hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新奇化学発光を指向した軸性不斉芳香環を有する光学活性ジオキセタンの創出

この結果は光学活性なCIEEL型ジオキセタンがトリガーとなる塩基を認識していることを示すものである。本研究では軸性不斉芳香環をフルオロフォアとする光学活性CIEEL型ジオキセタンを創出し、偏光の発光基質となり得るか、また分子認識に基づくトリガリングの起こる発光基質となりうるかを検討し、高感度発光分析試薬としての可能性を探ろうとするものである。本研究ではジオキセタン骨格として熱安定性に優れる2,6,7-トリオキサビシクロ[3.2.0]ヘプタン骨格を用い、軸性不斉芳香環として1,1-ジナフチル骨格に重点を置いて検討しており、特に6-シロキシナフタレン-2-イル置換ジオキセタンの1,1-ジナフチル骨格への展開を行ってきた。1,1-ジナフチル骨格への変換では新たに導入したナフタレン環の置換基効果(主に電子的)により発光特性が著しく異なることをすでに見いだしている。これを基礎としてさらにジオール構造をアセタール構造へ変換した3-ヒドロキシメチル-2-ナフトール骨格を導入した構造へと展開を行った。前駆体オレフインの段階で光学分割を行い、ビナフチル骨格での軸性不斉にもとづくそれぞれの異性体について、一重項酸素酸化反応によるジオキセタンへの変換を行った。このようにして1,1-ジナフチル骨格の軸性不斉とジオキセタン環の不斉にもとづく4種類の光学活性体すべてを合成、単離した。これらの絶対配置の決定を前駆体オレフィン、およびジオキセタンの一部をX線構造解析することにより決定した。これらの4種の光学活性ジオキセタンについて光学活性な塩基を用いた発光分解を検討したところ、発光分解速度および発光最大波長に違いが認められた。またナフタレン環のアセタール部分の構造変換を行い、さらに光学活性な塩基を用いた発光分解を検討したところ、導入した構造により発光分解速度および発光最大波長の違いが異なるととがわかった。本研究ではジオキセタン骨格として熱安定性に優れる2,6,7-トリオキサビシクロ[3,2,0]ヘプタン骨格を用い、軸性不斉芳香環として1,1-ジナフチル骨格に重点を置いて検討しており、6-オキシナフタレン-2-イル置換ジオキセタンの1,1-ジナフチル骨格への展開ですでに光学活性ジオキセタンの創出に成功している。この骨格のジオキセタンでは、1,1-ジナフチル骨格の軸性不斉とジオキセタン環の不斉にもとづく4種類の光学活性体が存在し、これらすべての絶対配置の決定を前駆体オレフィン、およびジオキセタンの一部をX線構造解析することによりすでに決定している。1,1-ジナフチル骨格への変換では新たに導入したナフタレン環の置換基効果によりその発光特性が影響されることから、アセタール基を導入している。このアセタール部分を新たに変換した光学活性ジオキセタンを合成、光学活性な塩基を用いた発光分解をアセタール基の異なるジオキセタン3種計12化合物に関して検討した。
ペプチドワクチンき分子設計-高賦活化口蹄疫ペプチドワクチンの合成

口蹄疫ウイルスの抗原決定部位は口蹄疫ウイルスVP1タンパク質の141番目から160番目に相当する部位中にあると推定されている。この部分ペプチドの二次構造はこれまで決定されていないが、筆者はペプチドのヘリックス車輪表示法およびChouとFasmanによる二次構造予測法を用いて、この部分ペプチドがヘリックス構造をもつことを推定した。ここで、ペプチドワクチンの分子設計にあたってはペプチドの二次構造を安定に保持させることが重要である。そこで、筆者らによって先に見い出されたα-アミノイソ酪酸(Aib)によるヘリックス構造安定化能を用いる高賦活化口蹄疫ペプチドワクチンを分子設計することを本研究の目的とした。この部分ペプチドをヘリックス車輪表示すると、親水領域部が抗原決定部位であると推定される。そこで、タンパク質内部に埋もれている144および148番目のロイシン残基、さらに155番目のバリン残基をAib残基に置換した口蹄疫ペプチドワクチンを分子設計した。次に分子設計されたエイコサペプチドを4つのフラグメントに分けて、側鎖官能基の保護されたフラグメントの化学合成を行った。さらに得られたフラグメントをカップリングすることによって、分子設計されたアミノ酸配列をもち、側鎖官能基が保護されたエイコサペプチドを合成した。現在、得られたペプチドの保護基の脱離条件の検討と目的物の単離精製を行っている。なお、目的物が単離精製され次第、抗体産生能および能動免疫効果の持続性を検討し、Aib残基の置換数との関係を明らかにし、ペプチドワクチン分子設計に対する基本概念を明らかにしていく予定である。
生体防御機構の基礎的研究

本研究班は多くの多彩な研究機関に所属する研究者によって構成され、各班員の担当する研究は、生体防御に関わる生命現象の一部を対象とするものである。本総合研究の構築により、下等動物からヒトに至る動物に植物を加えた生命体の活動のうち、最も重要な生体防御機構の全体像が明らかになりつつある。1.異物識別と生体恒常性の維持...種々の異物や外的刺激に応じた反応が植物、昆虫、脊椎動物において解析され、異物識別の機序の分子的基盤が明らかにされた。2.生体防御機構の系統発生...哺乳類に加えて、植物、昆虫、貝類、甲殼類原索動物、両生類などの生物を対象として、特異性の低い基本的防御反応から、液性、細胞性の特異性のより高い防御因子までが研究され、防御因子の特殊性と普遍性を明らかにした。3.食細胞系防御因子の生体防御における役割...あらゆる動物に共通して存在する防御因子のうち、最も重要な食細胞系の機能が、細胞生物学的、生化学的、免疫学的に解析された。また特異性に欠く食細胞系と、特異的免疫防御系の中間に位置付けされるNK細胞についても同様に研究が進展している。4.免疫系の分化、細胞間相互作用と生体防御の発現...高等動物における重要な生体防御機構である免疫反応は、T細胞、B細胞を中心として数多くの液性因子や細胞間の刺激伝達により成立していく。T細胞による免疫の比重論的解析、エフェクター細胞分化の機序、種々のリンホカインの構造と機能が明らかにされ、免疫系の全体像が構築されると同時に、特異性の低い生体防御機構との関連も明確化されつつある。5.生体防御の方向付け...以上の実績より、生体防御機構の再構築を行ないその方向付けの可能性へ発展させる。
日唐宋律令法の比較研究と『新唐令拾遺』の編纂

