hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南の持続可能な開発のための大学の潜在的な役割 : 北に情報と資源をつなぐもの

本研究は、政策提言を目指した基礎研究であり、南における大学の役割、および南北の情報交換のネットワーク構築についての実地調査を行った。後者では、南の大学を手段とするような南北それぞれの地域の政策について調査を実施した。フィールドとしては、中東に加えて中国、日本についても研究した。なお、地球環境についての世界的関心を踏まえて、これに関する極地研究での南北の大学の役割も視野に入れた。平成23年度は、以上の研究の総括を行った。具体的には、大学のガバナンスと中東におけるトランスナショナルな関係に関する論文を執筆した。さらに、ガルフリサーチセンターが7月に英国ケンブリッジで開催した会議にRasmusが出席し、中東における市民政策と学生の経験を発表した。また、極地についての南北の大学の役割についてでは、6月にRasmusがアイスランドのAkureyri大学を訪問し、「極地の社会科学についての第7回国際会議」で発表した。本年度新たにテーマに加えたリスクと南北の大学の役割の問題では、6月に大阪で実施された科学技術社会論学会のシンポジウムに中島が出席し、福島の原発事故やAT(もう一つの技術)を含む課題について討議した。以上の研究、特に南北の大学の関係の研究で特に判明したことは、アメリカの大学が中東で行使している影響力は、その独自のガバナンス組織にあるということである。それでも産油国の場合には、自国の非営利団体の力を媒介に米国からの影響をある程度双方向的に活用することができる。このことは、非産油国では難しい。これとの比較で言うと、戦前のミッション由来の中国の清華大学では、政治体制が変わっても影響は双方向的であることが判明した。日本の場合には、ミッション系の大学は長い間に日本社会に溶け込んでしまい、ミッションの出身母体の国の影響力が失われるのとは対照的である。当初予定した研究は順調に進展し、さらに極地研究やリスクにおける南北の大学の役割について研究が広がっている。しかし、東日本大震災の影響はいかんともしがたく、またRasmus研究員が就職のため母国に戻ったため研究期間が短縮したことの影響はある。本研究課題については、すでに研究助成期間が終了しているのでこれ以降の調査等は行わない。研究成果についての論文の一部は投稿中であり、これについては出版を目指していく。北に情報と資源をつなぐ架け橋としての南の大学についての本研究において、これまですすめてきた中東および中国での研究に焦点をおきつつ、さらに韓国やブラジル等他の地域に研究を展開する可能性をさぐった。米中間の情報と資源をつなぐ架け橋としての中国における米国ミッション系大学の歴史的および現在の役割については論文の執筆を継続して行う。12月にはコペンハーゲンで開催された気候変動をテーマとしたCOP15に出席。持続可能な開発における南の大学の役割とその可能性について本研究を展開させる機会となった。また、国連の会議外交および国際環境外交およびガバナンスについて学んだ。また、デンマークではコペンハーゲン大学と北欧諸国閣僚会議(Nordic Council of Ministers)が参画する北欧アジア研究所(Nordic Institute of Asian Studies)との関係をさらに深めた他、ロスキルデ大学、南デンマーク大学、デンマーク王立空軍アカデミー等と本研究について意見交換、情報収集をおこなった。1月、2月はSteffen Moellerとの中国における研究を継続すると同時に2月中旬に開催された米国ニューオリンズでの国際関係学会(ISA)における米中関係のパネルディスカッションで本研究を発表。他、多くのセッションに参加し、高等教育における政治的影響についての比較的見解のセッションの議長もつとめる。3月はベイルートとカイロにおけるアメリカ、フランスの歴史的な大学の中東における架け橋としての役割について論文の執筆をすすめており、アメリカや中東の関連研究者から情報収集を実施している。以上、初年度においては著しい進歩がみられた。平成22年春、中東と中国の事例を通し研究活動を継続、中東にある米・仏大学及び中国にある歴史的米大学とその遺産に関し執筆活動を行った。5月後半、JSPS科研費で北京大学と精華大学を訪問した。6月6日-12日、国際極年オスロ科学会議で気候変動、自治、アイスランド、フェロー諸島、グリーンランドにおける北極安全の発表を行った。また、コペンハーゲンビジネススクール、南デンマーク大学、国際ビジネスカレッジのアジア研究センターを訪問、共同研究について議論した。訪問費は、ノルウェー研究評議会の"オスロ給付金"及びJSPS科研費で賄われた。夏に1)在中東、米・仏大学2)在中、米大学3)気候変動と北極安全に関する執筆を行いアシスタントのSteffen Moellerとコペンハーゲンディスカッションペーパー"The Soft Power of American Missionary Universities in China and of their Legacies"を共同執筆した。8月下旬-9月上旬、中東地域の米大学ロビーイスト、米評議会委員の支援者、米国務省の民間人及び、米国際開発庁にインタビューを行った。全米政治学会に出席し、コペンハーゲン大学、トロント大学、ボストン大学、米海軍大学院のパネリストと北極安全研究パネルを開いた。夏以降、国際連合大学高等研究所で、当研究を支援するインターンを採用した。米海軍大学院発行誌、ノルウェー極地研究所発行誌、'Foreign Policy Analysis'などへ論文・記事を提出した。

平成23年度は、以上の研究の総括を行った。具体的には、大学のガバナンスと中東におけるトランスナショナルな関係に関する論文を執筆した。さらに、ガルフリサーチセンターが7月に英国ケンブリッジで開催した会議にRasmusが出席し、中東における市民政策と学生の経験を発表した。また、極地についての南北の大学の役割についてでは、6月にRasmusがアイスランドのAkureyri大学を訪問し、「極地の社会科学についての第7回国際会議」で発表した。本年度新たにテーマに加えたリスクと南北の大学の役割の問題では、6月に大阪で実施された科学技術社会論学会のシンポジウムに中島が出席し、福島の原発事故やAT(もう一つの技術)を含む課題について討議した。以上の研究、特に南北の大学の関係の研究で特に判明したことは、アメリカの大学が中東で行使している影響力は、その独自のガバナンス組織にあるということである。それでも産油国の場合には、自国の非営利団体の力を媒介に米国からの影響をある程度双方向的に活用することができる。このことは、非産油国では難しい。これとの比較で言うと、戦前のミッション由来の中国の清華大学では、政治体制が変わっても影響は双方向的であることが判明した。日本の場合には、ミッション系の大学は長い間に日本社会に溶け込んでしまい、ミッションの出身母体の国の影響力が失われるのとは対照的である。当初予定した研究は順調に進展し、さらに極地研究やリスクにおける南北の大学の役割について研究が広がっている。しかし、東日本大震災の影響はいかんともしがたく、またRasmus研究員が就職のため母国に戻ったため研究期間が短縮したことの影響はある。本研究課題については、すでに研究助成期間が終了しているのでこれ以降の調査等は行わない。研究成果についての論文の一部は投稿中であり、これについては出版を目指していく。
心筋細胞機能障害と心作動物質

