hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乳幼児突然死症候群に潜在する先天性代謝異常症の探索と遺伝カウンセリング体制の構築

過去の検体でも相関性が保持されていれば評価が可能であることが判明し、さらに濾紙血の長期冷蔵保存による影響を検討する必要がある。現在研究開始時期(2018年7月)に新生児マススクリーニング検査を実施した濾紙血90例を用いて、冷蔵保存1か月後、3か月後、6か月後、1年後、2年後、3年後に再度タンデムマス分析を行い、前向きに経時的変化を確認する計画を実施中である。現時点で6か月までの分析結果がでており、データの解析を進めている。1補正式の作成:引き続き濾紙血の冷蔵長期保存による影響を検討し、補正式の作成を進め、一定の傾向が得られれば補正式を用いた評価方法を策定する。2大分県内におけるSIDSの症例把握:大分県でタンデムマス分析が導入される前の2009年4月2014年3月までの間に乳幼児突然死症候群と診断された症例ついて大分県の全ての2次医療機関に書面で情報提供を依頼する。抽出された患者さんのご家族には本研究の意義を十分に説明し書面同意を得たのちに新生児マススクリーニング検査後に保管されている濾紙血の有無を確認する。3対象症例のタンデムマス分析・解析・評価:大分市医師会立アルメイダ病院検査部で保管されている対象症例(幼児突然死症候群例)の新生児マススクリーニング採血濾紙を特定し同検査部でタンデムマス分析を行う。4遺伝カウンセリング体制の確立:脂肪酸代謝異常症等の先天代謝異常症が判明した死亡症例のご家族に向けた特別の遺伝カウンセリング体制を構築する。医師、認定遺伝カウンセラー、看護師、保健師、臨床心理士、医療ソーシャルワーカーなど多職種の人でサポートチームを作り、突然死の可能性のある特殊な遺伝性疾患に対する正確な情報の提供、発症予防法、家系内の解析(発症前診断・保因者診断)など多面的なカウンセリング体制を構築する。データ解析のためのパソコン、SPSS解析ソフトを購入予定であったが、購入できなかったため、次年度使用額が生じている。またタンデムマス分析を行う際に使用するパンチャーも購入予定であったが、検品に時間を要したため、次年度に購入することになった。検査実施機関で使用する消耗品に関して、随時購入を進める方針である。臨床遺伝専門医の資格取得のために認定試験を受験し、また人類遺伝学会や学会主催のセミナー・ロールプレイ実習にも参加し遺伝学的知識の習得、遺伝カウンセリング技術の向上をはかっていく。
局所粘膜上皮細胞におけるサイトカインならびに接着分子発現機構の解析

本年度はCa9-22ならびにHT-29細胞にA.aのLPS存在下での経時的なサイトカインの発現を分子生物学的に検出し,さらに培養上清中のサイトカイン蛋白をELISA法により定量した。なおA.aのLPSは細菌培養後、Hot Phenol法にて抽出・精製した。これらのことからA.aLPS刺激ではS.minnesotaおよびP.gingivalis LPS刺激でのサイトカイン遺伝子の発現は発現時間には差があるものの、異なる上皮細胞において異なるLPSに対してもほぼ同様のサイトカインの発現が示された。今後は,各種LPS刺激により上皮細胞からサイトカインおよび接着分子の発現が誘導されたため,各々のanti-LPS抗体を用い,各サイトカインおよび接着分子の発現誘導がLPSに特異的であるかどうか阻害実験を行う。さらに上皮細胞におけるLPSレセプターを探求する予定である。本年度はCa9-22ならびにHT-29細胞にS.minnesotaおよびP.gingivalisならびにA.aの各LPS存在下でのサイトカインおよび接着分子の発現を文し生物学的に検出した。P.gingivalisならびにA.aのLPSは細菌培養後、Hot Phenol法にて抽出・精製した。1.Ca9-22細胞にS.minnesotaおよびP.gingivalisLPSを加えた系において,サイトカイン遺伝子の発現では,どちらのLPSでもIL-1b,6,8,TNF-a,IFN-a,TGF-b1の発現が認められたがIL-2,3,4,5,7,10,IFN-g,PDGFは認められなかった。また接着分子遺伝子の発現ではICAM-1,ELAM-1の発現が認められたがVLAM-1遺伝子の発現はみられなかった。2.HT-29細胞にS.minnesotaおよびP.gingivalisLPSを加えた系においてCa9-22細胞とほぼ同様で,サイトカイン遺伝子の発現では,どちらのLPSでもIL-1b,6,8,TNF-a,TGF-b1の発現が認められたがIL-2,3,4,5,7,10,IFN-g,PDGFは認められなかった。これからのことからS.minnesotaおよびP.gingivalisLPS刺激でのサイトカイン遺伝子の発現は発現時間には差があるものの、異なる上皮細胞において異なるLPSに対してもほぼ同様のサイトカインの発現が示された。現在,A.aのLPSの抽出とCa9-22,HT-29細胞への刺激は終了し,各種サイトカイン遺伝子の発現を検索中である。
RFIDタグ(パッシブ型)を用いた走行車線認識

