hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内シグナルの修飾による血管平滑筋細胞の増植・分化・脱分化の制御

ラット大動脈由来VSMCを用いて分化・脱分化・増殖という観点から定量性PCR(qPCR)、蛍光免疫染色、増殖解析、アポトーシス解析、flow cytometry等の方法を確立した。qPCRではSM1、SM2、SM22alpha、SMemb、calponin、caldesmonなど200種のプライマー設計・最適化に成功。免疫染色ではAlexa蛍光色素、デジタル画像処理技術を導入、蛍光顕微鏡下で共焦点画像取得を最適化した。分化型マーカー発現に寄与するAscorbic acid(AA)を10%FCS DMEM培地で再評価、刺激後4時間でSM1、calponinの遺伝子発現は上昇、SM2発現は認めず、SMemb発現を認めたことから、AA添加のみでは分化コントロールは困難と考えられた。培養皿コーティングの差に注目しplasma処理とgelatincoat培養皿でVSMCの反応を比較したが、ECMではcollagen typeIIIがコーティング群で増強。接着因子である、Integrin beta1、Integrin alpha5もコーティング群で上昇した。このコーティングに加えてAAの添加を検討。コーティングの有無によりAAに対する反応性も違うことを明らかにした。elastinはplasma処理では濃度依存性に発現が増強されたが、gelatinコーティングでは増強されなかった。細胞と培養皿の界面における反応性の違いがVSMCのECM産生に関与することが示唆された。更に理解をすすめ、組織工学におけるschafoldの表面設計の改善につなげたいと考えている。残念ながら、初代VSMC培養系への遺伝子導入は、実験に耐えうる導入効率に至らず、細胞内シグナルの修飾実験に至らず。しかし、磁気ビーズを用いることにより、初期培養系VSMCに対して2030%の導入効率を達成した。
三重県答志島の寝屋子制度における二次的親子関係と青年期発達の特徴

三重県答志島では,青年宿(寝屋子)が現存している。青年たちの親は,自分の子どもが中学を卒業する前に,我が子がコミュニティで生活していくための社会教育を寝屋親に頼む。そして,青年は実の親子関係だけでなく,寝屋親との二次的親子関係を結ぶことになる。日常的には,青年たちは自宅で夕食を食べた後,青年宿(寝屋子)に集まってくる。そして,そこで寝屋親による青年たちへの社会教育が行われるのである。その内容は,コミュニティで生きていく上で大切な価値や態度であったり,進路・人生相談であったり,異性のことであったりする。本研究では、答志島の青年宿(寝屋子)を対象として、そこで展開している寝屋親と寝屋子との二次的親子関係の特徴と青年期発達について検討した。寝屋親-寝屋子関係(二次的親子関係)の実際について、青年宿への参加観察と聞き取り調査を行った結果、(1)漁業者の親子の場合、職業的には、青年は父親の船に同船して周辺的な仕事を手伝いながら父親から徐々に漁業技術等を学んでいく師弟関係であった。(2)父親との関係が職業的師弟関係であるため、家庭生活における父親との関係も変化し、青年にとって父親は重い存在となる場合があった。(3)年齢的に青年と父親の中間にある寝屋親は、父親に対する青年の両価的な気持ちを受けとめると同時に、父親が感じている気持ちも伝えることによって両者を橋渡ししていた。これらの結果を,青年期発達を支援する伝統的社会システムの観点から考察した。本研究は、答志島の寝屋子を対象として、そこで展開している寝屋親と寝屋子との二次的親子関係の特徴と青年期発達について検討することを目的としている。本年度は、次の観点からの研究を行った。研究1「答志島の青年宿(寝屋子制度)における二次的親子関係の特徴とその社会的機能」では、寝屋親-寝屋子関係(二次的親子関係)の実際について、青年宿への参加観察と聞き取り調査を行った。その結果、(1)漁業者の親子の場合、職業的には、青年は父親の船に同船して周辺的な仕事を手伝いながら父親から徐々に漁業技術等を学んでいく師弟関係である。(2)父親との関係が職業的師弟関係であるため、家庭生活における父親との関係も変化し、青年にとって父親は重い存在となる。(3)年齢的に青年と父親の中間にある寝屋親は、父親に対する青年の両価的な気持ちを受けとめると同時に、父親の感じているであろう気持ちも伝えることによって両者を橋渡ししている。研究2「伝統的制度と現代若者文化のはざまに生きる青年の文化的発達」では、答志島の青年に対する聞き取り調査と、青年が活躍する行事の観察を行った。現時点では十分な資料が得られていないが、次のような発達の流れが明らかになりつつある。(1)青年は中学を卒業すると伝統的制度である寝屋子に入るが、同時に島外の高校に通い始めるために、現代の若者文化に触れる機会が多くなる。(2)高校時代は、地域活動への参加は周辺的であるので、伝統的文化への拘束力は弱いが徐々にそれに馴染んでいく仕掛けがある。(3)高校卒業後、島内で職業人として働くようになってから、青年は地域行事に対して中心的な役割を演じるようになる。(4)寝屋親になる者は青年時代に地域活動を積極的に行ってきた者が多いため、青年が参加する地域行事へ取り組む姿勢に対して寝屋親が重要な助言を与えている。

研究1「答志島の青年宿(寝屋子制度)における二次的親子関係の特徴とその社会的機能」では、特に新しく寝屋子に入る15歳の青年とそれを受け入れる寝屋親との関係について、参加観察と聞き取り調査を行った。その結果、(1)新しく寝屋親を引き受ける夫婦は、夫34歳、妻29歳で、6・5・2歳の子どもがおり、寝屋子入りの2年前に決められた。(2)青年たちの親たちは、夫婦が若くて子どもが小さいが地域の中で人望と経済力がある夫婦を寝屋親として選んだ。(3)新しく寝屋親になる親父の方針としては、基本的には青年たちを自由にさせて、必要に応じて地域の中で迷惑になったり許されない最低限のルールやマナーを伝えていく姿勢であり、実の父親と青年を橋渡しできるような役割を演じる。(4)寝屋子を引き受けるにあたって、経済的・日常的な負担を強いられるが、家が活気づき自分の子どもたちに刺激が与えられることを期待している。(5)寝屋子への参加観察では、寝屋親は青年のにぎやかさを受容しながら青年との関係を形成するように努めており、青年は寝屋親やその子どもたちとリラックスした親密な関係をもちはじめていた。研究2「伝統的制度と現代若者文化のはざまに生きる青年の文化的発達」では、答志島の青年に対する聞き取り調査を行った。その結果、(1)青年は中学を卒業すると寝屋子に入ると同時に、島外の高校に通い始めるので現代の若者文化に触れる機会が多くなる。(2)高校卒業後に島内で働くようになると青年は地域行事に対して中心的な役割を演じるようになるが、高校時代の友人とは週末にいっしょに遊ぶなど、重要な島外の拠点であり続けている。(3)結婚を意識し始めると島外の女性と付き合っている者は、現実的な島での生活を十分に伝えて理解をえる必要性が生まれるが、これが大きなハードルになっている。
新たな国土軸形成下における複数ハブ空港の効率的効果的運用に関する研究

