hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
翼端漏れ渦の非定常挙動及び後置翼の非定常空気力に対する影響の解明

更に翼加振装置を用いて供試翼を並進振動させ、翼端部下流で流速分布を測定した結果、空間的にかなり広い範囲で流速ベクトルの時間変動が生じていることがわかった。理論解析については既存のプログラムを改造し、翼端渦の位置及び強さが翼後縁から一定の範囲内で任意に時間変動する場合に、翼に誘起される非定常空気力を算出する特異点解析法を開発した。以上のように本年度の研究により研究手法が確率され、基礎的な実験データを取得することができた。今後は実験を更に続けて翼端渦の非定常挙動を詳細に解明するとともに、非定常圧力計測翼を下流に設置し、変動する翼端渦が後置翼の非定常空気力に及ぼす影響を、実験と理論解析で明らかにする計画である。昨年度から継続して周期変動流発生装置および翼加振装置を完成させ,三線熱線風速計を用いて非定常翼端渦の速度場を測定した.周期変動流を受ける翼端渦の挙動に関しては,回転円柱列による流速欠損部が通過する際,翼端渦はいったん完全に消滅し,その後緩やかに渦度を回復すること,この間渦中心は翼厚さ方向に大きく振動すること,等が明らかになり,流速の周期変動が翼端渦に対して強く影響を及ぼすことがわかった.このときの翼端渦強度の時間変化は,翼端漏渦が最初に形成される翼前縁付近に流速変動が到達した時点で渦度が変化し,その変化が主流流速で下流に伝搬される,というモデルでほぼ説明できる。また,変動流の周期も重要な因子であり,変動周期が短くなると翼端渦の流速場が非常に乱れたものとなることが観測された.続いて翼を振動させた場合の翼端渦挙動を三線熱線風速計により捉えた.その結果,翼端渦の中心が翼の振動と動機して振動する様子が明らかになった.翼後縁附近では翼端渦中心の振動は翼の振動と同位相であるが,振幅は翼振動のそれよりかなり大きいことがわかった.後縁より下流に向かって渦中心の振動の位相は変化するが,これは主流による渦振動の伝搬で説明づけられる.次に翼の下流に設置した変動圧力測定用平板により,非定常翼端渦に誘起される非定常圧力を測定した.圧力変動は測定した変動速度場からほぼ予測されるものであった.翼端渦の効果を考慮に入れて,特異点法により振動翼列の非定常空気力を理論的に算出する手法を,既存の理論モデルを発展させることにより開発した.これを用いて種々の条件のもとで非定常翼端渦が変動空気力に及ぼす影響を理論解析した.
ナノサイズ分子触媒の開発

銅触媒の配位子として,触媒中心に強く配位することが知られているN複素環カルベンを用いた。昨年度の研究により,アルキン類の触媒中心に対する配位力を強めることが触媒反応の成否に強く関係することが明らかになってきたので,本年度においてはN複素環カルベン配位子に塩素,フッ素およびトリフルオロメチル基などの電子吸引基を導入した新規配位子の合成を行った。その電子吸引基の導入位置も触媒反応性に大きな影響を与えると考えられたので,N複素環上や窒素上の置換基上などに導入した配位子を種々合成し,二酸化炭素固定化反応を試みた。反応においては配位子のナノサイズ環境も極めて大きな影響を与えたが,基質であるアセチレン炭素に直接芳香環が結合することが重要であった。これは,芳香環の導入により,銅触媒中に対する強い配位力が発現するためと考えられる。また,プロパルギル位に銅中心に配位することが可能である酸素原子を導入することも有効であることを見出した。これらの発見により,常圧の二酸化炭素雰囲気のもと,広い範囲のアルキンのヒドロカルボキシル化反応を達成することに成功した。また,配位子として半球型ホスフィンを用いる検討も行ったが,あまり効果的ではないことが明らかになった。本研究により二酸化炭素を極めて効果的に固定化反応できることが明らかになった。本研究は学会および論文発表後,大変大きな反響があり,本研究の成果は,今後の炭素社会実現のための有効な方策として極めて重要なものとなるであろうナノサイズの触媒環境を有する均一系分子触媒の開発を行った。当受け入れ研究室ではこれまで,デンドリマー,ナノサイズ半球型,そしてカリックスアレーン部位を有するナノサイズ分子触媒の開発を行い,これらの触媒系が従来にはない極めて大きな触媒反応加速効果,触媒中心の会合抑制の成功,正のデンドリマー効果の発現,さらに従来では達成できなかった高い触媒選択性の実現などが可能であることを見出してきた。本研究においては,特に中心金属と強い相互作用を有する部位を有するナノ触媒空間の構築を行い,触媒活性の向上,新触媒反応の開発を行った。従来用いてきた半球型ホスフィンにおいては,メタテルフェニル基を3つ結合させることにより,直径約2ナノメートルの大きさを有する触媒環境の構築が可能である。しかし,このかさ高さは,従来の代表的なかさ高いトリt-ブチルホスフィンの構造と比較するとその差は明確である。本年度においては,触媒としてパラジウム触媒を用い,モノホスフィンパラジウム種が鍵活性種となる触媒反応の開発を行った,さらに半球型ピリジン配位子の合成も合わせて行った。すなわちピリジン環の2位と6位に種々の置換基を導入することにより,異なる半球の深さを有する5種類のピリジン配位子の合成に成功した。各生成物は種々のスペクトルを測定することにより同定した。今後は,これらの配位子を銅化合物に配位させることにより,ナノサイズに拡がる分子触媒環境を構築し,高活性,高選択的な分子触媒反応の開発を行う予定である。二酸化炭素を触媒的に有機化合物に取り込むことは,極めて重要である。本研究ではナノサイズ触媒空間を活かして,二酸化炭素の活性化に極めて有効である分子触媒の開発を行った。銅触媒は二酸化炭素の活性化に有効であることは,これまでの研究によっても知られていた。しかし,その金属中心の会合が甚だしく,触媒活性の低下をもたらせていた。本研究においては,ナノサイズ分子触媒を用いることにより,二酸化炭素を有効に活性化し,アルキン類などの炭化水素不飽和化合物にカルボキシル基を効率よく導入できることを見いだした。触媒反応においては用いる配位子の影響を強く受けた。配位子としては触媒中心に強く配位することが知られているN-複素環カルベンが極めて有効であった。反応においては常圧(風船)の二酸化炭素雰囲気で種々のシランを還元剤として用いることにより還元的カルボキシル化反応が極めて効率的に進行した。本反応はアセチレン部に2つ芳香族環が結合しているアルキンに特に有効であり,結合している芳香族環が一つになるとその反応性は低下する傾向にあった。また,種々反応条件を検討したが,脂肪族内部アルキンを反応に用いることは出来なかった。末端アルキンはヒドロシランによる還元反応によるアルケンの生成を防ぐことが困難であったため,還元的ヒドロカルボキシル化反応の選択性は低下した。今後はさらに,広範囲のN-複素環カルベン配位子を検討することにより,反応に使用可能な基質の範囲を広げることを目指す予定である.銅触媒の配位子として,触媒中心に強く配位することが知られているN複素環カルベンを用いた。

