hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下水汚泥エネルギー利用システムの設計支援ツールの開発と低炭素ロードマップの描写

従来のバイオマスエネルギー導入支援モデルは,原単位方式(投入量×エネルギー消費原単位)でエネルギー収支を推計する設計支援ツールが大半であった.一方で,大都市下水処理場でエネルギー回収技術が実装されている現場では,熱のカスケード利用等を組み込んだ高度なシステム設計がなされている.本研究では,創意工夫により熱利用を高度化させたシステムを設計・評価することができる支援モデルを開発することを目的とする.2018年度研究課題では,下水汚泥の固形燃料化技術のうち,造粒乾燥を対象とした熱収支解析モデルを開発した.脱水汚泥の乾燥機で発生する排ガスは,温度・湿度の制御のために高温ガス(乾燥機投入ガス)に循環される量と,排気される量に配分される.排気側に回るガスは,復水器に投入され,含有蒸気が飽和水となることで潜熱を失い,潜熱を受け取った冷却水が熱交換を介して消化槽の加温・保温用熱源として使用される.乾燥機に投入する高温ガスは消化ガスを燃焼して得る.これにより,補助燃料に依存しないシステムが成立する.開発した熱収支解析モデルを北九州市・日明浄化センター(乾燥させる汚泥は直接脱水汚泥),福岡市・西部水処理センター(乾燥させる汚泥は消化脱水汚泥)に適用し,熱のカスケード利用を組み込んだ固形燃料化システムが導入されることによる効果を解析した.評価指標はエネルギー消費量,温室効果ガス排出量とした.固形燃料化システム導入前の基準ケースは,北九州市ではごみ焼却施設での脱水汚泥の混合焼却が,福岡市では汚泥専用焼却炉での脱水汚泥の単独焼却が行われている条件とした.固形燃料化システム導入により,エネルギー収支の改善に加え,N2Oの排出抑制を図ることができるため,温室効果ガス排出量で評価すると,システム導入前と比較して北九州市で60%の削減,福岡市で76%の削減が到達できる可能性を示す結果を得た.2018年度研究課題は,下水汚泥の固形燃料化技術を対象とし,熱の融通・カスケード利用をシステム設計に組み込むことが可能な支援モデルを開発することである.北九州市・日明浄化センターで既に導入されている固形燃料化システム(固形燃料化技術:造粒乾燥,使用燃料:消化ガス,排ガスからの潜熱回収:復水器による回収)について,熱収支解析モデルを開発し,推計値と実績値との比較評価を行った.消化槽の熱需要量の季節変動性を踏まえた比較評価を行い,担保できる精度(実績値に対して推計値が5%以内に収まる範囲内)で熱収支を解析できていることを確認した.よって,将来,固形燃料化システムが導入されることによる効果を分析するにあたり,活用可能な支援モデルを開発できた.固形燃料化システムの導入効果の分析は,導入前の既設技術システムとの比較に基づき実施する.脱水汚泥を対象とした既設技術システムに該当する,汚泥専用焼却炉での単独焼却,セメント工場・キルンでの焼却について,熱収支解析モデルを開発した.よって,概ね順調に進展している.下水汚泥の固形燃料化システムについて,低温炭化も対象に加え,熱の融通・カスケード利用をシステム設計に組み込むことが可能な支援モデルを開発する.廃熱利用型焼却システムを対象に,熱収支解析モデルを開発する.高効率脱水設備を併用することによる汚泥焼却炉内の熱収支の改善効果,燃焼ガス保有熱量からのエネルギー回収と有効利用の効果を対象とする.多様なエネルギー計画に適用可能な支援モデルを開発する.大都市下水処理場を対象として,下水汚泥の物質フロー図を作成する.下水汚泥のエネルギー利用にあたっては,消化の有無がシステム設計に大きく影響する(汚泥が消化される場合,脱水汚泥中の有機分は低下するが,含有有機物の一部を分解して得られる消化ガスの活用が可能となる).下水道インフラ特性(消化の有無,汚泥処理の集約度,固形燃料受入先との距離,など)を踏まえ,技術選択(固形燃料化システム,廃熱利用型焼却システム)に係る判定基準を定式化するとともに,選択支援法を作成する.対象とする大都市に支援モデルを適用し,脱水汚泥のエネルギー回収技術が各都市で導入されることによるエネルギー収支の改善効果,温室効果ガス排出量の削減効果を分析する.その上で,2030年に向けた下水道分野での温室効果ガス排出削減ロードマップを具現化する.従来のバイオマスエネルギー導入支援モデルは,原単位方式(投入量×エネルギー消費原単位)でエネルギー収支を推計する設計支援ツールが大半であった.

一方で,大都市下水処理場でエネルギー回収技術が実装されている現場では,熱のカスケード利用等を組み込んだ高度なシステム設計がなされている.本研究では,創意工夫により熱利用を高度化させたシステムを設計・評価することができる支援モデルを開発することを目的とする.2018年度研究課題では,下水汚泥の固形燃料化技術のうち,造粒乾燥を対象とした熱収支解析モデルを開発した.脱水汚泥の乾燥機で発生する排ガスは,温度・湿度の制御のために高温ガス(乾燥機投入ガス)に循環される量と,排気される量に配分される.排気側に回るガスは,復水器に投入され,含有蒸気が飽和水となることで潜熱を失い,潜熱を受け取った冷却水が熱交換を介して消化槽の加温・保温用熱源として使用される.乾燥機に投入する高温ガスは消化ガスを燃焼して得る.これにより,補助燃料に依存しないシステムが成立する.開発した熱収支解析モデルを北九州市・日明浄化センター(乾燥させる汚泥は直接脱水汚泥),福岡市・西部水処理センター(乾燥させる汚泥は消化脱水汚泥)に適用し,熱のカスケード利用を組み込んだ固形燃料化システムが導入されることによる効果を解析した.評価指標はエネルギー消費量,温室効果ガス排出量とした.固形燃料化システム導入前の基準ケースは,北九州市ではごみ焼却施設での脱水汚泥の混合焼却が,福岡市では汚泥専用焼却炉での脱水汚泥の単独焼却が行われている条件とした.固形燃料化システム導入により,エネルギー収支の改善に加え,N2Oの排出抑制を図ることができるため,温室効果ガス排出量で評価すると,システム導入前と比較して北九州市で60%の削減,福岡市で76%の削減が到達できる可能性を示す結果を得た.2018年度研究課題は,下水汚泥の固形燃料化技術を対象とし,熱の融通・カスケード利用をシステム設計に組み込むことが可能な支援モデルを開発することである.北九州市・日明浄化センターで既に導入されている固形燃料化システム(固形燃料化技術:造粒乾燥,使用燃料:消化ガス,排ガスからの潜熱回収:復水器による回収)について,熱収支解析モデルを開発し,推計値と実績値との比較評価を行った.消化槽の熱需要量の季節変動性を踏まえた比較評価を行い,担保できる精度(実績値に対して推計値が5%以内に収まる範囲内)で熱収支を解析できていることを確認した.よって,将来,固形燃料化システムが導入されることによる効果を分析するにあたり,活用可能な支援モデルを開発できた.固形燃料化システムの導入効果の分析は,導入前の既設技術システムとの比較に基づき実施する.脱水汚泥を対象とした既設技術システムに該当する,汚泥専用焼却炉での単独焼却,セメント工場・キルンでの焼却について,熱収支解析モデルを開発した.よって,概ね順調に進展している.下水汚泥の固形燃料化システムについて,低温炭化も対象に加え,熱の融通・カスケード利用をシステム設計に組み込むことが可能な支援モデルを開発する.廃熱利用型焼却システムを対象に,熱収支解析モデルを開発する.高効率脱水設備を併用することによる汚泥焼却炉内の熱収支の改善効果,燃焼ガス保有熱量からのエネルギー回収と有効利用の効果を対象とする.多様なエネルギー計画に適用可能な支援モデルを開発する.大都市下水処理場を対象として,下水汚泥の物質フロー図を作成する.下水汚泥のエネルギー利用にあたっては,消化の有無がシステム設計に大きく影響する(汚泥が消化される場合,脱水汚泥中の有機分は低下するが,含有有機物の一部を分解して得られる消化ガスの活用が可能となる).下水道インフラ特性(消化の有無,汚泥処理の集約度,固形燃料受入先との距離,など)を踏まえ,技術選択(固形燃料化システム,廃熱利用型焼却システム)に係る判定基準を定式化するとともに,選択支援法を作成する.対象とする大都市に支援モデルを適用し,脱水汚泥のエネルギー回収技術が各都市で導入されることによるエネルギー収支の改善効果,温室効果ガス排出量の削減効果を分析する.その上で,2030年に向けた下水道分野での温室効果ガス排出削減ロードマップを具現化する.2018年度,旅費の支出について計画よりも減少分があったため,次年度使用額(10,213円)が発生した.次年度使用額(10,213円)については,2019年度の旅費で支出予定である.なお,この変更に伴う研究計画への影響はない.
江戸時代の俳諧文化における画家・絵画評価とその画壇への影響の研究

