hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交代制勤務による生活習慣の変容と心身の変調の因果性及びその生理学的基盤の解明

なお、モニタリング調査開始前には習慣的な睡眠、食事、身体活動・運動、生活習慣病や心身の健康に関するアンケート調査、モニタリング調査終了後には、採血および唾液採取を実施し、脂質代謝マーカー、糖代謝マーカー、ストレスマーカー、炎症マーカーについて計測した。また、大学生を中心とする健常成人44名を対象として、1週間にわたり日常生活下で身体活動、食事、睡眠、皮膚温、眠気、疲労、気分、食欲、満腹感等に関するモニタリングを実施した。これらの測定と平行して、大学生を中心とする健常成人15名を対象として、交代制勤務シミュレーション実験を実施した。その前後で、日常生活下での睡眠覚醒リズムと眠気の計測、神経心理学的検査を実施した。さらに、食事摂取時刻の変化が食の嗜好性等を含む食行動特性に及ぼす影響について、日常生活下の調査により検討した。日勤者と交代制勤務者を対象に、習慣的な睡眠時間、睡眠あるいは活動の時間帯の指向性、抑うつ気分、習慣的な各食品群摂取量、行動の抑制性/衝動性、気分、各味に対する食品摂取欲求、食品選択性、唾液性状の間の関連について検討した。その結果、交代制勤務者において、朝型夜型傾向は、抑うつ気分、食事内容、食品摂取欲求、食品選択性、C反応性蛋白濃度と関連性があることが示唆された。また、行動の抑制性/衝動性は朝型夜型傾向、食事内容、食品摂取欲求と関連することが示唆された。これらのことから、交代制勤務者において、体内時計の位相後退、体内の炎症、行動の抑制性/衝動性は心身の健康問題を生じる要因であると考えられた。生活習慣介入前・介入中の実態調査と介入前後の健康診査を実施するとともに、交代制勤務シミュレーション実験をする。生活習慣調査の測定対象者は、本研究に参加の同意が得られた3059歳の日勤(昼勤務)と夜勤(夜勤務)を繰り返す交代制勤務に従事する看護師・介護士あわせて72名とする。無作為に非介入群18名、睡眠、食事、運動の各介入群18名に分ける。各介入群では各生活習慣への介入を4週間実施する。これらの生活習慣介入の前と介入中に実態調査として、日々の気分、疲労、眠気等の自覚症状、睡眠、食事、身体活動を含む生活行動、概日リズムと関連する体温を小型デバイスを用いてモニタリングする。また日勤日と休日に1日づつ唾液採取(ストレスマーカーと炎症マーカーの計測)、24時間心電図記録を実施する。さらに介入前後では、日勤後の休日の朝に体重、体脂肪量を含む身体計測、空腹時採血(ストレスマーカー、炎症マーカー、脂質代謝マーカー、糖代謝マーカー等の計測)、神経心理学的検査(脳内報酬系、衝動性の抑制、実行機能の評価)を実施する。交代制勤務シミュレーション実験では、夜勤による生活習慣と意思決定特性への急性的影響を検討する。対象者は夜間に働いていない健常成人30名とする。日勤条件日は朝9時に実験室へ立ち寄り、その後に通常の生活、夜勤条件日は夕方6時から朝9時まで明るい実験室で覚醒を維持してもらう。交代制勤務条件では、日勤5回、夜勤1回、日勤3回、コントロール条件では日勤9回を継続して実施し、各期間中に食事、満腹感、食欲、睡眠ー覚醒、身体活動、体温をモニタリングする。また実験前後、夜勤直後では神経心理学的検査を実施する。なお各対象者は1ヶ月以上の間を空けて2つの条件を実施し、半数の実施順序を逆にする。
アルカリ金属固溶型K系ファイバー単結晶による無鉛強誘電体の実現

RbやCsをNaと共添加した(KNa) NbO_3単結晶を、独自の引き下げ法で育成した。イオン半径の異なるイオンの共添加により、育成時に発生する組成変動を抑制することができた。この効果は、RsとNaとの共添加の時が大きいようであった。現在まで、共添加単結晶においてファイバー状単結晶の育成条件は最適化できていないため、長尺単結晶は育成できていないが、これまでの経験から、加熱方法を変更することで改善は可能である。共添加によっても室温で正方晶である結晶構造には変化なかった。電気特性として誘電率とインピーダンスを測定したが、これらの値はKNbO_3の値と同程度であった。単結晶組成の最適化により、電気特性の改善も期待できる。KNbO_3-NaNbO_3系の状態図は全率固溶体を形成し、液相線と固相線の間隔が広いため、固溶体結晶の優秀性が期待されるにも関わらず、融液からの均一組成単結晶育成は困難である。しかし、同じアルカリ金属でもKに対して周期律表でNaとは反対側にあるRbやCsではNaよりイオン半径が大きいため、これらをNaと共添加することで組成変動を抑制した単結晶育成が可能となる。共添加技術は、以前には固溶体希土類ガーネット単結晶育成に適用し、有効性を確認している。ファイバー単結晶育成には、Ptチューブとリング状ハロゲンランプを持つことを特徴とするファイバー単結晶育成技術を用いた。縦長Ptチューブを用いることで原料融解後の自然対流による融液攪拌が進み、常に融液組成を均一に保持することができ、全率固溶型状態図を持つ強誘電体単結晶が育成できた。種結晶の使用が困難な為、希土類元素添加に因る容易成長方向制御を行っている。c軸方位で単結晶を育成すれば、固相転移の影響をほとんど受けないと推定されるが、これには至っていない。原料合成技術としては、固相法を採用し、炭酸化合物の吸水性と固相合成反応時の成分の蒸発が問題は、低純度原料の利用をで解決した。結晶育成では、KNbO_3系単結晶を主なターゲットとし、方位による電気特性変化を評価している。共添加は、NaとRb、Csそれぞれの共添加の場合について実施した。電気特性では、誘電率・誘電損失の温度依存性、インピーダンスの周波数依存性、強誘電ヒステレシスを中心に評価した。KNbO_3-NaNbO_3系の状態図は全率固溶体を形成し、液相線と固相線の間隔が広いため固溶体結晶の優秀性が期待されるにも関わらず、融液からは結晶育成とともに組成が変化し、均一組成単結晶育成は困難である。これがKNbO_3-NaNbO_3系結晶について薄膜での研究のみが進められた理由で、同じアルカリ金属でKに対して周期律表でNaとは反対側にあるRbやCsではNaよりイオン半径が大きいため、これらをNaと共添加することで組成変動を抑制した単結晶育成が可能となる。これまで格子定数に対して互いに相殺する効果を与えるアルカリ金属の不定比性効果と固溶体効果を組み合わせ、格子定数変化を抑制し、単結晶の化学組成変動制御を試みた。昨年度は、希土類添加による不定比性の変化についてさらに調べ、結晶育成容易方位との関連を明らかにし、電気特性評価を開始した。ファイバー単結晶育成には、汎用的な小型双楕円型ハロゲンランプ炉を用いたファイバー単結晶育成技術を用いた。大径のPtチューブを使用することで単結晶の長尺化を可能とし、生産性の向上ができた。種結晶を用いることで単結晶の育成方位制御も可能であり、希土類元素の添加による育成容易方位の変化を調べることに重点を置いた。種結晶を使用しない従来法では、c軸方位で単結晶が成長し、特性的には他の方位のほうが優れているため、優れた方位での単結晶育成を試みた。育成した単結晶についても、誘電率・誘電損失の温度依存性、インピーダンスの周波数依存性、強誘電ヒステレシスを中心に評価した。RbやCsの添加だけでもリーク電流の改善が期待されるが、単結晶では結晶粒界が無いことからさらにリーク電流が改善できるものと期待でき、結晶欠陥と関連させて議論した。KNbO3-NaNbO3系は全率固溶型状態図を形成し、液相線と固相線の間隔が広いことから固溶体結晶の優秀性が期待されるにも関わらず、融液からの結晶育成では均一組成単結晶育成は困難であるとされてきた。

