hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血小板活性化初期段階の制御とそのin vivo測定法に関する研究

血小板は妊娠中毒症、抗リン脂質抗体症候群など血栓形成を主体とした各種病態において重要な役割を演じており、生体内においてもっとも早期に変化を示す細胞の一つと考えられる。特に血小板は活性化極早期に細胞膜内層に存在する陰性荷電リン脂質であるphosphatidylserine(PS)を細胞膜外層に翻転露出し(flip-flop現象)、凝固反応を促進することがin vitroにおいて知られているが、その臨床的意義は不明である。本年度においては昨年度に引き続き妊娠マウスへのPS微小胞の直接投与により誘発される子宮内発育遅延モデルを確立、さらにその抑制を示し、膜リン脂質から見た血小板活性化検出の基礎的検討を目的とした。従来の方法で作成した人工リン脂質微小胞(PS:PC=1:4)を昨年度報告書に示したようにメスICRマウスに交配後8日目、11日目、14日目に尾静脈より静注し、18日めに屠殺し胎児重量お呼び胎盤重量を計測し、統計的に検討した。1)コントロールとしてのphosphatidylcholine投与マウス(N=10)と比較して人工リン脂質微小胞投与マウス(N=10)では有意に胎児重量の減少が認められた。4)人工リン脂質微小胞投与マウスの腎、肝、肺組織にはコントロールと比較してPeriodic-acid-Schiff-reactionの差は認めなかったが、胎盤絨毛組織では差を認めフィブリン産生が亢進すると考えられた。(結果)1)人工リン脂質膜および活性化血小板膜はprothrombinase活性を示した。同活性はannexin Vにより抑制された。3)α-thrombinおよびshear stressによる活性化血小板はPKC活性を示した。(考察)α-thrombinおよびshear stressによる活性化血小板膜はPS発現を示した。(方法)人工リン脂質膜(PS:PC=1:4)を従来の方法で作成した。1)人工リン脂質膜上でのprothrombinase complex assayをおこなった。2)同活性がannexin Vにより抑制されることを検討し、同時に電子顕微鏡によりその微細形態を検討した。3)同人工リン脂質膜を交配したメスICRマウスに交配後8日目、11日目、14日目に尾静脈より静注し、18日めに屠殺し胎児重量お呼び胎盤重量を計測し、統計的に検討した。(結果)1)用いた人工リン脂質膜はprothrombinase活性を示し2)同活性はannexin Vにより抑制された。同人工リン脂質微小胞の最大径は0.2μm以下の均一な粒子であることが確認できた。以上より同人工リン脂質微小胞は活性化血小板の膜リン脂質組成に近似していると考えられた。3)さらに同人工リン脂質微小胞により胎児子宮内発育遅延を形成できた。(考察)こうした活性化血小板をin vivoにおいて検出する臨床的意義が動物モデルにおいて確認できた。
礫岩に残された証拠からの三波川変成帯形成初期段階の復元

始新統久万層群中の高度変成岩礫と現在露出している西南日本の高圧変成岩との岩石学的比較を行うため,三波川変成帯(関東山地,紀伊半島,四国)および三郡変成帯(鳥取県若桜)の地質調査と岩石試料の採取を行った.これらの岩石試料については,他の地域の変成岩(飛騨変成帯,ヒマラヤ片麻岩,キルギス超高圧変成岩)とともに,記載岩石学的研究,鉱物の化学組成のX線マイクロアナライザーによる分析を行った.とくに,久万層群中の高変成度礫と比較試料について,ざくろ石,ホルンブレンド(角閃石),緑れん石,白雲母などの鉱物について詳細な化学組成の分析,累帯構造の検討,反射電子線像観察,元素カラーマッピングを行い検討した.これらの結果,久万層群中に含まれるオレゴクレース黒雲母帯相当(ざくろ石角閃岩)の高変成度礫は三波川変成帯の五良津岩体,東平岩体などのテクトニックブロックが被った緑れん石角閃岩相の変成作用にきわめてよく似ていることが明らかとなった.久万層群中の高度変成岩礫の40Ar/39Ar年代測定結果は145-180Maのピーク年代を示し,三波川変成帯別子ナップの90-100Maのピーク年代に比べて明らかに古い年代を示す。一方,久万層群中の高変成度礫に含まれるジルコンのフィッショントラック年代は65-70Maであり,別子地域の別子ナップの砂質片岩中のジルコンのフィッショントラック年代45-58Maに比べて有意に古い年代が得られた,このことは,40Ar/39Ar年代測定の結果とも調和的であり,すでに想定されていた久万ナップが,別子ナップに比べて早期に変成作用を受け,早期に上昇し,早期に地表に露出して削剥されたことが明らかとなった.始新統久万層群中の高度変成岩礫と現在露出している西南日本の高圧変成岩との岩石学的比較を行うため,三波川変成帯(関東山地,紀伊半島,四国)および三郡変成帯(鳥取県若桜)の地質調査と岩石試料の採取を行った.これらの岩石試料については,他の地域の変成岩(飛騨変成帯,ヒマラヤ片麻岩,キルギス超高圧変成岩)とともに,記載岩石学的研究,鉱物の化学組成のX線マイクロアナライザーによる分析を行った.とくに,久万層群中の高変成度礫と比較試料について,ざくろ石,ホルンブレンド(角閃石),緑れん石,白雲母などの鉱物について詳細な化学組成の分析,累帯構造の検討,反射電子線像観察,元素カラーマッピングを行い検討した.これらの結果,久万層群中に含まれるオレゴクレース黒雲母帯相当(ざくろ石角閃岩)の高変成度礫は三波川変成帯の五良津岩体,東平岩体などのテクトニックブロックが被った緑れん石角閃岩相の変成作用にきわめてよく似ていることが明らかとなった.久万層群中の高度変成岩礫の40Ar/39Ar年代測定結果は145-180Maのピーク年代を示し,三波川変成帯別子ナップの90-100Maのピーク年代に比べて明らかに古い年代を示す。一方,久万層群中の高変成度礫に含まれるジルコンのフィッショントラック年代は65-70Maであり,別子地域の別子ナップの砂質片岩中のジルコンのフィッショントラック年代45-58Maに比べて有意に古い年代が得られた,このことは,40Ar/39Ar年代測定の結果とも調和的であり,すでに想定されていた久万ナップが,別子ナップに比べて早期に変成作用を受け,早期に上昇し,早期に地表に露出して削剥されたことが明らかとなった.本研究課題遂行のため,40Ar/39Ar,Rb-Sr及びSm-Nd,FT年代測定用の久万層群中の変成岩礫の採取をおこなった.試料採取地点は,久万層群の下部から上部までの多様な層準を選択し,愛知県松山市南方地域,古岩屋地域及び瓶が森地域とした.また,久万層群中の変成岩礫との記載岩石学的比較のため,四国中央部及び中部地方の三波川変成帯,三郡変成帯の地質調査及び変成岩試料の採取をおこなった.採取した試料については詳しい岩石記載をおこなった.その結果,瓶が森地域の久万層群最下部層より採取した変成岩礫には,久万層群下底,不整合直下の低変成度(緑泥岩帯)の三波川変成岩由来の櫪のほか,ざくろ石角閃岩,藍晶石角閃岩,エクロジャイロ質変はんれい岩などの異質な高変成度礫が多数見いだされた.特に,エクロジャイロ質変はんれい岩は四国中央部別子地域三波川帯に現在露出する五良津変はんれい岩体あるいは肉淵かんらん岩体中のエクロジャイロ質変はんれい岩によく似ており,今後のより詳しい岩石学的研究が必要である.また,岩石記載に加えて,構成鉱物のEPMAによる化学分析,分析電子顕微鏡(TEM)による微細組織と微小領域の定量分析をおこない,変成岩礫及び比較試料の変成P-T経路の解析をおこなった.

