hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機動性の高い超低周波音観測技術の開発

この問題の軽減を目的として,小型デバイスを用いた超低周波音観測の可能性について,様々な観点から調査を行うとともに,問題点を解決する信号処理技術を開発する.前年度までの研究により,スマートフォンに内蔵されるようなMEMS気圧センサでの観測は,およそ0.006 Hz以下ではほぼ真値になるが,それ以上の帯域では周波数とともにシステム雑音が増加することが判明した.そこで,前年度から継続的に実施している屋外での長期モニタリングにより蓄積したデータに対して分析を行った.超低周波数のなかでも比較的高い周波数帯域では,システム雑音や風雑音等の雑音成分が多く含まれ,前年度に検討した雑音除去の信号処理等が必要とされるが,音波遮断周波数であるおよそ0.003 Hz付近では,それらの雑音が少ない傾向が確認された.また,このように極めて低い周波数帯域では波長が十分長く,大気の厚さが無視できない程に相対的に薄くなりラム波としての性質が現れる.この場合の音の伝搬は,一般的な可聴音と異なり,同一の信号が単純に異なる時間遅れで到来するとみなすことができない.そのため,音の到来方向や距離を推定する従来のアルゴリズムをそのまま適用することができない.そこで,Compressive Sensingの考え方を適用したアルゴリズムを考案し,IEEEの国際会議への投稿を行った.当初の研究計画では,2018年度以降の計画として,フィールド測定による性能評価と処理アルゴリズムの改善,および,センサ数の増加による精度向上と方向・位置推定手法の開発を予定していた.2018年度は,単体でのフィールド測定を実施し,距離推定のアルゴリズム開発に着手し,さらに計算機シミュレーションによる一部性能の評価などを実施した.本研究課題の実施期間は、2020年度までを予定していることから,現時点での進捗状況としては概ね順調に進展していると判断される.今年度とは異なる通信プラットフォームを利用することで,異なる地点における複数のスマートフォンでの同時観測と,そこで得られたデータの統合信号処理による雑音抑圧や音源到来方向推定アルゴリズムの実現を目指す.また,今年度の調査で明らかになった,マイクロフォンでも気圧センサでも十分な感度での観測が難しい周波数帯域の信号に対する補正および推定手法について検討を行う.考案アルゴリズムの特許化を視野に入れ,考案したアルゴリズムに対してより多くの条件での性能検証や,アルゴリズム自体の精度向上に向けた改良を行う.また,フィールド測定に際しては,スマートフォンに限ることなく,機能を限定的としたMEMSセンサと通信機能のみを有する小型装置等も活用し,実データへの適用の可能性について検討を行うこととする.研究成果を発表した国際会議が日本国内での開催であったため,旅費が予定よりも少額に収まった.また,複数センサでの同時観測によるデータ取得ができなかったため,それらのデータの保存および解析に必要な計算機環境の整備に掛かる費用が本年度は不要となり,その分の使用が次年度に繰り越しとなった.
生体吸収性ステントを支持基盤とした新たな血管吻合法の開発

高度な動脈硬化症を伴う用手的直接縫合が困難な血管病にも対応可能な血管吻合法として、生体吸収性補強素材と生体瞬間接着剤シアノアクリレートを利用した新しい血管吻合法の開発を本研究で進めてきた。原理的には血管内に生体吸収性ステントを内挿する事で内側から支え、周囲を外側から接着時で固めることで吻合を行なうものである。実験台で行なったブタ頸動脈による実験では牽引強度及び水圧負荷耐圧試験において、従来の直接吻合法と同等以上の強度が確認された。一方でビーグル犬を用いた動物実験では術後1週間以内の急性ステント内血栓閉塞を回避できなかった。この問題を解決することで今後の臨床応用が期待できると考える。生体吸収性ステントと生体瞬間接着剤を利用した新しい血管吻合法の開発が本研究の目的である。従来の用手的直接縫合法と比較して遜色ない手術時間や止血性、吻合箇所の十分な強度を確保する事で、これまで臨床的に実現していない大血管や腫瘍分枝に対する接着血管吻合法の確立を目指す。将来的には血管外科手術の成績向上や外科治療困難例に対する手術適応の拡大を目標とする萌芽的研究である。当該年度は研究期間最終年度であり、前年度のex vivo実験系で実証した吻合を実際にビーグル犬の腹部大動脈に応用して、以下に述べる手法を用いて吻合部位の耐久性や抗血栓性について評価した。全身麻酔下に気管内挿管した成犬ビーグルの腹部大動脈を露出し、全身ヘパリン化の後に腎動脈下および腸骨動脈分岐部上で遮断して中央を離断。生体吸収性ステントを内挿した後に断端を引き寄せ、外膜の血液を除去してからシアノアクリレートを用いて接着した。22G針を用いて空気抜きの後に遮断解除して止血状況を確認した。コントロール群については大動脈離断の後に7-0ナイロン糸で連続縫合を行い、フィブリン綿で止血を行ったものを用いた。術後大動脈の血管径は超音波での計測で5-7mmを維持しており、コントロール群は6ヶ月以上の開存が確認された。一方生体吸収性ステントとシアノアクリレートを用いた接着吻合群では全例で術後1週間以内の急性ステント内血栓閉塞を生じて死亡した。抗血小板剤の内服やヘパリンやワーファリン等の抗凝固剤を併用したが、ステント内血栓の予防には至らず、非常に不本意ながら本研究期間内に目標を達成する事ができなかった。従来の用手的直接縫合法と比較して遜色ない手術時間や止血性、吻合個所の十分な強度を確保する事で、これまで臨床的に実現していない大血管や主要分枝に対する接着剤血管吻合の応用を目指す。将来的には血管外科手術の成績向上や、外科治療困難例に対する手術適応の拡大を目標とする萌芽的研究である。当該年度は主に動物実験への準備段階として、力学的な安全性の確認を行なう為にブタ頸動脈を採取し、ex vivoで吸収ステント内挿下に接着剤を用いた端々吻合を行い、以下に述べる生力学的な評価を行なった。コントロールとして直接縫合、直接接着吻合、金属ステント内挿+接着吻合の評価も併せて行った1-1)牽引強度測定:全長10cmに調整したブタ頸動脈を中心部でメスを用いて離断し、血管径と同径のステントを内挿した後に吻合面を合わせた外膜面の水分を軽く除去してシアノアクリレートを用いて接着した。接着吻合した血管の両側端を牽引し、吻合個所の牽引強度を測定したところ直接縫合と同等以上の強度を得る事ができた。1-2)バースト圧試験:研究1-1と同様に吻合を行った血管の片側を0号絹糸で3重結紮、対側は4mmバルーンのついたダブルルーメンカテーテルを挿入してから0号絹糸を用いて結紮。この血管に生理食塩水を満たしながらゆっくりと加圧していき、吻合部位の耐圧性を測定した。結果は動脈圧を越えた耐圧性を得る事が出来たが、接着断端面の形成に工夫を要し、また検体によっては接着剤の内腔流入や接合不良面からの漏出が確認されることから、今後の検討課題としていきたい。当初作成した計画書に準じて、順調に進行している。当該年度に行なった基礎的研究結果より、十分に動物実験に耐え得る耐久性を確保できると考えており、次年度には計画通りに動物モデルを用いた経時的な病理変化を中心に検討を行なう。in vivoでの強度確認実験及び手術手技の煩雑性について検討を行なう。ビーグル成犬を全身麻酔下に両側鼠径切開し、鼠径靭帯を引き上げて外腸骨動脈を露出する。

