hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細薄膜アンテナと共鳴トンネル構造の一体化によるミリ波発振・放射特性の制御

本研究で得られた知見を以下に述べる。(ア)三重障壁(結合量子井戸)構造固有の電荷蓄積による非線形バラクタ特性評価(ウ)GaInP/GaAsTBRTDの低周波雑音特性,マイクロ波高周波重畳特性の評価(エ)GaAs系,GaInP系高速原子ビーム(FAB)を用いたドライエッチング技術の確立(オ)TBRTDの物理描像に根ざしたSPICEモデルの構築(キ)以上によりTBRTDの静特性・動特性観測と物理解明,設計理論の構築は完了した。作製プロセスの最適化については今後も検討の余地が残っている。2.オンチップ平面型スパイラルインダクタのサイズスケーリング則の検討(ア)インダクタンス,およびQ値を一定に保持したままのサイズ縮小則を見出したが同時に金属配線を用いているが故にQ値が減少し始める縮小限界が不可避に存在することも明らかにした。(イ)ここで得られた知見は共鳴トンネルダイオードを用いた高Q値・広帯域アクティブインダクタを発想する契機となった。3.自己補対型集積アンテナに関する研究(ア)ログスパイラルアンテナにリング状平面給電形状を付与することに依る放射特性の改善効果を見出し,そのサイズ縮小則を解析した。(イ)ボウタイアンテナのテラヘルツ帯放射特性と集積設計のための等価回路モデルの構築を行い,共鳴トンネルダイオードなどの能動素子との集積構造と特性との関係を解明した。本研究の目的は,従来は独立な技術であった能動デバイスとアンテナおよび受動デバイスを一体化した新しい小型アクティブデバイス構築の可能性を,ミリ波発振が原理的に可能な共鳴トンネルデバイスを微細薄膜アンテナ一体且つパラメタ可変型デバイスとして設計・試作・評価することにより示し,所望の無線通信特性実現のために十分な最適構造,最適プロセス条件を明らかにすることを目的とする.今年度の実績は以下の通りである。A:共鳴トンネルトランジスタ/バラクタ作製・評価試作したGaInP/GaAs3重障壁共鳴トンネルダイオードにおいて,直流バイアス変化にともなう40GHzまでの高周波Sパラメータ特性の変化を測定し,正味の微分負性コンダクタンス,非線形バラクタ特性を評価した。また,メサ作製プロセスに高速原子ビームエッチングを用いた3重障壁共鳴トンネルダイオードを作製し,同様なミリ波帯高周波特性の評価を行った。B:絶縁層中埋め込み型スパイラルインダクタの作製とサイズ縮小則の検討絶縁体中への埋め込み型スパイラルの作製プロセスを確立した。絶縁層の溝状パターニングと銅配線の作製により,断線のないスパイラル線路形状の作製に成功した。12GHzまでのSパラメータ測定結果は,理論解析結果と良く一致し,プロセス偏差が抑制されていることがわかった。寄生素子成分を考慮したスパイラルインダクタの等価回路パラメタとデバイス形状・サイズをの関係を理論的に導き,サイズ縮小にたいして,インダクタンスおよびQ値の変化を解析した。その結果Q値を最大にするサイズ縮小限界が存在することがわかった。今年度の研究成果を以下に示す。1.オンチップ自己補対型アンテナのサイズ縮小とスパイラル構造の放射特性に及ぼす影響の検討共鳴トンネルダイオードとの集積化を目指して基板上にオンチップで作製されるミリメータオーダの有限サイズの平面型小型アンテナの性能限界の解析を行った。具体的には,自己補対型スパイラル構造のGHzからTHz帯の広帯域放射特性,放射帯域での定在波比の周波数無依存性,および近傍放射電磁界に対する端部形状,スパイラル形状,サイズの影響を電磁界シミュレーションにより明らかにした。また,自己補対型の中でも,ログ(等角)スパイラル構造とアルキメデススパイラル構造との特性比較を行い。要求仕様に対する適正なオンチップアンテナ構造パラメータを具体的に示した。また,現有装置を改良し,試作した等角スパイラルアンテナの近傍電磁界分布を,極微細プローブアンテナにより実測して,空間的放射の均一性も評価した。2.共鳴トンネルダイオードの低周波雑音特性の実測GaInP/GaAs三重障壁共鳴トンネルダイオードの低周波雑音スペクトラムのバイアス依存性,温度依存性を実測した。

微分負性抵抗を生じるバイアス領域で低周波雑音は増加し,周波数のマイナスγ乗に比例したスペクトラムが観測された。γの値は温度変化による見かけの微分負性抵抗値によって変化し,γ=1.5-2を示した。3.オンチップ平面型スパイラルインダクタのサイズ縮小則の理論解析共鳴トンネルダイオードとの集積化を目指して基板上にオンチップで作製されるオンチップスパイラルインダクタのサイズ縮小則を,解析式による数値計算により導いた。その結果,自己共振周波数およびQ値を一定としたままサイズ縮小する際のスケーリング則を見いだし,さらにQ値を補償するにはサイズ縮小限界が存在することを明らかにした。今年度の研究成果は以下の通りである。1.高速原子ビーム(FAB)を用いたドライエッチング技術の確立化合物半導体共鳴トンネルダイオードのメサ作製プロセスのためのドライエッチング技術として,中性化アルゴン源の実験的評価とエッチング特性の評価を行った。具体的には,ビーム中残留イオンエネルギー分布測定管を装置内に設置し,アルゴンFAB源内部で生成させるプラズマ駆動条件とアルゴン中性化率およびエッチング特性との相関を実験的に明らかにした。その結果中性化率が95%に達していても,残留イオン影響による異常エッチングが生じる可能性を示唆し,極限中性化のための偏向電極付与の必要性を定量的に示した。2.化合物半導体メサ構造との集積のためのテラヘルツ帯自己補対アンテナの設計と解析サイズ無限大の場合に周波数無依存アンテナとして動作する自己補対アンテナについて,化合物半導体基板状にオンチップで有限サイズで集積化する形状をモデル化し,メサ構造の違いがテラヘルツ帯の広帯域特性にどのように影響するかを解析した。その結果,メサ構造の非対称性に起因する電流分布の非対称性が放射効率,遠方電磁界形状に敏感に依存することが定量的に明らかになった。3.三重障壁共鳴トンネルダイオードのスパイスモデル本研究で独自に検討している三重障壁共鳴トンネルダイオードの電流-電圧特性をモデル化し,スパいるモデルを構築した。実験データとの良好なフィッティングにより,見かけの量子準位幅,および電圧変化に対する量子準位の変化量を示す因子の抽出が可能であることを示し,GaAs系,InP系,SiGe系の三重障壁共鳴トンネルダイオードの実験データを初めて解析し,上記の物理パラメータの評価に成功した
卵巣癌における血管新生阻害薬抵抗性を克服するための治療法開発-HIF阻害剤の導入

