hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸菌ミニF DNA複製制御機構:イテロンによるDNA複製阻害とその除去機構の解析

大腸菌を宿主として複製するミニFの厳密なDNA複生調節を担うものは複製開始蛋白質(RepE)とincC領域、また未知の負の調節因子(存在?)等である。incC領域はミニFori2に対してcis位置にある場合はIncompatibilityとして、trans位置にある場合はミニFのコピー数調節に重要な役割を担っている。いづれの場合もミニFのDNA複製開始を抑制する。つまりこの領域はDNA複製の負の制御に重要な役割を担っている。この機構に関しでTitration modelが提唱されていたが、最近の我々による新たな知見(RepEの分子シャペロンによる活性化等)を包括したモデルが必要になった。incC領域による阻害機構の詳細を明らかにすることが当面の目的である。平成9年度にincC領域の変異体の解析からTitration modelでは説明出来ないいくつかの実験結果を得た。平成10年度にはLigation Assayによって、incCイテロン-RepEがori2イテロン-RepEと相互作用しクロスリンク構造を作ることを明らかにした。つまりFブラスミドにおいてもイテロンによる複製開始抑制はF類似プラスミドでみられたと同様にHand cuffing作業仮説で説明出来ることがわかった。我々がみつけた新しいことはこのクロスリンク構造形成にはRepEの二量体形成ドメインか関与していること、incCイテロンにRepEが正常に結合することが必要であること、incCイテロン-RepEとori2イテロン-RepEがori2イテロン-RepEとori2イテロン-RepE、incCイテロン-RepEとincCイテロン-RepE間よりも抑制効果が大であることを明らかにした。研究計画に予定していたin vitroのDNA複製系でincC領域の効果を調べる実験については、系が動きだしたところである。このincCイテロンによるミニFのDNA複製阻害からの解除に関与する因子は最初予定していた宿主菌の変異体をとる方法ではなく、生化学的手法を用いて候補となるものを分離し、現在解析中である。
新規臨床検査法、FACS-ｍQの開発

組織中に少数存在する細胞をその蛋白・遺伝子発現を指標として効率よく分離し、性質を迅速に同定する方法としてFACS-mQのプロトコールの改良に取り組み、固定液にメタノール/PEGの混合物を使用すること、dithiothreitol(DTT)、RNase Inhibitorを適切なタイミングと濃度で使用することにより、検体を-80Cで長期保存することを可能とし、またFACSでの分離後も高品質のRNAの回収を可能とした。この改良法によりT7増幅、Ribo-SPIA増幅等の使用が可能となり、少量の細胞からでも遺伝子発現プロフィールの解析ができるようになった。本年度は新しい幹細胞・癌幹細胞解析技術であるFACS-mQを臨床現場で使用可能とするため、プロトコールのいくつかの改良を試みた。1.蛍光染色後、FACSで細胞を採取するまでの保存条件の検討臨床現場では細胞を染色した後、すぐにFACSで解析できないケースもありえる。従って、蛍光染色後の保存条件について検討した。以前のプロトコールでは細胞をパラフォルムアルデヒドで固定して保存していたが、この条件ではRNAの回収率が低下することが判明し、保存液としてDithiothreitolを含む緩衝液を選択した。これによって染色後概ね24時間までの保存が可能となり、またFlow Cytometryの解析結果にも大きな変化が出ないことがわかった。また細胞をパラフォルムアルデヒドで固定する操作が省かれたため、RNAの回収率が向上した。2.RNA定量法の検出限界の評価とcDNAあるいはRNA増幅法による定量法の検討通常の定量RT-PCR法にてFACS-mQで解析後の細胞内のRNAを定量したところ、beta Actin, NKX2.1など、中高レベルで発現しているmRNAを安定して定量するためには最低100個程度の細胞を回収する必要があることがわかった。引き続きwhole transcriptome amplification(WTA)とT7 promoterによるリニア増幅法を使用して、mRNAの定量の検出感度が向上するかどうか検討した。100個レベルの細胞ではWTAでは検出感度は通常のRT-PCRよりむしろ感度が低下した。リニア増幅法では通常のRT-PCR法に比較して僅かに感度が向上したが、1回の増幅で多数の遺伝子を計測することが可能となるため、今後FACS-mQでのRNA定量解析ではリニア増幅法を第一に使用することが好ましいと判断した。今年度の予定としてはバセドウ病および甲状腺腫瘍にて手術摘出した組織の一部を採取して、組織を酵素処理し、単一細胞を作成(細胞発現ライブラリー)して使用する予定にしていた。しかし、臨床検体の場合は細胞株からの検体に比較して、採取された時点での組織の状態が組織型や採取までの保存状態によりまちまちであり、それに応じて採取される細胞数、細胞分散の程度、FACSによって回収された細胞から抽出されたRNAの品質に大きな違いが出ることが予想された。実際、昨年検討したT7プロモーターを使用したRNA増幅法では、採取されたRNAの量が極端に少ない場合や、RNAの分解が進んでいる場合は、解析するのに十分な量の増幅が確認できないことがわかった。従って、FACS-mQによる臨床検体の解析を進める前にプロトコールの大幅な見直しが必要となった。第一に、検体保存や蛍光染色において長時間の反応の過程ではRNAの分解を抑制するため可能な限り高濃度のdithiothreitolやRNase Inhibitorを加えることとした。また、通常のRT-PCRによる遺伝子発現解析法では数十個程度の少数の細胞を使用した場合解析結果に大きな誤差が出ることがわかったため、T7プロモーター増幅法以外の何らかの手段による増幅過程の導入が必要となった。そこで、ある程度分解したRNAからでも均一な増幅が可能なSingle Primer Isothermal Amplification(SPIA)を検討し、T7プロモーターによる増幅が困難な検体からも良好な増幅結果を得ることができた。mRNAをターゲットとした細胞染色の感度の向上も試みたが、蛍光色素の変更等のプロトコールの変更では明らかな感度の向上は認められず、今後の課題を残した。当初は今年度の時点で臨床検体の採取の過程に入る予定であった。しかし、従来のFACS-mQのプロトコールでは単一細胞の品質にばらつきのある臨床検体の解析には不十分であると判断し、条件の悪い検体でも解析が可能となるようプロトコールの本格的な見直しを行った。研究に遅れは生じたが、今後の臨床応用を考えた場合必要な検討であったと判断している。我々は、組織中に少数存在する細胞をその蛋白・遺伝子発現を指標として効率よく分離し、その性質を迅速に同定する方法として、RNAを極力分解させない条件で細胞を蛍光色素で標識し、目的の細胞をfluorescence activated cell sorting (FACS)によって分離した後にRNAを回収・mRNAの発現を定量解析して細胞の性質を同定するmRNA quantification afterFACS(FACS-mQ)の開発を続けてきた。今回の研究の開始前まで検討対象としては主として細胞株を使用しており、定量解析にRT-PCRを用いていた。しかし、臨床検体での使用の場合、採取される細胞数に限りがあるため多数回のRT-PCRでの解析に十分な量のRNAの回収は不可能であり、RNA増幅法や次世代シークエンサーでの解析に供することができる高品質なRNAを回収する必要があった。また検査室での検査の実施を考えた場合、再解析が可能なように臨床検体を長期間安定して保存する必要があった。

