hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元現地計測に基づく植生図作成システムの開発

植生の3次元モデルに基づいて,1植生情報(樹種,胸高直径,被度など)の自動解析,および2解析情報に基づく植生図の自動作成を実現するアルゴリズムを考案し,これらを実装した試作システムを開発する.【2.実地での本計測と植生図の作成】多様な植生環境における試作システムの有効性を検証するため,当初計画の東濃ヒノキ産地のGIS区分(単一樹種の実地)に加え,複数の樹種を含む実地において試作システムよる本計測と実地調査を行う.また,其々の結果に基づいて植生図を作成する.【3.実行結果の解析と試作システムの改良】試作システムで作成した植生図と実地調査による植生図を定量的に比較評価する.この後,この結果に基づく試作システムの改良を本研究期間終了まで繰り返し行う.距離センサや電動雲台など,計画上の物品費の見積額と実際の購入額に差が生じたことが理由である.3次元マッピングモジュールの完成に必要な測位・姿勢センサ等の物品費,植生図作成システムを用いた実地調査に掛かる人件費に使用する.
昆虫の寄主選択に基づく害虫の行動制御に関する研究

昆虫の幼虫に対し摂食阻害活性を示すジテルペン化合物の立体配座と活性に関する問題及びニガウリ果実中のウリミバエ誘引物質に関する研究結果について.1)生物活性の発現に生物の受容器の構造との関係から化合物の立体配座も一つの因子として関与するとの考えのもとにテウクリンP1の2つの安定な立体配座異性体について研究した.このものはB, E環共にボート型立体配座を有しているがLDA/THF-HMPA処理でE環が椅子型立体配座に変異したものであることがNOE実験から推測された.この事実はX線解析によって確証された.この立体配座異性体の安定さはCHCl_3中での経時的CDスペクトルの測定によって示された. 14日間の測定で2/3がテウクリンP1に変化した.この両異性体の摂食阻害活性はほぼ同程度であった.当初期待したB環の立体配座の変異に伴う活性については問題が残された.2)ニガウリからの雌ウリミバエに対し誘引活性を持つジリノレノイルグリセロールは野外試験では期待された結果を与えなかった.この問題の解決及び新たな活性物質の単離を試みた.極性の高い分画からCue-Lue同様雄を誘引する物質としてメチルヒドロキシベンゾエートを単離した.さらに極性の高い分画より雌雄を誘引する化合物を単離した.このものは構造が複雑なため500MHzNMR, 2DNMRで確認した.その結果,本物質は6-リノレノイルーβ-D-グルコピラノシナレー(1, 3′)-β-クレロステロールと決定した.更に同分画からやはり雌雄を誘引する配糖体の1-O-(β-ガラクトピラノシル)-2, 3-ジーO-リノレノイルーX-グリセロールであった.現在これらの配糖体化合物を大量合成しており,完成次第先に明らかにした雌誘引物質のリノレイングリセロール化合物との共同作用を試験し,実用化を目指すものである.昆虫の幼虫に対し摂食阻害活性を示すジテルペン化合物の立体配座と活性に関する問題及びニガウリ果実中のウリミバエ誘引物質に関する研究結果について.1)生物活性の発現に生物の受容器の構造との関係から化合物の立体配座も一つの因子として関与するとの考えのもとにテウクリンP1の2つの安定な立体配座異性体について研究した.このものはB, E環共にボート型立体配座を有しているがLDA/THF-HMPA処理でE環が椅子型立体配座に変異したものであることがNOE実験から推測された.この事実はX線解析によって確証された.この立体配座異性体の安定さはCHCl_3中での経時的CDスペクトルの測定によって示された. 14日間の測定で2/3がテウクリンP1に変化した.この両異性体の摂食阻害活性はほぼ同程度であった.当初期待したB環の立体配座の変異に伴う活性については問題が残された.2)ニガウリからの雌ウリミバエに対し誘引活性を持つジリノレノイルグリセロールは野外試験では期待された結果を与えなかった.この問題の解決及び新たな活性物質の単離を試みた.極性の高い分画からCue-Lue同様雄を誘引する物質としてメチルヒドロキシベンゾエートを単離した.さらに極性の高い分画より雌雄を誘引する化合物を単離した.このものは構造が複雑なため500MHzNMR, 2DNMRで確認した.その結果,本物質は6-リノレノイルーβ-D-グルコピラノシナレー(1, 3′)-β-クレロステロールと決定した.更に同分画からやはり雌雄を誘引する配糖体の1-O-(β-ガラクトピラノシル)-2, 3-ジーO-リノレノイルーX-グリセロールであった.現在これらの配糖体化合物を大量合成しており,完成次第先に明らかにした雌誘引物質のリノレイングリセロール化合物との共同作用を試験し,実用化を目指すものである.これまで生理活性を検索したクレロダン化合物の母核についた官能基はアルコールまたはエステル類でありカルボニル基を有するものについては構造活性相関の観点からは未検索であった。先にPiozziらにより単離構造決定されたteucrin【P_1】は6位がカルボニル基であると共にアセタール環を有する特異な5環性クレロダン化合物である。この物質の100%摂食阻害活性は80ppmとクレロジンの50ppmと比べても高いものであった。Teucrin【P_1】は補助金にて購入したHPLCによって精製した。この知見を元に現在進めている合成モデル化合物にカルボニル化合物を加えることとした。Teucrin【P_1】はPopaら,Mollovら,さらにPiozziらのX線解析によって構造確認されている。しかし、それらの【〔α〕_D】値は正負が逆転していることから両絶対配置の存在の可能性も示唆された。またB,E環がボート型立体配座をとることについても安定性の上から問題が提起された。Teucrin【P_1】の溶媒,無溶媒状態での熱平衡では何ら変化を示さなかった。アルコキシド等による処理でもB環の変位を与えなかった。しかし、LDA/HMPAではteucrin【P_1】の立体配座異性体を与えた。この異性体は補助金によるHPLCによって効率的に精製された。

この異性体はNMR(360M【H_Z】)上もとの化合物と比べ極く僅かな差異を示すにすぎなかった。一方COスペクトルは両者で大きく異なり、異性体のそれは経時変化を示した。クロロホルム中14日間の経時測定でteucrin【P_1】に移行することを見い出した。この異性体はB環でなく、アセタール結合を有するE環が椅子型に変位したものであり、アセタール酸素と【Li^(0.4)】とのate complexを形成したことに原因が求められた。しかし、通常の条件下ではteucrin【P_1】から異性体への平衡は全くない。この立体配座異性体の構造はX線解析で明らかにされたが、結晶はteucrin【P_1】とのdisorderとして存在することが示された(J.Chem.Soc.Chem.Comm.;Bull.Chem.Soc.Japan)。
酵母のプロリン代謝中間体アセチル化酵素 Mpr1 による抗酸化機構の解明とその応用

