hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状記憶合金を用いた人工心筋の研究

記憶合金による心筋形成術が心不全治療の新しい治療になるか検討するため、動物心不全モデルを用いてその有用性を評価することである。本年度は、不全心の形態に合うような人工心筋の装着法を確立するため、モック実験を追加し、人工心筋装着方法を検討項目として加えた。共同研究者らが先行実験として行った人工心筋実験は健常心に対して行われたものであるが、健常心の左室形態は楕円形であるのに対し、不全心は球形であり、球形心のモック実験で最も効率よく心筋の収縮を補助できる装着法を決定した。3回のモック実験の結果、一本の太い人工心筋よりも2本のやや細い人工心筋を用いて、クロスする形で左室周辺に巻くことにより補助効果が増すことが判明した。そのデータをもとに、急性実験による縫着法変更に伴う血行動態の比較を行った。その結果約10%の補助効果が得られることがわかった。また心拡大に伴う僧帽弁逆流も人工心筋を巻くことで逆流の減少、消失を認めることがわかり、今後人工心筋装着法の簡便化により、胸腔鏡下での装着など、より低侵襲の方法での治療の可能性が示唆された。震災の影響で実験開始が遅れたものの、心不全モデル作成も安定し、急性実験データの採取までは可能となったが、慢性期データ収集が行えない現状である。その主な原因として人工心筋の形態、縫着方法が挙げられ、現在In vitroにてそれらの改善を行っている。その結果を踏まえて再度心不全モデルに対する実験を行う方針である。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで行った方法では人工心筋の縫着自体が左室拡張障害を引き起こしている可能性が否定できない。そのため現在人工心筋の形態、縫着方法についてMock circulationを用いて再評価を行っている。In vitroの検討はおおよそ終了しており、今後動物実験に対する実験を行う予定である。
世界ダム会議勧告の実施可能性に関する研究

世界ダム会議(WCD)は,大型ダムに関する国際的に受入れ可能な基準を開発し,普及することを目的として組織された独立の国際委員会であり,2000年11月にWCD報告書を刊行して解散した。WCD報告書に盛り込まれた基準やガイドラインに対しては,開発途上国政府やダム建設業界が明確に反対する姿勢を示し,国際的に受入れ可能な基準作りは失敗に終わった。WCD勧告を文字通り世界が受入れ可能な基準とガイドラインにするためには,その実施可能性を明らかにすることが必要であり,これが本研究のめざすところであった。本研究は,まず,WCD勧告の根拠が必ずしも明確でないということを明らかにした。WCD勧告はWCD報告書の後半部に記述されているが,それは前半部に記述された研究調査結果に基づいていることになっている。しかし,報告書を精査すると,すべての勧告が調査結果に基づいてはいないことが指摘できた。こうした問題点を踏まえ,本研究では,WCD勧告を実現可能にするための選択肢を示した。次に,実現可能性を高めるための条件を検討するため,本研究では日本のODAプロジェクトにWCD勧告を適用する場合に,どのような課題,改善すべき点があるかを明らかにした。さらに,WCD勧告について最も意見が対立した住民移転のありかたについて,提言を行うための知見を収集するためのケーススタディを実施した。一つは日本の過去の経験である。もうひとつは,現在のダムプロジェクト事例として,インドネシアで円借款により実施されたコタパンジャンダムプロジェクトの現地調査である。望ましい住民移転のあり方を示すためには,今後さらなる現地調査及び検討が必要であると考えられるが,このケーススタディによって幾つかの好事例(good practices)を示すことができた。ダム問題開発のもたらす環境問題が深刻化かつ国際化する中で,世界ダム委員会(WCD)が,1998年に設置された。目的は,「大型ダムプロジェクトの計画,評価,設計,建築,運用,監督に関する国際的に受容可能な基準を開発し普及する」ことであった。膨大な情報に基づいて分析,討議が行なわれ,世界各地で多数の参加を得たフォーラムが開催され,多くの意見を集めた。最終報告書である『ダムと開発』は2000年11月に公表され,同時にWCDは解散した。『ダムと開発』はNGOから好意的に評価はされたが,ダム建設業界や開発途上国政府は否定的であった。WCDの立ち上げに中心的役割を果たした世界銀行も,『ダムと開発』をもとにして政策変更をすることはないという姿勢を鮮明にした。『ダムと開発』に示されたWCD勧告には技術的問題点が残されており,提案された基準とガイドラインを現在の形で達成することは不可能であると考えられたからである。今年度の研究においては,まず,開発援助機関の視点からWCDが提案する基準とガイドラインの実現可能性について精査した。そして,核心価値と戦略優先事項を達成するために必要な措置として,戦略優先事項,基準,ガイドラインなどの位置づけと性格を明確にしなければならないことを指摘した。続いて,ダム開発に円借款を供与する際のWCD勧告の実行可能性について検討した。実施機関である国際協力銀行にダム開発計画への円借款供与が要請される場合,プロジェクトサイクルは通常,WCDが提示する5つの重要な意思決定段階の2番目まで終了している。すなわち,JBICはWCD勧告を実施したくても制度上,関与できない段階がある。WCD勧告には技術的問題点以外にも,このような制度上の問題があることを指摘した。世界ダム会議勧告の中心事項はダム建設に伴う移転住民対策であり,勧告の実施可能性を検討する上で,有効な移転住民対策を提示することは不可欠である。

今年度は,インドネシアのダム開発によって移転した住民の生活実態をアンケート等により現地調査し,その成果を論文としてとりまとめ,投稿した。また,スリランカ,ペラデニア大学を訪問して打ち合わせを行い,1970年代から実施されたマハベリ灌漑事業のダム建設に伴って移転した住民の生活再建状況について,同大学と共同で詳細調査を行うための現地予備調査を行った。マハベリ灌漑事業では数ヶ所の灌漑や水力発電のためのダムが建設され,これによって立ち退きを求められた住民が灌漑対象地域などに移転した。移転先は水没地域の上方か,遠隔の灌漑農地が農民によって選択された。水没地域上方は傾斜地のため茶が主要農産品となったが,灌漑農地では稲作が中心であった。農作物の他,住宅などの移転条件も移転地によって異なっている。このため,移転後10年以上を経た現在,住民の生活再建状況にはかなりの差異が生じている。これを分析することが,今後のダム建設による住民移転対策に重要な示唆を与えることができると考えられた。また,日本の過去の住民移転事例を調査することも,意義あることと考えられ,今年度は2ヶ所で現地調査を行った。北陸電力神通川第一・第二・第三ダムでは,借地方式によって住民へ補償を行っており,その実態を調査した。この極めて珍しい水没補償方式の実態・問題点がさらに明らかになったことで,今後途上国のダム建設に際しての応用可能性を探る上で,大いに参考になると考えられる。昭和30年に建設された静岡県井川ダムについても,建設に伴う水没補償・移転の中長期的な帰結につき現地予備調査を行い,用務先との間で調査実施に関する基本的合意を得た。WCDの一連の活動及び勧告を日本の実施機関がどのように捕らえていたかについて,文献調査及び関係機関担当者からの聞き取り調査を行い,WCD報告書作成プロセスにおける問題点を明らかにした。静岡県の井川ダム(1957年完成)について現地調査を行った。この建設により,94世帯が「新しい村造り計画」に基づいて村内移転した。この計画の大きな特徴は,これまで井川村内ではほとんど行われていなかった水田耕作を新たに開始した点である。静岡県は高冷地での稲作を推進するために専門家による現地調査を実施し,西山平の試作田では住民の移転前に実際に収穫を上げて見せた。更に移転後4年間にわたり移転住民のための農業指導を行った。その結果,移転後の住民は稲作を軌道にのせることが可能となった。インドネシア・ハサヌディン大学,同・アンダラス大学,スリランカ・ペラデニア大学の関係者とインドネシア・ジャカルタで一同に会したワークショップを行った。ここでは,コタパンジャンダム,ビリビリダム(以上,インドネシア),マハベリ計画(スリランカ),井川ダム,沼田ダムの各事例における住民移転についての研究事例が報告され,論点の整理と共有化が図られた。この中で,金銭補償が制度化される前の日本における経験は,現在の開発途上国に適用可能であると考えられた。スリランカでは,コトマレダム(1979年完成)による移転住民の追跡調査を実施した。
高融点金属での固液界面による微粒子の捕捉・押し出しの直接観察