全身ヘパリン化した後に動脈を遮断して一方を吸収性ステント+シアノアクリアクリレート、対側を6-0モノフィラメントナイロン糸を用いた連続縫合で端々吻合する。術中観察項目は吻合時間、吻合後出血量及び出血時間を測定する。また術後観察項目は生存率、術後1,3,6,12ヶ月での血管超音波検査、血管造影検査、造影CT検査による吻合部位の形態学的画像評価及び、各エンドポイントで犠牲死させ検討部位を採取し、以下の項目を検討する。病理組織学的検討(Hematoxylin & eosin染色、Elastica van gieson染色、Masson trichrome染色)、免疫組織学的検討(PECAM/CD31、SM-Actine、CD45)、生力学的検討(牽引試験、バースト試験)。動物実験の妥当性を考慮して、本実験は手術成績や生存率などの実験経過を考慮しながら、適宜実験頭数の増減や検討項目の追加を行なう予定である。主にビーグル犬の購入費用及び手術費用に使用する。萌芽研究のため手術頭数を抑えビーグル6-7頭の購入を予定(約\750,000-を計上)している。また吸収性ステント、金属製ステントの購入(1本あたり約\150,000- x手術頭数)の購入が必要となる。画像診断機器、染色費用その他は既存の設備や試薬を使用する予定である。
非リボソーム型ペプチドのリボソーム翻訳合成および新規生理活性ペプチド開発への応用

1、tRNAアシル化反応触媒リボザイムによりtRNAに連結させたグリコール酸(HOGly)および再構成型無細胞翻訳系を用いて、C末端部位にCys-Pro-HOGly断片を持つペプチドを翻訳合成し、その自発的チオエステル化反応の進行を確認した。2、ペプチドデフォルミラーゼとメチオニンアミノペプチダーゼを無細胞翻訳系内に再構成させ、リボソーム翻訳系内で遊離のアミノ基を持つN末端システインを翻訳ペプチドに構築することに成功した。3、上記のCys-Pro-HOGlyからの自発的チオエステル化反応、ペプチドデフォルミラーゼとメチオニンアミノペプチダーゼによるN末端システイン構築反応、そして、環化反応(分子内ネイティブケミカルライゲーション反応)が全てリボソーム翻訳系内において連続的に進行することを確認し、主鎖環状ペプチドを鋳型DNAからワンポットで翻訳合成することに成功した。4、更に、主鎖環状ペプチドの構成アミノ酸として、非天然型アミノ酸である様々なNメチル化アミノ酸(Nメチルグリシン、Nメチルアラニン、Nメチルフェニルアラニン)を導入することにも成功した。5、様々なN置換基を持つグリシン(30種類)について、リボザイムによるtRNAへのアミノアシル化を確認した。6、tRNAに連結させた様々なN置換グリシンと再構成型無細胞翻訳系を用いて、それらの翻訳ペプチドへの導入の有無について同定かつ効率の評価を行い、リボソーム翻訳基質として許容されるN置換グリシンを見出すことに成功した。7、翻訳ペプチドに導入可能なN置換グリシン群を用いて、遺伝暗号リプログラミング技術により、それらを構成要素とするペプトイド分子のリボソーム翻訳合成に成功した。1、tRNAアシル化反応触媒リボザイムによりtRNAに連結させたグリコール酸(^<HO>Gly)および再構成型無細胞翻訳系を用いて、C末端部位にCys-Pro-^<HO>Gly断片を持つペプチドを翻訳合成し、その自発的チオエステル化反応の進行を確認した。3、上記のCys-Pro-^<HO>Glyからの自発的チオエステル化反応、ペプチドデフォルミラーゼとメチオニンアミノペプチダーゼによるN末端システイン構築反応、そして、環化反応(分子内ネイティブケミカルライゲーション反応)が全てリボソーム翻訳系内において連続的に進行することを確認し、主鎖環状ペプチドを鋳型DNAからワンポットで翻訳合成することに成功した。
口腔前癌病変における細胞老化の誘導メカニズムとその発癌防御機構としての役割の解析