本研究の目的は、次の二点である。1江戸時代の俳諧文化において、どのような画家や絵画が高く評価されていたのかを、その理由と共に総合的に明らかにする。関係資料が多く、また既存の画家が体系的に把握されるようになった、18世紀以降の俳諧文化を研究対象とする。21で明らかにした俳諧文化の評価体系が、俳画などに限らず、広範な江戸時代絵画の制作に重要な影響を及ぼしている様相を、画家や作品に即して具体的に解明する。上記の目的に対し、論文「曾我蕭白と英一蝶」を発表した。同論文では、江戸時代中期の京都の画家である曾我蕭白が、一時代前の江戸の画家である英一蝶の本画や、画譜に掲載された一蝶画を作画の参考にした諸例を初めて指摘した。そして、それが蕭白の大画面絵画においては作画の便宜のためであるのに対し、掛幅画等の小画面絵画においては、蕭白による一蝶風作品の制作と見なせることを述べ、それは、俳諧を愛好する蕭白画受容者の一蝶画への需要に応えたものであると推定した。蕭白は俳諧文化との関わりが深いが、彼が活動した伊勢や上方・播磨では、当時、蕉門俳人による蕉風復興運動が盛んであり、松尾芭蕉との交流が知られる一蝶の画が、俳諧文化において珍重されていたことが考えられるのである。同論文でこの可能性を提示したことにより、本研究の目的12の一端を達成することができた。次に、論文「曾我蕭白による英一蜂『英氏画編』の利用」を発表した。同論文では、一蝶の弟子である英一蜂の画集『英氏画編』を蕭白が作画に利用したことを具体的に指摘し、利用のあり方を検証した。蕭白による『英氏画編』の利用は、彼の従来知られる他の画譜の利用法と同様、原本の筆者が誰かということへの意識はなく、図そのものへの着目に基づく使用であった。このことは、先の蕭白における、一蝶の名前を意識した一蝶画利用の特殊性を際立たせるものでもあった。2018年度には、論文「曾我蕭白と英一蝶」を発表し、曾我蕭白が英一蝶の画を作画の参考にしたことを指摘した上で、理由の考察を行った。それを通じて、その背景として、18世紀半ばから後半にかけての伊勢や上方・播磨で蕉門俳人による蕉風復興運動が盛んであり、松尾芭蕉との交流が知られる一蝶の画が、これらの地域の俳諧文化において珍重されていた状況があった、という見通しに達した。このことは、18世紀以降の俳諧文化における画家・絵画の評価体系を明らかにするという「研究の目的」1の一部を達成するものである。また、伊勢や上方・播磨の俳諧文化における一蝶画評価を背景として、蕭白による一蝶風作品の制作が行われたと推定できたことは、俳諧文化の評価体系が江戸時代絵画の制作に影響を及ぼしている様相を解明するという「研究の目的」2の一部を達成するものである。今後、実地調査と資料収集を重ねて、上記の状況をさらに具体的に裏付けていく作業が必要であるものの、研究の初年度までの進捗状況としては順調であると考える。2019年度以降も、研究実施計画にのっとって研究を進める。2018年度に引き続き、20192021年度も、研究環境の一層の整備のため、俳諧及び日本美術関係の図書を購入する。また、本研究の対象となる俳諧関係の様々な資料や作品、俳諧文化における評価に関わる画家・絵画の資料や作品等について、国内の図書館や所蔵先での資料収集・実地調査を、国内旅費と謝金を用いて20192021年度も継続的に行う。そうした資料収集・実地調査を通じて、検討の対象となる事例を引き続き集め、研究を進めていく。2019年度は、東京方面や名古屋方面での資料収集・実地調査を多く行う予定である。なお、資料収集と調査のためには、インターネット上の画像アーカイブなども最大限に活用する。20192020年度には、それまでに集めた事例等を検証し、「研究の目的」1を一通り達成する所存である。20202021年度には、明らかにした俳諧文化の評価体系の影響を受けた江戸時代絵画について研究を進め、「研究の目的」2を達成する。20192021年度においては、本研究の成果をまとめる作業も行い、国内旅費を使用して、国内の学会等で研究成果の発表を複数回実施する他、学術論文としての発表も複数回行う。そして、それが蕭白の大画面