鋼の凝固時に凝固殻に気泡や介在物が補足される機構および相変態の機構を明らかにすることは、超清浄鋼の製造、介在物の均一分散による鋼の特性の向上に重要である。鋼の結晶の固液界面に介在物が補足されるか、押し出されるかを共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いてその場観察を行い、介在物が補足される場合の鋼の結晶の臨界凝固速度と介在物半径の間の関係を見出した。介在物が捕捉される場合には介在物に近接する鋼結晶が優先的に凝固し、捕捉することがわかった。これは鋼より熱伝導率の低い介在物が固液界面の前面に存在し、融液からの熱の供給が妨げられるためと考えられる。有限要素法による伝熱解析から介在物が熱流を阻害し、介在物に近接する鋼結晶が優先的に凝固することを確認した。介在物が補足される場合の鋼の結晶の臨界凝固速度と介在物半径の関係式に基づき、樹枝状晶が形成される時の樹間におけるアルミナ介在物の振る舞いを簡単なモデルにより理論的に検討した。固液共存領域が50Kの鋼が凝固する場合、冷却速度が1K/s以上のの時には直径が10μm以下のアルミナ粒子は固相に取り込まれず、樹間でのアルミナ粒子の数密度は大きくなっていく。一方、固液共存領域が5Kで、冷却速度が0.1K/sより大きい場合には、直径10μmのアルミナ粒子は固相に取り込まれる。また、固液界面における液相中の溶質濃境界層の中では、この濃度差に起因する力が粒子に作用し、固相へのアルミナ粒子の取り込みを容易にすると考えられる。鋼のδ/γ変態を、高温で"その場"観察を行い以下の結果を得た。δ/γ異相境界における2面角を測定し、S濃度の影響を検討した。S濃度が高いほど界面自由エネルギーが低下することが分かった。また、δ相へのγ相の樹枝状の成長を観察し、その形状の不安定性について検討し、従来の樹枝状晶の成長理論を固相中においても適用できることが判明した。鋼の凝固時に凝固殻に気泡や介在物が補足される機構を明らかにすることは、超清浄鋼の製造、介在物の均一分散による鋼の特性の向上に重要である。本年度は、平滑な鋼の結晶の固液界面に介在物が補足されるか、押し出されるかを共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いてその場観察を行い以下の結果を得た。凝固速度と補足または押し出される介在物の大きさの関係を整理し、介在物が補足される場合の鋼の結晶の臨界凝固速度Vc(μm/s)と介在物半径r(μm)の間には、アルミナ介在物ではVc=60/r、CaO-Al2O3-SiO2系の溶融球状介在物の場合には、Vc=23/rの関係を見出した。介在物が捕捉される場合には、介在物に近接する鋼結晶が優先的に凝固し、介在物を捕捉することがわかった。これは、鋼より熱伝導率の低い介在物が固液界面の前面に存在するため、融液からの熱の供給が妨げられるためと考えられる。

有限要素法による伝熱解析から介在物が熱流を阻害し、介在物に近接する鋼結晶が優先的に凝固することを確認した。一方、介在物が押し出される場合では、介在物を押出した鋼結晶中に溝が形成された。これは、介在物によって鉄原子の固液界面への供給が妨げられたためと考えられる。従来理論を用いて介在物に作用する力の釣り合いを定量的に評価したが、観察した臨界凝固速度を定量的に説明するに至らなかった。これは理論と物性値の両方にあいまいさがあるためであり、さらに検討が必要である。鋼の凝固時に凝固殻に気泡や介在物が補足される機構および相変態の機構を明らかにすることは、超清浄鋼の製造、介在物の均一分散による鋼の特性の向上に重要である。本年度は、昨年度に得られた介在物が補足される場合の鋼の結晶の臨界凝固速度Vc(μm/s)と介在物半径r(μm)の関係式に基づき、樹枝状晶が形成される時の樹間におけるアルミナ介在物の振る舞いを簡単なモデルにより理論的に検討した。固液共存領域が50Kの鋼が凝固する場合、冷却速度が1K/s以上のの時には直径が10μm以下ののアルミナ粒子は固相に取り込まれず、樹間でのアルミナ粒子の数密度は大きくなっていく。一方、固液共存領域が5Kの鋼で、冷却速度が0.1K/sより大きい場合には、直径10μmのアルミナ粒子は固相に取り込まれてしまう。また、固液界面における液相中の溶質濃境界層の中では、この濃度差に起因する力が粒子に作用する。鉛直上方への凝固の場合には、この力は粒子の浮力よりも大きくなり、固相へのアルミナ粒子の取り込みを容易にすると考えられる。鋼のδ/γ変態を共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて、高温で"その場"観察を行い以下の結果を得た。δ/γ異相境界における2面角を測定し、S濃度の影響を検討した。S濃度が高いほど界面自由エネルギーが低下することが分かった。また、δ相へのγ相の樹枝状の成長を観察し、その形状の不安定性について検討し、従来の樹枝状晶の成長理論を固相中においても適用できることが判明した。
医療機能評価における患者満足度の導入に関する研究

