するトランスジーンを作製し、これを導入したトランスジェニック・マウスを作製した。小脳皮質神経回路のグルタミン酸作動性・興奮性ニューロンである顆粒細胞とGABA作動性・抑制性インターニューロンであるゴルジ細胞の相互の興奮性調節機構を解明する為、以下のような実験系を確立した。(1)このトランスジェニック・マウスにイムノトキシンを投与するとゴルジ細胞が選択的に脱落する。ゴルジ細胞除去後の顆粒細胞のシナプス伝達を解析するために、NMDA受容体・AMPA受容体・GABA受容体各サブユニットのプローべを作成し、顆粒細胞の神経伝達物質受容体のmRNAレベルの変化をノザンブロット法およびin situハイブリダイゼーション法により測定する実験系を確立した。(2)このトランスジェニック・マウスの小脳では、ゴルジ細胞特異的にトランスジーン(IL2Ra-GFP)が発現する。スライス標本上で、GFPの蛍光を指標としてゴルジ細胞を確実に同定し、パッチクランプ法により電気生理学的に解析する実験系を確立した。(3)さらにこのトランスジェニック・マウスをNMDA受容体2Aサブユニット(NR2A)遺伝子ノックアウトマウス、NMDA受容体2Cサブユニット(NR2C)遺伝子ノックアウトマウスと交配し、NR2A(-/-)・NR2C(-/-)・IL2Rα-GFP(十)マウスを確立した。このマウスを用いて、顆粒細胞の興奮性が低下した小脳皮質でゴルジ細胞の抑制性制御の変化について解析する。以上の実験系の確立により、小脳皮質神経回路の興奮性・抑制性神経伝達の相互の調節機構を解明することが期待できる。

代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)をプロモーターとしてヒト・インターロイキン受容体2型(IL2R)と蛍光タンパク(EGFP)の融合タンパク(IL2R/EGFP)を発現するトランスジェニック・マウスを用いて、以下のような実験系を確立した。1.このトランスジェニック・マウスの小脳ではゴルジ細胞特異的にIL2R/EGFPが発現する。IL2R特異的なイムノトキシンを小脳に局所投与するとゴルジ細胞が選択的に脱落する。これにより、ゴルジ細胞が小脳機能に必須であることを明らかにしてきた。ゴルジ細胞の機能をsingle cellレベルで解析するために、スライス標本上で、EGFPの蛍光を指標としてゴルジ細胞を確実に同定し、パッチクランプ法によりに解析する実験系を確立した。これにより、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸入力に対するゴルジ細胞の多様な応答には、イオンチャンネル型受容体(AMPA型受容体・NMDA型受容体)に加えて代謝型受容体が重要であることを示した。2.さらに基底核線条体及び網膜の局所神経回路のインターニューロンの解析を行った。イムノトキシン投与により、基底核線条体・網膜よりそれぞれコリン作動性インターニューロン・コリン作動性アマクリン細胞を選択的に欠失させ、その機能を解析した。これにより、(1)黒質緻密部ドーパミン作動性ニューロンの機能低下により生じるパーキンソン病に抗コリン作動薬が効果があることが知られているが、このアセチルコリン調節系の実体が線条体コリン作働性インターニューロンによるものであること、(2)網膜内の神経ネットワークの情報処理過程で、光の動きに対して方向選択性が生じるが、これにコリン作動性アマクリン細胞が必須であることを示した。
木星探査計画のための超遠距離通信測距技術に関する研究

