hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺門部の画像診断における組織のNMR特性と病理組織像の比較に関する研究

このコイルの入出力特性を明らかにし,またファントームによるMR像を撮像して,その検討結果を平成5年11月のマグネティックス研究会において発表した。しかしこのコイルについてはまだ感度が不十分であり,実際の応用には更に改善,検討が必要である。肺門部リンパ節転移のMRI診断のために,肺癌切除術後の肺標本のMR像と病理組織像とを直接対比し,肺門部の正常及び腫大リンパ節を中心とする軟部組織信号を解析した。1.正常肺門部リンパ節はT1強調像,T2強調像でともに低信号域として,気管支壁や血管壁あるいは周囲の軟部組織や腫大リンパ節とは分離して描出された。脂肪組織はT1,T2強調像で高信号強度を示して気管支や血管壁周囲の結合織に分布し,これが気管支や肺血管壁,またリンパ節の被膜周囲を強く描出させたものと考えられた。2.正常な肺門部リンパ節は短径で1cm以下のものが多く,また気管支や肺血管の間にあって複雑な形をとることも多いため,スライス厚810mmのMRIでは周囲の気管支壁や血管壁,あるいは軟部脂肪組織などとの重なり合いのために比較的信号強度の高い集合像として描出される場合も多いと思われた。3.腫大リンパ節転移と同様に正常リンパ節もT1強調像で低信号,T2強調像で高信号を示すと理解されてきたが、標本MR像の検討では,肺門部の正常リンパ節はT2強調像でも低信号に描出された。この理由の一つとして,成人肺標本のリンパ節のいずれにも肉眼的に強く認められた炭粉沈着の存在を挙げたい。炭粉沈着はリンパ節を線維化へ,したがって水分量減少へと進行させ、MR信号低下の原因となりうると考えた。4.腫大リンパ節はT1,T2強調像で信号強度が上昇するが周囲の脂肪組織を含む軟部組織よりも低く、正常リンパ節あるいは気管支壁や血管壁等と識別可能であると思われた。
株式・債券市場における計量経済学的分析

本研究は、平成2年度の文部省科学研究費(総合A)の補助金に基づいて行われた。本研究は、証券・債券市場における代表的な投資理論である資本資産評価モデル(CAPM)や裁定評価モデル(APT)を中心に、これらのモデルが日本の市場で有効に作用するか否かについて、市場デ-タを用いて実証的に研究することが目的であった。プロジェクト期間中数回にわたって研究会を開き、理論的な発展と計量分析上の問題点についてレビュ-を行った。また、研究成果の一部については7月に北海道大学で開催された日本統計学会や8月にスペインのバルセロナで開催された国際計量経済学会世界大会でそれぞれ論文の報告を行った。いくつか研究で主なものとして、和合は金融時系列デ-タでランダムウォ-クモデルが適当か否かを調べるいわゆる単位根の問題に関して、ベイズアプロ-チから新たな検定法を提案した。また、斯波・和合は最近の投資理論で有力になっているファクタ-モデルをカルマンフィルタ-を用いて動学的に発展させるモデルを提案し、日本の株式収益率デ-タに対して適用した。米澤は日本の金融市場におけるCAPMの再検討とAPTモデルの実証分析を行った。いろいろな計量経済学的な問題中、例えば係数制約の妥当性の問題について、ベイジアン統計学の観点から事後オッズ比を用いてこの制約がデ-タにとって望ましいものであるかどうかを要約する方法を検討した。金融分野での応用では、多くの場合デ-タの動きについての事前の信頼といったものが存在する。この事前の情報を分析にとり入れる方法としてベイジアンによる分析が優れているが、今まで余りこの面での実証研究が行われていなかったのは、事後分布の評価に際して解析的に行うのが困難な高次元の積分計算の為であった。最近のモンテカルロ積分による数値積分法の発展により、この問題は実際に計算可能になっており、現在この方法による実証研究を実行中である。
電子図鑑のための小生物の三次元形状計測手法の開発

本研究では,専門家だけではなく素人でも簡単に利用できる,昆虫など小生物の形と動きを計測するための12台のカメラと計測ステージおよび処理を行うコンピュータの組み合わせで,可搬可能なシステムを構築することを目指すものである.特に,内側を鏡にした円筒を魚眼レンズにより上下から観測し,ステレオ計測により三次元形状を計測する方法について,シミュレーションおよび計測装置を試作し検討を行った.平成17年度は,シミュレーションならびに試作に重点を置いて研究を行い,本提案システムにより三次元形状計測が可能であることを確認した.さらに平成18年度においては,まず計測精度向上のために,ステレオマッチング手法の検討を行った.その結果,SSDを用いたブロックマッチングによる対応点探索よりもDPマッチングを用いた探索の方が精度が良くなることが分かった.また,カメラと円筒鏡の位置関係をこれまでは理想的な配置になっていると仮定して,シミュレーションならびに試作システムでの実験を行っていたが,実際にシステムを使う場合,カメラと円筒鏡の位置関係を正確にキャリブレーションする必要がある.そのため,円筒鏡の底面に同心円を用いたパターンを配置し,観測される画像からキャリブレーションを行う手法の検討を行い,カメラの傾きや円筒鏡の中心とカメラの光軸のずれを補正できることが分かった.さらに,試作システムに光源システムとしてリングライトを取り付け,効率よく対象物体の細部まで計測が可能になった.本研究は,専門家だけではなく一般の人も手軽に利用できる,昆虫など小生物の形と動きを計測するための12台のカメラと計測ステージおよび処理を行うコンピュータの組合せで可搬可能な装置の開発を試み,また計測対象の質感を正確に再現することを目指すものである.平成17年度においては,コンピュータシミュレーションによる計測手法の妥当性の検討行い,その実験結果にもとづいた計測装置の試作を行った.本研究で提案している計測手法は鏡を利用しており,既存のコンピュータグラフィックス手法によるシミュレーションが可能である.そこで,円筒鏡を用いた計測手法のシミュレーション実験を行い,形状計測精度の検討を行った.形状計測手法としてはステレオ計測手法を応用し,1枚の画像から計測対象全周の形状計測が可能であることが実証された.これにより,対象物体が動く場合でも動きを含めた計測が可能であることが分かった.なお,ステレオ計測時の対応点探索にはSSDを用いたが,より精度よく形状を計測するには非線形の対応点探索手法の検討が必要である.また,シミュレーション実験によって得られた知見をもとに,昆虫などの小生物を効率良く詳細に三次元計測するための計測システムの試作を行った.直径10cmと20cmのガラス円筒の内側に銀を蒸着させることでミラーコーティングを施し,円筒鏡を試作した.平成18年度では,実際にカメラで計測し,本システムの有効性の検証を行う予定である.本研究では,専門家だけではなく素人でも簡単に利用できる,昆虫など小生物の形と動きを計測するための12台のカメラと計測ステージおよび処理を行うコンピュータの組み合わせで,可搬可能なシステムを構築することを目指すものである.特に,内側を鏡にした円筒を魚眼レンズにより上下から観測し,ステレオ計測により三次元形状を計測する方法について,シミュレーションおよび計測装置を試作し検討を行った.平成17年度は,シミュレーションならびに試作に重点を置いて研究を行い,本提案システムにより三次元形状計測が可能であることを確認した.さらに平成18年度においては,まず計測精度向上のために,ステレオマッチング手法の検討を行った.その結果,SSDを用いたブロックマッチングによる対応点探索よりもDPマッチングを用いた探索の方が精度が良くなることが分かった.また,カメラと円筒鏡の位置関係をこれまでは理想的な配置になっていると仮定して,シミュレーションならびに試作システムでの実験を行っていたが,実際にシステムを使う場合,カメラと円筒鏡の位置関係を正確にキャリブレーションする必要がある.そのため,円筒鏡の底面に同心円を用いたパターンを配置し,観測される画像からキャリブレーションを行う手法の検討を行い,カメラの傾きや円筒鏡の中心とカメラの光軸のずれを補正できることが分かった.さらに,試作システムに光源システムとしてリングライトを取り付け,効率よく対象物体の細部まで計測が可能になった.
睡眠時間が身体運動に与える影響についての精神生理学的研究

