hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空圧疎密波重畳駆動による多自由度空圧メカトロニクスシステムに関する研究

本年度では空気圧疎密波重畳駆動方式,及び前年度において開発した4個の異なる固有振動数で駆動する共振駆動型バルブを用いて,4個の空気圧アクチュエータの独立制御に成功した.共振駆動型バルブの制御方式として新たに時分割制御方式を提案し,各アクチュエータの独立制御に適用した.時分割制御方式では異なる固有振動数を持つ空気振動を,短時間で直列に接続し発振することで,擬似的に異なる固有振動数を持つ空気振動を同時に発振する方式である.独立制御実験より,共振駆動型バルブの設計手法の確立,及び時分割制御手法の有効性を確認した.本年度得られた結果群について国際学会2件,国内学会2件で申請者本人が発表した.また本結果について執筆した論文を「Sensors & Actuators : A Physical」に投稿し,掲載されている.また,更なる多自由度システムへの展開として,音響振動を用いた制御方式についても検討した.音響振動は振動としては微少であるが,帯域が広く,高い周波数域まで選択可能なため多自由度化に適している.発振器には大きな振幅の得られる,スピーカとしての用途が多いボイスコイルモータを採用した.ボイスコイルモータを用いた可聴域範囲での振幅変調発振手法により,高い振幅と周波数から得られる,高い音圧エネルギーを得ることに成功した.またその音圧エネルギーを供給配管に伝播可能なシステムを構築し,更なる多自由度独立駆動への展望を示した.さらに,その音圧により駆動する共振駆動型バルブを新たに開発し,音響駆動バルブとしての有効性を示した.本年度ではボタン型ラバー弁を搭載した試作バルブを開発し,バルブ本体の小型化及び性能向上を実現した.ボタン型ラバー弁は微小な力で押すだけで空気の開閉が可能であり,本バルブ専用に開発した弁体である.非線形FEMを用いた設計,CAD/CAMによるゴム成型型製作,ゴム成型,紫外光による表面改質を用いたゴム接着技術といった一連のプロセスにより安価・容易に製作できる.ボタン型ラバー弁により,共振振動時における摺動摩擦の影響なく流体の開閉が可能となり,基礎実験により試作バルブのon/offバルブとしての駆動を確認した.ボタン型ラバー弁を搭載した試作バルブを,4個それぞれ異なった固有振動を設計・製作した.固有振動数の設計には,バネの役割を持つシリコーンゴム製の蛇腹のバネ定数,振動子の質量をそれぞれ変更することで設計している.また,リアルタイムで4個の試作バルブからの出力圧を確認するため,発振器制御用のD/A変換,センサ計測用のA/D変換を用いたPC制御システムを構築した.発振器には高速空気圧バルブを用いて,正弦波状の流量制御で空気振動を発生している.入力空気振動の周波数のみを5[Hz]40[Hz]まで変化させた際の圧力応答から,4個の試作バルブは9[Hz],13[Hz],18[Hz],25[Hz]の異なった固有振動数を持つことが確認された.本成果それぞれについて国内学会3件,国際学会1件で発表している.本年度では空気圧疎密波重畳駆動方式,及び前年度において開発した4個の異なる固有振動数で駆動する共振駆動型バルブを用いて,4個の空気圧アクチュエータの独立制御に成功した.共振駆動型バルブの制御方式として新たに時分割制御方式を提案し,各アクチュエータの独立制御に適用した.時分割制御方式では異なる固有振動数を持つ空気振動を,短時間で直列に接続し発振することで,擬似的に異なる固有振動数を持つ空気振動を同時に発振する方式である.独立制御実験より,共振駆動型バルブの設計手法の確立,及び時分割制御手法の有効性を確認した.本年度得られた結果群について国際学会2件,国内学会2件で申請者本人が発表した.また本結果について執筆した論文を「Sensors & Actuators : A Physical」に投稿し,掲載されている.また,更なる多自由度システムへの展開として,音響振動を用いた制御方式についても検討した.音響振動は振動としては微少であるが,帯域が広く,高い周波数域まで選択可能なため多自由度化に適している.発振器には大きな振幅の得られる,スピーカとしての用途が多いボイスコイルモータを採用した.ボイスコイルモータを用いた可聴域範囲での振幅変調発振手法により,高い振幅と周波数から得られる,高い音圧エネルギーを得ることに成功した.またその音圧エネルギーを供給配管に伝播可能なシステムを構築し,更なる多自由度独立駆動への展望を示した.さらに,その音圧により駆動する共振駆動型バルブを新たに開発し,音響駆動バルブとしての有効性を示した.
「米の高次機能利用」をめざした新規米澱粉の物性制御と味覚応答評価系の構築

食品を食べる行為の過程において、私たちは五感で収集された情報によって食品の特性を判断しているが、その中でもテクスチャーとフレーバーが食品のおいしさの評価に最も影響する要因であることは広く認められている。食品の最終的な評価はヒトの感覚評価が重要であるが、ヒトの感覚評価結果を補完する多様な客観的評価法は必要である。本年度は、試料として用いている米澱粉およびデキストラン、アミロペクチンの分子量測定および粘度を測定し、それらの多糖を分散させた系として、単純な水ー多糖ー味物質(スクロース)の分散系を用い、水分散系に共存する多糖の物質特性により、味物質の移動に差異があるのかを検討した。さらに、その分散系における味強度の客観的評価法として、ハイスループットの味覚受容体応答評価法の導入の可能性を検討した。結果として、デキストランはMw=87.1万、14.4万、5.6万にピークを持つ溶出曲線であり、アミロペクチンはMw=69.3万、19.4万、5.6万であった。また、1.00%試料多糖溶液にスクロース5%を添加した系の動粘度は、可溶性澱粉が最も低く0.986(cSt)で、アミロペクチン1.248(cSt)、湿熱処理米澱粉1.216(cSt)であり、米澱粉1.885(cSt)が最も高い値であった。0.01と1.00%では、高分子多糖の種類にかかわらず拡散糖量の減少が認められ、デキストランとアミロペクチンは、共存する高分子多糖の濃度が高くなるほど、細胞が甘味を受容しにくくなるという傾向が見られた。試料に用いた米澱粉の構造解析はほぼ終了しており、レオロジー測定を進めている。また、味物質の拡散量の定量条件も決定し定量を進めていることから、おおむね順調であると評価した。今後は、多糖類の種類による味物質の拡散量の測定を進めながら、ヒト甘味受容体遺伝子を導入した培養細胞を用いて、機器の固有値としての応答強度を、各分散系の甘味強度として読み取り、味物質の量と培養細胞の応答強度との関係を検討する。本年度は、既存の機器および分解酵素により実験を行ったため、新規購入酵素および消耗品の購入を押さえることができた。しかし、令和元年度は、これらが無いため購入する必要がある。また、研究打ち合わせはメール会議とし、学会参加旅費を支出しなかったことにより経費を次年度の研究費とした。令和元年は、ほとんどの学会が地方であり、参加費および旅費の支出とする予定である。
両眼の非対称な運動特性に着目した3次元空間内での巧みな視覚性運動制御機構の解明

