hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子状態の計算と新しい合金の創出

任意の組成,構造を持った合金の電子状態を計算して得られた情報をもとに,高機能材料としての合金を開発する手法を確立することが目的である.次のような系を対象に第一原理に基づく計算によって,その凝集的性質,磁気的性質を調べた.i)遷移金属を基にした2元,...,多元不規則合金ii)磁気的不規則相を持つ合金iii)構造的に複雑な系:スピン密度波状態,遷移金属ー非遷移金属合金.以下では,2つのトピックスについて成果を報告する.鉄合金の超微細磁場ー遷移金属合金中の構成原子の超微細磁場は位置選択性という点で中性子線回折より精度が高いにもかかわらず,直接磁気モ-メントに結びつかない点で定量的な議論に用いるには問題があった.しかし,電子状態の計算から超微細磁場に関する情報を得ることができれば,内部磁場の測定から磁気モ-メントや電荷分布などを高い確度で推定することができる.そのような観点からKKRコヒ-レントポテンシャル近似と局所密度近似(KKRーCPAーLSD)を用いてFeーX(X=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu)についてFe原子核に対する超微細磁場を計算した.超微細磁場の純鉄からのずれはFeーNiやFeーCoなどの実験デ-タの傾向を大変良く再現する.Crのスピン密度波状態ーCrは基底状態でスピン密度波状態(SDW)が実現している.その周期が長いことから電子状態の計算は大変困難であり現在まで実行された例はないが,第一原理に基づいたタイトバインディングモデルを用いて最大48枚の周期を持つSDWの計算を行い,エネルギ-マップを作った.Crに相当する電子数に対してQ(23/24)(0,0,2π/a)のSDWに対してエネルギ-が最小になることを示した.これは実験的に観測されるCrのSDWの波数と良い一致を示している.任意の組成,構造を持った合金の電子状態を計算して得られた情報をもとに,高機能材料としての合金を開発する手法を確立することが目的である.次のような系を対象に第一原理に基づく計算によって,その凝集的性質,磁気的性質を調べた.i)遷移金属を基にした2元,...,多元不規則合金ii)磁気的不規則相を持つ合金iii)構造的に複雑な系:スピン密度波状態,遷移金属ー非遷移金属合金.以下では,2つのトピックスについて成果を報告する.鉄合金の超微細磁場ー遷移金属合金中の構成原子の超微細磁場は位置選択性という点で中性子線回折より精度が高いにもかかわらず,直接磁気モ-メントに結びつかない点で定量的な議論に用いるには問題があった.しかし,電子状態の計算から超微細磁場に関する情報を得ることができれば,内部磁場の測定から磁気モ-メントや電荷分布などを高い確度で推定することができる.そのような観点からKKRコヒ-レントポテンシャル近似と局所密度近似(KKRーCPAーLSD)を用いてFeーX(X=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu)についてFe原子核に対する超微細磁場を計算した.超微細磁場の純鉄からのずれはFeーNiやFeーCoなどの実験デ-タの傾向を大変良く再現する.Crのスピン密度波状態ーCrは基底状態でスピン密度波状態(SDW)が実現している.その周期が長いことから電子状態の計算は大変困難であり現在まで実行された例はないが,第一原理に基づいたタイトバインディングモデルを用いて最大48枚の周期を持つSDWの計算を行い,エネルギ-マップを作った.Crに相当する電子数に対してQ(23/24)(0,0,2π/a)のSDWに対してエネルギ-が最小になることを示した.これは実験的に観測されるCrのSDWの波数と良い一致を示している.
ベンチュリ管内気液二相流における界面輸送現象の利活用

本研究はベンチュリ管式微細気泡発生装置を化学反応器として利用し、有害物質の分解反応およびベンチレーションフィルタの実用化への基礎的知見の獲得を目的としている。ベンチュリ管内でCH4気泡の急激な気泡崩壊が起きる条件でpH値が顕著に減少し、ベンチュリ管内の気泡崩壊により、pHを低下させる化学反応が生じている可能性が示された.定電流法を用いたボイド率計測法の開発では、Maxwellの理論を適用することで分散気泡流へのボイド率計測を可能とした。ベンチュリスクラバーの運転には最適な流入条件が存在することが示唆された。分散系に相流の音速について圧力波の伝播挙動はボイド率の影響を受けることが示された。1.ベンチュリ管内物質輸送現象を利用した化学反応技術について.pH,導電率,溶存二酸化炭素量変化を計測するためのシステムを作製し,既存の実験装置に組み込んだ.液相には水道水および蒸留水を使用し,気相にはN2,CO2,C2H4を用いた.化学反応が期待されるC2H4混入時にはN2気泡混入と同様にpHが上昇するものの,ベンチュリ管を経て気泡崩壊させた条件では,気泡崩壊なしの条件よりも最終的なpH値が低くなった.一方で,導電率および全炭酸量はN2気泡の混入時とは異なり上昇し,その絶対量は気泡崩壊ありの条件の方が高い値となった.以上より,ベンチュリ管内の気泡崩壊現象によって化学的作用が生じることが示された.定電流法を用いたボイド率計測法の開発では,電気信号からボイド率に換算するためのアルゴリズムを改良することで,分散気泡流へのボイド率計測を可能とした.また,その誤差を10%程度に抑えることができた.さらに定電流法の特徴を生かしたサンプリング周波数100kHzでの高速インラインボイド率計測が可能であることを示した.2.ベンチュリスクラバによる放射性粉塵除去技術について.実験装置を作製し,ベンチュリ管喉部圧力および吸い込み液流量について,圧縮性気相単相流の一次元解析と実験結果を比較した.これらは解析,実験ともに互いに相関を有すことを明らかにした.喉部圧力上昇により液相吸い込みが停止する条件が現れることが分かった.3.分散系気液二相流の音速について.ベンチュリ管内気泡崩壊現象により生じた圧力波の伝播挙動を実験的に調べた.可視化と圧力の同期計測から,定電流法で得られたボイド率とベンチュリ管下流に伝播する圧力波の速度には相関が見られ,ボイド率の増大とともに非線形的に圧力波の速度が減少することが示された.また,気液二相流における均質流モデルの音速の予測式との一致を確認した.1.ベンチュリ管内物質輸送現象を利用した化学反応技術について.CO2をバブリングさせるとpH値は低下し,CH4,N2ではpH値は上昇することがわかった.ベンチュリ管内の見かけ流速が速い条件において,N2とCH4気泡の急激な気泡崩壊を確認した.CH4気泡の急激な気泡崩壊が起きる条件でpH値が顕著に減少した.これよりベンチュリ管内の気泡崩壊により,pHを低下させる化学反応が生じている可能性が示された.さらに派生して,オゾンガスを気相とした場合,オゾン水の生成にもベンチュリ管式微細気泡発生装置が利用可能であることが示唆された.定電流法を用いたボイド率計測法の開発では,電気信号からボイド率に換算するためのアルゴリズムをMaxwellの理論を適用することで,分散気泡流へのボイド率計測を可能とした.また,その誤差を10%程度に抑えることができた.さらに高速インラインボイド率計測が可能であることを示した.2.ベンチュリスクラバー(VS)による放射性粉塵除去技術について.ベンチュリ管内圧力分布がラバルノズルにおける超音速流と相似であり,VS内部で超音速流が生じる可能性が示された.気相流速をパラメータに実験した結果,液相の自給停止が生じる条件があり,ベンチュリスクラバーの運転には最適な流入条件が存在することが示唆された.3.分散系気液二相流の音速について.ベンチュリ管内気泡崩壊現象により生じた圧力波の伝播挙動を実験的に調べた.可視化と圧力の同期計測から,ボイド率とベンチュリ管下流に伝播する圧力波の速度には相関が見られ,ボイド率の増大とともに非線形的に圧力波の速度が減少することが示された.また,気液二相流における均質流モデルの音速の予測式との一致を確認した.さらに,ボイド率の増加とともに圧力値の減衰量が減少することが確認され,圧力波の伝播挙動はボイド率の影響を受けることが示された.