心作動物質は心筋細胞機能に対して調節性、障害性あるいは修飾性に作用する。本研究は心筋・血管平滑筋細胞の生理的・病的状態における内因性および外因性心作動物質の作用機転を解明することによって心筋細胞障害予防のための心作動物質の意義を知ろうとすることである。得られた知見は次の如くである。1)細胞内情報伝達機構における心作動物質:心筋細胞におけるGタンパク-K^+チャンネル電流系がアラキドン酸代謝物により活性化されることが見出された。また、血管平滑筋てのskinned muscleについてGTPとGTPrsはATPとは関係のない機序によりCa^<2+>カルモジュリン-ミオシン軽鎖キナーゼを介した収縮増強を生じることがみられた。単離心質筋細胞の拍動毎のCa^<2+>トランジェント,単離した筋原線維と筋小胞体のATPase活性,Ca^<2+>感受性変化なども観察されている。2)強心性作動物質:ベータ-受容体およびムスカリン受容体刺激における収縮と細胞内Ca^<2+>トランジェントの時間経過から収縮タンパク系のCa^<2+>感受性変化を誘起するメカニズムが検討された。デノパミン作用の心室筋におけるサイクリックAMP濃度変化との関連の検討では、特異な用量-応答曲線が得られている。3)抗不整脈性心作動物質:細胞内イオン選択性電極を用い、細胞内H^+の増加は後振動電位の発生を抑制すること、リドカインは細胞内Na^+増加の抑制作用をもつことが示された。薬物受容体反応に関しては単離心室筋細胞を用いた実験において、抗不整脈約Ia群は不活性状態の、Ib群は活性化状態のNa^+チャンネルに親和性の高いことがみられた。アミオダロンはリドカインに似たNa^+チャンネル抑制作用を示した。4)円因性心作動物質:内因性ジギタリス様物質の精製がすすみ、少なくとも2つの分画があり異なる生理活性をもつことが示された。血管内皮細胞由来のエンドセリンは直接的な陽性変力・変時作用をもつことがみられている。
時計遺伝子による皮膚の日内リズムの解明

時計遺伝子の発見とともに、体内時計のある視交叉上核以外の臓器の時計遺伝子のリズムが注目された。この末梢臓器における時計機構の発見により、体内の24時間リズムは、視床下部の視交叉上核を頂点とし、他の神経系や内分泌系を中間とし、末梢臓器を底辺とする階層的時計機構により精妙に制御されていることが想定されている。皮膚においては、代謝・血管・運動・立毛・発汗・細胞分裂像が日内リズムを呈する事は知られているが、体系的に検索はされていない。今回我々は、正常マウスにおける時計遺伝子の日内リズムを検索した。その結果、時計遺伝子mPer1,mPer2の皮膚における日周変動を、ノーザンブロットにて4時間毎、12時間明・12時間暗の明暗条件下で検索すると、著明な昼夜差が認められた。次に、これらの変化が、光刺激によるものか、内因性リズムによるものかを判別するため、恒常暗条件下で検索しても、著明な昼夜差が認められた。この結果は、皮膚にも内因性リズムが存在すること、時計のコア・ループによる発振が行われていることを示唆する。また、哺乳類時計遺伝子の中でリズム発振に最も重要な遺伝子と目されるmPer2遺伝子の産物であるmPER2蛋白質に対する特異的抗血清を用いて、皮膚におけるサーカディアンリズムを検索した。ケラチノサイトに時計遺伝子が体内時計の夜の時間に強く発現していることを見出した。これは、上記のノーザンブロットの結果とよく一致して、転写の増大は、時計蛋白の増大を引き起こすことを示している。これらの研究は、皮膚の生理機能(代謝・血管・運動・立毛・発汗・皮膚温・皮膚血流・ケラチノサイトの細胞分裂)のサーカディアンリズムの遺伝子レベルでの制御機構の理解に貢献した。時計遺伝子の発見とともに体内時計のある視交叉上核以外の皮膚を含む末梢臓器に時計遺伝子がリズミックに発現することが注目された。今回着目するのは、皮膚における時計遺伝子の発現で、この分子メカニズムを解明する。この末梢臓器における時計機構の発見により、体内の24時間リズムは、視床下部の視交叉上核を頂点とし、他の神経系や内分泌系を中間とし、末梢臓器を底辺とする階層的時計機構により精妙に制御されていると想定されている。従来より、皮膚の代謝・血管・運動・立毛・発汗・細胞分裂像が日内リズムを呈することは知られているが、体系的に検索はされていない。今回我々は、正常マウスにおける時計遺伝子の日内リズムを検索し、皮膚のサーカディアンリズムと活動の相関を検索した。時計遺伝子mPer1,mPer2の皮膚における日周変動を、ノーザンプロットにて4時間毎、12時間明・12時間暗の明暗条件下で検索すると、著明な昼夜差が認められた。哺乳類時計遺伝子の中でリズム発振に最も重要な遺伝子と目されるmPer2遺伝子の産物であるmPER2蛋白質に対する特異的抗血清を用いて、免疫組織化学的手法を用いて、皮膚におけるサーカディアンリズムを検索した。これは、上記のノーザンプロットの結果とよく一致して、転写の増大は、時計蛋白の増大を引き起こすことを示している。
打音検査技術向上のための打音レコーダの製作と欠陥情報データベースの構築