北宋天聖令の発見・出版を受けて、研究代表者以下が分担して日本令・唐令・北宋令の比較研究を行い、日本律令の意味を明らかにしたほか、『唐令拾遺』改訂のために唐令条文の復原案を作成した。中国社会科学院歴史研究所と研究交流を進め、ICESの場で関連する国際シンポジウムを開催したほか、研究成果を著書や論文として発表した。本研究は、北宋天聖令の発見を受けて、現在律令制研究の第一線にる研究者を統合して、近年の律令制研究の成果を吸収しながら天聖令の校訂した釈文を作成し、日唐宋令の比較研究と唐令の復原研究を進め、仁井田陞『唐令拾遺』や池田温『唐令拾遺補』の改訂版を作成し出版することを目的とする。2006年11月に中国社会科学院歴史研究所の整理により刊行された『天一閣蔵明妙本天聖令校証』は上下2冊、750頁に及ぶ大著であり、そこに示された唐令復原案や論証の検討を、研究代表者と連携協力者計7名と研究協力者が令の篇目ごとに分担して行い、今年度は東京・湯河原・伊豆・群馬で計4回の研究会を全員参加の形で開き、研究成果を報告し、『新唐令拾遺』原稿作成の形式を討議したほか、東方学会のACTA ASIATICAの律令制研究特集(大津編集)のための準備もおこなった。中国社会科学院歴史研究所のメンバーとの交流を継続しており、11月には研究代表者の大津は北京に招かれ歴史研究所で講演をおこない、連携協力者の坂上・辻・古瀬・丸山は台湾師範大学で開かれた天聖令の学術研討会に参加し、中国・台湾の唐代史研究者との国際学術交流を進展させ、律令制研究の国際的な拠点となっている。12月には洛陽とその周辺の漢代・北魏から唐代に及ぶ史跡の精力的な調査旅行を行い、唐代の東都洛陽遺跡の発掘の見学をはじめ、唐代律令制の理解を深めた(連携研究者:坂上康俊・古瀬奈津子・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、研究協力者:吉永匡史・武井紀子)本研究は、北宋天聖令の発見を受けて、現在律令制研究の第一線にいる研究者を統合して、近年の律令制研究の成果を吸収しながら天聖令の校訂した釈文を作成し、日唐宋令の比較研究と唐令の復原研究を進め、仁井田陞『唐令拾遺』や池田温『唐令拾遺補』の改訂版を作成し出版することを目的とする。2006年に中国社会科学院歴史研究所の整理により刊行された『天一閣蔵明鈔本天聖令校証』は750頁におよぶ大著であり、その唐令復原案や論証の検討と、『新唐令拾遺』の原稿作成のための討議を研究代表者と連携協力者・研究協力者の10名で分担し、全員参加の形で東京・伊豆・箱根などで計4回の研究会を開いた。また研究代表者が編者となり東方学会のACTA ASITICAの律令制研究の特集号を編んだ。中国社会科学院歴史研究所のメンバーとの交流を継続しており、黄正建氏には伊豆での研究会に参加してもらったほか、5月の国際東方学者会議には報告していただき「日中文化交流史の諸問題」と題するシンポジウムも開催し学術交流を深めた。9月には、南京と揚州を中心に南朝から唐代、五代、北宋にいたる史跡の精力的調査を行い、唐代律令制とその淵源についての理解を深めた。(連携協力者:坂上康俊・古瀬奈津子・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、研究協力者:吉永匡史・武井紀子・大高広和)本研究は、北宋天聖令の発見を受けて、現在律令制研究の第一線にいる研究者を統合して、近年の律令制研究の成果を吸収しながら天聖令の校訂した釈文を作成し、日唐宋令の比較研究と唐令の復原研究を進め、仁井田陞『唐令拾遺』や池田温『唐令拾遺補』の改訂版を作成し出版することを目的とする。2006年に中国社会科学院歴史研究所の整理により刊行された『天一閣蔵明鈔本天聖令校証』は750頁におよぶ大著であり、その唐令復原案や論証の検討と、『新唐令拾遺』の原稿作成のための討議を研究代表者と連携協力者・研究協力者の10名で分担し、全員参加の形で東京・群馬・箱根などで計7回の研究会を開き、原稿作成が進んだ。研究代表者は、岩波書店の雑誌『思想』に天聖令発見から何がわかったかをまとめた論文を発表して広く学会の成果を伝え、また編者となってメンバーが分担執筆して、名著刊行会から『律令制研究入門』を出版し、律令制研究という方法の意義を示し、さらに研究協力者として参加している若手研究者の発信の場ともした。

中国社会科学院歴史研究所との交流を継続しており、牛来穎氏を平成24年5月の国際東方学者会議に招聘し、「天聖令と律令制比較研究II」と題するシンポジウムにおいて研究会メンバーとともて報告していただき、箱根での研究会にも参加してもらい、学術交流を深めた。平成23年9月には、西安とその周辺および山西省の唐代を中心とする史跡の精力的調査を実施し、関市令や喪葬令を中心に唐代律令制についての理解を深めた。(連携協力者:坂上康俊・古瀬奈津子・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、研究協力者:吉永匡史・武井紀子・大高広和〔平成24年度は神戸航介〕)24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ケモカイン受容体CCR2の細胞内シグナル伝達因子FROUNTの構造生物学的研究

ケモカイン受容体CCR2に結合し,シグナル伝達を制御する新規の細胞内因子FROUNTについて,構造生物学的研究を行なった。FROUNTのCCR2結合ドメインFNT-C,および,CCR2のFROUNT結合領域を同定し,大量発現・精製系を確立した。溶液NMR解析により,相互作用部位を双方側において特定した。また,相互作用をブロックする化合物を複数見出した。これらは,慢性炎症性免疫疾患治療薬の創出に向け、不可欠な知見・材料である。白血球は,ケモカインの濃度勾配に基づいて走化性を示し,炎症箇所へ速やかに集積する。白血球の走化性は,重要な免疫生体防御反応であるが,自己免疫性疾患における主要な発症原因とも考えられている。ケモカイン受容体CCR2を介したシグナル伝達は,単球およびマクロファージの細胞遊走を担うことから,その異常な活性化が様々な慢性炎症性免疫疾患の発症原因となる。研究協力者である寺島らは,近年,CCR2のC末端領域に結合し,シグナル伝達を制御する新規の細胞内因子FROUNTを見出した(Terashima Y., et. al., Nature Immunol. 6,827-835 (2005))。FROUNTがケモカイン受容体を選択的に認識する機構の解明は,慢性炎症性免疫疾患の治療のために極めて重要である。本研究は,(1)構造生物学的手法に基づくFROUNTのCCR2認識機構の解明,(2)立体構造情報を利用した,FROUNT-CCR2相互作用をターゲットとする慢性炎症性免疫疾患治療薬の創出を目的とする。当該年度において,各種プロテアーゼへの消化耐性を指標に,FROUNTのCCR2結合領域内に含まれる構造ドメインFNT-Cを見出した。FNT-Cに関して,大腸菌を用いた大量発現系および精製系を確立した。また,酵母ツーハイブリッド法を用いてCCR2のFROUNT結合領域の最適化を行い,より結合能の高い領域を同定した。以上,FNT-C単体,および,CCR2のFROUNT結合領域との複合体の立体構造解析,そして,FROUNT-CCR2相互作用をターゲットとした創薬を行うための基盤を確立することができた。研究協力者である寺島らは,近年, CCR2のC末端領域に結合し,シグナル伝達を制御する新規の細胞内因子FROUNTを見出した(Terashima Y. et.al., Nature Immunol. 6, 827-835(2005))。本研究は, (1)構造生物学的手法に基づくFROUNTのCCR2認識機構の解明,(2)立体構造情報を利用した, FROUNT-CCR2相互作用をターゲットとする慢性炎症性免疫疾患治療薬の創出を目的とする。FROUNTのCCR2結合ドメインFNT-C,および, CCR2のFROUNT結合領域の安定同位体標識タンパク質を調製し,溶液NMR解析を行なった。その結果, FROUNT-CCR2相互作用を担う残基を双方側において特定した。CCR2は, FROUNT結合に際し, α-ヘリックス構造をとることを示した。また, FROUNT-CCR2相互作用をブロックする化合物を複数見い出した。これらの結果は, FROUNT-CCR2相互認識機構の解明,および,相互作用をターゲットとする創薬において不可欠な知見・材料である。
大気圧プラズマリアクターによる次世代 非触媒型コンパクトリフォーマーの開発