酵母のアセチル酵素Mpr1はプロリン代謝中間体をアセチル化することで、活性酸素種の生成を制御するとともに、酸化ストレスで誘導され、プロリンからのアルギニン合成を介して、NO生成に関与することが判明した。また、酵母で初めて見出したTah18タンパク質依存的なNO合成機構とNOによる抗酸化機構に関する知見を得た。さらに、X線結晶構造解析と変異型酵素の解析から、Mpr1は既知アセチル化酵素とは異なる触媒反応機構を有し、活性に重要な残基が酵母の酸化ストレス耐性に寄与していることを明らかにした。Mpr1は高温や過酸化水素処理などの酸化ストレスで誘導され、プロリン代謝中間体(P5C/GSA)をアセチル化し、アルギニン(Arg)および一酸化窒素(NO)の合成を促進することで、酵母に酸化ストレス耐性を付与すると考えられている。今年度は、Mpr1を介した抗酸化機構、特にNOの生成機構の解明を目的に研究を実施した。高温処理後の野生株ではNOが検出されたが、Mpr1破壊株では観察されなかった。一方、Argの添加ではMpr1破壊株も細胞内にNOが生成した。また、哺乳類NO合成酵素(NOS)の阻害剤(NAME)で野生株を前処理すると、Arg添加や高温処理後もNOは検出されなかった。一方、Mpr1破壊株をNAMEで前処理すると、Argを添加しても高温処理後の生存率は回復しなかったが、非酵素的NOドナー(SNAP)を添加することで生存率は上昇した。これらの結果は、ArgからNOS活性依存的に発生するNOがストレス耐性に寄与することを示している。そこで、酵母のNOS様タンパク質を哺乳類NOSに存在するoxidoreductaseドメインを指標に生化学的手法で探索し、NOS様タンパク質をコードする遺伝子の候補としてTAH18を同定した。さらに、細胞内でのTah18依存的なNOS活性と高温処理下におけるNO生成の関連性を検討した。酸化ストレス下でのTAH18の転写レベルを調べたところ、高温および過酸化水素によってTAH18は誘導された。また、TAH18の発現を止めると、高温処理下でもNO含量が増加せず、NO生成能が消失した。生存率も野生株に比べて著しく低下したが、SNAP処理により生存率は野生株並みに回復した。以上の結果から、酵母において高温処理で誘導されるNO生成がTah18のNOS活性に依存し、細胞の酸化ストレス耐性に関与することが示された。Mpr1は高温や過酸化水素処理などの酸化ストレスで誘導され、プロリン代謝中間体(P5C/GSA)をN-アセチル化し、アルギニンおよび一酸化窒素の合成を促進することで、酵母に酸化ストレス耐性を付与すると考えられている。今年度は、Mpr1を介した抗酸化機構特にP5C/GSAの毒性機序とMpr1による解毒機構の解明を目的に研究を実施した。まず、P5C/GSA代謝に関与している遺伝子の各破壊株(PUT1,PUT2,PRO3,CAR2)を作製し、P5C/GSAの毒性を検討した。また、細胞内のROSの主たる発生源である呼吸鎖が関与している可能性を考慮し、呼吸欠損株(ρ^0株)も作製した。その結果、PUT1,PUT2,PRO3,CAR2を破壊してもP5C/GSAに対する感受性は変わらなかったが、ρ^0株はP5C/GSAに耐性を示すことが判明した。また、ROSレベルもρ^0株では上昇していないことが判明し、P5C/GSAが呼吸鎖の機能に依存して毒性を発揮することが示された。次に、ミトコンドリアからのROS発生と呼吸鎖阻害に対するP5C/GSAの直接的な影響を検討した。野生株から精製したミトコンドリアにP5Cを添加すると、無添加に比べてsuperoxide anionが著しく増加した。一方、反応液から呼吸基質(コハク酸)やミトコンドリアを除くと、superoxide anionは発生しなかった。さらに、コハク酸で呼吸鎖を活性化した後の酸素消費量がP5Cの濃度依存的に阻害された。以上の結果から、P5C/GSAは直接的にミトコンドリア呼吸鎖を阻害し、ROSを発生させることが明らかになった。また、Mpr1はP5C/GSAをN-アセチル化し、アルギニン合成経路を亢進ることで、一酸化窒素の生成に寄与するだけでなく、有毒なP5C/GSAが細胞内に蓄積しないようにして抗酸化能を発揮していると考えられた。今年度は、Mpr1の結晶構造解析を行い、Mpr1の触媒反応機構の解明を目的に研究を実施した。まず、セレノメチオニン多波長異常分散を用いたX線結晶構造解析によりMpr1の立体構造を2.1Å分解能で決定した。

Mpr1の立体構造はGcn5-related N-acetyltransferase(GNAT)と類似しており、GNATスーパーファミリーに属することが判明した。また、速度論的解析からMpr1による触媒反応は逐次機構により進行し、Mpr1-アセチルCoA-AZCの三者複合体を経て進行することが示された。次に、立体構造上、類似性の高いタンパク質との比較から、Phe138の主鎖アミドのNH基、Asn178の側鎖、Trp185の側鎖がアセチルCoAや水分子との結合を介して触媒反応に関与していることが示唆された。また、立体構造および変異体酵素を用いた解析から、Asn135の側鎖がAZCをはじめとする基質との結合に関わることが示唆された。さらに、活性が消失した変異体を酵母で発現させると、野生型Mpr1に比べてストレス処理後のP5C含量が有意に増加したことから、Mpr1の生理機能においてもAsn135やAsn178が重要な残基であると考えられた。多くのGNATではTyrが保存されており、正四面体中間体の分解後に生じるCoAチオレートアニオンをプロトン化によってCoAに変換し、触媒として機能する。しかし、Mpr1のように分極によって反応を触媒するN-acetyltransferaseは報告されておらず、Mpr1が新規の触媒反応機構を有していることが示唆された。本研究では、Mpr1について生理機能の解明とその応用を目的に、1)Mprlを介した抗酸化機構の解明、2)高機能型Mpr1の創製と酵母のストレス耐性への応用、3)高等生物におけるMpr1の機能解析とその応用、に取り組んでいる。1)については、当初の計画をほぼ達成しており、科学的に価値の高い知見が数多く得られた。2)3)については、Mpr1の立体構造解析に必要な結晶が生成し始めているため、今後の進展が期待できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、Mpr1について生理機能の解明とその応用を目的に、1)Mpr1を介した抗酸化機構の解明(ROS制御の分子機構NOによる抗酸化機構など)、2)高機能型Mpr1の創製と酵母のストレス耐性への応用、3)高等生物におけるMpr1の機能解析とその応用、に取り組んでいる。1)については、概ね当初の計画を達成しており、今後、原著論文として成果の公表を行う。今後は、2)および3)の研究に特化する、特にMpr1の結晶構造解析を急ぎ、Mpr1の触媒反応機構の解明、および分子設計に基づく高機能型Mpr1の創製と抗酸化能向上に取り組む。
余剰分泌顆粒のゆくえ：GnRH誘導体を活用した新規クリノファジー解析実験系の構築