本研究の目的は、トンネルや橋梁などの土木構造物の点検に用いられている打音検査の検査技術の向上のための打音記録装置(打音レコーダ)の製作と、国際競争力の強化を目的とした欠陥情報データベースの構築である.平成30年度は、欠陥情報データベースのシステム製作および動作確認を行った.その結果、以下の成果が得られた.まず,平成29年度に検討した欠陥情報データベースの構成に基づいて,データベースの運用システムの試作を行った.運用システムは,打音レコーダによって記録された動画(検査個所の映像と打撃音とハンマの加速度を記録)をアップロードしたり,検査記録を閲覧したりするwebサービスと,アップロードされた動画から打撃時の画像と打撃音および加速度の時系列データを抽出したり,打撃音の周波数解析や打撃力の推定などの行ったりする処理プログラムと,検査記録を保存するストレージで構成される.動作確認においては,学内のネットワークを用いて,動画をアップロードし,動画の処理および検査結果の保存を確認した.また,平成29年度に製作した試験片の検査結果の検証のため,構造解析ソフトウェアLSーDYNAを用いて,打音検査のシミュレーションを行った.打撃面の表面振動において,シミュレーション結果と実験結果を比較した結果,表面振動に含まれる周波数成分がおおむね一致した.今後は,打撃音についてもシミュレーションを行い,比較検討する予定である.平成30年度の研究計画は、欠陥情報データベースの試用であった.平成29年度に検討した構成に基づき試作を行ったが,検査記録の整理方法や記録容量の削減など,解決すべき課題が残っており,公開には至っていない.また,成果発表が計画通り進んでおらず,進捗状況としては,「やや遅れている」とした。令和元年度の研究計画は、研究成果の発表である。これまでの研究成果を積極的に発信する。また、発表に向けて実験結果の検証および欠陥情報データベースの改良も行う予定である。社会インフラの老朽化に対してメンテナンスサイクルの構築が急速に進められており,目視や打音検査による点検は,補修箇所の特定や事故の未然防止において重要な位置づけである.本研究の目的は、トンネルや橋梁などの土木構造物の点検に用いられている打音検査の検査技術の向上のための打音記録装置(打音レコーダ)の製作と、国際競争力の強化を目的とした欠陥情報データベースの構築である.打音レコーダは、打音検査時の検査記録(位置情報や音響データ)を効率的に収集する検査記録装置であり,収集された検査記録は検査者の育成や検査結果の検証に用いて、検査技術を向上させる.また,欠陥情報データベースとは、打音検査の検査記録と欠陥情報を関連付けたものであり,国内向けに公開することで,点検システムの根幹技術となり得る自動欠陥判別アルゴリズムの開発を促進させ,海外展開に向けた競争力強化の狙いがある.平成28年度は、打音レコーダの開発と模擬試験片の試作を行った。打音レコーダは音響データ収集のためのマイクロフォン,打音検査のハンマの打撃強度を測定するための加速度センサ,検査箇所を記録するカメラとこれらを記録し制御するためのマイコンと駆動用バッテリーで構成される.打音レコーダの開発においては,測定システムの構築のほか、加速度センサによって打撃力を推定するために,インパルスハンマ、加速度センサおよび荷重センサを用いて,打撃力と加速度の関係やハンマの接触時間の推定、加速度センサの最適な設置位置の検討を行った。また,模擬試験片の試作も行なった.平成28年度の研究計画は、打音レコーダの開発と模擬試験片の製作であった。打音レコーダの開発では、マイクロフォン,加速度センサ,カメラおよび制御用PCを用いて測定システムを構築した.今後は小型化を行っていく予定である.模擬試験片の製作においては,試験片の設計と試作を行った.試験片の製作については平成29年度の早い段階で実施する予定である.以上の理由より、おおむね順調に進展しているとした。本研究の目的は、トンネルや橋梁などの土木構造物の点検に用いられている打音検査の検査技術の向上のための打音記録装置(打音レコーダ)の製作と、国際競争力の強化を目的とした欠陥情報データベースの構築である.平成29年度は、(1)検査記録の収集と処理プログラムの作成および(2)欠陥情報データベースの設計を行った.また,模擬試験片の製作,打音レコーダの小型化を行った.その結果、以下の成果が得られた.まず,平成28年度に試作した模擬試験片をもとに,寸法の異なる空隙を含む試験体を3体製作した.模擬試験片は,1体あたり直径48mm216mmまでの4つの空隙を含み,深さは20mm,50mm,80mmの三種類を製作した.この模擬試験片に対して,開発した打音レコーダを用いて,検査記録を収集した.収集された検査記録の内容は,検査個所の映像と打撃音とハンマの加速度であり,これらを処理するプログラムを作成した.処理プログラムは,打撃時の画像と打撃音,加速度より推定された打撃力を記録として保存する.打撃力の推定は,平成28年度の研究成果より得られた推定式を用いた.研究成果については平成29年度機械学会九州支部久留米講演会にて報告した.打音レコーダの小型化においては,市販のビデオカメラ等を組み合わせて,携帯可能な装置を製作した.欠陥情報データベースについては,必要な情報の整理とデータベースの構築に必要な構成について検討した.

平成29年度の研究計画は、(1)検査記録の収集と処理プログラムの作成と(2)欠陥情報データベースの設計であった.また,平成28年度に製作予定だった試験片については,平成29年度内に3体製作している.この試験片を用いて検査記録を収集し,プログラミング言語LabVIEWを用いて処理プログラムを作成した.欠陥情報データベースについては,必要な情報の整理やデータベースの構成について検討した.以上の理由より,おおむね順調に進展しているとした.本研究の目的は、トンネルや橋梁などの土木構造物の点検に用いられている打音検査の検査技術の向上のための打音記録装置(打音レコーダ)の製作と、国際競争力の強化を目的とした欠陥情報データベースの構築である.平成30年度は、欠陥情報データベースのシステム製作および動作確認を行った.その結果、以下の成果が得られた.まず,平成29年度に検討した欠陥情報データベースの構成に基づいて,データベースの運用システムの試作を行った.運用システムは,打音レコーダによって記録された動画(検査個所の映像と打撃音とハンマの加速度を記録)をアップロードしたり,検査記録を閲覧したりするwebサービスと,アップロードされた動画から打撃時の画像と打撃音および加速度の時系列データを抽出したり,打撃音の周波数解析や打撃力の推定などの行ったりする処理プログラムと,検査記録を保存するストレージで構成される.動作確認においては,学内のネットワークを用いて,動画をアップロードし,動画の処理および検査結果の保存を確認した.また,平成29年度に製作した試験片の検査結果の検証のため,構造解析ソフトウェアLSーDYNAを用いて,打音検査のシミュレーションを行った.打撃面の表面振動において,シミュレーション結果と実験結果を比較した結果,表面振動に含まれる周波数成分がおおむね一致した.今後は,打撃音についてもシミュレーションを行い,比較検討する予定である.平成30年度の研究計画は、欠陥情報データベースの試用であった.平成29年度に検討した構成に基づき試作を行ったが,検査記録の整理方法や記録容量の削減など,解決すべき課題が残っており,公開には至っていない.また,成果発表が計画通り進んでおらず,進捗状況としては,「やや遅れている」とした。平成29年度は、(1)検査記録の収集と処理プログラムの作成と(2)欠陥情報データベースの設計である。(1)平成28年度に開発した打音レコーダを使用して模擬試験片に対する検査記録の収集を行い,収集された検査記録を用いて欠陥情報データベースを試作する.検査記録の収集には,多種多様な欠陥に対して実施したいので,他大学等が保有している試験片の利用を計画している.(2)では、欠陥情報の関連付けやユーザーインターフェースなど,データベースの設計を行う.データベースの設計では,本校の情報系技術職員に協力を依頼する予定である.平成30年度の研究計画は欠陥情報データベースの試用である.平成29年度に検討した欠陥情報データベースをデスクトップサーバ上に構築し,試験運用を行う.また,多様な欠陥情報の収集も並行して実施する予定である.令和元年度の研究計画は、研究成果の発表である。これまでの研究成果を積極的に発信する。また、発表に向けて実験結果の検証および欠陥情報データベースの改良も行う予定である。
トレハロ-スを用いた鶏精液の新凍結法に関する研究