絵画においては作画の便宜のためであるのに対し、掛幅画等の小画面絵画においては、蕭白による一蝶風作品の制作と見なせることを述べ、それは、俳諧を愛好する蕭白画受容者の一蝶画への需要に応えたものであると推定した。蕭白は俳諧文化との関わりが深いが、彼が活動した伊勢や上方・播磨では、当時、蕉門俳人による蕉風復興運動が盛んであり、松尾芭蕉との交流が知られる一蝶の画が、俳諧文化において珍重されていたことが考えられるのである。同論文でこの可能性を提示したことにより、本研究の目的12の一端を達成することができた。次に、論文「曾我蕭白による英一蜂『英氏画編』の利用」を発表した。同論文では、一蝶の弟子である英一蜂の画集『英氏画編』を蕭白が作画に利用したことを具体的に指摘し、利用のあり方を検証した。蕭白による『英氏画編』の利用は、彼の従来知られる他の画譜の利用法と同様、原本の筆者が誰かということへの意識はなく、図そのものへの着目に基づく使用であった。このことは、先の蕭白における、一蝶の名前を意識した一蝶画利用の特殊性を際立たせるものでもあった。2018年度には、論文「曾我蕭白と英一蝶」を発表し、曾我蕭白が英一蝶の画を作画の参考にしたことを指摘した上で、理由の考察を行った。それを通じて、その背景として、18世紀半ばから後半にかけての伊勢や上方・播磨で蕉門俳人による蕉風復興運動が盛んであり、松尾芭蕉との交流が知られる一蝶の画が、これらの地域の俳諧文化において珍重されていた状況があった、という見通しに達した。このことは、18世紀以降の俳諧文化における画家・絵画の評価体系を明らかにするという「研究の目的」1の一部を達成するものである。また、伊勢や上方・播磨の俳諧文化における一蝶画評価を背景として、蕭白による一蝶風作品の制作が行われたと推定できたことは、俳諧文化の評価体系が江戸時代絵画の制作に影響を及ぼしている様相を解明するという「研究の目的」2の一部を達成するものである。今後、実地調査と資料収集を重ねて、上記の状況をさらに具体的に裏付けていく作業が必要であるものの、研究の初年度までの進捗状況としては順調であると考える。2019年度以降も、研究実施計画にのっとって研究を進める。2018年度に引き続き、20192021年度も、研究環境の一層の整備のため、俳諧及び日本美術関係の図書を購入する。また、本研究の対象となる俳諧関係の様々な資料や作品、俳諧文化における評価に関わる画家・絵画の資料や作品等について、国内の図書館や所蔵先での資料収集・実地調査を、国内旅費と謝金を用いて20192021年度も継続的に行う。そうした資料収集・実地調査を通じて、検討の対象となる事例を引き続き集め、研究を進めていく。2019年度は、東京方面や名古屋方面での資料収集・実地調査を多く行う予定である。なお、資料収集と調査のためには、インターネット上の画像アーカイブなども最大限に活用する。20192020年度には、それまでに集めた事例等を検証し、「研究の目的」1を一通り達成する所存である。20202021年度には、明らかにした俳諧文化の評価体系の影響を受けた江戸時代絵画について研究を進め、「研究の目的」2を達成する。20192021年度においては、本研究の成果をまとめる作業も行い、国内旅費を使用して、国内の学会等で研究成果の発表を複数回実施する他、学術論文としての発表も複数回行う。2018年度は、関西方面の作品・資料所蔵先での実地調査・資料収集を優先的に行うことになったため、国内旅費の使用額が当初予定していたよりも少なくなり、次年度使用額が生じる結果となった。2019年度以降は、東京方面や名古屋方面での実地調査・資料収集を頻回に行う予定である。この度生じた
日本から発信して世界を結ぶ村上春樹――「惑星思考」文学の研究

本研究は、世界的な名声を獲得した村上を「惑星思考」作家として位置づけることを目指す。すなわち、村上文学を「アメリカ発のグローバリズム文学」ではなく、「日本から発信された世界を結ぶ文学」として捉え直す試みである。3名の分野横断的なグループ(1名が外国文学研究者、2名が日本文学研究者)で、世界へと広がる村上文学の運動性を、日本と海外の両地点から、正確に記述する。
霊長類における大臼歯間の形態変化

旧世界ザルの大臼歯形態を記載した研究は多数報告されているが,肉眼的な形質の出現頻度や歯冠最大径の記載が中心で,歯冠内の形態を数量的に扱ったものはほとんどみられない。本研究ではニホンザル臼歯間における咬合面形態の違いを記載することを目的とした。咬合面の二次元的,三次元的形態を分析した。材料は京都大学霊長類研究所に保管されているニホンザル(オス)頭蓋骨の上・下顎第13大臼歯,および上顎第4乳臼歯である。ランドマークは中心窩,咬頭頂,頬・舌側溝と咬合縁の交点,近・遠心小窩,近心および遠心頬・舌側の最大豊隆点,頬・舌側溝の歯冠外形への延長点を使用した。大臼歯の二次元解析ではプロクルステス法により各大臼歯の大きさ要素を除外した各ランドマークの平均座標値を算出した後,薄板スプライン法により第1大臼歯と遠心位の大臼歯の形を比較した。その結果,歯冠内部(咬頭頂と窩・溝)は歯冠外形(最大豊隆点など)に比べて大臼歯間の差異が小さかった。曲げモーメントは,後者は前者の310倍であった。すなわち,発生の早い歯冠内部のランドマークは大臼歯間の差異が小さく,発生の遅い歯冠外形のランドマークでは大臼歯間の差異が大きいといえよう。三次元解析では上顎第4乳臼歯,第1大臼歯の違いを薄板スプライン解析により分析した。その結果,両者の違いは咬合面内の凹凸が小さいことであり,水平面における咬頭頂の位置関係は両者で類似していることが明らかとなった。以上から咬合面形態の類似度の高い臼歯の比較には三次元的な解析が有効なことが分かった。霊長類臼歯の形態を記載した研究は多数報告されているが,肉眼的な観察を主体とした記載や歯冠の最大径を計測したものが多く,歯冠細部構造の形態を扱ったものは比較的少ない。特にオナガザル科の大臼歯を対象とした研究はみあたらない。本研究ではマカク属大臼歯の形態的な特徴とその個体変異を記載することを目的とした。材料は京都大学霊長類研究所および日本モンキーセンターに保管されているニホンザルの頭蓋骨より採取した石膏模型である。対象歯は上・下顎第3、第4乳臼歯及び第1大臼歯である。本年度はオス34個体の計測および分析を行ない,臼歯間相互の形態的な違い,特に乳臼歯と大臼歯の違いを抽出した。デジタルノギスにより,歯冠全体の大きさ(歯冠近遠神経,頬舌径)および歯冠細部構造の計測を行った。上顎では4咬頭の近遠心径,頬舌径を,下顎ではトリゴニッドとタロニッドの近遠心径,頬舌径を計測した。これらの計測値から歯冠細部構造の面積(近遠心径×頬舌径)を算出し,歯冠全体に占める割合を歯種間で比較した。歯冠の大きさはほとんどの計測項目で第3乳臼歯が最小で,ついで第4乳臼歯,第1大臼歯がの順で,各臼歯間の差は危険率1%以下で有意であった。ただし,下顎第3乳臼歯と第4乳臼歯の近遠心径はほぼ同じ大きさであった。歯冠全体の形を比較すると,上顎では第1大臼歯の頬舌径が相対的に大きく,下顎では第3乳臼歯の頬舌径が相対的に小さいことがわかった。歯冠細部構造の相対的な大きさを比較すると,上顎では乳臼歯のプロトコーンが小さく,下顎では第3乳臼歯のタロニッドが小さかった。