これらの発見により,常圧の二酸化炭素雰囲気のもと,広い範囲のアルキンのヒドロカルボキシル化反応を達成することに成功した。また,配位子として半球型ホスフィンを用いる検討も行ったが,あまり効果的ではないことが明らかになった。本研究により二酸化炭素を極めて効果的に固定化反応できることが明らかになった。本研究は学会および論文発表後,大変大きな反響があり,本研究の成果は,今後の炭素社会実現のための有効な方策として極めて重要なものとなるであろう
加速度センサー内蔵自由行動下血圧計を用いた心疾患患者への運動プログラムの作成

本研究は、我々が開発した高感度加速度センサー内臓の携帯型自動血圧計を用いて、日常身体活動に対する心血管反応を明らかにする。血圧測定5分前の3方向成分の積算値または平均値の身体活動度成分と全血圧測定との関係から算出される傾きをReactivityとすると、年齢と負の相関の傾向を認めたが、24時間収縮期血圧レベルを含めた他の患者背景因子とは関連を認めなかった。心血管反応は個々の症例によって異なる。本研究の目的は、我々が開発中である心血管反応の新規モニタリング装置(高感度加速度センサーが内臓された携帯型自由行動下血圧計[Act ABPM])を開発し、それを用いて身体活動に対する心血管反応の健常者と心疾患患者の違いを、疾患背景、重症度、運動強度、サーカディアンリズムといった側面から検討することである。本年度は、現行モデルの携帯型自由行動下血圧計に、3方向(X, Y, Z軸)ベクトルの高感度加速度センサーを内蔵することができプロトタイプを完成することができた。加速度センサーは、24時間にわたって稼働するため、バッテリーの問題が最後まで懸念されたが、2名の被験者において、本装置を実際に使用したところ、24時間にわたって、血圧、加速度の記録が問題なくできることを確認できた。大きさ、重量とも現行モデルと差はなく、被験者への安全性には問題はない。24時間血圧は、現行モデルと比較して問題なく評価できることは確認できた。加速度センサーによって、就寝時、覚醒時の正確な時間の把握が可能であり、サーカディアンリズムの評価ができる。日常生活において、運動量の増加に伴い、加速度センサーの総和が増加することが確認でき、睡眠中においては、寝返りの行動であっても、正確に加速度センサーがとらえられることが確認できたため、睡眠時の睡眠の質も、本装置を用いて評価可能であることがわかった。今年度以降は、症例数を増やし、健常人と心疾患患者の日常生活活動度における心血管反応の差と、睡眠の質が心血管反応の及ぼす影響を検討していく。本研究の目的の一つである高感度加速度センサー(ACT)が付随した携帯型自由行動下血圧計の開発については臨床応用可能なレベルまで達成した。実際に52名に行い解析可能であったのは46名であった。血圧測定は30分間隔で測定し、ACTは、0.5秒ごとにX, Y, Z軸3方向の加速度を感知・評価可能であるため、今回の検討では1秒ごとの加算成分を計算し、血圧測定5分前の3方向成分の積算値または平均値を身体活動度とした。本装置を用いて、血圧、脈拍数、身体活動度は適切に評価可能であった。X軸のセンサーは、体の軸に対して前後の動きを感知するため、同軸が0値になる場合は、この時間が就寝、起床の時間であることが評価できる。それは対象者が申告した就寝、起床時刻と一致した。24時間、覚醒時、睡眠時に分けた各々の血圧レベルと身体活動度の関係をプロットして検討を行った。24時間、覚醒時収縮期血圧と身体活動度は同方向の相関関係を認めているが、睡眠時収縮期血圧とはその関係とは反対の相関を認めた。これらは対象者ごとに異なっていた。今回の検討からは、身体活動に対する心血管反応は個々の症例によって異なるものであり、これに介入を行うことは個別に対応しなければならないものであるといえる。46名のうち心疾患既往歴を有する患者は10名であった。24時間収縮期血圧と身体活動度の相関について検討したところ両群で差を認めなかった。患者背景に唯一差を認めたのはβ遮断薬の使用で、心疾患患者では100%であり、結果への影響は大きい。今後は、症例数を積み重ねるとともに、ACTから得られた情報を時間帯別の詳細な検討を行っていく予定である。本研究の目的の一つである高感度加速度センサーが付随した携帯型自由行動下血圧計(ABPM)の開発については、臨床応用可能なレベルまで達成した。研究開始時に使用可能であったプロトタイプでは、身体活動度が2軸方向のみであったが、3軸方向にすることによって、より詳細な身体活動度の評価を可能とした。X軸のセンサーは、体の軸に対して前後の動きを感知するため、この数値が0値になる場合は、就寝・起床の時間であることが評価できた。これは、対象者が申告した就寝・起床時刻と一致した。実際に、本機器の測定を行った52名中、46名が解析可能であり、そのうち心疾患の既住を有する患者は10名であった。一症例毎に、24時間、覚醒時、睡眠時に分けた各々の血圧レベルと身体活動度の関係をプロットして検討を行った。その結果、覚醒時収縮時血圧と身体活動度は正の相関関係が認めているが、睡眠時収縮期血圧とは負の相関を認めている症例がある一方で、覚醒時血圧と身体活動度は負の相関、睡眠時収縮期血圧と身体活動度は正の相関を認める症例もあった。心疾患患者との24時間収縮期血圧と身体活動の相関について比較検討したことろ、心血管反応の差を認めなかった。これは、降圧剤の使用が有意に高く、その影響であると推測される。今回の検討から心血管反応は個々の症例によって異なるものであり、これに対応することは個別に対応しなければならないものであるといえる。今後は、身体活動度だけでなく、気温・気圧といった他の環境因子も評価可能な装置を開発していく予定である。本研究は、我々が開発した高感度加速度

