hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GSK3β阻害に基づく新しいがん治療法と抗がん剤,放射線感受性の修飾効果

glycogen synthase kinase(GSK)-3βは基幹的細胞機能を調節する多機能セリン・スレオニンキナーゼである.インスリン経路,神経細胞や造骨細胞に対する病的作用からGSK3βは糖尿病,神経変性疾患や骨粗鬆症の創薬標的として注目されている.我々は,正常細胞のWnt経路制御作用からがん抑制的に働く機能分子と認識されているGSK3βの消化器がんや呼吸器がんへの関与に着目した.そして,GSK3βの過剰発現やそのリン酸化による酵素活性調節の破綻が腫瘍細胞の生存や増殖を維持・推進するという,Wnt経路抑制機能とは異なる消化器がんに共通の病的作用を発見した.この発見に基づいて,GSK3β阻害による抗腫瘍効果を大腸がんや膵がん細胞とそれぞれの担がん動物モデルで実証し,本酵素が新しいがん治療標的であると提唱した.GSK3β阻害による制がん効果の分子メカニズムは細胞周期制御とがん抑制分子経路や細胞老化の誘導によることを明らかにした.また,GSK3β阻害により,消化器がん細胞に対する抗がん剤や放射線の効果が増強することを見出した.これらの結果は,消化器がんにおけるGSK3βの病的作用とGSK3β阻害による新しいがん治療法開発の理論根拠である.消化器がんとは異なり,肺がんではGSK3βの異常や病的作用は認められなかった.glycogen synthase kinase(GSK)-3βは基幹的細胞機能を調節する多機能セリン・スレオニンキナーゼである.インスリン経路,神経細胞や造骨細胞に対する病的作用からGSK3βは糖尿病,神経変性疾患や骨粗鬆症の創薬標的として注目されている.我々は,正常細胞のWnt経路制御作用からがん抑制的に働く機能分子と認識されているGSK3βの消化器がんや呼吸器がんへの関与に着目した.そして,GSK3βの過剰発現やそのリン酸化による酵素活性調節の破綻が腫瘍細胞の生存や増殖を維持・推進するという,Wnt経路抑制機能とは異なる消化器がんに共通の病的作用を発見した.この発見に基づいて,GSK3β阻害による抗腫瘍効果を大腸がんや膵がん細胞とそれぞれの担がん動物モデルで実証し,本酵素が新しいがん治療標的であると提唱した.GSK3β阻害による制がん効果の分子メカニズムは細胞周期制御とがん抑制分子経路や細胞老化の誘導によることを明らかにした.また,GSK3β阻害により,消化器がん細胞に対する抗がん剤や放射線の効果が増強することを見出した.これらの結果は,消化器がんにおけるGSK3βの病的作用とGSK3β阻害による新しいがん治療法開発の理論根拠である.消化器がんとは異なり,肺がんではGSK3βの異常や病的作用は認められなかった.正常細胞のWnt経路制御作用を有するGSK3β(glycogen synthase kinase 3β)はがん抑制機能分子であるとする従来の認識とは異なり,がん細胞の生存と増殖を推進する"がん促進作用"を発見し,GSK3β阻害のがん抑制効果を大腸がん細胞とその移植動物モデルで実証した.本研究では,膵がんや肺がんなど難治性がんを中心に,GSK3β阻害が細胞の生存や増殖におよぼす効果,抗がん剤や放射線治療の感受性に対する修飾効果と,がん細胞におけるGSK3β阻害効果の分子メカニズムを解析する.その結果に基づいて,異なるがん種に共通するGSK3βのがん促進作用の検証と,本酵素阻害による制がん効果の分子機構を解明し,GSK3βを標的にする新しいがん治療法と治療薬開発に資することを目的とする.1.膵がんと肺がん細胞におけるGSK3βの発現,活性と病的作用の検討膵がん,胃がん,肝がん細胞と神経膠芽腫ではGSK3βの発現,第216チロシンのリン酸化(活性型)と酵素活性は正常細胞に比べて亢進し,第9セリンのリン酸化(不活性化型)は減弱していた.したがって、GSK3βの病的作用はこれらの消化器がんや脳悪性腫瘍に共通していると考えられた.一方,肺がんでは同様の結果は得られなかった.(1)上記のがん細胞のGSK3βの活性や発現を阻害すると、がん細胞の生存、増殖が抑制され、アポトシースが誘導された.アポトーシスはDNAのラダー状断片化とanexin V標識によるFACS解析により確認した.正常細胞のWnt経路制御作用を有するGSK3β(glycogen synthase kinase 3β)はがん抑制機能分子であるとする従来の認識とは異なり,がん細胞の生存と増殖を推進する"がん促進作用"を発見し,GSK3β阻害のがん抑制効果を大腸がん細胞とその移植動物モデルで実証した.本研究では,膵がんや肺がんなど難治性がんを中心に,GSK3β阻害が細胞の生存や増殖におよぼす効果,抗がん剤や放射線治療の感受性に対する修飾効果と,がん細胞におけるGSK3β阻害効果の分子メカニズムを解析する.その結果に基づいて,異なるがん種に共通するGSK3βのがん促進作用の検証と,本酵素阻害による制がん効果の分子機構を解明し,GSK3βを標的にする新しいがん治療法と治療薬開発に資することを目的とする.神経膠芽腫と同様に,GSK3β阻害剤はがん化学療法や放射線治療に耐性を示す膵がん細胞(PANC-1)のゲムシタビンや放射線に対する感受性を有意に高めた.

その分子メカニズムの1つとして,GSK3β阻害によるCDK6/Rb細胞周期制御経路の活性化であることを見出した.種々のヒト肺がん細胞についても検討したが,組織型(扁平上皮がん,腺がん)に関係なく,GSK3β阻害の抗腫瘍効果あるいは抗がん剤,放射線感受性に対する増感効果は認められなかった.2.GSK3β阻害によるがん細胞移植マウスの治療試験,抗がん剤や放射線との併用試験と有害事象の検討膵がん細胞(PANC-1)の移植動物モデルでは,GSK3β阻害剤の投与により,有害事象をともなわずに腫瘍増殖が抑制され,ゲムシタビンの抗腫瘍効果を増強した.上記の理由により,肺がん細胞については検討しなかった.3.新規GSK3β阻害剤のがん細胞に対する効果と,薬剤に適する分子特性の試験本学薬学系精密分子構築学のグループにより,GSK3β阻害剤AR-A014418の構造を模倣して3種類の新規小分子化合物を合成した.これらの化合物について,がん細胞由来のGSK3βに対する活性阻害効果やがん細胞の増殖抑制効果を解析したが,本研究期間内には一定の成果は得られなかった.
東地中海域における小規模漁業の漁場利用生態と漁場管理制度の統合的解明