今回の研究では、臨床検体での使用に耐えうるようにFACS-mQのプロトコールの改良に取り組み、固定液にメタノール/PEGの混合物を使用すること、dithiothreitol(DTT)、RNase Inhibitorを適切なタイミングと濃度で使用することにより、検体を-80Cで長期保存することを可能とし、またFACSでの分離後も高品質のRNAの回収を可能とした。この改良法によりT7増幅、Ribo-SPIA増幅等の使用が可能となり、少量の細胞からでも遺伝子発現プロフィールの解析ができるようになった。今後当方法を臨床検体を対象として使用することが可能と考えられ臨床検査としての実用化のめどが立った。組織中に少数存在する細胞をその蛋白・遺伝子発現を指標として効率よく分離し、性質を迅速に同定する方法としてFACS-mQのプロトコールの改良に取り組み、固定液にメタノール/PEGの混合物を使用すること、dithiothreitol(DTT)、RNase Inhibitorを適切なタイミングと濃度で使用することにより、検体を-80Cで長期保存することを可能とし、またFACSでの分離後も高品質のRNAの回収を可能とした。FACS--mQを臨床現場で使用可能とするため、問題点の改良と、細胞採取法の確立、採取後の解析法について詳細に検討し、実用的なプロトコールの確立に成功した。臨床検体の採取を開始し、今回の検討で確立したFACS-mQのプロトコールが有用であることを実証する。また、臨床検体において興味ある細胞分画が確認された場合は、FACSにて細胞を回収して遺伝子発現プロフィールを解析して細胞群の同定を進める。mRNAを使用したFACS-mQの感度向上については間接蛍光標識等まだ試みていない方法を検討していく。臨床検査医学甲状腺組織を収集し、組織を酵素処理して単一細胞を採取、今までに確立したプロトコールを使用してFACS-mQに使用可能な検体として固定・凍結保存する(細胞発現ライブラリー)。この細胞発現ライブラリーを使用して、FACS-mQのトライアル的な解析を開始し、臨床像を反映するような情報が得られるかどうか解析する。また、興味ある細胞分画の発見に成功した場合は、FACSにて細胞を回収して遺伝子発現プロフィールを解析して細胞群の性質の同定を進める。
核医学画像と人工ニューラルネットによる外科手術における周術期心事故の発生確率予測

1.データベースの構築平成19年度初めにおいて、臨床データの収集、カルテを用いての臨床背景因子ならに心事故の調査、心筋血流SPECTの所見の評価はほぼ終了し、データベースとして整理、構築した。測因子として使用するものの候補として20項目を検討することになった。目的変量は全心事故とhardeventの2項目である。2.データ解析上記のデータベースを使用し、予備実験としてincremental stepwise法による線形回帰主成分分析により各特徴量を直交化させての線形回帰、back-propagation neural network (BPNを用いて予測を行う方法などを検討した。しかしながら高いfittingは得られなかった。その理由と(てデータが)多価関数になっていることが考えられた(入力が同一でも結果が異なっている状態)。そこで解析モデルとしてsupport vector machineを導入したころ、線形回帰に比較して良好な精度の心故予測器を作成することに成功した(AUCは全心事故において0.884、hardeventにおいて0. 892)。さらに予測因子として核医学検査から得られたデータを含む場合と含まない場合とで精度を検討したころ、核医学検査の付加価値は線形回帰では大きく、support vector machineでは比較的少ないこと判明した。Supportvector machineを利用した予後予測は臨床的にも有用であると考えられ、開発たこの予測方法を論文にして現在投稿中である。1.データベースの構築平成18年度において、臨床データの収集、カルテを用いての臨床背景因子ならびに心事故の調査、心筋血流SPECTの所見の評価はほぼ終了し、データベースとして整理、構築した。予測因子として使用するものの候補として22項目を検討することになった。2.データ解析上記のデータベースを使用し、予備実験としてincremental stepwise法による線形回帰を試みた。その結果、全心事故の予測因子は、心筋壁運動異常、心不全の既往、手術危険度、年齢であり、hard eventの予測因子は、心筋壁運動異常、心不全の既往、手術危険度、心電図でのQ波、安静時心筋血流、血行再建術の既往であった。それぞれの評価におけるROC曲線下面積は0.748と0.864であった。次にこの結果を改良するために、主成分分析を行って各特徴量を直交化させて線形回帰を行ったが、判別に改善は見られなかった。そこで、back-propagation neural network(BPNP)を用いて予測を行う方法を検討した。汎用性を高めるために非線形性が得られ、かつ単純な構成である中間ニューロン2個のネットワークで実験を行った。BPNPではsigmoid kernelを使用し、学習係数は0.01、学習回数は100回とした。主成分分析を導入しても結果が好転しない理由として、データが多価関数になっていることが考えられた(入力が同一でも結果が異なっている状態)。そこで、平成19年度においては、非線形モデルについて各種パラメータの設定や回帰モデルに用いるパラメータの見直しなどをさらに詳しく検討し、support vector machineの利用も視野に入れてさらなる予測の改善を試みる予定である。
渓流沿い植物ドロニガナ交雑帯の集団遺伝学的解析と適応形質に関わる遺伝子の探索

渓流沿い植物ドロニガナとニガナの交雑帯の集団遺伝学的解析を行った。現地調査では、ドロニガナは岩壁が切り立った渓流沿いから、砂利の川原や土に覆われた土手など多様な生育地に出現していた。形態的に典型的なドロニガナは2倍体植物で葉幅が細く流線型、全縁で、ロゼット葉を多数つけ、根が太く、ストローンをよく出し、岩上に直接生育していた。3倍体のドロニガナは、葉が比較的幅広で縁に鋸歯があり、茎葉をつけ、根が細く、岩上に着いた苔や土に生育していた。3倍体ドロニガナの起源はこれまで使っていた3つのマイクロサテライト・マーカーだけでは明らかではなかったのでAFLPマーカーを使って解析した。その起源は狭義のニガナとの交雑に由来する可能性が高いことが明らかとなった。2倍体ドロニガナでも形態変異の幅は大きいので、狭義ニガナとの間で遺伝子流入があると予測しているので、より詳細な遺伝子マーカーと形態計測、交雑実験により解析する必要がある。ある環境に十分に適応し安定した状態にある集団では自然選択の研究は難しいが、交雑などの影響で表現型の変異幅が大きい集団ではそれが可能である。2倍体ドロニガナの根、葉、と花の形態に関して量的形質の測定を行い、また乾燥に対する耐性や光合成特性など生態面での特性に関しても準備を行っている。渓流沿い環境に適応した形質に対する環境による選択圧が異なる2集団(渓谷集団と川原集団)の適応度の比較を行っている。
低速並走しながら行う２船間洋上荷役オペレーションの安全性評価

