hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体増殖材料の長期特性変化のマルチスケール／マルチフィジックスモデリング

核融合炉で想定される固体増殖材料の物性変化や照射損傷過程を研究し,以下のことがわかった.Li2TiO3において,表面における水素同位体の滞留量は,表面原子数の数10倍程度である.同じ結晶粒径の材料においても,表面の物理的・化学的状態の変化によって,数倍程度は滞留量が増減しうる.バルクでは,Li燃焼に伴い,滞留量の増加と拡散速度の低下が想定される.照射損傷としては,Li燃焼によるLi2O欠損とTiアンチサイト型欠陥が重要である.特にアンチサイト型欠陥は弾き出しによる生成が容易である一方で,材料物性に与える影響が大きい.その挙動や影響はこれまで十分に研究されておらず,今後詳細な検討が必要である.核融合炉で想定される固体増殖材料の物性変化や照射損傷過程を研究し,以下のことがわかった.Li2TiO3において,表面における水素同位体の滞留量は,表面原子数の数10倍程度である.同じ結晶粒径の材料においても,表面の物理的・化学的状態の変化によって,数倍程度は滞留量が増減しうる.バルクでは,Li燃焼に伴い,滞留量の増加と拡散速度の低下が想定される.照射損傷としては,Li燃焼によるLi2O欠損とTiアンチサイト型欠陥が重要である.特にアンチサイト型欠陥は弾き出しによる生成が容易である一方で,材料物性に与える影響が大きい.その挙動や影響はこれまで十分に研究されておらず,今後詳細な検討が必要である.本研究の目的は,現状で最も実現性が高いペブル充填式の固体増殖ブランケットを対象に,核融合炉環境下に置かれた際に想定される長期的な特性変化を明らかにし,信頼性の高いブランケット設計を行う上で必要な学術基盤を拡充することである.特に,固体増殖材料ペブルの(1)長期の物理的・化学的特性変化と,(2)長期の照射損傷過程に注目し,実験と計算機シミュレーションを組み合わせてその理解とモデル化を試みる.(1)については,日本原子力研究開発機構の協力の下でX線CT-ラマン分光の同時計測が可能な装置を設計し,東京大学に整備した.模擬材料としてセラミックスペブル球を利用して,充填構造のCT試験を実施した.また,育成したLi2TiO3単結晶試料を利用して,プロトン交換処理を施すことでLi燃焼を模擬する試料を作成し,X線回折およびラマン分光実験によりその結晶構造および化学状態の分析を行った.プロトン交換の進行により,アナターゼ型TiO2に近い結合状態を持つ結晶が生成されることが確認された.Li2TiO3等のLiセラミックス単結晶試料を用いた水素同位体放出実験では,十分にキャラクタライズした原材料を用いて焼結材料を作ることで,水素同位体の放出挙動と材料の物理構造(結晶粒の大きさ,理論密度,比表面積など)との相関を整理した.計算では,分子動力学シミュレーションによる予備的な計算を行い,実験で報告されているLi2TiO3の相転位挙動が再現できることを確認した.(2)については,計算ではLiAlO2およびLi2TiO3を対象として分子動力学法による弾き出しシミュレーションを実施し,弾き出しの閾値エネルギーの評価を進めた.また,Li燃焼を想定したLi欠陥を含む結晶材料の高温における結晶構造分析や,熱膨張挙動の評価,欠陥生成エネルギーの評価等を実施した.並行して,これらの計算結果検証用の実験データを取得するために,静岡大学と共同して紫外可視吸収分光装置を整備した.本研究の目的は,ペブル充填式の固体増殖ブランケットを対象に,核融合炉環境下に置かれた際に想定される長期的な特性変化を明らかにし,ブランケット設計を行う上で必要な学術基盤を拡充することである.特に,固体増殖材料ペブルの(1)長期の物理的・化学的特性変化と,(2)長期の照射損傷過程に注目し,実験と計算機シミュレーションを組み合わせてその理解とモデル化を試みる.(1)(2)のいずれにおいても,有力な固体増殖材料であるLi2TiO3を中心に研究を展開している.(1)では,ぺブルの粒径分布が充填特性や充填後の機械的特性に与える影響についての評価を進めた.粒径分布の広がりが一定以下の条件では,振動により最密充填に近い構造が出現することを確認した.ぺブルの割れが充填体の機械的・熱的特性に与える影響と,初期充填構造との相関について,モデル化を進めている.また,ぺブルの模擬材として焼結ペレットを用いて,水素同位体の保持特性とぺブルの微細構造との相関の評価した.水素同位体の滞留量と放出特性が,ぺブルの比表面積と表面欠陥の量に主に依存することを実験により確認した.加えて,表面の化学的安定性と表面構造との相関を,分子シミュレーションを用いて整理した.(2)では,紫外・可視吸光等を利用して,γ線等の放射線・高エネルギー粒子が誘起する欠陥生成過程について評価を進めた.照射量の増加に伴い,酸素空孔型欠陥等に由来すると考えられる吸収ピークの生成を確認した.また,照射欠陥の熱的安定性を評価するために,熱フォトルミネッセンス装置を,高速中性子照射施設に整備した.シミュレーションにおいては,置換型欠陥(Li置換型Ti,Ti置換型Li)が照射損傷として生成されることが分子動力学法により示唆された.量子力学計算による欠陥安定性評価においても高い安定性が得られ,置換型欠陥が主要な照射欠陥の一つであることが確認された.本研究の目的は,ペブル充填式の固体増殖ブランケットを対象に,核融合炉環境下に置かれた際に想定される長期的な特性変化を明らかにし,ブランケット設計を行う上で必要な学術基盤を拡充することである.