沿岸域で営まれる小規模漁業は、地域の社会経済の安定や文化の継承において重要な役割を担っている。日本のみならず、世界各地における小規模漁業の実態を明らかにし、そこで生じている諸現象を地域の文脈に即して検証することで、小規模漁業を通じた自然と人間の関係性についてより広く深い知見が得られると期待される。本研究では、ギリシャおよび周辺諸国における小規模漁業の展開に着目し、各国の小規模漁業を取り巻くマクロな漁業管理制度や多層的な主体間関係と、沿岸域におけるローカルな漁場利用の生態的側面を明らかにする。それらの結果を比較統合することで,東地中海域における小規模漁業の多様性と共通性を解明することを目指す。
地盤構造物系に対する遠心模型実験における拡張型相似則の適用性に関する研究

本研究では,拡張型相似則の妥当性の検証を行うことを目的とした.遠心加速度が4.9gから50gの範囲において,曲げモーメント,加速度,過剰間隙水圧に関する同相似則の適用性が確認された.拘束圧が小さい場合に,同相似則の適用限界が示された.また,複数の研究機関と共同で飽和傾斜地盤の側方変位に着目した実験を行った.その結果,変位の相似則は,同一研究機関の結果は妥当であったが,機関ごとでは入力加速度等が異なり,実換算変位量はばらついた.また,海外の研究機関(米英中台湾日)と共同で飽和傾斜砂地盤について一斉実験を行った.その結果を国際ジャーナルに投稿中である.乾燥および飽和水平成層地盤内に,杭下端と杭頭固定条件の杭を2x2に配置した構造物を設置した杭・地盤系を対象に一連の動的遠心模型実験を実施した.この実験を通じ,加速度,過剰間隙水圧,地盤強度,曲げモーメント等に関する拡張型相似則の適用性を検証した.拡張型相似則とは,遠心場における相似則と1g場における相似則とを組み合わせたものであり,これらの相似則を組み合わせ大縮尺の模型実験を可能にするものである.仮想1g場の変換係数(縮尺の逆数)をμ,遠心場の変換係数をηとしたとき,μ×ηを保ったまま,これらの組み合わせを変化させる.本研究では,模型縮尺が1/100となるようにμとηを選択し,ηg場で遠心模型実験を行い,実物換算値の同一性をもって拡張型相似則の検証を行った.乾燥砂を用いた実験では,相似係数の組み合わせを4パターン,飽和砂を用いた実験では同3パターン考慮した.当初の予定では,乾燥砂の傾斜地盤で実験するとしていたが,より基本的条件での相似則の適用性を検討するため,まず水平成層地盤で乾燥砂と飽和砂による実験を行うこととした.このため,地盤変位に関する相似則の適用性については,平成25年度の研究ではまだ示されておらず次年度の課題となっている.本年度,得られた結論は以下の通りである.遠心加速度が4.9gから50gの範囲において,曲げモーメント,加速度,過剰間隙水圧に関する拡張型相似則の適用性が確認された.ただし,4.9gの場合には,杭頭が負の方向に変位する場合に,曲げモーメントの鉛直分布が他のケースと一致しない結果となった.その原因として,地盤の相対密度の違い,杭頭の加速度の違い,地盤のせん断剛性の違いに着目し検討した.その結果,拘束圧の小さい4.9gの場合,他のケースよりも地盤のせん断剛性が小さいことがわかった.これは拡張型相似則の限界を示すものであると考えられる.本研究では,拡張型相似則の妥当性の検証を行うことを目的とする.拡張型相似則とは,遠心場における相似則と1g場における相似則とを組み合わせたものであり,これらの相似則を組み合わせ大縮尺の模型実験を可能にするものである.仮想1g場の変換係数(縮尺の逆数)をμ,遠心場の変換係数をηとしたとき,μ×ηを保ったまま,これらの組み合わせを変化させる.本研究では,模型縮尺が1/100となるようにμとηを選択し,ηg場で遠心模型実験を行い,実物換算値の同一性をもって拡張型相似則の検証を行う.平成25年度に得られた結論は以下の通りである.遠心加速度が4.9gから50gの範囲において,曲げモーメント,加速度,過剰間隙水圧に関する拡張型相似則の適用性が確認された.ただし,4.9gの場合には,杭頭が負の方向に変位する場合に,曲げモーメントの鉛直分布が他のケースと一致しない結果となった.その原因として,地盤の相対密度の違い,杭頭の加速度の違い,地盤のせん断剛性の違いに着目し検討した.その結果,拘束圧の小さい4.9gの場合,他のケースよりも地盤のせん断剛性が小さいことがわかった.これは拡張型相似則の限界を示すものであると考えられる.平成26年度は,傾斜地盤の液状化時の挙動について,特に側方変位量に着目して実験を行った.また,同相似則の検証に対する信頼性を確保するため,他の3つの研究機関(国内2,海外1)と共同で一斉実験を行った.その結果,変位の相似則については,同一研究機関の結果を比較すれば,妥当とみなせる結果が得られた.しかし,機関ごとの実験結果を比較すると,入力加速度の違いや装置の違いのため,実物換算した変位量にはばらつきが見られる結果となった.本研究では,拡張型相似則の妥当性の検証を行うことを目的とする.拡張型相似則とは,遠心場における相似則と1g場における相似則とを組み合わせたものであり,これらの相似則を組み合わせ大縮尺の模型実験を可能にするものである.仮想1g場の変換係数(縮尺の逆数)をμ,遠心場の変換係数をηとしたとき,μ×ηを保ったまま,これらの組み合わせを変化させる.本研究では,模型縮尺が1/100となるようにμとηを選択し,ηg場で遠心模型実験を行い,実物換算値の同一性をもって拡張型相似則の検証を行う.平成26年度は,傾斜地盤の液状化時の挙動について,特に側方変位量に着目して実験を行った.また,同相似則の検証に対する信頼性を確保するため,他の3つの研究機関(国内2,海外1)と共同で一斉実験を行った.