鶏精子の凍結保存技術を実用化する目的で,筆者が米国留学中に暫定的に作成したトレハロ-ス新希釈液(HS)の改良を試みた。Hepes Bes,グルコ-ス,ソルビト-ルを含む液を基本液とし,その液に加えるトレハロ-スの濃度について検討した。その結果,トレハロ-ス0.26M添加の希釈液で凍結処理した精子が最も高い運動性,呼吸活性を示し,融解精液精漿の乳酸脱水素酵素(LHD)活性は最も低い値を示した。次に,310400nOsmまでの種々の浸透圧に調整したHSを用いて錠剤化凍結し,融解精子の運動性及び融解精液精漿のLDH活性を測定した。HSの至適浸透圧は370mOsmであることが明らかになった。また,pH6.67.8までに調整したHSを用いて精子を凍結保存した結果,HSの至適pHは7.2であることが判明した。更に,HSに添加するグリセリンの最適濃度を明確にするために,最終濃度で415%までの色々な濃度のグリセリンを添加したHSで精子を凍結保存し,融解精子の生理的および生化学的性状を比較検討した。その結果,HSに添加するグリセリンの至適濃度は,9%であると推定された。次に,1日に数回採取した精液を浸透圧370mOsm,PH7.2のHSに9%のグリセリンを添加した希釈液で凍結保存し,採精頻度と精液の耐凍能との関係を調べた。数回採精した時の後の精液ほど耐凍能は高いが,その耐凍能を高くしている要因に精漿成分の変化は関係しないことが明らかになった。そこで,精子の耐凍能に凍結時の精子密度の違いが関与するか否かを検討した。後に採取した精子ほど高い耐凍能を示した原因は,凍結時における精子密度が深く関係することが明確になった。これらの実験結果から,基本液に0.26Mのトレハロ-スを加え,浸透圧を370mOsmに,PHを7.2に調整したHSを用い,これに最終濃度で9%のグリセリンを添加して,低濃度の鶏精子を凍結すると,新鮮精液の受精能にほぼ等しい凍結精液が作成出来ることが判明した。鶏凍結保存精子を実用化する目的で、筆者が米国留学中に、暫定的に作成したトレハロ-ス新希釈液(Hiroshima Solution)の改良を試みた。Hepes,Bes,グルコ-ス、ソルビト-ルを含む液を基本液とし、その液に加えるトレハロ-スの濃度について検討した。その結果、0.19,0.22,0.26,0.30及び0.33Mのトレハロ-スの内、0.26M添加の希釈液で凍結処理した精子が最も高い運動性、呼吸活性を示し、融解精液精漿のLDH活性は最も低い値を示した。次に、トレハロ-ス添加希釈液の浸透圧(310,340,370及び400mOs)が融解精子の性状に及ぼす影響について検討した。370mOs区の凍結処理

精子の運動性及び呼吸活性が高く、融解精液精漿のLDH活性は340mOs区が最低の値を示したが、370mOs区のそれと間には有意差はみとめられなかった。更に、トレハロ-スを含む希釈液にリン酸二水素カリウムまたは水酸化カリウムを添加してpHを調整し、その希釈液で凍結保存し、融解した精子の運動性、呼吸活性および精漿のLDH活性を測定した。その結果、精子の運動性及び呼吸活性は、pH7.2で最も高く融解精液精漿のLDH活性は逆に最も低い値を示した。また、トレハロ-スを含む希釈液にグリセリンを4、7、10及び15%添加し、それらの希釈液で凍結処理した精子の運動性及び呼吸活性及びLDH活性を調べた。融解精子の運動性及び呼吸活性は、グリセリン濃度が高くなるに従って、上昇し、融解精液精漿のLDH活性は低下した。しかし、グリセリン15%区の精子の運動性及び呼吸活性は10%区に比較してやや低く、融解精液精漿のLDH活性はやや高い値を示した。以上の事から、鶏凍結保存用希釈液に添加するトレハロ-スの濃度は、0.26Mが至適であり、トレハロ-スを含む鶏凍結保存用希釈液のpHは、7.2、浸透圧は370mOsが、更に、希釈液に添加するグリセリンの至適濃度は、10%であることが明確になった。鶏精子の凍結保存に関する研究は哺乳類の精子、特に牛精子に先駆けて1941年に開始された。ところが、牛精子の凍結保存が1950年代に既に実用化されたのにたいして、鶏精子の凍結保存は未だ実用化されていない。しかし、1988年にTeradaらが、トレハロ-ス主体のHiroshima希釈液(HS)を開発し、この希釈液で鶏精子液を錠剤凍結し、人工授精して90%を越える高い受精率を得た事から鶏精液の実用化が一段と期待されるようになった。しかし、HSは開発された後、至適浸透圧、至適pH及びその液に添加する至適グリセリン濃度等については十分検討されていない。そこで本研究では、鶏精液の凍結保存法を実用化する目的で、HSの改良、HSに加える至適グリセルン濃度及び採精頻度と精子の耐凍性との関係について検討した。(1)310400mOsmの浸透圧に調整したHSを用いて錠剤化凍結し、融解した精子の運動性及び融解精液精漿の乳酸脱水素酵素が(LDH)活性を測定した結果、HSの至適浸透圧370mOsmであることが明らかになった。(2)pH6.67.8に調整したHSについて検討し、HSの至適pHは、7.2である事が判明した。(3)HSに添加するグリセリンの最適濃度を検討するために、最終濃度で415%のグリセリンを添加したHS凍結し、融解精子の生理的及び生化学的状を比較した。その結果、HSに添加するグリセリンの至適添加濃度は、9%であると結論された。(4)1日に数回採算精した精液をHSで希釈・凍結し、採精頻度と精子の耐凍能との関係を調べた。数回境精しときの後の精子ほど耐凍能は高いことが明確にされた。(5)精子の耐凍能に精子密度の違いが関与するか否かを検討した。精子の耐凍能には凍結時の精子密度が関与することが明らかにされた。以上の事から、HSを用いた凍結保存法を精子密度を考慮して改良すれば、HSを用いた鶏精子の凍結保存法が実用化出来ると結論された。
急速凝固法を利用した高熱電材料の開発と物性