不可逆的な増殖停止状態としてしられる細胞老化は、癌抑制機構として機能していることが知られている。しかし、老化細胞では増殖停止状態が一体どのようにして維持されているかについては殆ど明らかにされていなかった。本研究では、細胞老化における増殖停止状態の維持には活性酸素種(ROS)が恒常的に産生されることが重要であることを見出し、更にROS産生に関わる候補分子を同定することに成功した。また、ROSによって活性化されるユビキチンリガーゼにより一連のタンパク質の分解が起こることも明らかにした。細胞老化は、培養中の正常細胞にテロメアの短小化、DNAダメージや癌遺伝子の活性化など、発癌の危険性のあるストレス(発癌ストレス)が生じた場合に、異常細胞の増殖を阻止するために働く癌抑制機構と考えられている。細胞老化の発癌防御機構としての役割を明らかにするために、温度感受性型SV40large-T抗原(LT)により不死化させたヒト細胞株(SVts8)を使用し、非許容温度で5日間培養した細胞と、その後許容温度に戻しても細胞質分裂阻害により増殖が停止したままの細胞からRNAを回収し、25,000遺伝子にたいしてのマイクロアレイ解析を行った。その結果、LTによって活性が制御されているp53の標的遺伝子やRBによって抑制されるE2Fの標的遺伝子の発現が大きく変動しているだけではなく、最近Senescence-associated secretory phenotype(SASP)として報告されている炎症性サイトカインやケモカインの発現も上昇していることが明らかとなった。また非常に興味深いことに、これらのSASPに関わる遺伝子群は細胞を許容温度で培養しRBとp53を失活した後にも発現レベルが高いまま保たれることから、細胞老化によっておこる遺伝子発現の一部は、細胞老化を誘導する原因を取り除いた後も非常に安定的に維持されることが推測され、細胞老化の不可逆性に関与している可能性も示唆された。細胞老化は発癌の危険性のあるさまざまなストレスに対して、異常細胞の増殖を阻止するために働く重要な癌抑制機構であることが明らかになってきた。しかし細胞老化の作用と機序ならびにその生体内での役割に関しては未だ不明な点が多い。そこで細胞老化のマーカーとしても知られているCDKインヒビターp16^<INK4a>遺伝子の発現パターンをリアルタイムに解析することがてきるp16^<INK4a>可視化マウスを作製し、皮膚化学発癌実験を行うことでp16^<INK4a>遺伝子の発現動態およびその誘導機構を解析した。その結果、ras遺伝子の変異によるp16^<INK4a>遺伝子の発現は、etsなどの転写因子の活性化とDNMT1によるヒストンメチル化のバランスによって制御されることを明らかにした(J.Cell Biol., 2009)。さらに、DNAメチル化酵素であるDNMT1がいかにしてヒストンのメチル化を制御しているのかという点に着目し解析を行った結果、DNMT1の発現レベルの低下が引き金となり、ヒストンメチル化に関わるいくつかの蛋白が細胞老化で特異的に分解されるという知見を得た。また、温度感受性型SV40 large-T抗原により不死化させたヒト細胞株を用いたマイクロアレイ解析の結果から細胞老化の誘導や維持に関わる因子の候補を得たので、それらの遺伝子の発現解析や機能解析を行った。細胞老化は発癌の危険性のあるさまざまなストレス(DNAダメージや癌遺伝子の活性化など)に対して異常細胞の増殖を阻止するために働く重要な癌抑制機構であるが、その誘導機序ならびに不可逆的増殖停止機構に関しては未だ不明な点が多い。そこでヒト正常線維芽細胞を用いてがん遺伝子誘導性の細胞老化や分裂寿命による細胞老化を誘導し、その遺伝子発現変化についてDNAマイクロアレイ解析を行った。さらに増殖刺激による不可逆的増殖停止の誘導メカニズムを明らかにするために無血清培地条件下においても同様の実験を行い、これらのデータと前年度までに得られた不死化ヒト細胞株のデータを統合し、細胞老化誘導前後の遺伝子発現変化について網羅的解析をおこなった。その結果、増殖刺激による活性酸素(ROS)の産生シグナルとE2F/DP転写因子複合体によって制御される抗ROSシグナルのバランスによって細胞老化の不可逆的増殖停止が規定されている可能性を見出した。また、前年度までの研究で明らかとなった細胞老化で特異的に分解される蛋白質の結合蛋白を解析することによって、細胞老化で活性化するユビキチンリガーゼ(E3)の検索を行った。その結果、DNA損傷シグナルやROSによって活性化したE3が標的蛋白質をユビキチン化によって分解することで、近年報告された細胞老化の重要な表現形の一つであるSenescence-associated secretory phenotype(SASP)の発現を制御していることを明らかにした。さらに、DMBA+TPA皮膚化学発癌モデルによって細胞老化が誘導されたマウスのパピローマ組織や、若いマウスと老化したマウスの各個体から得られた組織を比較して解析を行った結果、本研究で明らかにした細胞老化特異的な蛋白分解機構が生体内においてもSASP因子の発現制御に関与している可能性が示唆された。
ゲーム型学習ソフトウェアを制御する学習支援システムの開発とその効果

従来開発してきた中学校1年理科における「植物の分類」や中学校2年理科における「動物の分類」の学習を支援するゲーム型の学習指導用ソフトウェア(以下,ゲーム型学習ソフト)に,学習支援の効果を高めることを目的に,カードの出現する割合(以下,出現率)を制御する機能を設けた。特徴は,学習者が収集しようとしているカードの出現率が高まり,一定時間内での実施回数の増加が期待できるところにある。本研究では、新機能を付加した教材を試行し,その効果を認知面及び意識調査の結果から検証することにした。検証を行うために,従来の「植物の分類」を学習する教材に,上述の新たな機能を付加した教材を開発した。これらの教材を用いて、植物の分類を既習の中学校1年生(53名)を2群(実験群,統制群)に分けて,検証授業を実施した。実験群(25名)は,新たな機能を付加したゲーム型学習ソフトを利用した。一方,統制群(28名)は,従来型のゲーム型学習ソフトを利用した。両群とも,授業開始12時間前に,事前テストを行った。授業は,本時の説明後に,実験群が新たな機能を付加したゲーム型学習ソフト,統制群が従来型のゲーム型学習ソフトを用いて,それぞれ繰り返し学習を行った。最後に,事後テストと意識調査を実施した。両群の比較は,事前・事後テスト及び意識調査の結果から行った。その結果、本研究での検証においては,新たな機能を付加したゲーム型学習ソフトの方が,検証授業直後の事後テストにおいて平均正答数が高くなることが確認できた。また、意識調査から、ゲーム型学習ソフトは,学習者の興味・関心・学習意欲を高める効果があることを再確認できた。
断面不変量による偏極多様体の性質の解明とその応用についての研究