本研究は、慢性的な睡眠不足(睡眠負債)とスポーツ関連の身体運動との関連を検討する。得られた結果を踏まえて、睡眠時間の延長によって身体運動機能が回復・向上する機序の解明を目指すものである。24時間型の現代社会で問題となっている睡眠負債は、スポーツを含む身体運動に負の影響をおよぼしているにもかかわらず、脳神経基盤に焦点を当てた研究は少ない。これら一連の研究成果を踏まえ、睡眠負債の蓄積、さらに睡眠時間の延長が身体運動に与える影響を精神生理学的に検討し、その機序を解明しようと試みる。具体的には、睡眠負債が運動機能を低下させるメカニズムを解明するために、睡眠負債が運動関連の高次機能に及ぼす影響を精神生理学的に調べる。睡眠時間を2週間にわたって通常より2時間程度短縮させた群(睡眠負債群)と睡眠時間を2週間にわたって通常より2時間程度延長させた群(睡眠延長群)、比較対照群を対象に実験を行う。介入開始前と介入1週間後、2週間後、介入終了後1週間後に、睡眠および高次機能の評価をそれぞれ行う。スポーツ関連の遂行機能として、サッカーを主題としたLSPT(Loughborough Soccer Passing Test)を採用し、高次機能の客観的評価として注意機能を測定するPVT(Psychomotor vigilance task)を計測する。目標としては、今後得られる実験結果を分析し、主にアスリートを対象に、神経科学・認知科学の点から運動機能を向上させる睡眠指針の確立につなげていきたい。2018年度の前半は、実験に用いる課題LSPTの設営準備と倫理審査委員会の承認作業とを行った。本研究計画は、本学倫理審査委員会にて2018年12月に承認された。LSPTの機材設営は、場所の確保や機材の耐久性など難題があったが、解決され予備実験にて実施が可能となっている状態である。また実験課題は、LSPTだけでなく、Rondo(鳥かご)という課題も採用した。Rondoでは、5m×5mの中で3人の対象者がパスを3分間にわたって回し、その際、協力者1人がボールを奪う役割を行う。3分間の中で何回ボールを取られたかの回数を計測する。サッカー競技で頻繁に見られる注意・運動機能を評価する目的である。予備実験から、睡眠負債群2週間にわたって通常より2時間程度短縮させた群(睡眠負債群)の被験者確保に難航しており、介入期間の短縮や睡眠制限条件の緩和など、被験者の侵襲度を低くする方向で修正することを検討している。行動計など睡眠覚醒リズムの計測は、準備段階でも順調に機能している。スポーツ科学から認知科学・睡眠科学まで幅広い領域での文献資料収集・知見集積にも時間を充当している。2019年度前半において、本格的な介入実験を実施する。諸条件については前述したとおり、侵襲度を下げた条件(介入期間の短縮、睡眠制限時間の短縮)を設定して、研究の本来の目的が損なわれないよう留意しながら、被験者の数が増える努力を行う。2019年度中半までに対照群、介入群10名の実験を完了し、データ整理と統計解析に進む予定である。学内発表会での発表で内容を修正しつつ、学会報告の抄録作成、提出につなげていきたい。

予備実験から、睡眠負債群2週間にわたって通常より2時間程度短縮させた群(睡眠負債群)の被験者確保に難航しており、介入期間の短縮や睡眠制限条件の緩和など、被験者の侵襲度を低くする方向で修正することを検討している。行動計など睡眠覚醒リズムの計測は、準備段階でも順調に機能している。スポーツ科学から認知科学・睡眠科学まで幅広い領域での文献資料収集・知見集積にも時間を充当している。2019年度前半において、本格的な介入実験を実施する。諸条件については前述したとおり、侵襲度を下げた条件(介入期間の短縮、睡眠制限時間の短縮)を設定して、研究の本来の目的が損なわれないよう留意しながら、被験者の数が増える努力を行う。2019年度中半までに対照群、介入群10名の実験を完了し、データ整理と統計解析に進む予定である。学内発表会での発表で内容を修正しつつ、学会報告の抄録作成、提出につなげていきたい。本実験の開始が遅れに伴い。謝金の支払いも次年度となる。また、購入予定機器に新機種発売の予定があったため、その機器の次年度とした。
微細加工超伝導検出器アレーによる中性子イメージング

