hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨基質タンパク質の骨吸収修飾作用の研索(リソゾームプロテアーゼによる基質タンパク質分解とその分解産物の生理活性)

破骨細胞のリソゾームプロテイナーゼの一つであるカテプシンLの、骨基質タンパクの分解を検索する目的で、その実験材料である高度に精製されたカテプシンLの調整を行った。従来、カテプシンLの精製は非常に困難であり大変な労力を必要としたが、本研究ではファルマシア社から新しく供給されたゲル担体を数種類使用することによって、この点を改良した。まず、70匹のラットから摘出した腎臓をミンスした後に、300mlの0.25M蔗糖を加え、ホモジナイズを行った。これを11,000xgで30分間遠心しリソゾームに富む沈澱を回収した。沈澱に400mlの50mM酢酸緩衝液(pH5.0)を加え3回凍結融解を行うことによりリソゾーム膜を破壊し、リソゾーム性酵素に富む画分(Crude extract)を遠心抽出した(105,000xg,30分)。タンパク質を20-80%硫安で回収した後に、50mMの酢酸緩衝液(pH5.0)にて透析を行った。この標品をS-Sepharose FFカラムに添加した。カテプシンLは300mM NaCL濃度で溶出されたので、この画分を濃縮後、順次Con A-Sepharoseカラム、Blue Sepharoseに添加し、カテプシンLのみを含む活性画分を回収した。さらにSuperdex-75ゲルろ過カラム、Mono S陽イオン交換クロマトグラフィーイ-を行い最終的な標品を得た。精製されたカテプシンLは、非変性条件下のゲル電気泳導において単一なバンドを示し、還元条件下のSDS-ゲル電気泳導において25kDaのバンドを示した。精製度はCrude extractに比べて19倍であり、最終的に0.14mgのカテプシンLを得ることが出来た。
東北アジアにおける温帯性新石器文化の北方拡大と適応の限界

今年度に実施した主な調査研究は、以下の通りである。1)ユダヤ自治州における遺跡発掘調査:ハバロフスク地方郷土誌博物館と共同で、ロシア連邦ユダヤ自治州西部に所在するビジャン4遺跡とルチェイキ1遺跡で発掘調査を実施した。ビジャン4遺跡では、新石器時代中期前半コンドン文化の土器・石器からなる遺物集中が検出されたため、調査区を拡張して調査を行い、遺物を回収した。ルチェイキ1遺跡では、新石器時代中期マルィシェボ文化、同晩期リブノエ湖段階、古金属器時代前半期ウリル・ポリツェ文化の活動が重複する地点に所在する竪穴住居を完掘した。調査区内で詳細調査を行い、新しい方から順に、第I段階:現代に近い時期(ソ連時代の入植期)、第II段階:中世・靺鞨文化期、第III段階:古金属器時代:ウリル・ポリツェ期、第IV段階:新石器時代晩期・リブノエ湖段階という遺跡形成・埋没過程があることを明らかにした。2)サハリン北部・千島出土新石器時代前期遺物の資料調査:サハリン国立大学考古学教育博物館において、サハリン北部レブィルチェイ2遺跡、南千島マロクリリスコエ・ルィバキ3・ヤンキト2遺跡出土遺物の観察・分析を行った。3)北海道オホーツク海沿岸における更新世末/完新世初頭の遺跡立地環境調査:猿払町門別町にかけて、更新世末完新世初頭の遺跡立地環境に関する現地調査と遺跡の保存状況確認調査を行った。4)韓半島における新石器時代前半期土器の調査:東北アジアにおける新石器化のプロセスを考える上で看過できない韓半島南部における出現期土器の調査を行った。研究初年度は、ロシア極東大陸内部・ユダヤ自治州における遺跡の調査研究を主軸に据えた。夏季の現地調査により予想外に多量の結果が得られたため、整理分析に時間を要している。これまでに調査が進んでいない地域であったが、今回の調査によって、小興安嶺以西のアムール流域、アムール川の対岸となる中国東北部との間における先史文化交流・接触関係に関する重要な知見が数多く得られた。サハリンと北海道では、最新情報の把握に努め、次年度以降に本格的な調査を実施するための事前調査を行うことができた。ほかに周辺地域(韓国)で関連資料の調査を行うことができ、研究課題における視野の拡大をはたせた。ユダヤ自治州における現地成果では、本研究のテーマに直結する新石器時代前期中期だけでなく、温帯性先史諸文化の北方拡大に関する新石器時代中世の資料が多数得られた。本研究課題の本質的なねらいを達成するためには、環境適応史を歴史動態的に把握する必要がある。そのためまずは、今年度出土資料の整理・分析を次年度以降も時間をかけて慎重に進める必要がある。また同時に、周辺地域における並行期の様相を広域的に捉えていく必要がある。

そのためまずは、今年度出土資料の整理・分析を次年度以降も時間をかけて慎重に進める必要がある。また同時に、周辺地域における並行期の様相を広域的に捉えていく必要がある。
東アジアにおけるリーディング企業の戦略行動分析