変成岩礫より,電磁分離器(アイソダイナミック・セパレーター)及び重液(ヨウ化メチレン)を用いて年代測定用の鉱物分離(ジルコン,スフェン,りん灰石,ホルンブレンド,白雲母,黒雲母)を実施した.変成岩礫の記載岩石学的データのデータベースの作成を始めた.また,変成岩礫との比較検討試料とするため,日本の変成岩地質年代データベースの作成に着手した.始新統久万層群中の高度変成岩礫と現在露出している西南日本の高圧変成岩との岩石学的比較を行うため,三波川変成帯(関東山地,紀伊半島,四国)および三郡変成帯(鳥取県若桜)の地質調査と岩石試料の採取を行った.これらの岩石試料については,他の地域の変成岩(飛騨変成帯,ヒマラヤ片麻岩,キルギス超高圧変成岩)とともに,記載岩石学的研究,鉱物の化学組成のX線マイクロアナライザーによる分析を行った.とくに,久万層群中の高変成度礫と比較試料について,ざくろ石,ホルンブレンド(角閃石),緑れん石,白雲母などの鉱物について詳細な化学組成の分析,累帯構造の検討,反射電子線像観察,元素カラーマッピングを行い検討した.こらの結果,久万層群中に含まれるオリゴクレース黒雲母帯相当(ざくろ石角閃岩)の高変成度礫は三波川変成帯の五良津岩体,東平岩体などのテクトニックブロックが被った緑れん石角閃岩相の変成作用にきわめてよく似ていることが明らかとなった.久万層群中の高度変成岩礫の40Ar/39Ar年代測定結果は145-180Maのピーク年代を示し,三波川変成帯別子ナップの90-100Maのピーク年代に比べて明らかに古い年代を示す.一方,久万層群中の高変成度礫に含まれるジルコンのフィッショントラック年代は65-70Maであり,別子地域の別子ナップの砂質片岩中のジルコンのフィッショントラック年代年代45-58Maに比べて有意に古い年代が得られた,このことは,40Ar/39Ar年代測定の結果とも調和的であり,すでに想定されていた久万ナップが,別子ナップに比べて早期に変成作用を受け,早期に上昇し,早期に地表に露出して削剥されたことが明らかとなった.
含フッ素複合系メディエーターの開発と有機フッ素化合物の高選択的合成への応用

本研究は新しい複合系メディエーターの開発と反応設計を行い、主に電極触媒作用を利用し、有用フッ素化合物創製のための部分フッ素化法や選択的分子変換を開拓しようとしたもので以下の成果を挙げることが出来、所期の目的をほぼ達成した。1.臭素とフッ素からなる複合系メディエーターによる有機硫黄化合物の陽極脱硫モノフッ素化:フッ素化物イオン存在下での臭化物イオンのサイクリックボルタンメトリーから陽極酸化によりフッ素が関与した活性臭素種が発生することが示唆された。この複合型活性種はジチオアセタール類の脱硫モノフッ素化のメディエーターとして機能し、モノフッ素化体が高い収率と電流効率で得られた。2.ヨードベンゼンとフッ素から成る複合系メディエーターの構築と部分フッ素化への応用:フッ化物イオン存在下、p-置換ヨードベンゼン類を陽極酸化すると相応する超原子価ジフルオロヨードアレーンが高収率で生成することが分かった。これらのジフッ素化体はいずれもジチオアセタールを脱硫しgem-ジフッ素化体を良収率で与えた。そこで易酸化性のp-メトキシヨードベンゼンを触媒量用い、同一系内で相応するジフルオロヨードベンゼンを陽極で再生循環使用したところ、同様にgem-ジフッ素化が進行し良収率で目的物を与えることが分かった。以上のように新しいタイプの複合系メディエーターの構築を行うとともにこれらを利用しメディエーター反応による選択的モノおよびジフッ素化の最初の成功例を示すことができた。
着床期の胚―母体間に想定される血流を介したクロストークの総合的解析―内分泌・免疫系ネットワークの総合的解析

胚からのhCGによる黄体刺激作用とその結果分泌されるプロゲステロンによる胚着床維持作用は、子宮内の胚と卵巣内の黄体、すなわち遠隔臓器間の胚と母体の相互作用の重要性を示しており、その意味で血流を介した胚-母体間の対話(クロストーク)の存在が妊娠成立・維持過程に不可欠な機構であると推論される。一方で、hCGのみでは妊娠黄体の維持機構が説明できないことが諸家より指摘されてきたが、これまでの研究者たちの精力的な研究にも関わらず、霊長類およびヒトにおいてhCG以外の液性因子の存在は同定されなかった。このような背景をもとに本研究を推進したところ、ヒト妊娠黄体にてsystemicなクロストークの新しい担い手として末梢血中の細胞成分である免疫細胞が、胚から母体へ、または母体から胚への相互作用に重要な役割を演じている可能性が提示された。さらに妊娠成立・維持過程に不可欠な胚-母体間のsystemicなクロストークを、内分泌学的側面からのみならず、免疫学的および分子生物学的視点も含めて分析した結果、末梢血中の免疫細胞が妊娠黄体の機能を増強する作用があること、またこれらの細胞は子宮内膜へも作用して胚の着床に有利な分化を誘導すること、さらに着床した胚の子宮内膜間質内浸潤に対しても促進的に働くことが示された。以上の知見から、胚の着床が内分泌・免疫系ネットワークによる調節機構によって総合的に制御されているという新しい概念が提示され、本研究は生殖医学上意義深い研究成果を挙げたと評価できる。胚からのhCGによる黄体刺激作用とその結果分泌されるプロゲステロンによる胚着床維持作用は、子宮内の胚と卵巣内の黄体、すなわち遠隔臓器間の胚と母体の相互作用の重要性を示しでおり、その意味で血流を介した胚-母体間の対話(クロストーク)の存在が妊娠成立・維持過程に不可欠な機構であると推論される。このような状況の中で本研究従事者らがヒト妊娠黄体を対象にして分析を進めてきたところ、systemicなクロストークの新しい担い手として末梢血中の細胞成分である免疫細胞が、胚から母体へ、または母体から胚への相互作用に重要な役割を演じている可能性が提示された。本研究ではこのような背景をもとに、妊娠成立・維持過程に不可欠な胚-母体間のsystemicなクロストークを、内分泌学的側面からのみならず、免疫学的および分子生物学的視点も含めて分析した結果、末梢血中の免疫細胞が妊娠黄体の機能を増強する作用があること、またこれらの細胞は子宮内膜へも作用して胚の着床に有利な分化を誘導すること、さらに着床した胚の子宮内膜間質内浸潤に対しても促進的に働くことが示された。これらの研究成果は、胚の着床が内分泌・免疫系ネットワークによる調節機構によって総合的に制御されているという新しい概念を支持しており、引き続き来年度も解析してその全容を解明することが生殖医学上意義深いと評価できる。

