hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リバウンドしない肥満解消法の開発

「生活習慣病のもと」ともいわれる肥満を解消するため努力して減量に成功しても、リバウンドしてしまうことが多々ある。一度成功したダイエットをリバウンドさせないため、リバウンド後の脂肪組織で働きが高まっている脂肪蓄積を促進する因子を解明する。その働きを抑えることで永続的に肥満が解消され、肥満が原因となる生活習慣病を撲滅することが期待される。
楕円型偏微分方程式に対する粘性解と球対称解

球対称な係数を持つ非線形退化楕円境界値問題についてその連続な粘性解は存在し球対称解に限るか否か、を中心に研究を行った。われわれの考察した偏微分方程式は次のような形をしている。ただし、領域は、有界なN次元球である。まず有界な領域において考察した。新しくstandard viscosity solution(g=0なるxに対してu(x)=φ(x)すなわちf(|x|,u(x))=0)という概念を導入し、この解に限れば解は存在し球対称解に限ることが証明された。また、上の条件に加えgにある積分条件(gの零点を含むいかなる近傍においてもg^<-1>の積分は発散する)を課すと、連続な粘性解は一意に存在しその解は球対称解であることが示せた。またこの条件は、連続な粘性解は一意に存在するための必要十分な条件であることも示すことができ、この粘性解は球対称解であることも示せた。このTypeの方程式では連続な粘性解の一意存在の条件は、我々の条件がぎりぎりの物であると考えている。これは、O.J.Mに掲載される。次に非有界な領域において、無限遠点である種の境界条件を満たす連続で非有界な粘性解の考察した。連続な粘性解が存在するか否か(存在しない境界条件もある)一意はどうか、またその解は球対称解であるか否かの問題に対し、解が無限大にゆく速度を多項式の位数で分類することにより、無限遠点での境界条件のいれかたを明らかにした。ただし、この場合においては、g,fに十分な滑らかさを仮定している。また準線形半線形退化楕円境界値問題についても考察した。ここでは、g(|x|,u),f(|x|,u)は連続、gは非負な関数で、fはuに関して狭義の単調のみを仮定する。また連続な陰関数が存在しその関数にある意味での滑らかさを仮定した。このとき連続な球対称な粘性解の存在を保証した。一意性に関してはgとfにf/gがuに関して単調増加であるような関数関係を仮定すれば、保証されることを示した。これはF.Eに投稿中。これらの研究をするにあたり、常微分方程式の解の存在定理、また構造定理が大変有効な手段となり、特に,gの零点付近の解析が大変役立った。また、劣粘性解、優粘性解に関する比較定理が大変有効に働いた。科学研究費の助成のもと、課題の一つ「退化楕円型偏微分方程式に対するDirichlet問題」が研究分担者・丸尾健二氏との共同研究により,当初の目標以上の形で解決しました。概要を述べます。次のDirichlet問題:定理2すべてのi∈{1,2,...,k}に対して1≦λi<2ならば,(DP)のviscosity solutionは一意的である。よってviscosity solution⇒radialといえる。定理3あるi∈{

1,2,...,k}に対して0<λi<1ならば,(DP)はmaximumviscosity solutionとminimumviscosity solutionをもち,これらの間に無数のviscosity solutionをもつ.なお,この研究はすでに都立大,福岡大におけるシンポジウムで発表しました。論文作成中です。昨年度に引きつづき、冨田と丸尾は上記の研究課題に取り組みました。方程式:ここで、g(t)(t≧0)は、g(t)≧0をみたす連続関数である。を考察しました。将来の応用のため、g(t)は(昨年度に比べて)より一般なものを扱いました。Ng:={t∈R^1|g(t)=0}が必ずしも有限個ではなく、Ngの1次元測度|Ng|が|Nj〓|>0の場合であっても適用できる理論の確立を目指しました。昨年の研究(論文作成中)はR^Nでの有界な粘性解の存在・一意性・非一意性を調べたものですが、本年度は非有界な粘性解の存在・一意性を中心に調べ、ある程度満足のいく結果を得ました。具体的に述べると、|x|→∞のときのu(x)の挙動を規定することにより、|x|=∞での境界条件をみたす粘性解uを定義するとき、「全空間における非有界な粘性解は一意的に存在する」を証明しました。f(t,y)がyについて単調で、f(t,y)=0の陰関数ψ(t)の存在を仮定するとき、境界条件のタイプがψ(t)の性質とt→∞のときの挙動のタイプとに密接に関係することを明らかにしました。この結果はすでに京大・数理研において公表しました。冨田と丸尾は、この2年間共同研究して得た結果を各地のシンポジウムで発表してきました。その時でた質問・コメントを考慮し、2人で討議を重ね、我々の研究シリーズの第1弾として次の結果にまとめ投稿しました。次のDirichlet問題を考えます:得られた主結果は、(i)球対称な粘性解は存在する、(ii)g(t)=0となるtの近くにおけるg(t)^<-1>の可積分性についての仮定をおくとき、粘性解は一意である。したがって、このとき、粘性解は常に球対称解になっている、(iii)(ii)において課した仮定が満たされないとき、一般に一意性は成り立たない--である。球対称な係数を持つ準線形半線形退化楕円境界値問題についてその連続な粘性解は存在し球対称解に限るか否か、を中心に研究を行った。われわれの考察した偏微分方程式は次のような形をしている。ただし、領域は、有界なN次元球である。ここでg(|x|,u),f(|x|,u)は連続,gは非負な関数で,fはuに関して狭義の単調のみを仮定する。また連続な陰関数が存在しその関数にある意味での滑らかさを仮定した。このとき連続な球対称な粘性解の存在を保証した。これには常微分方程式の解の存在定理、また構造定理が大変有効な手段となり、g(|x|,u)=0の付近の解析に大いに役立った。一意性に関しても研究が進んだ。gとfにf/gがuに関して単調増加であるような関数関係を仮定したうえで考察した。もし、g≠0であれば一意性の崩れる例がある。いま、gがuに関係しているため、粘性解のいわゆるユーザーズガイドの方法は使用できず、連続な球対称な粘性解とうまく比較するという新しい方法を開発し解の一意性を導くことに成功した。当然この解は球対称解である。これはF.Eに投稿中。次に非有界な領域において、gはuに関係しない半線形退化楕円境界値問題において無限遠点である種の境界条件を満たす連続で非有界な粘性解の考察した。
積層鉄心の均質化ベクトル磁気特性モデルを用いた電気機器の高効率高精度電磁界解析

