hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Authentic Assessment概念に基づく社会科学習評価研究

Teach to the Futureプログラムが,『Understanding by Design』の考え方を取り入れた単元ポートフォリオの作成を具体的に可能にしていることに注目し,教育学部2年生50名を対象に実践授業を行った。成果は,「思考支援型単元プラン作成による授業設計力の育成」『教科教育学論集』No6,大阪教育大学教科教育学研究会に発表した。学習者の理解を深める本質的な問いの作成が単元プランやカリキュラムをつくる上で,重要であることを示した。また,「社会科目標準拠評価におけるモデレーションによる妥当性・信頼性の確保」『大阪教育大学教育学研究』第5号も発表した。資料収集,調査研究としては,12月にアメリカ合衆国ワシントンで開催されたNCSS(全米社会科教育協議会)に参加した。アメリカで使用されている教科書及び教師用教材,学習資料を多数入手した。国内においては,昨年に引き続き,棚橋健治(広島大学大学院教授)氏から評価研究の基礎理論を直接,教授していただいた。7月には鳥取県教育委員会主催の社会科教員研修会で,思考力育成の評価についての研修指導を行った。全国社会科教育学会第55回全国研究大会(福井大学,10.29)課題研究では,「問題解決プロセスにおける推論技能の明示化」を口頭発表した。次年度は,本研究の最終年度にあたり,目標と評価の一体化,教材,授業と評価の整合性に焦点をあて,従来の社会科固有の学力モデルとは異なる学力モデルの提出と,社会科学習評価の方法論研究に着手したい。Authentic Assessmentは,「真正,本物」という文脈において,カリキュラム,教授,評価の一体化を意味する。本年度は,最終年度にあたり,次のように研究成果をまとめた。本研究はリアルな社会の現実に,どのように社会科授業が関与するのか,すべきなのかを問題意識として進めてきた。パフォーマンス評価,ポートフォリオ評価,目標準拠評価の理論を,授業の実際に反映させる上で,ウィギンズの"Backward Design"との関連を見出した。到達すべき目標を明らかにしし,カリキュラム,授業を設計する。あらかじめ目標に照らして評価可能なものを示しておく。拙稿「思考支援型単元プラン作成による授業設計力の育成」では,学習者の理解を深めるために,どのような本質的な問いを作成するのかを核として,単元プランやカリキュラムを構成し,それぞれの目標に沿って評価規準(ルーブリック)を作成するよう示したものである。現状の学校現場における臨床的な評価改善には,外国人労働者を扱う授業の生徒レポートの分析から授業事実の確定を行う学習評価のあり方を示した。また,教師作成評価問題の評価の実際を吟味し,「社会科目標準拠評価におけるモデレーションによる妥当性・信頼性の確保」を発表した。
肺癌進行における骨形成性蛋白の役割の解明

当科で行った非小細胞肺癌の根治切除例を対象としBMP-7の発現が予後や臨床因子に関連するかの検討を行ったところBMP-7の発現は腫瘍の進行に伴い高発現し予後と関連していることが明らかとなった。この結果は国内学会や国際学会で報告し現在英語論文へ投稿中である。また、BMP-7の下流分子であるリン酸化Smad1/5/8に関しても同様の検討を行ったところ臨床因子との関連性は認めないものの、BMP-7とリン酸化Smad1/5/8がともに高発現しているものはそれ以外のものと比べて有意に予後良好であることが明らかとなった。この結果は国内学会で報告した。非小細胞肺癌の完全切除例におけるBMP-7の発現を検討した結果、BMP-7の発現は非小細胞肺癌の臨床因子や予後と密接に関連していることが判明した。この結果は日本外科学会やシドニーで行われた世界肺癌学会で報告した。また、現在英語論文化し提出中である。さらに非小細胞癌の完全切除例においてBMP signaling pathwayの下流分子であるp-Smad1/5/8の発現を検討しBMP-7陽性でp-Smad1/5/8陽性の症例はそれ以外の症例に比べて非常に予後良好であるという結果であった。この結果については日本呼吸器外科学会で報告した。BMP7は完全切除肺癌症例のリンパ節転移に関与していることが判明した。また、無再発生存率ではBMP7発現症例は予後不良の傾向にあったが有意差が出るほどの差は認めなかった。しかし、全生存率においてはBMP7陽性症例は陰性症例に比べて有意差をもって予後不良であった。このことより再発症例での予後を検討したところ同様にBMP7陽性症例は予後不良であることがわかった。pSmad1/5/8に関しては免疫染色自体は終了している。今後その発現の評価をし、臨床病理学的意義を追求する予定である。これまで当科で根治切除を行った非小細胞肺癌におけるBMP-7の発現を免疫組織学的に評価し臨床因子や予後との相関について検討した。この結果BMP-7の発現は非小細胞肺癌のT-factor, N-factor, stageと相関し高発現のもので有意に予後が不良であることが判明した。この結果は日本外科学会や日本呼吸器外科学会、オーストラリアで行われた国際学会IASLCで報告した。現在英語論文として投稿中である。また、BMP signaling pathwayのBMP-7の下流因子であるp-Smad1/5/8についてもその非小細胞肺癌における核内での発現について検討した。p-Smad1/5/8単独ではその発現により有意な臨床因子との関連性を認めなかったがBMP-7とp-Smad1/5/8がともに発現している非小細胞肺癌に関してはそれ以外の症例と比較して有意に予後良好であることが判明した。このことについては日本呼吸器外科学会で報告し、現在論文執筆中である。呼吸器外科現在、BMP-7以外のBMPsの発現についても検討しているが免疫染色の条件設定などに難渋している。in vitroの研究についてもやや遅れており、現在肺癌の様々な細胞株の増殖・保存中である。先ずは手術検体の研究目的での使用の同意の得られている完全切除肺癌症例のデータベース作成に時間を費やしたためあまり多くのBMPについては検討できなかった。特に予後調査に難航したがデータベースが完成したため今後はBMP7以外のBMPについても検討する予定である。BMP-7の発現と非小細胞肺癌の進行との関連性についての論文は引き続き英語論文の掲載を目指す。現在抗BMP-2抗体を購入しており、今後非小細胞肺癌完全切除例におけるBMP-2の発現について検討する予定である。BMP-2は血管新生にも関連していると考えられており、非小細胞肺癌の転移・再発との関連を含めて臨床因子や予後への影響を評価する。in vitroの実験に関しては現在様々な肺癌細胞株の増殖・保存が進んでおり、今後これらを利用してBMPsの機能について検討する予定である。これまでに得られた結果をもとに論文作成を行う。BMP7については第113回日本外科学会学術総会でpSmad1/5/8については第30回日本呼吸器外科学会総会にて発表予定である。免疫染色:引き続きBMP7以外のBMPsについての免疫染色を行う。In vitro:すでに肺癌の様々な細胞株を購入しているため本年度より研究を開始する。平成25年度は研究が予定よりやや遅れていたため、実際に使用した金額は予算よりやや少なかった。平成26年をはin vitroの実験も進めていく。このためPCRの機材などを購入する必要があり、その一部として平成25年度からの繰越金をあてる予定である。