本研究の目的は、医療機能評価の指標として患者満足度を導入することの可能性、問題点について検討することである。4病院(慢性期型2病院、急性期型2病院)の入院患者877人、外来患者849人を対象にアンケート調査を行った。回収率は入院患者39%、退院患者52%であった。平均年齢は入院患者67.6歳、外来患者58.3歳であり、性別では男性は入院患者で52.6%、外来患者で63.4%であった。職業別では主婦・無職の割合は、入院患者で63.4%、外来患者で51.6%であった。以上の外来患者に比較して、入院患者では、平均年齢が高く、女性の割合が多く、主婦・無職の割合が高いという患者属性は4病院にほぼ共通して見られた。受診内容、受診動機からは、入院患者では、ア)内科、イ)整形外科、ウ)リハビリテーションの順で、外来患者では、ア)内科、イ)整形外科、ウ)外科の順で患者数が多く見られた。受診動機は、入院患者では、ア)通うのに便利、イ)医師の紹介、ウ)医師以外の紹介、の順であり、外来患者では、ア)通うのに便利、イ)医師以外の紹介、ウ)評判がよい、の順であった。外来患者においては、利便性と、いわゆる口コミが大きな受診動機になっているのに対して、退院患者では利便性の相対的比重は低くなり、医療職・非医療職を問わず紹介が多くを占めていることが示唆された。自由記載欄には、どのような点について患者サービスの改善が望ましいかを記載していただいた。また、個々のサービスについての患者よりの評価と(財)日本医療機能評価機構の評価指標に基づく評価結果についての関係について検討した。上記の検討からは以下の事柄が示唆された。すなわち、1.外来患者においては利便性、口コミなど医療以外の要素が大きな受診動機になっており、入院患者においては医療関係者であるか否かを問わず紹介が多くを占めていた。これは患者構造から当該医療機関の地域における役割を明らかにするためには、外来患者よりもむしろ入院患者の疾患・治療内容を指標にする方が望ましく、とりわけ被紹介患者の疾患・治療内容が有用であることを示唆している。2.患者の出入りの多くパブリックスペース、病室については構造面についての患者による評価と、(財)日本医療機能評価機構の評価指標を用いた評価結果はよく相関していた。しかしながら、技術面、安全面については、患者からの指摘は比較的乏しく、相関は一般に認められなかった。また1病院においては改築工事中に入院した患者の回答では工事についての不満が集中していた。一般に、騒乱因子のない状況下におるパブリックスペース、病室などの患者による評価は極めて信頼性が高いものと思われる。騒乱因子としての一時的な現象(工事など)存在下での評価結果の使用については慎重に行う必要がある3.職員の応対などソフト面についての評価は、外来患者に比較して入院患者で低い傾向が見られた。入院患者では感受性が昂進している状況が推察された。また個別の応対が病院全体の評価に大きく影響する傾向が見られた。上記検討結果は更に確認が必要であるが、地域における医療機関の役割を明確にする上での入院患者、被紹介患者の患者構造分析の有用性、分野によっては患者による評価結果の信頼性が比較的高いことを示唆していると思われる。

これは患者構造から当該医療機関の地域における役割を明らかにするためには、外来患者よりもむしろ入院患者の疾患・治療内容を指標にする方が望ましく、とりわけ被紹介患者の疾患・治療内容が有用であることを示唆している。2.患者の出入りの多くパブリックスペース、病室については構造面についての患者による評価と、(財)日本医療機能評価機構の評価指標を用いた評価結果はよく相関していた。しかしながら、技術面、安全面については、患者からの指摘は比較的乏しく、相関は一般に認められなかった。また1病院においては改築工事中に入院した患者の回答では工事についての不満が集中していた。一般に、騒乱因子のない状況下におるパブリックスペース、病室などの患者による評価は極めて信頼性が高いものと思われる。騒乱因子としての一時的な現象(工事など)存在下での評価結果の使用については慎重に行う必要がある3.職員の応対などソフト面についての評価は、外来患者に比較して入院患者で低い傾向が見られた。入院患者では感受性が昂進している状況が推察された。また個別の応対が病院全体の評価に大きく影響する傾向が見られた。上記検討結果は更に確認が必要であるが、地域における医療機関の役割を明確にする上での入院患者、被紹介患者の患者構造分析の有用性、分野によっては患者による評価結果の信頼性が比較的高いことを示唆していると思われる。
低干渉光源を利用した三次元流動計測装置の開発とその生体への応用

(1)低干渉光源を利用した測定系の確立:スーパールミネッセントダイオード(以下,SLDと略す.)からの出射光を用いた低コヒーレンス干渉系を構成して,散乱流体による干渉出力特性を明らかにした.ここでは,干渉系において周波数をシフトされた参照光と粒子からの反射光の干渉出力をヘテロダイン検出を用いて採取する独創的な高感度測定系を構成した.(2)SLDを用いた流路深さ方向の二次元流速測定法の確立:散乱光と参照光のファイバカップラーからの光路長差を,参照光反射ミラーをマイクロステージにより移動させることで,トラバース測定できることを確認した.この手法を,高密度散乱流体の流れる流路において,流路深さ方向の流速分布をトラバース測定し,理論流速分布とほぼ同様の測定結果を得ることができた.(3)流動計測システムの確立:実際の計測システムでは,光学系のセッティングを容易にするために光路には光ファイバーを使用し,SLD光の分岐・合成を行うビームスプリッタにはファイバーカプラを用いた.また,測定装置をGPIBで結合することで,自動測定システムを構築した.この際,流速を求める手法として,フォトマルチプライヤからの干渉出力をFFT解析し,そのスペクトル分布のなかの最大値の半値幅を利用するという独特の方法が採用された.(4)本計測手法の性能評価:流速が高いほど,即ち,単位時間当たりのSLD光を横切るトレーサの量が多いほど干渉スペクトルの半値幅が大きく,トレーサ濃度が高い程干渉スペクトルの半値幅が大きくなる結果が数種類のパラメータを変化させた条件下で得られた.これらは理論的に妥当であると考えられる.また,測定位置の分解能としては30μm程度である.(1)低干渉光源を利用した測定系の確立:スーパールミネッセントダイオード(以下,SLDと略す.)からの出射光を用いた低コヒーレンス干渉系を構成して,散乱流体による干渉出力特性を明らかにした.ここでは,干渉系において周波数をシフトされた参照光と粒子からの反射光の干渉出力をヘテロダイン検出を用いて採取する独創的な高感度測定系を構成した.(2)SLDを用いた流路深さ方向の二次元流速測定法の確立:散乱光と参照光のファイバカップラーからの光路長差を,参照光反射ミラーをマイクロステージにより移動させることで,トラバース測定できることを確認した.この手法を,高密度散乱流体の流れる流路において,流路深さ方向の流速分布をトラバース測定し,理論流速分布とほぼ同様の測定結果を得ることができた.(3)流動計測システムの確立:実際の計測システムでは,光学系のセッティングを容易にするために光路には光ファイバーを使用し,SLD光の分岐・合成を行うビームスプリッタにはファイバーカプラを用いた.また,測定装置をGPIBで結合することで,自動測定システムを構築した.この際,流速を求める手法として,フォトマルチプライヤからの干渉出力をFFT解析し,そのスペクトル分布のなかの最大値の半値幅を利用するという独特の方法が採用された.(4)本計測手法の性能評価:流速が高いほど,即ち,単位時間当たりのSLD光を横切るトレーサの量が多いほど干渉スペクトルの半値幅が大きく,トレーサ濃度が高い程干渉スペクトルの半値幅が大きくなる結果が数種類のパラメータを変化させた条件下で得られた.これらは理論的に妥当であると考えられる.また,測定位置の分解能としては30μm程度である.1.低干渉光源(スーパールミネッセントダイオード)を使用した測定系の確立スーパールミネッセントダイオード(以下,SLDと略す.)からの出射光を用いた低コヒーレンス干渉系を構成して,散乱流体による干渉出力特性を明らかにした.ここでは,干渉計において周波数をシフトされた参照光と粒子からの反射光の干渉出力をヘテロダイン検出を用いて採取する独創的な高感度測定系を構成した.この際,流速を求める手法として,フォトマルチプライヤからの干渉出力をFFT解析し,そのスペクトル分布のなかの最大値の半値幅を利用するという独特の方法が採用された.また,SLDの中心波長,スペクトル幅,強度安定性の干渉出力特性,測定ダイナミックレンジへ及ぼす影響について明らかにした.2.SLDを用いた流路深さ方向の二次元流速測定法の確立上記の予備的実験の上に立って,散乱光と参照光のファイバカップラーからの光路長差を,参照光反射ミラーをマイクロステージにより移動させることで,トラバース測定できることを確認した.この手法を,高密度散乱流体の流れる流路において,流路深さ方向の流速分布をトラバース測定し,理論流速分布とほぼ同様の測定結果を得ることができた.このことから,SLDを使用した二次元流速測定手法を確立したということができる.最近開発された新しいレーザー光源の一つにス-パルミネッセントダイオード(SLD)がある.この光源を用いて,レーザの照射方向に測定点を自由にトラバースすることができる全く新しいメカニズムの流速計測法を提案し,また計測装置の試作を行った.本計測システムで平行平板間の流れ場を測定した結果,流路中心部付近で最大の流速をとり,壁面近くになるほど流速が低くくなるような理論的に妥当な結果が得られた.その中で以下の事項を確立した.(1)自動計測システムの確立