ベバシツマブ投与した卵巣癌モデルマウスでは腫瘍内部に低酸素領域が形成され、癌幹細胞マーカーの発現がその近傍にみられた。また、卵巣癌細胞のスフェロイド内部に低酸素領域があり、幹細胞マーカーの発現も見られ、さらに新規HIF阻害剤は低酸素領域の細胞死を誘導した。幹細胞マーカーの発現調節にはHIF-2αの関与が示唆された。以上の結果から、ベバシツマブ投与により形成される低酸素環境において、癌幹細胞が出現、維持されており、HIF阻害剤との併用によりその治療抵抗性が解除される可能性が示された。平成25年度はマウスにおけるin vivoでの検討を行う予定であったので、ヌードマウスに卵巣癌細胞株SKOV3ip1を移植し、血管新生阻害剤ベバシツマブ投与群とプラセボ群に分け、実験を行った。投与期間中は腫瘍体積を計測し、最終的には腫瘍組織を摘出して免疫染色を行った。その結果、ベバシツマブ投与群では、プラセボ群と比較して有意な腫瘍体積縮小がみられた。また摘出した腫瘍の薄切を用いて、低酸素マーカーであるpimonidazoleに対する免疫染色を行った結果、腫瘍体積は縮小していたのにも関わらず、ベバシツマブ投与群において腫瘍内部に低酸素領域が形成されていることが確認できた。また、卵巣癌幹細胞マーカーとして知られているCD133についても免疫染色を行った結果、腫瘍内部の低酸素領域近傍に発現がみられた。卵巣癌細胞株SKOV3ip1を用いたin vitroでのReal-time PCRの実験により、低酸素環境下でCD133の発現が亢進していることも確認した。これらのことより、ベバシツマブ投与により腫瘍内部に形成される低酸素環境において、治療抵抗性の一因として考えられている癌幹細胞が出現、維持されている可能性が示された。一方、ベバシツマブとシスプラチンとの併用効果を検討する前に行ったシスプラチン単独投与群では腫瘍体積における縮小効果は得られなかった。今後、シスプラチン濃度、投与頻度の最適化を検討して、再度ベバシツマブ、シスプラチン併用効果を検討したい。平成27年度は、HIF阻害剤TX-402の効果を上回るHIF阻害剤の探索を試みた。TX-2098はその候補の一つであったが、検討の結果、TX-402を上回る効果は見られなかった。また、卵巣癌担癌モデルマウスを用いた実験で、ベバシツマブとシスプラチンとの併用効果の再検討を行ったが、有意差を示す結果は見られなかった。婦人科腫瘍学平成25年度において、マウスを用いてベバシツマブ投与による腫瘍内低酸素領域形成の観察については計画していた内容をほぼ進めることができた。一方、ベバシツマブとシスプラチン、HIF阻害剤との併用効果については一部進めることができたが、最終的な結果がまだ得られていないため、次年度、シスプラチン、HIF阻害剤の最適な濃度、投与頻度等を検討して、引き続き研究を行っていきたい。平成26年度以降は、概要にも述べたように再度ベバシツマブ、シスプラチン併用効果を検討したい。また、計画書にあるようにHIF抗体等を用いて、卵巣癌tissue micro array(TMA)の免疫染色を進め、臨床プロファイルとの関連性を検討していきたい。購入予定していた消耗品の数が少なく済んだため。免疫染色を行う予定なので、抗体、試薬等を中心に、消耗品等も購入予定である。
電気物性評価によるセメント系材料の信頼性評価・寿命予測

不均質多相系であるセメント系材料において絶縁破壊試験が機械破壊強度、信頼性の代替評価法としての確立の可能性につき検討を行ない、機械強度がマクロな機構の分布状態で決定される化学的組成が単純なセメント材料においては、絶縁破壊強度が機械破壊強度、信頼性を予測する代替評価法として利用できる可能性があることが示された。ポルトランドセメントペースト硬化体およびモルタルにおける電気伝導度と破壊強度の関連性につき検討を行ない、反応性骨材(パイレックスガラス)NaClを混入させたモルタルの電気抵抗が材齢4日以上で異常に低い電気伝導度を示すことが明らかとなった。硬化開始後30日後の組織観察、EPMA観察により、NaCl添加の反応性骨材を用いたモルタルにおいてアルカリ濃度の異常に高い部分が確認された。反応性骨材NaCl混入モルタルにおいて、硬化開始後365日後の組織観察により、アルカリ骨材反応の兆候と見られる白色滲出物が確認されている。ポルトランドセメントが主成分のモルタルの硬化過程において、NaClの混入がアルカリ骨材反応を誘発することが知られており、この現象の評価が、アルカリ金属等の不純物混入によるアルカリ骨材反応の事前予知に有効であることが確認され、セメント硬化過程における伝導度変化によりアルカリ骨材反応の事前予知の可能性が見いだされた。応力による強度のばらつきの評価を破壊歪みにより代替えを試み、歪み速度を一定にした場合、歪みが生じてから破壊までの時間を測定し、これによる強度分布の代替えを試みた。また多数の試験片の歪みを同時に増していった場合の試験片の導電率をモニタリングすることで破壊点の特定が可能となる。セメント硬化体は含有水分、浮遊イオンに由来すると考えられる電気導電性をもつことからこの手法はセメント系材料の強度分布の簡便な測定法としても応用できる。セメント系材料における機械強度と絶縁破壊強度のワイブルプロットの比較により、材料の強度および信頼性(ワイブル係数)を絶縁破壊強度の試験より予測が可能か否かを検討した。石膏硬化体(CaSO_4・2H_2O)を用いて両強度の分布の統計を比較を行った。石膏硬化体は均質系のセメント材料であり水和も短時間で終了する性質があるが、硬化体の材令に関係なく両強度のワイブルプロットはよい一致を示した。破断面のSEM観察により、機械破壊の起点となると考えられる100μm以上の大きなポアが存在する場合は電界がその部分に集中し、絶縁破壊を引き起こすことが明らかとなり、機械破壊・絶縁破壊の起点が完全に一致することが示された。不均質系かつ水和の進行が徐々におこるポルトランドセメント硬化体の場合は、絶縁破壊の機構が熱的である点が石膏の場合と異なる。ポルトランドセメントでは材令34日までは絶縁破壊強度のワイブルプロットがよい直線性を示すのに対し、機械強度のワイブルプロットに大きな折れ曲がりが認められる。水和の進行に伴い両強度のプロットの隔たりが大きくなる傾向が見られる。実験は現在も継続中であり、水和の進行がさらに進んだときの絶縁破壊強度のワイブルプロットの変化が期待される一方、材令の比較的若いコンクリートのアルカリ骨材反応による破壊を電気物性の測定による予知が可能かについても、絶縁破壊試験とは別の観点で検討を行っている。NaClを混入させたポルトランドセメントをアルカリ骨材反応が起こることが予想されるパイレックスガラス骨材との混練によりモルタルを作製し、その電気抵抗(交流1kHz)とアルカリ骨材反応の進行度の相関を調べた結果、アルカリ骨材反応が顕微鏡的に認められる材令以降において、非反応性骨材を用いたモルタルに比べ電気抵抗の上昇が認められており、アルカリ骨材反応の事前予知法としての電気抵抗測定の正当性が確認された。