誘電体バリア放電とリフォーミング触媒を組合わせたハイブリッドシステムを開発し,反応選択性やエネルギー効率向上を目指したプロセスを開発した。まず,大気圧非平衡プラズマだけを用いてメタン改質反応の基礎特性を明らかにした後,スチームリフォーミングで代表的なNi触媒を組み込んだペレット充填型反応器を適用し,メタン転換率と水素の選択性を格段に向上できることを明示した上で,低エネルギー電子により生成された振動励起メタンと触媒との相互作用がプロセスの改善に不可欠であることを指摘する。そして,メタンの水蒸気改質における非平衡プラズマ反応と触媒反応の明確な差別化をはかり,平衡論的な観点からプラズマ・触媒ハイブリッドリアクタの優位性を明らかにした。メタン転換率は比投入エネルギーと共に増加していくが,生成物の選択性は10eV/molecule(【approximately equal】CH_4の低位発熱量)で一定になる。誘電体バリア放電だけの場合,C_2,C_3系重合物の選択率が50%を超えるため(炭素ベース),水素の選択率は量論ベースで65%までしか到達しない。Ni触媒が活性を示さない400°Cでも,プラズマが共存することでメタン転換率は50%に達した。プラズマのみの場合,CH_4転換率は18%であるから,メタン転換効率が2.8倍増強された。また,C_2,C_3系重合物はほとんど生成されず,替わってCO_2が生成される。これに伴い,水素の選択性は80%を超える(量論ベース)。触媒だけでは平衡転換率に達しない反応温度(600°C)でも,プラズマが共存すれば平衡転換率を超えるメタンが反応する。この時の生成物濃度は,平衡組成になっている。
自律分散システムの協調と大域的秩序形成

生物は多様性・柔軟性・耐故障性など,現在の人工システムでは実現が難しい優れた性質を持つ.自律分散システム論は,生物がこれらの優れた性質を持つ原理を抽出しそれを応用することにより,これまでにない優れた性質を持つ人工システムの構成法の確立を目指すものである.しかし,自律分散システム構成するサブシステムがどのような性質を持てば,全体のシステムが多様な目的や外部環境にふさわしい挙動を示すのか,あるいは柔軟性・耐故障性のような性質を持つのかという問題に対する答は,まだ得られていない.この問題を解明するためには,まず自律分散システムを構成するサブシステムの局所的なダイナミクスの協調原理,大域的秩序の形成原理を解明する必要がある。そこで本研究は,全システムの挙動を決定する大域的なベクトル場の位相構造とサブシステム局所的ダイナミクスとの間の関係を解明することを目的として,新しい理論展開を行った.具体的に生物の運動パタ-ン発生システム(CPG)を,自律的神経発振器の協調による自己組織システムとみなしそれを基にした理論展開及びモデル化,シミュレ-ションを行った.その理論展開の際,大域的秩序をある変数(CPGの場合には発振器間位相差)により表すことができ,その変数によるシステム(ト-タルシステムと呼ぶ)が自律系・勾配系となれば,それは問題が低次元化され,システム全体の大域的な挙動が明確にわかることを具体的に明らかにした.また,そこでの理論をHopfieldニュ-ラルネットワ-クに展開し,これまで明らかにされていなかったその位相構造とエネルギ-極小点の分岐の可能性を示した.これらの理論的な考察を進め,具体的に検証するにあたり,本補助金で購入したパ-ソナルコンピュ-タ及びDSPアクセラレ-タ・ボ-ドは非常に有効であり,そのおかげで本研究は順調に進展できた.生物は多様性・柔軟性・耐故障性など,現在の人工システムでは実現が難しい優れた性質を持つ.自律分散システム論は,生物がこれらの優れた性質を持つ原理を抽出しそれを応用することにより,これまでにない優れた性質を持つ人工システムの構成法の確立を目指すものである.しかし,自律分散システム構成するサブシステムがどのような性質を持てば,全体のシステムが多様な目的や外部環境にふさわしい挙動を示すのか,あるいは柔軟性・耐故障性のような性質を持つのかという問題に対する答は,まだ得られていない.この問題を解明するためには,まず自律分散システムを構成するサブシステムの局所的なダイナミクスの協調原理,大域的秩序の形成原理を解明する必要がある。そこで本研究は,全システムの挙動を決定する大域的なベクトル場の位相構造とサブシステム局所的ダイナミクスとの間の関係を解明することを目的として,新しい理論展開を行った.具体的に生物の運動パタ-ン発生システム(CPG)を,自律的神経発振器の協調による自己組織システムとみなしそれを基にした理論展開及びモデル化,シミュレ-ションを行った.その理論展開の際,大域的秩序をある変数(CPGの場合には発振器間位相差)により表すことができ,その変数によるシステム(ト-タルシステムと呼ぶ)が自律系・勾配系となれば,それは問題が低次元化され,システム全体の大域的な挙動が明確にわかることを具体的に明らかにした.また,そこでの理論をHopfieldニュ-ラルネットワ-クに展開し,これまで明らかにされていなかったその位相構造とエネルギ-極小点の分岐の可能性を示した.これらの理論的な考察を進め,具体的に検証するにあたり,本補助金で購入したパ-ソナルコンピュ-タ及びDSPアクセラレ-タ・ボ-ドは非常に有効であり,そのおかげで本研究は順調に進展できた.
近似模倣と近似交替模倣に基づく組込み制御システムのロバストスーパバイザ理論の創成