実際の計測システムでは,光学系のセッティングを容易にするために光路には光ファイバーを使用し,SLD光の分岐・合成を行うビームスプリッタには分岐比1:1のファイバーカプラを用いた.測定点を自由に設定するために,精密自動移動ステージを採用し,測定装置(ロックインアンプ,FFTアナライザ等)とGPIBで結合することで,人手を介さず,自動的に測定を行うシステムを構築した.(2)本計測手法の性能評価流速が高いほど,即ち,単位時間当たりのSLD光を横切るトレーサの量が多いほど干渉スペクトルの半値幅が大きく,同様にトレーサ濃度が高い程,干渉スペクトルの半値幅が大きくなる結果が数種類のパラメータを変化させた条件下で得られた.これらは論理的に妥当であると考えられる.また,測定位置の分解能としては30μm程度である.以上を総合してSLDを利用した流速測定法の実用化の基礎が確率された.
電力パケット伝送システムのネットワーク化に向けたシステムデザイン

本研究では、近年提案されている電力パケット伝送システムについて、ネットワーク化およびその拡大を考慮したシステムデザインとその実装の検討を行った。特に、システム機器プロトタイプを使用し、ループ構造を持つネットワークの実現可能性やシステムの非同期化、マネージメントしている電力を自己の駆動電力とする機構、および、負荷の所望電力を実現する電力パケット生成アルゴリズムの検討を行った。本研究では、近年提案されている電力パケット伝送システムについて、ネットワーク化等に向けたシステムデザインとその実装を目指している。現在、これまでアナログで伝送されていた電力をパケット化してディジタル的に電力伝送を行う電力パケット伝送システムが検討されている。研究実施者は、近年の高度化されたICTや、これまでのSiパワーデバイスに比べてスイッチングロスやオン抵抗を大幅に抑えることができるSiCやGaNなどのワイドバンドギャップパワーデバイスを用いることによって、実際にプロトタイプを作成しその実現可能性の検証を進めてきた。本研究ではこのシステムをネットワーク化を目指し、課題抽出や実装、その応用の研究を進めてきた。まず、プロトタイプでは、電力パケット伝送のためのミキサやルータといった機器間の同期をとるため、別途同期のための信号線を用意していた。そこで、その同期線を外し、電力パケットに同期のためのプリアンプルを加えることによって各機器で同期を達成できることを示した。これにより、ネットワーク化のための制約となる同期線を外すことができる。また、機器間は非同期でも電力パケットを伝送することができる。また、プロトタイプを用いることによって電力パケット伝送システムにおける電力パケットのブロードキャスト伝送による給電の実現可能性を示した。また、電力パケット伝送システムの応用先の一つとして電力パケットによるモータ駆動の検証も行った。本研究ではこのシステムのネットワーク化を目指し、課題抽出や実装、その応用の研究を進めてきた。これまで、電力パケット伝送システムネットワークの構築を可能とするルータなどのプロトタイプを作成し、実際に電力パケットのルーティングの実現可能性の実証を進めてきた。さらに、これまでルータ等の各機器を同期させるために、機器間に別途信号線を配し同期を確立してきたが、パケットにプリアンブルを付加することにより、受け取るパケットの周波数に合わせてルータが同期を確立できる仕組みを構築した。これによって非同期電力パケット伝送システムの構築が可能となる。また、これまで各機器は外部電源によって動作させてきた。そこで、電力パケット伝送システムがマネージメントしている電力を自己の駆動電力として使用する機構の構築を行い、その実現可能性の検証を進めた。本研究はおおむね順調に進展している。電力パケット伝送システムのネットワーク化に必要な要素技術を検討し、非同期システムへの可能性を開いた。また、システムを構築する各機器の駆動電力を、自身のマネージメントしている電力から得る機構の検討を新たに進めている。研究実施者は、近年の高度化されたICTや、これまでのSiパワーデバイスに比べてスイッチングロスやオン抵抗を大幅に抑えることができるSiCなどのワイドバンドギャップパワーデバイスを用いることによって、実際にプロトタイプを作成しその実現可能性の検証を進めてきた。ルータ等の各機器を同期させるために、機器間に別途信号線を配し同期を確立してきたが、パケットにプリアンブルを付加することにより、受け取るパケットの周波数に合わせてルータが同期を確立できる仕組みを構築し、非同期電力パケット伝送システムの構築を可能とした。また、電力パケット伝送システムがマネージメントしている電力を自己の駆動電力として使用する機構の構築を行い、その実現可能性の検証を進めた。一方で電力パケットとして離散量子化された電力によって、負荷の所望の通りに動作させるためのアルゴリズム開発を行った。これらの成果の学会発表を行い、論文としてまとめ公表した。電力パケット伝送システムのネットワーク化に必要な要素技術を検討し、その一つである同期に関してその問題解決を図った。実際に実装を行い、その実現可能性を示した。またさらに、本システムの発展として電力パケットによるモータ駆動の検討も行い、新たな展開への可能性も示すことができた。当初の研究計画をベースとして、システムのネットワーク化のために必要な要素として、システムの非同期化やシステムの駆動電力の調達が課題として新たに立ち上がっている。これら課題の解決方法の検討を当初の計画に合わせて適宜進める予定である。

