hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病原ビブリオが産生するシデロフォアと宿主の炎症惹起反応との関連

本研究ではRyhBがvibrioferrin生合成オペロンのmRNAに作用し安定化させることによりvibrioferrin産生を増大していることを見出した。このRyhBによるシデロフォア産生増大のメカニズムは初めて見出された例であり、大変興味深く、今後発展が期待できる。ビブリオ属細菌が産生するシデロフォアが宿主細胞にどのような影響を与えているかはこれまでほとんど判っていない。今後は腸炎ビブリオが産生するシデロフォアであるvibrioferrinの宿主細胞に与える影響について、特に炎症反応に与える影響を中心に検討していく。また、既に構築している病原ビブリオのシデロフォア産生抑制株を用いてヒト腸管上皮細胞株に対する感染実験を行い、親株感染時における炎症応答と比較し検討する。現在、平成23年度実験計画の病原ビブリオシデロフォアの細胞添加実験を継続中である。次年度使用額として800千円程度あるが、これには平成23年度実験計画の病原ビブリオシデロフォアの細胞添加実験で使用する"ELISAキット"、"細胞培養関連試薬"、"RNA関連試薬"の未購入分が含まれている。次年度は上記の平成23年度未購入分消耗品とともに次年度購入予定消耗品(分子生物関連試薬、細胞培養関連試薬、ウエスタンブロット用試薬等)に研究費を使用する。また、研究成果発表(横浜、3日間)のための国内旅費、および論文投稿料としてそれぞれ100千円程度を研究費から使用する予定である。
結合セル力学系の分岐の研究

結合セル力学系の同期破壊分岐に関する論文を完成し,学術誌に投稿して掲載された.結合セル力学系のパラメータ族において,すべてのセルの状態が完全に同期した状態が,パラメータの変動に伴って同期状態が変化することを同期破壊分岐と呼ぶ.これは対称性のある系において,完全に対称的な解がパラメータの変動に伴って非対称になる対称性破壊分岐の類似として,結合セル力学系における特徴的な分岐である.このような同期破壊分岐をより良く理解するために,可能なすべての商ネットワークによる同期解を考えるという着想により,分岐の還元可能性の概念を導入した.同期破壊分岐が還元性を持つとは,どの分岐解の枝もいずれかの商ネットワークの結合セル力学系の分岐から導かれていることであり,その場合には分岐を調べるには,元の結合セル力学系よりも小さな系を調べれば良いことになり,解析が容易になる.正則な結合セル力学系の1パラメータ族における定常解の同期破壊分岐を精密に考察し,ネットワークのインプット数が1の場合の解の完全な分類と,その帰結としての分岐の還元性を示した.またインプット数が2以上の場合には,ネットワーク構造が二面体群の対称性を持つ場合に,同期破壊分岐に関する還元可能性のための条件を,これまでの研究において明らかにし,それを論文にまとめて発表した.これは部分的であるとはいえ,同期破壊分岐の特徴的構造の一端を見出した興味深い結果であると考えている.今年度は,商ネットワークでなく,部分ネットワークに着目して結合セル力学系のダイナミクスを理解しようとする試みにも取り組み,今後の結合セル力学系の研究のための有力な方法に発展する可能性が期待される結果を得て,プレプリントにまとめると共に,国内外の研究集会で研究発表を行った.(抄録なし)23年度は,研究実施計画に沿って,修士論文の結果を発展させるために,結合セル力学系(CCS)の分岐を調べる際にもっとも基本的な情報である線型部分について,一般の正則な結合セルネットワークとその商ネットワークの対応を通して調べ,正則な結合セルネットワークとその商ネットワークのそれぞれの隣接行列の固有多項式の間に成り立つある関係式を見出した.より正確には,Gをvalency v(G)を持つ正則な結合セルネットワーク,A_Gをその隣接行列,X(A_G)をA_Gの固有多項式とする.QがGの商ネットワークであるときには,X(A_G)はX(A_Q)を因子に持つことがGolubitskyらによって示されているが,その一種の拡張として次の定理を示した.定理:正則な結合セルネットワークGのバランス同値類のうちで2個以上の要素を持つものをC_1,...,C_kとする.Qを各C_j(j=1,...,k)を1点につぶして得られるGの商ネットワークとするとき,多項式P(λ)=X(A_G)/X(A_Q)はC_1,...,C_kの内部とそれらの間のネットワーク構造だけで決定される.系:特にk=1の場合には,2個以上の要素を持つただ1つのバランス同値類をCとすると,が成り立つ.k=2以上のときにX(A_G)がどのように表されるかはまだ十分に明らかではないが,k=2の場合についてはある予想を持っており,また,このことが結合セル力学系におけるHopf分岐と密接な関係を持っていると予想されるので,24年度はこの予想を研究することが重要な課題の1つであると考えている.今年度は,研究計画の課題の1つであった結合セル力学系の定常解(平衡解)の分岐について研究を続け,昨年度までに得られた結合セル力学系の定常解の分岐の被約性(reducibility)に関する結果を,より一般のグラフ構造に対して次のような定理の形に拡張することができた.定理:2面体群D_nを対称性に持つ位数nの結合セル力学系においては,genericな余次元1の定常解の分岐はその分岐の臨界固有値の重複度が1または2であれば,被約であるこの定理をそれまでに得られた結果と合わせて論文にまとめ,Journal of Mathematical Analysis and Applicationsに投稿した.また,この結果を9月初めにスペインで開催された国際会議"Dynamical Systems : 100years after Poincare"で口頭発表した.今年度当初の計画では,結合セル力学系の周期解の分岐に対するある予想について研究することがもう1つの課題であったが,研究を進める中で,部分的な結果は得られたものの,その予想自体は成り立たないことが判明した.その結果,この方向での研究の進展は困難になったが,5月に参加した台湾での国際研究集会"NCTS Workshop on Dynamical Systens"で,結合セル力学系理論の創始者の1人であるMartin Golubitsky教授と会い,指導教員の國府寛司教授からもGolubitsky教授を訪問することを勧められたので,11月から12月にかけての約1ヶ月間,オハイオ州立大学のGolubitsky教授の研究室を訪問して,上記の定常解の分岐の被約性に関する結果や,関連する問題について議論した.その議論の中で,2部グラフ(bipartite graph)上の結合セル力学系の定常解の安定性と分岐が未解決の問題であることに気づき,それについての研究を開始した.これは次年度に継続する興味深い課題である.結合セル力学系の同期破壊分岐に関する論文を完成し,学術誌に投稿して掲載された.結合セル力学系のパラメータ族において,すべてのセルの状態が完全に同期した状態が,パラメータの変動に伴って同期状態が変化することを同期破壊分岐と呼ぶ.

