hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝再生の生体制御機構における応答とその操作によねる肝細胞増殖誘導に関する研究

肝再生は肝組織の欠損、肝細胞障害時にみられる代償修復現象である。この肝再生を促進し、肝機能の早期回復を計ることが急性、慢性肝障害の治療の中心となる。本研究は肝再生は中枢神経を中心とした各生体反応系と肝の局所的制御との有機的な連係調節機構に支配され、それによって発現される生体の応答現象、すなわち肝再生現象を従来の概念とは全く異にする“生体の恒常性破綻に対する生体および局所的反応"という新しい概念に基づいたものである。今回、組織学的及び電気生理学的検索により、肝臓・延髄・視床下部の線維連絡を機能的に証明し、肝臓と延髄迷走神経背側核、背側核と視床下部との間の独立した閉鎖神経回路網の存在を明らかにした。この事実から背側核から肝臓への出力が肝臓からの求心性信号によってもフィ-ドバック的に調節されている可能性が示唆された。さらに迷走神経肝臓枝の上位中枢である視床下部外側野に着目し、肝部分切除後早期の再生過程にともなうモノアミン代謝も解析し、視床下部外側野におけるセトロニン代謝が、肝部分切除後早期の再生過程において亢進していることも証明し得た。一方、肝再生時に肝臓の支配神経細胞と門脈系肝臓支配神経細胞の活動との相関を認めた。この事実から門脈系臓器由来のInsulin・小腸由来因子など体液性因子の関与も示唆された。この体性因子ついては宿主肝肝切除後の脾内移植肝細胞の増殖促進、クッパ-細胞の網内系賦活による再生促進現象として追試確認しえた。肝再生は自律神経系を中心とした中枢と、肝と門脈系の局所因子との二重制御機構支配下の現象であること、そして中枢神経系がその「初期認識」「始動」に関与していること、再生維持には神経性因子以外に種々体液性因子などが関与していることが明らかとなったが、これらの相互作用については今後さらに検討する必要がある。1.HRPを用いた組織科学的手法のより、肝再生制御神経細胞が延髄、視床下部に現局して存在する可能性が示唆された。それらと記録用微小電極挿入による神経細胞の活動電位を、経時的に記録評価することも可能となった。2.ヒト、ウサギ、ラット等の各肝臓内の神経分布は、血管壁だけではなく、肝実質内に広く分布していることが電顕学的に明らかにした。次に、迷走神経肝臓枝中にHRPを注入し、その起始細胞および神経終末を、延髄の背側核(迷走神経)、疑核、延髄網毛様体、さらに視床下部外側野、弓状核が存在することを証明した。同様の手法を用いて、肝臓、小腸など主に迷走神経後幹に属する臓器の始動細胞、神経終末を、延髄の背側核、疑核に存在することを明らかにした。さらに、肝臓に分布する神経細胞群との密接な関連製があること解剖学的に明らかにした。また、肝再生時におけるこれら神経細胞群の活動を、電気生理学的手法にて観察すると、肝臓が切除された直後から、神経細胞群は活発な電気活動を展開し、その活動状況は肝切除量によって影響され、さらにその活動は肝再生初期時の24時間以内に鎮静化することが判明した。3.脾内肝細胞移植モデルを用いた実験で、宿主肝肝切による再生促進刺激が脾内肝細胞へ伝達される事実が新たに確認され、その研究成果はすでに雑誌"肝臓"に投稿済である。

肝再生時における生体反応を主として中枢神経とホルモン系と分離検索してきたが、それらの相互の関連製を追及する必要性がでてきた。また免疫系についても同様のことがいえ、これらの総合的な連係を解析することをさらに検討し、検索を進める予定である。肝障害時の代償修復現象である肝再生は各種生体反応系の有機的連関により支配されている。このうち再生の「始動認識」には中枢神経系の関与が重視されているものの、この研究に関する報告は皆無に等しい。そこで私たちは、組織化学的手法及び電気生理学的手法を用いて中枢神経系の肝制御細胞を同定した。また肝切除後の門脈系臓器の神経活動を解析し、肝再生における神経性因子と体液性因子の関連についても検索した。1.Wister系Ratの迷走神経肝臓枝切断端中枢側にHRP(Horseradish Peroxidase)を取り込ませ、その後延髄左側迷走神経背側核に多数の標識細胞を同定した。さらに標識能力の高いWGA(Wheat Germ Agglutinin)-HRPを用いた同様の実験では、両側視床下部外側野に標識細胞を認めた。2.迷走神経肝臓枝及び視床下部外側野の微小電気刺激に応じ、延髄左側迷走神経背側核において誘発電位が導出・記録された。また肝再生を惹起する肝切除後、延髄左側迷走神経背側核内の神経細胞の自発電位発射頻度は、その切除量に応じて増大する。しかもこの時、膵臓・小腸支配の神経細胞の自発発射頻度にも増加が認められた。3.迷走神経肝臓枝及び膵臓枝にそれぞれ赤色・緑色の特殊蛍光標識物質を取り込ませた結果、背側核内で両者のシナプス接合が確認された。4.Microdialysis法により肝部分切除後早期における視床下部モノアミン代謝を解析した結果、神経伝達物質であるセロトニンの代謝の亢進が認められた。5.以上今回の研究により、肝臓と延髄背側核、背側核と視床下部にそれぞれ独立した閉鎖神経回路網が存在し、肝再生の始動及び再生量の調節に重要な役割をもつことが考えられた。また背側核内での肝臓由来神経細胞と膵臓由来神経細胞の連関は、肝再生時の神経性因子と体液性因子の接点になる事象といえ、今後各種生体反応系を解析するうえで神経伝達物質の動態とともに重要な研究課題といえる。
面状圧力分布情報に基づく安全な装着型アシストロボットの開発と制御