本研究では、MgB2検出器中の同位体10Bと中性子の核反応熱を利用して熱中性子を捕捉することに成功した。多チャンネル超伝導特性評価計測システムを構築しバラツキのない素子の開発に成功した。中性子照射のマシンタイム2回の配分を受け1回目の予備実験に続き、2回目の照射実験に備えたが3月11日に東日本大震災のJ-PARC被災のため追加のマシンタイムが得られなかった。しかし、20psパルスレーザーとピエゾXYZ走査機構を利用して、2x2CHアレー素子と多チャンネル測定系の検証実験に成功した。超伝導体を微細加工した超伝導検出器は空間分解能の高い検出器として大きな発展の可能性をもつ。また、^<10>Bと中性子の核反応と組み合わせることで中性子検出器への道も拓かれている。二硼化マグネシウムMgB_2超伝導体中のボロン同位体^<10>Bとの効率的な中性子核反応によるナノスケールの局所熱を利用して、一つひとつの熱中性子をカウントできる中性子検出器となり得ることが、研究代表者により提案された。本研究に先立ち、高品質のMgB_2薄膜の実現、MgB_2薄膜の微細加工技術の確立、MgB_2検出器の試作、パルスレーザーによる信号検出、最終的にMgB_2検出器による中性子捕捉に成功している。本研究の目的は、MgB_2検出器や多重構造を持つアレー構造へと研究を高度化させ、中性子のイメージングに応用することである。多チャンネル化を推進することを目標としたが、充当できる予算の額からチャンネル数の目標を2x2CHの4CHのシステムに絞り、開発することを目標に設定した。また、それぞれのチャンネルの信号処理は、七ログ方式とし、すべての信号をデジタルオシロスコープで補足することとした。これに成功すれば、将来、チャンネルを増やすことは原理的に容易に対応できることがわかる。石田は、研究計画の遂行と総括を担当した。野口・川又は、MgB2の微細加工とLabVIEWによるシステム化とパルスレーザー核反応模擬実験を担当した。加藤は簡易熱伝導シミュレーターの開発とBogoliubov-de Gennes方程式による準粒子ダイナミクス解析を担当した。北條は原子炉での照射実験とマシンタイムのアレンジを行った。町田は時間依存Ginzburg-Landau方程式、Maxwell方程式、及び、熱伝導方程式を連立させて実際のデバイス形状や物質パラメータを入れて、大規模並列計算を行うとともに、超伝導転移端センサー(TES)の過剰ノイズの起源に挑戦した。四谷・佐藤・宇野は電子ビーム描画装置やプラズマエッチングによるMgB2の微細加工により、中性子検出器に適した形状を実現した。王・島影はカルーセル型スパッタリング装置と蒸着装置で高品質・表面の平滑なMgB2薄膜、NbN薄膜を成膜した。中性子のマシンタイムは限られているため、JSTイノベーションプラザ大阪に用意した実験室にて、パルスレーザー(パルス幅20ps)でMgB2の中性子とボロンの核反応を模擬する実験をした。原子炉マシンタイムで、実際に中性子を照射する実験を行い、MgB2素子による検出を成功させた。計画は概ね、計画通り進捗した。また、次年度の研究計画に対する指針を得た。本研究の目的は、MgB2検出器や多重構造を持つNbN微細加工系のアレー構造へと研究を高度化させ、中性子のイメージングに応用することである。超伝導体を微細加工した超伝導検出器は空間分解能の高い検出器への展開が可能である。また、10Bと中性子の核反応と組み合わせることで中性子検出器への道も拓かれる。複合するようなアイデアは、二棚化マグネシウム超伝導体中のボロン同位体10Bとの効率的な中性子核反応によるナノスケールの局所熱を利用して、一つひとつの熱中性子をカウントできる中性出器であり、研究代表者が提案した。既に、高品質のMgB2薄膜の実現、MgB2薄膜の微細加工技術の確立、MgB2検出器の試作、パルスレーザーによる信号検出、最終的にMgB2検出器による中性子捕捉に成功している。平成20年度、石田は、研究計画の遂行と総括を担当した。中性子のマシンタイムは限られているため、JSTイノベーションプラザ大阪に用意した実験室にて、パルスレーザー(パルス幅20ps)でMgB2の中性子とボロンの核反応を模擬する実験を準備した。本研究でピエゾ方式によるXYZ駆動ステージを利用して、パルスレーザー光を2次元走査できる機構を製作した。そのために、XYZ駆動ステージとコントローラーを購入した。また、クライオスタットを改造し、パルスレーザー光スポットを走査できるようにした。これにより、前年度に準備した2x2 MgB2検出器アレー構造のための検出回路の設計を行った。

加藤は簡易熱伝導シミュレーターの開発とBogoliubov-de Gennes方程式による準粒子ダイナミクス解析を担当した。北條は原子炉での照射実験とマシンタイムのアレンジを行ったが本年度はマシンタイムの確保には至らなかった。原子力機構・町田は、20年度、超伝導デバイスだけのシミュレーションだけでなく、外部電磁環境との接続を考慮したシミュレーションの枠組みを考察した他、熱発生後の超伝導体内のダイナミクスの理論を高温超伝導体に適用し、固有ジョセブソン接合においては、発熱効果が接合間の同期を促すことが可能であることを明らかにした。佐藤と宇野は中性子検出器に使用する温度センサ材料の研究を行なった。特に仕様として要求される耐放射線性に優れた材料の候補の一つであるCr-Nの成膜条件と特性の関係を調べた。特に重要な成膜パラメータである基板温度と低温における電気特性の関係を調べた。その結果、結晶性、電気特性は基本研究の目的は、MgB_2検出器のアレー構造へと研究を高度化させ、中性子のイメージングに応用することである。超伝導体中のボロン同位体^10Bとの中性子核反応によるナノスケールの局所熱を利用して、一つひとつの熱中性子をカウントでき、研究代表者により提案され、中性子捕捉に成功している。石田は、研究計画の遂行と総括を担当した。20psパルスレーザーとピエゾ方式XYZ駆動ステージを利用した2次元走査できる機構を製作し、1x4CH、2x2CHのシステムへ適用した。その結果、MgB_2検出器の一様性が検出効率の確保に必要なことが分かった。野口は、LaB6を用いた時期カロリーメーター方式の中性子検出器の基礎原理をしらべるために、高品質単結晶の評価と化工を担当した。川又は、LabVIEWによるシステム化とパルスレーザー核反応模擬実験を担当した。加藤は、3次元有限要素法を用いて、Bogoliubov-de Gennes方程式を解く数値計算プログラムを開発した。これは、今後超伝導検出器内の準粒子の非平衡状態の時間発展を調べることに利用できる。北條は、ナノ領域分析手法の開発により、ZrO_2内の欠陥ループを分析電顕により観察・分析した。研究用原子炉等の修理等による運転中止のためマシンタイムは実現できなかった。町田は、高精度大規模シミュレーションの結果を受け、MgB_2の電子構造とシミュレーション結果の関係について、MgB_2マルチバンド超伝導を記述する時間依存ギンツブルク・ランダウ方程式を導出できた。佐藤と宇野は、中性子検出装置に用いるためのCr-N薄膜を用いた磁場中でも使用できる温度計の開発を行なった。大型冷凍機による室温から4K程度まで電気抵抗率が測定できるシステムを構築し、Cr-N薄膜の窒素含有量のわずかな差異が電気抵抗率の温度依存性および格子間隔に影響を与えることを示した。四谷は、窒化クロムの室温から0.6K近傍まで高感度に計測可能な温度計を開発した。この温度計の磁気抵抗効果は極めて小さく10Tの磁場下で温度誤差10mK以下が達成できることが分かった。王は、カルーセル型スパッタリング装置で高品質・表面の平滑なMgB2薄膜、NbN薄膜を成膜した。
舎密とオランダ科学:蘭学の基層の研究