以上の結果から,乳歯の上顎では舌側部,下顎では遠心部が大臼歯ほどには発達していないことが明らかとなった。来年度以降に行なう予定となっている三次元計測の準備として,ベクトル計測を試行した。その結果,ランドマークとして,咬頭頂と溝の交点を採用することとした。旧世界ザルの大臼歯形態を記載した研究は多数報告されているが,肉眼的な形質の出現頻度や歯冠最大径の起債が中心で,大きさの要素を除去した歯冠の形を数量的に扱ったものはほとんどみられない。本研究はニホンザル大臼歯間における咬合面形態の違いを記載することを目的とした。今年度は咬合面の二次元的形態を分析した。材料は京都大学霊長類研究所に保管されているニホンザル(オス)頭蓋骨の上・下顎第13大臼歯である。歯軸とカメラの光軸が一致した咬合面観の写真をデジタルカメラで撮影した。この写真上で中心窩を原点,中心溝をX軸,頬・舌側溝をY軸とする座標系におけるランドマークの座標を計測した。ランドマークは中心窩,咬頭頂,頬・舌側溝と咬合縁の交点,近・遠心小窩,近心および遠心頬・舌側の最大豊隆点,頬・舌側溝の歯冠外形への延長点の17点である。これらの座標値をRohlf(2003)のホームページからダウンロードしたソフトウェアを使用して解析した(http://life.bio.sunysb.edu/morph/)。プロクルステス法に基づく最小二乗法により各大臼歯の大きさ要素を除外した各ランドマークの平均座標値を算出した後,薄板スプライン法により第一大臼歯と遠心位の大臼歯の形を比較した。結果は座標格子の歪として表示され,同時に曲げモーメントの値を得る。その結果,歯冠内部(咬頭頂と窩・溝)は歯冠外形(最大豊隆点など)に比べて大臼歯間の差異が小さかった。曲げモーメントは,後者は前者の310倍であった。すなわち,発生の早い歯冠内部のランドマークは大臼歯間の差異が小さく,発生の遅い歯冠外形のランドマークでは大臼歯間の差異が大きいといえよう。上顎遠心位の大臼歯では近心部が相対的に大きく,遠心部は縮小していた。下顎では近遠心的に引き伸ばされ,頬舌的に圧平されていた。旧世界ザルの大臼歯形態を記載した研究は多数報告されているが,肉眼的な形質の出現頻度や歯冠最大径の記載が中心で,歯冠内の形態を数量的に扱ったものはほとんどみられない。今年度はニホンザル大臼歯の咬頭域面積を分析した。歯軸と垂直な面における咬合面観の写真上で各咬頭域の面積を計測した。歯冠面積は遠心の大臼歯ほど大きい傾向があり,その変異は第二大臼歯で小さく,第三大臼歯で大きかった。性差は支持咬頭で小さく,誘導咬頭で大きい傾向を示し,大臼歯の機能的な形態を反映していた。近心咬頭域は第一大臼歯が他の大臼歯より有意に小さく,遠心の咬頭域は歯列の位置に関係していた。この結果はヒトの第四乳臼歯と大臼歯の関係に似ており,ニホンザルの第一大臼歯は歯列内でのサイズの関係はヒトの第四乳臼歯に類似していると考えられる。昨年度の幾何学的形態計測の結果から,第一大臼歯と第二大臼歯の形態的な違いは小さく,両者の違いは主として大きさの違いと考えられたが,今年度の大きさを中心とした結果では第一大臼歯の特徴的な形態が明らかとなった。以上から,形と大きさは互いに関係しつつも個別に分析すると必ずしも一致した結果とはならない,すなわち形と大きさはある程度は独立した関係にあるといえよう。
エピジェネティクスによるムチン抗原遺伝子発現機構の解明

今年度は、これまで明らかにしてきた膵胆管系腫瘍における「ムチン発現プロファイル」と「DNAメチル化状況」を複合的に評価することで、早期診断、さらには明確な治療戦略の提供を可能とする診断システムの構築を目標に掲げて研究を遂行してきた。同時に、さらに正確な診断の実現を可能とするために、膵胆管系腫瘍において異常高発現を示すと報告されているMUC3やMUC16,MUC17に関してのエピジェネティクス制御機構の解明を上記のテーマと平行して行った。・MUC3、MUC16、MUC17発現機構の解析:肺癌・乳癌・膵癌・大腸癌細胞株の中から、MUC3、MUC16、MUC17陽性・陰性細胞株を各々用いて、それぞれの細胞株に対する各ムチン遺伝子プロモーター全領域のシークエンシングを行い、その配列を元に質量分析によるDNAメチル化定量解析法を用いてDNAメチル化状態を検討した。さらにMUC3とMUC17において、ヒストン修飾状況と遺伝子発現の関係を調べるためにChIPを行った。今回の一連の発現解析において、1)MUC3は遺伝子転写開始付近におけるDNAメチル化により制御されていることが明らかとなった。2)MUC16は、5-AzadCやヒストン脱アセチル化阻害剤TSA処理により大幅に遺伝子量が回復するものの、直接的なエピジェネティクス制御機構の関与は認められなかった。3)MUC17に関しては、転写開始付近において、DNAメチル化だけでなく、ヒストンH3リジン9の化学修飾によっても制御されている可能性が明らかとなった。・臨床病理検体を用いたムチン遺伝子発現とエピジェネティクス変化の比較検討:ごく最近、従来までのDNAメチル化検出限界5%を超える0.1%の感度を有し、安価でパターン解析にも優れた新規メチル化検出法の開発に成功し、臨床病理検体を用いて各ムチンの遺伝子発現過程におけるDNAメチル化のより詳細な解析を行えるようになった。我々の様々なヒト腫瘍における一連のムチン性糖蛋白抗原の発現の研究において、気管支型の膜結合型ムチンであるMUC4が独立した予後不良因子であることを見出してきた。一方において、分泌型ムチンであるMUC5ACは、正常の膵胆管系上皮には全く発現しないが、膵管上皮内腫瘍性病変(PanIN)や膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)のような前癌病変において、その発現が陽性になることを明らかにしてきた。今年度は、広い範囲の癌において普遍的なリスク評価因子であるMUC4,MUC5AC遺伝子が、それぞれのプロモーター領域においてエピジェネティックに制御されていることを、ヒト癌細胞株を用いて明らかにした。MUC5ACについても同様の検討を行った。MUC5AC低発現細胞株において5-azadC,TSA処理を検討し、MUC5AC mRNAの発現回復を確認した後、MassARMYを用いてMUC5ACプロモーター約4,000bpにおけるCpGサイトのメチル化解析を行った。結果、MUC5ACプロモーター上流(約-3,700付近)のメチル化状態とMUC5AC mRNA発現状態に相関が確認された。更に、クロマチン免疫沈降法を用いたMUC5ACプロモーターにおけるヒストンH3-K9修飾状態の検討においても、MUC5ACプロモーター上流領域においてMUC5AC発現への関与が示唆された。これらの結果から、MUC4と同様に、MUC5AC発現制御においてもDNAメチル化とヒストンH3-K9修飾の双方が影響している可能性が明らかとなった。
飛鳥・藤原京、および平城京の都市機能の比較研究