宇宙科学研究開発機構の打ち上げる科学探査機によって木星探査を実現するためには、地上系受信機の改良、それに基づく新符号方式の採用、再生型測距方式の採用による測距回線の改善が必要となる。本研究においては地上系モデルを実際に製作し、受信機開発による受信性能の改善の確認、ターボ復号方式導入準備のための基板開発、および我々の深宇宙探査用搭載トランスポンダに対応する再生型測距方式に対応した測距装置の開発によってこれらの検証を行ってきた。地上系モデルは、VMEバスフレーム上の基板の集合として構築し、S帯からダウンコンバートされたIF信号のAD変換以降の受信(復調・復号)機能の全てを省略無く含んでいる。低受信レベルのキャリア残留PM変調信号復調を可能とするため、キャリアPLL帯域の狭帯域化を推し進めて、且つ、安定なキャリア捕捉動作を実現している。キャリア復調からシンボル同期まで、復号器入力に至る経路でのハードウェア損失は、0.1dB以下であることを入力S/N=-0.2dBに対し確認することができた。この入力レベルはCCSDSに規定されるターボ符号方式の要求レベルである。そのため、開発した受信機はターボ符号方式に対応可能である。測距装置を地上系モデルの一部として構成している。再生型測距方式に対応した初めての測距装置であり、我々が開発してきたトランスポンダと組み合わせることで、運用において15dB以上の改善が実現された。木星探査技術を可能とする通信システムを構築・検証した。それらには新符号方式の導入、新符号方式に対応した地上局モデルの構築が含まれる。新符号方式はターボ符号方式とし、CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems)に準拠した海外地上局で導入されるであろう同方式と互換が取れるものとした。開発要素は、既存地上局とのインターフェース構成、拡張可能な地上局モデル構築、コスト低減のための深宇宙通信回線に特化した仕様、復号器としての最適化がある。このうち前者2つが本研究開発を通じた骨格となる概念設計であり、後者2つがターボ復号器の設計に関わる。ターボ符号方式は従来にない低SNでの受信性能を前提とするので必然的に地上局受信系全体を見通した検討が求められた。臼田宇宙空間観測所(UDSC)の64mアンテナの使用を木星探査の前提とする。UDSCへのターボ符号方式導入に当たり2通りの道筋を仮定した。UDSC地上局受信システムの大幅な改修を将来に行う可能性と開発する復号器を含むキャリア受信以降全ての地上装置機能を用意する可能性である。後者ではターボ復号器は初めから地上装置の一部として設計される必要がある。ターボ復号器はシンボル同期が確保された以降のフレーム同期機能、復号機能、検証用の低SN信号発生機能を含んだものとして開発する。したがってターボ復号器だけで基本的な機能実証は可能である。本年度の開発は復号機能を除く部分を行い、復号機能はシミュレーションにより受信信号の量子化のレベルなど最適化を図った。信号発生器は、-10dBまでの低SN信号の生成を可能としフレーム同期機能はその信号品質で十分動作することを確認できた。これはターボ符号方式の検証に十分である。次年度に復号部を製作し実証試験を行う。また残るキャリア同期、シンボル同期の検討も行う予定である。木星探査を可能とするような、低受信レベルの信号回線を成立させるためにターボ符号の導入を目指す。今年度は、そのために以下の2群に分類される基板開発を行った。CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)に準拠したターボ符号復号器の開発を行った。復号器はVMEバスフレーム用の構成基板として構築される。信号処理基板は、Xilnks社製XC2V3000 3Mgatesを2つ搭載したFPGAモジュールをVME I/F用の基板に載せる体裁を取り、ここにlogMAP復号法によるターボ復号器のプログラムを組み込む。ターボ復号器は、フレーム同期後の1フレームを入力とし、デインターリーブ、logMAP復号、内部状態を保存するメモリ、計算過程を一時的に保存するバッファから構成される。