近似模倣及び近似交替模倣関係を用いて,組込みシステムのスーパバイザを形式的に設計する方法を開発した.まず,出力から状態を推定するシンボリック状態推定器を用いたスーパバイザ制御器の設計法を提案した.次に,ネットワーク化制御システムにおいて,ネットワークの遅延などの特性の形式的モデルを用いた形式的設計法を提案した.さらに,入力無駄時間のある制御対象に対してシンボリックスミス制御器設計法を開発した.また,人間機械システムにおいて,ユーザモデルに時間情報を組み込んだハイブリッドモデルと弱近似交替模倣関係とを用いて,モードコンフュージョンの検出アルゴリズムを開発した..物理プラントモデルとその抽象化プラントモデルを遷移システムで表した.物理プラントモデルと抽象化プラントモデルには近似縮小交替模倣関係があると仮定した.この抽象化プラントと模倣関係を持つように目標遷移システムを与えた.物理プラントからの出力(状態の一部)を基にプラントの状態を推定するシンボリック観測器の構成方法を示した.物理プラントの状態において,出力が同じとなる状態の集合を,互いに素である部分領域に分割して抽象化した.その抽象化された状態集合上の遷移関係が物理プラントの状態と近似縮小交替模倣関係を満たすような遷移システムを構成した.この遷移システムの状態のベキ合を状態集合とするとシンボリック観測器が構成できることを示した.この観測器は物理プラントと近似縮小模倣関係となることを示し,出力列から推定した遷移可能なすべての状態を求められることを示した.この観測器を用いて,物理プラントの振る舞いが目標トランジションシステムの振る舞いと近似交替模倣関係となることを示し,この意味で制御されたプラントは目標トランジションの振る舞いに追従することを示した.次に,制御入力に遅れがある物理プラントを考えた.物理プラントは,待ち行列付きのトランジションシステムで抽象化した.この抽象化モデルを基に,プラントの抽象化状態の予測を行うシンボリックスミス予測器を開発した.シンボリックスミス予測器の状態集合として,抽象化された状態集合のベキ集合を考え,観測された出力列から遅れ時間後の状態が取りうる状態の集合を求めた.この予測器を用いて抽象化スミス制御器の設計法を提案し,この制御器よって,物理プラントの振る舞いが目標トランジションシステムの振る舞いと近似交替模倣関係となることを示した.本年度は,制御された物理プラントの振る舞いが目標遷移システムの振る舞いと近似縮小交替模倣となることが証明できた.さらに,対象とする物理システムに入力遅れのある場合についての制御器設計に拡張することができた.この拡張は当初予定課題ではなかった.しかし,この拡張に時間を費やしたため,当初目標としていた安定性との関係,特にInput-to-state stabilityとの関連については結果を得ることができなかった.計算機を用いた組込み制御システムの形式的設計法は,最近世界的に注目される研究テーマとなっており,状態フィードバック制御,ネットワーク化制御などへの応用が期待されている.形式的設計法において重要な課題は,制御対象を抽象化した遷移システムを基に設計されたシンボリック制御器によって,望ましい振る舞いに対してどの程度の安定性を保証しているかである.この問題を解決するために,近似模倣,近似交替模倣と呼ばれるシステム間の2項関係を用いるアプローチがある.望ましい振る舞いを記述する遷移システムと閉ループシステムの振る舞いとの間にこのような関係があれば,一種のinput-to-state安定が成り立つ.出力フィードバックシステムと入力遅れのあるシステムに対して,このような関係を持つような制御器を設計する方法の効率化を実現した.昨年度に提案した出力フィードバックによるシンボリック制御器の構成法では,シンボリック観測器に用いる抽象化状態集合と制御のために用いる抽象化状態集合が異なっていた.そのために,いくつかの制約をシステムに課していた.共通の抽象化状態集合を用いて出力フィードバック制御器を構成する方法を提案した.昨年度に開発した設計法で必要としたいくつかの仮定を取り除くことができた.シンボリック制御器の入力が制御対象に入力されるまでに遅れがある場合を考えた.この遅れを待ち行列で表現して,制御対象の抽象化を行い,観測された出力から遅れ時間後の状態を予測して,制御入力を決定する抽象化スミス法を昨年度提案したが,その設計手順において無駄な操作をなくし,設計されるスミス制御器の簡素化した.昨年度提案した設計法には,いくつかの短所があった.それを改善し,出力フィードバック制御,およびスミス制御の形式的設計法の効率化を達成した.人間が機械を操作する人間機械系において,ユーザがインタフェース表示を見て次の命令を決定するとき,その命令によって機械の状態がどのように変化するかをユーザは予想している.実際の機械の状態変化がユーザの予想した状態変化と異なる現象をモードコンフュージョンという.モードコンフュージョンが発生するとユーザは動転して,誤った操作をすることがあり,その結果重大な事故を引き起こすことがある.複雑な組込み制御システムを適切にユーザが監視するためには,モードコンフュージョンの発生を形式的に調べる方法の開発は重要である.本研究では,新しい交替模倣関係を定義して,モードコンフュージョンの発生を検出する方法を提案した.機械の数理モデルとして,モードと物理変数の両方の変化を統一的に表現できるハイブリッドオートマトンを用いた.インタフェース表示と機械の状態との間の対応を2項関係で表した.命令によるインタフェース表示の変化に関するユーザの知識(ユーザモデル)を遷移システムで表した.従来研究では,ユーザモデルは論理的な情報しか表現できなかったが,命令を出してから次の命令を出すタイミングまでの経過時間に関する知識も表現できるユーザモデルを提案した.インタフェース表示と機械の状態との間の2項関係に対して,弱交替模倣関係という新しい概念を提案した.