これは対称性のある系において,完全に対称的な解がパラメータの変動に伴って非対称になる対称性破壊分岐の類似として,結合セル力学系における特徴的な分岐である.このような同期破壊分岐をより良く理解するために,可能なすべての商ネットワークによる同期解を考えるという着想により,分岐の還元可能性の概念を導入した.同期破壊分岐が還元性を持つとは,どの分岐解の枝もいずれかの商ネットワークの結合セル力学系の分岐から導かれていることであり,その場合には分岐を調べるには,元の結合セル力学系よりも小さな系を調べれば良いことになり,解析が容易になる.正則な結合セル力学系の1パラメータ族における定常解の同期破壊分岐を精密に考察し,ネットワークのインプット数が1の場合の解の完全な分類と,その帰結としての分岐の還元性を示した.またインプット数が2以上の場合には,ネットワーク構造が二面体群の対称性を持つ場合に,同期破壊分岐に関する還元可能性のための条件を,これまでの研究において明らかにし,それを論文にまとめて発表した.これは部分的であるとはいえ,同期破壊分岐の特徴的構造の一端を見出した興味深い結果であると考えている.今年度は,商ネットワークでなく,部分ネットワークに着目して結合セル力学系のダイナミクスを理解しようとする試みにも取り組み,今後の結合セル力学系の研究のための有力な方法に発展する可能性が期待される結果を得て,プレプリントにまとめると共に,国内外の研究集会で研究発表を行った.研究計画では,修士論文の発展として,結合セル力学系について,インプット数が2以上のより一般の結合セル力学系の平衡解や周期解の余次元1の分岐問題を研究することと,どのような条件で結合セルネットワークの分岐問題の商ネットワークの分岐問題への還元可能性が判定できるかを研究することが23年度の研究課題であった.これに沿って,インプット数が2以上の一般の正則結合ネットワークについて,分岐のために最も基本的である線型部分の情報について,結合セルネットワークとその商ネットワークの間に成り立つ関係と,それに関連する周期解に関連する予想を見出すことができた.これらは今後の研究に基本的であり,研究は順調に進展していると判断される.当初,考えていた結合セル力学系の周期解の分岐についての予想は成り立たないことが判明して,その方向では進展が困難であるとわかったが,これまでの定常解に関する分岐の被約性の結果を,より一般のD_n対称性を持つグラフに拡張できたことと,新たな研究課題として2部グラフ上の結合セル力学系の解の安定性と分岐についての未解決問題の研究を開始できたのは,大きな収穫であり,総合的に見て研究は順調に進展していると言える.今後は,上述の予想を解決し,そのHopf分岐との関連性を調べることを第1の目標とする.また,結合セルネットワークとその商ネットワークの関係を考える上での1つの極端な状況として,素な結合セルネットワークとそれに付随する結合セル力学系の分岐を調べることが重要であるとの感触を得ており,その研究も開始する.更に,Golubitskyらによって詳しく研究された結合セル力学系の対称性の理論を拡張し,同期や同期破壊分岐を調べるために,対称性を持たない結合セル力学系に対する内部対称性と呼ばれる弱い意味での対称性に着目することが考えられる.
薬物応答におけるオルガネラ間協調の解析

細胞の機能は素反応別に検討されることが多いが、細胞は(細胞膜を含め)オルがネラの集合体として構成されており、全体としての機能はそれらの協調の上に成立しているわけであるから、素反応別の解析のみでは十分とはいい難い。しかし、一つの研究室でこれら素反応のすべてを把握するするのは難しく、グル-プで議論を集約していく方が理解が深まり、成果を挙げるものと思われる。なお、このよやな機能的協調の解析には、定常状態よりも反応が顕在化する刺激対処時の方が適している。本研究が薬物刺激への応答を前提としたゆえんである。従って、以下のような成果は薬物作用の分子レベルでの解明にもつながるものである。1)細胞膜と細胞核間における協調:細胞膜受容体への増殖因子、レクチン、ホルミナ等の結合による情報が、二次メッセンジャ-産生等を介して細胞核に伝達され、増殖、分化、酸素誘導等の発現な至るが、この間に作動する機能的協調のメカニズムを解明した。2)細胞質諸要因と細胞核間における協調:ある種のホルモンに対する細胞質内受容体やポリアミン産生系といった細胞質諸要素を材料として、これら要素と細胞核内のクロマチン等の機能的協調関係を検討した。3)細胞膜、リソソ-ム、小胞体等の間における協調:細胞膜でのエンドサイト-シス、エキソサイト-シス機能、リソソ-ムでの分解機能、小胞体膜での糖鎖付加機能等の間に存在するとみられる協調関係を究明した。4)細胞膜と細胞質諸相因間における協調:細胞膜における受容体を介しての刺激情報や刺激による構造変化の情報等が如何に細胞質内で伝達され、処理されるかを、代謝や細胞骨格の変化等との関連から解析した。薬物等の刺激に対する細胞の反応は、各々の素反応について解析されることが多いが、実際は細胞質成分を含む種々のオルガネラが協調した形で反応している。本研究は、これらの機能的協調という観点から細胞の刺激応答を検討することを目的とした。1)細胞膜と細胞核間の協調(市原、名取、野村)市原は、初代培養ラット肝細胞を用いて、細胞同士の接触による膜刺激と、HGFやインターロイキン作用の組み合わせの細胞増殖への作用から細胞膜一核間の協調を論じ、名取はセンチニクバエ胚細胞からカルジオルピンに選択的に結合する蛋白を分離し、発生における機能を検討している。また、野村はニューロンモデルとしてNG108-15細胞を用い、ヒスタミンによるホスファチジルインシトール代謝変化と神経分化の関連について、発生薬理学的に興味ある知見を得た。2)細胞質構成要素と細胞核間の協調(大場、五十嵐)大場は核クロマチン上のトリヨードサイロニンリセプターによる活性化機構を解析した。五十嵐はポリアミンの蛋白合成への作用を解明した。3)細胞膜と細胞内構造との間の協調(加藤、井上、市川、高野)加藤は、初代培養ラット肝細胞でのシスティンプロテァーゼの生合成後の細胞内輸送過程とプロセシング機構を、井上は肥満細胞でのヒスタミン遊離機構を、市川はマストサイトーマでのプロスタグランジン受容体の修飾を、高野は血管内皮細胞の輸送選択性を明らかにした。4)細胞膜と細胞質構成要素の間の協調(赤松、石橋)赤松はマクロファージ、石橋は白血球について協調機構を解明した。上記のように、様々な角度から薬物への反応を中心に細胞内の協調関係を検討し多くの知見を得たが、これらを結びつける機構の解明が今後の大きな課題である。細胞の刺激への応答は、オルガネラ等各反応部位の素反応について研究が深められているが、実際の反応は細胞質要因を含め種々のオルガネラの協調において行われている。