動作速度としては当初64kbpsを目標としたが、これを上回るビットレートは確保される見通しが立っていて、深宇宙回線としては十分な速度である。また、符号化器も閉ループによる実験を行うために製作した。これとは別に、昨年度製作したフレーム同期へ繋がる中間周波数以降の信号処理を行う基板を開発した。開発したものは、シンボル同期、時刻情報付加、キャリア/サブキャリア復調を担う複数の基板である。このうち、時刻情報の付加は、ターボ符号そのものとは関係がないが、科学衛星の観測情報として地上システムでの受信時刻を正確に記録することが求められ、この時刻情報をシンボル同期時に各シンボルに付加し、フレーム同期時にはフレーム単位に付け直す仕様で開発を行ってきた。シンボル同期がこの開発の主たる部分であり、ターボ符号の真価が発揮される低品質の信号に対しシンボル同期を可能とするものである。木星探査に要求される低入力受信レベルの信号回線を成立させる地上系システムを構築するために、符号利得の改善で期待されるターボ復号器の導入のための受信復調部の開発および深宇宙探査機運用で必要な再生型測距方式に対応する測距装置の開発を進めてきた。今年度は、その一環として、以下の基板開発および性能評価を行った。CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)に準拠したターボ復号器の受信復調部(フロントエンドと後段の中間周波数信号処理機能)とターボ復号器評価のための擬似入力信号シミュレータの性能評価、主に設定パラメータ最適化のための基礎データ取得を行った。これらは昨年度までに基板開発を終了した部分で、基礎動作の確認のみが取れていたわけだが、深宇宙地上局として必要な動作最適化のための基礎データを取得することが必要であった。キャリア捕捉機能とシンボル同期及びフレーム同期判定の調整などがこのデータを元に行われ、一部既に適用されている。また、測距装置を昨年度までのVMEフレームとは独立なフレームに構成する仕様で基板開発を行い、再生型測距方式に対応する測距装置の開発を別途行った。新規構成のフレームにはドップラー補正機能、測距機能が備わっていて、基板内折り返しによる位相遅延評価では、安定な測距結果を出力することが確認できた。再生型測距方式は、金星、水星探査ミッションで採用が決まっていて、BBMトランスポンダと組み合わせた評価が残されている。昨年度までのテレメトリ受信機(簡易コマンド送信機能も含む)と今年度の測距装置により、地上系信号処理システムの機能は完備された。
膝前十字靱帯再建後の筋萎縮の定量評価

2種類の前十字靱帯再建例に対してその筋萎縮とリハビリテーションによる回復過程をMRIを用いて検討した。1.腸脛靱帯を用いて関節内外2重再建を行い術後1年を経たスポーツ選手10名の検査結果では健側と比較して大腿四頭筋の体積は平均97%、大腿屈筋の体積は102%と膝伸筋に萎縮が見られた。大腿四頭筋の中でも内側広筋は健側の92%と最も萎縮が強く以下中間広筋、外側広筋、大腿直筋の順であった。また靱帯再建のため腸脛靱帯を採取したことにより大腿四頭筋全体に外旋傾向が見られた。外旋は外側広筋に一番強くまた末梢に行くほど増加し、平均として健側に比較し40%程度増加していた。CYBEXによる筋力測定では60deg/sec、180deg/secとも1015%程膝伸展筋筋力は健側より劣っていたが、屈筋筋力に差はなかった。MRIにより等尺性筋収縮時と筋弛緩時を比較すると筋収縮時は大腿四頭筋の外旋傾向は減少していた。2.半腱様筋腱と薄筋腱を用いて前十字靱帯の再建を行い1年以上経た33例では、大腿の外旋傾向は見られなかったものの、やはり内側広筋や中間広筋を中心として59%程度の筋萎縮があった。靱帯再建のため採取した薄筋と半腱様筋はまだ正常な筋力ボリュームの60%と71%を維持しておりTagging Snapshotにて筋肉収縮が確認された。半膜様筋と大腿二頭筋のわずかな肥大が半数に観察された。薄筋腱と半腱様筋腱の再生は見られなかった。大腿筋群のこれらの形態変化は、膝関節伸展と屈曲のピークトルクと軽度の相関があった。前十字靭帯再建例に対してその筋萎縮とリハビリテーションによる回復過程をMRIを用いて検討した。