センサー内臓の携帯型自動血圧計を用いて、日常身体活動に対する心血管反応を明らかにする。血圧測定5分前の3方向成分の積算値または平均値の身体活動度成分と全血圧測定との関係から算出される傾きをReactivityとすると、年齢と負の相関の傾向を認めたが、24時間収縮期血圧レベルを含めた他の患者背景因子とは関連を認めなかった。心血管反応は個々の症例によって異なる。研究のメインとなる装置の改良に時間を費やした。理由として従来の血圧情報と比較にならないほど情報量が膨大になりバッテリーの問題が生じた。現在、24時間を安定してモニタリング可能になったため実際に臨床現場で使用をはじめた。循環器内科今後は当初の予定通り、心疾患患者を中心とした症例の登録を続ける。身体活動度の解析が不十分なところがあるため、更なる解析を続ける。個々の症例に応じた、心血管反応アルゴリズムの構築を目指す。本年度は、開発を目指していた新規モニタリング装置のプロトタイプが完成し、被験者に施行することができ、実用性が確認でき、実際に血圧、高感度加速度センサーによる身体活動度が測定することができた。開発中の携帯型自由行動下血圧計の市販化が遅れたため、26年度での購入がなかったため、残金が生じた。今後、症例数を増やし、疾患背景、重症度、運動強度、サーカディアンリズムといった健常者、心疾患患者の血圧、心拍数の反応の違いを検討する。一症例から得られるデータが多いため、自動解析ソフトを含め開発し、研究がすみやかに遂行するよう進めていく。携帯型自由行動下血圧計の購入費用およびデータ整理等のための研究補助員の人件費に使用する予定である。高感度加速度センサーが内蔵された携帯型自由行動下血圧計を購入予定であったが、市販化が遅れ、今年度は血圧計の購入を見送ったため。市販化され次第、研究用に高感度加速度センサーが内蔵された携帯型自由行動下血圧計を購入予定である。
アミド分解および合成酵素の構造解析とその応用

酵素ニトリルヒドラターゼによるアクリロニトリルからのアクリルアミド工業生産に使用されているRhodococcus rhodochrous J1について、ニトリルヒドラターゼとリンクしていると予想されるアミダーゼの存在を明らかにするために、まず本菌を種々の誘導基質存在下で培養し、得られた菌体のアミダーゼ活性を、基質としてベンズアミドあるいはプロピオンアミドを用いて測定した結果、2種類のアミダーゼの存在が示唆された。そこでニトリル代謝上、ニトリルヒドラターゼにリンクしていると予想されるアミダーゼの構造遺伝子のクローン化を試みた。すなわち既にクローン化している低分子(L)型ニトリルヒドラターゼ遺伝子の下流領域を含む9.4kbのDNA断片について切り縮めを行ったところ、EcoRI-SphI(2kb)領域を含むプラスミドがアミダーゼ活性を有していた。本領域はL型ニトリルヒドラターゼ遺伝子の1.9kb下流に存在し、Rhodococcus sp.N-774やPseudomonas chlororaphis B23とは異なる配置を示した。1958bpの全塩基配列を決定した結果、ATGから始まりTAAの終始コドン迄、アミノ酸にして515アミノ酸(分子量54,626)から成るオープンリーディングフレームが存在し、他のアミド加水分解酵素遺伝子との相同性が認められた。本構造遺伝子をlacプロモーターの下で、大腸菌JM105内で発現させたが、SDS/PAGEで相当する太いバンドは認められなかった。そこでPCR法で開始コドン上流のSD配列を改良した本遺伝子をlacプロモーターの下流に接続したプラスミドpALJ30を構築し、大腸菌JM105での発現を、IPTG添加時間、培養時間、温度を変えた条件下で検討した結果、37°Cで培養開始後、4時間目にIPTGを添加し、続いて28°Cで4時間培養した条件が最大比活性を与えた。SDS/PAGEで解析した結果、分子量55,000付近に太いバンドが検出され、本タンパク質は全可溶性タンパク質の約8%を占める事が判明した。次に得られた無細胞抽出液から各種クロマトグラフィーにより本アミダーゼを電気永動的に均一に精製した。本酵素はホモダイマー(分子量11万)であり、脂肪族アミドとともに芳香族アミドにも作用した。またキラルなアミドである2-phenylpropionamideに対し、S(+)体を優先的に加水分解する立体特異性を有していた。さらに本アミダーゼはアシルトランスフェラーゼ活性をも合わせもっていることが判明した。
性能規定型設計実現を目指した変形性能を考慮した杭基礎構造物のシステマティック設計に関する研究

平成16年度は,1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の動的変形解析手法を開発する,2)地震荷重が作用する場合のパイルド・ラフト基礎の設計体系を検討する,ことを主な研究目的として研究を実施した。1)に関しては,解析モデルでは,既に開発した静的鉛直・水平およびモーメント荷重を受けるパイルド・ラフトの簡易変形解析プログラムPRABに基づいて,動的解析を行えるようにプログラムを拡張した。拡張した動的変形解析プログラムD-PRABでは,ラフトは薄板要素,杭は梁要素,地盤はラフト節点あるいは杭節点に連結されたばねとダッシュポットで表現する。解析手法では,まず時刻歴応答解析を行って,基礎付近の地盤時刻歴応答を求める。この地盤時刻歴応答を用いてパイルド・ラフトに作用する地震により引起こされる外力を計算し,パイルド・ラフト基礎の動的変形解析を行い,パイルド・ラフト基礎の変形および部材応力を求めることができる。新たに拡張したプログラムD-PRABの妥当性を確認するために,有限差分法プログラムFLAC3Dを用いて地震荷重を受ける杭基礎の動的解析を行い,D-PRABの計算結果と比較解析を実施した。D-PRABの解析結果はFLAC3Dの解析結果とよく一致していることが分かった。新たに拡張したプログラムD-PRABでは,設計条件の入力が容易,計算時間が比較的短い,計算結果の即時表示,計算結果の図表示といった機能と特徴を有する,パイルド・ラフトおよび群杭基礎の動的解析を行える三次元簡易変形解析プログラムである。そのため,本プログラムを用いることによって,杭基礎構造物の最適設計を行うことができる。これらの結果は,目的2)である今後のパイルド・ラフト基礎の設計法の確立に,大きく貢献する研究成果である。
膵癌先駆病変の悪性度と細胞分化，形態変化の網羅的解析―臨床診断への応用に向けて