本研究はこの協調という観点に立ち、薬物への応答の解析を総合的に行うことを目的として組織されたものであって、平成元年12月26日には全員で班会議および公開講演会を広島市で行い、成果を総合討論した。1)細胞膜と細胞核間の協調については、市原、赤松、名取、野村らが中心になって検討を進め、細胞膜受容体に増殖因子、ホルモン、レクチン等のリガンドの結合による情報が細胞核に伝達される過程、核酸合成細胞増殖、酵素誘導等が発現する過程について、多くの新しい知見が得られた。2)細胞質諸要素と細胞核間の協調については、大場、五十嵐らが主として検討し、ポリアミン産生系等の細胞質酵素やホルモンの細胞内受容体等の細胞質要素の変動とクロマチン機能等との協調関係を解析した。3)細胞膜とリソソ-ム、小胞体等との協調の解析は、加藤、高野らが主として担当し、細胞膜におけるエンドサイト-シスやエキソサイト-シスとリソソ-ム機能との協調、リソソ-ム酵素の産生等についての新しい事実を明らかにした。4)細胞膜と細胞質要素との協調に関しては、井上、市川、石橋らを中心に解析を進めた。細胞膜機能が細胞質要素と結合解離により制御される、あるいはその逆の例が近年種々認められているが、細胞膜リン脂質代謝酵素の細胞質への放出、プロスタグランジン受容体とその代謝制御への関与、細胞質因子の細胞膜への移行とその意義などについて多くの新しい知見が得られた。これらの具体的成果の一端は、II.の研究発表に示すようである。1)細胞膜と細胞核間の協調については,市原、赤松、名取、野村らが中心になって検討を進め、細胞膜受容体に増殖因子、ホルモン、レクチン等のリガンドの結合による情報が細胞核に伝達される過程、核酸合成細胞増殖、酵素誘導等が発現する過程について、更に検討し、多くの新しい知見が得られた。3)細胞膜とリソソ-ム、小胞体との協調の解析については、加藤、高野らが主として担当し、細胞膜におけるエンドサイト-シスやエキソサイトとリソソ-ム機能との協調、リソソ-ム酵素の産生等についてのいくつかの新しい事実を明らかにした。4)細胞膜と細胞質要素との協調に関しては、井上,市川、石橋らを中心に解析を進めた。細胞膜機能が細胞質要素と結合解離により制御される、あるいはその逆の例が近年種々認められているが、細胞膜リン脂質代謝酵素の細胞質への放出、プロスタグランジン受容体とその代謝制御への関与、細胞質因子の細胞膜への移行とその意義などについて新しい事実を明らかにした。これらの具体的成果の一端は11の研究発表に示すようであり、本年度は昨年度までの実績に基づいて研究を進展させ、上記のような成果を挙げた。
がん化学療法施行時における食品成分併用リスクの免疫学的評価

がん治療においては、医療費が高額となることから治療と並行して、免疫賦活を目的に機能性食品を使用するケースが増えている。そのため、薬-食相互作用について注意が必要であるが、これらの相互作用についての報告は少ない。本研究では、経口抗がん剤が腸管に与える影響および機能性食品を併用した時の効果をα-defensinの発現を指標にして評価した。テガフールを曝露することにより、HD-5/6 mRNA量は3時間曝露で最も減少した。さらに機能性食品成分を同時添加したところ、HD-5/6 mRNAの減少を回復させる効果が認められた。またテガフールによるHD-5減少に活性酸素が一部関与することを明らかにした。がん治療においては、医療費が高額となることから治療と並行して免疫賦活を目的に機能性食品を使用するケースも少なくない。その様な場合、薬-機能性食品相互作用について留意することが重要であるが、これらの相互作用についての報告は少ないのが現状である。本研究では、がん患者におけるサプリメントと経口抗がん剤の併用リスクの回避を目的とし、経口抗がん剤およびサプリメント処理後の輸送および免疫機能の変動について検討した。また前年度確立した免疫評価法を用い、テガフールによる免疫低下に抗酸化食品が与える影響を評価した。テガフールおよび抗酸化食品を同時添加したところ、テガフールによるα-defensin発現減少を回復させる効果が認められた。またα-defensinの発現低下に対するROSの関与をDCFH-DA法を用いて検討し、α-defensin発現減少の一部にROSが関与することを明らかにした。テガフールの吸収動態については、細胞内取り込み過程にpH依存性のトランスポーターが関与している可能性が強く示唆されたが、一部の抗酸化食品においては、常用される濃度を併用した場合に吸収過程でのFT輸送への影響はほとんど見られないことが示された。がん患者におけるサプリメントと経口抗がん剤併用によるリスクの事前回避を目的とし、ヒト小腸株化細胞を用いて、経口抗がん剤処理後の腸管免疫物質の発現変動を測定することにより免疫能への影響を評価した。抗がん剤暴露によって、腸管免疫物質の発現は低下した。さらに、日常摂取される食品機能性成分との併用における免疫能の変動を検討し、食品機能性成分の種類により腸管免疫向上効果が異なることを見出した。北海道大学大学院医学部(博士研究員)から、北海道薬科大学(講師)へ所属がかわり、実験機器・器具および試薬等の不足が生じたため。平成24年度は、抗がん剤および食品成分添加によるα-defensin mRNAの発現変動のみの検討であった。平成25年度は、インターロイキンの発現量やタンパク質発現量についても測定し、両者の発現パターンについて相関性評価を行いたい。平成25年度の研究費の主要な用途は、FBS、培地、フラスコ、プレート等のプラスチック製品、抗体が経費の多くを占める。また、免疫評価のため、サイトカインおよび測定用試薬等の試薬類が必要である。これに伴う費用として、1,700,000円を見込んでいる。
材料・皮膜の接合性および密着性の非破壊的評価のための超音波試験装置の開発