1.腸脛靭帯を用いて関節内外2重再建を行い術後1年を経たスポーツ選手10名の検査結果では健側と比較して大腿四頭筋の体積は平均96.7%、大腿屈筋の体積は101.8%と膝伸展筋に萎縮が見られた。大腿四頭筋の中でも内側広筋は健側の92.3%と最も萎縮が強く以下中間広筋、外側広筋、大腿直筋の順であった。また靭帯再建のため腸脛靭帯を採取したことにより大腿四頭筋全体に外旋傾向が見れた。外旋は外側広筋に一番強くまた末梢に行くほど増加し、平均として健側に比較し20゚程増加していた。CYBEXによる筋力測定では60deg/sec,180deg/secとも1015%程膝伸展筋筋力は健側より劣っていたが、屈筋筋力に差はなかった。MRIにより等尺性筋収縮時と筋弛時を比較すると筋収縮時は大腿四頭筋の外旋傾向は減少していた。2.半腱様筋腱と薄筋腱を用いて前十字靭帯の再建を行い1年を経た例では、大腿の外旋傾向は見られなかったもののやはり内側広筋を中心として10%程度の筋萎縮があった。また採取したはずの半腱様筋、薄筋は多少筋萎縮を来しているものの中枢側においてはほぼ差異がなかった。内側ハムストリングのうちで残存した半膜様筋は代償性に肥大している例が多く、これらが術後早期に膝屈筋筋力が回復してくる理由と思われた。平成6年度は半腱様筋腱と薄筋腱を用いて前十字靭帯の再建を行った例を中心に更なる解析を行う予定である。

半腱様筋腱と薄筋腱を用いた前十字靭帯再建術施行患者47名を対象として術後1年の時点を中心にMRIにより、大腿四頭筋とハムストリングの連続軸写撮影を行い、その断面積より筋全体の体積を計測した。またCybex III-350を用いて膝関節伸展と屈曲のピークトルクを計測した。結果健側に比較して手術例は伸筋屈筋の総合計で92%、伸筋側で92%、屈筋側で91%と約1割弱の筋萎縮を見た。筋コンポーネント別に見ると伸筋側では内側広筋91%、中間広筋981%、外側広筋96%、直筋94%、と筋萎縮が内側広筋、中間広筋にやや目立つ傾向にあった。屈筋側では半腱様筋60%、半膜様筋105%、薄筋71%、大腿二頭筋101%と前十字靭帯再建のため腱採取を行った半腱様筋と薄筋に萎縮が目立ち、かわりに近接する半膜様筋と大腿二頭筋に軽度ではあるが代償性肥大が確認された。なお腱採取を行った半腱様筋と薄筋では明らかな腱の再生は見られなかった。筋力の健側比は60deg/sec、180deg/secの各角速度で膝伸展90%、93%、膝屈曲92%、94%であり筋体積同様1割弱の低下を見た。筋体積と筋力の相関を見るに、患側膝伸展でR=0.39、膝屈曲でR=0.62、膝伸展でR=0.53、患側膝屈曲でR=0.57と中等度の相関を見た。
半導体層の多層化による全固体型色素増感太陽電池の高効率化

1.固体型色素増感太陽電池における開回路電圧向上これまで、酸化チタンをはじめとする多孔質酸化物半導体層の表面に種々の高バンドギャップ酸化物を被覆して多層化することにより、n型半導体中に注入された電子の逆電子移動を抑制し、光電変換効率を向上できることが報告されている。しかしながら、この方法では、多孔質TiO_2内に均一に酸化物を被覆するのが難しく、さらに酸化物前駆体を導入後に高温で焼成する必要があるため色素吸着前に行わなければならなかった。本研究では、色素吸着後の多孔質TiO_2 n-型半導体層にZnO、MgO等の高バンドギャップ半導体の前駆体である種々の酢酸塩で処理することにより表面修飾を行った。その結果、Iscは減少するもののVocが大幅に向上し、全体として変換効率を4.1%まで向上させることができた。Vocが向上した理由については、多孔質TiO_2表面に形成された酢酸塩の薄層が、剥き出しのTiO_2とCuIの接触界面による電荷再結合を抑制するためであると考えられ、従来の高バンドギャップ酸化物による被覆と同様の効果が得られたものと考えられる。