本研究課題は、3次元空間内において素早く正確な身体運動制御を実現する上で、両眼眼球運動の貢献しているメカニズムを解明することであった。研究最終年度となる平成24年度は、前年度に引き続きカナダ・ヨーク大学に滞在し、視覚情報による到達運動に加えて、固有感覚情報(自分の手の位置情報)を用いた到達運動を対象にして「上肢を用いた精確な到達運動制御を実現するために、ヒトは大脳(特に後頭頂皮質)において様々な感覚情報をどのように処理しているのか」について調べるため、視覚一運動の神経科学的観点からの実験を行った。一般成人9名を被験者とし、被験者は頭部を固定した状態で、暗室内にて提示されるLEDに対して注視を行った。被験者は注視方向を維持した状態で与えられる視覚刺激ターゲット(LED)または固有感覚ターゲット(被験者の左手示指)の位置情報を記憶した後、右手示指を用いて到達運動をできるだけ精確に行うように教示した。一部の試行においては、Memory-period中に、後頭頂皮質への経頭蓋磁気刺激(TMS)が与えられた。その結果、視覚ターゲットへの到達運動においては、後頭頂皮質へのTMSにより到達位置のエラーに影響を及ぼす効果が観察された。一方、固有感覚ターゲットに対してはTMSによる到達位置への影響はみられなかった。このことから、異なる感覚様式で与えられるターゲットの位置情報に対して、処理される後頭頂皮質の部位が異なる可能性が考えられた。以上のように、3年間の研究期間を通して、両眼を用いた注視および眼球運動の特性を明らかにするとともに、両眼での注視が視覚情報および固有感覚情報を用いた精確な上肢運動の制御に与える影響に関するメカニズムの一部を明らかにした。そこで、研究初年度(平成22年度)は、両眼眼球運動における左右眼の特性の違いについて検討するために、「両眼眼球運動特性と利き目の関連性」をテーマとし、奥行き方向への両眼眼球運動を行う際に、利き目は非利き目に比べてどのような動的特性が優位であるか明らかにすることを目的とした実験を行った。一般成人30名(右利き目15名、左利き目15名)を被験者とし、被験者は眼球位置の前方20cmと150cmの位置に交互に呈示されたターゲットLEDを注視することにより、奥行き方向の注視移動(バーゼンス)を行った。被験者の両眼の眼球運動は眼電図を用いて個別に測定し、全てのLEDを眼球位置と同じ高さに設置することで、バーゼンス眼球運動成分のみを独立して抽出し分析を行った。その結果、奥から手前への注視移動(輻輳鞍眼球運動)においては、運動開始時に左右の眼球が対称的な挙動を示したが、手前から奥への注視移動(開散眼球運動)においては、運動開始時において左右の眼球が非対称な運動特性を示した。さらに、開散眼球運動においては、運動開始時に非利き目が本来動く方向と逆方向(つまり利き目と同じ方向)に動く共同性の眼球運動成分が観察された。これらの結果から、利き目の特性は奥行き方向への注視移動を開始する際の眼球運動の方向において確認される可能性が示唆された。今後は、これらの非対称な眼球運動特性が中長期的なトレーニングにより変化するのかについて検討すると共に、3次元空間内での素早く正確な肢運動における両眼眼球運動の貢献について解明していく予定である。研究2年度目となる平成23年度は「スポーツ選手における両眼眼球運動特性」をテーマとし、球技選手を対象に、3次元空間での素早い注視移動を行う際の左右の眼球運動特性を比較することを目的とした。大学バスケットボール選手(右目利き63名、左目利き19名)を被験者とし、被験者は眼球位置の前方20cmと150cmの位置に交互に呈示されたターゲットLEDを注視することにより、奥行き方向への注視移動(バーゼンス)を行った。両眼の眼球運動は眼電図を用いて左右個別に測定し分析を行った。その結果、右目利きの被験者群においては、奥行き方向への注視移動を開始する際に、非利き目側が利き目側に比べ眼球運動の潜時が長かった。一方、左目利きの被験者群においては、両眼眼球運動の潜時の差において一定の傾向がみられなかった。これらの結果から、奥行き方向の注視移動において、右目利きの選手と左目利きの選手がそれぞれ異なった両眼眼球運動制御機構を有している可能性が新たに示された。また、眼球運動の中長期的なトレーニング効果について検討するため、被験者のうち28名については両眼眼球運動の定期的な測定を行い、縦断的なデータを得た。今後、眼球運動のトレーニングにより両眼眼球運動特性が変化するかについて検討すると共に、両眼眼球運動特性とスポーツスキルとの関連性について検討していく。また、3次元空間内における両眼眼球運動と上肢運動の協調制御に関する実験を行っていく。

研究最終年度となる平成24年度は、前年度に引き続きカナダ・ヨーク大学に滞在し、視覚情報による到達運動に加えて、固有感覚情報(自分の手の位置情報)を用いた到達運動を対象にして「上肢を用いた精確な到達運動制御を実現するために、ヒトは大脳(特に後頭頂皮質)において様々な感覚情報をどのように処理しているのか」について調べるため、視覚一運動の神経科学的観点からの実験を行った。一般成人9名を被験者とし、被験者は頭部を固定した状態で、暗室内にて提示されるLEDに対して注視を行った。被験者は注視方向を維持した状態で与えられる視覚刺激ターゲット(LED)または固有感覚ターゲット(被験者の左手示指)の位置情報を記憶した後、右手示指を用いて到達運動をできるだけ精確に行うように教示した。一部の試行においては、Memory-period中に、後頭頂皮質への経頭蓋磁気刺激(TMS)が与えられた。その結果、視覚ターゲットへの到達運動においては、後頭頂皮質へのTMSにより到達位置のエラーに影響を及ぼす効果が観察された。一方、固有感覚ターゲットに対してはTMSによる到達位置への影響はみられなかった。このことから、異なる感覚様式で与えられるターゲットの位置情報に対して、処理される後頭頂皮質の部位が異なる可能性が考えられた。以上のように、3年間の研究期間を通して、両眼を用いた注視および眼球運動の特性を明らかにするとともに、両眼での注視が視覚情報および固有感覚情報を用いた精確な上肢運動の制御に与える影響に関するメカニズムの一部を明らかにした。本年度は、多数の選手を対象に両眼眼球運動の横断的および縦断的なデータの取得を行うことができた。また本年度途中からは、カナダ・ヨーク大学に滞在し、空間内での正確な上肢到達運動を行う際の注視の貢献に関する実験を開始しており、当初計画した通り順調に進んでいる。2年間で両眼眼球運動に関する多くのデータを測定することができたため、最終年度にあたる24年度は、これらのデータをまとめて国際学術論文誌への投稿を行う。また、これまでに得られた知見に加えて上肢運動の制御に着目し、両眼眼球運動と巧みな上肢運動の協調制御を明らかにするための実験を行う。そのため、海外の研究機関における研究を引き続き継続し、これらの協調制御における神経機構に関する知見を得るための実験もあわせて行うことで、研究を発展させていく予定である。
多端子情報理論に基づく多入力多出力通信網の効率，信頼性および安全性解析