超音波試験法による溶射皮膜の密着性および接合材の接合性評価のための新しい装置を開発し,その実用性を明らかにした。得られた主たる結果は,以下のようにまとめられる.1)従来使用していた3軸走査装置に大幅な改良を加え, X-Y-Zの直行3軸に加えて超音波探触子の方向を微調整できるαおよびβの2軸を加えた計5自由度を持つ精密な多軸測定ロボットを製作した.まず,本装置を用いて超音波探触子が測定材に常に垂直となるような探触子姿勢制御システムを構築した.さらに探触子を曲面に垂直性に保ちつつ表面を自動倣いするための倣い制御システムをを構築した.またその実用性を確認するために実際に5軸ロボットおよび制御システムを構築し,実験によりその有効性を示した.2)本超音波法を実際に工場あるいは現場における大型構造物に適用することを可能とするために,新たに局部水浸法を開発した。本法は,探触子と被測定材との間隙に超音波の伝播媒体としての液体を保持するため,探触子にノズルを適用し,常に必要量の水を流しつつ試験を行うものである.開発したシステムによる測定実験結果より,本法を用いても従来の実験室的な小型水槽における試験に遜色のない測定精度が得られることが示され,その有効性が確認された.3)気孔率,密着性を同時に測定し,それらを非破壊的に精密に推定する手法を新たに提案した.本手法の有効性についてはさらに検討する必要があるが,従来の手法に比べてより高精度な評価が可能性であることを確認しつつある.4)周波数の異なる趙音波を用いて超音波実験を行い,測定精度および測定限界に対する周波数の影響について検討した.これに関しては,さらに検討を重ねる必要があるが,周波数の上昇に伴って超音波の集束性は向上するため,その測定精度が改善されることを示した。5)底面エコー法による摩擦圧接部の接合性評価が可能であることを示した。超音波を用いた溶射皮膜の密着性評価のための新しい装置を開発し,その実用性を明らかにした。得られた主たる結果は,以下のようにまとめられる.1)従来使用していた3軸走査装置を大幅な改良を加え,X-Y-Zの直行3軸に加えて超音波探触子の方向を微調整できるαおよびβの2軸を加えた計5自由度を持つ精密な多軸測定ロボットを製作した.まず,本装置を用いて超音波探触子が測定材に常に垂直となるような探触子姿勢制御システムを構築した.さらに,探触子を曲面に垂直性に保ちつつ表面を自動倣いするための倣い制御システムを構築した.またその実用性を確認するために実際に5軸ロボットおよび制御システムを構築し,実験によりその有効性を示した.2)本超音波法を実際に工場あるいは現場における大型構造物に適用することを可能とするために,新たに局部水浸法を開発した。本法は,探触子と被測定材との間隙に超音波の伝播媒体としての液体を保持するため,探触子にノズルを適用し,常に必要量の水を流しつつ試験を行うものである.開発したシステムによる測定実験結果より,本法を用いても従来の実験室的な小型水槽における試験に遜色のない測定精度が得られることが示され,その有効性が確認された.3)気孔率,密着性を同時に測定し,それらを非破壊的に精密に推定する手法を新たに提案した.本手法の有効性についてはさらに検討する必要があるが,従来の手法に比べてより高精度な評価が可能であることを確認しつつある.4)周波数の異なる超音波を用いて超音波実験を行い,測定精度および測定限界に対する周波数の影響について検討を開始した.これに関しては,さらに検討を重ねる必要があるが,周波数の上昇に伴って超音波の集束性は格段に向上するため,その測定精度が改善される可能性があることを示した。本法は,探触子と被測定材との間隙に超音波の伝播媒体としての液体を保持するため,探触子にノズルを適用し,常に必要量の水を流しつつ試験を行うものである.開発したシステムによる測定実験結果より,本法を用いても従来の実験室的な小型水槽における試験に遜色のない測定精度が得られることが示され,その有効性が確認された.3)気孔率,密着性を同時に測定し,それらを非破壊的に精密に推定する手法を新たに提案した.

本手法の有効性についてはさらに検討する必要があるが,従来の手法に比べてより高精度な評価が可能性であることを確認しつつある.4)周波数の異なる趙音波を用いて超音波実験を行い,測定精度および測定限界に対する周波数の影響について検討した.これに関しては,さらに検討を重ねる必要があるが,周波数の上昇に伴って超音波の集束性は向上するため,その測定精度が改善されることを示した。5)底面エコー法による摩擦圧接部の接合性評価が可能であることを示した。超音波を用いた溶射皮膜の密着性および摩擦圧接継手の接合性評価について詳細な検討を行い本法の有効性を確認した。得られた主たる結果は,以下のようにまとめられる.1)種々の溶射条件を用いて異なる性能の溶射皮膜を作成し、これを開発した超音波法を用いて評価し、その有効性および問題点に関する検討を行った。まず、皮膜そのものの評価法として、音響インピーダンスの測定実験を行い、その推定法に関する新しい手法を提案した。その結果、本法を用いて、皮膜の音響インピーダンスおよびこれより皮膜の気孔率を非破壊的に推定することが可能であることを示した。2)著者らが提案した従来の超音波底面エコー法と上記1)で述べた皮膜の音響インピーダンスの測定結果を統合し、皮膜と基材との接合界面を通過する超音波の音圧を高精度で推定し、これと理想的な接合状態におけるその通過音圧との比から、超音波通過係数Kを求め、これより溶射皮膜の密着性を評価する新しい方法を提案し、その有効性を示した。3)一方、アルミニウムと銅の摩擦圧接部の接合性を評価する手法として、本超音波法の適用の可能性について検討した。その結果、超音波法を用いて、接合界面に形成される脆弱な金属間化合物の存在に起因するき裂の存在を検出できることを示し、さらに超音波画像からその金属間化合物の摩擦界面における挙動をある程度推定できることを示した。4)また、アルミニウムと銅との摩擦圧接継手の接合性の超音波による評価を試み、圧接条件の適否を、超音波測定データのばらつきからある程度評価できることを示した。なお、本手法の精度、信頼性をより高めるためには、測定法、データ処理アルゴリズム等についてさらに検討を進める必要があると考えられる。超音波試験法による溶射皮膜の密着性および接合材の接合性評価のための新しい装置を開発し,その実用性を明らかにした。得られた主たる結果は,以下のようにまとめられる.1)従来使用していた3軸走査装置に大幅な改良を加え, X-Y-Zの直行3軸に加えて超音波探触子の方向を微調整できるαおよびβの2軸を加えた計5自由度を持つ精密な多軸測定ロボットを製作した.まず,本装置を用いて超音波探触子が測定材に常に垂直となるような探触子姿勢制御システムを構築した.さらに,探触子を曲面に垂直性に保ちつつ表面を自動倣いするための倣い制御システムをを構築した.またその実用性を確認するために実際に5軸ロボットおよび制御システムを構築し,実験によりその有効性を示した.2)本超音波法を実際に工場あるいは現場における大型構造物に適用することを可能とするために,新たに局部水浸法を開発した。本法は,探触子と被測定材との間隙に超音波の伝播媒体としての液体を保持するため,探触子にノズルを適用し,常に必要量の水を流しつつ試験を行うものである.開発したシステムによる測定実験結果より,本法を用いても従来の実験室的な小型水槽における試験に遜色のない測定精度が得られることが示され,その有効性が確認された.3)気孔率,密着性を同時に測定し,それらを非破壊的に精密に推定する手法を新たに提案した.
DNase II遺伝子を利用した遺伝子放射線治療の基礎的研究