[目的]優れた熱電能特性をもってβーFeSi_2は凝固した状態では通常存在せず、熱処理によって生成される相である。通常の凝固法では粗大な凝固組織をもつため、β相生成の熱処理が800°Cで数10時間から100時間程度要している。本研究では急速凝固法によって組織を微細かつ均一にすることによって熱処理時間を短縮させることなどを目的とした。[方法]P型の熱電能特性を得るために、1,3at%Mnを添加した急冷凝固粉末を回転水噴霧法で作成した。噴霧されたままの試料とそれらを一定の温度で種々の時間熱処理を行なった試料の組織と生成相をSEMとX線回折法によって調べた。また、新たに試料内温度分布を考慮した熱電能測定措置を試作し、一定の速度で昇音させながら熱電能を測定した。[結果]急冷凝固した試料では巾約2μm程度の板状の初晶の-Fe_<1-x>Si_2相とα相とFeSi相の微細共晶からなる組織が得られた。一方、直径約10mmの石英管内で凝固した試料では約50μm程度の粗大なFeSi相が花びら状にα相の地の中に観察された。いづれの試料においてtβ相は認められなかった。熱処理(800°C)によってMn無添加の場合には3.0×10^2sですべてβ相に変態するのに対して徐冷材では4.32×10^5sの熱処理によってもβ相の量は80%程度であり反応が急冷材にくらべて極めて遅いことを示した。これらはSiの拡散が律速しているとすると拡散層の厚さも拡散面積の効果によって説明される。またMnの影響としてはβ相への変態を抑制することが明らかとなったがその理由については明白でない。熱電特性はβ相の量とある程度相関があり、今回急冷効果が熱処理時間の短縮以外にも熱電能に影響を与えるとの期待が外れたが、大巾な時間短縮効果を持たらすことが明らかになった。
幹細胞分化におけるクロマチン修飾を介したエピジェネティックス制御機構

1. DNA維持メチル化機構の解明ヘミメチルDNAに結合したUhrf1はヒストンH3リジン23をユビキチン化し、Dnmt1はこのユビキチン化ヒストンH3と結合することにより、DNA複製部位に集積してヘミメチルDNAからフルメチルDNAへの変換を触媒することが分かった。2.細胞老化誘導機構の解明細胞老化過程についてタイムラプスイメージングで解析を行ったところ、老化細胞はG2期細胞が細胞分裂期を回避してG1期に移行した結果生じた4倍体G1期細胞であることを明らかにした。この分裂期回避にはp53が必須の役割を果たしていることも明らかとなった。本研究は、血球系等の分化誘導系を利用して各分化過程における増殖関連遺伝子のプロモーター領域のクロマチン修飾変化についてヒストンリン酸化を中心に解析し、分化誘導シグナルによるエピジェネッティック制御と"細胞運命"決定機構の本体を明らかにするものである。当該年度は、終末分化系のモデルとして早期細胞老化誘導系を用いて以下の点について明らかにした。2.Chk1欠失により誘導された早期老化細胞を用いて解析したところ、老化細胞ではゲノム全体でDNAメチル化が減少していること、興味深いことにガン抑制遺伝子プロモーター領域においては特異的にメチル化か亢進していることが明らかとなった。3.コアヒストン分子であるヒストンH2A分子のバリアントである、H2AZ, macroH2A1, macroH2A2, H2ABbdを特異的に認識するモノクロナール抗体の作製を開始した。4.ヒストンH3リジン9のトリメチルを特異的に認識する分子MPP8の細胞周期特異的発現、DNA損傷における感受性決定、および生化学性質について解析を進めている。5.MPP8のノックアウトマウスの作製を、理化学研究所古関博士との共同研究で開始した。本研究では、終末細胞分化における恒久的増殖停止が如何なるエピジェネティック修飾により制御されているかを明らかにする目的で、DNA損傷に応答した早期細胞老化をモデルシステムとして解析を行った。その結果、DNA損傷に応答してE2F転写因子標的プロモーター領域に、Rb様ポケットタンパク質群をプラットフォームとして、PP1ガンマーおよびHDAC3分子が局在化することが分かった。これらの酵素はE2F標的プロモーター領域のヒストンH3分子のT11の脱リン酸化、およびK9の脱アセチル化を協調して制御することで、恒久的にE2F標的遺伝子である細胞周期進行制御、あるいはDNA複製制御に関わる遺伝子群の転写を抑制していることが示唆された。一方、Chk1分子が様々な遺伝子転写領域のヒストンH3分子のT11のリン酸化を促進することで、細胞周期進行を制御しているという知見から、Chk1欠失細胞に見られる恒久的細胞増殖停止と、DNAメチル化およびH3分子のT11のリン酸化との間に深い関連があると考えられるため、Chk1欠失細胞でのDNAメチル化変動についてゲノムワイドな解析を行った。その結果、予想とは全く異なりChk1欠失細胞ではプロモーター領域のDNAメチル化はほとんど認められず、むしろ多くのプロモーター領域が脱メチル化していることが分かった。興味深いことに、これらの脱メチル化されたプロモーターは、ガン抑制遺伝子、あるいはガン遺伝子を制御するものが比較的多く認められた。これらの知見は、Chk1によるT11のリン酸化、あるいはChk1の標的下流分子が何らかの未同定の経路により、発ガンに関連する遺伝子群のプロモーター領域のDNAメチル化程度を制御している可能性を示唆していると考えられた(中西)。また分担研究者の横山は、造血細胞が幹細胞性を失う過程におけるエピジェネティックな変化を調べるために、分化誘導可能な細胞株であるML-2細胞のゲノムワイドなChIP-seq解析の系を確立した(横山)。DNAメチル化は細胞形質を決定する重要なエピジェネティック修飾で、通常の細胞分裂においては正確にメチル化パターンが維持されるが、細胞分化刺激によりメチル化パターンが変化する。中西は、通常の細胞分裂におけるDNAメチル化パターンの維持に、Uhrf1によるヒストンH3リジン23のユビキチン化が重要な役割を果たしている事を明らかにした。Uhrf1分子のRINGフィンガードメイン変異体をノックインした細胞では、DNA維持メチル化に異常が生じ、ES細胞においてDNAメチル化程度が著名に減少した。このDNAメチル化減少はDnmt1分子がDNA複製部位に局在できない事による事も分かった。以上から、細胞が形質を維持するためのDNA維持メチル化機構の分子基盤が理解されたと考えられた(中西)。造血幹細胞における幹細胞性は、ヒストンメチル化酵素であるMLLが標的遺伝子の転写を活性化する事で維持される。研究分担者の横山は詳細な構造機能解析により、MLL fusionがエピジェネティックマーカーである非メチル化CpGやH3K36のメチル化を認識して標的プロモーターを識別して転写を活性化する事を見いだし、学術誌に発表した。