アスファルト舗装中に設置されたRFIDタグ(13. 56 MHz)の情報を読み取るためには、アンテナの通信範囲に単一のタグのみが存在することを前提とした読取りモードを採用する必要があるが、このモードであれば車両の走行速度が2080 km/hの範囲でアスファルトの材質・厚さによらず読取りが可能であることを見出した。さらに、高度交通システム(ITS)で実用化が予定されている各種サービスを対象に必要とされる位置精度を特定し、位置精度に対するリクワイアメントが厳しい「車線逸脱警告サービス」をとりあげ、サービスを実現するために必要なタグの配置を検討した。これまで高度道路交通システム(ITS)において位置特定のために検討されてきた手段(赤外線アンテナ,専用狭域通信DSRC,RFIDタグ,可視光通信等)の中から,通信可能範囲がサブメーターオーダーに収まり,維持管理のためのコストが低廉なパッシブ型RFIDタグを取り上げ,静的な通信特性の把握を行った.パッシブ型RFIDタグで利用されている周波数には,長波(125kHz134.2kHz),短波(13.56MHz),UHF波(902MHz928MHz)およびマイクロ波(2.45GHz)があるが,屋外での使用が前提となるので,水分の影響を受けにくく,しかも安価な短波を利用するタグ(ISO/IEC 15693に準拠した近傍型)を選択した.通信可能範囲の把握では,パッシブ型RFIDを舗装中に設置することを想定し,厚さ3cm(幅と奥行きはどちらも30cm,)の舗装版(材質は密粒アスファルトおよび排水性アスファルトの二種類)をタグの上に何枚か置いて通信可能範囲を計測した.アスファルト版は転圧されていないことを除いて,道路で使われているものと同じである.計測の結果,材質が排水性(空隙率は排水性舗装として一般的な値20%である)のアスファルト版をタグの上に1枚のせた場合の通信可能範囲はアスファルトをのせない場合の通信可能範囲とほぼ同じで,しかもアスファルトの枚数を2枚,3枚と増やしても通信可能範囲はほとんど変わらない(縮小しない)ことを見いだした,しかし材質が密粒アスファルトになると,通信可能範囲は排水性アスファルトの場合より小さくなる.したがって,排水性アスファルトを使った舗装中にパッシブ型RFIDを設置して測位に利用できる可能性がある.さらに,通信可能範囲の計測結果をもとにして,車線逸脱防止サービスを想定した場合のタグの配置パターンを検討した.次年度はこの配置パターンを使って走行実験を行う予定である.これまでITSにおいて位置特定のために検討されてきた手段の中から,通信可能領域がサブメーターオーダーに収まり,維持管理のためのコストが低廉であると考えられるパッシブ型RFIDタグ(ISO/IEC 15693準拠)を取り上げ,静的および動的な通信特性の把握を行った.通信特性の把握では,パッシブ型RFIDを舗装中に設置することを想定し,厚さ3cmの舗装版(材質は密粒アスファルトおよび排水性アスファルト)をタグの上に1枚あるいは2枚のせて通信可能範囲を計測した.これらの実験の結果,以下が明らかとなった・静的な実験ではアスファルトの材質の影響が見られ,密粒アスファルトでは排水性アスファルトよりも通信可能範囲が狭くなること,とくに上にのせるアスファルトの枚数が増えると密粒アスファルトでは通信可能範囲が顕著に小さくなる・平成22年度に実施した動的な実験では,タグの上に舗装版を1枚または2枚のせてその上を20km/hから80km/hの速度で車を走行させ,タグのUIDの読み取りが可能かどうかを確かめた.その結果,アスファルトの枚数,アスファルトの材質,走行速度に関わりなく読み取り可能であったただし,平成22年度の実験ではアンテナの通信可能範囲にタグが1枚だけ存在することを前提とした読み取りモードで実験を行った.複数のタグが存在しても読み取りが可能なモードの場合には,走行速度が40km/hの場合でも読み取りの成功率は90%程度に低下する.これらの結果から,舗装中に設置されたタグの情報を車側から安定的に読み取るには,単一のタグのみが存在することを前提とした読み取りモードを採用する必要があるという結論が導かれる平成22年度までの研究によって,舗装中に設置されたRFIDタグの情報を車側から確実に読み取るためには,アンテナの通信範囲に単一のタグのみが存在することを前提とした読み取りモードを採用する必要があることを明らかにした.このことは,アンテナの読み取り範囲には一枚のタグのみが存在するようにタグを配置する一方で,車両が車線の中のどのような位置を走行しようとタグを読み取れるようにしておく必要があることを意味する.平成23年度には,まずITS(高度交通システム)において実用化が予定されているさまざまなサービスを取り上げ,必要とされる位置精度を特定した.この結果をもとにして,とくに位置精度に対するリクワイアメントが厳しい「車線逸脱警告サービス」をとりあげ,このサービスを実現するために必要なタグの配置を検討した.

「車線逸脱警告サービス」では,ISOによって警告を発するタイミングに関わる標準化が行われている(ISO17361)ので,このISO標準も参考にした.また配置を検討するにあたっては,実際の車線変更時の車両の挙動(とくに,走行軌跡)について知っておく必要があるため,人間生活工学研究センター(HQL)が実車を使って運転時の車両の挙動を計測したデータ(HQL運転行動データ)を取得し,分析に用いた.HQL運転行動データでは,走行速度,加速度,走行位置(GPS座標),車両前方の動画像等が記録されている.この動画像をもとにして右側車線あるいは左側車線に車線変更を行った時のデータを抜き出し,走行軌跡を数値積分によって求めた.この結果,分析に耐えるデータとして,右側車線への車線変更については20人の運転者の31回の車線変更データを,左側車線への車線変更については7人の運転者の10回の車線変更データを得ることができた.車線変更時の走行軌跡によると,車線変更時の走行速度は時速40キロ台から100キロの間に分布しており,走行速度が速くなると車線変更に要する距離も長くなる傾向にあることが判明した.いずれにしても,車線変更時の走行距離が短いほど警告の発出にとっては厳しい条件となる.車上線変更時の走行軌跡をもとにして,RFIDタグの配置を検討した.配置の検討にあたっては,急な車線変更の場合であっても最低1枚のRFIDタグの上をアンテナが通過することを条件としたが,タグの数を不必要に増やさないよう留意した.なお,車線変更がゆっくりと行われる場合には,複数のタグの上をアンテナが通過することとなり,車線逸脱警告の発出にとっては安全側になる.
沖縄の字公民館幼稚園の成立過程に関する研究-宮古・八重山諸島を中心に-