本課題では新たな国土軸=スーパーメガリージョンを形成することが求められる中で,戦略的な強化策が求められる国際拠点空港のゲートウェイ機能競争力強化策立案のための方法論の提案を目的として研究を遂行した.具体的には高速鉄道(HSR)との共存による旅客便益の向上のための運賃補助などの政策の効果,機能分担の効果およびその実現可能性,首都圏発着需要に着目した航空輸送とHSRの協調の可能性とその効果について理論的かつ実証的に研究を遂行し,得られた結果に基づき実務に対する有益な示唆を得ることができた.本申請課題では今後さらに深化する国際的な競争に対応すべく新たな国土軸を形成することが求められる中で,戦略的な強化策が求められる国際拠点空港のゲートウェイ機能競争力強化策立案のための方法論の提案を目的とする.具体的には首都圏空港と中部・近畿地方に立地する国際拠点空港における輸送網の充実とゲートウェイ機能強化のための集約的経営(バンドリング)を含めた運営方法,方面別輸送などの棲み分けによる効果予測,新幹線との競争ならびに相互補完策(協調策)について検討し,最終的には国土形成上望ましいゲートウェイ機能を達成する複数ハブ空港の運営方法の提案を行い,その実現に必要な規制緩和等の政策実施上の課題を指摘する.本年度は(1)HSRと航空輸送との協調可能性の検討,(2)アジアにおける低費用航空会社(LCC)の路線網拡大が空港のゲートウェイ機能に与える影響分析,(3)複数空港運営におけるスロット配分手法の合理化に関する検討,の3点について以下のような成果を得た.まず,(1)についてはHSRとの共存可能性についてHSRと空港との連携の可能性について,基礎的なモデル化の検討を進めた.また,平成28年度に開始予定であった空港経営について,集約的経営の可能性(バンドリング)について先行的に研究を行い,バンドリングの可能性について理論的に検討した.(2)については以下の研究を行った.まずASEANを対象として旅客の路線選択行動について直行便と経由便の選択特性を明確にした.また,わが国のLCC参入市場を対象とした分析を行い,LCC参入のインパクトを計測した.(3)に関しては空港経営における着陸料,空港使用料の2種類の課金に関して,複数ハブ空港存在下における望ましい課金方法に関する理論的検討を2面市場問題枠組みを用いて行った.これに関しては平成28年度中に研究成果を国際会議等を通じて公表予定である.本課題遂行においては,概要でも述べたとおり,設定した項目について逐次成果を上げており,研究成果も国際会議などを通じて積極的に公表している.ただし,分担者1名の逝去により経済分析について,当初の予定通り進んでいない部分がある.このため当該項目を予定通り遂行するためには,1名の補充を必要とするため,別途申請を行う予定である.本申請課題では今後さらに深化する国際的な競争に対応すべく新たな国土軸=スーパーメガリージョンを形成することが求められる中で,戦略的な強化策が求められる国際拠点空港のゲートウェイ機能競争力強化策立案のための方法論の提案を目的とする.具体的には首都圏空港と中部・近畿地方に立地する国際拠点空港における輸送網の充実とゲートウェイ機能強化のための集約的経営(バンドリング)を含めた運営方法,方面別輸送などの棲み分けによる効果予測,新幹線との競争ならびに相互補完策(協調策)について検討し,最終的には国土形成上望ましいゲートウェイ機能を達成する複数ハブ空港の運営方法の提案を行い,その実現に必要な規制緩和等の政策実施上の課題を指摘する.本年度は(1)複数空港におけるスロット配分の合理化に関する検討,(2)空港経営の集約化と分権的管理に関する方法論の検討,(3)東アジア国際航空旅客輸送市場を対象とした政策シミュレーション実施のためのデータベース構築,についての研究に加え,(4)スーパーメガリージョン形成下での複数拠点空港の望ましいマネジメント手法の検討,についても先行的に研究を進めた.特に(1) (4)に関しては,実際の市場を対象として政策シミュレーションを先行的に実行し,いくつかの政策立案への示唆を得た.また,(3)に関する実証研究としては,北東アジアのトランジット空港選択の実態を,データベースの解析から明らかにした点,ならびに国内の高速鉄道整備については北陸地方の航空路線を対象としてベクトル自己回帰モデルを中心とした時系列分析を適用し北陸新幹線開業の影響を定量的に推定した,の2点が挙げられる.本課題遂行においては,概要にも述べた通り,課題設定を行った各項目に関して国際ジャーナルなどを通じての学術研究論文発表,ならびに国内外の学会発表などを通じて公表しており,順調に成果を上げている.本年度は研究期間の最終年度であり,昨年度までに進められた研究成果を踏まえ,政策の方向性についての示唆を得るための研究を遂行した.まず,複数空港システムにおける合理的な課金政策についての検討を行った.高速鉄道(High Speed Rail/HSR)が整備された環境下で複数空港システムが稼働した場合,社会厚生を向上させる課金方式としてどのようなものが望ましいか,について理論的に検討を加えた.拡張型Bi-levelモデルを援用し,2空港システム(うち,1空港は厳しい容量制約を持つものとする)におけるターミナルチャージ(旅客側への課金)と着陸料(航空会社側への課金)への課金を取り上げ,検討を加えた.さらに需要規模に関する感度分析も併せて行った.その結果,(i),(ii)収益性の点から考えれば,航空会社とHSRの協調は2空港間での需要差が縮小した場合には可能となる,という示唆を得た.