このような状況の中で本研究従事者らがヒト妊娠黄体を対象にして分析を進めてきたところ、systemicなクロストークの新しい担い手として末梢血中の細胞成分である免疫細胞が、胚から母体へ、または母体から胚への相互作用に重要な役割を演じている可能性が提示された。本研究ではこのような背景をもとに、妊娠成立・維持過程に不可欠な胚-母体間のsystemicなクロストークを、内分泌学的側面からのみならず、免疫学的および分子生物学的視点も含めて分析した結果、末梢血中の免疫細胞が妊娠黄体の機能を増強する作用があること、またこれらの細胞は子宮内膜へも作用して胚の着床に有利な分化を誘導すること、さらに着床した胚の子宮内膜間質内浸潤に対しても促進的に働くことが示された。この作用を詳細に検討したところ、胎児のtrophoblastの母体子宮動脈内への浸潤の誘導に免疫系と内分泌系を介した胚-母体間のsystemicなクロストークが重要な役割を演じている可能性が示された。加えて卵巣過剰刺激症候群の発症機序にhCGの刺激に対して過剰反応をおこした免疫系細胞が関与することが明かとなった。これらの結果は、胚の着床が内分泌・免疫系ネットワークによる調節機構によって総合的に制御されているという新しい概念を支持しており、この機構の破たんが正常な妊娠の維持のみならず卵巣過剰刺激症候群などの病態にも関係する可能性を導き出した。以上の研究成果は生殖医学上意義深いと評価できる。
希少糖をリードとした新規抗がん剤の開発および作用機構の解析

本研究は,がん細胞増殖抑制活性を示す希少糖の一種であるD-alloseの構造修飾,活性異性体構造の解明による高活性誘導体の開発,分子プローブ化による作用機構の解析を目的とした.まず,D-alloseのC-6位水酸基の構造修飾を検討し,C-6位水酸基を中鎖脂肪酸エステルとすることでヒト白血病細胞株に対する活性が最大約30倍向上することを明らかにした.次に,環構造を制限した誘導体の活性評価から,6員環構造が活性に主に寄与していることを明らかにした.また,分子プローブの基盤となる膜透過性単糖プロドラッグの合成に成功した.天然に稀にしか存在しない希少糖の一種であるD-alloseは、正常細胞に対して毒性を示さない一方で、がん細胞増殖抑制作用を示すことから副作用の少ない抗がん剤シード化合物として注目されている。しかしながら、D-alloseが抗増殖活性を示す濃度はミリモーラー以上と比較的高く、活性を高めた誘導体の開発が求められている。前年度の結果からD-alloseの6位水酸基を中鎖脂肪酸エステル化することで白血病細胞株MOLT-4Fに対する抗増殖活性が約60倍向上することが明らかにされている。本年度は、D-allose中鎖脂肪酸エステル誘導体のpyranose型、furanose型異性体のうちどの異性体構造が活性に寄与しているかを明らかにするため、環およびα/β構造を固定した誘導体の合成を行った。当初は計画通り、糖の環内の酸素原子を炭素原子で置換した誘導体の合成を試みたものの、計画した中間体を合成することができなかったため、1位をメチルアセタール化による環構造の固定を試み、環構造が5員環で固定されたfuranoside型D-allose誘導体を合成した。この誘導体のがん細胞増殖抑制活性はD-allose中鎖脂肪酸エステルから若干低下していたものの、controlとして用いたD-glucose中鎖脂肪酸エステルよりも有意に高い活性を示すことが明らかとなった。この結果は、溶液中では存在比率の小さいD-alloseのfuranose型が活性に寄与している可能性を示唆している。天然に稀にしか存在しない希少糖は,様々な生物活性を示すことから最近注目されている.特にD-alloseは,がん細胞増殖抑制活性を示す一方で,正常細胞に対する毒性を全く示さないことから,副作用の少ない新奇抗がん剤候補化合物として期待されている.しかしながら,D-alloseの絶対的な活性は弱く,作用機構についても不明な部分が多い.本研究では,まずD-alloseのC-6位水酸基の修飾による活性向上を試みた.その結果,C-6位水酸基をドデカノイル化した誘導体がD-alloseの約30倍高いヒト白血病細胞増殖抑制作用を示すことを明らかにした.次に,D-alloseのfuranose型異性体の存在に着目し,C-5位水酸基のメチル化あるいはデオキシ化,C-1位のメチルアセタール化によって環構造をfuranose型へ制限したD-allose中鎖脂肪酸エステル誘導体の活性を評価した.これらの誘導体はD-glucose中鎖脂肪酸エステルと同等の活性を示したことから,D-allose中鎖脂肪酸エステルのがん細胞増殖抑制活性にはfuranose型ではなくpyranose型が重要であることが示唆された.最近,D-alloseのがん細胞増殖抑制活性には6位水酸基のリン酸化,がん抑制遺伝子TXNIPの発現上昇が重要であることが明らかにされた.そこで,活性本体と考えられるD-allose-6-phosphateを細胞膜が透過可能なようにプロドラッグ化した誘導体の合成を目指して,合成経路および保護基の検討を行った.その結果,D-alloseならびにD-glucose保護体の6位水酸基を細胞内で切断される側鎖で保護した各種誘導体が得られた.これらの誘導体はD-alloseの作用機構を探るためのツールとして期待される。本研究は,がん細胞増殖抑制活性を示す希少糖の一種であるD-alloseの構造修飾,活性異性体構造の解明による高活性誘導体の開発,分子プローブ化による作用機構の解析を目的とした.まず,D-alloseのC-6位水酸基の構造修飾を検討し,C-6位水酸基を中鎖脂肪酸エステルとすることでヒト白血病細胞株に対する活性が最大約30倍向上することを明らかにした.次に,環構造を制限した誘導体の活性評価から,6員環構造が活性に主に寄与していることを明らかにした.また,分子プローブの基盤となる膜透過性単糖プロドラッグの合成に成功した.天然に稀にしか存在しない希少糖は,様々な生理活性を示すことから最近注目されている.特にD-alloseは,がん細胞増殖抑制活性やアポトーシス誘導活性を示す一方,毒性を全く示さないことから,副作用の少ない新奇抗がん剤候補化合物として期待されている.しかしながら,D-alloseの絶対的な生物活性は弱く,作用機構についてもほとんど明らかにされていない.本研究では,6位側鎖の構造最適化および活性異性体構造の解明による強力な生物活性を示すD-allose誘導体の開発ならびに,開発した誘導体の分子プローブ化によるD-alloseの作用機構の解析を目的としている.本年度はまず,6位水酸基をアシル化し疎水性を高めたD-alloseの6位中鎖脂肪酸エステル誘導体のがん細胞増殖抑制活性を,D-alloseに対して比較的高い感受性を示す白血病細胞株MOLT-4Fを用いた,MTTアッセイにより評価した.その結果,D-alloseエステル誘導体がD-alloseよりも10倍以上高い活性を示すことが明らかとなった.次に6位置換基を最適化するための共通中間体を合成した.

