hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋萎縮性側索硬化症の病態解明および骨髄間質細胞移植による治療効果の検討

トランスジェニックマウス組織の組織学的検討については、脊髄前角について一般染色、免疫組織化学的に、病理学的経時的変化、細胞内小器官の変化について検索した。結果は、神経細胞脱落は発症後に著明となるものの、変異SOD1は各日齢の神経細胞に発現し、細胞内小器官の変性および細胞内封入体は早期から出現していた。骨髄間質細胞の移植の治療的効果について、症前マウスにおける骨髄間質細胞移植を行ない、臨床的、病理組織化学的に検討を行った。結果としては、移植群において延命効果があり、組織学的にも脊髄前角細胞は残存していたが、臨床的な効果としては十分とは言えない結果であった。平成20年度は、平成20年度研究実施計画に基づき、ALSの分子生物学的,病理組織学的にその病態を明らかにすることを目的に、(1)トランスジェニックマウス組織の組織学的検討(2)骨髄間質細胞の分離培養に対する技術の安定化を中心に研究を進めた。(1)トランスジェニックマウス組織の組織学的検討生後15、35、56、77、86、100、120、130、160日の各日齢のマウス(n=5)の脊髄前角(頸髄、腰髄)について検索した.一般染色(Hematoxylin-Eosin染色、Kluver-Barrera染色)に加え、免疫組織化学的には、抗GFAB抗体、抗Ibal-1抗体、抗SOD-1抗体を用い、病理学的経時的変化を明らかにするとともに、電子顕微鏡にて細胞内小器官の変化についても検索した。主な結果としては、(1)神経細胞脱落は発症後に明らかであった。(2)変異SOD1は各日齢の神経細胞に発現していた。(3)ミトコンドリアなどの細胞内小器官の変性は極めて早期から出現していた。(4)細胞内封入体は発症のかなり前(86日齢)から出現していた。これらの結果は、運動症状の発症以前から組織学的には神経細胞に明らかな異常所見を呈しており、発症は神経細胞機能障害による可能性が高いことを示している。このように、詳細に検討している報告は現在少なく、ALS発症のメカニズムを考える上で重要な所見と考えられる。また、次年度以降、骨髄間質細胞を移植するタイミングを決定する際重要な結果と考えられ、今後の研究を進めていく上で非常に意義のある結果となった。(2)骨髄間質細胞の分離培養に対する技術の安定化昨年度は、移植に用いる骨髄間質細胞の分離培養の技術習得に費やした。平成21年度は、平成21年度研究実施計画に基づき、ALSの分子生物学的,病理組織学的にその病態を明らかにすることを目的に、引き続きトランスジェニックマウス組織の組織学的検討(2)骨髄間質細胞の分離培養に対する技術の安定化を中心に研究を進めた。トランスジェニックマウス組織の組織学的検討では、更に例数を増やし一般染色(Hematoxylin-Eosin染色、Kluver-Barrera染色)に加え、免疫組織化学的には、抗GFAP抗体、抗Ibal-1抗体、抗SOD-1抗体を用い、病理学的経時的変化を明らかにした。結果としては、昨年同様に(1)神経細胞脱落は発症後に明らかになる。(2)変異SOD1は各日齢の神経細胞に発現。(3)細胞内封入体は発症のかなり前(86日齢)から出現していた。これらの結果は、このモデルマウスが不偏的な変化を示すものであることが明らかとなり、今後もALSの解析の上で十分価値のあるモデルであることが証明された。また、結果としては運動症状の発症以前から組織学的には神経細胞に明らかな異常所見を呈しており、発症は神経細胞機能障害による可能性が高いことを示している。このことは、ALS発症のメカニズムを考える上で重要な所見と考えられる。(2)骨髄間質細胞の分離培養に対する技術の安定化移植に用いる骨髄間質細胞の分離培養の技術習得に費やし、安定化させた。平成22年度は、平成22年度研究実施計画に基づき、(1)トランスジェニックマウス組織の組織学的検討(2)骨髄間質細胞の分離培養および移植の治療的効果の判定を中心に研究を進めた。トランスジェニックマウス組織の組織学的検討については、生後15、35、56、77、86、100、120、130、160日の各日齢のマウス(n=5)の脊髄前角(頸髄、腰髄)について検索した.一般染色に加え、免疫組織化学的には、抗GFAP抗体、抗Ibal-1抗体、抗SOD-1抗体を用い、病理学的経時的変化を明らかにするとともに、電子顕微鏡にて細胞内小器官の変化についても検索した。

主な結果としては、前回報告と同様に神経細胞脱落は発症後に著明となるものの、変異SOD1は各日齢の神経細胞に発現し、ミトコンドリアなどの細胞内小器官の変性および細胞内封入体は極めて早期から出現していた。再現性のあるこれらの結果は、運動症状の発症以前から組織学的には神経細胞に明らかな異常所見を呈しており、発症は神経細胞機能障害による可能性が高いことを示している。この結果をもとに、引き続き骨髄間質細胞移植についての検討を行った。骨髄間質細胞の分離培養および移植の治療的効果の判定について、本年度は、移植に用いる骨髄間質細胞の分離培養に関しては、プロトコール通り行い、安定した技術を習得するに至った。その技術を用い、発症前マウスにおける骨髄間質細胞移植を行ない、その効果について、臨床的、病理組織化学的に検討を行った。結果としては、移植群において延命効果があり、組織学的にも脊髄前角細胞は残存していたが、効果としては十分とは言えない結果であった。これらは、十分ではないにせよ移植自体の有用性を示唆するものであり、今後引き続き研究を進めていく必要性を見出す重要な結果であった。
ゼオライトの構造を転写した規則的なミクロ細孔構造をもつ多孔質炭素の高度利用

Y型ゼオライトとともに、βゼオライト、モルデナイト、ZSM5などの種々のゼオライトの細孔内に炭素を充填した。充填方法は、ゼオライトの細孔内で高分子を熱処理により炭素化し、さらに炭化水素ガスの熱分解炭素を細孔外部より堆積させる二段法を用いた。さらに炭素化温度や炭素化時間を変化させ、規則的細孔構造生成のための最適条件を探索した。ゼオライトをフッ酸処理で溶解し、炭素を取り出した。現有のX線回折装置で生成した炭素の規則構造の解析を行い、さらに現有の透過型電子顕微鏡でその微視的構造を調べた。その結果、細孔径が小さいZSM5では細孔内に炭素を十分充填することができないが、Y型ゼオライトやβゼオライトのような比較的細孔径の大きいゼオライトからは、その規則性を反映した多孔質炭素が合成できることを明らかにした。窒素分子の吸着実験から、本法で生成した炭素の細孔は径が1nm前後の比較的な大きなミクロ細孔であり、しかもその細孔は均一であることが分かった。天然ガス自動車などで使用されるメタン吸蔵材として細孔径1.14nmの均一な細孔をもつ多孔質炭素が最適であることが理論的に知られており、本研究で合成した多孔質炭素はまさに最適の細孔構造である。そこで、メタン吸蔵実験を行づたところ、炭素1g当たり0.255gのメタンが吸蔵された。この値は今まで報告されたなかで最も高い値である。また、高速で大容量の充放電が可能な電気二重層キャパシタの電極材として大表面積の多孔質炭素が注目されているが、この場合でも比較的な大きなミクロ細孔をもつことが大切で、本研究で合成した多孔質炭素が高い性能を示す可能性がある。そこで、水系と非水系で電気二重層キャパシタとしての性能を測定したところ、どちらの系においても高い性能を示した。Y型ゼオライトとともに、βゼオライト、モルデナイト、ZSM5などの種々のゼオライトの細孔内に炭素を充填した充填方法は、ゼオライトの細孔内で高分子を熱処理により炭素化し、さらに炭化水素ガスの熱分解炭素を細孔外部より堆積させる二段法を用いた。