PanINにおいて,乳頭状構造の高さ・長さは高異型度で延長しており低異型度,高異型度の鑑別に有用と思われたが,間質血管の密度に差はみられず,血管の走行から両者を鑑別するのは困難と思われた.上皮細胞では,細胞形質が低異型度PanINと胃型IPMNが類似していることを報告してきたが,細胞増殖マーカー,EMT関連マーカー,血管新生マーカー,接着マーカーなどの発現においても両者に明瞭な差はなく,ほぼ浸潤癌の背景でしかみられない高異型度PanINは浸潤癌と同様の発現を示した.IPMNはWHO分類にしたがって亜型を分類したが,胃型IPMNと腸型IPMNはみられたが,好酸性型IPMN,膵胆管型IPMNに分類される症例は含まれなかった.腸型IPMNについてその前駆病変を探るべく背景のPanIN病変を詳細に検討したが,腸型IPMNと同様の形質を示すPanIN病変が胃型IPMN症例と比較して目立つことは無く,腸型IPMNの前駆病変をPanIN病変とする確証は得られなかった.IPMNと浸潤癌の移行部を有する症例については,これまでの報告通り,胃型IPMN症例では通常型膵癌が,腸型IPMNでは粘液癌がみられる頻度が高く,腫瘍細胞の形質も同じであり,IPMNが浸潤癌へ移行すると考えられた.膵癌においても同様の検討を行ったが,腫瘍間質が浸潤様式に関与している可能性が考えられた.腫瘍細胞の形態においては,これまでの報告通りHNF-1 beta1が明調な細胞質を有する症例で陽性を示す率が高い結果であった.また,膵癌特殊型である腺扁平上皮癌11例について,詳細な検討を行ったが,これまで報告した扁平上皮癌の部分でp63やCD44が高率に陽性を示すのみでなく,p40も陽性を示した.さらに扁平上皮癌成分でp16が高率に発現している症例がみられ,扁平上皮への形態変化に2種類の形式が存在する可能性が示唆された.PanIN病変とIPMNについては,我々のこれまでの研究で組織学的な共通点がみられることを経験している.現時点ではPanINは通常型膵管癌の前駆病変として定義された概念で,IPMNとは異なる名称を与え,1 cmという大きさで鑑別している.特にgastric type IPMNとPanINは形態学的に鑑別困難で,我々の研究でも粘液形質はほぼ同一でIPMNの中にはPanINを経過して発生するものが少なからず存在する可能性を考えている.この事を証明するためこれまで検討し,集積してきた膵癌症例とIPMN症例において,PanIN病変とIPMNとPanINの境界病変である5 mmから1 cm大の病変,IPMNについてPanINの異型度分類を用いてgradingを行ない,PanIN,IPMNと,IPMNとPanINの境界病変のそれぞれについて代表的な部位を同定し,組織ティッシュアレイ用の組織を作製し,それぞれの組織に関して,粘液形質など(MUC1, MUC2, MUC3, MUC4, MUC5AC, MUC6, CDX-2, CD10)により,胃型,腸型などの形質を同定した.現在免疫染色を行った標本について,バーチャルスライドを用いて陽性染色面積,染色強度などをデジタルデータ化し,粘液形質などとの関連を客観化しているところである.現在,これまで検討し,集積してきた膵癌症例とIPMN症例から対象病変を抽出し,組織ティッシュアレイで,各種マーカー,KRAS2,TP/p53,CDKN2A/p16,COX-2,SMAD4/DPC4などの染色を行い,バーチャルスライドによってデジタルデータ化の後,これらの結果を数値データ化しているところである.膵癌はその大部分が,膵管癌であり,その発生母地としてはその前癌病変を想定した異型上皮とされるPanINがあり,通常型の浸潤癌へと進展していくと考えられている.また,IPMNから発生する癌は,PanINから発生する癌に比べると頻度は低いが,その組織像としては大きく2種類が存在し,一つはintestinal typeのIPMNから発生する粘液癌で,もう一つはgastric typeのIPMNから発生する通常型膵管癌である.PanINおよびIPMNに関しては,2003年に米国BaltimoreのJohns Hopkins Medical Institutionsにて両者の概念を再検討する国際会議が開かれ,本研究の分担者はその日本の代表として会議に出席し,2003年の内容は論文として発表された(Am J Surg Pathol 2004; 28: 977-987).その後さらに,IPMNとMCNの治療に関する国際的ガイドライン作成の国際会議が行われ,本研究の分担者はその病理学的立場の代表として出席し,論文として発表されている(Pancreatology 2006;6:17-32).今回の研究は,特に膵癌の前癌病変や初期病変(小膵癌)を念頭において,IPMNとPanIN病変について,形態学的な所見と最近のトピックスといえる分子標的治療に大きく関わる癌の増殖,浸潤といった標的分子に着目し,癌細胞自身に発現される細胞増殖やそのレセプター,シグナル伝達分子,さらに代謝の変化などと共に,間質の血管走行の変化など,病変を直視してみられる形態変化などの検討を行う.これらの結果を踏まえて,病理組織学的診断基準の精度向上と,膵管鏡による悪性度診断の精度向上を追求し手術適応の有無の精度向上,最終的には膵癌の分子標的治療への可能性を検討する.これまで検討し,集積してきたIPMN症例(90症例)と膵癌症例(100例)のうちIPMN

由来と考えられる標本の免疫染色(間質の血管密度や走行の変化,上皮細胞の変化と間質の変化,細胞増殖マーカー,EMT関連のマーカー,さらに血管新生マーカー,接着マーカー)の評価方法の検討,さらに膵癌で指標となっているKRAS2,TP/p53,CDKN2A/p16,COX-2,SMAD4/DPC4などの評価が若干遅れている.膵癌はその大部分が,膵管癌であり,その発生母地としてはその前癌病変を想定した異型上皮とされるPanINがあり,通常型の浸潤癌へと進展していくと考えられている.また,IPMNから発生する癌は,PanINから発生する癌に比べると頻度は低いが,その組織像としては大きく2種類が存在し,一つはintestinal typeのIPMNから発生する粘液癌で,もう一つはgastric typeのIPMNから発生する通常型膵管癌である.今回の研究は,特に膵癌の前癌病変や初期病変(小膵癌)を念頭において,IPMNとPanIN病変について,形態学的な所見と最近のトピックスといえる分子標的治療に大きく関わる癌の増殖,浸潤といった標的分子に着目し,癌細胞自身に発現される細胞増殖やそのレセプター,シグナル伝達分子,さらに代謝の変化などと共に,間質の血管走行の変化など,病変を直視してみられる形態変化などの検討を行う.これまでに,gastric type IPMNとintestinal type IPMNの相互関係と悪性化,ncocytic type IPMNやpancreatobiliary type,gastric type IPMN,PanINと悪性化に伴う形態変化ついての検討を行ったが,浸潤・進行癌を合併した症例において,前癌病変と浸潤・進行癌とで異った形質,蛋白発現を示す症例がみられ,これらの症例について臨床病理学的検討を行っている.今後,これらの結果を踏まえて,病理組織学的診断基準の精度向上と,膵管鏡による悪性度診断の精度向上を追求し手術適応の有無の精度向上,最終的には膵癌の分子標的治療への可能性を検討する.これまで検討し,集積してきたIPMN症例(90症例)と膵癌症例(100例)のうちIPMN由来と考えられる標本の免疫染色(間質の血管密度や走行の変化,上皮細胞の変化と間質の変化,細胞増殖マーカー,EMT関連のマーカー,さらに血管新生マーカー,接着マーカー)の評価方法の検討,さらに膵癌で指標となっているKRAS2,TP/p53,CDKN2A/p16,COX-2,SMAD4/DPC4などの評価が遅れている.PanINにおいて,乳頭状構造の高さ・長さは高異型度で延長しており低異型度,高異型度の鑑別に有用と思われたが,間質血管の密度に差はみられず,血管の走行から両者を鑑別するのは困難と思われた.上皮細胞では,細胞形質が低異型度PanINと胃型IPMNが類似していることを報告してきたが,細胞増殖マーカー,EMT関連マーカー,血管新生マーカー,接着マーカーなどの発現においても両者に明瞭な差はなく,ほぼ浸潤癌の背景でしかみられない高異型度PanINは浸潤癌と同様の発現を示した.IPMNはWHO分類にしたがって亜型を分類したが,胃型IPMNと腸型IPMNはみられたが,好酸性型IPMN,膵胆管型IPMNに分類される症例は含まれなかった.
実環境音声認識のための深層学習と人手を併用する音声言語知識拡充フレームワーク