電磁鋼板の磁気特性表現のために,高精度な等方性および異方性ベクトルヒステリシスモデルを開発した。その手法および積層鉄芯の均質化手法を用いた効率的な電磁界解析手法を開発した。磁区構造モデルを改良し,中間スケールの磁化過程の記述を可能にした。周期境界条件を仮定したマイクロ磁気学シミュレーション手法を開発した。1.等方性均質化ベクトル磁気特性モデルを用いた2次元電磁界解析手法の開発等方性均質化ベクトル磁気特性モデルを,有限要素法を用いた2次元電磁界解析手法に組込むことにより,積層された鋼板1枚毎の格子分割を回避した効率的な解析手法を実現した。通常の有限要素法との比較により開発手法の有効性を示した。2.電磁鋼板のベクトル磁気特性計測均質化ベクトル磁気特性モデルは,直流2次元ベクトルヒステリシスモデルと,均質化法による動的モデルの和で与えられる。前者のモデル化のため,直流に近い低周波領域における各種無方向性電磁鋼板の回転/交番ベクトル磁気特性計測を行った。また,後者のモデル化のため,可聴周波数領域における電磁鋼板のベクトル磁気特性を計測した。3.等方性ベクトル磁気特性モデルの改良弱異方性ベクトルヒステリシスモデル(直流モデル)のベースとなる等方性ベクトルモデルの計算効率と表現精度の改善のため,ベクトルプレイヒステロンを用いたヒステリシスモデルを導入した。重み関数を修正することにより回転ヒステリシス損を実測値と一致させる手法を開発した。4.中間スケール磁気特性モデルの改良マルチスケール磁気特性モデルのキーとなる構成要素である中間スケール磁気特性モデルとして,磁区構造モデルの改良を行った。マイクロ磁気学シミュレーションとの比較により,改良により磁化過程の表現精度が改善されることを示した。主要な成果を以下に示す。[ベクトル磁気ヒステリシスモデルの改良]電磁鋼板のベクトル磁気ヒステリシスモデルの改良を行った。プレイヒステロンおよびストップヒステロンのベクトル化手法を改良し,それに基づく自然なベクトルヒステリシスモデルを開発した。等方性ベクトルヒステリシスモデルの改良により,反復手法を用いることなく,回転ヒステリシス損を実測値と一致させることが可能になった。[ベクトル磁気ヒステリシス特性計測]計測装置における磁気シールドと2Hコイル法の効果を検証し,磁気シールドにより2Hコイル法と同等の精度が得られることを示した。また,楕円回転磁束条件におけるベクトルヒステリシス特性の計測を行った。[マルチスケール磁気特性モデル](1)単純化磁区構造モデルを開発した。各磁気エネルギー成分を規格化して汎用性を高めた。エネルギーが極値を取る磁化状態をほぼ全て求めることにより,基本的な磁化機構を明らかにした。2磁区からなる単純なモデルにより,実際の磁性体に見られるような,180°磁壁移動から磁化回転に移行する磁化過程を再現できることを示した。(2)周期構造を仮定したマイクロ磁気学シミュレーションにより,小領域の解析によりマクロ磁気特性を求める手法を開発した。周期条件により静磁界の影響が大きくなることを示し,磁化曲線に対する静磁界の影響を明らかにした。また,磁壁ピンニングによるヒステリシス特性のシミュレーションを行った。[異方性ベクトルヒステリシスモデルの開発]前年度までに開発した等方性ベクトルヒステリシスモデルに異方性を表す行列を乗じることにより異方性を表現する簡潔なベクトルヒステリシスモデルを開発した。回転磁束および楕円回転磁束に対する無方向性電磁鋼板の磁界ベクトルの挙動を精度よく再現できることを示した。[均質化法による交流ヒステリシスモデル開発]電磁鋼板の厚み方向の磁束密度分布を区分一定近似することにより,交流磁束印加時の磁界ベクトルを算出する簡潔な均質化交流ヒステリシスモデルを開発した。有限要素法に対する開発手法の等価性と優位性を示した。[マルチスケール磁気特性モデル](1)単純化磁区構造モデルにより得られる磁化特性の詳細な検討を行った。180゚磁壁移動の磁化過程および単磁区状態が現れる条件を解析的に導出し,異方性,減磁界,磁壁エネルギーが磁化特性に及ぼす影響を明らかにした。形状異方性を表現する単純化磁区構造モデルを開発し,不連続なインピーダンス変化を示す磁性薄膜素子の磁化過程を明らかにした。(2)周期境界マイクロ磁気学シミュレーションにより得られる磁化特性の検討を行った。3次元周期磁化構造時の静磁界の収束特性を明らかにした。大域的減磁界係数を定義することにより,線形磁化特性が得られる場合の磁化率,角型ヒステリシス特性が得られる場合のヒステリシス幅を説明できることを示した。
有明海河口域の自然環境に及ぼす陸水流入の影響

1.有明海に関する数多くの文献資料収集と内容の調査・整理を行い、「流況特性と環境特性」,「物質収支と浄化機能」,「干潟の底質環境と底生生物」,「干潟の物質循環と浄化機能」の4つの項目について取りまとめた。2.有明海全域及び白川・緑川河口域に対する潮流の数値計算を実施し、河川流量変化、潮位変動等に伴う流況特性の把握と、移流物質の拡散状況を数値的に検討した。計算結果は実測値とよく一致し、潮汐残差流に代表される流況の特性は実際の物質拡散現象をよく説明でき、有明海の流況特性と海底底質粒径分布、濁り分布などの環境特性を定性的に評価出来ることが確認された。また、澪の形成や干潟の成長など底泥の移動を調べる数値計算手法、水質変動の数値計算及び3次元流動解析の大枠を作成した。3.緑川河口域に発達した干潟の経年変化(1923年1990年)について、河口部の縦・横断形状を作成・調査し、堆積・洗掘の状況を河川土砂供給量や干潟流況と関連して検討した。また、白川・緑川河口域での流況調査を実施し、流れ及び浮流砂の鉛直構造について検討した。さらに、干潟を形成する微細な底泥の挙動を調べ、流れによる巻き上げと沈降の特性を流況の変化と関連づけて量的に把握した。4.白川・緑川河口域一帯での環形動物種体数、アサリ、ムツゴロウ等の生態調査を行い現状での分布状況の把握と、その変化状況の検討を行った。5.緑川河口一帯での干潟土壌の間隙水を水質分析し、各態窒素、TOC、SSと電気伝導度などの分布特性を調べ、干潟表層部では有機物沈積と光合成の活発さがあることを確認した。また、干潟土壌を採取して、硝化速度と脱窒速度を測定して、河川流入の影響による水質浄化能力の差異を定量的に明らかにした。6.干潟特有の性質である底生動物に着目し、これらが干潟底泥の物理化学特性と浄化機能に与える影響をカラム実験により検討した。底生動物除去及び投入による脱窒素速度の相違を調べ、底生動物が有する干潟の浄化機能を定量的に明らかにした。7.飛来塩分量の現地調査とともに海塩粒子の沈降、降雨の影響、防風ネット(防風林)を考慮した数値計算モデルを考案し、飛来塩分特性を気象条件・地形特性と関連して検討した。また、地形、風向などの空間的変動の要素を考慮出来るように3次元解析手法の大枠を作成した。1.各省庁、県機関、大学などに存在する調査報告書等の数多くの資料収集を行うと共に、5回の研究打ち合わせ会議を開催し、研究方法の検討や研究成果の報告を実施した。