論文の作成・投稿費、研究成果の学会発表時の旅費、実験助手への人件費の一部、実際の研究の物品費などに使用する予定である。具体的には免疫染色の抗体やin vitroの研究では各種assayやPCR、抗体等の消耗品が主になると思われる。
光ミキシングの高性能化・高機能化に関する研究

本研究は、近接場光や集光光ビームを用いて光ミキシング実験、光波-マイクロ波・ミリ波間のミキシング実験を行うことで、高周波トランジスタにおける光ミキシング、光波-マイクロ波・ミリ波相互作用のメカニズムを調べて高速応答性を追究すること、および新しい機能や応用の可能性を探ることを目的とする。本年度は、下記の研究成果を得た。1.トランジスタの動作解析とマイクロ波回路の設計・試作昨年に引き続き、Kバンドで動作するHEMTを用いて、光照射のための実装冶具・給電回路系を設計、試作した。また、Qバンド、Vバンドで動作するHEMTベアチップをコプレナー線路と共に基板上に実装、給電することも試みた。Q・Vバンドでの特性評価には至らなかったもののミリ波帯での光ミキシング実現のための足掛かりを得ることができた。2.HEMTの光照射による小信号利得の変化Kバンドで動作するHEMTに、波長400nm800nmのCWレーザー光を顕微鏡対物レンズにより集光・照射したときの、HEMTの小信号利得の変化をネットワークアナライザを用いて測定した。実験の結果、光照射位置に依存した明瞭な光応答利得の変化が見られ、HEMTのゲート近傍への光照射では最大20dBもの利得の増加が、サイドゲート領域と呼ばれるゲートから少し離れたところへの光照射では510dBの利得の減少が再現性良く観測された。この正負の光応答を利用した光制御マイクロ波発振回路の設計を行った。3.光制御マイクロ波発振回路の動作実験光照射位置による正負の応答を利用して、光パルスをHEMTに照射することにより、マイクロ波発振のON・OFF状態が切り替わる光制御マイクロ波発振回路の試作・動作実験を行った。HEMTを用いて10GHz帯発振回路を構成して、そのHEMTのゲート領域・サイドゲート領域に波長765nmの光パルス(パルス幅1ms)を順次照射することにより、10GHz発振の光制御(光パルス照射による発振開始・停止)を行うことに成功した。本研究は、近接場光を用いて光ミキシング実験、光波-マイクロ波・ミリ波間のミキシング実験を行うことで、高周波トランジスタにおける光ミキシング、光波-マイクロ波・ミリ波相互作用のメカニズムを調べて高速応答性を追求すること、および新しい機能や応用の可能性を探ることを目的とする。1.トランジスタの動作解析とマイクロ波回路の設計・試作Kバンドで動作する市販のHEMTを用いて、光照射および顕微ステージ装着のためのマウントおよび給電回路系を設計、試作した。また、HEMTとバイアス回路・入出力整合回路あるいは帰還回路を基板上に集積化したマイクロ波増幅器、発振器の設計、試作も行い、その動作を確認した。2. HEMTの光応答の照射位置による変化とその応用2.で作製したHEMTに、波長400nm(8160)16800nmのCWレーザー光を顕微鏡対物レンズにより集光して照射して、HEMTの低周波特性、マイクロ波特性およびHEMTを用いたマイクロ波増幅器、発振器の光応答特性を、光照射条件、バイアス電圧を変えながら詳細に調べた。波長による光応答の著しい変化は見られなかったものの、光照射位置に対しては大きな差異がみられた。HEMTのゲート近傍に光を照射した場合はドレイン電流が増加したが、照射位置をゲート領域から少しずらせると光照射によりドレイン電流が減少した。これは、サイドゲート効果によるものと思われる。

この現象を利用した光制御マイクロ波発振回路、ラッチング回路への応用について考察して基本動作実験を行った。3.光ミキシング実験サブキャリア変調光をHEMTのゲート近傍に照射するとともに、ゲート端子からマイクロ波信号を入力して、サブキャリア光変調信号の検波・復調実験を行った。マイクロ波帯で良好な特性が得られ、ミリ波帯での光ミキシングのための基礎データを得ることができた。本研究は、近接場光や微小集光ビームを用いて光ミキシング実験、光波-マイクロ波・ミリ波間のミキシング実験を行うことで、高周波トランジスタにおける光ミキシング、光波-マイクロ波・ミリ波相互作用のメカニズムを調べて高速応答性を追究すること、および新しい機能や応用の可能性を探ることを目的とする。本年度は、下記の研究成果を得た。1.トランジスタの動作解析とマイクロ波回路の設計・試作昨年に引き続き、Kバンドで動作するHEMTを用いて、光照射のための実装冶具・給電回路系を設計、試作した。また、Qバンド、Vバンドで動作するHEMTベアチップをコプレナー線路と共に基板上に実装、給電することも試みた。Q・Vバンドでの特性評価には至らなかったもののミリ波帯での光ミキシング実現のための足掛かりを得ることができた。2.HEMTの光照射による小信号利得の変化Kバンドで動作するHEMTに、波長400nm800nmのCWレーザー光を顕微鏡対物レンズにより集光・照射したときの、HEMTの小信号利得の変化をネットワークアナライザを用いて測定した。実験の結果、光照射位置に依存した明瞭な光応答利得の変化が見られ、HEMTのゲート近傍への光照射では最大20dBもの利得の増加が、サイドゲート領域と呼ばれるゲートから少し離れたところへの光照射では510dBの利得の減少が再現性良く観測された。この正負の光応答を利用した光制御マイクロ波発振回路の設計を行った。3.光制御マイクロ波発振回路の動作実験光照射位置による正負の応答を利用して、光パルスをHEMTに照射することにより、マイクロ波発振のON・OFF状態が切り替わる光制御マイクロ波発振回路の試作・動作実験を行った。HEMTを用いて10GHz帯発振回路を構成して、そのHEMTのゲート領域・サイドゲート領域に波長765nmの光パルス(パルス幅>1ns)を順次照射することにより、10GHz発振の光制御(光パルス照射による発振開始・停止)を行うことに成功した。
ゲノム研究基軸放線菌における抗生物質生合成遺伝子機能の網羅的解析