次に本稿では,容量制約の厳しい空港の需要を補完するために,新幹線を含めた国内フィーダーネットワーク利用によるゲートウェイ空港の効果的利用促進を行う空港運営方法を検討する.Bi-levelモデルを適用し,旅客ならびに航空会社への補助金政策を検討するために,シナリオ分析を行った.分析の結果,混雑空港以外のゲートウェイ空港発着の国際線利用者への運賃負担を行うことにより効果的に誘導できることがわかった.航空会社の収益も潜在流動量が大きくなれば,補助によって収益が増加する可能性があることが示された.最後に開発したモデルを災害時のリリーバーネットワークの可能性検討に適用した.その結果,HSRの運賃規制など適切な政策を実行することにより,リリーバーネットワーク十分に機能する可能性があることがわかった.本課題では新たな国土軸=スーパーメガリージョンを形成することが求められる中で,戦略的な強化策が求められる国際拠点空港のゲートウェイ機能競争力強化策立案のための方法論の提案を目的として研究を遂行した.具体的には高速鉄道(HSR)との共存による旅客便益の向上のための運賃補助などの政策の効果,機能分担の効果およびその実現可能性,首都圏発着需要に着目した航空輸送とHSRの協調の可能性とその効果について理論的かつ実証的に研究を遂行し,得られた結果に基づき実務に対する有益な示唆を得ることができた.分担者1名の逝去により経済分析について,当初の予定通り進んでいない部分がある.このため当該項目を予定通り遂行するためには,1名の補充を必要とするため,別途申請を行っている.本年度は研究の最終年度に当たるため,本課題の最終的な目標であるスーパーメガリージョン形成下における国際拠点空港の整備運営に関する政策に対する示唆を得るため,シミュレーションによる政策分析を中心に研究を進める.また,実証分析においても本課題で得られる政策への示唆を裏付けるための実証分析をさらに充実させる.本課題で得られた研究成果は昨年度までと同様に国際ジャーナルを中心に公表していく予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。国土計画29年度が最終年度であるため、記入しない。
土地利用型農業の再生に向けた農業政策の実証的分析

本研究の目的は、土地利用型農業の再生のための農業政策を立案するための実証的分析、特に米政策と農地政策についての分析を行うことで、日本農業の発展について国民経済的視点から検討を行うことである。また、日本の土地利用型農業の存在意義となる食料安全保障政策についても分析を行う。今年度の研究成果は以下のとおりである。まず、米政策の影響を評価する独自の数理モデルを構築した上で、1986年から2010年までの米政策の経済効果を分析した。分析結果からは、政府が生産調整を中心としたポリシーミックスを採用してきたことがわかり、その背景にある政府の行動様式が示唆された。分析結果は国際ジャーナルに投稿され、レフリーのコメントを受けた改訂を終えたところである。また、現行の価格政策を中心とした農業政策から、環境支払いを中心とした農業政策へ転換するための理論的考察を行うとともに、オークション型環境支払いに関する実証研究を行った。農地政策については、昨年度に刊行されて日本農業経済学会学会誌賞を受けた研究論文を英文化し、数理モデルに改善を行った論文が同学会の英文誌に受理された。また、2010年農林業センサスの公表を受けて、近年において農地流動化や経営規模拡大などの構造変化が急速に進んだ要因を統計分析から明らかにした。さらに、食料安全保障政策との関連で、日系食品関連産業による海外進出と撤退の動向を整理した論文が学会論文集に受理された。また、食品関連産業の海外進出と食品輸入の関連性についての計量分析を行い、日本農業経済学会大会にて口頭報告を行った。分析結果からは、食品関連産業の海外進出と食:品輸入の関連性が弱まっていることがわかり、国内において一定の水準で土地利用型農業を維持する必要性が示唆された。研究はおおむね順調に進展しており、今年度における研究の目的をほぼ達成した。研究成果のうち学術論文としての公表が完了していないものがあるため、今後は論文としての取りまとめと投稿を行っていきたい。本研究の目的は、土地利用聖農業の再生のための農業政策を立案するための実証的分析、特に米政策と農地政策についての分析を行うことで、日本農業の発展について国民経済的視点から検討を行うことである。まず、米政策のポリシーミックスの変化を分析する数理モデルを構築した上で、1960年から2006年までの米政策を統一的な枠組みによって分析した。分析結果からは、政府が利用可能なポリシーミックスを変更することによって、生産者に対して生産額に比例した安定的な所得移転を行ってきたことや、米政策による所得移転の手段が政府買入れから生産調整に移行するにつれて、生産者への所得移転が政府負担型から消費者負担型に移行したことなどが明らかになった。分析結果は国際ジャーナルに投稿する予定である。また、農地に関する取引費用が農地流動化をどれだけ阻害しているかを部分均衡分析によって検討した。分析結果から、農地転用や稲作の生産調整などが農地流動化を阻害する効果を持つことや、農地のゾーニングや集落機能の活性化などが農地流動化を促進する効果を持つことが明らかになった。さらに、食料輸入の安定性について分析するために、日系食品関連産業による海外進出と撤退の動向について、独自のデータベースに基づき検討した。分析結果からは、食品関連産業の海外進出が1980年代後半から1990年代にかけて急増したがその後は停滞していること、進出先はアジアが大きな割合を占めており、特に1980年代後半からは中国への進出が急増していることなどが明らかになった。なお、海外進出企業に関する研究の学会報告は、東北関東大震災の影響で大会は中止されたが、大会要旨集の発行をもって報告が行われたものとして学会から認められている。

研究はおおむね順調に進展しており、今年度における研究の目的をほぼ達成した。研究成果のうち学術論文としての公表が完了していないものがあるため、今後は論文としての取りまとめと投稿を行っていきたい。
ユーザ経験を豊かにする個性的なインタラクションエージェント

