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重力テンソル計測を目指した超高精度加速度計の開発研究

重力テンソルを測定できる差分型加速度計を開発試作した。ペンジュラムと燐青銅バネ材を用いた。プルーフマスを用い、これに作用する加速度とそれによって生じる力をレーザー干渉計により変位を検出する。途中に付けたトルカーコイルに電流を流すことにより加速度変化を検出する。加速度計には様々な外気温、レーザー干渉計のドライバー回路の温度、気圧、などの外的要素が影響する。気象庁松代の地下壕を利用し試作加速度計による1ヶ月の長期観測を行った結果、変位にして10nmの差、加速度の差にして3μgal、重力テンソルにして30E(エトベス)の分解を得た。22年度は最初の年でもあり、加速度計の設計、製作を行った。・フォースバランス型の加速度計を用いる事にした。・3波のレーザー干渉計の分解能は1nmであったが、これを検証する事も行い,2-5nmが最高性能であることが分かった。・得たい分解能は加速度で1μGalであり用いるレーザー干渉計の分解能が2-5nmであるので長さ10cm、プルーフマス100g、変位計測分解能を<5nmを目指し、ペンジュラムとバネ材の厚さ、力学的強度を3次元有限要素法により見積もった。・ペンジュラムにはチタン材を用い、プルーフマスには比重14g/cm^3のタングステンを用いた。・バネ材の材料として燐青銅材、及びチタン材を用いた。バネ材の厚さを100μmとし、その一部の厚さをU字型に40μmとした。バネ材の幅を4mとし、加工したが、エッチング加工は製品のばらつきがあるようであった。・トルカーコイルの巻き数を100回としSmCoの磁石を用いたときのトルカーコイルへ流す電流と変位の関係を調べた。・変位を入力し、0位置との差分から相対変位を数値上で計算し、それをD/A変換により電圧に変化する。電圧/電流変換回路も用い、相対変位に応じてトルカー電流流した。その時、変位の分解能は50nm以下であった。・トルカーコイルによるフィードバック回路を挿入することにより1秒付近の脈動が抑えられた。・1週間の間の相対距離変動は100nm以下に納まったが、海洋潮汐のもつ24時間周期の変動ばかりでなくその他の環境変動要素が大きく影響することが分かってきた。・その後の試験で影響の大きな要素として、室温、レーザー干渉計のドライバー回路の発熱、地震、地動雑音、そして天候変動が検討課題になってきた。23年度は前年度製作したプロトタイプを用い、主として環境変動の影響、分解能の計測を実験室及び気象庁松代地震観測所地虚観測壕で行った。・レーザー干渉計の分解能に関し、最も影響の大きな要素はレーザー発光のドライバーの温度変化であった。これを計測するために0.001°Cを計測できるPt100白金温度計を用いた。固定した対象物に対し距離を測定し、発光ドライバー装置内部の温度変化と変位測定値が相閲が有ることが分かった。外気温はそれほど目立った影響はない。・しかし、加速度計全体にはいろいろな要素が影響することが分かった。1)外気温、2)室温、3)レーザー干渉計ドライバー回路の温度、4)地球及び海洋潮汐、5)気圧変動、6)地動、7)地震振動、が影響する。3.11地虚の後であったので地震などが著しく大きな影響を与え、なかなか静かな環境での計測が著しく難しい。・気圧変動が小さな状況の下で観測した結果、東京湾の海洋潮汐がもつ日周変化を検出できた。海洋潮汐の変動は<100nm程度と考えられる。・これに対し、気圧変動の影響が著しいことが分かった。・松代地震観測所での試験では地動雑音は大きくないが気圧変動が大きな要素であることが分かった。・トルカーコイルの電流感度と傾斜変動による加速度変化を調べた結果、<50nmの計測が測定可能であることが分かった。・24年度では気圧変動の計測を取り入れ、10^4Paのセンサーを追加することを計画している。・また24年度、製作した2台の加速度計を用い、別々の変位(加速度)の計測をすることを行う。両者の差分を取ることにより共通の影響要素がとれることが来され、重力テンソルの計測に近づく事を期待している。重力テンソル計測のための加速度計と2台の加速度計の差による重力テンソルを測定できる差分型加速度計を開発試作した。長さ10cmのペンジュラムと厚さ40ミクロンの切り込みを持つ燐青銅バネ材を用いた。比重19.3g/ccのタングステン材を用いたプルーフマス100gを用いた。このマスに作用する加速度とそれによって生じる力をレーザー干渉計により変位を検出する。ペンジュラムの途中に付けたトルカーコイルに電流を流すことにより変位を0にする。

それにより加速度変化を検出する。加速度計には様々な外気温、レーザー干渉計のドライバー回路の温度、気圧、などの外的要素が影響する。気象庁松代地震観測所の地下壕を利用し2台の試作加速度計による1ヶ月の長期観測を行った。その結果、変位にして10nmの差、加速度の差にして3μgal、重力テンソルにして30E(エトベス)の分解を得た。まだセンサーを移動しながらの計測ができるかどうかの解決すべき事項もあるが資源探査に使える精度に近づいたと考える。想定以上に環境変動要素(気圧変動、人工振動、地震)が著しく大きく試験結果を左右することが分かった。特に気圧変動が大きく影響している。また、3.11地震の余震活動も精密加速度計測に影響している。できるだけ静かな気象庁松代観測所を利用させてもらっているが、冬場凍結などによる機器試験が難しかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。加速度計を2台製作し、その試験中である。気圧変動、温度の影響を差分により取り除く。また気圧計のデータも取得する。
麻酔と唾液分泌に関する研究

NMDA受容体拮抗薬ケタミンは唾液分泌を過多にすることが知られているが、その機序は不明である。近年、ケタミンがAMPA受容体を活性化しセロトニンを遊離すると報告された。本研究では、ケタミンの唾液分泌に与える影響を解析し、唾液分泌に関するグルタミン酸受容体、アセチルコリン受容体、アドレナリン受容体、セロトニン受容体などとの連関についてを検討する。
活性型ビタミンD_3類の効率的かつ実用的合成法の開発に関する研究