この実験系を利用して、野生型のMLLがCBPなどのヒストンアセチル化酵素をリクルートする事で転写を再活性化する事を見いだした.(横山)細胞分化に伴うエピゲノム情報変換機構を明らかにする目的で、細胞老化に伴う恒久的増殖停止をモデルにするために、細胞老化誘導機構の解明を行った。その結果、細胞老化はG2期での一過性のp53活性化により誘導される、細胞分裂期回避により生じた4倍体G1期細胞であることを明らかにした。またその分子機構は、p53活性化によるp21の転写誘導を介した早期のAPC/Cdh1の活性化による細胞分裂期制御タンパク質の分解と、p53によるpRbファミリータンパク質の活性化を介した分裂期制御タンパク質遺伝子の発現抑制によるものであることを解明した。さらに、この分裂期回避が個体レベルでの細胞老化誘導に重要であるかどうかを明らかにする目的で、ヒト母斑性母斑組織を用いて解析したところ、母斑細胞はコントロールの血管内皮細胞や表皮細胞の約2倍のDNA含量を持っていることが明らかとなり、個体レベルにおいても分裂期回避が細胞老化誘導に重要な役割を果たしていると考えられた。現在このシステムを用いて、正常の2倍のDNA含量を有した細胞においてどのようなエピゲノム変換が誘導されるのか?またその分子機構はどうなっているのかについて解析を行っている。(中西)一方、造血幹細胞における幹細胞性は、ヒストンメチル化酵素であるMLLが標的遺伝子の転写を活性化する事で維持される。研究分担者の横山はMLLの恒常的活性化型変異体であるMLL fusionが幹細胞性を維持するために、以前に転写されたことを示すエピジェネティックマーカーを認識して標的プロモーターを識別し、活性化する事を見いだした。さらに、ChIP-seq法を用いて、MLL fusionが、がん幹細胞において直接活性化する遺伝子群及びその周辺環境のエピジェネティックな修飾を明らかにした。(横山)DNAメチル化は遺伝子発現や、染色体構造を制御するエピジェネティック修飾で、細胞の分化、発生に重要な役割を果たしている。細胞増殖に伴うDNAメチル化の複製は、DNAメチル化酵素Dnmt1により触媒されるDNA維持メチル化機構により制御されている。メチル化CpGは半保存的に複製されないため、DNA複製後にヘミメチル化DNAがフルメチル化DNAに変換されなければならない。近年、ヘミメチル化DNA結合タンパク質であるUhrf1がDNA複製部位へのDnmt1の局在化に重要な役割を果たしていることが明らかになったが、いかなる分子機構によりDNA複製とDNA維持メチル化機構がカップリングするかについてはほとんど理解されていない。研究代表者の中西はUhrf1がDNA複製に依存してヒストンH2リジン23をユビキチン化すること、このヒストンユビキチン化がDnmt1をDNA複製部位へ局在化させるのに必須の役割を果たしていることを見出した。
日本民間薬の現地調査と民族薬物データベースの充実