混相流工学1.ベンチュリ管内物質輸送現象を利用した化学反応技術について.当初予定通り,計測システムの構築およびpH計測を実現している.また,H26年度実験予定であった導電率および溶存二酸化炭素量についても計測を実現し,成果を出している.定電流法を用いたボイド率計測については分散系気泡流について十分な精度で計測可能なシステムを構築した.2.ベンチュリスクラバによる放射性粉塵除去技術について.実験装置の構築および詳細可視化計測のためのシステムを完成させ,吸い込み停止する条件があることをすでに確認している.また,数値解析の準備も整いつつある.3.分散系気液二相流の音速について.超音波振動子を駆動するための広帯域RFパワーアンプの購入が当初予定より遅れた.また,超音波振動子についても準備中である.一方で,ベンチュリ管内の圧力波伝播挙動について,可視化,圧力計測,ボイド率計測を行い,その伝播速度が気液二相流における均質流モデルの音速の予測式とよく一致することを確認している.この知見により,超音波振動子を用いた実験のための基礎的知見が得られた.1.ベンチュリ管内物質輸送現象を利用した化学反応技術について.平成25年度に確立した実験装置を用いて種々の流動条件に対して二酸化炭素発生の実験を行う.ベンチュリ管内可視化,pH,導電率,溶存二酸化炭素量の計測に加え.高度な成分分析を茨城県工業技術センターに依頼する.これらより,流動条件と気泡挙動および化学反応の相関を定量的に明らかにし,本システムの化学反応器としての適用範囲を明らかにする.2.ベンチュリスクラバによる放射性粉塵除去技術について.平成25年度に確立した実験装置を用いて,種々の流動条件に対して管内圧力,吸い込み液相流量およびボイド率変化を計測し,ベンチュリスクラバの作動条件を明らかにする.さらに,粉塵の模擬としてアルミナ粉末等を混入した気体を気相として用い,粉塵の除去実験を行い性能を評価する.3.分散系気液二相流の音速について.平成25年度はベンチュリ管全体における混相流の音速を,音波伝播の有無から調べたのに対し,平成26年度はローカルな気泡径およびボイド率変化に対する音速の違いを,超音波振動子を用いて計測する.管内に超音波パルサーレシーバーを設置し,管内の音波の伝播の様子と気泡流動構造の相関を調べる.同時に,数値解析を試み,実験と数値解析の比較を行い,音速のメカニズムを明らかにする.
実験的膵ランゲルハンス島移植・易拒絶性のメカニズム及び免疫寛容の解明

正常ラット(Lewis,DA)を用い,膵ランゲルハンス島を分離し培養ランゲルハンス島とpseudoisletsを移植片とした。これらからRNAを抽出し、逆転写酵素法を用いてcDNAを合成、特異的プライマーを作製し、この移植片からPolymerase chainreaction(PCR)法を用い、移植前の培養膵ランゲルハンス島とpsetdoislets内のIL-1,IL-2,IL-6及びIFN-γを検索した。IL-1、IL-6、IL-2、IFN-γともに、培養膵ランゲルハンス島とpseudoisletsの両者とも発現、無発現が一定な結果を示さなかった。培養膵ランゲルハンス島とpseudoisletsの移植片ともに脆弱な状態であり、組織学的な拒絶状態が一定ではなく評価が困難であった。更に、培養膵ランゲルハンス島とpseudoisletsの両者とも腎皮膜下移植片の回収は、困難を要した。RNAの抽出も不安定であり、移植片作成も困難を要した。そのため、移植後に得られた結果は、再現性を示すことが出来なかった。現在手技を改良しよりよいviabilityのpseudoislets移植片を作成中であり、新しいアイデア実験を進行しており、確実な移植片の作成と移植片の回収が一定なり信頼性のある結果が得られるようになってきている。正常ラット(Lewis,DA)を用い、移植片からRNAを抽出し、逆転写酵素法を用いてcDNAを合成、特異的プライマーを作製し、それを使用しPolymerase chain reaction(PCR)法を用い、移植前の膵膵臓ランゲルハンス島内のIL-1,IL-2,IL-6及びIFN-γを検索した。IL-1は、Lewis,DAの膵臓から分離後の膵ランゲルハンス島組織内にすでに発現されていた。IL-6は、Lewis,DAの膵臓から分離後の膵ランゲルハンス島組織内にすでに発現していた。IL-2は、Lewis,DAの膵臓から分離後の膵ランゲルハンス島組織内には発現していなかった。IFN-γは、Lewis,DAの膵臓から分離直後の膵ランゲルハンス島組織内に非常に軽度ではあるが発現していた。以上を突き止めた。現在、PVGラットにおけるサイトカイン発現を検討中である。pseudoislet移植片作製は、移植片と成り得る量の収穫とその機能が問題であり、両者の問題とも非常に難しく、かつ、viability自体の評価法も含め検討中である。この、pseudoislet移植片を使用し、interleukin(IL)-1、IL-2、IL-6、IL-10、interferon-γ(IFN-γ)の検出を平行して行っているが、未だ安定した検査結果を得られていない。基礎的実験の途中ではあるが、同時に、pseudoislet移植片を使用し同種同系及び同種異系移植を施行中であるが、一定量の移植片作製は、かなり難しい上に、移植片摘出に難渋している状態であり、移植片からのRNA抽出に成功していない状態である。現在手技を改良しよりよいviabilityのpseudoisle移植片を作成中である。
アンジオテンシンIIによる酸化ストレス増加のメカニズムと糖尿病血管障害への関与