ゲノム研究基軸放線菌Streptomyces coelicolor A3(2)の生産する抗生物質アクチノロジン(ACT)並びにこれと類縁の他のベンゾイソクロマンキノン(BIQ)系抗生物質に注目し,その生合成を司る構造遺伝子群の機能・制御を解析し,二次代謝制御を通じた遺伝子ネットワーク解明さらには生命現象の網羅的理解に資することを目的とする。今年度の成果は以下のとおりである。1)ACT生合成クラスター中に存在する遺伝子actVI-ORFAの破壊体から得られている新規代謝産物NHABに注目し、その生成とACT生合成系との関連を炭素、13及び重水素を用いた標識実験で検討し、NHABがACTの生合成経路に由来する新規シャント化合物であることを証明した。2)前年度に機能を確定したACT生合成の立体化学制御に関わる鍵遺伝子actVI-ORF1に関して、その酵素発現系に合成した基質アナログを投与し、バイオトランスフォーメーションでの活性確認に成功した。さらに大腸菌での組換えダンパクの発現も行い、in vitroでの活性検出を進めている。3)その破壊体がユニークな代謝プロフィールを与えるactVI-0RFAに関して、その破壊体と野生株においてACT生合成の構造遺伝子に関して、生合成初期で働くポリケタイド合成酵素め発現レベルには変化がないことがウエスタンブロット解析により判明した。actVI-ORFA相同遺伝子はACT生合成系ばかりでなく他の放線菌由来芳香族系ポリケタイド生合成遺伝子クラスターに普遍的に存在するにも関わらず、機能機知の遺伝子とも有意な相同性が見出されず、その機能が確定されていない。我々は本遺伝子の生合成酵素複合体系全体へ関与を考えているが、仮に本遺伝子機能が証明された場合、抗生物質生産を解明する上で一般性の高く、国内外での関連研究者への有用な知見となる。
省資源加工に貢献する高効率・高精細加工が可能な位相結合ファイバレーザーの高効率化

最大16台のファイバレーザーを、一つのファイバ共振器で発振させることに成功し、ファイバレーザーの高出力化に必要となる要素技術を開発できた。これは従来報告されていた台数の二倍に相当する。各ファイバレーザーの光波面を揃えるための、精密かつ実用的な位相制御が可能となった。これにより、単一のレーザー媒質から得られるレーザー出力が小さくとも大出力を得ることが原理的に可能となり、大出力の励起源を用いなくともファイバレーザーの出力を高められる。レーザー加工分野で求められている、レーザー光を小さな集光径に集光可能な高いビーム品質を維持したままファイバレーザーを高出力化することが可能となる。昨年度の成果として、ファイバで構築されたレーザー共振器長25mに対して、1mm程度の長さ精度でファイバ長を制御可能となった旨を報告したが、それは実験結果から得られるスペクトルより推定されていたに過ぎなかった。そのため、今年度はファイバ長を正確に測定する技術の構築から開始し、新規な測定方法の開発により条長25mのファイバを10μmの極めて高い精度で評価可能となった。この測定方法は、一般的な測定器の組み合わせにより達成したものであり、本研究以外にも有効な技術と言える。上に示した高精度なファイバ長の測定技術の構築により、位相結合状態に有るファイバレーザー発振器の条長測定を精密に行った結果、ファイバ長が予想を越えて大きく変動していることが、実験結果からの推定ではなく実測できた。それと同時に、変動量から変動の原因が室温の変動に起因することを確定し、光学系の温度安定化に必要な系の構築を開始した。これによる成果は得られつつあるが、安定化と同時にトラッキングが必要となる可能性も見えつつあり、ファイバ長を電気的に制御する技術の構築も開始している。今年度の成果により、高出力を得るための位相結合状態を安定に得るための基礎技術が確立しつつあるが、上記の問題点の発見により、平成24年度の目標であるファイバレーザー装置出力の16波合成は構築できておらず、8波の合成ならびに高精度かつ髙安定な2波合成系の構築が進みつつある段階である。一方、平成24年度に解決を予定していた偏波スイッチングは、その原因が励起光の偏波状態に起因する、偏波依存利得と多くのレーザーの縦モード競合による偏波モード分離が原因であることが明らかとなっており、この点では先行的な成果が得られている。これらの結果は、科学技術振興機構主催の展示会において発表しており、学会報告以外の手段による、産業面への成果還元を狙った動きも進めている。複数のファイバ型光増幅媒質を、単一の共振器内において同一の位相で発振させて一体化する位相結合を高度化して、ファイバレーザーの高出力化を進める研究を行った。位相結合により結合するファイバ型増幅媒質の数を増やせば、高出力化が可能であることは自明であるが、光は波の性質を持っているため、複数のファイバにより得られた出力を、例えば水道のホースを束ねてその吐出量を増やす様な、単純な加算は行えない。一方、波の波面を精密に制御すれば、複数のレーザー出力を単一化し高出力なレーザービームを得ることはは可能であるが、これを実現するためには、完全に同一の周波数を持った光が持つ波の位相を、さらに完全に一致させなければならず、極めて精密な制御を要求される。そのため、本研究では、ファイバ型のレーザー共振器を構成する二枚の反射鏡のうち、出力側の反射鏡を、共通な単一の半透過鏡(反射率約4%、透過率約96%)とし、増幅媒質の反対端に全反射に近い反射率の反射鏡を取り付けることにより、全ての増幅媒質が発生する光の波が、レーザーが持つ非線形によって最も出力が得られる様に波の位相が自発的に一致して発振するようなレーザーの構成を開発した。今回、最大で16の増幅媒質を位相結合により一体化することを目的として研究を進めた。その過程において、以下のことが明らかになった。位相結合される増幅媒質の数が4以下の場合は自動的に安定な位相結合を得られるが、増幅媒質の数が4を超すと、位相結合に必要となる光の縦モード周波数の一致が困難となり、時間的に不安定な、出力、波長、偏波状態のフリップが発生する。ここで述べた縦モードは、ファイバの長さにより決定づけられるため、約30mの長さを持つ16のファイバ型増幅媒質を、測定限界である10um以下の精度で一致させることによって、最終的に16の媒質を効率90%以上で一体化することに成功した。現在まで、目標とするレーザーモジュールの位相結合台数16台に対して、その1/2の8台を最大数として実験を行っている。その結果、位相結合台数の増加を困難とする新しい現象が明らかになった。