2018年度は研究項目の「制御における圧力分布情報の有意性」と「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」に取り組んだ。これらの成果を国内学会5件(査読無)、国際学会3件(査読有)で発表した。論文が1件採択(印刷中)され、また、医療・介護実施者向けの冊子「地域ケアリング」に記事を寄稿した。その他、フロンティア21エレクトロニクスショーで広く一般向けに研究内容と成果を紹介した。詳細を以下に示す。「制御における圧力分布情報の有意性」では、前年度に製作した腕部用試作機に制御法を実装し、研究実施者の腕部屈曲伸展運動へ追従させる基礎実験を行った。実験から、トルクに基づく既存の制御法に対し、圧力分布情報を活用した制御法がより抵抗感なく人の運動に追従できる可能性が見えた。しかしながら、腕部用試作機は比較的細身の特定個人の腕部形状に最適化された状態で設計されており、一般的な被験者への装着・実験が困難であった。そこで、再度試作機の設計を見直し、標準体型の腕部形状に基づいた新たな試作機を製作した。次年度早々には、新たな試作機を用いて一般の被験者を対象に実験を実施する予定である。「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」では、昨年度構築したマーカレス表面形状変形追跡手法を用いて、持ち上げタスクを想定した前後屈曲動作中の人の体幹部表面形状を計測・解析し、体幹部用試作機のリンク部構造を決定した。加えて、決定した構造に基づいた体幹部用試作機の製作に着手した。アクチュエータの調達、及び、アクチュエータサイズ・配置を考慮したロボット設計に時間を要したため、試作機製作に遅れが生じた。次年度早々に製作を終えて、検証実験を実施する予定である。「持ち上げタスクに対するアシスト制御と評価」については、2018年度に製作した腕部用試作機と体幹部用試作機に肩部と脚部のパーツを組み合わせることで実現できると想定している。昨年度は腕部用試作機の再製作に時間を要したため、基本的な動作検証に留まり、当初予定していた被験者実験に至らなかった。次年度当初に腕部用試作機を用いた被験者実験を行い「制御における圧力分布情報の有意性」の結論を得る。また、体幹部用試作機に用いるアクチュエータの調達とアクチュエータサイズ・配置等を考慮した体幹部用試作機の設計に時間を要したため、体幹部用試作機の完成に至らなかった。「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」についても次年度早々に試作機を製作、制御系を実装し、夏頃を目途に被験者実験を実施する予定である。これまでの研究推進によって、圧力分布情報に基づく制御法の検討と装着型ロボットにおける圧力分布情報の計測・制御利用による基本的な効果は確認できた。装着型ロボットにおいて人体との接触圧力分布を制御するには「接触圧力分布予測制御法」が有用である可能性が高いことが、シミュレーションにて明らかになった。また、腕部用試作機による基礎実験から、圧力分布情報を計測可能な装着型ロボットを製作することで、一般的に計測・制御に利用されているトルク情報では検知できない「装着者に加えている力の分布」が計測可能になり、今までとは異なる観点から装着者の安全を担保できる可能性が見えた。同時に、圧力分布情報を活用するには、人体に密着して装着可能なロボットの構造が重要である点も明らかになった。装着型アシストロボットにおいて、真に圧力分布情報の有効性を確認するには、実ロボットによる被験者実験が必須となる。腕部用試作機を用いた基礎的効果の検証、体幹部用試作機を用いた圧力分布情報の有意性の検証、全身アシスト機構を用いた持ち上げタスクに対するアシスト効果の検証を行うことで、実際の装着型アシストロボットにおける圧力分布情報の有効性を確認する。昨年度は腕部用試作機の再製作に時間を要したこと、また、体幹部用試作機製作においてアクチュエータの調達とアクチュエータサイズ・配置を考慮したロボット設計に時間を要したため、当初予定していた被験者実験を実施することができなかった。研究計画から少し遅れているため、年度初めから夏頃を目途に昨年度の残存課題に取り組む。年度当初に被験者実験を実施して「制御における圧力分布情報の有意性」の結論を得る。なお、当該実験項目における被験者実験に係る倫理審査は受理済みである。「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」については、先の項目と並行して試作機製作・制御系の実装を行い、夏頃までには倫理部の承認を得る。その後、被験者実験を実施して結論を得る予定である。また、「持ち上げタスクに対するアシスト制御と評価」を実施するための全身アシスト機構を製作し、評価実験に取り組む。全身アシスト機構は、先の腕部用試作機と体幹部用試作機に加えて肩部用と脚部用のパーツを3Dプリンタを駆使して製作し、それらを組み合わせることで実現できると考えている。基本的な制御系は一昨年度までの研究成果を活用できると考えており、ハードウェアが完成し次第、制御系のソフトウェアを実装する。評価実験においては、最大接触圧力・筋活動量・心拍等に基づき人体への負荷軽減効果の定量評価を行うとともに、アンケートによる官能検査も併せて実施することで感覚的なアシスト効果も統計的に評価する予定である。個々の研究成果は国内学会・国際学会へ積極的に発表するとともに、最終年度である本年度は、研究全体の成果のとりまとめも併せて行う。なお体幹部用試作機、及び、全身アシスト機構を用いた被験者実験を実施する際には、名古屋大学工学部倫理部の審査を受け、適切に実験を行う予定である。

やや遅れはあるが、当初計画した研究課題は期間内に検証できると考えている。平成28年度は研究項目の「シミュレーション環境の構築」、「制御における圧力分布情報の有為性」、「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」に取組んだ。これらの成果を国内学会9件(査読無)、国際学会2件(査読有)で発表した。また第41回東海ファジィ研究会で研究成果を含む講演を、テクノ・フェア名大、オープンキャンパス、フロンティア21エレクトロニクスショーでは一般向けに成果を紹介した。具体的な内容を以下に示す。「シミュレーション環境の構築」では、運動の3次元計測環境の構築と皮膚弾性特性計測装置の製作に取組み、基本的なシミュレーション環境を構築した。計測環境は、距離画像センサKinect V2を4台用い、人体表面形状を点群データとして計測できる。特定個人の腕部屈伸運動を対象に計測実験を行い、15000点程度の点群からなる比較的高解像な腕部表面形状が取得できた。一方、計測環境と制御のシミュレーション環境は独立しているため、次年度初期に計測と制御が一貫した環境へと改良する。「制御における圧力分布の有為性」では、単関節部においても、既存法(関節部のトルク値に基づく制御法)に対し、圧力分布を活用した制御法の方が、接触位置の依存性が解消され、人体への安全性が向上することをシミュレーションで明らかにした。今後、実際の装着を想定した実機実験を進める。なお実験用試作機は、3次元計測で取得した腕部形状データを基に、3Dプリンタで製作を進めている。「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」に対して、圧力分布指令が得られる前提の下、指令値との誤差を低減する制御法として、「逆運動学を活用した制御法」と「接触圧力分布予測制御法」の二手法を提案した。また、体幹部用の検証用試作機を設計、3Dプリンタにより製作し、試作機を用いた実機実験環境を構築した。今後、シミュレーションと実機の両面から制御法を比較・検討する。多少の前後はあるものの、当初計画に従っておおむね順調に研究が進んでいる。研究項目の「シミュレーション環境の構築」は研究実績の概要で述べた通りに概ね完了した。利便性を考慮し、次年度早々には、実環境での計測とシミュレーションモデルの制御をリンクさせ、計測から制御までを一貫してシミュレーション可能な環境に改良していく。「制御における圧力分布情報の有為性」は、「単関節部位における先行研究の検証」から接触位置依存に対する原理的な有為性を確認した。また「検証用試作機の設計・製作」については、3次元計測に基づく設計は完了しており、3Dプリンタを活用することで次年度4月中旬にはプロトタイプの製作が完了する予定である。「圧力分布に基づく体幹部アシスト制御」は、圧力分布指令値がある前提で、「逆運動学を活用した制御法」と「圧力分布予測制御法」をシミュレーションで検討した。制御系の枠組みの構築は完了したため、今後、パラメータの設計法と併せ、制御効果の比較検討を行う。また、高速サンプリングが可能な面状圧力分布センサの調達、検証用試作機の設計と3Dプリンタによる製作が完了し、実機実験の環境が整った。シミュレーションと実機の両面から制御法の比較・検討を行う。
治療抵抗性の高い腫瘍幹細胞における代謝プロファイリング解析