本年度は、初年度として以下の課題を設定して研究を行った。(1)書き起こしの自動修正システムの開発:自動音声認識システムが出力する書き起こしテキストの誤りに対して、キーワード情報のみを人手で与える想定で書き起こしを自動修正するシステムを開発した。その仕組みは、既に開発済みの音声検索語検出技術を用い、入力されたキーワードの音声区間推定を行い、自動音声認識システムの中間出力情報であるラティスを自動的に操作することで実現した。(2)修正入力情報を継続利用する技術の開発:上記の自動修正システムをもとに、修正を与えた語が繰り返し出現する場合の自動修正の精度を改善する仕組みを検討し、実装評価を進めた。具体的には、修正入力語の情報をもとに深層学習モデルによって言語モデル学習用のテキストデータを自動的に生成し、言語モデルに新しい語の知識を追加した適応言語モデルを学習する方法を提案した。そして、未修正部分の自動音声認識の精度が改善されるか評価実験によって検証を行った。実際の11名の学会講演(のべ2時間弱)の収録音声を用い、それぞれの話者の一部または全部のデータについて、前記(1)の方法による自動修正の効果と、修正語による言語モデル適応後の再認識の効果を評価し、共に認識精度の改善を得た。(3)注目話者の音声分離技術の開発:今年度は、講義および会議音声を対象として、注目話者の音声と他人の音声を人工的に重畳した音声から、特定話者の条件で音声分離モデルをディープニューラルネットワーク(DNN)で学習する方法で実験を進めた。その結果、注目話者の10分強程度の話し言葉音声を利用して学習した音声分離モデルを利用することで、他の話者と重なりがある講演音声に対して自動音声認識の誤りを削減した。初年度に予定していた研究課題の各項目ともにほぼ所定の進展および成果が得られているため。初年度の各研究項目について、当初の計画どおり研究をさらに発展させる。(1)書き起こしの自動修正システムの開発:これまでに開発を進めた方法をベースとして、下記(2)で得られている成果を含めて適応学習の過程で得られる情報を利用して自動修正の効果を高めるシステムの開発を進める。(2)修正入力情報を継続利用する技術の開発:これまでに開発してきた方法では、修正入力語は認識誤りの中の一部の名詞句部分に限定していた。より現時的に実際に人間が修正語としてフィードバックする内容やその種類について想定する範囲を広げて検討および評価を進める。(3)注目話者の音声分離技術の開発:これまでは特定話者の条件で音声分離モデルを学習する方法で実験を進めたが、注目話者の学習用の音声データの量を変えて適応的モデルで分離および認識精度を改善するシステムの開発を進める。年度内の実験計画で必要だった分を購入でき、残りの必要な物品は次年度の研究計画にあわせて購入するのが妥当と考えたため。
イルカ精子の凍結保存に関する研究

イルカ類の飼育下繁殖の促進ならびに種の保存策実行のために必要となる,イルカ精子の凍結保存技術の確立に向け,ストロー法による最良な凍結条件を探るため,精液の希釈法,液体窒素ガス曝露時間,凍結後の融解時間について実験を行い,後の精子性状を比較した.その結果,まず,バンドウイルカ2頭,カマイルカ1頭について,新たに訓練によって精液採取が可能となった.そして,バンドウイルカ精子については,8%グリセリン含有卵黄クエン酸ナトリウム溶液で2回にわけて最終3倍希釈して凍結を行った場合,35°C温湯中での凍結精子の融解時間を15,30,60秒の3条件間で比較したところ,15秒区では他の2区に比べて融解後の精子性状に低下がみられた.また,希釈精液封入後のストローの液体窒素ガス暴露時間を0.5,2,5,10,15,20,30分の間で比較したところ(液体窒素液面からストローまでの高さは約5cm),5分以上暴露区では生存率約50%以上の比較的良好な成績が得られ,とくに15分区では活力が最も高くなった.またこれらとは別に,原精液を同じ希釈液で2段階希釈せず,1回希釈で最終倍率(×3)まで希釈しても,凍結・融解後の性状に違いがみられなかったことから,この手順がより簡便な希釈・凍結法となる可能性が示唆された.また,シャチについて精液採取訓練を継続した結果,わずかな検体数ではあるが,活発な運動性を示す精子を大量に含む精液が採取され,その凍結保存を行うことができた.バンドウイルカ1頭を対象に凍結精子を用いた人工授精を試みた結果,受胎させることに成功し,約1年間の妊娠期間を経た後に,国内最初の凍結精子を用いた人工授精イルカの誕生に成功した.イルカ類の飼育下繁殖の促進ならびに種の保存策実行のために必要となる,イルカ精子の凍結保存技術の確立に向け,ストロー法による最良な凍結条件を探るため,精液の希釈法,液体窒素ガス曝露時間,凍結後の融解時間について実験を行い,後の精子性状を比較した.その結果,まず,バンドウイルカ2頭,カマイルカ1頭について,新たに訓練によって精液採取が可能となった.そして,バンドウイルカ精子については,8%グリセリン含有卵黄クエン酸ナトリウム溶液で2回にわけて最終3倍希釈して凍結を行った場合,35°C温湯中での凍結精子の融解時間を15,30,60秒の3条件間で比較したところ,15秒区では他の2区に比べて融解後の精子性状に低下がみられた.また,希釈精液封入後のストローの液体窒素ガス暴露時間を0.5,2,5,10,15,20,30分の間で比較したところ(液体窒素液面からストローまでの高さは約5cm),5分以上暴露区では生存率約50%以上の比較的良好な成績が得られ,とくに15分区では活力が最も高くなった.またこれらとは別に,原精液を同じ希釈液で2段階希釈せず,1回希釈で最終倍率(×3)まで希釈しても,凍結・融解後の性状に違いがみられなかったことから,この手順がより簡便な希釈・凍結法となる可能性が示唆された.また,シャチについて精液採取訓練を継続した結果,わずかな検体数ではあるが,活発な運動性を示す精子を大量に含む精液が採取され,その凍結保存を行うことができた.バンドウイルカ1頭を対象に凍結精子を用いた人工授精を試みた結果,受胎させることに成功し,約1年間の妊娠期間を経た後に,国内最初の凍結精子を用いた人工授精イルカの誕生に成功した.鴨川シーワールドにおいて,以下の実験を行った.1.精液採取と精子凍結保存:バンドウイルカ:新規個体1頭を加え計2頭から精液採取が可能となり,ストロー法により精子を凍結保存した;カマイルカ:新たな個体を対象に精液採取訓練を行ったが,今年度中の訓練では安定して精液を採取するには到らなかった;シャチ:継続訓練を行っているが射精にはいたっていない.しかし,精子(運動性はなし)が含まれている精液を少量採取することができた.2.ストロー法による精子凍結保存条件の検討:ストローの液体窒素曝露時間について以下の検討を行った.すなわち,原精液を常法により希釈してストローに分注後,液体窒素,ガスに曝露する時間を530分の5条件で凍結した.ついで,液体窒素に浸漬して凍結完了したものについて融解後の生存率等を融解直後と180分後に観察した.その結果,曝露時間5,10,15分区で生存率50%前後以上の比較的良好な成績を示し,かつとくに15分区では活力がもっとも高くなる傾向があったが,曝露時間を30分まで延長しても,生存率等に実験区間で顕著な違いは認められなかった.しかし,融解直後では曝露時間30分区で性状(生存率と活力)がやや劣る傾向があり,また融解180分後では曝露時間10,20分区で劣る傾向がみられ,総合すると融解後の精液性状は曝露時間15分区で安定している傾向があった.3.人工授精の実施:バンドウイルカ1頭を対象に,9月に凍結精子を用いた人工授精を試みた.