本研究は,インタラクションエージェントに個性を付与することにより,その対話経験を豊かにすることを目指した.その結果(1)人間の性格を付与したエージェントとの意思決定対話の満足度や推薦への影響が見られた,(2)外見的性質に基づきユーザの内面的性格を表出する手法として,アニメーションや漫画などで用いられるステレオタイプ性の強い性格表現法および「母親らしい」テキスト表現を用いることで,擬人化エージェントが提供するインタラクティブシステムの機能性や性質を明らかにしたり,ユーザへより親密な,かつより強く印象付けられるような表現を作り出すことができた.当該年度は,インタラクションエージェントへの個性の付与について,次の2側面について検討し,それぞれ次にあげるような結果を得た.1)身体性のあるエージェントのデザインのための基礎技術を調査し,MMDAgentに代表されるバーチャル環境下での3Dモデルに基づくエージェント表現技法の取り扱いに関する知見を得た.本技術は特に自由に音声のコーパスを実装できるため,研究代表者が今後実現を目指している音声対話による個性表出・身体性のあるエージェントによる個性表出の評価のために有用であることがわかった.当該期間では,今後の研究で当該技術を用いた応用を実施するための基礎技術を習得した.2)エージェントの特性をアプリケーションに応用することを検討し,本年度は「母親」という個性を表出する情報提示システムを提案した.このシステムでは,「母親」がユーザに情報を提示する際に,その提示の強度を表現によって変動させ,ユーザへの印象付けと情報提示に対するユーザの拒否反応(自己判断に対する侵害感に基づく)を調整していることに着目し,「母親」という個性を模したエージェントを実現することにより,情報提示のユーザに対する印象の強度を調整し,ユーザに適切な形で情報を提示し,受け入れさせることを目指している.当該機関ではまず実際の母親が情報を提示(すなわち,ユーザに発言)する際に用いる表現と,その際に発生する印象の違いを美レインストーミング法により抽出する.そして,そこで得られた「ステレオタイプ像としての母親」の表現(=エージェント)をスケジューラのリマインダ機能に適用し,提示されるリマインダを無視・軽視することのないように,またリマインダから強制されている感覚を受けにくいように提示するシステムの設計を行った.当該年度ではさらに,昨年度の研究成果を,国際会議および国内の研究会で発表した.本研究は,インタラクションエージェントに個性を付与することにより,その対話経験を豊かにすることを目指した研究であった.本研究は以下の柱からなる:1)人間の性格を5大別する手法(エゴグラム)に基づき,その5つの性格を特異に表出するエージェントの好ましさとエージェントの提案の受け入れやすさについて評価した.その結果,意思決定時の対話の満足度の向上,結果が「好ましい」とユーザが判断したエージェントの推薦に偏る傾向が確認された.2)外見的性質に基づきユーザの個性(内面的性格)を表出する手法は明らかでなかった.そこで,ステレオタイプ性の強いアニメーション・漫画の文脈におけるキャラクタデザイン手法を援用する手法を検討した.この「萌え擬人化」キャラクタエージェントとその性格付け,および擬人化されたシステムのインタラクティブ性について関連を調査したところ,エージェントの個性およびインタラクティブシステムの性質を類推することが可能であると示された.3)「母親」らしさという個性を表出する情報提示システムを提案した.これは,一般的に母親に対して持たれる印象(慈母としての印象・構いたがる印象)を利用し,リマインダなどの情報提示時にユーザにより適切な(忘れにくい,見逃そうとしにくい)印象を与えることを目指すものである.個性の表出はテキストによる「母親が話しかけそうな表現法・用語」を用いて行われた.最終年度は特にこの「母親らしさ」が実際にユーザの印象をどのように変容させるかについて評価を行い,一般的な(個性的でない)テキスト表現と比較してユーザへ行動に対する焦りやプレッシャーを感じさせられることが分かった.4)インタラクションエージェントを応用した複数のシステム(満員電車の負担を軽減するゲーミフィケーションなど)を実現した.本研究は,インタラクションエージェントに個性を付与することにより,その対話経験を豊かにすることを目指した.その結果(1)人間の性格を付与したエージェントとの意思決定対話の満足度や推薦への影響が見られた,(2)外見的性質に基づきユーザの内面的性格を表出する手法として,アニメーションや漫画などで用いられるステレオタイプ性の強い性格表現法および「母親らしい」テキスト表現を用いることで,擬人化エージェントが提供するインタラクティブシステムの機能性や性質を明らかにしたり,ユーザへより親密な,かつより強く印象付けられるような表現を作り出すことができた.インタラクションエージェントへの個性付与による対話経験の豊かさを向上する研究に際し,今年度は特にエージェントの外見要素について,2つの側面から検討し,それぞれ次にあげるような結果を得た.1)エゴグラムとして知られる,人間の性格を5大別する手法に基づき,ステレオタイプな性格を表出する外見を有するエージェントを5体設計した.またそれらを用いた意思決定支援システムを実装し,意思決定やその課程に対してエージェントが表出する性格(個性)の違いがどのように影響するかを,個性差の大きい(被験者が好むー好まないの差が大きく出た)組み合わせとそうでない組み合わせのエージェントを提示したシステムにより評価した.その結果,被験者から意思決定における対話の満足度や意思決定の行いやすさについて好意的な評価を得た.一方,意思決定の結果に対する満足度は向上しなかったものの,最終結果はユーザの好むエージェントの推薦に偏るという傾向が確認された.これらのことから,エージェントの個性表出はユーザの行動に影響を与え,また対話経験を好ましいものとすることができる可能性が示された.

2)外見的性質をもってエージェントの内面的性格(個性)を表出する手法として,漫画やアニメーションなどで用いられている「萌え」文脈を用いたエージェントの設計手法について検討した.その初期段階として,インタラクティブシステムに対する萌え擬人化キャラを表現し,その擬人化キャラだけを提示した際に,もともとのインタラクティブシステムが有すると考えられる性能,およびその萌え擬人化キャラの性格を調査した.その結果,目のみ異なる萌え擬人化キャラであっても,人間の性格の大別(Big-five尺度による)に比較的一致した性格が区別されて表現可能であり,またインタラクティブシステムの性質においても同様に区別可能であることがわかった.研究実施計画における,身体性および音声合成に基づく個性表出については,基礎技術の検討は進んだものの,実際にどのような音声(声質)や身体動作が個性と接続するか,に関する検討はほとんど進んでおらず,やや遅れていると考えている.ただし,実施計画に含まれている会話・発話表現については,「母親」という特異な個性について分析を進め,一定の成果を得ている.研究実施計画の最初の段階である外見評価については,研究実績に述べたとおり一定の成果を得た.また成果としては上がっていないものの,音声や身体性における個性表出のための基礎的技術(音声合成・音声認識・動作認識・3Dモーション表現技術)について現在検討が進んでいる.年度初来の計画においては,音声に関する個性表出要素の評価とそれを利用するフレームワークの実現を検討項目に挙げていたが,先に平成24年度で挙げた「対話経験の実証」をまず外見要素に対して実施することが肝要と考え,その評価を実施して成果を得ている.次年度は,下記テーマについて検討する.1)申請書にあるように,音声によるエージェントの個性表出の調査と検証,その具体的な事例の検討2)新体制エージェントの個性表出の調査と検証,その具体的な事例の検討それに加えて,本研究の応用事例とその効果の検証も並行で進める必要があると考え,3)今年度調査した「母親」エージェントに基づくリマインダシステムの効果の評価を実施する.申請書に従い,次年度は下記研究テーマについて,順に検討する.1)平成23年度計画中にある,音声によるエージェントの個性表出の調査と検証2)身体性のあるエージェント(特に,3Dモデルとして表現されるエージェント)の個性表出の調査と検証昨年度計画中にあった「身体性を有する」あるいは「音声合成による」エージェントデザインのための計画は基礎検討にとどまっており,エージェントの実現及び評価に必要な機器を購入するための予算が,次年度使用額(493.194円)として今年度分に計上されている.一方,昨年度までに導入すべきシステムの検討はほぼ終了している.
生体情報を用いた補助人工心臓適応患者の新しい管理法の研究開発