水深制限で入港できない大型船に対し,小型船を並走させながら接舷させて積荷を移し替える洋上荷役が行われている.本研究では,同オペレーションの安全性を船の操縦性能の観点から評価するべく,水槽模型試験やシミュレーション計算に基づき,従事する2船の流体力特性や運動性能を明らかにした.まず大型船が小型船を横付けした航走状態を水槽試験で再現し,操縦流体力を評価した.そして変針時の旋回性や保針性等を明らかにした.また2船間の干渉流体力を考慮して接舷操船シミュレーション計算を行い,載荷状態が接舷操船時の運動性能に及ぼす影響を明らかにした.加えて,2船並走時の舵と船体の流体力学的干渉についても検討を行った.本研究では、大型船に小型船が接舷して、低速並走しながら2船間で積荷を移し替える洋上荷役オペレーションに関する課題に取り組んだ。同オペレーションの安全性を評価するべく、水槽試験やシミュレーション計算に基づき,従事する2船の流体力特性や運動性能を明らかにした。[1]ユニット船の流体力特性に関する研究:満載(ヘビーバラスト状態)のVLCCにバラスト状態(満載)のAframaxタンカーが横づけで曳航されるユニット状態を水槽試験で再現し、洋上荷役を経て2船の載荷状態が変化した時のユニット船の抵抗・自航特性,操縦流体力の変化を評価した。そして前後・左右非対称なユニット船の操縦運動数学モデルを構築し、変針時の旋回性や針路安定性、操舵余裕についてシミュレーション計算に基づく検討を行った。[2]載荷状態の差異による接舷操船時の運動性能の比較に関する研究:水槽試験より同定した各船単独航行時の船体減衰力、舵やプロペラの強制力に、理論計算で推定した2船間の相互干渉力を考慮する事で接舷操船シミュレーションを行い、2船の載荷状態に応じた干渉流体力や、接舷時の操舵角・方位角等を評価した。計算結果より,例えば満載のAframaxタンカーがヘビーバラスト状態のVLCCに接舷する場合、1接舷間際の方位角が2船互いに外を向き平行接舷が困難となる、2接舷位置に応じてVLCCの保針に要する舵角が異なる、等の留意すべき接舷操船時の運動特性を明らかにした。また接舷時のsway方向の速度や付加質量は評価済みであり、接舷エネルギーも推定可能である。引き続き適切な防舷材選定に関する指針を検討する。[3]その他:2船近接時の舵と船体の流体力学的干渉について、水槽試験と理論計算に基づき基礎的な検討を行った。そして操舵による干渉流体力が、近接して航行する船に及ぶ事を示した。また同干渉に及ぼす浅水影響を明らかにした。水深制限で入港できない大型船に対し,小型船を並走させながら接舷させて積荷を移し替える洋上荷役が行われている.本研究では,同オペレーションの安全性を船の操縦性能の観点から評価するべく,水槽模型試験やシミュレーション計算に基づき,従事する2船の流体力特性や運動性能を明らかにした.まず大型船が小型船を横付けした航走状態を水槽試験で再現し,操縦流体力を評価した.そして変針時の旋回性や保針性等を明らかにした.また2船間の干渉流体力を考慮して接舷操船シミュレーション計算を行い,載荷状態が接舷操船時の運動性能に及ぼす影響を明らかにした.加えて,2船並走時の舵と船体の流体力学的干渉についても検討を行った.洋上荷役オペレーションのように2船が極めて接近して並走する状況は,潜在的に大きな事故リスクを孕むが,その際の流体力特性や運動性能は未解明な部分が多い.本年度は一連のオペレーションフローの内,接舷後に係留固定してユニット状態となり,低速並走しながら荷役を行う状況に焦点を当て,水槽試験に基づく評価を行った.(ア)操縦流体力の調査:今回新たにAflamaxタンカー模型船を製作した.そしてKVLCC2タンカー船に横づけで曳航される状況を水槽試験で再現し,2つの異なる載荷状態の組み合わせで,抵抗/自航試験,操舵試験,斜航/CMT試験を実施した.特にKVLCC2単独航行→洋上荷役開始→洋上荷役終了(載荷状態が逆転)に至る過程において,馬力や自航性能の変化,非対称流体力を含む操縦流体力の変化を明らかとした.(イ)付加質量の理論計算:載荷状態の組み合わせごとに,3次元パネル法を用いて前後,左右,回頭運動の付加質量を連成項を含めて算出した.洋上荷役時(ユニット状態)には,左右運動による左右方向の付加質量が大幅に増加し,保針性の改善に大きく寄与する事を明らかとした.(ウ)操縦性能の評価:まず幅方向の重心位置,付加質量の連成項,粘性流体力の遇関数項を考慮する事で,主要目の異なる2船から成るユニット船の操縦運動方程式を再定義し,各流体力微係数を同定した.その結果に基づき,釣り合い斜航角と当舵量を推定し,載荷状態に応じた操舵余裕を評価した.またスパイラル特性より,ユニット船では不安定ループが現れず洋上荷役中は針路安定に転じる事,同時に旋回性は劣り避航操船時には注意を要する事を明らかとした.(その他)干渉流体力の評価:派生研究として,2船近接時の操舵による流体干渉を評価した.これまでの研究結果を踏まえ,本年度は理論計算の見直し及び追加計算,詳細な考察を行う事で,流体干渉の発生メカニズムを明らかにした.研究実績の通り,平成24年度の研究計画は概ね達成できていると思われる.