多端子情報理論に基づき,大規模なレーダーからの情報センシング技術や通信の安全性まで考慮した大規模アンテナを用いたネットワーク情報通信送受信技術を支える基盤理論について研究を行った.具体的には,大規模なレーダーからの情報センシングの理論的モデルを考察し,最適通信と信号推定の理論的限界を解明し、通信システム設計技術者の設計指標を与えた.また、大規模アンテナを用いた通信に対する安全性を解析する際に,情報の機密性を高める乱数のしように制限がかかるという新しい現実的な問題設定のもとで解析を行い,最適な安全通信の限界を明らかにした.1.秘密通報を持つMIMO2ユーザー放送型通信路についての研究:送信信号をXとする.放送通信路からの出力信号Y,Zは,いずれも多次元である.送信信号の次元は送信アンテナ数に一致し,受信信号の次元は受信アンテナ数に一致する.復号器2の得る受信信号Zが与えられた下での秘密通報の条件付きエントロピーを安全性の尺度とする.これをある決められた値以上とする条件の下で,高信頼度で送信できる秘密通報のビット数R-1,共通通報のビット数R-2の組(R-1,R-2)の占める領域を伝送率・あいまい度領域(Rate Equivocation Regioh)とよぶ.信号の次元が1の場合は,Csisz\'ar and K\"orner(1978)が研究し,伝送率・あいまい度領域を決定した.次元が2以上で通信路がGauss型の場合はLiuら(2009)が研究している.従来研究では,安全性を高めるために用いる撹乱用一様乱数に対する情報量制約がない.これは撹乱用一様乱数が無尽蔵に利用できることを意味し,現実的ではない.ここではより現実的な仮定として,撹乱用一様乱数の情報量にある決められた上限が設けられている新しい設定を導入し,この設定の下での伝送率・あいまい度領域の具体形を求める.信号の次元が1次元の場合を完全に解決した.また,得られた結果の干渉型コグニティブ無線通信路への拡張に成功した.1.ガウス型CEO問題の拡張:発生信号が多数のL個のセンサにより観測される状況下で,各センサの観測信号が個別にデータ縮約されて,1か所の情報処理センターへ送られる通信システムを考える.情報処理センターで元のデータ信号を推定するとき,信号の推定精度と観測信号の圧縮率のトレードオフを問う問題が考えられる.発生信号および観測信号がガウス型の場合,この問題は,ガウス型CEOとよばれる.本研究では,ガウス型CEO問題を観測データが,信号がスカラーで観測信号がベクトル型の場合へ拡張した.本年度は、同定通信路符号化について、単一通信路の符号化から新たに多重アクセス通信路の符号化へ議論を展開し,新しい結果を得た。単一通信路の場合の結果は,既にIEEETransaction IT部門の2013年の2月号に掲載されている.本研究は,この結果を2入力1出力多重アクセス通信路へ拡張を試みた.通信路が一般の場合には,情報スペクトル的表現を用いて,通信の限界領域(容量域)の外での伝送同定誤り確率の振る舞いを記述する関数を導出した.この関数を解析することにより,通信路の容量域の外での同定誤り確率の振る舞いを明らかにした.本年度はまた,様々な多端子通信システムにおいて,通信路が無記憶である場合に通信の限界を表す領域の外での振る舞いを解析した.その結果,通信路の限界領域を超えたところでの誤り確率が1に近づくことを明らかにした.さらに,その収束の速さが,符号長の指数関数のオーダーであることを示した.これらの結果のほとんどは,30年近く未解決であったものである.結果の導出には,情報スペクトル理論を基礎とした幾つかの新しい技法を用いる.1.秘密通報を持つ2利用者放送通信路についての研究:送信信号をXとし,放送通信路からの出力信号をY,Zとする.Yを得る受信者を受信者1,Zを得る受信者を受信者2とする.送信者は,受信者1,2へ宛てた共通情報ならびに受信者1のみへ宛てた秘密情報を送信信号Xに載せて送る.信号Zが与えられた下での秘密通報の条件付きエントロピーを安全性の尺度とする.これをある決められた値以上とする条件の下で,高信頼度で送信できる秘密通報のビット数R_1,共通通報のビット数R_2の組(R_1,R_2)の占める領域を伝送率・あいまい度領域(Rate Equivocation Region)とよぶ.この問題は,Csisz\'ar and K\"orner (1978)が研究し,伝送率・あいまい度領域を決定した.従来研究では,安全性を高めるために用いる撹乱用一様乱数に対する情報量制約がない.これは撹乱用一様乱数が無尽蔵に利用できることを意味し,現実的ではない.ここではより現実的な仮定として,撹乱用一様乱数の情報量にある決められた上限が設けられている新しい設定を導入し,この設定の下での伝送率・あいまい度領域の具体形を求めた.また,得られた結果の干渉型コグニティブ無線通信路への拡張に成功した.2.補助情報を伴う情報源符号化問題について,伝送率領域の補集合が,ある種の乱数生成問題の解としての特徴づけられることを見出した.この乱数生成問題における符号化順定理が補助情報源を伴う符号化問題の符号化逆定理の証明と本質的に同一で,符号化逆定理の証明が,補助情報を伴う符号化問題の順定理と本質的に同一であるという事実を導いた.