さら、その構造規則性のため特殊な電子物性の発現やゼオライトと同様な分子節性など今までの炭素材料にない様々な特異機能が期待できる。そこで来年度からはとくにメタン吸蔵材としての性能と分子節性について検討を行う予定である。Y型ゼオライトとともに、βゼオライト、モルデナイト、ZSM5などの種々のゼオライトの細孔内に炭素を充填した。充填方法は、ゼオライトの細孔内で高分子を熱処理により炭素化し、さらに炭化水素ガスの熱分解炭素を細孔外部より堆積させる二段法を用いた。さらに炭素化温度や炭素化時間を変化させ、規則的細孔構造生成のための最適条件を探索した。ゼオライトをフッ酸処理で溶解し、炭素を取り出した。現有のX線回折装置で生成した炭素の規則構造の解析を行い、さらに現有の透過型電子顕微鏡でその微視的構造を調べた。その結果、細孔径が小さいZSM5では細孔内に炭素を十分充填することができないが、Y型ゼオライトやβゼオライトのような比較的細孔径の大きいゼオライトからは、その規則性を反映した多孔質炭素が合成できることを明らかにした。窒素分子の吸着実験から、本法で生成した炭素の細孔は径が1nm前後の比較的な大きなミクロ細孔であり、しかもその細孔は均一であることが分かった。天然ガス自動車などで使用されるメタン吸蔵材として細孔径1.14nmの均一な細孔をもつ多孔質炭素が最適であることが理論的に知られており、本研究で合成した多孔質炭素はまさに最適の細孔構造である。そこで、メタン吸蔵実験を行ったところ、炭素1g当たり0.255gのメタンが吸蔵された。この値は今まで報告されたなかで最も高い値である。また、高速で大容量の充放電が可能な電気二重層キャパシタの電極材として大表面積の多孔質炭素が注目されているが、この場合でも比較的な大きなミクロ細孔をもつことが大切で、本研究で合成した多孔質炭素が高い性能を示す可能性がある。そこで、水系と非水系で電気二重層キャパシタとしての性能を測定したところ、どちらの系においても高い性能を示した。
ラテンアメリカ日系人へのスペイン語による森田療法アプローチ

平成15-18年度の間、上記のテーマで調査研究を行なった。当初の計画に基づき各年度対象者50名を目処に4年間実施した結果として、神経質調査表回答者193名の中からセレクトした106名(男性51名/女性55名)へMMPIを送付し、回答の得られた89名(男性42名/女性47名)に対して、構造化された面接を実施した。面接資料を集積しつつ、最終対象者50名(男性25名/女性25名)をセレクトし、森田療法アプローチを行なった。これらは、神経質調査表とMMPIの結果から、上記のアプローチが適すと考えられ、また、本人の同意の得られたラテンアメリカ日系人で、定期的に面接しつつ、神経質傾向に焦点をあてながら、日本在住に関わる適応面での状況も考慮し、森田療法アプローチの効果を検討していった。統計調査結果として、意外なラテンアメリカ日系人の側面が明らかになったが、それは、現代日本の若者と比較した場合、日系人の方がより神経質的という点であった。面接調査でもこの点は裏書きされ、上記アプローチの効果についても、個々のばらつきはあるものの、全体としてその有効性が認められている。日系人の多くは神経質パーソナリティを現代でもなお保持している面があり、その点で、森田療法アプローチの対象としては、むしろ、日本人よりも適しているとも考えられる。今後、この点にさらに焦点をあてた、調査研究を実施することの重要性を痛感している。関東地方居住のラテンアメリカ日系人の中から、調査に適すと思われる100名(男女各50名)をセレクトし、調査の主旨説明を主とした案内状を送付、返答のあった73名に対し神経質調査表のスペイン語版あるいはポルトガル語版(ブラジル)を送付した。回答のあった中から、妥当性の高い52名(男性27名、女性25名)を残し、第1次対象者とした。両テスト結果と面接資料を総合的に検討し、また、本人の意向を考慮したうえで、森田療法アプローチに適す人たちとして、18名(男性10名、女性8名)をセレクトし、第2次対象者とした。第2次対象者に対して、月1回程度の間隔で、森田療法アプローチによる面接(スペイン語)を実施、同時に、面接資料の集積も進めた。また、グループ・アプローチとして、都合のつく人を集め、森田理論を説明する機会を設け、ディスカッションも行なったが、その際に得た資料も有用なものであった。初年度としては、ほぼ当初の計画どおりにスタートすることができたが、現時点での全体的印象として、やはり森田療法アプローチが、日本人のみならず日系人にも有効との、強い感触を得ており、また、次年度以降の資料集積への方法論も固めることができ、計画の初年度として、大さな成果が得られた。前年度より行なっている、日本在住ラテンアメリカ日系人に対する心理/パーソナリティテストの施行と面接調査、および、森田療法アプローチを、本年度も継続実施した。森田療法学会作成の神経質調査表(スペイン語版/ポルトガル語版)を、日系人に送付し(男女各40名)、返送されたなかで、信頼性の高い38名(男性17名/女性21名)に、MMPI(Minnesota Multiphasic Personality Inventory)のスペイン語版かポルトガル語版(ブラジル)を送付、回答の得られた31名(男性13名/女性18名)を、今年度の対象者とした。MMPIを集計、プロフィール化したあと、神経質調査表の結果と総合し、上記のMMPI回答者に対して構造化された面接を実施、資料の集積を進めた。これまで2年間の、神経質調査表とMMPI結果を総合したものを、中間資料として検討してみると、ラテンアメリカ日系人の場合、現地ラテンアメリカの人々(メキシコ人やアルゼンチン人など)と比べると、本人が何世かにもよるが、日本人のパーソナリティに近い面がみられる。すなわち、本研究の仮説としての、日系人への森田療法アプローチ適用の有効性を示唆する資料が、得られつつある。その点をさらに検討するため、上記面接者のうち11名(男性5名/女性6名)に、定期的に会いながら、実際に森田療法アプローチを行ない、その有効性に関する資料を集積している。