(ア)操縦流体力の調査:予定していた一連の操縦性試験は実施済みであるが,今後,精度確認の為に,一部の再試験を予定している.なお,当初はAframaxタンカーに操舵・主機駆動させる実験項目も予定していたが,船速相当のプロペラ回転数が小さく,操縦流体力に及ぼす効果が思いの外小さいと判断して見送る事にした.水槽スケジュールが1年を通じて大変混雑しており,試験数を減らす必要があった事も理由の一つである.(イ)付加質量の理論計算:ポテンシャル理論(3次元パネル法)に基づき各運動方向の付加質量を計算した.同項目は達成できたと考える.(ウ)操縦性能の評価:前後・左右非対称性が大きいユニット船の操縦運動方程式(数学モデル)を再定義し,各流体力微係数を同定した.本年度は,運動方程式を固有値解析し,また釣り合い解を求める事で,針路安定性やスパイラル特性を推定しており,概ね洋上荷役時の操縦性能は評価できたと考える.時系列の操縦運動シミュレーション計算は未実施であるが,計算材料は揃っている事から,今後実施していく予定である.本年度は,研究計画に記載した内容を順次進めていく.・(計算1)接舷操船等に適用可能な実用的計算法の構築:接舷・離舷操船のように2船の相対位置が時々刻々と変化する状況を評価するべく,2船間の相互干渉を含めてシミュレートできる実用的計算法の構築を目指す.詳細は交付申請書の通りである.・(計算2)ケーススタディによる安全性評価:構築した計算法により,2船の載荷状態,アプローチルートや船速等,種々の接舷操船を変更してケーススタディを実施し,接近時の相互干渉を含む流体力特性を評価する.特に接近時に急増が見込まれる付加質量の変化を考慮して接舷(運動)エネルギーを推定する事で,それぞれの接舷状況に応じた適切な防舷材仕様に対して知見を得る.・(実験1)船ごとに喫水状態を変更した操縦性試験を行い,船単独航行時の操縦流体力特性を把握する.シミュレーション計算時には,同定した操縦流体力微係数に基づき粘性流体力を評価する.・(実験2)上欄に記載した通り,平成24年度に実施した水槽試験の一部を再試験し,計測データの信頼性向上を図る.・国内学会,国際会議へ出席する為の旅費を計上した.発表および同分野の最新の研究動向についての情報収集が目的である(\300000).・3次元非定常計算を実施する為に,高性能なデスクトップPC1台分の予算を計上した(\250000).・プリンタートナー・用紙等の研究遂行時に必要な消耗品の予算を計上した(\40000).・水槽スケジュールが非常に詰まっており,実験期間は時間外・土日を含めて有効に活用する予定である.実験項目によっては複数の手伝いが必要な為,学生アルバイト代として予算を計上した(\60000)・論文投稿費を計上した(\50000).
植物組織培養苗の順化に関する環境調節工学的研究

本研究では、すでに開発した環境調節装置(順化装置)を利用して、培養器内で無菌培養された早期培養苗を供試して、順化期間の短縮と活着率を向上するための好適順化環境を探索し、組織培養苗を急速大量生産するための基礎資料を得ることを目的とする。順化過程における、炭酸ガス施用による培養苗の生育促進効果を調べるために、2台の順化装置を用い、昼間に炭酸ガス濃度が約700ppmになるよう炭酸ガスを施用した区(炭酸ガス施用区)と、無施用の区(無施用区)を設け、キクおよびショウガを供試して生育比較試験を行った。その結果、炭酸ガス施用区の乾物重、葉数、草丈などは、無施用区のそれらを上回り、炭酸ガス施用によって、生長が促進されることが確認された。このことから、順化過程における炭酸ガス施用は、培養苗の順化期間の短縮方法のひとつとして有効であると考えられた。さらに、順化装置を利用して、新たな苗増殖法を検討した。すなわち、苗本数を増やす増殖時の培養開始から順化終了までの期間を短縮するために、培養器内で生長したカーネーションを供試し、慣行法にしたがってショ糖培地を含む培養器内に節挿しし培養後順化した場合と、環境調節を行った順化装置内で節挿しし水耕養液によって生長させた場合の生育比較試験を行った。その結果、湿度環境、光環境を好適に維持してやれば、無糖培地においてもカーネーション小植物体が発根・生長し、その生長量は有糖培地を用いた従来の培養法のそれに比べ勝ることが示された。この結果は、発根ステージにおいて無糖培養が可能であることを示唆するとともに、培養苗の発根・順化期間を短縮するため環境調節法の基礎データとして利用できよう。フラスコなどの培養器内の弱光,高湿度,恒温条件下で生長した組織培養苗は,順化過程において,生長抑制を呈したり枯死したりすることが問題となっている.この問題のかなりの部分は環境調節によって回避できるものと考えられる.本研究では,すでに開発した環境調節装置(順化装置)を利用して,培養器内で無菌培養された組織培養菌を供試して,順化期間の短縮と活養率を向上するための好適順化環境を探索することを目的とする.本年度は, 2台の順化装置を用い,昼間に炭酸ガス濃度が約700ppmになるよう炭酸ガスを施工した区(炭酸ガス施用区)と,無施用の区(無施用区)を設け,キクおよびショウガを供試して生育比較試験を行い,炭酸ガス施用による培養菌の生育促進効果を調べた.その結果,キクについては,順化開始30日目の炭酸ガス施用区の乾物重は無施用区のそれの約1, 4倍,ショウガについては1.2倍となった.また,葉数や草丈などについても炭酸ガス施用区のそれらは無施用区のそれらを上回り,炭酸ガス施用によって,生長が促進されることが確認された.このことから,順化過程における炭酸ガス施用は,培養菌の順化期間の短縮方法のひとつとして有効であると考えられた.さらに,順化装置を利用して,新たな苗増殖法を検討した.すなわち,苗本数を増やす増殖時の培養開始から順化終了までの期間を短縮するために,培養器内で生長したカーネーションを供試し,慣行法にしたがってショ糖培地を含む培養器内に節挿しし培養後順化した場合と,環境調節を行った.順化装置内で節挿しし水耕養液によって生長させた場合の生育比較試験を行った.

その結果,試験開始40日目の後者のカーネーションの乾物重は,前者のそれの約2倍となり,光量を高めるなどの環境調節を行うことによって,培地に炭素源物質を添加しなくても,小植物体は従来の培養法と同等以上の生長を示すことが確認できた.本研究では、発根・順化ステージの光環境、湿度環境が小植物体の生長に及ぼす影響をカーネーションを供試して試験するとともに、すでに開発した順化装置を利用した新たな培養苗増殖法の検討を行った。従来法区と順化装置区の2区を設け、生育試験を行った。すなわち、従来法区では、1節を含むように切り分けたカーネーション外植体を糖を含む培養器内培地に植え、慣行法により30日間培養し、試験介し30日目に順化装置内に移植し順化した。順化装置区では、上記の外植体をロックウールに挿し、これを順化装置内に入れ、水耕養液により栽培し、発根・順化を行った。発根・順化ステージにおける順化装置区の光強度は、従来法区のそれよりも高くした。順化装置区の相対湿度は試験開始7日目より徐々に低下させた。栽培試験の結果、活着率は両区とも100%であった。試験開始40日目の順化装置区の生体重および乾物重は従来法区のおよそ2倍となり、発根・順化ステージにおいて、湿度環境、光環境を好適に維持してやれば、無糖培地においてもカーネーション小植物体が発根・生長し、その生長量は有糖培地を用いた従来の培養法のそれに比べ勝ることが示された。また、従来法区に比べ順化装置区の小植物体の葉長が長く、節間が短く、茎径が長く、両区に形態的な差違がみられた。以上で得られた成果は、発根ステージにおける無糖培養の可能性を示唆するとともに、培養苗の発根・順化期間を短縮するため環境調節法のための基礎データとして利用できよう。また、上記の順化装置区で示した方法は、新たな培養苗増殖法として注目できよう。現在、木本植物を供試して、同様の試験を継続している。
海岸地域の持続可能なレクリエーション利用を目指した管理手法の提言