しかし、同じアルカリ金属であるRbやCsではNaよりイオン半径が大きく、これらをNaと共添加することでイオン半径の平均化が達成でき、組成変動を抑制した単結晶育成が可能となった。これまで、共添加技術の有効性が確認でき、電気特性(強誘電ヒステレシス曲線、共振-反共振インピーダンス特性等)の測定から、これらがKNbO3や、KNbO3-NaNbO3を凌ぐ性能を有することがわかってきた。単結晶としてはc軸方位が容易成長方位であるため、この方位ではうまく材料特性を引き出せないでおり、今年度は、c軸以外の方位での結晶育成を試みるとともに、Bi4Ti3012等で確認された希土類元素の添加による容易成長方位の変化について検討を行ったが、うまく初期の目的を達成することはできなかった。しかしながら、バルク単結晶と電気特性評価を比較したところ、バルク単結晶では育成したままの分極処理を施さない状態では小さな圧電特性(d33圧電定数、誘電率・誘電損失、強誘電ヒステレシス曲線、共振-反共振インピーダンス特性等)しか得られなかったが、ファイバー単結晶では分極処理を施さなくても10倍程度大きな圧電特性が得られた。これは、ファイバー単結晶の長所の一つである自己分極効果によるものと考えられ、単結晶育成過程の大きな温度勾配により生じたものと考えられる。さらに、KNbO3系の温度を上げるとK20の蒸発によりK4Nb6017が生成するが、この電気特性については報告例がなかった。そこでK4Nb6017ファイバー単結晶を育成し、圧電・強誘電特性を評価した。壁開性があったが、何とか強誘電特性を測定することができた。
両生類臓器発生ロードマップを応用した哺乳類臓器再生法

幹細胞を目的の細胞に効率的に分化させる方法の確立は再生医療にとって重要である。ES細胞やiPS細胞などさまざまな幹細胞が作製されているが、これらの細胞の分化誘導法は完全とは言えない。ツメガエルを用いた試験管内での臓器形成法に基づいて、我々は正常発生に不可欠な多くの「ロードマップ」遺伝子を特定した。両生類の臓器発生ロードマップを哺乳類の幹細胞に応用して、試験管内で効率的に分化させるための方法の開発を試みた。脊髄神経、血管、筋肉などの組織は分節性をもって発生し、体節構造を生み出す過程の異常が脊椎骨の奇形や神経異常など多くの病気の原因となることが知られている。体節形成に重要な制御因子で、アフリカツメガエルの体節形成時期で発現しているbowline, Ledgerline, xRipply3の3遺伝子について発現部位や役割の解析を行った。その結果、これらの因子はそれぞれ特異的な発現を示すが、いずれもコリプレッサーGroucho-HDAC複合体と結合しTbx6などのT-boxタンパク質の抑制因子として機能することが示唆された。また、アフリカツメガエルの発生過程で血管特異的に発現する遺伝子のひとつであるXRASGRP2について、その血管形成における役割を解析した。XRASGRP2を過剰発現すると異所的な血管新生が確認され、一方、XRASGRP2をノックダウンすると血管新生が遅延することが確認された。VEGFとの関係についても検証した結果、XRASGRP2は、その上流因子であるVEGFの血管内皮細胞の分化を仲介する必須因子であることを明らかにした。一方、膵臓の発生過程で特に膵臓前駆細胞の分化に重要な役削を果すことがわかっている転写因子Pdx1をマウス脂肪組織由来幹細胞に遺伝子導入したところ、in vitroではこの幹細胞はインスリン産生能を示さなかったが、ストレプトゾトシンを投与した糖尿病モデルマウスにPdx1を発現させた脂肪組織由来幹細胞を血中投与したところ、膵臓へ生着し、インスリン分泌細胞へと分化することが示された。さらに、この糖尿病モデルマウスでは、コントロール群と比較して有意に血糖値が改善され、この状態が4ヶ月以上続くことが観察された。すなわり、Pdx1を脂肪組織由来幹細胞で発現させて血中投与するだけで、糖尿病モデルマウスにおいて長期的な治療効果が得られることを実証することができた。ツメガエルin vitro心臓誘導系から新規の心臓形成ロードマップ遺伝子候補であるClaudin5a、Claudin5bを同定した。Claudinタンパク質はタイトシャンクションの主要な構成単位で、細胞の接着性のみならず、細胞そのものの性質に対しても様々な関与をすることが知られている。本研究で解析したClaudin5a、Claudin5bはツメガエル尾芽胚期から、心臓原基及び血管系で強く発現をしている。また、dominant negative型のClaudin5 mRNAやアンチセンスモルフォリノオリゴをin vitro心臓誘導系に導入したところ、心臓形成が阻害された。また、初期胚において同様の処理をしたところ、心臓の倭小化及びループ形成の阻害が観察された。以上のことから、Claudin5a、Claudin5b遺伝子は、心臓形成過程において重要な役割を果たす、「心臓形成ロードマップ遺伝子」であることが判明した。本研究成果以外にも、血管形成に重要な役割を示すXRASGRP2等を同定し、各種臓器に関して「臓器形成ロードマップ」を幅広く整備しつつある。また、ロードマップ因子の一つであるpdx1を間葉系幹細胞に発現させ、STZ処理してβ細胞を失った糖尿病モデルマウスへ移植する実験も行った。その結果、血糖値の低下及び延命効果が見られ、これより臓器形成ロードマップをもとにした臓器再生法が、実際の治療へと繋がりうることを証明しつつある。心臓形成ロードマップを用いた効果的心筋再生法の開発として、本年度は筋形成転写因子MEF2cについて解析した。MEF2cはδ・β・γドメインの有無により8種類のスプライシングパリアントの存在が知られているにも関わらず、そのドメイン解析は行われていない。そこで本年度は、MEF2cの心臓形成において重要なドメイン・スプライシングバリアントを明らかにすることを目的とした。RT-PCRを用いたMEF2c各スプライシングバリアントの判別法を構築し、Whole-mount in situ bybridization法と併用により、アフリカツメガエルにおけるMEF2cスプライシングバリアントの発現箇所を解析した。その結果、typeII(δ+/β-/γ+)とtypeVI(δ-/β-/γ+)が心臓に発現していることを明らかにした。また、MEF2cを用いた心臓誘導系を、アフリカツメガエル胚を用いて新たに構築した。その系を用いて、スプライシングバリアントごとの心臓誘導活性の差を解析したところ、γドメインが心臓形成に重要である事を明らかになった。今後は、心臓誘導活性の高いスプライシングバリアントを用いた「効果的心筋再生法」を、哺乳類ES/iPS細胞・繊維芽細胞・間葉系幹細胞に適用し、心筋の再生研究を継続して行う。
日本商業教育発達史の研究