電気電子回路、通信工学、統計物理学当初の研究計画に沿って研究を進行させる。当初の予定より出張の回数が少なかったため。研究が進展し当初の予定から新たな展開を行い、若干スケジュールを変更したため。当初の計画に沿って使用する。当初の予定通り使用する。
強磁性絶縁体を用いた磁性ナノ構造におけるスピン依存伝導の理論的研究

スピントロニクス・デバイスにおける新しいスピン源やスピン流として強磁性絶縁体のマグノン(スピン波)やマグノン流を利用した新機能スピントロニクス・デバイスを提案し、磁性絶縁体を用いた磁性ナノ構造におけるスピン伝導の物理を解明した。電気的に絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(Y5Fe2O12:YIG)などの強磁性絶縁体を用いることにより、スピンゼーベック効果などの新奇なスピン伝導現象を開拓し、エネルギー損失の小さいスピントロニクス・デバイスの開発指針を与えた。本年度は、強磁性絶縁体と非磁性金属からなる接合の電極間に温度差がある場合のスピン依存伝導の現象論的定式化を行った。強磁性絶縁体の温度(マグノン温度)T_Fが非磁性金属の温度(電子温度)T_Nよりも高い場合は、強磁性絶縁体中に熱的に励起されるマグノンの数はT_Nで期待される数よりも相対的に多くなり、過剰に蓄積された非平衡マグノンとして振舞う。このマグノン蓄積は磁化の縮みに対応し、これを補償(マグノンを減少)する方向に、非磁性金属から強磁性絶縁体へスピン流が流れる。逆に、強磁性絶縁体の温度T_Fが非磁性金属の温度へより低い場合は逆向きのスピン流が流れる。このような温度差により生じるスピン流は各電極(部分系)のスピンの時空相関関数により記述される。これら部分系のスピン相関関数は、揺動散逸定理によって、仮想揺らぎ磁場に応答する動的帯磁率の虚部と関係づけられ、その比例係数として現れるポーズ分布はそれぞれ温度T_F、T_Nによって支配される。これにより、非磁性金属と強磁性絶縁体の接合間を流れるスピン流の大きさは、それぞれの温度で決まるボーズ分布の差(室温ではT_F-T_N)に比例することが分かった。強磁性絶縁体膜に沿って温度勾配をつけると、高温側から低温側へマグノン流が生じ、低温側では正のマグノン蓄積が生じ、高温側では負のマグノン蓄積が生じる。このようなマグノン蓄積の分布に対応するマグノンの有効温度は、低温側では設定温度より高く、高温側では低くなる。その結果、強磁性絶縁体の低温側に非磁性金属線を取付けると、T_F>T_Nとなりスピン流は非磁性金属から強磁性絶縁体へ流れる。他方、高温側に非磁性金属線を付けると、T_F<T_Nとなり強磁性絶縁体から非磁性金属へスピン流が流れる。これらの結果は、強磁性絶縁体を用いたスピン・ゼーベック効果の実験結果をよく説明する。また、上記の結果は、数値シミュレーションにより再現された。本年度は、強磁性絶縁体と非磁性金属からなる接合系において、非磁性金属のスピンホール効果を利用した強磁性絶縁体へのスピン注入の理論を構築した。非磁性金属により電流を印加すると、スピンホール効果により非磁性金属中にスピン蓄積.(スピン圧)を生じる。接合界面で働く伝導電子と局在スピンの間に働く交換相互作用により、接合界面を流れるスピン流をスピン圧の関数として導出した。高温(室温)では、スピン流-スピン圧特性は線形となり、その比例係数であるスピンコンダクタンスが交換相互作用定数、交換スティネス定数、温度の関数として求められた。スピン流が接合界面で連続であるという境界条件から、強磁性絶縁体に注入されるスピン流の表式を導出し、注入スピン流の印加電流、スピンホール角、スピンコンダクタンス、非磁性金属のスピン抵抗への依存性を明らかにした。本研究により、強磁性体絶縁体であるイットリウム鉄ガーネットとスピンホール角の大きい白金からなる接合において、イットリウム鉄ガーネットに注入されるスピン流密度の大きさやスピン注入効率を評価することができるようになった。ギルバート緩和定数が非常に小さい強磁性絶縁体では、スピン流注入による磁化反転の臨界スピン流密度が小さくなるので、スピンホール効果を利用した低消費型のスピン注入磁化反転デバイスが実現可能である。本年度に得られた成果により絶縁体スピントロニクスの新しい可能性が拓かれた。本年度は、強磁性絶縁体と非磁性金属を接合した二層膜における磁気抵抗効果の研究を行った。非磁性金属膜に電流を流すと、スピンホール効果により金属膜にスピン流とスピン蓄積が生じ、このスピン蓄積が強磁性絶縁体膜に吸収されることにより、非磁性金属膜から強磁性絶縁体膜へスピンが流入する。強磁性絶縁体膜の磁化の向きを変えると、非磁性金属膜から強磁性絶縁体膜に流入するスピン流の大きさが変化するため、非磁性金属膜内のスピン流分布が変調を受ける。このスピン流分布の変調は、逆スピンホール効果により、印加した電流の大きさを変調する。この現象は、強磁性絶縁体膜の磁化と非磁性金属膜の蓄積スピンの相対的方向に依存する新しい磁気抵抗効果であり、スピンホール磁気抵抗効果と呼ぶことを提案した。