2.流況、水温、水質、底泥、生態系の現地調査に関して、(1)緑川河口から沖合2,000mまで500m毎に深さ方向での水質分析結果、各態窒素は上層、下層で大差のないこと、TOCは表層部で高いこと、SSと電気伝導度は底層で高いことが分かった。秋期から冬季にかけて、緑川河口一帯の千潟土壌の間隙水の水質を検討した結果、NH_4-N, TOC濃度は深くなると高くなる傾向を持っており、千潟表層部での有機物沈積と光合成の活発さがあることを確認できた。(2)白川河口千潟域200m^2を10m毎に土壌採取をして、硝化速度と脱窒速度を測定した結果、河口に近い方が両速度ともに高く、100m沖合よりも硝化速度で22.5mg/m^2/月、脱窒速度で18.21mg/m^2/月の差があり、水質浄化能力に差異が見られる。(3)白川・緑川河口域一帯での環形動物種体数、アサリ、ムツゴロウ等の生態調査を行い現状での分布状況の把握と、その変化状況の検討を行った。(4)白川・緑川河口域での流況調査を実施し、流れ及び浮流砂の鉛直構造について検討した。また千潟を形成する微細な底泥の挙動を調べ、流れによる巻き上げと沈降の特性を流況の変化と関連づけて量的に把握することができた。3.有明海全域及び白川・緑川河口域に対する潮流・波浪の数値計算を実施し、河川流量変化、潮位変動等に伴う流況特性の把握と、移流物質の拡散状況を数値的に検討した。また、澪の形成や千潟の成長等海底変動を調べる数値計算手法の大枠を作成した。飛来塩分量の現地調査とともに海塩粒子の沈降、降雨の影響を考慮した数値計算モデルを考察し、飛来塩分特性を気象条件と関連して検討した。また、沿岸域住民への沿岸環境意識アンケート調査を実施した。1.有明海に関する数多くの文献資料収集を行うと共に、文献内容の調査・整理、さらに「流況特性と環境特性」,「閉鎖海域における物質収支と浄化機能」,「干潟の底質環境と底生生物」,「干潟の物質循環と浄化機能」の4つの項目について取りまとめた。2.干潟特有の性質である底生動物に着目し、これらが干潟底泥の物理化学特性と浄化機能に与える影響をカラム実験により検討した。底生動物除去のために行った篩い分けにより、脱窒酵素活性は不攪乱土に比べ最大30%まで低下した。低下した浄化機能は経過日数とともに回復し、硝化速度及び脱窒素速度において82日後にはほぼ不攪乱土の状態まで回復した。この回復条件の下に底生動物を投入すると、脱窒素反応は表層で大きく促進がみられ、投入後30日後には対照系に比べ、約20%の増加が認められ、底生動物が有する干潟の浄化機能を定量的に明らかに出来た。3.緑川河口域に発達した干潟の経年変化(19231990年)について、河口部の縦・横断形状を作成・調査し、堆積・洗掘の状況を河川土砂供給量や干潟流況と関連して検討した。また、干潟部での流速測定を行い、澪筋では水面付近で砂州の影響が強く、その分布形は上げ潮時と下げ潮時で類似の鉛直分布を示す事が分かった。またSS濃度測定も行い、懸濁物質濃度は上げ潮時の方が大きく、その鉛直分布は一様化する傾向にあり、底面近傍では浮泥層の存在が推定出来た。4.有明海全域及び白川・緑川河口域に対する潮流の数値計算を実施し、河川流量変化、潮位変動等に伴う流況特性の把握と、移流物質の拡散状況を数値的に検討した。計算結果は実測値とよく一致し、潮汐残差流に代表される流況の特性は実際の物質拡散現象をよく説明でき、有明海の流況特性と海底底質粒径分布、濁り分布などの環境特性を定性的に評価出来ることが確認された。また、澪の形成や干潟の成長など底泥の移動を調べる数値計算手法、水質変動の数値計算及び3次元流動解析の大枠を作成した。飛来塩分量の現地調査とともに海塩粒子の沈降、降雨の影響、防風ネット(防風林)を考慮した数値計算モデルを考案し、飛来塩分特性を気象条件・地形特性と関連して検討した。また、地形、風向などの空間的変動の要素を考慮出来るように3次元解析手法の大枠を作成した。
地域の健康行動変容「基本要素」を査定する評価尺度の開発およびメディア情報の検討