現段階において、仮説実証の見込みがつき、調査活動の成果は得られてきていると考えられる。前々年度、および、前年度より行なっている、ラテンアメリカ日系人に対する、心理/パーソナリティテスト施行と面接調査、森田療法アプローチを、継続実施した。すでに2年間である程度の資料が得られているため、今年度と次年度は資料の整理とまとめのためにも、ある程度の時間をさく計画とし、上記の各調査はむしろ人数をしぼりつつ、進めた。神経質調査表を送付し(男女各20名)、返送されたなかで、信頼性の高い16名(男性7名/女性9名)に、MMPIのスペイン語版かポルトガル語版を送付、回答の得られた12名(男性5名/女性7名)を、今年度の対象者とした。MMPIと神経質調査表の結果を総合し、内容を検討したうえで、対象者に構造化された面接を実施、資料の集積を進めた。すでに、前年度までの結果で明らかになりつつあったことであるが、やはり、日系人は日本人のパーソナリティに近い面がみられると考えられる。すなわち、日系人への森田療法アプローチが有効であることを示す資料が集まりつつある。一方で、意外な結果も出てきているのは、日系人の心理/パーソナリティ調査の結果が日本人の結果よりも、むしろ値が高いという点で、これは、最近いわれる、日本人の心理/パーソナリティの変化を示す調査にもなりうるのではないかと考えつつあるが、諸資料を総合してさらに検討すべきことであろう。現時点において、調査の成果は十分得られてきていると思われる。今年度は、調査の最終年度であるため、研究実施計画にも記載したように、あらたな資料を集積することよりも、これまでに得られた資料の整理と分析、また、足りない部分を補充していく方針で進めた。これまでの調査の結果を総合してみると、ラテンアメリカ日系人と日本人の心理の近縁性が明らかになり、森田療法アプローチの日系人についての有効性が実証されてきている。しかし、計画の初期に予想していなかったこととして、ラテンアメリカ日系人の場合、MMPIと神経質調査表において、値が日本人より有意に高い尺度がいくつかみられることが明らかになっており、端的に言って、ラテンアメリカ日系人の方が、より「神経質」的とも言えることになる。森田療法学会では、現代日本において、神経質性格と神経質症状の変化が顕著になっており、森田正馬の時代、すなわち、100年前の日本と時代精神が変わってきているとして、すでに議論されてきている。しかし、本調査ではむしろ、100年前の日本人のパーソナリティとして森田正馬が取り組んだ、神経質傾向やその症状が、むしろラテンアメリカ諸国の日系人の中に今なお残っており、日本の現状とやや異なった様相を呈していることが明らかになり、興味深い結果となっている。以上にような、本調査で得られた観点から、今年度は、すでに集積された資料の整理とまとめ、位置づけを行ないながら、移民県である、沖縄県立図書館/同資料館、メキシコの日墨協会へ出向き、集積資料の検討をした。最終年度の報告書作成作業を開始し、具体的構成等を進めている。
3次元周期構造を有する高分子エラストマーのフルカラーチューナブルレーザーへの応用

本研究は、3次元周期構造を有する高分子の柔軟性を利用した波長可変レーザー発振を行った。コロイド微粒子が3次元規則配列した構造、すなわちコロイド結晶を作製し、微粒子の周囲を高分子ゲルで固定化した。イオン液体を用いることで、このコロイド結晶ゲル膜は、永続的に安定化することができた。さらに、蛍光色素を含むイオン液体で安定化したコロイド結晶ゲル膜を使うと、機械的応力を加えることで、レーザー波長は短波長側に連続的にシフトし、波長可変レーザー発振を実証することができた。申請者は、最近、より積極的なブラッグ反射の利用として「コロイド結晶によるレーザー発振」に成功している。粒径が約200nmのポリスチレン微粒子のコロイド結晶膜と発光性高分子膜を組み合わせると、レーザーが発振する。しかしながら、レーザー発振の波長を自由自在にチューニングできていないことが現在の課題である。本研究の目的は、高分子で固定化した高配向コロイド結晶膜の弾性特性を利用して、レーザー発振のフルカラー(全可視波長)チューニングである。この目標を実現するために、「粒径が数百nmの単分散・高分子コロイド微粒子」を設計・合成することから始まり、「高配向コロイド結晶膜の作製」と「高分子エラストマーによる膜の安定化」を行う。光の伝搬特性や分散関係を測定し、理論解析と併せて考察する。フェルスターエネルギー移動を利用した「白色発光する高分子コロイド結晶膜」を作製し、高分子の弾性特性によって「レーザー発振が400600nmの全可視波長領域で自由自在にチューニングできる方法論」を確立する。コロイド結晶をフォトニック結晶の分野に展開するには、意図しない欠陥構造を抑制する必要がある。そのためには、単分散性の高いコロイド微粒子の必要性が生じる。今年度は、高分子のコロイド微粒子の大量合成をソープフリー重合もしくはエマルジョン重合によって試みた。スチレンモノマーと重合開始剤、さらに界面活性剤を水に加え撹拌しながら加熱したところ、単分散性の高いポリスチレン(PSt)微粒子の合成に成功した。PSt微粒子の大きさや形状はモノマー濃度や反応温度等に依存する知見を得た。たとえば、180nmから450nmのPSt微粒子の合成条件を見出した。この合成技術を応用して、フォトクロミック化合物を含有した新しい光機能性PStコロイド微粒子を合成した。今後、新しいフォトニクス材料への発展性が期待できる。しかしながら、レーザー発振の波長を自由自在にチューニグできていないことが現在の課題である。この目標を実現するために、今年度は不揮発性液体であるイオン液体に着目して、永続的に安定化したコロイド結晶ゲル膜を作製し、チューナブルレーザーに成功した。粒径が約120nmのポリスチレンコロイド微粒子を含む水分散液をキャピラリーセル中に流動させ、高分子ハイドロゲル〔poly(N-methylolacrylamide-co-N,N'-methylenebisacrylamide)〕で固定化した良配向コロイド結晶ハイドロゲル膜を作製した。その後、このコロイド結晶ゲル膜をローダミン誘導体のイオン液体溶液に浸漬すると、高分子ゲルの溶媒である水が蒸発するとともにイオン液体が膜に浸透し、乾燥した大気中においても永続的に安定なコロイド結晶ゲル膜を得ることができた。コロイド結晶ゲル膜を光励起すると、レーザー発振を示し、その発光のスペクトル線幅は0.06nmにも達していた。光共振器の品質を表すQ値は1.09x104と算出でき、これまでのコロイド結晶のレーザー発振に関する報告と比較するとトップの値であった。さらに、コロイド結晶ゲル膜の膜厚方向に機械的応力を加えると、レーザー発振の波長チューニングに成功した。本研究は、高分子ゲルで固定化した高配向コロイド結晶膜の弾性特性を利用して、レーザー発振の波長チューニングである。コロイド微粒子が自己組織的に3次元規則配列した構造、すなわちコロイド結晶に着目した。粒径が約120 nmの微粒子でできたコロイド結晶の高分子ゲル膜を不揮発性液体であるイオン液体を用い永続的に安定化し、機械的応力による波長可変なレーザー発振に成功した。蛍光色素を含むイオン液体溶液でコロイド結晶ゲル膜を安定化すると、光励起によってレーザー発振することを見出した。そのレーザーのスペクトル幅は0.06 nmと非常に狭く、世界トップレベルの値であった。さらに、コロイド結晶ゲル膜に機械的圧縮応力を加えるとレーザー波長は連続的に短波長シフトし、可逆的な波長可変レーザー発振を実証することができた。