1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミンD_3類は、従来から慢性腎不全疾患や代表的老人性疾患の一つである骨粗鬆症などの優れた治療薬としてその効果が認められていたが、最近、免疫調整作用、細胞分化誘導作用が見い出されて以来、新たにこれらD_3類に基づく免疫抑制剤あるいは抗腫瘍剤開発の期待も高まってきている。そこで、1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミンD_3類はもとより、その誘導体の合成にも適応できる幅広い一般性を持った効率的かつ実用的合成法を確立し、従来のカルシウム代謝異常疾患治療薬、あるいは抗腫瘍剤や免疫抑制剤に優る医薬の創製に寄与することを目的に、本課題研究を開始した。その結果、平成7年度においては、独自に開発したカルボニル化合物の還元的エーテル化法に基づき、強力な免疫抑制活性を示すことで注目を集めている一連の20-エピ-22-オキサビタミンD_3誘導体のC/D-環部の高立体選択的一般合成法を開発した。平成8年度においては、エノールトリフラートのPd(0)触媒下のHeck型環化反応に基づく活性型ビタミンD_3類A環部の合成に取り組み、新たなA環部の簡便合成法の開発に成功した。平成9年度においては、本研究において既に開発したPd(0)触媒下のHeck型環化反応に基づくA-環部の合成とそのC/D環部とのカップリングによる各種誘導体合成に取り組み、骨粗鬆症治療薬として有望視されている活性型ビタミンD_3誘導体ED-71の最初のコンバージェント合成に成功した。そこで、1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミンD_3類はもとより、その誘導体の合成にも適用できる幅広い一般性を持った効率的かつ実用的合成法を確立し、従来のカルシウム代謝異常疾患治療薬、あるいは抗腫瘍剤や免疫抑制剤に優る医薬の創製に寄与することを目的に、本課題研究を開始した。C-20位が非天然型配置のエーテル誘導体(20-エピ-22-オキサビタミンD_3)には強力な免疫抑制活性を示すものが知られている。しかし、これら化合物の合成にとって、Williamson型のエーテル形成は高度な立体障害のため困難であり、このことがこの種の誘導体合成の大きな障害となっていた。平成7年度においては、カルボニル化合物の還元的エーテル化法に基づく20-エピ-22-オキサビタミンD_3のC/D-環部の高立体選択的合成法を開発し、上記問題点を解決した。この結果については、イギリス化学会速報誌に報告済みである。1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミン_3類は、従来から慢性腎不全疾患や代表的老人性疾患の一つである骨粗鬆症などの優れた治療薬としてその効果が認められていたが、最近、免疫調整作用、細胞分化誘導作用が見い出されて以来、新たにこれらD_3類に基づく免疫抑制剤あるいは抗腫瘍剤開発の期待も高まってきている。

平成8年度においては、研究計画調書の研究計画欄に示した方針のもと、エノールトリフラートのPd(0)触媒下のHeck型環化反応に基く活性型ビタミンD_3類A環部の合成に取り組み、新たなA環部の簡便合成法の開発に成功した。この結果については、現在投稿準備中である。1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミンD_3類は、従来から慢性腎不全疾患や代表的老人性疾患の一つである骨粗鬆症などの優れた治療薬としてその効果が認められていたが、最近、免疫調整作用、細胞分化誘導作用が見い出されて以来、新たにこれらD_3類に基づく免疫抑制剤あるいは抗腫瘍剤開発の期待も高まってきている。そこで、1α,25-ジヒドロキシビタミンD_3に代表される活性型ビタミンD_3類はもとより、その誘導体の合成にも適用できる幅広い一般性を持った効率的かつ実用的合成法を確立し、従来のカルシウム代謝異常疾患治療薬、あるいは抗腫瘍剤や免疫抑制剤に優る医薬の創製に寄与することを目的に、本課題研究を開始した。平成9年度においては、本研究において既に開発したPd(0)触媒下のHeck型環化反応に基くA-環部の合成とそのC/D-環部とのカップリングによる各種誘導体合成に取り組み、骨粗鬆症治療薬として有望視されている活性型ビタミンD_3誘導体ED-71の最初のコンバージェント合成に成功した。
脂質滴局在Rab蛋白質による膜トラフィック制御