本研究の目的は,異なる地域と下位集団のために,ヘルス・コミュニケーションにおいて見られる構成概念の特徴に合わせたメディア情報の効果を調べることであった。最初に,人々の健康意識を高め,健康行動の実践頻度を増加させる役割を担う,複数の理論とモデルのから基本的構成概念を明確にした.その後,地域居住者の特徴を考慮した後に,異なる地域とサブグループの特徴に適応させるために,これらの基本的構成概念に適合するメディア情報を提供し,その介入効果を調べた.本研究は,単一の理論・モデルの適用でなく,構成概念の特徴を異なるコミュニティと居住者の特徴に合わせることで人々の健康意識を高めるために効果があることを示した.本研究の目的は,異なる地域と下位集団のために,ヘルス・コミュニケーションにおいて見られる構成概念の特徴に合わせたメディア情報の効果を調べることであった。最初に,人々の健康意識を高め,健康行動の実践頻度を増加させる役割を担う,複数の理論とモデルのから基本的構成概念を明確にした.その後,地域居住者の特徴を考慮した後に,異なる地域とサブグループの特徴に適応させるために,これらの基本的構成概念に適合するメディア情報を提供し,その介入効果を調べた.本研究は,単一の理論・モデルの適用でなく,構成概念の特徴を異なるコミュニティと居住者の特徴に合わせることで人々の健康意識を高めるために効果があることを示した.本研究の目的は,行動変容に関わる地域の特徴を考慮した上で,人々の健康意識や健康行動の実践頻度を高めることを目的に,1)ヘルス・コミュニケーションを支える複数の理論・モデルにおいて重複していたり,特に重要視される構成概念を整理し直し,「基本要素」による評価尺度を開発すること,そして2)この評価尺度を用いて背景が異なる地域や下位集団を査定し,「基本要素」を基にしたメディア情報を提供し,その効果を検証することである.平成24年度においては,上記目的にそって,まず「基本要素」評価尺度の開発を行った.その内容は,従来,健康行動に関わる介入研究に用いられてきた理論・モデルにおける構成概念の内容を確認し,類似する内容や独自の内容を整理し,研究協力者と確認し合いながら,行動変容の「基本要素」を決定した.「基本要素」評価尺度の質問項目の収集として,食事および運動に関連させ,「基本要素」の内容,および関連する理論・モデルの構成概念から関連する質問項目を作成した.次に,埼玉県比企郡ときがわ町の住民1,500名を対象に,これらの「基本要素」を量的に測定し,あわせて質的評価として,性別,運動ステージの高低,および職種の異なる18のフォーカスグループ・インタビューを行った.以上のように,ときがわ町に適合した介入方法を事前調査によって開発し,「健康づくりスモールチェンジ」というテーマで冊子およびポスターによる健康づくり活動を開始した.スモールチェンジとは,いきなりの運動や食事の改善を目指すのではなく,日常生活における小さな健康行動に注目し,それらの開始・継続を促すことで健康増進,また生活習慣病や慢性疾患の予防に結びつけることを目的とし,ソーシャルマーケティング方略を基にしたポピュレーションアプローチである、本研究では,従来,健康行動に関わる介入研究に用いられてきた理論・モデルにおける構成概念の内容を確認し,類似する内容や独自の内容を整理し,研究協力者と確認し合いながら,行動変容の「基本要素」を決定した。一方で,これらの「基本要素」を基に,中年男女を対象にフォーカスグループインタビューを行いて確認を行い,食事および運動に関連させた実践面での行動内容を探った。その結果,対象者が健康行動について受諾可能性を高めるアプローチとしてスモールチェンジ活動が重要であることがわかった。スモールチェンジ活動とは, 1日の中でエネルギーギャップを解消する具体的方策であり,摂取カロリーの抑制と消費カロリーの増強を行うために,小さな活動を決めて複数実践させることである。これらの推奨内容は,質,量および頻度の要素を示すことによって,実践者自身が内容を決定できるように様々な活動例を収集した。先の「基本要素」は,これらスモールチェンジ活動を継続させるための支援とし,推奨内容と組み合わせることで効果を求めようとした。平成25年度には,スモールチェンジ活動の推奨として,T町住民へのパンフレットの配布をはじめ,プロモーションビデオの制作など,ポピュレーションアプローチによる普及啓発を行い,評価を行った。一方,I県の中小企業においては,スモールチェンジ新聞を用いた介入を行い,メディア利用による行動変容の効果を確認した。本研究の目的は,異なる地域と下位集団のために,ヘルス・コミュニケーションにおいて見られる基本的構成概念の特徴に合わせて形成したメディア情報の効果を調べることであった。最初に,人々の健康意識を高め,健康行動の実践頻度を増加させる役割を担う,ヘルス・コミュニケーションにおける複数の理論とモデルの中で繰り返し現れる基本的構成概念を明確にした.その後,地域居住者の特徴を考慮した後に,異なる地域とサブグループに適応させるために,これらの基本的構成概念に適合するメディア情報を提供し,その介入効果を調べた.本研究は,単一の理論,またはモデルの適用でなく,基本要素を異なるコミュニティと居住者の特徴と合わせることで,人々の健康意識を高めるために効果があることを示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。健康心理学,応用健康科学26年度が最終年度であるため、記入しない。埼玉県比企郡ときがわ町において,住民の特徴やニーズ,そして介入方法に関する質および量による事前調査を行い,それらの調査結果に応じた介入として「健康づくりスモールチェンジ」と題したヘルス・コミュニケーション介入を開始できた.これらの介入開始には,ときがわ町の協力および共同作業の成果が大きく,その後,複数の介入となって現在に至っており,次年度の評価結果に期待している.

平成25年度においては,従来,多くの研究で用いられてきた行動変容理論・モデルおよび技法の内容を整理し,それらを「基本要素」とした上で,地域の住民について見立てを行い,適合した要素を強調して普及啓発介入を実施できた。また,対象者の行動実施に関わる負担感をスモールチェンジ活動によって低減することで効果を高めた。26年度が最終年度であるため、記入しない。埼玉県比企郡ときがわ町における健康づくりスモールチェンジ介入は,自治体の熱意や協力がきわめて大きいために,様々なタイプの介入を,同時に,しかも漸進的に実施することができている.次年度では,地域内における複数下位集団の査定とそれぞれに適合したメッセージの役割なども含めて研究を行いたい.平成26年度においては,平成25年度で実施したポピュレーションアプローチによる介入について,主にプロセス評価の内容から改善を加え,また定期的なニューズレターの配布など,新たなメディア利用によって効果を高めることを期待したい。さらには,介入対象のバラエティを広げることで,本研究が目指す効果的なセグメンテーションを実践したい。
非線形系・時変系に対するLMIベースゲインスケジュール型スライディングモード制御