放射線抵抗性の腫瘍を持つ坦癌マウスと放射線高感受性の腫瘍を持つ坦癌マウスを作成した。癌の生着度や広がり等を考慮し、適切なアポトーシスが生じるようなガンマ線線量分布を決定。それぞれのグループにガンマ線10Gyを外部照射した。それぞれにおいて、照射前後での癌組織のアポトーシスの発生状況をTUNEL法、DNAラダーの確認およびフローサイトメトリー法により確認したところ全ての方式において、前者と後者のアポトーシス細胞の発生率には有意な差がなかった。また、DNase IIの発現量をSDS-PAGEおよびウエスタンブロット法により確認したところ、前者に対し後の発現量は5倍であった。以上のことから、放射線感受性とDNase II発現量との間にはin vivoにおいてはin vitroと異なり相関が低いと考えられた。一方、放射線抵抗性腫瘍を持つマウスにin vivo用トランスフェクション試薬を用いてDNase II遺伝子を導入(皮下注)、遺伝子導入前後及び照射前後のアポトーシスの発現率をTUNEL法、DNAラダーの確認およびフローサイトメトリー法で確認した。DNase IIの発現量を確認したところ、遺伝子導入は成功していることが確認された。しかしながら、遺伝子導入前に比べ導入後の放射線誘発アポトーシスの発現量に有意な差がなかった。以上のことから、DNase II遺伝子を強制発現させてもin vivoにおいては腫瘍の放射線感受性を変化させることは困難であると考えられた。放射線高感度群(HL60、MOLT-4等)の細胞群、及び放射線低感度群(HeLa、A549等).の細胞群を液体培地上で培養後、それぞれの細胞群の対数増殖期に低線量(1Gy5Gy)のγ線を照射した。高感度群がアポトーシスを生じるまで一定期間(24時間72時間)37°C、5%CO2下でインキュベート。それぞれの細胞群の非照射群と照射群のそれぞれにつき、1×10^6個取り出し、Dounceホモジェナイザーで破砕後、4°C、1.500rpmで遠心、上清を細胞質分画とする。次にペレットを回収しlysisバッファーで洗浄後、核抽出バッファーでペレットを溶解、14.000gで15分遠心、上清を核抽出物とする。それぞれの細胞質分画、および核抽出物においてウエスタンブロット法を施行し、DNaseIIの発現量を比較した。放射線高感度群においてはDNaseIIの発現量が低感度群に比し、多かった。各細胞群のアポトーシスの確認作業として、アネキシンVを用いたフローサイトメトリー、TUNEL法を用いたフローサイトメトリー、電気泳動法によるDNAラダーの確認等により行なった。更に、適切なプライマーを用いて、PCR法によりDNaseII遺伝子に関するcDNAを作成。放射線低感度の細胞群にそれぞれトランスフェクション試薬であるjetPEI Tetramethyl Rhodamine(フナコシ社製)を用いてDNaseII遺伝子を各細胞群に導入、24時間後に共焦点蛍光顕微鏡で観察して導入効果を確認した。但し、導入効率が非常に悪く、DNaseIIを強制発現することが困難であった。従って、現在、他の方法(エレクトロポレーション法やソノポレーション法等)によって試行中である。マウス皮下に腎癌を移植。放射線抵抗性の腫瘍を持つ坦癌マウスを作成した。一方マウス皮下に悪性リンパ腫を移植し放射線高感受性の腫瘍を持つ坦癌マウスを作成した。癌の生着度や広がり等を考慮し、適切なアポトーシスが生じるような線量分布を決定。それぞれにおいて、照射前後での癌組織のアポトーシスの発生状況をTUNEL法により確認したところ前者と後者のアポトーシス細胞の発生率には有意な差がなかった。また、DNaseIIの発現量をウヱスタンブロット法により確認したところ、前者に対し後者の発現量は5倍であった。以上のことから、放射線感受性とDNaseII発境量との間にはin vivoにおいてはin vitroと異なり相関が低いと考えられた。

一方、腎癌を有するマウス(放射線抵抗性)にin vivo用トランスフェクション試薬を用いてDNaseII遺伝子を導入(皮下注)、遺伝子導入前後及び照射前後のアポトーシスの発現率をTUNEL法で確認し、また、DNaseIIの発現量を確認したところ、遺伝子導入前に比べ導入後の放射線誘発アポトーシスの発現量に有意な差がなかった。以上のことから、DNaseII遺伝子を強制発現させてもin vivoにおいては腫瘍の放射線感受性を変化させることは困難であると考えられた。
東北地方所在の蝦夷地関係史料の調査と北海道・東北地方の交流史に関する基礎的研究

本研究は、東北地方に残存する近世蝦夷地関係の文献史料の所在状況を調査し、北海道と東北地方の交流史に関する基礎的データを集積することが目的であった。本研究により、(1)東北地方所在の蝦夷地関係史料の概略、(2)近世蝦夷地の歴史や文化に関する基礎的データの集積、(3)蝦夷地・北海道と親密な交流のあった象潟の歴史文化解明の基礎的な環境が整えられた。東北地方所在の蝦夷地関係史料の所在を把握するため、本年度は以下の調査を行った。第一に、岩手県盛岡市における調査である。盛岡市中央公民館、岩手県立図書館所蔵の古文書、自治体史、関係図書・雑誌の調査を行った。具体的には(1)盛岡市中央公民館所蔵の南部家(盛岡藩主)伝来の蝦夷地警備関係史料(主にエトロフ、クナシリ)、「東蝦夷地図巻」、北蝦夷地ロシア人石炭採掘の巻物、同館所蔵の資料目録の調査。(2)岩手県立図書館所蔵の新渡戸文庫の調査。(3)岩手県立図書館所蔵の自治体史、郷士関係雑誌における南部藩蝦夷地警備関係の記事の調査とコピーの収集。これは、南部藩・仙台藩境地帯における蝦夷地警備関係史料の所在を明らかにする資料である。第二に、青森県青森市、下北半島において資料調査を行った。青森県立郷土館、青森県史編さん室、野辺地町立郷土資料館、佐井村教育委員会所蔵の史料調査である。具体的には(1)青森県立郷土館所蔵の山田家文書、横山家文書の調査、(2)青森県史編さん室所蔵の佐賀家文書マイクロフィルムの調査、(3)野辺地町立郷土資料館所蔵の文書目録、最上徳内関係書状の調査、(4)佐井村教育委員会所蔵の金丸家文書の調査。第三に、宮城県仙台市における資料調査である。東北歴史博物館、東北学院大学東北文化研究所、宮城県図書館所蔵の古文書、自治体史、関係図書・雑誌の調査を行った。これらの調査から以下の点について新たな知見を得た。東北地方所在の蝦夷地関係史料については、北前船等の海運の拠点となる海岸地帯に多く所在するものと思われがちだが、第一次・第二次幕領期に蝦夷地警備を担った地帯にもかなりの史料が残存していることである。本年度の調査により、次年度以降に重点的に調査を行う地域を抽出することができた。第一に、岩手県における調査である。岩手県立博物館、宮古市教育委員会、遠野市立図書館、奥州市水沢図書館所蔵の古文書、自治体史、関係図書・雑誌の調査を行った。具体的には(1)岩手県立博物館所蔵の南部藩蝦夷地関係史科の調査。(2)宮古市教育委員会所蔵の金沢家文書に含まれる蝦夷地関係史料(コピー複写本)の調査。(3)奥州市水沢図書館所蔵の留守家文書、阿部家文書の調査。これは、南部藩・仙台藩の蝦夷地警備に関する史料である。第二に、青森・岩手・秋田県において資料調査を行った。十和田市新渡戸記念館、八戸市立図書館、二戸市立二戸歴史民俗資料館、大館市立中央図書館所蔵の史料調査である。具体的kは(1)十和田市新渡戸記念館所蔵の蝦夷地関係資料の調査。(2)八戸市立図書館所蔵の八戸藩南部家資料の調査。(3)大館市中央図書館所蔵の真崎文庫の調査。第三に、新潟県における資料調査である。出雲崎町教育委員会、新潟県立文書館において調査を行った。具体的には(1)幕末期に北蝦夷地へ進出した鳥井権之助の子孫の家に伝わる鳥井儀資家文書について、目録および史料本文の複製史料を複写。(2)佐藤広右衛門の子孫の家に伝わる佐藤憲也家文書、その佐藤と物資の取引関係のあった三浦仙之助の子孫の家に伝わる三浦駒男家文書の調査。第四に、山形県・秋田県における資料調査である。酒田市立図書館、鶴岡市立図書館郷土資料室、にかほ市象潟郷土資料館において調査を行った。具体的には、(1)酒田市立図書館光丘文庫、鶴岡市立図書館所蔵の資料目録の調査。(2)にかほ市象潟町在住の個人所蔵の文書の資料整理・目録作成・写真撮影。これらの調査をもとに、次年度の総括としての目録作成に向けて準備整理を行った。また、新潟県における調査の成果として、論文を作成した。本研究の目的は、近世において蝦夷地と深い関わりのあった奥羽(東北)地方における蝦夷地関係史料(主に古文書)の所在について調査を行うことであった。今年度は、最終年度にあたるため、前年度までの調査の残りと成果のとりまとめをおこなった。第一に、史料の所在把握のまとめとして、東北地方各県・市町村の史料保存機関(文書館・図書館・博物館等)における目録や自治体史に見える蝦夷地関係史料の抽出と整理を行った。これについては、拙稿「東北地方所在の蝦夷地関係史料(概報)」(『北海道開拓記念館調査報告』第49号、2010年3月)として発表した。

