hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頑健な自律ヒューマノイドロボットプラットフォームの開発

本研究は,頑健な自律型の小型ヒューマノイドロボットプラットフォームを構築して,その技術を公開することを目的とする.平成30年度の計画は,ウェブページを作成して,本プラットフォームに関する情報を公開することであった.また,頑健さが求められるプラットフォームという観点から,満足できる仕様になっているかを,客観的なデータや学生の意見を基に評価することであった.まず,情報公開のため,GitHubのcitbrains/OpenPlatfomというレポジトリで設計データを公開している.製作の様子も紹介しているため,この情報に基づいてロボットを製作することができる.小型の卓上CNCで部品を切削して,組み立てることでロボットが完成するため,特殊な設備と技術を要することなく製作できる.それまでヒューマノイドロボットを開発したことのない千葉工業大学の学生に製作させたが,完成させることができた.次に,頑健さという観点では,まずは平成28年度において転倒試験により頑健さを確認して,日本機械学会の講演会で発表している.平成29年度と30年度に関しては,RoboCupの世界大会でサッカー競技に参加させているが,消耗品であるプラスチック部品以外の交換をすることなく,計7試合に参加している.RoboCupのサッカー競技では,ロボットが激しくぶつかりあい,1試合ごとに故障して,サーボモータなどの部品を交換するのが一般的である.これに対して,本ロボットは故障することなく多くの試合を行っており,頑健さが検証できたと考える.ちなみに,RoboCup2017, RoboCup2018世界大会のサッカーキッドサイズリーグテクニカルチャレンジ部門において,開発したロボットが2年連続1位になっている.頑健さだけでなく,自律型のヒューマノイドロボットとして,高い性能のプラットフォームとなっていると考えられる.研究実施計画の通り,平成29年度は,ソフトウェアのポーティングとハードウェアを動かしながらの頑健さの検証を行う.また,歩行速度や,歩行時の故障率,画像処理のフレームレートなどの諸元を採取する.研究実施計画の通り,平成30年度は情報の公開を行う.また,頑健さが求められるロボットプラットフォームという観点から,満足できる仕様になっているかを,ロボット関連の研究者や初学者である学生にアンケートを行う.これに関しては,大阪大学の杉原研究室にロボットを貸し出して,最新の歩行理論を導入して,頑健かつ理論の検証に耐えうるロボットであるかを検証する.ソフトウェアに関しては,平成30年度前半に公開する予定である.(1)(3)(4)では,CNC用のGコードを含む詳細な設計データが公開されている.複数のウェブページがあるのは,バージョンごとにデータを分けてアップロードしたためである.
高齢者の対人的環境と精神的健康についての研究-質問紙法を用いた社会的適応に関する生涯発達-

〈目的〉本研究では,高齢者のより良い適応の条件を評価するため,対人場面における行動の個人差を説明する尺度を適用した.1つは自己意識尺度で,もう1つはセルフモニタリング尺度である.両尺度はこれまで青年を中心に使用されてきたので,妥当性・信頼性などが高齢者では確認されていない.そこで高齢者においても両尺度が十分に有用であることを示すことを第一の目的とする.〈方法〉自己意識尺度,セルフモニタリング尺度を,福祉会館利用者および高齢者教室の参加者,計274名(男120名,女146名,性別不明8名)に施行した.平均年齢は71.3歳(年齢幅60歳88歳)であった.福祉会館の利用者には個別面接法を用い,高齢者教室の参加者には自記式で調査をおこなった.なおこの両尺度は他のテストバッテリ-の一部に組み込まれていた.〈結果・考察〉共分散構造分析を行った結果,自己意識尺度もセルフモニタリング尺度も尺度の構造は従来得られていた青年(大学生)の結果とまったく変わらなかった.信頼性の指標であるα係数も比較的高く,尺度としての使用可能性は高齢者においても十分に認められた.その強さでは,両尺度において,高齢者は大学生よりも有意に低い値を示した.つまり青年に比べ,高齢者は他者から見られる自分,あるいは自分の内面に対する関心が少なく,また対人場面で自分の行動を観察,調整,管理する傾向も少ないという結果を示した.高齢者はあえて自分に対する注意を少なくすることによって,強い情動の認知を妨げ,適応的情動状態を保つのかもしれない.同時に,社会的役割の固定化が,その場その場に応じた自分の役割を観察,調整,管理する必要を少なくするのかもしれない.現在さらに他の変数との関係などを検討している途上であり,研究は継続中である.〈目的〉本研究では,高齢者のより良い適応の条件を評価するため,対人場面における行動の個人差を説明する尺度を適用した.1つは自己意識尺度で,もう1つはセルフモニタリング尺度である.両尺度はこれまで青年を中心に使用されてきたので,妥当性・信頼性などが高齢者では確認されていない.そこで高齢者においても両尺度が十分に有用であることを示すことを第一の目的とする.〈方法〉自己意識尺度,セルフモニタリング尺度を,福祉会館利用者および高齢者教室の参加者,計274名(男120名,女146名,性別不明8名)に施行した.平均年齢は71.3歳(年齢幅60歳88歳)であった.福祉会館の利用者には個別面接法を用い,高齢者教室の参加者には自記式で調査をおこなった.なおこの両尺度は他のテストバッテリ-の一部に組み込まれていた.〈結果・考察〉共分散構造分析を行った結果,自己意識尺度もセルフモニタリング尺度も尺度の構造は従来得られていた青年(大学生)の結果とまったく変わらなかった.信頼性の指標であるα係数も比較的高く,尺度としての使用可能性は高齢者においても十分に認められた.その強さでは,両尺度において,高齢者は大学生よりも有意に低い値を示した.つまり青年に比べ,高齢者は他者から見られる自分,あるいは自分の内面に対する関心が少なく,また対人場面で自分の行動を観察,調整,管理する傾向も少ないという結果を示した.高齢者はあえて自分に対する注意を少なくすることによって,強い情動の認知を妨げ,適応的情動状態を保つのかもしれない.同時に,社会的役割の固定化が,その場その場に応じた自分の役割を観察,調整,管理する必要を少なくするのかもしれない.現在さらに他の変数との関係などを検討している途上であり,研究は継続中である.