アンジオテンシンIIにより酸化ストレスが誘導されるという報告は、さらに増加しており、アンジオテンシンIIレセプターであるAT1レセプターをブロックするAT1レセプターアンタゴニストにより、これが抑制されるという点においてもコンセンサスを得つつあるよう思われる。しかしながら、それ故に、AT1レセプター欠損マウスにおいて実際に酸化ストレスの誘導が抑制されているのかどうか検証することは、非常に重要であると考えられる。我々はAT1レセプター欠損マウスの配給を田辺製薬創薬研究所の協力を得て、現在プロジェクトを進行中である。しかしながら、実験開始にあたって、遺伝子組み換え動物を使用するため、当大学の実験承認を取り付けること、さらに当動物実験施設への持ち込みの承認を得ることに非常に長時間を費やした。ようやく創薬研究所の協力のもと、昨年末に当動物実験施設への搬入が可能となり、実験に着手したところである。一方その間に我々は、アンジオテンシンIIを持続注入した高血圧ラットの大動脈における活性酸素産生の増加が、抗酸化剤であるtempolによって、抑制されることを見いだし、報告した(Hypertension.2001;37:77-83)。また、ラット心筋梗塞周囲部において、スーパーオキサイド産生の主たる酵素と考えられる、NADPHオキシダーゼの発現が亢進していることも報告している(Biochem Biophys Res Commun.2001 in press)。これらの研究に用いた方法も導入し、AT1レセプター欠損マウスを用いての実験プロジェクトを遂行していく予定である。
パワー半導体型直流適合遮断器の機能展開と実証研究

低圧直流給電システムに適合する遮断器として,限流機能を具備したIGBT型直流遮断器を提案した。直流限流遮断の基礎特性として,直流回路の時定数が長くなっても,モデル器は,遮断時間を増長することなく,限流遮断することを示した。次いで,機能展開として,順方向電圧に起因する定常損失の低減手法の考案および実証を試みた。回路構成として電気接点として電磁リレーをIGBTに並列接続することとし,その制御回路を検討し,モデル器を試作した。試作器において,平常電流は電磁リレーを流れ,定常損失を低減できた。別の機能展開として,電流抑制部に着手し,その回路構成の一案を提案し,電流の立ち上がり抑制効果を提示した。IGBT型直流遮断器の機能展開の一つとして,定常損失の低減対策構成を考案および実証を目指した。構成として,電気接点として電磁リレーをIGBTに並列接続することとした。リレーに流れる電流の検出,さらにその信号に基づくリレーおよびIGBT制御法もあわせて検討し,モデル器を試作した。定常電流をモデル器に流し,リレーおよびIGBTに流れる電流およびモデル器端子間電圧を測定した。定常電流はリレー部を流れ,またモデル器端子間電圧は微小であることを確認できた。したがってIGBTの順電圧降下に起因する定常損失を低減できた。次いで,モデル器に突入電流の遮断実験を行った。ここでは,モデル器に流れる電流がしきい値を超えると,その電流は過電流と判定され,リレー電流はIGBTに転流されること,その後IGBTは限流遮断を行うことを目論んでいる。直流電圧120V下で,モデル器に20100Aの突入電流の遮断を課した。その結果,(1)リレー部電流は瞬時にIGBTに転流すること,(ii)モデル器は,直流電流を限流遮断できることを示すことができた。固体遮断器に電流抑制機能を具備させ,遮断器の遮断責務を低減することとし,電流抑制部(限流器)の回路構成を検討した。この回路構成の特徴は,抵抗素子,インダクタンス素子,キャパシタンス素子およびダイオードなどから構成されること,すなわち,制御回路および制御用電源を不要とすることである。この条件を満たす回路構成として以下を見いだした。すなわち,インダクタンス素子と抵抗素子との並列接続から構成される回路である。同限流器を直流給電回路に導入し,突入電流に対する限流動作を,以下に述べるように,確認することにした。電気回路の過渡現象論に基づき,回路方程式を構築し,回路方程式を解析的に解くことによって,限流器に流れる電流などを解析式で表すことができた。次いで,電源電圧120V,突入電流の定常値100Aに対して,限流器に流れる電流を導出し,限流効果を検討した。その結果,以下のことがわかった。(i)突入電流をその立ち上がり(およそ10ミリ秒)に対して,限流できること,(ii)抵抗として15オームで十分であること, (iii)インダクタンスとして数ミリヘンリーに設定すれば,立ち上がり時間が長くなり,限流効果は高くなる。したがって,固体遮断器は長くても10msで遮断動作を完了するため,遮断器が遮断すべき電流値は,限流器によって抑制できる。本研究を総括すれば,以下に示すとおりである。パワー半導体を用いた固体遮断器は,負荷電流の通電時に定常損失が発生するという欠点を有しているが,電磁リレーの併用によって,定常損失を低減できる。電流遮断時には,回路インダクタンスや遮断電流の大きさによらず,遮断時間を所定時間に制御できる。特に,高い回路インダクタンスの場合でも,同遮断器は遮断時間を増長することなく,限流遮断できる。本研究で考案した電流抑制部は,限流遮断過程における遮断電流を抑制できる。限流機能を具備した直流適用型固体遮断器の基礎的特性解明から着手することとし,定常電流遮断を取り上げた。直流遮断回路における時定数が大きくなるにつれて,直流電流の遮断が困難になることが予想されることを鑑みた。モデルIGBT型直流遮断器にDC120Vのもとで,DC80Aの遮断を課すこととし,直流回路の時定数を120から, 930, 2000および3,500 micro sに設定した。回路時定数120 &#61549;sの場合,モデル遮断器はDC80Aを約7msで限流遮断した。回路時定数が長くなるにつれて,遮断器端子間には電源電圧を超える電圧が発生し,時定数3,500 micro sの場合には,約210Vの電圧が一時的に発生する。しかし,モデル遮断器は,このような長い時定数下でも,約7msで,すなわち遮断時間が増長することなく,限流遮断した。