本研究は海岸地域の持続可能なレクリエーション利用をめざし、レクリエーション利用が環境に与える影響とその効果的な管理手法について明らかにすることを目的とした。海岸砂丘の環境は微妙なバランスの上に成り立っているため、植生の回復には目標に応じた保全手法の使い分けが重要である事が明らかとなった。一方、海岸環境の保全が進まない大きな要因として、現状の自然海岸の定義に大きな問題がある事が明らかとなった。海浜部だけでなく、後背地の砂丘や海岸林との連続性に配慮した、管理計画が重要である。本研究は海岸地域のレクリエーション利用が環境に与える影響を把握し、効果的な管理手法について明らかにすることで持続可能なレクリエーション利用を提言することを目的としている。本年度は第一に日本の海岸域における環境保全と利用管理の現状を把握することを目的とした。全国の海岸保全基本計画から海岸管理における環境保全上・利用管理上の課題を抽出した結果、多くの海岸は漂着ゴミや利用者によるゴミの放置を問題として挙げていた。第二に、北海道の石狩海岸を対象とした車両の海岸砂丘への乗入れが海岸植生や砂丘地形に与える影響、ならびに植生・地形回復に有効な管理手法を把握することを目的に、調査地の選定および植生回復試験区の設置を行った。車両の乗入れが確認されている区域では、その走行台数を計測するためトラフィックカウンタを設置し、8月11月にかけての走行台数を計測した。その結果、車両の走行は8月の週末に集中し、最大1日あたり24台の走行が見られ、走行台数は決して多くはないが、これだけの車両の走行が海岸植生の減少と砂丘地形の改変に大きく影響していることが把握された。植生回復試験区については、完全に車両の乗入れを防止し、(1)そのまま回復状況をモニタリングする地点(2)防風ネットで囲い砂の移動を軽減して回復状況をモニタリングする地点、(3)地形が改変された場所を埋め戻し防風ネットで囲んで砂の移動を軽減して回復状況をモニタリングする地点、の3地点を現地海岸砂丘上に設置した。これは今後3年間の動向を把握し、車両の乗入れ台数の変化とあわせて最終年度で結果をまとめるものである。本年度は第一に日本の海岸域における環境保全と利用管理の現状を現地調査や聞き取り調査から把握することを目的とした。多くの海岸は漂着ゴミや利用者によるゴミの放置を問題として挙げていたが、その対策はボランティア清掃が中心であった。2年間のトラフィックカウンタによる計測結果から、車両の走行は週末に集中し、走行台数は決して多くはないが、海岸植生の減少と砂丘地形の改変に大きく影響していることが把握された。植生回復試験区については、完全に車両の乗入れを防止し、(1)そのまま回復状況をモニタリングする地点、(2)防風ネットで囲い砂の移動を軽減して回復状況をモニタリングする地点、(3)地形が改変された場所を埋め戻し防風ネットで囲んで砂の移動を軽減して回復状況をモニタリングする地点、の3地点での変化を把握した。その結果、(1)や(2)ではほぼ周辺環境と変わらぬまで植生が回復していたが、地形がえぐれた地点においては回復速度に違いが見られ、十分な回復にまで至っていなかった。一方、(3)の地点では全く植生回復が見られず、合わせて行なったシードバンク調査の結果から、埋め戻しに使用した砂に種子が全く含まれていなかったことがその原因であると考えられた。本年度は当該研究課題の最終年度であることから、今年度の調査で得られた知見を加味した研究成果のとりまとめを行なった。本研究の成果として、海岸砂丘での車両走行はたとえ週末の数台であっても、植生および砂丘地形には大きな影響を与える事が把握された。また、植生の回復には車両を規制する事が最も効果的であったが、大きな改変を受けた場所においては砂の移動が激しく、安定するまでに3年を要した。このような場所では、防風ネットによる環境の安定化も効果的であったが、内陸性の種が増加し、海浜植生が減退する傾向が確認されたことから、海岸砂丘における植生回復には回復目標に応じた保全手法が重要である事が明らかとなった。技術的な保全手法を明らかにする一方で、海岸環境の保全が進まない大きな要因について検討した結果、特にレクリエーション需要の多い砂浜海岸において、海浜部の自然度しか考慮されていない、現状の自然海岸の定義に大きな問題がある事が明らかとなった。

海岸は陸と海の緩衝帯としての役割が大きい事から、特に砂浜海岸の持続可能なレクリエーション利用を行なう上で、その生態的機能を損なう事なく利用する事が重要であるが、そのためにも海浜部だけでなく、後背地の砂丘や海岸林との連続性とその保全に配慮した、土地利用計画と管理計画が重要であると結論づけた。
航空宇宙機用ビーム電磁流体力学発電の新展開