第二に、江戸明治期において蝦夷地・北海道と深いつながりのあった秋田県にかほ市象潟の須田正美家文書の調査、整理、および目録化を行った。未整理状態の書簡・証文類、北海道関係文書、書籍・図書類等に関して、分類、中性紙封筒入れを行うとともに、資料名、年代、差出人・宛先等の基本情報を把握し、目録の形で整理を行った。これについても、「須田正美家文書目録」(『北海道開拓記念館調査報告』第49号、2010年3月)として発表した。なお、史料整理、目録作成に際しては、三浦泰之氏・田村将人氏(北海道開拓記念館)、松本あつさ氏(藤女子大学)に象潟調査への協力をお願いし金道博氏・齋藤一樹氏・土田秀喜氏(にかほ市象潟郷土資料館)、石船清隆氏(白瀬南極探検隊記念館)に現地協力をいただいた。本研究により、北地方所在の蝦夷地関係料のを明らかにることができた。今後実際に個々のを調査するの探索の一助となるでろう。また須田正美家文書の目録化により、東北地方のなかで蝦夷地・北海道とかなり親密な交流めあっだ象潟の歴史文化解明の基礎的な環境が整えられた。今後、同文書の本格的研究により、具体的な交流の姿が明らかになっていくものと思われる。
局所麻酔薬中毒による痙攣に関する研究

局所麻酔薬はNaチャネルだけでなくKチャネル、Caチャネルもブロックすることがわかった。さらに、それぞれのチャネルをブロックする濃度は細胞により異なり、KチャネルがNaチャネルやCaチャネルよりブロックされた場合、脱分極し興奮することがわかった。試験管内における抑制性シナプスを用いた実験では、シナプス伝達はシナプス前細胞の膜電位に依存することがわかった。シナプス前細胞が過分極している場合は、シナプス後電位は大きいが、局所麻酔薬でシナプス前細胞が脱分極している場合は、シナプス後電位は小さくなり消失した。これは、神経伝達物質分泌に影響するカルシウムチャネルの膜電位依存性の不活化によることがわかった。また、シナプス後細胞におけるアセチルコリン受容体電流は、局所麻酔薬によって有意に抑制された。以上の結果から、局所麻酔薬中毒による痙攣は、個々の細胞の興奮性の増加し、シナプス伝達が遮断されることが原因であると結論した。本年度の実験計画に基づき、局所麻酔薬による中枢の興奮作用を明らかにするため、水棲かたつむりを用い、中枢神経節の発射活動をマルチ電極で記録しながら、リドカインの濃度を上昇させて、RPeD1細胞の興奮性の変化を細胞内記録で調べた。水棲かたつむりの殻を除去し,背側から切開し中枢神経節を摘出した。RPeD1の神経細胞の細胞内記録を行うため結合織を切開し、中枢神経節を水棲かたつむり用生理食塩液で満たしたマルチ電極ディッシュに取り出した。神経節内の神経細胞の電位を記録するため、MED64システム(アルファメッドサイエンス社)を用いた。神経節を電極上に接触するように置き、固定装置を用い上から軽く抑えた。このマルチ電極アレイと電極上に乗せた神経節の映像を、カメラでコンピュータに取り込むことで、電極上の記録点と神経節の神経活動の記録部位を確認した。ステージ上にMEDプローブを乗せ、同時にガラス微小電極を用い、RPeD1の神経細胞の細胞内記録を同時に行った。コントロールの神経活動を記録できることを確かめ、リドカインを、ディッシュ内濃度で、100、1000、3000mMと上昇させた。RPeD1は、これまでの実験で行った結果と類似し、リソカイン濃度の上昇と共に、膜電位の上昇と発射頻度を増加させるが、3000mMでは発射頻度と活動電位の低下を示し、発射が停止した。群発発射は、RPeD1の発射が低下するときに出現し、発射活動が停止した後消失した。痙攣と類似する群発発射は、神経細胞の興奮とは一致せず、逆に、多くの細胞の活動電位が抑制されるときに出現することが分かった。発射活動が低下していくときに出現する群発発射の機序を明らかにするために、チャネルブロッカーを用い、特にNa、Kイオンの関与について明らかにしたい。局所麻酔薬の大量投与により、痙攣が誘発される。局所麻酔薬は末梢神経のNaチャネルをブロックして伝導を抑制するので、局所麻酔薬による中枢の興奮作用は、抑制細胞の抑制が原因であるという説が支持されてきた。これに対して、研究代表者らは、水性カタツムリの個々の細胞を用いた電気生理学的実験により局所麻酔薬が個々の細胞自体を電気生理学的に興奮させることを見いだした。そこで、局所麻酔薬中毒による痙攣は、個々の細胞の興奮性の増加が原因であると仮定した。方法:局所麻酔薬のNaチャネル、Kチャネル、Caチャネルへの影響をホールセル・パッチクランプ法を用いて測定し解析した。シナプス前細胞をVD4、シナプス後細胞をLPeD1という個々の同定された細胞を用いてアセチルコリンを神経伝達物質とする抑制性化学シナプスを作製し、それぞれの細胞に電極を挿入し、パッチクランプ法で解析した。結果:パッチクランプ法による解析で、局所麻酔薬はNaチャネルだけでなくKチャネル、Caチャネルもブロックすることがわかった。
重粒子線照射の骨格筋線維の酸化系酵素への影響