イルカ類の飼育下繁殖の促進ならびに種の保存策実行のために必要となる,イルカ精子の凍結保存技術の確立に向け,ストロー法による最良な凍結条件を探るため,精液の希釈法,液体窒素ガス曝露時間,凍結後の融解時間について実験を行い,後の精子性状を比較した.その結果,バンドウイルカ精子については,8%グリセリン含有卵黄クエン酸ナトリウム溶液で2回にわけて最終3倍希釈して凍結を行った場合,35°C温湯中での凍結精子の融解時間を15,30,60秒の3条件間で比較したところ,15秒区では他の2区に比べて融解後の精子性状に低下がみられた.また,希釈精液封入後のストローの液体窒素ガス暴露時間を0.5,2,5,10,15,20,30分の間で比較したところ(液体窒素液面からストローまでの高さは約5cm),5分以上暴露区では生存率約50%以上の比較的良好な成績が得られ,とくに15分区では活力が最も高くなった.またこれらとは別に,原精液を同じ希釈液で2段階希釈せず,1回希釈で最終倍率(×3)まで希釈しても,凍結・融解後の性状に違いがみられなかったことから,この手順がより簡便な希釈・凍結法となる可能性が示唆された.また,シャチについて精液採取訓練を継続した結果,わずかな検体数ではあるが,活発な運動性を示す精子を大量に含む精液が採取され,その凍結保存を行うことができた.さらに,これまでに検討された精子凍結保存技術の応用として,死亡直後の成熟雄のスナメリから,精巣上体を摘出し,精液の回収を試みたが,季節的に繁殖期外であったためか,精液を回収するにはいたらなかった.
新たな高速１光子検出器の開発とフォトンカウンティングX線イメージングへの応用

本研究は、フォトンカウンティングCTへ応用を目指した、高感度光センサSilicon Photomultiplier(SiPM)の開発及びパルス計数型の高速信号処理回路の三次元集積化を目的としたものである。必要となる計数率特性がピクセルサイズの微細化とともに向上する点を踏まえ、半導体集積回路製造技術の一つであるSilicon on Insulator (SOI)プロセスの利用によってSiPMと処理回路を三次元的に集積させた新たなフォトンカウンティングCT用デバイスの開発に挑戦した。半導体プロセス・デバイスシミュレータであるTechnology Computer Aided Design (TCAD)を用いた検討の後、実際に250 μm角のSiPMをSOIプロセスで試作し、一般的なSiPMの動作性能である100000程度の増幅ゲイン、及び高速性として十分な16 ns程度の信号回復時間と300 ps以下の時間分解能をもって単一光子弁別が可能であるSiPMの開発に成功した。そこでSOIプロセスの利点である高速性を活かした計数型回路を設計し、SiPM上に集積させた4.45 mm角のプロトタイプチップを試作し、短パルスレーザー光を用いた照射試験により250 μm角のピクセルあたり500 ns以下の不感時間特性のもとに計数可能であることを確認した。これはフォトンカウンティングCTへの応用で要求される入射X線強度3 M cps/mm^2程度を数え落とし10 %以下で十分検出可能な高速性である。以上より本研究はSOI技術を用いたSiPMと回路の三次元集積の有用性を示すものであり、フォトンカウンティングCTのみならず様々な応用が期待される成果である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
転写因子プロテインアレイを用いた疾患感受性ＳＮＰ結合因子同定技術の開発

疾患メカニズム解明を目的としたゲノムワイド関連解析から、疾患発症に関連するSNPが数多く同定されている。疾患感受性SNPは、タンパク質をコードする領域から、プロモーターやエンハンサーなどの遺伝子制御領域まで幅広く存在する。しかしながら、タンパク質をコードする領域のSNPの解析は広く行われているものの、遺伝子制御領域に存在する疾患感受性SNPの解析はほとんど行われていないのが現状である。本研究では「遺伝子制御領域に存在する疾患感受性SNP DNA」と「健常者に確認されるDNA」と1,200種類のヒト転写因子プロテインアレイを用い、遺伝子の発現変動を伴う疾患感受性SNPとコントロールDNAに対して、結合能が異なる転写因子を同定する技術の開発を目的とする。当初計画していた1,200種のヒト転写因子で構成された転写因子プロテインアレイの構築にあたり、コムギ無細胞タンパク質合成系に対応した転写鋳型の作製を行った。結果として、合計1,375種類の転写鋳型の作製に成功した。この転写鋳型を利用して、コムギ無細胞タンパク質合成系によるタンパク質合成を行い、組換えタンパク質として転写因子を集結させたプロテインアレイを作製した。合成した全ての転写因子に対してイムノブロット法による解析を行うことで、少なくとも1084種類の転写因子の発現が確認が認められた。作製した転写因子プロテインアレイを用いて、当初選定した「コントロールDNA」および「疾患感受性SNP DNA」の相互作用解析を行うことで、「コントロールDNA」と「疾患感受性SNP DNA」に対して結合力の異なる転写因子を複数種類選定することに成功した。本研究の遂行にあたり、1,000種類以上のヒト転写因子で構成された転写因子プロテインアレイの作製が最も重要な課題である。この課題に対して。コムギ無細胞タンパク質合成用にデザインされた転写鋳型を1,375種類作製し、この転写鋳型から、384穴形式でヒト転写因子を集結させたプロテインアレイを作製した。これらの全ての転写因子に対して合成確認を行い、少なくとも1084種類の転写因子の発現が確認できている。今回の研究課題において、当初予定した数と同程度の数の転写因子を含んでいるプロテインアレイの作製に成功しており、本研究における重要な進展であると考えている。さらに、転写因子プロテインアレイと当初選定した「コントロールDNA」および「疾患感受性SNP DNA」の相互作用解析を行うことで、「コントロールDNA」と「疾患感受性SNP DNA」に対して結合力の異なる転写因子を複数種類選定することに成功している。本研究は当初計画通りの進捗であり、研究はおおむね順調に進展していると言える。平成30年度に行ったスクリーニングから得られたデータに加えて、大規模スクリーニングを展開する。また、スクリーニング結果に対する再現性の確認および同定した転写因子の高次解析を行う。高次解析では、培養細胞を用いて、スクリーニングにより同定した転写因子の高発現やsiRNAを利用したノックダウンによる発現抑制をすることで、疾患感受性SNPに関連した遺伝子の発現量を変化させるか解析する。解析手法としては、既存技術であるウエスタンブロット法やRT-PCR法を用いる。また、プロモーター領域に存在するSNPに関しては、SNP配列を含んだプロモーターをベクターに組み込み、プロモーターアッセイを利用して同定した転写因子の解析を行う。本研究の最終目標として得られた疾患感受性SNPと転写因子の関係性を明らかとしたデータベースの作製を目標とする。この課題に対して。