特に,固体増殖材料ペブルの(1)長期の物理的・化学的特性変化と,(2)長期の照射損傷過程に注目し,実験と計算機シミュレーションを組み合わせてその理解とモデル化を試みた.有力な固体増殖材料であるLi2TiO3を中心に研究を展開した.長期的な照射損傷をモデル化するために,実験結果との比較から,(i)リチウムのトリチウムへの核変換によるLi2Oユニットの減少と,(ii)フレンケル対や置換型欠陥(Li置換型Ti,Ti置換型Li)の蓄積の,2つの損傷プロセスを考慮したモデルを提案した.照射損傷の程度と熱・機械物性との相関を,分子動力学計算を用いて評価した.具体的には,Li2O欠損,フレンケル対,置換型欠陥の量の関数として,体積弾性率などの機械物性値および熱伝導率などの熱物性値を算出し,相関式を決定した.欠陥および損傷構造の化学的安定性については,材料中の各イオンの電荷の変化を適切に反映する必要があるため,量子力学計算を用いて評価した.量子力学計算では,密度汎関数法に基づく計算を実施し,計算精度を高めるために,ラマン分光実験の結果とバンドギャップを参照データとして最適化した,HSE型のHybrid汎関数を利用した.Hybrid汎関数ではなく,一般に利用されているPBE汎関数等を利用した場合,欠陥エネルギーに数eV程度の誤差が生じることを確認した.加えて,熱・機械物性の照射損傷に伴う変化がぺブルの充填構造に与える影響を,離散要素法を利用して評価した.最終的に,以上の照射損傷過程および物理的・科学的特性変化に関する研究成果を,固体増殖材料の長期的な特性変化という観点から整理し,本研究をまとめた.26年度が最終年度であるため、記入しない。核融合炉工学,トリチウム工学26年度が最終年度であるため、記入しない。2つの大きな課題のうち,「(1)長期の物理的・化学的特性変化のモデル化」については当初の予定よりも研究を進めることができた一方で,「(2)長期の照射損傷過程のモデル化」では利用予定であった装置の一部が利用できず若干の遅れが出た.以上を総合的に判断して「おおむね順調に進展している」と判断した.課題(1)についてはおおむね計画通りに進行している(2).課題(2)については当初考えていなかった置換型欠陥の重要性がこれまでの研究で示唆された.そのため,研究内容の見直しを行い,研究対象に加えることにした.それ以外はおおむね順調に進行している(2).H23年度に利用できなかった中性子照射施設についてはH24年度中の利用の目処が立っており,実験については研究遂行上の大きな問題はない.計算については,H23年度末に主担当の分担者の異動があったが,共同研究を実施することで対応し,計画通りに研究を展開できる予定である.分担者との協力・連携を密に行い,計画通りに研究を進め,本研究課題の成果をまとめる予定である.課題(2)の置換型欠陥に関する研究内容の変更について,いくつかの予備的な実験や計算を進め,研究の目途がたっている.
バンドル内気液二相流の三次元ボイド率分布に及ぼすスペ-サの影響

軽水炉の燃料棒はスペ-サで固定されておりスペ-サ内部や近傍の冷却材挙動は複雑であって、原子炉の安全性の観点からスペ-サ近辺の二相流挙動を知ることは極めて重要である。本研究では中性子ラジオグラフィCT法による3次元のボイド率計測を行うことにより、定常なバンドル内二相流に対するスペ-サの影響を明らかにしようとするものである。丸セル型スペ-サを用いた4x4のロッドバンドル内空気水二相流の実験を行い、空間分解能0.18mmの再構成を行った。再構成は流路水平方向に321x321の断層図を流路垂直方向に200枚について行った。画像処理法を用いることにより、断層図をボイド率を輝度や表面プロットによって表し、得られた全ての断層図で3次元分布についてアニメーションを作成し、3次元分布をよりよく理解する方法を検討した。得られた三次元分布により、ボイド率分布におよぼすスペ-サの影響を明らかにすることができた。環状流領域においては、スペ-サによってボイド率分布は大きく影響を受けて水の分布が流路の四隅に偏り、その影響がスペ-サの下流にも及ぶことが解った。本研究では中性子ラジオグラフィを用いた3次元のボイド率計測を行うことにより、定常なバンドル内二相流に対するスペ-サの影響を明らかにしようとするものでる。今年度は、まず中性子ラジオグラフィによる測定精度評価と撮影条件の最適化を目的とした予備実験を行った。実験はスペ-サ近傍のバンドルを模擬したファントムを製作し、CT再構成を行って分解能や最適撮影条件を決定した。その結果、高解像度のク-ルドCCDカメラを用いて、一回の照射時間4秒で250回転の画像を採取してCT再構成を行えば、0.1mm程度の空間分解能が得られることが解った。また125回転でも解像度には大きな影響がないことを確認した。二相流の実験は一実験条件のみについて行い、ファントムで得られた結果を元にして、空間分解能0.18mmの再構成を行った。得られた3次元分布について、画像処理を行ってアニメーションを作成し、3次元分布をよりよく理解する方法を検討した。軽水炉の燃料棒はスぺ-サで固定されておりスペ-サ内部や近傍の冷却材挙動は複雑であって、原子炉の安全性の観点からスペ-サ近辺の二相流挙動を知ることは極めて重要である。本研究では中性子ラジオグラフティCT法による3次元のボイド率計測を行うことにより、定常なバンドル内二相流に対するスペ-サの影響を明らかにしようとするものである。
金属内包フラーレンイオン種の創製:ESR測定からNMR測定へ

開殻構造を有するラジカル性の金属内包フラーレンは、高い反応性と常磁性を示す非常に興味深い物性を示す。しかしながら、これらの特性から空気中での安定性が乏しく取扱いが難しい。また常磁性のためNMRの測定が不可能なため、その構造決定もほとんど行なわれていない。本研究の独創的な点は、開殻構造を有するこれらの金属内包フラーレンを電気化学的手法により、閉殻構造のイオン種へ分子変換することにある。その結果、安定性の向上とNMRの測定による構造決定が可能になる。また、今回用いる金属内包フラーレンイオン種への分子変換を確立することで、金属内包フラーレン種の反応性を制御することが可能になると期待される。さらに、化学修飾後に酸化あるいは還元することにより、元の常磁性の金属内包フラーレンに戻すことが可能であり、このような全く新しいコンセプトにより、金属内包フラーレンを新素材として展開できるものと確信している。本年度は、まず始めに原料であるLa@C_<82>,Pr@C_<82>,Gd@C_<82>等の金属内包フラーレンをアーク放電法により合成し、多段階HPLC法により分離精製を行なった。これらの合成したLa@C_<82>,Pr@C_<82>,Gd@C_<82>等の開殻構造の金属内包フラーレンを酸化・還元することで、閉殻構造の金属内包フラーレンイオン種の合成を行なった。酸化還元法として、電位の制御が自在なバルク電解法ついて検討する。閉殻構造にすることで、金属内包フラーレンイオン種は安定化される事が予想され、新規な化学への展開が期待される。熱安定性、光安定性を検討する。本、究の独創的な点は、開殻構造を有するこれらの金属内包フラーレンを電気化学的手法により、開殻構造のイオン種へ分子変換することにある。まず始めに原料であるLa@C82,Pr@C82,Gd@C82等の金属内包フラーレンをアーク放電法により合成し、多段階HPLC法により分離精製を行なった。(赤阪担当)これらの合成したLa@C82,Pr@C82,Gd@C82等の開殻構造の金属内包フラーレンを酸化・還元することで、閉殻構造の金属内包フラーレンイオン種の合成を行なった。(若原担当)酸化還元法として、電位の制御が自在なバルク電解法について検討する。熱安定性、光安定性を検討した。(赤阪担当)開殻構造を有するラジカル性の金属内包フラーレンは、高い反応性と常磁性を示す非常に興味深い物性を示す。
敗血症における新規ターゲット分子サーチュインの解析