ポルトランドセメントペーストの水和の進行にともない水和開始後6-8時間後に電気伝導度の特徴的ピークがアルカリ混入量に依存して敏感に変化することを見いだした。また反応性骨材(パイレックスガラス)NaClを混入させたモルタルの電気抵抗が材齢4日以上では非反応生骨材を用いたモルタルに比較して低い電気伝導度を示すことが明らかとなった。硬化開始後30日後の組織観察、EPMA観察により、NaCl添加の反応性骨材を用いたモルタルにおいてアルカリ濃度の異常に高い部分が確認された。反応性骨材NaCl混入モルタルにおいて、硬化開始後365日後の組織観察により、アルカリ骨材反応の兆候とみられる白色滲出物が確認されている。ポルトランドセメントが主成分のモルタルの硬化過程において、NaClの混入がアルカリ骨材反応を誘発することが知られており、この現象の評価が、アルカリ金属等の不純物混入によるアルカリ骨材反応の事前予知に有効であることが確認された。セメント硬化過程における伝導度変化によりアルカリ骨材反応の事前予知の可能性が見いだされた。セメント硬化体において一般のセラミックス同様応力歪み特性が線形であることからこれを利用し、通常の応力による強度のばらつきの評価を破壊歪みにより代替えできると考え統計的評価を行った。更に歪み速度を一定にした場合、歪みが生じてから破壊までの時間を測定し、これによる強度分布の代替えを試みた。また多数の試験片の歪みを同時に増していった場合、全体の導電率は残存資料数に応じて減少してゆく。このときの試験片の導電率をモニタリングすることで破壊点の特定が可能となる。セメント硬化体は含有水分、浮遊イオンに由来すると考えられる電気伝導性をもつことからこの手法はセメント系材料の強度分布の簡便な測定法として応用できる。
顎機能検査の正常値設定に関する研究 ー咀嚼システムからみた顎機能検査ー

申請者らは顎機能異常に関する客観的評価を導くために,各種検査法の正常範囲を確立することを目的として研究を行ってきた。誘発筋電図法では,咬筋および側頭筋において誘発されたM波から筋線維伝導速度(MFCV)を算出することができた。咬筋に筋疲労を負荷してMFCVを計測した結果,神経線維ならびに神経筋接合部には疲労の影響が及んでいないことが示唆された。また,咬筋および側頭筋の筋長を変化させMFCVを計測したところ,筋長の増加に伴ってMFCVは低下した。健常者において片側ガム咀嚼を行わせ下顎運動と咬筋中央部,側頭筋前部および顎二腹筋前腹の筋電位を同時記録しEMGプロフィールを作成したところ,各筋において咀嚼開始60秒以降で安定した形態を示した。咬筋および側頭筋のEMGプロフィールは1咀嚼ストロークを100%とした時の30%付近を,顎二腹筋では80%付近をピークとした包絡線を呈した。また顎機能異常患者のEMGプロフィールから,初診時と症状消退後では明らかな変化が認められ健常者のパターンに近づいた。T-Scanシステムでは正常範囲を設定することができた。筋圧痛閾値(PPT)に関しては,健常者10名および顎機能異常患者4名の咬筋4部位および側頭筋2部位について計測を行ったところ,健常者では経日的にみても各部位のPPTに左右差を認めなかったが,顎機能異常患者では左右差が認められ0症状の改善により両側の筋のPPTの左右差が小さくなり,健常者の結果に近づいた。咬合接触に関しては,add画像から顎機能異常患者では健常者に比べ咬合接触バランスが大きく崩れていることが確認された。筋深部温に関しては,両側咬筋の深部温の計測から,健常者では認められなかった左右差が顎機能異常患者では認められた。本年度は、咀嚼システムの中でも神経筋機構についての新しい診査法を検討し、正常値確立に寄与することを計画した。新しい診査法として誘発筋電図法とEMGプロフィールを取り上げた。誘発筋電図法に関しては、咬筋の支配神経に皮膚上から電気刺激を加えた時の応答を咬筋表面に貼付した多極表面で記録した。刺激後、約2msecの潜時を有するM波が観察された。このM波の潜時は終末伝導時間であり、神経線維および神経筋接合部の状態を反映している。さらに、M波が咬筋線維に沿って伝播する様相が観察でき、そこから筋線維伝導速度(MFCV)が算出できた。ここで、顎機能異常に密接に関連があると考えられている筋疲労を実験的に起こさせた結果、MFCVは有意に低下したが終末伝導時間は変化せず、神経線維ならびに神経筋接合部には疲労の影響が及んでいないことが示唆された。次に、EMGプロフィールについては、健常者と顎機能異常患者におけるガムチューイング時の顎運動および咬筋と側頭筋の筋電図をそれぞれ標準化してデータを解析し、比較検討を行った。その結果、今回新しく設定したEMGプロフィールの形態上のパラメータについては、健常者に比べて顎機能異常患者において、咀嚼ストロークごとのばらつきが大きく、今後の診査、診断上の有用性が示唆された。また、従来より行っている筋圧痛閾値法、筋深部温測定、add画像法、およびT-Scanシステム等の検査法については、それぞれにおける方法論はほぼ確立されてきており、今後はさらに被験者数を増やし、正常値および正常範囲の確立を目指す。