陳旧化した内分泌細胞の分泌顆粒は細胞内でクリノファジーという過程により分解処理されると考えられているが、これまで適切な解析実験系がなく詳細については不明の点が多い。そこで本研究では、下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの作用の差に着目して、細胞内で陳旧化した余剰の分泌顆粒の特徴や運命を明らかにしようとしている。2017年度までに、GnRHアゴニストあるいはアンタゴニストの徐放性製剤を投与した雄ラットから生化学的解析と形態学的解析のための下垂体組織標本を様々な時間経過で系統的に作成した。また、LHとFSHの標的臓器である精巣組織の変化を形態学的に解析することで、この実験系の妥当性を評価した。その結果、血漿LH濃度については、GnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群の両者とも予測どおりの経時的推移を示し、動物実験モデルの妥当性が実証された。一方、精巣重量はLH濃度の推移と呼応して減少するものの、曲精細管上皮の組織像はGnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群で大きく異なる変化を示した。そこで2018年度には、KOH消化で膠原線維を除去した精巣標本を走査型電子顕微鏡で観察し、GnRH誘導体持続投与時の曲精細管上皮の立体微細構造の経時的変化を解析した。その結果、GnRHアゴニスト投与群では、投与開始直後にセルトリ細胞間の接着が緩み未熟精子細胞が曲精細管上皮から大量に剥落することを見出した。一方、GnRHアンタゴニスト投与群では時間経過とともにセルトリ細胞の丈が低くなり、徐々に精子細胞が上皮から脱落することを明らかにした。以上の曲精細管上皮に対するGnRH誘導体持続投与の影響の差異に関しては、各実験群の血漿LH濃度の経時的変化のデータと併せて、研究成果欄に記載した原著論文(2)として発表・報告した。当初の研究計画で2018年度までに予定していたGnRH誘導体を持続投与した雄ラットからの形態学的解析および生化学的解析用の標本(下垂体及び精巣)の作製・採取は完了した。また、この実験モデルの妥当性の検証を目的として行った血漿LH濃度の測定と精巣組織の解析についても完了した。一方、本研究の当初の目標である下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞における余剰分泌顆粒の処理過程の解明については、現在、性腺刺激ホルモン(LH、FSH)や分泌顆粒基質蛋白(クロモグラニンA、セクレトグラニンII)に対する特異抗体を用いて、免疫組織化学染色でその経時的変化の検討を進めているところである。精巣に対するGnRH誘導体持続投与の影響に関する解析で予期せぬ興味深い所見を得たため、本来予定していた下垂体前葉性腺刺激ホルモン産生細胞の解析は若干遅れているが、精巣の所見については平成30年度に成果を原著論文としてまとめることができた。このような状況を踏まえて、本研究は全体としてはおおむね順調に進展していると判断した。当初の研究計画で予定していた、下垂体前葉の性腺刺激ホルモン産生細胞の分泌顆粒形成に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの影響の差異については、計画通り2019年度に免疫組織化学法と電子顕微鏡観察を組み合わせた相関顕微観察法で解析を進めていく予定である。またこのような観察で得られた所見を補強するために、適宜、形態計測法による定量的な形態解析、および下垂体組織抽出液のイムノブロット解析や定量的PCR法などの生化学的解析法を加味していく計画である。内分泌細胞の分泌顆粒が細胞内で陳旧化するとクリノファジーという過程で分解処理されると考えられているが、これまで適切な解析実験系がなかったため、その詳細については不明の点が多い。そこで本研究では、下垂体前葉のLH/FSH産生細胞に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの作用の差に着目して余剰の分泌顆粒が生じる動物実験系を確立し、細胞内で陳旧化した分泌顆粒の特徴や運命を明らかにしようとしている。平成29年度には、まず、雄ラットの背部皮下にGnRHアゴニストあるいはアンタゴニストの徐放性製剤を投与したのち、様々な時間経過で下垂体組織を採取し、生化学的解析と形態学的解析のための標本を系統的に作成した。同時に、この実験系の妥当性を検証するために、血漿と性腺刺激ホルモンの標的臓器である精巣組織も採取した。得られた血漿中のLH濃度の経時的推移をELISA法で解析したところ、GnRHアゴニスト持続投与群では投与直後に一過性の血中LH濃度上昇が見られ、その後は28日目まで低値に維持された。一方、GnRHアンタゴニスト持続投与群では投与直後から28日目まで持続的に測定限界以下の低値に維持され、投与直後のホルモン大量分泌は認められなかった。このLH濃度の推移と呼応して精巣重量も減少したが、両実験群で変化のパターンが異なったため、精巣組織の経時的変化を比較した。その結果、GnRHアゴニスト投与群では投与開始直後の一過性のホルモン大量分泌の時期に一致して、曲精細管上皮から大量の精子細胞が管腔内に剥落し、曲精細管が急速に萎縮していた。一方、GnRHアゴニスト持続投与群では投与直後は明らかな変化は認められず、投与開始後7日目以降から徐々に萎縮性の変化が生じることが明らかになった。この曲精細管に対するGnRH誘導体の影響の差異については、研究発表欄に記載した2つの学術集会で報告した。