近年、日本考古学では、都市の成立にかかわる議論が盛んである。弥生時代の大型環濠集落を都市とみる弥生都市論は、その典型である。本研究でもそのような研究動向を受けて、飛鳥・藤原京、平城京について、都市論の立場から具体的に分析を加えた。これまでの研究では、条坊制をはじめて導入した藤原京の成立をもって、都市とする意見が強かった。しかし、本研究では、飛鳥・藤原地域の遺跡を詳細に検討することにより、条坊制そのものは律令制や都城制の成立にとっては大きな意味をもつが、都市の成立にとっては、それほど大きな指標とはならないことを明らかにした。そして、飛鳥地域の宮殿・官衙・居宅・集落の配置を検討することにより、都市の成立は、少なくとも藤原京の一段階前の都である飛鳥まで遡ることを明らかにし、さらに遡る可能性を指摘した。また、藤原京と平城京の宮・条坊や居住形態を具体的に比較して、藤原京のもつ未成熟な側面を明らかにした。本研究では、飛鳥・藤原京、平城京を比較検討することにより、条坊という方格地割を取りはらった都市論の重要性を認識するところまで研究を進めることができた。しかし、その成果から、さらに一歩踏み込んだ研究は、十分におこなえたとはいえない。この点は反省点であり、今後の課題ともいえる。また、飛鳥、藤原宮・京、平城宮・京での廃棄物処理の問題に検討を加えるべく、各宮都における土坑資料の集積をおこなった。しかし、資料上の制約や数量的な処理の問題などから、具体的に各宮都間での比較をおこなうことができず、十分に問題点を深めることができなかった。さらに、平城京における宅地の問題を考えるべく、調査資料の集成をおこない、建物配置の変遷のもつ意味についての検討を意図したが、建物配置の変遷の類型が抽出できたにすぎず、建物配置がなぜ変化するのかという、当初意図した問題点には、具体的に迫ることはできなかった。この二つのテーマについては、分析手法も含めて、さらに検討を加え、今後、何らかのかたちで、その成果をまとめたいと思う。そこで、資料集成などの成果を今回は収録しなかった。本年度は、わが国の都城を特徴づける条坊制に焦点をあててデータ収集をおこなった。すなわち、藤原京の条坊道路の側溝、および、その内部の建物群の図面を集成した。また、平城京についても、一部、集成をおこなった。そして、道路幅の規格、造営方位などを検討した。しかし、排水体系の検討までには至らなかった。また、図面も統一した規格で集成できておらず、課題を残した。さらに、藤原京について、大縮尺の地図を収集した。また、都市機能の比較という視点から検討をおこなうにあたって、その分析指標の抽出と、その指標のもつ意味の検討が必要と考えて、古代から近世にかけての都市、大宰府、多賀城、仙台城下町、大坂、江戸、博多について、考古資料ならびに、文献資料から比較検討をおこなった。そして、上水の確保、排水、ゴミの処理、トイレ、交通体系、物資の流通、生産、情報系、人口、言語、災害などの把握が大きな意味をもちうることを確認し、こういったことが、考古資料にどのようなかたちで反映されるのかについて検討を加えた。さらに、考古資料として、現在に残らない性格のもの、たとえば、言語、あかりなどの存在に気がついた。こういった指標は、これまで、ほとんど検討がなされておらず、今後、どういったかたちで分析を進めていくのかという新たな課題が生じることとなった。ところで、今年度の条坊制と都市機能の要件からの研究の結果、条坊制は都城制、ならびに律令制の形成にとっては、きわめて重要な指標であるが、都市機能という視点からの都市研究にとっては、その存在は絶対的な要件とはならない可能性が明らかとなった。条坊制の枠組をはずした飛鳥・藤原京、平城京をはじめた古代都城の都市機能の比較が必要であるという研究の方向性がより明確となった。

さらに、平城京における宅地の問題を考えるべく、調査資料の集成をおこない、建物配置の変遷のもつ意味についての検討を意図したが、建物配置の変遷の類型が抽出できたにすぎず、建物配置がなぜ変化するのかという、当初意図した問題点には、具体的に迫ることはできなかった。この二つのテーマについては、分析手法も含めて、さらに検討を加え、今後、何らかのかたちで、その成果をまとめたいと思う。そこで、資料集成などの成果を今回は収録しなかった。本年度は、昨年度に継続して、藤原京・平城京の条坊にかかわるデータの収集をおこなった。また、平城京の条坊側溝について、都市機能の問題とかかわって、その埋まり方に検討を加えた。その結果、平城京が機能しているにもかかわらず、ある段階に、条坊が埋まるという現象が確認できた。この背景には、様々な要因を想定しなくてはならないが、都城制のなかで極めて重要な指標である条坊が、都がなお存続しているにもかかわらず、なぜ埋まるのかという大きな課題を提起した。また、平城京の宅地、具体的には、建物配置を検討した。そして、なぜ、建物配置の変更がおこなわれるのかという視点のもと、建物配置の変遷について、具体的な調査例を整理した。その結果、建物配置の変遷には、いくつかのパターンがあり、それぞれにおいて、建物配置が変わる背景が異なる見通しをもった。ただ、この分析を進める過程で、建物配置を検討する基礎となる各建物の所属年代の決定、ならびに建物群としての設定が、極めてあいまいに進められていることがわかった。建物群の設定とその変遷の検討は、発掘調査のデータをいかに解析していくのかという方法論の確立が必要なことを痛感した。本年度も、具体的な考古学の資料である遺構、遺物のどういった面に、都市の要件があらわれるのかを検討した。そこで、古代から中・近世都市の発掘調査の成果と比較検討した。具体的には、大宰府、多賀城、平泉、草戸千軒、大坂、江戸、仙台城下町と比較を試みた。都市で発生する社会問題にかかわる研究論文のデータベースを作成すべく、文献収集をはじめた。これまで二カ年の研究で、飛鳥・藤原京、平城京の発掘調査のデータは、かなり収集できた。ただ、それをどのように分析していくのかという方法論に課題を残している。本年度は、昨年度までに収集した飛鳥、藤原宮・京、平城宮・京にかかわる基礎データの解析作業を意図していたが、基礎データの収集に若干の不備があることが判明したため、基礎データの収集作業と確認作業ならびに分析作業を平行して進めることにした。条坊道路、建物配置、井戸、土坑などの平面図面・土層図面を収集した。そして、それぞれで比較作業をおこなった。その結果、条坊道路は、藤原京では機械的かつ画一的であるのに対し、平城京ではそれぞれの条坊道路の役割によって道輻が変化していることが明らかとなった。また、平城京の条坊を検討する場合、従来のような条坊の振れを求めて復元をおこなうという手法に限界があることがわかった。このあたりは、今後、平城京条坊をどのように復元するのかという大きな課題となりそうである。建物配置の変遷は、どうして建物は建て替えられるのか、その契機は何かという視点からデータ分析を進めた。
複数の主要評価変数の費用効率を考慮した臨床試験のデザインの構築