これまでの常識では、希土類元素ドープファイバを用いた光増幅では、偏波依存利得(PDG)は極めて小さいとされていたが、PDGの影響により位相結合状態が時間的に極めて不安定となっている事がわかった。PDGの原因として、励起光の偏光状態が極めて大きな影響を及ぼしていることが明らかにできた。通信分野における光増幅研究では得られなかった知見であり、発振の安定領域が狭い位相結合ファイバレーザーに特有の現象として、実用化に向けた注意が必要となる現象を発見した。この問題点の解決策として、励起光の偏光状態を従来技術の応用で達成可能な、ある特定の状態に設定することにより位相結合状態の安定化が可能であることを見出し、また実験的にその効果の確認を完了した。さらに、従来の技術では、複数のレーザーモジュールを位相結合させた際に得られる縦モード状態は、スペクトル間隔が数MHz程度と狭いためにヘテロダイン法などを用いた電気的なスペクトル領域(分解能10kHz、最大周波数10GHz前後)において確認する以外の方法がなかったが、今年度の研究成果により、分解能が0.05nm程度(周波数換算で6GHz程度)しか得られない光スペクトル領域においても、縦モードが作り出すビートによる縦モード群を観察することが可能な位相結合状態を得られる様になった。これは、極めて高精度な(共振器長約25mに対して1mm程度の精度で)ファイバレーザーモジュールの構築が可能となっている証であり、本技術はさらに高精度かが可能と見込んでいる。これらにより、レーザーモジュール数を増加させる次年度の計画に有効なファイバレーザー構築技術を得ることができた。1,本研究申請時の予定として、平成25年度には最大816台のファイバレーザーの位相結合を実施する予定であったが、ファイバ長の変動が予想以上に大きかったために位相結合出力の不安定性が顕著であることが判明した。そのため、結合数を増やすよりも原因の究明を進めるべきと考え、最小目標値である8台の構築に留まっている。この点から当初の数値目標に十分到達できていないと判断し「やや遅れている」と自己評価した。2,昨年度の時点で問題が予想されていた、ファイバ長の測定精度の低さを克服すべく、新規な測定技術を開発し、条長25mのファイバを精度10μmにて測定可能とした。この測定技術の開発により、高精度なファイバレーザー系が構築可能となったと共に、これまで他の実験結果から間接的に予想していただけであった不安定性の原因を直接観測できるようになった。3,前記の測定技術を用いることにより、当初の計画に含まれていなかった新規な解決すべき事項として、温度変動による各ファイバレーザーの光路長(ファイバ長と考えて頂いて概ね間違い有りません)の独立した変動ならびにレーザーの増幅媒質となるErドープファイバの励起状態における光路長変動が発生することを明らかにできた。励起により生じる光路長の変動も、温度と共に解決すべき課題である。4,前記の問題点を解決するために、来年度にかけて、以下の二点の開発を進めている。(1)ファイバ光学系全体の温度分布の低減と温度安定化による光路長安定化。(2)ファイバの長さ(光路長)を電気的に制御する技術の開発。5,中間状態の成果であるが、平成24年12月に開催された科学技術振興機構主催のイノベーションフェア関西にて「位相結合を用いたファイバレーザーの高出力化」と題して発表し、ファイバレーザーの構築とファイバ精密制御技術の応用と技術開発状況を報告した。
8の字型閉環連続体ヘリセンの分子設計と構築

ベンゼン環がドーナツ状につながった非平面型サーキュレンは、フラーレン類の部分構造となることから大変注目を集めている。ベンゼン環が7個つながってできる[7]サーキュレンは、ナノチューブなどの内孔の構成単位となるねじれ鞍型分子で、その合成や性質については既に報告した。本研究では、更に大きな非平面鞍型分子である[8]サーキュレンの構築に利用できる[7]サーキュレンの新簡易合成法の開発を行うと共に、この反応性や環反転障壁についても調べた。3,6-ビスブロモメチルフェナンスレンと2,7-ビスメルカプトメチル-1,8-ジクロロナフタレンを炭酸セシウム存在下、高希釈条件でカップリングさせてジスルフィドに導く。これをジスルホニウム塩に変えた後、Stevens転位、酸化をへてジスルホキシドに導いた。次いで、これを減圧下熱分解(300°C)を行いシクロファジエンとした後、高速熱分解(800°C/0.01mm)により収率24%で[7]サーキュレンを得た。この[7]サーキュレンを臭化鉄存在下で臭素化するとモノブロモ[7]サーキュレンが収率85%で得られ、これをホルミル化、還元をへてヒドロキシメチル[7]サーキュレンに導いた。この分子には、ジアステレオトピックなメチレンプロトンが存在するため、この温度依存性を調べることから環反転のエネルギー障壁(9.8Kcal/mo1)の大きさを求めた。今後は、この合成手法を用いて[8]サーキュレンの合成を行う。
磁気熱量効果を有する機能性エネルギー変換メディアの熱輸送特性評価