この共通中間体から,エステルよりも安定性が高いエーテル誘導体,アミド誘導体を合成した.エーテル誘導体はエステル誘導体と同等の活性を示した.炭素鎖長の異なる脂肪酸側鎖を持つエステル誘導体の活性を評価した結果,側鎖炭素数12の誘導体が最も高い活性を示した.来年度は,糖のどの異性体が活性に寄与しているかを明らかにするため,環構造を固定化した誘導体を合成し,本年度と同様に活性評価を行う.本年度は、D-alloseエステル誘導体のfuranose型が、がん細胞増殖抑制活性に寄与している可能性を環構造固定誘導体の活性評価によって示した。しかしながら、大幅な活性上昇は見られなかったため、計画通りに39種類のがん細胞パネルに対する活性評価を行うには至らなかった。活性が向上しなかった理由については、1位のアセタール化による影響と考えられる。本年度はまず,6位水酸基のアシル化によりD-alloseのがん細胞増殖抑制活性が向上することを明らかにした他,エステル結合よりも安定性が高いエーテル誘導体が活性を保持していること,エステル側鎖の炭素数は12が最適であることを明らかにした.来年度は,糖のどの異性体が活性に寄与しているかを明らかにするため,環構造を固定化した誘導体を合成し,本年度と同様に活性評価を行う.平成25年度は、D-alloseのfuranose型が活性に寄与していることが明らかになったのを受け、D-alloseと同様の水酸基の立体配置を持つfuranose型を取ると考えられるD-ribose,D-homoribose,5-O-methyl-D-alloseの中鎖脂肪酸エステル誘導体を合成し活性を評価する。また、最近、D-alloseのがん細胞増殖抑制活性には6位水酸基のリン酸化、がん抑制遺伝子TXNIPの発現上昇が重要であることが明らかにされた。そこで、D-alloseの6位リン酸化誘導体を細胞膜を透過可能なようにプロドラッグ化した誘導体を数種合成し、がん細胞増殖抑制活性ならびにTXNIP発現誘導活性を評価する。活性が認められたプロドラッグについては、糖部分に関して得られた構造活性相関に関する知見に基づいて、構造の最適化を行う。平成24年度は,D-alloseの環構造を固定化した誘導体を合成し活性評価を行う.環構造の固定は糖1位ヘミアセタール構造のアセタールの変換,環内酸素原子の炭素原子への置換により行う.平成23年度に得られた知見と合わせて,6位置換基,環構造,1位ヒドロキシル基立体配置を最適化したD-allose誘導体を合成する.次に,この誘導体の抗がん活性を,39種類のヒトがん細胞株に対する増殖抑制活性で評価する.本パネル試験による活性評価は,文部科学省・新学術領域研究『がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動』の研究班に依頼する.消耗品の主なものは有機合成用試薬、有機溶媒、生物活性試験用試薬、生化学用試薬である。その他、研究成果を発表するための旅費として使用する。なお、設備備品の購入予定はない。消耗品費の主なものは有機合成用試薬,有機溶媒,生物活性試験用試薬類である.その他,研究成果を発表するための旅費として使用する.なお,設備備品の購入予定はない.
“見えない遮音壁"に関する研究 ー能動的騒音制御による道路交通騒音低減ー

音場の制御を基礎的に考察する考え方により、複数の指向性音源としてtripole音源を用いることにより広い空間領域の減音を達成する可能性を見いだした。この指向性音源から放射される音波を減音すべき騒音に重ね合わせて能動的騒音制御を行う。複数の指向性音源を線状または面状に配置して“見えない遮音壁"を構成し、広い領域の制御を行うことを理論的、実験的に検討し、その可能性を確認した。指向性音源としてはJMC理論に基づきtripole音源を作製し実験に利用した。各ユニット間の位相を適切に制御出来るようにDSP装置を構成した。またこの能動的騒音制御システムを構成する伝達経路に対応するDSP装置内に存在するデジタルフィルタ-の係数を決定するアルゴリズムとしてfilteredーx LMS法を利用した。現段階では一旦定常状態になったあと係数の更新を停止して実験を行っているが、その状態は良好なものであり、全面的に適応性を広げる場合にも良好に働くものと考えられる。道路交通騒音が受音点に到達するとき多くの場合、その音波は平面波に近いと考えられるが、そのように波面が単純な条件の場合には比較的簡単なシステム構成であっても本研究の方法がそのまま適用可能であると考えられる。さらに若干の検討、すなわち二次音源の配置による減音領域、適応制御性能等に関する検討を行うことが必要である。減音領域の検討のためには減音についての評価量を新たに定義する必要があると考えられ、また様々な期待される減音領域に対してフレキシブルに指向性音源の配置を指定できるようなソフトウエアシステムも必要と考えられる。それらの検討の後、本研究で実験に供された装置を実際の道路交通騒音制御に適用することが可能であると考えられる。補助金によって多チャンネル入出力をもつ高速デジタル信号処理システムを利用出来るようになり、これを用いていくつかの基本的な問題を解決した。その1としては、3チャンネルの出力を用いて主に一方向性の指向特性をもつ2次音源を構成することが出来たことがあげられる。これは今後本研究にとっての基礎理論となると考えられるJesselによる音場修正理論にとって必要なものであり、能動的騒音制御対称領域に焦点をあてて制御すること、また不要なフィ-ドバックによる制御システムの不安定化を防止する効果をもつ。その2としては、能動的騒音制御システムの適応制御のためのFilteredーx LMSアルゴリズムをデジタルフィルタ-に組み込むことが出来たことである。制御すべき音場が時間的に変動する場合、自動的にデジタルフィルタ-の係数が変更され、常に最適制御の状態に保たれる必要がある。このためには適応制御の機構が組み込まれていることが実用的な面から必要と考えられる。本研究ではFilteredーx LMSアルゴリズムを最適なものとして利用することにし能動的騒音制御システムに組み込んだ。実験の結果、その動作が充分行われ最適な状態に到達することを確認した。またその収束過程についても検討し、実際の問題に適用する場合における知見を得た。以上の基本的に新しい機能を能動的騒音制御システムに組み込んで行った実験の結果、無響室内における音場で騒音源から放射された騒音を2次音源から放射された音で打ち消し、2次音源の背後で広い消音領域を作り出すことが出来た。これが本研究の今年度における成果である。今後はその理論的な展開について研究し、より具体的な道路構造などの地形の要因がどの様に実際の適用にあたって問題であるかを研究する。