癌幹細胞および正常組織幹細胞の解析を目的とし、マウスに正常脂肪由来幹細胞に関して、表面抗原やリン酸化タンパク、アルデヒド脱水素酵素活性に基づいてbulk細胞中の性状の異なった集団の同定を試みた。マウス脂肪由来幹細胞中にALDH活性の高い15%程度の細胞集団を同定し、分化能を検討したところ高い骨分化能を示すことが判明した。現在、この細胞集団に関してマイクロアレイおよびgene set enrichment analysisを用いて遺伝子発現の観点から解析中である。正常幹細胞と癌幹細胞の違いを探るべく、mRNA発現、タンパクリン酸化、代謝の観点からスクリーニングを進めており、特に脂肪由来幹細胞を用いてデータを蓄積中である。脂肪由来幹細胞に関して、細胞集団によるtyrosineのリン酸化の違いが存在することが判明し、現在詳細に解析中である。正常組織、特に消化管上皮や血液系は、幹細胞という少数の未分化な細胞が、成熟細胞に分化し続けることで恒常性が保たれている。近年、癌組織においても幹細胞様の細胞集団が存在し、癌組織を形成・維持していることが示されており、正常組織と癌組織における幹細胞の観点からの比較に基づいた研究がますます重要となってきている。癌幹細胞および正常組織幹細胞の解析を目的とし、マウスの正常脂肪由来幹細胞(mADSC)に関して、8種類の表面抗原、13種類の細胞内リン酸化タンパク、および細胞内アルデヒド脱水素酵素活性(ALDH)に基づいて、bulk細胞中の性状の異なった集団の同定を試みた。その結果、mADSC中に、ALDH活性の高い15%程度の細胞集団を同定した。ALDHはレチノイン酸代謝に関与し、分化能における関与が考えられたことから、ALDH活性の高い集団と低い集団をそれぞれ軟骨、脂肪、骨分化をそれぞれ誘導し、コラーゲンII、FABP3、オステポンチンに対する免疫染色を行って検討したところ、ALDH活性の高い細胞集団においては、高い骨分化能示すことが判明した。また、WST-8アッセイを用いて、それぞれの集団の細胞増殖率を検討したところ、ALDH活性の高い集団がより高い増殖活性をもつことが判明した。現在、これらの細胞集団に関してマイクロアレイおよびgene set enrichment analysisを用いて遺伝子発現の観点から解析中であるほか、癌細胞に関しても性状の異なった細胞集団の有無について検討中である。現在、正常幹細胞に関して解析を進めており、得られた知見を足がかりに癌幹細胞における解析を準備中であり、概ね当初の予定通りである。27年度が最終年度であるため、記入しない。幹細胞生物学正常組織幹細胞におけるheterogeneousな集団を同定し、解析中であるが、今後、癌幹細胞においても検討する。
自己免疫疾患におけるCD19シグナル伝達異常の分子メカニズム

CD19はB細胞の活性化に重要な共受容体である。CD19の細胞内領域にあるY^<513>, Y^<482>, Y^<391>という3つのチロシン基に注目し、それらのリン酸化パターンを解析した。CD19は、IgM型抗原受容体(BCR)刺激、IgG型BCR刺激、BCRとCD40との共刺激、BCRとCD19との共刺激、LPS刺激といった外界からの刺激の種類により、そのチロシンリン酸化パターンが異なる結果が得られた。CD19はB細胞特異的な共受容体で、抗原受容体からのシグナルを増強させる重要な働きを持つ。本年度われわれは、CD19の細胞内領域にある、機能的に重要な3つのチロシン基(513番目のチロシン基(Y^<513>、482番目のチロシン基(Y^<482>)、391番目のチロシン基(Y^<391>))のリン酸化チロシン基特異抗体を作成することができ、その有用性を確認した。そしてそれらを用いて、様々な外的刺激により生じるCD19のリン酸化パターンを解析した。マウス脾B細胞においても、マウスBcell lineでも、抗原受容体(BCR)を刺激するとY^<513>は速やかにリン酸化されY^<482>は他の2つのチロシン基よりもリン酸化が遅く、かつすぐにリン酸化が解除されることが示された。次に抗原認識部位が同一でありながら、BCRのアイソタイプとしてそれぞれIgM, IgG2aのみを表出するようにトランスフェクトしたK46μmλ、K46γ2amλ細胞を用いて、それぞれBCR刺激した結果、IgG型BCR刺激ではIgM型BCR刺激よりも速やかにY^<513>のリン酸化がおこり、Y^<482>, Y^<391>はより強くリン酸化された。このアイソタイプの違いによるCD19のリン酸化パターンの差異は、CD19の下流タンパクであるVav, PI3K, Aktの活性化にも影響を及ぼすことが示された。さらにBCRとCD40の共刺激では、BCR単独刺激と比較して、いずれのチロシン基も有意に強く、かつ長くリン酸化された。BCRをLPSで刺激するとBCR刺激と異なり、いずれのチロシン基もかなり緩徐にリン酸化が始まり、同じような推移で進行し、遷延してリン酸化が続くことが示された。以上から、CD19のリン酸化パターンは、刺激の種類により多様であり、このように多様であるがゆえに、外界の状況に応じてB細胞のシグナル伝達が精緻に制御される可能性が考えられた。CD19はB細胞特異的な共受容体で、抗原受容体(BCR)からのシグナルを増強させる働きを持つ。前年度、CD19の機能的に重要な3つのチロシン基(Y^<513>,Y^<482>,Y^<391>)のリン酸化チロシン基特異抗体を作成し、IgG型BCR刺激とIgM型BCR刺激でCD19のリン酸化パターンが異なることを示した。今年度は下流タンパク(Vav,PI3K,Akt)へ及ぼす影響を検討した。Vavは、IgG型BCR刺激ではIgM型BCR刺激より強くリン酸化された。PI3K活性は、IgG型BCR刺激の方がlgM型BCR刺激よりも高く、さらにCD19-siRNAでCD19を抑制すると、IgG型BCR刺激の方が強い抑制効果がみられた。PI3Kの下流にあるAktでは、IgG型BCR刺激の方がIgM型BCR刺激より速くかつ強くリン酸化された。本年度はCD19のリン酸化がおこる局在についても解析した。コレステロールやスフィンゴ脂質が豊富な細胞膜上の微小環境をlipid raftsといい、細胞表面からのシグナル伝達において重要な役割を担う。無刺激あるいは刺激したB細胞をショ糖濃度勾配を作成し、超遠心してlipid raftsと可溶成分に分けた後、各分画をSDS-PAGEにて分離しリン酸化チロシン特異抗体にてプロットした。細胞膜上のCD19のうち一部はlipid raftsに存在し、わずかであるが無刺激の状態でもY^<513>が恒常的にリン酸化されていた。BCR刺激がおこると、リン酸化Y^<513>はほとんどがlipid rafts内で検出されるのに対し、Y^<482>とY^<391>のリン酸化は、一部はlipid rafts内で検出されるものの、主としてlipid rafts外で検出された。BCR刺激によるCD19のチロシンリン酸化はlipid rafts内でも外でも生じているが、そのリン酸化過程は異なる可能性が考えられた。
半導体量子閉じ込め構造間の電子相互作用による秩序形成と光相互作用に関する共同研究