強い非線形系システムや時変系システムを制御対象として扱い,スライディングモード制御系の超平面の設計をLMIアプローチによるゲインスケジュールH^∞制御理論を用いて設計する.一般に,パラメータの多くが変化する制御対象のゲインスケジュール制御は計算機能力の実時間処理の困難さから実現が容易でない.しかし,スライディングモード制御系の場合,最終的に,制御入力の数だけ低次元化されるという独特の制御構造を有しているため,パラメータの多くが変化する制御対象でも容易にゲインスケジュール制御が実現可能である.この点がLMIベースゲインスケジュール型スライディングモード制御のきわめて優れた本質的利点である.一方,スライディングモード制御においても,非線形系には非線形超平面を設計するのが常識となっていた.しかし,非線形超平面を設計するのは容易でなく,実用的でない.しかし,ゲインスケジュール制御によって非線形系に対する超平面が容易に設計できる.これが第2の利点である.すなわち,強い非線形系システムや時変系システムにとってゲインスケジュール制御もスライディングモード制御もそれぞれ1長1短が存在しており,強い非線形系システム,強い時変系システムに関する強力な制御系設計理論が存在していないのが実情であったが,本研究は上述の長所をそれぞれ結合し,超平面をLMlベースのゲインスケジューリングによって時々刻々変化させ,低次元化されかつ,スライディングモードになった状態でロバストな追従サーボ系を実現することによって強い非線形系や時変系に対する優れた制御性能を実現することによりこの問題を克服する.この点が本研究の際立った独創的な概念である.本研究ではジャイロ作用の強い磁気軸受の制御に開発した本手法を適用して,本提案の有効性を理論的かつ実験的に検証した.設計法は簡便であり、また、強い安定性を保持した設計法であるため十分に実用に供することができることを明らかにした。強い非線形系システムや時変系システムを制御対象として扱い,スライディングモード制御系の超平面の設計をLMIアプローチによるゲインスケジュールH^∞制御理論を用いて設計する.一般に,パラメータの多くが変化する制御対象のゲインスケジュール制御は計算機能力の実時間処理の困難さから実現が容易でない.しかし,スライディングモード制御系の場合,最終的に,制御入力の数だけ低次元化されるという独特の制御構造を有しているため,パラメータの多くが変化する制御対象でも容易にゲインスケジュール制御が実現可能である.この点がLMIベースゲインスケジュール型スライディングモード制御のきわめて優れた本質的利点である.一方,スライディングモード制御においても,非線形系には非線形超平面を設計するのが常識となっていた.しかし,非線形超平面を設計するのは容易でなく,実用的でない.しかし,ゲインスケジュール制御によって非線形系に対する超平面が容易に設計できる.これが第2の利点である.すなわち,強い非線形系システムや時変系システムにとってゲインスケジュール制御もスライディングモード制御もそれぞれ1長1短が存在しており,強い非線形系システム,強い時変系システムに関する強力な制御系設計理論が存在していないのが実情であったが,本研究は上述の長所をそれぞれ結合し,超平面をLMIベースのゲインスケジューリングによって時々刻々変化させ,低次元化されかつ,スライディングモードになった状態でロバストな追従サーボ系を実現することによって強い非線形系や時変系に対する優れた制御性能を実現することによりこの問題を克服する.この点が本研究の際立った独創的な概念である.本研究ではジャイロ作用の強い磁気軸受の制御に開発した本手法を適用して,本提案の有効性を理論的かつ実験的に検証した.設計法は簡便であり,また,強い安定性を保持した設計法であるため十分に実用に供することができることを明らかにした。

強い非線形系システムや時変系システムを制御対象として扱い,スライディングモード制御系の超平面の設計をLMIアプローチによるゲインスケジュールH^∞制御理論を用いて設計する.一般に,パラメータの多くが変化する制御対象のゲインスケジュール制御は計算機能力の実時間処理の困難さから実現が容易でない.しかし,スライディングモード制御系の場合,最終的に,制御入力の数だけ低次元化されるという独特の制御構造を有しているため,パラメータの多くが変化する制御対象でも容易にゲインスケジュール制御が実現可能である.この点がLMIベースゲインスケジュール型スライディングモード制御のきわめて優れた本質的利点である.一方,スライディングモード制御においても,非線形系には非線形超平面を設計するのが常識となっていた.しかし,非線形超平面を設計するのは容易でなく,実用的でない.しかし,ゲインスケジュール制御によって悲線形系に対する超平面が容易に設計できる.これが第2の利点である.すなわち,強い非線形系システムや時変系システムにとってゲインスケジュール制御もスライディングモード制御もそれぞれ1長1短が存在しており,強い非線形系システム,強い時変系システムに関する強力な制御系設計理論が存在していないのが実情であったが,本研究は上述の長所をそれぞれ結合し,超平面をLMIベースのゲインスケジューリングによって時々刻々変化させ,低次元化されかつ,スライディングモードになった状態でロバストな追従サーボ系を実現することによって強い非線形系や時変系に対する優れた制御性能を実現することによりこの問題を克服する.この点が本研究の際立った独創的な概念である.本研究ではジャイロ作用の強い磁気軸受の制御に開発した本手法を適用して,本提案の有効性を理論的かつ実験的に検証した.設計法は簡便であり、また、強い安定性を保持した設計法であるため十分に実用に供することができることを明らかにした.
遠心送風機における翼通過周波数騒音の発生機構に関する研究

遠心送風機の主要な分離騒音である翼通過周波数成分および、低流量域で発生する旋回失速に起因する分離騒音について、音源の特性と騒音伝播系の特性とを分離して考慮する予測・評価法を導入した。本年度は、流速、圧力および外部騒音の詳細な計測により音源特性を把握すると共に、送風機の吸込・吐出管路系をも含めた騒音伝播モデルを提示し、騒音予測・評価法に関する幾つかの新しい知見を得た。主な研究成果は以下の通りである。(1)翼通過周波数成分の音源特性の評価は、騒音源と考えられる舌部上の圧力変動と外部騒音圧との相関解析により、数dBの精度で予測する事が可能となった。これにより、舌部隙間や先端半径などの幾何形状が騒音特性に与える影響を定量的に把握すると共に、その特性を物理モデルで表現することで騒音の発生機構を明確に示した。(2)旋回失速に起因する分離成分については、羽根社内の失速セルの旋回特性と密接に関連していることを見い出し、運転回転数や流量を実験パラメータとして、詳細な実験研究を行った。これにより、吸込・吐出管路系を含めた系全体の特性を考慮することで、騒音レベルを低減できることを示した。特に、吐出管路系に発生する共振現象により、管路系が動吸収器として機能し、音響エネルギを口金隙間より吸収する現象を明らかにした。この現象を有効に利用すれば、管路長さや断面積の変化だけで騒音レベルの低減が可能となる。また、系全体を構成要素とした波動モデルにより、上記現象を理論的に説明することができた。(3)顕著な分離騒音を誘起する失速セルの特性についても合わせて検討を行い、遠心機特有の非対称渦形室の影響から、失速セルが羽根車方向において異なる形状や旋回速度を有することも明らかにした。
分極構造をもつアズレン縮環グラフェンナノリボンの合成と物性評価

本研究は、過去に例の無いアズレンを核とするグラフェンナノリボンを設計・ボトムアップ合成への挑戦である。すなわち、アズレンを高度に縮環して骨格内に組み込むという独自の発想に基づき、アズレン固有の分極を分子全体に伝播させるとともに、5員環・7員環の幾何構造を活かした新奇なPAHの創成に波及させることを目標とし、最終的には機能性有機材料・薄膜の開発を目指す。
鶏卵管内精子の運動促進因子に関する研究