戦前から戦後にかけて、沖縄の字(集落)公民館では、字幼稚園と呼ばれる、保育・幼児教育施設が存在していた。沖縄の字幼稚園は、集落の相互扶助により生まれ出たものであり、字民が主体となって設立したものであった。また、公私立の保育園や幼稚園が未整備な地区では、字幼稚園が就学前の子どもの保育・教育を支える地域の教育組織として重要な役割を果たしていた。一方、字幼稚園の保母手当は保護者の負担であり、行政の支援も不十分であったため、園の運営状況は、不安定であった。平成22年度は、米国統治下の沖縄における就学前教育に関わる動きを把握するため、米国民政府の対応や琉球政府の教育政策に関する文献や県内で発刊された字誌、市町村史、県史、個人誌等の資料収集を行い、就学前教育に関わる実態記述の分析を進める。沖縄公文書館においても就学前教育に関わる第一次資料の収集・保管があると考えられたので、同館で資料検索・資料収集も行った。また、宮古・八重山地区の字公民館幼稚園調査(第一次)として文献収集を集中的に行い、関係者の聞き取り調査を実施した。(1)文献の収集と分析既に収集している文献を整理・分析し、新たに収集すべき文献の所在をインターネットにより確認し、米国統治下の沖縄に関連する図書を購入した。沖縄県内の市町村史編纂室及び自治体の図書館、県公文書館へ問い合わせをして資料を複写した。(2)具体的調査候補地や地域の予備調査就学前教育の実態を明らかにする予備調査のため、沖縄本島の名護・宜野湾・豊見城、宮古・八重山諸島(与那国を含む)を調査した。研究2年目の平成23年度は、前年度に引き続き、沖縄各地の就学前教育の実態調査や関係資料の収集を図り、宮古・八重山地区に関する文献資料・ヒアリング調査の分析を行った。地方自治体発刊の市町村誌等には、本研究に関する記述はほとんど見あたらず、字誌レベルでの記述の収集、元字幼稚園の保育士(保母)の聞き取り調査の文字起こしと分析を行った。字誌での記述は詳細ではない。そのため、近隣の字(集落)の実態とつき合わせて、実像を浮き彫りにする作業を続けている。教育委員会は、元保育士(保母)の情報に関しては、ほとんど併せ持っていない。そのため、宮古・八重山では、直接、現地調査に入り、保育士の特定をしてインタビュー調査をしてきた。被インタビュー者は、高齢者がほとんどであるが、字誌の記述ではうかがい知れない字幼稚園の運営状況や保育士を取り巻く実態について把握することが出来た。宮古・八重山地区の保育士のインタビュー調査と平行して、前年度から、琉球政府が実施した字幼稚園の実態調査の資料を分析し、復帰前の沖縄の字幼稚園の地区別数、保育士の手当等について明らかにすることが出来た。これを、日本社会教育学会や九州教育学会で発表し、大学の紀要としてまとめることが出来た。研究3年目の平成24年度(研究最終年度)は、前年度に引き続き、沖縄各地の就学前教育の実態調査や関係資料の収集を図った。前年度までの宮古・八重山諸島におけるヒアリング調査の文字起こしと分析は継続した。収集した字誌での記述は、省略又は簡潔であるがために、その地域の実態がなかなか把握できない地域もあった。元字幼稚園保母のヒアリングについても、記憶が曖昧であったり、事実認識について明らかな誤り等が散見したりしたが、それでも、地域の字公民館附設で幼稚園教育が展開し、多くの幼少の子どもが通っていた事実は重かった。これまでの資料分析とヒアリング調査から、宮古・八重山諸島を含めて、沖縄全域で字幼稚園が存在し地域で子どもの子育てをする教育組織が存在していたことは沖縄的特徴として挙げることができる。那覇等の都市部では、公私立園が設立されていたので、字幼稚園は少ないが、沖縄本島の中北部では圧倒的な数の字幼稚園が営まれていた。今回の字幼稚園の成立過程を調査することで、この地域の教育組織(字幼稚園)が、1960年代の中頃以降、公立幼稚園として再編・統合される過程がみられた。これは、地域の自主的な教育組織が「公立化」されることを意味した。・本研究に関する史資料の収集については、進展をみせたが、それを読み込み・分析する時間が十分確保出来なかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。・これまでに本研究に関する基本的な文献、関連史資料の収集は十分な進展をみせたので、今後は、これらの読み込みと分析、記述していく時間を確保することが重要である。・また、本研究は、宮古・八重山地区を調査対象としているが、沖縄本島の豊見城市及び名護市の調査はすでに終了しているので、これらの地区との比較分析を視野に入れながら、研究をまとめる。
流動複屈折を用いた圧力振動場における２気泡間の応力測定とその応用

圧力振動場に設置された気泡近傍の2次元遅延分布を,偏光高速度カメラを用いて解析した.光弾性則に良く従うCTAB/NaSal水溶液を用い,実験的に評価した.気泡体積は,2μLの単一気泡と,2μLの気泡を2個設置したケースで実験を行った.気泡の収縮時と膨張時で,気泡近傍の流動様式が異なることが分かった.収縮時には,気泡下部に強い遅延が見られた.2気泡の場合では,気泡間における大きな伸長流動が観測され,気泡同士の接近に重要な役割を果たすことが分かった.本研究では、圧力振動場での気泡近傍の流れや2泡間の流体力学的な相互作用が気泡上昇速度を促進させるメカニズムについて、流動複屈折現象を利用し、弾性応力が果たす役割を解明する。平成24年度は、圧力振動場における気泡の膨張収縮による気泡近傍ならびに気泡間の流動複屈折データの蓄積を実施した。気泡間距離、周波数、気泡サイズを系統的に変化させながら、データ蓄積と整理を行った。まず、光学セルを用いた実験を行い、2気泡が移動する場での挙動について、国際学会、国内学会にて発表を行った。壁面に囲まれたセル底面側から気泡表面に接近した場合の応力の増加挙動は、単一気泡の場合とほぼ同じ挙動が得られたが、2気泡間の流動複屈折の挙動は、それよりも大きな複屈折が得られ、気泡近傍に微細な流動構造が存在することを示唆する内容である。一方、回転式装置における圧力振動印加時の気泡近傍の流動複屈折分布を詳しく調べると、同じ気泡近傍の位置にあっても、2気泡の間に位置する気泡近傍の複屈折の大きさと、その反対側での気泡近傍の複屈折の大きさに差が認められることがわかった。回転円筒型の流動複屈折は、1ビームを用いた計測方法であり、精度は高いが、その現象の解釈に困難を伴った。そこで、連携研究員の長岡技術科学大学高橋勉教授を通じ、フォトロン社の大沼氏より2次元偏光計測できる偏光高速度カメラをテストを借用し、今までの蓄積したデータの解釈の補助に役立てた。200Hzでの圧力振動場にて、単一気泡近傍の流動複屈折の2次元分布を毎秒2000コマで撮影することに成功した。微小気泡近傍の微細な流動構造について、重要なデータが得られつつある。また、フォトロン社にとっても気泡近傍の応力分布の2次元構造の時系列データが得られたという興味深い結果が得られ、今後、共同研究を行うことになった。成果の一部を化学工学会第78年会にて発表した。本研究では、圧力振動場での気泡近傍の流れや2気泡間の流体力学的な相互作用が気泡上昇速度を促進させるメカニズムについて、流動複屈折現象を利用し、弾性応力が果たす役割を解明する。平成25年度は、フォトロン(株)より2次元偏光計測できる偏光高速度カメラを借用し、気泡間距離、周波数、気泡サイズを系統的に変化させながら、流動複屈折に関連した遅延分布についてデータ蓄積と整理を行った。CTAB/NaSal水溶液で満たされた光学セルに24マイクロリットルの気泡を1個設置し、鉛直方向下側より200Hzの圧力振動を印加した場合における気泡近傍の遅延分布を毎秒40006000コマで撮影することに成功した。気泡収縮時には気泡下部に強い遅延、すなわち弾性応力が出現し、逆に気泡膨張時には気泡下部の強い遅延は急速に消滅すると同時に気泡表面近傍に遅延が出現し、圧力振動の印加によって、気泡近傍の応力は複雑な挙動を示すことが明らかになった。これは、収縮時にNegative Wakeが極めて短時間に気泡下部で形成され、膨張時に消滅したことが考察される。また、試料溶液で満たされた回転円筒型流路に2気泡を設置し、片側から圧力振動を印加し、重力の影響を排除した環境で2気泡の挙動を検討したところ、2気泡は接近し、気泡間の流体力学的な作用の関与が明らかになった。光学セルに設置された圧力振動場における2気泡近傍の遅延分布の測定では、それぞれ前述の単一気泡で生じた遅延パターンが出現することに加え、気泡収縮時には、2気泡間距離の増大により、気泡間には100s-1オーダーの大きな伸長速度場が形成され、気泡間に強い遅延が現れた。これは、気泡の収縮に伴う流体力学的な作用により、強い弾性応力が気泡間に出現し、気泡同士の接近を促進したことが考えられる。本知見は、Y字分岐を有する流通系に圧力振動を印加する気液分離方法に応用された。圧力振動場に設置された気泡近傍の2次元遅延分布を,偏光高速度カメラを用いて解析した.光弾性則に良く従うCTAB/NaSal水溶液を用い,実験的に評価した.気泡体積は,2μLの単一気泡と,2μLの気泡を2個設置したケースで実験を行った.気泡の収縮時と膨張時で,気泡近傍の流動様式が異なることが分かった.収縮時には,気泡下部に強い遅延が見られた.2気泡の場合では,気泡間における大きな伸長流動が観測され,気泡同士の接近に重要な役割を果たすことが分かった.本研究では、圧力振動場での気泡近傍の流れや2気泡間の流体力学的な相互作用が気泡上昇速度を促進させるメカニズムについて、流動複屈折現象を利用し、弾性応力が果たす役割を解明する。初年度は、回転円筒型圧力振動発生装置の設計ならびに製作を実施した。