Xを複素数体上定義されたη次元非特異射影多様体とし,LをX上の豊富な因子とする.今回の研究課題は,研究代表者が定義した第i断面幾何種数g_i(X,L)などの断面不変量を用いて,曲面論において知られている結果の偏極多様体版が成り立つかについて調べ,これらの結果の応用を考えることが主な目的であった.3年間の研究成果として主に次の成果が得られた.1.いくつかある断面不変量のうち断面Betti数,断面Hodge数に関する次の結果を得ることができた.これにより断面不変量の基本性質の一部が解明され今後の研究に生かされることが期待される.(2)Lが非常に豊富であり、かつh^1,1_2(X,L)=2なる(X,L)の分類.2.断面不変量による応用の1つとして随伴束Kx+tLに関する大域切断の次元について考察した.今回示した結果により随伴束の大域切断に関するいくつかの予想解決に向けて一歩前進した.(1)dim X=3のとき,0〓κ(Kx+L)≦2もしくはκ(X)〓0ならば,dim H^o(Kx+L)>0を示した.またκ(Kx+L)=3のとき,m〓2なる任意の整数mに対してdim H^o(m(Kx+L))>0を示した.さらにBeltrametti-Sommese予想の一般化と思える次の結果を証明した:Kx+L_1+L_2がnefならばh^o(Kx+L_1+L_2)>0である(ただしL_1,L_2は豊富な因子とする).Xを複素数体上定義されたη次元非特異射影多様体とし,LをX上の豊富な因子とする.今回の研究課題は,研究代表者が定義した第i断面幾何種数g_i(X,L)などの断面不変量を用いて,曲面論において知られている結果の偏極多様体版が成り立つかについて調べ,これらの結果の応用を考えることが主な目的であった.3年間の研究成果として主に次の成果が得られた.1.いくつかある断面不変量のうち断面Betti数,断面Hodge数に関する次の結果を得ることができた.これにより断面不変量の基本性質の一部が解明され今後の研究に生かされることが期待される.(2)Lが非常に豊富であり、かつh^1,1_2(X,L)=2なる(X,L)の分類.2.断面不変量による応用の1つとして随伴束Kx+tLに関する大域切断の次元について考察した.今回示した結果により随伴束の大域切断に関するいくつかの予想解決に向けて一歩前進した.(1)dim X=3のとき,0〓κ(Kx+L)≦2もしくはκ(X)〓0ならば,dim H^o(Kx+L)>0を示した.またκ(Kx+L)=3のとき,m〓2なる任意の整数mに対してdim H^o(m(Kx+L))>0を示した.さらにBeltrametti-Sommese予想の一般化と思える次の結果を証明した:Kx+L_1+L_2がnefならばh^o(Kx+L_1+L_2)>0である(ただしL_1,L_2は豊富な因子とする).本年度については偏極多様体の断面不変量を用いて随伴直線束の0次コホモロジーの次元について考察した.そして以下のような結果を得た.(2)Xはκ(X)【greater than or equal】0か,もしくはκ(X)=-∞かつdimH^1(O_X)>0であるとする.もしκ(K_X+L)【greater than or equal】0ならばdim H^0(K_X+L)>0となることを証明した.K_X+3Lはnefであると仮定する.この時Xがκ(X)【greater than or equal】0か,もしくはκ(X)=-∞かつdimH^1(O_X)>0を満たすならばdimH^0(K_X+3L)>0が成り立つことを示した.1.ここ数年をかけてマルチ偏極多様体(X, L_1,..., L_<n-i>)の断面不変量(特に第i断面幾何種数や第i断面H-算術種数など)の定義とその基本性質,さらにそれらの応用について考えてきたことをまとめることができた.この不変量はかなりの応用が期待される.2.上記1で述べたマルチ偏極多様体の断面幾何種数の概念を用いて次の結果を得た.3.以前に定義した断面不変量のうち第2断面Betti数b_2(X, L)とタイプ(1,1)の第2断面Hodge数h_2^<1,1>(X, L)による(X, L)の分類を試み,以下の結果を得た.(3)Lが非常に豊富であり,かつh_2^<1,1>(X, L)=2なる(X, L)の分類.Xを複素数体上定義されたn次元非特異射影多様体、K_XをXの標準因子、iを0以上n以下の整数、L、L_1、...、L_<n-i>をX上の豊富な因子とする。本年度については以下のことについて成果が得られた。2.偏極多様体(X、L)が非特異曲線上のhyperquadric

fibrationのときについて、第i断面Euler数e_i(X、L)を明確な形で計算することができた。またこれを用いて第i断面Betti数の非負性(ただしi〓4)を示すことができた。(指導学生浦木篤史との共同研究)3.平成17年度からの継続研究として随伴束K_X+mLの大域切断の次元h^0(K_X+mL)を組織的に調べた。この3年間でまず0〓i〓nなる任意の整数iに対して新たな不変量A_i(X、L)(=(-1)^iX^H_i(X、L)+(-1)^<i-1>X^H_<i-1>(X、L))を導入し、A_i(X、L)に関する性質を調べた。またA_i(X、L)を用いてh^0(K_X+mL)をあらわすことができ、これによりh^0(K_X+mL)の性質を調べるためにはA_i(X、L)の性質を詳しく調べることが重要であることがわかった。実際A_i(X、L)の性質を用いてh^0(K_X+mL)に関するいくつかの結果を導けた。4.偏極多様体(X、L)の第iΔ-種数の非負性は一般には成り立たないことが以前に調べた結果からわかっていた。そこで一般に非負性はどの程度言えるかについて調べ、次のことを示すことができた:h^0(L)>0のときdimBs|L|+1〓i〓nなる任意の整数iに対してΔ_i(X、L)〓0が成り立つ。またi=dimBs|L|かつΔ_i(X、L)<0なる(X、L)の例についても発見した。
両親媒性高分子電解質の自己組織化

両親媒性高分子は水溶液中において疎水性連鎖間の会合と親水性連鎖の水への微視的な溶解に伴うミクロ相分離によって様々な形態のミセル状組織体を形成する。ミセル組織の形態、構造、及び性質は疎水基会合が多分子的に起こるか単分子的に起こるかによって異なり、それらは溶媒組成、濃度、温度などの条件にも影響されるが、高分子の化学構造に大きく依存する。ランダム共重合体の場合、疎水基会合が多分子的に起こると組織は無制限に大きくなり相分離やゲル化を引き起こすが、会合が分子内のみに限られると単一高分子ミセル(ユニマ-ミセル)が形成される。一般に、希薄水溶液中においてユニマ-ミセルを形成する場合でも、濃度増加に従って分子間会合へと変化する。しかし、以下に述べる両親媒性ランダム共重合体は高濃度領域においても分子内会合が優先し、濃度に関係なくユニマ-ミセルを形成することを見い出した。ドデシル基、シクロドデシル基、アダマンチル基、ナフチル基などのかさ高い疎水基でN-位を置換したメタクリルアミドと2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS)との共重合体は水溶液中において完全に分子内のみで自己組織化を引き起こすことが明かになった。疎水基含量が10-30mol%になるとセグメント電荷反発に打ち勝って近接疎水基間で会合が起こり、分子鎖に沿ってミセル単位(花型ミセル)が幾つもできるが、疎水基含量が40mol%以上になるとこれらのミセル単位どうしが2次的に会合し、高次構造からなるユニマ-ミセルを形成することが分かった。この高次ユニマ-ミセルは極めてコンパクトなナノ組織体であり、分子量のわりにはサイズが小さい。例えば、シクロドデシル基を50mol%含むコポリマーの場合、重量平均分子量は5.2×10^5であるが、動的光散乱法(DLS)により測定したストークス直径は約11nmと極めて小さいことが判明した。
特別支援教育の本格的実施を迎えた小・中学校における出張相談の在り方について