遮断器の遮断特性の一つとして,過渡大電流遮断に対する遮断特性がある。そこで,モデルIGBT型直流遮断器を12 Ωの抵抗器を介して120 Vの直流電圧源に接続し,10 Aの定常電流を通電した。一定時間経過後に抵抗器の一部を短絡させ,モデル器に流れる電流を40 A,60 A,80 A,100Aおよび120Aに急増させた。電流40 Aに対して,モデル器は限流遮断に成功した。ここでは限流遮断時間は約7 msである。さらには,遮断すべき電流が120Aに増加しても,遮断時間はほとんど増長せず,直流電流を限流遮断することを示すことができた。低損失型パワー半導体遮断器の回路構成を考案できた。また,定常損失が低いこと,さらには電流遮断を実証できた。長い時定数を有する直流回路での遮断特性を把握することできた。また,過渡大電流に対する遮断特性も明らかにすることができた。これまでパワー半導体型遮断器として,IGBTを用いた直流遮断器を構築し,電流遮断特性を明らかにしてきた。電流遮断特性の一つとして,電流遮断限界が挙げられる。これは,遮断器にとって重要な特性である。そこで,モデル器に流れる電流を段階的に増加させ,モデル器の電流遮断限界を測定し,提示する。すでに着手を始めている。また,電流遮断限界の向上策の考案とその効果判定にも着手する予定である。直流固体遮断器の機能展開の一つとして,定常損失の低減対策を考案し,モデル器を試作する。パワー半導体の順電圧降下は,平常通電時の定常損失を引き起こしてしまうからである。現時点では,金属接点の併用によるハイブリッド構成を考えており,その回路仕様を考案する。定常損失の低減を目指した仕様のモデル器を,直流遮断回路に組み込み,定常電流の通電特性を明らかにし,定常損失の低減効果を実証する。また,電流通電から電流遮断への過渡期間において,金属接点部でのアークレス達成およびパワー半導体部への高速転流達成のための仕様を考察する。・パワー半導体,制御関係部品および電線などを購入する。また,学会大会および調査の旅費として使用する。・「物品」:本研究は,パワー半導体および制御関係部品を用いた遮断器を試作する。これにあたり,パワー半導体および制御関係部品の購入を計画している。さらに,試作した遮断器の電気的諸特性を計測するために,計測器の購入を計画している。これらの合計として,1,570,000円を計上している。・「旅費」:学会大会および調査の旅費として,100,000円を計上している。・「その他」:学会参加費として,30,000円を計上している。
水素結合による酸化還元能を有する共役系分子の機能制御

酸化還元能のある共役系分子として、フラビン機能をもつ分子として6-アザフラビンを用い、水素結合を用いるレセプター分子としてグアニジニウムイオンを一個または二個もつメラミン誘導体を用いた。これらのレセプターはクロロホルムなどの有機溶媒中で6-アザフラビンを5点または7点の水素結合で強力に捕捉し、酸化還元電位を正にシフトさせ、酸化活性を向上させる。即ち、イソアロキサジン環N(1)-位への水素結合はN(5)-位を反応部位とする酸化反応を加速し、N(5)-位への水素結合はC(4a)-位への求核攻撃を含む反応を加速する。また、レセプター分子の水素結合を用いて、6-アザフラビンのアニオンラジカルを安定化できることをはじめて見い出した。その際、水素結合の数と水素ドナーの酸性度が重要な要素であることがわかった。この結果は酵素でみられるフラビンラジカルの安定化を考察する上で有用な知見である。会合定数、酸化還元電位を用いる熱力学的サイクルよりレセプター分子と6-アザフラビンのアニオンラジカルの会合定数を算出した。その会合定数は6-アザフラビンの酸化型との会合定数より10^3-10^5倍大きいことがわかった。一電子の出入りによって、水素結合による会合が劇的に変化する事実は新規な分子システム設計にとって有用な知見であると考えている。酸化還元能を有する長い共役系分子としてイソアロキサジン環をベンゼン環を共有して連結したベンゾージプテリジン(BDP)の二電子還元型は分子内に見かけ上酸化型と還元型イソアロキサジン環を有するので、それ自身で酸素に安定な電荷移動錯体を形成するがその構造決定には至らなかった。
コリン作動性神経終末におけるCa動態とアセチルコリン遊離機構の研究