本研究実績の概要は、以下の通りである。(A)オランダ科学史についての最近の成果についての研究は、主に、K.van Berkal,H.A.M.Sneldersによる諸著作を中心に、それらの梗概をインデックス化できた。これらは、オランダ人の協力者の助言を得て、日本では従来から、本格的な紹介・検討の遅れているオラン科学史の、最近の成果について、特に17世紀から19世紀にかけてのおおまかな見取り図が得られた。この件については、本研究者を中心として、オランダ科学史優れた概説書であるK.van BerkelによるIn het Spoor van Stevim:Geschiedenic van be natuurwetenschap in Nederland 1580-1940(邦訳仮題:「オランダ科学史1580-1940」)の完全な訳稿が製作されたので、本研究の一端として、この翻訳の発表の企画も進行中である。(B)オランダ原書の検討については、岐阜・くすり博物館、大阪・杏雨書屋、京都大学図書館などでの、広範な書誌学的調査をおこなった。この悉皆的な書誌学上の検討にもとずき、内容の科学的な用語にかんしての、系統的な分析がなされ、特に、化学用語について、今後のコンコーダンス的な発展研究への展開のための基礎となるデーターの蓄積が、コンピューターを利用するかたちでおこなわれた。これらのフォーマットの検討を通じて、化学の概念的分析における、いわゆる「概念地図」(コンセプチュアル・マップ)が、研究対象とした、Segur,Isfording,Buijsらの各書目について画定され、今後のさらなる研究への、重要な礎石が築かれた。
リズム性運動による中枢セロトニンレベルの変化が心身に及ぼす影響について

セロトニン神経は睡眠や覚醒、鬱や不安等にも関係する重要な神経である。本研究ではセロトニン神経がリズム性運動によって活性化するという、ユニークな特徴に注目して実験を行い以下の結果を得た。1、ヒトを対象として、ゆっくりとしたリズムの呼吸運動(呼吸法)を20分間行わせた。その結果、呼吸法前後に定量した尿及び血液中のセロトニンレベルは呼吸法後に増大した。呼吸法中に記録した脳波を1分毎に周波数解析したところ、high-frequencyα波(HFα波)帯域のパワーが呼吸法開始後約5分の時点から増大した。呼吸法前後に心理テストを実施した結果、呼吸法後には不安が少なく活気のある心理状態になった。2、#1と同様の呼吸法の最中に、ヒラメ筋にH反射を誘発し、振幅の経時的な変化を調べた。その結果、呼吸法開始後約5分の時点からH反射振幅が増大する結果を得た。また、呼吸法前後に定量した尿中のセロトニンレベルは呼吸法後に増大した。3、リズム性運動としてガム咀嚼を20分間行わせ、その最、中に侵害受容屈曲反射(nociceptive flexion reflex : NFR)を誘発して、その大きさの経時的変化を調べた。NFRの誘発刺激は痛みを伴うので、VASによって痛みを主観的に評価した。その結果、NFRの大きさにガム咀嚼開始後約5分の時点から減少した。VASはガム咀嚼中に減少し、NFRの大きさと有意な相関があった。ガム咀嚼前後に定量した血液中セロトニンレベルはガム咀嚼後に増大した。以上の結果から、リズム性運動は脳幹にあるセロトニン神経を活性化させ、その投射先である大脳皮質に対しては脳波のHFα波の増加、脊髄前角に対してはα運動ニューロンへの促通効果、脊髄後角に対しては侵害伝達を介在するニューロンに対しての抑制効果に貢献すると考えられた。また、リズム性運動は被験者の活気や不安に関係する心理状態、主観的な痛みをも改善すると考えられた。本研究では、脳幹の縫線核にあるセロトニン神経はリズム性運動によって活性化される、という動物実験で得られたユニークな特徴をヒトを対象に検討する。リズム性運動の典型例として、ゆっくりとしたリズムの呼吸運動(呼吸法)を採用し(呼気時間が912秒、吸気時間が68秒、1分間に34回)、開眼あるいは閉眼状態で20分行わせた。呼吸法を行っている間の被験者の覚醒レベルを調べるために、脳波を断続的に記録し、また、セロトニン神経の活性化について推測するために尿中セロトニンレベルを測定した。さらに、被験者の心理状態をSTAIと問診によって調べた。その結果、呼吸法を継続すると開眼と閉眼状態のいずれの状況においても、呼吸法開始約5分後から脳波のα2帯域(10-13Hz)のパワーが増大を開始し、呼吸法開始後約10分でピークを迎え、その後20分まで増大したパワーが維持された。一方、閉眼で行われた呼吸法の開始直後にはα1帯域(8-10Hz)のパワーが出現したが、呼吸法開始約5分後までに減少した。呼吸法の前後に測定された尿中セロトニンレベルは、呼吸法開始前と比べて呼吸法終了後に有意に増大した。また、問診の結果から、全ての被験者は不安の少ない覚醒状態にあることが明らかとなった。以上の結果は、α2帯域のパワーの上昇が不安の少ない覚醒状態と関係し、α2帯域のパワーの増大の背景には、脳の広範な領域に投射するセロトニン神経の活性化が関与する可能性を示唆している。

以上の結果から、リズム性運動は脳幹にあるセロトニン神経を活性化させ、その投射先である大脳皮質に対しては脳波のHFα波の増加、脊髄前角に対してはα運動ニューロンへの促通効果、脊髄後角に対しては侵害伝達を介在するニューロンに対しての抑制効果に貢献すると考えられた。また、リズム性運動は被験者の活気や不安に関係する心理状態、主観的な痛みをも改善すると考えられた。
貯水池の水質改善用気泡式攪拌機の水理設計指針と最適形状に関する研究

貯水池の富栄養化の重要な指標であるリンの高濃度化を防ぐ手段として、上下層の水塊の移動を活発化させ、溶存酸素に富む水表面付近の水を水底付近に移動させ、底泥からのリンの溶出を防ぐ試みがある。本研究では最適空気量とか有効なエネルギ-変換方式に焦点を当て、理論的に追跡が可能な形式を念頭に置いた。したがって、基礎的な部分では単一気泡の挙動の解析を行ない、次の段階では単一気泡を揚水筒内に閉じ込める形式での攪拌機を対象として研究を行なった。単一気泡の形状は上面が球形、下面は不安定ながらもほぼ平面であり、上昇速度と気泡体積との関係はポテンシャル流れの解とよく一致することが分かった。気泡の後流には渦輪状の構造があり、その循環領域に周囲流体が巻き込まれて気泡と共に上昇する。循環領域の体積は気泡体積の約20倍であり、また、2層間の混合から揚水量を求めると、注入空気量の約25倍であることが分かった。2成層中に水面付近にまで達する揚水筒を用いて、気泡により下層を揚水する方式においては、次のことが明らかになった。気泡の上昇により、誘起される流れにより下層水が揚水される。しかし、ある時刻よりは筒内の流れは下降流に転ずる。下降流に転ずる前に次の気泡を発生させ、繰り返し揚水を行うときに最も高い揚水効率を得ることができる。下層水は揚水筒を飛び出すと水面に衝突し、水面に沿って拡がる。この拡がり距離は筒の出口での密度フル-ド数と筒の直径で無次元化した被り水深の2つのパラメ-タにより表わされることが分かった。また、筒の出口に円板を設置して噴出水の流向を変化させる試みを行なった。しかしこれによって筒内の下降留に関する流況は変化せず、円板はエネルギ-効率の改善には寄与しないことが分かった。筒内流速の時間的変化、揚水効率等は理論的に求めることができる。貯水池の富栄養化の重要な指標であるリンの高濃度化を防ぐ手段として、密度成層を破壊し、上下層の間の水塊の移動を活発化し、溶存酸素に富む水表面付近の水を水底付近に移動させようとする試みがある。こうした手段の中で塔状の潜水構造物を用い、気泡により成層破壊を行う方式が試験的に建設されている例がある。しかしながら、成層度に応じた最適な空気量、成層の崩壊過程、気泡により誘起される流れ場の定量的な予測は現段階では困難である。本研究では気泡式撹拌機を設計条件の確立と、最適な吐き出し口形状を得ることを目標に研究を進めている。基礎的な段階として、理論的な解析が可能な単一の気泡の挙動を、主として可視化により計測した。半球カップを一定速度で回転させることにより、単一の大きな気泡を発生させた。実験では水深110cmを一定にし、淡水層60cm、塩水層50cmの2層を作り、気泡の体積、2層の密度差を変化させて運動および混合の変化を調べた。気泡の形状は上面が球形、下面は不安定ながらもほゞ平面であり、上昇速度と気泡体積との関係はポテンシャル流れの解とよく一致することが分かった。