本研究は、本格的な歴史的・実証的研究を意図するものであるため、第一次資料の収集作業に全力を傾注した。本年度に収集した主要な資料は以下のとおりである。1.日本における商業教育政策の展開を明らかにするための公文資料や新聞論調など。2.中央の代表的な商業教育機関としての東京高等商業学校における教育の実態や卒業生の動向など。3.地域の代表的な官立商業学校(小樽,名古屋,神戸,山口,長崎など)と代表的な商業学校(函館,横浜,滋賀,尾道,久留米,長崎など)の創立の経緯、教育の実態、卒業生の動向など。4.上記の3点に関係した代表的な商業教育家の思想や動静など。日本の商業教育に関係するアメリカ,ベルギー,ドイツの商業教育の実態など。上記の資料を、主として在京の図書館において調査し、また、北海道,長崎の現地においても調査した。これらの資料を整理するとともに、この研究成果を学術図書として出版するため、目下執筆作業を進めている。
医療安全確保のための予算管理に係るヒューマンリソースコストに関する実証研究

近年、我が国の医療経営では、高リスク環境下において、医療安全を確保しつつ、医療現場に従事する少ないヒューマンリソース(人的資源)をいかに効果的かつ効率的に配置するかが、予算管理の観点からも重要となっている。本研究では、透析医療を例にして、我が国の医療制度を前提としつつ、上記の人員配置に係る管理方法の考え方を反映した、医療安全リスクを考慮した形での、実行可能で一般性のある部門予算編成に関する方法論の検討を行っている。わが国の医療現場において、医療安全対策にどれだけの経済的資源が投入されているのか、国内外の学会を問わず、予防対策として事前に投入される医療安全管理活動にかかるコスト(以下、予防的投入コスト)を把握することの重要性については衆目が一致するものの、データの入手の困難性からか、とりわけ国全体から個別の医療機関に至るまで、医療安全管理活動への経済的資源の投入の規模・割合の詳細については、いまだほとんど明らかにされていないといってよい。そこで本研究において、まず研究初年度は、先行研究の内容の再検討を行うとともに、これまで自らが進めてきた研究内容の整理を行い、研究論文として学会誌に発表するなどの執筆活動を行った。その主な具体的内容としては、現在のわが国の医療制度を前提とし、様々な規模や機能を有する病院において、医療安全管理活動のため、どの程度の予算や資源を投入することが妥当であるか、我が国の実情にあった、実行可能で一般性のある費用算定に関する方法論について再検討し、特に、人件費と非人件費の関係に着目した分析と考察を行った。また事前に投入される予防的投入コストに加え、医療安全管理にかかる費用全体を分析するうえで必要な、事後的に発生する医療訴訟等にかかるコストに関する知見を深めるため、医療裁判関連の文献を読み進めるなどの研究活動を行った。続いて、研究二年目である本年度(平成24年度)においては、さらなる詳細データの収集に努めるとともに、出版予定の研究書の執筆作業を行った。国内外において、医療安全管理にかかる費用の規模等の詳細については、いまだ明らかになっているとはいえない状況において、本研究の意義は大きいと考えられる。我が国の医療現場において、病院の予算管理上、医療安全対策にどれだけの経済的資源が投入されているのか、国内外の学会を問わず、予防対策として事前に投入される医療安全管理活動にかかるコスト(予防的投入コスト)を把握することの重要性については衆目が一致するものの、データの入手の困難性からか、とりわけ国全体から個別の医療機関に至るまで、医療安全管理活動への経済的資源の投入の規模・割合の詳細については、いまだほとんど明らかにされていないといってよいであろう。平成25年度においては、患者の個人情報保護や病院の経営上の機密の観点から、病院現場の協力によるデータ収集に関して、通常の研究と比較してかなり時間と労力を費やすため、引き続き関連データ収集に努めるとともに、平成23、24年度においてもすでに一部、取り組みを始めていたことであるが、医療安全管理活動にかかるコスト全体を考えていく場合、事前投入される予防的コストだけでなく、さらに、医療事故等の発生を境界として、医療訴訟・裁判などの法的コストが発生する側面を含め、事後的にコストが発生する側面についても考慮する必要があり、当該関連分野についても文献の収集等に併せて努めた。以上の研究活動に基づいて、平成25年度は、具体的な研究成果として、DPC環境下における循環器領域での医療材料コストを捉える事例研究を行い、当初の研究実施計画に沿って、その結果を国際研究学会(開催地:イギリス・エジンバラ)で発表を行った。さらにはその他関連テーマでの論文を執筆、共著書として出版するなどの研究活動を行った。