また,補助情報を伴う情報源符号化問題について,領域の外での復号誤り確率が1に近づく速さが,乱数生成の近似誤差として,操作的な意味を持つことが判明し,この近似精度を明らかにする問題を提起した.2つの情報源を考える。このうち一つは無記憶情報源、もう一つは、この無記憶情報源から、雑音のある通信路により誘導されるマルコフ情報源である。本研究では、このような相関と記憶を持つ2つの情報源に対する分散符号化問題を扱った。1つは、補助情報を伴う符号化システムである。このシステムでは、2つの情報源からの出力列はそれぞれ個別に符号化して復号器へ送られる。復号器は、マルコフ情報源からの出力列を任意に小さい誤り確率で復号しようとする。2つの情報源が無記憶の場合に関しては、圧縮限界を表す領域(許容伝送率領域)が、1975年にアルスウェーデとケルナーおよび彼らと同時期に独立にワイナーによって得られた。上記の記憶のある場合は、今日まで全く研究がなされていなかった。本研究では、許容伝送率領域の内界と外界を計算し、情報源がある対称性を持つ場合に両者が一致することを示した。もうひとつの問題として、マルコフ情報源が復号器において誤りなしで得られる場合に、無記憶情報源からの出力列をある与えられた値以下の平均ひずみで復号する問題を考えた。情報源がいずれも無記憶である場合については、圧縮限界を表すレート歪み関数が、ワイナーとジィフにより1976年に与えられたが、上記の記憶がある場合は、やはり今日まで研究がされていなかった。本研究ではこの問題を扱い、レート歪み関数の上界と下界を与えた。これは、情報源がある対称性を持つ場合に一致すると予想しているがその証明は今後の課題である。多入力情報センシングシステムの一つとして,多数のレーダーからの複数のガウス型信号を受け取ることのできる通信システムに関する研究を進めてきた.本年度は,研究の最終年度として,この成果の学術論文誌への発表を行った.一入力一出力通信路の効率と信頼性のトレードオフの理論限界の解明に関して,符号の長さが有限長の場合は,従来知られているシャノン限界通信の理論限界よりも小さい値が理論限界となることがポリャンスキーらの近年の研究で明らかとなった.これは,有限の符号長に対する通信の限界の解明を求める現場の通信技術者に衝撃を与える結果であった.この研究は,符号の有限長解析とよばれる新しい情報理論の研究の潮流をもたらしたが,多端子通信システムへの理論の展開は,これからの研究課題であり,数多くの難問を抱えている.情報理論の研究分野において,符号の有限長解析の研究は,本研究課題の2年目あたりから本格的な研究が開始されたものであり,本研究の当初の研究計画にはこのような研究の方向は,全く想定されていなかった.本研究課題では,研究計画の途中からにはなるが,情報理論研究の新しい潮流である符号の有限長解析の理論研究へ新規参入し,この理論についての考察を行ってきた.その結果として,符号の有限長解析の理論を展開について,進展を得ることはできなかったが,今後の発展につながる予備的結果を得ることができた.その一つとして,ガウス型多重アクセス通信路の符号化へ符号の有限長解析の理論を議論を展開し,新しい結果を得た.また,多端子通信システムの符号の有限長解析の理論の進展のためには,発展の単一通信路の場合の結果は,既に国内の研究成果を件の国際会議論文として発表した.これらの結果のほとんどは,30年近く未解決であったものである.
正則写像のモジュライ空間の数理物理学的研究

コンパクトKahler多様体上の正則ベクトル束に対する小林-Hitchin対応の重力場版として、Chow-Mumfordの意味での安全性を微分幾何学的な概念で言い換えようという試みは、TianによってKahler-Einstein計量の存在という形で部分的には特徴付けが可能となった。我々はこれを次の2つの方向から研究した。(i)二木不変量が消えないファノ多様体に一般化するという試みの第一段階としてKahler-Einstein計量の自然な一般化を得たが、これを更に推し進めた一意性定理が成りたつことがわかった。(これは最近のTianの仕事を競合している。)(ii)偏極多様体の場合はAsymptoticな安定性が問題になるが、これは微分幾何学的にはAsymptoticに構成されるベルグマン計量の存在と深くかかわってくることがわかった。(これは偏極多様体のモジュライ空間のquasi-Projectivityとも関係している。)これらの成果は部分的には、Lin Weng氏を含む上記研究分担者との徹底的な討論から得られたものである。コンパクトKahler多様体上の正則ベクトル束に対する小林-Hitchin対応は、正則ベクトル束上のEinstein-Hermitian計量の存在を安定性によって特徴付けるものである。この重力場版ともいうべき、ファノ多様体上のEinstein-Kahler計量の存在を安定性によって特徴付けようという試みは、最近Tianによって部分的にはかなりの成功を収めているが、本格的な解決には程遠い。そこで、(i)Arakelovgeometry的な立場から、Tianの仕事のgapを埋める作業をLin Weng氏と共同で行った。Xを標準束又は反標準束でpolarizedされたコンパクトケーラー多様体とする。前年度にひき続いて、小林-Hitchin対応の重力場版とも言うべき「射影代数多様体としてのXの安定性は、X上のEinstein-Kahler計量の存在で特徴付けられる筈である」という予想に、Lin Weng氏と共同でとり組んだ。(i)C_1(X)>0の場合はTiamが部分的解決を得たが、この結果を精密化し、より強い形の定理に書きあらためようとしている。(ii)C_1(X)<0の場合には、たとえばViehwegにより、ある種の安定性が得られている。また、C_1(X)<0かつdim_cX=1の場合はMumfordのstalbe curveの理論がある。我々はこれらの結果を、Einstein-Kahler計量の存在と、K-energy写像の性質を用いて、複素幾何的観点から統一的に把握する理論を構成しようとしているが、Tianの作った道具立てがある程度使えるので、かなりのところまで進んでいる。
体液恒常性制御の脳内機構