この効果は、従来の強磁性金属膜で観測される印加電流と磁化の相対的向きに依存する異方的磁気抵抗効果とは本質的に異なる現象である。散乱理論に基づいたスピントルク型の界面スピン流を用いてスピンホール磁気抵抗効果の定式化を行い、スピンホール磁気抵抗の磁化方向依存性を調べた。特に、面内および面外に磁化を回転した場合、スピンホール磁気抵抗効果を特徴づける磁場方向依存性が見出された。イットリウム鉄ガーネット(YIG)と白金(Pt)を用いた二層膜における磁気抵抗効果の実験結果を解析することにより、磁化方向に依存した界面スピンコンダクタンスやスピン蓄積の大きさ、白金のスピンホール角を評価する手法を確立するめどが立った。スピンホール効果を利用して、非磁性金属のスピン蓄積から強磁性絶縁体のマグノン流への変換が起こることを実証し、強磁性絶縁体へ注入されるスピン流の大きさに対する理論式を得た。これを基にして、イットリウム鉄ガーネットと白金からなる接合におけるスピンの注入効率が議論できるようになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に得られた成果をさらに発展させることにより、スピンホール効果を用いたスピン注入により磁性絶縁体の磁化の向きを制御するスピン注入磁化反転素子の可能性を検討し、磁性絶縁体を用いた新しいスピントロニクスデバイスの研究を推進する。
消化管間葉系腫瘍における炭酸脱水酵素関連蛋白の発現とその意義

von Recklinghausen病患者の手術切除胃組織を用いた免疫組織染色を行った結果、3種類のCA-RPは筋層内Auerbach神経叢の神経節細胞の細胞質に発現が認められた。一方、GISTの前駆細胞とされるKITおよびCD34陽性のカハールの介在細胞にはいずれのCA-RPの発現も認められなかった。3、培養GIST細胞への遺伝子導入によるCA-RP蛋白の強制発現von Recklinghausen病患者の手術切除胃組織を用いた免疫組織染色を行った結果、3種類のCA-RPは筋層内Auerbach神経叢の神経節細胞の細胞質に発現が認められた。3、培養GIST細胞への遺伝子導入によるCA-RP蛋白の強制発現
幸福余命指標を用いた帰還と被ばくのトレードオフ評価

本研究は、個人や社会の意思決定の支援を目的に、余命と幸福度の両観点から評価するための方法論を提案するものであり、その適用例として、福島における故郷への帰還と被ばくとのトレードオフの評価を実施するものである。2018年度は、まず、2017年度に実施したアンケートの結果の解析を行った。主観的幸福度の強い要因である心理的苦痛について、解析したところ、現在でも避難している方と比べて、帰還した方のスクリーニング水準を越えた心理的苦痛を抱える人の割合は低かったが、全国値と比較すると高かった。さらに、幸福度の尺度を情動的・認識的・心理的幸福度に分類して、帰還等の要因との関連を評価した。その結果、帰還するかどうかについて決められない方よりも帰還した方の方が情動的・認識的・心理的幸福度のいずれの幸福度も高いことが明らかとなり、避難指示解除に関する展望をできるだけ早く提示するといった対策の重要性が示唆された。このほかに、心理的苦痛等の項目が幸福度と関連することが明らかになった。さらに、2017年度に実施したアンケートの追跡調査も行った。2017年度に実施したアンケート調査の回答者826人のうち、アンケートの辞退や否定的な回答を記載した方などを除いた811名を対象として調査を実施した。これにより、2017年度のアンケート調査で得られた結果の妥当性を縦断調査の観点から確認できた。以上をもとに、共変量を調整した上で、帰還について決められない、あるいは将来帰還したいという状態から帰還することによる幸福度の向上を算出した。さらに、幸福余命指標を用いて帰還による幸福度向上と被ばくによる影響のトレードオフ解析を行った。帰還による幸福度向上は被ばくによる影響よりも大きいことが明らかになった。得られた結果はアンケートに回答した方にフィードバックするとともに、解析した結果の一部は国際誌等で発表済みであり、メディア等でも報道された。本年度は、当初の予定通り順調に進めることができた。予定通り、2017年度に実施したアンケート調査の詳細な解析を行うことに加え、追跡調査も行うことができた。得られた結果はこれまで、国際誌1報、国内紙1報に掲載済みの他、投稿中の論文がある。このように結果は順調であるが、さらに今後も論文投稿や学会発表を進めることで、当該事業をさらに精緻に、効果的に達成する予定である。2019年度には、2017年度、2018年度に得られたアンケート調査とその解析結果に基づいて、一部、必要に応じて詳細な解析の追加も実施しながら、国際誌への論文投稿や発表を積極的に進める。論文が掲載された暁には、自治体関係者へ周知するとともに、メディア等を通じた成果の伝達を行う。これまでの成果について関心の持ったメディアからの連絡を受けていることから、社会への成果の還元にも注力する。平成29年度は、まず、回答者の選定とアンケート文面の作成を行った。回答者の負担が少なく、心理的な不快感のないように項目を十分に精査してアンケートを作成した。具体的には、幸福余命の算出に必要な幸福日割合に関する質問項目として情動に関するsubjective wellbeingを採用した他、これまでに行ってきた調査方法に合わせて、認識に関するsubjective wellbeingやpsychological wellbeing、心理的ストレス(K6尺度)などの質問項目を盛り込んだ。さらに、帰還と幸福度に関連する因子として、経済状況や居住地などの社会的要因に関する質問項目を選定した。倫理委員会の承認を得た上で、南相馬市などを含む避難指示区域の市町村の住民にアンケートを実施した。2000人に送付し、826人から回答を得ることができた。住民基本台帳の年齢と性別などを用いることで無効回答を排除し、約40%の有効回答率を得ることができた。これらの回答者を対象に、単純集計を行い、回答結果の整理を進めるとともに、帰還の有無や性別による幸福度の差異などの基礎的解析を行った。さらに、今後のリスク比較に向け、地域ごとの被ばく線量に関するデータをまとめることができた。これにより、被ばくによる余命損失と幸福度の観点から、帰還による幸福余命の獲得の算定を進めるめどが立った。アンケート項目を作成し、倫理委員会の承認を得た上で、アンケートを予定通り実施することができ、十分な数の回答を得ることができた。さらに、地域ごとの被ばく線量に関するデータをまとめることができ、詳細な解析を進める準備が整った。