インテリジェント界面の分子設計

化学的機能デバイスの中枢をなす機能界面の高度化が強く求められているが、物質探索に重点を置く従来の方法では限界にきている。細胞膜のように、素機能を組織的に連携して機能界面を構築することが必要で、そのような新しい設計思想のもとに機能界面の組織化をはかれば、高度な機能や画期的な新機能の発現が期待できる。本研究では、分子認識、化学変換の高度化を中心課題として、組織化による高度機能界面設計の基礎について参加メンバ-のそれぞれが調査するとともに、数回の全体会議やグル-プ会議を開催し、新しい設計思想に基づいた高度組織化界面の創製が必要であることを強く認識した。すなわち、主要研究項目として、形状識別性界面、反応特異的レセプタ連携界面、インタ-フェイス導入界面、自己組識性界面を取り上げ、それぞれについて組識化界面の構築と得られる機能性の評価を行ない、物質レベルにおける機能連携のための設計指針を明らかにする必要があることがわかった。これによって、超高感度化学センサ-、高選択的触媒、高効率人工光合成などを実現するとともに、電子制御、環境応答、フィ-ドバック、アクチュエ-タなどの高次機能を具備した機能界面を構築することができると考えられ、しかも現時点で重点領域研究の準備・調査が整っていると判断できたため、平成5年度発足の重点領域研究への申請を行なうに至った。
好酸球性副鼻腔炎の病態形成における肥満細胞の役割に関する研究

好酸球性副鼻腔炎の病態形成における肥満細胞の役割に関する検討を行った。本疾患において鼻粘膜上皮に肥満細胞の浸潤が増加し、それらのプロテアーゼの発現パターンがこれまでの分類に当てはまらないユニークな型である事を明らかにした。さらにこれらの変化は気道上皮が産生するサイトカイン刺激によって同様の変化が生じることを培養肥満細胞を用いて証明することができた。特にIL-33の刺激が肥満細胞におけるChymaseの発現量を著明に減少させることは本疾患における粘膜の線維化の誘導障害に大きく関与している可能性が高く、本疾患の病態形成に深く関与していると考えられた。好酸球性副鼻腔炎でもっとも単純な疑問は、なぜ鼻粘膜に多数の好酸球が浸潤してくるのかということである。古典的には炎症の際には好中球の浸潤が中心となるが、好酸球の浸潤は寄生虫感染においてよく見られる現象であり、最近の研究では寄生虫感染とアレルギー疾患の類似点もいくつか見つかってきている。この中で我々が注目したのは、好酸球の組織への浸潤には肥満細胞の存在が必須であることである。肥満細胞は全身の外界と接する至るところに存在し、種々の外界からの刺激に最も早期に反応する細胞でその後の炎症を左右する働きがある。しかも肥満細胞はその存在部位によって、刺激による反応性や含有プロテアーゼが異なり多彩な機能を有していることが分かっている。これらのことを踏まえ、当院における副鼻腔炎手術で採取した病理組織標本を好酸球性副鼻腔炎と非好酸球性副鼻腔炎に分けて免疫組織化学を行った。興味深い発見の一つとして好酸球性副鼻腔炎の鼻粘膜には組織の線維化が極端に少ないことがある。更に好酸球性副鼻腔炎の鼻粘膜上皮の発現している肥満細胞には特有のプロテアーゼの一つであるChymaseの発現がほとんど見られないことを明らかにした。組織の線維化は創傷治癒過程において、創傷の収縮させることで重要な役割を果たしているが、Chymaseは線維芽細胞を介した組織の線維化を強く誘導する働きがあるので、好酸球性副鼻腔炎における肥満細胞のchymaseの低発現は鼻粘膜の線維化の低形成に関与し、本疾患の病態形成に深く関与していることが示された。好酸球性副鼻腔炎は鼻粘膜への著しい好酸球の浸潤を特徴とした難治性の疾患で、ここ10数年でわが国をはじめ世界規模で増加傾向にある疾患である。本疾患の治療はいかに鼻粘膜の過度な浮腫をコントロールできるかにかかっている。我々は、これまでに好酸球性副鼻腔炎の鼻粘膜上皮に肥満細胞の浸潤が増加し、それらのプロテアーゼの発現パターンがこれまでの分類に当てはまらないユニークな型である事を明らかにした。気道上皮はアレルギー炎症の形成に大きく関与するため鼻粘膜上皮に浸潤しフェノタイプを変化させた肥満細胞がどのように本疾患に関与しているのかを検討した。気道上皮が産生するサイトカインでアレルギー炎症に関与する可能性があるIL-33, TSLP, IL-25の肥満細胞への影響を観察するためにヒト末梢血幹細胞から分化させて作成した肥満細胞を作成した。この検討によって気道上皮が産生するサイトカインが培養肥満細胞におけるプロテアーゼの発現パターンを変化させることが分かった。さらに刺激によって変化した肥満細胞のフェノタイプは好酸球性副鼻腔炎で鼻粘膜上皮に浸潤している肥満細胞と同様にTryptase(+),CPA3(+), Chymase(-)であった。Chymaseは炎症性サイトカインの分解や組織の線維化を誘導する働きがあり炎症の収束に重要なプロテアーゼである。気道上皮の刺激によってフェノタイプを変化させた肥満細胞は本疾患における炎症の遷延化に関与することが示唆された。これらの上皮系サイトカインによる肥満細胞への影響についてさらに検討を行った。その結果、組織の修復の際に形成されフィブリン網の分解を行う線溶系を制御するPAI-Iの発現が著しく増加することを明らかにした。また手術で摘出した鼻粘膜においてもPAI-1の発現が増加しており、この経路が生体内で起こっている可能性が高い。上気道免疫慢性副鼻腔炎の組織サンプルの採取は順調に進んであおり、臨床データも蓄積されているが今後、さらにサンプルを収集する必要がある。ボランティアから末梢血を採取し血液幹細胞を分離し肥満細胞の作成に取り組んでいる。細胞株ではないので継続して作成が必要であるが順調に作成できつつある。今後慢性副鼻腔炎患者患者の臨床データの蓄積(一酸化窒素濃度の経時的変化、特異的IgEの測定データ、末梢好酸球数、副鼻腔CT,症状スコア)を積み重ね、手術摘出サンプルから得られたデータと比較検討を行う。