体液のナトリウム(Na)濃度や浸透圧は、脳で常に監視されることによって一定の生理的レベルに保たれている。脳のNa濃度センサーは、脳室周囲器官のグリア細胞に発現するNaxチャンネルである。本研究で、NaxのNa感受性が血圧調節ホルモンのエンドセリン-3によって制御されること、Naxの活性は乳酸を介して線分摂取制御に係るニューロンの活動を制御すること、Naxに対する自己免疫は高Na血症を発症すること等を明らかにした。また、未解明だった浸透圧センサーについては、TRPV1が体温近傍の温度で浸透圧感受性を示すことを見出した。体液恒常性制御の脳内機構を明らかにするため、I.Naレベルセンサーに関する研究、II.浸透圧センサーに関する研究、III.両者の情報を統合する仕組みに関する研究、の3つの観点から、分子、細胞、回路、個体の各レベルでの統合的研究を行う。1)NaレベルセンサーNa_Xを発現するグリア細胞から神経細胞への情報伝達機構の解明Na_XとNa^+/K^+-ATPaseが物理的、機能的にカップルしていることを見出すとともに、細胞外液のNaレベルの上昇に応答してグリア細胞の嫌気的糖代謝活性が上昇し、その結果産生される乳酸が脳弓下器官においてはGABAニューロンを活性化することを明らかにした。2)抗利尿ホルモン産生制御機構の解明脳弓下器官のニューロンのうち、脱水状態において活性化するものの多くが、抗利尿ホルモン(バソプレッシン)の産生部位である視索上核と室傍核に投射することを見出した。3)浸透圧センサー分子の解析浸透圧センサーの候補分子TRPV1とTRPV4の各遺伝子欠損マウスの飲水行動を解析した。マウス脳室内へ高張液を注入し、直後の飲水量を測定したところ、野生型マウスに比べ、両遺伝子欠損マウスの飲水量の増加は有意に少ないことが確認された。4)高Na血症患者の病態生理の解析高Na血症を発症した患者についてNa_Xとの関連を解析した。この患者は、副腎近傍の神経膠腫を発生し、それを摘出した病歴を有する。Na_X遺伝子については異常が認められなかったが、腫瘍摘出前に採血した患者の血清中にNa_Xに対する抗体が確認された。1.Na_xが検知した体液Na濃度上昇の情報が、脳弓下器官内でどのように処理され、どこに送られているのかという問題にアプローチしている。このためにまず、脳弓下器官内にどのような神経細胞種があるのか、さまざまなマーカーを使って明らかにする研究を展開した。2.本態性高Na血症患者の中に、Na_xに対する自己免疫疾患と思われる症例を発見した。患者はNa_x陽性の細胞を多数含む腫瘍を発症しており、その血清中には抗Na抗体が多量に検出される。伴腫瘍性神経症候群に分類される症例の新発見と思われる。3.TRPV1, TRPV4, Na_x各遺伝子のシングル、ダブル、トリプルノックアウトマウスにおける脱水下の食塩水と水の摂取行動異常を解析した。4.シナプスに存在するPTPζ分子が神経活動依存的に制限分解されることを見出した。また、PTPζがNGFによるTrkAの活性化を抑制することを明らかにした。1.体温近傍の温度でTRPV1が高浸透圧刺激に応答することを発見した。TRPV1が脳室周圏器官に発現していることも明らかにした。TRPV4については、これまでの報告通り低浸透圧刺激に応答し、脳室周囲器官に発現していることを確認した。2.TRPV1及びTRPV4の遺伝子欠損マウスを用いた行動実験については、従来より詳細な経時変化を見る解析を目指した。3.エンドセリンによるNa_xの活性化経路が明らかになった。Na_xとエンドセリンB受容体が脳弓下器官のグリア細胞にわいて共局在していること、エンドセリンを脳室内投与すると、塩分および水分摂取量が著しく減少することがわかった。4.Na_xが基底状態においてリン酸化を受けていること、特にセリン残基がリン酸化されていることを明らかにした。5.水分や塩分摂取行動に関与する神経回路をin vivoで光学的に活性化するための脳内光刺激装置を開発した。1.脳室周囲器官においてTRPV1とTRPV4の発現細胞を同定するため、種々の発現マーカーとの共染色を行った。両者はニューロンに発現していると思われる。2.脳に傷害が起きた時にN_<ax>の発現がその周囲で上昇することを発見した。これはN_<ax>の未知の役割を示唆している可能性がある。3.脳室内エンドセリン投与が動物の塩分摂取行動に与える影響を解析した。4.エンドセリンによるN_<ax>の活性化メカニズムを明らかにするため、N_<ax>の各細胞内領域ごとにErkによってリン酸化を受けるか否か検討した。

5.Na+/K+-ATPaseを光活性化するための発現コンストラクトを調製し、グリア細胞に発現させる実験を行った。6.N_<ax>がPDZ蛋白に結合する性質を有することを見出した。今後、脳室周囲・器官で実際にN_<ax>が結合しているPDZ蛋白を同定する。7.ウィルスベクターを用いて光活性化型チャンネル(ChR2)を発現したマウスを作成し、光刺激により電気生理学的に活性を確認した。また、脳内光刺激装置を用いてChR2発現マウスを刺激し、行動解析を行った。1.TRPV1の浸透圧感受性が相乗的に増強されることを解明これまで、トウガラシの辛味成分(カプサイシン)や熱、酸に応答して開口するチャンネル分子TRPV1の遺伝子欠損マウスが体液浸透圧の制御において異常を示すことが報告されていた。しかし、TRPV1が浸透圧感受性を示すことを直接的に示す証拠はなかった。我々は、TRPV1が体温付近の温度では浸透圧感受性を示すことを見出した。さらにその応答がカプサイシンや酸によっても相乗的に増強されることを明らかにした。3.Na_xの活性化閾値を体液Na^+レベルの変動域に調整する機構の解明体液のNa^+濃度は135145mMに厳密に維持されている。Na_xチャネルが脳の体液Na^+濃度センサーであるとすれば、この生理的な範囲のNa^+濃度の変化を感知できるはずである。しかし、Na_xチャンネルは体外(in vitro)ではNa^+濃度が約150mMをこえてはじめて活性化する。今回、Na_xチャンネルの活性化の閾値は、体内(in vivo)では血圧制御ホルモンのひとつであるエンドセリン3により制御されており、生理的な範囲におけるNa^+濃度の上昇に応答できることを明らかにした。Na_xチャンネルの活性化閾値は、脱水状態に応じたエンドセリン3の発現により制御されていることもわかった。
軽アルカリ金属の超高圧力下超伝導

リチウムは理論計算によって約100GPaでペアリングを起こすことにより、金属-絶縁体転移の可能性が示唆されている。また、超伝導転移もT_cが7080Kにもなるのではないかと予想されている。高圧実験ではX線構造解析がされており約7GPaでbcc構造からfcc構造に、約40GPaでcI16構造に転移することが知られている。初年度の研究により、リチウムの高い反応性は低温に保つことで抑えられることが明らかとなった。引き続き30GPa以上の加圧にはさらに流動性を抑えるための加工がダイヤモンド表面に必要であることも判明し、次年度よりはダイヤモンド表面にくぼみをつける加工を施した。これにより30GPa以上の加圧が可能となった。以上の技術開発の結果、30GPa以上でリチウムの超伝導転移を観測した。超伝導転移温度は圧力とともに上昇し、約48GPaにおいては単体金属としては最高の20Kにまで上昇した。この結果はNature誌および各新聞に掲載され、海外の研究者にも多くの関心がもたれた。本研究を通して、圧力発生のみならず高反応性などの克服してきた多くの技術的難点への対処は、高圧物理の長年の夢である水素の金属化や超伝導の可能性に追求に、少なからず寄与すると考えられる。また、超伝導転移もTcが7080Kにもなるのではないかと予想されている。今年度は、高圧下リチウムの電気抵抗の圧力依存性、温度依存性の測定と、軽元素のためその観測自身が困難であるとされるX線構造解析を行うことにより、リチウムの金属-絶縁体転移、超伝導転移の発見を試みた。リチウムは非常に反応性が高いため低温に保ったまま加圧・減圧を行った。リチウムの電気抵抗の温度依存性から、35GPaまで電気抵抗の圧力依存性は金属的であるとが分かった。Spring-8におけるX線構造解析では、約30GPa以上で試料室が変形し、サンプルのリチウムが逃げ出す現象が起こり、それ以上の圧力での測定ができなかった。測定域までは過去の報告のとおりfcc構造であることを確認した。昨年度の研究により、リチウムの高い反応性は低温に保つことで抑えられることが明らかとなったので、30GPa以上の加圧を行った。30GPa以上の加圧にはさらに流動性を抑えるための加工がダイヤモンド表面に必要であることも判明し、今年度はさらにダイヤモンド表面にくぼみをつける加工を施した。
耐熱高分子基複合材料の微視的損傷発生・進展モデル化のための実験マイクロメカニクス