そして,モードコンフュージョンが発生しないための必要十分条件が,このインタフェース表示と機械の状態との間の2項関係が弱交替模倣関係であることを証明した.このことを利用して,モードコンフュージョンを検出するアルゴリズムを提案した.このアルゴリズムをHVACシステムに適用して,モードコンフュージョンが発生することを示した.近似模倣及び近似交替模倣関係を用いて,組込みシステムのスーパバイザを形式的に設計する方法を開発した.まず,出力から状態を推定するシンボリック状態推定器を用いたスーパバイザ制御器の設計法を提案した.次に,ネットワーク化制御システムにおいて,ネットワークの遅延などの特性の形式的モデルを用いた形式的設計法を提案した.さらに,入力無駄時間のある制御対象に対してシンボリックスミス制御器設計法を開発した.また,人間機械システムにおいて,ユーザモデルに時間情報を組み込んだハイブリッドモデルと弱近似交替模倣関係とを用いて,モードコンフュージョンの検出アルゴリズムを開発した..まずは,平成27年度に提案した近似縮小交替模倣に基づいて設計された制御器を用いたときの閉ループシステムの安定性について検討する.特にロバスト安定性を保証できる条件を検討する.さらに,ネットワーク化制御に拡張する.特に,データの遅延時間の変動を考慮したシステムの抽象化方法を検討する.得られた抽象化システムに対して近似模倣となる観測器の設計法を提案する.この観測器を用いて,近似縮小交替模倣を満たす出力制御器の設計法を提案する.本年度は,最終年度になるので,今までの研究成果をまとめて,論文として公表する.また,近似双模倣関係の新しい応用として,人間機械系においてモードコンフュージョンの発生を検出する方法を開発する.特に,時間的な情報によって発生するモードコンフュージョンの検出を実現する.システム理論平成27年10月に国際会議で発表した研究成果を拡張した結果を発表する適切な国際会議が平成27年度中にはなく,平成28年度に開催予定の国際会議に投稿することにした.そのため,当初予定してた海外出張費を平成28年度に繰り越すことになった.研究に必要な専門書の購入経費が予算より下回ったため.最新の研究動向,研究論文の収集のために,専門図書(国際会議などの予稿集を含む)を購入する.研究成果の発表のための海外及び国内出張の旅費及び参加費に充てる.国際会議IFAC World Congress(フランス)で研究成果を発表する.また,国内の研究会・学会でも研究成果を発表する.そのための旅費と参加費に充てる.学術雑誌に掲載予定の論文の掲載料・別刷り代,及び専門書をの購入経費に充てる.
自由の普遍性と正義の超越性-トマス・アクィナスにおける人間論の展望-

本研究は、『トマス・アクィナスの人間論-個としての人間の超越性-』(知泉書館、平成17年1月)で明らかにしたところの、人間存在そのものの「超越性」から出発して、「共同善への運動」という観点からトマスの共同体論が有する現代的な意義を明らかにし、最終的には出版という仕方での提示を研究の目的としている。当該研究期間内の直接的な成果としては、なによりも、「共同体と共同善-トマス・アクィナスの共同体論研究-」を完成させ、神戸大学へ提出することができた点である。この博士論文は、五つの部分から成立しており、第一部「共同体論とペルソナ」では、共同体と個の関係について、個の「運動」、「目的」、そして「習慣」という観点から論じ、第二部「共同体論と秩序」では、共同体の「構造」を「秩序」という観点から探る。第三部「共同体論と自然法」では、個と共同体の関係を、「自然法」という観点から明らかにし、第四部「共同体論と正義」では、共同体における秩序づけに具体的に係わるところの「正義」について論じる。第五部「共同体と共同善」では、「個」をさらに「自己」と「他者」に区別し、「自己-他者-共同体」の有機的な関係を明確にし、結論「トマスにおける共同体論の展望」では、トマスの共同体論が有する現代的な展望について論じていく。引用文献も270以上に及び、現在、最終的な校正を行なっている。知泉書館より平成20年9月に出版される予定である。本研究は、「共同善への運動」という観点からトマスの共同体論が有する現代的な意義を明らかにし、最終的には出版という仕方での提示を目的としている。この研究の前提となるのは、人間存在そのものの「超越性」である。この超越性から出発しなければ、「自由」と「正義」の関係や「個」と「共同体」の関係を、真に調和的な仕方で捉えることは不可能であると思われる。『トマス・アクィナスの人間論-個としての人間の超越性-』という著書の出版には多くの時間を必要としたが、この著作が「共同体論研究」を可能にすると考えている。本研究の直接的な成果としては、二つの学会発表と四本の研究論文を挙げられる。まず、経済社会学会での「正義の動的構造-トマス・アクィナスにおける公共性への展望-」では、人間的行為における能動と受動の構造のもとに、正義のはたらきを分析した。現在、この発表をもとにした論文を、学会に査読付論文として投稿している。また、関西哲学会でも所有権と共同善の関係を哲学的に示した。一方、論文では、所有権論に関する査読付論文が『経済社会学会年報』に掲載された。「所有」とは、個と共同体の関係が最も現実的な仕方で問われる行為であり、本研究の中心課題である。また、「個」は「自己」と「他者」に区別されることから、「他者とは何か」では、他者の意味を哲学的に解明しようとした。さらに、宗教・宣教学、および美学の立場から、それぞれ共同体の意味を探ろうとしたものが、他の二本の論文である。山田晶京都大学名誉教授、野尻武敏神戸大学名誉教授、足立正樹神戸大学教授を中心とした研究打ち合せと、ノート型パソコンを活用した文献調査が本研究の骨格をなしている。研究計画は順調に実行されており、いよいよ共同体論の本論に入ろうとしている。本研究は、『トマス・アクィナスの人間論-個としての人間の超越性-』(知泉書館、平成17年1月)で明らかにしたところの、人間存在そのものの「超越性」から出発して、「共同善への運動」という観点からトマスの共同体論が有する現代的な意義を明らかにし、最終的には出版という仕方での提示を目指している。平成17年度の直接的な成果としては、一つの学会発表と三本の研究論文を挙げられる。

神戸大学へ提出する予定の博士論文は、「共同体と共同善-トマス・アクィナスの共同体論研究-」というタイトルであり、「コムニタスとは何か」、「個の主権と共同体」、「自己-他者-共同体」、「共同体と正義」、そして「共同体の動的構造」という五つの部分から成立している。このうち、後半の構成をもとに、「自己」-「他者」-「共同体」相互に認められる動的な有機的構造について明らかにしたものが、『経済社会学会年報』における「トマス・アクィナスにおける正義の動的構造-公共性への展望をめぐって-」である。一方、第二部「個の主権と共同体」の第一章と第二章に相当するものが、それぞれ、『研究紀要』における「個の主権と共同体-トマス・アクィナスにおける人間的行為の普遍性-」と「個の超越性と共同体-トマス・アクィナスにおける個の究極-」という論文である。また、「共同善への自由-トマス・アクィナスにおける自然法論の射程-」という、経済学史学会での研究発表の成果が、これらに反映されている。徹底的なテキスト解釈をさらに深め、山田晶京都大学名誉教授、野尻武敏神戸大学名誉教授、足立正樹神戸大学教授を中心とした研究打ち合せを通じて、本研究もいよいよ完成段階に入ろうとしている。本研究は、『トマス・アクィナスの人間論-個としての人間の超越性-』(知泉書館、平成17年1月)で明らかにしたところの、人間存在そのものの「超越性」から出発して、「共同善への運動」という観点からトマスの共同体論が有する現代的な意義を明らかにし、最終的には出版という仕方での提示を目指している。平成18年度の直接的な成果としては、「共同体と共同善-トマス・アクィナスの共同体論研究-」の作成がかなり進展したことにある。神戸大学へ提出するこの博士論文は、五つの部分から成立しており、第一部「共同体論とペルソナ」では、共同体と個の関係について、個の「運動」、「目的」、そして「習慣」という観点から論じ、第二部「共同体論と秩序」では、「共同体」と訳される"communitas"の分析を手がかりに、共同体の「構造」を「秩序」という観点から探る。第三部「共同体論と自然法」では、個と共同体の関係を、「自然法」という観点から明らかにし、第四部「共同体論と正義」では、共同体における秩序づけに具体的に係わるところの「正義」について論じる。第五部「共同体と共同善」では、「個」をさらに「自己」と「他者」に区別し、「自己-他者-共同体」の有機的な関係を明確にし、結論「トマスにおける共同体論の展望」では、トマスの共同体論が有する現代的な展望について論じていく。このうち、序と第一部第一章、および第一部第二章と第三章に相当するものが、それぞれ、『研究紀要』における「個と共同体-トマス・アクィナスにおける全体としての共同体-」と「共同体の完全性-トマス・アクィナスにおける共同善への秩序-」という論文である。徹底的なテキスト解釈をさらに深め、平成19年度中での完成を予定しており,今年11月に募集がある予定の,科学研究費補助金による「研究成果公開促進費」に応募する計画である。
沖縄からみた異文化としての日本-本土体験の調査研究-