1.試料作製原子層エピタキシ-法とビームリソグラフィー技術により試料作製を行った。幅が20-30nmの量子細線構造、および、周期150nm幅が25nmチタン/金電極を用いたスプリットゲート法による試料を作製した。これは報告されている試料の中では最小の周期を持つものであり、電子相互作用の観測に適したものと考えられる。2.測定輸送現象の測定により閉じ込め構造中の電子密度を測定した。また、強磁場下の光学スペクトルの測定を試料温度を1.9Kから150Kの範囲で行ない、量子閉じ込め構造中の電子密度分布に関する知見を得た。3.理論解析実験に使用した試料形状を再現するようなモデル計算をハートレー近似の範囲で行い、電子密度分布を解析した。得られた結果は測定の結果をよく再現した。
インピーダンス理論に基づく衛星捕獲ロボットのコンタクトダイナミクスと制御法の研究

本課題は,コンタクトダイナミクスの定式化に立脚したフリーフライング宇宙ロボットを用いた衛星捕獲制御技術の確立を目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する.本課題は,コンタクトダイナミクスの定式化に立脚したフリーフライング宇宙ロボットを用いた衛星捕獲制御技術の確立を目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する.本課題は,フリーフライング宇宙ロボットを用いた軌道上サービスミッションを実現するために必要不可欠な「コンタクトダイナミクス」の定式化に立脚した衛星捕獲制御技術の確立を目指し,軌道上ロボティクスの研究を行うことを目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する。本年度は,接触力,機械インピーダンス,およびインピーダンス制御に関する基礎理論を整理し,数値シミュレーションにより解析を行った.汎用ロボットアーム及び,宇宙ロボットの手先機構を模擬したモデルを用いて,接触実験を行い,その間に生じる接触力の発生メカニズム及び,コントロール法に関する基礎データの取得を行った.また,本課題を遂行するにあたり必須となる,微小重力下の人工衛星及び,捕獲ロボットの動作を模擬する空気浮上テストベッドを開発を行い,その動作を計測するための,赤外線3次元位置計測装置,光学マウスを応用した空気浮上テストベッド用ビジュアルオドメトリ装置,加速度センサ等の各種装置の構築も行った.さらにターゲット捕獲用の空気浮上2次元マイクロアームの設計・試作を行い,これを前述の空気浮上テストベッドに搭載した.これらのテストベッドについて初期動作確認実験として,宇宙用手先軌道追従制御及び,手先インピーダンス制御実験を行い,本テストベッド及び,計測システムが有効に機能することを確認した.本課題は,フリーフライング宇宙ロボットを用いた軌道上サービスミッションを実現するために必要不可欠な「コンタクトダイナミクス」の定式化に立脚した衛星捕獲制御技術の確立を目指し,軌道上ロボティクスの研究を行うことを目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する.本年度は,シミュレーションによる制御法の解析とともに,前年度に試作した,空気浮上フリーフライングロボットモデル及び,ターゲット捕獲用の空気浮上2次元マイクロアームの改良・整備を行った.本モデル及び,空気浮上ターゲットモデルを用いて,微小重力環境下における衛星捕獲実験を行い,インピーダンス制御による浮遊ターゲットに対する接触維持が有効であることを確認した.制御むだ時間が接触力に及ぼす影響についても検討を行い,影響を相殺するインピーダンスパラメータの決定法および,その限界について確認した.また接触力をトリガーとして自動的に把持を行うグリッパシステムについて開発を行った.上記の接触維持手法と組み合わせることにより,センサー類を追加することなしに,容易かつ確実に衛星捕獲が可能となることを確認した.さらに,アクチュエータの性能限界を考慮した,最適接触アプローチおよび,接触直後の運動量コントロールについて検討を行った.本課題は,フリーフライング宇宙ロボットを用いた軌道上サービスミッションを実現するために必要不可欠な「コンタクトダイナミクス」の定式化に立脚した衛星捕獲制御技術の確立を目指し,軌道上ロボティクスの研究を行うことを目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する.本年度は,前年度までに構築したインピーダンス制御による接触維持技術をパラメータ未知のターゲットに対しても適用するため、適応的にインピーダンスをチューニングしながら安定な接触を継続する制御法の検討を行った.まず,アームに新たにシンプルな1軸距離センサーを搭載し、接触前後の速度と接触力履歴からターゲットの慣性を同定する手法を開発した.本手法をベースとして,「慣性未知のターゲットに対して,ロボットアームのインピーダンスが十分に小さい状態で初期接触を行い,接触中のデータよりターゲット慣性を同定し,自動的にインピーダンスを最適値(マッチング値)に変更することにより,適応的に最適な接触維持を実現する」というストラテジーを検討し,シミュレーションおよび,前年度に構築した空気浮上フリーフライングロボットモデル及び,空気浮上ターゲットモデルを用いて,有効性を確認し,良好な結果を得た.
特許出願の日欧比較および選択と集中による特許戦略に関する調査研究