一般に哺乳類精子は温度の上昇に伴い、その運動は活発になる。これに対して、鶏精子は特異的で正常体温である40°C付近では運動を停止し、温度を下げると可逆的に運動を再開する。精漿中では、この現象は認められず、活発な運動を行う。したがって、精漿中には体温付近で鶏精子の運動を促進させる因子が存在し、自然交尾の際、精子の卵管内上昇に役立つものと考えられる。本研究では、この因子の存在を明らかにする目的で行った。結果は次のとおりである。1.精子の運動は、TES/NaCl緩衝液中ではほとんど停止していた。これに対して、4°C、10万Gで30分間の遠心分離によって得られた精漿中では、無処理区及びDowex処理区とも、その濃度が高くなるにしたがって、精子の運動が活発になった。また、その値は無処理区の方が優れていた。一方、無処理区ではインキュベートして20分間は、精子の運動性がほぼ一定であったのに対し、Dowex処理区では時間の経過に伴い次第に低下した。2.精漿のゲルろ過を行ったところ、無処理区では2か所の画分で運動性のピークが認められた。Ca^<2+>濃度を測定したところ、第2のピークとCa^<2+>濃度のピークが一致した。Dowex処理区では、精子の運動性が、分子量100200の第1のピークにのみ認められ、第2のピークは出現しなかった。3.第1のピークの溶液を凍結融解、各種の有機溶媒処理及び100°Cで5分間の加熱処理を施し、その後の精子の運動性に対する効果を検討したところ、この画分はメタノール可溶性であり、かつ熱安定性であった。以上の結果から、精漿中には40°Cで鶏精子の運動を促進させる因子が存在すること、この因子の1つはCa^<2+>であり、もう一方は分子量100200の熱安定性な低分子物質と推察された。
電子顕微鏡による生きたナノ微細構造の解析～昆虫の多様な機能をサブセルラー化する～

我々は、昆虫が潜在的に備えているバリアー能を模倣・利用するという新しい視点から革新的電子顕微鏡技術(NanoSuit法)の開発に取り組んできた。既にこの方法を五界説で示される原核生物、原生生物、菌類、植物、動物に適用し、従来のものとは全く異なる画像を得ている。本研究ではこの技術を展開し、アリ・クモ・セミ・ハムシ・雪虫などの、頭部、脚先、感覚器等に注視し、多様な昆虫の表面の網羅的データ化を行ない、これまでに報告されていなかった表面構造を明らかにした。これらの成果は今後、論文および書籍として発表する。さらにNanoSuit法に、エネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析法を組み合わせて、これまで誰も成し得なかった生体の超微細構造を壊すことなく、生きたまま・濡れたままの状態で元素分析することにも成功した。また我々は、切除したばかりの昆虫の組織をFE-SEM内で含水状態のまま観察する為に、昆虫の体表面物質を規範とし、グリセリンなどを主成分とするSurface Shield Enhancer(SSE)の開発に成功した(国際出願番号PCT/ JP2015/052404)。切り出した組織を、何も処理することなくそのまま高真空に曝すと重量は60%ほど減少する。これに対し、新規SSE溶液で処理しNanoSuitを形成させると、減少率は10%未満となり高いバリア能を発揮することが示唆された(Takaku et al, 2017他)。このように、多様な生物試料を含水状態のままFE-SEMで観察・解析することに成功したが、本研究ではさらに、人工物のゲルをNanoSuit法で保護する技術開発を行なった。水の凝集力を高める生物の仕組みを規範とし、NanoSuit形成用の新規溶液を作成し、人工物のゲルの濡れたままの観察を可能とした(論文作成中)。28年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、昆虫を中心に種々の生物を、高真空環境を必要とする電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)内での動的観察に成功し、世界中の科学者が日常的に行っている固定・乾燥法の映像とは似て非なる構造を観察している。本技術"NanoSuit法"は、ナノ薄膜を生物全体に覆い体内のガスと液体成分の漏出を防ぐものであり、現在では生物個体だけでなく組織や細胞まで観察できるようになった。この技術を用いて、各種昆虫表面のサブセルラー・サイズの解析を行い、データを蓄積し、また原核生物界、原生生物界、植物界、菌類界、動物界にまで広げ、すべての生物界に含まれる生物の生きたままの観察を可能にした。さらに昆虫の動的観察法を拡大し、生物と生物、生物と基質との相互作用を観察できるようにして、バイオミメティクスが必要とするサブセルラー・サイズの生きたままの構造解析と相互関係の動的解析を行なっている。また、NanoSuit法に、元素分析装置による解析技術を組み合わせ、電子顕微鏡レベルでの生きたままの元素の特定・分布の確認がはじめて出来るようになった(Takaku et al.,論文作成中)。観察試料における、電子顕微鏡レベルでの生きたままの元素の解析法は当初は予期せぬものであり、NanoSuit法よる高解像度・高分解能観察による結果に加え、生きたままの元素マッピングは当該分野の飛躍的発展に寄与できる。申請者らは既に、これまで報告のない種々サブセルラー・サイズの微細構造をNanoSuit法により確認している。

次年度はこれらの解析に上記元素分析法を組み合わせ、さらなる展開をはかり研究をまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
新規マラリア伝搬阻止ワクチンの開発