3年間にわたり、富山、石川、福井の北陸3県における民間薬の使用状況について調査し、使用されている民間薬85点を蒐集した。その中ではドクダミが最も多く、また複数の民間薬を配合した薬草茶も認められた。ドクダミについては、蛍光X線分析を用いて12元素のマッピングを行った結果、カリウムが豊富に含まれることを明らかにした。複数の民間薬について『経史証類大観本草』の記載内容を日本語に翻訳した。その結果、足の悪い人はドクダミを使用しない方が良いことが記載されていた。また富山の民間薬として有名な熊胆について現地調査を行った結果、冬眠明けの熊胆が最も品質が良く、夏ばてをした時等に使用されていた。日本の民間薬の実情について、福井、石川、富山県の北陸地区を中心に現地調査を行った結果、民間薬と共に、数種類の文献資料を入手した。主に福井県の調査で入手した文献には、各地の気候にあった薬用植物の選定が行われていた。『福井県にある薬草とその効用』(昭和25年発行)には、アカザやイカリソウ、カキドウシなど合計90種類の薬用植物が薬効と共に記載されていた。また福井県大野市の『民間薬のしおり』では、越前大野で採取、栽培が可能で、薬効の知られているアケビやイカリソウ等の民間薬について、植物の科名、生薬名、調整法、薬効、使用方法、産地について記載されていた。今回の現地調査の結果、以前、福井県の各地で薬用植物を栽培する試みがなされていたことから、石川、富山県でも同様の調査の必要性が示唆された。また一方で民間薬の使用方法などについて、『経史証類大観本草』の漢文の日本語訳を行い、本資料館で保有している「証類本草データベース」への収載を行っている。昨年度の調査で得られた民間薬の情報をもとに、翻訳にあたっている。本年度は、ミミズ、ナス、ドクダミなど合計14点について翻訳を行った。現在、専門的な知識を加えて文章の校正を行っているところである。校正が終わったものについては、随時データベースに登録し、無料で国民に情報を発信している。あわせて民族薬物資料館で蒐集、保管している生薬についての「民族薬物データベース」を充実させるために、入手した民間薬に関するデータを蓄積している。この他、民族薬物資料館のニュースレターを2回、民族薬物資料館の生薬25種類に関する生薬目録[I](125ページ)を作成した。日本の北陸地方で使用されている民間薬について、福井、石川、富山県を中心として現地調査を行い、実際に使用されている市場品を入手した。その結果、ドクダミやゲンノショウコ等とともに、複数の民間薬を混ぜた健康茶が数多く流通することを明らかにした。富山県では特に熊胆と呼ばれる、熊の胆汁を乾燥したものが有名で、六神丸や熊胆円などの配置薬に配合されていることから、熊の行動様式をはじめ、熊胆の採集法、熊胆の作成方法などについて現地調査を行った。入手した民間薬は、すべて写真撮影を行い、富山大学和漢医薬学総合研究所の民族薬物資料館の標本番号を付与し、標本ビンに保存している。得られた内容は、民族薬物資料館で発行しているニュースレターを通じて公表している。本ニュースレターはホームページからPDFファイルをダウンロードできるようにしている。この他、民族薬物資料館の目録を作成しており、得られた内容を本書に挿入している。また、ひらまき☆ときめきサイエンス事業に採択されたことから、日本の民間薬について、中高生を対象として2日間にわたり公表を行っている。民間薬の知識は人間が長い年月をかけて獲得した財産であるが、現代社会の中では、伝統薬の知識は失われつつある。これらの知識を後世に残すと共に、国民の健康増進に役立つ情報を提供することを目的として、民間薬の調査研究を行っている。平成23年度は、日本の北陸地区の民間薬の調査として、福井県嶺南地方を中心とした現地調査を行った。この地区で使用されている民間薬20点を入手し、富山大学の民族薬物資料館に登録、保存した。福井県嶺南地方では、ドクダミが多く使用されており、トチュウの栽培も行われていた。現地調査を通じて、昨今の健康志向に反して、民間薬に関する知識は年々少なくなっていることが明らかとなった。一方、日本全国で使用されている民間薬を調査する目的で、(株)ウチダ和漢薬(東京)より、民間薬63点、(株)栃本天海堂(大阪)より民間薬49点、合計112点の民間薬を入手し、富山大学和漢医薬学総合研究所民族薬物資料館に登録、保存した。現在、用途や薬効などを調べてリストを作成中である。

また、これらの民間薬に含有される無機成分が薬効に関与していることが考えられたことから、水抽出を行い、ICP発光分析により、無機元素の含量を測定している。得られた情報については、民族薬物資料館の一般公開にあわせて発表していく予定である。一方で、富山の薬に配合される生薬「麝香」、「牛黄」、「蟾酥」、「熊胆」などの項目について、経史証類大観本草の漢文について日本語訳を依頼し、翻訳が終了した。今後は専門家による校正を行い、随時、証類本草データベースを通じて公開する予定である。これまでおおむね順調に進展している。日本民間薬の現地調査では、各地でいろいろな情報や現物を入手している。入手した生薬は民族薬物資料館で整理し、標本番号と共に登録を行っている。これらのデータに基づいた「民族薬物データベース」および「証類本草データベース」への登録作業もおおむね順調に行っている。これらのデータベースの内容は、順次、更新作業を行うとともに、国民へ向けて情報を発信している。民族薬物データベースの使用に関しては、ユーザー登録している方々にアンケート調査を実施している。情報の蒐集だけでなく、よりよい情報の提供にこころがけている。北陸三県を中心とした民間薬の現地調査については、やや遅れているのが現状である。日本全国の民間薬の調査は蒐集まで順調に行ってきたが、無機元素の分析が遅れていることから、早急に行いたいと考えている。経史証類大観本草の翻訳作業については、順調に行っている。今後専門家による校正を速やかに行っていきたいと考えている。また昨年度、民族薬物資料館の案内回数は100回を超え、来館者数は750名を上回った。民族薬物データベースへのアクセス数は13,300回以上、証類本草データベースのアクセス数は1,100回以上であった。その中で昨年度は民族薬物資料館3階の約5カ月に及ぶ改修工事があったため、時間がとれなかったこともあり、全体としてやや遅れているのが現状である。平成24年度に民族薬物データベースの使用に関して、ユーザー登録している方々にアンケート調査を実施した。なるべく多くのご意見をいただくために2回アンケートを行っている。現在、アンケート結果に関して意見を集約しているところである。今後、アンケートの結果得られたご意見に関して、修正できるところは修正を行っていく予定である。また本年が最終年度であるため、調査研究の抜けが無いようにし、本草書の翻訳も行い、データベース上に登録する。そして研究内容を精査し、報告書を作成する予定である。福井、石川、富山の北陸三県における現地調査に関しては、昨年度に比べて今年度は、回数および日数を増やすことにより、研究を推進していく予定である。特に今後は福井県での調査範囲を広げて、使用方法や効果などについて、より深い現地調査を行う予定である。日本の民間薬112点に関する無機成分の測定は、早急に行い、本年度中に学会報告を行う予定である。また「麝香」、「牛黄」、「蟾酥」、「熊胆」などの経史証類大観本草の漢文については、日本語訳の校正を行い、証類本草データベースに登録して行く予定である。差引額に余りが生じたのは、データベースの登録原稿の作成と登録作業が遅くなったからである。今年度はその状況を改善する目的で、データベース登録等作業費を多く見積もっている。物品費10万円国内の調査研究旅費30万円経史証類大観本草の翻訳等作業費68万円
メンブレンリアクターを用いたメタン部分酸化による合成ガス製造