近年、特別支援教育へ転換が図られ、通常の小・中学校等においても個々の教育的ニーズに応じた教育が求められている。これを進めるには、先生方の発想の転換や工夫など、現場の理解と努力が必要になる。そこで、配慮が必要な子どもたちへの自然で適切な支援をめざし、出張相談の在り方を探求した。1継続的に出張相談してきた児童の迫跡調査6年目の出張相談を迎えた事例について、児童の成長や変化を追跡した。これを通して、幼児期と就学後の教育環境の大きな変化と、それに対する対象児への影響、およびそれぞれの時期で必要と考えられる支援をまとめた。そして、個別の支援が必要な子どもの早期発見と早期からの支援の大切さや、学校園および関係機関とが連携した長期的で一貫した支援の必要性を再確認した。2教育的ニーズに応じた相談支援の在り方どのような子どもでも、のびのびと自分の力を精一杯発揮する場や、適切な学習ができる場、および関わりがもてる友達がいる場を保障することが必要である。そこで、通常学級で対人関係に課題をもつ児童に対して、教育的ニーズや特性に応じた少人数での指導(ソーシャルスキルトレーニング)を試行した。有意義な指導になるよう、安心して取り組める学習環境や、スモールステップを踏んだ活動内容を検討して授業づくりを行った。すると、指導ごとに、対象児は素直な言動を見せたり「自分もできた」という自信を積み重ねたりできた。また、在籍校と保護者と本校とが連携しながら進めたことで、本校で学んだことを実際の生活にいかすことができた。また、保護者の安定が対象児への安定にもつながった。本校としても、このような通常学級で課題をもつ児童への、個々のニーズに応じた指導の大切さを検証することができた。3支援ツール「子どものココを見て!リスト」の充実完成実際の出張相談で的確なアドバイスができるよう、「子どものココを見て!リスト」を作成した。まず、子どもの実態から把握する必要がある項目をチェックリストとしてまとめた。さらに、課題となる行動とその背景、予想される原因、および具体的支援をリンクさせデータ化し、現場で使える資料を作成した。この資料作成によって、出張相談に携わる者が共通の視点をもって相談にあたることができた。そして、これまでの事例を振り返り、新たな視点で対象児の行動をとらえたり、様々な支援方法に気づいたりできた。
学習理論の研究と知能情報処理への応用

1.統計的学習においては,特定の環境で得られたデータを用いる研究が従来多くなされてきた.しかし最近になり,多くの異なる類似したタスク間で情報を共有して学習を行う方法(マルチタスクラーニング)が注目を集めている.我々は,連続的なパラメータをもつマルチタスク分類問題を新たに定式化して理論的な基礎となる結果を与えた.この設定は応用上頻繁に現れるにもかかわらず,今まで系統的な研究がなされてこなかった重要なものである.あるタスクの学習を行う際,近いタスクのデータを取り入れた方が学習結果のばらつきが小さくなるが,あまり異なるタスクから多くのデータを取り入れると学習結果にバイアスが生じる.そのため,どの範囲のタスク集合からデータを統合するかが問題になる.そのための最適な窓幅をサンプルサイズを増やしたときの漸近的な評価を行うことにより求め,その最適窓幅を用いた時の汎化誤差を与えた.さらに,最適な窓を用いて統合を行った際の汎化誤差が,他のいかなる方法で学習機械を構成してもミニマックス性の意味で改良することができないことの証明を与えた.本研究に関連し,マルチタスクラーニングにおいて顕著な業績をあげているUniversity College LondonのPontil氏の研究室を訪れ意見交換を行った.2.二つの確率変数間の独立性を測る新しい指標を提案しその理論的解析および実問題への応用実験を行った.提案した指標は一般に広く用いられている相互情報量に非常に似たものであるが,推定量が解析的に求められることやモデル選択が可能であるという利点がある.我々はこの指標を,高次元データから意味のある低次元の表現を得るいわゆる次元削減の問題および独立成分分析に応用し,その有効性を確かめた.本研究および関連する研究はいくつかの査読付き国際学会に発表され,また論文誌にもその一部が発表された.1.任意の有限離散分布がゲーム論的確率論の枠組みにおいても構成されることを示した.測度論的に定義されていた期待値や確率の概念がゲーム論的には通常の複製戦略によって実現されることを示し,それを具体的にいくつかの有限離散分布において導出した.2.ベイズ予測分布と真の分布からの距離をKLダイバージェンスを用いて測り,それのサンプルによる期待値をリスクとする.正則なパラメトリックモデルにおいては非負優調和関数が存在すればJeffreys事前分布を漸近的に優越することができることが知られている(Komaki,2006).本研究では,この事実がKLダイバージェンスの一般化であるα-ダイバージェンスにおいても普遍的に成り立つことを示し,また入力Xに対する出力Yの条件付き分布についても同様の議論が成り立つことを確かめた.3.Bayes推定を用いたBoosting手法を提案し,その一致性を示した.Boostingは広く応用されている学習法でありその一致性を含めた研究が数多くなされてきている.中でも各ステップにおける刻み幅を小さくとると予測精度が上がることが報告されている.本研究では,これをBayes推定の枠組みで捉えなおし,事前分布がある条件を満たせば一致性が成り立つことを証明した.4.前立腺癌に対する代表的な療法としてホルモン療法がある.この療法は臨床において大きな実績があるがホルモン療法を続けていると再燃といわれるホルモン療法耐性癌の増殖現象を引き起こしてしまう.そこで,わざと間欠的にホルモン療法を休止する間欠療法が注目されている.本研究では前立腺癌の数理モデルをもとに,最適な間欠療法プロトコルを制御理論や最適化の手法を用いて導く方法を提案した.また,世界でも早くからホルモン療法を臨床で取り入れてきたBruchovskyらカナダの研究グループを訪れ研究発表を行い意見交換を行った.1.マルチタスクラーニングとは複数のタスク(二値判別問題や回帰問題)を学習する際に,タスク間の類似性を利用することによって,それぞれのタスクを個別に学習するよりも良い学習性能を実現しようという枠組みである,本研究ではマルチタスクラーニングにおけるタスク識別性に関する新しい収束レートを導出した.また,先行研究ではタスクはあくまで離散的な扱いをされていたが,実際の問題では連続的にパラメトライズされたタスクを考えることが重要になることがある.本研究はそのような状況ではどのような学習スキームが有用でそれはどのような性能を示すかという考察を行った.具体的には,パラメータに関するリプシッツ連続性を分布に仮定した下でその最適なデータ統合の仕方やその般化誤差の導出を行った。2.ある二つの分布の密度比を求めることは共変量シフト下での学習において重要な役割をはたす.密度比を推定する方法としてKLIEP(Sugiyama,2007)が提案されており,本研究ではその推定誤差をノンパラメトリックな場合とパラメトリックな場合で導出した.パラメトリックな場合ではさらに漸近正規性も導出した.また,密度比推定を応用することにより二つの確率変数の相互情報量も推定できる.そのための新しいアルゴリズムの提案や収束レートの導出を行った.なお,本研究は東京工業大学の杉山将准教授との共同研究である.3.昨年度から提案しているBayes推定を用いたBoosting手法を改良し,その一致性を示した.証明はZhang(2005)における通常のBoostingの一致性の証明とノンパラメトリックベイズで知られている理論的な結果を合わせることにより行われた.またLassoと呼ばれる手法をBoostingに適応した手法を提案し,その一致性を証明した.理論的な結果に加えて数値実験も行い提案手法が既存手法を改善していることを示した.