本研究では、LPS刺激した単球系細胞と、敗血症モデルマウスを用いて、サーチュイン(SIRT1)活性調節の及ぼす影響を検討した。RAW264.7細胞をLPS刺激する際にSIRT1選択的活性化剤を添加すると、IL-6の産生が抑制された。また、敗血症モデルマウスにおいても活性化剤はIL-6、MCP-1、IL-10産生を抑制する傾向にあり、生存率を改善した。一方、SIRT1阻害剤は細胞レベルでは炎症応答を抑制しないが、動物モデルにおいてTNF-α産生を抑制し、生存率を改善する傾向にあることから、生体では単球系細胞からの炎症性サイトカインを介さない経路で敗血症に対する保護作用を示すと考えられた。【目的】近年、Sirt1、Sirt2及びSirt6は敗血症における炎症応答に重要な転写因子NF-κBの活性を抑制的に制御することが見出された。したがってサーチュインは炎症反応の制御に依る敗血症の治療戦略において重要なターゲットとなりうる。本研究では、LPS刺激したマウスマクロファージ系細胞RAW264.7を用い、LPS刺激後の炎症性サイトカインの産生、及びNF-κBの65番目のリシン残基のアセチル化に対するサーチュイン活性化剤及び抑制剤の与える影響を調べた。【方法】10 ng/mlのLPS(E.coli O111:B4由来)で刺激した2、6時間後、上清中のTNF-α&#61537;をELISAによって測定した。また、刺激後のNF-κBのアセチル化をWesternblot法で解析した。また、サーチュイン活性化剤としてresveratrol添加群、抑制剤としてsirtinol添加群の検討も併せて行った。【結果】TNF-αの産生は2時間後、6時間後に上昇した。50 μMのresveratrolの存在下ではこの上昇は有意に抑制された。一方、前年度の結果でも示されたように、Sirt1およびSirt2抑制剤であるsirtinol(50 μM)存在下では、TNF-αの産生は増強された。ResveratrolとsirtinolによるTNF-α産生に対する調節機構を調べるため、次に、LPS刺激後のNF-κBの65番目のリシン残基のアセチル化を調べたが、本条件でのLPS刺激下ではp65/K310のアセチル化に変化は見られなかった。TNF-αの産生が有意に変化する一方、NF-κBのアセチル化の程度に余り変化がなかった事から、NF-κBの上流のタンパク質もサーチュインにより制御を受ける可能性を念頭に今後の実験を進める予定である。【目的】近年、Sirtuin1およびSirtuin6は、敗血症における炎症応答において重要な転写因子NF-κBの活性を抑制的に制御することが見出された。したがって、Sirtuinは炎症反応の制御に依る敗血症の治療戦略において重要なターゲットとなりうる。本研究では、LPS刺激したマウスマクロファージ様細胞RAW264.7を用い、LPS刺激後のサイトカイン産生(TNF-α)、Sirtuin1のmRNA、タンパク質発現について解析を行った。また、Sirtuin1阻害剤であるSirtinolの作用も併せて検討した。【方法・結果】10 ng/mlのLPS (E.coli O111:B4)で2、6、24時間刺激後、上清中のTNF-αをELISAによって測定した。その結果、各時間においてTNF-αの産生が見られた。また、Sirtinol添加群では、LPS単独処理と比較して有意な産生の増強が見られた。また、RT-PCR法、Western blot法によって刺激2、6、24時間後のmRNA、タンパク質発現を観察したところ、LPS刺激によってSirtuin1はmRNA、タンパク質とも未刺激群との間に変化は見られなかった。【考察】Sirtinol添加によって、Sirtuin1によるNF-κBの抑制的制御が阻害された結果、TNF-αの産生が増強したと考えられる。また、Sirtuinの発現には、LPS刺激によって影響されないことが示唆された。Sirtuinファミリーに属するSIRT1およびSIRT6は、敗血症における炎症応答において重要な転写因子NF-κBの活性を抑制的に制御することが見出された。本研究では、LPS刺激したマウスマクロファージ様細胞RAW264.7を用い、LPS刺激後のサイトカイン産生(TNF-α)、SIRT1のmRNA、タンパク質発現について解析を行った。10 ng/mlのLPS (E.coli O111:B4)で2、6、24時間刺激後、上清中のTNF-αをELISAによって測定したところ、resveratrol添加群では、LPS単独処理と比較してTNF-αの産生が有意に抑制され、Sirtinol添加群では有意な産生の増強が見られた。また、RT-PCR法、Western blot法によって刺激2、6、24時間後のmRNA、タンパク質発現を観察したところ、LPS刺激、あるいはresveratrol, sirtinol添加によってSIRT1はmRNA、タンパク質とも未刺激群との間に変化は見られなかった。

以上の結果より、resveratrolおよびsirtinolによる炎症応答の変化はSIRT1の発現や分解によらず、シグナル伝達分子のアセチル化を調節することによる可能性が示されたので、次にNF-κB等のアセチル化について解析、条件検討を行っている。また、次年度は敗血症モデルとして腸管結紮穿孔モデルを用い、採取した血球細胞等におけるsirtuinの活性、発現やシグナル伝達分子のアセチル化状態に変化があるかを解析する予定である。サーチュイン(Sirtuin)は代謝、老化、ストレス応答などに関与する抗老化因子として知られる脱アセチル化酵素であり、ヒストンを脱アセチル化してクロマチンの安定性を保ち、細胞を老化から保護する働きがある。近年、サーチュインが炎症・自然免疫に重要な転写因子NF-κBの活性化を抑制し、炎症性疾患へ関与することが示唆された。本研究では、サーチュインによる炎症応答の抑制機構が新たな敗血症制御のターゲットとなるかを検討することにした。LPS刺激RAW264.7細胞に対して、pan-sirtuin活性化剤であるresveratrol添加しTNF-αを測定したところ、その産生がreveratrolによって抑制された。また、sirtuinのうち、sirt1に対してより選択的な活性化剤であるSRT2104により、TNF-α、IL-6の産生が抑制された。さらに、NF-κBの発現と核内移行、NF-κB p65の310番目のリシン残基のアセチル化をwestern blotで確認すると、発現量、核内移行はLPS単独の場合とSRT2104添加で変化していなかったが、K310のアセチル化が低下していた。BALB/cマウスを用いて盲腸結紮穿孔(CLP)モデルを作成し、SRT2104およびsirt1選択的阻害剤であるEx-527を腹腔内投与し、24h、48h後の生存率とサイトカインを測定した。SRT2104はCLPモデルマウスの48時間後生存率を改善したが、CLP後の血中サイトカインの上昇はSRT2104によって抑制されなかった。NF-κB p65のアセチル化は活性を正に調節することから、sirt1はin vitroの実験では炎症応答に際してNF-κBの活性を抑制し、サイトカイン産生を抑制する可能性が示唆されたが、CLPモデルにおいては炎症性サイトカインを抑制せず、何らかの異なる作用を介して生存率を改善することが推測される。本研究では、LPS刺激した単球系細胞と、敗血症モデルマウスを用いて、サーチュイン(SIRT1)活性調節の及ぼす影響を検討した。RAW264.7細胞をLPS刺激する際にSIRT1選択的活性化剤を添加すると、IL-6の産生が抑制された。また、敗血症モデルマウスにおいても活性化剤はIL-6、MCP-1、IL-10産生を抑制する傾向にあり、生存率を改善した。一方、SIRT1阻害剤は細胞レベルでは炎症応答を抑制しないが、動物モデルにおいてTNF-α産生を抑制し、生存率を改善する傾向にあることから、生体では単球系細胞からの炎症性サイトカインを介さない経路で敗血症に対する保護作用を示すと考えられた。当初、sirtuinの阻害剤、あるいは活性化剤存在下にLPSで刺激したマクロファージ系細胞株におけるアセチル化タンパク質の変動をプロテインアレイ、あるいはLC-MSによって網羅的に解析する予定であった。しかし、その条件検討の過程でLPS刺激細胞と無刺激細胞のタンパク質修飾に当初想定した差が出ず、検討が長引き、進捗が遅れている。細菌学(含真菌学)
ニュートリノ質量の直接測定法の研究