脂質滴は哺乳類の細胞に普遍的に見られ,おもにトリグリセリドとコレステロールエステルからなるコアが中央部分にあり,周辺をコレステロールを含む燐脂質一重層からなる表層が覆う構造である.脂質滴表層にはADRP, TIP47の他,我々が昨年度までの研究で同定したRab18などが局在し,細胞内脂質動態に関与することが明らかになってきた.肝細胞のリポ蛋白質形成過程では,脂質滴に由来する脂質がApoBに付加され,過剰なApoBは複数の経路で分解されることが知られている.肝由来のHuh7細胞では,脂質滴を三日月状に囲むApoB(ApoB-crescent)が10%の細胞に観察された.ApoB-crescentはプロテアソーム阻害で増加し,12時間後には約50%に達した.脂質滴画分にはApoB,プロテアソーム,ポリユビキチン,ポリユビキチン化ApoBが見られ,プロテア・ソーム阻害で増加した.免疫電顕によりApoB-crescentは脂質滴に近接した脂質性顆粒の集積であることが分かった.プロテアソーム阻害ではリソゾーム内ApoBおよびLC3も増加し,LC3の一部はApoB-crescentに近接していた.ApoB-crescentはプロテアソーム阻害24時間後には急減したが,3-MAでオートファジーを同時に阻害するとこの減少は見られなかった.また3-MAのみでも,投与時間依存的にApoB-crescentが誘導された.これらの結果は,脂質滴表層は分解を受けるApoBが貯留する場であること,貯留したApoBはプロテアソーム系,オートファゴソーム/リソゾーム系の両方によって分解を受けることを示す.脂質滴はほとんどの細胞に見られる構造であり,中性脂質の集積する核心部分(コア)と特異な脂肪酸組成を示す燐脂質一重層からなる表層からできている.脂質滴の機能を明らかにする目的で,精製した脂質滴成分を質量分析装置で解析し,60以上の蛋白質を同定した.その中に含まれたRab蛋白質のうち,Rab18について解析した.Rab18は脂質滴周囲に局在し,細胞内の他の部分にはほとんど見られなかった.脂質滴のマーカー蛋白質であるADRPとの二重標識により,両者は脂質滴表層に共存するが,その標識強度は相補的であった.EGFP-Rab18を強制発現させると,導入分子が発現した脂質滴でのみADRPの標識強度が低下し,Rab18はADRPを排除することが示された.EGFP-Rab18を発現した細胞を電顕観察すると,小胞体またはその延長部分が脂質滴と密着する構造が高頻度で観察された.ADRPをRNA干渉法で発現抑制した細胞,およびBrefeldin A処理でADRPを脂質滴表層から脱落させた細胞でも同様の密着構造が見られ,いずれの場合も対照群に比較して有意の差が認められた.これらの結果はGTP結合蛋白質であるRab18が脂質滴表層に結合する性質を持ち,さらにADRPを排除することで小胞体と脂質滴の密着構造形成を誘導することを示す.小胞体との密着構造はミトコンドリアや細胞膜でも観察され,いずれも膜間の脂質移動に関係すると考えられている.Rab18が誘導した小胞体・脂質滴間の密着構造についても同様の機能を持つ可能性があり,さらなる検討を行っている.脂質滴は哺乳類の細胞に普遍的に見られ,おもにトリグリセリドとコレステロールエステルからなるコアが中央部分にあり,周辺をコレステロールを含む燐脂質一重層からなる表層が覆う構造である.脂質滴表層にはADRP, TIP47の他,我々が昨年度までの研究で同定したRab18などが局在し,細胞内脂質動態に関与することが明らかになってきた.肝細胞のリポ蛋白質形成過程では,脂質滴に由来する脂質がApoBに付加され,過剰なApoBは複数の経路で分解されることが知られている.肝由来のHuh7細胞では,脂質滴を三日月状に囲むApoB(ApoB-crescent)が10%の細胞に観察された.ApoB-crescentはプロテアソーム阻害で増加し,12時間後には約50%に達した.脂質滴画分にはApoB,プロテアソーム,ポリユビキチン,ポリユビキチン化ApoBが見られ,プロテア・ソーム阻害で増加した.免疫電顕によりApoB-crescentは脂質滴に近接した脂質性顆粒の集積であることが分かった.プロテアソーム阻害ではリソゾーム内ApoBおよびLC3も増加し,LC3の一部はApoB-crescentに近接していた.ApoB-crescentはプロテアソーム阻害24時間後には急減したが,3-MAでオートファジーを同時に阻害するとこの減少は見られなかった.また3-MAのみでも,投与時間依存的にApoB-crescentが誘導された.これらの結果は,脂質滴表層は分解を受けるApoBが貯留する場であること,貯留したApoBはプロテアソーム系,オートファゴソーム/リソゾーム系の両方によって分解を受けることを示す.
ホール加速を利用した大電流イオン源の開発

本研究の目的は、プラズマ・核融合研究での小型のプラズマ閉じ込め実験研究における中性粒子入射法や、いろいろな応用研究に利用できる低電圧大電流ビーム源の開発を、ホール加速機構を利用して実現することである。従来用いられている静電加速型イオン源では、空間電荷制限効果により引き出し電流値に限界があり、低電圧で大電流のイオンビームを作り出すことが困難であった。一方で、最近、宇宙航行用電気推進機として注目されているホール加速機におけるホール加速方式によれば、荷電粒子は空間電荷制限効果によるビーム電流の制限を受けないため、低電圧で大電流のビームを作り出すことが可能である。本研究では、同軸型ホール加速機の設計、試作、ビーム引き出し実験を行い、その動作特性を測定した。動作ガスとしてアルゴンおよびキセノンを用い、それらのイオンビームの引き出し実験を行った。ビーム電流測定、ビームの空間分布測定などを行い、最適な動作条件を明らかにした。その結果、ビーム加速電圧とビーム電流が独立に制御可能なことを見いだし、ビームエネルギーが約90Vで、引き出された電流値約1A、ビーム電流密度約40mA/cm^2という値を得ることができた。これは従来の空間電荷制限電流値の約5000倍の値であり、本方式がいかに画期的であるかを示す結果が得られた。本研究の目的は、プラズマ,核融合研究における小型の先端的実験研究において、簡便に中性粒子入射法を利用可能とするため、ホール加速機構を利用した低電圧大電流ビーム源の開発を行い、これを用いた中性粒子入射装置を開発する事である。研究内容としては、1keV以下で10A以上のビーム電流を引き出しうる試験装置を試作し、ビーム電流値やビーム発散、粒子成分比、中性化効率などを測定し、ホール加速中性粒子入射装置の実用化に向けた開発研究を行うことで、その設計に必要な実験データを得ることである。従来、ホール加速は主に電磁推進機に応用されていたが、この時プラズマ源は円環電極構造を取っていた。そのままではプラズマ源の大面積化にとって支障となるため、本装置では2次元面内でホール電流が循環できるように磁場配位を工夫した構造となっている。その結果イオン引き出し面の全放電チャンネルの長さは約1mとなり、全電流値として20Aのイオンビームが取り出せると期待される。本年度は、この装置をテストするための大型真空容器(内径1m、長さ2m)、計測系、電源系の整備を行った。それと共に、さきの仕様にともなう装置と比較するために従来から電気推進機として用いられている同軸型の小形の装置(入力電力1kW、ビーム電流2A、加速電圧200V)を設計、試作した。この小型装置の実験結果を元に熱的、電気的特性を検討し現在設計中の低電圧大電流ビーム源の設計を改善していく。そして、低電圧大電流ビーム源のプラズマ特性を測定し目標仕様への改良等を行う。本研究の目的は、プラズマ・核融合研究における小型のプラズマ閉じ込め実験研究において簡便に中性粒子入射法を利用可能とするため、ホール加速機構を利用した低電圧大電流ビーム源の開発を行い、これを用いた中性粒子入射装置を開発する事である。従来用いられている静電加速を用いたイオン源では、空間電荷制限効果により引き出し電流値に限界があり低電圧で大電流のイオンビームをつくり出す事が困難であった。しかし、最近では宇宙航行用電気推進機としてホール加速器の実用化が注目されている。これは、空間電荷制限効果によるビーム電流の制限を受けないため低電圧で大電流のビームを作り出すことが可能である。研究内容としては、1keV以下で10A以上のビーム電流を引き出しうる試験装置を試作し、ビーム電流値やビーム発散、粒子成分比、中性化効率などを測定すこととともに、ホール加速中性粒子入射装置の実用化に向けた開発研究を行うことで、その設計に必要な実験データを得ることである。本年度は、昨年度設計・製作された同軸型の小形の装置(入力電力1kW、ビーム電流2A、加速電圧200V)を大型真空容器(内径1m、長さ2m)を用いて放電実験を行った。