日本企業の特許出願行動の要因分析を行い、企業内知的財産部門と他部門との連携状況、累積特許出願件数を判断要因とする競合他社との出願競争、特許出願したものの審査請求に至らなかった未審査請求件数と特許出願件数との関係、防衛特許の役割、未活用特許の発生要因、特許の基本性、改良性の日欧比較等に関し、わが国企業が選択と集中による特許出願戦略を展開していくうえでの重要要因を抽出した。これらの要因に着目し、欧州と日本の特許制度上の違い、企業の出願戦略の違いを浮き彫りにするとともに、今後の我が国企業の特許出願戦略への提言を行った。本研究は、欧州企業の出願に見るコア技術の捉え方、我が国企業の出願対象技術との相違、我が国企業の改良技術の有効性などに関して、その実態を、アンケート・インタビュー等を通じて明らかにすることを目的とする。出願戦略の日欧比較分析により、我が国企業の改良技術の出願が多い原因を究明すると共に、今後の知的財産戦略のあり方に関する提言を行う。平成22年度は、まず、日本企業の特許出願構造分析に着手した。特許出願から得られるデータとして、特許出願件数、審査請求件数、拒絶理由通知、特許査定、拒絶査定等の統計からマクロ的視点による構造分析を行った。1.わが国には権利取得はしたものの、実施していない未活用特許が多く存在する。企業へのアンケート調査により未活用活用特許が生じる原因を究明した。2.取得した特許は、技術的価値及び経済的価値により権利の有用性を測定することができる。特許手続きを調査することで当該特許への市場からの関心度を測ることができることが明らかになった。特に、特許の技術的価値に注目し、技術価値評価手法を提案した。3.デジタルカメラを例にとり、競合企業の出願分析により、製品のライフサイクルの中で、特許出願戦略を見直すことの必要性を提言した。4.特許流通DBに登録されたデータを用いて、特許の未活用をもたらすクリティカル要因を抽出した。また、防衛特許に関する企業への意識調査を行い、戦略要因が抽出された。5.わが国企業による審査請求率が特許出願件数に影響することを明らかにした。以上、研究成果をまとめると、平成22年度は、わが国企業の特許出願構造を特許データから分析するとともに、企業へのアンケート調査により、企業の知財担当者がどのような意識で出願の判断をしているかを分析した。そして、コア出願か改良出願かの評価に当たっては、技術的評価と経済的評価の両側面からの分析手法を示すことができた。平成23年度は、平成22年度に行った調査研究結果を踏まえ、未審査請求件数が多く存在する原因、防衛特許出願の狙い等、我が国企業のこれまでの特許出願戦略の特徴点及びその要因に注目し、これら特徴点に関し欧州企業へのアンケート調査および訪問インタビュー調査を実施した。また、一連の特許出願戦略の日欧比較分析には、権利化された特許権の権利行使実務上の相違についても調査する必要があるため、特許権侵害訴訟における日欧の裁判所における審理プロセス、特に、侵害事件に係属後の特許無効について日欧比較を行った。以上の調査結果から、以下の仮説が導かれた。(1)欧州において活用されている欧州特許条約における出願、サーチレポート、審査請求のプロセスが、出願時の厳選、基本生の高い発明の特許出願を促している。特に、出願時点での費用負担、欧州特許付与後の欧州各国への移行に伴う手続き、費用の大きな負担が要因となっている。(2)ドイツでの特許権侵害における権利者勝訴率は約65%と高い結果であるのに対し、日本では約20%と極めて低い結果となっており、この一つの要因が、侵害訴訟における無効判断の確率が高いことがあげられる。(3)日欧の訴訟制度の違いが特許侵害訴訟における特許の有効性に大きく影響している。(4)(1)で提起した権利付与の手続きの違いによる出願の厳選プロセスが、権利付与後の侵害訴訟における権利者勝訴率にも影響している。(5)欧州企業からは、単一欧州特許条約への発展に対する期待が大きく、手続きおよび費用の簡素化により、米国、日本をはじめとする欧州域外における特許権に対抗できる競争力確保への政策転換が進められている。本年度得られた日欧比較の結果に基づき、平成24年度には特許出願戦略の日欧比較として評価し、日欧企業への最終的な訪問調査を経て、今後の我が国企業の知的財産戦略への提言として取りまとめる。平成24年度は、平成22年度および23年度に行った調査研究結果を踏まえ、特許出願戦略の観点から日欧比較を試み、我が国における今後の特許出願戦略の方向性を考察した。主な論点を以下にまとめた。(1)日欧企業の特許出願戦略の違いを分析するにあたり、戦略比較の視点として19項目の戦略要素を抽出した。この戦略要素に基づいて行った日欧企業へのインタビュー結果から特徴点が抽出された。(2)欧州企業は、自社のコア技術に対する意識が強いのに対して、日本企業は、コア技術以上に細かな改良技術を着実に権利化していく意識が強いことが分かる。

また、自社内での特許出願に対するノルマ主義、基本と改良の組み合わせから構成される特許ポートフォリオ、他社への攻撃より防衛意識が強いこと等が日本企業の出願構造に影響している。(3)特に、日本の電機産業分野においては、標準化への参画、クロスライセンス締結、企業同盟の構築等の視点が強く作用しており、競合間の競争力を意識した出願構造となっている。自社実施との関係においては、必ずしも近い将来実施する予定がない発明についての出願をせざるを得ない状況でたた存在するのに対し、欧州企業は、自社実施を前提とした出願に選択と集中をしている様子がうかがえる。(4)特許出願戦略策定に関しては、日本企業は、大きな本社機能としての全社の知的財産戦略の中で議論がなされているのに対し、欧州企業は、新製品開発の舞台となるプロジェクトベースでの特許出願戦略の議論が中心となっており、新製品を取り巻く外部環境及び内部資源分析を踏まえたミクロレベルでの戦略策定の議論の必要性を強く感じる。日欧の特許出願比較に関する調査研究報告はこれまでに存在せず、更に、発明の基本性に関する日欧比較という観点は斬新であり、我が国におけるこれまでの大量出願と欧州における基本性の高い特許出願の違いを出願審査プロセス及び特許侵害訴訟における勝訴率、無効判断の観点から明らかにしており、平成24年度の最終提言に向けた準備が順調に進んでいると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成22年度における特許出願構造分析から得られる特許出願戦略要因と、平成23年度における欧州特許制度の特徴および侵害訴訟における日欧比較の結果から、平成24年度においては、特許出願戦略の観点から日欧比較を試み、我が国における今後の特許出願戦略の方向性についての提言に結び付けていく。特に研究計画の変更は、なし。
航空機及び地上レーザー計測データを用いた森林資源シミュレーション開発