その結果,変位の相似則については,同一研究機関の結果を比較すれば,妥当とみなせる結果が得られた.しかし,機関ごとの実験結果を比較すると,入力加速度の違いや装置の違いのため,実物換算した変位量にはばらつきが見られる結果となった.平成27年度は,国際プロジェクトへの展開を目指して,海外の研究機関と共同で実験を行った(米国,英国,中国,台湾,日本).実施した実験は,参加機関で同一の砂,模型諸元を有する地盤模型を剛土層内に作成し,その動特性を調べるものである.地盤は飽和傾斜地盤とし,加振段階を徐々に増加させたときの,応答加速度,過剰間隙水圧,地盤変形量を測定した.その結果,ばらつきが見られたので,その原因について考察したものを国際ジャーナルに投稿中である.また,遠心力装置の特性を考慮して,地表面形状を湾曲させたものと直線としたものの比較を行い,両者の応答特性の違いを詳細に検討した.本研究では,拡張型相似則の妥当性の検証を行うことを目的とした.遠心加速度が4.9gから50gの範囲において,曲げモーメント,加速度,過剰間隙水圧に関する同相似則の適用性が確認された.拘束圧が小さい場合に,同相似則の適用限界が示された.また,複数の研究機関と共同で飽和傾斜地盤の側方変位に着目した実験を行った.その結果,変位の相似則は,同一研究機関の結果は妥当であったが,機関ごとでは入力加速度等が異なり,実換算変位量はばらついた.また,海外の研究機関(米英中台湾日)と共同で飽和傾斜砂地盤について一斉実験を行った.その結果を国際ジャーナルに投稿中である.加速度に関する拡張型相似則は,センサーの傾斜による残留値を除き,全てのケースにおいて時間領域,周波数領域でよく一致し,10gから50gの遠心場で同相似則の適用性が確認できた.過剰間隙水圧の上昇と消散過程については,先と同様の遠心場においては,おおむね一致し同相似則の適用性が確認できた.側方変位については,25g場と50g場では,加振開始から20秒までよく一致する傾向が見られたが,残留変位量については有意な差が生じている.このことから,拡張型相似則の限界として考えられる10g以下の低い遠心場に加え,同相似則の適用に当たっては,変位の大きさについても遠心力の大きさと縮尺の関係から許容できない誤差が生ずることがわかった.すなわち,20%を超えるような大きなせん断ひずみが発生する液状化時の地盤模型に対する拡張型相似則の適用性について,理論的な誤差の大きさを求めておく必要がある.地盤地震工学当初設備備品として導入予定であった「小型コーン貫入試験機」の導入が遅れている.平成27年度は,本研究課題にも関係する国際プロジェクトの一環として,米国,英国,中国,台湾等の研究機関とともに一斉試験を行う予定である.この一斉試験では,「小型コーン貫入試験機」を導入し,模型地盤の強度特性を正確に測定することが求められるため,同試験機を早急に導入する予定である.また,変位に対する相似則の適用限界を明らかにするとともに,本研究課題最終年では,今後拡張型相似則が広く用いられるようユーザーの視点に立った環境整備を進めたい.拡張型相似則について,遠心加速度が4.9gから50gの範囲において,曲げモーメント,加速度,過剰間隙水圧が原型換算値で一致することから,その適用性が確認できた.ただし,4.9gの場合には,曲げモーメントの鉛直分布が他のケースと一致せず,やや大きくなった.その原因として,地盤の相対密度の違い,杭頭加速度の違い,地盤のせん断剛性の違いに着目し検討した.その結果,拘束圧の小さい4.9gの場合,他のケースよりも地盤のせん断剛性が小さく,杭の変形が大きいことがわかった.
ナメクジウオを用いた脊椎動物の視床下部-下垂体の起源に関する研究

脊椎動物に特有の機構である視床下部・下垂体系の進化的起源を解明するため、脊椎動物に近縁な無脊椎動物であるナメクジウオに着目した。ナメクジウオは、下垂体の相同器官と考えられているハチェック窩と呼ばれる器官を持つが、その機能は未だ解明されていない。そこで、新たな解析方法を用いてハチェック窩の機能解析を行う。また、ナメクジウオのドラフトゲノムデータを利用した視床下部・下垂体ホルモン関連遺伝子の探索とそれらの生体内における発現部位の検証、遺伝子産物の機能解析を行う。得られた結果を脊椎動物の内分泌機構と比較することで、ナメクジウオにおける視床下部・下垂体ホルモンの合成・作用機構経路を構築することが本研究の目的である。今年度は、以下の4項目を実施した。(1)ナメクジウオの糖タンパク質ホルモン、サイロスティムリンサブユニットのリコンビナント体を作製し、それを用いて糖鎖付加、ダイマー形成能の解析を行った。(2)サイロスティムリンの免疫染色を行い、サイロスティムリンの合成・分泌が行われている細胞を検証した。(3)下垂体に発現するホルモン及び受容体のホモログ遺伝子の発現解析。In situ hybridizationにより、バソトシン、GnRH受容体、エストロゲン受容体ホモログのナメクジウオ神経索における遺伝子発現の局在を明らかにした。(4)昨年度に作製したハチェック窩のcDNAライブラリーの解析を行い、ハチェック窩に発現している遺伝子をまとめた。以上の結果の中で特にサイロスティムリンの成果について詳しくまとめ、6月の第16回国際比較内分泌学会(香港)、9月の日本動物学会第80回大会(静岡)、10月の第34回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第31回大会合同大会(大阪)で発表した。今年度の研究は、以下の4項目を実施した。(1)ナメクジウオの視床下部-下垂体ホルモン遺伝子の単離。ナメクジウオのドラフトゲノムデータを利用して視床下部-下垂体ホルモン遺伝子を探索し、2つのホルモン遺伝子をクローニングした。(2)視床下部-下垂体ホルモン遺伝この局在解析。In situ hybridizationにより、クローニングした遺伝子の局在を明らかにした。(3)単離した糖タンパク質ホルモンであるサイロスティムリンサブユニット遺伝子を用いたカイコ細胞によるリコンビナントタンパク質の作製。サイロスティムリンサブユニットのダイマー形成能の解析、糖鎖付加の解析を行うため、リコンビナントタンパク質を作製した。(4)ハチェック窩のcDNAライブラリー作製。レーザーマイクロダイセクション装置を用いてハチェック窩を単離し、cDNAライブラリーを作製した。
国家による「非営利型移転」の支援と公共サービスの設計