その結果、帰還するかどうかについて決められない方よりも帰還した方の方が情動的・認識的・心理的幸福度のいずれの幸福度も高いことが明らかとなり、避難指示解除に関する展望をできるだけ早く提示するといった対策の重要性が示唆された。このほかに、心理的苦痛等の項目が幸福度と関連することが明らかになった。さらに、2017年度に実施したアンケートの追跡調査も行った。2017年度に実施したアンケート調査の回答者826人のうち、アンケートの辞退や否定的な回答を記載した方などを除いた811名を対象として調査を実施した。これにより、2017年度のアンケート調査で得られた結果の妥当性を縦断調査の観点から確認できた。以上をもとに、共変量を調整した上で、帰還について決められない、あるいは将来帰還したいという状態から帰還することによる幸福度の向上を算出した。さらに、幸福余命指標を用いて帰還による幸福度向上と被ばくによる影響のトレードオフ解析を行った。帰還による幸福度向上は被ばくによる影響よりも大きいことが明らかになった。得られた結果はアンケートに回答した方にフィードバックするとともに、解析した結果の一部は国際誌等で発表済みであり、メディア等でも報道された。本年度は、当初の予定通り順調に進めることができた。予定通り、2017年度に実施したアンケート調査の詳細な解析を行うことに加え、追跡調査も行うことができた。得られた結果はこれまで、国際誌1報、国内紙1報に掲載済みの他、投稿中の論文がある。このように結果は順調であるが、さらに今後も論文投稿や学会発表を進めることで、当該事業をさらに精緻に、効果的に達成する予定である。平成30年度には、平成29年度に得られたデータを詳細に解析する。特に、共変量などの調整を行い、帰還と幸福度の関係などを明らかにする。ここで得られた結果を踏まえて、必要なアンケート項目の追加や不要な項目の削除などを検討した上で、平成29年度に実施した対象者に、幸福度や幸福に関する考え方などについてのアンケートを行う。これによって得られた結果と、被ばくによる影響を加味することで、帰還による幸福余命の差(獲得幸福余命)の評価を進める。これらの解析結果は、学会などでするとともに、速やかに関係自治体や住民へのフィードバックを行う。2019年度には、2017年度、2018年度に得られたアンケート調査とその解析結果に基づいて、一部、必要に応じて詳細な解析の追加も実施しながら、国際誌への論文投稿や発表を積極的に進める。論文が掲載された暁には、自治体関係者へ周知するとともに、メディア等を通じた成果の伝達を行う。これまでの成果について関心の持ったメディアからの連絡を受けていることから、社会への成果の還元にも注力する。当初予定していたアンケート調査も順調に行うことができ、また、解析も進めることができた。当該事業をさらに精緻に、効果的に達成するために、国際誌への論文投稿や発表を行うために、1年間の延長を行いたい。期間延長については申請済みである。
熱性痙攣重積後の内側側頭葉てんかん発症の病態解明と新たな予防戦略の開発

遷延性温熱誘発痙攣(pHS)モデルを用いて、熱性痙攣重積が海馬硬化症を伴う内側側頭葉てんかん(TLE-HS)の原因となるか、炎症性サイトカインはTLE-HS発症に影響を及ぼすかを検討した。結果として、日齢10と12にpHSを誘発し発作後と翌日にIL-1βを投与した群のみで有意に成熟期(日齢70)の痙攣準備性が亢進し、海馬CA3領域での有意な細胞障害が認められた。日齢10に単回のpHSを誘発する群では変化は認められなかった。今回の結果は、IL-1βを過剰に産生する素因を持つ乳幼児での熱性痙攣重積の反復は、成人期での痙攣準備性を亢進させTLE-HS発症に関与する可能性を示唆する。本年度は「中枢神経系サイトカインが熱性痙攣重積後の海馬硬化症発症に影響を及ぼすのか」という本研究の最終目的を達成するため、その基本となる実験系の開発を行った。1:幼弱ラット温熱誘発痙攣重積モデルの開発これまで我々が使用してきたラット温熱誘発痙攣モデルは環境温を一定に保つことが困難であったため、環境温を一定に保つことができるエアサーモを用いて実験系の改修を行った。具体的にはプラスチッククベース内の環境温を40.5-41.5°C内に保つようにし、日齢10-11の雄性幼弱ラットを留置した。温熱誘発痙攣が発生してから25分間持続して温熱負荷を続け、安定した温熱痙攣重積発作モデルを作成することに成功した。発作の確認はRacing分類に基づいて2人の研究者で目視により行い、深部脳波記録を用いた生理検査での裏付けも行った。ラットの体温については5分毎に直腸温を測定し、39.8-41.6°Cに持続的に維持することができた。2:二次性てんかん原性獲得の評価幼弱期に温熱誘発痙攣重積を発生させたラットを用いて、成人期(日齢70)にGalic等の方法を用いて二次性てんかん原性獲得の評価を行った。具体的には日齢70に達したラットにカイニン酸15mg/kgを腹腔内投与し痙攣が出現するまでの時間(SOT:seizure onset time)を測定した。痙攣出現の確認はRacingの分類に基づいて行った。その結果は温熱誘発痙攣重積群のSOTは93±2分(平均±標準偏差)であり、対照群の89±8分と有意な差を認めなかった。3:中枢神経系サイトカインが二次性てんかん原性獲得に与える影響上記のモデルを用いて、日齢10および11に炎症性サイトカインの投与を行った。具体的にはIL-1βおよびTNF-αを使用し、各々500ngを点鼻にて投与した。この結果はH23年5月以降に得られる予定である。「中枢神経系サイトカインが熱性痙攣重積後の海馬硬化症発症に影響を及ぼすのか」という本研究の最終目的を達成するため、昨年度は基本となる実験系の開発『遷延性温熱誘発痙攣(pHS)モデルの開発』を行った。この実験系をもとに本年度の研究を行った。・熱性痙攣重積発生時の炎症性サイトカインは、成熟期の痙攣準備性に影響を及ぼすのか遷延性温熱誘発痙攣(pHS)モデルを用いて、熱性痙攣重積が海馬硬化症を伴う内側側頭葉てんかん(MTLE-HS)の原因となるか、炎症性サイトカインはMTLE-HS発症に影響を及ぼすかを検討した。日齢10にpHSを誘発する群、発作後と翌日にIL-1βを投与する群、及び対象群に分け、日齢70にカイニン酸を投与し痙攣出現時間(SOT)を測定した。次に日齢10と12にpHSを誘発する群、2回の発作後と翌日にIL-1βを投与する群、及び対照群に分け同様にSOTを測定した。更には炎症性サイトカインとしてTNFαを使用し、上記と同様な実験を行った。その結果、『日齢10と12にpHSを誘発し発作後と翌日にIL-1βを投与した群』のみで有意にSOTが短縮した。今回の結果は、IL-1βを過剰産生する素因を持つ乳幼児での熱性痙攣重積の反復は、成人期での痙攣準備性を亢進させ、成人期の後天性てんかん発症の原因となる可能性を示唆するものと考えられた。現在、成熟期での痙攣準備性亢進のメカニズムを解明すべく、この唯一有意差を認めた『IL-1βを投与しpHSを反復誘発させた群』を用いた脳の病理学的検討を行っている。