本研究は当初計画通りの進捗であり、研究はおおむね順調に進展していると言える。平成30年度に行ったスクリーニングから得られたデータに加えて、大規模スクリーニングを展開する。また、スクリーニング結果に対する再現性の確認および同定した転写因子の高次解析を行う。高次解析では、培養細胞を用いて、スクリーニングにより同定した転写因子の高発現やsiRNAを利用したノックダウンによる発現抑制をすることで、疾患感受性SNPに関連した遺伝子の発現量を変化させるか解析する。解析手法としては、既存技術であるウエスタンブロット法やRT-PCR法を用いる。また、プロモーター領域に存在するSNPに関しては、SNP配列を含んだプロモーターをベクターに組み込み、プロモーターアッセイを利用して同定した転写因子の解析を行う。本研究の最終目標として得られた疾患感受性SNPと転写因子の関係性を明らかとしたデータベースの作製を目標とする。
高分子系素材の押出・引張り加工プロセスに対する計算機制御システムの開発

本研究は、機能の高度化とあいまって、その用途が拡大の一途をたどりつつある高分子系素材のよりファインな、またより高度な利用を計る上で欠くことのできないプラスチック押出機をはじめ多くの押し出し引張り加工プロセスの、より安定かつ精密な操作を実現するための計算機制御システムの開発を目指したものである。本研究は、大きくはつぎの3つのサブテ-マに従って進められ、成果を得ている。1)小型プラスチック押出機の実験にもとづく押し出しプロセスの動的挙動の解析と定量的動的モデルの確立。特に、フッソ樹脂押出工程において、押出機の操作条件とス-パ-シ-ア領域の因果関係の定量化を目指し、レオロジカルに特異な現象であると同時に量産性の立場から、この現象下での操業が望まれる、ス-パ-シ-アと呼ばれる現象ををさらに高押出量領域で安定に実現させるためには、操作条件、押出機設計を如何にすべきかを検討し、成果を得た。2)実操業中では、直接計測できない押出量等の変数を高精度に予測するためのコンピュ-タ内蔵の推定機構(ソフトセンサ-)の開発3)上述した1)2)の成果を踏まえ、押出量・ガス発泡率の高精度制御を可能にする計算機制御システムのための制御方式の検討と、多変数制御ソフトウエアの開発多変数モデル予測制御の適用を考え、制御手法の安定性の評価、拡張を行った。これらの3年間の研究成果は実機で検証され、その有効性を確認している。本研究は、高分子系素材のよりファインな、またより高度な利用を図る上で欠く事のできないプラスチック押出機をはじめ、多くの引張り加工プロセスのより安定・高速かつ精密な操作を実現するための計算機制御システムの開発を目指すものである。本研究は、実験的研究と制御システムに関する理論的研究の2つを平行して行い、具体的には次のサブテーマを設定し、研究を進めてきた。(1)小型プラスチック押出機による押出しプロセスの現象解析と動的モデルの確立。種種の実験データ取得が可能なように工夫した30mmの押出機を導入し、スクリュー回転数、シリンダー長て方向の温度分布、樹脂圧、トルク、押し出し量等のデータを時系列データとして、計測・格納できる計算機システムの構築を完了した。目下、種々の条件下で実験データを取得中で、これら変量間の関係の定量的解析を進めつつある。また、時系列データ解析に基づくモデリングの理論的研究も進め、変量間の数式モデルの構築にはいる前に、時系列データの統計的性質を解析する事が必要であることを明らかにし、そのためのソフトウエアを完成すると同時に、コヒーレンシイ、パーシャルコヒーレンシイに基づく、モデルに組込む変数選択法について多くの有益な知見をえた。(2)押出量制御のための制御システム・制御方式の理論的考察。プラスチック押し出し機の制御問題を難しくしているのは、系が多変数系であることと、系の特性が絶えず変化する、いわゆる不確定性が多い対象である点にある。そのため、制御系はロバスト性に富むものが要求される。本年は、特にモデル予測制御方式をとりあげ、この方式が何故ロバスト性に富むのか理論的に明らかにするとともに、この制御方式のもつ他の特性についても多くの知見をえた。これによって、モデル予測制御が押出機の制御方式として有用なことが明らかとなった。プラスチック押出機を対象にし、樹脂圧、シリンダ-長て方向の温度分布を測定し、その時系列デ-タをパ-ソナルコンピュ-タに格納できるシステムを構築し、さらにその機能を平成元年において拡張整備した。このシステムにより得られたデ-タをもとに、操作温度・押出量間の簡易モデルを作成することにより、定常状態で希望の押出量を実現する押出機操作温度を導出する方法論を確立した。しかし、得られた時系列デ-タから、押出量が平均値まわりで振動していることに気づき、一定押出量を実現するためには、この振動現象の解明はものより、生産システムでは直接測定できないこの押出量の動的挙動を、2次的変数により推定し、制御する必要性が生まれた。