本研究の目的は、個人がその生活の質の確保と向上のために行う利益を目的としない済やサービスの移転(非営利型移転)の法的性質を明らかにし、これを支援するサービスの提供者としての国家の関与の基礎理論を構築することである。この目的を達成するため、理論・総括チーム、家族法・契約法チーム、社会保障・私保険チーム、行財政再分配チームの4つのチームを組織し、研究を遂行した。この結果、研究目的は、ほぼ達成された。研究の第2年度として,資料収集などにより研究インフラの充実に努めながら,5回の研究会を開催し,論文等の研究成果を発表した。また,米国(ペンシルヴェニア大学),ドイツ連邦共和国(フランクフルト大学,コンスタンツ大学),連合王国(British Library)で調査及び研究報告を行った。これらの活動を通じて,理論・総括チームは,個人の自律性の観点から統治機構論の諸論点を考察するとともに,医療保障法の合憲性をめぐる合衆国最高裁判決の検討や,日本における生活保護法上の老齢加算廃止違憲訴訟の検討など,日米の比較検討を通じた「生活の質」保障の憲法論的研究を行った。家族法・契約法チームは,家族内の非営利型移転について,法的親子関係の側面に関する検討・分析を行ったほか,家族内の財産管理・移転に関する諸制度(相続制度,夫婦財産制,離婚後の給付)の意義について,個人の意思の自由の観点からアプローチした。社会保障・私保険チームは,傷害保険契約の意義・守備範囲や保険商品・サービスの提供のあり方,日本とフランスにおける医療保障給付の比較検討を行った。また,ケアの担い手と国家の支援のあり方につき,ドイツの他,日本の明治・大正・昭和初期の議論も検討した。行財政再分配チームは,再分配に関わる国家作用の変容に対する理論的整序を図るための基礎理論研究を進め,租税と社会保障給付の関係につき,従来から議論されている税と保険料の差異の問題に限定することなく,国家が租税特別措置や保険料減免により私人に給付を行う方法(間接給付)にも注目すべきことを確認した。また,行政作用による再分配の対象となる行政上の不可分利益と司法作用による再分配の対象となる民事上の不可分利益との性質上の差異を明らかにし,民事訴訟による行政処分の代替可能性を検討した。さらに,消費課税による再分配効果を,人の潜在的所得獲得能力の観点から考察した。研究の初年度として、資料収集など研究インフラの整備に努めながら、8回の研究会を開催し、論文等の研究成果を発表した。また、ドイツ連邦共和国(ベルリン自由大学、ハンブルク大学、カッセル大学、マックス・プランク外国私法・国際私法研究所)でのインタビューや、オーストリア(ウィーン大学)とドイツ連邦共和国(チュービンゲン大学)での研究報告を行った。これらの活動を通じて、理論・総括チームは、高齢化社会における民主政の限界に着目しながら、「生活の質」の意義について、欧米の政治哲学等を参照しつつ、その理論的基礎を追究する検討を行った。家族法・契約法チームは、家族内の非営利的移転について、高齢者介護の社会化・市場化に伴う家族の役割という観点から検討を進めた。社会保障・私保険チームは、私保険と社会保障ないし公的助成の役割分担の問題、適切な医療のあり方とそのための法制度の整備という観点から見たドイツにおける患者の権利の法制化の動向および、医療・介護サービス保障が社会保険として制度化される意味と課題についての検討を行った。行財政再分配チームは、非営利型移転の観点から「保障国家論」と「媒介行政作用」を考察するとともに、金銭収入の分配システム(たとえば入会権)に対する国家の介入について踏み込んだ検討を加えた。また、再分配とヒューマン・キャピタルの観点から、消費課税の課税ベースのあり方を問い直すとともに、批判法学における「法を通じた再分配」の理論について考察を進めた。研究の第3年度として、文献収集により研究基盤の充実に努めるとともに、ドイツ連邦共和国から4名の学者を招いて2日間の国際シンポジウムを開催した。また、4回の研究会を開催した。ドイツ連邦共和国(ミュンヘン大学およびマックス・プランク知的財産法・競争法・租税法研究所)で調査と意見交換を行った。これらの活動を通じて、理論・総括チームは、日本の社会権論・財産権論を歴史的に検討し、ドイツとの比較法的考察により、戦後日本における国家の非営利的移転を支えた法理論を明確化した。また、障害者をめぐる法制のあり方について、憲法的観点からの検討を進めた。家族法・契約法チームは、家族内の非営利型移転について、法的親子関係の側面に関する検討・分析を行い、租税制度や離婚後の給付等の検討を通じて、夫婦間の家事労働の分担や財産分配について考察した。また、食品に関する公共サービス設計のあり方の観点から、日本の食品規制について検討した。さらに、財貨移転の一形態としての信託制度の基礎理論的研究に取り組んだ。社会保障・私保険チームは、ケアの担い手と国家の支援の在り方について、ドイツの現状と日本の歴史的経緯を素材に検討した。また、医療介護総合確保推進法の内容を中心に、医療・介護・福祉サービスの保障法制に関する法的課題等の検討を行った。さらに、新たな保険商品として検討された不妊治療保険やサービス提供業者への保険金直接支払いについて、規制のあり方を検討した。行財政再分配チームは、消費課税と国際租税システムの動向を見据えつつ、再分配の観点から租税の概念を検討した。また、財政投融資計画のような財政的機能を併せもつ施策は、法律事項でなく予算の専管事項とするのが適切であることを明らかにした。

さらに、「媒介」概念を用いた再分配の誘導・支援の手段の分析を検討し、批判法学による「法と経済学」の方法論的批判についても考察を進めた。研究の最終年度として、研究をまとめるための文献収集を行い、報告者を招いて研究会を開催した。また、年度末には、本研究を総括するために最終シンポジウムを開催し、各研究チームからの報告と議論を行った。各チームの研究内容は、次の通りである。理論・総括チームは、再分配の基礎となる国家の基礎論について考察を深め、憲法の規範的役割や行政法の基礎概念、基本的構成の再検討の成果を、体系書や国際シンポジウムを通じて発信した。具体的題材としては、公的扶助制度、原子力法制、水資源分配などを取り上げた。家族法・契約法チームは、私人間の財産管理における意思能力の問題を取り上げ、民法改正法案(平成27年3月閣議決定)の成立過程をトレースして改正案の意義と残された課題を明らかにした。また、家族モデルや契約の観点から、相続における財産承継と婚姻制度の関係や、財・サービスの移転に関する家族間の権利義務関係を検討した。社会保障・私保険チームは、生活保護費の過誤払いと費用返還など生活保護法の法解釈と法政策に関する研究、平成26年保険業法改正による保険募集の規制における乗合代理店の位置づけなどを検討するとともに、非営利型移転を促す国家のルール形成のあり方という観点から、2006年ドイツ連邦制改革における連邦と州の間での立法権限の再画定の動向の現状について検討した。行財政再分配チームは、再分配における消費課税の意味を追求し、課税の公平の確保(租税回避行為)についての検討を行った。また、騒音等の負財の配分をめぐる行政過程とその司法的統制についての考察を進め、国家賠償・損失補償の再分配機能,原子力損害賠償の再分配機能にも視野を広げ,再分配を支える法制度設計のあり方を検討した。さらに、再分配の観点から、批判法学派のリアリズム法学理解についての検討を行った。本研究の目的は、個人がその生活の質の確保と向上のために行う利益を目的としない済やサービスの移転(非営利型移転)の法的性質を明らかにし、これを支援するサービスの提供者としての国家の関与の基礎理論を構築することである。この目的を達成するため、理論・総括チーム、家族法・契約法チーム、社会保障・私保険チーム、行財政再分配チームの4つのチームを組織し、研究を遂行した。この結果、研究目的は、ほぼ達成された。外国研究者を招へいした国際シンポを開催し、その成果を電子冊子として学術レポジトリで公表するなど、豊富なインプットに基づく議論を重ねつつ、相当数の研究成果を発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。行政法研究の最終年度として、これまでの研究を総括し、最終的な成果発表を行う。文献調査やゲストスピーカーを招いた研究会や外国での調査などから豊富なインプットを得つつ,相当数の研究成果を発表した。文献調査やゲストスピーカーを招いた研究会から、研究のための豊富なインプットが得られた。研究成果も相当数を発表している。外国研究者を招聘した研究会において,これまでの研究成果を吟味する。
土の締固め機構の解明とその実施工への応用