圧力振動を生み出す加圧・減圧機構と、円筒内部での気泡の上昇を抑制するための回転機構を兼ね備えた装置である。回転円筒の両端にはゴム膜が取付けられており、2台の振動発生器に取付けられた金属棒が、両端のゴム膜にそれぞれ接触することにより圧力振動が印加される。これによる円筒位置のずれが生じたことから、円筒の両端を3方向よりプーリーで固定することにより位置のずれを防止する事に成功した。また、金属棒の先端形状を球形に加工し、安定した円筒回転が得られた。石英円筒管の加工について説明する。市販の引き抜き加工による石英管を用いると、肉厚分布や偏芯によってレーザー光路長がわずかに変化し、レーザー光の積分値情報として得られる流動複屈折の測定値への影響が大きいことが分かった。そのため、石英管の内円筒と外円筒の研削加工を行うことにより寸法精度を確保することができた。強い流動複屈折を示すCTABーNaSal水溶液を円筒管に満たし、容器内に2つの気泡を設置し、静止圧力場にて20rpmの回転を与えた。初めは、中心軸上から外れた気泡は徐々に移動し、当初の目標である円筒中心軸上での固定が可能であることが示された。また、両端に取付けられた振動発生器に同期運転をさせるため、ファンクションジェネレーターの信号を用いてそれぞれの振動発生装置を制御する機構を作り、回転円筒容器内部に圧力振動を安定して印加することが可能となった。平成24年度の計画は、圧力振動場における気泡近傍の流動複屈折に関する実験データ収集と整理を実施し、学会における成果発表を行うことである。圧力振動に伴い気泡間の微小流体の伸長変形と流動複屈折に関するデータの蓄積が行われつつあり、レオロジー国際会議(ICR2012)、日本機械学会年次大会2012、化学工学会第78年会にて成果発表を行うことができた。さらに偏光高速度カメラという新しい手法を活用することが可能となり、蓄積されたデータを多角的に解析できるようになった。初年度の計画は、回転円筒型圧力振動発生装置の設計ならびに製作を実施することであり、研究実績の概要で記したように、計画通り完了した。なお、23年度の計画では、英弘精機が所有するHaake社製CaBER伸長粘度計による伸長粘度の依頼測定を予定していた。計画通り英弘精機に依頼測定を行ったが、昨年、英弘精機の伸長粘度計に重大な故障が生じ、伸長粘度を測定できなかった。今後、英弘精機は故障機器を修理する予定はなく、代替品の導入の予定がないことを担当者に確認した。依頼測定サービスは中止されるとのことである。連携研究者が開発中の伸長粘度の測定方法を利用することや、他者研究者による文献データを代替のデータとして利用することを検討したい。平成25年度も引き続き回転円筒型圧力振動発生装置と光学セルを用いた実験をおこない、圧力振動場における気泡の膨張・収縮による気泡近傍と気泡間の流動複屈折データの蓄積を実施する。また、偏光高速度カメラの借用を今年度も行う予定であり、この結果を合わせてデータ整理と解析を行う。整理出来た部分から、学会発表と論文発表を行う予定である。完成した回転円筒型圧力振動発生装置を用い、圧力振動場における気泡の膨張収縮による気泡近傍ならびに気泡間の流動複屈折データの蓄積を引き続き実施する。気泡間距離、周波数気泡サイズを系統的に変化させながら、データを蓄積し整理する。成果の一部は、レオロジー国際会議(ICR2012)にて発表する。また、円筒壁面が測定値に及ぼす影響を評価するために,測定の円筒ガラス管の内径を変更してデータ蓄積を行い、整理する。
動的ポートフォリオインシュランスの新展開