末梢血幹細胞から分離、作成したヒト肥満細胞を用いて、特に鼻粘膜上皮との相互作用について検討を行う。免疫組織化学の進展が少し遅れたため未購入の抗体があるため。免疫組織化学に使用する抗体を購入する。
並列クリロフ部分空間アルゴリズムの共有メモリ対称型マルチプロセッサ上での性能評価

本研究では,離散化された問題を解く際に必要となる大規模線形反復解法の共有メモリ型並列計算機上への効率的な並列実装を実現し,高性能なライブラリを提供することを目的としている.本年度は,昨年度に購入した並列計算機(Dell Computer社製PowerEdge 6300)を用い,Jacobi-Davidson法とその共有メモリアーキテクチャ上での実装方式について検討・評価した.その結果,共有メモリプログラミング用標準アプリケーションプログラムインタフェース(OpenMP)を用いた要素線形演算レベルでのループ並列化により,共有メモリ型計算機上で高い並列化効率が得られることを実証した.汎用性の高いライブラリを作成するためには,計算の各要素が適切な単位に関して最適化され,自由に組み合わせ可能であることが望ましい.そこで,本研究では,米Oak Ridge国立研究所で開発された汎用線形計算ライブラリBLASのうち,疎行列アルゴリズムにおいて計算量の大部分を占めるLevel 1(ベクトル間演算),Level 2(行列-ベクトル間演算)ルーチンについてOpenMPを用いた並列化を行い,Sun Enterprise10000などの大規模な共有メモリアーキテクチャ上で性能を評価した.その結果,Level 1 BLASの並列化に関しては,演算の性質による制約が大きく,一定のスレッド数で飽和するものの,Level 2 BLASに関してはほぼ線形な性能向上が得られることが分かった.本研究では,離散化された問題を解く際に必要となる大規模線形反復解法の共有メモリ型並列計算機上への効率的な並列実装を実現し,高性能なライブラリを供給することを目的としている。本年度は、並列環境の構築に必要な計算設備(Dell Computer社製PowerEdge 6300)及びオペレーティングシステム(Sun Microsystems社製Solaries 7)を導入し,その上でスレッドライブラリを用いることにより,対称アルゴリズム中の主要な計算部分について高い並列化効果が得られることを実証した。汎用性の高いライブラリを作成するためには,計算の各要素が適切な単位に関して最適化され,自由に組み合わせ可能であることが望ましい。そこで,本研究では米Oak Ridge国立研究所で開発された汎用線形計算ライブラリBLAS及びScaLAPACKをもとに,共有メモリプログラミング用標準アプリケーションプログラムインタフェース(OpenMP)による共有メモリ型アーキテクチャ上への並列実装を行っており,これらを既存の逐次ライブラリと置き換えることにより,今後主流になると思われる共有メモリアーキテクチャ上で高い並列性を持つ高性能なライブラリが利用可能になるものと期待される。この成果をもとに,本年度末から来年度にかけて,クリロフ部分空間アルゴリズムの完全な実装・評価,及び大規模な実問題での検証を行っていく予定である。本研究では,離散化された問題を解く際に必要となる大規模線形反復解法の共有メモリ型並列計算機上への効率的な並列実装を実現し,高性能なライブラリを提供することを目的としている.本年度は,昨年度に購入した並列計算機(Dell Computer社製PowerEdge 6300)を用い,Jacobi-Davidson法とその共有メモリアーキテクチャ上での実装方式について検討・評価した.その結果,共有メモリプログラミング用標準アプリケーションプログラムインタフェース(OpenMP)を用いた要素線形演算レベルでのループ並列化により,共有メモリ型計算機上で高い並列化効率が得られることを実証した.汎用性の高いライブラリを作成するためには,計算の各要素が適切な単位に関して最適化され,自由に組み合わせ可能であることが望ましい.そこで,本研究では,米Oak Ridge国立研究所で開発された汎用線形計算ライブラリBLASのうち,疎行列アルゴリズムにおいて計算量の大部分を占めるLevel 1(ベクトル間演算),Level 2(行列-ベクトル間演算)ルーチンについてOpenMPを用いた並列化を行い,Sun Enterprise10000などの大規模な共有メモリアーキテクチャ上で性能を評価した.その結果,Level 1 BLASの並列化に関しては,演算の性質による制約が大きく,一定のスレッド数で飽和するものの,Level 2 BLASに関してはほぼ線形な性能向上が得られることが分かった.