本研究で提案する磁気熱量性流体(Magnetocaloric Fluid; MCF)は,磁気熱量効果により吸発熱を発現する磁気熱量効果材料をベース液に分散・懸濁させ,流動性を持たせた機能性流体(金属スラリー)の一種である.本研究では,MCFを利用した局所選択的な非接触加熱・冷却デバイスおよびエネルギー変換デバイスの開発とその基礎特性評価を行うことを目的として行った.本研究の結果,MCFの作製手法の指針が確立された。また,MCFの基礎的物性が明らかにされるとともに,熱輸送現象が確認され,磁気熱量効果を用いた冷却・加熱デバイス構築の可能性を見いだした.本申請課題で提案する磁気熱量性流体(Magnetocaloric fluid; MCF)は,外部磁場操作により吸発熱を発現する磁気熱量効果材料微粒子を分散液体に懸濁させた機能性流体の一種である.本研究の目的は,MCFを利用した局所選択的な非接触加熱・冷却デバイスおよびエネルギー変換デバイスの開発と基礎特性評価である.平成25年度の研究実績を以下にまとめる.(1)磁気熱量効果材料の微粒化手法およびMCFの作成手法の確立:前年度において,MCFの分散安定性の面で当初の研究成果が未達の項目であったMCFの作成手法の確立について引き続き検討を行った.前年度の結果を踏まえ,1)平均粒子径10ミクロン程度の磁気熱量効果材料を使用したこと,2)ベース液にシリコーンオイルを用い金属スラリーを製作したこと,が新たに取り組んだ点である.昨年度はカルボキシメチルセルロースを分散媒としたMCFについて検討を行い,その分散安定性を確認することができたが,粘性が増大するため流動特性は悪いといわざるを得ない.そこで,本年度はシリコーンオイルベースのMCF作成を試みた.その結果,界面活性剤を用いた適切な前処理を行うことにより,数時間程度の分散安定性をもったMCFの作成を作成することが可能であった.(2)作成したMCFの基礎的な基礎的熱特性の把握:作成したMCFのキュリー点の把握および温度と熱特性の関係について,示査走査熱量計を用いて測定を行った.その結果,磁気熱量効果材料のキュリー点である293K付近で大きな熱吸収が確認でき,MCFとしての機能を有していることが確認された.(3)熱交換特性評価のための実験装置の製作:流動するMCFからの熱移動特性および流動挙動を評価するための実験装置を製作した.装置は主にハルバッハ型磁気回路,MCF貯留部,および駆動用ポンプを含むMCF循環系から構成されている.本研究で提案する磁気熱量性流体(Magnetocaloric Fluid; MCF)は,磁気熱量効果により吸発熱を発現する磁気熱量効果材料をベース液に分散・懸濁させ,流動性を持たせた機能性流体(金属スラリー)の一種である.本研究では,MCFを利用した局所選択的な非接触加熱・冷却デバイスおよびエネルギー変換デバイスの開発とその基礎特性評価を行うことを目的として行った.本研究の結果,MCFの作製手法の指針が確立された。また,MCFの基礎的物性が明らかにされるとともに,熱輸送現象が確認され,磁気熱量効果を用いた冷却・加熱デバイス構築の可能性を見いだした.本申請課題で新たに提案する「機能性エネルギー変換メディア」とは,外部磁場操作により吸発熱を発現する磁気熱量効果材料微粒子を,分散液体に懸濁させた機能性流体の一種であり,磁気熱量性流体(Magnetocaloric fluid; MCF)と呼ぶ.本研究の目的は,MCFを利用した局所選択的な非接触加熱・冷却デバイスおよびエネルギー変換デバイスの開発とその基礎特性評価である,本研究期間内では,主にMCFの作成手法,熱・流動物性の測定,ならびにデバイスの特性評価および効率向上について詳細な検討を行う.平成24年度の研究実績を以下にまとめる.(1)磁気熱量効果材料の微粒化手法およびMCFの作成手法の確立分散相である磁気熱量効果材料には,大きな磁気熱量効果を示し,また熱物性値がよく知られているガドリニウムを選定した.一方,分散媒となるベース液には,水,カルボキシメチルセルロース,およびシリコーンオイルを選定した.これらベース液と磁気熱量効果材料の混合割合をパラメーターとし,同じ磁場変化でより温度変化が大きく,かつ磁気熱量効果材料とベース液が分離することなく12時間程度の十分な分散性を維持する作成条件を検討した.その結果,長時間の分散安定性の観点からベース液にはカルボキシメチルセルロースが適していることがわかった.(2)作成したMCFの基礎的な熱・流動物性情報の獲得作成したMCFの粘度を,振動式粘度計を用いて測定を行った.また,分散相となる磁気熱量効果材料粉末の平均粒子径の測定をレーザー回折式粒度分布測定装置により行った.さらに,電子顕微鏡による磁気熱量効果材料粒子の観察により粒径分布の同定を行い,MFC内に分散する粒子は平均100ミクロン程度であることがわかった.本申請課題で提案する磁気熱量性流体(Magnetocaloric fluid; MCF)は,外部磁場操作により吸発熱を発現する磁気熱量効果材料微粒子を,分散液体に懸濁させた機能性流体の一種である.本研究の目的は,MCFを利用した局所選択的な非接触加熱・冷却デバイスおよびエネルギー変換デバイスの開発とその基礎特性評価である.平成26年度の研究実績を以下にまとめる.

(1)熱交換特性評価のための実験装置の製作および実験流動するMCFからの熱移動特性および流動挙動を評価するための実験装置を構築した.装置は主に磁気回路,MCF貯留部,および駆動用ポンプを含むMCF循環系から構成されている.磁気回路は,表面磁束密度最大2.3テスラのハルバッハ型永久磁石が対向する磁気回路中に設置される試験流路は外径4mm,内径3mm,長さ300mmmの銅パイプであり,内部をMCFが流れる構造となっている.磁気回路内において励磁および消磁された両流体の温度変化は,試験部出入口に設置された温度センサーおよびサーモカメラによって測定される.実験では,ポンプ駆動したMCFに磁場変化を付与し,流速,磁場強度,およびMCF初期温度をパラメーターとして実験を行い,MCFの基礎的温度変化挙動および熱交換特性の検討を行った.(2)MCFと周囲物体との熱交換向上技術の確立およびシステム特性評価前年度までに基礎的な物性評価を行ったMCFについて,構築した実験装置によって熱輸送・熱交換特性を評価するための実験を行った.また,MCFに磁場の変化を付与した場合のMCFの熱輸送特性について解析モデルを提案し,解析的検討を行うことにより,磁気熱量効果を用いた冷却・加熱デバイス構築の可能性を見いだした.熱工学実績の概要で記述したように,MCFの分散安定性についての検討に時間を要することになり,当初予定していた実験装置の製作および実験については平成25年度内に完了することができなかった.この点については,平成26年度も引き続き作業を行い,早期に熱移動特性評価の実験を行えるように研究計画の見直しを行ったところである.研究は当初の計画どおりおおむね順調に進んでいる.ただし,磁気熱量効果材料の調達および調整(いずれも供給先にて実施)に時間がかかり,一部の試験では当初の実験条件の振り幅を小さくせざるを得なかった.この点は次年度において製造方法を工夫することにより解決する予定である.まずは早急に熱移動特性評価のための実験装置を構築させる.本装置は,完成間近であり,平成26年度の早い時期に実験を行える予定である.MCF温度変化の到達目標は,金属スラリーであるMCFにて磁気熱量効果材料単体と比較し,60%程度の温度変化を得ることである.この点は分散の重量比などを実験パラメーターとして検討を行う予定である.また,流動媒体として流体駆動力低減の観点から,圧力損失の測定を行い,磁気熱量効果材料の分散量,最大温度変化の値,および流体駆動力の関係から,システムの効率および設計に関わる指針を明らかにする.さらに,数値解析によるシステム評価を行い,各種材料を想定した場合の効率向上の可能性を検証する.研究はおおむね順調に進んでいるが,予想以上に分散安定性が低い傾向が見られた.分散媒となるベース液に金属素材である磁気熱量効果材料を均一に分散させ,安定的な金属スラリーを作成するためには,磁気熱量効果材料の微粒化または微粉化が必要となる.現状,金属材料の微粒化にはアトマイズ法が用いられるが,その粒子径は分散安定性に必要な10ミクロン程度に微粒化されていないことが粒径分布測定からわかった.
4枚カード問題における最適データ選択モデルと二重過程理論の統合に向けた実験的研究