顎機能異常に対する臨床的機能検査において,客観的評価を導くための正常値および正常範囲の設定確立を目的として種々の顎機能検査を行ってきた。誘発筋電図および筋線維伝導速度の研究では,小型多極表面電極を用いることによりその大部分が頭髪に覆われている側頭筋においても計測を行えるようになった。その結果,M波が導出でき,筋線維伝導速度の算出ができた。今回,実験的筋疲労を発現させた結果,筋線維伝導速度は低下した。筋深部温の研究では,顎機能異常患者では正常者に比べ咬筋上部および下部ともに大きな左右差を示した。また,片側咬筋に筋痛を認めた患者2名において,治療に伴う症状の緩解につれて咬筋上部および下部深部温ともに左右差が縮小した。女性では性周期変動に伴う咬筋深部温を計測した結果,排卵日前後に深部温の左右差が大きくなることが分かった。筋圧痛閾値法の研究では,男性および女性健常被験者,合計340名の咬筋4部位,側頭筋2部位,両側12部位についてPPTを測定し,この結果から2種類の正常範囲を決定した。さらにこの2種類の正常範囲から外れるものと,どちらか一方の正常範囲のみ異常を示すものがみられた。咬合接触に関する研究では,当講座が開発したadd画像法により,顎機能異常患者では正常者に比べ咬合接触バランスが大きく崩れていることなど,多くの知見を得ることができた。T-Scanに関する研究においても,顎機能異常患者では正常者に比べ咬合接触バランスが大きく崩れていることが実験データより判明した。EMGプロフィールに関する研究においては,健常被験者5名から,咬筋,側頭筋および顎二腹筋の咀嚼側および非咀嚼側におけるEMGプロフィールの平均値および標準偏差を求めることができた。申請者らは顎機能異常に関する客観的評価を導くために,各種検査法の正常範囲を確立することを目的として研究を行ってきた。誘発筋電図法では,咬筋および側頭筋において誘発されたM波から筋線維伝導速度(MFCV)を算出することができた。咬筋に筋疲労を負荷してMFCVを計測した結果,神経線維ならびに神経筋接合部には疲労の影響が及んでいないことが示唆された。また,咬筋および側頭筋の筋長を変化させMFCVを計測したところ,筋長の増加に伴ってMFCVは低下した。健常者において片側ガム咀嚼を行わせ下顎運動と咬筋中央部,側頭筋前部および顎二腹筋前腹の筋電位を同時記録しEMGプロフィールを作成したところ,各筋において咀嚼開始60秒後以降で安定した形態を示した。咬筋および側頭筋のEMGプロフィールは1咀嚼ストロークを100%とした時の30%付近を,顎二腹筋では80%付近をピークとした包絡線を呈した。また顎機能異常患者のEMGプロフィールから,初診時と症状消退後では明らかな変化が認められ健常者のパターンに近づいた。T-Scanシステムでは正常範囲を設定することができた。筋圧痛閾値(PPT)に関しては,健常者10名および顎機能異常患者4名の咬筋4部位および側頭筋2部位について計測を行ったところ,健常者では経日的にみても各部位のPPTに左右差を認めなかったが,顎機能異常患者では左右差が認められ,症状の改善により両側の筋のPPTの左右差が小さくなり,健常者の結果に近づいた。咬合接触に関しては,add画像から顎機能異常患者では健常者に比べ咬合接触バランスが大きく崩れていることが確認された。筋深部温に関しては,両側咬筋の深部温の計測から,女性健常者において排卵期前後に左右差が生じることが分かった。
ノックアウトマウスを用いた口蓋裂発症に至る分子機構に関する研究

本研究では、口蓋裂を主要な表現型とする遺伝子改変マウスを実験試料に用いて、口蓋裂の発症機構を調べた。平成11年度においては、前年度から継続するdeltaEF-1遺伝子に加えて、新たにendothelin-1遺伝子のノックアウトマウスを検索対象とした。これらの動物モデルについてのin situと器官培養系での検討結果から、以下のことが明らかとなった。(1)deltaEF-1のノックアウトマウスのホモザイゴート(-/-)においては、二次口蓋突起は挙上期をまえに停止するが、培養実験から、口蓋突起上皮は野生型マウスで検証されているような癒合能とその後の細胞消失プログラムを発現しうることが確かめられた。(2)この挙上不全の理由として、口蓋突起や舌の細胞増殖能(BrdU投与実験結果)には異常が認められず、メッケル軟骨の過形成が注目された。(3)endothelin-1ノックアウトマウスでは、小舌症とメッケル軟骨の減形成を含む下顎成長不全が表現型の特徴であり、口蓋裂の発症頻度は低かった。ただし、正常の二次口蓋突起間での癒合以外に下顎突起との癒合をきたすなど、発生機構の不調和が観察された。また、(4)遺伝子異常と口蓋裂の発症との関連について、文献検索を踏まえて総説を刊行した。さらに、前年度での光顕・走査電顕での観察結果をまとめ、形成段階を通した左右側口蓋突起の構成細胞密度の対称性と、突起癒合における突起上皮の細胞動態について論文発表した。今回の申請課題での研究成果を踏まえ、口蓋上皮細胞での情報伝達カスケードの詳細と、口蓋裂の発症機序の解明を継続していく予定である。本研究では、口蓋裂を主要な表現型とする遺伝子改変マウスを実験試料に用いて、口蓋列の発症機構を調べていく。平成10年度においては、TGFβ3ならびにdeltaEF-1のノックアウトマウスを検索対象として、遺伝型の異なる動物でのMEE細胞接着と癒合に働く分子群の発現を比較し、口蓋裂発生の決定時期をin situと器官培養系で調べた。その結果,以下のことが明らかとなった。(1)野生型マウスにおいては,接着直前のMEE細胞ではアルシアンブルー陽性の糖タンパク、左右突起の接着・癒合時にはMEE・口腔上皮・鼻腔上皮にPAS陽性の糖タンパク(接着部分にDF3抗体陽性物質、癒合時のMEE細胞とその周囲細胞ではCD44陽性)が発現しており、接着と癒合時に発現する糖タンパクには時間的・空間的な特異性が認められた。(2)走査・透過型電顕による観察から、接着直前のMEE細胞の表面で多数の糸状仮足(filopodia)の形成とその先端でのプロテオグリカンが認められた。(3)TGF-β1,β3は口蓋突起の下方伸長時から癒合完了まで,MEE・口腔上皮・鼻腔上皮に限局して発現し,TGFβレセプター(I,II)も癒合時のMEE細胞と各上皮の周皮細胞に認められた。同時期の間葉組織にはこれらの発現や局在も見られなかったことから、TGFβは上皮細胞間での情報伝達を担っていると考えられた。(4)deltaEF-1のノックアウトマウスのホモザイゴート(-/-)においては,二次口蓋突起は発生初期でその形成の進行は停止または著しく遅延していることがわがった。次年度においては、これらのノックアウトマウスでの口蓋突起の癒合過程にみられる情報伝達カスケードの詳細と、その異常による口蓋裂の発症機序を究明していく。本研究では、口蓋裂を主要な表現型とする遺伝子改変マウスを実験試料に用いて、口蓋列の発症機構を調べた。

平成11年度においては、前年度から継続するdeltaEF-1遺伝子に加えて、新たにendothelin-1遺伝子のノックアウトマウスを検索対象とした。これらの動物モデルについてのin situと器官培養系での検討結果から、以下のことが明らかとなった。(1)deltaEF-1のノックアウトマウスのホモザイゴート(-/-)においては、二次口蓋突起は挙上期をまえに停止するが、培養実験から、口蓋突起上皮は野生型マウスで検証されているような癒合能とその後の細胞消失プログラムを発現しうることが確かめられた。(2)この挙上不全の理由として、口蓋突起や舌の細胞増殖能(BrdU投与実験結果)には異常が認められず、メッケル軟骨の過形成が注目された。(3)endothelin-1ノックアウトマウスでは、小舌症とメッケル軟骨の減形成を含む下顎成長不全が表現型の特徴であり、口蓋裂の発症頻度は低かった。ただし、正常の二次口蓋突起間での癒合以外に下顎突起との癒合をきたすなど、発生機構の不調和が観察された。また、(4)遺伝子異常と口蓋裂の発症との関連について、文献検索を踏まえて総説を刊行した。さらに、前年度での光顕・走査電顕での観察結果をまとめ、形成段階を通した左右側口蓋突起の構成細胞密度の対称性と、突起癒合における突起上皮の細胞動態について論文発表した。今回の申請課題での、研究成果を踏まえ、口蓋上皮細胞での情報伝達カスケードの詳細と、口蓋裂の発症機序の解明を継続していく予定である。
数値流体解析における複雑形状の吹出口のモデリング手法に関する研究