複数の指向性音源を線状または面状に配置して“見えない遮音壁"を構成し、広い領域の制御を行うことを理論的、実験的に検討し、その可能性を確認した。指向性音源としてはJMC理論に基づきtripole音源を作製し実験に利用した。各ユニット間の位相を適切に制御出来るようにDSP装置を構成した。またこの能動的騒音制御システムを構成する伝達経路に対応するDSP装置内に存在するデジタルフィルタ-の係数を決定するアルゴリズムとしてfilteredーx LMS法を利用した。現段階では一旦定常状態になったあと係数の更新を停止して実験を行っているが、その状態は良好なものであり、全面的に適応性を広げる場合にも良好に働くものと考えられる。道路交通騒音が受音点に到達するとき多くの場合、その音波は平面波に近いと考えられるが、そのように波面が単純な条件の場合には比較的簡単なシステム構成であっても本研究の方法がそのまま適用可能であると考えられる。さらに若干の検討、すなわち二次音源の配置による減音領域、適応制御性能等に関する検討を行うことが必要である。減音領域の検討のためには減音についての評価量を新たに定義する必要があると考えられ、また様々な期待される減音領域に対してフレキシブルに指向性音源の配置を指定できるようなソフトウエアシステムも必要と考えられる。それらの検討の後、本研究で実験に供された装置を実際の道路交通騒音制御に適用することが可能であると考えられる。
眼科領域における薬物動態機構の解析と薬物治療の適正化

局所適用製剤のモデルとして、経眼適用製剤を選び、薬物吸収挙動をあらわせる普遍的な数学的モデルを構築することを試みた。(1)家兎の摘出眼粘膜における各種薬物の膜透過機構を、拡散チャンバーを用いたin vitro系の実験で詳細に解析した。その結果、眼粘膜の薬物透過パターンは拡散方程式であらわすことができた。(2)種々の薬物を家兎に点眼した時の涙液中薬物動態および、眼房水中に薬物を注入した時の房水中薬物動態を数学的に解析し、薬物の脂溶性や分子量の影響を明らかにした。(3)これらの結果を元に、薬物点眼時の薬物動態を予測するため、拡散方程式(遅い移行)とコンパートメントモデル(速い移行)を結合させた、新規数学を構築した。涙液分泌が減少した麻酔下の家兎に薬液を点眼し、眼内濃度を測定し、数学的モデルの推測値と比較した。その結果、極めて良い一致が得られ、このモデルの妥当性が確認された。(4)構築した数学的モデルの応用拡大を目的に、高分子粘性製剤、高分子結膜挿入剤、脂溶性プロドラッグ、吸収促進製剤を作成し、家兎に経眼適用後の薬物挙動を数学モデルで解析した。改良した数学的モデルを用いることにより、高分子粘性製剤および高分子結膜挿入剤を適用後の薬物動態を推測することが可能であった。また、数学的モデルを用いて、脂溶性プロドラッグおよび吸収促進製剤適用後の薬物のみかけの角膜透過定数を算出できた。(5)ヒトにおける文献値を用い、ヒトにおける数学的モデルおよびパラメーターを算出した。このモデルとパラメーターは、局所適用製剤の合理的な製剤設計や眼科領域における薬物治療の適正化において有用性が高い。このモデルにより、局所適用製剤の合理的な製剤設計、処方設計ができるとともに、各種製剤を同一に評価することができ、薬物治療の適正化において有用性が高い。そのためにまず、家兎の摘出眼粘膜における各種薬物の膜透過機構を、拡散チャンバーを用いたin vitro系の実験で詳細に解析した。その結果、眼粘膜の薬物透過パターンは拡散方程式であらわすことができ、眼粘膜の種類により大きく異なった。角膜透過性は薬物の脂溶性や分子量により依存することが示され、拡散方程式による解析から、特に薬物の角膜表面への分配過程が大きく影響されていることが明らかとなった。次に、in situ系の実験を新たに開発して薬物吸収挙動を解析した。その結果、各種眼粘膜の吸収は薬物の脂溶性に依存することが確認された。また、角膜からの薬物透過は遅いものの、眼内への主な経路であることが示された。一方、結膜や強膜からの薬物吸収は速いものの、眼周辺の豊富な血流により、主に全身の循環血へと吸収されることが明らかとなった。また、家兎に点眼し、涙液中、血液中、眼内組織中の薬物濃度も測定した。これらの結果から、経眼投与後の薬物挙動を予測するため、拡散方程式(遅い移行)とコンパートメントモデル(速い移行)を結合させた、新規数学モデルを構築することができた。そこで、ヒトにおいて、薬物点眼時の涙液中薬物濃度を測定して、新規数学モデルをもとに、組織中、眼内中薬物濃度の計算を行い、文献値と比較し、ヒトのためのモデルを構築し、in vivo角膜透過パラメーターを算出することに成功した。

既に、前年、経眼投与後の薬物挙動を予測するため、拡散方程式(遅い移行)とコンパートメントモデル(速い移行)を結合させた、新規数学モデルを構築した。そこで、このモデルの妥当性を検討するため、涙液分泌が減少した麻酔下の家兎を用い、薬物点眼後の眼内濃度を測定し、数学的モデルの推測値と比較した。その結果、極めて良い一致が得られ、モデルとパラメーターの有用性が証明された。さらに、モデルの応用性を検討するため、新たに薬物の高分子粘性点眼剤を開発し、家兎に経眼投与後薬物の眼内濃度を測定し、数学的モデルの推測値と比較した。涙液中薬物濃度推移から数学的モデルを用いて推測した値と実測値は良い一致が得られ、モデルとパラメーターを新規製剤に応用できることが証明された。この数学的モデルでは、薬物の涙液中濃度、角膜中濃度、眼房水中濃度などを推測することができる。次に、数学的モデルのパラメーターに及ぼす因子を検討した。脂溶性の異なるβ遮断薬および分子量の異なる水溶性薬部tを家兎に点眼投与し、涙液中薬物動態を解析した結果、脂溶性および分子量は、点眼投与後の涙液中薬物動態にはあまり影響を及ぼさないことが明らかとなった。このことから涙液中からの薬物消失には、涙液のターンオーバーが主に関与してることが示された。一方、種々の水溶性薬物やβ遮断薬を眼内へ注入後の眼房水中薬物濃度推移を測定した結果、眼房水のターンオーバーによる消失とは別に、薬物の脂溶性に影響される消失経路があることが明らかとなった。局所適用製剤のモデルとして、経眼適用製剤を選び、薬物吸収挙動をあらわせる普遍的な数学的モデルを構築することを試みた。このモデルにより、局所適用製剤の合理的な製剤設計、処方設計ができるとともに、各種製剤を同一に評価することができ、薬物治療の適正化において有用性が高い。既に、前年、経眼投与後の薬物挙動を予測するため、拡散方程式(遅い移行〉とコンパートメントモデル(速い移行)を結合させた、新規数学モデルを構築した。このモデルの妥当性を検討するため、涙液分泌が減少した麻酔下の家兎や、高分子粘性点眼剤を用い、薬液点眼後の眼内濃度を測定し、数学的モデルの推測値と比較した。また、脂溶性の異なるβ遮断薬および分子量の異なる水溶性薬物を家兎に点眼投与し、涙液中薬物動態を解析しパラメータに影響する因子を検討した。今年はさらに、薬物放出挙動を制御した高分子結膜挿入剤を作成し、家兎の眼に適用し、涙液中薬物濃度、眼内薬物濃度、血液中薬物濃度を測定し、前年度得られた数学的モデルで、同様にその有用性を評価した。挿入剤からの放出は0次速度で行われ、モデルの改良により薬物動態を推測することが可能であった。また、吸収促進剤を含有した製剤と眼科用脂溶性プロドラッグを含有した製剤を作成し、家兎の眼に適用後、涙液中薬物濃度、眼内薬物濃度、血液中薬物濃度を測定し、前年度得られた数学的モデルで解析した。その結果、薬物の角膜における分配と拡散が増加することを数学的に明かにした。以上の結果を整理して、薬物の眼内移行性と全身移行性に及ぼす各種製剤の特徴を明らかにし、眼科領域における各種製剤の適正な使用法のための指針とした。
妊娠高血圧症候群と胎盤特異的ｍｉＲＮＡ：発症予知と母子間のクロストーク