補助人工心臓適応患者の新しい管理法の研究開発を目指し、以下の各項目について拍動流、定常流補助循環が生体に与える影響について検討を行った.検討には成山羊に対して拍動流左心バイパスおよび定常流左心バイパスを施行するモデルを用いた。1.中枢神経系に関する検討:拍動流、定常流左心補助循環施行時の脳代謝状態の変化について検討を行った。病理学的検討における脳血管、脳神経の状態、脳代謝、脳血流、脳機能いずれにも変化を認めないなど、中枢神経系に明らかな影響を与えないことが解明された。2.液性循環調節因子、自律神経系に関する検討;拍動流、定常流左心補助循環施行時の液性調節因子、血管トーヌス、圧受容体反射感受性の変化について検討を行った。液性循環調節因子、安静時の全身末梢血管抵抗値、ニトログリセリン静注後の全身末梢血管抵抗の最低値いずれにも有意な変化を認めず、血管のトーヌスは維持されていると考えられた。圧受容体反射の感受性も変化を認めなかった。また、拍動流、定常流補助人工心臓使用時の心拍変動の変化に関して比較検討を行った。拍動流、定常流左心補助循環施行時の心電図RR間隔をから心拍変動の低周波数成分(LF)並びに高周波数成分(HF)のパワー値を求めた。拍動流左心補助循環施行に伴いLF, HFともに低下傾向を示し、心臓迷走神経の抑制の傾向が認められた。定常流左心補助循環群施行によってはLF, HFともに上昇傾向を示し、心臓迷走神経の亢進の傾向が認められた。3.時間補助循環管理法の検討;拍動流、定常流左心補助循環がメラトニン、レニン、平均動脈圧のサーカディアンリズム(CR)に与える影響を検討した。メラトニンは拍動流、定常流左心補助循環中にも正常動物と同様のCRを有していた。レニンは拍動流、定常流左心補助循環中もCRを認めたが、その位相は左心補助循環中は正常動物と異なった変動を示し、各左心補助循環中にも一定ではなかった。拍動流、定常流左心補助循環中の血圧CRについて検討を行った。拍動流、定常流左心補助循環中の血圧の日内変動はそのCRの周期性は維持されるが、その位相は正常動物に比較して約12時間変位することが明らかとなった。1.中枢神経系に関する検討長期循環補助を目的とした定常流ポンプの開発が進み、欧米では臨床使用が開始された。しかしながら、その長期使用に伴う脳代謝への影響についてはいまだ明らかにされていない。定常流型血液ポンプを用いた長期左心補助循環施行時の脳代謝状態の変化について検討を行った。検討は成山羊9頭に対して拍動流左心バイパスを作成し、手術侵襲が無視できる術後2週間後に無侵襲下に遠心ポンプに交換し、定常流型ポンプによる左心バイパスを以後4週間施行するモデルを用いた。検討項目としては頚動静脈血脳酸素含量較差、脳酸素摂取率、頚動静脈血グルコース量較差、頚静動脈血脳乳酸量較差、乳酸酸素指数について検討した。

これらの指標はいずれも全経過を通して有意な変化を認めず、定常流型ポンプを用いた長期左心補助循環による脈圧の低下は脳代謝に明らかな影響を与えないことが解明された。2.自律神経系、液性循環調節因子に関する検討長期定常流左心補助循環施行時の血管収縮性液性調節因子、血管トーヌス、および圧受容体反射感受性の変化について検討を行った。成山羊9頭に対して上記と同様のモデルを用いて行った。具体的にはノルエピネフリン値、抗利尿ホルモン値、レニン活性、エンドセリン値、全身末梢血管抵抗、ニトログリセリンを静注した際の全身末梢血管抵抗の変化より体血管系のトーヌスの変化、圧受容体反射の感受性の変化を検討した。その結果は液性循環調節因子は全経過を通して有意な変化を認めなかった。安静時の全身末梢血管抵抗値、ニトログリセリン静注後の全身末梢血管抵抗の最低値いずれにも有意な変化を認めず、血管のトーヌスは維持されていると考えられた。また、圧受容体反射の感受性も全経過を通して有意な変化を示さず、明らかな変化は来していないと考えられた。長期定常流左心補助循環による脈圧の低下は血管収縮性液性調節因子、血管トーヌス、および圧受容体反射の感受性に影響を与えないことが示された。1.自律神経系に関する検討拍動流、定常流補助人工心臓使用時の心拍変動の変化に関して比較検討を行った。成山羊に拍動流補助人工心臓を装着し、P群では拍動流左心補助循環をそのまま術後6週目まで継続した。N群では術後2週目に遠心ポンプに交換して定常流左心補助循環を6週目まで継続した。術後2および6週目に3分間の心電図RR間隔を記録した。得られたRR間隔データから心拍変動の低周波数成分(LF)並びに高周波数成分(HF)のパワー値を求めた。P群では2週目に比較して6週目においてLF,HFともに低下傾向を示し、心臓迷走神経の抑制の傾向が認められた。N群では2週目に比較して6週目ではLF,HFともに上昇傾向を示し、心臓迷走神経の亢進の傾向が認められた。以上より、正常動物に左心補助循環を施行した際の心拍変動は拍動流、定常流人工心臓使用時で相反する変化を示すことが明らかとなった。2.時間補助循環管理法の開発拍動流、定常流左心補助循環がメラトニン及びレニンのサーカディアンリズム(CR)に与える影響を検討した。成山羊に拍動流左心バイパスを作成し、術後2週間行った後に定常流ポンプを用いた左心バイパスを4週間施行した。拍動流左心バイパス2週目及び定常流ポンプを用いた左心バイパス第2,4週目にメラトニン、レニンについて24時間にわたって測定し最大エントロピー法及び最小2乗法を用いてそのリズム性を検討した。対照としては健常山羊(C群)からの結果を用いた。メラトニンは拍動流、定常流左心補助循環中にもC群同様のCRを有していた。レニンは拍動流、定常流左心補助循環中もCRを認めたが、その位相は左心補助循環中はC群と異なった変動を示し、各左心補助循環中にも一定ではなかった。長期間の拍動流及び定常流左心補助循環の施行時においてもメラトニンのCRは維持されるが、循環調節因子であるレニンのCRに変化が生じる可能性が示された。補助人工心臓適応患者の新しい管理法の研究開発を目指し、以下の各項目について拍動流、定常流補助循環が生体に与える影響について検討を行った。検討には成山羊に対して拍動流左心バイパスおよび定常流左心バイパスを施行するモデルを用いた。1.中枢神経系に関する検討;拍動流、定常流左心補助循環施行時の脳代謝状態の変化について検討を行った。
細胞接着分子ＣＤ１４６に着目した悪性胸膜中皮腫の早期診断と病態の解明