この方法は、エタノールの沸点程度の温度で行うため、色素吸着後の処理が可能であり、また再現性も良好である。2.非錯体型有機色素の固体型色素増感太陽電池への適用最近、湿式色素増感太陽電池において、従来のルテニウム錯体色素の性能に匹敵する非錯体型有機色素が報告されている。有機色素は、価格、供給量の面で優位であるばかりでなく、吸光係数が大きいので、ルテニウム錯体色素よりも少ない吸着量でも、良好な光吸収効率が期待できる。固体型色素増感太陽電池では、酸化チタンの膜厚を厚くするのが難しいという問題点があったが、有機色素を使えば膜厚が薄くても充分な光吸収効率が得られると考えられる。そこで、いくつかの有機色素について固体型色素増感太陽電池への適用を試みた。比較的薄い膜厚(約5μn)のため、変換効率は1.2%とやや低い値となっているが、Iscについては、有機色素の方が6.4mA/cm^2と、ルテニウム錯体色素の5.0mA/cm^2よりも高い値が得られていることは、注目される。本年度は、主としてTiO_2 n-型半導体層にZnO、MgO等の高バンドギャップ半導体を積層することによる多層化を検討したが、その過程でTiO_2をZnO、MgO等の酸化物で被覆しなくても、前駆体の酢酸塩と80°C程度の低温で処理するだけで、酸化物による被覆と同等の電荷再結合抑制効果が得られることが明らかとなった。これまで、酸化チタンをはじめとする多孔質酸化物半導体層の表面に種々の高バンドギャップ酸化物を被覆して多層化することにより、n型半導体中に注入された電子の逆電子移動を抑制し、光電変換効率を向上できることが報告されている。ここでは、色素吸着後の多孔質TiO_2 n-型半導体層にZnO、MgO等の高バンドギャップ半導体の前駆体である種々の酢酸塩で処理することにより表面修飾を行った。その結果、Iscは減少するもののVocが大幅に向上し、全体として変換効率が向上した。調べた酢酸塩のなかでは、酢酸マグネシウムが変換効率4.2%と最も良好な結果を与え、酢酸亜鉛、酢酸ナトリウムでは、電流値Iscの低下が大きかった。特に酢酸ナトリウムの場合、色素が脱着してしまい、そのために電流値が低下したと考えられる。種々の酢酸塩での処理によりVocが向上した理由については、多孔質TiO_2表面に形成された酢酸塩の薄層が、剥き出しのTiO_2とCuIの接触界面による電荷再結合を抑制するためであると考えられ、従来の高バンドギャップ酸化物による被覆と同様の効果が得られたものと考えられる。この方法では_色素吸着後に処理するため、エタノールで煮沸する程度の温度で行うことができ、また再現性も良好である。

この方法は、エタノールの沸点程度の温度で行うため、色素吸着後の処理が可能であり、また再現性も良好である。2.非錯体型有機色素の固体型色素増感太陽電池への適用最近、湿式色素増感太陽電池において、従来のルテニウム錯体色素の性能に匹敵する非錯体型有機色素が報告されている。有機色素は、価格、供給量の面で優位であるばかりでなく、吸光係数が大きいので、ルテニウム錯体色素よりも少ない吸着量でも、良好な光吸収効率が期待できる。固体型色素増感太陽電池では、酸化チタンの膜厚を厚くするのが難しいという問題点があったが、有機色素を使えば膜厚が薄くても充分な光吸収効率が得られると考えられる。そこで、いくつかの有機色素について固体型色素増感太陽電池への適用を試みた。比較的薄い膜厚(約5μn)のため、変換効率は1.2%とやや低い値となっているが、Iscについては、有機色素の方が6.4mA/cm^2と、ルテニウム錯体色素の5.0mA/cm^2よりも高い値が得られていることは、注目される。
各種実験的肺高血圧に対するnitric oxide(NO)ガス吸入の効果