当初の研究計画で初年度(平成29年度)に予定していたGnRH誘導体持続投与による動物実験モデルの確立は完了し、系統的な血漿サンプルや組織標本採取(下垂体及び精巣)も順調に行われた。このサンプル・標本を用いて、平成29年度にはまず、今回確立したGnRH誘導体持続投与実験系の有効性・妥当性を評価するために、性腺刺激ホルモン血中濃度測定および精巣における精子形成過程の変化を解析した。この結果、曲精細管上皮組織に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの影響の差異に関して予期せぬ新知見を得たため、その知見を学会発表や論文で報告するために追加・補足の実験を行った。この成果は、既に日本解剖学会の学術集会で発表し、現在論文としてまとめているところである。このような状況を踏まえて、本研究は計画通り順調に進展していると判断した。陳旧化した内分泌細胞の分泌顆粒は細胞内でクリノファジーという過程により分解処理されると考えられているが、これまで適切な解析実験系がなく詳細については不明の点が多い。そこで本研究では、下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞に対するGnRHアゴニストとアンタゴニストの作用の差に着目して、細胞内で陳旧化した余剰の分泌顆粒の特徴や運命を明らかにしようとしている。2017年度までに、GnRHアゴニストあるいはアンタゴニストの徐放性製剤を投与した雄ラットから生化学的解析と形態学的解析のための下垂体組織標本を様々な時間経過で系統的に作成した。また、LHとFSHの標的臓器である精巣組織の変化を形態学的に解析することで、この実験系の妥当性を評価した。その結果、血漿LH濃度については、GnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群の両者とも予測どおりの経時的推移を示し、動物実験モデルの妥当性が実証された。一方、精巣重量はLH濃度の推移と呼応して減少するものの、曲精細管上皮の組織像はGnRHアゴニスト投与群とアンタゴニスト投与群で大きく異なる変化を示した。そこで2018年度には、KOH消化で膠原線維を除去した精巣標本を走査型電子顕微鏡で観察し、GnRH誘導体持続投与時の曲精細管上皮の立体微細構造の経時的変化を解析した。その結果、GnRHアゴニスト投与群では、投与開始直後にセルトリ細胞間の接着が緩み未熟精子細胞が曲精細管上皮から大量に剥落することを見出した。一方、GnRHアンタゴニスト投与群では時間経過とともにセルトリ細胞の丈が低くなり、徐々に精子細胞が上皮から脱落することを明らかにした。以上の曲精細管上皮に対するGnRH誘導体持続投与の影響の差異に関しては、各実験群の血漿LH濃度の経時的変化のデータと併せて、研究成果欄に記載した原著論文(2)として発表・報告した。当初の研究計画で2018年度までに予定していたGnRH誘導体を持続投与した雄ラットからの形態学的解析および生化学的解析用の標本(下垂体及び精巣)の作製・採取は完了した。また、この実験モデルの妥当性の検証を目的として行った血漿LH濃度の測定と精巣組織の解析についても完了した。一方、本研究の当初の目標である下垂体性腺刺激ホルモン産生細胞における余剰分泌顆粒の処理過程の解明については、現在、性腺刺激ホルモン(LH、FSH)や分泌顆粒基質蛋白(クロモグラニンA、セクレトグラニンII)に対する特異抗体を用いて、免疫組織化学染色でその経時的変化の検討を進めているところである。
複数の可変速1軸ジンバルCMGによる宇宙機の姿勢制御

本研究の目的は,宇宙機の姿勢制御アクチュエータが複数台の可変速1軸ジンバルCMG(Control Moment Gyro)である場合に,宇宙機を高速かつ確実に姿勢変更させるための姿勢制御系を確立することである.可変速1軸ジンバルCMGを用いることで,アクチュエータの台数を減らせる可能性があり,また特異点の通過が容易になると考えられる.H28年度はこの可変速1軸ジンバルCMGのハードウェア設計を行い,4台のCMGを試作した.また,CMGを駆動するための制御回路の製作を行い,PC,電源,CMGを空気浮上テーブルに搭載して,CMGによる宇宙機の3軸姿勢制御実験が行える実験装置を製作した.また,これと並行して可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御計画を立案し,その確認実験を行った.H29年度は可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御において,フィードフォワードとフィードバックを組み合わせる2自由度制御系を設計し,その確認実験を行って成果を国際学会で発表した.この内容は英文投稿して電子ジャーナルに掲載されている.また,可変速1軸ジンバルCMGを3台用いる宇宙機の姿勢制御の基本アルゴリズムを構築し,シミュレーションで効果を確認して結果を国内学会で発表した.この確認実験を行うために,姿勢制御実験装置の重心ずれや取付誤差について精密な計測を実施した.さらに,CMGのジンバル駆動部に用いているスリップリングの信頼性が問題となっているのでその改修を行った.H30年度は可変速1軸ジンバルCMGを4台用いる宇宙機の姿勢制御の基本アルゴリズムを構築し,その成果を国内学会で発表した.さらに,このアルゴリズムをシミュレーション及び姿勢制御実験装置で確認した.本研究のまとめの成果については国際的な論文誌に投稿するよう準備を行っている.本研究の目的は,宇宙機の姿勢制御アクチュエータが複数台の可変速1軸ジンバルCMG(Control Moment Gyro)である場合に,宇宙機を高速かつ確実に姿勢変更させるための姿勢制御系を確立することである.可変速1軸ジンバルCMGを用いることで,アクチュエータの台数を減らせる可能性があり,また特異点の通過が容易になると考えられる.H28年度はこの可変速1軸ジンバルCMGのハードウェア設計を行い,ホイールモータにDCモータ,ジンバルモータにステップモータを用いて,ホイールのトルク制御と低速時の滑らかなジンバル角駆動を可能とした可変速1軸ジンバルCMGを4台試作した.また,この可変速1軸ジンバルCMGの制御回路の設計を行い,全体の制御を統括するファンレスPCと各CMGの制御を行うボードPCの二段構成の電気制御回路と,それに対する電源系を製作した.さらに,この可変速1軸ジンバルCMGを4台搭載した宇宙機の姿勢制御実験を行う空気浮上実験装置の製作を行った.また,これらのハードウェア製作と並行して,可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる宇宙機の姿勢制御系について検討を行い,宇宙機の姿勢変更時間を最短にする姿勢制御計画を求め,シミュレーションでその性能を確認するとともに,その姿勢制御計画を実験装置に実装して確認実験を行った.この確認実験では基本制御機能を確認できたが,さらに性能向上をめざして改修中である.可変速1軸ジンバルCMGとその制御回路および地上実験装置のハードウェア製作を行い,ほぼ想定通りの性能が得られたことで,ハードウェア面においては順調に推移していると考えられる.ただし,CMGを可変速とする回転モータについて,寸法や重量面での制約から最大トルクがやや不足気味となった.この場合,地上制御実験装置に作用する重力トルクが大きくなると,CMGの出力トルクが不足する恐れがある.そのため,地上制御実験装置の重力トルクを最小限に抑える必要があり,重力トルクの原因となる重心ずれを精度よく同定し補償する補償方法の検討をあわせて実施した.この結果から,重心ずれを予定通りに解消できれば出力トルク不足は解消できる見込みである.また,ソフトウェア面においては,可変速1軸ジンバルCMGが2台の場合の,制御性能解析および最短時間経路設計を行い,2台構成の場合の性能限界に関する知見を得るとともに,姿勢制御系の実験装置への実装を行い,地上実験を実施した.2台構成の場合の実験まで実施できたことで,ソフトウェア面においてもほぼ順調に推移していると考えられる.本研究の目的は,宇宙機の姿勢制御アクチュエータが複数台の可変速1軸ジンバルCMG(Control Moment Gyro)である場合に,宇宙機を高速かつ確実に姿勢変更させるための姿勢制御系を確立することである.可変速1軸ジンバルCMGを用いることで,アクチュエータの台数を減らせる可能性があり,また特異点の通過が容易になると考えられる.H28年度はこの可変速1軸ジンバルCMGのハードウェア設計を行い,4台のCMGを試作した.また,CMGを駆動するための制御回路の製作を行い,PC,電源,CMGを空気浮上テーブルに搭載して,CMGによる宇宙機の3軸姿勢制御実験が行える実験装置を製作した.また,これと並行して可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御計画を立案し,その確認実験を行った.H29年度は可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御において,フィードフォワードとフィードバックを組み合わせる2自由度制御系を設計し,その確認実験を行って成果を国際学会で発表した.この内容は英文投稿して掲載が決定している.また,可変速1軸ジンバルCMGを3台用いる宇宙機の姿勢制御の基本アルゴリズムを構築し,シミュレーションで効果を確認して結果を国内学会で発表した.この確認実験を行うために,姿勢制御実験装置の重心ずれや取付誤差について精密な計測を実施中である.