我が国の医療現場において、病院の予算管理上、医療安全対策にどれだけの経済的資源が投入されているか、国内外の学会を問わず、予防対策として事前に投入される医療安全管理活動にかかるコスト(予防的投入コスト)を把握することの重要性については衆目が一致するものの、データの入手の困難性からか、とりわけ国全体から個別の医療機関に至るまで、医療安全管理活動への経済的資源の投入の規模・割合の詳細については、いまだほとんど明らかにされていないといってよいであろう。平成25年度までは、患者の個人情報保護や病院の経営上の機密の観点から、病院現場の協力によるデータ収集に関して、通常の研究と比較してかなり時間と労力を費やすため、貴重な現場での関連データ収集に努めるとともに、具体的な研究成果として、例えば、DPC環境下における循環器領域での医療材料コストを捉える事例研究を行い、当初の研究実施計画に沿って、その結果を国際研究学会(開催地:イギリス・エジンバラ)で発表を行った。さらにはその他の関連テーマでの論文執筆、出版などの研究活動を行ってきた。最終年度の平成26年度においては、例えば、病院全体の診療の中で、診療リスクや診療コスト等の観点から、その多くを占めるとみられる心臓カテーテル治療を採り上げつつ、当該治療にかかる医療安全管理のための予防的投入コストの金額の推計、及び、その心臓カテーテル治療にかかる予防コストの金額の診療リスク等と照らしての妥当性の検討について事例研究を行い、その結果を国際研究学会(開催地:ブラジル・リオ=デ=ジャネイロ)で発表を行った。さらにその他の関連テーマでも複数の論文を執筆し、国内学会でも発表を行うなどの研究活動を行ってきた。国内外において、医療安全管理にかかる費用の規模等の詳細については、いまだ明らかになっているとはいえない状況において、本研究の意義は大きいと考えられる。会計学前年度の平成23年度は研究初年度ということもあり、すでに【研究実績の概要】のところで述べたように、先行研究の内容の再検討を行うとともに、これまで自らが進めてきた研究内容の整理を行い、研究論文として学会誌に発表するなどの執筆活動を行った。また、これまでの研究活動において収集してきたデータだけでは大規模サンプル数としてはまだまだ足りないことから、実際の医療機関における医療安全にかかる費用データの収集に努めた。具体的には、病床規模、病院機能がそれぞれ異なる、急性期医療を中心とした複数の病院を対象に行った。続く本年度(平成24年度)は、関連データの収集に努めるとともに、医療安全管理にかかるコストの概念についてでもまだまだ整理されていないことを受けて、事前に投入される予防的投入コストだけでなく、事後的に発生する医療裁判等にかかる費用などを念頭に置きながら、その概念整理を進めている。平成25年度は、平成23、24年度に引き続き、先行研究の内容の再検討を行うとともに、これまで自らが進めてきた研究内容の整理を行い、研究活動において収集してきたデータだけでは大規模サンプル数としてはまだまだ足りないことから、実際の医療機関における関連データの収集に努めた。
ボツリヌス毒素複合体の宿主侵入機構に関する構造生物学的研究

前年度から引き続きマウス小腸組織免疫染色の条件検討を行った結果、凍結切片を用いた免疫染色により膜タンパク質Xを染色することができた。培養細胞の結果と一致して、上皮細胞に取り込まれたHAは膜タンパク質Xと共局在した。この結果から、膜タンパク質Xは、in vitroだけでなくin vivoでもHAの細胞内取り込みに関与することが示唆された。しかし現染色条件は、陽性コントロールとして試したマウス肝臓組織切片では膜タンパク質X特異的な綺麗な染色像を示したが、マウス小腸組織切片では膜タンパク質Xに加えて非特異的染色が散見されるため、染色条件の改良やノックアウトマウスを用いた確認が必須である。CRISPR/Cas9システムを用いた膜タンパク質X欠損Caco-2細胞の作製では、数種のリポフェクション試薬を検討したが、どれもCaco-2細胞に対する遺伝子導入効率が低かったためまだ欠損細胞を作製できていない。再度条件検討を行った結果、エレクトロポレーション法を用いることでCaco-2細胞でも約80%の割合でGFP陽性細胞を得ることができた。現在、エレクトロポレーション法により欠損細胞の作製を行っている。ヒト大腸がん由来細胞株Caco-2細胞を用いてライセートを作製し、プルダウン法でHAと膜タンパク質Xの結合を解析した。前年度に実施したマウス小腸組織ライセートからプルダウンを行った結果と一致して、細胞ライセートから膜タンパク質XはHA特異的に共沈殿した。これまでに報告されているガラクトース、シアル酸又はE-カドヘリンに結合しないHAの各種変異体を用いて細胞ライセートからプルダウンを行った結果、ガラクトースに結合しない変異によって膜タンパク質Xはほとんど共沈殿しなくなった。これらの結果から、HAはヒト膜タンパク質Xと糖鎖依存的に相互作用をすることが明らかになった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではB型ボツリヌス毒素複合体が宿主の腸から侵入する際に利用するリガンドを探索することを目的としており、初年度ではボツリヌス毒素複合体の腸管接着因子であるHAに結合する分子を生体の腸組織から回収することを試みた。HAの各サブコンポーネント(HA1、HA2、HA3)を大腸菌発現系から精製し、再構成法によりHAを調製した。C57BL/6NおよびBalb/cを用いて作製した腸管ループに蛍光標識したHAを投与し、再構成HAが小腸上皮に結合して細胞内に取り込まれることをコンフォーカル顕微鏡を用いて確認した。C57BL/6NおよびBalb/cの小腸組織から数種類の可溶化条件でライセートを調製した。HAに付加した精製用のアフィニティータグを利用してマウス小腸組織ライセートからプルダウンをおこなった。プルダウンにより共沈殿したタンパク質を溶出後、SDS-PAGE電気泳動にて展開した。ビーズのみと反応させたコントロールと比較して、HA特異的にしていると考えられるバンドをゲルから切り出してマス解析したが、リガンドの候補分子と考えられるタンパク質は同定されなかった。そこで、プルダウンに用いるアフィニティータグやライセートの調製条件を再度検討することにした。種々の条件を検討した結果、細胞膜蛋白質のみを分画する条件でライセートを調製し、GST-プルダウンを行った場合にHA特異的に結合する蛋白質を電気泳動で確認した。本研究は毒素複合体の腸吸収の機構を解明することを目的としており、初年度では生体腸組織からボツリヌスHAのリガンド候補を回収することを目標とした。当初研究計画からやや遅れてはいるが、現在は候補分子の回収に成功し、候補分子の同定解析へと進めているところであり、概ね期待通りの進捗状況である。2年目となる本年度では初年度に引き続き、B型菌由来HAに結合する分子を生体の腸組織から回収し同定することを試みた。初年度に検討した組織ライセート調製条件において、プルダウン法によりマウス小腸組織ライセートからHA特異的に結合するタンパク質を回収し電気泳動により分離展開した。トランスウェル上に単層培養した大腸がん由来細胞株Caco-2細胞に対して頭頂側から基底側へのトランスロケーションをほとんどしないHA(2+3)部分複合体をネガティブコントロールとして、HA(1+2+3)全複合体特異的に共沈殿したバンドをゲルから切り出した後LC-MS/MS解析によりタンパク質の同定をおこなった。LC-MS/MS解析により同定した複数の候補分子の中から実際にHAのトランスロケーション機能に関与する分子を特定するために、培養細胞を用いて蛍光免疫染色法とコンフォーカル顕微鏡を用いた3次元的観察をおこなった。トランスウェル上に単層培養したCaco-2細胞に蛍光標識したHAを細胞のapical側から添加し、37°Cで2時間インキュベートした。候補分子抗体を用いて蛍光免疫染色をおこない、HAの細胞内取り込み小胞と候補分子が共局在するか観察した。ほとんどの候補分子は細胞のapical表面のみにおいてHAと共局在したが、候補分子の1つである膜タンパク質XはHAの細胞内取り込み小胞のほとんどと共局在した。前年度に回収した候補分子に対してLC-MS/MS解析を行った結果、膜タンパク質Xを同定した。培養細胞における局在を解析したところ、細胞内に取り込まれたほとんどのHAと膜タンパク質Xは共局在した。この膜タンパク質XがHAのトランスロケーションに関与していると考え、ノックアウト細胞の作製を行っている。当初計画よりやや遅れているが、有力な候補分子を同定することができたため進展はあったと考えている。

