hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠期における日本型食生活の食育が授乳期の母親の心身の健康に与える効果

以上の結果より、女性のライフステージにおいて重要な妊娠期に食育を行うことは、女性自身や家族の健康に良い影響を及ぼすと考えられるが、この時期は心身のバランスが変動しやすいので、食以外の要因による影響を考慮し、その効果を判定する時期や方法について特別な工夫が必要であることが示唆された。
大規模研究にて同定された統合失調症のリスク遺伝子の中間表現型解析

統合失調症の中間表現型の一つである眼球運動異常について、我々は眼球運動5変数から88%の確率で統合失調症と健常者との判別ができることを報告している。今回、5変数を3変数(注視課題の注視時間、パシュート課題の水平位置ゲイン、フリービューイング課題の追跡距離)に減らしても82%の確率で統合失調症と健常者を判別できた。また統合失調症の中には、抗精神病薬を十分量十分期間投与しても症状改善がみられない治療抵抗性の一群があり、生物学的マーカーと捉えることができる。今回我々は、治療抵抗性の有無により2群に分け眼球運動変数を比較したところ、両群に有意差はみられなかった。統合失調症の大規模GWASで同定された108ゲノム座位に存在するリスク遺伝子多型を選択してタイピングしている。統合失調症において特徴的に障害され統合失調症のリスクに関わる神経生物学的な表現型である中間表現型には、言語性記憶、視覚性記憶、注意・集中力、遅延再生記憶、言語流暢性、ワーキングメモリー、知能などの認知機能、三次元脳構造画像、拡散テンソル画像やresting stateの機能的MRIなどの脳MRI画像、探索的眼球運動といった神経生理機能などがある。これらの中間表現型と上記のリスク遺伝子多型との関連解析を進めている。特にこの1年においてはタイピング以外にも、中間表現型としての眼球運動異常について解析を進めてきた。統合失調症については以前から注視課題での注視困難、パシュート課題での追跡の拙劣さ、フリービューイング課題での探索眼球運動の減少が知られており、我々はこれらの特徴から統合失調症と健常者との判別ができることを報告している(Miura et al. Schizophr Res. 2014)。既報で用いた判別式では、88%の確率で統合失調症と健常者を判別することができた。判別式には当初、眼球運動検査で得られる5変数(注視課題の注視時間、パシュート課題の水平方向速度ゲイン・注視回数・信号雑音比、フリービューイング課題の追跡距離)を用いていたが、今回研究を進めていく中で、変数を減らしても再現性のあることが確認できた。これらの選択された眼球運動変数を用いて、眼球運動の異常とはどのような脳機能を見ているのか、焦点を絞ってリスク遺伝子多型や画像との関連を調べている。既に被験者のリクルートシステムが整っており、現在、入院外患者をリクルートし、DSM-Vによる診断を行ったうえで、採血および各種の神経生理機能検査、画像検査を行っている。研究に取り掛かるためのサンプル収集は済んでおり、さらにサンプルを増やすための体制が確立されている。またリスク遺伝子多型のタイピングについては予定通り行っている。また中間表現型との関連を調べるため、被験者に対してWAIS-III、WMS-Rなどの心理検査、脳MRI検査、眼球運動検査を行っている。これらの検査の中でも眼球運動検査については、統合失調症と健常者を判別する式を作り、今回サンプル数を増やしてその再現性を確認した。また判別式を形成する眼球運動変数を絞りこんだ。このように、より病態を反映するデータを得るため、各検査方法について改善を行っている。統合失調症と健常者の死後脳サンプルについての実験は、共同研究者と実験計画を調整中である。本サンプルとリンパ芽球サンプルを合わせて、今後、スプライシングバリアントの発現量をリアルタイムPCR法にて測定する予定である。統合失調症のリスクに関わる神経生物学的な表現型である中間表現型には、言語性記憶、視覚性記憶、注意・集中力、遅延再生記憶、言語流暢性、ワーキングメモリー、知能などの認知機能、三次元脳構造画像、拡散テンソル画像やresting stateの機能的MRIなどの脳MRI画像、探索的眼球運動といった神経生理機能などがある。今年度は特に眼球運動異常について解析を進めてきた。判別式には当初、眼球運動検査で得られる5変数(注視課題の注視時間、パシュート課題の水平方向速度ゲイン・注視回数・信号雑音比、フリービューイング課題の追跡距離)を用いていたが、今回研究を進めていく中で、変数を減らしても82%の確率で統合失調症と健常者を判別することが確認できた(Morita et al. Psychiatry Clin Neurosci. 2017)。また統合失調症の中には、抗精神病薬を十分量十分期間投与しても症状改善がみられない治療抵抗性の一群がある。治療抵抗性とは、一つの生物学的マーカーとして捉えることができる。今回我々は、治療抵抗性の有無により2群に分け眼球運動指標を比較したところ、両群に有意差はみられなかった。現在はさらにサンプル数を増やして、眼球運動検査の判別式の再現性を確認している。

また統合失調症の中には、抗精神病薬を十分量十分期間投与しても症状改善がみられない治療抵抗性の一群があり、生物学的マーカーと捉えることができる。今回我々は、治療抵抗性の有無により2群に分け眼球運動変数を比較したところ、両群に有意差はみられなかった。引き続き、健常者群および患者群のリクルートを行い、神経心理、脳形態、神経生理といった中間表現型の関連やリスク遺伝子の発現量の程度について、さらにサンプル数を増加して比較検討を進める。また眼球運動検査をはじめ中間表現型を形成する検査方法について、より疾患を反映するデータが得られるよう改善を行っていく。申請者のグループでは包括的遺伝解析研究として、学内外の研究者を中心とした脳表現型の分子メカニズム研究会を発足し、ヒトの脳表現型と遺伝子の関連を検討している。学会および打ち合わせ等は前年度と同様である。大阪大学では、包括的な臨床・研究システムとして、統合失調症プロジェクト(SP : schizophrenia project)を行っている。SPは、統合失調症専門外来と統合失調症入院プログラムからなる臨床部門と、そこで得られたリサーチソース・データベースを用いた臨床研究部門・基礎研究部門からなる。本研究で用いるサンプルはこのプロジェクトからリクルートしたものであり、申請者は研究協力者である橋本亮太(大阪大学大学院連合小児発達学研究科附属子どものこころの分子統御機構研究センター/同精神医学教室兼任)らと共にSPを運営している。申請者は研究協力者に必要に応じて適切なアドバイスを受けることができる。既に、現在入院外患者をリクルートし、DSM-Vによる診断を行ったうえで、採血および各種の神経生理機能検査を行っている。このように研究に取り掛かるためのサンプル収集は済んでおり、さらにサンプルを増やすための体制が確立されていることにより、本研究を効果的、効率的に推し進めることができる。上記の実験と共に、サンプル収集もこれまで同様に継続して行う。医歯薬学内科系臨床医学精神神経科学研究計画に沿って研究を進めて必要に応じて執行したが、当初の見込み額と執行額が若干異なったために差異が生じた。研究計画に変更はなく、予定どおりに次年度の研究計画に沿って、さらに研究を発展させるべく有効に使用する予定である。
VLSIのテスト用ランダムパターンの生成法に関する研究