1.τニュートリノ質量の直接測定精度の向上の可能性についての検討これまでLEP実験により、τ粒子のセミレプトニック崩壊時のハドロン質量とハドロンエネルギーの相関分布を調べることにより約20MeV/c^2の質量上限値が報告されている。近年実験開始となるBファクトリー実験にあってはLEP実験の12桁上回る統計量及び高精度の測定器による質の良いデータが期待されており測定精度の向上が見込まれている。今回の研究では、τ粒子崩壊のモデルに依存しない測定方法としてキネマティクスを完全に解くことを新たに試みた。対生成されるτ粒子が両方ともセミレプトニック崩壊をおこし、その両方のハドロンの4元運動量を決定することによりτ粒子の方向を決定し、そこからニュートリノ質量の上限値を求めることを目指したが、τ粒子の方向の解が一般的に2つでてきてしまうために、その処理をどうするかの検討をしているところである。初期の見積りでは、既成の手法を用いても約10MeV/c^2の上限値を出すことが可能であることがわかった。2.他のニュートリノ質量の直接測定についてe,μニュートリノの質量直接測定に関しては、現時点で新たなアイディアは浮かんていない。Bファクトリー実験で収集されるデータのうち1割がタウ粒子対の生成事象で残り3割がT(4S)からB中間子への崩壊、6割がコンティニュアムからの事象になる。ニュートリノ質量の直接測定では、q値の小さな崩壊モードでのエンドポイント周辺での測定がもっとも感度がよくなるが、事象数は減ってしまう。今年度行ったことは、5πへの崩壊モードを使った測定をBファクトリー実験でおこなった場合の統計精度を調べるために、BELLEの解析プログラムをワークステーションへの移植、最適化ならびに事象抽出方法の検討である。今年度に導入された共有メモリ型計算機によりシミュレーションスタディを強力に押し進めることが可能になってきた。しかしながらこれまでに開発されたプログラム等計算環境がOSの違いにより、そのままのかたちで使用できない場合があるため、マシン依存性を考慮してのプログラム修正やデバッグ等を行ってきた。現在開発中のタウ事象の抽出方法は、これまで荷電粒子の本数に依っていたものを、運動学の束縛条件を付加することにより効率を上げ背景事象を低減させることを目論んでいる。この手法は測定不能な粒子が確実に存在する場合の選択条件として一般的に使用可能であるため、他の解析への応用も考えている。
変動電場を用いた高速リドカインイオントフォレーシス‐患者自己管理型鎮痛法の開発‐

電気エネルギーを利用して非侵襲的に薬物を投与する方法にイオントフォレーシスがあり、局所麻酔薬や鎮痛薬の投与に用いられてきた。しかし、電気的熱傷、浮腫などの副作用が生じることがある。今回、副作用の発生を抑え、薬物の投与の効率を良くする通電や装置の条件を検討した。この結果を臨床に応用することで、患者が安全に、注射などの侵襲なく、痛みの強さに応じて鎮痛薬を自己調節して投与する装置の開発につながる可能性があると考えられる。リドカインを用いた患者自己管理型鎮痛法を臨床応用するために、安全に効率よく移送する方法として交流イオントフォレーシス(AC-IOP)を用いた実験を行った。口腔内や曲面にも応用するために剤型を検討し、リドカイン含有のアルギン酸ゲルを開発した。アルギン酸ゲルを用いる方法AC-IOPを行い通電による薬剤移送効率とその条件を比較検討した。検討した条件は、(1)アルギン酸ゲルに含まれるアルギン酸濃度(2)ゲルの厚み(3)含有するリドカインの濃度(4)通電条件(時間、電圧、周波数、波形)である。臨床応用するために人体への安全性を考慮して、温度変化、PH変化も同様に測定した。方法:平行平板型アクリル製作成し、ドナー側にリドカインを浸透させたアルギン酸ゲルを填入し、レセプター側には超純水を満たし、セロハン膜で隔てた。通電条件はDC-IOP、AC-IOP,自然拡散を比較した。結果:(1)1%アルギン酸ゲルが安定したゲルであることがわかった。(2)アルギン酸ゲルは厚みは均一にするために2mmとした。(3)含有するリドカインは1%とした。(4)レセプター側のリドカイン濃度は電圧依存性に上昇したが、温度上昇、PH変化も大きく、人体に為害性がない条件を再検討する必要があった考察:リドカイン担持アルギン酸電極は通電によりリドカインを移送し、自然拡散と比較して移送効率が高いことが明らかとなった。この結果により、将来アルギン酸ゲルを用いたAC-IOPを臨床応用できる可能性が示唆された。来年度は移送量をコントロールできるようにアルギン酸ゲルの財型や通電条件を検討する必要するがあると考えられる。移送量のコントロールにより患者による自己管理型の鎮痛法の開発につながり、患者および医療従事者のQOLの向上に貢献できると考えられれる。(1)直流成分を有する交流通電の波形変化と浸透効率の関係について調べることを目的として、Duty Cycleを付与した双方向性矩形波、直流成分を付与した双方向性正弦波および双方向性矩形波を用いてリドカインの浸透効率の比較、セル内溶液のpH、温度上昇の測定を行った。さらに、双方向性矩形波と同等の平均電圧を有する直流通電によるリドカイン移送を行い、双方向性矩形波通電による浸透効率と比較検討した。この結果から、リドカイン移送の速度を上げるためには直流成分を長くし、また、低侵襲かつ長時間の通電を行うためには交流成分、Duty cycleの付与が必要であることが示唆された。また、Duty cycle60%および70%では、電極分極の発生を抑えることができるため、通電による副作用が少なく、効率の良い薬物移送ができると考えられる。(2)生体に安全に利用可能で浸透を妨げない電極材料の開発を目的として、アルギン酸ゲルを用い、通電実験を行った。生体に安全に利用できるアルギン酸ゲルを使った電極を用いて双方向性矩形波通電を行ったところ、電圧およびDuty Cycleに依存して、浸透効率の上昇が認められた。ゲル中のアルギン酸濃度が低いほど、浸透効率は高値であった。今後、生体に設置できる硬度を持ち、薬物放出の妨げを最小限にする最適なアルギン酸濃度の検討が必要である。本研究の結果から示唆されたことを臨床に応用することで、患者が安全に、注射などの侵襲なく、痛みの強さに応じて鎮痛薬を自己調節して投与する装置の開発につながる可能性があると考えられる。
ループヒートパイプにおけるウィック内蒸発に関する研究