肺高血圧に対するNO吸入の効果を検討するためには、安定した肺高血圧状態を作成する必要がある。今回の研究では犬分離肺循環回路を用い、血小板活性化因子(PAF)により肺高血圧状態を作成した。【方法】Animalpreparation:一頭の犬(recipient犬)を笑気-halothane麻酔下に左開胸し、上葉および心臓葉を切除後、左肺下葉(LLL)にチューブを挿入して右肺との分離換気を行った。左下葉肺動静脈に灌流用および圧測定用のカテーテルを留置し、笑気-halothane麻酔下の別の犬(donor犬)の大腿静脈血をポンプを用いて一定流量で左下葉肺動脈に送血し、左下葉肺静脈からdonor犬の外頸静脈に返血した。【結果】PAFにより肺動脈圧は有意に上昇し安定した肺高血圧状態を作成できた。この反応はTNF-αにより増強された。【展望】PAFによる肺高血圧に対するNO吸入の効果あるいはTNF-αの影響に関しては現在のところ検討中であり今後の研究を要する。
高圧型ニッケル-水素二次電池の充放電特性

負極に白金担持カーボンの水素拡散膜電極を用いたニッケル-水素二次電池の充放電特性に及ぼすセル温度および放電速度の影響を検討した。セル温度-530度の範囲では,放電流の差異にかかわらず,90100%の放電効率を示し,とくに低放電流密度の場合はほぼ100%の放電効率を示した。一方セル温度が-10度と-5度の場合は,放電流密度の増加とともに放電効率は減少する傾向がみられた。このような低温度での放電効率の減少は水素電極反応速度の減少のためと思われる。また高温度45度でも放電効率の減少がみられたが,これは気相水素中の飽和水蒸気量が増大し,負極上での水素の取り込みが不完全になるためと考えられる。一方,充電・放電中の内圧水素は充放電時間とともに,ほぼ直線的に増加・減少した。しかし,理論式から知られる水素圧の変化速度と比較すると,実測の水素圧の変化速度はいずれのセル温度においても約5060%で,しかも放電流密度の増大とともに減少する傾向がみられた。ここで実測の水素圧の変化速度は水素発生の電流効率と定義した。この水素圧発生のための電流効率が低い理由は現時点では明らかではないが、水素拡散膜内の細孔内に一部の水素原子が吸着されたためと考えられる。また上記の理論式は温度の関数でもあるが,実測の水素圧の変化速度は温度によって変化しなかった。こては,負極上の白金の触媒効果が大きいために,実験で用いた温度範囲内における微小な水素圧変化を検知できなかったためと思われる。今後,充放電時の過電圧に及ぼすセル温度の影響ならびに内圧水素に及ぼすセル温度と充放電流密度の影響を明らかにする必要がある。
中国近代文学成立期における白話の社会的位置

今年度の研究テーマは、20世紀前半において成立した中国の近代文学が、21世紀に入った今日の社会においていかに変容したかを探求するのに向けられた。もともと20世紀前半の段階で、胡適という学者が、過去の大衆文学の遺産を再利用するかたちで「白話文」で書くことを提唱し(文学革命)、その提唱が、それ以降の中国語の文体を大きく規定してきたことが知られている。しかし、21世紀に入ると、消費社会化が急速に進行するなかで、中国の外側の大衆文化が大量に押し寄せ、中国人の表現様式を大きく変えてしまった(グローバル化、あるいはポストモダン化)。そのなかで、従来の近代文学のある部分は生き残り、ある部分は衰退しつつある。今年度は、21世紀初頭の新しいタイプの中国文学を観察することによって、20世紀の時点で形成されていた文学性とは何だったかを照射することを心がけた。つまり、「中国近代文学成立期における白話の社会的位置」という研究テーマを、いわば搦め手から展開することを目指した。その問題意識の下で2本の論文を執筆するとともに、日本を含めた東アジアのサブカルチャーとネットカルチャーを主題とした著書を発表し、相応の評価を得ることができた。こうした脱領域的な研究アプローチは、世界的に見てもあまり例を見ない。グローバル化が進む社会の分析は、おそらく今後ますます重要性を増していくだろう。今年度はその分析のための礎石を築くことができたと思われる。平成20年度は博士論文執筆の準備を重ねつつ、より一般向けの仕事として、商業誌において現代中国の文化状況を紹介する記事を数本発表した。