前年度から引き続きマウス小腸組織免疫染色の条件検討を行った結果、凍結切片を用いた免疫染色により膜タンパク質Xを染色することができた。培養細胞の結果と一致して、上皮細胞に取り込まれたHAは膜タンパク質Xと共局在した。この結果から、膜タンパク質Xは、in vitroだけでなくin vivoでもHAの細胞内取り込みに関与することが示唆された。しかし現染色条件は、陽性コントロールとして試したマウス肝臓組織切片では膜タンパク質X特異的な綺麗な染色像を示したが、マウス小腸組織切片では膜タンパク質Xに加えて非特異的染色が散見されるため、染色条件の改良やノックアウトマウスを用いた確認が必須である。CRISPR/Cas9システムを用いた膜タンパク質X欠損Caco-2細胞の作製では、数種のリポフェクション試薬を検討したが、どれもCaco-2細胞に対する遺伝子導入効率が低かったためまだ欠損細胞を作製できていない。再度条件検討を行った結果、エレクトロポレーション法を用いることでCaco-2細胞でも約80%の割合でGFP陽性細胞を得ることができた。現在、エレクトロポレーション法により欠損細胞の作製を行っている。ヒト大腸がん由来細胞株Caco-2細胞を用いてライセートを作製し、プルダウン法でHAと膜タンパク質Xの結合を解析した。前年度に実施したマウス小腸組織ライセートからプルダウンを行った結果と一致して、細胞ライセートから膜タンパク質XはHA特異的に共沈殿した。これまでに報告されているガラクトース、シアル酸又はE-カドヘリンに結合しないHAの各種変異体を用いて細胞ライセートからプルダウンを行った結果、ガラクトースに結合しない変異によって膜タンパク質Xはほとんど共沈殿しなくなった。これらの結果から、HAはヒト膜タンパク質Xと糖鎖依存的に相互作用をすることが明らかになった。LC-MS/MS解析により候補分子の蛋白質同定を進めているところであり、同定後にその候補分子がHAの機能に関与しているのかを検討していく予定である。膜タンパク質Xは細胞内ドメインにトランスサイトーシスを惹起するシグナル配列を有し、多くのタンパク質の細胞内取り込み及び輸送に関与していることが報告されている。現在は、この膜タンパク質Xを有力な候補分子としてCRISPR/Cas9を用いたノックアウト細胞の作成およびマウス小腸組織における膜タンパク質Xの局在観察をするために蛍光免疫染色の条件検討をおこなっている。29年度が最終年度であるため、記入しない。
非線形な拡散効果を伴う２種競争系の大域的な解構造の研究

本研究では,重定・川崎・寺本(1979)により提案された個体群密度に依存する非線形な拡散を伴う2成分反応拡散系(2種競争系)を研究対象とし,その非負な定常解および周期解の解構造の理解を主な研究目的としている.今年度は,交叉拡散係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合に,2種競争系から縮約される反応拡散系について考察した.今年度の研究では,2種競争系の定常問題を,線形拡散を伴う通常の反応拡散系の定常問題に帰着するために,交叉拡散係数を含む非線形な変数変換を行い,さらに変換後の系に対して交叉拡散係数を無限大とした極限系について調べた.最初に,この方法を適用し,交叉拡散係数の一つを無限大とした場合に,Y. LouとW.-M. Niの論文(1999)で既に示されている2種類の縮約系を導出できることを確認し,それぞれの系が記述している解の性質を理解した.考察対象の2種競争系は生物の棲分け現象を理解するために提案された反応拡散系であり,相手の個体群密度が高くなればなるほど,その場から離れる確率が高まる拡散効果が2種競争系には組み込まれている.交叉拡散係数を直線に沿って無限大にする場合にこの方法を適用すると,昨年度調べた種間競争係数を大きくした場合に現れる極限系(Dancerら(1999)が導出した系)と同じ系が得られた.このことから,交叉拡散係数をともに大きくすると,非線形な拡散効果として考察対象の2種競争系に元々組み込まれていた生物の棲分け現象が出現することが分かった.これまでに得られた研究成果をまとめて,京都大学数理解析研究所および愛媛大学で開催された研究集会において口頭発表を行った.交叉拡散係数や種間競争係数を無限大とした場合についての極限系をいくつか得ることができたが,各極限系の解構造についてはまだ完全に理解できていない.特に,昨年度得られた反応拡散系(B)については,あまり研究が進んでいない.また,時間周期的で空間的に非一様な解については数値計算により確かめているが,未だに数学的な結果が得られていない.引き続き,昨年度得られた反応拡散系(B)を解析し,種間競争係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合について,2種競争系の正値定常解の解構造を調べる.また,数値計算で確認できている時間周期的で空間的に非一様な解について,反応拡散系の定常解や進行波解の解構造を数値的に計算できるAUTOを用いて,2種競争系およびその極限系に対して解構造を数値的に調べる.さらに,安定性を調べるために,種間競争係数や交叉拡散係数を大きくした場合に,対応する極限系の解に漸近するのかどうかについて数値的に調べる.本研究では,重定・川崎・寺本(1979)により提案された個体群密度に依存する非線形な拡散を伴う2成分反応拡散系(2種競争系)を研究対象とし,その非負な定常解および周期解の解構造を理解することを主な研究目的としている.今年度は,競争関係にある2種の住処を球の内部とし,種間競争係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合について,2種競争系から縮約された2種類の反応拡散系について調べた.一つ(反応拡散系(A))はDancerら(1999)が導出した反応拡散系と本質的に同じ系である.この系は振幅が比較的大きい解を記述しており,系が単独の反応拡散方程式に帰着できるため,その解構造はほぼ完全に決定することができている.また,もう一つ(反応拡散系(B))は,正値定数解の周りで振幅が比較的小さい解を記述する反応拡散系である.この系は単独の反応拡散方程式に帰着できないために,その解構造はかなりの部分まで分かってきているが,数学的にはまだ完全に理解できていない.しかしながら,解構造を数値的に調べると,正値定数解から分岐した非定数正値定常解の解構造は2次分岐を起こさない単純なものであることが分かった.これらから,種間競争係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合には,反応拡散系(A)と反応拡散系(B)は拡散項が線形である古典的な2種競争系から得られるものと本質的に同じであるため,非線形拡散による影響が正値定常解の解構造に現れないことが分かった.これまでに得られた結果は論文としてまとめる予定にしている.研究分担者の桑村は,上記に加えて,保存量をもつ2成分反応拡散系についても研究を進めており,空間的に一様で時間周期的な解が拡散効果により不安定化し,空間的に非一様で時間周期的な安定な解に遷移するという現象を数学的な手法と数値的な手法を相互補完的に用いて調べている.反応拡散系(B)については,解構造がまだ完全に理解できているわけではないが,定数定常解から非定数定常解が分岐する分岐点や,枝が非有界になる値などを総合すると,導出した2種類の反応拡散系は妥当なものであると考えられる.また,本研究課題の申請時には常微分方程式の意味で安定な2つの平衡点を結ぶ進行波解が周期解の解挙動を司ると考えていたが,数値計算では,安定な平衡点と不安定な平衡点を結ぶ進行波解が解挙動を支配していることが分かった.このことは,時間空間的な解の挙動を調べる上で重要な手がかりとなる.