ループヒートパイプ蒸発器のウィックにおける蒸発特性を基礎的に解明するため、目視観察可能な測定部に設置したウィックの上面を銅製の角柱により加熱して蒸発実験を行い、ウィックの焼結粒子径、材質および作動媒体の相違が蒸発性能に及ぼす影響を明らかするとともに、数値解析によりウィック材質および作動媒体の差異の影響が説明できることを示した。さらにウィックと加熱板の新たな形状を提案し、その有効性を実験により示した。ループヒートパイプにおけるウィック内の蒸発現象を基礎的に解明するため,目視観察可能な測定部に設置した幅50mm,高さ20mm,奥行き5mmの焼結金属性ウィックの上面に断面5mm×5mmの銅製角柱を押し付け,その根本をマイクロセラミックヒーターで加熱するとともに,ウィック下側の空間を作動液(エタノール)で満たして蒸発実験を行った。銅角柱の軸方向4カ所に極細熱電対(素線径0.1mm)を取り付け,その温度分布を外挿してウィック上面の加熱領域の温度を求めた。系内を予め真空排気して単成分系とし,測定部と接続した凝縮器の冷却水温度を一定に保つことにより系内の圧力(すなわち飽和温度)を調節した。焼結金属ウィックとしてステンレス製およびブロンズ製(焼結粒径約150μmおよび約70μm,空隙率0.4程度)を用いた実験を行い,加熱部の熱流束(最大48 kW/m2)と過熱度(最大20°C程度)から蒸発熱伝達率を求めた。その結果,ステンレス製ウィックでは2.6 kW/m2°C,ブロンズ製ウィックでは7 kW/m2°C程度の熱伝達率となり,ウィック材の熱伝導率が大きい方が,蒸発熱伝達率が大きいことが分かった。さらに銅製角柱とウィックを合わせた伝熱の数値解析を行った。その結果,銅製角柱とウィックの接触部の近傍では蒸発熱流束が極めて大きく界面蒸発熱抵抗を考慮する必要のあること,またその領域では局所的に非常に細かい計算格子を用いる必要のあることが分かった。解析により得られた熱伝達率は実験結果の5090%の値であり概ね妥当であるが,実験値との一致の程度が条件により異なる原因,ここで用いた解析モデルおよび蒸発係数の妥当性など,今後さらに検討を要する。ループヒートパイプにおけるウィック内の蒸発現象を基礎的に解明するため,目視観察可能な測定部に設置した幅50mm,高さ20mm,奥行き5mmの焼結金属性ウィックの上面に断面5mm×5mmの銅製角柱を押し付け,その根本をマイクロセラミックヒーターで加熱するとともに,ウィック下側から作動液を供給して蒸発実験を行った。本年度はウィックの孔径と材質、および作動流体の影響について系統的な実験を行った。まず作動流体をエタノールとし、ステンレス製ウィックの焼結粒子径を約70μm、150μm、220μmとした実験結果より焼結粒子径が中程度の約150μmの場合が最も蒸発性能が良く、ウィック孔径に最適値があることが分かった。さらにブロンズ製ウィックを用いた場合、蒸発性能は高いがウィック裏面へのヒートリークが大きい問題があることが分かった。さらに作動媒体として水を用いたところエタノールの場合に比べて蒸発性能が低く、ウィックに対する作動液体の濡れ性が重要であることが分かった。さらに蒸発器の性能向上を図るため、蒸気流路を設けた加熱プレートの凸部先端をウィック内に埋め込んだ蒸発器を製作し、加熱量の増加に伴う各部温度変化を測定するとともに作動媒体として水とエタノールを用いた実験を行い、この場合にもエタノールの方が蒸発器の性能が優れることが分かった。以上の実験に加え、ウィック内に蒸気領域が形成される場合の数値解析方法について検討を行った。手法として気液界面位置は距離関数を用いて表し、気液界面付近で流体物性値を滑らかに変化させるとともに気液界面での表面張力による圧力差を運動方程式中の外力項で表す方法を用いた。この方法はいわゆるレベルセット法に対応するが、距離関数による流体物性値変化および蒸発領域を適切に設定することによりウィック内部での気液相変化流れを扱えることが分かった。昨年度完成した実験装置を用い、ウィックの孔径と材質および作動流体の影響について妥当な実験結果を得ることができた。また実験概要に記した通り、新規なウィック構造を有する蒸発器を製作し定常動作させることができた。比較のための従来型蒸発器の実験準備もできている。ウィック内に蒸気領域が形成される場合の数値解析について、まず気液共存セルにおける気液の速度不連続と圧力不連続を厳密に扱う手法を考案して平面二次元場に適用し、比較的粗いメッシュでも精度のよい結果が得られたが、その手法は非常に複雑で今後の三次元場への拡張が非常に困難と予想された。そこで方針を再検討し、気液界面追跡で従来用いられているレベルセット法を適用することとし、本問題に対応した修正を施すことによってウィック内の気液相変化流れにも適用することができた。実験上の問題点として、依然としてヒートリークによるウィックの液側での蒸気発生が見られることがあり、特にウィック厚さを小さくした場合にその影響が顕著であった。その解決のため、ウィックの液側の温度調節を積極的に行うことを今後予定している。また、新規なウィック構造を有する蒸発器の実験ループについて、時により原因不明の不安定流動が生じることがあり、その原因究明も課題である。以上のように実験上の検討課題はいくつかあるが、これらはループヒートパイプでは起こりがちな問題であり、研究はおおむね順調に進展している。