更には『IL-1βを投与しpHSを反復誘発させた群』にステロイドを投与し、成人期の痙攣準備性亢進への治療効果も検討を行っている。遷延性温熱誘発痙攣(pHS)モデルを用いて、熱性痙攣重積が海馬硬化症を伴う内側側頭葉てんかん(MTLE-HS)の原因となるか、炎症性サイトカインはMTLE-HS発症に影響を及ぼすかを検討した。日齢10にpHSを誘発する群、発作後と翌日にIL-1βを投与する群、及び対象群に分け、日齢70にカイニン酸を投与し痙攣出現時間(SOT)を測定した。次に日齢10と12にpHSを誘発する群、2回の発作後と翌日にIL-1βを投与する群、及び対照群に分け同様にSOTを測定した。更には炎症性サイトカインとしてTNFαを使用し、上記と同様な実験を行った。その結果、日齢10と12にpHSを誘発し発作後と翌日にIL-1βを投与した群のみで有意にSOTが短縮した。この唯一有意差を認めた『IL-1βを投与しpHSを反復誘発させた群(反復pHS+IL-1β群)』を用いて、中枢神経系病変の検討を行った。ラットを、反復pHS+IL-1β群と対照群の2群に分け、日齢70に全身麻酔下に脳を取り出し海馬の病理学的検討を行った。反復pHS+IL-1β群では対照群に比して、有意にCA1およびCA3領域での神経細胞数の減少が認められた。更にはパルブアルブミン染色による検討では、反復pHS+IL-1β群では対照群に比して、有意にGABA系神経細胞の減少が認められた。今回の結果は、IL-1βを過剰産生する素因を持つ乳幼児での熱性痙攣重積の反復は、成人期での痙攣準備性を亢進させMTLE-HS発症に関与する可能性と、熱性痙攣重積を呈した患児に対する治療(重積発作時の抗炎症療法および持続的抗痙攣剤による発症予防)の必要性を示唆するものと考えられた。現在のところ当初の計画通り概ね順調に研究は進んでいるが、いまだ解明すべき疑問点が残るため更なる研究が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は成熟期での痙攣準備性亢進のメカニズムを解明すべく、『IL-1βを投与しpHSを反復誘発させた群』を用いた脳の病理学的検討を行っている。今回は成熟期での痙攣準備性をカイニン酸投与により評価したが、てんかん原性の評価のためには長時間脳波記録による自然発症痙攣について検討をすることが望ましい。更には熱性痙攣が小児の認知機能に与える影響についても未解明である。本研究課題終了後は、本研究で開発したモデルを用いて、長時間脳波記録による自然発症発作を評価し、行動検査を用いた高次機能障害についての検討が必要となる。
新しい血管新生因子VEGF受容体の遺伝子クローニングと構造及び機能解析

血管内皮細胞由来細胞株Balb/c3T3を用いて、1)血管内皮細胞増殖因子VEGFの受容体遺伝子のクローニング、2)この細胞より分離したVEGF非応答細胞株Balb/c3T3TR4変異株の生化学的解析、3)この変異細胞へのVEGF受容体遺伝子の導入による細胞応答の解析を試みた。マウスおよびヒトcDNAライブラリーを用いて、VEGF受容体関連遺伝子を検索した。その結果、Balb/c3T3およびヒト血管内皮細胞で発現している未知のチロシンキナーゼ遺伝子(Vef-1と名づけた)を分離した。現在までの解析で、このVef-1は、その構造上すでに知られているVEGF受容体遺伝子fltやKDR/Flk-1と一部似ているが、明らかに異なる遺伝子であることが判明している。現在その全構造を解析中である。Balb/3T3TR4変異株のVEGFへの応答の解析から、この細胞はVEGFによる形態変化に耐性であること、VEGFによるチロシンリン酸化される蛋白のうち160kDa蛋白のリン酸化がTR4細胞では欠損していること、VEGFの細胞への結合活性は両細胞で差がないこと、などが判明した。さらに、この160kDa蛋白のリン酸化の異常は、VEGF刺激に伴う160KDa蛋白のチロシンではなくセリンリン酸化に異常があることが判明した。DNA合成への刺激に対する両細胞の応答には差がみられなかった。以上の結果より、この変異細胞TR4では、VEGFによる細胞形態変化を誘導する系に変異が起きていると考えられる。生化学的解析の結果は、その変異因子は160kDa蛋白であることを示している。また、VEGF刺激で、160kDa以外にもいくつかの蛋白がチロシンリン酸化されることが明らかになった。これらの結果は、この細胞系がVEGFのシグナル伝達の生化学的解析に有用な細胞系であることを示している。VEGFの受容体の一つflt-1を発現ベクターpSRaに組み込み、この細胞で発現させる試みも現在行っている。
生理生化学や分子遺伝学的手法を駆使した植物の栄養条件に対する応答現象の解明

本年度は硫黄に関してはβコングリシニンβサブユニット遺伝子のプロモータ断片を組み込んだカリフラワーモザイクウイルス35SRNAプロモータを用いて形質転換シロイヌナズナでGFPを発現させたところ、硫黄欠乏に応答して蛍光が観察された。また、ダイズ子葉培養系でのグルタチオンの効果を、阻害剤を用いて調べた。グルタチオンを加えるとβサブユニットタンパク質の蓄積が押さえられ、グリシニンの蓄積が促進される。グルタチオン合成の阻害剤を加えて培養すると、ある濃度段階では培地中に硫酸イオンが通常量存在していてもβサブユニットの蓄積が促進される蛍光が見られた。このことは硫黄欠乏に応答した種子貯蔵タンパク質の発現制御にグルタチオンが関与していることを示唆している。ホウ素のシロイヌナズナ変異株borl-1については詳細なマッピングを継続して行った。その結果現在までに第2番染色体の下腕側約400kBの範囲にBORl遺伝子が存在することを明らかにした。また、変異株についての生理実験、生化学実験を行った。変異株ではホウ素の根から地上部への移行に異常があることを明らかにした。また、細胞壁の構成糖について検討を行ったが、野生型株とのあいだで有意な違いは見いだせなかった。さらに、ホウ素に関わる新しい変異株の探索を行った。根の生長を指標にしたスクリーニング、高濃度のホウ素に対する応答を利用したスクリーニングなどをおこなった。またborl-1変異株の復帰突然変異体のスクリーニングも行った。これらのスクリーニングから数株の有望な候補株が得られた。本年度の成果を以下に列挙する。1)ホウ素変異株borl-1の変異遺伝子は第2番染色体の下方のある分子マーカーに非常に近い位置に存在することを明らかにし、この部分を含む配列を持つ人工酵母染色体を同定した。2)ホウ素変異株borl-1のホウ素の吸収を^<10>Bを用いて、様々なホウソ濃度範囲で詳細に検討したところ、野生型株と比べて広いホウ素濃度範囲で吸収速度が野生型株に比べて劣っていることを明らかにした。3)新規なホウ素要求性の高いシロイヌナズナ変異株を単離し、これまでに得られているborl-1変異株と同じ遺伝子座に変異を持つことを明らかにした。4)硫黄栄養条件で生長の劣る変異株を単離した。変異株で、花茎の伸長が硫黄欠乏条件でおさえられることが明らかになった。この表現型は遺伝子、戻し交雑第2世代では表現型の分離が見られることが明らかとなった。5)様々な程度の硫黄欠乏条件で、植物の様々な組織での、硫黄イオン、システイン、メチオニン、およびグルタチオンなどの硫黄化合物と、システイン合成の前駆体おO-アセチルセリンの含量の変動パターンを明らかにした。これとあわせて、硫黄栄養で制御されるダイズ種子貯蔵タンパク質βコングリシニンβサブユニット遺伝子プロモータの断片を含むカリフラワーモザイクウイルス35SRNAプロモータとの融合プロモータの発現制御パターン明らかにし、植物組織ごとに、硫黄栄養条件に応じた発現制御パターンが違っていることを明らかにした。