三日熱マラリア原虫の生殖母体に発現する抗原(Pvs230)に対する特異抗体が、蚊によるマラリアの伝搬を阻止する活性を有するか否かの検定を、流行地であるタイ王国の調査地において実施した。患者から採血したマラリア原虫を含む血液に組換えタンパク質を抗原として作成したウサギ抗Pvs230抗体を混合し、人工吸血器を用いてマラリア媒介蚊に吸血させた。吸血蚊を約20日後に解剖して中腸に寄生するマラリア原虫数を計測した結果、Pvs230を標的とする抗体が有効な伝搬阻止活性を有することが明らかになった。申請者らは、コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で作製した組換えタンパク質を用いたスクリーニングによって、新規伝搬阻止ワクチン候補抗原として数種類のマラリア原虫タンパク質を見いだすことに成功した。本研究は、これらのタンパク質に対する抗血清が伝搬阻止活性を有するか否かについて、流行地のマラリア患者から採血した原虫を用いた人工吸血法(メンブレンフィーディング法)によって検討し、流行地住民の自然感染による免疫のブースト効果が期待できるマラリア伝搬阻止ワクチンの開発をめざして実施している。本年度は、まず生殖母体および生殖体、融合体で発現する抗原に対する抗体の伝搬阻止活性を測定する人工吸血法の有効性について既知のPvs230に対する抗体を用いて検討した。その結果、患者から採血後、直ちにいくつかの希釈倍率の抗体と混合し、その後にメンブレンフィーダーを用いてマラリア媒介蚊(Anopheles dirus)に吸血させることで、標的分子に対する伝搬阻止活性の測定が可能であることを確認した。また、これまでのネズミマラリアの研究から同定することの出来た2種類の熱帯熱マラリア原虫生殖母体タンパク質のcDNAを有する発現プラスミドから、コムギ胚芽無細胞合成系を用いて、それぞれの組換えタンパク質の大量合成及びアフィニティー精製を行った。また、三日熱マラリア原虫の相同の分子(オーソログ)についても、同様の方法でタンパク質の合成、精製を行った。精製した組換えタンパク質を用いてウサギ、マウスを免疫し、抗血清を作製した。抗体の特異性と抗体価の検定を、組換えタンパク質を用いたELISA法および熱帯熱マラリア原虫を用いた間接蛍光抗体法によって実施した。申請者らはすでに、コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で作製した組換えタンパク質を用いたスクリーニングによって、新規伝搬阻止ワクチン候補抗原として数種類のマラリア原虫タンパク質を見いだすことに成功している。本年度は、生殖母体および生殖体、融合体で発現する抗原に対する抗体の伝搬阻止活性を測定する人工吸血法の有効性について、新たに作成したPvs230に対する抗体を用いてタイ国ターク県メーソトのマラリア診療所を訪れた患者から採取した感染血液を材料として検討を行った。その結果、患者から採血直後に作成した特異抗体を混合し、その後いくつかの希釈倍率に調整した後に人工吸血器を用いて蚊に吸血させることで、生殖母体および生殖体に発現するタンパク質を標的とする伝搬阻止活性の測定精度が向上することを確認した。また、ネズミマラリアを用いた新たな伝搬阻止候補抗原の探索を行った結果、雄の生殖体に特異的に発現する新たな抗原分子を同定することに成功した。この分子に対する抗体を作成し、マウスに受動免疫して実施した伝搬阻止活性の測定では、コントロールに比較して実験群の蚊中腸に形成されるオーシストが70%減少するという結果を得ることが出来た。現在、コムギ胚芽無細胞合成系を用いて、ヒトマラリア原虫の相同分子の組換えタンパク質の合成を行っていおり、引き続いて、ウサギを用いた特異抗体の作成、そして流行地の患者から採取した原虫を用いた伝搬阻止活性の測定へと進める予定である。コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で作製したネズミマラリア原虫の組換えタンパク質を用いて作成した抗体による虫体における分子局在を指標としたスクリーニングの結果、新規伝搬阻止ワクチン候補抗原として複数のマラリア原虫タンパク質を見いだすことに成功した。本研究ではヒトマラリアを対象として、これらの標的分子に対する抗血清が、実際に伝搬阻止活性を有するか否かについて、流行地のヤラリア患者から採血した原虫を用いた人工吸血法(メンブレンフィーディング法)によって検討し、流行地住民の自然感染による免疫のブースト効果が期待できるマラリア伝搬阻止ワクチンの開発をめざして実施した。

本年度は、生殖母体および生殖体、融合体で発現する抗原(Pvs230)に対する抗体を用いて、人工吸血法を用いて抗体の伝搬阻止活性を測定するプロトコールの有用性と当該抗体の伝搬阻止能の検定を、タイ国の共同研究者と新たにタイ国カンチャナブリ地域に設定した調査地において実施した。カンチャナブリ地域内の3か所のマラリア診療所を訪れた患者からインファームドコンセントを得た後に採血した三日熱マラリア感染血球を研究材料とした。採血直後に、抗Pvs230特異抗体またはコントロール抗体を患者血球に混合した後に、人工吸血器を用いて現地のマラリア媒介蚊(A.dirus)に吸血させた。吸血蚊を室温で約20日間飼育した後に、解剖して中腸に寄生するマラリア原虫数を計測した。その結果、Pvs230を標的とする抗体が有効な伝搬阻止活性を示すことが確認できた。また、伝搬阻止ワクチン候補抗原として新たに見いだした別の原虫分子についてもコムギ胚芽無細胞合成系を用いて組換えタンパク質の合成に成功した。現在、抗原分子をウサギに免疫して特異抗体の作成を行っている。
エネルギーの移動に焦点化したエネルギー学習プログラムの開発

1目的イギリスのエネルギーの移動を中心概念に据えたエネルギー概念導入の方略をベ一スに,中学生を対象にエネルギー学習プログラムを開発,試行する。さらに,プレ・ポストテストを実施し,本プログラムの有効性を検証することを目的とする。2方法1主にイギリスをはじめとしたエネルギー概念導入の特質の分析を行い,これらを基礎とした学習プログラムを開発する。2試行授業を実施し,生徒の変容をアンケート調査等により評価し,授業の有効性を検証する。3成果イギリスの初等教育段階KS1・2段階の教科書の1つNew Star Science (Ginn社)とその教師用指導書, KS3段階の教科書"Spectrum" (Cambridge University Press), "Science" (Collins), "Framework Science" (Oxford), "Spotlight Science" (Nelson Thornes)について,エネルギー概念に関する記述の分析を行った。それによると, KS1・2段階では, 6年生の電気や食物連鎖の学習でエネルギーの記述が幾つか見られるのみである。KS3段階の各社の教科書のエネルギーの単元では,エネルギー資源や電気の学習に関連して構成されている。同本やアメリカでは,エネルギー概念の導入を主に位置エネルギーや運動エネルギーなどの力学分野を中心に行うのに対して,イギリスでは,主に電気やエネルギー資源の内容と関連付けて導入を図っている点に特徴がある。また,ナショナル・カリキュラムで記載されたエネルギー概念の導入の特徴である「エネルギーの移動」は, 4社の教科書で学年は異なってはいるが, 3年間のどこかに必ず「エネルギーの移動」という名称の小単元が設定されている。エネルギーの移動については,その形態を変えながら空間や物質内を移動する様子を図を用いて視覚的に表現しているものが多かった。そこで,その方法を日本の中3理科におけるエネルギーの学習場面に適用し,試行授業を行った。その結果,エネルギーの移動の理解だけでなく,変換効率への理解を促進する効果も見られ,その有効性を見出すことが出来た。
刺激伝導系における各種ペプチドリセプタ-の解析と生理学的意義