移動能力が異なる高齢者における日常生活活動水準の横断的，縦断的評価方法の開発

移動能力が異なる高齢者における日常生活活動水準の横断的、縦断的評価方法の開発に当り、基礎的な研究に留まってはいるが、心拍数測定に使用したActiHR(Mini Mitter社製)の有用性を確認することが出来た。また1日の総心拍数でも個人の活動水準の比較は可能であるが、睡眠時心拍数を基準心拍数として算出する総心拍増加法(TEBP)の方がより明解であり、移動能力が異なる高齢者の間で活動量の比較をする場合はTEBPである必要性が確認できた。本研究の目的は,歩行自立から寝たきりに至る種々の移動能力レベルにある高齢者を対象とする日常生活活動水準の横断的研究,及び,障害や疾病により歩行自立から車椅子に変わるような移動能力の変化に伴う日常生活活動水準の変動を追跡する縦断的研究に適応可能な活動水準評価方法を開発することである。移動能力に依存することなく日常生活の活動水準を比較する方法として、我々は「総心拍増加Total Excess-Beats Product:TEBP法」を提案しているが、そのTEBP法の実施のために従来使用していた機器より比較的扱いやすいといわれるActiHR(Mini Mitter社製)の使用を試みている。しかし実際にActiHRを使用してみると意外に使い勝手が容易でないことがわかり、高齢で若干理解力も低下している対象者に受け入れてもらえるかどうか疑問が生じている。そのため現在データとして必要な心拍数の測定方法を再検討することおよび対象者の検討を継続して行っている状況にある。移動能力に関係なく日常生活の活動水準を比較する方法として、我々は「総心拍増加Total Excess-Beats Product:TEBP法」を提案しているが、そのTEBP法の実施のために従来使用していた機器より比較的測定しやすいActiHR(Mini Mitter社製)の使用を試みている。しかし実際にActiHRを使用してみると意外に使い方に戸惑うことが多く、高齢で若干理解力も低下している対象者に受け入れてもらえるかどうか疑問が生じている。そのため現在、TEBP法実施方法の見直しも含め、ActiHRの使用方法を再検討すること、ならびに協力を依頼する対象者選択の検討を行っている状況にある。高齢者にとって心身の健康増進や介護予防のために,できる限り日常生活活動を高い水準に保ち,廃用性の機能低下を防ぐことが重要である。それゆえ彼らの日常生活活動水準を把握する必要がある。本研究の目的は,歩行自立から寝たきりに至る種々の移動能力レベルにある高齢者を対象とする日常生活活動水準の横断的研究,及び障害や疾病等により歩行自立から車椅子に変わるような移動能力の変化に伴う日常生活活動水準の変動を追跡する縦断的研究に適応可能な活動水準評価法を開発することである。移動能力に依存することなく日常生活の活動水準を比較する方法として、我々は「総心拍増加(Total Excess-Beats Product)法:TEBP法」を提案しているが、そのTEBP法の実施のためにこれまでの研究で用いた24時間心拍記録計(Vine社製)よりも対象者の心身の負担が比較的少ない状態で心拍数及び体動を測定できるActiHR(Mini Mitter社製)の使用を試みることが本研究の重要な課題である。3年間の研究期間中1年目には,移動能力の異なる高齢者に対してActiHRを用いてパイロット研究を行い,ActiHRを用いたTEBP法を検討することを目標に掲げた。パイロット研究の対象は65歳以上の高齢者15名(歩行群、車椅子駆動群,車椅子介助群,各5名)とした。しかし23年度はそのパイロット研究実施に先駆けて、新たに用いるActiHRの特性を把握すること、研究者自身がActiHRを装着してデータを取り解析処理をしてActiHRの使用方法に習熟すること、およびActiHR関連の文献を収集し内容を検討することに時間を費やした。その間にActiHR販売業者と頻回に意見交換を行い、より良い使用方法等を模索することを通して今後の研究遂行の準備状態を整えることができた。本研究の目的は、歩行自立から寝たきりに至るまでの種々の移動能力レベルにある高齢者を対象とする日常生活活動水準の横断的研究、及び障害や疾病により歩行自立から寝たきりレベルに変わるような移動能力の変化に伴う日常生活活動水準の変動を追跡する縦断的研究に使用可能な活動水準評価法を確立することであった。移動能力レベルに関係なく日常生活活動水準を比較する方法として、我々は「総心拍増加法Total Excess-Beats Product:TEBP法」を提案している。TEBP法は対象者の1日24時間の心拍数を記録し、その個人の夜間睡眠時の平均心拍数を基準とし、その基準を超える心拍増加分の合計心拍数を日常生活活動水準の指標とする方法である。