通常、色素溶液レーザは溶媒の蒸発を防ぐために、蛍光色素溶液は厳密な温度管理で密閉された流路内を循環しているが、イオン液体は不揮発性なので、乾燥大気下の開放系で操作しても良い。しかも、光共振器は数百μmの厚みのコロイド結晶ゲル膜なので、大量な色素溶液を必要とせず低コストで低環境負荷なレーザ発振システムになり得る。さらに、高分子材料を使っているので、柔軟性で加工性を持った新しいレーザデバイスが期待できる。不揮発性液体であるイオン液体を用いて、永続的に安定化したコロイド結晶ゲル膜を作製し、チューナブルなレーザー発振に成功した。今後は、レーザー波長のチューニング範囲を拡大するべく、エネルギー移動による白色発光材料を合成する。24年度が最終年度であるため、記入しない。イオン液体に蛍光色素を溶解すると、ある種の組み合わせで、色素が退色することを発見した。イオン液体における色素の安定性などを調査した研究は、これまで皆無である。今後、高い安定性を示す蛍光色素とイオン液体の組み合わせとその原理について探求する。
超伝導技術による電気エルネギーシステムの高効率化

(1)超伝導マグネットの電力系統への応用SMESを一機および二機無限大母線系統に接続し,SMESにより定常電力変動を与え,これによる系統動揺の周波数特性を測定した。(2)超伝導機器の電気絶縁材料システムに関する基礎研究極低温での超伝導機器絶縁材料として共役系高分子,超高延伸高分子を開発し,電気絶縁性と優れた機械的強度,熱拡散,収縮特性を有する事を明らかにした。(3)交流超伝導巻線の安定化の基礎研究交流電流劣化現象の主要原因が電磁気的なものであることを見出,電流劣化を抑制する手法を提案した。(4)交流用超伝導体構造の最適化従来測定できなかった導体内電流分布を新しい方法により測定し,ストランド間電気的結合の強さとの関係を明らかにした。(5)超伝導変圧器の保護方式に関する基礎研究試作した試作し超伝導空心変圧器を用いた実験により,その電圧変動率が十分小さいことを観察した。(6)磁気式超伝導整流素子の開発超伝導・常電導相転移を利用した磁気式超伝導スイッチの特性把握とそれを応用したパワーエレクトロニクス回路について研究した。(7)超伝導マグネット貯蔵電力変換の高効率・高集積化多数キャリヤデバイスパワーMOSFETの二次元モデルシミュレーションを用いて最適設計を行った。(8)超伝導技術を用いた新しい電力システムの構成超伝導電力伝送方式について,システムとしての総合的メリットを定量的に評価した。(9)電力システムへの超伝導機器の導入効果超伝導モータが負荷機器として電力システムに与える影響をも考察するために,その導入可能性を特性上の得失から明らかにした。
受容体型チロシンキナーゼによる細胞分裂制御機構の解明

細胞分裂は,複製したDNAを二つの娘細胞に分配する過程であり,単細胞生物においては細胞の増殖,多細胞生物においては受精卵から個体形成に関わる,生命維持における最も基本的な生命現象の一つである。細胞分裂の進行は非常に複雑であるが,数多くの制御機構により正常に進行するよう制御されている。本研究では,その細胞分裂制御に関わる新規の機構を明らかにすることを目的とする。
超分子ヒドロゲルを利用した革新的血管内塞栓物質の開発

血管内治療において、塞栓物質が注目されている。本研究課題においては、血管内塞栓物質を超分子材料で作製した。機能性の血管内塞栓物質とするために、超分子科学に代表される環状化合物であるシクロデキストリン(CD)を導入した。CDの導入によって、薬物送達能、自己修復性能、さらには高靭性を有する血管内塞栓超分子材料の作製に成功した。特に自己修復性については、材料が破断しても速やかに材料同士が接着する挙動が確認され、材料強度が回復する性能が確認された。また高靭性の付与により、破壊を伴わない、弾性変形が確認された。今後、血管内で材料の劣化や損傷が起きても自己修復によって初期の機能回復が期待される。ホスト分子修飾塞栓物質の合成と球状成型ポリアクリルアミドもしくはヒドロキシエチルアクリレートを基本骨格としたホスト分子修飾ヒドロゲルの作成を行った。ホスト分子としては、生体毒性の低い環状多糖のシクロデキストリンを選択した。シクロデキストリンの分子認識能を利用して薬物送達が期待できる。球状ゲルの作成は乳化重合により作成し、攪拌速度を量精することにより粒径サイズの調整を行った。さらに粒径サイズを整ったものを選別するために、1001000ミクロンのメッシュサイズのふるいを用いることで、ある一定の分散度からなる球状ゲルの調整を行った。得られた球状ゲルは血管内に流すにはある一定の材料強度を保持させる必要がある。そこで、得られたヒドロゲルの材料強度をクリープメーターを用いて評価した。現在のところ、架橋密度を調整することにより、さまざまな材料強度を持ったゲルの作成に成功している。一方で化学架橋剤のみならず、非共有結合にて靭性の改善を行った。ホスト分子とゲスト分子を修飾した超分子ヒドロゲルのの開発CDの特徴として、ゲスト分子認識能である。この性質を利用して、ヒドロゲルの構成単位にシクロデキストリンとゲスト分子の両方を導入した。シクロデキストリンとゲスト分子を導入することにより、ヒドロゲル内部にて包接錯体が形成され、この可逆的な包接錯体が架橋点となり靭性に優れた超分子ヒドロゲルの作成に成功した。選択的接着性を示す塞栓物質の開発CDとゲスト分子が修飾された超分子ヒドロゲルはその組み合わせに応じて選択的に接着することを発見した。この性質を利用して、緩く血管内で留まっているゲルビーズに対して、粒径サイズの小さいビーズを流すことで選択的に接着し、さらに粒子径を上げることが可能であった。接着力についても導入した機能性官能基の濃度に依存していた。このような選択的接着はCDとゲスト分子が修飾されたゲルでは容易に観察することができ、塞栓効率の向上において、有効である。膨潤・収縮性を示す超分子塞栓物質の開発カテーテルを通しての塞栓物質を導入において、粒径サイズが大きいビーズはカテーテル内で詰まり、血管への導入自身が困難である。カテーテルでの導入中には収縮した状態で、目的位置に到達した時に膨張(膨潤)させることができれば、このような導入の障害は解消することができる。そこで、光刺激応答性の膨潤-収縮性超分子ヒドロゲルを作製した。光応答性分子としてアゾベンゼンを選択し、ゲルに修飾し、さらにCDを修飾した。アゾベンゼンとCDの錯体形成により、ゲル内部の架橋密度が変化することで、膨潤収縮の制御に成功した。血管内における塞栓状況の評価・観察擬似血管を用いて、開発した光刺激応答性ゲルをビーズ状に加工を膨潤-収縮率を検証した。外部から擬似血管内に光照射することで粒径サイズが変化させることができた。高分子科学研究概要でも述べたが、ホスト分子を修飾した超分子ヒドロゲルの作成に成功しており、また得られた超分子ヒドロゲルの球状成型や材料強度の調整などにおいては当初計画どおり順調に進展している。またホスト分子とゲスト分子の両方をヒドロゲルに導入した超分子材料は特徴的な靭性を示し、科学的に大変興味深い高分子特性と考え、学術論文に発表した。初年度にて、超分子ヒドロゲルの球状成型と材料強度調整に成功しており、今後、擬似的血管に注入することにより、導入挙動を観察する。実際の観察挙動を観察することにより、さらに球状ゲルの表面に疎水性の高分子にて被覆することにより、導入が容易になることなどが考えられる。また導入において、強度が低いとやわらかすぎ、意図する位置にて塞栓することができない。逆に硬すぎると、もろくなり、これも適切ではない。これらを自在に調整できる要素として、ホスト分子とゲスト分子の両方をヒドロゲルに導入した超分子材料が有効ではないかと考えている。