気泡の後流には渦輪状の構造があり、その大きく循環した領域に周囲流体が巻き込まれて気泡と共に上昇する。後流は完全には閉じていず、循環領域の体積は気泡体積の約20倍であることが分かった。界面低下量から揚水量を求めると、それは注入空気量の約25倍であることが分かった。この比率は2層間の密度差、気泡体積に依らずほゞ一定値であった。揚水筒形式にして気泡を注入した場合には、被り水深が効率に大きく関与する。筒の出口形状を変化させ、現象の変化を調査中である。本研究では、水面近くまで達する長い揚水筒を用いて気泡を発生させ、深層の高密度水を揚水して水面までもち上げ、その後、自由に落下させて混合を促進し、密度成層を破壊する方法を提案した。この密度成層の破壊により富栄養化の防止を図ることができ、工学的に有用である。研究は、主として理論解析によっており、対象は淡塩2成層系中に水面付近まで達する長い筒(気泡筒)を立てた場合とした。解析は、以下に述べる3つの部分に分けて行った。最初に気泡により筒内に誘起される流れの特性を解析した。つぎに、高密度水が筒より飛び出し、水面に衝突した後に水面に沿って拡がるときの拡がり幅を求めた。最後に、高密度水が重力プル-ムとして水面位置から落下するときの密度分布の変化およびポテンシャルエネルギ-の増加分を求めた。解析結果より、以下のことが明らかとなった。深層水が気泡により誘起されて筒内を上昇するが、ある時刻より流れは下降流に転ずる。実際の深層水揚水においては気泡の発生の瞬間から下降流に転ずる瞬間までが気泡の発生周期である。また、高密度水は筒を飛び出し、水面に衝突したのち、水面直下を大きく拡がる。この拡がり幅は筒の出口での密度フル-ド数と筒の直径で無次元化した筒の出口から水面までの距離の2つのバラメ-タ-により表わされることがわかった。さらに、高密度水が重力プル-ムとして降下することによって密度界面付近に遷移層が形成され、ポテンシャルエネルギ-が増加していくプロセスが明らかになった。特に、ポテンシャルエネルギ-の増分を気泡を発生させる際に要するエネルギ-で徐してエネルギ-効率を求めた結果、最大19%程度まで上昇し、従来の気泡筒をもちいない場合より効率が大幅にアップすることが示された。また、エネルギ-効率は発生させる気泡の体積が小さいほど良いことがわかった。
真核生物で高度に保存された新規細胞分裂関連タンパク質YPELファミリーの機能追究

YPELファミリータンパク質は、事実上すべての真核生物に存在して極めて高い相同性を保持しており、その遺伝子コピー数(パラログ数)は高等な生物ほど多い傾向がある。またこのファミリーのメンバータンパク質は、中心体や紡錘体に局在し、細胞周期の進行とともに局在が変化する。特にYPEL5タンパク質は、間期には主に核に、分裂中期には紡錘体上に局在し、さらに細胞質分裂時にはミッドボディーに局在を大きく変化することを昨年度報告した。今年度はYPELファミリータンパク質が、細胞分裂関連タンパクでSer/Thrタンパクキナーゼ活性を持つAuroraファミリーやバーデット・ビードル症候群(BBS)原因遺伝子タンパク質の中心体における挙動とどのように関連するを検討した。BBS症候群の原因遺伝子のうちBBS4、BBS6、BBS8は中心体や微小管に強く相互作用すると考えられている。またAuroraファミリーも中心体、紡錘体に局在している。特にAuroraタンパクとYPEL5タンパク質に関しては、実際にAurora-AとAurora-B特異的抗体を用いてYPEL5抗体との二重染色を行い、YPEL5とAuroraタンパクの存在場所・場面が比較的近く、相互作用している可能性が示唆された。YPELファミリータンパクは、Auroraファミリータンパクのように、細胞分裂間の様々な局面で多彩に機能を発揮している可能性が大きいと考えられる。また、YPELファミリーの各メンバーのcDNAをベイトとしてイーストツーハイブリッド法(Y2H)を行った。まずは機能解析の進んでいるYPEL5を優先に行い、相互作用タンパク質を出来る限り多く同定することを目指した。今回の実験では、BBS症候群の原因遺伝子やAuroraファミリー遺伝子は同定されなかったが、数種類の細胞分裂関連遺伝子や機能未知遺伝子を同定した。現在は同定した遺伝子の細胞内局在解析を行っており、まもなく論文投稿の予定である。YPELファミリー蛋白質は、事実上すべての真核生物に極めて高い相同性を保持して存在しており、その遺伝子コピー数(パラログ数)は高等な生物ほど多い傾向があることを昨年度報告した。すなわち、哺乳類では5種類、両生類、鳥類では3種類、魚類、原索動物、節足動物、線形動物では2種類のYPEL、パラログ遺伝子の存在が確認できていた。しかし今年度、鳥類や魚類ゲノムの構造解明が進み、その結果を詳細に解析したところ、それらに新たなYPELファミリーメンバーが存在する可能性が予測された。特にメダカでは、YPEL5のオルソログと考えていたYpelb(後にYpelb1と再命名)とは別に、YPEL5により相同性の高いYpelb2が存在することがESTの解析でわかった。YPEL5の真のオルソログはYpelb2であると考えられる。哺乳類では、YPEL14はアミノ酸配列で相互に8397%の高い相同性を持つが、YPEL5のみはYPEL14とは4450%の比較的低い相同性を示した。YPELファミリーの系統樹解析から、脊椎動物で高等になるほどコピー数は増えたが、YPEL5だけは1コピーを保っていることがわかる。しかし、上記のメダカの結果から、魚類は例外でYPEL5相当のYpelbが2コピー存在することが明らかになった。一方、cos-7細胞を用いて細胞内局在をさらに詳細に解析したところ、YPEL14は間期には中心体またはその周辺に存在するが、分裂期においては複数のドット状の構造が赤道面周辺部に局在することがわかった。また、YPEL5は間期には主に核に、分裂中期には紡錘体上に局在すること、さらに細胞質分裂時には中央体に局在を劇的に変化させることも明らかになった。現在、YPEL5の機能解明の手がかりを得るために、培養細胞で発現量を増減させる実験も進行中である。また、YPELファミリー蛋白質の局在とその変化が、バーデット・ビードル症候群原因遺伝子蛋白質の中心体における挙動とどのように関連するかも検討していく予定である。