科学的な仮説は「もしPであればQである」という形をとることが多い。この種の命題を条件文と言い、条件文のうち、「もしPであれば」を前件、「Qである」を後件という。このような条件文に対する人間の処理過程を調べる際には、「『もし母音が書かれていれば裏には偶数が書かれている』という命題が正しいか否かを検証するためには、[A][K][2][5]のどれを調べるべきか」といった課題(4枚カード問題)が課される。この例では多くの参加者が[A]と[2]を選択することが知られているが、この選択行動をShannon-Wienerの情報量の観点から説明するモデル(情報獲得モデル)がある。即ちこのモデルでは、多くの回答者が[A]と[2]を選択する理由はこれらの選択肢がShannon-Wienerの情報量を他よりも多く持っているためと説明される。実際に様々な研究から、選択肢の情報量を多くするとその選択肢が多く選ばれるように変化することが観察されている。ところで情報量は期待値によって算出されるが、意思決定の研究からは"人間は必ずしも利得の期待値が多い選択肢を選ぶわけではない"ということが示されてきた。特に、利得の期待値が小さくとも確実に利益が得うれる選択肢は強く好まれるという傾向(確実性効果)が知られている。本研究では、情報量の獲得行動においても確実性効果が観察されるかを検証した。片方の選択肢は、情報量の期待値は小さいが確実に情報量が得られるもので、もう片方の選択肢は情報量の期待値は大きいが場合によっては小さい情報量しか得られない選択肢であった。実験の結果、確実に情報量が得られる選択肢が強く選好された。この結果は、情報量の獲得行動においても確実性効果が観察されること、即ち、人間は必ずしも情報量の期待値に従って行動するわけではなく、確実に情報量が得られるか否かも判断材料にされることを強く示唆している。仮説を検証する際の人間の判断を説明するモデルに、情報獲得モデルがある。このモデルでは、まず、「人間はShannon-Wienerの情報量がより多い状態をより強く好む」と想定される。そのうえで、「仮説を検証する際、人間はShannon-Wienerの情報量がより多く得られるように行動する(すなわち仮説の真偽に関する不確実性がより減少するように行動する)」と説明する。ここでShannon-Wienerの情報量の性質を考えると、Shannon-Wienerの情報量は仮説検証場面でのみ算出されるものではなく、確率的事象であれば同一の方法で定義・算出される。したがって、仮説を検証する際にはShannon-Wienerの情報量がより多い状態ぼど好まれるのであれば、仮説検証が行われない場面においてもShannon-Wienerの情報量がより多い状態ほど好まれる可能性が考えられる。しかし、これまでの研究では仮説検証場面における判断しか検討されておらず、非仮説検証場面については検討されていない。そこで本研究では、仮説の検証を伴わない場面においても「Shannon-Wienerの情報量がより多い状態ほど強く好まれる」という選好性が成立するか(すなわち惰報獲得モデルは非仮説検証場面にも適用可能なのか)を検討した。その結果、仮説の検証を伴わない場面では「Shannon-Wienerの情報量のより多い状態ほど強く好まれる」という選好性は観察されなかった。この結果は、情報獲得モデルを非仮説検証場面に適用することはできないことを示している。同時に、情報理論的には同一であっても、Shannon-Wienerの情報量に対する人間の選好性は、仮説検証を伴う場面か否かによって変化することも示唆している。なお、この例では多くの人が[A]と[2]を選択することが知られている。実験1では、[A][K][2][5]の4つの選択肢を一度に提示する方法ではなく、前件に関する選択肢([A][K])について判断を求めた後、後件に関する選択肢([2][5])について判断を求め、2つの判断を別々に求めた。その結果、前件については従来と同様の反応が観察された(すなわち[A]が多く選択された)が、後件については従来と大きく異なる反応が観察された(すなわち[2]と[5]が同等に選択された)。このように「選択肢を4つ同時に提示するか2つずつ提示するか」という違いは後件にのみ影響したため、先の実験結果は「条件文は前件と後件で処理が異なる」という可能性を示唆している。この可能性を検証するために実験2では、様々な条件文について真偽を判断させた後、それらの条件文を思い出すように抜き打ちで求めた。もし前件と後件で処理が異なれば、思い出しやすさも異なると予想された。しかし仮説を支持する結果は得られなかった。今後は「条件文は前件と後件で処理が異なる」という可能性をさらに精緻化な実験で検証する必要がある。

この種の命題を条件文と言い、条件文のうち、「もしPであれば」を前件、「Qである」を後件という。このような条件文に対する人間の処理過程を調べる際には、「『もし母音が書かれていれば裏には偶数が書かれている』という命題が正しいか否かを検証するためには、[A][K][2][5]のどれを調べるべきか」といった課題(4枚カード問題)が課される。この例では多くの参加者が[A]と[2]を選択することが知られているが、この選択行動をShannon-Wienerの情報量の観点から説明するモデル(情報獲得モデル)がある。即ちこのモデルでは、多くの回答者が[A]と[2]を選択する理由はこれらの選択肢がShannon-Wienerの情報量を他よりも多く持っているためと説明される。実際に様々な研究から、選択肢の情報量を多くするとその選択肢が多く選ばれるように変化することが観察されている。ところで情報量は期待値によって算出されるが、意思決定の研究からは"人間は必ずしも利得の期待値が多い選択肢を選ぶわけではない"ということが示されてきた。特に、利得の期待値が小さくとも確実に利益が得うれる選択肢は強く好まれるという傾向(確実性効果)が知られている。本研究では、情報量の獲得行動においても確実性効果が観察されるかを検証した。片方の選択肢は、情報量の期待値は小さいが確実に情報量が得られるもので、もう片方の選択肢は情報量の期待値は大きいが場合によっては小さい情報量しか得られない選択肢であった。実験の結果、確実に情報量が得られる選択肢が強く選好された。この結果は、情報量の獲得行動においても確実性効果が観察されること、即ち、人間は必ずしも情報量の期待値に従って行動するわけではなく、確実に情報量が得られるか否かも判断材料にされることを強く示唆している。
代数曲線とそのペアリング計算の暗号への応用について