研究概要で記載したとおり、特徴的な靭性を示しており、今後の材料作成において、化学架橋部位と非共有結合性の架橋部位の導入により、材料強度と靭性を自在に調整することに挑戦する。初年度においては、当初計画に従った超分子材料作成、およびその材料作成を行った。材料評価を経て、より高性能な材料を開発するために、材料合成の試行錯誤を繰り返したため、動物実験などの経費を実施を延期していた。よって当初計画の擬似的血管も出るの使用や動物実験への使用を見送った。動物実験の倫理的な観点から、より有効で確実な材料を確認して実施する必要がある。このためには、まず、擬似的血管モデルで確認する必要がある。擬似的血管モデルにて、有効性を確認した後に、動物実験などに使用する予定である。よって、実験用動物の購入費用やディスポーザブル器具の購入費用などに使用させて頂きたいと考えている。
磁気共鳴拡散強調画像を利用したｖｉｓｃｏｇｒａｐｈｙ画像法の開発と応用

古来より触診は優れた診察手段であり、なかでも「硬さ」は重要視されてきた。生体の硬さは弾粘性で表現される。生体を圧して組織が変形するとき、間隙を満たす水はミクロな流体となって移動する。磁気共鳴拡散強調画像法(DWI)は細胞内の水を磁気でラベルし、わずかな移動を画像として捉えることができる。そこでDWIを用いて、筋肉に圧を加えた際に生じるミクロな水移動を加圧過程と除圧過程に分けてを画像化した。これまでの研究では、加圧過程と除圧過程の両者では細胞間の水は同じ場所を通ると考えられていたが、全く異なる経路を通っていることが分かった。加えて,水移動の速さと方向性が両者で異なっていた。本研究課題は外部から生体を振動させ,振動装置によって生じる生体内の水分子の動きを画像化するものであり、組織の「粘性」を反映した画像の作成を目的としている。平成25年度は「課題(2)健常成人を用いた筋粘性の測定」に取り組んだ。平成24年度にも同様の課題に取り組んだ。平成24年度は健常男性(n=6)を用いて下腿三頭筋に振動刺激を与え,それに伴う変形をDW-EPIにて描出した。平成25年度は下腿三頭筋以外の領域における再現性を検証するため、大腿に振動刺激を与え,振動によって生じる変形をDW-EPIにて画像化した。その結果、下腿三頭筋で行った測定よりもデータのばらつき(個人差)が大きかった。そのばらつきは生体のかたさの指標である弾性値を超えるものであったため、この原因を追及した。DW-EPIを画像解析して算出するDTIによって解析したところ,eigenvalue(λ1、λ2、λ3)が被験者ごとに異なり、これが個人間のばらつきにつながることが明らかとなった。さらに解析を進めると被験者の体格(肥満度)が影響している可能性が浮上した。このためeigenvalueに対する体型の影響を検討することを目的に、標準体型群(n=7)と肥満体型群(n=9)で安静時のeigenvalueの違いを検証した。その結果、標準体型と肥満体型の間でeigenvalueの有意差が観察され,弱いながらも筋内脂肪とeigenvalueの間に逆相関が見られた。肥満では皮下脂肪のみならず筋内にも脂肪が沈着し,これが安静時のeigenvalueを低下させることが分かった。肥満体型群でeigenvalue低下する原因として、筋内に散在する脂肪が物理的に水の拡散を制限している可能性,肥満によって筋内の血液灌流量が減少している可能性が考えられた。本研究課題は外部から生体を振動させ、振動刺激によって生じる生体内の水分子の動きを画像化するものであり、組織の「粘性」を反映した画像の作成を目的としている。平成24年度は「課題(1)標準物質を用いたDWIと外部加振の最適化」と「課題(2)健常成人を用いた筋粘性の測定」に取り組んだ。課題(1)標準物質を用いたDWIと外部加振の最適化:標準物質に外部加振にあたえ、このときに生じる水分子の移動をDWIシーケンスで測定した。この実験系において、DWIシーケンスと外部加振装置の最適化を行ったところ、低い振動数の縦波では良好な再現性が確認できた。加振の振動数が増加するとDWIの撮像と外部加振が十分に同期しない現象が散見された。課題(2)健常成人を用いた筋粘性の測定:課題(1)の結果を受けて、縦波の低い振動数で健常男性を用いて臨床応用に向けた検証を行った。下腿三頭筋に縦方向の振動刺激を与え、それに伴う変形をDW-EPIにて描出した。さらにDTIを用いて振動刺激によって生じた筋組織の水分子の速さとその方向を詳細に解析した(n=6)。その結果、組織を圧するタイミングでは、導子を中心にヒラメ筋の広い範囲に比較的速い水分子の動きが観測された。逆に圧負荷を取り除くタイミングでは、ゆっくりとした水分子の動きが導子の直下に限局して見られた。興味深いことに、組織を圧するタイミングでは水分子は左右方向(筋線維の短軸方向に相当)に動いており、圧負荷を取り除くタイミングでは頭尾側方向(筋線維の長句方向に相当)に動きが見られ、両者の違いが明確となった。これらの結果は、生体を外力で圧する場合、組織を圧するタイミングと圧を取り除くタイミングで組織の水分子の移動動態に違いが生じていることを示した。本研究課題は,生体内の水分子の動きを介して生体組織の「粘性」を反映した画像の作成を目的とする.外部から振動刺激を与えて生体を変形させ,組織変形と変形復元によって生じる水分子の動きを,拡散強調画像を用いて画像化する.昨年度までに生体組織に押圧を与えて変形させ,押圧(変形時)と除圧(変形復元時)の水分子の動きを観測した.その結果,変形時と変形復元時で,水分子が動く領域が異なること,すなわち変形時と変形復元時で組織内の水の移動ルートが異なることを明らかにした.粘性は主に変形復元時に関わる指標であり,変形復元に注目して研究を進めている.平成26年度は,変形復元に関わる要素の解析を進めた.変形復元時には筋血流が重要な役目を果たしていること,除圧された組織に血流が入り込むことで速やかに変形が復元していることを確認した.