1)フロアー制約付動的効用最大化問題に対する凸双対法のアプローチを開発した。また、関連した問題(labor income付動的効用最大化,消費制約付動的効用最大化)との関係を明らかにした。2)ファクターを持たない金融市場モデル(Black-Scholes型マーケットモデルやBlack-Scholes型でドリフト項が非観測な確率変数で与えられたベイズ型モデル)における明示的解の計算を行った。3)双対問題の「微分」にあたる最適停止問題の自由境界を確率近似法(Robbins-Monroeアルゴリズム)で数値計算し、状況に依存した工夫(初期値の選択法や反復の際の値の変化幅など)が重要であることを確認した。4)以下の派生問題について研究を行った:4a)無限次元ファクターを持つモデルに関してフロアー制約を設けないで動的効用最大化問題の解析を行った。4b)将来予想に関するモデルの構成と解析・考察。情報系拡大のモデルとして、初期拡大、発展的拡大とも異なるモデルであり、しかも明示的計算も可能な具体例と含むモデルとして興味深い。4c)ファクター過程のモデリング手法としてRandomized Markov Bridgeの研究と応用5)非線形富過程を持つモデルに関する研究と考察を実施し、次期研究プロジェクトへの足掛かりとした:5a) XVAに関する理論考察、5b)動的最適化問題に関連する最大化原理の考察、5c)フロアー付き最適化問題にも関連すると予想される後退確率微分方程式に関するBSVP(Backward Stochstic Viability Property)定理の考察。特に飛躍を持つモデルに対するBSVP定理の予備的考察を行った。1)フロアー制約付き効用最大化問題に関してFausto Gozzi, Salvatore Federico博士達と共に共同研究継続中。現在、1a)金利過程とフロアー過程を状態変数に持つマルチファクター完備市場モデルについて双対問題に関連した最適停止問題の自由境界の性質が解析された。1b)非完備市場モデルの解析について既存研究の整理を始めている。2)遅れを持つ無限次元ファクター完備市場モデルを用いた効用最大化問題に関してFausto Gozzi, Cecilia Prosdocimi博士と共に共同研究実施中。一般論に加えて金利フォワードレートモデルやコモディティのフォワードカーブモデルなどの応用例の解析や明示解を持つGauss型ファクターモデルの解析も行った。現在論文を作成中。3)ジャンプ付きWishart型行列値ファクターモデルを用いたリスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題について、畑宏明博士と共同研究実施中。有限期間問題と無限期間問題両方の解析を行った。現在論文作成中。4)将来キャッシュフローの現在価値に関する投資家の予想を取り込んだ資産価格モデルに関して、関連したフィルトレーション拡大問題の解析や予測公式(条件付き確率公式)の算出を行い、いくつかの具体例での解析を行った。現在論文作成中。備考:4)の結果は現時点ではポートフォリオインシュランスやポートフォリオ最適化問題と直接関連はしていない。今後の発展:関連した最適化問題や流動性リスクの加味などを模索中。上記の実績概要に記した1)の項目について既存研究の整理に時間がかかっている。一部の結果については既存研究からも得られることが分かった一方、マルチファクターモデルの解析や非完備市場モデルの解析などで新展開も得られつつあるので、整理は有益であったと考えている。上記4)の項目については当初は本研究課題とは別途考えていたが、今後の発展によっては関連してくるかもしれず、その意味で予想外の実績と呼べよう。大学院生に対してpathwise伊藤解析を用いたポートフォリオインシュランス手法(CPPI手法;ドローダウン制約手法)に関する研究指導を行った。学生の研究実績ではあるが、自分自身もpathwise伊藤解析に関する知見が深まり、これも間接的な収穫と呼べよう。1)ドリフト付きブラウン運動やその最大値過程で記述される最適停止問題の最適戦略を記述する自由境界を数値的に計算するため、確率アルゴリズム(Robbins-Monroアルゴリズム)の適用を考察した。この自由境界はVolterra型積分方程式の解として特徴づけられるが、積分核はブラウン運動の複雑な汎関数で与えられており、既存の積分方程式の数値解法は適用しがたい。結果として確率アルゴリズムが有効に機能することが理論的に保証され、数値シミュレーションを通して有効性が実際に確認された。これは研究指導した大学院生の修士論文としてまとめられた。この結果はフロアー制約をもつポートフォリオ最適化問題を双対法でアプローチする際に、双対問題に現れる最適停止問題を数値計算する際に役立つと期待される。2)畑弘明氏(静岡大学)との共同研究で、ジャンプ付きWishart型行列値ファクター過程を持つマーケットモデルに関してのリスク鋭感的動的ポートフォリオ最適化に関する論文をまとめた。現在投稿中(査読を経て改訂中)。4)将来キャッシュフローの現在価値に関する投資家の予想を織り込んだ資産価格モデルや関連したフィルトレーション拡大問題に関する研究を継続し、均衡金利モデルへの適用を考察した。また、指数ブラウン型配当モデルに関する漸近展開公式を求め、国際研究集会2件で発表した。ノイズ間の相関も考慮するようモデルを拡張して論文を準備中である。フロアー制約問題を解析する"道具"が、マーケットモデルに用いられるファクターモデルや、双対問題を解く際に現れる連続型特異型混合確率制御問題、連続型最適停止型混合確率制御問題など多岐に渡っており、これらのパーツ自身の研究を行う中で新展開が見られ、副産物の成果に興味が移っていたことが主たる理由である。研究実績欄で記した1)が最適停止問題に関する新展開の研究成果であり、2,3,4)がファクターモデルに関する新展開の研究成果である。

1)は理論的には既存の確率アルゴリズムの適用の範疇であるが、数値解法的には唯一といってよいような成功例ではないかと考えている。2)はジャンプ型拡散課程ファクターモデルで、無限期間問題に対応するエルゴード型HJB方程式の明示的解析が行える興味深い例と考えている。3)は近年、重要度の富に増しているエネルギーファイナンス分野の基礎を支える研究として意義があると考えている。また、無限次元型ファクターモデルのモデリング手法の研究や個別例の解析も重要かつ興味深いと考えており、以後も研究を継続したい。4)はフィルトレーション拡大のモデリング例として新しい型の研究であり、結果として内生的なファクターモデルが導出されており興味深いと考えられる。次年度以降、これらの研究発展も重要な副産物として継続させたい。また、フロアー制約付ポートフォリオ最適化問題の解析へこれらの成果を統合して還元することを目指したい。2)最適停止問題の最適停止時刻を記述する自由境界の数値計算を、ドリフトが直接観測できないような拡散過程モデルを用いて部分情報モデルに関して、確率アルゴリズム(Robins-Monroアルゴリズム)を用いて行った。この研究は昨年度より継続しているものである。直接確率微分方程式をオイラー丸山近似してモンテカルロ法を適用する方法と、測度変換を通してBrown運動に関する経路に依存しない評価関数に書き直してガウス型確率変数に関するモンテカルロ法を行う方法と二通りで数値計算を行った。シミュレーションの結果を見る限りでは前者の方がよいという予想と異なる結果を得た。これらは指導した修士課程の学生との共同研究の中で明らかになったものであり、学生の修士論文としてまとめられた(堀川真伸:「部分情報下での資産流動化最適時刻の計算について」2017年度大阪大学大学院基礎工学研究科修士論文)。フロアー制約付き効用最大化問題を凸双対法でアプローチする際は、結局双対問題の微分にあたる最適停止問題の解析が重要になるため、これらの研究成果が数値シミュレーションを行う際役立つと期待される。研究の関心がファクターモデルの発展(特に無限次元ファクターモデルの理論解析や応用に向けた具体例の解析)に傾いてきていることが一因と考えられる。ただしこれは、期待効用最大化問題の研究という意味では同じ傘の下に入るテーマであり、本研究にもファクターモデルの発展から得られた成果がいずれ反映されるものと考えている。最適停止問題の数値解析、数値シミュレーション法の研究に時間を割いていることも一因である。
高指向性超音波放射圧を利用した非接触ピンポイント全自動受粉システムの開発研究