そして放電電圧・電流およびガス流量などの基礎的な放電特性データを取得するとともに問題点を検討改善した。この測定のために静電プローブやエネルギー分析器の整備を行っている。それと同時にこの小型装置の実験結果を元に熱的、電気的特性を検討し現在設計中の低電圧大電流ビーム源の設計検討を行った。本研究の目的は、プラズマ・核融合研究における小型のプラズマ閉じ込め実験研究において簡便に中性粒子入射法を利用可能とするため、ホール加速機構を利用した低電圧大電流ビーム源の開発を行い、これを用いた中性粒子入射装置を開発することである。従来用いられている静電加速型イオン源では、空間電荷制限効果により引き出し電流値に限界があり、低電圧で大電流のイオンビームを作り出すことが困難であった。一方で、最近、宇宙航行用電気推進機として注目されているホール加速機におけるホール加速方式によれば、荷電粒子は空間電荷制限効果によるビーム電流の制限を受けないため、低電圧で大電流のビームを作り出すことが可能である。本年度は、本研究によって製作された同軸型ホール加速機の実験を行い、アルゴンイオンビームの引き出し実験を行った。ビーム電流測定、ビームの空間分布測定などを行い、最適な動作条件を明らかにした。その結果、ビーム加速電圧とビーム電流が独立に制御可能なことを見いだし、ビームエネルギーが約90Vで、引き出された電流値約1A、ビーム電流密度約40mA/cm^2という値を得ることができた。これは従来の空間電荷制限電流値の約5000倍の値であり、本方式がいかに画期的であるかを示す結果が得られた。
核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開

総括班では、各計画研究班の研究成果を総括すると共に、以下の会合に出席または企画開催し、成果の公表、取りまとめ、総合化をはかると同時に、成果についての評価も行うことにより、目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に、必要な研究課題あるいは取得すべきデータ等を各研究班に提示し、研究のフィードバックを行った。また最終年度として、成果のとりまとめを行い最終報告書を作成した。今年度の具体的な実績として1.平成24年5月20-25日独国アーヘンにて開催された第15回「制御核融合炉におけるプラズマ壁相互作用」国際会議において招待講演を行うと共に、国際組織委員、国際プログラム委員として会議を主導、また領域から多数発表2.平成24年5月29-31日独国Tergeseeにて開催された第10回核融合炉材料中の水素同位体挙度国際ワークショップにて国際組織委員、国際プログラム委員として会議を主導すると共に、領域の成果を発表3.平成24年8月10・11日ウインク愛知にて、第8回公開シンポジウム科研特定領域「核融合トリチウム」最終成果報告会を開催4.最終報告書を作成し関係者に配布すると共に、ホームページに掲載5.平成24年9月19日広島大学にて開催された、日本原子力学会、核融合部会セッションにて「核融合炉実現のためのトリチウム研究報告と新展開に向けた提案」のシンポジウムを企画を行い研究班の実験実績のとりまとめ、その成果発表、知識の共有化、情報の公開をはかるとともに、総括班としてA01,A02,B01,B02,C01,C02各班の研究活動を掌握し、目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に成果の評価を行った。そしてこれらの情報はすべて本領域のホームページhttp://tritium.nifs.ac.jp/に掲載、常時updateしながら、本領域で得られている情報の発信に努めた。本特定研究領域では、トリチウム(T)と重水素(D)との核融合反応(DT反応)によりエネルギーを取り出す核融合炉を実現するため、Tが放射性である故に、その放射性安全を確保した上で、(1)炉内へのDとTの導入量を、核融合反応を継続するために制御しつつ供給すること、(2)それらを排気回収しTを分離・再利用すること、(3)ブランケットによりTを増殖回収、利用すること,さらには(4)そのようなシステムの構築あるいは制御を可能にするための計測技術を確立しエネルギー供給源として経済的にも成立する核融合炉建設を可能にすることを目ざす。このため、Tに関する研究を横断的かつ集中的に行い、Tに関する正しい理解に基づいた新しいトリチウム科学ともいうべき学問分野を打ち立てるとともに、トリチウムに対する正しい理解を社会に広めようとするものである。総括班では、各計画研究班の研究成果を総括すると共に、全体像を明確にして道筋を決め、これを各班の研究に反映させる。また若手育成のための、横断的な研究会やシンポジウムを開催する。シンポジウム等への一般参加を増やす方法についても検討をおこない、試行/実行する。教科書あるいはトリチウムハンドリングマニュアル等を刊行し、学問としてトリチウム科学の完成を図る。研究会、シンポジウム、国際会議等を開催し、成果の取りまとめると共に、各研究班の成果についての評価も行う。目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に、必要な研究課題あるいは取得すべきデータ等を各研究班に提示し、研究のフィードバックを行う。また、核融合炉の社会受容性を高めるための啓蒙活動も行う。各計画研究班の研究成果を総括すると共に、様々な研究会や国際的な会合等を開催し、成果の取りまとめ、また総合化をはかると同時に成果についての評価も行うことにより、目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に、必要な研究課題あるいは取得すべきデータ等を各研究班に提示し、研究のフィードバックを行った。特に核融合研と共催したトリチウム科学技術国際会議は、世界各国の参加者から賞賛されただけでなく、本領域から2件招待講演および多数の発表をおこない、領域の活動に高い評価を得た。これらの情報はすべて本領域のホームページに掲載、常時up dateしながら、本領域で得られている情報の発信に努めた。若手の育成にも大いに貢献しており、本領域から、7名が、常勤研究者として核融合科学研究所や、大学、日本原子力研究開発機構にて同じような分野で採用されるに至った。本総括班では各計画研究班の研究成果を総括すると共に、研究会、シンポジウム、国際会議等を開催し、成果の取りまとめ、また総合化をはかると同時に成果についての評価も行うことにより、目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に、必要な研究課題あるいは取得すべきデータ等を各研究班に提示し、研究のフィードバックを行った。今年度の具体的な実績は(1)キックオフミーティングおよび総括班会議(於核融合科学研究所)平成19年9月12/13日(2)総括班会議(於名古屋)平成19年11月18日(3)トリチウムに関する共同研究会(総括班、核融合科学研究所との共催)平成20年2月19日(4)水素透過および捕獲に関するワークショプ(九大)平成20年3月14日(5)公開シンポジウム(第1回)「19年度成果報告会」および総括班会議(於名古屋ルーセントタワー)平成20年3月21/22日(6)公開シンポジウム(第2回)「核融合炉実現のためのトリチウム研究の新展開」(於大阪大学)