本研究では、複雑な形状の空調用吹出口の吹出気流性状をCFD解析に適切に組み込む実用的なモデルである数値流体解析モデルの中からP.V.法に着目し、その有効性や適用方法などについて検討した。また、P.V.法を適用する際に必要となる吹出口周辺の気流分布の作成方法として、実験に代わる簡易な方法として期待される非構造格子系CFD解析に着目し、これにより高拡散型空調用吹出口および旋回流型床吹出口の吹出気流分布を整備した。さらに、得られた吹出気流分布を用いてP.V.法を適用したCFD解析結果と実験結果を比較した。はじめに、各種空調用吹出口の中から、低温送風空調方式に用いられる高拡散型吹出口を対象に検討する。高拡散型吹出口を設置した実験室内の気流分布や温度分布を測定し、得られた吹出気流分布を用いてP.V.法を適用したCFD解析を行った。また、非構造格子系CFDを行い、P.V.法を適用する際に必要な吹出口近傍の気流分布を整備した。さらに、この吹出気流分布を用いてモデリング手法を適用したCFD解析を行い、実験結果との比較から再現性や適用方法などについて検討した。次に、床吹出空調システムに用いられる旋回流型床吹出口を対象とした実大実験により室内気流・温度分布を測定した。また、非構造格子系CFD解析によりP.V.法を適用するための吹出口近傍の気流分布を整備し、得られた吹出気流分布によりP.V.法を適用したCFD解析と実験結果を比較して、有効性などを検証した。床吹出空調システムの制御方法を検討するための基礎的研究として、CFD解析により壁や床などの熱容量を考慮した非定常状態の検討についても行った。実用的な室内CFD解析のための各種空調用吹出口気流データベースの整備吹出気流データベースの整備方法のひとつとして、非構造格子系CFD解析の有効性について検討した。非構造格子系CFD解析は、複雑な空調用吹出口形状を非常に細かい要素メッシュによりほぼ忠実に表現することができる。以下に示す3つの吹出口を対象に気流分布データベースを整備した。天井設置型角形アネモスタット型吹出口(以降、アネモ型吹出口)特徴:日本の事務所空間において広く使用されている空調用吹出口低温吹出空調用高拡散型吹出口(以降、高拡散型吹出口)特徴:従来の空調方式に比べて省エネルギー効果や省スペースが期待できる低温吹出空調システムにおいて採用される吹出口床吹出空調用旋回流型吹出口(以降、旋回流型吹出口)特徴:近年のインテリジェントオフィス化に伴うOAフロアにおいて採用される床吹出空調システムに用いられる吹出口次に、上記の気流分布データベースに基づいて、P.V.法というモデリング手法を用い、実用的な室内CFD解析を行った。このCFD解析は一般的に実施される程度の粗さのメッシュ分割で行ったが、後述の実験結果と良く対応した。すなわち、粗いメッシュのCFD解析においても、今回整備した吹出口気流データを用いれば、実験結果を良く再現することを確認した。一方、山武・環境技術センターの空調実験室において、室内および吹出口周辺の気流分布を3次元超音波風速計および熱線式風速計などを用いて詳細に測定した。また、非等温状態(冷房)を想定した実験を行い、データロガおよび熱電対により温度分布について詳細に測定した。この研究で整備した吹出口気流データベースの有効性を確認するための基礎的なデータを実験で得た。建築環境工学の分野では、室内温熱空気環境を予測するために数値流体解析(CFD)が利用されている。

しかし、事務所空間などに広く用いられている複雑な形状を持つ空調用吹出口の吹出気流性状をCFD解析において十分に再現した場合には膨大な解析時間や計算資源を要するため、CFD解析により事務室空間の温熱空気環境を検討した例は少ない。本研究では、複雑な形状の空調用吹出口の吹出気流性状をCFD解析に適切に組み込む実用的なモデルである数値流体解析モデルの中からP.V.法に着目する。これまでの研究では、P.V.法を適用する際に必要となる吹出口周辺の気流分布の作成するための実大実験を行ってきたが、実験に代わる簡易な方法であり、吹出気流分布を作成するための労力の低減が期待できる、非構造格子系CFD解析に着目する。これにより各種空調用吹出口の吹出気流分布を整備し、得られた吹出気流分布を用いてP.V.法を適用したCFD解析結果と実験結果を比較する。はじめに、低温送風空調方式に用いられる高拡散型吹出口が設置された室内の気流分布や温度分布を把握するため、実大実験を行った。また、高拡散型吹出口を対象とした非構造格子系CFDを行い、P.V.法を適用する際に必要な吹出口近傍の気流分布を整備した。さらに、これを用いてP.V.法を適用したCFD解析を行い、実験結果と概ね対応することを示した。次に、床吹出空調システムに用いられる旋回流型床吹出口を対象とした実大実験により室内気流・温度分布を測定した。非構造格子系CFD解析によりP.V.法を適用するための吹出口近傍の気流分布を整備し、得られた吹出気流分布によりP.V.法を適用したCFD解析と実験結果を比較して、有効性などを検証した。特に、床吹出空調システムの制御方法を検討するため、CFD解析により壁や床などの熱容量を考慮した非定常状態の検討を行い、実験結果と比較した。
ナレッジマネジメント行動に対するジョブデザインと外的報酬の相互作用による影響