TEBP法検証のために、従来使用していた1日24時間の心拍数を記録する心拍記録装置(Vain社製)より比較的長期の日数の心拍数を連続的に記録でき、かつ小型軽量、配線コードが少ない型のActiHR(Mini Mitter社製)の使用を試みることが主目的であった。しかし実際に使用を試みると予想より操作方法やデータ処理に戸惑うことが多く、高齢で理解力も低下している対象者に協力を依頼することが躊躇され、本格的なデータ収集に取り組めなかった。申請時には対象者の確保は可能と予測したが介護保険法の実施に伴って介護老人保健施設等の利用者の高齢化・虚弱化・重度化が進展し、心拍記録装置を胸部に装着して24時間あるいは数日に渡り心拍数を測定することは、高齢対象者への心身に及ぼす負荷が懸念され、高齢者本人のみならず家族や施設側も倫理的に研究協力を受け入れ難い状況が生じていることも研究遂行が困難な理由の一部として挙げられる。そこで最終年度では健常な対象者に限定してActiHRによる心拍数のデータ収集を行い、活動的な日と非活動的な日のTEBPの比較検討を行った。リハビリテーション夜間睡眠時の平均心拍数を基準とするTEBP法の測定についてActiHRを用いた方法確立に問題があり、その後の対象者を用いた横断的研究、縦断的研究に進んでいない状態であり、研究は遅れていると自己評価される。本研究の進展が遅れている他の理由としては、申請時に対象者として想定していた老人施設利用者の平均年齢が80歳前後と以前よりも高齢化が進み、かつ介護保険法の実施に伴って虚弱化・重度化が進み、心拍数等を測定するようなやや負荷が予想される研究に高齢者本人のみならず施設側も研究協力に躊躇するような傾向が生じてきているように懸念されることがあげられる。まだ具体的に対象者の依頼は行っていないが、依頼前に協力の受け入れ可能な高齢者にやさしい研究計画を再検討する必要があると思われ慎重に行動している。TEBP法は対象者個人の夜間睡眠時の平均心拍数を超える心拍数を算出して日常生活の活動水準を測定する方法であるが、心拍数を記録するActiHRを用いた方法確立に未だ手間取っており、実際に被験者を用いたデータ収集に本格的に取り込めていない状態である。申請時には対象者依頼が可能と予測していた介護老人保健施設等の利用者において、高齢化が進み平均年齢が80歳を超えるようになり、かつ介護保険法の実施に伴って虚弱化・重度化も著しく進み、長時間にわたり心拍数を測定し対象者の負荷が予想される研究に高齢者本人のみならず施設側も倫理的に研究協力を受け入れがたい状況が生じてきている。研究協力を依頼する前に協力の受け入れ可能な、高齢者にやさしい研究計画を再検討する必要があり、慎重に行動している。以上が本研究の進展が遅れている主たる理由と考えられる.当初の計画では,研究初年度である23年度中に移動能力の異なる高齢者に対してActiHRを用いてパイロット研究を行い,ActiHRを用いたTEBP法を検討することを目標に掲げていた。パイロット研究の対象は65歳以上の高齢者15名(歩行群、車椅子駆動群,車椅子介助群,各5名)の予定であった。
光導波路ダイナミック分光法による固体表面反応の高感度モニタリング

1.体表面モニタリングへの光導波路の導入固体表面を場とする化学反応には重要なものが多く、また、固体表面の薄膜の機能は近年急激に工業的重要性を増しつつある。我々は光導波路を用いて、固体表面や薄膜の表面で起こる化学反応を高感度に追跡する手法を提案し(1988)、この手法に適した光導波路系を開発している。表面モニタリング用の光導波路システムの開発本研究では、特に次のようなアプロ-チを行った。2.1.光の断熱遷移を利用した多層構造光導波路厚い導波層を持つ導波光の損失が少ない導波路の上に、屈折率が高く表面感度が大きい薄膜殺波路を重ね、この二つの導波路をテ-パ-カプラ-で結合させた光導波路系を構築し、その基本特性を測定した。厚さ約2μmのガラス光導波路上にスピンコ-トされた厚さ0.2μmの燐酸鉄薄膜光導波路では、90%の断熱遷移が起こるために必要なテ-パ-カプラ-の長さは、0次モ-ドでは0.5mm、1次モ-ドでは1mmであった。この手法を用いて幅1mmのバンド光導波路を形成し、相対感度を測定したところ約10^3となり、ガラス導波路を用いた測定と比較して数十倍の値を得た。2.2.新しい光導波路部品材料の作成スピンコ-トにより溶液から薄膜を得ることができるペロポキソタングステン酸の光学的特性を測定し、その薄膜を種々の光導波路部品に適用した。特に、この物質の屈折率が2.0以上と、100゚Cの低温で形成可能な薄膜として最も高い屈折率を持つことを初めて見いだした。この特性を利用して、薄膜光導波路、ARROW型光導波路、レリ-フ型回折格子などの光導波部品が作成できた。この他、ガラス光導波路の基本特性を測定し、表面感度を決める因子を詳しく解折し、酸化タングステンのフォトクロミズムと組み合わせた化学センサ-を提案した。