今回の実験では、BBS症候群の原因遺伝子やAuroraファミリー遺伝子は同定されなかったが、数種類の細胞分裂関連遺伝子や機能未知遺伝子を同定した。現在は同定した遺伝子の細胞内局在解析を行っており、まもなく論文投稿の予定である。
文化財(建造物・史跡等)の保存・修理・復原の理念と方法に関する基礎的研究

1994年11月1日6日の間、「世界文化遺産奈良コンファレンス」が開催され、無事終了した。この会議で、世界遺産条約の作業指針として記されている文化遺産のオ-センティシティの問題が、さまざまの角度から論じられた。本研究はこの国際会議に向けて、日本の文化遺産とくに建築物の保存・修理の方法が、国際的な価値基準に耐えられるか否か、また日本が主張すべき独自性は何かについて研究と討議を重ねることであった。研究は主として東京において研究会の形で進められた。8回、延べ参加者164名による研究会で、日本の伝統的な修理方法、明治以後の実証主義的方法による修理の確立、西欧とは異なる方法・理念・基準をもつ建築保存のあり方などについて論じられた。また日本の修理の実態を諸外国の参加者に理解してもらうための準備作業、オ-センティシティをめぐって提出された英仏の論文等の翻訳も行なわれた。これらの研究成果は、奈良における国際会議に十分に反映され、日本はホスト国としての役割を果たしたと考える。本研究に関連して得られた知見を要約すると次のようなことになろう。1)明治以来の日本の建造物修理の方法は、科学的・実証的裏付けに基づいて実施されており、現行のオ-センティシティの基準ならびにヴェニス憲章の倫理に照らして何等問題はない。2)しかしその一方、日本は材料の周期的交替を必要とする点で、木材を主体とする比較的短命の材料によって拘束されており、同時に伝統的な修理方法をも受け継いでいる。3)文化のあり方の多様性を考慮すると、評価基準としてのオ-センティシティは西欧中心でありすぎるので、今後、景観や無形文化財をも対象に含めることのできる新しい評価の枠組を構築する必要であろう。
ゴシック建築家の旅行事績と行動圏に関する研究

1)ゴシック期の発端を作るカロリング建築の重要遺構史料である、ザンクト・ガレン修道院平面図に関連して当時の西ヨーロッパに於る建築設計技術伝播の背景を考察した。W・ホーンとE・ボーン共著の大部研究書を概観し、カロリング尺度に基く格子図面構成の解明を通じてザンクト・ガレン、ライヘナウ、フルダ、アイルランドに至り、また反転して古代ローマ、ビザンチンに遡るゲルマン文化の脈絡の大筋を裏づけ得た。我我が多年追求してきたローマ尺・カロリング尺による平・立面図構成法のひとつの源流を確認、これを中世建築設計史の中に位置づけることができた。このことについて研究論文を日本建築学会で発表の予定である。2)ゴシック建築展開の基盤となった、中世の技術と社会変動の経緯について、A・ボルスト、L・ホワイト、R・ペルヌウ等の所説を検討し、より精密・具体的な状況把握を得た。特に輸送革命の一端となった馬具の改良について、ヴィラール・ド・オヌクールの画帖に見るスケッチの意味の重要性が再認された。J・ハーヴェイ、阿部謹也の著作により中世人、特に建築職人の移動の交通路と旅行事例を考察し得た。また、それらの模様を示す絵画事例等多数を収集した。3)ゾディアク双書ほかの文献により、ヴィラール・ド・オヌクールの画帖の各スケッチの題材との対照・比較を軸に材料を選択、建築・彫刻・絵画遺構の図版・写真を複製・整理し、相互関連の考察を進めた。4)ユー・リベルジェほかのゴシック建築家の墓石に刻まれた建築家像の構成を分析し、16目方眼法による解析と、やはりカロリング尺・ローマ尺の使用を確認し、ヴィラールの人物図と同様の手法が各地に行なわれたことを見出し得た。これについて学会大会報告をまとめた。5)九州芸術工科大学において電算機援用図像処理、鳥取大学において文献調査を行ない、貴重な成果が得られた。
広域送電線網を利用した潜在的風力エネルギー開発のための風速マップ作成

平均高さ4060mの送電鉄塔頂部を利用したNeWMeK風速記録(199303年)に基づいて,風力エネルギー開発のための九州地区の風速分布特性を検討し,以下の所見を得た.1.1年間平均風速では,九州北西の沿岸部で3.5m/s程度となるが,5m/sを超える地点は少ない.また,本結果はNEDO技術開発による風況マップに比べて,山地部で差異が目立つ.2.月平均風速及び季節別では,冬季12,1月および春季2,3,4月に平均風速が高いが,台風による強風を除けば,夏から秋にかけての平均風速は小さい.年間平均風速では高風速でも,一年を通じて安定している観測点は希である。3.10分間平均風速の標準偏差を日平均風速値で除したものを「日平均乱れの強さ」と定義し,長周期的な変動の指標とした.年間平均風速の高い観測点ほど日平均乱れの強さは小さい.また,12,1,2月では日平均乱れが小さく,台風時を除いても夏季は大きい.4.風向出現率は観測点周辺地形の影響を強く受けるため,観測点毎に値が大きく異なる.一般に沿岸部に比べて九州中部の山間地で風軸上の風向出現率が大きい.北及び西よりの風が主風向となる観測点が多く,西風の場合に風軸上の風向出現率が大きい.主風向に着目した平均風速は全風向を考慮した年平均風速より高い風速を示す傾向がある.5.風力エネルギー密度分布は,平均風速分布に比べ観測点ごとの値の差が顕著になり,本研究で用いた手法では九州全体の傾向を把握できなかった.NEDO技術開発による風力エネルギー密度マップを比較すると分布傾向が大きく異なる.北よりの風では九州北東部で風力エネルギー密度がやや大きい.東風の場合には熊本・大分両県を中心にした観測点で,南風の場合には九州北部の観測点で,また西風の場合には北九州から大分を中心とした九州北東部の観測点で,風力エネルギー密度が高い傾向が見られる.本研究の目的は,平均高さ4060mの送電鉄塔頂部を利用した風速記録をベースに,九州地区での風力エネルギーの潜在マップを作成することである.本年度は,以下の研究を実施した.1.広域高密度風観測(NeWMeK)による121箇所の観測データを用いて,九州地区での1991年から2002年までの36ヶ月分の風速記録の中から10分間平均風速の連続記録を選定し、べき指数1/7で地上高30mに高さ補正を施した風速記録のデータベースを構築した。ただし、台風に起因する高風速データを除外した。観測点はおよそ20km四方に1カ所の配置密度を有する。2.九州地区の年間平均風速マップを作成し、2000年と2001年のマップを比較したところ,両者にはほとんど差が見られなかった。3.九州地区では沿岸部付近において年間平均風速の高い地域が多いが、内陸部にも高風速の地域が見られる。4.NEDOの年間風速マップと比較すると高風速値を示す地域、とりわけ高標高地域における値の差異が顕著である。5.NeWMeK観測点の中から高風速地点を選定し、10分間および1時間平均風向風速の日別推移,月別推移,年平均,年推移に関する情報を整理したところ,以下の所見を得た。一般に九州では台風時を除くと夏場は比較的風速が低く冬場は高い傾向を示す。月ごとに見た風速の中央値はいずれも5m/s付近に集中し、月別による差は小さいが、風向によっては風速値に明確な差が見られ、発現頻度の高いWNW風向やE風向およびその周辺の風は風速値も他の風向に比べて高いことがわかった。3.10分間平均風速の標準偏差を日平均風速値で除したものを「日平均乱れの強さ」と定義し,長周期的な変動の指標とした.年間平均風速の高い観測点ほど日平均乱れの強さは小さい.また,12,1,2月では日平均乱れが小さく,台風時を除いても夏季は大きい.4.風向出現率は観測点周辺地形の影響を強く受けるため,観測点毎に値が大きく異なる.一般に沿岸部に比べて九州中部の山間地で風軸上の風向出現率が大きい.北及び西よりの風が主風向となる観測点が多く,西風の場合に風軸上の風向出現率が大きい.主風向に着目した平均風速は全風向を考慮した年平均風速より高い風速を示す傾向がある.5.風力エネルギー密度分布は,平均風速分布に比べ観測点ごとの値の差が顕著になり,本研究で用いた手法では九州全体の傾向を把握できなかった.