本研究の目的は、繊推とマトリックスの相互作用や界面層挙動を含む微視的変形・破壊特性を求めるための定量的な実験評価手法(複合材料の実験マイクロメカニクスと呼ぶ)を提案し、現存、または開発中のいくつかの耐熱ポリイミド基繊維強化複合材料に適用することにより、新規複合材料開発のための手法として確立することにある。1.実験材料としては、標準材としての180°C硬化のエポキシ樹脂(TGDDM/DDS系)、およびビスマレイミド、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミドの3種類の耐熱ポリイミドを各々マトリックスとするカーボン繊推強化複合材料を用いて、変形・破壊プロセスの相違を調べる目的で、積層構成としては、基本的なクロスプライ積層板[0/90_4/0]に加え、実用的な疑似等方性積層板[45/0/-45/90/-45/0/45〕を作製した。2.上記疑似等方性積層板についても、クロスプライ積層板での実験に基づいて得られたモデルを参考に、同様な実験を行った。すなわち、基礎となる応力-ひずみ関係を室温から高温にわたり求めた後、室温における負荷中のレプリカ写真観察を行い、(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生、(2)マルティプルマトリックスクラック発生、(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生、の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを各負荷段階でその場観察を行った。さらに、軟X線透過写真測定を行い、その場観察結果との比較を行った。3.上記実験結果に基づいて、トランスバースクラックおよび層間剥離進展則を提案し、その有効性と物理的背景を明らかにした。本研究の目的は、繊維とマトリックスの相互作用や界面層挙動を含む微視的変形・破壊特性を求めるための定量的な実験評価手法(複合材料の実験マイクロメカニクスと呼ぶ)を提案し、現存、または開発中のいくつかの耐熱ポリイミド基繊維強化複合材料に適用することにより、新規複合材料開発のための手法として確立することにある。本年度の成果は以下の通りである。1.実験材料としては、標準材としての180°C硬化のエポキシ樹脂(TGDDM/DDS系)、およびビスマレイミド、熱可塑性ポリイミドの3種類の耐熱ポリイミドを各々マトリックスとするカーボン繊維強化複合材料を製造した。変形破壊プロセスの相違を調べる目的で、積層構成としては、基本的なクロスプライ積層板〔0/90_4/0〕を用いることとした。2.高温雰囲気制御装置を取り付けた引張り試験機を用い、基礎となる応力-ひずみ関係を温室から高温にわたり求めた。3.温室における負荷中OM,SEMまたはSAM内のその場観察装置を用い、(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生、(2)マルティプルマトリックスクラック発生、(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生、の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを各負荷段階でその場観察した。さらに、軟X線局所損傷測定装置を用いて、負荷中に発生したマトリックスクラックや層間剥離にヨウ化物溶液を浸透させ、除荷後に軟X線透過写真測定を行い、OM,SEMまたはSAM内のその場観察結果との比較を行った。4.以上の微視的損傷発生・進展プロセスの理論モデルを検討した。

1.実験材料としては、標準材としての180°C硬化のエポキシ樹脂(TGDDM/DDS系)、およびビスマレイミド、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミドの3種類の耐熱ポリイミドを各々マトリックスとするカーボン繊維強化複合材料を用いて、変形・破壊プロセスの相違を調べる目的で、積層構成としては、基本的なクロスプライ積層板[0/90_4/0]に加え、実用的な疑似等方性積層板[45/0/-45/90/-45/0/45]を作製した。2.上記疑似等方性積層板についても、クロスフライ積層板での実験に基づいて得られたモデルを参考に、同様な実験を行った。すなわち、基礎となる応力-ひすみ関係を室温から高温にわたり求めた後、室温における負荷中のレプリカ写真観察を行い、(1)90゚層内の初期マトリックスクラック発生、(2)マルティプルマトリックスクラック発生、(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生、の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを各負荷段階でその場観察を行った。さらに、軟X線透過写真測定を行い、その場観察結果との比較を行った。3.上記実験結果に基づいて、トランスバースクラックおよび層間剥離進展則を提案し、その有効性と物理的背景を明らかにした。本研究の目的は、繊維とマトリックスの相互作用や界面層挙動を含む微視的変形・破壊特性を求めるための定量的な実験評価手法(複合材料の実験マイクロメカニクスと呼ぶ)を提案し、現存、または開発中のいくつかの耐熱ポリイミド基繊維強化複合材料に適用することにより、新規複合材料開発のための手法として確立することにある。2.上記疑似等方性積層板についても、クロスプライ積層板での実験に基づいて得られたモデルを参考に、同様な実験を行った。すなわち、基礎となる応力-ひずみ関係を室温から高温にわたり求めた後、室温における負荷中のレプリカ写真観察を行い、(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生、(2)マルティプルマトリックスクラック発生、(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生、の各段階におけるミクロな変形・破壊プロセスを各負荷段階でその場観察を行った。
新規育種技術による糖鎖改変酵母を利用した糖鎖機能の解析