本研究においてジョブ・デザインとは、従業員の態度や行動を改善・向上させるために1.自律性(JobAutonomy)、2.能力の多様性(SkillVariety)、3.職務自体からのフィードバック(TaskFeedback)、4.職務アイデンティティ(TaskIdentity)、5.務の意義(TaskSignificance)、の以上5点についてデザインすることと捉えている。日本とシンガポールにおいて411人の被雇用者への調査を行い、データを収集した。その結果、彼らの所属する企業に対するコミットメントは、そのナレッジマネジメント行動に影響を与えていることが明らかとなった。一方従業員達のコミットメントはジョブ・デザインの影響を受ける。例えば、高い自律性を与えられた従業員は、低い自律性しか与えられていない従業員に比べ、より強いコミットメントを持っている。興味深いことに、応答曲面法を使うと、ジョブ・デザインの効果は曲線的であることがわかった。例えば、従業員の持つ能力の多様性が高すぎる場合、心理的ストレスによりかえってコミットメントは減少してしまう。すなわちそれは、能力の多様性を向上させ続けても必ずしも従業員達のコミットメントが増大し続けるわけではないことを意味する。これは先行研究とは異なる結果である。先行研究では従来のデータ解析手法の限界により、直線的効果しか検証できなかった。しかし本研究により、応答曲面法がジョブ・デザインの効果についてより正確な理解をもたらしてくれる手法であることが明らかとなった。異なるジョブ・デザイン(自律性、能力の多様性、職務自体からのフィードバック、職務アイデンティティ及び職務の意義)の中では、能力の多様性が最も影響力があり、一方職務自体からのフィードバックには顕著な効果は見られないことがわかった。本研究においてジョブ・デザインとは、従業員の態度や行動を改善・向上させるために1.自律性(Job Autonomy)、2.能力の多様性(Skill Variety)、3.職務自体からのフィードバック(Task Feedback)、4.職務アイデンティティ(Task Identity)、5.務の意義(Task Significance)、の以上5点についてデザインすることと捉えている。-本研究においてジョブ・デザインとは、従業員の態度や行動を改善・向上させるために1.自律性(Job Autonomy)、2.能力の多様性(Skill Variety)、3.職務自体からのフィードバック(Task Feedback)、4.職務アイデンティティ(Task Identity)、5.職務の意義(Task Significance)、の以上5点についてデザインすることと捉えている。-シンガポールにおいて600人の被雇用者への調査を行い、データを収集した。その結果、彼らの所属する企業に対下記の項目は当初計画どおりに完了した。-関連文献のレビュー-アンケートの開発とパイロットテスト-

シンガポールで収集されたデータの解析-国際学術会議におけるこれまでの研究結果の発表とフィードバックの収集平成24年度は、下記の項目を実施する。-日本におけるデータを収集、分析し、その結果をシンガポールの場合と比較する-研究結果の解釈及び判断を補助するためにフォローアップ調査(インタビュー等)を行う-国際学術会議でフィードバックや提案等を収集する-研究報告書を作成し、研究成果を国際学術誌で公開する平成24年度に行う予定の日本での調査準備として文献整理を行うため、平成24年3月に研究助手を雇用した。そのため、人件費及び物品費の支払日が平成24年度4月となった(執行が遅れた)。平成24年度に予定する主な支出-日本でのデータ収集費用-比較データ解析のためのソフトウェアと書籍の購入費用-研究助手雇用のための人件費-学術会議出席のための旅費
マルタニシを活用した環境保全型水稲栽培技術の開発

淡水生態系における物質循環において巻貝類は重要な役割を担っている。水田にも複数種の巻貝類が生息しており、水田生態系における物質循環に重要な役割を果たしていると考えられる。水稲栽培において、物質循環は低投入による持続的な栽培(例えば有機農法や自然農法)において特に重要な要素である。このことから、これらの水稲栽培において貝類は重要な機能を担っていると考えられるが、その実際の影響や効果についてはほとんど知られていない。水田に生息する巻貝類の中でも、マルタニシは比較的に寿命が長く、体サイズが比較的大きい特徴を持つ日本在来種であり、日本国内では各地の水田や止水域に分布している。本研究ではマルタニシが水稲を含む水田生態系への影響を明らかにするとともに、その機能を活用した水稲栽培方法の確立を目的としている。平成30年度までに規模の異なる3つの実験系(ポット試験、水田模型試験、水田試験)を屋内または屋外に設定し、マルタニシが水田生態系、特にイネの生育や他種巻貝類への影響などについての試験を概ね完了した。その結果、マルタニシは屋外の実験圃場においては水稲栽培の生育および収量を10-15%程度増加させることや、他種の巻貝類や藻類などの生物の発生を促進するなどの効果を持つことが明らかになりつつある。これらの研究結果を、平成31年度も継続予定である水田試験の改善に役立てるとともに、関連研究分野への学術論文とりまとめの資料としたい。本事業は平成28年10月に採択が決定した。そのため、初年度に予定していた水稲の栽培試験は平成29年度から開始し、圃場試験については計2年分を実施している。【実験1】:水田模型試験では、マルタニシの有無を操作したプラスチック容器(180リットル)内でイネの生育やその他生物の発生に及ぼす影響を試験した。その結果、イネの生育と収量ともに処理区間で有意な差が見られなかった。一方で、藻類の発生状況に処理区間で違いが見られ、アオミドロなどの藻類の発生量がマルタニシ有区で無区よりも30%程度増加した。以上のことから、マルタニシは藻類の発生に正の影響があると考えられた。【実験2】:他種巻貝類や生物類への影響小型ポット試験では、マルタニシの有無を操作した小型プラスチック容器(200ml)内で、他種の貝類などを含む生物への影響について実験室内で試験した。その結果、マルタニシが存在するとき、複数種のサカマキガイなどの貝類、ミジンコ類やアオウキクサなどの発生量が著しく増加した。以上のことから、マルタニシは他種の生物類の発生に正の影響があると考えられた。【実験2】:圃場試験では、昨年度に引き続き、マルタニシがイネの生育および水田生物の発生に及ぼす影響を試験した。山形大学農学部フィールド科学センターにおいて、約2aの水田を4筆用意した。うち半数の圃場それぞれにマルタニシ1000個体を5月上旬に放飼した。その結果、イネの生育および収容は処理区間で違いがみられ、マルタニシ導入区でイネの乾物重および収量が15%程度増加した。以上のことから、マルタニシはイネの生育と収量に正の影響があると考えられた。事業の最終年度である本年度は、これまでの研究結果の分析と取りまとめおよび投稿論文の執筆を主に行う。ただし、圃場試験については昨年同様の方法で継続する。淡水生態系における物質循環に巻貝類は重要な役割を担っている。本研究では水田に生息する巻貝類の中で体サイズが比較的大きいマルタニシに注目し、その水稲栽培への影響を明らかにするとともに、その機能を活用した水稲栽培方法の確立を目的としている。本事業の採択の決定が水稲栽培期間の終了後の10月だったため、初年度に予定していた水稲の栽培試験の予定を変更し、マルタニシの1水田生態系に及ぼす影響と2生態について明らかにするための室内試験を開始した。1水田生態系に及ぼす影響:巻貝類は藻類の発生に影響することが知られているが、マルタニシも同様な機能を持つと考えられる。そこで、マルタニシが藻類の発生を介して他種生物に及ぼす影響について実験室内で試験した。水田で一般的な生物種のうち、手始めにミジンコ類に注目し、マルタニシまたはミジンコの有無を操作した小型容器をインキュベーター内に設置した。藻類およびマルタニシの発生状況を3週間モニタリングした。2生態について:マルタニシの生活史特性について、水温が生存と発育に及ぼす影響について、インキュベーター内で2か月間試験した。水温は15°C、20°C、25°C、30°C、35°Cに設定した。また、マルタニシ以外にも水田で一般的な他2種についても同時に試験した。これらの研究結果から、平成29年度から開始予定の野外での栽培試験を遂行する上での、またはマルタニシが水田生態系へ及ぼす影響の解明への基礎資料としたい。1水田生態系に及ぼす影響本試験ではミジンコ類として、水田で一般的なタマミジンコ類を用いて、マルタニシの影響を試験した。タマミジンコ(以下、ミジンコ)は水田の動物プランクトンの優占種である。メダカなど多くの水生生物の主要な餌となるため、ミジンコは水田の生物多様性の維持に何らかの形で寄与していると考えられる。