妊娠初期絨毛の発達に関連するmicroRNA(miRNA)を抽出した。正常妊娠経過を示す妊娠6週と11週の妊婦から絨毛組織を採取し、マイクロアレイを用いてその発現パターンの変化を比較した。抽出したmiRNAについてのRT-PCR法での定量した結果でも、miR-520b、miR-520c、miR-520eの発現は6週に比べ妊娠11週で低下しており、また、miR-30a-5p、miR-100-5p、miR-362-5pは発現が上昇していた。このことから、妊娠6週から妊娠11週の間のmiRNA発現に生理的な変化があることを確認するとともに、これらが妊娠合併症の発症に関連する可能性を確認した。妊娠6週から11週の胎盤形成期における絨毛細胞のmiRNA発現プロファイルを作成することを目的に検討を行った。胎児心拍を認めて以降に妊娠中絶を行う妊娠6週と11週の女性から手術時に絨毛細胞を採取した。マイクロアレイでmiRNA発現を網羅的に解析した。マイクロアレイで妊娠6週に比べ11週で2倍以上発現が有意に増加した10種類のmiRNA、発現が2倍以下に有意に低下した9種類のmiRNAを抽出した。興味深いことに、発現低下したmiRNAの55%は19q13.42に位置するmiRNA clusterに属するものであった。RT-PCRで、妊娠11週の絨毛でのmiR-520b, -520c, -520eの発現低下が、miR-30a-5p, -100-5p, -362-5pの発現上昇が確認された。結論として、妊娠6週に比べ11週の絨毛で発現変化するmiRNAを抽出した。胎盤形成期のこれらのmiRNAは、後の妊娠合併症の発症などに一定の役割を果たしている可能性がある。妊娠高血圧症候群(PIH)は全妊娠の3-5%に合併し、母児双方にとって重篤な影響を及ぼす疾患である。本研究では妊娠初期・後期の胎盤組織の解析から胎盤特異的でPIHの病態とも関連するmicroRNA(miRNA)を抽出し、それを用いたPIH発症予知マーカーの可能性を検討する目的で研究を行った。最初のステップとして、胎盤形成期の妊娠初期絨毛でのmiRNAの変化についての検討を行うとともに、流産絨毛との違いについても検討した。その結果、流産例ではmicroRNA-17および-19bは、ともに、低下していることを確認した。このmiRNAのターゲット遺伝子(PTEN, CREB-1, TGFβ-1,TGFβ-RII)を検討したところ、PTENは、流産群で有意に高発現であったが、その他の遺伝子には有意な変化は見られなかった。また、胎児心拍を認めた後に妊娠中断を行う妊婦を対象に絨毛を採取し、胎盤形成期のmiRNA発現変化についてマイクロアレイを用いた分析を行うことで、胎盤形成に伴い変化するmiRNAの抽出を行った。さらに、妊娠後期胎盤での正常と妊娠高血圧症候群の違いも同様なマイクロアレイを用いた分析を行い、両者の結果を比較して共通するmiRNAにフォーカスを絞った研究を次年度に行うべく、準備を行っている。さらに、現在、絨毛採取の際に余剰絨毛を採取して保存しており、その妊娠予後との検討を計画し、検体採取をすすめている。妊娠高血圧症候群を発症する症例の初期絨毛での変化を上記手法で確認したい計画している。マイクロRNAについての研究を24年度にスタートさせたが、安定的な定量法などの技術が確立し、本課題の妊娠高血圧症候群の研究に向けた準備は整った。同時に、絨毛採取時の絨毛組織は採取を続けており、既に50サンプルを凍結しており、順調に経過しているなど、計画は順調に進んでいる。絨毛採取時の絨毛組織は採取を25年度も続ける。その中から妊娠高血圧症候群を発症する症例を10例程度確保する予定である。次年度は、妊娠高血圧症候群の胎盤でのmiRNA解析を行い、絨毛採取時の絨毛組織での解析ターゲットを確定していきたい。採取した絨毛からのmiRNA解析を行う。さらにその成果を国際的な雑誌や学会で発表予定であり、研究を発展させていく予定である。
光誘導型細菌トラップ法の開発と機能性高分子膜創出