本総合研究は,戦前から今日までの間に日本本土へ渡った沖縄出身者のさまざまな生活体験に関する調査を通して,沖縄の人々が本土の文化的環境に対して抱いた違和感,あるいは沖縄と本土との文化差という問題を明らかにする目的で実施してきたものである。本土から沖縄ヘ帰郷した人々(いわゆるUターン者)の行動様式にはどのような特徴があるのか。また,人々は本土における生活体験をどのように概念化しているのか。この問いに答えるために,本研究では,いくつかの具体的なテーマを立てて現地調査を行った。その結果は以下の通りである。酒井は,戦前に紡績女工として関西地方へ出稼ぎに行った女性たちが故郷に紡績歌を持ち帰り,それが現在の島歌の一部,さらにはシャーマン的職能者(ユタ)の儀礼歌として定着していることを報告している。大越は現代のUターン者たちが地域社会を活性化させるための諸活動,シマ起こしの重要な担い手になっていることに注目する。石川は,帰郷者たちのライフ・ヒストリーを分析し,人々の行動様式の中に,経済的理由や都会への憧れによる本土行だけではなく,本土での一時的な生活体験を一種の通過儀礼とみる社会通念を指摘している。また,近代史の文脈で,戦前の台湾,ミクロネシアなどへの出稼ぎ体験も,もう1つの重要な研究課題である。喜山は,農民のライフ・ヒストリーの研究から,戦前のミクロネシアへの移住の実態を報告している。笠原は,漁民の南方への出漁,そして植民地時代の台湾と沖縄の関係に注目し,沖縄出身者の独特なアイデンティティの問題について概括的な考察をしている。この総合研究は,沖縄の人々の移住,出稼ぎ,帰郷など,人的移動を視野に入れた独自の研究を目指したもので,文化人類学と近代史・現代史との接点を探る試みと言ってもよい。2年間の研究によって,新しい沖縄研究の方向を示すという当初の目的は達成できたと考える。今年度は沖縄住民の本土体験の再構を共通課題にして、主に第2次大戦前および戦後アメリカの施政権下にあった27年間の時代を中心に調査を行った。本土体験・Uターン・文化ギャップ・異和感などと括られる一連の問題群は、沖縄の場合、きわめて多次元的で、かつ屈折した歴史過程を辿った。それらは従来の研究でよく本土と沖縄という枠組を前提にして論じられてはきたが、しかし、沖縄住民の文化的アイデンティティにかかわる問題は、決して本土-沖縄という二者関係の狭い枠内にとどまるものではない。本研究の代表者・分担者はそれぞれ、本土への住民移動はもとより、戦前の台湾移住と帰遷、戦前・戦後の海外移民、漁業を中心にした方南出稼ぎ、交易活動、留学などを糸口にして、近代以降の沖縄社会が辿ってきた国際環境の広がりの中で、その多次元的で屈折した体験の文脈を掘り起こそうとしてきた。面接調査から得られるライフヒストリーなどの一次資料を主体に、文字化された体験談集や新聞・雑誌等に記録された記事の整理、統計資料や名簿類の分析、歌謡等の民衆文化の復元など、調査地において個々に取り扱った資料とその分析方法もまた多岐にわたる。それらを綜合することで、沖縄住民の本土体験が、近代日本において特異な異文化体験の位相をもつことを示しうるものと思われる。そのような戦前・戦後期の歴史体験は、現在の沖縄の県・市町村・村造レベルの指導層を含む人事構成の重要な一面になっているだけでなく、80年代から始まった沖縄独自の国際交流の底流ともなり、さらには住民自身による沖縄民俗文化再発見の動きとも言える今日の地方誌作り、博物館活動などにも直接・間接に結びついている。

本土体験調査は、沖縄近代史・現代史を視野におさめる新しい民族誌的研究を拓く可能性につながる。文化人類学の現代的関心と交差する研究課題として、一層の資料収集、理論的洗練が必要になってこよう。今年度は,平成4年度の調査・資料収集・研究会における議論を引き継ぎ、主に第二次大戦後および沖縄の日本復帰後の時期に焦点を合わせて,移動・出稼ぎ・本土体験・Uターン現象・文化ギャップ等に関する聞取り調査,文書・統計その他の資料収集を実施した。対象は沖縄(本島),宮古,庵美地区などであり,すでに沖縄・那覇都市圏居住者の動向をめぐる先行研究があることを考慮して,調査は主に農村・離島部を中心に行った。沖縄住民の本土体験が時代差・世代差に加えて,性別,出身地域の状況,移動パターン等の違いによって多様であることは昨年度の研究でも明らかになっていたが,戦後・復帰後の同じ体験についても,一方で就労・就学目的や憧憬からの本土行,異和感,短期間での帰沖,現地社会への漸次的再定着といったライフヒストリー上の基本パターンの中に,様々に異なる生活文化の体験,屈折した本土観,沖縄出身者相互の依存や反感,本土文化の受容など,共通した諸局面がみとめられながら,他方では本土体験の個人差も著しく,本研究が扱う問題群の複雑さが明瞭になってきた。また、沖縄住民の海外における生活体験を含めて本研究のテーマを追求していった場合に、人びとの体験してきたアイデンティティの揺れ(日本人という国民としての自覚と地域的帰属意識とのズレ)が、とくに1972年の復帰を境にして大きく変化したのは確かであり,復帰後における沖縄人意識はまた別の方向に屈折してきたものと考えられる。本研究で扱いえたのは南洋出稼ぎ,留学等の僅かな事例でしかないが,この海外体験の文脈で本土-沖縄の文化落差を解明するという課題については,新たな研究計画を立案し,体系的に調査研究をする必要があろう。
先天性N-結合型糖鎖転移不全症候群の病因解明-糖鎖転位酵素異常の分子生物学的検討-