タニシは浮遊藻類の発生に影響し、ミジンコは浮遊藻類を餌とする。本研究では小型容器内のタニシの有無を操作して、そのミジンコの発生に及ぼす影響を、25°Cおよび明期16時間暗期8時間に設定したインキュベーター内で実施した。その結果、ミジンコの産子数および水中の浮遊藻類の発生量はタニシ有区で増加した。このことから、タニシは藻類の発生を介して、ミジンコの発生に影響することが明らかになった。2生態について水温はマルタニシの活性に影響すると考えられるが、実際にどのように影響するかは不明である。そこで本試験では水温を20°C、25°C、30°C、35°Cの4段階に操作して、マルタニシの生存と成長に及ぼす影響について試験した。また、水田でマルタニシ同様に一般的な他種巻貝類2種(モノアラガイ、ヒメモノアラガイ)について併せて試験した。その結果、生存率は水温が25°Cの時に80%以上だったのに対し、水温が30°C以上の時には20%程度に低下した。これらの結果から、マルタニシを含む水田で一般的な貝類3種の生存には水温が大きく影響し、25°C程度の水温が生存に好適であることが明らかになった。これらの試験を通して、平成29年度から開始予定の野外での栽培試験を遂行する上での、またはマルタニシが水田生態系へ及ぼす影響の解明への基礎資料を得られたことから、平成28年度の研究は、おおむね順調に進展していると判断した。淡水生態系における物質循環に巻貝類は重要な役割を担っている。水田にも複数種の巻貝類が生息しており、水田生態系における物質循環に重要な役割を果たしていると考えられる。物質循環は水稲栽培、特に低投入による持続的な栽培(例えば有機農法や自然農法)において重要な要素であることから、これらの水稲栽培において貝類の存在は重要と思われるが、その実際の影響についてはほとんど知られていない。水田に生息する巻貝類の中で、マルタニシは体サイズが比較的大きい日本在来種である。また各地の水田や止水域に分布している。本研究ではその水稲を含む水田生態系への影響を明らかにするとともに、その機能を活用した水稲栽培方法の確立を目的としている。平成29年度は主に水稲栽培試験を実施した。規模の異なる3つの実験系(ポット試験、水田模型試験、水田試験)を屋内または屋外に設定し、マルタニシが水田生態系、特にイネの生育に及ぼす影響を調べた。これらの研究結果から、平成30年度も継続予定である水田模型試験および水田試験の改善、さらには他種巻貝類との関係性についての試験への基礎資料としたい。本事業は平成28年10月に採択が決定した。そのため、初年度に予定していた水稲の栽培試験は平成29年度から開始した。【実験1】:ポット実験では、マルタニシの有無を操作した(以後、マルタニシ有区と無区)プラスチック容器(60リットル)でイネを栽培し、その生育に及ぼす影響を試験した。その結果、イネの成長(茎数やバイオマス)はマルタニシ有区で無区よりも10%程度増加した。以上のことから、マルタニシはイネの成長に正の影響があると考えられた。【実験2】:水田模型試験では、マルタニシの有無を操作したプラスチック容器(180リットル)イネの生育やその他生物の発生に及ぼす影響を試験した。イネの生育は両処理区間で有意な差が見られなかった。その理由として、実験期間中に3割程度のイネが野ネズミ類の食害を受けたためと考えられた。
電算機補助によるムンダ語・ヒンディー語・日本語辞書の編纂

本年度はまず電算機を購入した。電算機の飛躍的改良によって、当初予定のパーソナル・コンピューターより、機能的に優れた電算機を購入することができた。また編集用ソフトについても、日々新しいソフトが登場する中、エクセルと呼ばれるソフトで、ムンダ語・ヒンディー語・日本語のそれぞれの項目に分けて、打ち込みを開始した。その結果、ムンダ語とその発音記号表記については打ち込みをほぼ予定通り行うことができた。しかし、ムンダ語の打ち込みに対し、ヒンディー語と日本語の打ち込みが若干遅れ気味である。ただし、来年度にはその遅れが十分解消できると確信している。また、当初の予定では辞書に英語の項目はもうけないつもりであったが、ムンダ語の打ち込みの際に、ムンダ語・英語辞書でもあるエンサイクロペディア・ムンダリカを使用し、その英語訳を利用することにした。その英語訳の利用によって、ムンダ語・ヒンディー語・日本語辞書に加え、英語の項目も視野に入れた辞書編纂作業となった。ただ、来年度に予定されている打ち込んだ項目を電算機によって、どのように印字していくのかという段階で、英語を加えることがかんたんにできるのかどうか、電算機に詳しい専門家に聞いてみる必要がある。とくに、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の町田和彦助教授に今後の辞書編纂作業の詰めの段階で、助言や指導をおねがいし、来年度中の完成をめざしているところである。
排気温度検出によるエンジン出力のモニタシステムの研究

耕地規模拡大の傾向および農作業受委託の普及に伴い、個々の農業機械の稼動面積と時間は今後増加していくことが見込まれる。そうした場合、適切な搭載機関の回転速度の設定および選択がなされないと、燃料の不経済あるいは作業能率の低下を招くことになる。その対策として、機関の負荷を簡易な方法で検出し、もし機関出力に余裕があれば、次のいずれかの方法をオペレ-タが選択できるモニタシステムが必要である。(1)燃料レバ-により、機械回転を低速度とする。(2)走行速度段を上げる。本研究では、熱電対利用により排気温度を検出し、機関出力との関係を調べ、上記の目的のために使用できるかどうかを検討したものである。併せて、負荷に伴う機関回転数の低下率を利用した負荷推定の可能性についても実験を通じて明らかにしようとした。具体的には、トラクタを対象として、作業時のトラクタエンジンの排気温度を検出することにより負荷を求め、機関最大出との差を比較することにより、(1)あるいは(2)の選択するためのモニタ-システム開発を目的とした。結果の概要は以下の通りである。1)ある機関設定回転速度では、その排気温度は機関負荷と一次式で近似しうる高い相関関係がある。しかし、負荷の増減に伴うヒステリシスが存在し、問題点の一つである。2)機関負荷の変動に伴う排気温度の整定時間は、負荷の変動幅と増加・減少の変化方向に大きく影響され、通常、数十秒のオ-ダ-である。3)機関の初期設定回転数からの回転速度の低下から、機関負荷を求めることができる。4)結論として、負荷変動の激しいトラクタ作業においては、排気温度検出の方法よりも、機関回転速度低下率を利用する方法が勝っている。3気筒、1396ml、最大出力16.2kWの機関を搭載しているトラクタを室内に固定し、PTO軸と電気動力計を連結し、PTO軸から機関に負荷を与えて、その出力を排気温度から検出する方法について実験を行った。機関設定回転数を1400rpmから2600rpmまでの間に7段階に設定し、定常負荷状態及び負荷変動時について、排気温度と燃料消費量の測定記録を行った。その結果を要約すると、以下の通りである。1.機関出力と排気温度との間には、各設定回転数については、ほぼ直線関係が得られたが、その勾配は設定回転数が高いほど大きな値を示した。2.排気温度と燃料消費量との関係についても、各設定回転数について、一次の高い相関関係があることが明らかにされた。3.負荷を急変させた時の排気温度整定時間は、負荷変動量の影響と顕著に受けるとともに履歴現象が見られた。また、整定時間は機関の熱容量効果により、負荷増加時より減少時の方が大きな値を示した。しかし、整定温度の90%に達するまでの時間は、3040秒以内であり、検出出力信号の利用目的によっては、排気温度の検出による方法が有効であることがわかった。実験結果に基づき、機関吸入空気温度及び機関設定回転数による排気温度への影響を除去する補償・較正電子回路を作製し、その性能を調べるとともに、負荷変動に伴う排気温度整定時間遅れの処理方法について研究を進めつつある。前年度の実験結果、排気温度から機関出力を求めるに際しては、負荷変動の大きさと負荷の増減の方向によって、数十秒の整定時間が存在することがわかった。本年度は、この問題を更に詳細に調べ、モニタシステム作成のための資料を得ようとした。その結果、熱電対利用による排気温度の検出方法では、整定時間の問題に加えて、負荷の大きな変動に対しては機関出力値にヒステリシスがあることが明かとなった。また、モニタシステム電子回路に予定していた対数特性を持つポテンショメ-