細胞接着分子CD146は、85%の悪性胸膜中皮腫において発現が認められたのに対して、反応性中皮では発現がみられなかった。また、胸水における可溶型CD146濃度は、胸膜炎などの良性疾患と比較して、悪性胸膜中皮腫において有意に高値であった。さらに、悪性胸膜中皮腫患者のCD146高発現群は、低発現群と比較して術後全生存期間が有意に短く予後不良であった。CD146は悪性胸膜中皮腫の早期診断マーカーであるとともに、悪性度と相関する分子であることが示唆された。悪性胸膜中皮腫と反応性中皮の鑑別診断においてはCD146免疫染色が有用である。また、早期症例に着目して解析すると、胸膜表層に配列する異型中皮細胞においてもCD146の発現が認められ、初期病変を検出する早期診断マーカーとしての有用性が示唆された。CD146は細胞接着分子として機能する膜貫通性糖タンパク質であるが、可溶型CD146(sCD146)も産生されることが知られている。可溶型タンパク質は、有用な診断バイオマーカーとなる可能性があるため、中皮腫細胞においてCD146が高発現することに着目して胸水中のsCD146濃度を調べると、非悪性疾患と比較して悪性胸膜中皮腫において有意に高値を示した。そこで、悪性胸膜中皮腫の組織検体における膜型CD146の発現と、胸水sCD146濃度の相関を調べた。その結果、膜型CD146が高発現する中皮腫症例の胸水中ではsCD146が高値を示し、両者の間に有意な相関性が認められた。胸水中に検出されるsCD146が、中皮腫細胞における膜型CD146の発現を反映することを確認するため、腫瘍組織や胸水中に含まれる細胞から樹立した中皮腫培養細胞株を用いて、培養上清中に産生されるsCD146を調べた。その結果、培養上清中のsCD146は、コントロールの正常中皮細胞ではほとんど検出されなかったのに対して、膜型CD146を発現する中皮腫細胞株においては、その発現量と相関して有意に高値を示した。胸水sCD146濃度は、中皮腫細胞におけるCD146発現と相関する指標であり、早期診断において有用なバイオマーカーであると考えられる。悪性胸膜中皮腫の鑑別診断に有用なマーカーの探索を行った結果、細胞接着分子CD146が胸水中の反応性中皮細胞では発現が認められないのに対して、悪性中皮腫細胞では発現していることを見出した。そこで、早期診断マーカーとしての有用性を詳細に検討するために、悪性胸膜中皮腫の病理組織標本を用いて免疫染色を行い、CD146の発現を解析した。その結果、上皮型の悪性胸膜中皮腫20症例中、17症例(85%)がCD146陽性であった。このうち、比較的早期と考えられる症例に着目すると、胸膜表層において単層から数層に配列する異型中皮細胞が存在し、これらの細胞においてもCD146の発現が認められた。悪性胸膜中皮腫においては、染色体9p21領域に存在するCDKN2A遺伝子のホモ接合性欠失が高頻度に認められることより、その診断指標としての有用性が報告されている。そこで、同意が得られた悪性胸膜中皮腫患者の、比較的早期と考えられる病理組織標本(5症例)を用いて、fluorescence in situ hybridization (FISH)を行い、遺伝子欠失の有無を調べた。その結果、胸膜表層に配列する異型中皮細胞においても、9p21領域(CDKN2A遺伝子)のホモ接合性欠失が検出されたことより、これらは中皮腫の初期病変に相当すると考えられた。また、これらの細胞は免疫染色によってCD146陽性を示したことより、CD146は悪性胸膜中皮腫の初期病変を検出する早期診断マーカーとして有用であることが示唆された。我々は、細胞接着分子CD146が胸水細胞診における悪性胸膜中皮腫(MPM)と反応性中皮との鑑別診断に有用なマーカーであることを明らかにしてきた。本研究課題においては、早期診断マーカーとしてのCD146の有用性を検証するために、まず、MPMの早期症例での解析を行った。FISH法によりCDKN2A遺伝子領域の欠失の有無を調べると、胸膜深部脂肪組織への浸潤を認めず、胸膜表層で増殖あるいは単層に配列する異型中皮細胞においてもホモ接合性欠失が検出されたことより、これらはMPMの初期病変に相当すると考えられた。このような細胞においてもCD146の発現が認められたことより、MPMの初期病変を検出する早期診断マーカーとしても有用であることが示された。

さらに、膜貫通性糖タンパク質であるCD146から産生される可溶型CD146(sCD146)の胸水中の濃度を調べると、胸膜炎を含む良性疾患と比較してMPMにおいて有意に高値を示した。MPMの組織検体における膜型CD146の発現と、胸水sCD146濃度には有意な相関性が認められたことより、胸水sCD146濃度がMPMの早期診断において有用なバイオマーカーとなることが示された。CD146は悪性黒色腫において、その発現強度と腫瘍の悪性度に相関性が報告されているが、MPMの悪性度とCD146発現との関連は明らかでない。そこで、術前化学療法後に胸膜肺全摘術を施行されたMPM 45例を対象として、これらの手術検体を用いてCD146の発現を免疫組織化学的に評価し、術後生存期間との関連について検討した。その結果、CD146の発現レベルが陰性から弱陽性までの群と、強陽性を示す群とを比較すると、CD146強陽性群が有意に予後不良であった。したがって、CD146はMPMの早期診断マーカーであるとともに、予後予測因子としても有用であると考えられた。医歯薬学悪性胸膜中皮腫症例の病理組織標本を用いてCD146免疫染色を行い、中皮腫細胞における膜型CD146の発現と、胸水中sCD146濃度の相関性を示した。また、中皮腫細胞株の培養上清中に検出されるsCD146を解析することにより、中皮腫細胞における膜型CD146の発現を反映して、sCD146の産生が増加することが示唆された。当初の研究実施計画に沿って、おおむね順調に進展している。早期の悪性胸膜中皮腫症例の病理組織標本を用いて、免疫染色やFISH法を用いた解析を行い、中皮腫の初期病変と考えられる領域を同定した。このような病変を検出する早期診断のマーカーとして、CD146が有用であることが示唆された。実施計画に沿って研究を進める。これまでに得られた成果をもとに、悪性胸膜中皮腫の早期診断マーカーとしてのCD146の有用性を確立するとともに、悪性胸膜中皮腫の手術症例を対象として、手術検体におけるCD146発現を調べる。術後生存期間との関連を解析することによって、予後因子としての有用性を検証する。また、悪性胸膜中皮腫細胞株を用いて、CD146の生物学的機能の解析を行う。これまでに得られた成果をもとに、症例数を増やして検討し、悪性胸膜中皮腫の早期診断マーカーとしてのCD146の有用性を示すとともに、種々の進行段階の悪性胸膜中皮腫や反応性中皮における検討も行う。これまでに得られた成果に基づいた研究を引き続き行ったため、すでに準備した試薬や、所有している機器を使用できる実験内容が含まれた。そのため、新規に購入する試薬等は、当初の予定以下で研究を行うことが可能であり、次年度使用額が生じた。従来の研究計画に従うとともに、平成25年度に得られた研究成果を発展させる研究を行い、次年度使用額を有効に使用する。実施計画に沿って研究を進め、研究費を適切に使用する。次年度使用額については、平成24年度に得られた成果をもとに、症例数を増やしてさらに検討を進めるため、それらの追加検討に必要な試薬等の購入に使用する。
視交叉上核における興奮性アミノ酸と神経ペプチドの相関:光同調機構in vivo.in vitro解析