ポリマー膜への細菌の取込みを光制御する「光誘導型細菌トラップ法」の原理を開拓し、悪性細菌の除菌法の開発による食品衛生への貢献や、有用細菌を高密度捕捉した機能性高分子膜の製造技術開発を目的として研究を遂行した。主な結果を以下に述べる。(1)平坦な光吸収性薄膜にレーザー照射により細菌を集積することで液中細菌数計測を数分程度で可能とし、悪性細菌を死滅できる条件も明らかにした。(2)ハニカム状のマイクロ細孔に細菌を高生存率(90%以上)で光誘導してトラップできる条件を解明し、電流発生菌に適用した場合に、従来法よりも34倍迅速に最高電流値が得られることを確認し、電気化学デバイスへの応用可能性を示した。ポリマー分子膜への細菌の取込み効果を光制御する「光誘導型細菌トラップ法」の原理を開拓し、有用細菌の生存状態での固定化法や、悪性細菌の除菌システムを開発して食品衛生にも貢献することが目的である。初年度は細菌固定化法の開発準備として、光吸収性の薄膜にレーザー光照射して発生した対流と光誘起バブルにより基板上の狙った場所に細菌を高密度集積して固定化するための原理開拓を行った。特に、蛍光染色された細菌をレーザー照射点近傍に光誘導するプロセス(光アセンブリング)を観察するシステムを整備し、まずは平坦な金薄膜を表面に形成した基板上で生存率を確認できる可能性を示した。また、光アセンブリングによる細菌集積化の最適条件探索のため、基板上の光吸収性の薄膜の成膜条件や経時変化についても調べた。結果として、膜厚や成膜後の日数によって光誘起バブルのサイズのバラつきが抑えられる条件を示した。この条件下で細菌と同体積のマイクロビーズを用いた予備実験で見積った集合率から基板上の液滴中に含まれる全細菌数を、わずか数分で見積ることができる迅速細菌計測法に応用できる可能性を明らかにした。従来、細菌数計測に用いられる培養法は数日の時間を要するのに対し、開発した「光誘導細菌計数法」の原理はケタ違いに迅速かつ正確に細菌数を算出できるため食品・環境計測での利用可能性が大いに期待できる。一方で、マイクロ構造をデザインして基板上に形成することで集合効率を制御できる条件も明らかになりつつある。さらに、これまでに実績のある誘電泳動法による細菌鋳型膜への選択的細菌トラップに関する理論解析にも取組み、実験と整合する結果を得た。そこでは光誘起力と誘電泳動力が同一の方程式で記述できることを明らかにしており、光誘導型細菌トラップ法の最適条件探索に利用する準備も整った。「項目1光誘導型電解重合による細菌固定法の開発準備」に関しては、【研究実績の概要】で述べたように平坦な金ナノ薄膜を表面に付した導電性基板上においてレーザー照射により狙った場所へ細菌を集積化でき、生存率評価を行うための準備も整った。また、「項目2光アセンブリングによる細菌集積化の最適条件探索」では、細菌の光誘導のための基板設計の指針が得られ始め、ハイスループットな細菌固定化法を提供できる可能性も得られ特許出願の準備を進めている。平坦な薄膜の場合に迅速かつ高精度な細菌計数法に利用できるという予想以上の成果も得られ、米国光学会の論文誌に掲載された。さらに、「項目3光集積現象のシミュレーションによる最適化」に関しても低周波交流電場での実験との対応付けができているため、レーザー光を細菌誘導用の外場として用いた場合の理論解析の準備も整っている。これらの状況を勘案して、当初計画以上に進展していると言っても過言では無い。※本課題と関連し、理論解析の基礎部分に関する以下の受賞があった。項目(A)と関連して、初年度の知見を活かし、光誘導型細菌トラップと電解重合を組み合わせたハイブリッド型の細菌誘導法に基く機能性細菌固定化膜の作製法の基礎構築を行った。特に導電率測定用電極間に導電率が既知のナノ粒子を集積化し、文献値との良い整合性を確認した(特許出願完了2017/5)。また、項目(B)と関連して、ハニカム状のマイクロ細孔の隔壁部にレーザー照射することで細菌を光誘導により高密度に細孔内にトラップすることに成功していたが、さらに蛍光イメージから生存率が90%以上となる可能性を明らかにした。さらに、金薄膜コートをした細孔基板にレーザー照射した時の光誘起対流の流体力学による初歩段階の計算も行い、細菌が流線に沿って基板に平行に細孔中にトラップされることを説明できる可能性を示唆した。特に、本研究の最重要課題である有用

細菌固定化膜への応用を含む項目(C)においては、電流発生菌の生きたままトラップに成功し、文献値を凌ぐ短時間で高い出力が得られることを確認し、上述のハニカム型マイクロ細孔基板が高性能アノードとして機能することを確認した。これは高効率なバイオ燃料電池への道を拓く重要な成果である。また、中央に窪みを持つ容器を光吸収性薄膜でコートした系に細菌の分散液を導入し、凹型界面を形成することで平坦な光吸収性基板の場合でも蒸発等の非平衡過程による光誘起対流の加速・制御ができることを解明し、高効率光発熱集合の原理を解明した。この原理を利用して、光誘起バブル近傍に集積した細菌が占める面積と溶液全体に存在する細菌数の相関を表す検量線を得ることにも成功した。加えて、1000 cells/mLに迫る微量の悪性細菌の迅速な計数法の基礎構築に成功し、光発熱効果による高効率除菌に関する指針も得た。以上、本研究で得られた一連の成果は環境エネルギー技術や食品衛生など新たな農芸化学の地平を拓く成果と期待される。項目1と関連して、1年目に実施した項目における技術・知見をベースに光誘導型細菌トラップの原理を確立し、細菌を高密度固定した基板の作製を行い、電子顕微鏡等で膜の表面観察を行うことで細菌の固定方向を調べる。また、電解重合と組合わせた細菌固定化法についても検討する。さらに固定した細菌の生存率評価の方法を確立する。項目2では開発した光誘導型細菌トラップ法の適用例となる有用細菌を選定し、それらを用いた細菌固定化膜の作製と性能評価へのステップを着実に積み重ねる。項目3においては、細菌を効率的に吸着するために電極として導電性のマイクロ細孔の構築を行い、レーザー照射下での集合化および固定化の可能性の探索を行う。また、細菌の分離のための条件探索も同時に行い、悪性細菌を対象とした場合の細菌の死亡率評価にも着手して光学的除菌法への応用可能性も探る。これらの取組により、食品・環境計測へ適用可能性についても調査する。分析化学メディア発表(新聞1件, Web5件,プレスリリース2件)・日刊工業新聞・オプトロニクス・@engineerなど細菌を生きたままレーザー光で誘導して捕捉できる可能性を前年度末に予備実験で示したが、有用細菌の培養や基板上のマイクロ構造の作製・安定供給には当初想定以上に費用がかかることが分かった。このため、平成28年度に有用細菌を用いたメインの実験を成功に導くため、次年度への繰越が必要であった。上記のように有用細菌の培養や基板の作製に必要な試薬等の消耗品購入のために物品費:300,000円が必要であるため、次年度への繰越を行い、有効に予算を活用する。その他、多数のメディアで紹介される。月刊スマートハウス、日経産業新聞(8面)、月刊「Solvisto」, 2015年5月号, p.30-31、月刊「コンバーテック」2016年2月号, p.44-45。
視覚障害者(児)の前庭機能および平衡機能の研究

研究者は従来の眼科的治療法では回復が望めない、高齢者の中途重度視覚障害者(以下、障害者)および先天疾患による視覚障害児(以下、障害児)に対して、感覚統合訓練による眼科的治療法の確立を目指してこの研究を進めてきた。すなわち、まず、感覚統合訓練の基礎的要素である前庭機能および平衡機能と眼球運動との関連を分析するために既存の前庭刺激装置を用いて眼科分析用にソフトを改良し(平成8年度)、ついで、この装置を用いて前庭刺激としての強度の回転刺激を負荷した場合、およびその回転刺激を訓練として行った場合について、正常者と視力障害を有する先天眼振者(児)で検討した(本年度)。20歳代の正常成人においては、通常の回転刺激時に認められる等加速刺激時と等減加速時の眼振持続時間の比が、回転刺激を急激に停止させる強度の前庭刺激を施行した後には短縮する。しかも、運動能力の低いものはその短縮率が80%以下になることが明らかとなった。この方法は新しい前庭機能検査になり得ると考えられた。先天眼振を有する障害者(児)では、通常の回転刺激時の等減加速時の眼振持続時間が全例で短縮していたが、回転刺激を急激に停止させる強い前庭刺激を繰り返し行う(検査時は3回刺激、家庭では1日数十回刺激の訓練)と、衝動型眼振例では7例中5例、振子型眼振例では2例中1例に、眼振持続時間が延長して正常化したが、不定形型(固視不良型)眼振例は全例(3例)とも眼振持続時間の変化がなかった。先天眼振例は一般に運動能力が低く、平衡機能も不良例が多いことが、その原因として考えられるが、特に衝動型眼振例は強い前庭刺激訓練によって前庭機能が正常化する可能性が実証された。この方法は視覚障害が長期に存在している高齢障害者にも応用できると考えている。急増している高齢者の中途重度視覚障害者(以下、障害者)および先天疾患による視覚障害児(以下、障害児)の中には、感覚統合訓練によって特異な眼球運動が改善され、同時に視力自体も改善される例がある。この感覚統合訓練を眼科的治療法として確立するために、感覚統合訓練の基礎的要素である前庭機能および平衡機能と眼球運動との関連を科学的に分析するのが研究の目的である。本年度は、まず、感覚統合訓練に用いる回転装置を作成し、その装置を用いて回転の速度、頻度および幅など、さまざまな条件下での前庭眼振を眼電図(EOG)法で記録を行った。今回用いた回転装置の原型は本来、耳鼻科領域で前庭機能を評価する目的で開発された装置であるため、視覚の障害者(児)の検査および感覚統合訓練用には新たなプログラム(ソフト)の開発を行った。すなわち、1.等加速度水平回転時の前庭眼振、2.等速水平回転時の前庭眼振、3.回転急激停止時の前庭眼振について、それぞれをコンピューター解析可能なプログラムを作成し、20歳代の正常成人および先天眼振を主体とした障害者(児)を対象に検討した。その結果、正常対照者においても1.-3.に種々のパターンを示すものがあり、系統的分類をする必要性があることが明らかとなった。先天眼振患者ではこれまで、特に3.の条件下での眼振発現の仕方に視力との相関があると考えられているが、この点についても再検討の必要性がある。また、他の異常眼球運動を伴う障害者(児)は、少なくとも正常対照とは異なったパターンを示すことから、何らかの前庭機能異常が直接あるいは間接的に惹起されていることが推定され、さらに件数を増やす必要がある。