むろん、研究課題である「中国近代文学成立期における白話の社会的位置」というテーマは、字義通りには、1900年代から1920年代にかけての事象を主に取り扱うことになるので、表面上は現在の文学状況とは直接の関わりはない。とはいえ、いま一部の研究者のあいだでは、近代文学の範疇そのものが問い直されている状況かおり、その文脈においては、むしろ現在の状況も含みながら、大きく「近代文学」の全体像を捉え直していくことが求められる。具体的には、20世紀になってヨーロッパ文学が本格的に入っていく以前の文学的様式が、いまの中国文学にはある仕方で再来しているということである。本研究の意義は、一方でまだまだ日本での情報が不足している現代中国文化についてジャーナリスティックな発信を行いつつ、他方ではいまグローバル化や情報化に伴って起こっている変化を、20世紀以降の文化史の流れに基づいてよりトータルな形で記述し直すことにある。手早い情報提供と、長期的な文化論を両立させることによって、より深みのある研究を実施すること、20年度は、およそその課題を果たすことができたと思われる。
DNAメチル化インプリンティング確立に寄与する新規蛋白質の網羅的同定

本研究では、配偶子形成過程におけるインプリンティング遺伝子のDNAメチル化の確立をモデル系に、DNAメチル化機構に普遍的に関わる蛋白質群を同定する事を目的とした。卵子形成過程で確立される母由来DNAメチル化インプリンティングは、確立される細胞とその領域・時期・DNAメチル化酵素以外の必要因子(Dnmt3L)の生理的意義が唯一明らかな系である。そこで、DNAメチル化インプリンティングが確立される限局した時期の特異的細胞(第一次減数分裂前期の未熟な卵細胞)からcDNAライブラリーを作製し、遺伝学的に関与の明らかなDnmt3Lをプローブとしてtwo-hybridscreeningを行えば、効率的なDNAメチル化(インプリンティング)機構制御因子の同定が可能であると予想される。本研究で得られた知見は、DNAメチル化インプリンティング機構の理解に留まることなく、普遍的なDNAメチル化制御機構解明への展開が期待できる。平成15年度は、標的とする因子が特異的に発現していることが予想される、未熟な卵子の大量回収を行った。また、Dnmt3Lの発現ベクター作成を行ったが、既知のmRNA配列に一部欠失が存在することが判明し、発現ベクターの作成に予想外の時間がかかった。Dnmt3Lをおとりタンパク質として行うYeasttwo-hybrid法のスクリーニングでも、擬陽性により実験系の検討に時間を費やさざるを得なかった。平成16年度には、Dnmt3L cDNA全長を用いたスクリーニングを開始し、すでにいくつかの候補因子を得ることに成功した。特にその中のひとつは、発現パターンからも卵子成熟過程の特定の時期に、Dnmt3Lと協調して機能していることが強く示唆され、今後の展開が期待される。現在これらの候補因子の遺伝学的解析を行う準備を進めている。DNAメチル化をはじめとするエピジェネティックな情報は、哺乳類の発生に必須である。様々なゲノム領域が、発生の時期や細胞系列特異的な、または疾患特異的な修飾を受けていることが明らかになりつつあるが、DNAメチル化の特異性がどのような機構で制御されているのか、その詳細は未だに明らかではない。本研究では、成熟過程の卵細胞におけるインプリンティング遺伝子のDNAメチル化制御機構の詳細を調べ、DNAメチル化制御機構のモデルを構築することを目標とする。本年度は、以下の成果を上げた。1)おとりとなるタンパク質を、酵母内で安定して発現させる系を確立した。公的データベースに登録されているおとりタンパク質のcDNA配列には、一部欠失が存在していることが判明した。おそらくこのためにタンパク質が分解されやすい構造になると考えられた。この予想外の欠失配列の存在のため、当初の予定よりおとりタンパク質発現ベクターの作成に時間がかかった。2)おとりタンパク質と候補タンパク質の相互作用をin vitroで検討するための発現ベクターを作成した。3)成熟過程の卵母細胞を用手的に回収する手技を確立した。この手法により、数百個の卵母細胞からすでにmRNAを回収し、現在ライブラリー化を行っている。4)生殖細胞特異的に蛍光タンパク質を発現するマウスを用い、FACSを用いて卵母細胞を効率的に回収する系を検討したが、目的の細胞群の直径が大きく、FACSの仕様上ソーティングが困難であることがわかった。