国内外の環境政策において、森林域における二酸化炭素吸収機能が注目されており、シミュレーションソフト(InVEST)を用いてその炭素動態をモニタリングすることができる。本研究では森林資源量を最も詳細に把握できる航空機レーザーと地上レーザーを用いて森林資源量のシミュレーションを行い、結果を比較した。その結果、立木密度の把握が結果に大きく影響していた。立木密度を正確に把握できる地上レーザーを実用的に利用普及することで、より現実的なシミュレーションを行えるようにすることが今後の課題である。国内外の環境政策において、森林域における二酸化炭素吸収機能が注目されており、森林域での炭素動態モニタリングが必要になってきている。森林モニタリングでは、森林の現存量や経年的変化量の把握が重要であり、そのためのリモートセンシング技術の開発やモニタリング手法の確立が望まれている。さらに、リモートセンシングデータを解析した結果からInVEST(将来予測のためのシミュレーションソフト)を用いれば、森林資源の将来予測ができる。InVESTは、様々な解像度のリモートセンシングデータに対応しており、用いるデータのスケールによってシミュレーション結果が異なる。本研究では、様々な土地利用が混在する都市近郊林で、解像度の異なるレーザーリモートセンシング技術を用いたシミュレーション結果の違いを明らかにすることを目的としている。森林リモートセンシング技術の中で、地上レーザーが最も高解像度に3次元データを取得ができる。地上レーザーを用いて森林資源量の把握には欠かせない材積を自動で算出する解析技術を確立した。地上レーザーデータによる材積算出結果を現地で倒木調査した結果と比較し、解析結果の正確性が高いことを実証することができた。地上レーザーを用いれば、非破壊でどんな樹種に対しても材積を把握できる。地上レーザーからの解析結果を航空機レーザーデータからの解析結果と比較したところ、森林資源量に関係のある材積は幹本数(立木密度)と関係があり、立木本数を把握できるリモートセンシング技術が必要であることがわかった。これらの解析結果をInVESTを用いてシミュレーションを行ったところ、解像度の違いがシミュレーション結果へ大きく影響を及ぼすことがわかった。今後はより正確にバイオマスを把握できる地上レーザー技術を実用的に導入する上で、広域に森林をモニタリングするサンプリング手法の確立を検討したい。本研究の目的は、様々なスケールのデータを用いて、InVESTによるシミュレーションを行い、結果を比較し、使用するデータのスケールによる結果への影響を検討することである。InVESTとは、自然資源の将来予測をシミュレーションできるソフトであり、リモートセンシングデータから解析されたデータを初期値として使用することができる。これまでその初期値として扱うデータのスケールによる結果への影響を検討した研究は行われていない。23年度はそのシミュレーションソフトに使用される様々なデータを準備した。まず、最も高解像度にデータが取得できる地上レーザーを用いて本研究対象地である山武市でデータを取得し、正確なシミュレーションに必要な材積量を自動で算出できるようにした。地上レーザーデータで取得した樹木は、倒木による実測との結果と比較し、正確性を実証することができた。その結果、地上レーザーだけで非破壊の材積量把握ができるようになった。さらに、従来の材積式では考慮されていない現況、特に病害が及ぼす幹形状変化を地上レーザーで正確に把握することができ、伐倒調査により実測してその精度が十分にあることが検証できた。これまでのアロメトリー式では把握できない、溝腐れ病による病害度を考慮した炭素現存量を、正確にそして効率良く計測することができるようになった。地上レーザーデータの結果を航空機レーザーデータからの結果と比較したところ、航空機レーザーは樹冠表面からのレーザー反射が多いため樹高の計測には向いているが、森林の価値またはバイオマス量に深く関係している材積(幹の体積)を直接計測することができない。また樹冠が密な場所では航空機レーザーからのデータの取得する際、幹本数判別(立木密度判別)に限界がある。しかし、地上レーザーでは詳細に森林の垂直分布を把握できるため、森林資源量把握に適していることがわかった。本年度の目標である最も詳細なスケールで地上レーザーを用いて資源量把握ができたことは大きな前進である。シミュレーションソフトを用いた研究では、何をグランドトゥルースとするかが問題となる。特にリモートセンシングデータからの解析結果を基にしている場合は、解析結果の正確性を検証しなければならない。その点で、本研究では地上レーザーにより最も正確な資源量を把握できたことが最初の大きなステップであり、このデータを基に、より広域での資源量を外挿していくことが可能となる。これまでの現地調査での計測は、マニュアルによって行われていたため人的エラーが含まれ、完全なグランドトゥルースデータを取得するには限界があった。そこでレーザー等による高精度センサーが容易に利用可能となり、マニュアルによる測定よりもレーザーセンサーによる自動計測の方が正確となってきている。センサーの精度がそこまで良い計測ができると、グランドトゥルースとして手動で計測するのではなく、レーザーセンサーのみを用いて計測されたものを参照データとして使用できる。

本年度の研究では、そのレーザーセンサーだけ用いて樹木計測をして、レーザーデータがグランドトゥルースとしても十分な精度があることを実証した。また、ここまで詳細なデータを用いてシミュレーションを行った研究はなく、新規性の高い研究になると言える。また、今後より広域なスケールでシミュレーションを行った結果を検証するために、地上レーザーによる結果で検証ができれば、現地データとして確証性の高いデータを提供できるようになる。本研究対象地は針葉樹林が主体であったため、次年度では広葉樹が主体の対象地でデータ取得を行い、解析手法をより汎用性の高いものにする必要がある。これまで取得したリモートセンシングデータからInVESTを用いてシミュレーションを行い、結果を比較することで、入力データのスケールによるシミュレーション結果への影響を検討する。これまで取得した低高解像度リモートセンシングデータは、Landsat TM & ETM+ (解像度30 m)、ALOS PALSAR (解像度25m & 15m)、RapidEye (解像度5 m)、航空機レーザー(解像度0.5 m)、地上レーザー(3次元解像度0.5 m)。これらすべてのデータを一つの対象地で取得済である。使用したセンサーは、光学からレーダー、レーザーと様々なリモートセンシングデータがあり、解析手法は異なる。光学センサーやレーダーセンサーは、輝度値や後方散乱係数を用いて土地利用図を作成し、その土地利用図がInVESTのインプットデータとして使用する際に影響を及ぼす。そこで、3次元計測が可能なレーザーデータを併用することで、土地利用図等の2次元平面としてのデータ利用ばかりでなく、3次元属性(バイオマス量等)を付加することで、より現実に近いシミュレーションが展開可能となる。23年度で準備した様々なスケールのデータでシミュレーションの結果を比較検討し、スケールに関わるシミュレーションのアルゴリズムを調整する。例えば、シミュレーションのための目標シナリオ設定には、生物多様性等の指標があり、それらの指標をより増加させる空間的配置や初期値として入力データのスケールの影響を検討したい。InVESTはArcGIS上で動くソフトであるが、ArcGISが扱えるデータ容量には限界があり、高解像度の衛星画像または航空機レーザーデータを用いたシミュレーションには限界がある。そのため、容量の大きい入力データでも対応可能なシミュレーション手法の検討も行う。24年度の研究では様々なスケールでシミュレーションを行い、結果を比較することが主な研究となるが、結果の検証のために現地データも取得しなければならない。物品費(10万円):調査に使用する消耗品の購入。旅費(85万円):本研究の研究成果を国際学会で発表するため3つの国際学会での発表を予定している。
希土類添加窒化ガリウム及び二硫化銀ガリウムのルミネッセンスと素子応用に関する研究