東アジアの成長をリードしているのはその地域でグローバルな経営活動を展開する企業である。研究では東アジアの対象地域を、日本、韓国、中国、台湾とし、主に基幹産業であるエレクトロニクス産業と自動車産業に注目して、各国の代表企業の戦略行動を調査分析した。東アジアのエレクトロニクス産業は、台湾や韓国のEMS企業が中国に主要な生産拠点を移しており、いわゆる環黄海経済圏を中心にしてデジタル機器の世界的な供給拠点が成立している。本研究では、この動向に注目して、あまり知られていない台湾に研究の焦点をおいて、世界をリードするエレクトロニクス企業の生成、発展のプロセス、さらに戦略行動の実態の解明に取り組んだ。他方の自動車産業については、中国、韓国、台湾における産業の発展動向とわが国自動車メーカーの国際戦略に注目して、これらの国々の自動車産業データーや可能な限りの聴き取りをメーカーや業界団体に対して行った。ここで得られた資料は大量であった。その整理分析と成果発表は今秋に行うことになる。なお、アジアにおける国際ビジネスの展開を洗剤産業で探ったり、発展途上国における巨大企業の出現の実態をグループ・カルーソに注目して調べるなどの補完的な研究も行った。本年度は、研究対象産業をエレクトロニクスと自動車に定めて、データー収集や企業への聞き取り調査を中心に研究を行った。調査を通じて確認しえた点は、東アジアの産業は、台湾や韓国のEMS企業が中国に主要な生産拠点を移しており、中国を中心にしてデジタル機器の世界的な供給拠点が成立していこと、産業のコアである自動車産業では、わが国ではトヨタ、日産の北部九州工場がアジア、特に中国のマザー工場化してきており、対岸の韓国では現代自動車の生産量が急増して200万台を超えつつあることなどである。また自動車産業は、環境エネルギー問題への対応を背景にして、急速にエレクトロニクス化が進んでおり、自動車とエレクトロニクスの融合の動きが活発になっていることや、カーエレクトロニクスは、自動車産業はもとより電機産業においても重要な技術戦略課題になっていることを確認した。そこで、このような動向を探るべく、11月に韓国のソウル大学、KOTRA、韓国自動車工業会等を訪問調査し、各種データーを入手した。ここでの結論は、現代自動車およびサムソン電子はカーエレクトロニクスについて慎重であり、わが国と大きな差が生まれつつあるということであった。またわが国の電子工業会や自動車工業会、トヨタ自動車本社、フォーイン等を訪問し、わが国の動向についての情報の収集にあたった。このことと連動する研究活動として、広島大学、山口大学、福岡大学の自動車研究者と西日本自動車産業研究会を立ち上げ、2回研究会を開催した。次年度はさらに活発に研究会を開催する予定である。今度末には、これまでの調査でえた事実を基に論文作成に部分的に着手したが、形になった成果は乏しい。しかし、平成19年には4月に台湾東海大学産業マネジメント・シンポの招待基調講演で本年度調査成果を利用して日本企業の技術戦略について発表行い、リーディング企業の戦略行動については5月Hawaii International Conference on Businessで発表することが決まっている。研究では東アジアの対象地域を、日本、韓国、中国、台湾とし、主に基幹産業である自動車とエレクトロニクスに注目して、各国の代表企業の戦略行動を調査した。特に自動車はハイブリッド車に特徴的なように、金属機械技術とエレクトロニクス技術が融合してきており、そのことが自動車産業の戦略に大きな影響を当るようになってきていることを、日本のトヨタ、日産、ホンダのいわゆる自動車3社に注目して明らかにするとともに、日本が先行するカーエレクトロニクスへの韓国の対応を現代自動車とサムソン電子を対象に調べた。韓国ではこのような技術の融合がみられず、中国を含むBRICsへの拡販とそのための生産立地戦略が重視されていることが明らかになった。台湾の自動車産業は日本との連携が強く、日本企業のグローバル戦略の重要なパートナーとして独自な地位をもっていること、また中国大陸へのマザー工場的な機能を持ち始めていることなどが明らかになった。また、途上国企業の発展戦略やわが国企業のアジア戦略を理解するために、メキシコの財閥グループ・カルーソと花王を予備調査した。これらの成果の一部は学会等での発表を行ったが、論文等への取りまとめは現在進行中である。
ヒノキ人工林の混交林化は細根生産を高めるか？：近赤外分光法による細根の樹種判別

具体的内容広葉樹の混交率の異なる2つのヒノキ高齢人工林において、細根の現存量を推定し、細根への他樹種の混合割合の推定を試みた。その結果、深さ0-20 cmまでの平均細根現存量は2.59-2.61 Mg/haで、2つの林分の間に差はみられなかった。また、深さ0-10 cmに存在する細根現存量は、深さ10-20 cmよりも有意に高く、細根は表層に集中していた。各人工林から得られた樹種別の細根サンプルを元に、ヒノキと他樹種を様々な割合で人工的に混合させた試料を作成し、ヒノキの割合と近赤外光吸収スペクトルとの関係に基づく検量線を作成した。予測値と実測値との関係はr=0.99以上と高い相関を示した。この検量線を利用して、試験地から得られた自然状態の混合割合が未知のサンプルから得られたスペクトルから混合割合を推定した結果、深さ0ー10cmでは2つの人工林ともヒノキの細根割合は約80%であった。一方、深さ10ー20cmでは、地上部の広葉樹の混交率が高い林分でヒノキの細根割合が約46%と低下していた。近赤外分光光度計による細根中のヒノキと他樹種の混合割合推定については、基本的な手順は確立できたと言える。深い層(10-20 cm)で他樹種の混合割合が高い傾向(特に佐白山)がみられたが、未だ試料数不足であり、さらにサンプル数を増やし、より頑健な検量線を作成することが必要と考えられる。プロットを2カ所(佐白山、つくばね)に設置し、下層植生調査、毎木調査、および樹高調査を行った。DBHの分布は、佐白山試験地ではL字型であるのに対してつくばね試験地では二山の分布を示していた、また、広葉樹のBAはつくばね試験地で小さく、種組成も異なっており、両試験地では広葉樹の更新状況が違うことが確認できた。よって、これらの試験地は細根の生産量を混交状況の異なる林分で比較するという目的に適当であると考えられる。これらのプロットにおいて表層土壌から細根のサンプルを採取し、現存量の推定と近赤外分光光度計による分析を行った。これによって細根サンプルの採取方法や近赤外分光光度計による細根中のヒノキと他樹種の混合割合推定について、基本的な手順が確立できた。プロットをさらに4カ所に設置し、下層植生調査、毎木調査、樹高調査、オプトリーフによる光環境の測定、イングロースコア設置を行う。また、本年度に確立した推定方法を用いて、細根現存量の推定および近赤外分光光度計による細根の樹種判別を行う。

また、本年度に確立した推定方法を用いて、細根現存量の推定および近赤外分光光度計による細根の樹種判別を行う。関東森林管理局森林技術・支援センター(笠間市)の予想以上の支援により、調査のために出張した延べ人数が予定を大きく下回ったこと、および細根分析のための雇用の開始が年度後半になり、かつ人員の確保が困難だったため、雇用費が予定を下回ったことによる。次年度使用額は、細根分析のためにより多くの人員を雇用して分析を効率的に進めるために使用する。
亜熱帯域におけるマメ科植物をカバークロップとして利用した土壌流亡防止に関する研究