本研究は哺乳類の生物時計である視床下部視交叉上核(SCN)における自律振動と光同調機構をin vivoとin vitroの両実験系を用い伝達物質レベルで明らかにすることを目的とし、ラットを用いて行われた(1)興奮性アミノ酸放出リズムと光反応性:光の伝達物質と考えられるグルタミン酸とアスパラギン酸放出量をSCN近傍で測定し、明暗サイクル下で暗期に上昇するリズムが検出され、連続暗および連続明第一日目でもリズムは持続した。連続暗第一日目の30分間の光照射では、有意の変動はみられなかった。(2)神経ペプチド放出リズムの検出:プッシュプル法によるSCNからのバゾプレッシン(AVP)とVIP放出リズムを明暗サイクル下で測定したが、昼から夜間にかけての放出に一定の傾向はみられなかった。(1)SCNスライス培養:AVP,VIP放出には安定したサーカディアンリズムが存在し、その位相はほぼ一致していた。しかし、培養2日目に分裂阻止剤を投与すると、VIP、AVP両リズムはわずかに異なる周期でフリーランした。分裂阻止剤によって増殖が阻止されたグリア細胞が、両ペプチド産生細胞間の共役を行っていた可能性が示唆される。(2)SCNの単離細胞培養:コラゲン処理プレートでは培養1日でAVP,VIPの同期したサーカディアンリズムが検出されたが、ポリオルニチン処理プレートでは、短周期リズムが約1週間で同期したサーカディアン周期になった。細胞外マトリックスや細胞間液性連絡が振動共役に関与している可能性が高い。
視線輻射量計測に基づく住宅団地の配置計画に関する研究

本研究は、住宅団地における住民同士の視覚的情報の相互作用を、プライバシーの侵害のようなネガテイブな側面と、防犯や子供の安全性のための住民相互の見張りのようなポジテイブな側面の両面から、適性な住棟配置のための計画支援ツールの有効性を示した。(1)住宅団地の調査:住棟の形状・配置の異なる住宅団地を4ヶ所選定し、住宅団地の配置図、住棟立面図等の現況図を作成した。また、住民に対するアンケートを行った結果、圧迫感、プライバシーの感じ方に関して、個々の住戸周辺の状況や住棟配置を考える必要性が確認でき、安全性、防犯性は視線輻射量によって論じる妥当性が示された。(2)視線輻射量計測プログラムの開発と適用:(1)で得た現況図からコンピュータ処理用のデータファイルを作成し、視線輻射量計測プログラムを開発して各住宅団地のアンケート調査を行なった地点における視線輻射量を求め、アンケート調査結果との対応関係から壁面の開口率、距離等のパラメータの重みを調整して回帰式を求めた。(3)配置計画支援ツールの開発:市販のCADソフトと、視線輻射量計算プログラムをリンクし、任意の地点の視覚的相互作用(プライバシーと安全性)が予想出来るシステムを開発し、中・高層集合住宅においては、圧迫感、プライバシー感が、各種の説明変数により、よく記述しうることが明らかになった。以上、集合住宅における圧迫感、プライバシー感、防犯・安全性について、視線輻射量を媒介として、適性な住棟配置を計画段階でチェック可能なシステムの有効性を示した。
脱水がサービス精度を低下させる機序の解明と水分補給戦略の構築

脱水症状は,有酸素性および無酸素性の運動能力低下や環境温度の違いにより運動能力への影響が異なることが報告されている.体内の水分損失は,運動による体重変化や運動後の尿や血液を採取することにより把握することが可能である.それらの評価を用いた研究では,運動能力の低下を報告する研究に留まっており,競技特有のパフォーマンスに与える影響を報告した知見は乏しい.本申請課題は,水分損失がテニス競技のサービス精度に与える影響およびパフォーマンス低下の要因を検討することを目的とし,対象者を無作為に抽出し,異なる環境温度において異なる脱水条件をクロスオーバー比較試験を実施する.脱水症状は,有酸素性および無酸素性の運動能力低下や環境温度の違いにより運動能力への影響が異なることが報告されている.体内の水分損失は,運動による体重変化や運動後の尿や血液を採取することにより把握することが可能である.それらの評価を用いた研究では,運動能力の低下を報告する研究に留まっており,競技特有のパフォーマンスに与える影響を報告した知見は乏しい.本申請課題は,水分損失がテニス競技のサービス精度に与える影響およびパフォーマンス低下の要因を検討することを目的とし,対象者を無作為に抽出し,異なる環境温度において異なる脱水条件をクロスオーバー比較試験を実施する.
生体軟組織の力学的適応制御に関するバイオメカニクスとその工学的応用

ウサギの靭帯や腱に作用する負荷を定量的に増大させ,その力学的性質や断面積の変化を詳細に調べ,力学的環境の変化に対する生体軟組織の適応制御の機構について検討した.1.ウサギの右膝において,前十字靭帯の幅が1/2になるように外側あるいは内側の線維束を切除する手術を施した.これにより,前十字靭帯を内側線維束だけにしたMB群では1.31.5倍,外側線維束だけにしたLB群では48倍の負荷の増大がみられてた.ウサギを術後ケージ内で3,6週間飼育した後屠殺し,大腿骨-前十字靭帯-脛骨複合体を取り出し、引張試験を行った.MB群では,弾性係数や断面積に有意な変化は現れなかった.これに対して,LB群では,6週間後には弾性係数は正常群の焼く60%に,断面積は正常群の81%に減少した.2.ウサギの膝蓋腱に油圧サーボアクチュエータを用いて体外から強制的に繰り返し負荷を作用させた.これにより,腱に作用する張力を定量的にかつ精密に増大させることができた.このウサギをケージ内で2週間飼育した後屠殺し,大腿骨-膝蓋腱-脛骨複合体を取り出し,引張試験を行った.最大200Nの繰り返し負荷を膝蓋腱に作用させても,直後の引張強度は変化しなかったが,最大250Nの繰り返し負荷を膝蓋腱に作用させるとその引張強度はわずかな繰り返し数で低下した.また,繰り返し負荷によって膝蓋腱の引張強度が低下しても,その後ウサギをケージ内で飼育すると,引張強度は徐々に回復し,断面積が増大することがわかった.以上の実験結果から,膝蓋腱はある程度の力学的環境の変化に対して適応することができるが,前十字靭帯は負荷の増大に対して十分に適応できないと考えられる.ウサギの靭帯や腱に作用する負荷を定量的に増大させ,その力学的性質や断面積の変化を詳細に調べ,力学的環境の変化に対する生体軟組織の適応制御の機構について検討した.1.ウサギの右膝において,前十字靭帯の幅が1/2になるように外側あるいは内側の線維束を切除する手術を施した.これにより,前十字靭帯を内側線維束だけにしたMB群では1.31.5倍,外側線維束だけにしたLB群では48倍の負荷の増大がみられてた.ウサギを術後ケージ内で3,6週間飼育した後屠殺し,大腿骨-前十字靭帯-脛骨複合体を取り出し、引張試験を行った.MB群では,弾性係数や断面積に有意な変化は現れなかった.これに対して,LB群では,6週間後には弾性係数は正常群の焼く60%に,断面積は正常群の81%に減少した.2.ウサギの膝蓋腱に油圧サーボアクチュエータを用いて体外から強制的に繰り返し負荷を作用させた.これにより,腱に作用する張力を定量的にかつ精密に増大させることができた.このウサギをケージ内で2週間飼育した後屠殺し,大腿骨-膝蓋腱-脛骨複合体を取り出し,引張試験を行った.最大200Nの繰り返し負荷を膝蓋腱に作用させても,直後の引張強度は変化しなかったが,最大250Nの繰り返し負荷を膝蓋腱に作用させるとその引張強度はわずかな繰り返し数で低下した.また,繰り返し負荷によって膝蓋腱の引張強度が低下しても,その後ウサギをケージ内で飼育すると,引張強度は徐々に回復し,断面積が増大することがわかった.以上の実験結果から,膝蓋腱はある程度の力学的環境の変化に対して適応することができるが,前十字靭帯は負荷の増大に対して十分に適応できないと考えられる.
リグノセルロースファイバー構造から考察する細胞壁中リグニンのモルフォロジー