タは、現在製造中止となったことが判明したため、パ-ソナルコンピュ-タに全ての信号を取り込み、演算を行って、オペレ-タへの機関回転速度あるいはトラクタ走行速度段の適正操作の指示を示すように、大幅の変更を余儀なくされた。上記のように、排気温度から機関出力をモニタする方法には、いくつかの欠点が認められたため、それに替わる簡易な方法として、機関の初期設定回転速度と作業負荷時の機関回転速度から、機関出力を求めることによって、初期の目的が達成できるか否かを調べる実験を行い、考察した。結果の概要は以下の通りである。1)ある機関設定回転速度では、その排気温度は機関負荷と一次式で近似しうる高い相関関係がある。しかし、負荷の増減に伴うヒステリシスが存在し、問題点の一つである。2)機関負荷の変動に伴う排気温度の整定時間は、負荷の変動幅と増加・減少の変化方向に大きく影響され、特に、過負荷時は顕著な遅れがある。3)機関の初期設定回転数からの回転速度低下率から、機関負荷を求めることができる。4)結論として、負荷変動の激しいトラクタ作業においては、排気温度検出の方法よりも、機関回転低下率を利用する方法が実用的である。
生活環境に潜むイソシアネートのリアルタイム測定法の新規開発

イソシアネートは、我々が日常生活で使用しているポリウレタン樹脂への熱・紫外線・機械的作用により発生することが知られている。その人体に対する有毒性はホルムアルデヒドより低濃度で出現するといわれている。イソシアネートの測定には熟練した分析技術を要しており、大気環境中の測定技術は構築されていない。本研究では、最も単純なイソシアネートであるイソシアン酸を対象とした新しい測定技術を確立し、その環境動態を明らかにすることを目指す。
脳内 HMGB1 機能制御に立脚した脳移行性低分子鎮痛薬の開発

がん性疼痛、糖尿病性疼痛、帯状疱疹後痛などの神経障害性疼痛は、既存の鎮痛薬では十分に奏効しない難治性の疼痛である。この治療困難な疼痛症状は患者の行動を制限し、生活の質を低下させる要因となるため、新規治療法・治療薬の開発が望まれている。申請者らは、これまでの先行結果よりhigh mobility group box 1 (HMGB1)が脳内炎症を介して難治性疼痛の発症に関与する可能性を明らかにした。そこで、本研究課題では、1脳内HMGB1による疼痛発症機構の解明、2脳内を標的とした中枢移行性の高い低分子化合物の同定に基づく鎮痛薬候補の創製を目的とした検討を行う。本研究課題は、1) damage-associated molecular patterns (DAMPs)の一種であるhigh mobility group box 1 (HMGB1)の慢性疼痛時の脳内における役割を詳細に検討すること、並びに2) 1)を基盤に化合物ライブラリのスクリーニング系及び人工脊髄脳関門等の独自に構築したスクリーニング系を活用して中枢移行性判定法を確立し、有用性の高い新規鎮痛薬候補を開発することを目的とする。これまでに申請者は、神経障害性疼痛モデル動物の脊髄や損傷した知覚神経の周囲においてHMGB1が炎症を惹起し、慢性疼痛の発症に寄与する可能性を報告している。さらに、本研究課題の予備試験として、脳内のHMGB1が増加することや、リコンビナントHMGB1を脳室内へ投与することにより持続的な痛覚過敏が観察される結果を得た。しかしながら、脳内においてHMGB1が如何にして痛覚過敏の発症に寄与するのかは全く不明なままであった。そこで、本年度は慢性疼痛時の脳内におけるHMGB1の役割を詳細に検討する。各種濃度のHMGB1を脳室内へ投与し、痛覚過敏の発症に対する影響を検討した。その結果、HMGB1は当初予定した濃度よりも低濃度から疼痛を惹起し、生体内疼痛制御機構に関与するいくつかの脳部位においてミクログリアやアストロサイトなどのグリア細胞を活性化させることを見出した。また、本検討において使用したHMGB1の投与濃度に関しては、パーキンソン病などの神経変性疾患や、脳卒中などのモデル動物の過去の報告から病態時の脳内においても十分に観察されることが推察できる濃度であった。本年度は、痛覚過敏を惹起させるHMGB1脳室内投与濃度を決定し、その際に活性化する脳部位及び細胞種を特定した。しかしながら、予想以上にHMGB1投与濃度の決定に時間を費やしたため、当初予定していたHMGB1が作用する受容体の特定までを行うことができなかった。脳内HMGB1が疼痛を惹起させるために必要な受容体を特定することと、化合物ライブラリのスクリーニング系の構築を並行して行うことにより、本年度の遅れを取り戻せると考えている。スクリーニング系の構築後、化合物ライブラリから治療薬候補化合物の探索を進めていく。しかしながら、予想以上にHMGB

1投与濃度の決定に時間を費やしたため、当初予定していたHMGB1が作用する受容体の特定までを行うことができなかった。脳内HMGB1が疼痛を惹起させるために必要な受容体を特定することと、化合物ライブラリのスクリーニング系の構築を並行して行うことにより、本年度の遅れを取り戻せると考えている。スクリーニング系の構築後、化合物ライブラリから治療薬候補化合物の探索を進めていく。