耐酸性、特に低リン耐性が強く、亜熱帯域での生育量も大きいカバークロップとして利用可能なマメ科植物として冬季にはヘアリーベッチが、夏季にはシカクマメおよびラッカセイが有望であることを明らかにした。なお、シカクマメやラッカセイは食用作物としても有望であり、食料事情の悪い熱帯域の国や地域における収穫残渣の有機物としての施用による土壌肥沃度の向上も可能なマメ科植物であることが示された。・耐酸性マメ科植物の検索と耐性メカニズムの解明熱帯・亜熱帯地域においてカバークロップとして利用可能と考えられるマメ科植物の内、低リン耐性について検索を行い、夏作物の中ではラッカセイとシカクマメが、冬作物ではヘアリーベッチとクリムソンクローバーが有望であることが明らかになった。また、ラッカセイは7品種ほぼすべての品種で低リン耐性が強いことが明らかになった。・カバークロップの生育量、窒素固定能、各種成分吸収量および被覆状況夏作物のラッカセイの草型は7品種間で異なり、土壌の被覆率は千葉43、サウスイーストランナーなどの品種でたかいことが明らかになった。また、冬作物の寒地型牧草として知られているヘアリーベッチは、亜熱帯域の沖縄においても温帯域での生育量に比べて高まること、温帯域における播種時期は10月中となっているが、亜熱帯域の沖縄では10月から1月の幅広い期間に播種することが可能であり、緑肥として施用するに当たってのバイオマス生産量に達するまでの栽培期間も播種後3ヶ月程度と温帯域におけるものに比べて短期間であることがポット栽培試験や圃場の結果から明らかになった。・カバークロップの土壌流亡軽減効果ヘアリーベッチは、土壌の被覆率、土壌エロージョン防止能も高いことが、傾斜地圃場を用いたモデル試験の結果から明らかになった。・沖縄における有良根粒菌の単離と接種効果酸性からアルカリ性までの土壌が存在する沖縄本島および離島の土壌を採取し、ヘアリーベッチおよびラッカセイの根粒菌の単離を試みている。・耐酸性マメ科植物の検索と耐性メカニズムの解明昨年度に引き続き、マメ科植物の内、低リン耐性について検索を行い、ラッカセイとシカクマメおよびヘアリーベッチとクリムソンクローバー以外に、セスバニアが有望であることが明らかになった。また、6種のクロタラリアはいずれも低リン耐性が弱いことが明らかになった。なお、ルートボックスとPCを用いた画像処理によるマメ科植物Al耐性の調査および低リン耐性メカニズムの調査に必要な根系発達の調査・評価法について方法を検討している。・カバークロップの生育量、窒素固定能、各種成分吸収量および被覆状況5品種のラッカセイの土壌の被覆率は、栽培期間の長いサウスイーストランナーで11月まで、栽培期間の短いジャワ13号で9月まで、その他の千葉半立、千葉43号、オキナワサンでは10月まで高く推移することが、冬作物のヘアリーベッチは、4種クローバに比べて生育量が大きく、亜熱帯域の沖縄では10月から12月の幅広い期間に播種することが可能であり、2月から4月にかけてバイオマスが最大に達することが、ポット栽培試験や圃場の結果から明らかになった。・カバークロップの土壌流亡軽減効果メイズ収穫期前にラッカセイを播種し、土壌被覆率を高めることで、エロージョン防止能が高まる可能性があることを、傾斜地圃場を用いたモデル試験によって明らかにするための試験を開始した。・沖縄における有良根粒菌の単離と接種効果酸性からアルカリ性までの土壌が存在する沖縄本島および離島の土壌を採取し、ラッカセイ、シカクマメ、セスバニア、ヘアリーベッチの根粒菌を単離した。また、これらの根粒菌の耐酸性について調査を開始しつつある。・耐酸性マメ科植物の検索と耐性メカニズムの解明昨年度に引き続き、マメ科植物の耐酸性について調査し、低リン耐性はセスバニアで強く、ついでラッカセイで強かったが、ラッカセイの低リン耐性は種子中のリン含有量が多いことによる初期生育の確保が強く作用していることが明らかになった。また、ルートボックスとPCを用いた画像処理によるAl耐性の強いマメ科植物の検索を行い、ダイズに比べてラッカセイやクローバ類で強いことが明らかになった。・カバークロップの生育量、窒素固定能、各種成分吸収量および被覆状況夏作物では食用作物であるシカクマメの土壌被覆期間が長く、生育量と各種成分吸収量は、それらが大きいことから緑肥として利用されているムクナに比べてやや低下するものの同程度であることが、明らかになった。また、冬作物のヘアリーベッチをカバークロップとして栽培した圃場では雑草の発生量が低下するだけでなく、生育期間中から枯死した後の土壌の肥沃度は高まることが明らかになった。・カバークロップの土壌流亡軽減効果メイズ収穫期前にラッカセイを栽培し、土壌を被覆させることで、秋季の台風によるエロージョン防止能が高まることが明らかになった。・沖縄における有良根粒菌の単離と接種効果

酸性からアルカリ性までの土壌が存在する沖縄本島から採取した土壌からラッカセイの根粒菌を単離し、ラッカセイの根粒菌はアルカリ生成菌が感染するとされていたが、酸生成菌も多く感染していることが明らかになった。これまでに検索した耐酸性マメ科植物の有望なヘアリーベッチ・シカクマメ・ラッカセイなどの圃場試験による内カバークロップとしての生育量、緑肥や食用作物としての評価を行い、播種時期と収穫時期や施用時期を後作物との作付体系から検討し、冬季はクローバ類よりヘアリーベッチ、夏季はこれまでカバークロップとして広く利用されているハッショウマメよりシカクマメやラッカセイがカバークロップとしてだけでなく、緑肥としての各種成分のインプットが高く、さらに食用作物として収穫も可能であり、沖縄だけでなく、食糧事情が切迫している国・地域に生産性向上のための緑肥としての導入もしやすいことが明らかになった。また、沖縄の酸性土壌から単離したラッカセイ根粒菌は、これまで知られていたBradyrhizobiumだけでなく、Rhizobiumも多く、熱帯や亜熱帯域でのラッカセイの窒素固定能の増大に根粒菌のさらなる詳細な調査の必要性があることが明らかになった。
ヒト培養鼻腺細胞の分泌,吸収のイオン輸送とその細胞内伝達機構

本研究はこれまで未知の分野であった。ヒトにおいての鼻汁の分泌機構の解明が図れる第一歩の研究である。鼻汁の分泌は、鼻粘膜上皮杯細胞に比べ鼻腺細胞がより多く担っていると考えられている。しかしこれまでヒト鼻粘膜においては、培養上皮細胞においての研究が主であり、鼻腺細胞の研究は皆無であった。今回、ヒト気管粘膜下腺細胞の手技を応用し、ヒト鼻腺細胞の培養法法を確立した。ヒト培養鼻腺細胞は以下の特徴を持つ。1)形態的には、分泌顆粒の発現があり、漿液性と粘液性の両方の成分を持っていた。更にタイトジャンクションの存在が認められた。2)電気生理学的に、粘膜側にはNaチャンネルとClチャンネルが、漿膜側にはNa-K-2Cl contransporterとNs, K-ATPaseの存在が認められた。3)アセチルコリンの粘膜側及び漿膜側投与により細胞内Caの上昇が起こり、引き続いて粘膜側からのCl分泌が認められた。更に臨床的に慢性副鼻腔炎に有効なマクロライドの効果をヒト培養鼻腺細胞において検討した。エリスロマイシン(10^<-4>M)の前投与はアセチルコリン(10^<-5>M)によるCl^-電流の上昇に著明な抑制効果が認められた(68.5±9.4%, n=4, means±SE)。更にエリスロマイシン(10^<-4>M)の前投与はアセチルコリン(10^<-5>M)による細胞内濃度の上昇に著明な抑制効果が認められた(42.9 4.4%, n=5)。以上より、ヒト培養鼻腺細胞においてEMはCl分泌に抑制的に働いた。慢性副鼻腔炎の病態においてエリスロマイシンが鼻腺細胞よりの鼻汁分泌を抑制することが示唆された。
高感度小型磁気共鳴力計測装置による早期アポトーシス検出技術の開発