ANPおよびNPYのreceptorはラット心筋および刺激伝導系には、ほとんど存在していなかった。ANG II receptorは心筋にはわずかに存在するのみであったが(10fmol/mg protein以下)、刺激伝導系には密に存在していた(洞結節28.6±5.9,房室結節72.2±6.8fmol/mgprotein n=6,meanS±S.E)。また心拍数や心収縮力に影響を与える節後交感神経を出している星状神経節には、ANP、NPYおよびANG IIの3者のreceptorが存在していた。このことはANPおよびNPYは刺激伝導系に直接作用するのではなく星状神経節を介して心拍数に影響を与えていると考えられた。ANGIIは直接、刺激伝導系のreceptorを介して心拍数に影響を与えていると考えられたので摘出ラット心を用いて生理作用を検討した。ラット心を定流潅流下(6ml/g)で心電図を記録し、1μM^<(-)>propranololを潅流し、さらに1nMのANG IIを潅流してその影響を観察した。1μM^<(-)>propranololで潅流すると、全例、心拍数の低下およびP-R時間の延長を認めかつ2匹は房室ブロックとなった。1μM^<(-)>propranolol存在下で1nMのANG IIを潅流すると全例において心拍数の増加およびPR時間の短縮を認め、さらに房室ブロックも同調律に回復させた。以上よりラット心の刺激伝導系は血中のANG IIを直接感知して心拍数を増加すると考えられた。ANGIIは心筋のみでなく刺激伝導系には特に密に存在していた。また心拍の調節に大きく関与している星状神経節について調べてみるとANP、NPY、ANGII3者のreceptorが存在していた。このことは、ANPおよびNPYは刺激伝導系に直接作用するのではなく星状神経節を介して心拍数に影響を与えていると考えられたので摘出ラット心を定流潅流下で心電図を記録し1μM(-)propranololを潅流し、さらにInMANGIIを潅流してその影響を観察した。1μM(-)propranololで潅流すると心拍数の低下、P-R時間の延長さらには房室ブロックが認められたが1nMANGIIは1μM(-)propranolol存在下でも心拍数の増加およびP-R時間の短縮を来たし、さらに房室ブロックも洞調律に回復させた。以上よりANGIIはラット心において、positive chronotropic actionがあるものと考えられた。ANGII receptorは心筋にはわずかに存在するのみであった(10fmol/mg protein以下)、刺激伝導系には密に存在していた(洞結節28.6±5.9、房室結接72.2±6.8fmol/mgprotein n=6、mean s±S.E.)。また心拍数や心収縮力に影響を与える節後交感神経を出している星状神経節には、ANP、NPYおよびANGIIの3者のreceptorが存在していた。ラット心を定流潅流下(6ml/g)で心電図を記録し、1μM^<(-)>propranololを潅流し、さらに1nMのANGIIを潅流してその影響を観察した。

1μM^<(-)>propranololで潅流すると全例、心拍数の低下およびP-R時間の延長を認めかつ2匹は房室ブロックとなった。1μM^<(-)>propranolol存在下で1nMのANGIIを潅流すると全例において心拍数の増加およびP-R時間の短縮を認め、さらに房室ブロックも洞調律に回復させた。以上よりラット心の刺激伝導系は血中のANGIIを直接感知して心拍数を増加すると考えられた。
骨芽細胞に及ぼす微小重力・高重力の影響

骨組織に対する長期の荷重負荷の除去は、骨吸収と骨形成の両者を阻害すると考えられているが、その生理的な機構はほとんど解明されていない。これらの変化を細胞レベルで観察するため、マウス骨芽細胞由来培養細胞を模擬微小重力(クリノスタット)下で培養し、重力の減少が細胞の増殖や分化に及ぼす影響を解析した。これまで培養細胞に対する荷重付加を取り除く環境を作り出すためクリノスタット回転培養(模擬微小重力)の手法が広く用いられてきた。しかし、これらの手法においては回転による振動や細胞培養液の対流または流動によってもたらされる要因を排除することが困難であった。従って、我々は模擬微小重力環境を作り出す為に水平軸回転(模擬微小重力)と垂直軸回転(回転対照)の2軸を持つクリノスタットを開発し、この装置を用いてMC3T3細胞とHeLa細胞の増殖や細胞周期に模擬微小重力の及ぼす影響を調べた。24時間の静置培養後、模擬微小重力下で48時間培養した骨芽細胞は、静置対照群と比較して14-38%細胞の増殖が阻害された。一方、回転対照群(水平回転培養)は、増殖抑制は殆ど受けないことがわかった。また、骨芽細胞に対する対照細胞として用いたヒト子宮癌腫由来のHeLa細胞では、増殖抑制は-2-29%であり、骨芽細胞ほどは模擬微小重力の影響を受けないことがわかった。更にこれらの細胞の細胞周期をフローサイトメトリーで分析した結果、対照群と実験回転群との細胞周期のパターンでは、クリノスタット回転群のS期が若干高くなったが、有意な差は認められなかった。これは細胞周期の特定の時期が模擬微小重力の影響を受けるのではなく、細胞周期全体が遅延することを示している。現在、骨芽細胞の遺伝子発現に及ぼす模擬微小重力の影響を調べるために、細胞増殖に関連した因子のmRNA発現を解折している。生体内の骨に対する長期間の荷重負荷の除去は、骨吸収と骨形成の両者を阻害することが知られている。この骨形成や骨代謝に及ぼす重力の影響を調べることを目的として、模擬微小重力(クリノスタット)または高重力(遠心)下で、骨芽細胞由来のMC3T3細胞培養し、その応答性の違いを解析した。研究開始の初年度であったので、まず模擬微小重力下での培養を行うための装置(大量培養用クリノスタット:特注品)の完成を目指した。更に、この装置に備え付ける細胞培養容器は、現在は市販のものを用いているが、培養液中に少量の気泡が混入する場合があることが判明した。多量の気泡の混入は、培養液の対流を引き起こしその刺激がストレスとなって、本来の目的である模擬微小重力の影響を観察することが困難となる。このことについては、現在、気泡の混入が起こらない培養容器を開発すべく、培養容器の蓋の部分に改良を加えたものを試作し、かなり改善されつつある。今年度は、細胞骨格系の構造タンパク質であるマイクロフィラメントの細胞分裂中期以降の再構成過程に、重力変化がどの様な影響を及ぼすかをファロイジン-ローダミン染色によって調べた。対照群(静置培養や水平回転培養)と比較して、実験群(垂直回転培養)はマイクロフィラメントの形成が阻害される傾向を示したが、有為な差は認められなかった為、この点に関してはさらに詳細に解析してゆきたいと考えている。また、細胞培養系における骨形成の1つの指標として、コラーゲン合成活性を現在解析中であるが、微小重力下で培養した細胞群は、この合成活性も低い傾向を示唆する結果が得られている。これらの結果が、上述の細胞培養液の流動によるストレスによってもたらされたものか、それとも重力のベクトル方向を回転によって分散させて得られた模擬微小重力の影響によるものなのかを更に今後、詳細に解析してゆきたいと考えている。