本研究では,重定・川崎・寺本(1979)により提案された個体群密度に依存する非線形な拡散を伴う2成分反応拡散系(2種競争系)を研究対象とし,その非負な定常解および周期解の解構造の理解を主な研究目的としている.今年度は,交叉拡散係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合に,2種競争系から縮約される反応拡散系について考察した.今年度の研究では,2種競争系の定常問題を,線形拡散を伴う通常の反応拡散系の定常問題に帰着するために,交叉拡散係数を含む非線形な変数変換を行い,さらに変換後の系に対して交叉拡散係数を無限大とした極限系について調べた.最初に,この方法を適用し,交叉拡散係数の一つを無限大とした場合に,Y. LouとW.-M. Niの論文(1999)で既に示されている2種類の縮約系を導出できることを確認し,それぞれの系が記述している解の性質を理解した.考察対象の2種競争系は生物の棲分け現象を理解するために提案された反応拡散系であり,相手の個体群密度が高くなればなるほど,その場から離れる確率が高まる拡散効果が2種競争系には組み込まれている.交叉拡散係数を直線に沿って無限大にする場合にこの方法を適用すると,昨年度調べた種間競争係数を大きくした場合に現れる極限系(Dancerら(1999)が導出した系)と同じ系が得られた.このことから,交叉拡散係数をともに大きくすると,非線形な拡散効果として考察対象の2種競争系に元々組み込まれていた生物の棲分け現象が出現することが分かった.これまでに得られた研究成果をまとめて,京都大学数理解析研究所および愛媛大学で開催された研究集会において口頭発表を行った.交叉拡散係数や種間競争係数を無限大とした場合についての極限系をいくつか得ることができたが,各極限系の解構造についてはまだ完全に理解できていない.特に,昨年度得られた反応拡散系(B)については,あまり研究が進んでいない.また,時間周期的で空間的に非一様な解については数値計算により確かめているが,未だに数学的な結果が得られていない.引き続き,縮約された反応拡散系(B)を解析し,種間競争係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合について,2種競争系の正値定常解の解構造を調べる.また,時間周期的で空間的に非一様な解の動態を理解するために,常微分方程式の意味で安定な平衡点と不安定な平衡点を結ぶ進行波解の研究に着手する.さらに,2種競争系から縮約された2種類の反応拡散系がそれぞれ古典的な2種競争系によるものと類似していることから,非線形拡散,特に交叉拡散による効果が解構造に与える影響を調べることができていない.そのような影響を理解するために,別のパラメータ領域においても縮約された反応拡散系の導出を試みる予定である.引き続き,昨年度得られた反応拡散系(B)を解析し,種間競争係数が他のパラメータに比べて非常に大きい場合について,2種競争系の正値定常解の解構造を調べる.また,数値計算で確認できている時間周期的で空間的に非一様な解について,反応拡散系の定常解や進行波解の解構造を数値的に計算できるAUTOを用いて,2種競争系およびその極限系に対して解構造を数値的に調べる.さらに,安定性を調べるために,種間競争係数や交叉拡散係数を大きくした場合に,対応する極限系の解に漸近するのかどうかについて数値的に調べる.旅費を使って,本研究に関連するさまざまな文献や情報などを収集してきたが,関係者の好意により謝金を支払うことがなかった.平成30年度に国際研究集会(台湾)で研究発表することが予定されているため,平成29年度は助成金の使用を控え,平成30年度に海外出張旅費として使用することにした.国内外の研究集会での研究発表,本研究と密接に関連する研究者や研究分担者との研究打ち合わせのための旅費として使用する.
生体リズムに関わる時計遺伝子の硬組織への発現