1.表面化学反応モニタ-用光導波路材料の開発種々の光導波路材料を検討した。特に最近報告されたリン酸鉄薄膜では導波光の減衰が約20dB/cmとかなり大きいことが解った。また、リン酸鉛、リン酸錫などの薄膜を製作したが、屈折率が1.6程度と比較的小さいなど、薄膜導波路に適した材料は得られていない。2.光導波路における断熱遷移と非断熱遷移比較的導波光の減衰の大きい導波路材料を有効に利用するため、また光導波路にレ-ザ-光を導入するための安定なカップリング方式を検討するために、厚膜導波路と薄膜導波路との間での導波光の断熱遷移および非断熱遷移について検討を行った。具体的には、ガラス導波路の上に形成した薄膜導波路の端部に種々の長さのスロ-プ部を設け、ガラス導波路部からレ-ザ-光を導入し、スロ-プ部を経て薄膜導波路部に導入されるレ-ザ-光の割合を調べた。その結果、スロ-プ長さに最適値Loptがあることが解った。最適条件では0次モ-ド光の99%が薄膜導波路中に遷移した。

スロ-プがLoptよりも短いと非断熱遷移が支配的となり、レ-ザ-光はガラス導波路部に留まる傾向が顕著となる。またLoptよりもずっと長いスロ-プでは、散乱などの影響でモ-ド変換が起こり易いことが解った。3.ガラス光導波路の再加熱処理ガラス光導波路の特性を制御する手法は種々提案されているが、ここではカリウムド-プガラス導波路の再加熱処理によって特に各モ-ドの等価屈折率がどのように変化するかを実験的に検討した。等価屈折率は熱によって減少する傾向にあり、これはガラス中のナトリウムやド-プされたカリウムが拡散することに対応している。しかし、一定時間の加熱後に導波路が突如として消失するという現象が見られた。これは予想とは全く異なる興味深い現象であり、実用上も問題であるので現在詳しく検討中である。1.固体表面モニタリングへの光導波路の導入固体表面を場とする化学反応には重要なものが多く、また、固体表面の薄膜の機能は近年急激に工業的重要性を増しつつある。我々は光導波路を用いて、固体表面や薄膜の表面で起こる化学反応を高感度に追跡する手法を提案し(1988)、この手法に適した光導波路系を開発している。2.表面モニタリング用の光導波路システムの開発本研究では、特に次のようなアプロ-チを行なった。2.1.光の断熱遷移を利用した多層構造光導波路厚い導波層を持つ導波光の損失が少ない導波路の上に、屈折率が高く表面感度が大きい薄膜導波路を重ね、この二つの導波路をテ-パ-カプラ-で結合させた光導波路系を構築し、その基本特性を測定した。厚さ約2μmのガラス光導波路上にスピンコ-トされた厚さ0.2μmの燐酸鉄薄膜光導波路では、90%の断熱遷移が起こるために必要なテ-パ-カプラ-の長さは、0次モ-ドでは0.5mm、1次モ-ドでは1mmであった。この手法を用いて幅1mmのバンド光導波路を形成し、相対感度を測定したところ約10^3となり、ガラス導波路を用いた測定と比較して数十倍の値を得た。2.2.新しい光導波路部品材料の作成スピンコ-トにより溶液から薄膜を得ることができるペロポキソタングステン酸の光学的特性を測定し、その薄膜を種々の光導波路部品に適用した。特に、この物質の屈折率が2.0以上と、100°Cの低温で形成可能な薄膜として最も高い屈折率を持つことを初めて見いだした。この特性を利用して、薄膜光導波路、ARROW型光導波路、レリ-フ型回折格子などの光導波路部品が作成できた。この他、ガラス光導波路の基本特性を測定し、表面感度を決める因子を詳しく解析し、酸化タングステンのフォトクロミズムと組み合わせた化学センサ-を提案した。
C型肝炎ウイルス複製におけるスフィンゴ脂質の重要性

C型肝炎ウイルス(HCV)は、脂質ラフトで複製することが報告されている。我々は、脂質ラフトを構成するとされているスフィンゴミエリンがRNA dependent RNApolemeraseであるHCV-NS5Bと結合することで複製に寄与することを報告した。今回我々は、スフィンゴミエリンだけでなく他のスフィンゴ脂質もHCV複製に寄与することを見出した。さらに、これらスフィンゴ脂質がHCV-NS5Bと結合するだけでなく、積極的に機能を亢進させることを明らかにした。また、ヒト肝臓型キメラマウスを使用したin vivoにおける実験系でも、抗HCV効果に比例してスフィンゴ脂質の減少を認め、HCV複製にスフィンゴ脂質が重要であることを示した。以上の結果は、スフィンゴ脂質が抗HCV薬の有望な標的であることを示しており、新規薬剤の開発につながることが期待された。平成20年度は、(1)C型肝炎ウイルス複製に関わるスフィンゴ脂質の同定、(2)スフィンゴ脂質の動態解析を行った。(1)C型肝炎ウイルス複製に関わるスフィンゴ脂質の同定HCVレプリコン細胞及びヒト肝臓型キメラマウスでのSPT阻害剤処理によるC型肝炎ウイルスに与える影響を検討した。