ループヒートパイプにおけるウィック内の蒸発現象を基礎的に解明するため,目視観察可能な測定部に設置した幅50mm,奥行き5mmの焼結金属性ウィックの上面に断面5mm×5mmの銅製角柱を押し付け,その根本をマイクロセラミックヒーターで加熱する実験について、今年度はウィックの高さを昨年の20mmから5mmに変更するとともに、ウィック側面から液を供給する実験を行った。ウィックの種類として昨年の研究で最も性能が優れたステンレス製の焼結粒子径約150μmを用い、作動液体としてエタノールおよび水を用いた実験を行った。その結果、エタノールの場合の熱伝達係数は約1 kW/(m2°C)であり、ウィック高さが20mmの場合とほぼ同じ伝熱性能であることが分かった。また水の場合の熱伝達係数は約2.3 kW/(m2°C)であり、エタノールを用いた場合より性能がよいことが分かった。さらにウィックが液で飽和しているとした数値計算(界面蒸発係数は0.03と仮定)を行った結果、エタノールの場合には計算結果と実験結果は概ね一致し、水の場合には熱伝達係数の計算結果は1.8 kW/(m2°C)で実験値よりは小さいが、エタノールの場合との相違について定性的には妥当な結果が得られた。さらに蒸発器の性能向上を図るため加熱プレート側に蒸気流路を設けた蒸発器(蒸気流路幅2mm、フィン幅2mm、ウィック寸法48mm×48mm×5mm)においてフィン先端の一部をウィック内に埋め込んだ蒸発器(以下、提案型と呼ぶ)について、フィン先端を埋め込まない従来型との比較を行った。その結果、両者とも熱負荷の増加とともに蒸発器熱抵抗が低下するが、提案型の熱抵抗は従来型に比べ最大で約20%小さく、提案方式が有効であることが分かった。ループヒートパイプ蒸発器のウィックにおける蒸発特性を基礎的に解明するため、目視観察可能な測定部に設置したウィックの上面を銅製の角柱により加熱して蒸発実験を行い、ウィックの焼結粒子径、材質および作動媒体の相違が蒸発性能に及ぼす影響を明らかするとともに、数値解析によりウィック材質および作動媒体の差異の影響が説明できることを示した。さらにウィックと加熱板の新たな形状を提案し、その有効性を実験により示した。当初計画に沿って実験装置を設計・製作し,孔径および材質が異なるウィックについての実験結果を得ることができた。また次年度に予定していた数値解析にも着手し,ウィックが液で充満している場合について実験値と概ね一致する結果が得られた。なお実験においてウィック下部の液相からの気泡発生など想定外の事象が発生し,その解決に時間を要したため,当初予定の作動流体を変えた実験は次年度に行うこととした。ウィック内での蒸発を含めた数値解析を本実験系に適用し、実験結果との比較検討を行い、ウィックの孔径、材質等の影響を実験と解析の両面から明らかにするとともに、加熱プレートの突起寸法の最適条件について検討する。また新提案の蒸発器について従来型の実験を行い、提案方式の優位性を明らかにする。熱工学作動流体を変えた実験,およびウィックの厚さを変えた実験を行う。今年度は実験結果が確実に得られるよう高熱負荷の実験は行わなかったが,今後は加熱限界を調べる実験も行う。解析についてもウィックの内部での蒸発を扱えるよう拡張し,加熱限界付近での実験結果との比較を行う。
移行経済期ベトナム・ハノイにおける技術インフラ整備と都市像および生活実践の研究

本研究は、移行経済期ベトナム・ハノイにおける都市開発の社会技術的な動態を理解することを目指したものである。より具体的には、当地の都市公共交通システムの構築・発展過程、とりわけ2000年代に実施された開発プロジェクトをめぐる民族誌作成を目標とした。平成23年度は、昨年度までに実施した研究の取りまとめとして、目標となる民族誌であるところの博士論文の執筆に専念した。そのために必要となる、開発人類学・組織論などの分野における文献研究、ならびに、上記事例の同時代的背景となっていたジャカルタ、シンガポール、ホーチミン市の都市公共交通システムの実地観察、およびハノイ市での補足調査を実施した。以上の結果、2012年2月現在、本研究の成果となるべき博士論文は完成間近の状態にある。同論文は、これまで人類学的研究の少なかった都市開発の動態を、近年の開発援助理念がはらむ実験的アプローチの現れる領域だと捉えたうえで、そこで問題となる都市・技術・行政の錯綜のありようを、ひとつのプロジェクト民族誌を通じて描き出し、分析するものである。別の言い方をすると、さまざまな制約の中で、都市開発プロジェクトがある種の企業家として戦略的に試行錯誤する様子、および、このような企業家的性格が逆説的に困難を招く様子を、ハノイの行政機構と上記プロジェクトの組織編成に即して明らかにする。このような民族誌には類例がほとんどなく、開発人類学・都市人類学に貢献する成果になると期待されるとともに、組織人類学または行政人類学と呼ぶべき新たなアプローチを示すものになると期待できる。なお平成23年度には、上記の民族誌作成のほか、『くにたち人類学研究』にエッセイおよび翻訳、『文化人類学』に書評を執筆した。本研究は、移行経済期ベトナム・ハノイにおける都市開発の社会技術的な動態を理解することを目指し、都市公共交通システムの構築・発展過程を具体的事例として、そこでの行政およびテクノロジーの論理と、都市像ならびに生活実践の関わり合いを検討することを目的としている。平成22年度は、バスインターチェンジ建設および交通ICカード(スマートカード)試験導入に関わる国際共同プロジェクトの展開を民族誌的資料にもとづいて考察する一方、ハノイ市の都市交通分野における政策理念の変遷について政策文書および専門誌記事にもとづいて検討した(なお、これらの資料収集のために短期調査を実施した)。また、開発人類学における研究動向について文献研究を行った。その成果はつぎの通りである。上記プロジェクトは、国際的な開発援助理念やハノイ市の交通政策に沿った活動であるものの、人間関係や知的・制度的資源の創発的な形成・活用に特徴づけられる。それは同時に、このプロジェクに困難を呼び込むこともあった。「技術と政治」に要約されるプロジェクトでの様々な軋礫は、近年の開発人類学で注目されている政策理念と現場との翻訳過程だけでなく、プロジェクトの組織論的検討をふまえて理解されるべきだと思われる。これを踏まえ、行政的リーダーシップと技術的専門性の軋礫が表面化した組織過程と、そこに見られた当事者の認識における「技術」および「政治」の揺らぎを微細に検討した事例研究を、学術論文(『文化人類学』誌)および国際学会(Society for Social Studies of Science)にて発表した。
BALBマウスの肺発癌耐性遺伝子のマッピング

[方法と結果]6週令雄のA,BALB及び(BALBxA)F1マウスに1mg/gbwのウレタンを腹腔内投与し、120日後に肺腫瘍数を調べた。平均腫瘍数は各々、24,1,5で、BALBマウスが優性の肺発癌耐性遺伝子を有することが確認された。次に、(AxBALB)F1xA backcrossマウス(雄66匹、雌64匹)を同様にウレタン処理し、肺腫瘍数を調べた。平均腫瘍数は、雄で13±7(mean±SD).雌で12±7であった。雌雄で形質の差が見られなかったため、両性のマウスをプールし、その中から腫瘍数に関し、両極端の形質を示すものを選択して連鎖解析の第一歩であるスクリーニングを行った。つまり、腫瘍数22以上の固体(High group)14匹と5以下の固体14匹(Low group)をbackcrossマウスより選び出し、マイクロサテライトマーカーを用いたgenotypingを行った。約30のマーカー遺伝子座をスクリーニングしたところ、chromosome 11で、high gorupにhomozygoteが多く見られ、low groupにheterozygoteが多く見られる傾向があった。この差(p=0.003 by Fisher′s exact test)は、chromosome 11に耐性遺伝子座が存在することを示唆するが、全ゲノムレベルでは有意な連鎖とは判定できない。したがって、残りの中間的形質を示すbackcrossマウスのgenotyping、さらには、新しいセットのbackcrossないしintercrossマウスを解析し、連鎖を確認する必要がある。[考察]今年度の研究ではBALBマウスの耐性遺伝子座のマッピングには至らなかった。Chromosome 11に連鎖の可能性のある染色体マーカーを発見したが、この連鎖は比較的弱いものである。当初、BALBマウスの耐性遺伝子座は単一と考えていたが、複数である可能性も出てきた。一方、現在のところ、連鎖のスクリーニングは全ゲノムの約75%について行われたのみであり、残りの約25%に耐性遺伝子が存在することも考えられる。いずれにしても、さらなる解析が必要である。
シンプレクティック代数多様体の代数幾何学