その第1段階として、スペクトル解析の手法・多変量解析法を拡張・援用し、2点の樹脂圧のデ-タより、押出量の動的挙動を推定しうる推定器を開発した。現在、この推定器によって、オフラインにおいてはかなりの精度で押出量を2次的変数から推定できる状態にある。今後、この推定器をオンライン化し、実験機に装備することにより、その効力をさらに詳しく検証していく予定である。また、この押出機の振動現象に関する研究をフッ素樹脂の押し出しを行うときのシャ-クスキン現象、メルトフラクチャ-からス-パ-シェアに移る際の振動現象に関する研究にまで展開し、本年度は、フッ素樹脂の1つであるネオフロンPFAを使用し、メルトフラクチャ-時のダイス圧力の振動幅及びその振幅が、ダイス温度によりどのように変化するか、また、ス-パ-シェア領域に移る時の押出量、ダイス圧力がダイス温度によりどのように変化するかという振動現象の温度依存性を実験により明確にしている。本年度は、“押し出し加工プロセスの現象解析"に焦点を当て研究を進めた。増々の需要の拡大が見込まれるフッソ樹脂を押出機より押し出した場合、押出量が多い状態では、大半の場合、押出物の表面形状が乱れる。しかし、ある特定の押出量の領域において、一時的に表面形状がなめらかになる、ス-パ-シア-領域と呼ばれる現象が起こる。本年度の研究は、ス-パ-シア-現象およびその現象の前兆として現れる表面形状の乱れの現象(メルトフラクチャ現象)が押出機の操作条件・設計条件とどのような因果関係にあるかを実験を通して明らかにし、このス-パ-シア-をさらに高押出量領域で安定に実現させ、生産性を向上させるためには、如何にすべきかを検討した。その結果、1)ス-パ-シア-の生じる点のせん断速度は、ダイス細管の長さを長くするほど大くきなる。また、ダイス流入角を小さくするほど、およびダイス部の設定温度を、高くするほどス-パ-シア-が生じるせん断速度は大きくなる。2)ス-パ-シ-ア現象は、ダイス細管部でのせん断応力がある値になったとき起こり、その値は、ダイス部の設定温度の関数になっており、材料の粘弾性特性に起因している。3)メルトフラクチャ-現象時に起こる。ダイスヘッド部の樹脂圧力の周期的振動は、ダイス部設定温度の関数になっている。以上のことを明らかにすることができた。特に、3)の樹脂圧力の周期的振動現象については、圧力の動的挙動を表現できるモデルをも提案している。これらの結果も含めた3年間の研究成果は実機で検証され、その有効性を確認している。
視覚障害のある重複障害児のためのスケジュール管理指導プログラムに関する研究

1.研究目的本研究の目的は視覚障害のある重複障害児が抱えるスケジュールを把握する際の困難点をまとめ、視覚障害に対して配慮したスケジュール管理指導プログラムを作成することである。視覚障害児にとってスケジュールの把握がどのような有用性を持つのかを考えながら、スケジュール管理の指導に関する教材教具や指導の実際及び指導における課題について調査し、課題点を考慮した指導プログラムを作成する。2.指導の実際(1)全盲(中学部重複障害)生徒に薄する指導カレンダー型のスケジュール表を作成し、ボードに貼った。タッチペンとシールで行事内容を読み取り、生徒はタッチペンを操作し、その内容を音声で聞くことができる。また、課業日にはシールを貼り、休日と区別できるようにした。生徒は教師の説明に合わせてタッチペンを操作して、スケジュールを読み取っていた。教師の説明を待たずに進んでカレンダーを読み取ろうとする姿も見られた。(2)弱視(小中学部重複障害)児童生徒に対する指導学習の中で使用する教材や教具を触る箱(確かめボックス)を準備し、生活単元学習の開始時に授業のスケジュールを伝えた。学習の流れに対して見通しを持つことができ、活動に対する期待感も高まった。しかし、初めて提示する教材や教具の場合は児童生徒が見通しを持つことにつながらなかった。(3)活動内容を絵本で提示活動内容を簡単な手作り絵本にまとめ、学習の最初に読み聞かせた。児童生徒は絵本の内容と学習内容が同じであることを意識し、活動に対して見通しを持つことができた。3.スケジュール指導におけるポイントスケジュールを伝えるにあたって、「児童生徒の実態」「伝えるべきスケジュール内容の精選」「伝達方法」の3点を意識することが大切である。児童生徒の発達段階に応じ、短期的なスケジュールから長期的なスケジュールへ、伝達方法は具体物を使ったものから、複数の情報を伝えることのできるシンボルやマークなどへと移行できるよう指導することも必要である。
複合型走査プローブ顕微鏡による培養血管内皮細胞の形態・機能発現の動的計測

本研究では、走査型プローブ顕微鏡と共焦点レーザースキャン顕微鏡を基本とした細胞の形態・機能発現の複合型動的計測システムを構築し、内皮細胞のマイクロメカニクス計測と同時に細胞接着班構成タンパク、細胞骨格成分、さらにはCa2+、Nitric Oxide(NO)などの細胞内シグナル分子の蛍光観察を行い、動脈硬化発生における内皮細胞のマイクロメカニクスの分子機構を検討することを目的とする。本システムを用いて培養血管内皮細胞の局所力学特性を計測した結果、細胞の辺縁部では核近傍と比べて弾性率が23倍程度大きく、硬いことがわかった。細胞骨格成分の1つであるアクチンフィラメントの分布を観察したところ、細胞中央部には多くの繊維状の構造が観察されたが、細胞辺縁部では密集した状態で観察され、局所弾性率は細胞骨格の分布を反映したものと考えられる。単球付加時の内皮細胞の力学特性を調べたところ、細胞辺縁部、核近傍ともに有意に弾性率が低下し、単球の接着によって内皮細胞が柔らかく変化することが明らかとなった。同時に内皮細胞の細胞骨格成分の1つであるアクチンフィラメントを観察したところ、顕著に減少しており、とくに内皮細胞の辺縁部で減少が目立っていた。このことは、単球の接着によって単球-内皮間になんらかの情報伝達があり、内皮細胞内構造変化を通して内皮細胞の変形能を上昇させたものと考えられる。Green Fluorocein Protein (GFP)ならびにCell Tracker Orangeを用いて、単球と内皮細胞を可視化し、両者の接着から浸潤を実時間で3次元的に観察する実験システムを確立した。単球は早いものでは接着から数分後には内皮下に浸潤することが確認された。現在、単球浸潤過程における内皮細胞のマイクロメカニクス計測を試みている。研究初年度である本年度は基本システム構築を行った。また、本システムを用いて単球接着による血管内皮細胞の機能・構造変化を計測した。1)走査型プローブ顕微鏡は培養細胞の三次元形状、力学特性の計測が可能で、共焦点レーザースキャン顕微鏡は細胞内タンパク分布、細胞内シグナル伝達分子の観察が可能である。両者の複合化により、細胞の機能とメカニクスの同時計測が可能となるが、本研究ではとくに、ビデオレートで画像取り込みが可能なリアルタイム共焦点レーザースキャン顕微鏡を走査型プローブ顕微鏡と組み合わせた複合型計測システムを構築した。2)上記システムを用い、培養血管内皮細胞の局所力学特性を計測した。その結果、細胞の辺縁部では核近傍と比べて弾性率が23倍程度大きく、硬いことがわかった。3)単球付加時の内皮細胞の力学特性を調べたところ、細胞辺縁部、核近傍ともに有意に弾性率が低下し、単球の接着によって内皮細胞が柔らかく変化することが明らかとなった。このことは、単球の接着によって単球-内皮間になんらかの情報伝達があり、内皮細胞内構造変化をとおして内皮細胞の変形能を上昇させたのもと考えられる。本年度は、昨年度構築した基本計測システムの構築を行いて動脈硬化発生初期過程で重要だと思われる、単球接着時の内皮細胞骨格成分の変化と力学特性の変化の関連性、ならびに細胞内情報伝達に関連する一酸化窒素(NO)のリアルタイム計測を試みた。1)細胞骨格成分の1つであるF-actinfilament、あるいはF-actin