本実験では、Wistar-Mishima系雄性ラットを用いて重粒子線を全身照射し、照射後3ヶ月時点に麻酔下で骨格筋を採取し、その組織化学的特性及び骨強度について観察した。照射量は、0、1.25、2.5Gy、照射時の月齢は、3、6、9、12、18ヶ月であった。ヒラメ筋の筋線維タイプ別組成比率は、18ヶ月齢時に1.25Gy照射した群では、そのコントロール群と比較してSO線維比率の減少とそれに伴うFOG線維の増加が認められた。他の月齢における照射群では、コントロール群と比較して統計的差異はなかった。我々は、重粒子線を3ヶ月齢ラットの後肢のみに照射した場合においても、ヒラメ筋の筋線維組成比率に変化が見られなかったことを先に報告しており、筋線維タイプの決定に関わるミオシン重鎖アイソフォームの発現型に重粒子線照射が特異的な影響を及ぼすことはないか、もしくは放射線の照射適応であるかと考えられる。単一筋線維の筋横断面積についても、SO線維で18ヶ月齢の1.25Gy照射群においてのみコントロール群、2.5Gy群と比較して有意に低値を示したが、その他の月齢では、群間に差は認められなかった。酸化系酵素活性であるSDH活性は、ヒラメ筋SO線維について、照射群は、コントロール群と比較して同水準を保っており、予想された活性の低下は観察されなかった。一方、解糖系酵素活性であるα-GPD活性は、若齢である3ヶ月齢1.25Gy照射群において有意な低下がみられ、3か月齢2.5Gy照射群、6ヶ月齢1.25Gy照射群、9ヶ月齢1.25Gy照射群においても低下傾向が示された。重粒子線への1回の被爆がヒラメ筋の酸化系代謝能に及ぼす影響は、照射後3ヶ月の時点では少ないが、若齢期における解糖系代謝能については、重粒子線照射の影響受ける可能性が示唆された。大腿骨の骨強度は、全ての月齢において群間に差は認められず、単照射による重粒子線が骨代謝に与える影響は認められなかった。
不妊症に於ける子宮内膜不全に関する研究

当科で体外受精・胚移植を受けた患者で、Veeckの基準による形態良好胚を2回以上子宮腔内に移植したにも拘わらず妊娠に至らなかった者を登録した。その中で次回予定体外受精・胚移植の前の月経周期の分泌期に所定の子宮鏡検査、採血、内膜組織診を行えたのは5名であった。この5名の平均年齢は37.2歳、平均不妊期間12.4年、過去に行った体外受精・胚移植の平均回数は5.4回であった。子宮鏡検査当日に経膣超音波断層装置で測定した子宮内膜の厚さは約10mmであった。子宮鏡検査で異常所見のあったものは1例で、子宮底左に小ポリ-プを認めた。従来通りのH&E染色で子宮内膜日付診をしたところ、out of phaseが4例で、4例共従来の診断基準上子宮内膜不全と考えられた。次の月経周期に体外受精・胚移植を受け、妊娠に成功したものは2例、失敗したものは3例であった。成功症例と非成功症例に分けて、それぞれの検査項目に於いてこの二群間に差が有るか否かを検討したが、症例数が少なく、2群間の差については統計学的に有意差を認めなかった。今回の研究対象は不妊期間も長く過去に施行した体外受精・胚移植の回数も多かったが、5例中2例に子宮鏡検査・子宮内膜掻爬の次周期に妊娠に成功したことは、不妊症を起こす何らかの原因が子宮内膜に存在し、それを掻爬して新しい内膜の再生を促した事が寄与したと考えられる。今後症例数を増やし如何なる因子が関与しているかを検討する予定である。
コミュニケーション障害児のノンバーバル行動に関する研究

日常的なコミュニケーション場面で、我々は大きく分けて二種のジェスチャーを自発する。一つは、通常の分類ではエンブレム(emblems)と呼ばれる、文化により異なるジェスチャーである。エンブレム(肯定の頷き、OKサイン等)は、発話とは独立して単一で明確な意味を伝達する。その意味は社会・歴史的に規定され、学習によって獲得される。エンブレムは意図的に行われる。もう一つのジェスチャーはMcneil(1987)がgestificationと呼ぶ、発話事態に"溶け込んでいる"ジェスチャーである。我々はメッセージを他者に伝えようとする時、あるいは特に伝達は意図していなくとも、問題を解決しようとする時、身体の前の空間で両手により様々な振る舞いをする。我々はgestificationに関してはそれを行っているという意識は希薄である。gestificationは、発話されている文の節(clause)に対応して現れ、対象・事象の視覚的側面を表現している図像的(iconic)ジェスチャー、文の区切れに対応するbeat、話者の表象している世界のより深い意味を表現している比喩ジェスチャーなどからなる。本研究ではこのgestificationの、視覚障害者(先天盲・後天盲、統制群として健常大学生の目隠し条件と目隠し無し条件)での現れを観察した。観察場面は概念等の定義課題(例えば、「積極的」と「消極的」を定義させる)と思考課題(例えば「円筒形のチーズを3回切って8等分する方法」を問う)など4場面であった。結果は先天盲では一部の思考課題を除いてジェスチャーがほとんど見られないことを示し、発話に随伴して現れるジェスチャーになんらかの社会的な起源が予想できることを示唆した。また彼らの説明は一般に冗長な傾向があり、ジェスチャーをしないことが思考内容に影響している可能性を示唆した。
後続工程と後続ジョブの資源非競合性を考慮したハイブリッドシステム制御手法の開発