本研究では,航空宇宙機搭載用高出力密度電力発生システムの構築に向けての基盤を確立することを目的とし,ビーム(レーザー)支援デトネーションによる高温高圧作動気体を利用する電磁流体力学(MHD)発電に関する原理実証試験に成功するとともに,2次元,3次元非定常数値シミュレーションによりプラズマ電磁流体現象を把握し,高性能化に向けた指針ならびに発電システムを検討し,革新的・独創的成果とともに,所期の目的を達成した。本研究では,ビーム(レーザー)支援デトネーションによる高温高圧作動気体を利用する電磁流体力学(MHD)発電に関する原理実証試験,数値シミュレーションによる現象の把握と高性能化指針の明確化を推進し,航空宇宙機搭載用高出力密度電力発生システムの構築に向けての基盤を確立することを目的としている。該当年度(初年度)は,1)レーザー支援デトネーション波ならびにMHD発電出力の発生に関する原理実証試験,ならびに,2)数値シミュレーションによるデトネーション波,電磁流体プラズマの挙動把握と実験結果との比較に焦点を絞り,研究を推進した。1)「原理実証試験」では,ネオジウム系永久磁石を利用して磁界を印加したアクリル製発電機を真空容器内に設置し,様々な初期充填圧力(アルゴン,ヘリウム:0.010.1MPa)の下で,容器外部から発電機向けてCO2パルスレーザー(出力エネルギー1 J,パルス幅1μ秒)を集光照射して発電実証試験を試みた。特に,1デトネーション波の発生に関しては,高速度カメラによりプラズマの流れを観測し,伝播速度を評価して理論値との比較を行い,デトネーション波としての発生・伝播の確認を行った。また2MHD発電の基本となる開放電圧を測定し,流体挙動(速度)を評価した。2)「数値シミュレーション」では,レーザーの作動気体へのエネルギー吸収を考慮し,デトネーション波の成長,伝播を捉えることのできる2次元非定常電磁流体数値シミュレーションコードを開発し,実証試験でのデトネーション波や開放電圧の発生,挙動に関する理論的裏付けを試みた。本研究では,ビーム(レーザー)支援デトネーションによる高温高圧作動気体を利用する電磁流体力学(MHD)発電に関する原理実証試験,数値シミュレーションによる現象の把握と高性能化指針の明確化を推進し,航空宇宙機搭載用高出力密度電力発生システムの構築に向けての基盤を確立することを目的とした。初年度は,1)レーザー駆動MHD発電機での電力発生を種々の作動条件下で実証し,2)数値シミュレーションによるデトネーション波,電磁流体プラズマの挙動把握と実験結果との比較を行った。本年度(最終年度)は,当初の予定どおり,1)レーザー支援デトネーション(LSD)直接利用,LSD加熱利用発電機での実証実験と発電特性の把握,ならびに2)数値シミュレーションによるプラズマ挙動の把握と高性能化への指針について検討した。その結果,LSD直接利用発電機において連続電極を使用する場合,プラズマのダクト内での両方向への広がりに起因して出力電力は2つのピークを持ち,電流,電圧の正から負への反転現象が見られること,一方で,LSD加熱利用発電機では,プラズマの流れが一方向になるので,反転現象は見られないことが明らかとなった。またプラズマの高速度観測から,その挙動は3次元的であることが判明し,3次元非定常プラズマ流体数値シミュレーションを行った結果,レーザー加熱流体における流体力学的不安定性により,複雑な構造を持ち得るが,その構造はMHD発電にとって有益に作用する可能性があることが示唆された。本研究で使用したレーザー装置は他からの流用品で,必ずしもレーザー駆動MHD発電に適した仕様を有するものではないので,更なる高性能な実験的検証を進めるには限界があったが,本研究では,所期の研究目的である航空宇宙機搭載用高出力密度電力発生システムの構築に向けての基盤を確立することに資する独創的かつ斬新な成果が得られた。上述の「研究実績の概要」で述べた研究実績は,当初の計画通りであり,それぞれの事項に対して得られた成果を具体的に下記に示す。1)「原理実証試験」において,1デトネーション波の発生に関して,高速度カメラによりプラズマの流れを観測し,伝播速度を評価して理論値との比較を行った結果,レーザー照射時間の1μ秒間において伝播速度は4000m/s程度とデトネーション波の理論速度と同程度であること,また2MHD発電機における開放電圧の測定から,デトネーションで生成された高温高圧の作動気体の流速は,400600m/sと見積もられ,それは高速度カメラで観測したプラズマの速度とおおむね一致することを確認した。また,連続電極を持つMHD発電機で,電極領域にレーザー光を集光照射した場合,デトネーションで生成された高温高圧の作動気体が上流・下流方向に伝播するので,どちらの流れが支配的になるかにより発電電圧が正・負の発電出力(出力はいずれも正)が得られることなどが判明した。2)「数値シミュレーション」においては,デトネーション波の成長,伝播を捉えることのできる2次元非定常電磁流体数値シミュレーションコードを開発し,実証試験でのデトネーション波や開放電圧の発生,挙動に関する理論的裏付けを試み,実験で観測されたデトネーションによる高温高圧の作動気体の挙動や正・負の発電電圧の発生など現象を定性的におおむね再現することができた。

ただし,実際の現象は3次元性が顕著であると考えられ,実験値との定量的な議論には更なる検討が必要であるとことが判明した。以上,所期の目標に達していることから,「おおむね順調に進展している」と判断した。エネルギー学次年度(最終年度)は,これまでの研究成果を踏まえて,より具体的な検討を進め,航空宇宙機搭載用高出力密度電力発生システムの構築に向けての基盤を固め,次なる研究開発ステップへの継続・展開に資するものにする。1)レーザー支援デトネーション(LSD)直接利用,LSD加熱利用(亜音速流れ,超音速流れ)発電機での実証実験と発電特性の把握: LSD直接利用,LSD加熱利用発電機を数値シミュレーションに基づいて設計・制作し,デトネーション波の挙動,発電特性を実験的に明らかにする。特に後者では,MHDチャネル内の超音速流れの実現とそれに伴う発電性能の向上を狙う。なお超音速流れの確認は,チャネル出口でのマッハ角の可視化により行う。2)数値シミュレーションによる高性能化への指針:実験結果との比較から電磁流体数値シミュレーションの精度・信頼性を更に高め,発電機形状や運転条件の最適化に向けての指針を明確にし,本方式が持つポテンシャルを定量的に見極める。理想的には準1次元的な挙動が期待できるレーザー入射・デトネーション波の生成が望ましいが,前年度の実証実験では,現象の3次元性が顕著となっていることから,可能な限り3次元非定常電磁流体数値シミュレーションコードを開発に努め,より精度の高い評価・指針を得ることを目指す。3)航空宇宙機用電力発生システムの提案(概念設計):発電機の高性能化とともに,発電システムの提案(概念設計)を行う。作動気体の循環(クローズド)サイクルにおいては,パルスレーザーの繰り返し入力に同期した適切なバルブ操作と軽量コンパクトな輻射冷却機構が必須となる。また,熱電素子励起超電導磁石システムをはじめとして,排熱利用を質量に留意しつつ積極的に採用し,徹底的な高効率化と低比質量化を狙う。
遺伝的疾患を対象とした看護実践能力向上プロジェクト