これらのデータを詳しく解析すると,被験者の体格によって変形復元時の水の動き(eigenvalue)が変化する可能性が示唆された.この要素を明らかにするため,正常体型群と肥満体型群の2群間で筋内の水の移動動態に違いがあるかどうかを検討した.肥満体型群では下肢の筋内脂肪率が正常体型群よりも有意に高く,筋内脂肪率が高い筋では安静時のeigenvalueが正常体型群よりも減少していた.肥満とりわけメタボリックシンドロームに陥ると,血管平滑筋の作用によって筋血流が減少することが動物実験で明らかになっている.今回の結果は,肥満によって筋血流が低下すると組織変形時の復元力が減少する事実を明らかにした.また同時に,拡散強調画像法が肥満や糖尿病患者の筋血流スクリーニングとして活用できる可能性を示している.本研究課題は生体組織の「粘性」を反映した画像の作成を目的としている。外部から生体を振動させ、これによって生じる生体内の水運動の動きを拡散強調MRIによって画像化する。平成26年度までに、骨格筋に対して加圧負荷を与えた時と除圧負荷を行った時の水分子の動きを画像化し、それぞれに違いがあることを明らかにした。加圧時には主として弾性が、除圧時には粘性が強く関わるとされる。生体への応力緩和挙動におけるヒステリシス(一般にマックスウェルモデルやフォークトモデルとして知られる)を反映した画像化には成功した。しかしながら、この結果を解析すると、加圧時と除圧時の水分子移動の経路とスピード、方向性が異なっていた。これらの違い、とりわけ水移動の経路の違いによって、粘弾性の方程式を解けなくなり、粘性のみを反映した計算画像の作成は困難となった。そこで骨格筋の粘弾性に関わる要素を数種のコンポーネンツに分け、コンポーネントごとの変形量と水分子の動くスピードから粘性を近似するアプローチに変更した。その中で筋内における水分子の動くスピードには、肥満と骨格筋の血液灌流量が関わることを見出した。また、肥満は骨格筋の血液灌流量自体を低下させる傾向を示した。そこで本年度は、肥満で有意に高くなる筋内脂肪量、肥満で低下する筋内の安静時血液灌流量と粘弾性との関連性を精査した。しかしながら、本年度の測定では測定領域(筋ごと)や個人間のバラツキが大きかった。特に測定領域ごとのバラツキを収束させることは難しく、統計学的な結論を得るには至らなかった。古来より触診は優れた診察手段であり、なかでも「硬さ」は重要視されてきた。生体の硬さは弾粘性で表現される。生体を圧して組織が変形するとき、間隙を満たす水はミクロな流体となって移動する。磁気共鳴拡散強調画像法(DWI)は細胞内の水を磁気でラベルし、わずかな移動を画像として捉えることができる。そこでDWIを用いて、筋肉に圧を加えた際に生じるミクロな水移動を加圧過程と除圧過程に分けてを画像化した。これまでの研究では、加圧過程と除圧過程の両者では細胞間の水は同じ場所を通ると考えられていたが、全く異なる経路を通っていることが分かった。加えて,水移動の速さと方向性が両者で異なっていた。申請時の想定通りに研究が進んでいない最も大きな要因は,変形時と変形復元時で組織内の水移動ルートが異なることである.本研究課題の申請時には,変形時と変形復元時で組織内の水移動ルートが異なることを示す先行の知見はなく、変形時と変形復元時の水移動ルートが異なるとは予想していなかった。水移動ルートが異ならなければ,変形時と変形復元時のデータを比較検討することが可能である.
高齢者の状態に応じた片脚立位トレーニング方法の提案とサポート装置の開発

本研究課題は、高齢者の転倒予防等で用いられる各種補助を用いた片脚立位トレーニングに着目し、難度の序列化、トレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果の関係性を検証し、さらには、高齢者に適切な条件、期待されるトレーニング効果を診断するサポート装置の開発を目的とした。その結果、各種補助条件の中で、前方に軽く手をつく補助条件がもっとも難度が高くなることが明らかにされた。また、各種補助条件の難度は、性別、体格、バランス能力、転倒経験、ADL成就能力など様々な要因により変化することが明らかとなった。これらの知見より、片脚立位トレーニングサポート装置開発の必要性が示唆された。本研究は、高齢者の片脚立位トレーニングに際し、高齢者の状態に応じてどのような片脚立位条件の選択が望ましいかを検討するために、各種片脚立位条件における下肢筋活動と重心動揺量の関係性の明確化、難度の序列化、さらにトレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果との関連を明らかにすることを目的として、3つの大きな課題に取り組んでいる。平成27年度は、研究課題1「種々の片脚立位姿勢時の筋活動と重心動揺の検討」及び研究課題2「簡便に片脚立位条件を確認できる計測装置の開発」に取り組んだ。まず、研究課題1の予備実験として、手の補助の有無による重心動揺の違い、さらにその経時変化を検討した。手の補助により重心動揺量は減少し、その傾向は補助方向で異なること、1分間の片脚立位で重心動揺量の経時変化が認められないないことを明らかにした。また、並行して、竹井機器工業と共同で計測装置の開発を試み、その試作機を完成させた(研究課題2)。試作機は片脚立位中の手のタッチ圧および重心動揺量を時系列上で計測可能かつ、両計測の集中管理(同期化)が可能である。その試作機により、研究課題1の本実験を一部を実施した。具体的には、青年(10名)および高齢者(20名)を対象として、様々な片脚立位支持条件(支持圧:ライトタッチ、安定支持、任意支持、支持なし、支持場所:前方、側方)による30秒間の片脚立位測定を実施した。この計測では、各種片脚立位条件における手のタッチ圧、重心動揺量、及び筋活動量を明らかにすることで、各条件のトレーニング効果の推定、難度の序列化、疲労度の推定を可能とする。現在、さらなる被験者の増加を目指すとともに、計測データの解析を実行中である。その結果をもとに、平成28年度はバランス能力評価や片脚立位トレーニング時の適切な片脚立位条件の診断が可能なソフトウエアの開発に取り組む(研究課題2)。当初の計画通り、平成27年度中に、計測装置の試作機を完成させ、種々の片脚立位姿勢時の筋活動おおび重心動揺量の計測が可能となった。それに伴い、検討課題1の測定も当初の計画ほどではないが順調に進んでおり、平成28年度中も継続して課題に取り組むことが可能である。以上から“おおむね順調に進展している"と判断した。本研究は、高齢者の片脚立位トレーニングに際し、高齢者の状態に応じてどのような片脚立位条件の選択が望ましいかを検討するために、各種片脚立位条件における下肢筋活動と重心動揺量の関係性の明確化、難度の序列化、さらにトレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果との関連を明らかにするとともに、トレーニング条件や効果を診断できる片脚立位トレーニングサポート装置の開発を目的としている。今年度は、昨年度完成させた片脚立位計測装置を利用し高齢者を対象に様々な支持条件における片脚立位を実施した。この計測では、各種片脚立位条件における手のタッチ圧、重心動揺量、及び筋活動量を明らかにすることで、各条件のトレーニング効果の推定や難度の序列化等を可能とする。今年度の測定により得られたデータから、手をタッチする位置(前方or側方)とタッチ圧条件(強タッチ、弱タッチ、任意タッチ)の組み合わせにより片脚立位時の姿勢の安定性や下肢筋活動量が変化することが明らかとなり、補助方法による難度の序列化に向けた示唆が得られた。しかしながら、その影響は性別や体力水準、転倒リスク等によって変化する傾向に加え、高齢者の集団特性を踏まえたより詳細な解析が必要であることが示された。当初の計画では、今年度は、計測データの結果をもとに、バランス能力評価や片脚立位トレーニング時の適切な片脚立位条件の診断が可能なソフトウエアの開発に取り組む予定であったが、その完成には高齢者の集団特性を踏まえた多様な観点からの検討が必要であり、今年度測定したデータを基により詳細な解析を実施中である。本研究課題の最終的な目的は、各種片脚立位条件における下肢筋活動と重心動揺量の関係性の明確化、難度の序列化、さらにトレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果との関連を明らかににするとともに、トレーニング条件や効果を診断できる片脚立位トレーニングサポート装置の開発である。当初の計画通り、平成27年度中に、計測装置の試作機を完成させ、種々の片脚立位姿勢時の筋活動および重心動揺量の計測が可能となった。平成28年度中には大規模な測定を実施したことで十分な量の高齢者のデータを得た。得られたデータを解析することで下肢筋活動と重心動揺量の関係性や難度の序列化に関する示唆が得られた。