複数工程からなる生産システムを適切に動作させるためには,一つの工程が他の工程に影響を与えることを考慮して設計を行う必要がある.本研究では,このような観点から後続工程や後続ジョブ(後続の部品の加工)における生産資源の競合を考慮したハイブリッド制御システムの開発を目指し,max-plus代数を用いた再遅加工開始時刻の設計法やmax-plus線形システムの効率的な設計法,後続工程の性能評価を考慮した先行工程の最適制御系の設計法とその鉄鋼プロセスモデルへの応用に成果を得た.複数工程からなる生産システムを適切に動作させるためには,一つの工程が他の工程に影響を与えることを考慮して設計を行う必要がある.本研究では,このような観点から後続工程や後続ジョブ(後続の部品の加工)における生産資源の競合を考慮したハイブリッド制御システムの開発を目指し,max-plus代数を用いた再遅加工開始時刻の設計法やmax-plus線形システムの効率的な設計法,後続工程の性能評価を考慮した先行工程の最適制御系の設計法とその鉄鋼プロセスモデルへの応用に成果を得た.本研究では,多入力多出力の複数工程からなる生産システムの工程進捗スケジュールを制御する問題において,連続ダイナミクスで記述された各工程の動的な振る舞いを組み入れる手法を開発する.工程進捗スケジュールの効率性を限界まで改善するためには,全体の工程進捗スケジュールにどのような影響を与えるかを考慮しながら,各工程の動的な振る舞いを制御しなければならない.そこで本研究では,工程進捗スケジュールを記述する離散動的モデルと各工程の動的な振る舞いを記述する連続動的モデルを統合して制御系設計を行う.また,各工程に対する局所的なフィードバック制御と工程全体に対する大域的なフィードバック制御の両者を機能させることによって,工程進捗スケジュールを自律的に望ましい状態に維持する次世代型生産システムの提案を目指す.平成20年度では,以上の研究目的を達成するための準備として1)研究の工程進捗スケジュールを構成するうえで基礎となる「後続工程と後続ジョブの資源非競合性を考慮したスケジューリング」の研究を内部バッファを考慮した場合への拡張.2)繰り返しジョブを考慮して複数ジョブに関する出力条件を考慮した揚合への拡張.3)後続肯定の動的な制御性能を評価した前段工程の最適制御.について研究成果を挙げ,学術誌および研究会での口頭発表を行った.また,さらに工程が分岐する場合への拡張や各工程の加工時間が変動した場合の効率的な再スケジュール法や工程進捗スケジュールを時間駆動システムに変換してフィードバック制御を実現する方法が研究が進められ,研究目的を実現するための予備的な結果が得られた.複数工程からなる生産システムを適切に制御するためには,一つの工程が他の工程に影響を与えることを考慮して設計を行う必要がある.本研究では,このような観点から後続工程や後続ジョブ(後続の部品の加工)における生産資源の競合を制約条件として各工程の制御系設計を行う手法の開発を目指す.このような制御系設計は,工程間の関係性を表す離散変数と個々の工程の性能を表す連続変数が混在したハイブリッドシステムに対する制御系設計とみなすことができる.ハイブリッドシステム制御手法はこれまで発に研究が進められてきたが,動作モードを表す離散変数を含んだ微分方程式でモデル化されるシステムの制御問題として議論される場合が多く,複数工程からなる生産システムの設計に直接展開できるまでには至っていない.本研究では申請らによって提案さたmax-plus代数を用いた後続工程や後ジョブを考慮した最遅加工開始時刻の計算法を拡張することによって,各工程の動的な変化と工程全体の進捗状況とを両方を組み入れた新しいハイブリッドシステム制御手法を構築することを研究の目的とする.この課題に対して,平成21年度では下記の成果を得た.1) max-plus代数を用いた後続工程や後続ジョブを考慮した最遅加工開始時刻の計算法を時間駆動型の計算式に変換し,各加工機械の実時間上の変動に応じて部品投入時刻をオンラインで修正できるようにした点.2)後続工程や後続ジョブを考慮した最遅加工開始時刻の計算法をより現実的な条件のもとで適用できるようにするため,中間部品を格納する内部バッファの容量を考慮できるようにした点.3)後続工程を考慮した最適制御問題として,鉄鋼生産おける熱間圧延プロセスのハイブリッド制御問題に対する高速解法を与えた点.複数工程からなる生産システムを適切に制御するためには,一つの工程か他の工程に影響を与えることを考慮して設計を行う必要がある.本研究では,このような観点から後続工程や後続ジョブ(後続の部品の加工)における生産資源の競合を制約条件として各工程の制御系設計を行う手法の開発を目指す.この課題に対して,平成21年度までで,max-plus代数を用いた繰り返し工程を含む再遅加工開始時刻の設計法について,時間駆動型の時刻指定法を与え,フィードバック制御による最遅加工開始時刻のオンライン修正法の基本的な考え方を提案した.また,最遅加工開始時刻の設計に余裕時間の概念を導入したクリティカルチェーン法を取り入れた設計法などに拡張した.さらには,後続工程の制御動作による性能評価を考慮した先行工程の最適制御系設計法の提案を行い,鉄鋼熱間圧延プロセスおよび巻き取り制御モデルに適用してその有効性を確認した.平成22年度では,平成21年度までの研究をまとめて論文に投稿するとともに,新しく加工開始時刻の変更にダイナミカルな特性が含まれる場合を考慮した最遅加工開始時刻の計算法の提案や,max-plus代数に基づく最遅加工開始時刻の計算の高速化に取り組み,成果が得られた.さらに,後続工程や後続ジョブなどの制約を考慮した設計法に基づいて生産計画が与えられたとき,その生産計画どおりに制御量を実現するためには,制御指令値への速やかな追従が求められる.
子宮内膜症の臨床病理学的検討

骨盤子宮内膜症の病理形態と発育増殖の関係を明らかにするために次のような事項、すなわち、(1)子宮内膜症例の腹水中のIL-6、性ステロイドホルモン、HGFの各濃度と子宮内膜症の進行期分類(r-ASRM)の関係、(2)骨盤子宮内膜症の病巣を肉眼的な色調により分類し、各々の色調を呈した病変を有する腹水中の活性物質濃度の比較検討、(3)子宮内膜症病巣ならびに正所性子宮内膜におけるHGFおよびc-Metの発現の違い、(4)腹膜中皮細胞に対するHGFの影響並びに骨盤子宮内膜症病巣の活性度別のMφの浸潤度、(5)月経周期中の正所性および異所性子宮内膜組織におけるMφの浸潤、などについて検討した。その結果、次のような結論を得た。(1)については、腹水中のHGF、IL-6およびestradiolの濃度は子宮内膜症の初期並びに赤色病変優勢症例でより高値を示した。(2)不透明赤色病巣を有する子宮内膜症の腹水中HGF並びにectopic endometrium中のHGFおよびPCNAの発現は透明赤色病変や黒色病変のそれと比較して明らかに亢進していた。(3)子宮内膜症例の正所性子宮内膜におけるHGFおよびc-Metの発現量は骨盤子宮内膜症の重症度を反映していた。(4)内膜症病巣に隣接した腹膜は炎症反応を呈し、円柱細胞に変化しているが、この変化にはHGFが関与している可能性が示唆された。(5)初期の活性化病巣並びにそれらに隣接した腹膜には多量のMφの浸潤がみられ、このMφが産生分泌する種々のサイトカインや成長因子が、病巣の増殖・発育を促している。子宮内膜症の発育増殖とHepatocyte Growth Factor (HGF)およびMacrophage (Mφ)の関係を検討した。子宮内膜症病巣をcolor appearanceにより3つに分類(red, black, white lesion)し、各々の活性化状態を病巣組織中並びに腹水中のHGFおよびそのreceptorであるc-Met,IL-6,VEGFなどを測定した。その結果、腹水中のHGF,IL-6,およびVEGFはすべてred lesion優勢病巣を有する症例で有意に高値を示した。またred lesionをopaqueとtransparent(translucentを含む)に分けて検討してみるとopaqueの方が明らかに高値を示したが、transparentとblack lesionとの間に差を認めなかった。色調の変化は出血病巣における赤血球内の血色素の変化に起因することを考慮に入れれば、内膜症病巣は透明病変→不透明病変→黒色病変→白色病変へと変化することが示唆された。また組織中のHGF,c-Metを検討した結果、腹水と同様、red lesionに最も多くのHGFが存在し、次いで黒色、白色病変の順に含有量は低下した。このことは病巣の活性化はcolor appearanceによって異なることを示唆している。正所性子宮内膜組織中のHGF,c-Metの含有量は正常例に比し、子宮内膜症において有意に高い。このHGF,c-Metの各々のmRNAは子宮内膜間質細胞に発現していることをRT-PCRにて確認した。またHGFはHELA細胞および子宮内膜間質細胞の増殖を促した。これらの事よりHGFは子宮内膜組織においてautocrineおよびparacrine growth factorの性格を発揮し、上皮一間葉相互作用のmediatorとして子宮内膜症病巣の発育・進展を促す可能性が示唆された。内膜症病変とMφ(CD68染色)の浸潤の関係では、red lesionで最も多く出現し、次いで黒色病変および白色病の順に低下した。