さらに,CMGのジンバル駆動部に用いているスリップリングの信頼性が問題となっているのでその改修を実施中である.ハードウェア面においてはH28年度にほぼ完成しており,H29年度は実験装置の重心ずれ,取付誤差の精密な計測やスリップリングの改修などを実施した.改修後のスリップリングはやや回転抵抗が大きいので実験に支障が生じるかどうかを確認して要すればさらに改修を試みる.ハードウェア面においては,H30年度も細かな改修を行う必要はあるものの,全体的には予定通りに進捗していると考えられる.ソフトウェア面においては,可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる場合の姿勢制御則やその検証実験はH29年度までにほぼ終了し,成果を国際学会で発表するとともに論文化したので,2台については完了したものと考えられる.現在は可変速1軸ジンバルCMGを3台用いる場合の姿勢制御則をシミュレーション検証している段階であり,この姿勢制御則を完成させ,確認実験が行えた段階で学会発表や論文投稿を予定している.最終的には可変速1軸ジンバルCMGを4台用いる場合の姿勢制御則を構築し,ソフトウェアとハードウェアの両面から検証を行うことであるが,現段階ではその前の3台の場合に注力している.したがってソフトウェア面では全体計画の60%程度の進捗と考えている.本研究の目的は,宇宙機の姿勢制御アクチュエータが複数台の可変速1軸ジンバルCMG(Control Moment Gyro)である場合に,宇宙機を高速かつ確実に姿勢変更させるための姿勢制御系を確立することである.可変速1軸ジンバルCMGを用いることで,アクチュエータの台数を減らせる可能性があり,また特異点の通過が容易になると考えられる.H28年度はこの可変速1軸ジンバルCMGのハードウェア設計を行い,4台のCMGを試作した.また,CMGを駆動するための制御回路の製作を行い,PC,電源,CMGを空気浮上テーブルに搭載して,CMGによる宇宙機の3軸姿勢制御実験が行える実験装置を製作した.また,これと並行して可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御計画を立案し,その確認実験を行った.H29年度は可変速1軸ジンバルCMGを2台用いる姿勢制御において,フィードフォワードとフィードバックを組み合わせる2自由度制御系を設計し,その確認実験を行って成果を国際学会で発表した.この内容は英文投稿して電子ジャーナルに掲載されている.また,可変速1軸ジンバルCMGを3台用いる宇宙機の姿勢制御の基本アルゴリズムを構築し,シミュレーションで効果を確認して結果を国内学会で発表した.この確認実験を行うために,姿勢制御実験装置の重心ずれや取付誤差について精密な計測を実施した.さらに,CMGのジンバル駆動部に用いているスリップリングの信頼性が問題となっているのでその改修を行った.
リソソーム環境が管理するアレルギー炎症応答の分子基盤

本研究では、アミノ酸トランスポーターSLC15A4がマスト細胞の機能と個体免疫応答に果たす役割を分子レベルで解析し、マスト細胞が媒介する炎症性疾患の新規制御機構を明らかにすることを目標とした。SLC15A4欠損マスト細胞ではリソソームの形態異常、およびヒスタミン合成亢進、またそれに伴ったIgE-抗原刺激によるマスト細胞の脱顆粒時のヒスタミン放出量の増加が認められた。その分子メカニズムとして、SLC15A4がmTORC経路および転写因子TFEBの活性化制御を介してマスト細胞のリソソーム生合成とヒスタミン等の炎症メディエーターの合成/細胞内貯蔵に重要な役割を果たしていることを明らかにした。免疫細胞の中でも、マスト細胞やNK細胞といった細胞種は、それぞれヒスタミン顆粒や細胞傷害性顆粒として知られる分泌リソソームを機能分化させているが、これら細胞のエフェクター機能の発揮において、リソソーム環境に依存した制御機構に着眼した研究はほとんど行われていない。本研究では、マスト細胞の機能制御におけるリソソーム環境管理の重要性とそのメカニズムを理解するために、リソソームに発現するアミノ酸トランスポーターのSLC15A4を解析モデルとし、SLC15A4遺伝子欠損マウスを用いてマスト細胞のリソソーム性状と炎症応答の解析およびアレルギー炎症モデルの病態解析を行った。その結果、SLC15A4欠損マスト細胞におけるリソソームの形態異常、およびヒスタミン合成亢進、またそれに伴ったIgE-抗原刺激によるマスト細胞の脱顆粒時のヒスタミン放出量の増加を見出し、SLC15A4がマスト細胞のリソソーム生合成とヒスタミン等の炎症メディエーターの合成/細胞内貯蔵に重要な役割を果たしていることを明らかとした。また、リソソーム環境管理におけるSLC15A3とSLC15A4との機能の差異および類似点を明らかにすることを目的として、SLC15A4と性質の類似するSLC15A3の欠損マウスを作出した。さらにこのマウスをSLC15A4欠損マウスとかけ合わせることでSLC15A3/SLC15A4二重欠損マウスを作出し、これらのマウスの表現型について解析を進めている。本研究では、マスト細胞の機能制御におけるリソソーム環境管理の重要性とそのメカニズムを理解するために、リソソームに発現するアミノ酸トランスポーターSLC15A4の遺伝子欠損マウスを用いてマスト細胞のリソソーム性状と炎症応答の解析およびアレルギー炎症モデルの病態解析を行った。その結果、SLC15A4がマスト細胞の正常なリソソーム生合成とヒスタミンをはじめとする炎症メディエーターの合成/細胞内貯蔵を制御することで、IgEを介した脱顆粒反応に伴うメディエーター放出を調節していることを明らかにした。これらの成果をまとめ、海外学会において発表済、また現在論文を投稿中である。一方、SLC15A4と性質の類似するSLC15A3の欠損マウスをCRISPR/Cas9システムを用いて作出し、その表現型解析を進めるなど、当初の2年度に計画していた研究内容を一部前倒しして行っている。本研究では、マスト細胞に特徴的な分泌リソソーム内のアミノ酸およびプロトン環境がマスト細胞の機能と個体免疫応答にどのような影響を及ぼすかを理解し、マスト細胞が媒介する炎症性疾患の新規制御機構を明らかにすることによって、アレルギー性疾患をはじめとする炎症性疾患の新規治療法の開発の礎となる分子基盤を構築することを目標とした。具体的には、1マスト細胞においてSLC15A4を介したリソソームに依存したシグナル伝達の重要性、2アミノ酸トランスポーターSLC15A4によるリソソーム環境管理がマスト細胞の機能に果たす役割、について明らかにした。すなわち、SLC15A4欠損マスト細胞におけるリソソームの形態異常、およびヒスタミン合成亢進、またそれに伴ったIgE-抗原刺激によるマスト細胞の脱顆粒時のヒスタミン放出量の増加を見出した。その分子メカニズムとして、SLC15A4がmTORC経路および転写因子TFEBの活性化制御を介してマスト細胞のリソソーム生合成とヒスタミン等の炎症メディエーターの合成/細胞内貯蔵に重要な役割を果たしていることを明らかとした。これらの成果を論文にまとめて、International Immunology誌(Int Immunol. Vol. 29, No.12, p551-566)に発表した。また、リソソーム環境管理におけるSLC15A3とSLC15A4との機能の差異および類似点を明らかにすることを目的として、SLC15A3の欠損マウスを作出し、SLC15A3欠損細胞の機能解析を行なった。SLC15A3欠損マスト細胞では、SLC15A4同様の表現型が得られなかったことから、これら分子の役割機能が異なることが示唆された。