1.統計的学習においては,特定の環境で得られたデータを用いる研究が従来多くなされてきた.しかし最近になり,多くの異なる類似したタスク間で情報を共有して学習を行う方法(マルチタスクラーニング)が注目を集めている.我々は,連続的なパラメータをもつマルチタスク分類問題を新たに定式化して理論的な基礎となる結果を与えた.この設定は応用上頻繁に現れるにもかかわらず,今まで系統的な研究がなされてこなかった重要なものである.あるタスクの学習を行う際,近いタスクのデータを取り入れた方が学習結果のばらつきが小さくなるが,あまり異なるタスクから多くのデータを取り入れると学習結果にバイアスが生じる.そのため,どの範囲のタスク集合からデータを統合するかが問題になる.そのための最適な窓幅をサンプルサイズを増やしたときの漸近的な評価を行うことにより求め,その最適窓幅を用いた時の汎化誤差を与えた.さらに,最適な窓を用いて統合を行った際の汎化誤差が,他のいかなる方法で学習機械を構成してもミニマックス性の意味で改良することができないことの証明を与えた.本研究に関連し,マルチタスクラーニングにおいて顕著な業績をあげているUniversity College LondonのPontil氏の研究室を訪れ意見交換を行った.2.二つの確率変数間の独立性を測る新しい指標を提案しその理論的解析および実問題への応用実験を行った.提案した指標は一般に広く用いられている相互情報量に非常に似たものであるが,推定量が解析的に求められることやモデル選択が可能であるという利点がある.我々はこの指標を,高次元データから意味のある低次元の表現を得るいわゆる次元削減の問題および独立成分分析に応用し,その有効性を確かめた.本研究および関連する研究はいくつかの査読付き国際学会に発表され,また論文誌にもその一部が発表された.
金ナノロッドの形状と局所原子変位に関する先端電子顕微鏡解析

棒状の金属ナノロッドはその形状異方性により局在プラズモン励起に伴う特徴的な光学特性を有しており、様々な光学機能素子としての応用が期待されている。本研究では、様々な光学機能素子としての応用が期待されている金ナノロッドの原子構造の形状依存性ならびにパルスレーザー光の照射によって励起される変形を伴う原子再配列挙動を最先端の走査透過電子顕微鏡(STEM)法を駆使して明らかにすることを目的としている。研究に用いた試料は、アスペクト比(=ロッドの長さ/ロッドの直径)が2.310.0の金ナノロッドであり、これらは単結晶で形状の長軸は[001]方向にある。遠心分離操作によって凝集を防ぐための界面活性剤を除去した後に、Arガスプラズマ中で予め親水化処理を施した電顕観察用支持膜上に金ナノロッドを分散した水溶液を滴下して、電子顕微鏡観察用試料とした。現有の収差補正高分解能電子顕微鏡(JEM-ARM200F ACCELARM)により、加速電圧を120 kVとして金ナノロッドの[100]あるいは[110]方向からHAADF-STEM原子分解能像観察を行った。得られたHAADF像中の各原子カラムの像強度に対して、隣接ピークの裾の重なりを考慮した上で二次元ガウス関数をフィッティングすることにより画像のピクセルサイズ未満のサブピクセル精度でもって原子コラム位置を決定して、金ナノロッドの平均格子定数、局所原子変位を求めた。上記の実験解析を行った金ナノロッドと同形のモデル系について、経験的原子間ポテンシャルを用いた分子動力学(MD)計算を行い、構造緩和後の平衡状態での原子位置を求めた。得られた構造について実験投影方向の原子コラム平均位置を求めて上記の実験結果と比較を行ったところ、平均格子定数、局所原子変位ともに良い対応が得られた。上記のように、本年度は金ナノロッドの高分解能電子顕微鏡(HAADF-STEM原子分解能像)観察による原子変位の解析を中心に進めて、十全の成果を得るに至った。観察においては、加速電圧は120 kVとして、表面スパタリング等による観察中の状態変化を抑えるとともに、電子プローブの早い走査による短時間で得る同一視野の複数のHAADF像を重ねることで試料ドリフトの影響を抑えることで、ピコメートルオーダーの位置決定精度を得ることができた。これは原子間距離の1 %程度に相当するものであり、世界的にも最高水準の精度に達している。一方、実験で求めた原子の局所変位の原因を明らかにするために、実験解析を行った金ナノロッドと同形のモデル系について、経験的原子間ポテンシャルを用いたMD計算も行なって、その良い対応も得るに至った。今後、ロッド径やアスペクト比、先端部の曲率、結晶表面の晶癖性などを変数として同様の実験解析とMD計算を行い、局所原子変位の支配因子が解明されることが期待できる。順調に計画通りに研究は進んでおり、計画の変更や遂行上の問題点は見当たらない。引き続き、様々な形態の金ナノロッドについて同様の解析を進めることで、金属ナノ粒子の局所原子変位を決定している支配因子を明らかにする。その成果は、様々な金属ナノ粒子の形態と表面や内部構造や原子変位との一般的な関係を導くものであり、基礎物性として重要な知見となることが期待される。さらに、近赤外パルスレーザー光照射前後でのナノロッドの原子構造変化についても、原子分解能HAADF-STEM法で解析することにより、照射励起によって引き起こされる原子挙動を解明する。ここでは、通常の原子分解能HAADF-STEM像解析とともに、電子線トモグラフィー法による3次元形態の解析を同時に進めることによって、立体的な原子構造変化過程を追求する。ナノ粒子の原子構造と形態の関係についての理解は、金ナノロッドに限らず広く金属ナノ粒子に共通するものであり、金属ナノ粒子全般の物性とその応用に関する研究に波及してその発展への貢献が期待できる。