希土類添加GaN粉末蛍光体、スパッタ膜およびAgGaS_2結晶の作成とフォトルミネッセンス測定を行った。(1)GaN粉末蛍光体については、GaN粉末とEuNあるいはTbNの焼結を試みた。希土類イオンによる発光は、3価の希土類による強い緑(Tb)および赤(Eu)の発光が得られた。スペクトルより、発光は純粋にGaN中の希土類によるものではなく酸素不純物の関連したものと考えられる。EuドープGa_2S_3の窒化より得られたGaN粉末ではEu^<3+>の発光が得られが強度は小さい。同様の方法でZnはドープされることから、熱平衡でのGaNへの希土類ドーピングは難しい。新しいGaN粉末蛍光体の作成方法としてGa(NO_3)_3とEu(NO_3)_3用いた化学合成と熱処理によるドーピング法を試み、初期的な結果を得た。(2)高周波マグネトロンスパッタ法によりサファイア上にEu、TbドープGaNの成長を試みた。620nm付近にEu^<3+>の発光を得た。成長条件(基板温度、成長時間、ドーピング濃度)やアンモニア中での熱処理条件と発光の関係を調べた。成長の最適化によりEuに関しては強い赤色発光を示すGaN薄膜をを得た。しかしTbに関しては、Euと同様の条件での作成にもかかわらずTb^<3+>の発光得ることができなかった。Tb不純物の-電子トラップ準位が伝導帯中にあるため、エネルギー伝達ができない為と考えられる。(3)EuおよびErドープAgGaS_2を(1)焼結法、(2)ブリッジマン法、(3)ヨウ素輸送法、により結晶を作成した。AgGaS_2:Euは、2.3eVに非常に強い発光ピークを持つ緑色発光を示した。この発光はEu^<2+>2の5d-4f遷移によると考えられる。I-III-VI2半導体での2価の希土類の発光の観測は始めてである。AgGaS_2:Erでは焼結法とヨウ素輸送法によりEr^<3+>の発光線が2.3eV帯および1.9eV帯に観測された。赤外の1.5μm帯では発光は得られなかった。AgGaS_2中の希土類不純物の発光線は、成長方法・条件により発光線の数やエネルギーがに異なる。希土類不純物はAgサイトに置換しているものと考えられ、結晶の組成や電荷補償の検討が今後の課題である。本年度は、希土類不純物を添加したGaN粉末蛍光体、GaNスパッタエピタキシャル膜およびAgGaS_2結晶の作成とフォトルミネッセンス測定を行った。(1)GaN粉末蛍光体については、GaN粉末とEuNあるいはTbNを焼結することにより作成を試みた。

希土類イオンによる発光は、Gaを窒化して作成したGaN粉末を用いた場合では観られず、Ga_2O_3の窒化によるGaN粉末を用いた場合に3価の希土類による強い緑(Tb)および赤(Eu)の発光が得られた。しかし、発光スペクトルより、この発光は純粋にGaN中の希土類によるものではなく酸素の関連したものと考えられる。効率良くドーピングを行うために、EuをドープしたGa_2S_3の窒化を試みた。GaN中での3価のEuの発光は得られが強度は非常に小さい。同様の方法でZnは効率良くドープされることから、熱平衡状態でのGaNへの希土類のドーピングは非常に難しいことがわかった。(2)高周波マグネトロンスパッタ法によりサファイア基板上にEuドープGaN薄膜の成長を試みた。基板温度400°C以上で、弱くブロードではあるがEu^<3+>の発光を得た。この試料をアンモニア中で熱処理することにより、Eu^<3+>による強い赤色発光を示す試料を得た。成長条件を最適化することにより再現性とドーピング条件の最適化および他の希土類のドーピングが今後の課題である。(3)EuドープAgGaS_2を焼結法により多結晶をブリッジマン法により単結晶を作成した。これらの結晶は、2.3eVに非常に強い発光ピークを持つ緑色発光を示した。発光スペクトルよりこの発光は2価のEuにおける5d-4f遷移による発光と考えられる。これまでの研究において2価の希土類不純物の発光が得られたことは始めてである。本年度では、希土類窒化物を添加したGaN粉末ターゲットを用いて、サファイア基板上にEu添加GaN薄膜の成長を高周波スパッタ法により試み、成長条件や熱処理条件とフォトルミネッセンス特性の関係を詳細に調べた。また、AgGaS_2へのErドープを試みた。GaN : Eu薄膜において、Eu^<3+>の発光強度は、GaN薄膜の結晶性に大きく依存した。as-grownで良い結晶性の膜であれば、アンモニア中の熱処理により発光強度は大きく改善された。しかし、as-grownで結晶性が非常に悪い膜では、アニールを施しても発光線は現れなかった。as-grownでアモルファス的な膜の場合は、as-grown膜で発光線が観られるが、アニールにより発光線は消失した。これは、アニールによる再結晶は熱平衡に近い状態で生じ、その為に再結晶する際に膜中のEuが掃き出されたものと考えられる。また、スパッタ法ではGaN : TbにおいてTb^<3+>の発光は得られなかった。AgGaS_2結晶に、ブリッジマン法および焼結法およびヨウ素輸送法でErの添加を試みた。ブリッジマン法では成長結晶が空気中で不安定であり、またEr不純物の関与した発光は得られなかった。ヨウ素輸送法で成長した結晶においてEr不純物の関与した発行は得られなかった。しかし、原料結晶においてEr^<3+>の発光線(^4S_<3/2>-^4I_<5/2>遷移)が2.2.2.3eVに観測された。焼結法では、Er^<3+>の発光線が2.22.3eV(^4S_<3/2>-^4I_<5/2>遷移)、および1.85eV付近(^4F_<9/2>-^4I_<5/2>遷移)に観測された。これらの発光線の数やエネルギーは、上の2つのドーピング法により大きく異なり、さらに、熱拡散法によりドーピングを行った試料のものとも大きく異なる。この結果は、局所的原子配置が微妙に異なるEr中心が複数存在することを示している。また、1.5ミクロン帯の赤外発光線は観測されなかった。
身体運動は脳での血管新生を促進して学習記憶能力の低下やうつ様行動を改善するか否か