平成20年3月28日を主催し、研究班の実験計画および成果発表、知識の共有化、情報の公開をはかるとともに、総括班としてA01,A02,B01,B02,C01,C02各班の研究活動を掌握し、研究にたいする方向づけ、評価を行った。これらの情報はすべて新たに開設したwebページhttp://tritium.nifs.ac.jp/に掲載、常時up dateしながら、本領域で得られている情報の発信に努めた。また来年度の開催または共催するシンポジウム、2年後に主催するトリチウム国際会議に向けた準備をスタートさせた。本総括班では各計画研究班の研究成果を総括すると共に、研究会、シンポジウム、国際会議等を開催し、成果の取りまとめ、また総合化をはかると同時に成果についての評価も行うことにより、目標とする安全かつ経済的なトリチウム燃料システムの設計を視野に、必要な研究課題あるいは取得すべきデータ等を各研究班に提示し、研究のフィードバックを行った。今年度の具体的な実績は(1)特定領域「核融合トリチウム」研究打合せ会4月30日(於名古屋)(2)第7回核融合エネルギー連合講演会にて情報発信の為の発表6月1921日(於青森)(4)トリチウム研究会8月22日(於核融合科学研究所)(5)シミュレーションと実験の連携に関するWS」9月23日(於徳島大)(6)学会企画セッション「トリチウムの増殖比から見た核融合炉の経済性」9月46日日本原子力学会秋の大会(於高知工科大学)(7)プラズマ・核融合学会年会シンポジウム「核融合炉におけるトリチウムの計量管理」12月25日(於宇都宮)(8)公開シンポジウム「核融合炉実現のためのトリチウム研究の新展開・20年度成果報告会」(於東京)を主催し、研究班の実験計画および成果発表、知識の共有化、情報の公開をはかるとともに、総括班としてA01, A02, B01, B02, C01, C02各班の研究活動を掌握し、研究に対する方向づけ、評価を行った。これらの情報はすべて本領域のホームページhttp://tritium.nifs.ac.jp/に掲載、常時アップデートしながら、本領域で得られている情報の発信に努めた。また来年度開催または共催するシンポジウム、およびトリチウム国際会議に向けた準備をスタートさせた。今年度の具体的な実績は(1)総括班会議4月27日(於核融合研)(2) 21年度中間評価報告会8月2829日(於かんぽの宿・浜名湖三ケ日)(3)トリチウム合同研究会9月1日(於核融合研)(5)特定領域「核融合トリチウム」中間評価ヒアリング9月30日(於文科省)(6)若手交流研究発表会
ベイズ理論を用いたMS-AIDSモデルの推定法・モデル選択法の提案とその応用

2002年にマルコフスイッチングを行うalmost ideal demand system (MS-AIDS)モデルを最尤法によって推定するAllais and Nicheleによる2007年の論文を応用した論文をApplied Economics Letters, 19に発表した。この応用を通じてこの手法の持つ多くの限界に直面し、MS-AIDSモデルをベイズ理論を用いて推定する手法を考案し、その理論的正確性をシミュレーションと応用可能性を現実データを用いて示し2014年にEmpirical Economicsに発表した。この手法は旧来の方法の限界を多くの面で克服している。市場における企業のプライス・コスト・マージンは、その需要の価格弾力性の逆数となる。需要の価格弾力性を推定するために必要となる需要関数の推定モデルとして現在最も受け入れられているモデルが、Deaton and Muellbauer (1980)のAIDSモデルと言ってよい。本年度は1) Allais and Nichele (2007)による複数のレジームからなる需要関数推定モデルであるMarkov-Switching AIDSモデルにおけるベイズ推定方法を確立することにより、この重要な分野の新たな解析手法を提供することを目的とする。本研究のもつ斬新なアイディアとチャレンジ性は、以下の研究計画で(9)式の各部分を計算してゆく際にレジームを表す離散潜在変数s1, s2, . . . , sTを生成するところにある。具体的にはCarter and Kohn (1994)、Chib (1996)などのmulti-move samplerを用いてこれらのマルコフ性をもつ潜在変数の結合分布をあらわし、ベイズ定理を用いて逆マルコフ性(将来から現在に向かったマルコフ性)を導出しMS-AIDSモデルに対するベイズ的な解析手法を提供する際に、本質的にベイズ定理を用いる点、およびHamilton filterを本質的に利用している点が斬新な着想や方法論の提案を行うものとなっている。ブランド等によって差別化された財市場における合併の競争制限効果をみるためには、市場支配力が生じるか否かをみることが重要である。市場支配力とは企業が競争市場における価格水準以上に、すなわち限界費用以上に価格を上昇させることができる能力であると考えることができ、プライス・コスト・マージンが市場支配力を表す主な指標となる。企業のプライス・コスト・マージンは、一般にそれぞれ企業のマーケットシェアをその企業の需要の価格弾力性で割った値、および企業の需要の価格弾力性の逆数に等しいことが知られている。この弾力性を推定するために必要となる需要関数の推定モデルとして現在最も受け入れられているモデルが、Deaton and Muellbauer (1980)のAIDSモデルであろう。1998年1月2006年12月の108か月にわたる日本の食肉市場(牛・豚・鳥・魚肉)を対象にAllais and Nicheleの提案する最尤法を用いてMS-AIDSモデルを推定し、レジーム2に属する確率を計算したところ、日本で最初にBSEが報告された2001年の9月を境にレジーム2にシフトが起こったという単純な計算結果になった。しかしながら代表者が提案するベイズ推定手法によると、日本において最初のBSEが報告された2001年の9月を境に一時的にレジーム2にシフトが起こるものの、ニュースが陳腐化するにつれレジーム1に揺り戻しが起こり、2003年12月にアメリカで最初のBSEが報告されて、再度レジーム2へのシフトが始まり、2005年6月にアメリカで第二のBSEが報告されるころにはすでにこのシフトが完成された姿が浮かび上がる。すなわちAllais and Nicheleによって提案された方法よりはるかにニュアンスに富んだレジームスイッチングの姿が浮かび上がった。差別化された財の寡占市場における合併の競争制限効果をみるためには、プライス・コスト・マージンにより市場支配力が生じるかをみることが重要である。差別化された財の寡占の市場における企業のプライス・コスト・マージンは、その需要の価格弾力性の逆数となる。需要の価格弾力性を推定するために必要となる需要関数の推定モデルとして現在最も受け入れられているモデルが、Deaton and Muellbauer (1980)のAIDSモデルである。本研究では1) Allais and Nichele (2007)による複数のレジームからなる需要関数推定モデルであるMarkov-Switching AIDSモデルにおけるベイズ推定方法を確立し、2)Spiegelhalter et al. (2002)によって提唱されたDICベイズモデル選択規準をMarkov-Switching AIDSモデルに適用可能なように拡張し、この重要な分野の新たな解析手法を提供することを目的とした。このうち1)についてはKabe, S. and Kanazawa Y. (2013), “Estimating the Markov-Switching Almost Ideal Demand Systems: A Bayesian Approach,"Empirical Economics, December 2014, Volume 47, Issue 4, pp 1193-1220に結実した。ImpactFactor:0.693.また2)についてはKabe, S. and Kanazawa, Y. (2016), "Variable selection in a Bayesian regressionmodel via generalized Bayesian criterion"として投稿中である。