しかしながら、高齢者集団の特性の違い(地域高齢者と要介護高齢者、男性と女性、転倒高齢者と非転倒高齢者等)によりその傾向は異なることも示唆された。片脚立位トレーニングサポート装置の開発に取り掛かるためには、さらに、高齢者集団の特性を踏まえたより詳細な解析が必要となる。平成28年度中には片脚立位トレーニングサポート装置の開発に向けたソフトウェアの開発を実施する予定であったが、様々な身体的特性を有する高齢者の測定に時間を要し、さらにそれら高齢者の特性を考慮したより詳細な検討の必要性が明らかとなった。以上から“やや遅れている"と判断した。本研究は、高齢者の片脚立位トレーニングに際し、高齢者の状態に応じてどのような片脚立位条件の選択が望ましいかを検討するために、各種片脚立位条件における下肢筋活動と重心動揺量の関係性の明確化、難度の序列化、さらにトレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果との関連を明らかにするとともに、トレーニング条件や効果を診断できる片脚立位トレーニングサポート装置の開発を目的としている。昨年度、手をタッチする位置(前方or側方)とタッチ圧条件(強タッチ、弱タッチ、任意タッチ)の組み合わせにより片脚立位時の姿勢の安定性や下肢筋活動量が変化することが明らかとなり、補助方法による難度の序列化に向けた示唆が得られた。しかしながら、その影響は性別や体力水準、転倒リスク等によって変化する傾向に加え、高齢者の集団特性を踏まえたより詳細な解析が必要であることが示された。今年度は、測定した高齢者集団をさらに増やし、各種片脚立位条件と年齢、体格、歩行能力、ADL能力、転倒危険性等の関係の検討をより詳細に進めた。以下のことが明らかとなった。1)補助を伴う片脚立位時の姿勢の安定性は男性が女性よりも不安定であり、性別の違いが姿勢保持難度に影響を及ぼす可能性がある。2)男性においては、身長が高いほど補助を伴う片脚立位時の重心動揺量が多く、片脚立位トレーニング実施者の体格の違いが姿勢保持難度に影響を及ぼす可能性がある。3)バランス能力に劣る人は、手を強くつく傾向にあり、重心動揺量も大きく減少する。そのため、片脚立位トレーニング実施者のバランス能力の違いが姿勢保持難度に影響を及ぼす可能性がある。4)男性では転倒リスクの高低により、女性ではADL成就能力の優劣により、補助を伴う片脚立位時の重心動揺量に違いがある。トレーニング実施の身体機能に関連するプロフィールが姿勢保持難度に影響を及ぼす可能性がある。本研究課題は、高齢者の転倒予防等で用いられる各種補助を用いた片脚立位トレーニングに着目し、難度の序列化、トレーニング時の重心動揺量とトレーニング効果の関係性を検証し、さらには、高齢者に適切な条件、期待されるトレーニング効果を診断するサポート装置の開発を目的とした。その結果、各種補助条件の中で、前方に軽く手をつく補助条件がもっとも難度が高くなることが明らかにされた。また、各種補助条件の難度は、性別、体格、バランス能力、転倒経験、ADL成就能力など様々な要因により変化することが明らかとなった。これらの知見より、片脚立位トレーニングサポート装置開発の必要性が示唆された。現在、進めている検討課題1のデータ解析を進めるとともに、さらに様々な特性をもつ(転倒経験の有無、体力水準の異なる高齢者等)被験者を増やす。その結果から各種片脚立位姿勢時の筋活動、重心動揺量、手の補助圧の関係を明らかにするとともに、各種片脚立位姿勢の難度の序列化を試みる。
非線形シュレディンガー方程式の局所解に対する平滑化効果について