本研究は,振動荷重による土の締固め機構について考察を行い,締固め機械の最適な振動条件の決定方法,またこれらに及ぼす土質特性の影響,さらには現場における機械の効果的な使用方法の確率を目的とするもである.本年度は,上記の目的を達成するために,下記の実験と計算を行った.1)振動締固め装置を用いた室内試験昨年度制作した振動数と変位振幅の2要因を任意に変化させることのできる振動締固め装置を用い,振動締固め機械が地盤に与える締固め力と振動条件との関係について実験検討を行った.この実験より,振動締固め機械が地盤に与える締固め作用は地盤と機械の相互作用により大きな影響を受けること,ならびにそれに起因して個々の地盤に応じて締固め力を最大とする振動条件が存在することが明らかなった.2)実機を用いた締固め実験実物の振動ローラを用いた振動締固め実験を行った.実験では,土中の土圧,加速度,振動ローラが地盤に与える動荷重と締固めによる土の密度と剛性の変化を計測した.この結果,1)の室内試験結果と同じ現象が観測された.3)振動場における粒状体の挙動に関する実験砂質系の粒状土が振動を受けたときの締固め挙動を調べるため,振幅や振動数などの振動条件と土粒子の挙動に関する実験を行った.実験ではコ-クスを砕いて作成した粒状試料を振動させ,その振動挙動をコ-クスの電気抵抗の変化を計測することにより把握した.この結果,ゆるい粒状体が振動を受けると早期に粒子の移動が起こり,移動の大きさや密度の増加が振動加速度により決まることが明らかになった.しかしながら,粒子の相互移動で試料がある程度密になった後はさらなる高密度化は観測されなかった.このことから判断して土の締固め施工においては振動の揺すり込み効果による土の高密度化はほとんど影響してこないことが推察された.本研究は,振動荷重による土の締固め機構について考察を行い,締固め機械の最適な振動条件の決定方法,またこれらに及ぼす土質特性の影響,さらには現場における機械の効果的な使用方法の確率を目的とするもである.本年度は,上記の目的を達成するために,下記の実験と計算を行った.1)振動締固め装置を用いた室内試験昨年度制作した振動数と変位振幅の2要因を任意に変化させることのできる振動締固め装置を用い,振動締固め機械が地盤に与える締固め力と振動条件との関係について実験検討を行った.この実験より,振動締固め機械が地盤に与える締固め作用は地盤と機械の相互作用により大きな影響を受けること,ならびにそれに起因して個々の地盤に応じて締固め力を最大とする振動条件が存在することが明らかなった.2)実機を用いた締固め実験実物の振動ローラを用いた振動締固め実験を行った.実験では,土中の土圧,加速度,振動ローラが地盤に与える動荷重と締固めによる土の密度と剛性の変化を計測した.この結果,1)の室内試験結果と同じ現象が観測された.3)振動場における粒状体の挙動に関する実験砂質系の粒状土が振動を受けたときの締固め挙動を調べるため,振幅や振動数などの振動条件と土粒子の挙動に関する実験を行った.実験ではコ-クスを砕いて作成した粒状試料を振動させ,その振動挙動をコ-クスの電気抵抗の変化を計測することにより把握した.この結果,ゆるい粒状体が振動を受けると早期に粒子の移動が起こり,移動の大きさや密度の増加が振動加速度により決まることが明らかになった.しかしながら,粒子の相互移動で試料がある程度密になった後はさらなる高密度化は観測されなかった.このことから判断して土の締固め施工においては振動の揺すり込み効果による土の高密度化はほとんど影響してこないことが推察された.本研究は,振動荷重による土の締固め機構について考察を行い,締固め機構の最適な振動条件の決定方法,またこれらに及ぼす土質特性の影響,さらには現場における機械の効果的な使用方法を確立することを目的とするものである.本年度は,上記の目的を達成するために,下記の実験と計算を行った.1)振動締固め装置を用いた室内試験振動数と振動変位振幅を任意に変化させることのできる振動締固め装置を製作し,1)圧縮,2)繰り返し,3)衝撃の3種の外力効果と土の密度変化との関係,ならびにこれに及ぼす土質特性の影響の調査を行った.現段階ではこれらの関係を定量的に評価し得るまでには至っていないが,土の種類や含水比,ならびに密度などの状態により3要因の外力の締固めに及ぼす効果が異なることが明らかになった.2)実機を用いた締固め実験実物の振動ローラを用いた振動締固め実験を行った.実験では,土中の土圧,加速度,振動ローラが地盤に与える動荷重と締固めによる土の密度と剛性の変化を計測した.現段階では1種類の土に対する結果しか得られていないが,施工等で使用される湿った土の場合,締固め効果としては振動ローラの荷重と振動力による圧縮効果が支配的ではないかという傾向が見られた.3)振動締固めに関する数値計算振動ローラの挙動に関し数値計算で検討を行い,地盤上で振動する振動ローラの振動特性,ならびにローラが地盤に与える載荷重について考察を行った.またここで得られた振動荷重による締固め効果を圧縮,繰り返し載荷,衝撃の3要因に分け,それらの土中における締固め効果について数値計算により検討を行った.このうち圧縮締固めについては通常の圧縮理論を,衝撃締固めについては塑性波頭の伝播に基づく衝撃締固めに関する計算手法を利用して各要因が締固めに及ぼす影響を考察した.