本年度はリグニンのモルフォロジーの考察のため、木材中のリグニンの分解に取り組んだ。高感度NMR分析機器および豊富なリグニン化学構造のデータベースを駆使し、反応をモニタリングすることで、木粉中リグニンのβ-O-4結合を温和な条件で選択的に開裂する事に成功した。その過程で木粉の反応、特にヘミセルロース・リグニンの反応には溶媒の膨潤が重要であることを明らかにした。この膨潤度の違いや試薬量を変化させることで、β-O-4結合の開裂度合いを制御することが可能となった。また、この反応性からもセルロースミクロフィブリル周辺のリグニンの化学構造情報を推察することができると考えられる。特に、リグニン分解後の木材をHSQC-NMR分析すると、低分子分解物として溶媒抽出されずに残存しているβ-β構造の存在が見られた。よって、多糖類およびリグニンの成分間にはαエーテルβ-O-4構造だけでなく、その結合様式はまだ不明であるものの、β-β構造の存在も推察された。また、官能基導入を用いた元素マッピングにおいても、この条件を導入したものの、木材全体に対する官能基量が小さいため、マッピング像はえられたが、当初目標としていたクリアなマッピング像を得ることはできなかった。しかしながら、水酸基への反応の違いを利用した官能基導入により特定の化学構造をマッピングする元素マッピングによる可能性を示すことができたことは重要であると考えている。ここで得た知見を元に今後さらなる検討を加えて、リグニンの形態観察に耐えうる手法を確立したいと考えている。また、本研究の過程で観察だけでなく、木材の反応における反応溶媒の膨潤度に依存した分解度により木材中のリグニン形態を推察するというアプローチへと展開できたことは非常に重要である。今後このような総合的なアプローチで研究を続けていくことで、観察だけでなく利用などへの展開へと広がる可能性が期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は細胞壁中のミクロフィブリル間に存在するリグニンのモルフォロジーを考察することである。リグノセルロース試料表面に露出したリグニンに対して位置特異的に官能基を導入することでEDX-SEM分析による元素マッピングを行い、リグニンの化学構造の分布とモルフォロジーを明らかにするものである。平成27年度はEDX-SEMによる元素マッピングのためのリグノセルロース試料への官能基導入に関する基礎的知見の収集を試みた。リグノセルロース試料はセルロース、リグニン、ヘミセルロースの三つの成分からなっており、さらに各成分において数種の水酸基を有している。そこで、官能基導入の際に、反応部位である水酸基がどの成分のどの種類を特定するため、構造解析した。試料には砕木パルプを用い、モデル反応としてアセチル化を選択した。アセチル化度の異なるアセチル化砕木パルプを調製し、HSQCーNMR分析を含む様々な分析方法を用いて解析した。その結果、リグノセルロース試料の反応条件検討から最適条件を決定し、各アセチル化度における官能基の導入位置を明らかにした。これにより、アセチル化度の制御により導入位置をコントロールする事も可能となった。官能基の化学構造を考慮する必要はあるものの他の官能基でも適用できる。また、リグニン選択的な反応条件を見いだし、官能基の導入を制御することが出来た。よって、元素マッピングのための基礎的知見を得る事ができた。本研究はEDX-SEMによる元素マッピングとリグニンの分子構造情報からモルフォロジーを考察するものである。本年度は元素マッピングの鍵となる官能基の導入位置に関する知見を得られたことで、次年度からの元素マッピングの準備を行う事ができた。本年度(平成28年度)はEDXA-SEM分析による元素マッピングのためのリグノセルロースへの官能基導入に関する知見を元に、実際に試料の元素マッピングを試みた。昨年度の結果を元に、まず、試料中の一級水酸基に嵩高い官能基であるトシル基を導入し、試料包埋用樹脂に溶媒置換、包埋したのち、顕微鏡観察用試料切片を調製した。このとき、予想通り、官能基の導入により元の試料よりも樹脂含浸しやすいことを確認した。しかし、元素マッピングの際、トシル基由来の硫黄元素の検出強度が弱くマッピングが難しいことが明らかになった。これは不均一反応による反応性の低下による官能基の導入率の低下などが一つの要因としてあげられる。そこで、これまでの酸クロライドでは、十分でなかった木材のマトリックス成分(ヘミセルロース、およびリグニン)への反応を改善すべく、再度アセチル化によるモデル実験により条件を検討した。その結果、無水酢酸系とビニル酢酸の系においてマトリックス成分をほぼ完全にアセチル化することに成功した。試薬の反応性においては酸クロライドの方が酸無水物よりも反応性が高いにもかかわらず、非常に興味深い結果となった。このとき、得られたアセチル化試料は熱圧成形の可能性を示していたことから、今後、観察試料の包埋用樹脂の含浸などを省略できる可能性が示された。この結果をもとに、酸無水物やビニル化合物などを官能基導入試薬として今後検討していく予定である。化学標識を導入し、EDXA-SEM観察を行なった。その結果、トシル基由来の硫黄元素の検出強度が弱くマッピングが難しいことが明らかになったものの、木材のマトリックス成分に高選択的に、高効率で官能基を導入する反応条件を検討でき、官能基導入量を上げることができる可能性が示唆された。