VLSIの動作試験のために,ランダムな入力を与えて,その出力を正常なVLSIの出力と比較するという方法が使われている.ランダム入力発生装置として従来はフィードバック・シフトレジスタがよく使われていたが,これをVLSIチップに組込むと,フィードバック用の配線が長く複雑になるために種々の不都合が生ずることがわかり,最近ではセル・オートマトンを使う方法が注目をあびている.その設計法として従来は試行錯誤による方法が提案されていたが,これでは大規模なセル・オートマトンの設計は困難なので,われわれは,有限体上の連立1次方程式を解く,試行錯誤を必要としない方法を提案した.この方法によって良好なランダム入力を生成できるようなセルの結線を求めるプログラムを作成し,セルの個数が数十数百程度でも,実用的な時間内に計算を完了できることを確認した.VLSIのテストに際しては,多数のセルの出力を並列に取り出して利用するので,セルの出力の間の相関構造を調べ,どのセルの出力を利用するのが統計的に見て良いかを明らかにする必要がある.そのためには離散対数問題を解かなければならないので,効率的なアルゴリズムは知られていないが,一応プログラムを作成し,セルの個数が数十程度までなら,相関構造を明らかにすることができるようにした.もっと効率的なアルゴリズムを考案することは,今後の研究課題である.VLSIの動作試験のために,ランダムな入力を与えて,その出力を正常なVLSIの出力と比較するという方法が使われている.ランダム入力発生装置として従来はフィードバック・シフトレジスタがよく使われていたが,これをVLSIチップに組込むと,フィードバック用の配線が長く複雑になるために種々の不都合が生ずることがわかり,最近ではセル・オートマトンを使う方法が注目をあびている.その設計法として従来は試行錯誤による方法が提案されていたが,これでは大規模なセル・オートマトンの設計は困難なので,われわれは,有限体上の連立1次方程式を解く,試行錯誤を必要としない方法を提案した.この方法によって良好なランダム入力を生成できるようなセルの結線を求めるプログラムを作成し,セルの個数が数十数百程度でも,実用的な時間内に計算を完了できることを確認した.VLSIのテストに際しては,多数のセルの出力を並列に取り出して利用するので,セルの出力の間の相関構造を調べ,どのセルの出力を利用するのが統計的に見て良いかを明らかにする必要がある.そのためには離散対数問題を解かなければならないので,効率的なアルゴリズムは知られていないが,一応プログラムを作成し,セルの個数が数十程度までなら,相関構造を明らかにすることができるようにした.もっと効率的なアルゴリズムを考案することは,今後の研究課題である.
造血幹細胞への遺伝子導入による慢性関節リウマチモデルマウスの治療

遺伝子導入を臨床に応用するためには造血幹細泡よりも末梢リンパ球を利用するほうが容易なため、マウス脾臓由来リンパ球を対象細胞とした。リンパ球への遺伝子導入は、マーカー遺伝子としてGFPを発現するレトロウイルスを用い、フローサイトメトリーでのGFP陽性細胞の割合により導入効率を評価した。これまではマウスリンパ球への遺伝子導入効率はレトロウイルスを用いた場合、最高でも10%程度であったが、抗CD3、抗CD28抗体を含んだ組換えファイブロネクチンコートプレート上でリンパ球へウイルス感染を繰り返すことにより、GFP陽性細胞を30%以上に上げることができた。関節局所に細胞を選択的に集積させる遺伝子の候補として、ケモカインレセプターを選択した。ケモカインレセプターとマーカー遺伝子を1つのレトロウイルスベクターに組み込み、2種の蛋白を発現するベクターを作製。ケモカインレセプターに対する抗体は市販品が少なく、発現の確認が困難なため、タグ蛋白を発現するFLAGタグ塩基配列をケモカインレセプター遺伝子の前に組込み、FLAGタグ蛋白結合モカインレセプターとして発現させ、タグ蛋白を確認することにより、レセプターの蛋白レベルでの発現の確認とした。マウス造血系培養細胞株へ遺伝子導入後、細砲蛋白抽出液からの抗FLAG蛋白抗体を用いた免疫沈降ウエスタンブロッティング法にて、タンパクレベルでレセプターが発現していることを認した。関節炎モデルマウスとしては、DBA/1マウスをウシtypeIIコラーゲンと完全アジュバント、不完全アジュバントを混ぜて免疫し、関節炎、足背の腫長が起きることを確認した。しかしコンスタントに同程度に関節炎を起こすことが灘しく、また関節炎の程度もそれほど著明ではなく、炎症関節の組織所見においても、リンパ球の集簇は軽度で、1足全体からリンパ球を取り出すと、骨髄細胞が大部分を占めてしまい、増殖滑膜中のリンパ球のみを回収することが難しい等の克服すべき問題が多く存在している。造血幹細胞への遺伝子導入の臨床応用に向けてまず末梢リンパ球への遺伝子導入を今年度は試みた。マウスの脾臓から取り出したリンパ球への遺伝子導入は、マーカー遺伝子としてGFPを発現するレトロウイルスを用い、フローサイトメトリーでのGFP陽性細胞の割合により導入効率を評価した。これまではマウスのリンパ球への遺伝子導入効率はレトロウイルスを用いた場合、最高でも10%程度であったが、抗CD3、抗CD28抗体を含んだ組換えファイブロネクチンを用いてプレートをコートし、この上でリンパ球へのウイルス感染を繰り返すことにより、マーカー遺伝子のGFP陽性細胞を30%以上に上げることができた。これにより導入リンパ球をソートしなくても、導入細胞を体内に戻すことが容易になった。ケモカインレセプターとマーカー遺伝子を1つのレトロウイルスベクターに組み込み、2種の蛋白を発現するベクターを作製した。ケモカインレセプターに対する抗体は市販されているものが少ないため、タグ蛋白を発現するFLAGタグ塩基配列をケモカインレセプター遺伝子の前に組込み、FLAGタグ蛋白結合ケモカインレセプターとして発現させ、タグ蛋白を確認することにより、レセプターの蛋白レベルでの発現の確認とした。マウス造血系培養細胞へ遺伝子導入後、細胞蛋白抽出液からの抗FLAG蛋白抗体を用いた免疫沈降、ウエスタンブロッティング法にて、蛋白レベルでレセプターが発現していることが確認できた。今後は、培養細胞で発現されたケモカインレセプターが機能するかを確認するため、対応するケモカインにて実際に遊走するかをvitroで確認し、その後にマウスの体内へ戻し、関節の炎症個所に選択的に遊走するかを確認する予定である。