当初の2年度の計画にある通り、作出したSLC15A3 KOおよびSLC15A3/SLC15A4ダブルKOマウスの解析を行い、リソソームおよび関連オルガネラの形態、アレルギー炎症応答について検討を加える。これらの解析により、炎症シグナルの場であるリソソームの空間的制御にSLC15A3/SLC15A4が果たす役割を明確にする。分子免疫学世の中の流れで漸次値上げされている消耗品(試薬、抗体、マウス)などの物品費の費用増加分のほか、SLC15A3に関する論文の投稿費用に充てる。
高温度域におけるコークスの燃焼・ガス化挙動および灰粒子特性の解明

コークスの燃焼およびガス化反応挙動を基礎的に検討するために、コークスの燃焼およびガス化実験を実施した。粒径1020mmのコークスを白金製の試料ホルダーに入れて、1400°Cに昇温したN2ガス雰囲気の縦型管状電気炉の反応管内に降下させた。反応を開始させるために雰囲気ガスを、燃焼実験の場合は空気、ガス化実験の場合は組成の異なるCO-CO2混合ガスに切り替え、反応率80%の反応中断試料を作製した。実験後、反応中断試料および実験前のコークス試料をエポキシ樹脂により樹脂埋めし、真空引きを行い、樹脂の固化後、切断・研磨した。SEMおよびデジタルマイクロスコープにより得られた観察画像から画像処理ソフトにより個々の灰粒子の粒子径および各試料の気孔率を測定した。その結果、原コークスと比較し、燃焼後のコークスでは粒径の大きな灰粒子の割合が大幅に増加した。CO:CO2=75:25でのガス化後のコークスは原コークスと同じ傾向を示したが、CO-CO2混合ガス中のCO2割合が増加するとともに、原コークスと比較して粒径の大きな灰粒子の割合が増加した。また、原コークスおよび燃焼後コークス試料の気孔率は約30%で変化しなかったが、ガス化後のコークス試料の気孔率は約40%と原コークスと比較して若干ではあるが増加した。さらに、実験前後の試料径を測定することで収縮率を算出したところ、燃焼では約46%であったが、CO:CO2=50:50でのガス化では約18%に止まった。同じ反応率、つまり、固定炭素の消費量が同じにもかかわらず、試料の収縮率が異なることから、燃焼ではコークス表面で炭素質が消費され、ガス化ではコークス表面のみならずコークス内部の炭素質も消費されることで、燃焼の収縮率がガス化よりも大きくなる。このような燃焼反応およびガス化反応における炭素質の消費のされ方の相違が灰粒子挙動の差異に起因することを見出した。本研究では、実験試料として実機のコークス炉で製造された粒径1020mmのコークスを用いた。実験試料を白金製の試料ホルダーに入れて、1400°Cに昇温した縦型管状電気炉の反応管内に降下させた。この際の雰囲気ガスはN2ガスである。反応を開始させるために雰囲気ガスを、燃焼実験の場合は空気、ガス化実験の場合は50%CO-50%CO2混合ガスに切り替えた。反応による重量減少を電気炉上部に備え付けた電子天秤により連続的に測定し、各反応率の実験を行った。その結果、1400°Cにおける燃焼は約1500秒、ガス化は約3200秒にて完了しており、燃焼反応の方がガス化反応よりも2倍程度速いことが分かった。次に、コークスの燃焼およびガス化過程における灰粒子特性(粒径)について検討した。反応中断試料および実験前のコークス試料をエポキシ樹脂により樹脂埋めし、真空含浸装置にて気泡を取り除くために真空引きを行い、樹脂の固化後、切断・研磨した。SEMによりこれらの断面組織を観察・撮影した。その結果、燃焼反応においては、溶融・凝集した灰粒子がコークス表面に存在しており、一方、ガス化反応においては、燃焼反応のような灰粒子の凝集は観察されなかった。さらに、得られた観察面の反射電子画像(BSE画像)から画像処理ソフトにより個々の灰粒子の粒子径を測定した。その結果、原コークスと比較し、燃焼後のコークス(反応率80%)では粒径の大きな灰粒子の割合が大幅に増加しており、一方、ガス化後のコークス(反応率80%)は原コークスとほぼ同じ傾向を示した。これらのことから、燃焼およびガス化反応過程におけるコークスの灰粒子挙動が大きく異なり、燃焼反応の方がガス化反応と比較して反応過程における灰粒子の凝集が顕著であることが示唆された。当初、平成28年度の研究計画として、コークスの燃焼・ガス化反応過程における灰粒子挙動を解明する前に、反応過程におけるコークス炭素質の消費挙動および構造変化について基礎的に検討する予定であった。しかし、実験後試料断面のコークス組織の観察・撮影に使用する予定であった既存設備のデジタルマイクロスコープ本体の調子が悪く、実験後試料断面のコークス組織を観察・撮影することが出来なかった。そこで、平成29年度以降の研究計画としていたコークスの燃焼およびガス化過程における灰粒子特性の検討について平成28年度に実施した。灰粒子特性として主に灰粒子径の定量的な評価を行った。以上のことから、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進捗しているものと考える。粒径1020mmのコークスを白金製の試料ホルダーに入れて、1400°Cに昇温した縦型管状電気炉の反応管内に降下させた。反応を開始させるために雰囲気ガスを、燃焼実験の場合は空気、ガス化実験の場合は50%CO-50%CO2混合ガスに切り替え、反応率80%の反応中断試料を作製した。