繰り返し荷重の効果については,現在,計算法を構築中である.本研究は,振動荷重による土の締固め機構について考察を行い,締固め機械の最適な振動条件の決定方法,またこれらに及ぼす土質特性の影響,さらには現場における機械の効果的な使用方法の確立を目的とするものである.本年度は,上記の目的を達成するために,下記の実験と計算を行った.1)振動締固め装置を用いた室内試験昨年度製作した振動数と変位振幅の2要因を任意に変化させることのできる振動締固め装置を用い,振動締固め機械が地盤に与える締固め力と振動条件との関係について実験的検討を行った.この実験より,振動締固め機械が地盤に与える締固め作用は地盤と機械の相互作用により大きな影響を受けること,ならびにそれに起因して個々の地盤に応じて締固め力を最大とする振動条件が存在することが明らかになった.2)実機を用いた締固め実験実物の振動ローラを用いた振動締固め実験を行った.実験では,土中の土圧,加速度,振動ローラが地盤に与える動荷重と締固めによる土の密度と剛性の変化を計測した.この結果,1)の室内試験結果と同じ現象が観測された.3)振動場における粒状体の挙動に関する実験砂質系の粒状土が振動を受けたときの締固め挙動を調べるため,振幅や振動数などの振動条件と土粒子の挙動に関する実験を行った.実験ではコ-クスを砕いて作成した粒状試料を振動させ,その振動挙動をコ-クスの電気抵抗の変化を計測することにより把握した.この結果,ゆるい粒状体が振動を受けると早期に粒子の移動が起こり,移動の大きさや密度の増加が振動加速度により決まることが明らかになった.しかしながら,粒子の相互移動で試料がある程度密になった後はさらなる高密度化は観測されなかった.このことから判断して土の締固め施工においては振動の揺すり込み効果による土の高密度化はほとんど影響してこないことが推察された.
粒状体斜面の崩壊流動機構に関する研究

粒状体斜面が高速流動に移行する課程を高速せん断実験と数値実験により再現した。その結果、粒子からなる微視的構造が崩壊する際に粒子回転が生じる、微視的構造のサイズは流れが遅いと大きくなるが流れの密度の影響は受けない、粒状体斜面の崩壊解析より粗い床面では粒子流の全層で粒子間の衝突や転がりで運動量が消散されるが滑らかな床面では粒子群のなかのある層のみがせん断帯として変形しその内部で粒子回転が卓越していることが確認された粒状体斜面が高速流動に移行する課程を高速せん断実験と数値実験により再現した。その結果、粒子からなる微視的構造が崩壊する際に粒子回転が生じる、微視的構造のサイズは流れが遅いと大きくなるが流れの密度の影響は受けない、粒状体斜面の崩壊解析より粗い床面では粒子流の全層で粒子間の衝突や転がりで運動量が消散されるが滑らかな床面では粒子群のなかのある層のみがせん断帯として変形しその内部で粒子回転が卓越していることが確認された21世紀となった現在でも地盤の破壊は毎年繰り返され、破壊後の流動や大変形による大被害が後を絶たない。また耐震設計思想の変化に伴い、土構造物の地震時変形予測手法の開発が期待されている。このためには、土の降伏後の挙動、すなわちせん断帯に沿い準静的なすべりが生じ、高速な流れへと移行する挙動を粒子レベルで正確に把握することが重要となる。本研究では静止した土(粒状体)からなる斜面が破壊(準静的流動)し、高速流動に移行するまでの現象を高速せん断試験と数値実験により粒子レベルで捉え、流れの構造を解明することを目的とする。具体的には以下の3つの項目について研究を行っている。1)2次元高速流れ実験装置を用い粒子の運動を測定し、流れの微視構造を解明し同時に数値解析の精度の検証に用いる。2)個別要素法をベースにした数値実験手法(固体粒子のみのモデルと、固液混相モデルの両方)を用い解析精度を検証する。3)この解析手法により、静止した粒子群が準静的流れを経て高速流れへ移行する際の微視的構造の変化を調べる。今年度は物理実験を用いて粒子の回転を測定し、粒子間のすべりと転がりを定量的に測定することを行っている。試験実験を開始して、測定精度を上げる方法を試した。同時に数値実験のためにプログラム準備・整備を行った。固液混相流に関しては、数値実験プログラムの開発及びチェックを行った。埼玉大学で開発してきた個別要素法(DEM)をベースにした固液混相流のプログラムを改良している。粒状体の準静的変形過程及び高速変形時に定性的、可能なら定量的にも信頼できるかを検証している。昨年度の研究を継続し,次の項目を集中的に検討した。1)2次元高速せん断物理試験(担当者:岩下)2次元リング状高速せん断試験装置に円盤形状粒子を配置して,リングの外側の境界を回転させることで円盤形状粒子にせん断流れを生じさせる実験を行った。流れの状況を設定するために,粒子の充填率(フラクション)が密な場合から疎な場合まで変えたケースを設定し,また粒子流が受ける平均的なせん断ひずみ速度については,外壁の回転速度を変えることで制御できる。せん断粒子流を再現した後,個々の粒子の運動を高速度ビデオカメラにより収録した。収録した動画像をもとにPTV解析を行い,粒子の流れる速度を測定し,流れのプロファイルを明らかにした。流れる速度と同様に重要であると言われながら明らかにされていない粒子の回転速度を測定するために,動画像を元に粒子回転量を測定するアルゴリズムを開発し,十分な精度で測定できることを明らかにした。2)個別要素法プログラムによる粒子の流動解析(担当者:鈴木)個別要素法(DEM)をベースにした固液混相流のプログラムにより,粒子流れを解析し,流れの中に生じる微細な粒子構造を調べた。流れが準静的速度から高速流れに移行する際に粒子衝突の形態が変化することや粒子クラスターが形成されることなど微視的変形機構の変化を中心に解析した。昨年度の研究を継続するが、最終年度の研究として次の項目を集中的に検討しまとめた。1)2次元高速せん断物理試験(担当者:岩下)室内実験で再現した粒状体の流れを高速度ビデオカメラを用いて測定し、粒子流れにおいて粒子回転がどのように影響を与えているかを調べた。2)個別要素法による粒状斜面の崩壊流動解析(固体粒子のみのモデル)(担当:岩下)粒状体のせん断解析を行い、粒子形状や粒子の転がり摩擦係数が、粒子運動にどのような影響を与えるのかを調べた。物理実験では測定困難なデータである粒子同士の接触時間、接触力、交換される運動量、個々の粒子速度などを調べた。3)固液混相流解析プログラムによる粒子・液体混合体の流動解析(担当者:鈴木)個別要素法(DEM)をベースにした固液混相流のプログラムにより、粒子と液体の混合流れを解析し、流れの構造を調べた。流れが準静的速度から高速流れに移行する際の微視的変形機構の変化を解析により調べた。
インスリンと顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)の長期徐放製剤の開発に関する研究