本研究の目的は近年代数幾何学・幾何学的表現論で研究が盛んなシンプレクティック(代数)多様体について(I)[その特異点の分類]及び, (II)[そのクレパント特異点解消の性質(個数やそれらの間のフロップの記述)を解明する]ことである.具体的にはシンプレティック多様体の中でも超トーリック多様体や箙多様体と呼ばれるクラスに対し,その普遍ポアソン変形空間を決定し,それを足掛かりに(I), (II)を解明する(超トーリック多様体の場合は申請時以降解決済).他にも(錘的)シンプレティック多様体の有限被覆が,またシンプレティック多様体になることから,有限被覆の特異点解消の間の関係性を超トーリック多様体の場合を第一段階として解明していく.本研究の目的は近年代数幾何学・幾何学的表現論で研究が盛んなシンプレクティック(代数)多様体について(I)[その特異点の分類]及び, (II)[そのクレパント特異点解消の性質(個数やそれらの間のフロップの記述)を解明する]ことである.具体的にはシンプレティック多様体の中でも超トーリック多様体や箙多様体と呼ばれるクラスに対し,その普遍ポアソン変形空間を決定し,それを足掛かりに(I), (II)を解明する(超トーリック多様体の場合は申請時以降解決済).他にも(錘的)シンプレティック多様体の有限被覆が,またシンプレティック多様体になることから,有限被覆の特異点解消の間の関係性を超トーリック多様体の場合を第一段階として解明していく.
2型糖尿病におけるERK2による異所性脂肪沈着制御と心血管合併症の検討

Metabolic Syndrome/2型糖尿病(Mets/DM2)は内臓脂肪蓄積、脂質・糖代謝異常の複合病であり、インスリン抵抗性と血管内皮障害を基盤とした心血管合併症が予後規定因子である。内臓脂肪蓄積は心血管合併症に大きく関与するが、その詳細な機序は不明である。インスリン抵抗性時に増強するシグナル分子であるExtracellular regulatorykinase2(ERK2)の肝細胞、脂肪細胞特異的欠損マウスに高脂肪高ショ糖食を負荷して、その役割を明らかにする。ERK2欠損では脂質合成亢進を伴い肝臓・血管周囲・心臓周囲の脂肪沈着が観察され、血管内皮障害を認めた。本研究ではこのモデルを用いて、ERK2による脂質代謝・異所性脂肪沈着の調節機序と、心血管障害誘発の機序を検討し、Mets/DM2心血管合併症の病態解明と新規治療法開発を検討することを目的とする。特にこの研究はインスリン抵抗性時に増強するシグナル分子であるExtracellular regulatorykinase2(ERK2)の臓器特異性欠損マウスを作成した。肝臓特異性ERK2欠損マウス(LE2KO)の高脂肪高ショ糖食(HFHSD)負荷による脂肪肝増悪を検討し、新規に開始した脂肪細胞特異性ERK2欠損マウス(AE2KO)のHFHSD負荷による異所性脂肪沈着による心血管障害の検討を進める。この結果により異所性脂肪沈着が臓器障害にどのように関与するかを明らかにして、今後の脂肪細胞を標的とした血管保護治療を考案する。1)LE2KOのHFHSD負荷モデルにおいてSERCA2の活性低下に伴う小胞体ストレスに加えてAMPKの活性低下が判明した。これにより、これらの活性を補う事が脂肪肝改善、血管病治療につながる可能性が考案された。2)糖尿病マウス(db/dbマウス)において、1)で発見した標的SERCA2の活性化材(CDN1163)を投与したところ、糖代謝、インスリン抵抗性、血管内皮機能、骨格筋機能の改善を認めた。3)新規に開始した脂肪細胞特異性ERK2欠損マウス(AE2KO)のHFHSD負荷では種々の臓器に異所性脂肪沈着が起こり、酸化ストレスを介して臓器障害が起こる事が判明した。脂肪肝の増加による繊維化を伴った肝炎、骨格筋脂肪沈着によるミトコンドリア機能障害と運動能力低下、血管周囲脂肪沈着による血管壁酸化ストレスの増大と、内皮機能の低下を認めた。4)AE2KOのHFHSD負荷においては、皮下脂肪の分化障害が起こり、リパーゼやPPAR-αの発現低下を認めた。この分化障害が脂肪蓄積低下により異所性脂肪沈着と臓器障害に働くと考えられた。5)血管周囲脂肪(PVAT)と内皮機能について酸化ストレス発生を含めた検討を行った。正常血管では、PVAT血管内皮機能促進に働く。正常のPVATは血管拡張因子を放出する事が判明した。これに対し、AE2KOのHFHSD負荷ではPVATが血管内皮機能を著明に増悪させる。IL-1βを含む血管障害因子を放出している事。PVATから著明に活性酸素種が産生される事が判明した。1)AE2KOのHFHSD負荷について異所性脂肪沈着と心血管障害の関連を血管内皮機能、心機能検査、病理学的検討を用いて行う。(大小血管の内皮機能測定機、メタボリックチェンバー、心エコー・ミラーカテーテル、植え込み型心電図・持続圧モニター、不整脈誘発装置を用いる。)これにより、異所性脂肪沈着で起こる心血管病の特徴を調べる。AE2KOでは皮下脂肪優位に分化障害が起こり、脂肪蓄積が障害されて異所性脂肪沈着が起こる。この機序について、遺伝子解析、シグナル解析、代謝解析を含め、詳細検討する。2) AE2KOのHFHSD負荷についてメタボローム解析(慶應大学菱木)、脂質解析(リピドーム)、サイトカインアレー等を駆使して、心血管障害に関与する因子・経路の同定を行う。3)薬理的・遺伝子工学的介入:LE2KO/AE2KOのHFHSD負荷マウスにSGLT2阻害剤、GLP-1製剤、SERCA2活性化剤を投与して、代謝・血管内皮障害が改善するかを検討する。肝臓へのレンチウイルスベクターによるAMPK/SERCA2発現増強による脂肪肝の改善と血管内皮機能の改善についてウイルス作成や準備的検討を行う。(井戸)Metabolic Syndrome/2型糖尿病(Mets/DM2)は内臓脂肪蓄積、脂質・糖代謝異常の複合病であり、インスリン抵抗性と血管内皮障害を基盤とした心血管合併症が予後規定因子である。肝臓特異性ERK2欠損マウス(LE2KO)の高脂肪高ショ糖食(HFHSD)負荷による脂肪肝増悪を検討し、新規に開始した脂肪細胞特異性ERK