先天性N-結合型糖鎖転移不全症候群は、糖タンパク質糖鎖の構造異常の異常に起因する疾患であり、病因として糖鎖合成系あるいは分解系の異常が考えられるが、生化学的検討では病因が明らかとなっていない。糖鎖転位酵素は、ポリペプチドへの糖鎖転移の中核を担う酵素で、その機能低下が病因である可能性も考えられ、分子遺伝学的検討を行っている。我々は、これまで、糖鎖転位酵素の48kDaサブユニットのcDNAおよびgenomic DNAをクローニングし、患者における変異を検討したが、患者において発現は正常で、点変異、欠失は検出されなかった。本年度は、48kDaサブユニットgenomic DNAの構造解析を進め、特に、その遺伝子の上流のプロモーター領域の塩基配列を明らかにして、転写調節機構を解析した。また、染色体上の位置を1p36.1に同定した。一方、糖鎖転位酵素のその他のサブユニットであるRibophorin IおよびIIは、cDNAが判明している。先天性N-結合型糖鎖転移不全症候群にいて、これらのサブユニットの遺伝子異常の有無を検討するため、genomic DNAのクローニングを行っている。ヒトcosmidlibralyより、cDNAをプローベとしてクローニングしたところ、それぞれのgenomic DNAを含むクローンが検出された。それらのcosmid cloneを制限酵素処理して、plasmid DNAにサブクローニングし、cDNAをプローベとして各遺伝子領域を含むサブクローンを検出し、塩基配列を決定している。
腸内細菌叢制御による脳動脈瘤破裂予防の研究

脳動脈瘤の破裂予防法として、現在、開頭手術や血管内手術が行われているが、薬物など体に与える影響の少ない方法による脳動脈瘤破裂予防法の開発が待たれている。脳動脈瘤破裂の薬物的予防法の有力なターゲットの一つは炎症である。最近、赤肉を多く摂取すると、腸内細菌叢の働きにより、血管に炎症を起こす物質が産生される事が明らかになってきた。また、乳酸菌には腸管のみならず、全身の炎症を抑える可能性が示され、注目されている。本研究は乳酸菌や抗生物質の投与により、腸内細菌叢を制御する事で炎症を抑制し、脳動脈瘤破裂を予防する事を目的としたが、研究期間内にその目標を達成する事は出来なかった為、継続して研究を行っている。未破裂脳動脈瘤に対しては現在、薬物を含むより非侵襲的な代替療法の開発が待たれている。脳動脈瘤の発生及び破裂のプロセスには、血管の炎症が重要な役割を果たす事が解ってきており、抗炎症作用を持つアスピリン服用患者では、脳動脈瘤の破裂率が低い事が注目されている。申請者は、申請者自身がその確立に関与したマウス脳動脈瘤モデルを用い、薬物による脳動脈瘤破裂予防法の研究を行っており、抗炎症作用とMMP抑制作用のあるミノサイクリン及びドキシサイクリンが未破裂脳動脈瘤の破裂率を低下させる事を明らかにしている。心血管系の疾患を引き起こす、肥満やII型糖尿病の発症に腸内細菌が密接に関与する事はこの10年ほど数多くの研究者により指摘され続けてきた。本研究では腸内細菌の制御が脳動脈瘤の破裂率に影響を及ぼすのか否かを研究する事が目標である。海外研究協力者を訪問しディスカッションを行うなど協力して研究を進める事ができた。3テスラMRI装置と小型サドルコイルを用い、撮影方法を工夫する事で、MRAを用いて脳動脈瘤を、T2強調画像でくも膜下出血を非侵襲的に描出する事に成功し、論文発表を行った事は本年度の重要な成果である。本題であるところの腸内細菌叢の制御に関しては、海外研究協力者と共に研究を進めており、おおむね順調に進展している。腸内細菌を制御し、脳動脈瘤の発生及び破裂に与える影響を調査する予定であったが、研究のセッティングに難渋し、腸内細菌の投与はやや遅延しているため、脳動脈瘤破裂の詳細な評価方法の構築を先行させた。脳動脈瘤が破裂した場合、人間であれば頭痛や意識レベルの変化などを通して診断する事ができるが、マウスの場合は不可能である。先行研究では1体調不良による飲水・摂食不良の結果としての体重減少を測定する事2血腫圧迫やそれに伴う血管攣縮により、脳虚血が発生した場合、筋力低下や麻痺などの神経症状を呈する事があるため、毎日観察する事が行われているが、1日おきの発症診断となる。マウスの活動状況を常時モニタリングしていれば、発症時間の特定や、より細かな行動変化の発見と早期診断につながる事が期待されるが、今までに既存の装置を用いた行動量変化と脳動脈瘤破裂の関係性を評価した研究は無い。マウスの行動量を赤外線などで測定する市販の装置は高価であり、数匹の行動監視を並行して行うのは予算的に難しい為、今回、我々はiPad上で動作するビデオトラッキングアプリケーションを開発した。同アプリケーションの性能評価を行うため、既存の脳梗塞モデルを用い、脳梗塞発生後の行動量の変化を測定した所、行動量の継時的な回復と、マウスの体重変化、MRIで測定した脳梗塞面積の変化が正の相関を見せたので、学会発表を行った。現在、実験装置を複数化し、効率よく脳動脈瘤破裂の行動変化をとらえる研究を行っている。マウスを用いた脳動脈瘤モデルで、脳動脈瘤が破裂した際にそれを診断するための方法は先行研究でも使用されてきたが、1日単位の診断であり、かつ細かな行動変化は検知できない。脳動脈瘤破裂の新たな評価方法の構築の為に、ビデオトラッキングアプリケーションを開発し、同アプリケーションが既存の脳梗塞モデルで神経症状の変化を詳細に反映する事を示す事ができた。評価系の構築は順調に行えているが、腸内細菌の投与は遅延している為、やや遅れているとした。本題に並行して行った脳動脈瘤、クモ膜下出血の非侵襲的診断法については一定の成果を得た。本題についても国際共同研究を進めているが、今後もより一層研究を進める所存です。今年度開発したビデオトラッキングアプリケーションを用い、脳動脈瘤破裂に伴う行動変化パターンの細かな変化を評価可能とする。同アプリケーションを用いた評価システムをを用いて、腸内細菌制御による脳動脈瘤破裂の詳細な評価を行っていく。救急医学研究はおおむね順調に推移しているとしたが、並行して行った課題もあったため、ごく一部に遅滞がみられる。そのため残余額が生じたと考えている。