本研究では(1)酸素透過膜の非対称膜化、(2)製膜法の最適化、(3)新規物質の探索により酸素透過能の向上を図った。(1)について、含浸法などにより多孔質アルミナ支持体上にSrFeCo_<0.5>O_x(SFC2)膜を製膜することを試みた。合成を繰り返すことにより緻密な膜は得られたが、膜材料が支持体と固相反応し、また、組成が目的酸化物と異なったため、高い酸素透過流束は得られなかった。そこで、これらの問題を回避する方法として、緻密層としてSFC2粉末を成型器中で平らにし、その上に多孔質層として燃焼して細孔を形成する添加剤(エチルセルロース粉末)とSFC2粉末の混合物を入れ、2つの層を同時に加圧成型、焼結することにより一段で非対称平膜を合成する新たな手法を確立した。得られた膜で、最も小さい緻密層の膜厚は約100μmであった。この方法により合成した非対称膜の酸素透過能は対称膜のものを上回り、また、緻密層の膜厚が小さくなるほど酸素透過能は増大した。(2)について、(a)固相反応法、(b)蒸発乾固法、(c)EDTA-クエン酸混合法により合成したSFC2粉末を用いて製膜した。その結果、酸素透過能は(a)<(b)<(c)であった。また、蒸発乾固法による粉末を用いた製膜について、合成条件の検討を行った。原料粉末について焼成および粉砕を繰り返し、膜の焼結を高温で行うことにより酸素透過能が向上した。組成の均一性が重要と考えられる。(3)について、La_<0.4>Ba_<0.6>Fe_<0.8>Co_<0.2>O_<3-δ>のLaサイトを別の希土類(Pr、Nd、Sm等)により置換を行った。しかし、置換してもLaを超える酸素透過能は得られなかった。現在、合成した膜を膜反応器に適用し、評価を行っている。まず、酸素選択的透過膜の開発を行っており、素材としてペロブスカイトと銀を用いて検討した。ペロブスカイトではSr-Fe-Co系,さらにLa,Ce含有系などを中心に探索を行った。まず、TGを粉末での酸素取り込み量を調べ、最適な組成を検討した。その結果、SrFeCo_<0.5>O_xの酸素取り込み量が大きいことがわかった。そこで、構成金属硝酸塩を純水に溶解させディッピング法で平均細孔径0.110μmの多孔質アルミナ平板上にコーティングを行って、焼成することにより製膜した。断面のSEM観察と元素分析より、アルミナ細孔中の生成酸化物がアルミナ化合物となっていることがわかった。これより、ペロブスカイトなど金属酸化物とアルミナ基材とのコンポジット膜を開発する場合には、アルミナ基材の前処理などにより、アルミナの溶出を防ぐことが重要である。銀-アルミナ複合膜は、CVD法と無電解メッキ法により、平均細孔径0.2μmの多孔質アルミナチューブ上で製膜した。TGにより銀粉末の酸素取り込み量を調べたところ、銀は200°C付近から酸素を吸着、脱着することがわかった。このため、銀膜では数百度という低温でのメタンの部分酸化への展開も可能であると思われる。

無電解メッキ法により製膜した銀膜は、400°Cの乾燥空気より酸素を選択的に透過した。しかし、酸素の選択性は低く、単成分窒素透過速度が大きく、ピンホールが残っていることが示唆された。断面のSEM観察より、アルミナ基材の上に、数μm程度の銀の粒子が確認され緻密でないことがわかった。これより、高い酸素選択透過性を得るためには、銀の製膜速度などをコントロールし、緻密な銀膜を製膜することが重要であると考えられる。本年度は、酸素透過メンブレンリアクターの開発のため酸素透過膜の製作を行った。酸素選択的透過膜素材としてペロブスカイトおよび銀について検討した。ペロブスカイトではSr-Fe-Co系(SFC)を用い、アルミナ多孔質上で薄膜化を目指した。構成金属硝酸塩の水溶液を、平均細孔径0.1、1、10μmの多孔質アルミナ平板上へディップコートし、乾燥後、1000°Cで焼成して製膜した。この操作を繰り返すことで、すべての細孔径で窒素が透過しない緻密な膜が得られた。また、XRD測定よりSFCが基材上に製膜されていることを確認した。しかし、細孔径0.1μmの基材を用いた膜の900°Cの空気透過試験では、窒素、酸素どちらの透過も確認できなかった。基材成分であるAlが溶出し、酸素透過性能のないアルミニウム化合物が生成したためであると思われる。一方、細孔径1μmの基材の膜では、900°Cの空気透過試験で酸素の選択的透過が示唆された。さらに基材細孔径を大きくすることで、高い酸素透過流束の膜が開発されたと思われる。銀-アルミナ複合膜は、平均細孔径0.2μmのアルミナ多孔質チューブ上に無電解メッキ法により製膜した。本年度は、メッキ液中の金属安定化剤、金属イオン濃度などを検討し、緻密な銀膜を開発することを目的とした。メッキ浴の金属イオン濃度を下げることで、製膜速度が小さくなり膜が緻密になる傾向が見られた。さらに、金属安定化剤としてジヨードチロシンを用いることでメッキ浴が安定し、室温で窒素を透過しない緻密な膜が得られた。断面の元素分析結果よりアルミナ多孔質細孔中で銀の存在が確認された。本年度は、酸素透過メンブレンリアクターの開発のため、複合酸化物を用い酸素透過膜の製作を行った。ペロブスカイトではSr-Fe-Co系(SFC)を用い、高酸素透過性能を実現するために、アルミナ多孔質上での製膜およびSFC非対称膜の作成を目指した。まず、アルミナ多孔質基材上での製膜を検討した。アルミナ基材上では、基材中のAlと構成金属であるSrが、製膜中および透過実験中に反応し、酸素透過性能が低下した。そこで、アルミナ粉末とSFC粉末を混合し、空気中にて900°Cに保ちXRD回折線の経時変化を測定したところ、SFCの回折線が徐々に小さくなりSrAl_2O_4の回折線が現れた。これより透過試験を行う900°CにおいてAlとSrの反応が進行することがわかった。次に、この反応を抑制すべく、基材表面をMg(NO_3)_2処理した。細孔径1μmのアルミナ基材を1mol/lのMg(NO_3)_2溶液に浸析後、1100°Cで6時間焼成を行った。Mg処理により、Mg処理しない場合と比較して、製膜後のSrAl_2O_4の回折線が小さくなったことから、基材との反応を抑制することができた。アルミナ基材を用いる場合は、常に、基材と構成金属の反応を考慮しなければならない。そこで、SFCのみで構成される非対称膜の作成を試みた。通常、SFC自立膜はSFC粉末を圧縮成型し、焼成することで製膜されている。ここでは、熱分解性粉末を利用して非対称膜の製膜を行った。