複数の主要(評価)変数を設定して2つの治療を比較する臨床試験について,各主要変数の費用効率と検出力を考慮して,主要変数ごとに必要な測定数を決定するという試験デザインを構築した.通常の試験デザインと提案する試験デザインのもとで,3つの費用効率の指標(1.参加者数,2.総測定数,3.総費用)を比較し,提案する試験デザインが有用となる条件を明らかにした.さらに,提案する試験デザインを群逐次デザインに拡張した.複数の主要(評価)変数を設定して2つの治療を比較する臨床試験について,各主要変数の費用効率と検出力を考慮して,主要変数ごとに必要な測定数を決定するという試験デザインを構築した.通常の試験デザインと提案する試験デザインのもとで,3つの費用効率の指標(1.参加者数,2.総測定数,3.総費用)を比較し,提案する試験デザインが有用となる条件を明らかにした.さらに,提案する試験デザインを群逐次デザインに拡張した.本研究の目的は,複数の主要(評価)変数をもつ臨床試験について,試験全体の検出力を確保しつつ,主要変数の費用効率(検査や測定に伴う侵襲性,費用,期間など)を考慮できる試験デザインを構築することである.本年度は,ほぼ当初の予定どおり,(1)試験全体の検出力の導出,(2)3つの試験デザインの比較,(3)実際の臨床試験における主要変数の費用効率の調査と試算について研究を行った.研究の基盤として,学術雑誌(計量生物学)の総説「主要評価変数が複数ある臨床試験の統計的諸問題」で本研究の意義と必要性を述べた.(1)について,「すべての主要変数の有効性を示す命題」と「少なくとも1つの主要変数の有効性を示す命題」の両者について,それぞれ試験全体の検出力を導出した.(2)について,当初計画していた3つの試験デザインのうち「主要変数ごとに試験を実施するデザイン」は実用的でないと判断しこれを除外し,通常の(基本的な)試験デザインと提案する試験デザインのもとで,(a)参加者数,(b)総測定数,(c)総費用を比較した.これにより,これらの指標の観点から,提案する試験デザインが有用となる状況が明らかになった.(3)について,アルツハイマー病の臨床試験を対象に,治験における施設との契約や保険点数など,費用効率の試算に必要な情報を調査した.その際,実際の治験で施設との契約を担当する企業の専門家や学内の医療経済学の専門家に意見を伺った.本研究の目的は,複数の主要変数を用いて2つの治療を比較する臨床試験について,試験全体の検出力を確保しつつ,主要変数の費用効率を考慮できる試験デザインを構築することである.具体的には,個々の主要変数の検出力をもとに,試験の効率に影響しない変数の測定数(参加者数)を増やし,試験の効率を低下させる変数の測定数を(一部の参加者のみで測定することで)減らし,試験全体として,患者負担の軽減,費用の削減,期間の短縮が可能であることを,実際の臨床試験に即して明らかにすることである.前提とする検定の多重性の問題については,主として,「2つの主要変数について試験治療の対照治療に対する優越性を示すという達成基準(AND基準)」と「少なくとも1つの主要変数について試験治療の対照治療に対する優越性を示すという達成基準(OR基準)」の2つをとりあげた.本年度は,提案する試験デザインを群逐次デザインに拡張し,(中間解析を実施しない通常の)固定デザインとの性能の違いを評価し,研究成果を学術雑誌と国際会議で公表した.AND基準を中心に,基本試験デザインにおける標本サイズ設計法を効果の指標が割合の比またはオッズ比の場合に拡張し,研究成果を書籍・学術雑誌で公表した.OR基準について,検定の多重性を調整する代表的な方法の理論的背景や特徴を整理して,研究成果を国内会議とセミナーで公表した.「少なくとも1つの主要変数について試験治療の対照治療に対する優越性を示し,残りの主要変数については非劣性を示すという達成基準」に対するIntersection union検定の保守性を改善する方法を提案し,研究成果を学術雑誌で公表した.最後に,研究成果の整理,書籍の原稿執筆の準備,研究成果報告書の作成を行った.医療統計学主要変数が正規分布に従う場合について,試験全体の検出力を導出してあったので,得られた結果を他の状況(例:主要変数が二値変数の場合)に拡張する予定であった.しかし,それよりも先に「少なくとも1つの主要変数の有効性を示す命題」のもとで試験全体の検出力を導出し,試験デザインを比較することを優先した.これにより,試験の目的について,研究成果の適用範囲が広がったものの,検討に時間がかかり,研究成果を学術雑誌に投稿することにやや遅れが生じた.平成26年度の前半では,研究成果を学術雑誌に投稿することを優先する.さらに,当初の予定に従って,アルツハイマー病以外の疾患領域について,主要変数の費用効率の実態を調査し,提案する試験デザインの実用性を評価する.平成26年度の後半では,研究成果を総括して,学術雑誌に投稿する作業を進める.さらに,提案する試験デザインのもとで,試験に必要な測定数を計算するプログラムを申請者が所属する研究室のホームページ上に公開する.最後に,研究成果報告書を作成する.論文投稿に関する費用が予定額を下回った.論文投稿に関する費用に計上する.
聴覚皮質における周波数情報処理機構の可塑性の研究

1.周波数のわずかに異なる純音をイヤホンで独立して左右の耳に提示すると、純音の周波数差に一致した周波数を持つゆらぎ(Binaural beat)がきこえる。末梢聴覚器官において周波数に同期した神経発火(phase locking)が生じ、左右からの情報が聴覚中枢で統合されて周波数差が検出される。片側の蝸牛障害のためにphase lockingの機能が低下し、Binaural beatが検知しにくくなるに現象を、Audiology and Neuro-otology誌に発表した。Binaural beatにより、音の周波数差に相当する反応が聴覚皮質で生じることを脳磁図を用いて明らかにした。これは、従来は聴覚心理学的方法で確認されてきたBinaural Beatを生理学的に裏付けるものである。両耳からの周波数情報の処理機構の解明に向けて、周波数および周波数差と、聴覚皮質での反応部位および反応の強度の関係を解析した結果を投稿中である。2.複合音に対する聴覚皮質の反応をMEGを用いて測定し、刺激音の組成と聴覚皮質の反応との関係を解析した結果をNeuroreport誌に発表した。3.聴覚障害患者を対象とする際に、純音や複合音に対する反応を並行して短時間に測定できる方法を改良し、Neuroreport誌に発表した。この方法を用いて聴覚皮質損傷患者の反応を測定し、現在解析中である。4.聴覚刺激と視覚刺激の相互作用により、聴覚皮質における情報処理機構が変化することを音楽の認知を題材として明らかにし、Neuroreport誌に発表した。5.聴覚と平衡覚との相互作用の基礎的データをVEMPを用いて測定し、Clinical Neurophysiology誌に発表した。6.発声と聴覚皮質の情報処理の関係を調べるために器材の整備と至適条件を求めるための予備的実験を行った。両耳同時の聴覚刺激により左右の耳からの情報処理に干渉が生じる。周波数のわずかに異なる純音をイヤホンで独立して左右の耳に提示すると、純音の周波数差に一致した周波数を持つゆらぎ(Binaural beat)がきこえる。末梢聴覚器官において音の周波数に同期した神経発火(phase locking)が生じ、左右からの情報が聴覚中枢で統合されて周波数差が検出されているためである。まず、片側性の急性感音難聴患者においては、患側の蝸牛障害のためにphase lockingの機能が低下し、Binaural beatが検知しにくくなる結果について、刺激音と蝸牛障害の関係を解析し、Audiology and Neuro-otology誌に発表した。Binaural beat刺激に対して、音の周波数差に相当する周波数の反応が聴覚皮質で生じていることを脳磁図(MEG)を用いて明らかにした。これは、ヒトの大脳皮質の活動を非侵襲的に測定できる器材の中で、特に時間分解能に優れたMEGを活用した成果であり、従来は聴覚心理学的方法で確認されてきたBinaural Beatを生理学的に裏付けるものである。周波数情報処理機構の解明に向けて、周波数および周波数差と、聴覚皮質での反応部位および反応の強度の関係を解析し、専門誌に投稿準備中である。また、周波数情報の処理機構は、音のピッチの認知や音声などの複合音の認知にも重要な役割を果たしている。Binaural beatに対する反応と比較対照して解析するため、複合音に対する聴覚皮質の反応をMEGを用いて測定した。刺激音の組成と聴覚皮質の反応との関係を解析し、Neuroreport誌に発表した。さらに聴覚障害患者を対象とする際に患者の時間的負担を短縮するため、純音や複合音に対する反応を並行して短時間に測定できる方法を改良し、Neuroreport誌に発表した。
茶園土壌の有機物分解動態と，炭素貯留への粗大有機物の役割解明