1)徐放担体の開発:以下の3点を調べた。(1)ヒドロキシアパタイト(HAP直径5μm)含有金属:ポリ乳酸処理インスリン含有亜鉛(Zn)-HAP投与による血中インスリン濃度の増加は投与後2日で投与前のレベルに回復したが、投与したHAP中にインスリンは残留していた。鉄(Fe)-HAPとマグネシウム(Mg)-HAPを用いて、インスリンの徐放性を調べたが、Zn-HAPと同様、一過性の血糖低下作用と血中インスリン濃度増加作用しか示さなかった。(2)HAP粒子の大きさ:直径2.5μmの脚と25μmのHAPをラットに皮下投与し、その消失速度を調べた。HAPの粒子径が小さくなると皮下投与部位からの消失速度が速まった(2.5μm ; 10日、5μm ; 14日、25μm ; 20日)。糖尿病ウサギにこれらインスリン含有HAPを投与して、血糖値と血中インスリン濃度変化を調べた結果、血糖低下反応とインスリン増加反応は投与後2日目で回復した。2.5μmの方が、インスリン増加は僅かに持続した。(3)薬物の併用:インスリン-HAPをアルギン酸、カルボキシメチルセルロース(CMC)、デキサメサゾン(Dex)とともに投与したが、インスリン増加と血糖低下作用は一過性であった。2)製剤の毒性評価: HAPのみ、CMC+HAP、アルギン酸+HAP、Dex+HAP、Fe-HAP、Mg-HAPをそれぞれラットに皮下投与し、4および7日後に投与部位の組織を調べた結果、投与したHAPは典型的な異物結節を形成し、HAPの球形顆粒の集積巣をマクロファージと異物型多核巨細胞が取り囲み、HAPを活発に貧食していた。その外側を薄い結合組織性被膜が取り囲んでいた。インスリンの長期徐放化が成功せず、GCSFに関する実験ができなかったが、別途進めていたエリスロポエチンでは成果が得られた。3)エリスロポエチン(EPO) : EPO含有Zn-HAPをICRマウス皮下に単回投与し、赤血球数、ヘモグロビン量、ヘマトクリット値、血清EPO濃度を経時的に計測し、EPO溶液(エポジン)単独投与の効果と比べた結果、Zn-HAPではEPOが徐放されていることが示された。1)薬の徐放担体の開発:燐酸カルシウムに亜鉛もしくは鉄を加え、スプレイドライ法により、多孔性球形アパタイト(Zn-HAP)を作成した。この多孔性球形アパタイトにインスリンを吸着させた。被覆剤を検討する目的で、Zn-HAPをコンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ポリ乳酸(PLA)もしくはポリ乳酸-グリコール酸(PLGA)等で処理した。Zn-HAPをラットに皮下投与した結果、2週間でHAPは完全に吸収され、投与部位から消失した。2)皮下投与による薬効持続時間の評価:ラットにストレプトゾトシン、ウサギにアロキサンをそれぞれ投与し、糖尿病モデル動物を作出した。コンドロイチン硫酸とヒアルロン酸を処置したインスリン結合Zn-HAPを糖尿病ラットに皮下投与し、血糖降下作用と血中インスリン濃度を1週間経時的に調べた結果、血中インスリン濃度は一過性に増加し、血糖は一過性に減少した。インスリン放出は持続せず徐放されなかった。3)インスリンのin vitro溶出試験:PLAもしくはPLGA処理したインスリン結合Zn-HAPを37°Cでインキュベートし、上清に放出されたインスリン量と残留した量を定量した。PLAもしくはPLGA濃度の増加に依存して初期バースト(HAPを溶液に溶かした時のインスリンの漏れ)は低下したが、HAPの粘性が増加した。PLGAはPLAよりも粘性が高かった。PLAの至適濃度を30mg/mLに設定し、PLAで処理したZn-HAPを糖尿病ウサギに投与すると血中インスリン増加と血糖低下作用が見られ、血糖低下作用は2-3日間持続した。4)製剤の毒性評価:Zn-HAPをラットに大量皮下投与し血液生化学的検査を行った結果、血液性状は変化しなかった。また、Zn-HAP投与後に経時的に投与部位及び臓器の組織切片を作成し、病理組織学的検索を行ったが、臓器所見に変化は観察されなかった。投与部位では異物除去反応が観察された。

糖尿病ウサギにこれらインスリン含有HAPを投与して、血糖値と血中インスリン濃度変化を調べた結果、血糖低下反応とインスリン増加反応は投与後2日目で回復した。2.5μmの方が、インスリン増加は僅かに持続した。(3)薬物の併用:インスリン-HAPをアルギン酸、カルボキシメチルセルロース(CMC)、デキサメサゾン(Dex)とともに投与したが、インスリン増加と血糖低下作用は一過性であった。2)製剤の毒性評価: HAPのみ、CMC+HAP、アルギン酸+HAP、Dex+HAP、Fe-HAP、Mg-HAPをそれぞれラットに皮下投与し、4および7日後に投与部位の組織を調べた結果、投与したHAPは典型的な異物結節を形成し、HAPの球形顆粒の集積巣をマクロファージと異物型多核巨細胞が取り囲み、HAPを活発に貧食していた。その外側を薄い結合組織性被膜が取り囲んでいた。インスリンの長期徐放化が成功せず、GCSFに関する実験ができなかったが、別途進めていたエリスロポエチンでは成果が得られた。3)エリスロポエチン(EPO) : EPO含有Zn-HAPをICRマウス皮下に単回投与し、赤血球数、ヘモグロビン量、ヘマトクリット値、血清EPO濃度を経時的に計測し、EPO溶液(エポジン)単独投与の効果と比べた結果、Zn-HAPではEPOが徐放されていることが示された。
世界最高速の光偏向方式OCTによる3次元組織構造計測と関節軟骨組織評価への応用

1.世界最高速の光偏向方式OCTの開発:本研究では、KTN光偏向器による超高速タイムドメイン方式のEn face OCTを構築した。OCT干渉光学系は光源にSLD光を用いたマッハツェンダー型干渉計である。参照光アームはステップモータを取り付けた可動ミラーで構成した。サンプル光にはKTN光偏向器を用い、200kHzの三角波電圧を印加することでKTN光偏向器が動作し、入射光をy軸方向に走査した。これと同期させてガルバノミラーに三角波電圧を印加して駆動させ、光をx軸方向に走査させx-y平面をビームスキャンする。このEn face 2次元OCT画像を世界最高速の800フレーム/秒(fps)の速さで取得できた。ヒト指先の指紋部のEnface OCTイメージングを取得し、皮膚組織のOCTイメージングの有用性を確認できた。2.KTN光走査ユニットの試作と実用装置展開:OCTシステムのサンプル照射用のため、リレーレンズなどの光学部品を一体化したKTN光走査ユニットを開発した。KTN結晶は、紫外線に影響を受けやすいためにフードを備える。KTN光偏向器はフードの中に熱レンズ効果補償用のシリンドリカルレンズと共に一体化した。連携企業と協力して、光走査ユニットを装備したOCT測定器を可搬型システムとして構成し、OCT装置の実用化を検討中である。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:動物実験モデルを用いて骨・軟骨病変の断層像取得を検討した。マウス変形性膝関節症モデルを用いてOCTイメージを取得した。OCTイメージから正常部と異常部位の差異の定量的解析を行った。OCT画像の解析ソフトを開発し、これにより関心領域(ROI)を設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価した。1.世界最高速の光偏向方式OCTの開発:本研究では、KTN光偏向器をサンプルアームに導入した超高速タイムドメイン方式のEn face OCTを構築した。本研究で開発したEn face 2次元OCT画像は800フレーム/秒(fps)の速さで取得できている。これは世界最高速のEn face OCTである。研究開発目標は1000fpsであり、ガルバノミラー周波数を向上することで達成できる。2.KTN光走査ユニットの試作と実用装置展開:本研究では、OCTシステムのサンプル照射用のため、リレーレンズなどの光学部品を一体化したKTN光走査ユニットを開発した。このKTN光走査ユニットはフードを備えた小型・安定なユニットであり、目標を達成できたと思われる。今後、OCT測定装置のプロトタイプ機器の試作を検討中である。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:動物実験モデルを用いて骨・軟骨病変の断層像取得を行うことができた。OCT画像の解析ソフトを開発し、これにより関心領域(ROI)を設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価することができた。初期変形性関節症の変化の一つである軟骨組織の最表層の変性をOCTで確認することができた。1.世界最高速の光偏向方式OCTの開発:本研究で開発する光偏向方式OCT干渉光学系にAO光変調器を導入し、ヘテロダイン検出を行う。これにより、干渉信号のS/N比を向上させる。ガルバノミラー周波数を向上し、1000fpsの最高速イメージングを実現する。OCT干渉計並びにKTN駆動電源をラックに配備し、可搬型OCT装置のプロトタイプ機器の試作を検討する。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:マウス変形性膝関節症モデルを用いてOCTイメージを取得し、OCTイメージから正常部と異常部位の差異の定量的解析を行った。OCT画像の解析ソフトを開発し、ROIを設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価している。今後は組織の配向にも着目して、偏向特性をOCTで解析する予定である。