細胞といった液中試料の磁気共鳴力計測法に基づくフローサイトメトリー技術を構築するために、振動型カセンサとしては、先端に直径が8.2μmの微小磁石(NeFeB)を取り付けた高感度磁気力センサを作製した。真空用サンプルチャンバとしては、厚さ178nmの超薄膜窓を有する細胞を流すための真空中マイクロ流路型チャンバーを開発した。また、プローブ形状先端にNVセンターを有するダイヤモンド薄膜を設置することに成功し、高周波電磁波を用いて、NVセンターから発する蛍光強度変化を観測することに成功し、作製したNVセンターを有するダイヤモンドプローブが磁気共鳴計測に応用出来るセンサであることを示すことができた。磁気共鳴力計測法に基づくフローサイトメトリー技術を構築し,細胞といった液中試料の電子スピン共鳴法による活性酸素濃度計測評価をするため,高感度カンチレバー型の力センサの作製と,高真空中で使用可能な薄膜Si窓を有する磁気共鳴力計測のための細胞を流すマイクロ流路の作製を行った.振動型力センサは,幅210nm,長さ32μmで,カンチレバー中央部には変位計測のためのミラーが作り込まれてある。先端には微小磁石(NeFeB)を取り付け,約11.3kHzの共振周波数,12800のQ値をもつ高感度力センサを作製した。その結果,室温真空環境において-70.1G/μmの磁場勾配による82aNの感度で電子の磁気スピン共鳴現象を検出することができた.これにより,4.6×10^(18)(spins/cm^3)のラジカル密度を計測することができることを示した。また,厚さ178nmの超薄膜窓を有する細胞を流すための真空中マイクロ流路型チャンバーを開発した。実際にデバイスを真空環境の走査型電子顕微鏡装置内に導入し性能を評価した。ここで,大気圧環境から真空環境にあるチャンバーへ,少ないリークで送液可能なセットアップを構築し,作製したチャンバーに液体を導入可能であり,また細胞の観察に適用できることを確認した.また,作製したチャンバーは電子顕微鏡の計測において,15kV以上の加速電圧を1次電子に与えることで2次電子によるチャンバー内部の観察がはっきりと行えることがわかった.そして,本セットアップにより,液体を流体チャンバーへ導入した状態で7.5×10^(-4)Paまで真空に引けることを確認した.高真空下でマイクロ流路内の液中の試料を観察することに成功しており,生きたままの細胞を真空環境に導入し,薄膜窓を有するマイクロ流路が磁気共鳴力計測のために応用出来ることを示せた.細胞内の活性酸素濃度ラベルフリーで,流路内を流れる状態で計測することにより,迅速な細胞診断をフローサイトメトリの観点で実現するデバイス開発を目指し,磁気共鳴計測のための高感度カンチレバープローブの作製と細胞を流すための流路チャンバの作製を行い,それらを組み合わせて早期アポトーシスの検出技術の開発を進めた.次世代の高感度なカンチレバー型磁気プローブとして,ダイヤモンドのNVセンターを用いた磁気共鳴計測法が期待されており,NVセンターを有する薄膜ダイヤモンドプローブに着目し,プラズマ励起化学気相成膜法を用いたダイヤモンド成膜・加工を行い,それをプローブ先端に設置することで,磁気共鳴計測に用いることができるダイヤモンドプローブの作製を行い,その性能を評価した.NVセンターの存在は,ラマン分光法により確認し,ダイヤモンド加工プロセスにあるXeF2エッチングのプロセス後には,不活性になってしまうNVセンターをその後のアニール処理により再活性させることができることを突き止めた.また,プローブ形状先端にNVセンターを有するダイヤモンド薄膜を設置することに成功し,高周波電磁波を用いて,NVセンターから発する蛍光強度変化を観測することに成功し,作製したNVセンターを有するダイヤモンドプローブが磁気共鳴計測に応用出来るセンサであることを示すことができた.流路チャンバの作製として,細胞一つの活性酸素濃度と質量の関係をフローサイトメトリできるようなデバイスを目指したマイクロデバイスの作製を進めている.活性酸素濃度と質量を同時に計測することで,より確かな細胞内の挙動を検出することが可能となると考えられる.NVセンターを有するダイヤモンドプローブという次世代の磁気共鳴計測のための高感度カンチレバープローブの作製に成功した.また,細胞内の活性酸素濃度ラベルフリーで,流路内を流れる状態で計測するために,白血球細胞の凍結・解凍,培養操作を習得し,実際にフローサイトメータを用いた計測を実現した.迅速な細胞診断をフローサイトメトリの実証のためには,マイクロ流路デバイスと融合させた計測を早急に進める必要があるとともに,質量や活性酸素濃度をラベルフリーで計測できるマイクロ流路デバイスを作製することで,早期アポトーシスの検出に繋がる技術の開発を進めている.迅速な細胞診断をフローサイトメトリの観点で実現するデバイスの開発を目指し,細胞内の活性酸素濃度を計測することを目的としたマイクロ流路デバイスの開発を進めた。シリコン材料をベースとしつつ、ダイヤモンドを用いた磁気共鳴計測のための高感度カンチレバープローブの設計と作製、また計測細胞を流すためのマイクロ流路チャンバの設計と作製を行い,これらを組み合わせた高機能3次元デバイスによる早期アポトーシスの検出技術の開発を進めた。ダイヤモンド薄膜に存在する窒素欠陥(NV)は、磁気共鳴計測に用いられ、NVを有するダイヤモンドの走査プローブは、生きた細胞内の健康状態をモニタすることに繋がる活性酸素濃度を高感度に計測できる有力なツールになると考えられる。そこで、ダイヤモンドを用いた走査型のNVを有する走査プローブの作製を実施、検証した。ダイヤモンドは、大面積で成膜することが困難な上、加工することが難しいという課題がある。