この応用を通じてこの手法の持つ多くの限界に直面し、MS-AIDSモデルをベイズ理論を用いて推定する手法を考案し、その理論的正確性をシミュレーションと応用可能性を現実データを用いて示し2014年にEmpirical Economicsに発表した。この手法は旧来の方法の限界を多くの面で克服している。計量経済学ベイズ理論に基づくモデル選択規準として最も理論的に優れていると考えられているSpiegelhalter, et al. (2002)らの提唱したDICのアイディアは複雑な階層ベイズモデルでパラメータの数を頻度理論のように明示できない場合に、ディビアンスの事後平均と事後分布の平均値におけるディビアンスの差をeffective number of parameters (pD)と定義し、これをもってベイズ的なモデルの複雑さを測る基準としたことにある。ディビアンスは標本数が多い場合には漸近的に優れた性質をもつことが知られている。MS-AIDSモデルの推定にあたって利用したのは1998年1月から2006年12月まで108か月であり、パラメータ数に比してデータ数が非常に限られている。このため漸近理論に根拠をおくDICを適用する際、有限の標本数の場合に対するバイアスコレクションを行う必要が生ずる。Sugiura (1978)のCommunications in Statistics-Theory and Methodsにおけるバイアス補正AICに習い、バイアス補正DICをまず提案し、次にこれを改良して、候補となる複数のモデルから、望ましいMS-AIDSモデルのレジーム数やパラメータ数を同定する情報量規準を提案する。製品数N=4、レジーム数K=2、観測時点の数がT=800で、ちょうど半分の時点でswitchingが起きるという食肉市場を念頭に、どちらのレジームにも400時点のデータが割り当てられるとし、これら4製品の価格と支出を一様分布から生成させ、Gibbs samplerによって推定を行うとしよう。最初の40,000はburn-inとして捨て、次の40,000標本を推定し、標準的なGeweke (1992)の収束診断法を用いて、各レジームについて計36個のパラメータと推移確率2個を推定しようとすると、最尤法では数日の計算時間がかかる。また実験段階ではあるが、ベイズ推定法を用いた場合でも、3時間一日の計算時間がかかることもわかっている。差別化がされた製品の市場に拡張しようとした場合、製品数が10から20という場合もまれではない。たとえばバター6社マーガリン6社でバター・マーガリン市場を形成している場合などが考えられる。このような場合にも対応できるように、このアルゴリズムを改善してより高速な計算が可能にすることが実用上重要になる。
18世紀ドイツにおける〈人間〉をめぐる言説　―　ヴィンケルマンを手がかりに