しかしコンスタントに同程度に関節炎を起こすことが灘しく、また関節炎の程度もそれほど著明ではなく、炎症関節の組織所見においても、リンパ球の集簇は軽度で、1足全体からリンパ球を取り出すと、骨髄細胞が大部分を占めてしまい、増殖滑膜中のリンパ球のみを回収することが難しい等の克服すべき問題が多く存在している。遺伝子導入を臨床に応用するためには造血幹細胞よりも末梢リンパ球を利用するほうが容易なため、マウス脾臓由来リンパ球を対象細胞とした。リンパ球への遺伝子導入は、マーカー遺伝子としてGFPを発現するレトロウイルスを用い、フローサイトメトリーでのGFP陽性細胞の割合により導入効率を評価した。これまではマウスリンパ球への遺伝子導入効率はレトロウイルスを用いた場合、最高でも10%程度であったが、抗CD3、抗CD28抗体を含んだ組換えファイブロネクチンコートプレート上でリンパ球へウイルス感染を繰り返すことにより、GFP陽性細胞を30%以上に上げることができた。関節局所に細胞を選択的に集積させる遺伝子の候補として、ケモカインレセプターを選択した。ケモカインレセプターとマーカー遺伝子を1つのレトロウイルスベクターに組み込み、2種の蛋白を発現するベクターを作製。ケモカインレセプターに対する抗体は市販品が少なく、発現の確認が困難なため、タグ蛋白を発現するFLAGタグ塩基配列をケモカインレセプター遺伝子の前に組込み、FLAGタグ蛋白結合ケモカインレセプターとして発現させ、タグ蛋白を確認することにより、レセプターの蛋白レベルでの発現の確認とした。マウス造血系培養細胞株へ遺伝子導入後、細胞蛋白抽出液からの抗FLAG蛋白抗体を用いた免疫沈降、ウエスタンブロッティング法にて、タンパクレベルでレセプターが発現していることを確認した。関節炎モデルマウスとしては、DBA/1マウスをウシtypeIIコラーゲンと完全アジュバント、不完全アジュバントを混ぜて免疫し、関節炎、足背の腫脹が起きることを確認した。しかしコンスタントに同程度に関節炎を起こすことが難しく、また関節炎の程度もそれほど著明ではなく、炎症関節の組織所見においても、リンパ球の集籏は軽度で、1足全体からリンパ球を取り出すと、骨髄細胞が大部分を占めてしまい、増殖滑膜中のリンパ球のみを回収することが難しく、以後の実験は行き詰まっている。
北半球における広域積雪の衛星気候学的研究

Nimbusー7 SMMRのマイクロ波から、Chang(1986)のアルゴリズムにもとづいて作成された9年分(1978.11ー1987.8)のユ-ラシア大陸上の積雪深のデ-タを解析し、NOAA/NESDISによる積雪面積デ-タとの比較もおこなった。その結果、以下のような事実が明かとなった。1)大陸全体の積雪面積と積雪量の季節変化には、特徴的な違いが見られる。即ち、秋から冬にかけて積雪が増加する時は、積雪面積も積雪量もともに、増加するが、真冬には、積雪量のみが増え続ける。冬から春にかけて、積雪が減少する時期には、共に減少するが、その変化速度は、面積と量とで、時期的に大きく異なっている。積雪量は、春の終わり、特に3月から4月にかけて、急速に減少する。2)積雪量の季節的な増加・減少の傾向は、大陸の東部と西部とでかなり異なっている。西部では、どの緯度帯では、どの緯度帯でもほぼ同様の変化をするのに対し、東部では、高緯度側と低緯度側で、急激に増加あるいは減少する時期が異なっている。3)積雪量の極大となる緯度は、このデ-タでは65Nー70Nと、かなり高緯度よりに現れているが、過去の地上の実測デ-タは、もう少し低緯度側での極大を示唆している。これは、マイクロ波からの推定における系統的な誤差かどうか、今後の課題である。4)積雪の極大地域における最大積雪深の年々変動は、50cmから70cm(水当量で15cmから21cm)で、その変動幅の、地域的差異は、比較的小さい。これらの結果の一部は、並行して行われたデ-タ解析や、大気大循環モデルによる数値実験で示唆された、積雪偏差の大気に与える影響の季節・地域によるちがいを説明する根拠を与えている。
転移因子を利用した作物の遺伝子改変技術の確立

生物のゲノムサイズは、ゲノム中に転移因子が占める割合に依存する。コムギ、トウモロコシおよびソルガムなどのイネ科作物の多くはイネと比較してゲノムサイズが大きく、カルス化を伴う簡易的な形質転換法が確立されていない。このような作物の有用遺伝子の機能を改変するためには、ゲノム中に存在する転移因子を適度に活性化する技術の確立が有効である。本研究課題では、ソルガムをモデルとして簡易的な薬剤処理により転移因子を活性化し、ゲノム上の転移した位置を効率的に同定するシステムを確立することを目的とする。また、転移因子を制御する機構を解析し、効率的な遺伝子改変技術を確立するための基盤を築くことを目指す。
三次元計測における多光源・マルチカメラによる死角問題の軽減

1.まず1組のスリット光投光器とカメラからなる3次元計測装置により、任意の物体を多視点から計測し、多視点から計測された複数枚の距離画像を合成する試みを行った。2.対象物体はターンテーブルの上に固定し、テーブルを30度刻みで回転させ、その都度計測を行った。3.複数枚の距離画像を、1枚の距離画像に合成するソフトウェアを作成し、多視点から得られた距離画像の合成を行った。4.複数の視点から計測された距離画像を合成することにより、死角の少ない1枚の距離画像を得ることができた。5.また、ターンテーブルの回転を45度と90度刻みで同様に実験したが、対象物体の形状により多視点計測の効果(ここでは死角の軽減)がまちまちであった。なおパルス発光型3次元計測装置が不調であったため、同時多光源計測及び同時多視点計測は行わなかった。
環境・災害の経済構造とその変動に関する研究