N-およびO-結合型糖鎖改変出芽酵母(YFY21株)の著しい増殖能の低下を回復させた株(YHY22株)の網羅的遺伝子発現解析の結果から、YFY22では解糖系で機能する遺伝子が過剰に発現していることがわかった。また、O-結合型糖鎖抑制株の増殖回復株では細胞膜センサータンパク質の分解が抑制されていた。また、細胞壁タンパク質および分泌糖タンパク質のO-結合型糖鎖量は増加していた。以上の結果から、糖代謝を上げてより効率的にエネルギーの生産を行うこと、O-結合型糖鎖量を増やすことによって生存に関わるタンパク質を分解から守ることなどが増殖能力を高めるために必用であることが分かった。本研究は糖鎖異常を補填することによって増殖能を回復した酵母株のその補填機能の解明から、糖鎖が持つ増殖制御機構を明らかにすることを目的とする。酵母の高マンノース型N-糖鎖の外糖鎖を除去し、マンノース5個までにトリミングしたN-結合型糖鎖を持ち、さらに新規育種技術である不均衡変異導入法の適用によって増殖能を回復させたYFY20株に、O-マンノース型糖鎖付加の抑制も同時に行う目的で、PMT1遺伝子(protein-O- mannnosyltransferase)の破壊を加えたYFY21株を取得した。しかしながら、YFY21株は再び、増殖能の低下および高温度感受性を引き起こした。そこで、不均衡変異導入法を適用し、増殖能等を回復させたYFY22株をこれまでに取得することに成功している。このYFY22株がどのようなメカニズムによってこれらの表現型を回復することができるのかを調べることを目的に、今年度は昨年度に明らかにした、YFY22株にて発現量が増加する遺伝子群および発現能が低下する遺伝子群のYFY21株における強制発現株、遺伝子破壊株を作成し、それら遺伝子改変株の増殖能について明らかにした。また、昨年度までに構築したPMT2およびPMT4の2重遺伝子破壊株の増殖回復株における、細胞壁センサータンパク質の細胞表層への局在能についての解析をおこなった。さらに、糖鎖機能と極性維持機能の解明を行うために、分裂酵母の糖鎖欠損株におけるアクチンの局在変化について解析を行った。以上の研究を通じて、N-結合型糖鎖、O-結合型糖鎖の増殖制御機能について明らかにする。これまでに糖鎖改変出芽酵母に複製エラーを利用した育種技術である不均衡変異導入法を適用することによって、糖鎖改変によって低下した増殖能を回復させた株を得ることに成功している。本研究では本株の詳細な解析から、糖鎖が持つ増殖制御機構を明らかにすることを目的とする。今年度は著しい増殖能の低下を示す、PMT2遺伝子(protein-O- mannnosyltransferase)およびPMT4遺伝子の2重遺伝子破壊株およびその増殖回復株のキチナーゼとマンノタンパク質のO-結合型糖鎖量を調べた。その結果、pmt2Δpmt4Δ二重破壊株では野性型株に比べてキチナーゼのO-結合型糖鎖量が減少していることが分かった。一方、増殖回復株のキチナーゼに付加されるO-結合型糖鎖は、野性型株由来のものよりも減少しているが、pmt2Δpmt4Δ二重破壊株よりも少し増加していることが分かった。一方、マンノタンパク質のO-結合型糖鎖は、pmt2Δpmt4Δ二重破壊株では野性型株に比べ約40%程度にまで減少していたが、増殖回復株ではむしろ、野性型株よりも増加していた。このことから、増殖回復にはO-結合型糖鎖を増やすシステム、すなわち、他のPMTタンパク質が過剰に機能していることが予想された。これまでの遺伝子発現解析等の結果から、N-結合型糖鎖およびO-結合型糖鎖改変酵母(YFY21)の増殖回復株(YFY22)では解糖系で機能する遺伝子が過剰発現していることが明らかになった。このことから、糖鎖改変による増殖能の低下を回復するためには、糖代謝を上げてより効率的にエネルギーの生産を行う必要があると考えられる。糖鎖はエネルギー代謝に何らかの機能を示すことが示唆された。酵母の高マンノース型N-糖鎖の外糖鎖を除去し、マンノース5個までにトリミングしたN-結合型糖鎖を持つYFY20株に、O-マンノース型糖鎖付加の抑制も同時に行う目的で、PMT1遺伝子(protein-O- mannnosyltransferase)の破壊を加えたYFY21株を取得した。しかしながら、YFY21株は増殖能の低下およびts性を引き起こす。そこで、新規育種技術である不均衡変異導入法を適用し、増殖能等を回復させたYFY22株を取得することに成功している。

このYFY22株がどのようなメカニズムによってこれらの表現型を回復することができるのかを調べることを目的に、今年度はYFY21株とその増殖回復株であるYFY22株との間で網羅的遺伝子発現解析を行い、YFY22株にて発現量が増加する遺伝子、および発現能が低下する遺伝子を明らかにすることができた。現在、これらの遺伝子はマンノース転移活性が抑制されている中、増殖およびts性を回復するための必須遺伝子であるかどうかの解析を行っている。また、O-結合型糖鎖の機能を調べる目的で著しい増殖能の低下を示す、PMT2およびPMT4の2重遺伝子破壊株を構築し、不均衡変異導入法の適用によってその増殖回復株の取得を行った。この取得した2重遺伝子破壊株の増殖能の低下は、細胞壁センサータンパク質Wsc1、Mid2の細胞表層への局在能が失われていることが原因であることから、本研究にて取得した増殖回復株にてこれらタンパク質の局在能の変化について解析を行っている。以上の研究を通じて、N-結合型糖鎖、O-結合型糖鎖の増殖制御機能について明らかにする。交付申請書に記載した平成24年度に実施する研究計画(3)に関して、ほぼ解析が完了していること、(4)に関してもほぼ計画通りに進捗しているため。交付申請書に記載した平成23年度に実施する研究計画(1)では、YFY21株とその増殖回復株であるYFY22株からRNAを抽出しDNAマイクロアレイ解析を行い、YFY22株にて発現が誘導される遺伝子および低下する遺伝子を見出すことができた。加えてO-結合型糖鎖付加の機能を解析するためにpmt2pmt42重遺伝子破壊株を新たに構築するとともに、不均衡変異導入法の適用により増殖回復株の取得にも成功している。研究計画(2)ではYFY21株、およびYFY22株の細胞壁構成成分の比較を行うために、両株から細胞壁を回収し、それらを酸分解することにより単糖を単離した。これらを蛍光標識しHPLC解析によりその構成単糖の分類および存在量の解析を行った。このように研究計画はほぼ計画通りに進捗し、加えて研究計画(1)に記載したように、O-結合型糖鎖機能を解析するためのツール開発も行うことができた。平成24年度に探索できた遺伝子の糖鎖抑制酵母における機能について明らかにしていく。同時に、糖鎖機能と極性維持機能の解明を行うために、分裂酵母の糖鎖欠損株におけるアクチンの局在変化について解析を行う。平成23年度研究計画(1)において取得したYFY22株にて発現誘導された遺伝子群は、強制発現用ベクターにクローニングし、YFY21株で強制発現させる。一方、発現抑制された遺伝子はYFY21株にて遺伝子破壊を行う。これら遺伝子操作株の中から増殖能力の回復、ts性および薬剤感受性が弱まる株を探索する。このようにYFY21株にて何らかの機能を示した遺伝子については、既知の遺伝情報を利用して、探索遺伝子のどのような機能がYFY21株の増殖回復に繋がったかを明らかにする。また、糖鎖機能と極性維持機能の解明を行うために、分裂酵母の糖鎖欠損株におけるアクチンの局在変化について解析を行う。分裂酵母のoch1破壊株では極性の喪失が考えられる。また、本株の増殖回復株では球形に対し少し伸長しており極性が回復していることが示唆される。これら株のアクチンを含む細胞骨格などの解析から、糖鎖と極性維持および細胞形態の関係を明らかにする。
培養下顎頭軟骨細胞の最終分化及び石灰化機構に関する研究