そこで、ダイヤモンド成長のための核付けを部分的に施すことにより、エッチングを省いた加工プロセスを提案し、ダイヤモンド薄膜をプラズマ化学気相成長法によって、シリコン表面の部分的に成長させることで選択的に成膜させることに成功した。NVは結晶の欠陥であり、ダイヤモンド成膜中に窒素ガスを成長チャンバに導入することによる含有量を制御した。ダイヤモンド薄膜中のNVセンターが実際に含まれているかどうかは、蛍光計測によって確認することができた。ダイヤモンド先端に有するシリコンプローブを形成するために、XeF2ガスによるシリコンの等方性エッチングプロセスを用いたが、この際、NVセンターが不活性になることがわかった。この際、加熱によるアニールプロセスによって、NVセンターが再活性化されることを確認した。このNVセンターを有する薄膜ダイヤモンドプローブは、磁気共鳴顕微鏡の走査プローブとして利用できる。細胞といった液中試料の磁気共鳴力計測法に基づくフローサイトメトリー技術を構築するために、振動型カセンサとしては、先端に直径が8.2μmの微小磁石(NeFeB)を取り付けた高感度磁気力センサを作製した。真空用サンプルチャンバとしては、厚さ178nmの超薄膜窓を有する細胞を流すための真空中マイクロ流路型チャンバーを開発した。また、プローブ形状先端にNVセンターを有するダイヤモンド薄膜を設置することに成功し、高周波電磁波を用いて、NVセンターから発する蛍光強度変化を観測することに成功し、作製したNVセンターを有するダイヤモンドプローブが磁気共鳴計測に応用出来るセンサであることを示すことができた。センサの作製,チャンバの作製など,おおむね一年間の実施計画に沿っている.細胞診断のためのフローサイトメトリの実証のためには,マイクロ流路デバイスと融合させた計測を早急に進める必要があるとともに,質量や活性酸素濃度をラベルフリーで計測できるマイクロ流路デバイスを作製することが必要である.そこで,1,2年目で作製した高感度プローブと流路型チャンバを組み合わせてのシステム開発が必要である.アセンブリング技術を確立し,早期アポトーシスの検出に繋がる技術の開発を進める.28年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロシステム作製したセンサと試料デバイスを組み合わせた計測に入る研究計画に沿って,このまま研究を推進する.購入する予定であった物品を既存施設で似た装置を借りることで研究を一時的に進めることができたことと,成果発表や謝金を出さずに,代表者本人が研究を遂行することになったため.28年度が最終年度であるため、記入しない。初年度のデバイスを評価方法を既存方法に変更し,物品購入を次年度に先伸ばししたり,予定していた国際会議に採択されなかったなどしたため。計測に必要な光学物品の購入と成果発表に伴う旅費,また謝金による学生の雇用を含めて研究推進を進める.不足する物品購入や,国際会議への旅費,謝金等に使用する。
組織のスラック探索に関する包括的モデルの構築と実証研究

本研究では、スラック探索=組織の過去の行動パターンとは異なる新しい行動の始まり、ととらえ、スラック探索が発生するメカニズムに関する研究を行った。本研究を通じて、スラック探索につながる、ネットワーク構造、組織のパフォーマンスーアスピレーション乖離、組織の経験学習、組織慣性力の影響を実証的に明らかにし、論文を発表した。本研究は,組織が学習する過程において果たすスラック探索の役割について問うものである。スラック探索とは,スラック資源が組織に保有されている時に発生する問題発見・解決のための探索行動を意味しており,組織が存続の危機に立つときに発生するプロブレミティック探索とは異なる性質を持つものと考えられている。スラック探索は,拡大(exploration)的学習の1つであり,革新や不連続的なイノベーションにつながるものと考えられている。一方,プロブレミティック探索は,拡張(exploitative)的学習であり,改善や連続的なイノベーションと結び付けられている。組織に革新的な改革やイノベーションが求められている場合や,従来からの慣習や取り組みとはかけ離れ,現状を打破する行為が求められる時に必要な探索は,スラック探索である。国家的課題でもある日本企業における不連続的なイノベーションの発生には,スラック探索が必要であり,その理解を深めることは重要である。このような問題意識をもとに,本研究では,スラック探索を,過去からの慣性力を超越した新しい組織ルーティンの誕生ととらえ,活動を行った。平成18年度では以下の活動を行った。まず第1に,探索行動を理解するための実証データとして,自動車産業におけるサプライヤー・ネットワークの変革を用いることとし,データの収集を行った。サプライヤー・ネットワークは経路依存性が強いことが知られており,経路依存性を打破するスラック探索を考える上で,望ましいコンテクストであると判断した。第2に,理論的バックグランドを理解するために文献調査を行い,過去のスラック探索に関する研究の蓄積を学んだ。第3に,作成中のデータ・ベースの一部を使用して,アメリカ経営学会,および,アジア経営学会で論文発表を行った。発表はおおむね好評ではあったが,サンプル数が少ない点が指摘され,今後の課題として取り組むことになった。昨年度の活動における反省点として,組織が行っている様々なスラック探索の中でも,どのタイプのスラック探索に焦点を当てて研究を進めていくのかが不明瞭であったことが挙げられる。様々な分野における共通した法則性の発見は長期的には重要ではある。しかし,まだ研究の蓄積が不足している現段階では,対象を限定し,特化した中でスラック探索を生み出すメカニズムに関する理解を進めることが重要だと判断した。今年度は,社会的インターアクションをテーマとしたスラック探索に関する研究を行った。具体的には以下の3つの活動が行われた。まず,本研究の基盤ともなっているいくつかの研究論文の公刊に成功した。特に,北米のフランチャイジング・データを用いた実証研究では,フランチャイジングと本社直営という2つのチェーン展開のパターンにおける認知的能力と組織モーメンタムについての関係性を発見し,この分野における理解に大きく貢献したと自負している。第2に,昨年度から取り組んでいた組織間ネットワークの構築におけるスラック探索を発展的に継続させ,未知のパートナーとの新しい紐帯形成に関する論文を執筆した。この論文では,日本自動車産業におけるサプライヤー・ネットワークに関するデータを使用し,ネットワーク共起性という言語学や社会学で使用されている概念を応用,組立会社は,高いネットワーク共起性を持つ他の組立会社と関係性を持つ未知のサプライヤーと紐帯を形成する傾向を持っ,ということを発見した。本論文は,平成20年のアメリカ経営学会の発表に提出した。最後に,コンテナ船産業におけるグローバル・アライアンス・ネットワークの構築と解消に関する研究を,カナダ,シンガポールの研究者と開始した。従来のネットワーク理論では,過去からの制約という経路依存性が強調されていたが,このプロジェクトを通じてそれ以外の新しいメカニズムの発見を行う予定である。今年度は、昨年度までに収集したアーカイバル・データを用いデータの分析を行うとともに、実証研究論文としての形にまとめる作業を行った。具体的には、以下の活動を行った。(1)グローバル・コンテナ船産業における共同運航アライアンス・ネットワークのダイナミズムに関するデータの解析を行った。データには、「国際輸送ハンドブック」「Containerisation International」「Lloyd's Database」を用いた。データの一部は、INSEAD SingaporeのHenrich R. Greveと共同で収集したものである。(2)収集したデータを用いて、アライアンス形成時におけるスラック探索に焦点を当てた論文を執筆、発表した。アライアンス形成を説明するものとして埋め込み理論が挙げられるが、この埋め込み理論では、スラック探索=従来関係のないパートナーとの関係性の確立を説明することができない。そこで、労働経済学等で用いられるマッチング理論を適用し、資源のマッチングによって組織は産業内から適したパートナーを見つけアライアンスを形成していることを発見した。ここでいう資源のマッチングとは、海運会社が参加している地理的市場の相互補完性、及び、所有する船舶の特徴から得られる互換性、によって発生することが明らかになった。特に、互換性についての理論は従来の研究では報告のされていない発見であり、理論的な価値が高いものと考えている。(3)さらに、このデータを用いて、今度はアライアンスの崩壊、関係性の消滅に関する分析も行った。