本研究は、価値観が長期的に変動する場合の環境汚染・災害防止の経済理論を、国内公共投資と国際公共投資の面から理論的に開発し、長期的な環境汚染・災害防止の国際的経済政策を提示しようとするものである。本年度は、70年間にわたって秘密のベールに包まれていたソ連社会主義の環境汚染と災害の実態を、旧ソ連邦・カザフスタン共和国の環境災害問題を例にとって分析し、学際的国際協力のありかたを探った。1950年代から開始された綿花栽培を中心とする中央アジアの潅漑農業は、早くも1960年代後半から砂漠化をすすめ、ユーラシア大陸最大の環境破壊を産み出した。その結果天山山脈とパミール高原からの水資源は乾燥地帯で蒸発し、アラル海を縮小し、地下水を汚染した。この事態に鑑み本研究では、(1)環境破壊と災害を生ぜしめた政治経済的構造を現地カザフスタン共和国の資料をもとに分析し、(2)その結果生じた健康影響について現地の資料をまとめ、アラル海と核実験場周辺を調査し、(3)乾燥化の発生メカニズムを分析するため、カザフスタン共和国農業科学アカデミーと共同して実験農場を確保し、長期的かつ国際的な調査体制を構築した。これらの研究成果は、日本カザフ研究会(京大農学部)の調査報告書(裏面参照)などすでに各所で公表したが、現在出版を前提とした総合報告書を取りまとめ中である。本研究は国際的にも注目を集めるところとなっており、とくにカザフスタン共和国科学アカデミー、同農業科学アカデミーは、京大農学部との共同研究体制を整えつつある。また平成5年度からは国際学術研究「中央アジア・カザフスタンの環境と経済の再生計画」として、カザフスタン、オーストラリア、アメリカ、ドイツなどの研究者と共に本研究を発展させる予定である。本年度は、価値判断と事実判断に大きなズレがあるという特徴をもつ現代の災害・環境問題の理論的定義を試み、その背景となるデ-タベ-スを作成するため、水害・水資源を中心とした分析を行った。まず現代社会においておそらく最も重要な知見を呈するであろうソ連邦、カザフ共和国の災害環境問題の現状を分析し、学際的国際的科学協力のありかたについて議論をおこなった。この結果、この問題を日韓ソの3国共同で分析するための体制試案につき、単に本研究のみならず広く内外の検討課題とするとともに、わが国学術界の国際貢献策を探ることが決定した。次に隣国でありながら従来日本への情報の流入が乏しかった韓国の水害・水資源の現状とその思想的背景について、韓国土木学会、韓国水資源学会、長崎県対馬美津島町などの援助をうけつつ「太平洋沿岸の水資源と防災に関する対馬シンポジウム」(平成3年1月58日)を開催した。韓国の主な発表論題は以下の通りである。1.「韓国の水資源開発」高麗大学校・崔栄博2.「漢江の水利用」漢陽大学校・金元満3.「韓国の治水対策と展望」成均館大学校・金治弘いずれも貴重な資料が発表されると共に、日韓の災害の思想的背景について活発な討議があった。以上の2つが本年度の大きな実績であるので、現在これらの報告書を準備中である。本年度は、前年度に引続き水害・水資源を中心とした分析を行った。その成果は「太平洋沿岸の水資源の防災に関する対馬コンファレンス」と題したプロシ-ディングスとして発刊した。

また今年度は、70年間にわたって秘密のベ-ルに包まれていたソ連社会主義国家において発生した環境汚染と災害の実態を旧ソ連邦、カザフ共和国の災害環境問題の現状を分析し、学際的国際的科学協力のありかたについて議論をおこなった。すなわち1950年代より開始された綿花栽培を中心とする中央アジアの大規模潅漑の農業開発は、早くも1960年代後半より砂漠化をすすめ、大規模なるが故の化学物質の多用と潅漑路の老朽化により、ユ-ラシア大陸随一の環境破壊を生み出した。その結果、天山山脈とパミ-ル高原からの水資源は乾燥地帯で蒸発し、内陸湖であるアラル海へ流入水を減少せしめ、農薬などによる地下水汚染を惹起した。アラル海の漁業や沿岸産業は壊減し、母乳中の農薬や貧困に基づく肝炎などが乳幼児に蔓延し、周辺地域の乳児死亡率は世界最高の値を占めるに至っている。この事態に鑑み、本研究ではこれら環境破壊の因果連鎖を明らかにすると共に、進行しつつある地球規模環境破壊に対する日本などの国際貢献のあり方を提示することとした。すなわちアラル海とバルハシ湖を対象に、旧ソ連邦の経済構造の如何なる実態がこの破壊をもたらしたのかを現地資料や関係者証言を基に調査中である。また緊急的・長期的な国際研究についてプログラムを作成中である。以上の2つが本年度の大きな実績であるので、現在これらの報告書を準備中である。本研究は、価値観が長期的に変動する場合の環境汚染・災害防止の経済理論を、国内公共投資と国際公共投資の面から理論的に開発し、長期的な環境汚染・災害防止の国際的経済政策を提示しようとするものである。本年度は、70年間に渡って秘密のベールに包まれていたソ連社会主義の環境汚染と災害の実態を、旧ソ連邦・カザフスタン共和国の環境災害問題を例にとって分析し、学際的国際協力のありかたを探った。1950年代より開始された綿花栽培を中心とする中央アジアの潅漑農業は、早くも1960年代鋼鈑から砂漠化をすすめ、ユーラシア大陸最大の環境破壊を生みだした。その結果天山山脈とパミール高原からの水質源は感想地帯で蒸発し、アラル海を縮小し、地下水を汚染した。その事態に鑑み本研究では、1環境破壊・災害を生ぜしめた政治経済的構造を現地カザフスタン共和国の資料をもとに分析し、2その結果生じた健康影響について現地の資料をまとめ、アラル海と各実験場周辺を調査し、3乾燥化の発生メカニズムを分析するため、カザフスタン農業科学アカデミーと共同して実験農場を確保し、長期的かつ国際的な調査体制を構築した。これらの研究の成果は、日本カザフ研究会(京大農学部)の調査報告書(裏面参照)などすでに各所で公表したが、現在出版を前提として総合報告書を取りまとめ中である。本研究は国際的にも注目を集めるところとなった。とくにカザフスタン共和国科学アカデミーおよび同農業科学アカデミーは京大農学部と共同研究の体制を整えつつある。また平成4年度からは、国際学術研究「中央アジア・カザフスタンの環境と経済の再生計画」としてカザフスタン、豪州、米国の研究者と共に発展させる予定である。さらにドイツ、韓国の各大学や研究機関も注目し、参加を要請している。
代謝症候群、高血圧における中枢及び末梢性血管機能障害の機序と治療に関する研究

代謝症候群の症例は遊離脂肪酸(FFA)が上昇している。そこで代謝症候群のモデルとして、健常成人に対しFFA投与した。このモデルを用い、プレチスモグラフにより前腕血流量を測定し、アセチルコリンおよびニトロプルシッド投与による前腕血流量の変化を検討した。その結果、FFAを投与によりアセチルコリンに対する血管拡張反応は有意に低下し、急性の血管内皮機能障害を生じた。一方、ニトロプルシッドによる血管内皮非依存性血管拡張反応はFFAの投与前後で差はなかった。次に、FFAによる血管内皮機能障害におけるレニン-アンジオテンシン系の関与を検討した。FFAの投与によるアセチルコリンに対する血管拡張反応の低下はACE阻害薬(ペリンドプリル)もしくはアンジオテンシン受容体拮抗薬(ニューロタン)の前投与により消失した。さらに、FFAの投与によるアセチルコリンに対する血管拡張反応の低下はRho-kinase阻害薬である塩酸ファスジルの投与で改善し、抗酸化剤であるビタミンCの投与でも改善した。以上の結果より、FFAによる血管内皮機能障害には、レニン-アンジオテンシン系の亢進、Rho-kinase系の亢進、さらに酸化ストレスの増加により生じていると考えられた。一方、高血圧発症における中枢のレニン-アンジオテンシン系の役割を調べるために動物実験を行った。ストレス性高血圧モデルであるコンジェニックラットに、エアージェットストレスを与えると、血圧上昇、交感神経活動が認められた。この昇圧反応は脳室内へのアンジオテンシン受容体拮抗薬(カンデサルタン)投与で抑制されることが解った。ストレス性高血圧の発症に脳内のレニン-アンジオテンシン系の亢進が関与していると考えられた。代謝症候群では遊離脂肪酸(FFA)が上昇している。代謝症候群では血中の遊離脂肪酸(FFA)が上昇している。健常成人に脂肪製剤を投与し、血中のFFAを上昇させると血管内皮機能が低下することから、代謝症候群のモデルとして以下の研究を行った。プレチスモグラフを用いて前腕血流量を測定し、アセチルコリン(ACh)による前腕血流量の変化を測定した。