1.現在非線形シュレディンガー方程式の局所解に対する平滑化効果すなわち初期値問題における解の微分可能性が初期値のそれよりも増大する現象を研究している。シュレディンガー方程式は広義双曲型方程式に分類されかつ放物型方程式を特徴付ける性質である平滑化効果も現れるという"境界"の方程式である。よって方程式の解がどのような平滑化効果を示すか調べる事には意義がある。斉次方程式の場合の平滑化効果に関する結果は出尽くした感があるが、非斉次項の評価はまだ改良の余地がある。評価をする際、摂動項の微分と試験関数とのL^2(R^<n+1>)内積を計算するのだが、このとき自由シュレディンガー群e^<-isΔ>をユニタリ作用素として考えるのではなく、時空の可積分空間L^∞(I;L^2)におけるe^<-itΔ>の共役作用素(正確には積分作用素の核)として考えるということである。これにより、摂動項に課せられる条件が弱められるはずである。この問題に関してジョンズホプキンス大学のクリストファー・ソッゲ教授より有益な情報を得て、現在論文作成中である。2.その"境界"を調べるため放物型方程式である複素ギンツブルグ-ランダウ方程式(CGL)の非粘性極限、つまりCGLにおけるラプラシアンの係数の実部を0に収束させた場合のCGLの解の収束性を島根大学の町原秀二氏と共同で調べている。昨年はその収束のオーダーに関する結果を得たが、現在は爆発に関して調べている。CGLをシュレディンガー方程式に熱方程式の効果が作用した物と考える事によって、非線形シュレディンガー方程式の大域存在、解の爆発の結果よりもいい結果が得られると考えられる。現在論文作成中である。3.ポテンシャルを持つ非線形シュレディンガー方程式についてフランス、ボルドー大学のRemi Carles氏と共同研究中である。昨年はポテンシャルが空間変数に関して線形の場合、すなわち空間遠方で互いに異符号の無限大に1次の増大度で発散するポテンシャルを取り扱ったが、現在は増大度が2以下の場合を考えている。これによりポテンシャルの影響がどの程度非線形方程式の解の存在に影響するかが解明できる。1.現在非線形シュレディンガー方程式(NLS)の局所解に対する平滑化効果すなわち初期値問題における解の微分可能性が初期値のそれよりも増大する現象を研究している。その"境界"を調べるため放物型方程式である複素ギンツプルグ-ランダウ方程式(CGL)の非粘性極限、つまりCGLにおけるラプラシアンの係数の実部を0に収束させた場合のCGLの解の収束性を島根大学の町原秀二氏と共同で調べている。CGLにおけるラプラシアンの係数の虚部を形式的に0とした非線形熱方程式(NLH)の解への収束と実部を0とするNLSの解への収束を比較した時、大きな平滑化効果を持つNLHの解への収束は初期値の正則性によらず係数の虚部の1乗のオーダーで収束するがNLSへの解への収束は初期値の正則性が低い場合に係数の実部の1乗以下のオーダーで収束する事が分かった。2.東京大学の下村明洋氏との共同研究で、磁場効果及びポテンシャル付きで臨界幕の非線形項を持つNLSの強解に対する局所適切性及び正則性が高い初期値に対する同NLSの局所適切性が示された。現在論文を準備中である。3.上記研究の延長として、ポテンシャルが空間変数に関して線形の場合についてフランス、ボルドー大学のRemi Carles氏と共同研究中である。このポテンシャルを伴う方程式は物理的には電場中の粒子の運動を表しシュタルク効果と呼ばれる現象を引き起こす。線形方程式に関しては様々な結果が存在するが非線形方程式に関しては皆無である。我々は線形理論で用いられている変数変換を用いて非線形項がゲージ不変性を持つシュタルクポテンシャル付きのNLSがポテンシャルを持たないNLSに帰着させ、同方程式に関する局所、大域可解性、解の爆発、擬共形不変性、散乱、平滑化効果の結果を得た。現在論文を投稿中である。2.その"境界"を調べるため放物型方程式である複素ギンツブルグ-ランダウ方程式(CGL)の非粘性

極限、つまりCGLにおけるラプラシアンの係数の実部を0に収束させた場合のCGLの解の収束性を島根大学の町原秀二氏と共同で調べている。昨年はその収束のオーダーに関する結果を得たが、現在は爆発に関して調べている。CGLをシュレディンガー方程式に熱方程式の効果が作用した物と考える事によって、非線形シュレディンガー方程式の大域存在、解の爆発の結果よりもいい結果が得られると考えられる。現在論文作成中である。3.ポテンシャルを持つ非線形シュレディンガー方程式についてフランス、ボルドー大学のRemi Carles氏と共同研究中である。昨年はポテンシャルが空間変数に関して線形の場合、すなわち空間遠方で互いに異符号の無限大に1次の増大度で発散するポテンシャルを取り扱ったが、現在は増大度が2以下の場合を考えている。これによりポテンシャルの影響がどの程度非線形方程式の解の存在に影響するかが解明できる。
マウス第11染色体上骨量制御遺伝子の解析

これまでの研究から老化マウスであるSAMP6の第11番染色体上に、大腿骨骨幹部の骨量を制御する遺伝子(Pdd1)の存在が明らかとなっている。今回、SAMP6と候補遺伝子領域にSAMP2を有する、コンジェニック系統との比較から、.Pbd1が大腿骨骨幹部の骨形態を制御していることを見いだした。さらにこの骨形態の差が、骨強度に影響していることが明らかとなった。マイクロCTによる観察から、骨形態は成長を伴うmodelingの時期に制御されることがわかった。動的骨形態計測の結果から、外骨膜面と内骨膜面の骨形成のスピードの差が骨形態を変化させていることが明らかとなり、この骨形態は成長が止まる4ヶ月齢以降は変化しないことがわかった。Pbd1の検索のため作成したサブコンジエニック系統の解析から、Pbd1が10.OMbpの範囲に存在すること、またPbd1が単一遺伝子であるならばさらに狭い範囲に存在することがわかった。この範囲に同定されている全遺伝子のエクソン配列のSNPを検索したが、SAMP6とSAMP2の間で差が認められなかった。そのため、さらに全遺伝子の発現解析を骨組織と、腎臓において行った所、6個の遺伝子で有意な発現量の差が認められたが、特にCacng4は腎臓において発現量の差が著しく、この遺伝子のみがPbd1が単一遺伝子であると仮定したときの候補領域に位置していた。Cacng4の上流5000bpを検索した所、SAMP6,SAMP2間で異なる、2カ所のSNPが確認された。これまでに骨形態を制御する遺伝子は知られていない。今回の成果は、骨形態を制御する遺伝子の同定に近づく大きなステップであり、今後このSNPが発現量の変化に寄していることを示し、トランスジェニックマウスなどの作成を行うことで、Cacng4の骨形態への影響が明らかとなると考えられる。第11番染色体の候補領域のみSAMP2由来である、SAMP6バックグラウンドのコンジェニックマウスP6.P2-Pbd1bとSAMP6を戻し交配することで、さらにその範囲を縮めたサブコンジェニック系統を16系統作出することができた。これらの系統の大腿骨骨幹部の骨形態を扁平率や、Bone area fracion(Cortical index)などを用いて解析した結果、サブコンジェニック系統の骨形態が、SAMP6と同等の形態を示すものと、コンジェニック系統と同等であるものの2群に分類されたため、11番線染色体上の候補遺伝子はおそらく一つに絞られること、さらに候補領域がD11Mit10からD11Mit224間のおよそ3.9Mbの領域であることが分かった。候補領域のなかから候補遺伝子を抽出するために候補領域の周囲を含めた全遺伝子(ESTを含む)の発現解析を、SAMP6とサブコンジェニック系統間の骨及び腎臓を用いて行ったところ、骨では2つの遺伝子が、また腎臓では4つの遺伝子が候補遺伝子として決定できた。この中でCacng4は腎臓での発現差が大きく唯一D11Mit10からD11Mit224の領域に位置する遺伝子であった。さらに骨形態が骨強度に及ぼす影響を調べるために3点曲げ試験を行ったところ、より扁平な形態をとるサブコンジェニック系統ではMaximum failure load,stiffnessともに低下していることが分かった。骨形態がどのようなメカニズムで変化するか解析するために、大腿骨骨幹部の動的骨形態計測を行ったところ、大腿骨の外骨膜面と内骨膜面の骨形成速度に差が見られることが分かった。このことから成長時における大腿骨断面のモデリングがその形態を決定していることが分かった。