日本産シビレエイ電気器官のコリン作動性神経終末に関して、以下の知見を得た。(1)電気器官コリン作動性神経終末形質膜には、N型、P/Q型、及び、L型Caチャネルが存在する。アセチルコリン(ACh)遊離に対する寄与は、N型及びP/Q型が大きく、L型の寄与は小さい。(2)コリン作動性神経の細胞体の集合体である電気葉からcDNA libraryを作成した。このライブラリーから、細胞質蛋白質シナ-フィン(別名コンプレキシン)のcDNAをクローニングした。この蛋白質は哺乳類のシナ-フィンと高いホモロジーを有し、シンタキシン、VAMP、及び、SNAP-25と結合しており、エクソサイトーシスに関与していることが示された。(3)上記ライブラリーからアルツハイマー病アミロイド前駆体蛋白質(APP)のcDNAを単離し、その産物のリン酸化とmaturationの関係を解析した結果、リン酸化はmaturation後に起こることが示された。(4)電気器官シナプス前神経終末にはアデノシンA_1受容体、及び、アデノシンA_<2B>受容体が存在する。前者の活性化は、N型Caチャネルを抑制して、ACh遊離を抑制する。一方、後者の活性化は、P/Q型Caチャネルを活性化して、ACh遊離を促進する。(5)自己免疫疾患ランバート・イ-トン症候群(LES)患者の血清、或いは、IgGは電気器官シナプス前神経終末からのACh遊離を阻害する。LESのIgGはP/Q型Caチャネルと特異的に反応して、これをdown-regulationすることにより、Ca流入を抑制し、ACh遊離を阻害する。(6)電気器官シナプトソームでラット又はマウスを免疫したところ、骨格筋の神経筋接合部の運動前神経終末から放出されるAChの量子数が減少した。これは、LESの実験モデル動物が作成出来たことを意味する。1.シビレエイ電気器官神経終末におけるL型Caチャネルの存在と役割シビレエイ電気器官からのアセチルコリン遊離に対するL型Caチャネルのブロッカーであるcalciseptineの効果を調べた。その結果、calciseptineによってアセチルコリン遊離が抑制され、最大阻害が約20%、IC_<50>が約3μMであった。また、P型のCaチャネルの存在をAgatoxin IVAによる阻害から確認した。こうして、シビレエイ電気器官神経終末には、N型に加えて、P型、L型Caチャネルが存在し、アセチルコリン遊離に関与している事が明らかとなった。2.シビレエイelectro-motoneuronのCaチャネルのクローニングシビレエイ電気器官終末のCaチャネルを分子レベルで調べるためにシビレエイの電気葉からmRNAを抽出し、RT-PCRを行ったところ、L型Caチャネルと思われる配列とN型Caチャネルと思われるcDNAの配列の一部が明らかとなった。3.シビレエイ電気器官神経終末からのアセチルコリン遊離に対するアデノシンの修飾作用とその機構シビレエイ電気器官シナプトソームからのアセチルコリン遊離に対するアデノシンの作用について調べた。その結果、アデノシンは神経終末のアデノシンA1受容体を介してアセチルコリンの遊離を阻害し、一方,A2受容体を介して遊離を増強する事が明らかとなった。さらに、この作用機構について検討したところ、A1受容体による阻害はN型Caチャネルの阻害によって、A2受容体による増強はP型Caチャネルの活性化によって引き起こされる事が明らかとなった。4.シビレエイ電気器官シナプトソームとシナプス小胞膜のリン脂質非対称分布

蛍光ラベルしたリン脂質を用いてシビレエイ電気器官のシナプトソームとシナプス小胞膜の脂質2重層膜の内側層と外側層でのリン脂質の非対称分布を調べた。その結果、シナプトソーム形質膜及びシナプス小胞膜ともに細胞質側層にフォスファチジルセリン(PS)が多く分布していることがわかった。
水チャネル,アクアポリンの唾液腺発生過程における発現・局在及び機能制御機構の解明

胎生15日SDラット胎仔顎下腺を各種阻害剤等の存在下で培養し,形態変化,および水チャネルAQP5などの発現をRT-PCRにより解析した.増殖因子前駆体などの活性化に関わるプロセシング酵素SPCに共通の阻害剤であるDec-RVKR-CMK存在下で分枝形成とAQP5発現が抑制されたが,他のトリプシン様セリンプロテアーゼ阻害剤では抑制されなかった.この時,SPCファミリーのPACE4の発現も減少したが,同ファミリーのfurinの発現は変動しなかった.PACE4はfurinと異なりヘパリン結合配列を有し,細胞外マトリクス(ECM)に局在する.培養細胞では培地にヘパリンを加えると,ECMに局在したPACE4が培地中に回収されることから,分枝形成へのヘパリンの影響を解析した.その結果,分枝形成とAQP5発現は共に抑制された.また,PACE4触媒領域に対する特異抗体でも分枝形成とAQP5発現は共に抑制され,Dec-RVKR-CMKによる分枝形成とAQP5発現の抑制は,リコンビナントBMP2を加えることで回復した.このBMP2シグナルの必要性は,抗BMP2抗体で分枝形成とAQP5発現が共に抑制されることでも確認された.PACE4に対するRNAi実験により,RT-PCRのレベルでPACE4発現を50%程度まで抑制すると,形態変化の抑制は顕著でないがAQP5発現は50%程度にまで抑制された.更にPACE4発現を90%程度にまで抑制すると,AQP5発現はほぼ完全に抑制され,形態変化の抑制も顕著に認められた.一方,furin,およびPACE4と同じくECM結合型メンバーであるPC6に対するRNAi実験では現在のところ上記抑制効果は認められていない.以上より,顎下腺の分枝形成および細胞分化はPACE4により活性化されるBMP2を初めとする増殖因子などのシグナル伝達の結果促進され,水チャネルAQP5の発現が誘導されることが示唆された.器官培養は胎生15.5日SDラット胎仔顎下腺原基を実体顕微鏡下で摘出し,1mlのBGJb培地に浮かべたサイクロポア膜上に5-6glandsずつのせ,CO2インキュベーターにて1時間前培養を行った.10%FCSおよび細胞増殖因子や種々の阻害剤を培地に加えて培養を開始し,24,48時間後の形態変化を記録した.培養顎下腺からtotal RNAを精製し,水チャネルAQP5等の発現をRT-PCRにより解析した.初めに,顎下腺の分枝形成を促進すると考えられているEGF, FGF,およびHB-EGFの効果を解析したが,コントロールと比べて分枝形成は特に促進されず,AQP5等の発現にもほとんど影響しなかった.増殖因子前駆体等の活性化に関わるプロセシング酵素SPCファミリーに共通の阻害剤Dec-RVKR-CMKの存在下で分枝形成は抑制され,AQP5の発現レベルから細胞の分化度も低いことが確認された.この抑制効果はロイペプチン等一般的なトリプシン様セリンプロテアーゼ阻害剤では認められなかった.分枝形成が抑制された場合,AQP5の発現レベルが低い他,SPCファミリーのPACE4の発現も減少したが,同ファミリーのfurinの発現は減少しなかった.PACE4はfurinと異なりヘパリン結合配列を有し,ECMに局在することから,分枝形成へのヘパリンの影響を解析した結果,分枝形成とAQP5発現は共に抑制された.また,PACE4触媒領域に対する特異抗体でも分枝形成とAQP5発現は共に抑制され,Dec-RVKR-CMKによる分枝形成とAQP5発現の抑制はレコンビナントBMP2を加えることで回復した.以上より顎下腺の分枝形成はPACE4により活性化される増殖因子等のシグナル伝達の結果促進され,AQP5発現が誘導されることが示唆された.胎生15日SDラット胎仔顎下腺を各種阻害剤等の存在下で培養し,形態変化,および水チャネルAQP5などの発現をRT-PCRにより解析した.増殖因子前駆体などの活性化に関わるプロセシング酵素SPCに共通の阻害剤であるDec-RVKR-CMK存在下で分枝形成とAQP5発現が抑制されたが,他のトリプシン様セリンプロテアーゼ阻害剤では抑制されなかった.この時,SPCファミリーのPACE4の発現も減少したが,同ファミリーのfurinの発現は変動しなかった.PACE4はfurinと異なりヘパリン結合配列を有し,細胞外マトリクス(ECM)に局在する.培養細胞では培地にヘパリンを加えると,ECMに局在したPACE4が培地中に回収されることから,分枝形成へのヘパリンの影響を解析した.その結果,分枝形成とAQP5発現は共に抑制された.また,PACE4触媒領域に対する特異抗体でも分枝形成とAQP5発現は共に抑制され,Dec-RVKR-CMKによる分枝形成とAQP5発現の抑制は,リコンビナントBMP2を加えることで回復した.このBMP2シグナルの必要性は,抗BMP2抗体で分枝形成とAQP5発現が共に抑制されることでも確認された.PACE4に対するRNAi実験により,RT-PCRのレベルでPACE4発現を50%程度まで抑制すると,形態変化の抑制は顕著でないがAQP5発現は50%程度にまで抑制された.更にPACE