本年度は、下顎頭軟骨培養細胞の分化形質について、以下のような主に形態学的な実験結果が得られた。光顕所見:下顎頭軟骨細胞は培養6日目では、偏平な細胞形態をとっているが、培養10日目では軟骨細胞に特有な円形の形態へと変化した。その後、細胞は軟骨基質を大量に分泌して、培養16日以降で肥大化が見られた。AB染色では、培養は13日まで経時的に染色性が亢進したが、その後、染色性は低下した。培養34日で、また染色性が亢進した。AR染色では、培養16日から経時的に染色性が亢進し、培養27日以降では、ほとんどの細胞基質が赤く濃染色された。電顕所見:培養1週間では細胞周囲腔に多量のI型コラーゲン繊維を認める一方、領域間基質としてII型コラーゲンを有する細胞を認めた。培養2週間では初期石灰化像が観察された。培養4週間までの観察では、細胞の肥大化が認められたが、全培養期間を通じて典型的な軟骨細胞の形態を呈していた。ALPase活性:FGF存在下で培養すると、ALPase活性は低い値のままであった。コンフルエントに達した培養5日目に、培地からFGFを除くとALP活性は上昇した。その後、ALPase活性は培養15日で最大になり以後減少した。ノーザンブロット法:I型コラーゲンmRNAの発現は培養と共に上昇して12日目に最大となった。II型コラーゲンとALPaseのmRNAの発現は培養7日目で最大を示し、以後減少した。X型コラーゲン、osteopontin、osteocalcinの発現は、培養期間中には認められなかった。下顎頭軟骨細胞をコラーゲンコートした24穴ディシュに10^4個播種し、FGF(0.4ng/ml)存在する培地中で培養すると、5日目でコンフルエントに達した。コンフルエントの後、下顎頭軟骨細胞のアルカリフォスファターゼ活性は上昇し、培養15日目で最大となりその後アルカリフォスファターゼ活性は減少した。また、下顎頭軟骨細胞をアリザリンレッドで染色すると培養14日目から基質が染色されはじめ、下顎頭軟骨細胞の培養とともに石灰化が亢進していることが確認された。下顎頭軟骨細胞のアルカリフォスファターゼ活性は、FGFによって抑制されたが、培地からFGFを取り除くと、下顎頭軟骨細胞のアルカリフォスファターゼ活性は、経時的に増加した。軟骨細胞としての特徴であるタイプIIコラーゲンのmRNA発現をノーザンブロッティングで調べると、培養7日目に多く発現しその後減少するのに対して、タイプIコラーゲンのmRNA発現は、培養12日目に多く発現した。また、軟骨細胞の形態的変化を、走査型電子顕微鏡にて検討すると、培養の初期にタイプIIコラーゲンとタイプIコラーゲンが混在した状態が確認された。以上の結果から、下顎頭軟骨細胞は、培養初期には軟骨細胞としての性質を持っているが、培養を続けると骨芽細胞の性質を発現することが明かとなった。現在、タイプXコラーゲン遺伝子、骨のマーカー遺伝子であるアルカリフォスファターゼ、オステオポンチン、オステオネクチン、オステオカルシンのmRNAの発現を、アルカリフォスファターゼ、オステオポンチン、オステオネクチン、オステオカルシンのcDNAを用いてノーザンブロット法で検討中である。

その後、細胞は軟骨基質を大量に分泌して、培養16日以降で肥大化が見られた。AB染色では、培養13日まで経時的に染色性が亢進したが、その後、染色性は低下した。培養34日で、また染色性が亢進した。AR染色では、培養16日から経時的に染色性が亢進し、培養27日以降では、ほとんどの細胞基質が赤く濃染色された。電顕所見:培養1週間では細胞周囲腔に多量のI型コラーゲン繊維を認める一方、領域間基質としてII型コラーゲンを有する細胞を認めた。培養2週間では初期石灰化像が観察された。培養4週間までの観察では、細胞の肥大化が認められたが、全培養期間を通じて典型的な軟骨細胞の形態を呈していた。ALPase活性:FGF存在下で培養すると、ALPase活性は低い値のままであった。コンフルエントに達した培養5日目に、培地からFGFを除くとALP活性は上昇した。その後、ALPase活性は培養15日で最大になり以後減少した。ノーザンブロット法:I型コラーゲンmRNAの発現は培養と共に上昇して12日目に最大となった。II型コラーゲンとALPaseのmRNAの発現は培養7日目で最大を示し、以後減少した。X型コラーゲン、osteopontin、osteocalcinの発現は、培養期間中には認められなかった。
地域社会の言語生活ー秋岡市における戦後の変化ー

国立国語研究所では昭和25年度と昭和46年度の2度にわたって文部省科学研究費の交付を受け,山形県鶴岡市において地域社会における言語生活の実態調査を行った。それにより,戦後四半世紀間の急激な社会変化の中で方言が共通語化していく過程について,その実態や社会的な要因を明らかにした。本研究ではこれらの成果を受け継ぎ,鶴岡市において20年間隔の第3次調査を実施するとともに,現代社会のもつ言語生活上のさまざまな問題点をあらたに取り上げ,言語変化を将来に向けて経年的に調査記述していくための確実な基礎構築を目的とする。上記目的に添って,今年度は以下に示す調査研究を実施した。1.研究計画,調査内容に関する研究会の開催全体会議,班別会議を行い,調査の項目,対象などの細目を検討するとともに,分析方法,報告書の原稿執筆等についても検討した。2.場面調査の実施昨年度実施した第3次継続調査で得られた情報に厚みを増すため,音韻・語彙・文法の調査項目に関して,場面性,文脈性を付与した内容の検証・補完調査を実施した。3.方言記述調査の実施共通語化の過程を分析する基礎資料として,生粋の鶴岡弁話者に対して,音韻・語彙・文法などの諸側面から記述調査を行った。4.第3次継続調査の中間結果報告会の開催鶴岡市役所の協力を得て,市立図書館において中間結果の報告会を行った。5.調査結果の整理・集計,および報告書刊行の準備調査結果の整理を行い,集計・分析を進めた。報告書刊行は国立国語研究所の費用で平成6年度に行う予定である。国立国語研究所では昭和25年と昭和47年の2度にわたって文部省科学研究費の交付を受け,山形県鶴岡市において地域社会における言語生活の実態調査を行った。それにより,戦後四半紀間の急激な社会変化の中で方言が共通語化していく過程について,その実態や社会的な要因を明らかにした。本研究ではこれらの成果を受継ぎ,鶴岡市において20年間隔の第3次調査を実施するとともに,現代地域社会のもつ言語生活上のさまざまな問題点を新たに取り上げ,言語変化を将来にむけて経年的に調査記述していくための確実な基礎構築を目的とする。上記目的に沿って,今年度は以下に示す調査研究を実施した。1.研究計画,調査内容に関する研究会の開催,および準備調査の実施全体会議,班別会議を数回行い,調査項目,調査対象などに関する細部の検討を進めた。併せて,前回調査以後の調査地の社会的,言語的な変化を概観するために,鶴岡市民及び東京在住の鶴岡出身者に対して事前調査を実施した。2.共通語化に関する第3次継続調査の実施鶴岡市における戦後の共通語化の過程を把握するために,前回,前々回の共通語化調査と厳密な比較のできる形での忠実な継続調査を,全分担者参加で実施した。調査対象は,前回,前々回調査の対象で所在が確認されたパネルサンプル368人,および,新たに選ばれたランダムサンプル500人で,平成3年11月の本調査および平成4年2月の補充調査の実施により,パネルサンプル314人(回収率85.3%),ランダムサンプル402人(回収率80.4%)の回答を得ることができた。引き続き,調査結果の整理集計作業に着手した。