遺伝的疾患を対象として看護実践能力向上を目的に研究を実施した。Webページを開設し、e-ラーニング教材の開発を行った。遺伝的疾患をもつ患者(クライエント)や家族への看護を行う看護職間でのネットワークを構築し、ワークショップを開催することで情報共有を図った。これまでに研究が行われていない稀少な遺伝的疾患に関する調査を行い、得られた情報の成果発表を行った。海外への視察や研究者の招聘をとおして、遺伝的疾患への看護に関する国際的な視点を取り入れることができた。臨床現場における、遺伝的疾患(単一遺伝子病、染色体異常、多因子遺伝病など)の看護ケア能力向上を目的としたe-ラーニング教材開発に向けて、(1)e-ラーニング教材内容の検討、(2)遺伝的疾患を持つクライエントのニードの明確化を行った。(1) e-ラーニング教材内容の検討イギリスのPlymouth大学を訪問し、遺伝看護を専門に教授されるHeather Skirton先生と、e-ラーニング教材の内容について協議した。また、イギリスで実際に行われている遺伝看護教育の内容(講義のカリキュラム、webを利用した遠隔講義システム、カウンセリング技術の教授方法など)についての情報を得ることができた。イギリスで遺伝看護の教育に用いられる'Telling Stories'のwebサイトでは、遺伝的疾患を持つクライエントやご家族の語った話が掲載されている。実際の事例から、そのクライエントの疾患を理解し、看護職としてどのようにクライエントやご家族への支援を行うべきかを考えていくケーススタディという形でのe-フーニング教材は国内には未だ少ない。'Telling Stories'のに事例の日本語翻訳ならびに教材使用の許可を得られたため、その事例を基に教材開発を行う方針となった。事例は2名の協力者に日本語への翻訳を依頼した。(2)遺伝的疾患を持つクライエントのニードの明確化遺伝的疾患を持つクライエントやご家族のニードを把握し、看護職者による必要な支援を明確にする目的で、遺伝的疾患を持つクライエントのご家族を対象にインタビュー調査を行った。患者家族会を通して協力を依頼し、プラダーウィリー症候群、低フォスファターゼ症、マルファン症候群、腎性尿崩症、9p部分トリソミーを持つクライエントのご家族からお話を伺う事ができた。また、ムコ多糖症II型の症例報告をまとめた。(査読あり。日本遺伝看護学会誌に掲載予定)遺伝的疾患の中でも、これまでに研究が行われていない稀少な疾患に対する看護についての研究を進めるために、調査を行った。昨年度に引き続き、15番染色体に異常を伴うプラダーウィリー症候群に焦点を当て、疾患をもつ子どもの母親を対象に面接調査を行い、その内容をKrippendorffの内容分析の手法を用いて分析した。その結果、母親が疾患に関する情報のみならず、疾患をもつ児の育児に関する具体的な情報を求めていることが明らかになった。また、発達段階により症状が変化する本疾患では、発達段階に合わせた支援を行い、母親が疾患をもつわが子との生活に適応できるように支援していく必要性が示唆された。臨床での看護実践能力向上のための学習教材として、遺伝看護学習用e-ラーニングの開発を進めている。H21年度に引き続き英国の「Telling Stories」に掲載されている事例を許可を得て和訳した。一方でwebページの開設を行い、和訳した15事例(自閉症、爪・膝蓋骨症候群、家族性腺腫性ポリポーシス、鎌状赤血球症、Fragile X、QT延長症、アルカプトン尿症、クラインフェルター症候群、ターナー症候群、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、ハンチントン病、プラダーウィリー症候群、血友病、軟骨無形成症、嚢胞性線維腫症)を掲載した。webページ:http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/shouni/遺伝的疾患への看護ケアに関する国際的な視点を取り入れる目的で、オーストラリアのメルボルンでの視察を行った。メルボルンのPETER MacCALLUMCANCERCENTREでの臨床看護師への遺伝カウンセリング教育についての話をうかがい、今後臨床看護師に対して、遺伝看護教育を行う上での示唆を得る事ができた。さらにH23年度に行う国際シンポジウムに招聘する講師として、Deakin大学のMegan-Jane Johnstone先生を紹介いただき、シンポジウムでの講演について承諾を得ることができた。遺伝学の進歩に伴い発展する遺伝医療の中で、看護職には従来よりさらに専門的な遺伝の知識や技術が求められつつある。しかし看護基礎教育において、遺伝について学ぶ機会は少ない。本プロジェクトは、臨床現場に勤務する看護職者を対象に学習会、e-ラーニング教材等を提供し、遺伝看護実践能力向上を目指すものである。また、臨床現場で遺伝的疾患をもつクライエントに関わる看護職者間でのネットワークを構築することで、遺伝看護に関する情報共有を促すことを目指している。平成23年度の成果の1つとして、稀少遺伝性疾患に関する調査が挙げられる。平成23年度は稀少遺伝性疾患の1つである低フォスファターゼ症の子どもをもつ家族に対する調査を実施した。

稀少な疾患であり、本疾患に対する看護が未だ確立されていない現状にあるが、調査の内容を分析することで、今後本疾患に対する看護として新たな知見が得られると考えている。本調査の結果は、本プロジェクトで実施予定の看護職者を対象とした学習会や、e-ラーニング教材の内容に反映させていく。また、昨年度までに調査を行ったプラダーウイリ」症候群についての研究成果を日本遺伝看護学会および山口医学会の学術大会において発表した。もう1つの成果として、遺伝看護国際シンポジウムの開催がある。シンポジウムには遺伝看護について国際的な視点を取り入れる目的で、オーストラリアのDeakin大学教授のMegar Jane-Johnstone先生を招聰した。Jobllstone教授は倫理の専門家であり、遺伝看護実践における倫理的な内容についての講演をいただいた。shinpojiUmuha2011年10月15日に山口大学医学部の総合研究棟で開催した。看護職者、学生等多数の参加が得られた。遺伝的疾患は発生頻度が低いものが多く、看護職者が臨床でケアにあたる頻度が少ないため、疾患の経過をイメージしにくい。そのため発達により起こりうる問題を予測したり、見通しを立てた看護を行うことが難しい。本プロジェクトでは遺伝的疾患についての看護実践能力の向上を目的としている。1.看護職の看護実践能力の向上、ネットワークの形成:県内の看護職者(看護師、保健師、助産師)による遺伝看護学習会を開催し、遺伝的疾患をもつクライエントやその家族への看護についての講演や事例検討を行った。平成24年度は10月と1月に2回開催した。学習会の内容は、遺伝看護の倫理に関する内容、周産期における事例検討であった。学習会に参加した看護職のうち、希望者を対象にメーリングリストを作成し、遺伝的疾患をもつクライエントや家族への看護に関する情報を配信する準備を行うことができた。2.稀少遺伝性疾患に関するデータ収集、看護ケアモデルの検討:昨年度に引き続き、稀少な遺伝性疾患に関するデータを収集した。平成24年度はテイフォスファターゼ症をもつクライエントや家族に協力を得て、データを収集した。得られたデータを分析し、必要な看護を検討していく方針である。その成果を本プロジェクトで作成したe-ラーニング教材に反映させていく予定である。3.成果発表:10月に米国のフィラデルフィアにて開催された国際遺伝看護学会(ISONG)において、プラダーウィリー症候群をもつクライエントとその家族への看護ケアについての研究成果を発表した。臨床現場で勤務する看護職者のネットワーク形成が進んでいない現状にある。理由として、学習会の開催が進んでいないことと、これまでに行ったシンポジウム開催時の広報が有効にできていない点が考えられる。また、他の勉強会等と日時が重なり参加者が得られなかった場合もあるため、今後学習会を開催する時には、対象としている看護職者が参加しやすい日時を検討する。
臨床応用を目指した骨組織における神経-血管機能の解明