本研究は、ヴィンケルマンの著作を18世紀の人間学の関連で捉えなおし、18世紀ドイツにおける〈人間〉をめぐるざまざまな言説を探求しようとするものである。今年度はヴィンケルマンの古典受容と18世紀のヴィンケルマン受容を中心に、二次文献の検討に行ない、人間性を育む教育と身体の関連についての18世紀の受容について新たに一次文献を取得した。夏の出張ではドイツ国立図書館フランクフルト館で関連既刊・新刊研究書などを調べ、内容を検討した。主なタイトルはこれにより新たな視点や知識を得られたが、平成30年度に持ち越していた『古代美術史』における人間像および参照された古代ギリシア・ローマおよび近代の著作の検討までは手が回らなかった。30年度は、二次文献を読み込むことに時間を割き、そこで新たに得られた示唆をもとに、一次文献にあたる形で研究をすすめることになった。主な点は、1.ヴィンケルマンの個人史と人間像、とくに教育との関係。2.ヴィンケルマンによる美の観念の根本的転換。(身体)美が、学識=エスタブリッシュメントではなく、個々人の感官で捉えられるものとして呈示され称揚された。それはエスタブリッシュメントから個人を解放する契機であり、社会変革の力があると考えられた。これはシラーの『美的教育』に連なる。3.ギムナシオンおよびオリンピック競技の賞賛がもたらしたもの。a.身体鍛錬が教育学・人間学の議論の対象となる。b.ヴィーラントのルキアノス『アナカルシス』翻訳などにより、ギムナシオンの訓練が紹介されたり、シラーの『優美と威厳』では、動いている身体を美学理論内に位置づける試みがなされるが、シラーは他の著作で魂/精神が身体を作る、という議論を展開される。b.身体鍛錬が青少年の全人的教育の一環に組み込まれた(ヴィーラント、バセドウ、博愛主義者たち、グーツムーツ、フィート(Vieth)、ハインゼ)。ゲーテも「古代人は真に全体として完成した人間だった」と語っている。c.身体鍛錬という概念をを身体からひきはがし、人間学上の質を精神と内面のプロセスに適用する試みがなされる。ヘルダーリン、ヘルダー、ジャン・パウルなど。4.「高貴なる野生人」については、ヴィンケルマンが「俊敏なるインディアン」の示唆を得たジョセフ・フランソワ・ラフィトーの『アメリカ史』(フランス1742、ドイツ語訳1752)を読んだ。このように研究を進めることができたが、他方、予定していた『古代美術史』検討および、本来30年度に予定していた18世紀前半の人間学の観点整理などには手が回らなかった。「高貴な単純と静謐なる偉大さ」という芸術観で知られるヴィンケルマンは、美術史、考古学の祖とも言われ、おもに美術史の関連で論じられてきた。一方、かれの著書は、美術を語りながら、古代ギリシアに仮託された、近代市民社会道徳の抑圧を知らない美しい身体とその身体に宿る闊達でのびやかな精神、それを育む、学問と芸術の栄える自由で平等な共同体という人間像が提示され、同時代の人たちを魅了した。平成29年度は、ヴィンケルマンの著作が喚起する人間像のさまざまな要素を検討し、あわせてヴィンケルマンが直接参照した、古典古代および近代の著作も検討するなかで、とくにどのような要素がヴィンケルマンの人間像に顕著であるのかを明らかにするという計画にそって、研究を進めた。検討したのは、『絵画と彫刻におけるギリシア芸術の模倣について』『公開状』『解説』(1755/56)で、項目は、1.身体鍛錬;2.身体鍛錬の場であり、かつ自由な学問・討論の場としてのギムナシオン;3.人物(英雄性)の表現としての身体をめぐる配慮;4.気候と人間の身体/健康・気性の関係;5.比較民族学などである。また夏のドイツ出張においては、ドイツ国立図書館フランクフルト館で、関連既刊・新刊研究書などを調べたほか、最近まで入手不可かつ国内所蔵のなかった、パリ国立図書館所蔵のヴィンケルマンの抜き書き集を細かに調査し著作との関連を検討したElisabeth Decultot: Untersuchungen zu Winckelmanns Exzerptheftenを精査した。また、ドレスデンにおいては、ヴィンケルマンが論じている彫像および絵画を確認した。以上のように29年度は、本研究の基礎となる作業を進めた。29年度は本研究の基礎となる作業を進めた。『絵画と彫刻におけるギリシア芸術の模倣について』『公開状』『解説』に提示された項目に関連する著作として、確認したのは、1.身体鍛錬:スパルタの身体鍛錬については、クセノポン『ラケダイモン人の国制』;プルタルコス『リュクルゴス』。2.身体鍛錬の場であり、かつ自由な学問・討論の場としてのギムナシオン:プラトン『リュシス』『法律』『国家』など。3.人物(英雄性)の表現としての身体をめぐる配慮:ホメロス『オデュッセイア』;ルキアノス『アナカルシス』。4.気候と人間の身体/健康・気性の関係:ヒポクラテス『空気、水、場所について』;キケロ『運命について』;モンテスキュー『法の精神』第三部などである。

しかし、『古代美術史』を検討することはできず、30年度に持ち越すこととした。したがって、この点では当初の計画よりは遅れていることになる。一方、ドイツ滞在時の資料探索のさい、18世紀の人間学についての先行研究の情報を収集するとともに、ある程度は先行研究に目を通すことができた。啓蒙期の人間学は、おおきく1.医学・哲学的人間学と2.さまざまな人種の体系的比較に分けることができ、1.の特徴は、〈全き人間〉観の構築、すなわち、感覚と認識、身体と魂、官能と理性、自然と文化、生物学的決定と自由の不可分の一体性、といった観点からの人間観の構築である。ヴィンケルマンの場合も、双方の観点に加え、博物誌(リンネ、ビュフォン、猿との比較)や神話(聖書)との関連から検討する必要があることがわかった。18世紀(前半)の人間学をめぐる議論の検討については、30年度以降の課題としていたが、29年度からとりかかることができた。以上のように、現在までの進捗状態は、遅れている部分もあるが、先取りして進めた部分もあり、全体として、おおむね順調に進展しているといえる。本研究は、ヴィンケルマンの著作を18世紀の人間学の関連で捉えなおし、18世紀ドイツにおける〈人間〉をめぐるざまざまな言説を探求しようとするものである。今年度はヴィンケルマンの古典受容と18世紀のヴィンケルマン受容を中心に、二次文献の検討に行ない、人間性を育む教育と身体の関連についての18世紀の受容について新たに一次文献を取得した。夏の出張ではドイツ国立図書館フランクフルト館で関連既刊・新刊研究書などを調べ、内容を検討した。主なタイトルはこれにより新たな視点や知識を得られたが、平成30年度に持ち越していた『古代美術史』における人間像および参照された古代ギリシア・ローマおよび近代の著作の検討までは手が回らなかった。30年度は、二次文献を読み込むことに時間を割き、そこで新たに得られた示唆をもとに、一次文献にあたる形で研究をすすめることになった。主な点は、1.ヴィンケルマンの個人史と人間像、とくに教育との関係。2.ヴィンケルマンによる美の観念の根本的転換。(身体)美が、学識=エスタブリッシュメントではなく、個々人の感官で捉えられるものとして呈示され称揚された。それはエスタブリッシュメントから個人を解放する契機であり、社会変革の力があると考えられた。これはシラーの『美的教育』に連なる。3.ギムナシオンおよびオリンピック競技の賞賛がもたらしたもの。a.身体鍛錬が教育学・人間学の議論の対象となる。b.ヴィーラントのルキアノス『アナカルシス』翻訳などにより、ギムナシオンの訓練が紹介されたり、シラーの『優美と威厳』では、動いている身体を美学理論内に位置づける試みがなされるが、シラーは他の著作で魂/精神が身体を作る、という議論を展開される。b.身体鍛錬が青少年の全人的教育の一環に組み込まれた(ヴィーラント、バセドウ、博愛主義者たち、グーツムーツ、フィート(Vieth)、ハインゼ)。ゲーテも「古代人は真に全体として完成した人間だった」と語っている。c.身体鍛錬という概念をを身体からひきはがし、人間学上の質を精神と内面のプロセスに適用する試みがなされる。ヘルダーリン、ヘルダー、ジャン・パウルなど。
歯周組織由来細胞におけるストレス応答性タンパク質MICAの発現に関する研究