脂肪製剤の投与によるFFAの上昇によりアセチルコリンに対する血管拡張反応は有意に低下した。昨年度、FFAによる血管内皮機能の低下はレニン-アンジオテンシン(RA)系阻害薬により予防できること、一酸化炭素(NO)産生酵素阻害薬による血管内皮からのNO産生阻害下では、FFAの投与によるAChに対する血管拡張反応の低下が生じないことを解明した。今年度、FFAの投与による血管内皮機能低下はRho-kinase阻害薬である塩酸ファスジルの投与で改善すること、さらにその改善度は塩酸ファスジルの用量に依存していることを解明した。以上の結果より、FFAによる血管内皮機能低下は、主にNOの産生もしくは利用の障害で、RA系の亢進の結果生じるRho-kinase系の亢進、酸化ストレスの増加が関与していると考えられた。また、将来Rho-kinase阻害薬が代謝症候群の抗動脈硬化実になる可能性が示唆された。高血圧発症における中枢のRA系の役割を調べるために動物実験を行った。ストレス性高血圧モデルであるコンジェニックラットに、エアージェットストレスを与えると、血圧が上昇し、交感神経活動が亢進する。この昇圧反応は、脳室内へのアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)のカンデサルタン投与で抑制されることを昨年度解明したが、、今年度の研究では、カンデサルタンの経口投与がこの昇圧反応を抑制した。この結果から、ヒトにおけるストレス性高血圧に、中枢移行性のあるARBの経口投与が有効であると考えられる。耐糖能異常患者では,血管内皮機能が低下していることを我々はすでに報告している(日本循環学会2004)。この研究結果をもとに,メタボリックシンドローム患者の血管内皮機能をするとともに,CTにより内蔵脂肪面積,インスリン感受性の指標としてグルコースクランプ法により求めたM値,さらに血圧と血中アディポネクリン濃度を測定し,これらの因子と血管内皮機能との関連を調べた。また,メタボリックシンドロームの診断基準を満たさない症例を対照群とした。血管内皮機能については,プレチスモグラフを用いて前腕血流量を測定し,アセチルコリンによる前腕血流量の増加度を測定した。アセチルコリンによる前腕血流量の増加度は一酸化炭素(NO)産生酵素阻害薬による血管内皮からのNO産生阻害下においても測定した。結果,メタボリックシンドローム患者ではアセチルコリンに対する血管拡張反応が低下し,対照群の約50%程度であった。NO産生阻害下では,対照群ではアセチルコリンによる前腕血流量の増加が約50%低下したのに対し,メタボリックシンドローム患者では,ほとんど低下しなかった。アセチルコリンによる前腕血流量の増加度は内蔵脂肪面積および血圧と負の相関を,M値と正の相関を示した。以上の結果より,メタボリックシンドローム患者では,NO産生系を中心とした血管内皮機能障害を認めるとともに,この血管内皮機能障害は,内蔵脂肪の蓄積,血圧の上昇,インスリン感受性の低下,アディポネクチンの低下が深く関与していると考えられた。
C型慢性肝炎インターフェロン療法の応答・不応答に関わる宿主遺伝子の探索

本研究成果としてIFNの治療抵抗性にIFN投与に伴うISG誘導が密接に関わっていることを明らかにした。ISG誘導不良例では治療前のISGの高発現状態を伴っており、IFNが投与されても新たなISG誘導が起こらない病態が示唆された。興味深いことに治療前のISGの高発現状態はIL28B minor genotypeと密接に関連しており、IL28Bの遺伝子多型による何らかの免疫学的変化が治療前のISGの高発現状態を引き起こしていると示唆された。末梢血液のISG発現を解析するとIL28B majorでは肝組織ISG発現と末梢血ISG発現はよく相関したが、IL28B minorでは肝組織ISG発現と末梢血ISG発現の相関は消失していた。さらに、肝浸潤リンパ球の解析からIL28B minorでは肝小葉への免疫担当細胞の浸潤不全があることが明らかとなった。これらの免疫学的変化がIL28B minorで治療反応性が悪い要因となっていることが示唆された。現在、C型慢性肝炎に対し、インターフェロン(IFN)とリバビリン(Rib)の併用療法が広く行われるようになり、治療成績の格段の向上を認めた。しかし、特にゲノタイプIb高ウイルス量症例ではSustained viral response(SVR)が得られる症例は約半数である。残りの半数の症例ではTransient response(TR)あるいはNon response(NR)となり、肝硬変、肝癌へと進展する。IFNに対する応答、不応答に関わる因子の探索はIFN療法の治療成績の改善、その後の肝癌の発生阻止の観点から極めて重要と言える。IFNに対する応答、不応答に関わる因子は、各種近未来的抗ウイルス剤が開発されても、依然として治療効果を決定する重要な因子と考えられる。IFN不応答の要因には、ウイルス側因子と宿主側因子が関与していると考えられるが、本研究はIFN応答・不応答に関わる宿主責任遺伝子を同定することを目的とする。我々はこれまでにC型慢性肝炎症例でIFN+Rib併用療法を受けた30症例について治療前の肝生検組織と治療開始一週後の肝生検を用いて、治療に伴う肝組織内の遺伝子発現変化をaffymetrix gene chipにて行った。同時に9症例からLCM法を用いて肝浸潤リンパ球、肝細胞を別々に分けて採取しIFN+Rib併用療法に伴う遺伝子発現変化を解析した。以上の解析からIFN治療不応例では肝内のISGが治療前から発現誘導されており、IFN治療によって新たに誘導されない現象を見出した。さらに、IL28Bの遺伝子多型が、治療前のISG発現と密接に関わっていることを明らかにした(Gastroenterology in press)。また、肝浸潤リンパ球及び肝細胞の解析から、IFN治療不応例では肝浸潤リンパ球からIFN抑制遺伝子を誘導すると考えられるサイトカイン・増殖因子の発現亢進が認められ、IFN治療抵抗性と関連している可能性が示唆された。C型慢性肝炎に対するインターフェロン(IFN)に対する応答、不応答に関わる因子の探索はIFN療法の治療成績の改善、その後の肝癌の発生阻止の観点から極めて重要と言える。今後、従来のIFN+Rib(リバビリン)併用療法に加え、NS3プロテアーゼインイビターが併用されても、IFNに対する治療反応性については依然として治療効果を決定する重要な因子であろうと考えられる。IFN不応答の要因には、ウイルス側因子と宿主側因子が関与していると考えられるが、本研究はIFN応答・不応答に関わる宿主因子を同定することを目的とした。さらに、IL28Bの遺伝子多型が、治療前のISG発現と密接に関わっていることを明らかにした(Gastroenterology 2010)。また、肝浸潤リンパ球及び肝細胞の解析から、IFN治療不応