2018年度は、3Dカメラ(Intel RealSense F200)で取得したイチゴの画像(カラー画像と距離画像)のうち、カラー画像を使用してイチゴの花の認識を行った。具体的には、モデル作成に用いた画像データは愛媛県のイチゴ農場で撮影された188枚のイチゴ画像に画像処理を施して3384枚にしたものを使用した。そのうちの338枚を検証データ、残りの3046枚を学習データとした。次にアノテーションとして画像中の物体名と物体を囲む矩形の情報を記録していった。次にモデルの損失関数の値が減少しなくなるまで学習を行った。損失関数とは検出モデルの予測領域と正解領域のズレおよび分類のズレを数値化する関数で、学習が進む度に値が更新されていく。パラメータ選択にはIoU、mAPという精度指標を使用した。IoUとは予測領域と正解領域の重なり具合を示す指標で、mAPとは検出した物体が正しいかどうかを示す指標である。過学習が起こる直前の最も汎用性の高いパラメータセットの確認を試みたが、学習データと検証データの類似度が高く確認できなかった。パラメータの更新回数は十分であったので最も高精度のものを選択した。2つのモデルに対して検証データを入力しIoU、mAP、処理時間の比較を行った。精度は両モデルとも良い結果を示したが、処理時間に関してはv2が2倍ほど速く処理を完了した。想定する環境では動画を処理することとなり処理速度が重要であると考えた。以上よりYOLOv2を制御プログラムに実装することとした。研究計画では、2018年度は3Dカメラによる花の三次元座標計測システムの開発を挙げており、機械学習でカラー画像による花の認識ができれば、その重心位置の奥行き座標を求めることで、3次元座標を計算できる。また、2018年度には一般的な画像処理手法を用いて、花の三次元座標を求めるアルゴリズムを開発したが、実際に受粉作業を行なう温室や植物工場の光環境によって、画像処理に用いるしきい値が異なるため、現場でしきい値の再設定が必要となるなど、作業が煩雑になったため、2018年度に改めて機械学習による認識アルゴリズムの開発を行った。2019年度は、開発したシステムを営業運転している植物工場に持ち込み、様々な周波数の放射圧をイチゴの花に照射し、振動する様子をハイスピードカメラで撮影し、その画像から振幅を測定するなど、花の振動と超音波の変調周波数の関係を定量化する。また、2018年度に基礎データを取得したイチゴ花粉の可視化に関して、認識アルゴリズムを開発し、装置に実装する予定である。本研究では,3Dカメラと超音波集束装置を組み合わせた超音波授粉装置の開発を最終目標としている。2017年度は,イチゴ花を認識するシステムの開発と超音波集束装置を用いた授粉試験,さらに授粉状況を定量化する手法の開発を行った.具体的には色情報を主要な特徴としてイチゴの花を認識するシステムの開発を行った.3DカメラとしてはRealSense 3D Camera(Intel)を用いた.このカメラは近距離の認識を行うことができるため,省スペース化が求められる植物工場での運用に適していると考えた.システムの開発環境として,プログラミング言語はC++を用い,Visual Studio 2013にて開発を行った.3DカメラとしてRealSenseを利用するため,Intel RealSense SDKを導入した.このSDKによってRealSenseから取得したカラー画像や距離画像を処理することが可能となる.また,画像処理のライブラリとしてOpenCV 3.0を導入した.さらに,色情報を学習させるツールとしてサポートベクターマシンを採用した.このサポートベクターマシンのライブラリとしてLIBSVMを導入し開発を行った.学習データは,愛媛県のイチゴ農場(品種:紅い雫)で撮影された189枚の栽培中のイチゴ画像から作成した.イチゴ花の色情報として104サンプル,背景の色情報として100サンプル,さらにハレーションが発生した葉の色情報を50サンプル抽出した.それぞれ抽出したサンプルのうち半分を教師用データとし,残りの半分をテスト用データとした.認識システムの精度を検証した結果,認識率は93.9%となり,総認識数のうち誤認識の占める割合は26.6%となった.研究計画では,2017年度はフェーズドアレイによる超音波放射圧生成装置の開発と3Dカメラによる花の三次元座標計測システムの開発を挙げており,いずれも順調に進捗している。また,花粉の飛散状況の可視化についても2017年度の計画に挙げており,こちらについても励起波長と蛍光波長の測定は終了している。次年度以降の研究に必要な基礎的データはすべて得ており,研究の全体的な進捗は順調であると言える。

IoUとは予測領域と正解領域の重なり具合を示す指標で、mAPとは検出した物体が正しいかどうかを示す指標である。過学習が起こる直前の最も汎用性の高いパラメータセットの確認を試みたが、学習データと検証データの類似度が高く確認できなかった。パラメータの更新回数は十分であったので最も高精度のものを選択した。2つのモデルに対して検証データを入力しIoU、mAP、処理時間の比較を行った。精度は両モデルとも良い結果を示したが、処理時間に関してはv2が2倍ほど速く処理を完了した。想定する環境では動画を処理することとなり処理速度が重要であると考えた。以上よりYOLOv2を制御プログラムに実装することとした。研究計画では、2018年度は3Dカメラによる花の三次元座標計測システムの開発を挙げており、機械学習でカラー画像による花の認識ができれば、その重心位置の奥行き座標を求めることで、3次元座標を計算できる。また、2018年度には一般的な画像処理手法を用いて、花の三次元座標を求めるアルゴリズムを開発したが、実際に受粉作業を行なう温室や植物工場の光環境によって、画像処理に用いるしきい値が異なるため、現場でしきい値の再設定が必要となるなど、作業が煩雑になったため、2018年度に改めて機械学習による認識アルゴリズムの開発を行った。2018年度以降は,2017年度に作成した超音波授粉ユニットを用いて様々な周波数の放射圧をイチゴとトマトの雄しべに照射し,雄しべが振動する様子をハイスピードカメラで撮影し,その画像から振幅を測定する。一般にエネルギーを有する系が外部から与えられた刺激により固有振動を起こすことを共振と呼ぶが,外部からの刺激による振動数は固有振動数に近い状態になり,振幅が最大になる。超音波放射圧の振動数(周波数)と雄しべの振幅との関係をグラフ化して,最大振幅となる周波数を求めることで,雄しべの固有振動数を求めることができる。本プロジェクトでは雄しべを超音波放射圧で加振することで花粉を飛散させるが,花粉の飛散状態を定量的に評価する方法が必要となる。そこで,2で構築した可視化装置を用いて,一定の時間刻みごとに画像を撮影し飛散している花粉のサイズと個数をカウントするとともに,飛散の範囲についても考慮した定量的な評価方法を提案する予定である。2019年度は、開発したシステムを営業運転している植物工場に持ち込み、様々な周波数の放射圧をイチゴの花に照射し、振動する様子をハイスピードカメラで撮影し、その画像から振幅を測定するなど、花の振動と超音波の変調周波数の関係を定量化する。また、2018年度に基礎データを取得したイチゴ花粉の可視化に関して、認識アルゴリズムを開発し、装置に実装する予定である。
病原体の上皮細胞接着に対する初期応答が感染感受性を規定する