茶園はこれまで,硝酸汚染や温室効果ガスN2O発生など環境負荷の元凶のごとくみなされてきた。しかし,研究代表者が既存のデータを使ったモデルで証明したように,森林に匹敵する二酸化炭素吸収源でもあり,環境負荷を軽減している側面もある。茶園土壌中には腐植物質や粗大・微細有機物片として多量の土壌有機物が貯留されている。本研究は,この炭素貯留に関わる有機物動態と,それを規定する茶園固有の土壌因子を解明する。
ポルフイリン誘導薬剤搬送システム型医療のための基礎研究

次の三つの課題に分けて取り組み、具体的成果を挙げた。(1)各種ポルフィリン化合物の体内挙動を観察するための動物用PET装置の開発と性能評価。(2)ポルフィリンの癌組織集積性に関する基礎的な実験研究(3)新しいポルフィリン誘導体の開発、新しい物理的診療・治療手段の開発一連の研究による成果は、ポルフィリン誘導DDS型癌医療開発の基礎を築くものであり、次に計画している臨床研究の強い基盤を形成するものとなった。(1)では、本研究の基盤となる動物用マイクロPETの導入を行い、所定の性能を発揮するに至った。(2)に関しては、ラット正常胃粘膜より樹立した培養細胞系と、その腫瘍細胞の対を用い、細胞レベルの実験を中心に研究を進めた。ポルフィリンの癌集積性の機序は臓器に関らず癌組織内の高NO濃度に由来する事を示し、広範に癌診断に適応させる可能性を示した。また、59Fe-ポルフィリンの集積について、NOや赤血球分化を誘導するサイトカインerythropoietin(EPO)による集積促進の可能性、その集積時間への影響などを明らかにした。(3)については、ポリフィリンPET用薬剤とポルフィリン誘導体を用いたMn増感剤を製作し、その有効性について放射線医学総合研究所・分子イメージング研究センターの7T-MRI装置を用い、細胞実験とマウス実験を行った。そしてMnポルフィリンのMRI緩和能の測定を行い、その有用性を示し、造影効果のある濃度を確認した。ポルフィリン誘導体の癌集積性という特異的な性質は、癌診断・治療において多くの可能性をもたらしている。本件急では、具体的に次の三つめ課題に取り組んでいる。1、新しい可能性を持つ、ポルフィリン誘導型PET診断法の開発。2、ポルフィリンの癌集積性に関し、DDS型癌診断・治療法の展開に結びつく基礎的な実験研究3、高感度で被爆の少ない更に新しい物理的治療手段の開発。これら一連の研究は、近年次第に普及し始めたPDT法の適応性の確認と、適応分野拡大に向けた基礎を築くものである。課題1、2については、放医研にて新規に導入した小動物用PETにて実験することを目指しており、そのための準備を進めた。ポルフィリンの癌集積性を利用したPET観察法の有効性を確認するための準備として、放射性の鉄59Feのポルフィリン錯体を用いたガンマ線計測法を蛍光観察法と併用して基礎的なデータを収集した。実験には、ラット正常胃粘膜より樹立した培養細胞系RGM1とRGM1をparent cell-lineとして発癌物質MNNGに暴露することで樹立したmutant cell-line RGK1(腫瘍)の二つの細胞培養系を試料として、59Fe-ポルフィリンの集積について、集積時間、NOや赤血球分化による集積促進の可能性などを調べた。また、分画実験による細胞核への集積も調べた。この結果,癌化した細胞では正常細胞と比較してポルフィリンの取り込み量が優位に多いこと、また、癌特異性ポルフィリン集積にはNO、EPOによる促進効果も明らかにすることができた。課題3、については、ポルフィリンPET用薬剤の作成を行った。今後、マイクロPETの設置を待って、テストを行う。次にレザフィリンに52-Feをふかした薬剤を開発する必要がある。ポルフィリン誘導体を用いた19F-MRI法の開発などの計画は、これから取り組む段階である。(1)各種ポルフィリン化合物の体内挙動を観察するための動物用PETの導入と整備。(2)ポルフィリンの癌組織集積性に関する基礎的な実験研究。(3)新しいポルフィリン誘導体の開発、新しい物理的診療・治療手段の開発。一連の研究による成果は、ポルフィリン誘導DDS型癌医療開発の基礎を築くものであり、次に計画している臨床研究の強い基盤を形成するものとなった。(1)では、本研究の基盤となる動物用マイクロPETを導入し、約1年をかけて調整・整備を行い所定の性能を発揮するに至った。