NEDO技術開発による風力エネルギー密度マップを比較すると分布傾向が大きく異なる.北よりの風では九州北東部で風力エネルギー密度がやや大きい.東風の場合には熊本・大分両県を中心にした観測点で,南風の場合には九州北部の観測点で,また西風の場合には北九州から大分を中心とした九州北東部の観測点で,風力エネルギー密度が高い傾向が見られる.
細胞接着情報の伝達機構の解析

我々がβ-catenin/Armadillo(Arm)蛋白質に結合するショウジョウバエの遺伝子産物としてクローニングしたD2は、そのドメイン構造の特徴より、マウスの体軸形成に関わる遺伝子産物として発見されたAxinのショウジョウバエのホモローグであることが判明し、われわれはこれをD-Axin(Drosophila homolog of Axin)と命名した。Northern blottingおよびin situ hybridizationにより、d-axin遺伝子が、ショウジョウバエの全発生過程を通して、ubiquitousに発現していることを明らかにした。さらに、d-axin遺伝子の第1exonの5'非翻訳領域の中にP因子が挿入されるようになってd-axin遺伝子が破壊されていると考えられるショウジョウバエの系統を得た。この系統を用いて、正常の個体内にd-axin遺伝子の-l-の細胞集団の部分を持つ、遺伝的モザイクのハエを作製したところ、異所性のwing margin構造の形成、正常のiegの背側から分岐するsupernumerary legの形成、さらに異所性のsternite構造の誘導が認められた。wingを形成する成虫原基では、d-axin遺伝子-l-の細胞集団の部分において、細胞質あるいは核に局在するArm蛋白質の著明な集積と、Wingless(Wg)シグナル伝達系の標的遺伝子産物であるDistal-less蛋白質の誘導が認められた。これらの結果より、D-Axinは、Arm蛋白質の細胞内レベルを負に制御することによって、Wnt/Wgシグナル伝達系を負にコントロールする必須のコンポーネントであることを証明した。in vitroにおける結合実験から、d2遺伝子産物は、β-cateninのDrosophila homologueであるArmadillo蛋白質のarm motifの部分と結合することを確認した。d2遺伝子産物がwingless signallingに実際に関わっているかどうかを調べるために、d2mRNAをXenopus oocyteにinjectionしたところ、背側構造の形成不全が観察された。さらにd2遺伝子産物の生理学的機能を明らかにするため、今後Drosophilaの発生遺伝学の手法を用いた解析を進めていく予定である。
中枢聴覚路におけるGABAの役割についての実験的研究

前年度で生じた問題点として1)モルモット専用固定器がなく猫用のもので代用しているため、実験動物の固定が非常に不安定である。このためプローブもしくは電極をsterotaxicに目的とする解剖学的部位に正確に刺入することが難しい。2)解剖学的部位より抽出された神経伝達物質を測定する際に用いる高速液クロマトグラフィーが、老巧化のために信頼性が乏しい。の2点が上げられたが、これは本年度でも解決されなかった。したがって本年はクロライドチャンネルにGABAと協調的に働くdiazepamが中枢聴覚路に与える影響を検討した。これはわれわれの耳鳴に関する臨床的研究から、GABAとdiazepamの双方を耳鳴患者に併用投与した場合、diazepam単独投与の場合より耳鳴抑制効果が強いという事実に基づいた実験である。実験動物はモルモットを用い、気管切開口より挿管した後、ハロセン麻酔を行った。さらにベンチレーターにて呼吸管理を行った。下丘は頭頂葉を吸引除去し、また蝸牛神経核は小脳の吸引除去することによってそれぞれを明視下に置いた。また音刺激は外耳道より挿入した中空イヤバ-により与えた。タングステン双極電極によって得られた、下丘および蝸牛神経核からの聴性誘発反応を、以下の(1)(5)の条件下で導出し、それぞれで得られた誘発電位を比較した。(1)対照1(静注なし)、(2)対照2(生食静注後)、(3)GABA単独投与後モルモットに気管切開を施し気管孔よりベンチレーションチューブを挿入する。ベンチレータで呼吸を管理しながら、ハロセンにて全身麻酔を行い、モルモットを固定器に中空イヤーバーを用いて固定する。モルモットの側頭葉を吸引し、下丘を明視下に置く。タングステン双極電極を下丘中心核および外側核に刺入し、各々の部位から聴性誘発電位を測定した。これを基準電位としてGABAのagonistであるバクロフェンの水溶液を頚静脈に留置した静注チューブから投与する。バクロフェン投与後に下丘各部位より得られた聴性誘発電位を前述の基準電位と比較した。下丘より誘発電位がいずれの部位においても、バクロフェン投与後にそのアンプリチュードを有意に減少させた。同様に小脳を吸引除去することにより、蝸牛神経核を明視下に置き、双極電極からの聴性誘発電位を得て、下丘の場合と同様にそれがGABAによって影響を受けることを確かめた。以上の実験によりGABAが中枢聴覚路において蝸牛神経核ならびに下丘における神経伝達物質のひとつである可能性があると推測した。次に上記の実験と同様の方法でモルモット固定し、全身麻酔下に下丘、蝸牛神経核に神経伝達物質抽出用のプローブを刺入し、音刺激を与えない時と、与えた時の両方の条件下でGABAを抽出してその差違を検索している。また、全麻の状態でstereo taxicに誘発電位記録用電極と神経伝達物質抽出用のプローブを併せ持つ電極を蝸牛神経核、下丘、および聴皮質に刺入し、聴性誘発電位を用いてそれらの電極が目的の部いに到達していることを確認した。この電極を固定したのちモルモットを覚醒させ、この状態で音刺激のある時とない時のGABAの変化を観察している。問題点1)モルモット用の専用固定器がないため猫用の固定器を使用している。このため実験動物の固定の状態が常に不安定である。2)抽出された神経伝達物質の量を解析する高速クロマトグラフィーがなく、廃棄処分となった1980年購入の機器を使用している。このためデータの信頼性に欠ける。(1)対照1(静注なし)、(2)対照2(生食静注後)、(3)GABA単独投与後
超高圧反応による天然多糖類からの生分解性プラスチックの合成