例では肝浸潤リンパ球からIFN抑制遺伝子を誘導すると考えられるサイトカイン・増殖因子の発現亢進が認められ、IFN治療抵抗性と関連している可能性が示唆された(J Hepatol 2010)。これまでに、SDF-1、HB-EGF、OsteopontinなどがIFN治療不応例の肝浸潤リンパ球で発現亢進していることを見出しており、これらの増殖因子のHCV複製に対する効果を、HCVレプリコン、感染クローンを用いて検討した。C型慢性肝炎に対するインターフェロン(IFN)に対する応答、不応答に関わる因子の探索はINF療法の治療成績の改善、その後の肝癌の発生阻止の観点から極めて重要と言える。現在、従来のlFN+Rib(リバビリン)併用療法に加え、NS3プロテアーゼインイビターの併用が開始されている。IFNに対する治療反応性は依然として治療効果を決定する重要な因子であると考えられる。IFN不応答の要因には、ウイルス側因子と宿主側因子が関与していると考えられるが、本研究は宿主因子を同定することを目的とした。本年度はPegIFN+Rib併用療法を受けたC型慢性肝炎症例の治療前の末梢血液のISGの発現変化と治療効果及びIL28B遺伝子多型との関連性に付き検討した。さらに、15例の治療前の肝組織を用いてレーザーキャプチャー・マイクロダイセクション(LCM)にて肝小葉部と門脈域細胞浸潤を別々に採取し、遺伝子発現を解析した。lL28Bメジャーでは肝小葉部のISG発現パターンと門脈域細胞浸潤のISG発現パターンが一致していたが、IL28Bマイナーでは肝小葉部のISG発現が高値にかかわらず門脈域細胞浸潤のISG発現が低い傾向が認められた。免疫染色ではIL28Bマイナーでは、肝細胞ではISGの高発現が見られるものの、マクロファージやT細胞の免疫担当細胞の浸潤が抑制されていた。以上より、IL28BマイナーではIFN療法の反応不良の要因として、治療前のISG高値に加え、免疫担当細の浸潤不良が要因の一つとして挙げられた。
発達期視覚野の可塑的変化に伴う神経栄養因子の動態

大脳皮質一次視覚野の眼球優位性コラムの研究により、視覚系の神経活動がコラム形成や可塑性に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに研究代表者らは、シナプス後細胞である皮質ニューロンの活動が発達期の可塑性をコントロールしていることを示す知見を得た。この知見はシナプス後細胞である皮質ニューロンからシナプス前終末である視床からの入力線維への逆行性のシナプス間メッセンジャーが存在することを示唆する。最近、神経栄養因子がシナプスにおける逆行性メッセンジャーの候補として注目されており、また、発達期の一次視覚野において、脳由来神経栄養因子(BDNF)やNT-4/5といった神経栄養因子に対する受容体が存在することが報告されている。そこで発達期の一次視覚野をモデルとして、片眼遮蔽による眼球優位性コラムの可塑的変化におけるBDNFの関与を検討した。その結果、BDNFが視覚野のコラム構造の維持、あるいは可塑性に影響することを示唆する結果を得た。すなわち、発達期の動物の一次視覚野にBDNFを持続的に投与すると、すでに出来上がった眼球優位性コラムがdesegregateし、コラム構造が見られなくなることを見いだした。また、この時期の動物に、片眼遮蔽を行うと同時に視覚野にBDNFを持続的に投与すると、健常眼のコラム、遮蔽眼のコラム共にdesegregationを示した。一方、NGFを視覚野に持続投与した例では、BDNFのようなコラム構造のdesegregationは認められなかった。このことはBDNFが視床からの入力線維の皮質内分布に影響を与えうることを示唆する。さらに、BDNFの眼球優位性コラムへの効果は成熟動物では観察されなかったことから、このようなBDNFの効果は発達期視覚野の可塑性に密接に関与するものと考えられる。
腫瘍リンパ管新生と血管新生の分子機構の解析とその制御

腫瘍の増殖、浸潤及び血行性及びリンパ管性転移に対してその制御が有効な治療戦略となることは容易に想像できる。そのため多くの研究者により血管新生の分子機構解明はこの十年躍進的に進み、実際にVEGFに対する中和抗体を用いる治療は臨床の場に登場している。一方、リンパ管形成の分子機構解明が血管に比較し明らかに遅れをとったのは、血管研究に比較しその研究手段の不足が一番の原因と考えられている。本研究ではリンパ管内皮細胞に特異的に発現しているLYVE-1に着目し、マウスLYVE-1に対するモノクローナル抗体の樹立に成功し、マウス個体よりリンパ管内皮細胞を特異的に同定し、単離・純化できることを可能にした。さらに血管新生、血管の安定化に重要なTie2受容体がリンパ管内皮細胞にも発現していること、さらにアンジオポエチンシグナルがリンパ管内皮細胞に対してもリンパ管内皮細胞の生存、遊走を制御していることを明らかにした。さらにすでに我々がマウス及びヒトでクローニングし報告したオーファンリガンドであるアンジオポエチン様分子のうちAngptl1とAngptl2のゼブラフィッシュホモログをクローニングし、その発現及び血管内皮細胞において抗アポトーシス作用を有することを明らかにした。(考察)本研究によりLYVE-1に対するモノクローナル抗体の樹立に成功し、リンパ管の同定、純化、単離が可能になったことは、これまでのリンパ管研究の多くのtoolを海外に頼ってきた国内のリンパ管研究者には朗報であると考える。さらにtoolという観点から述べると、次のstepとしてこの純化、単離したリンパ管内皮細胞をin vitroで形質を変えないまま如何に増幅させて血管内皮細胞同様研究のtoolに利用できるかが鍵であると考える。アンジオポエチンシグナルがリンパ管内皮細胞の生存、遊走において重要な役割を果たしていることを明らかにできたのは今後の血管新生、リンパ管新生の分子機構を明らかにしその制御により血行性及びリンパ管性転移に対して有効な戦略を見出すことを目的とする本研究においては意義のあることだと考える。
ウェアラブル/インプランタブル統合環境に向けた人体通信機器設計の研究