呼吸器感染における気道内炎症反応の初期応答解明を目的として、年齢層の異なるマウスとsyndecan-1 knockout(SYN-1KO)マウスにおける肺炎連鎖球菌気管内感染モデルを用いた解析から、以下のことを明らかにした。1)若齢マウス(4週齢以下)では、気道上皮に幼若な上皮細胞の割合が多く、肺炎連鎖球菌感染で強いMMP-7活性化とsyndecan-1 sheddingを誘発し、結果として好中球主体の顕著な炎症応答を招き、浸潤好中球による気道傷害をきたす。2)高齢マウス(12週齢以上)では、気道上皮に幼若な上皮細胞の割合が低いため、肺炎連鎖球菌感染によるsyndecan-1 sheddingレベルは低いが、同時に上皮細胞でのsufactant産生量も少ないため、炎症応答は弱いが、肺でのクリアランスが低下し、MMP-7の活性化が低く、組織修復が弱い。3)69週齢マウスでは、肺炎連鎖球菌感染後に一過性のsyndecan-1 sheddingと単球主体の炎症反応を認め、MMP-7活性化は感染後期に顕著で、急速な炎症終結と組織修復が認められた。4)SYN-1KOマウスは強毒株感染に対し単球主体の炎症反応と感染後期のMMP-7活性化を認め、強い抵抗性を示した。感染時に精製SYN-1 ectodomainをSYN-1KOマウス気管内投与すると、好中球主体の炎症反応を呈し感受性が著しく亢進した。以上の結果から、呼吸器感染において、気道上皮におけるsyndecanの遊離強度と持続期間が、その後の肺内炎症強度と質的特性を規定することが、確認された。この研究成果から、syndecan-1遊離制御が呼吸器感染症における抗生剤治療の補助療法として、有効になる可能性が示唆された。ヒト気道上皮細胞(BEAS-2B株)にP. aeruginosa N-42温度変異株感染2時間後の培養上清中のシンデカン(SYN-1)量は、MOI(細胞あたりの感染菌数)に比例して増加した。感染によるSYN-1放出の亢進は、細胞表面での代謝回転の亢進によることが、代謝標識法とmRNA定量から判明した。培養液中のSYN-1の濃度は感染直後から直線的に上昇し、感染8時間でピークに達した後も高い濃度を維持するが、ケモカイン(IL-8、MIP-2)は感染6時間以後に急激に増加し、SYN-1放出がケモカイン産生の引き金を引いたと考えられた。Streptococcuspneumoniae(肺炎レンサ球菌)のマウス肺炎モデルでの解析結果から、抵抗性マウス(BALB/c)では72時間の観察期間中に死亡例は見られなかったのに対して、感受性(CBA/Ca)マウスは、重篤な菌血症を起こし36時間までに全例が死亡した。CBA/Caでは、SYN-1の放出が顕著で感染4時間でピークに達した後、8時間でもなお高い濃度が維持された。BALB/cは、SYN-1放出は一過性で、感染後2時間をピークに減少し、8時間ではほとんど検出できず、このようなSYN-1濃度の推移は両マウスの肺内菌数の動きとほぼ並行していた。CBA/Caの肺胞洗浄液(BALF)内では、KC、MIP-2がMCP-1よりも優位であり、気道への著明な多形核白血球の浸潤が引き起こされるのに対して、BALB/cのBALFでは逆にMCP-1がMIP-2、KCよりも優位で、単核細胞の浸潤が主であった。免疫沈降解析で、CBA/CaのBALF中では遊離SYN-1とサーファクタント(SP-A)が複合体を形成し、SP-Aのオプソニン活性低下が顕著であった。以上の結果から、SYN-1遊離の亢進が気道局所での感染抵抗性を規定する重要な因子であると考えられた。平成16年度syndecan-1knockout(SYN-1KO)マウスを用いた肺炎連鎖球菌の気管内感染肺炎モデル解析で、以下のことが明確になった。1.SYN-1KOマウスは強毒株感染に対し強い抵抗性を示し、マウスの感染死は認めない。2.感染時に精製SYN-1 ectodomainをSYN-1KOマウス気管内投与すると、野生型マウスと同レベルまで感受性が亢進する。3.感染後のSYN-1KOマウス肺内でのchemokine profileは、MCP-1>MIP-2、KCを呈し、弱毒株感染野生型マウスと同パターンを示した。5.肺炎連鎖球菌死菌体気管内投与後のBALF内SYN-1遊離量を年齢別野生型マウスで比較すると、3週令でBALF内SYN-1遊離量は最も高値で、40週令が最低値であった。遊離surfactant-A,-D量については12週令が最高値で、その他の週令マウスでは低値であった。上記15の結果を踏まえて、SYN-1遊離は、遊離型surfactantのopsonin活性を気道内で発現しえるが、過度のSYN-1遊離はsurfactantと結合するため、surfactantのopsonin活性を低下させ、気道内のinnate immunityを減弱させると考えられた。

週令が異なるマウスでの解析結果から、小児ではSYN-1遊離が過度になり好中球主体の顕著な炎症反応が、高齢者ではSYN-1遊離が少なく炎症反応は抑制されるが、surfactant低産生クリアランスが低下すると推測された。呼吸器感染における気道内炎症反応の初期応答解明を目的として、年齢層の異なるマウスとsyndecan-1 knockout(SYN-1KO)マウスにおける肺炎連鎖球菌気管内感染モデルを用いた解析から、以下のことを明らかにした。1)若齢マウス(4週齢以下)では、気道上皮に幼若な上皮細胞の割合が多く、肺炎連鎖球菌感染で強いMMP-7活性化とsyndecan-1 sheddingを誘発し、結果として好中球主体の顕著な炎症応答を招き、浸潤好中球による気道傷害をきたす。2)高齢マウス(12週齢以上)では、気道上皮に幼若な上皮細胞の割合が低いため、肺炎連鎖球菌感染によるsyndecan-1 sheddingレベルは低いが、同時に上皮細胞でのsufactant産生量も少ないため、炎症応答は弱いが、肺でのクリアランスが低下し、MMP-7の活性化が低く、組織修復が弱い。3)69週齢マウスでは、肺炎連鎖球菌感染後に一過性のsyndecan-1 sheddingと単球主体の炎症反応を認め、MMP-7活性化は感染後期に顕著で、急速な炎症終結と組織修復が認められた。4)SYN-1KOマウスは強毒株感染に対し単球主体の炎症反応と感染後期のMMP-7活性化を認め、強い抵抗性を示した。感染時に精製SYN-1 ectodomainをSYN-1KOマウス気管内投与すると、好中球主体の炎症反応を呈し感受性が著しく亢進した。以上の結果から、呼吸器感染において、気道上皮におけるsyndecanの遊離強度と持続期間が、その後の肺内炎症強度と質的特性を規定することが、確認された。この研究成果から、syndecan-1遊離制御が呼吸器感染症における抗生剤治療の補助療法として、有効になる可能性が示唆された。
補助人工心臓下の虚血性心筋症に対する平滑筋細胞移植の効果

最近食生活を含む生活の欧米化が進み、総死亡における心臓病(心筋梗塞)の割合は増加の一途にある。それに従い虚血性心不全の割合も増加傾向にあるが、移植というoptionを持たないわが国においてその加療に難渋することは多い。そのような中で1990年代より出現した再生医療は次世代の治療の担い手として注目されている。今回心筋梗塞後虚血性心筋症で補助人工心臓下にある患者を念頭に置き、心筋に対する平滑筋細胞移植がこのような患者に対しどれくらい有効であるかを小動物実験モデルを用いて明らかにするという実験である。我々は雌ラットを用いてまず左開胸アプローチにより、冠動脈結紮により心筋梗塞を作成することから実験を開始した。その後エコーで心拡張が認められたところで(約3,4週)その摘出心を同系雌ラットの腹部に移植(異所性心移植)した。同時に同系雄ラットの大動脈より平滑筋細胞を採取し、腹部に移植された梗塞心に平滑筋細胞移植を行った(同時に細胞移植を行わない群も作成した)。この状態の心臓は、empty beatingの梗塞心であり、LVAD中の心臓と酷似している。4週後に腹部に移植された梗塞心を摘出し、心機能をランゲンドルフ回路を用いて測定した。結果として、ランゲンドルフ回路を用いた実験では、心機能は細胞移植群が有意に良好であり、細胞移植による心移植の回避の可能性を示唆できた。実際の移植細胞の運命においてもY-chromosomeを用いた定量的評価な評価を行い、15%程度の細胞が4週後も生存していることを確認した。また心機能回復のmechanismとして細胞移植群が有意に細小動脈形成に寄与しており、平滑筋細胞の多面的な効果が示唆された。また臨床においても動物実験の知識と技術を応用し、実際の患者でgraft不可能の領域に自家CD34+cellを注射し、血管新生という面から見た細胞移植の効果を分析している。この実験の動物実験の結果は下記にのべるように2006年にpublishされた。現在上記に述べた実験結果のdataを集積中である。近日中に結果を発表したいと考えている。