上記のマッチング理論を用いて、パートナー間とのマッチング状況が悪い時には関係性が崩壊するのではないか、という仮説を立て分析を行った。例えば、パートナー間の競合状況が高くなればなるほど、よりマッチングが悪くなると考えられる、その結果、メンバーの離脱が発生するのではないかと考えた。分析の結果、マッチング理論によってアライアンスの崩壊が説明できることが明らかになった。
音響的・空間的混雑に対する生物ソナー・コウモリの適応行動モデリング

前年度に開発した多チャンネルテレメトリマイクロホンシステムを用いて,CF(Constant-frequency)-FM(Frequency-modulated)音をエコーロケーションに用いるニホンキクガシラコウモリの3個体同時飛行時の放射パルスとエコーを各個体から計測することに成功した.これによって,放射パルスの周波数をアクティブに変化させることで,自身の飛行によっておこるドップラー効果をキャンセルし,エコー周波数を狭い周波数帯域内に保つ行動(ドップラーシフト補償行動)が,集団飛行時にも単独飛行時と同等の精度で行われること,さらには,FM型の音声を用いるコウモリとは違い,集団飛行時に周波数重畳を回避するようなエコー周波数の変化が生じないことを明らかにした.この結果は,コウモリがセンシング信号のデザインに適した方法で混信を回避する可能性を示唆する.コウモリの脳表面に配置した電極から,提示される2つの刺激の弁別可能な差によって誘発される脳活動を観測した.その結果,FM信号を用いるコウモリが集団飛行時に行う1 kHz程度の周波数シフトが,実際に音声の聞き分けを促進する可能性が示唆された.また,テレメトリマイクロホンシステムと実時間信号処理機器を組み合わせ,新たにリアルタイム介入実験系を構築した.この系を用い,飛行しながらエコーロケーションを行うコウモリを詳細な時間スケールで妨害することに成功し,コウモリが自身のパルス放射の10から20 ms前後に妨害音を聴取するとパルス放射間隔を大きくすることがわかった.本研究によって,集団飛行時の音響混信に対するコウモリの様々な戦術が明らかになった.さらに,コウモリの行動が混信回避に有用であることがシミュレーションによって示唆され,人工のセンシング技術でも生じうる混信の回避に有用な信号デザインや運用法の開発への基盤が整ったといえる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,コウモリが自らのエコーを選択的に聴取するメカニズムと,効果的に他個体との音響混信や衝突を回避する手段を解明することである.さらには,それらを組み合わせ具体的なセンシング・行動制御アルゴリズムとして提案することを目指す.具体的には,1精密な計測システムを構築し飛行実験・心理実験を行うことにより,混信回避・衝突回避行動やエコー抽出メカニズムをコウモリの行動面から解明する.また,2行動実験から得られた知見をアルゴリズム化し,シミュレーションや実機を用いた実環境における検証を行い工学的に評価する.本年度は,群飛行時のコウモリ各個体から音声と飛行軌跡を計測するシステムを確立し,実際に実験室内を4個体で飛行するコウモリのエコーロケーション行動の観測に成功した.これにより,単独飛行時には類似する音声を利用していたコウモリが,集団飛行時には音声の終端周波数をアクティブに変化させ互いに遠ざけることで,個体間の音声類似度を低下させることを明らかにした.また,コウモリの音声を模擬した信号を用いたシミュレーションを行うことで,コウモリが利用する超音波音声が混信に強いこと,また,終端周波数の変化が他の音響特性の変化に比べ効率よく個体間の音声類似度を低下させることを明らかにした.この結果は,コウモリが空間把握に用いるセンシング信号の特徴にあった効率の良い手段を用いて群行動時の混信を回避している可能性を示唆する.本年度は,本研究課題の核となる,集団飛行時のコウモリの適応的行動を観測するシステムの確立に成功し,コウモリがシンプルかつ効率の良い手段で音声の混信を回避することを明らかにした.今後計画している心理実験やシミュレーションや実機を用いた工学的検証を通じて,具体的な混信回避・衝突回避アルゴリズムとして提案するための,大きな足がかりとなったといえる.そのため,おおむね順調に進展していると判断した.前年度に開発した多チャンネルテレメトリマイクロホンシステムを用いて,CF(Constant-frequency)-FM(Frequency-modulated)音をエコーロケーションに用いるニホンキクガシラコウモリの3個体同時飛行時の放射パルスとエコーを各個体から計測することに成功した.これによって,放射パルスの周波数をアクティブに変化させることで,自身の飛行によっておこるドップラー効果をキャンセルし,エコー周波数を狭い周波数帯域内に保つ行動(ドップラーシフト補償行動)が,集団飛行時にも単独飛行時と同等の精度で行われること,さらには,FM型の音声を用いるコウモリとは違い,集団飛行時に周波数重畳を回避するようなエコー周波数の変化が生じないことを明らかにした.この結果は,コウモリがセンシング信号のデザインに適した方法で混信を回避する可能性を示唆する.コウモリの脳表面に配置した電極から,提示される2つの刺激の弁別可能な差によって誘発される脳活動を観測した.その結果,FM信号を用いるコウモリが集団飛行時に行う1 kHz程度の周波数シフトが,実際に音声の聞き分けを促進する可能性が示唆された.また,テレメトリマイクロホンシステムと実時間信号処理機器を組み合わせ,新たにリアルタイム介入実験系を構築した.この系を用い,飛行しながらエコーロケーションを行うコウモリを詳細な時間スケールで妨害することに成功し,コウモリが自身のパルス放射の10から20 ms前後に妨害音を聴取するとパルス放射間隔を大きくすることがわかった.本研究によって,集団飛行時の音響混信に対するコウモリの様々な戦術が明らかになった.さらに,コウモリの行動が混信回避に有用であることがシミュレーションによって示唆され,人工のセンシング技術でも生じうる混信の回避に有用な信号デザインや運用法の開発への基盤が整ったといえる.引き続き集団飛行時のコウモリの行動を観測し,飛行の相互作用に応じたセンシングの変化を検討する.また,目的音声抽出メカニズムの解明を目指し,コウモリに対して心理実験を行う.これらの行動実験・心理実験で得られた知見をアルゴリズムとして提案するために,シミュレーションと,超音波センシングを用いて移動する自律走行車を用いた検証を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
火星大気流出における領域間結合の役割の研究