ユーザのID情報を公開鍵とする暗号系で用いられるペアリング関数についての研究を行った.ペアリング関数は楕円曲線と呼ばれる曲線の2つの点を入力とし,例えばRSA暗号などの処理の数倍のコストがかかるが,本研究では,数学的アプローチ・実装手法の最適化などを総動員しいくつかの高速ペアリング計算法を得た.また,ペアリング暗号の安全性の根拠の1つであるペアリング逆問題についての考察も行った.ユーザのID情報を公開鍵とする暗号系で用いられるペアリング関数についての研究を行った.ペアリング関数は楕円曲線と呼ばれる曲線の2つの点を入力とし,例えばRSA暗号などの処理の数倍のコストがかかるが,本研究では,数学的アプローチ・実装手法の最適化などを総動員しいくつかの高速ペアリング計算法を得た.また,ペアリング暗号の安全性の根拠の1つであるペアリング逆問題についての考察も行った.1.ペアリング高速計算の期待できる超楕円曲線の探索を行い、小さい標数の有限体上で定義された超楕円曲線でsupersingularと呼ばれる性質の曲線を見つけた。現在ペアリング暗号で用いることで、例えば曲線の定義体のサイズを小さい出来でペアリング計算が高速になるというようなメリットが得られる。そして曲線がsupersingularであれば、ηペアリングという高速なペアリングアルゴリズムを適用できるので更なる高速計算が期待できる。例えばハードウェア実装では、ペアリングの定義体の標数は小さい(例えば2や3)方がよいので、小標数の有限体上での曲線をターゲットとした。曲線がsupersingularか否かということは曲線の「特性多項式」を求めることにより判定できる。またペアリング計算をするには曲線「因子群」の群位数を知らなければならないが、それも特性多項式から導き出せる。その結果、標数3の有限体上の種数が2の超楕円曲線でsupersingularなものを見つけ、さらにその因子群の群位数公式も示すことが出来た。Supersingularでは無いものの特性多項式が特殊な形をしている超楕円曲線を幾つか見つけた。これを利用すると因子のスカラー倍演が通常の2進展開法による倍算よりも高速になるので、それを利用したペアリング高速計算が期待される。2.ペアリング向け曲線として既に知られている種数4の超楕円曲線に対するペアリング実装に着手し、その第一ステップとして実装の基礎となる拡大体の基底のとり方について調べた。この基底の取り方は、特に、ペアリング計算の最終ステップである「最終べき乗」操作の効率に大きな影響を及ぼす。我々は、その最終べき乗について最適と思われる基底の候補を得た。標数2の有限体上で定義された種数4の超楕円曲線Y^2+Y=X^9+X^5上でのηペアリング高速計算法を得た。この曲線はその因子の32倍が簡明に表現できることが知られており、この性質を利用することでペアリング計算に必要な反復操作の回数を削減する事が可能となった。例えば標数2の有限体の元の形で約1280ビットのペアリングを計算しようとする場合、楕円曲線(種数1の曲線)を用いればペアリング入力とする曲線上の点の座標を約320ビット長とせねばならないが、提案法であれば座標は約64ビットで十分で、反復回数が約1/5に短縮できることがわかった。また、このペアリング計算では20次拡大体の計算を要するため拡大体の基底の取り方にも計算効率が依存するのだが、この基底を上手く取りペアリング計算の最終ステップである「最終べき乗」を高速に出来ることを示した。また、標数p(大きな素数)の有限体上で、superoptimalペアリングと呼ばれるペアリングの計算に向いた楕円曲線の生成方法について考察した。ペアリング計算に適した楕円曲線の形として、Y^2=X^3+aX型とY^2=X^3+b型とがあり、後者については既に考察がなされており、我々は前者の曲線について調べた。既存研究で用いられた手法をY^2=X^3+aX型版にアレンジし曲線生成アルゴリズムを実装して数値実験を行った。そしてsuperoptimalペアリング向けのY^2=X^3+aX型曲線の実例を得た。この型の曲線は曲線の有理点群の部分群の位数rが特殊な形をしているため、曲線の埋め込み次数を多様にコントロールできる事が予想されたが、実際に生成された曲線でもそうなっており、この曲線を用いたsuperoptimalペアリングの実用性が期待できる結果となった。本年度の主な研究成果は以下の通りである。1.ペアリング逆問題についてある楕円曲線Eとその上でのペアリング関数e(*,*)を固定して考える。有限体の元zがらz=e(P,Q)であるような点P(またはQあるいは(P,Q)の組)を求める問題をペアリング逆問題と呼ぶ。ほとんどのペアリング暗号では楕円曲線上の離散対数問題・有限体の乗法群上の離散対数問題とともにこのペアリング逆問題の計算量的困難性を仮定する。本研究では、Ate_iペアリングというペアリング関数の逆問題がある仮定の上では効率的に解かれ得ることを示した。Ate_iペアリングは(k-1)個(kは曲線の埋込み次数)考えられるが、その内の幾つかの間には、整数論でよく知られている円分多項式を基にした関係式を持っていることが示されるので、ある一個のAte_iペアリングを持って更にある仮定が満たされれば他のAte_iペアリングも計算され、それを用いてペアリング逆問題が解かれるというものである。

2.ペアリング高速計算アルゴリズムの開発標数pの有限体上で定義されたY^2=X^p-X+d型の超楕円曲線(Duursma-桜井の曲線)は、以下の性質(1)超特異曲線であること、(2)被約因子群の群位数を計算する方法が確立されている、(3)特徴的な形のdistortion mapをもつ、(4)被約因子のp倍公式が非常に扱いやすい形で表現される、などを持っており、ペアリング計算に適した曲線として知られ、この曲線上でのTateペアリングの実装報告も幾つか知られている。本研究では、2007年に提案されたOptimalペアリングと呼げれるペアリングがDuursma-桜井曲線に適用可能か考察し、適用可能でかつ、この曲線上での他のペアリング計算と比較して、ペアリング計算に必要な操作の反復回数(Millerループ回数)を短縮できることを示した。また、このOptimalペアリングの計鼻アルゴリズムも記述し、pを用いて演算回数を評価した。
犬の周術期におけるアミノ酸代謝変化の解明

本研究では、犬における手術侵襲が血漿中アミノ酸(PFAA)濃度にどのような影響を及ぼすのかを明らかにする。手術侵襲とPFAA濃度の関連性に関する知見は現時点では、ほとんどない。このような背景のため、手術侵襲によるアミノ酸代謝と炎症マーカーとの関連性を、実際の症例にて検討する。周術期におけるPFAA濃度と炎症マーカー等との関連性から、手術侵襲とアミノ酸代謝の関係性を明らかにする。これらの知見は、犬の周術期における適切な疼痛・炎症・栄養管理に対する基礎的な知見となる。
痛覚制御ペプチド、ノシスタチンとノシセプチンの産生遊離機構の細胞個体レベルの解明