研究者は従来の眼科的治療法では回復が望めない、高齢者の中途重度視覚障害者(以下、障害者)および先天疾患による視覚障害児(以下、障害児)に対して、感覚統合訓練による眼科的治療法の確立を目指してこの研究を進めてきた。すなわち、まず、感覚統合訓練の基礎的要素である前庭機能および平衡機能と眼球運動との関連を分析するために既存の前庭刺激装置を用いて眼科分析用にソフトを改良し(平成8年度)、ついで、この装置を用いて前庭刺激としての強度の回転刺激を負荷した場合、およびその回転刺激を訓練として行った場合について、正常者と視力障害を有する先天眼振者(児)で検討した(本年度)。20歳代の正常成人においては、通常の回転刺激時に認められる等加速刺激時と等減加速時の眼振持続時間の比が、回転刺激を急激に停止させる強度の前庭刺激を施行した後には短縮する。しかも、運動能力の低いものはその短縮率が80%以下になることが明らかとなった。この方法は新しい前庭機能検査になり得ると考えられた。先天眼振を有する障害者(児)では、通常の回転刺激時の等減加速時の眼振持続時間が全例で短縮していたが、回転刺激を急激に停止させる強い前庭刺激を繰り返し行う(検査時は3回刺激、家庭では1日数+十回刺激の訓練)と、衝動型眼振例では7例中5例、振子型眼振例では2例中1例に、眼振持続時間が延長して正常化したが、不定形型(固視不良型)眼振例は全例(3例)とも眼振持続時間の変化がなかった。先天眼振例は一般に運動能力が低く、平衡機能も不良例が多いことが、その原因として考えられるが、特に衝動型眼振例は強い前庭刺激訓練によって前庭機能が正常化する可能性が実証された。この方法は視覚障害が長期に存在している高齢障害者にも応用できると考えている。
アニオン膜燃料電池の高性能化のための膜構造設計

本研究の目的はプラズマ重合アニオン交換膜を作製し評価することである。本研究では、4-ビニルピリジンとヘキサフルオロプロピレンを用いてプラズマ重合を行い、1-ブロモプロパンで4級化することでポリオレフィン多孔質基材上にアニオン交換層を形成している。XPSとFT-IRの結果から、表面の組成が明らかとなった。基材が薄くなることで伝導度は増大した。qPM9-15で44.9 mS/cmを示した。高い伝導度により、qPM22-5の最大出力密度(32.6 mW/cm2)はqPM20-5の最大出力密度(19.2 mW/cm2)より優れた値を示した。ホットプレス処理(10 MPa、145 °C、1 min)を行ったところ、qPM18-30Hは保水率17.2%、伝導度78.7 mS/cm、OH-輸率0.93を示した。また発電ではOCV0.89 V、最大出力密度32.4 mW/cm2を示した。基礎測定として、各種の多孔質支持体をベースにアニオン伝導層をプラズマ処理で重合した結果を比較する。アニオン膜の膜伝導度および輸送特性をまず解析する。特に支持体に注目し、PVdF-HFPポリマーをキャスト法で製膜し多孔性フィルムを作製し、これをベースにアニオン膜を作成し評価する。また同時に燃料電池システムでの発電性能を試験した。重合時間を変化させて作製したプラズマ重合膜を用いたMEAの直接メタノール燃料電池実験のI-V曲線および出力曲線の結果から、開回路電圧は片面10minプラズマ重合処理を施した膜が0.93Vを示し、その後低下した。これは、重合時間が片面10minまでは、生成した重合物によりメタノール透過性が低下し、開回路電圧が増大するが、それ以上では、プラズマの影響で基材が劣化し、酸素がリークしてしまうためではないかと考えられる。一方、重合時間を延長するに伴い、最大電流密度は増大した。これは、重合時間を延長したことにより膜の表面にも重合物が形成し、膜と電極の界面の接着性が向上し、三相界面が増大するためであると考えられる。FT-IR測定の結果から、4-VPとHFPが重合していることを確認した。また、重合時間の延長により、ピリジン環が開裂し、重合物が劣化することが明らかとなった。熱重量分析の結果から、作製したプラズマ重合膜は120°Cまでの耐熱性を有していることが明らかとなった。発電実験の結果から、重合時間の延長に伴い、最大出力密度が増大した。これは、膜表面の重合物が増大したことにより、電極との接着性が高まり三相界面が増大するためであると考えられる。また、片面30minプラズマ処理を施した膜が、最大出力密度44.0mW/cm^2を示した。本研究は薄い陰イオン交換膜を作製することにより膜抵抗を低減させることを目的とする。方法として、低温かつドライプロセスであり、モノマーの選択性が高く、様々な基材に薄膜が作製可能であるプラズマ重合法を用いた。そして、作製した膜の物性の評価を行っている。本研究では、基材の孔径と重合時間が与える影響および、基材厚みと重合時間が与える影響を評価した。さらに、通常方法で作製した膜にホットプレス処理を施した膜の物性を測定し比較した。FT-IR、XPSの結果から、4-VPとHFPの重合物が観測された。4-VP/HFP=4/1であり、10min以上プラズマ重合を行う場合重合物の特にピリジン環の劣化が確認された。TGAの結果から、130-180°Cで4級化ピリジンの劣化が確認された。また100°C以下ならば熱に対して安定であることも確かめられた。孔径の影響について、小孔径の基材FilmA、C、では、重合時間が5min以上で表面が被覆され、それ以上では重合物が積層していく。大孔径の基材では、15min以内では基材内部への重合が進行し、表面の重合物が基材を被覆した段階で積層することが確認された。