火星の過去の劇的な気候変動の鍵を握る宇宙空間への二酸化炭素(CO2)の流出機構の中でも、特に不確定性が大きい「電離圏CO2+の流出機構」を調査した。火星電離圏への太陽風からの運動量輸送の影響においては、エントロピーを基準とした新たな混合層モデルを提唱するとともに、多成分磁気流体力学コードを用いて運動量輸送が電離圏イオンの流速と流出率に及ぼす影響を評価した。火星電離圏への下層・中層大気からの大気重力波の影響においては、熱圏における大気擾乱の特性と分布を探査機観測と数値実験を用いて明らかにし、鉛直波長が200km以上の大気重力波の伝搬と散逸によってCO2の存在度と流出率が増加しうることを示した。本研究は、火星の二酸化炭素(CO2)の流出機構の中でも特に不確定性が大きい「電離圏CO2+の流出機構」を解明することを目的とする。特に、太陽風からの運動量輸送などの上側からの領域間結合と、大気重力波に起因する乱流拡散や大規模風速場の変化などの下側からの領域間結合の影響が、電離圏CO2+の流出に果たす役割を明らかにすることを目指している。計画1年目である平成27年度には、下層大気起源の大気重力波が超高層大気に及ぼす影響を明らかにするために、下層大気起源の大気重力波を含む場合と含まない場合の火星大気大循環モデル計算を実行した。そして得られた計算結果をMAVEN衛星搭載のNGIMSやIUVSの初期観測データと比較し、波動振幅やCO2密度の高度分布などを比較した初期結果を学術論文として公表した。大気大循環モデルから期待される大気重力波のパラメータを火星熱圏・外圏DSMC計算の境界条件として組み込み、特定のスペクトルについて大気重力波振幅の高度分布などの初期計算結果を得た。さらにHisaki衛星による金星超高層大気の周期変動解析により、中層大気から超高層大気への大気重力波伝搬もしくは太陽風相互作用の影響を示唆する結果を得て、学術論文として公表した。太陽風から電離圏への運動量輸送については、MGS衛星データを用いて火星電離圏界面における太陽風侵入構造の観測的制約を得て学術論文として公表するとともに、火星電離圏界面におけるK-H不安定性の局所シミュレーションを実行して混合層構造をMAVEN衛星の初期観測結果と比較した。火星電磁圏のグローバル多成分磁気流体力学コードにBohm型異常粘性項とプラズマ分子粘性項を用いて粘性効果を組み込み、太陽風からの運動量輸送効果が電離圏流速に及ぼす影響を評価する準備を進めた。当初計画では、MAVEN衛星(2014年9月に火星周回軌道投入に成功)の観測データが取得されて間もない計画1年目の平成27年度には、MAVEN衛星観測データの解析立上げに時間を要することを見越して既存の探査機データも積極的に活用することを計画していたが、MAVEN衛星の観測データ解析が当初の想定以上に順調に進み、観測データ解析においてはMAVEN, Hisaki, MGSなどの複数の衛星データ解析において当初の計画を上回る成果を得て、複数の学術論文として公表した。数値シミュレーションにおいても大気大循環モデルなどでは当初の計画を上回る成果を得て複数の学術論文として成果を公表した。しかしながら、多成分磁気流体力学コードの開発・実行補助を行う研究員の確保に困難が生じたため、繰越を行うこととなった。繰越の結果、多成分磁気流体力学コードの開発・実行は順調に進んでおり、計画は概ね予定通り達成されている。計画2年目である平成28年度には、下層大気起源の大気重力波が超高層大気に及ぼす影響を明らかにするために、MAVEN衛星搭載のNGIMSやIUVSの観測データの統計解析を実施し、火星熱圏における大気重力波の振幅・スペクトル特性とそれらの緯度分布・経度分布・季節変動の観測結果、並びに大気重力波を含めた大気大循環モデルの計算結果との比較を纏めて学術論文として公表した。MAVEN観測では大気重力波活動度の分布に明確な昼夜非対称が見られ、上部熱圏と下部熱圏では特性が大きく異なっていたため、火星熱圏・外圏DSMCコードを用いて大気重力波の伝搬・散逸過程を調査し、観測の鉛直分布を説明するためには少なくとも200km以上の鉛直波長をもつ重力波の成分が必要であることを示した。太陽風から電離圏への運動量輸送については、大きな密度勾配が存在するプラズマ境界層におけるK-H不安定性の局所シミュレーションとMAVEN衛星による火星電離圏界面のプラズマ総合観測との比較に基づき、エントロピーを基準とした新たな混合層モデルを提唱した。火星電磁圏のグローバル多成分磁気流体力学コードへの粘性効果の組み込みにおいてはBohm型異常粘性項とプラズマ分子粘性項の形でコードに粘性効果を組み込み、それぞれの粘性項を変化させた計算を複数回実行して電離圏流速への運動量輸送の影響を評価した。計画2年目の平成28年度には、下層大気起源の大気重力波の影響については、MAVEN衛星の観測データを統計解析して大気重力波の振幅とスペクトル特性の緯度分布・経度分布・季節変動などを調査し、大気大循環モデルと比較する計画であったが、計画通りに観測データの統計解析とモデルとの比較を実施して、複数の学術論文として公表した。

太陽風から電離圏への運動量輸送については、MAVEN衛星の観測データとK-H不安定性の局所シミュレーションの計算結果との比較を予定通りに実施し、多成分磁気流体力学コードに粘性効果を組み込んだ計算も予定通りに実施した。従って、計画は概ね予定通り達成されている。本研究は、火星のCO2の流出機構の中でも特に不確定性が大きい「電離圏CO2+の流出機構」を解明することを目的とする。特に、太陽風からの運動量輸送などの上側からの領域間結合と、大気重力波に起因する乱流拡散や大規模風速場の変化などの下側からの領域間結合の影響が、電離圏CO2+の流出に果たす役割を明らかにすることを目指している。計画3年目である平成29年度には、下層大気起源の重力波が超高層大気に及ぼす影響を明らかにするために、MAVEN衛星のNGIMSやIUVSの観測データを解析し、火星中間圏及び熱圏における大気重力波振幅の高度分布・緯度分布・経度分布・季節変動の観測結果を纏めるとともに、火星熱圏・外圏DSMCコードを用いて大気重力波がCO2密度の高度分布に及ぼす影響を定量評価した。鉛直波長が長い(200km以上の)大気重力波の伝搬・散逸が熱圏密度分布に及ぼす影響は大きく、高度150km以上における密度増加は、二酸化炭素(CO2)で20-30%、窒素(N2)で10-15%、酸素原子(O)で5-8%程度になることを明らかにした。本結果は、下層大気から伝搬する大気重力波が、上部熱圏におけるCO2の存在度および流出率を増加しうることを示すものである。太陽風から電離圏への運動量輸送については、MAVEN衛星のプラズマ総合観測に基づき、太陽風相互作用によって生じるプラズマ境界層位置の統計的特性を纏めて学術論文として公表した。太陽風-火星電離圏相互作用の多成分磁気流体力学コードへの粘性効果の組み込みにおいては、Bohm型異常粘性項とプラズマ分子粘性項を用いて現象論的にコードに組み込み、各粘性項の大きさを変化させた計算を多数回実行してパラメータ依存性を纏め、太陽風からの運動量輸送が電離圏イオンの流速と流出率に及ぼす影響を定量的に評価した。火星の過去の劇的な気候変動の鍵を握る宇宙空間への二酸化炭素(CO2)の流出機構の中でも、特に不確定性が大きい「電離圏CO2+の流出機構」を調査した。火星電離圏への太陽風からの運動量輸送の影響においては、エントロピーを基準とした新たな混合層モデルを提唱するとともに、多成分磁気流体力学コードを用いて運動量輸送が電離圏イオンの流速と流出率に及ぼす影響を評価した。火星電離圏への下層・中層大気からの大気重力波の影響においては、熱圏における大気擾乱の特性と分布を探査機観測と数値実験を用いて明らかにし、鉛直波長が200km以上の大気重力波の伝搬と散逸によってCO2の存在度と流出率が増加しうることを示した。今後はMAVEN衛星等の観測データの蓄積が期待されるので、長期観測データを用いて大気重力波の統計解析を行い、火星熱圏における大気重力波の振幅・スペクトル特性とそれらの緯度分布・経度分布・季節変動を求める。そして統計解析結果と大気大循環モデルや熱圏・外圏DSMCモデルとの比較を通して、火星熱圏における大気重力波の分布や季節変動を説明する物理機構の検討を行う。
光干渉断層法を用いた新しいヒス束ペーシングデリバリーカテーテルの開発