ノシセプチン/オーファニンFQ(N/OFQ)とノシスタチン(NST)は、同一前駆体タンパクから産生され、痛覚伝達において相反する作用を示す。ペプチドの産生、遊離が重要な制御機構の一つであると考えられる。Bioluminescence Resonance Energy Transfer(BRET)を用い、生細胞においてタンパクのプロセッシングを定量的にモニターできる新規プローブを開発し、NSTとN/OFQのプロセッシングに適用できることを明らかにした。本研究は、プロセッシングモニタープローブを導入した細胞において、NSTとN/OFQの産生、遊離を制御する分子の同定、さらに個体レベルでの疼痛発症における神経回路網解析を行い、疼痛発症制御機構の解明を目的とする。1.NSTとN/OFQの産生、遊離プロセッシングモニタープローブを用いNSTとN/OFQの産生には、少なくともfurin、PC1およびPC2が関与していることを明らかにした。内因性にfurin発現細胞に、PC1を発現させると、NSTは恒常的分泌経路を、PC2発現により調節的分泌経路を介して分泌された。また、炎症性の痛覚モデルマウスにおいて、脊髄後角においてfurinとPC2が顕著に上昇する興味深い結果が得られた。このことは、プロセッシング酵素の誘導により、NSTの産生や分泌経路が異なり、N/OFQの痛覚発症が制御されている可能性が示唆された。2.NSTとN/OFQ遊離をめぐる疼痛発症プロスタグランジンE_2によるアロディニアは、N/OFQの遊離を介しており、NSTによってその痛覚反応は抑制されたことより、NSTとN/OFQの遊離調節により、痛覚制御がなされていることも示唆された。神経ペプチド、ノシセプチン/オーファニンFQ (N/OFQ)とノシスタチン(NST)が、同一前駆体タンパクから産生され、痛覚伝達において相反する作用を示すことを明らかにした。その制御ポイントは、ペプチドの産生、遊離と受容体と考えられた。さらに、Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET)を用い、生細胞においてタンパクのプロセンシングを定量的にモニターできる新規のプローブを開発し、NSTとN/OFQのプロセッシングに適用できることを明らかにした。本研究は、開発したプロセッシングモニタープローブを導入した細胞および神経回路網の解析が可能となる個体レベルにおいて、NSTとN/OFQの産生、遊離の動的な変化の追跡、それを制御する分子の同定、疼痛発症との連関の解析を行い、疼痛発症制御機構の解明を目的とする。1,プロセッシング酵素(PC)とペプチド産生プロセッシングモニタープローブ、ペプチドの定量およびsiRNAによる阻害実験より、前馴体発現細胞おいて、NSTの上流のプロセッシングには、少なくとも、furinが、NSTとN/OFQの間およびN/OFQの下流には、PC1およびPC2が関与していることを明らかにした。さらに、炎症性の痛覚モデルマウスにおいて、脊髄後角においてfurinとPC2が上昇していた。2,ペプチド遊離における神経回路網NSTは、N/OFQによる痛覚反応のみならずプロスタグランジンE_2(PGE_2)による痛覚反応に対しても抑制効果を示した。脊髄スライスにおいてPGE_2は、N/OFQの遊離を促したことより、PGE_2による痛覚反応はN/OFQを介していることが明らかになった。以上の結果より、NSTとN/OFQの相反する作用は、プロセッシング酵素の差異による産生および遊離制御により調節されていることが示唆された。ノシセプチン/オーファニンFQ (N/OFQ)とノシスタチン(NST)は、同一前駆体タンパクから産生され、痛覚伝達において相反する作用を示す。

Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET)を用い、生細胞においてタンパクのプロセッシングを定量的にモニターできる新規プローブを開発し、NSTとN/OFQのプロセッシングに適用できることを明らかにした。本研究は、開発したプロセッシングモニタープローブを導入した細胞および神経回路網の解析が可能となる個体レベルにおいて、NSTとN/OFQの産生、遊離の動的な変化の追跡、それを制御する分子の同定、疼痛発症との連関の解析を行い、疼痛発症制御機構の解明を目的とする。開発した系を用いNSTとN/OFQの産生には、少なくともfurin、PC1およびPC2が関与していることを明らかにした。内因性にfurinを発現している細胞に、PC1およびPC2を発現させると、N/OFQはデンスコア小胞に、NSTは、PC2発現細胞では、デンスコア小胞に、PC1発現細胞においては、未熟なデンスコア小胞に存在していた。NSTは、PC1発現により恒常的分泌経路を、PC2発現により調節的分泌経路を介して分泌された。また、炎症性の痛覚モデルマウスにおいて、脊髄後角においてfurinとPC2が顕著に上昇する興味深い結果が得られた。このことは、プロセッシング酵素の誘導により、NSTの産生や分泌経路が異なり、N/OFQの痛覚発症が制御されている可能性が示唆された。また、プロスタグランジンE_2によるアロディニアは、N/OFQの遊離を介しており、NSTによってその痛覚反応は抑制されたことより、NSTとN/OFQの遊離調節により、痛覚制御がなされていることも示唆された。
進行性腎障害におけるSOCSの役割の解明

腎間質の線維化は進行性腎障害の特徴的な一面である。ヒトや実験モデル動物において、種々の腎炎、腎症における腎間質の線維化は、腎障害進行に関与し、腎機能や腎予後とよく相関することが知られている。腎線維化の過程において、マクロファージの浸潤とそれに由来するサイトカイン、ケモカインの関与が示唆されているが、炎症と腎線維化の詳細な関連はいまだ不明な点が多い。申請者らは、この疑問を解消するため、腎間質線維化動物モデル(片側尿管結紮モデルマウス)を作成し、サイトカイン(janus kinase/signal transducer and activator of transcription : JAK/STAT, suppressor of cytokine signaling : SOCS)による機序を検討中である。片側尿管結紮腎では、経時的にサイトカイン(STATとリン酸化STATの増加)とSOCS遺伝子の発現誘導、そして、組織学的には腎線維化が観察された。また、SOCS弱発現群(SOCSノックアウトマウス)と、JAK抑制群(JAK inhibitor投与マウス)では、これらのサイトカイン誘導と腎線維化のパラレルな変化が確認された。現在、これらの詳細な機序を解明するために、ヒト尿細管細胞を用い、JAKのリガンドを刺激し、検討中である。これらの結果より、JAK/STAT、SOCS系は、腎線維化の負の調節因子である可能性が高いと考えている。この実験により、腎線維化におけるJAK/STAT、SOCSの特異的な役割が明らかになると考えられ、進行性腎障害の治療ターゲットとなり得る可能性があり、有用と考えられる。申請者らは、この疑問を解消するため、腎間質線維化動物モデル(片側尿管結紮モデルマウス)を作成し、サイトカイン(janus kinase/signal transducer and activator of transcription: JAK/STAT, suppressor of cytokine signaling: SOCS)による機序を検討中である。ヒト尿細管細胞を用い、JAKのリガンドを刺激すると、JAK/STAT系が動くことが確認された。そして、これら系の下流ではMatrix Metalloproteinaseを介し、腎線維化が負に調節されている可能性を考えている。申請者らは、この疑問を解消するため、腎間質線維化動物モデル(片側尿管結紮モデルマウス)を作成し、サイトカイン(janus kinase/signal transducer and activator of transcription : JAK/STAT,suppressor of cytokine signaling:SOCS)による機序を検討中である。ヒト尿細管細胞を用い、JAKのリガンドを刺激すると、JAK/STAT系が動き、Matrix Metalloproteinase(MMP)の活性化が観察された。マウスにおいても、JAK抑制群ではMMP活性の抑制が観察された。これらの結果から、腎線維化はMMPを介して負に調節されている可能性が示唆された。