4発現を90%程度にまで抑制すると,AQP5発現はほぼ完全に抑制され,形態変化の抑制も顕著に認められた.一方,furin,およびPACE4と同じくECM結合型メンバーであるPC6に対するRNAi実験では現在のところ上記抑制効果は認められていない.以上より,顎下腺の分枝形成および細胞分化はPACE4により活性化されるBMP2を初めとする増殖因子などのシグナル伝達の結果促進され,水チャネルAQP5の発現が誘導されることが示唆された.
競争力を高めるインタンジブルズ・マネジメント・コントロールの実践モデルの構築

イノベーション、コーポレート・ブランド、ノウハウ、知識創造、チームワーク、などのインタンジブルズへの注目が高まっているが、そのマネジメント・コントロール(MC)に関する研究は手付かずの状態である。そこで「知的資産経営報告書」の効果を調査するため、中小企業2社に対する聞き取り調査を実施した。その結果、「知的資産経営報告」の作成は自社のもつインタンジブルズの理解を促進していることがわかった。しかし、インタンジブルズを指標化し、戦略と結びつけてシステマチックにマネジメントするという段階には至っておらず、いまだインタンジブルズを活用した経営を実現する中小企業は少ないことが推察された。今年度は、実務におけるインタンジブルズ(知的資本)のマネジメント・コントロールの実践を理解するためにインテンシブなケース・スタディを行った。インタンジブルズ(知的資本)のマネジメント・コントロールの調査対象としては「知的資産経営報告書」を作成している中小企業をとりあげた。「知的資産経営報告書」は、企業がもつ自社の強み(つまりインタンジブルズ)を認識し、企業の内部・外部のステークホルダーに報告することを目的として作成されるものであり、このような知的資産に関する報告書は世界的に見ても導入企業が増えつつある。日本においては、「知的資産経営報告書」の採用が、主として中小企業を対象として増えつつある。今年度は、この「知的資産経営報告書」を作成している東大阪の中小企業2社にアプローチし、2社のうちとくに積極的にインタンジブルズの管理を行っている1社にたいしてインテンシブな聞取り調査を実施した。調査の結果、この中小企業では「知的資産経営報告書」の導入によって、自社のインタンジブルズ(知的資本)を認識し、測定することが可能になっていた。しかし、しかしそれだけではなく、この「報告書」を作成することをきっかけとして、同社ではインタンジブルズを継続的にマネジメントするためのマネジメント・コントロールシステムが構築されつつあることを明らかにした。このケースを通じて、単にインタンジブルズを「報告書」によって報告するだけではなく、インタンジブルズを適切にマネジメントするためには、日々のPDCAというルーチンに組み込むことが重要であることが示唆された。研究3年目である平成25年度は当初の計画書では、「7アクション・リサーチの実施」と「8研究結果の執筆と報告」を行う予定になっていた。ただしこれは、2年目までの研究結果を考慮して方針を変更しており、今年度は「7アクション・リサーチの実施」は行わず、代わりにさらに多くのインテンシブなケース・スタディを積み重ねることを予定していた。しかし今年度は、共同研究者および研究関係者の中で転職などの人事異動があった者がおり、そうした事情のため共同研究者および研究関係者の間で意見の集約を行うことが困難であった。その結果、今年度は予定したすべての調査を実施することができなかった。ただし今年度は、中小企業ではなく大企業における日本本社からその海外子会社への知識移転(つまりインタンジブルズの移転)という面に注目して、1件のインタビュー調査を実施した。そして、日本本社が持っている(生産、研究開発に関する)インタンジブルズを海外子会社に移転し浸透させるうえで、何が促進要因で何が阻害要因になっているのかという点を明らかにした。この調査により、インタンジブルズのMCにおいては、当初想定していた識別・測定・マネジメント・コントロール(MC)という静的な側面のほかに、組織内におけるインタンジブルズの移転・定着という動的な側面も重要であるという示唆をえることができた。本研究は3年間の研究を通して、インタンジブルズのマネジメント・コントロール(MC)について、「優れたMC実務のメカニズムを明らかにすること」および「汎用性の高い効率的・効果的なMCツールを開発すること」を目的としている。平成23年度(2011年度)の研究計画では、(1)文献レビュー、(2)知財報告書に関する情報収集、(3)海外研究者の招聘、(4)予備的ケース・スタディの実施を予定していた。今年度は、(1)については各自で文献レビューを進めた上で、2011年3/11と7/16にインタンジブルズの研究枠組みとしての野中らが提唱するSECIモデルの適用可能性を検討した。(2)については各自で情報収集を実施している。(3)の海外研究者の招聘については、今年度の研究の実施状況が計画からやや遅れているため実現しなかったが、次年度での実施の可能性を模索している。(4)の予備的調査については、エーザイ、YKK,およびパナソニックの3社にたいする調査を行った。以下にその詳細を述べる。3社への予備的調査の中でもエーザイとYKKへの調査では、"理念"に基づく人的資本の構築に関する聞き取り調査を実施した。しかし、理念と人的資本の関係性を示すためには、まずは測定ツールや理論モデルの開発が必要であることが明らかになった。