上記の実験解析を行った金ナノロッドと同形のモデル系について、経験的原子間ポテンシャルを用いた分子動力学(MD)計算を行い、構造緩和後の平衡状態での原子位置を求めた。得られた構造について実験投影方向の原子コラム平均位置を求めて上記の実験結果と比較を行ったところ、平均格子定数、局所原子変位ともに良い対応が得られた。上記のように、本年度は金ナノロッドの高分解能電子顕微鏡(HAADF-STEM原子分解能像)観察による原子変位の解析を中心に進めて、十全の成果を得るに至った。観察においては、加速電圧は120 kVとして、表面スパタリング等による観察中の状態変化を抑えるとともに、電子プローブの早い走査による短時間で得る同一視野の複数のHAADF像を重ねることで試料ドリフトの影響を抑えることで、ピコメートルオーダーの位置決定精度を得ることができた。これは原子間距離の1 %程度に相当するものであり、世界的にも最高水準の精度に達している。一方、実験で求めた原子の局所変位の原因を明らかにするために、実験解析を行った金ナノロッドと同形のモデル系について、経験的原子間ポテンシャルを用いたMD計算も行なって、その良い対応も得るに至った。今後、ロッド径やアスペクト比、先端部の曲率、結晶表面の晶癖性などを変数として同様の実験解析とMD計算を行い、局所原子変位の支配因子が解明されることが期待できる。順調に計画通りに研究は進んでおり、計画の変更や遂行上の問題点は見当たらない。引き続き、様々な形態の金ナノロッドについて同様の解析を進めることで、金属ナノ粒子の局所原子変位を決定している支配因子を明らかにする。その成果は、様々な金属ナノ粒子の形態と表面や内部構造や原子変位との一般的な関係を導くものであり、基礎物性として重要な知見となることが期待される。さらに、近赤外パルスレーザー光照射前後でのナノロッドの原子構造変化についても、原子分解能HAADF-STEM法で解析することにより、照射励起によって引き起こされる原子挙動を解明する。ここでは、通常の原子分解能HAADF-STEM像解析とともに、電子線トモグラフィー法による3次元形態の解析を同時に進めることによって、立体的な原子構造変化過程を追求する。ナノ粒子の原子構造と形態の関係についての理解は、金ナノロッドに限らず広く金属ナノ粒子に共通するものであり、金属ナノ粒子全般の物性とその応用に関する研究に波及してその発展への貢献が期待できる。
レーザー複雑系のダイナミクスの研究

1.高密度励起効果による発振モード数の制御と単一周波数発振の実現と熱レンズ効果を利用した安定横モード発振のための設計論の構築2.非線形利得やレーザ下準位原子の量子干渉に基づく非線形モード結合効果の顕在化とそれらに基づく動的不安定性の発現の理論および実験的検証3.LD励起光により励起された電子がレーザ上準位へ非放射遷移する過程で放出されるフォノンによる散乱が起源と推察される誘導ラマン発振をNd系レーザで観測。発光波長は1.5μm付近に現われエルビウムドープ光ファイバー増幅器と適合4.ドップラー帰還変調によるマイクロチップレーザアレーでのカオス同期現象の観測と理論的再現。非同期から同期カオスへの遷移領域で位相スクイーズ状態(振幅は無相関、位相に強い相関)が生ずることを発見5.光帰還マイクロチップ固体レーザでの位相ゆらぎに起因するランダムカオス的バーストの発生と反位相ダイナミクスの観測ならびにシュミレーションによる再現。周波数シフト帰還レーザ系での量子雑音誘起秩序化の発見と理論的検証6.多モード内部第二高調波で問題となる動的不安定性(グリーンプロブレム)を回避した多重遷移同時発振緑色レーザの開発とテラヘルツ波発生への応用可能性の指摘7.LD励起マイクロチップ固体レーザでの自己光混合変調効果を利用した、驚異的感度を有する運動方向弁別型速度計測・振動計測の実現およびイメージングへの応用1.高密度励起効果による発振モード数の制御と単一周波数発振の実現と熱レンズ効果を利用した安定横モード発振のための設計論の構築2.非線形利得やレーザ下準位原子の量子干渉に基づく非線形モード結合効果の顕在化とそれらに基づく動的不安定性の発現の理論および実験的検証3.LD励起光により励起された電子がレーザ上準位へ非放射遷移する過程で放出されるフォノンによる散乱が起源と推察される誘導ラマン発振をNd系レーザで観測。周波数シフト帰還レーザ系での量子雑音誘起秩序化の発見と理論的検証6.多モード内部第二高調波で問題となる動的不安定性(グリーンプロブレム)を回避した多重遷移同時発振緑色レーザの開発とテラヘルツ波発生への応用可能性の指摘7.LD励起マイクロチップ固体レーザでの自己光混合変調効果を利用した、驚異的感度を有する運動方向弁別型速度計測・振動計測の実現およびイメージングへの応用1.多重遷移移動時単一モード発振と反位相ダイナミクス半導体レーザー励起LNPレーザーは、高Nd濃度性を反映し、励起光の吸収長が100μm以下と極めて短く、反転分布は励起端面付近に強く局在する。その結果として、非励起領域での共鳴再吸収が発振特性に強く関与する。我々は、LD励起LNPレーザーをを作製し、^4F_<3/2>→^4I_<11/2>の遷移線を形成する波長1048、1055および1060nmでの単一モード同時発振を見出した。また、特異な入出力特性と関連したマッカンバーの緩和振動周波数のスケール側からのずれ、および反位相雑音スペクトルを観測した。共同研究により多重遷移発振のレート方程式を導き、定常状態、線形安定性解析およびシュミレーションにより、実験的に観測されたすべての現象が良好に再現された。2.LD励起LNPレーザーにおける熱レンズおよび高密度励起効果LD励起マイクロチップレーザーでは、励起光により結晶中に形成される屈折率の2乗分布(熱レンズ)により安定な共振器条件が達成される。今回、我々は、熱レンズの焦点距離の励起密度依存性を表す理論式を導出し、それによって決る安定な共振器条件および共振器内発振スポットサイズを理論的に評価した。また、励起密度の増加に伴い、単一モード発振のための励起パワー領域が大幅に増加することが実験により見出された。LNPにおいては、高Nd濃度性により、近接励起原子間の相互作用(励起状態吸収によるオージェ再結合効果)が発現する。共同研究で構築した、オージェ効果を取り入れた理論解析の結果、第一発振モードにより掘られた空間的ホールバーニングパターンの平坦化が生じ、隣接縦モードの固有電界強度との重量積分(実行利得)が減少し、単一モード発振領域の拡大が起こることが導かれた。3.A型多重遷移発振に伴う反位相パルセーション1.で述べた多重遷移同時発振は、共通のレーザー上準位からシュタルク分裂した異なるエネルギー準位への遷移により起こる。我々は、このA型遷移に伴う緩和振動を基本とする不安定性を実験的に見出した。この自励振動は、個々の遷移線での発振出力に顕れ、総合出力では打ち消されるという反位相ダイナミクスを呈する。共同研究により(1)2つの遷移線モードが形成する空間的ホールバーニングパターンの空間的差