合成高分子の多くは、自然界では分解されにくく、環境汚染の原因の一つとなっている。そのため、生分解性プラスチックの開発は、現在の地球環境問題を解決するための重要な課題の一つである。本研究では、地球上に最も豊富に存在する再生可能な炭素資源であるデンプンやセルロース等の天然多糖類を原料として用い、超高圧反応により生分解性プラスチックを合成することを目的とした。はじめに、デンプンとグリコール水溶液ならびにホルムアルデヒドを混合し、温度130150°C、圧力5千気圧の条件下で数時間反応させた。反応には温度200°C、圧力1万5千気圧までの条件下で使用可能な超高圧反応装置を使用した。デンプンと液体溶媒の割合を変えて実験を行ったところ、適当な条件下ではゲル化した生成物が得られた。これを乾燥するとゾルとなり、これよりデンプンを原料としたゲルの合成が可能であることがわかった。溶媒の種類や、デンプンと溶媒の割合を調節することによってゲル化しない結晶性の高いプラスチックの合成が可能であると思われるので、現在これについて研究を行っている。また、デンプン以外に、セルロース等の多糖類の反応性についても検討を行っている。さらに、木材の主要構成成分の一つであるリグニンおよび光分解性の高いリグニンモデル高分子の分解反応性についても実験を行った。リグニンモデル高分子の合成はP-キシレングリコールを原料とし、C-0のエーテル結合を有する直鎖状のポリマーを合成した。得られたポリマーも生分解性プラスチックの原料として使用できる。現在、超高圧下での重縮合反応により、類似の生分解性プラスチックの合成に関して検討を行っている。その際、アンモニアも有効な反応溶媒となり得るので、アンモニアが使用できるピストン付き小型反応セルを設計製作した。
各種細胞の生物活性機能を組み込んだ組織再建療法に関する総合的研究

1.技術開発:1)エナメル基質タンパクは歯根膜由来細胞の細胞外基質産生能を高めることが示唆された(山田、渋川)。また、残存歯根膜細胞を遊走させる能力は高いが、分化誘導能のない可能性が高いことが示唆された(長谷川)。2)(1)PGSを担体としたrh-BMP-2は根分岐部の骨再生能を促進することが示唆された(小田).rh-BMP-2は、骨再生が著明であるが、根吸収、骨性癒着を生じ、セメント質形成は少なかった。また加齢に伴い骨形成量は少なくなる(加藤)。(2)bFGFは、軟組織および硬組織に対する組織再生を促進する(岡田).(3)ピスホスホネートはGTR法における歯槽骨再生を促進する(渋谷)。3)BMP複合コラーゲン線維は、有細胞性セメント質と歯根膜を再生する(久保木)。2.理論新構築1)に関し、(1)GTRメンブレンは、抜歯窩上に骨膜と血管網を誘導し、術者の意図する歯槽頂の形態を形成する(高橋)。(2)培養ヒト歯根膜線維芽細胞が特徴的に発現する遺伝子を1種得た。また、骨欠損修復過程で特徴的に発現する遺伝子を2種得た。線維芽細胞にgreenfluorescentprotein遺伝子を導入する系を確立した(村山)。2)に関し、(1)線維芽細胞の培地から血清や増殖因子を除去し、ALPの発現が誘導されcollagen polymerとの接着により抑制され、collagen monomer、denatured collagen、fibronectin、vitronectin、fibrinogenとの接着は維持された(前田)。(2)46週培養で歯根膜細胞が残存歯根膜より遊走、増殖し、アルカリフォスファターゼ活性発現細胞が母床付近に見られた(川浪)(3)TGF-β、finbronectinは、HPDLのSPARC産生を促進した。、またSPARCはHPDLの増殖を促進した。(4)Hertwig上皮鞘は上皮塊となり、セメント質中および歯根膜組織内に存在し、後者はさらに生物学的活性を維持する(下野).以上の報告を得、さらに新たに参加する大学を統合し、平成12年度重点領域研究として申請すべく研究態勢の企画調整を行っている。
単球遊走因子受容体の発現調節機構の解明と脳腫瘍治療への応用

ヒト単球遊走因子(MCP-1)は、グリオーマ細胞において高レベルに発現されているが、ラットにMCP-1を遺伝子導入した腫瘍細胞を移植するとその発現レベルに応じてマクロファージを介した増殖抑制効果があることをこれまでに報告した。これを治療に用いるためにはMCP-1とその受容体の系を増強することが考えられる。今回MCP-1受容体遺伝子の発現調節機構を解析する目的で、ヒトMCP-1受容体遺伝子のクローニングを行った。まず、既に報告されたcDNAの配列をもとにマクロファージの浸潤の著しいグリオーマ組織からmRNAを抽出し、RT-PCRによりMCP-1受容体cDNAのクローニングを行った。次いで、これをプローブとして、ヒト遺伝子ライブラリー100万個をスクリーニングし2個の陽性クローンを得た。そのうち1個が目的のMCP-1受容体遺伝子領域を含んでいた。ヒトMCP-1受容体遺伝子は、全長8kbの領域にコードされ、3つのエクソンと2つのイントロンより構成されていた。そのプロモーター領域には、TATA box,CAAT boxが存在し、TATA boxの25bp下流に1カ所の転写開始点が存在した。また、組織特異的発現に重要な転写因子群の結合配列、GATA配列、Octarmer配列、NF-IL6結合配列などがその近傍にクラスターしていた。MCP-1とMCP-1受容体遺伝子のプロモーター領域の配列は、まったく異なっており、その違いは発現調節にも明らかであった。すなわち、培養細胞を用いたin vitroの系で、MCP-1の最も強い刺激物質として知られるTNF-αは、MCP-1受容体にとっては、何ら作用を持たなかった。