すると、HCVレプリコン細胞において抑制効果を認め、さらにHCV感染動物モデルであるヒト肝臓型キメラマウスにおいて14日間で血中ウイルス量を1/100に抑制した。これは既存の治療薬であるPEG-IFNの効果が14日間で1/10であることを考えると、非常に強力な抗HCV効果であると考えられた。さらにはPEG-IFNやポリメラーゼ阻害薬と併用することで相乗効果を示した。以上の結果は、SPT阻害剤がC型肝炎ウイルスに対する有望な治療薬である強い可能性を示唆するものであった。また、レプリコン細胞において、スフィンゴ脂質合成酵素の発現プラスミドを使用した強制発現系や、siRNAを使用したノックダウンを行うことにより、HCV複製に必要なスフィンゴ脂質を同定した。さらに、同定したスフィンゴ脂質の多くが、スフィンゴミエリンと同様に、HCVが複製している場と考えられているDRM分画に存在することを見出した。今後、同定したスフィンゴ脂質がHCV蛋白質にどのような影響を与えるのか解析していく予定である。(2)スフィンゴ脂質の動態解析各種阻害剤投与時の変化やsiRNAを使用したノックダウン実験からスフィンゴ脂質がセラミドを中心として恒常性を維持していることを細胞レベルおよび動物レベルで見出した。今後は、恒常性維持機構につき各種阻害剤とLC/MSでの定量系を中心に使用し解析を進める。平成21年度は、(1)C型肝炎ウイルス(HCV)複製に関わるスフィンゴ脂質の同定、(2)HCV感染時のスフィンゴ脂質の動態解析を行った。(1) C型肝炎ウイルス(HCV)複製に関わるスフィンゴ脂質の同定昨年度までに、我々は各種阻害剤およびsiRNAによるノックダウンを行うことにより、我々がこれまで同定したスフィンゴミエリンのほかに、HCV複製に関与するスフィンゴ脂質を同定した。本年度、我々は、これらスフィンゴ脂質はHCV複製複合体が存在する界面活性剤不溶性画分に主として存在することを見出した。さらに、これらスフィンゴ脂質とHCV RNA dependent RNApolemeraseとの関係をin vitroで評価したところ、これらスフィンゴ脂質がRNA dependent RNApolemeraseを活性化することを見出した。以上の結果は、スフィンゴ脂質が新たな抗HCV薬の有望なターゲットになりうる可能性を示している。(2)スフィンゴ脂質の動態解析我々は、HCVの感染によりセラミドが増加すること、さらには増加したセラミドを代償するためにスフィンゴ脂質合成酵素を亢進し転換していることを見出した。その結果、HCV複製複合体が存在する界面活性剤不溶性画分のスフィンゴミエリンが増加し、HCVの生存環境を良好にしていることが判明した。
肥満と高血圧をリンクさせる中枢性機構の解明

肥満は高血圧症を伴うことが多い。肥満が交感神経活動の増加を引き起こし、その結果高血圧発症の原因となる可能性が指摘されているが、その詳細は不明である。本研究は、Zucker-fatty(肥満)ラット、脳卒中易高血圧発症ラット、寒冷高血圧ラットを用い、高血圧発症に関与する交感神経の役割および上位中枢神経活動との関連を検討した。結果, Zucker-fattyおよび脳卒中易高血圧発症ラットでは、交感神経活動と動脈圧との間に明瞭な因果関係は認められなかった。しかし、寒冷高血圧では交感神経活動の長期増加が観察され、高血圧発症との因果関係が示唆された。本研究の特色は、中枢神経活動、交感神経活動、および動脈圧の長期間同時に計測することである。これにより、肥満性高血圧発症時に交感神経活動が中枢性にどのように修飾され、循環調節に関与するのかが定量的かつ時間軸依存性に解明できる。本年度の目標と実績は、方法論の確立である。中枢神経活動の計測システムの確立:海馬の錐体細胞は大きくまた脳内での分布がひろいため方法論の確立には最適である。微小のステンレス管(100micro meter直径)を4本束ねたオリジナルの電極を作成し、ラットの自由行動下での海馬神経活動の長期計測に成功した(現在約1週間)。細胞外マルチニューロンの計測であり、パワーコンポーネント解析により神経活動のグループ分けを行った。以上中枢神経活動のための手術手技と解析方法の基礎を確立した。交感神経活動の長期計測:我々の研究室で独自開発した方法であり、ユニークな技術を多々有している。今回、腎および腰部交感神経活動の長期計測方法について、研究費による計測装置の新規導入によりその計測解析の時間分解能を大幅に向上させた。ミリ秒から1ヶ月というタイムスパンと分解能を有するシステムを構築した。問題は、ギガバイトを超えるデータを随意に容易に解析する適切なソフトがない点であり、現在、既存市販ソフト利用を含めソフト開発を検討中である。動脈圧の長期計測:データサイエンス社およびテレメーターリサーチ社の製品を用いて無線による計測を行った。