動物の歯や骨にはサーカディアンリズムの形態的表現ともいうべき成長線やそれらに関する周期的構造が普遍的にみられる。このリズム発現の機序を知るために遂行した研究とその成果について以下に述べる。1硬組織における時計遺伝子発現の同定脳の視交叉上核は生体の様々なサーカディアンリズムの発振機構であるとされている。さらに視交叉上核に発現する遺伝子群が互いにフィードバックループを形成し自律的振動の歯車の役割を担っていると理解されている、歯や骨の成長線は、この中枢時計の振動現象が何らかの経路を介して末梢に伝達された結果、形態形成のリズムとなって記録されたものである、そこで中枢時計の信号を効率良く受け取り、またリセットする必要が生じた場合にそれを合理的に行うためには、末梢組織にも時計機構が存在するはずであるという仮説に基づき、in situ hybridization法を用いて歯や骨の細胞(主として象牙芽細胞、骨芽細胞、及び破骨細胞)に時計遺伝子が存在するかどうか、同定を試みた。その結果、歯髄細胞及び象牙芽細胞における時計遺伝子の発現が確認された。次に硬組織形成細胞における時計遺伝子の発現パターンに周期性があるかどうかをRT-PCR法により検討したところ、視交叉上核での発現パターンに類似し、しかも数時間の位相のずれを示すリズムを認めた。この発現リズムは肝臓や心臓などの他の末梢臓器で同定されたリズムと一致した。2時計遺伝子変異マウスにおける象牙質形成のリズム時計遺伝子Clockに変異を有するマウス(Clockマウス)を対象としそれらの象牙質成長線がどのような周期性で形成されているのかを検索した、その結果、Clockマウスの象牙質成長線は野生型マウスにみられるような周期性構造がほとんど認められなかった。Clockマウスにおいては、自発行動が明暗環境に同調しリズムを示していても象牙質成長線の周期性はすでに損なわれていることから、象牙質形成の周期現象に時計遺伝子が大きく関わっていることが示唆された。3骨代謝に存在するリズム構造の決定規則的な明暗サイクルで飼育された動物の血清を1日の様々な時刻に採取し、各種骨代謝マーカーの測定を行った。骨吸収系マーカー(酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ活性、ピリジノリン値)、骨形成系マーカー(アルカリホスファターゼ活性、オステオカルシン値)には日内変動が存在することが明らかになった。骨吸収系・骨形成系パラメーター共に、動物の活動期中期に最低値、休息期中期にピーク値をとる位相を示し、それらの変動振幅もきわめて大きいことが示された。今後は、これらの骨代謝回転の時間構造に対応する遺伝子発現が認められるかどうか検討する予定である。さらに視交叉上核に発現する遺伝子群が互いにフィードバックループを形成し自律的振動の歯車の役割を担っていると理解されている。歯や骨の成長線は、この中枢時計の振動現象が何らかの経路を介して末梢に伝達された結果、形態形成のリズムとなって記録されたものである。そこで中枢時計の信号を効率良く受け取り、またリセットする必要が生じた場合にそれを合理的に行うためには、末梢組織にも時計機構が存在するはずであるという仮説に基づき、in situ hybridization法を用いて歯や骨の細胞(主として象牙芽細胞、骨芽細胞、及び破骨細胞)に時計遺伝子が存在するかどうか、同定を試みているところである。局在を確認した後には、時計遺伝子の発現パターンに周期性があるかどうかをノーザンブロット法により検討する予定である。2骨代謝に存在するリズム構造の決定規則的な明暗サイクルで飼育された動物の血清を1日の様々な時刻に採取し、各種骨代謝マーカーの測定を行った。

その結果、歯髄細胞及び象牙芽細胞における時計遺伝子の発現が確認された。次に硬組織形成細胞における時計遺伝子の発現パターンに周期性があるかどうかをRT-PCR法により検討したところ、視交叉上核での発現パターンに類似し、しかも数時間の位相のずれを示すリズムを認めた。この発現リズムは肝臓や心臓などの他の末梢臓器で同定されたリズムと一致した。2時計遺伝子変異マウスにおける象牙質形成のリズム時計遺伝子Clockに変異を有するマウス(Clockマウス)を対象としそれらの象牙質成長線がどのような周期性で形成されているのかを検索した、その結果、Clockマウスの象牙質成長線は野生型マウスにみられるような周期性構造がほとんど認められなかった。Clockマウスにおいては、自発行動が明暗環境に同調しリズムを示していても象牙質成長線の周期性はすでに損なわれていることから、象牙質形成の周期現象に時計遺伝子が大きく関わっていることが示唆された。3骨代謝に存在するリズム構造の決定規則的な明暗サイクルで飼育された動物の血清を1日の様々な時刻に採取し、各種骨代謝マーカーの測定を行った。骨吸収系マーカー(酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼ活性、ピリジノリン値)、骨形成系マーカー(アルカリホスファターゼ活性、オステオカルシン値)には日内変動が存在することが明らかになった。骨吸収系・骨形成系パラメーター共に、動物の活動期中期に最低値、休息期中期にピーク値をとる位相を示し、それらの変動振幅もきわめて大きいことが示された。今後は、これらの骨代謝回転の時間構造に対応する遺伝子発現が認められるかどうか検討する予定である。
希土類元素添加半導体における電流励起光学利得とその最適化

本研究では「希土類元素添加半導体」を次世代半導体光デバイスの基幹材料の一つとして位置づけ、希土類元素に起因する光学利得を電流注入下で観測し、電流励起による高効率新規固体光増幅器の実現可能性を探ることに最終ターゲットを設定する。高品質な希土類元素添加III-V族半導体の作製には、既に我々のグループで構築している原子レベル制御不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法を基盤としており、高い発光効率を示すように設計された希土類原子周辺局所構造を選択的に作り込むことが可能である。)を用いる。我々は既に室温・電流注入下で動作するEr発光ダイオードの試作に成功している。本年度は、固体光増幅器への展開を目的に、その活性層に使われているEr, O共添加GaAsにおける非平衡キャリアダイナミクスとEr光励起断面積を調べた。得られた知見を以下にまとめる。(1)非平衡キャリアダイナミクス:フェムト秒レーザーを用いた光反射率測定により特徴的な光励起キャリア緩和過程を観測した。その寿命はピコ秒のオーダーであり、Er添加量に比例して減少した。発光強度のフォトンフラックス密度依存性および時間展開を解析することにより得られたEr光励起断面積はフォトンフラックスに依存し、低フラックス領域では10^<-16>cm^2程度であり、実用化されているEr添加光ファイバ増幅器のものと比較して、45桁高かった。一方、高フラックス領域では低フラックス領域に比べて、1桁程度、励起断面積が減少した。このことはオージェ過程の存在を示唆している。)を用いる。研究期間内には、(1)電流励起によるEr光学利得の確認、(2)その光学利得とEr局所構造の相関、(2)Er局所構造とDH構造の観点からEr光学利得の最適化を行うことを目指す。本年度に得られた知見を以下にまとめる。(1)GaAsへの原子レベル制御Er添加技術の再点検:Er-20発光強度を指標として、結晶成長時のEr,O共添加条件(成長温度、ErおよびO供給量、等)を最適化した。しかしながら、SIMS測定の結果、ErとOの濃度比は1:2よりむしろ、2:1であることが明らかとなり、より一層の最適化が必要である。発光強度の注入電流密度依存性および時間展開を解析することにより得られたEr励起断面積は実用化されているEr添加光ファイバ増幅器のものと比較して、56桁高かった。Er添加GaAs活性層厚の増加とともに、指数関数的に減少した。このことはEr励起プロセスがクラッド層から注入される電子および正孔の拡散長により律速されていることを示唆している。)を用いる。
ナノテクノロジーの保存修復学への応用