また、パナソニックへの調査では、研究部門と知財部門にたいして聞き取り調査を実施した。その結果、研究部門と知財部門ではマネジメント・コントロールという観点からはそれぞれ異なる方法が用いられており、相互に直接的な関連性はみられなかった。これら大企業3社とも、無形の資産を保持していると考えられるが、必ずしも意識的に無形の資産(インタンジブルズ)のマネジメント・コントロールを行っているわけではないことが分かった。本研究は、企業の持つ無形の強みであるインタンジブルズの識別ー測定ーマネジメントの中でも特にマネジメントに焦点を当てた研究である。研究第1年目には、エーザイ、YKK、パナソニックなどの大企業におけるインタンジブルズに焦点を当てたが、第2年目以降は、大企業よりも規模や財力で劣る中小企業に目を向けて、インタンジブルズの構築マネジメントを調査した。その第4年目である今年は、東大阪市の中小企業1社に対するフォローアップ調査と、新たに別の東大阪市の中小企業1社に対して聞き取り調査を実施した。まずフォローアップ調査を実施した中小企業の調査から明らかになったことは、「知的資産経営報告書」の作成をきっかけとして、若手を中心としたマネジメント・チームの結束が高まり、将来を見据えた中長期的な経営戦略の策定が促されていたことである。また、今年度初めて調査を実施した別の東大阪市の中小企業の調査では、社長の強いリーダーシップのもとに、顧客および生産協力企業との間に強固なインタンジブルズが構築されており(「関係資産」)、毎年作成される「知的資産経営報告書」を通じて、インタンジブルズを重視し、成長しつづける企業を目指す社長のメッセージとして社員に伝えられていることがわかった。ただし2社ともに、インタンジブルズをマネジメントするためのKPIの扱いには苦労しており、KPIの整備と活用が今後の課題となっていた。近年のビジネス環境を見ると、規模や財力といったタンジブルな力よりも、目に見えない会社の強みであるインタンジブルズが企業の価値を高める傾向が見られる。そうした中でインタンジブルズのマネジメントを行うことは企業の競争力を高める上でも不可欠な要件であり、インタンジブルズのマネジメントを理解し促進するという点において本研究の意義があると考える。管理会計今年度はインテンシブなケース・スタディを実施したが、しかし、いまだ「理論モデル」の構築には至っていない。これは、インタンジブルズのマネジメント・コントロールが企業によって多様であるためである。理論モデルを構築するためには、現状の理解がまだ不十分であり、さらにインテンシブなケース・スタディを積み重ねていくことが必要である。研究3年目である今年度は、インテンシブなケース・スタディを実施する予定であったが、共同研究者および研究関係者の中で人事異動などの事情が生じたため、研究グループとしての機動性を欠き、その結果、予定通りすべての調査を実施することができなかった。企業への予備的調査を行うにあたっては、まず無形の資産(インタンジブルズ)を幅広いトピックとしてとらえて企業の選択を行った。
脳‐外界環境の相互作用と行動出力における大脳辺縁系の役割

本研究では、脳と外界環境との相互作用と行動出力に果す大脳辺縁系,とくに海馬体の役割を明らかにするため、海馬体ニューロンの外界環境(空間)および行動出力に対する応答性、ならびにθリズムに基づく海馬体-大脳皮質間の機能連関を解析した。1.サル海馬体ニューロンの外界刺激と行動に対する応答性:バーチャルリアリティ(VR)による仮想空間移動課題遂行中のサル海馬体ニューロン活動を解析した結果、仮想空間内の特定領域で活動が上昇する場所識別ニューロンが記録され、これら海馬体ニューロンは、空間情報だけでなく、課題の種類、報酬予告、報酬獲得のような課題関連情報(非空間情報)も符号化していることが示唆された。2.ラット海馬体ニューロンの外界刺激と行動に対する応答性:感覚刺激呈示期-遅延期-リック行動期-報酬獲得期からなる条件性遅延刺激-反応連合課題におけるラット海馬体ニューロン、筋電図、および海馬体局所集合電位(θリズム)の応答性を解析した結果、1)海馬体ニューロンは、課題内の特定の事象が特定の順番で呈示されたときに応答する、2)リック行動/EMG-ニューロン活動間のコヒーレンスがθ帯域で亢進することが明らかになった。また、自由行動下ラットの海馬体、後部帯状回、扁桃体、および側坐核からニューロン活動を同時記録した結果、リック行動に同期して活動するニューロンが海馬体と後部帯状回より同時記録された。3.ヒト脳の非侵襲的研究:1)12種類の刺激音の呈示順序を記憶する音順列記憶課題に対する事象関連誘発電位(ERP)の解析により、300-700msecの潜時で課題特異的陽性電位が記録され、これら陽性電位の電流発生源は、海馬体を中心とする側頭葉内側部に存在することなどが明らかになった。2)ボタン押しと空間移動連想を組み合わせた課題を行わせると、ボタン押しに合わせてθ波が記録され電極間のコヒーレンスが高まることが判明した。以上の結果から、海馬体が重要な役割を果していることが示唆されている空間移動や遅延反応では、海馬体-大脳皮質-骨格筋間を繋ぐ広範囲な神経ネットワークが、海馬体のθリズムを中心に形成されることが示唆された。本研究では、脳と外界環境との相互作用と行動出力に果す大脳辺縁系の役割を明らかにするため、大脳辺縁系における情報処理過程を明らかにするとともに、大脳辺縁系-他領域間の機能連関を解析した。1)大脳辺縁系ニューロンの外界刺激と行動に対する応答性:液晶プロジェクターによるVR仮想空間呈示装置を用い、仮想空間移動課題遂行中のサル海馬体ニューロン活動を解析した。その結果、仮想空間内の特定領域で活動が上昇する場所識別ニューロンが記録され、1)3種類の仮想空間移動課題で活動が異なる、2)特定領域でのみ報酬獲得前あるいは獲得後に活動が増加する、3)特定の仮想空間移動課題で特定方向へ移動しているときのみ活動が増加するなどの特徴的な応答が認められた。これらのことから海馬体は、空間情報だけでなく、課題の種類、報酬予告、報酬獲得のような課題関連情報(非空間情報)も符号化していることが示唆された。2)各領域間の結合性:i)