その結果、原コークスと比較し、燃焼後のコークスでは粒径の大きな灰粒子の割合が大幅に増加しており、一方、ガス化後のコークスは原コークスとほぼ同じ傾向を示した。また、原コークスおよび燃焼後コークス試料の気孔率はそれぞれ約31%および約32%であり、燃焼反応によって気孔率は変化しなかった。一方、ガス化後のコークス試料の気孔率は約40%と原コークスと比較して増加した。さらに、実験前後の試料径を測定することで収縮率を算出したところ、燃焼では約46%であったが、ガス下では約18%に止まった。同じ反応率、つまり、固定炭素の消費量が同じにもかかわらず、試料の収縮率が異なることから、燃焼ではコークス表面で炭素質が消費され、ガス化ではコークス表面のみならずコークス内部の炭素質も消費されることで、燃焼の収縮率がガス化よりも大きくなるものと考える。これは燃焼とガス化における気孔率の差異からも示唆される。このような燃焼反応およびガス化反応における炭素質の消費のされ方の相違が灰粒子挙動の差異に起因するものと推察する。当初の計画とは順序が逆になったが、コークスの燃焼およびガス化過程における灰粒子特性、反応過程におけるコークス炭素質の消費挙動および構造変化について基礎的に検討した。灰粒子特性として灰粒子径、構造変化として気孔率の定量的な評価を行った。以上のことから、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進捗しているものと考える。コークスの燃焼およびガス化反応挙動を基礎的に検討するために、コークスの燃焼およびガス化実験を実施した。粒径1020mmのコークスを白金製の試料ホルダーに入れて、1400°Cに昇温したN2ガス雰囲気の縦型管状電気炉の反応管内に降下させた。反応を開始させるために雰囲気ガスを、燃焼実験の場合は空気、ガス化実験の場合は組成の異なるCO-CO2混合ガスに切り替え、反応率80%の反応中断試料を作製した。実験後、反応中断試料および実験前のコークス試料をエポキシ樹脂により樹脂埋めし、真空引きを行い、樹脂の固化後、切断・研磨した。SEMおよびデジタルマイクロスコープにより得られた観察画像から画像処理ソフトにより個々の灰粒子の粒子径および各試料の気孔率を測定した。その結果、原コークスと比較し、燃焼後のコークスでは粒径の大きな灰粒子の割合が大幅に増加した。CO:CO2=75:25でのガス化後のコークスは原コークスと同じ傾向を示したが、CO-CO2混合ガス中のCO2割合が増加するとともに、原コークスと比較して粒径の大きな灰粒子の割合が増加した。また、原コークスおよび燃焼後コークス試料の気孔率は約30%で変化しなかったが、ガス化後のコークス試料の気孔率は約40%と原コークスと比較して若干ではあるが増加した。さらに、実験前後の試料径を測定することで収縮率を算出したところ、燃焼では約46%であったが、CO:CO2=50:50でのガス化では約18%に止まった。同じ反応率、つまり、固定炭素の消費量が同じにもかかわらず、試料の収縮率が異なることから、燃焼ではコークス表面で炭素質が消費され、ガス化ではコークス表面のみならずコークス内部の炭素質も消費されることで、燃焼の収縮率がガス化よりも大きくなる。このような燃焼反応およびガス化反応における炭素質の消費のされ方の相違が灰粒子挙動の差異に起因することを見出した。
特別支援学校における超重症児への指導とその成果に関する教師の意識調査

本研究では、特別支援学校における超重症児への指導とその成果に関する担任教師の意識を調査し、以下の3点が明らかとなった。1)評価を客観性のあるものにしなければならないと感じている一方、記録方法について困難や限界を感じていることがうかがわれた。2)脳機能障害の程度が重いほど、子どもの変容に関する評価は肯定的になりづらく、より適切なかかわり方の発見に至りにくい一方、教師自身における子どもへの理解の深まりや周囲の人々の変容には大きく作用しなかった。3)通常授業においてのみならず、校内研修などの様々な機会を活用して、子どもへの理解を深めたり、実際のかかわり方を工夫・改善したりしていることがうかがわれた。わが国の重症心身障害児(者)療育の場では、濃厚な医療的ケアが継続的に必要な人たちが増加し、その中でも医療的ケアの必要度が特に高い群は「超重症児(者)」と呼ばれている。そして、特別支援教育の場においても、このような子どもたちが顕在化している現状にあるが、特別支援学校等の教育機関を対象とした調査報告は少なく、超重症児への教育上の対応に関する情報はほとんど得られていない。そこで平成27年度は、全国の特別支援学校のうち、知的障害(訪問教育実施校に限る)・肢体不自由・病弱のいずれかを対象としている530校に対してアンケート調査を実施した。各学校へは、2種類のアンケートに対する回答を依頼した。ひとつは学校全体での超重症児の在籍状況と基本的な指導場所について尋ねたもの(以下、アンケートI)である。もうひとつは、超重症児該当児童生徒を1名挙げてもらい、その子ども(以下、対象児)への各指導過程の実際と指導の成果について尋ねたもの(以下、アンケートII)である。アンケートIは各学校に1部送付し、重複障害学級担当者に回答を依頼した。一方、アンケートIIは各学校に4部送付し、回答は選択した対象児の担任教師に依頼した。調査期間は平成28年13月である。平成28年5月現在、回答の集計・分析作業を進めているところであり、結果の一部を日本特殊教育学会第54回大会の自主シンポジウム(※)にて報告する予定である(学会大会参加の申し込みと発表論文集の原稿提出は完了)。(※)このシンポジウムは、科学研究費補助金(基盤研究(C)、課題番号16K04808、代表者:川住隆一)による研究の一環として実施される。本研究の目的は、特別支援学校における超重症児への指導とその成果に関する担任教師の意識を明らかにし、今後の実践的研究課題を示すことである。平成27年度は、全国規模のアンケート調査を計画していた。平成28年5月現在、回答の集計・分析作業が当初の予定よりわずかに遅れているものの、計画通り平成27年度内にアンケート調査を実施できたことや、日本特殊教育学会第54回大会にて研究成果の一部を公表する予定であることから、全体的にみれば本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。わが国の重症心身障害児(者)療育の場では、濃厚な医療的ケアが継続的に必要な人たちが増加し、その中でも医療的ケアの必要度が特に高い群は、「超重症児(者)」と呼ばれている。そこで、全国の特別支援学校のうち知的障害(訪問教育実施校に限る)・肢体不自由・病弱のいずれかを対象としている530校に対して、超重症児への指導とその成果に関するアンケート調査を実施した。269校より回答が得られ(回収率50.8%)、このうち174校において超重症児が1名以上在籍していた。そして、計365件の指導事例に関する情報が得られた。アンケート調査の回答の入力作業は完了し、結果の一部は学会大会や論文を通して紹介した。また、日本特殊教育学会第55回大会(平成29年9月開催)においても報告する予定である。また、平成29年12月には、特別支援学校4校の協力のもと、超重症児の担任教師11名に対して半構造化形式の面接調査を実施した(7名は個別、4名は集団での実施)。面接調査では、1導開始当初と最近における子ども・教師・周囲の人々の状況・様子について、2指導を通して認められた子ども・教師・周囲の人々の意識・行動の変容に関するエピソード、3指導を通して得られた教師自身の学び、の3点について聴取した。聴取した内容については現在分析中である。平成27年度は全国規模のアンケート調査を、平成28年度は担任教師数名への面接調査をそれぞれ計画しており、いずれについても滞りなく実施することができた。また、調査結果の公表についても、現時点では不十分であるものの、学会大会や論文を通して順次進めている。したがって、全体的にみれば本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。平成27年度は、全国の特別支援学校のうち知的障害(訪問教育実施校に限る)・肢体不自由・病弱のいずれかを対象とする530校に対し、超重症児への指導とその成果に関するアンケート調査を実施した。268校より回答が得られ(回収率50.6%)、このうち173校において超重症児が1名以上在籍していた。