ヒス束ペーシングは、心室収縮の同期性を破綻させる右室ペーシングと違い、心機能を保持できるが、成功率が十分とは言えず三尖弁の影響で早期のシステム不全を呈し易い。病理組織レベルの解像度をほこる光干渉断層法(OCT:optical coherence tomography)が使用可能なサイドホール付きデリバリーカテーテルを開発し、ex vivo, in vivoモデルを用い、組織性状をリアルタイムに評価して、確実に三尖弁の影響が少ないヒス束心筋内にヒス束ペーシングリードを留置することが可能か、仮説を実証するヒス束ペーシングは、心室収縮の同期性を破綻させる右室ペーシングと違い、心機能を保持できるが、成功率が十分とは言えず三尖弁の影響で早期のシステム不全を呈し易い。病理組織レベルの解像度をほこる光干渉断層法(OCT:optical coherence tomography)が使用可能なサイドホール付きデリバリーカテーテルを開発し、ex vivo, in vivoモデルを用い、組織性状をリアルタイムに評価して、確実に三尖弁の影響が少ないヒス束心筋内にヒス束ペーシングリードを留置することが可能か、仮説を実証する
トリシクロオクタン体から1,5-シクロオクタジエン体への四員環開裂結晶相反応

7-オキサノルボルナジエン体とシクロオクタテトラエンの高圧環状付加反応から得られたトリシクロ[4.2.0.0^<2,5>]オクタン体(1)の中央の四員環がX線結晶構造解析中に単結晶状態を保持したまま開裂し,1,5-シクロオクタジエン体(2)になる結晶相反応を見い出した。この時,2は再結晶溶媒に用いたシクロヘキサンを包接していた。この開裂は1を結晶状態で加熱しても起こることから,熱的な反応とも考えられたので,低温でX線構造解析を行った。先ず,クロロホルムとエーテルの混合溶媒から溶媒を包接しない単結晶を得,室温で構造解析したが,やはり,中央の四員環は開裂した。この場合,分子容を減少するために,半円状の2がほぼ半分子長だけずれて向かい合い,空孔は形成していなかった。セル常数や体積もシクロヘキサン包接体の値よりも小さかった。この溶媒を包接しない単結晶を-90°Cで解析しても環開裂したので,-140°CでX線構造解析すると,中央の四員環は開裂せず保持された。中央の四員環部の結合長は分子短軸方向が薬1.6Åと長い値を示した。この環開裂の様子を調べるために,室温下でX線を照射し,その後,-140°Cに戻して構造解析した。その結果,徐々に中央四員環が開裂していくのが追跡できた。反応の進行に伴い,中央の四員環の炭素の位置は変化するが,その他の原子の位置はほとんど変化しない。次に、シクロヘキサンを包接している単結晶を-140°CでX線構造解析した。中央四員環は保持された。この場合も室温でX線照射し,-140°CでX線構造解析を繰り返すと,中央の四員環の開裂の様子が追跡でき,包接体の方が幾分速いことが分かった。現在,X線照射下の中央四員環開裂が熱的に起きているかについて,反応速度を求めることによって検討している。
耐性を生じない鎮痛薬を志向した新規μ-δヘテロダイマー受容体選択的作動薬の創出

近年、μ-δヘテロダイマー受容体作動薬が鎮痛耐性を示さずに鎮痛効果を発揮することが報告された。しかし既報のμ-δ受容体作動薬ML335のμ-δ受容体選択性は低いことを申請者自ら確認した。本研究では1これまでに見出した6種のML335より強力なμ-δ受容体作動薬の中から特にμ-δ受容体作動活性が強力な2つの化合物の構造をこれまでの構造活性相関を指標に構造変換を行い、ML335を凌ぐμ-δ受容体作動活性および選択性を有する化合物の合成2改良した化合物を用いて鎮痛効果、鎮痛耐性形成能をML335と比較解析し、ML335を超えるより良い「副作用の無いオピオイド鎮痛薬」開発の基礎データの構築を目指す。
心電図微小高周波成分の成立における心筋組織構築変化の関与

心筋梗塞患者で検出される微小高周波成分の成因を明らかにする目的で、心筋組織構築を考慮にいれたコンピュータによる三次元心臓モデルを作成した。三次元心臓モデルはワークステーションSUN 4/2を用いて、心房筋、心室筋、特殊伝導系を含む約5万個のユニット(細胞)から構成される。それぞれのユニットには興奮伝導速度、自動能、活動電位など約20個のパラメータを設定し、心臓全体の電気的の興奮をシミュレートした。梗塞巣は左室自由壁に直径約15mmの電気的にsilentな細胞群と定義される。心筋梗塞の周囲6層の心筋組織に種々の実験データによって示される、興奮伝導遅延や活動電位の異常を定義した。その結果、梗塞周囲3層の興奮伝導速度を0.5m/secから0.1m/secへ低下させると、0.3m/sec以下の興奮伝導速度の時、シミュレートされた体表面心電図上にQRS波の後に続く微小な電位成分(心室遅延電位)が出現した。また、梗塞周囲の興奮伝導遅延領域(興奮伝導速度0.2m/sec)を1層から6層めで変化させると、興奮伝導遅延領域が3層以上存在する場合、心室遅延電位が出現した。さらに、梗塞巣の形状を円形、不定形、線状の3つの形態にして、その違いを検討した。梗塞周囲4層の興奮伝導速度を0.2m/secとして心室遅延電位を比較したが、明らかな相違は三群間に存在しなかった。以上より、心室遅延電位の成立に、1)梗塞周囲の興奮伝導速度、2)梗塞周囲の興奮伝導遅延領域の大きさ、の関与は明らかであるが、組織構築変化の関与は小さいと考えられた。