本研究の目的は,人体通信機器のサイズや装着箇所,周波数帯といった仕様に対して,高性能・低消費電力な機器の設計指針を示すことである.本年度は,三層構造電磁ファントムおよびバッテリ駆動送受信治具を用いて,人体通信の伝送効率測定を行った.ファントムはシリコン樹脂が主材料の固体ファントムであり,皮膚,脂肪,筋肉の三層で構成される.炭素粉末等の添加量を調整することで,1030 MHzにおいて各組織の電気的特性を再現した.また,ウェアラブル機器利用時の電磁環境を忠実に再現するため,バッテリ駆動の小型送受信測定治具を開発した.これらのファントムと送受信治具を用いて,手首に装着したウェアラブル送信機と,手で触れる設置型受信機の通信を想定して伝送効率の測定を行った.また,比較のために数値ファントムモデルを用いた電磁界解析により伝送効率を計算した.その結果,ファントムによる測定値と数値ファントムモデルの計算値はよく一致し,開発したファントムと送受信治具による測定の妥当性が示された.一方で,ファントム測定値と実人体による測定値の差は,最大で8 dB程度生じた.数値人体モデルによる解析から,この差は体幹からの電界の反射に起因することが明らかになった.さらに,信号伝送において重要な役割を果たす床面グラウンドの影響評価を,実験と解析の両面から行った.結果として,ウェアラブル機器同士が極端に近接する状況では,床面グラウンドは必ずしも伝送効率を増大させる方向に寄与しないことが明らかになった.こうした状況では,床面グラウンドを経由する結合に比較し,送受信機間の直接的な結合が伝送に大きく寄与することを示している.今後は電磁界解析を駆使して,電気力線の方向等を詳細に計算し,機器のサイズや装着箇所,励振周波数が変化したときに,床面グラウンドが信号伝送に対してどのように寄与するのかを定量的に示すことが必要である.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
膜厚方向の冷媒溶解濃度分布測定による潤滑膜内濃度変化モデルの実験的検証

潤滑膜内における冷媒溶解濃度変化現象の解析モデルの妥当性を検証するために,潤滑膜内の膜厚方向の冷媒溶解濃度分布を計測するシステムを開発した.このシステムは共焦点顕微鏡とレーザ誘起蛍光法(LIF法)を併用した“潤滑膜内濃度分布計測システム"および冷媒雰囲気にある潤滑膜を観察する“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"から成る.本システムの膜厚方向の空間分解能を測定した結果,空間分解能の理論値と同程度であることが確認できた.今年度は冷媒雰囲気下で形成された潤滑膜を外部から観察できる“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"を開発した.本装置はボールオンディスク型の摩擦試験機を耐圧容器内に格納したものである.ボールには鋼球を使用し,マグネットカップリングを介して外部からサーボモータで駆動した.ディスクは摺動試験片と耐圧窓を兼ねており,透明で耐摩耗性のあるサファイアとフッ化カルシウムを使用した.ディスクは2つのベローズシールでシールされたディスクホルダーに固定されており,これをばねで引っ張ることで鋼球/ディスク間に荷重を与えた.また,鋼球には回転振れがあるために,膜厚方向の測定位置が変動する問題がある.そこで,鋼球の駆動軸の回転角度をギャップセンサで計測して,駆動軸の回転周期と同期するようにレーザパルス光を照射し,常に鋼球表面の同じ場所のみを測定できるようにした.次に,前年度に開発した“潤滑膜内濃度分布計測システム"の共焦点顕微鏡の改良を行った.ピンホールを通じて得られた画像が非常に暗かったため,ピンホール前後のレンズの開口数を大きくして明るい画像が得られるようにした.また,ピンホールがあるために視野が非常に狭く,測定箇所の確認がこれまで困難であった.そこで,“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"で形成された潤滑膜に白色光源を照射して干渉縞を作り,これを目印に位置決めをした後でピンホールを取り付けることにより測定箇所の把握が可能になった.さらに,“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"と“潤滑膜内濃度分布計測システム"を用いて,潤滑膜内の冷媒溶解濃度の測定精度を検証した.その結果,測定精度は±1mass%程度であった.これは過去に顕微FT-IRを用いて測定された潤滑膜内の冷媒溶解濃度減少よりも小さく,潤滑膜内の冷媒溶解濃度分布測定に十分な測定精度であることが確認できた.今年度は開発した“潤滑膜内濃度分布計測システム"の潤滑膜内における膜厚方向の空間分解能と冷媒溶解濃度の測定精度について詳細な検証を行った.本システムの空間分解能は共焦点顕微鏡の対物レンズの焦点深度で決まる.そこで,冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置の観察窓の外表面及び内表面近傍でのレーザ反射光の輝度値を共焦点顕微鏡の冷却CCDカメラで測定して,ピーク輝度値の半値幅から焦点深度を得た.その結果,観察窓の外表面では半値幅は0.9μmであり,これは共焦点顕微鏡の理論分解能(0.891μm)と同等であった.しかし,潤滑膜が形成される側の観察窓の内表面では半値幅は14.0μmと大きく,また複数の輝度のピークが測定された.これは球面収差が生じているときに見られる現象であり,対物レンズと焦点の間にサファイアの観察窓が存在することが原因と考えられる.また,冷媒溶解濃度の測定精度の検証は以下のように行った.蛍光剤(クマリン30)を溶解させた潤滑油(POE)に既知の濃度(012.5wt%)で冷媒ガス(HFC134a)を溶解させて,観察窓と回転鋼球の間に潤滑膜を形成した.これにレーザ光(405nm)を照射して,励起された蛍光の強度を膜厚方向に共焦点顕微鏡の焦点位置を変えながら冷却CCDで測定した.その結果,冷媒溶解濃度が02.0wt%では冷媒溶解濃度が増加すると,蛍光強度は線形に減少した.また,冷媒溶解濃度に対して,蛍光の強度も十分にあることがわかった.しかし,2.0wt%以上では蛍光強度は極端に低くなり,冷媒溶解濃度が変化しても蛍光強度は変化しなかった.これはブリーチと呼ばれる現象で,レーザの励起光が強すぎたために,蛍光剤が低蛍光性の構造になり,蛍光強度が低下したためと考えられる.潤滑膜内における冷媒溶解濃度変化現象の解析モデルの妥当性を検証するために,潤滑膜内の膜厚方向の冷媒溶解濃度分布を計測するシステムを開発した.このシステムは共焦点顕微鏡とレーザ誘起蛍光法(LIF法)を併用した“潤滑膜内濃度分布計測システム"および冷媒雰囲気にある潤滑膜を観察する“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"から成る.本システムの膜厚方向の空間分解能を測定した結果,空間分解能の理論値と同程度であることが確認できた.本研究では冷媒雰囲気にある潤滑膜内の膜厚方向の冷媒溶解濃度分布を測定し,提案した冷媒溶解濃度変化現象の解析モデルの妥当性を検証する.そして,潤滑膜内で冷媒溶解濃度が減少,すなわち潤滑膜内で粘度が増加して,潤滑状態が緩和される摺動条件を明らかにして,冷媒圧縮機の摺動部の潤滑状態を最適にする潤滑設計の指針を示す.今年度は潤滑膜内における膜厚方向の冷媒溶解濃度分布を測定するために,共焦点顕微鏡とレーザ誘起蛍光法(LIF法)を併用した"潤滑膜内濃度分布計測システム"を開発した.