(2)に関しては、ラット正常胃粘膜より樹立した培養細胞系RGMIと、そのmutant cell-line RGK1(腫瘍)の対を用いて細胞レベルの実験を中心に研究を進め、ポルフィリンの癌集積性の機序は臓器に関らず癌組織内の高NO濃度に由来する事が示された。この結果は、胃癌・前立腺癌などに無効であったFDG-PETと異なってより広範に癌診断が可能であることを示したことになる。また、^<59>Fe-ポルフィリンの集積について、NOや赤血球分化を誘導するサイトカインerythropoietin(EPO)による集積促進の可能性、その集積時間への影響などを明らかにした。(3)については、ポリフィリンPET用薬剤の作製を進めた。また、PET診断と相補的な手段になるポルフィリン誘導体を用いた^<19>Fポルフィリン-MRI法、Mn増感ポルフィリンMRI法の開発をめざして薬剤を製作した。その有効性について放医研の7T-MRI装置を用いてテストを行った。先ずは、MnポルフィリンのMRI緩和能の測定を行い、造影効果のある濃度を確認した。次の三つの課題に分けて取り組み、具体的成果を挙げた。(1)各種ポルフィリン化合物の体内挙動を観察するための動物用PET装置の開発と性能評価。(2)ポルフィリンの癌組織集積性に関する基礎的な実験研究(3)新しいポルフィリン誘導体の開発、新しい物理的診療・治療手段の開発一連の研究による成果は、ポルフィリン誘導DDS型癌医療開発の基礎を築くものであり、次に計画している臨床研究の強い基盤を形成するものとなった。(1)では、本研究の基盤となる動物用PETの導入と、またhuman-brain用に開発したPETスキャナ-を小動物実験に適応させる性能評価を行い、所定の性能を発揮するに至った。(2)に関しては、ラット正常胃粘膜より樹立した培養細胞系と、その腫瘍細胞の対を用い、細胞レベルの実験を中心に研究を進めた。ポルフィリンの癌集積性の機序は臓器に関らず癌組織内の高NO濃度に由来する事を示し、広範に癌診断に適応させる可能性を示した。また、^<59>Feーポルフィリンの集積について、NOや赤血球分化を誘導するサイトカインerythropoietin(EPO)による集積促進の可能性、その集積時間への影響などを明らかにした。(3)については、ポリフィリンPET用薬剤とポルフィリン誘導体を用いたMn増感剤を製作し、その有効性について放医研の7T-MRI装置を用いて細胞実験と、マウス実験を行った。そしてMnポルフィリンのMRI緩和能の測定を行い、その有用性を示し、造影効果のある濃度を確認した。
新世代アンモニア合成触媒プロセスの開発

当グループでは活性炭担持ルテニウム触媒がアンモニア合成用触媒の中で最も実用に適したものの一つたり得ることを示し,この触媒のアンモニア合成活性が促進剤前躯体であるアルカリ金属等の硝酸塩添加後の活性化(水素処理)温度により異なること等を明らかにすると共にこの水素処理過程の活性への影響を詳細に検討した.Ru-Cs0H/HTAC,RU-Ba0/HTACのいずれの活性も水素活性化温度により異なり,550°Cでの水素活性化時に最も高くなった.さらに,これらの活性はRuの還元および促進剤前躯体の水素化分解が完了する365°Cでの水素処理後の昇温速度により大きく異なった(表1)。緩やかな昇温により,10°C/minの昇温速度で活性化した場合に比ベ,活性は約2倍にまで向上した。高圧H2-TPRの結果からこの活性の差異は550°C付近から活発になる担体のメタン化の程度が昇温速度により具なるためであると考えた。水素処理時間の違いによってもこのメタン化の程度,活性は異なるが,同一昇温条件での活性の水素処理時間依存性は小さく,活性炭担体の適度なメタン化,及びその制御が重要であると考えられた。担体活性炭の適度なメタン化により担持されているRuと促進剤の配置(分散状態)が最適化され,アンモニア合成活性が向上するものと考えられる。当グループで原理を見出されたアンモニア合成用ルテニウム触媒は第二世代型工業用アンモニア合成触媒として、カナダ、米国で世界最大プラントの中に実用化されている。しかしながら新しい触媒のために発展の余地は多く、基礎的知見が求められている。本研究ではRu-BaO/A.C.及びRu-CsOH/A.C.の実用条件下での挙動を検討した。これまで前者はアンモニア被毒が大きく、後者は水素被毒が大きい特徴のあることが知られていた。この特徴を生かすべく前者を管型反応器前段へ、後者を後段に設置すべき提案をしている。その上で更に両者の特性を向上すべく様々な試みが行われた。Ru-CsOH/A.C.はRu/A.C.にCsNO_3を添加(含浸法)した後、水素化分解することにより活性触媒としているが、この際の活性化温度は50°Cが最適であった。それより高温ではCsOHが飛散してしまうためと考えていた。しかしながら今回、高圧(1MPa)水素下で活性化を行ったところ、550°C処理まで活性が増加し、高圧処理が高活性化をもたらすことを明らかにした。さらにRu-CsOH/A.C.は単独では水素被毒のために高圧下で活性が向上しないとされたきたが、このような処理を行ったものは、水素被毒も小さくなり、単独でも高圧下で反応を行うことができるようになった。Ru/A.C.にBa(NO_3)_2を添加(含浸法)した後、水素化分解するが、その最適温度は550°Cであり、それ以上高温では直ちに活性を失った。今回高圧(1MPa)で水素処理することによりやはり550°Cが最適ではあるが、それ以上でもあまり失活せず、かつ以前の方法より2倍も高活性な状態とすることができた。これまでは活性炭(A.C.)の種類によらずA.C.自体を高温(800°C)水素処理(第1の水素処理)すれば高活性担体となるとしてきた。Ru/A.C.の促進剤高圧活性化(第2の水素処理)の際にも、この効果は変わらないが、A.C.の種類によっては機械的強度の低いものも生ずることが分かった。このように実用条件に合わせた触媒活性化の特徴を明らかにし、有効な方法を開発することに成功した。当グループでは活性炭担持ルテニウム触媒がアンモニア合成用触媒の中で最も実用に適したものの一つたり得ることを示し、この触媒のアンモニア合成活性が促進剤前駆体であるアルカリ金属等の硝酸塩添加後の活性化(水素処理)温度により異なること等を報告してきた。本年度はこの水素処理過程の活性への影響を詳細に検討した。

Ru-CsOH/HTAC,Ru-BaO/HTACのいずれの活性も水素活性化温度により異なり、550°Cでの水素活性化時に最も高くなった。さらに、これらの活性はRuの還元および促進剤前駆体の水素化分解が完了する365°Cでの水素処理後の昇温速度により大きく異なった(表1)。緩やかな昇温により、10°C/minの昇温温度で活性化した場合に比べ、活性は約2倍にまで向上した。高圧H2-TPRの結果からこの活性の差異は550°C付近から活性になる担体のメタン化の程度が昇温速度により異なるためであると考えた。水素処理時間の違いによってもこのメタン化の程度,活性は異なるが,同一昇温条件での活性の水素処理時間依存性は小さく,活性炭担体の適度なメタン化,及びその制御が重要であると考えられた。担体活性炭の適度なメタン化により担持されているRuと促進剤の配置(分散状態)が最適化され,アンモニア合成活性が向上するものと考えられる。表1水素処理時の昇温速度の活性への影響水素処理時の昇温速度/(°C/h)2)
ヒトES細胞から胚体外細胞系譜への分化転換に伴う分子機構の解明

胚盤胞の形成により、内部細胞塊(ICM)と栄養外胚葉(TE)に細胞系譜は分離し、胚体細胞と胚体外細胞に細胞運命が決定される。マウスの場合、ICMとTEの細胞運命決定には、OCT3/4とCDX2が必須である事が知られているが、ヒトでは明らかになっていない。本研究では、ヒトES細胞からTS細胞に分化転換するモデル(ES-TS細胞)を作成し、分化転換に伴う転写因子ネットワークとエピゲノム変化について解析する。さらに、遺伝子発現誘導(Tet-on)システムを用いて、胎盤発生に必須の転写因子をES細胞に強制発現させ、TS細胞への分化転換を確認し、ヒト胚体外細胞系譜への運命決定機構を明らかにする。