単一細胞ダイレクト質量分析法を用いた脂質メディエーター解析

本研究は、“1細胞"単位でのリン脂質ならびに脂質メディエーターを高感度に解析できる新たな分析法の確立を目指している。具体的には、マニピュレーターシステムと質量分析計を組み合わせた“単一細胞ダイレクトMS法"を確立ならびにnanoLCシステムを取り入れた高感度化分析法を確立し、種々の細胞における脂質メディエーターの解析を行った。当初の研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。・単一細胞ダイレクトMS法の確立:特殊なナノスプレーチップ(市販品)を付属させたマニピュレーターシステムにより、低密度で培養した細胞から選択的に1細胞を回収し、質量分析計で測定できる分析法を確立した。この方法により1細胞由来のホスファチルコリンやホスファチジルエタノールアミンを測定することに成功した。しかし、当初の目的より感度の高い分析方法ではなかったため、下記問題点を克服した新たな分析方法の確立を試みた。ダイレクトMS法では液体クロマトグラフィー(LC)を使わずに試料を質量分析計へ直接注入するため、1LCによりピークを分離することで能力を発揮する高感度分析法「選択反応モニタリング法」が使えなかったことと、2「各脂質群の相互イオン化干渉」や「不安定な流量」による低イオン化効率などにより一細胞中の脂質メディエーターの測定には感度が足りなかった。そこでトラップカラムを接続したnanoLCシステムを導入することで上記問題点を克服した高感度分析法を確立した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、新しい切り口の脂質メディエーター解析技術として、従来不可能であった質量分析法を用いた"1細胞"単位でのリン脂質ならびに脂質メディエーターの詳細な解析が可能となる技術の確立を目指している。具体的には、マニピュレーターシステムと質量分析計を組み合わせた"単一細胞ダイレクトMS法"を確立する。そして、その分析系を用いて種々の細胞が接着または分化成熟する際に膜リン脂質の組成がどのように変化し、そこにどのような脂質メディエーターならびに脂質代謝酵素が関与するのかを明らかにする。1.細胞採取のためのシステム構築:分析系の開発に必要不可欠であるマニピュレーターシステムならびに倒立顕微鏡の付属備品を購入し、細胞採取のためのシステムを構築した。このシステムについては他のグループからの報告もあるので、論文を参考にしつつ開発を進めている。2.質量分析装置を用いた脂質ならびに脂質メディエーター分析のための最適条件の確立:標準化合物を用いて数十数百ナノリットル/分という微量流速における測定パラメーターの最適化を進めた。化合物によっては低流速での感度が低いものもあり、現在、分析溶媒を含めて再検討している。脂質ならびに脂質メディエーターは低流速で測定すると感度が向上するものと低下するものがあり、溶媒・電圧・温度等、の最適な組合せの確定に時間がかかっている。しかし、単一細胞を効率よく採取するシステムの構築については、順調に進展しており、主要リン脂質の分析については進展がみられている。測定対象に応じて各脂質もしくは脂質メディエーターの測定パラメーターを変えていく必要がある。オルガネラレベルでの解析を予定していたが、様々な培養単一細胞での脂質解析を検討する。