適正な研究費支出に勤めたが、研究計画のわずかな遅れに伴い次年度使用額が発生した。次年度以降研究を加速させ、未使用分を使用する計画です。次年度は最終年度であるため、研究の追い込み及び、研究発表の為に次年度使用額を使用したい
骨伝導性と加工性を調和させた網目状構造を有する新規骨再生用足場材の創製

骨再生医療分野では,人工骨による移植の需要が年々高まっており,種々の多孔質人工骨が骨補填材として研究されている.βリン酸三カルシウム(β-TCP)は骨再生用の足場材として広く用いられ,ポリ乳酸(PLLA)は機械的強度を向上させることが可能である.したがって,本研究では骨再生用の足場材としてPLLAによる3次元網目状構造を多孔質β-TCP足場材表面に導入した新規多孔質足場材を作製することを目的とした.作製した足場材は,PLLA膜を導入することにより,力学特性や細胞親和性を向上させた.骨再生医療分野では,人工骨による移植の需要が年々高まっており,種々の多孔質人工骨が骨補填材として研究されている.βリン酸三カルシウム(β-TCP)は骨再生用の足場材として広く用いられ,ポリ乳酸(PLLA)は機械的強度を向上させることが可能である.したがって,本研究では骨再生用の足場材としてPLLAによる3次元網目状構造を多孔質β-TCP足場材表面に導入した新規多孔質足場材を作製することを目的とした.作製した足場材は,PLLA膜を導入することにより,力学特性や細胞親和性を向上させた.骨再生治療に用いられる生体活性セラミックス(β一TCP)製多孔質足場材は,その低強度及び,脆性的性質により成形加工が困難なため適用部位が限定される。強度並びに加工性を向上させる手法として多孔体表面を生分解性高分子でコーティングする手法があるが,骨面に接する最表層が覆われてしまうため,骨伝導性が阻害される問題点がある.したがって,本研究では,骨伝導性と加工性に優れる新規多孔質足場材の創製を目標としている.生体活性セラミックスβ一TCP製多孔質足場材の表面を生分解性高分子であるポリ乳酸でコーティングし,乾燥させることでコーティング層中に網目状の空孔部を形成させ,セラミックス部を露出させた力学特性,操作性に優れる新規2相構造型足場材を作製した.β一TCP多孔体のみでは,低強度,脆性的性質から,すぐに構造が破綻してしまう現象が確認されたが,ポリ乳酸でコーティングすることで,構造安定性・操作性は大きく向上した.コーティングするポリ乳酸の含有濃度を変化させると,網目状構造の網目の大きさが変化することが分かり,また濃度によっては表層のコーティングのみで網目状構造が形成されないものも存在した.したがって,コーティングする際の濃度を変化させることで,コーティング層の構造を変化させることが可能となり,目的に応じた様々な2相構造型足場材の作製が可能となることが示唆された.網目状構造にすることによって,表層全体のコーティングに比べ,力学特性は劣るが,生体活性セラミックスの持つ細胞親和性向上効果が期待できるため,その有用性について次年度で検討を行う.βリン酸三カルシウム(β-TCP)は骨再生用の足場材として広く用いられ,ポリ乳酸(PLLA)は機械的強度を向上させることが可能である.したがって,本研究では骨再生用の足場材としてPLLAによる3次元網目状構造を多孔質β-TCP足場材表面に導入した新規多孔質足場材を作製することを目的とした.前年度では,コーティングするポリ乳酸の含有濃度を変化させると,網目状構造の網目の大きさが変化することが分かり,また濃度によってはコーティングのみで網目状構造が形成されないものも存在した.したがって,コーティングする際の濃度を変化させることで,目的に応じた様々な2相構造型足場材の作製が可能となった.本年度は,作製したscaffoldを用いて間葉系幹細胞培養を行った.その結果,網目構造が全体にわたり構築されていた0.7wt%において4週にわたって高いALP活性値を維持していた.1週ではすべてのPLLA濃度群で差異は認められなかったが,2週以降で,0.7wt%が高い活性値を示していた.次いで,2.0wt%よりも0.5wt%の方がわずかに高い活性値を示した.これは,β-TCP表層がPLLAで完全に被覆されているために,β-TCPの持つ骨芽細胞分化能効果が他の濃度に比べてPLLA層に阻害されていたことが示唆される.さらに,SEM観察より,培養1週で0.7wt%,2.0wt%において表面での細胞増殖,細胞外マトリクスの旺盛な形成が認められた.一方で,0.5wt%では,細胞の接着は認められるものの,他の濃度に比べ,増殖挙動や細胞外マトリクス形成は劣っている様子が示唆された.また,0.5wt%では,表層のPLLA膜が図中では確認できなかったことから,培地浸漬に伴い,表層のPLLA膜が剥離してしまったことが考えられる.以上の結果から,網目状構造を導入することによって,β-TCPの持つ骨芽細胞分化能効果を有しつつ,PLLA膜による力学特性向上効果及び,構造安定性効果を付与した新規多孔質3次元足場材の作製に成功した.26年度が最終年度であるため、記入しない。生体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では,25年度実施の網目構造を有する足場材の作製に時間を要する可能性があったが,目的の足場材の作製に成功することができ,当初の計画通りに進行している.ただし,コーティングする生分解性高分子の濃度によって網目の孔径などが異なるため,それが細胞実験などに及ぼす影響についても検討を行う必要がある.平成26年度は細胞実験,動物実験を実施予定であり,細胞親和性,生体親和性,骨伝導性に関して評価を行う予定である.本年度(平成27年3月31日)の研究実施計画

平成26年度は選定した足場材を用いた細胞培養実験および動物実験を実施する.以下に具体的な実験内容について記述する.<幹細胞培養実験>細胞増殖能・細胞分化能の測定・評価(培養日数3,5,7,14日):マイクロプレートリーダを用いて,生細胞数測定およびALP活性測定を行う.また,細胞増殖能については,走査型電子顕微鏡を用いて観察する.またアリザリンレッド染色を行い,骨芽細胞分化状態の可視化を行う.細胞培養による力学特性・ECM形成挙動の評価:力学特性は圧縮試験による圧縮弾性率,圧縮強度により評価する.また,足場材のみについても同様の実験を行い,比較対象とする.走査型電子顕微鏡,光学顕微鏡等を用いてECM形成挙動の観察を行う.<動物実験>作製した材料の操作性および,セラミックスによる骨伝導性確認のための動物実験を行う.移植後の材料の吸収状態,骨形成状態をμ-CTおよび組織切片によって評価する.また,移植後の経過によって炎症反応などについても観察する.<本研究のまとめ>本研究内容を総合的にまとめる.得られた成果は,学会や論文にて発表を行い,学内のホームページに掲載する.