KTN結晶は、紫外線に影響を受けやすいためにフードを備える。KTN光偏向器はフードの中に熱レンズ効果補償用のシリンドリカルレンズと共に一体化した。連携企業と協力して、光走査ユニットを装備したOCT測定器を可搬型システムとして構成し、OCT装置の実用化を検討中である。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:動物実験モデルを用いて骨・軟骨病変の断層像取得を検討した。マウス変形性膝関節症モデルを用いてOCTイメージを取得した。OCTイメージから正常部と異常部位の差異の定量的解析を行った。OCT画像の解析ソフトを開発し、これにより関心領域(ROI)を設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価した。1.世界最高速の光偏向方式OCTの開発:本研究では、KTN光偏向器をサンプルアームに導入した超高速タイムドメイン方式のEn face OCTを構築した。本研究で開発したEn face 2次元OCT画像は800フレーム/秒(fps)の速さで取得できている。これは世界最高速のEn face OCTである。研究開発目標は1000fpsであり、ガルバノミラー周波数を向上することで達成できる。2.KTN光走査ユニットの試作と実用装置展開:本研究では、OCTシステムのサンプル照射用のため、リレーレンズなどの光学部品を一体化したKTN光走査ユニットを開発した。このKTN光走査ユニットはフードを備えた小型・安定なユニットであり、目標を達成できたと思われる。今後、OCT測定装置のプロトタイプ機器の試作を検討中である。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:動物実験モデルを用いて骨・軟骨病変の断層像取得を行うことができた。OCT画像の解析ソフトを開発し、これにより関心領域(ROI)を設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価することができた。初期変形性関節症の変化の一つである軟骨組織の最表層の変性をOCTで確認することができた。1.世界最高速の光偏向方式OCTの開発:本研究で開発する光偏向方式OCT干渉光学系にAO光変調器を導入し、ヘテロダイン検出を行う。これにより、干渉信号のS/N比を向上させる。ガルバノミラー周波数を向上し、1000fpsの最高速イメージングを実現する。2.KTN光走査ユニットの試作と実用装置展開:OCTシステムのサンプル照射用のため、リレーレンズなどの光学部品を一体化したKTN光走査ユニットを開発した。OCT干渉計並びにKTN駆動電源をラックに配備し、可搬型OCT装置のプロトタイプ機器の試作を検討する。3.初期変形性関節症のOCT画像診断への応用:マウス変形性膝関節症モデルを用いてOCTイメージを取得し、OCTイメージから正常部と異常部位の差異の定量的解析を行った。OCT画像の解析ソフトを開発し、ROIを設けてOCT画像におけるBitmap形式からCVS形式に変換し、OCT値として定量的に評価している。今後は組織の配向にも着目して、偏向特性をOCTで解析する予定である。
データ駆動型アプローチによる海洋下部地殻および上部マントル変質速度の探索

本研究では,機械学習的アプローチと水熱実験を組み合わせることにより,海洋地殻の変質の速度を見積もることを目的としている.本年度は,これまでに申請者が行った水熱実験の解析のための,機械学習的アプローチを組み込んだコードの実装及び人工データを用いた検証を行った.具体的には,反応ー拡散モデルに基づき,未知パラメータ(反応速度定数・拡散定数)を入力すると生成鉱物の空間分布を出力するような計算コードを開発した.次に,レプリカ交換モンテカルロ法のアルゴリズムを実装し,人工データを用いて最適化させ,アルゴリズムのベンチマークを行った.段階的に人工データを複雑化して動作が保証された,その手法論は論文として出版された(Oyanagi et al., 2018, Minerals)また,流通式水熱反応装置を使用した水熱実験を開始し,現在実験を継続中である.当初の計画通り,人工データにおける検証を行い,アルゴリズムが正常に動くことを検証できたため次年度は,水熱実験の結果のインバージョンに挑戦する.水熱実験の結果のインバージョンはより複雑性を増すと考えられるため,計算時間を要する.研究を効率よくすすめるためにも,OPENMPによる並列化や共用並列コンピュータを利用して研究をすすめる.本研究では,機械学習的アプローチと水熱実験を組み合わせることにより,海洋地殻の変質の速度を見積もることを目的としている.本年度は,これまでに申請者が行った水熱実験の解析のための,機械学習的アプローチを組み込んだコードの実装及び人工データを用いた検証を行った.具体的には,反応ー拡散モデルに基づき,未知パラメータ(反応速度定数・拡散定数)を入力すると生成鉱物の空間分布を出力するような計算コードを開発した.次に,レプリカ交換モンテカルロ法のアルゴリズムを実装し,人工データを用いて最適化させ,アルゴリズムのベンチマークを行った.段階的に人工データを複雑化して動作が保証された,その手法論は論文として出版された(Oyanagi et al., 2018, Minerals)また,流通式水熱反応装置を使用した水熱実験を開始し,現在実験を継続中である.当初の計画通り,人工データにおける検証を行い,アルゴリズムが正常に動くことを検証できたため次年度は,水熱実験の結果のインバージョンに挑戦する.水熱実験の結果のインバージョンはより複雑性を増すと考えられるため,計算時間を要する.研究を効率よくすすめるためにも,OPENMPによる並列化や共用並列コンピュータを利用して研究をすすめる.