海馬体-筋活動(行動)間の同期的活動性:本年度は、感覚刺激呈示期-遅延期-行動期(歩行,リック,エアパフによる前額部筋収縮)-報酬[蔗糖溶液,脳内自己刺激(ICSS)]獲得期からなるラット用の条件性遅延刺激-反応連合課題用のタスク制御装置ならびにプログラム作製を主に行ない、現在ラットの訓練を行っている。ii)多ニューロン活動の同時記録に。よる各領域間の結合性:自由行動下ラットの海馬体、後部帯状回、扁桃体、側坐核からニューロン活動を同時記録した。この結果飲水チューブから蔗糖溶液を舐める(リックする)行動に同期して活動するニューロンが海馬体と後部帯状回より同時記録され、海馬体ニューロンは特定の場所でリックするときに活動が上昇するが後部帯状回ニューロンは場所に関係なく活動することが判明した。3)ヒト脳の非侵襲的研究:若年者(20歳代)と中高年者(50歳代)を用いて、まず12種類の刺激音を4秒間隔で一定の順序で呈示し、音の呈示順序を記憶させた。ついで被験者に、記憶した順序と異なる順序で呈示された刺激音を識別させた(音順列記憶課題)。対照課題では、同じ12種類の刺激音をランダムの順序で呈示した。これらの課題に対する事象関連誘発電位(ERP)の解析により、300-700msecの潜時で、音順列記憶課題に特異的な陽性電位が頭頂-後頭部から記録されることが明らかになった。さらに、若年者と中高年者のERPおよび課題正答率の比較・解析により、i)若年者は中高年者より有意に課題正答率が高い、ii)若年者では、300-700msecの陽性電位が中高年者と比較して大きい、iii)課題の学習速度と陽性電位との間に、有意な相関が認められる、iv)これら陽性電位の電流発生源は、海馬体を中心とする側頭葉内側部に存在することなどが明らかになった。以上から、海馬体は順列記憶の形成に重要な役割を果していることが判明した。本研究では、脳と外界環境との相互作用と行動出力に果す大脳辺縁系の役割を明らかにするため、大脳辺縁系における情報処理過程を明らかにするとともに、大脳辺縁系-他領域間の機能連関を解析した。1.海馬体系ニューロンの外界刺激と行動に対する応答性バーチャルリアリティにより、半径50mの可動領域、およびそれを取り囲む半径100mの仮想空間を設定し、サルにジョイスティックを操作することにより可動範囲内に設定した報酬領域間を往復移動させた。この課題における海馬体ニューロン応答を解析した結果、ランドマーク(空間的手掛り刺激)の数や種類を変化させると特定の場所に応答する場所ニューロンの活動が変化することが判明した。2.海馬体-筋活動(行動)間の同期的活動性遅延期の後リックを行う遅延反応行動中の筋電図、ラット海馬体ニューロン活動、および海馬体局所集合電位(θリズム)間の相関性を解析した。その結果、リック行動-集合電位間、および筋電図-集合電位間のコヒーレンスがθ帯域(3-12Hz)で高まることが判明した。また、リック行動-ニューロン活動間の相互相関解析により、リック行動に同期してニューロン活動のオシレーションがθ帯域で起こることが判明した。3.ヒト脳の非侵襲的研究サルと同様のジョイスティックを用いた仮想空間移動課題および単純ジョイスティック操作課題を行わせ、筋電図および脳波間のコヒーレンスを比較・解析した。その結果、単純ジョイスティック操作課題と比較して仮想空間移動課題で、θおよびγ両帯域脳波と筋電図間のコヒーレンスが高まることが判明した。
腸管上皮幹細胞の純化と炎症性腸疾患に対する新しい再生治療の開発

潰瘍性大腸炎は若年者に好発する慢性炎症性腸疾患の一つである。近年の免疫学、分子生物学の進歩に伴いその病態は解明されつつあるが、根本的な病因については未だ不明である。重症例では急激な炎症のため上皮の幹細胞が減少あるいは損傷を受けており、陰窩に存在する幹細胞から上皮細胞への分化・増殖が促進されないため、増殖因子を用いた治療法や幹細胞そのものを用いた治療法の開発が必要であると考えられる。今回の研究では、hoechst33342染色を用いることにより、腸管上皮幹細胞の純化を試みた。マウス腸管より採取した腸管上皮細胞よりSP細胞を解析したところ、腸管上皮においてSP細胞の存在が確認された。腸管上皮幹細胞の多く存在する陰窩上皮ではSP細胞が高率に認められたことに対し、絨毛上皮ではSP細胞は認められなかった。ABCG2の発現はSP細胞とMP (main population)細胞の間に有意な差を認めなかった。また、c-kit、Sca-1は腸管上皮細胞では発現が認められなかった。腸管上皮幹細胞の増殖・分化に重要とされるβ-catenin、神経幹細胞マーカーであるmusashi-1の発現はSP細胞において増加していることを見いだした。これらの結果により、SP分画を用いることで、これまで困難とされてきた腸管上皮幹細胞の純化の可能性が示唆された。また、腸管上皮幹細胞において、Wntシグナルの下流にあるβ-catenin、Notchシグナルの制御因子であるmusashi-1の発現が増強していることより、これらのシグナルの協調作用が腸管上皮幹細胞の増殖、分化にとって重要であることが示唆された。まず,我々は腸管上皮幹細胞の純化を試みた。DNA結合色素Hoechst33342にて染色し色素排出能の高い分画、side population (SP)細胞をフローサイトメトリーにてソーティングした。SP細胞には脱リン酸化型ベータカテニンが多く発現しており、幹細胞としての性質をもちうると示唆された。また、SP細胞はintegrin beta4の発現が低下しており、免疫組織学的に幹細胞の位置でintegrin beta4の発現が低下していることと一致した。次に我々はこのようにして得られた腸管上皮細胞をin vitroで培養し、機能解析を試みた。腸管上皮細胞は培養困難であることがしられており、培養系は確立されていない。我々はcollagen Iにてコートされたプレートや線維芽細胞をフィーダーとし、HGF,EGF,腸管上皮細胞の培養上清により腸管上皮細胞が培養可能であることを確認した。しかし、ソーティングのため単細胞にした場合では培養は不可能であり、このことは組織より単細胞にすることで、アポトーシスするためと考えられた。現時点では腸管上皮細胞の性質をもった細胞を純化可能と思われるが、幹細胞であることは機能的には確認できていない。今後,in vivoへの移入や他の方法による幹細胞機能解析を行う予定である。