2欠損マウス(AE2KO)のHFHSD負荷による異所性脂肪沈着による心血管障害の検討を進める。この結果により異所性脂肪沈着が臓器障害にどのように関与するかを明らかにして、今後の脂肪細胞を標的とした血管保護治療を考案する。1)LE2KOのHFHSD負荷モデルにおいてSERCA2の活性低下に伴う小胞体ストレスに加えてAMPKの活性低下が判明した。これにより、これらの活性を補う事が脂肪肝改善、血管病治療につながる可能性が考案された。2)糖尿病マウス(db/dbマウス)において、1)で発見した標的SERCA2の活性化材(CDN1163)を投与したところ、糖代謝、インスリン抵抗性、血管内皮機能、骨格筋機能の改善を認めた。3)新規に開始した脂肪細胞特異性ERK2欠損マウス(AE2KO)のHFHSD負荷では種々の臓器に異所性脂肪沈着が起こり、酸化ストレスを介して臓器障害が起こる事が判明した。脂肪肝の増加による繊維化を伴った肝炎、骨格筋脂肪沈着によるミトコンドリア機能障害と運動能力低下、血管周囲脂肪沈着による血管壁酸化ストレスの増大と、内皮機能の低下を認めた。4)AE2KOのHFHSD負荷においては、皮下脂肪の分化障害が起こり、リパーゼやPPAR-αの発現低下を認めた。この分化障害が脂肪蓄積低下により異所性脂肪沈着と臓器障害に働くと考えられた。5)血管周囲脂肪(PVAT)と内皮機能について酸化ストレス発生を含めた検討を行った。正常血管では、PVAT血管内皮機能促進に働く。正常のPVATは血管拡張因子を放出する事が判明した。これに対し、AE2KOのHFHSD負荷ではPVATが血管内皮機能を著明に増悪させる。IL-1βを含む血管障害因子を放出している事。PVATから著明に活性酸素種が産生される事が判明した。1)AE2KOのHFHSD負荷について異所性脂肪沈着と心血管障害の関連を血管内皮機能、心機能検査、病理学的検討を用いて行う。(大小血管の内皮機能測定機、メタボリックチェンバー、心エコー・ミラーカテーテル、植え込み型心電図・持続圧モニター、不整脈誘発装置を用いる。)これにより、異所性脂肪沈着で起こる心血管病の特徴を調べる。AE2KOでは皮下脂肪優位に分化障害が起こり、脂肪蓄積が障害されて異所性脂肪沈着が起こる。この機序について、遺伝子解析、シグナル解析、代謝解析を含め、詳細検討する。2) AE2KOのHFHSD負荷についてメタボローム解析(慶應大学菱木)、脂質解析(リピドーム)、サイトカインアレー等を駆使して、心血管障害に関与する因子・経路の同定を行う。3)薬理的・遺伝子工学的介入:LE2KO/AE2KOのHFHSD負荷マウスにSGLT2阻害剤、GLP-1製剤、SERCA2活性化剤を投与して、代謝・血管内皮障害が改善するかを検討する。肝臓へのレンチウイルスベクターによるAMPK/SERCA2発現増強による脂肪肝の改善と血管内皮機能の改善についてウイルス作成や準備的検討を行う。(井戸)
有機結晶環境下での反応解析

有機結晶中で進行する化学反応を解析することを目標として、X線結晶構造解析、熱解析、理論計算、結晶化など、物理化学的な研究手法を用いた構造化学的研究を進めてきた。特に、結晶相の反応過程における動的構造変化を解析することを目的として、時間分割構造解析、特殊条件下構造解析等を行うとともに、反応の解析に適した化学反応系を見いだすことを目指した研究を行ってきた。そのために必要な設備として、特殊条件下迅速X線回折計の開発を進めてきたが、イメージングプレートを二次元検出器とするワイセンベルグ型X線回折装置が完成し、時間分割構造解析を目指した実験が進められている。不安定な結晶や微少結晶などにも適用できる上、二次元回折パターンから有用な情報が得られる場合も多く、さらに温度変化装置などとの併用が非常に容易になったことで、これまでの装置で構造決定できなかった多くの系への適用が期待される。時間分解能を更に上げるため、大橋らは、新しいガス増幅型二次元検出器の開発を進めており、すでに5x5cmの大きさの検出器を作ることに成功している。この検出器を用いると、20ミリ秒で1フレームの回折強度を測定することができ、同時に250フレームのデータを蓄積できるので、時間分解能の飛躍的な向上を期待することができる。結晶相における動的構造解析の具体的成果には、芳香族ジアセチレン化合物の固相重合反応、メトキシカルボニルエチル基をもつコバロキシム錯体の結晶相ラセミ化反応、クマリンと酒石酸誘導体の包接体結晶におけるキラル結晶の固相ラセミ結晶化、N-(2,4-ジニトロフェニル)-o-アニシジンの相転位、ヌクレオチド結晶にみられる結晶水の吸脱着反応とカップルした結晶構造転移、など多くの反応があげられる。さらに、有機結晶構造の計算予測のためにab initioペア近似をポテンシャル関数とした新しい計算手法が開発され、実用計算のための汎用プログラム作成が進んでいる。本年度の研究実績(i)結晶格子中の分子の動的挙動を解析するためには、温度制御・光照射・電場や磁場の印加といった特殊条件下での構造解析を時間分割で行うことが必要である。そのため、これまで理研・岩崎、東工大・大橋、電通大・岩崎らによって独自に開発された迅速X線測定装置を基にして、簡便かつ汎用の2次元回折計を考察・試作した。(ii)分担者がこれまだ行ってきた時間分割構造解析の時間分解能を格段に高めるため、ガス増幅型二次元検出器の基本モデルを設計した。更に新しい固体反応系を開発するために、大気中の窒素ガスを使う新機構の試料低温装置を開発した。(iii)単結晶より分子配列の規則性が低く、そのため分子配列や物性の制御が容易な2次元結晶や液晶の糸についての研究を行った。(iv)サーモクロミズム・多形・相転移を示す化合物の結晶構造の温度変化、特に高温相の構造の研究を、既存の迅速X線回折計に新しく導入した試料高温装置を用いて行った。(v)光照射によりフォトクロミズムを示す種々のビインデニリデン誘導体の結晶構造解析を行い、フォトクロミズムの強弱・有無と結晶構造の相関を明らかにした。(vi)また、結晶相反応の相互作用場の解析・シミュレーション・予測には、3次元グラフィックスを表示機能として持つ分子軌道法(MO)・分子力場法(MM)・分子動力学法(MD)などの計算の開発とその適用を試みた。