また、計364件の指導事例に関する情報が得られた。なお、前年度報告と回収率等の数値が異なるのは、結果の分析過程において無効となった回答があったためである。そして、平成28年度は、超重症児の担任教師11名に対して半構造化形式の面接調査を実施した。平成29年度は、上記の調査で得られたデータを分析し、主に以下の点を明らかにした。1超重症児への指導の評価を客観性のあるものにしなければならないと担任教師が感じている一方で、なかなかそのようにはいかないという葛藤を抱いたり、記録を取るにしても厳密には行えない、動きが微弱微小で動画撮影等では捉えきれないといった限界を感じたりしていることがうかがわれた。2脳機能障害の程度が重いほど、指導を通しての超重症児の変容に関する担任教師の評価は肯定的になりづらく、また、より適切なかかわり方の発見に至りにくい一方で、担任教師自身における超重症児への理解の深まりや周囲の人々の変容には大きく作用しなかった。3脳機能障害の程度が重い超重症児の担任教師においては、担任の継続が指導の成果に関する認識に肯定的に作用している傾向が示された一方で、長期的にかかわっているからこそ超重症児の身体機能の低下を切実に感じる場合もあり、そのことが成果に関する認識に否定的に作用する可能性があることもうかがわれた。本研究では、特別支援学校における超重症児への指導とその成果に関する担任教師の意識を調査し、以下の3点が明らかとなった。1)評価を客観性のあるものにしなければならないと感じている一方、記録方法について困難や限界を感じていることがうかがわれた。2)脳機能障害の程度が重いほど、子どもの変容に関する評価は肯定的になりづらく、より適切なかかわり方の発見に至りにくい一方、教師自身における子どもへの理解の深まりや周囲の人々の変容には大きく作用しなかった。3)通常授業においてのみならず、校内研修などの様々な機会を活用して、子どもへの理解を深めたり、実際のかかわり方を工夫・改善したりしていることがうかがわれた。まず、平成27年度に実施したアンケート調査の結果について詳細な分析を行う。そして、超重症児の担任教師数名に対し、超重症児の状態像をどのように捉えながら指導してきたかについて、半構造化面接を通して聴取する予定である。この面接調査によって、担任教師の超重症児への理解・対応のプロセスに関する示唆を得たいと考える。アンケート調査および面接調査のデータ分析を継続する。また、学会大会での発表や論文執筆に向けての準備を進める。そして、研究成果報告書を作成する。平成27年度に実施した全国調査の結果を下記報告書にまとめ、希望する特別支援学校等への送付や国立国会図書館への納入を行った。野崎義和「特別支援学校における超重症児該当児童生徒への指導とその成果に関する調査報告書」(2018年3月発行)特別支援教育諸事情により面接調査を実施することができなかった特別支援学校が数校あり、その学校への交通費・宿泊費が余った。学会大会参加または発表に係る旅費と研究成果報告書の作成費用に充当する計画である。
内皮細胞の機能保持における血管周皮細胞の役割

[I]ヒト臍静脈内皮細胞をウシ網膜血管周皮細胞のフィーダー層上でco-cultureすると、(1)内皮細胞の増殖が抑制され、(2)内皮細胞のプロスタサイクリン産生も有意に促進された。(3)周皮細胞は過酸化脂質による内皮細胞傷害をも密度依存性に防止した。[II]逆に、(1)周皮細胞の増殖は内皮細胞のフィーダー層上で促進された。(2)この増殖促進効果はエンドセリン1で代替され抗エンドセリン1抗体で中和されたことから、内皮細胞に由来する周皮細胞増殖因子の実体はエンドセリン1であると結論された。(3)周皮細胞はエンドセリン1に高親和性のA型レセプターmRNAを発現していることも見い出された。以上本研究により、周皮細胞は内皮細胞の増殖を制御するのみならず内皮細胞の特異機能を保持し、内皮細胞障害に対しても保護的に作用しうること、また、内皮細胞はエンドセリン1の分泌を介して周皮細胞の増殖をコントロールしうることがはじめて明らかにされた。これらの知見から、内皮細胞と周皮細胞の相互作用は細小血管の恒常性維持に重要な役割をはたしており、その破綻は血管新生、血栓形成、内皮障害といった血管病変の発生や増悪につながることが推定された。[III]なお、本研究の経過中、ヒト肺動脈内皮細胞・平滑筋細胞がアルドステロン合成酵素遺伝子を、平滑筋細胞がミネラルコルチコイドレセプター遺伝子を発現しており、アルドステロン拮抗剤がアンジオテンシンIIによる平滑筋細胞の肥厚を抑制しうることが発見された。これは、血管細胞自体がステロイドの生合成系と反応系とを合わせもつことをはじめて明らかにしたものであり、局所で産生されるアルドステロンがレニン-アンジオテンシン系と共役して血管のtonus調節や高血圧症の発症に関わっている可能性を示している。