これまでに様々な分野で活用されている白金ナノコロイド(Colloidal Platinum Nanoparticles:以下CPN)は、触媒作用や活性酸素除去能について期待されており、特にその触媒作用により象牙質の接着に対しても効果が期待出来ると考えられる。これまでの研究にて、ある一定濃度のCPNを一定時間象牙質に塗布すると、4META/MMA-TBBレジンセメントの接着強さにおいて増大する可能性が示唆されている。最近、CPNの中でもコロイド膜の違いにより3種類のCPNが開発されている。しかしながら、それぞれのCPNについて、象牙質への接着に対する効果については不明であるため検証が必要であると考える。また、象牙質接着において長期耐久性がいまだ課題とされるため、その点にも着目することとした。そこで本研究では、3種類の白金ナノコロイドの塗布を接着前処理として使用することによる象牙質ーレジン接着能への効果について、引張接着試験および形態学的観察にて検討することを目的として行った。最終年度には温度負荷による劣化を促進させるサーマルサイクリング試験を全てのサンプルにおいて終了し、そのデータについて検討を行った。その結果、3種類のCPN全てにおいてCPNを塗布しなかったコントロール群と比べて高い接着強さを示し、特に第二世代のCPNが有意に高い値を示した。さらにサーマルサイクルによる劣化試験を行った後の接着強さでは、すべてのCPNでコントロールより有意に高い値となり、CPNの接着能及び耐久性への効果が示唆され、またCPNの違いにより結果が異なることもわかった。プラチナナノコロイド(Colloidal Platinum Nanoparticles:以下CPN)は、低アレルギーかつ活性酸素種の強い除去能と抗酸化作用があるとされ、近年では健康食品や化粧品、また脳梗塞や口腔粘膜疾患の治療応用に使用されてきている。また、CPNの特長として、触媒作用が挙げられ、これによりレジンの重合が促進されることが考えられる。しかしながら、これまでに歯科接着材料に対してのCPN活用に関する試みは少なく、これからの研究が期待される分野である。これまでに、4-META/MMA-TBBレジンの接着操作にCPNを取り入れることにより接着強さが向上するという報告があるが、最適な濃度、処理時間、象牙質接着界面でのCPNの残留や分布、また接着強さ向上のメカニズム等は明らかとなっていない。そこで、本研究は、4-META/MMA-TBBレジンの象牙質接着におけるCPNの至適条件の探索、接着強さへの影響及び長期耐久性についてを検討することを目的として遂行している。4-META/MMA-TBBレジンには筆積み法と混和法とがあり、またモノマーも従来型とクイックがあり、それぞれにおいて象牙質接着強さを微小引張接着試験にて接着強さを評価しているが、従来のモノマーを使用した混和法での応用がもっとも接着強さが安定することがわかってきている。さらに100%CPN溶液を用いた場合にはやや接着強さの上昇が認められた。これからさらにサンプル数を増やすとともに、これらの試料を用いて界面観察を行い、接着界面における分布と界面への影響を詳細にみていく予定である。4-META/MMA-TBBレジンには筆積み法と混和法とがあり、またモノマーも従来型とクイックがあり、接着手法と材料により接着強さとその値の安定性に相違があることがわかった。それぞれにおいて象牙質接着強さを微小引張接着試験にて接着強さを評価してきたが、従来のモノマーを使用した混和法での応用がもっとも接着強さが安定することがわかってきた。さらに100%CPN溶液を用いた場合には接着強さの上昇がわずかに認められた。現在サンプル数が少ないことから、今後増やしていくとともに、さらに条件を変えた群間での比較検討を行なっていく必要がある。また、これらの試料を用いてTEM観察や3D Tomography観察を行う準備を行い、接着界面における分布と界面への影響を詳細にみていく必要がある。現在のところ、研究において最も時間を要すると考えていた接着試験において必要数のデータをすべて獲得することができており、大幅な遅れはないものの、それ以外の評価方法に関して試料作製に時間を有しているため、十分なデータを獲得できているとは言えない状況である。

さらにサーマルサイクルによる劣化試験を行った後の接着強さでは、すべてのCPNでコントロールより有意に高い値となり、CPNの接着能及び耐久性への効果が示唆され、またCPNの違いにより結果が異なることもわかった。今後は、象牙質接着試験を条件を変化させた群間で比較検討を行なっていくこと、さらに長期保存や負荷試験を行った場合の接着強さへの影響を検討していく。接着界面において界面の質やCPNの分布を詳細に観察するために、現在のところTEM及び集束イオンビームを用いた試料加工と超高圧電子顕微鏡を用いて3次元構造観察を大阪大学超高圧電子顕微鏡センターにおいて遂行することを予定しているが、見え方により観察手法を再考する必要が出てくる可能性がある。また、長期耐久性試験においてサーマルサイクルを行う予定にしていたが、pHサイクルや水圧負荷による負荷実験がより耐久性評価に優れている可能性があり、試験方法の再検討も必要であると考える。今後は、当初の予定どおり、走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡による形態学的な評価を加えていくとともに、長期耐久性評価としてサーマルサイクル負荷後の試料評価に取り組んでいく予定である。これから行う予定の評価について、電子顕微鏡観察関連器具、および消耗品の使用、また知識獲得のための学会参加や、今後獲得したデータの発表および論文作成に充てる予定である。
スキーヤーの衝突事故を防止する危険予知プログラムの開発

本研究では、スキーヤー同士の衝突事故を防止するための危険予知プログラムの基礎となる衝突危険場面のシミュレーション映像の作成及びプログラムの方法を試みた。シミュレーションに利用する映像として、(1)スキーヤーの頭(額)部分に超小型CCDカメラを装着し、滑走中の視野をVTR撮影をしたものと、(2)ゲレンデ下方からカメラを固定して一般スキーヤーの滑走する様子を撮影したものの2種類撮影した。収録したVTRテープより、他のスキーヤーと衝突する場面、あるいは衝突しそうになる危険(ニアミス)場面を抽出し採用した。採用した危険場面については、斜直パターン、停直パターン、同降パターン、平行パターンの4種類のパターンを基本に、その場面に潜む次の瞬間の危険を予測することができる内容とし、衝突の危険の予測、結果を回避するために必要な行動、滑走中のスキーヤーの視野と技能レベルについて、予測可能なものを精選して10件の例を作成した。衝突事故の要因とスキーヤーの視界との関係を検討するためにさらに、滑走中の場面で、衝突危険場面の断片的映像を初中級者に呈示し、その場面に潜む危険についての質問項目、コメントなどプログラムの方法については引続き検討する。本研究では、(1)の収録については、被験者が危険に遭遇する機会の少なかったことと、転倒などからVTR機材を保護するという面から、採用できる場面がごく僅かであったものの、危険予知プログラムとしての期待できることがわかった。今後、シミュレーション映像の撮影カメラ位置を変更してさらに危険予知プログラムの精度を高めたい。