この実験の動物実験の結果は下記にのべるように2006念にpublishされた。さらにY-chromosomeを用いた移植細胞の定量的評価および梗塞心の免疫組織学的な評価を行う予定である。これらの実験の結果として、従来の梗塞モデルの報告のように、細胞移植群の成績が非移植群に比べて良好なことが予想され、補助人工心臓下における不全心の治療として、平滑筋細胞移植がひとつのoptionとして有用であることが証明されると我々は現在考えている。最近食生活を含む生活の欧米化が進み、総死亡における心臓病(心筋梗塞)の割合は増加の一途にある。それに従い虚血性心不全の割合も増加傾向にあるが、移植というoptionを持たないわが国においてその加療に難渋することは多い。そのような中で1990年代より出現した再生医療は次世代の治療の担い手として注目されている。今回心筋梗塞後虚血性心筋症で補助人工心臓下にある患者を念頭に置き、心筋に対する平滑筋細胞移植がこのような患者に対しどれくらい有効であるかを小動物実験モデルを用いて明らかにするという実験である。我々は雌ラットを用いてまず左開胸アプローチにより、冠動脈結紮により心筋梗塞を作成することから実験を開始した。その後エコーで心拡張が認められたところで(約3,4週)その摘出心を同系雌ラットの腹部に移植(異所性心移植)した。同時に同系雄ラットの大動脈より平滑筋細胞を採取し、腹部に移植された梗塞心に平滑筋細胞移植を行った(同時に細胞移植を行わない群も作成した)。この状態の心臓は、empty beatingの梗塞心であり、LVAD中の心臓と酷似している。4週後に腹部に移植された梗塞心を摘出し、心機能をランゲンドルフ回路を用いて測定した。結果として、ランゲンドルフ回路を用いた実験では、心機能は細胞移植群が有意に良好であり、細胞移植による心移植の回避の可能性を示唆できた。実際の移植細胞の運命においてもY-chromosomeを用いた定量的評価な評価を行い、15%程度の細胞が4週後も生存していることを確認した。また心機能回復のmechanismとして細胞移植群が有意に細小動脈形成に寄与しており、平滑筋細胞の多面的な効果が示唆された。また臨床においても動物実験の知識と技術を応用し、実際の患者でgraft不可能の領域に自家CD34+cellを注射し、血管新生という面から見た細胞移植の効果を分析している。虚血性心筋症に対し、補助人工心臓植え込みを行うことは欧米ではよく行われており、補助人工心臓は心臓移植への橋渡しといった意味で用いられている。本邦では2007年現在で年2,3例の心臓移植移植が行われているのみで、植え込み型補助人工心臓を施行しても、その大多数で移植を受けられず、destination therapy(死亡まで装着しておく)といった意味合いが非常に強いのが現実である。そのような中で細胞移植は手術中に付帯治療として植え込み型補助人工心臓と同時に行え、治療効果が得られれば補助人工心臓の離脱が可能といった利点があるとこの実験により推測された。
X線異常散乱法を用いた,ゼオライトに内包される遷移元素と有機分子の相互作用の解明

触媒および分子ふるいとしての機能を活用するため、骨格構造および細孔内部を化学的に修飾したゼオライトの研究開発が盛んである。ゼオライト結晶素材の特性発現メカニズムを解明するためには、修飾元素の分布を正確に把握することが不可欠である。本研究グループは、原子番号が隣り合う元素が共存する場合でも目的元素の構造情報を得ることができるX線異常散乱法をゼオライトの構造的研究に導入し、修飾元素の配列規則と細孔に挿入された有機分子との相互作用を解明するプロジェクトを推進した。本研究では、強い白色X線源を有する高エネルギー加速器研究機構放射光実験施設に複雑構造の異常散乱実験を可能とする異常散乱単結晶構造解析装置を導入し、光学系の設定および積分反射強度の測定法など計画通りの性能が実現できていることを確認した。そして、ゼオライトに内包するセレンクラスターの構造を詳細に決定することができた。また、天然laumontite型骨格構造を有するZn-Al-P-O系ゼオライトおよび新規な骨格構造を有するゼオライトの育成に成功した。特に、laumontite型Zn-Al-P-O系ゼオライトは、内包する有機分子と遷移元素の相互作用が強いため、有機分子の変化に対応して空間群が変化する特性を明らかとした。さらに、パルスレーザー線源を用いた物性測定により、微弱ではあるが遷移元素および有機分子の相互作用によって非線形光学特性の発現を確認した。この特性をより効果的に発現させるためには、欠陥の少ない結晶の育成が望まれるが、新しいゼオライト素材の可能性を提唱できた成果は、将来の応用展開が期待できる。また、鉄系およびマンガン系のリン酸塩試料では、有機物は内包されないもののゼオライト類似のイオン交換能を有する可能性のある新しい物質を作成することができた。触媒および分子ふるいとしての機能を活用するため,骨格構造および細孔内部を化学的に修飾したゼオライトの研究開発が盛んである.ゼオライト結晶素材の特性発現メカニズムを解明するためには,修飾元素の分布を正確に把握することが不可欠である.本研究グループは,原子番号が隣り合う元素が共存する場合でも目的元素の構造情報を得ることができるX線異常散乱法をゼオライトの構造的研究に導入し,修飾元素の配列規則と細孔に挿入された有機分子との相互作用を解明するプロジェクトを立案した.本年度は,強い白色X線源を有する高エネルギー加速器研究機構放射光実験施設に,複雑構造の異常散乱実験を可能とする異常散乱単結晶構造解析装置を導入した.平成14年度後期のビームタイムを利用し,光学系の設定および積分反射強度の測定法など計画通りの性能が実現できていることを確認した.詳細な解析結果および4軸回折計との解析精度の比較などは,今後の解析を踏まえ評価しなくてはならないが,研究目的を遂行するための装置開発は予定通りに遂行できた。また,コバルトおよび亜鉛内包ゼオライトを作製し,平均構造解析を行った.特に亜鉛系では,天然laumontite型骨格構造を有するZn-Al-P-O系ゼオライトおよび新規な骨格構造を有するゼオライトの育成に成功した.しかしいずれの結晶も,遷移元素は骨格構造に含まれており,本研究の遂行には骨格構造および空隙構造など狙った空間に遷移元素を分布するゼオライトを育成する技術を確立させることが不可欠である.