このシステムでは,冷媒ガスが溶解した潤滑膜に対して垂直に紫外レーザ光(波長:405nm)を照射して,共焦点顕微鏡で潤滑膜内の膜厚方向の特定位置を観察し,そこから発せられた蛍光を高感度な冷却CCDカメラで撮影して,得られた蛍光強度から冷媒溶解濃度を求めることができる.市販の共焦点顕微鏡は大変高価なため,汎用のレンズ群,ピンホール,LEDライト,紫外レーザ等を組み合わせて自作し,費用を抑えた.また,共焦点顕微鏡の対物レンズには,耐圧窓越しに潤滑膜が観察できるように作業距離が長く,またミクロンオーダーの潤滑膜内を十分な空間分解能で観察できるように焦点深度が非常に浅いものを用いた.対物レンズは光軸方向にピエゾで駆動されるステージに取り付けられており,100μmのストロークを2nmの分解能で移動させることができる.蛍光は潤滑油の自家蛍光を利用する予定であったが,蛍光強度が微弱であったため,蛍光剤としてクマリン30を潤滑油に添加することにした.また,本計測システムを用いて,高圧容器内にある既知の濃度で冷媒ガスが溶解している油膜の蛍光画像を撮影し,得られた蛍光強度から冷媒溶解濃度が求められることを確認した.今年度は“潤滑膜内濃度分布計測システム"の測定精度向上のための改良を行った.まず,観察窓の球面収差を補正して,本システムの空間分解能の検証を行った.これまでの観察窓はサファイアで厚さが厚く,また,使用していた対物レンズのNAも高いために,球面収差が大きかった.そこで,球面収差を補正できる補正環付きの対物レンズに変更した.この対物レンズは厚さ1.3mmまでの合成石英の窓板のみに対応するため,本システムの観察窓を合成石英製に変更した.観察窓は耐圧窓を兼ねており,強度が求められるため,光が通る観察窓中心部分のみ薄くして,それ以外は厚くして強度を保つようにした.空間分解能を検証するために,観察窓表面のレーザの反射光強度を膜厚方向に測定したところ,その半値幅は約3μmで,分解能の理論値の半分であった.また,蛍光剤がブリーチしないように,励起レーザの先にNDフィルターを追加して,レーザ光の強度を調整した.さらに,出力変動が±0.23%と非常に小さいレーザに変更した.測定中に潤滑膜観察装置の重みでZテーブルが下がって測定位置が変わらないように,本装置を定荷重ばねで上から釣った.これらのシステム改良後に,潤滑膜内における膜厚方向の冷媒溶解濃度分布の測定を行った.その結果,潤滑膜内の冷媒溶解濃度分布の変化はわずかであり,従来のFTIRを用いた測定結果よりも濃度変化は少なかった.これは,共焦点顕微鏡の熱膨張等により,ピンホールが測定中にわずかにずれて,膜厚方向の空間分解能が予定の半分となったことが原因と考えられる.そこで,今後はピンホールずれの問題を解消して,潤滑膜内における膜厚方向の冷媒溶解濃度分布の測定を行い,冷媒溶解濃度変化の解析モデルの検証及び冷媒圧縮機の摺動部の潤滑設計の指針について検討する予定である.トライボロジー・“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"は計画通りに開発できた.・前年度に開発した“潤滑膜内濃度分布計測システム"の冷媒溶解濃度の測定精度は潤滑膜内の冷媒溶解濃度分布測定に十分であることが確認できた.・今年度は“冷媒雰囲気下潤滑膜観察装置"と“潤滑膜内濃度分布計測システム"を用いて,潤滑膜内における膜厚方向の冷媒溶解濃度分布測定を行う予定であったが,潤滑膜内の各深さ位置で冷媒溶解濃度と蛍光強度の関係を測定する際に,潤滑油に溶解させた蛍光剤(クマリン30)の蛍光強度が油温の影響を強く受けることが判明し,冷媒溶解濃度分布測定がまだ行えていない.・“潤滑膜内濃度分布計測システム"の空間分解能がまだ14μmと大きく,予定した分解能(1μm)を満たしていない.
高次構造上への官能基集積よる増幅型分子認識システムの構築

本研究プロジェクトは新しいホスト-ゲスト化学を目指すもので,官能基を規則正しく集積化させた界面を創出し,優れた分子形状識別を引き出すことを目的としている。具体的には,配向構造転写型ホスト高分子を作製し,主に液体クロマトグラフィー(HPLC)を駆使してその分子形状識別能を評価する。本年度は,脂質類似化合物として相互作用しうる官能基と配向性を併せもつモノマーを分子設計し,その高分子化を実施した。また,得られた脂質類似ポリマーを数μmのシリカ粒子にコーティングし,その配向特性を調査した。さらに,同シリカをカラムに充填し,標準炭化水素類や多環芳香族類をゲスト分子としたHPLC測定により分子識別能を評価するとともに,ジアステレオマー分離の本質的問題を解決しうる分離カラムへの応用を検討した。得られた主な結果を以下にまとめる。1.合成した脂質類似ポリマーはシリカ表面上でもフレキシブルであり,温度によって可逆的な配向-ランダム間の相転移を示すことが確認された。また,それに伴って分子形状識別能が明確に変化し,低温下で極めて高い選択性を発現することが明らかになった。2.同ポリマーはシリカ粒子へ多重的に固定化することで,そのフレキシビリティーを制御することが可能で,条件を最適化することで最終的に通常使用されているカラムの約5.3倍の分子平面性識別能を引き出すことに成功した。3.さらに,東北大,赤坂助教授らが開発した高性能ジアステレオマー化剤と併用することで,一般に分離困難とされている長鎖アンテイソアミン,長鎖アンテイソ酸,長鎖二級アルコールを分離することに成功した。また,分離条件を検討することで,分離可能温度を約40°C引き上げることができ,通常の条件下での分離が達成された。本年度は,脂質類似化合物として多重アンカーを側鎖にもつ新たな配向性モノマーを分子設計し,その高分子化を検討した。また,得られたポリマーを5μmのシリカ微粒子に固定化し,その配向特性を調査した。さらに,同固定化シリカをカラムに充填し,標準炭化水素類や多環芳香族類をゲスト分子としたHPLC測定により,分子識別能を調査した。1.一本鎖脂質類似モノマー,ODAとトリメトキシシリル基を側鎖にもつモノマー,MPTSのラジカルコテロメリゼーションによって,新規配向性ホスト高分子(co-ODA_n, nはODAの平均重合度を示す)を得た。^1H-NMR測定より,組成比はODA : MPTS=16:2と算出された。2.co-ODA_<16>の側鎖のトリメトキシシリル基を利用して,シリカに固定化した(sil-co-ODA_<16>)。元素分析および拡散反射型FT-IR測定により固定化が確認され,元素分析により固定化量は9.83wt%と算出された。3.示査走査熱量分析(DSC)および懸濁^1H-NMR測定により,同ポリマーはシリカに固定化後,溶液中でも配向-ランダム構造間の相転移を示し,低温下で側鎖の運動性が抑制された配向構造を形成することが確認された。4.sil-co-ODA_nを固定相としたHPLC測定を実施し,主鎖末端をシリカに固定化された配向性高分子(sil-ODA_n)と比較した結果,sil-ODA_nよりも約1.4倍の分子平面性識別能を示すことが明らかとなった。