周波グレーティングによる発振光散乱、(2)発振モードの差周波数で共振器内で振動するテラヘルツビート波により形成される下準位原子間のコヒーレンズを考慮したレート方程式を導出し、その安定性解析・数値計算により観測された反位相パルセーションを説明した。従来、分極に対する断熱消去が可能なClass-Bレーザ系では、自由度の不足によりカオスに至る動的不安定性は発現しないと信じられてきた。今回、Nd:YVO_4レーザにおいて特異な結晶場によりもたらされる不均一広がりとそれに起因する発振モード間非線形利得結合を起源とするパルセーョン、ロッキング、準周期振動、カオス的緩和振動などを実験的に見出し、理論的に良好に再現した。2.半導体レーザ励起マイクロチップ誘導ラマンレーザレーザ媒質それ自体でのラマン散乱に起因するフォノン側帯波でのレーザ発振をNd系マイクロチップ固体レーザ(Nd:YAG、Nd:YVO_4、LNP)を用いて初めて観測した。発振波長は1.5μm付近であり、フォノンエネルギは約3000cm^<-1>と同定された。このストークス波長での誘導ラマン発振は、LDを遥かに凌ぐ単色性を有し、コヒーレント光伝送の復活を期待させる。3.レーザ・アレーでのカオス同期カオス同期現象は、カオス秘匿通信を行う場合の鍵である。今回、相互に結合したマイクロチップLNPレーザ・アレーにおいて自己光混合変調によってカオスを誘起し、結合度に対する状態変化を実験的に追及した。その結果、非同期から同期状態へ遷移する過程で、2つのレーザの振動強度の位相に強い相関が表れる"位相スクイーズド状態"が出現すること、同期状態では運動のエントロピーが増大することなど新知見が得られ、モデル方程式の解析により現象を検証した。4.外部戻り光誘起カオス的バースト光ファイバーと結合したマイクロチップ固体レーザにおけるランダムなカオス的バースト発生を実験的に見出し、カオス解析とシミュレーションより、レーザのFM雑音が起源であることを検証した。1.非線形利得やレーザ下準位原子の量子干渉に基づく非線形モード結合効果の顕在化とそれらに基づく動的不安定性の発現の理論を構築し、不均一広がりを有するNd:YVO4ならびにA型遷移LNPレーザにおいてそれぞれ実験的に検証した。いづれも、マイクロ共振器での光子寿命の超短化が起源である。2.LD励起光により励起された電子がレーザ上準位へ非放射遷移する過程で放出されるフォノンによる散乱が起源と推察される誘導ラマン発振をNd系レーザで観測した。発光波長は1.5μm付近現われエルビウムドープ光ファイバー増幅器と適合している。また、LNPレーザでは多重遷移同時発振においてオージェ再結合を介して、異なるエネルギーのフォノンモードが散乱に寄与することが励起密度依存性の実験により検証された。3.ドップラー帰還変調によるマイクロチップレーザアレーでカオス同期現象を観測し理論的に再現した。また、非同期から同期カオスへの遷移領域で位相スクイーズ状態(振幅は無相関、位相に強い相関)が生ずることを発見し、理論的に検証した。4.光帰還マイクロチップ固体レーザでの位相ゆらぎに起因するランダムカオス的バーストの発生と反位相ダイナミクスを観測し量子雑音(位相ゆらぎ)を導入した遅延帰還多モードレーザ方程式のシュミレーションにより再現した。また、周波数シフト帰還レーザ系においては、緩和振動とスパイク振動間の量子雑音を介した周波数ロッキングによりカオスが抑圧されることが実験ならびに理論的に導かれた。
生体内分解高分子ポリマーと骨髄細胞を組み合わせた小腸の機能再建法(小腸移植法)の開発

(1)小腸再生チューブの作製:人工高分子であるポリグリコール酸およびポリ乳酸を用いた小腸移植に適応した人工チューブはすでに完成した。また、われわれは今回bFGFがきわめて腸管上皮の再生に有用であることを証明した(Matsuura et al. Gastroenterology 2005)。この結果から、bFGFを小腸再生に応用することが重要と考え、bFGFが徐放可能となるような生体内分解性ゼラチンの作製を試み、これについてもすでに完成しえた。このbFGF徐放可能な生体内分解性ゼラチンを上記チューブに貼り付け、採取された骨髄細胞をそのチューブに接種し、小腸切除後のラットに移植した。移植後2ヵ月および3ヶ月後のチューブ内には小腸上皮と考えられる粘膜が再生していることを我々は確認しえた。(2)現在、再生された小腸粘膜に対して組織学的評価および機能評価をおこなっている。また、超細経の内視鏡からの観察では再生開始時より絨毛上皮は比較的早期から観察されることが証明された。またこの内視鏡による経時的な観察結果より、再生が進むにつれて絨毛内の血管密度がまず増強し、その後絨毛密度の上昇および肥大が確認された。(3)小腸再生上皮内の免疫担当細胞に関しては、現時点ではT細胞(CD4およびCD8細胞)、B細胞などの比率は正常小腸上皮内と比べても有意な差は認められなかった。(4)GFPラットからの骨髄細胞の採取は完成している。現在、(1)で記載させていただいた再生チューブにGFPラットから採取された骨髄細胞をチューブに接種後、同様の移植処置を施行しており移植された骨髄細胞の分布状態、および分化しうる細胞についての検討をおこなった結果、間質細胞および上皮細胞に分化しうることが示唆された。現在、(1)で記載させていただいた再生チューブにGFPラットから採取された骨髄細胞をチューブに接種後、同様の移植処置を施行しており移植された骨髄細胞の分布状態、および分化しうる細胞についての検討をおこなっている。

1.小腸再生チューブの作製:昨年までにポリグリコール酸およびポリ乳酸を用いた小腸移植に適応した人工チューブはすでに完成した。さらに、小腸再生に重要と考えられるbFGFの徐放が可能な生体内分解ゼラチンを上記チューブに貼り付けることにも成功した。骨髄細胞を接種したチューブと骨髄細胞が接種されていないチューブを小腸切除後のラットに移植した。移植後2ヶ月および3ヵ月後の骨髄細胞を接種したチューブ内に、小腸上皮が再生していることが確認された。一方、骨髄細胞が接種されていないチューブにおいては、小腸粘膜の再生は認められるものの、軽微であった。以上の結果から、小腸再生に関して骨髄細胞が重要な役割を演じているものと考えられた。2.再生小腸粘膜の観察:超細経の内視鏡を用いた観察では、小腸上皮内には絨毛上皮の存在が確認された。再生小腸上皮内の免疫担当細胞に関しては、樹状細胞、マクロファージ、T細胞、B細胞などの比率をフローサイトメトリー法により解析した。その結果、正常の小腸上皮に存在するこれらの細胞の比率と再生上皮内に存在する細胞比率に差は認められなかった。3. GFPラットから採取した骨髄細胞をbFGF含有チューブに接種し、小腸に移植した。その3ヶ月後、移植された骨髄細胞の分布に関して蛍光顕微鏡を用いて確認している。その結果、GFP発現細胞は主として間質に多く認められた。これらの細胞は免疫染色法により線維芽細胞および筋線維芽細胞の性質を兼ね備えていた。これらの結果から接種された骨髄細胞は主として線維芽細胞および筋線維芽細胞に分化する可能性が示唆された。