骨は運動・支持器官としての強度と血中カルシウム濃度の恒常性を保つため、一生涯にわたり形成と破壊を繰り返している。近年の高齢化社会の進展に伴い、骨粗鬆症や関節リウマチ、変形性関節症等、正常な骨代謝の破綻を起因とする疾患の患者数は飛躍的に増加しているが、その病態の解明や創薬研究については進展していない。従って、骨代謝の分子メカニズムを解明し、その成果を臨床や創薬に還元することが社会的な急務となっている。骨代謝は形成と吸収のバランス制御により恒常性が維持されている。本申請者はこれまでに神経系による骨代謝調節機構に着目し、骨組織における神経ペプチドの生理的意義を明らかにしてきた。さらに神経反発因子として広く知られているSemaphorine3A(Sema3A)が骨、皮膚をはじめとしたあらゆる臓器への神経系の浸潤を促進すること、Sema3A神経特異的欠損マウスが感覚神経系の形成の低下による骨量の低下を呈することを報告した。また、予備的な検討からSema3A神経特異的欠損マウスでは、骨への血管の侵入が低下していることを見出した。神経系と血管系はネットワークを形成し、その機能発揮には両者の相互依存性が必要とされている。そこで、本研究では、神経ガイダンス分子Sema3Aシグナルに着目し、個体レベルでの骨代謝調節における血管-神経ネットワークの機能解明を行う。本申請者ははこれまでに神経系による骨代謝調節機構に着目し、骨組織における神経ペプチドの生理的意義を明らかにしてきた。本申請者は研究課題開始年度に所属の異動があったため、本年度は実験環境および研究機器の拡充を行い、課題実施のための研究環境整備に注力した。本申請者は本研究課題の開始年度に所属を異動した。新たな所属先では本申請課題に類似した研究が行われておらず、使用できる機器類がほとんど無い状態であったため、該当年度は実験機器の拡充を図った。また、本申請課題には遺伝子組換え実験が含まれているため、所属機関内に設置された遺伝子組換え実験安全委員会等における時実験計画の承認が必須であった。しかし、これまで現所属機関内では遺伝子組換え実験が行われておらず、遺伝子組換え実験安全委員会等が設置されていなかったため、必要な承認を得るに至らなかった。上述の理由により、申請課題の進捗が遅れている。まず、神経系による骨代謝調節をさらに検討するため、グリア細胞特異的Sema3A欠損マウスを作製を行った。その骨組織を解析したところ、これまでの結果と同様の骨量の低下が認められた。本研究代表者は研究課題開始年度に、現所属先への異動が生じた。現所属先では本研究課題の実施に必要な実験機器類がほぼ皆無であった。このため、研究環境の整備に時間を要したため、研究が遅延した。

骨は運動・支持器官としての強度と血中カルシウム濃度の恒常性を保つため、一生涯にわたり形成と破壊を繰り返している。近年の高齢化社会の進展に伴い、骨粗鬆症や関節リウマチ、変形性関節症等、正常な骨代謝の破綻を起因とする疾患の患者数は飛躍的に増加しているが、その病態の解明や創薬研究については進展していない。従って、骨代謝の分子メカニズムを解明し、その成果を臨床や創薬に還元することが社会的な急務となっている。骨代謝は形成と吸収のバランス制御により恒常性が維持されている。本申請者はこれまでに神経系による骨代謝調節機構に着目し、骨組織における神経ペプチドの生理的意義を明らかにしてきた。さらに神経反発因子として広く知られているSemaphorine3A(Sema3A)が骨、皮膚をはじめとしたあらゆる臓器への神経系の浸潤を促進すること、Sema3A神経特異的欠損マウスが感覚神経系の形成の低下による骨量の低下を呈することを報告した。また、予備的な検討からSema3A神経特異的欠損マウスでは、骨への血管の侵入が低下していることを見出した。神経系と血管系はネットワークを形成し、その機能発揮には両者の相互依存性が必要とされている。そこで、本研究では、神経ガイダンス分子Sema3Aシグナルに着目し、個体レベルでの骨代謝調節における血管-神経ネットワークの機能解明を行う。今年度はまず、該当する実験の実施に必要な承認を得るため、遺伝子組換え実験安全委員会等の設置を進める。また、更なる実験機器の拡充を図ると共に、遺伝子組換え実験に該当しない範囲での培養細胞を用いた実験を早急に開始する。また、必要な機器が使用できるよう、他機関との連携体制を整え、実験を実施する。現状でも研究の実施に必要な設備が十分ではないため、他施設にある機器の使用も検討する。また、使用する消耗品の見直しを行い、予算の有効的な運用を行う。本年度は研究設備の充実に注力したが、購入する物品を精査、厳選し、効率的な運用を心がけたため。前年度と同様に実験試薬等を厳選、使用することで、研究成果を出すための予算の効率的使用を行う。
光ファイバーを応用した微小部位におけるレーザー光変位計測機器の開発

歯科精密鋳造を行うにあったって金属の鋳造収縮の補償方法として埋没材の硬化拡張と熱膨張を埋没材外部から計測し内部で発生している機構を推測しているにすぎない.そこで光ファイバーによる計測法を本研究において試作し,埋没材の内部からの直接的な膨張および変化を推測しようとするものである.しかし,従来の膨張測定は実際の鋳造とは異なる試験片を用いて測定している.そこで今回は同じ条件でデータを取るために以下の装置を考案した.臨床で用いている鋳造リングでの加熱膨張を測定するため,市販の電気炉の上部に穴をあけこの穴を通した石英管を媒介として電気炉の外部から加熱膨張を測定することを考案した.計測の手順としてまず鋳造リング内に急速加熱型埋没剤を満たし非接触変位計を用いて硬化膨張の測定を行なった.次に硬化膨張を測定し終わった直後に700°Cに加熱した電気炉内に硬化膨張の測定を修了した埋没剤をいれ,埋没材上部中央に石英管をセットし,電気炉外部より非接触変位計を用いて熱膨張を測定した.次に,実際に鋳造体の適合精度を計測する目的で作製した金型支台歯上で作製したワックスパターンを用いて鋳造収縮率を測定した.ワックスパターンは作成後24時間以上室温に放置し内部応力を解放した後,埋没直前に金型に戻し適合精度を計測した.埋没から鋳造までの間に前述の方法により硬化膨張および加熱膨張を測定した.鋳造体は机上放冷したの後金型に戻し適合精度を測定した.歯科精密鋳造を行うにあったって金属の鋳造収縮の補償方法として埋没材の硬化拡張と熱膨張を埋没材外部から計測し内部で発生している機構を推測しているにすぎない.そこで光ファイバーによる計測法を本研究において試作し,埋没材の内部からの直接的な膨張および変化を推測しようとするものである.しかし,従来の膨張測定は実際の鋳造とは異なる試験片を用いて測定している.そこで今回は同じ条件でデータを取るために以下の装置を考案した.臨床で用いている鋳造リングでの加熱膨張を測定するため,市販の電気炉の上部に穴をあけこの穴を通した石英管を媒介として電気炉の外部から加熱膨張を測定することを考案した.計測の手順としてまず鋳造リング内に急速加熱型埋没剤を満たし非接触変位計を用いて硬化膨張の測定を行なった.次に硬化膨張を測定し終わった直後に700°Cに加熱した電気炉内に硬化膨張の測定を修了した埋没剤をいれ,埋没材上部中央に石英管をセットし,電気炉外部より非接触変位計を用いて熱膨張を測定した.次に,実際に鋳造体の適合精度を計測する目的で作製した金型支台歯上で作製したワックスパターンを用いて鋳造収縮率を測定した.ワックスパターンは作成後24時間以上室温に放置し内部応力を解放した後,埋没直前に金型に戻し適合精度を計測した.埋没から鋳造までの間に前述の方法により硬化膨張および加熱膨張を測定した.鋳造体は机上放冷したの後金型に戻し適合精度を測定した.