ストレス応答性タンパク質MICAについて、ヒト歯周組織における発現の有無と発現制御因子について調べた。歯周組織においてMICAは恒常的に発現が誘導されていることが示された。次いで、培養歯根膜細胞において、MICA誘導・制御因子を検討したところ、トランスフォーミング増殖因子(TGF-β1)はMICA発現を亢進し、塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)はMICA発現を転写レベルで抑制することが明らかとなった。MICA (MHC class I-related chain A)は、熱ショックタンパク質と同様に、微生物感染や温熱,低酸素などの刺激によって細胞膜への発現が誘導されるストレス応答性の糖タンパク質である。MICAの受容体は、γδT細胞,細胞障害性T細胞,マクロファージといった細胞表面に発現するところのNKG2Dで、両者の結合は、細胞傷害機能の主要な活性化シグナルとなって、MICA発現細胞はその標的となることが知られている。これらの細胞傷害性細胞はいずれも歯周疾患局所に多く出現してくることから、歯周組織構成細胞によるMICA発現が、病態の進行を増大・加速する可能性が推測される。しかしながら未だ健常・罹患を問わず、歯周組織におけるMICAの研究報告は見あたらない。本年度私たちは、ヒト歯根膜細胞がMICAを発現することを明らかにする目的で、培養細胞を用いてRT-PCR法に加え、MICA抗体とプロピジウムイオダイド核染による蛍光二重染色を施した。免疫染色の実施に際しては、8チャンバーに培養細胞を植え継ぎ、MICA特異染色とネガティブコントロール染色を同一スライド上で行うことによって、両染色を対する反応条件の等一性を図った。染色像の解析には共焦点顕微鏡を用い、同一条件で特異染色とネガティブコントロール染色の画像を取得した。<結果>PCRによって予測されるサイズの単一バンドを得た。免疫染色においては、抗MICA抗体によるシグナルは、同抗体とクラスならびに濃度を一致させた正常イムノグロブリン染色によるシグナルよりも明らかに高かった。以上の結果から、歯根膜細胞はmRNAとタンパク質レベルにおいて、MICAを発現することが示された。次には、MICAの転写に影響する生理活性物質についてmRNAレベルで検索する計画である。MICAは微生物感染,温熱,有害物質への露呈によって発現が誘導されるストレス応答性の糖タンパク質で、ナチュラルキラー細胞,細胞障害性T細胞,マクロファージといった免疫担当細胞や破骨細胞に発現する細胞傷害活性化レセプターのひとつであるNKG2Dにより認識される。従って歯周組織において、細菌感染等によるストレスはMICAの発現を誘導し,歯根膜や歯槽骨の破壊に関与している可能性が考えられる。しかしながら今まで歯周組織におけるMICAについての報告は見当らない。本年度は,歯周組織局所におけるMICA発現細胞とその発現制御を明らかにする目的で,培養ヒト歯根膜(HPL)細胞に種々のサイトカインを投与し、同細胞におけるMICA発現をリアルタイムPCRによって検討した。<結果>歯周組織ならびに無処置の継代早期HPL細胞を試料としたRT-PCRにおいて、MICAmRNAが発現していることを確認した。次に継代6代目のHPL細胞を0、3、6、12、24、48時間サイトカインに暴露してMICAの発現を分析したところ、サイトカインによって異なる経時的プロフィールを呈した。実験に供した4種のサイトカイン中、TGF-β1が投与時間依存的にMICA mRNAの発現を上昇させ、他の3種のサイトカインよりも高い発現レベルを誘導した。FGF2投与ではMICA発現は低いままで、代表的な炎症性サイトカインであるIL-1βやTNF-αでは,24h以降に発現レベルの上昇がみられた。以上の結果から、HPL細胞は恒常的にMICAを発現していることが示唆された。さらに、歯根膜細胞では従来知られているストレス刺激以外に一部の生理活性分子もMICA転写を誘導することが明かとなった。次年度は歯周組織における恒常的なMICA発現とTGF-β1による発現上昇の意味を明かにする予定である。MICAは細胞のガン化や感染、有害物質や低酸素への暴露等によって発現が誘導されるストレスタンパク質である。ガン細胞の殺処分マーカーや移植抗原として機能することが明らかにされているが、その他の機能は十分にわかっていない。H19年度に私たちは、培養ヒト歯根膜細胞を炎症性サイトカインや細胞増殖因子で刺激し、リアルタイムPCRでMICA発現レベルを精査したところ、当初の予想に反して、代表的炎症性サイトカインであるTNF-α、IL-1よりもトランスフォーミング増殖因子(TGF-β1)によって強く発現が誘導された。しかし塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF-2)では、無刺激サンプルと同程度か僅かに低めであった。この結果を踏まえて、H20年度はまず(1) FGF-2のMICA転写制御能について検討した。すなわちFGF-2はMICA転写に全く影響しないのか、それとも抑制的に働くのか。(2)グラム陰性細菌内毒素(病原体因子LPS)のヒト歯根膜細胞のMICA

転写誘導レベルについて<結果と考察>(1)等量のTGF-β1とFGF-2の二重投与を行ったところ、TGF-β1単独投与サンプルに比べてMICA発現を1/21/3程度に抑制したことから、FGF-2は歯根膜細胞のMICA発現を負に制御することが明らかとなった。(2)ヒト歯根膜細胞は、LPSに対する受容体TLR-4およびこれらの結合によるシグナル伝達に必要な分子を備えることが明らかにされている(Hatakeyama,2003)。しかしMICA転写誘導に関しては、LPS刺激濃度、刺激期間によらず、ほとんど無刺激サンプルと同レベルであった。一般に線維芽細胞に対してFGF-2は増殖を、TGF-β1は増殖を抑制して分化や基質産生を促す。以上の結果から、歯根膜細胞においてMICA発現は、炎症性環境下のみならず、傷害からの組織修復過程に何らかの役を果たす可能性がうかがわれた。