身体運動が脳での血管新生を促進してうつ様行動を予防するか否かについて検討して以下の結果を得た。(1)運動トレーニングによる海馬の神経新生の増加には海馬での血管新生が関与した。(2)高強度運動における神経新生の増加には海馬でのVEGF signaling経路が関係した。(3)運動由来の抗うつ効果には運動による海馬の神経新生と血管新生の改善が影響した。これらの結果より、身体運動は脳でのVEGF signaling経路を活性化し、血管新生を促進してうつ様行動の予防に貢献することが示唆された。【目的】継続的な身体運動による海馬の神経新生の増加に海馬での血管新生が関係するか否かについて検討した。このために、血管新生を促進させるVEGFの受容体Flt-1に対する特異的阻害剤であるSU1498を投与することによりVEGFを介した血管新生を抑制したマウスに4週間の持久的走運動行わせ、運動による神経新生の増加に対する血管新生の関与の有無を検討した。【方法】実験動物には8週令の雄C57/BL/6マウスを用い、これらを無作為に(1)安静群、(2)運動群、(3)運動+SU1498群の3群に分け、4週間飼育した。全てのマウスにAlzet浸透圧ポンプをマウスの腹腔内に埋め込み、(1)と(2)群には生理食塩水、(3)群にはSU1498を含む浸透圧ポンプを埋め込んだ。また、(2)、(3)群にはトレッドミル速度20m/分、1日60分のトレッドミル走を週6日行わせた。4週間目にBrdUを腹空内投与し、翌日、麻酔下で左心室から生理食塩水を灌流した後に脳を摘出した。脳は4%パラホルムアルデヒド・リン緩衝液に浸して一晩固定した後に脳切片を作成し、抗BrdU抗体を用いた免疫組織染色を行い、海馬の歯状回のsubgranular zone(SGZ)におけるBrdU陽性細胞数を測定して海馬での神経新生を調べた。また抗CD31抗体により染色された血管内皮細胞を測定して、海馬領域における毛細血管量を測定した。【結果・考察】継続的な持久的運動トレーニングは海馬での血管新生と神経新生の増加をもたらした。しかし、これらの運動トレーニングによる効果はVEGF受容体阻害剤の投与により消失した。この結果より、運動トレーニングによる海馬の神経新生の増加には、運動による海馬での血管新生が関与することが示唆された。「目的」本年度においては、ストレスによる学習記憶力の低下を身体運動は改善させるが、その改善効果に脳の血管新生が関係するか否かについて検討した。「方法」8週齢の雄C57/BL/6マウスを無作為に4群に分け、以下の実験条件で4週間飼育した。(1)コントロール群:身体拘束と運動を負荷せずに飼育した。(2)拘束群:毎日8時間、拘束用ゲージにより身体拘束を負荷した。(3)拘束+運動群:拘束用ゲージによる身体拘束を負荷し、その後にトレッドミル走を行わせた。(4)拘束+運動+SU1498群:拘束用ゲージによる身体拘束を負荷し、その後にトレッドミル走を行わせた。全てのマウスの腹腔内に浸透圧ポンプを埋め込み、(1)(3)群のマウスに埋め込む浸透圧ポンプには生理食塩水を充填し、(4)群のマウスには血管新生を促進させるvascular endothelial growthfactor(VEGF)の受容体Flt-1の特異的阻害剤であるSU149を充填した浸透圧ポンプを埋め込んだ。トレッドミル走は前年と同様に行わせた。2週間目にBrdUを腹空内投与し、4週間目に学習記憶能力を測定するためにwater maze test(WMT)を行った。WMT終了の翌日に脳を摘出し、抗BrdU抗体を用いた海馬歯状回のBrdU陽性細胞数の測定とCD31抗体を用いた海馬歯状回の血管密度の測定を行った。「結果」4週間の拘束ストレスにより学習記憶能力、海馬の神経新生、海馬の血管密度は共に低下したが、これらの低下は運動の継続により改善された。しかし、VEGF受容体阻害剤の投与は運動による改善効果を阻害した。これらの結果より、身体運動の継続はストレス由来の学習記憶能力の低下を改善し、その改善効果には海馬の神経新生と血管新生が関係していることが示唆された。【目的】ストレスによるうつ様行動の発症を身体運動が予防するか否か、また改善が認めされた場合にはその改善効果に脳の血管新生が関係するか否かについて検討した。【方法】8週齢の雄C57/BL/6マウスを(1)コントロール群、(2)CUS群、(3)CUS+運動群、(4)CUS+運動+SU1498群の4群に分けて4週間飼育した。

(2)(4)群のマウスにはうつ様行動を引き起こさせるために継続的にChronic unpredictable stress(CUS)を負荷した。(1)-(3)群のマウスには生理食塩水を、(4)群にはVEGF受容体の阻害剤であるSU1498を充填したAlzet浸透圧ポンプを腹腔内に埋め込んだ。運動はトレッドミル速度20m/分、1日60分のトレッドミル走を週6日行わせた。4週間目にBrdUを腹空内投与する。4週間後、強制水泳試験、ショ糖選択性試験等の行動試験を行し、試験終了の翌日、ネンブタール麻酔下で灌流後に脳を摘出し、一晩固定した後、厚さ40μmの切片を作成し、抗BrdU抗体または抗CD31抗体を用いた免疫組織学的分析を行った。【結果】4週間のCUS負荷によりマウスにうつ様行動が発症した。しかし、運動の継続はうつ様行動の発症を予防し、SU1498投与は運動による抗うつ効果を消失させた。この時、CUSにより海馬の神経新生と血管新生は低下し、その低下は運動により回復したが、SU1498投与により運動による回復は消失した。【考察】これらの結果より、継続的な運動によりストレス由来のうつ様行動は予防され、その予防効果には運動による海馬の神経新生と血管新生の改善が大きな影響を持つことが示唆された。