確立された方法であり、問題ない。以上の方法の検討をもとに、海馬神経活動、海馬領域血流量(レーザードップラー法)、腎および腰部神経活動、脳波、筋電図を自由行動下のラットに同時連続測定した(3例)。行動依存性にすべてのパラーメータが変動していることが明らかとなった。現在相互関連について周波数解析等の解析を進めている。高血圧症は交感神経活動の増加が一因であると考えられている。しかし、肥満が交感神経活動の増加を引き起こし、高血圧発症の原因となる可能性が指摘されているがその詳細は不明である。本研究は、肥満と高血圧発症時の、上位中枢神経活動ー交感神経活動ー動脈圧を記録し、それらの因果関係を定量化する。ラットの疾患モデルを使い、肥満と高血圧と交感神経活動がリンクする原因の解明を試みるものである。肥満そのものが高血圧になるプロセスが多重因子によるもであると予想されるので、原因因子を単純化するために、脳卒中易高血圧発症ラット(SHRSP)の動脈圧上昇過程における腎及び腰部交感神経活動を測定し、Wistar京都ラット(WKY)と比較し高血圧発症における交感神経の役割を明らかにするため実験を行った。SHRSPの動脈圧は第8週から12週の実験期間を通して著しく上昇を続けた。この間、SHRSPの腎交感神経活動は一定値を保ち、腰部交感神経活動は低下した。実験期間を通しSHRSPの動脈圧の日内変動幅は増加を続けた。腎及び腰部交感神経活動、心拍数の日内変動の幅は変化はみられなかった。WKYの動脈圧は実験期間を通して一定値を保った。WKYの腎及び腰部交感神経活動は一定値を保った。SHRSPの動脈圧頻度分布曲線は日数が経過するにつれ、右側に移動し分布の幅が広がった。WKYの動脈圧頻度分布曲線は日数経過にともなう変化はみられなかった。以上の結果より、SHRSPの8週から12週にかけて生じる高血圧発症に交感神経活動は重要な役割を果たしていないことが示唆された。次に、Zucker肥満ラットを用いて、1ヶ月に渡る動脈圧、心拍数、腎および腰部交感神経活動の連続測定を行ったが、予想された明瞭な血圧上昇が観察されなかった。そこで、現在高脂肪食負荷による変化の検討しており、研究の継続発展を図っている。本研究は、肥満性高血圧発症時における交感神経活動の中枢性修飾と、その循環調節に果たす役割を定量的かつ時間軸依存的に解明することが目的である。平成24年度は、中枢性神経活動として海馬CA1ニューロンを測定し、同時に腎および腰部交感神経活動の計測をおこなった。そして周波数解析により、海馬神経活動と腎及び腰部交感神経活動の相同性の定量化を試みた。

また予備実験として、SHRラットに用いて高血圧発症時の動脈圧と腎及び腰部交感神経活動の計測を開始した。【方法】ラットの自由行動下での海馬神経活動の長期計測に成功した(現在約1週間)。細胞外マルチニューロンの計測であり、パワーコンポーネント解析により神経活動のグループ分けを行った。交感神経活動の長期計測:我々の研究室で独自開発した方法であり、ユニークな技術を多々有している。解析方法:FFTによる周波数解析とコヒーレンス解析を行った。【結果】周波数解析の結果、海馬CA1神経活動と腎及び腰部交感神経活動は、それぞれ特異な周波数帯にパワーのピークがみられ、共通周波数は0.1Hz以下の低周波であることが明らかになった。さらに、0.1Hz以下の周波数のパワーには行動依存性があり、海馬CA1神経活動と腎及び腰部交感神経活動のそれぞれの相関が高いことも明らかになった。また、海馬CA1神経活動と腎及び腰部交感神経活動の相関は、NREM睡眠時が低く、次に摂食、飲水、REM睡眠、グルーミング、移動行動に順になることが解った。【考察】0.1Hz以下の低周波でのみ海馬CA1神経活動と腎及び腰部交感神経活動の周波数のピークが一致していたことから、海馬と交感神経活動の情報伝達は、0.1Hz以下の低周波で行われていると考えられる。今後、0.1Hz以下の周波数バンドでの動脈圧との相同性について検討を加え、高血圧発症の中枢性交感神経活動修飾機構の解明を試みる。方法の基盤確立を行う目標はほぼ達成された。25年度が最終年度であるため、記入しない。・中枢神経活動の計測システムの確立を行った:微小のステンレス管(100 micro meter直径)を4本束ねたオリジナルの電極を作成し、ラットの自由行動下での海馬神経活動の長期計測に成功した(現在約1週間)。以上中枢神経活動のための手術手技と解析方法の基礎を確立した。・交感神経活動の長期計測を行った:腎および腰部交感神経活動の長期計測方法について、研究費による計測装置の新規導入によりその計測解析の時間分解能を大幅に向上させた。ミリ秒から1ヶ月というタイムスパンと分解能を有するシステムを構築した。・海馬神経活動と腎及び腰部交感神経活動の同時測定を行った。・高血圧発症時の動脈圧と腎及び腰部交感神経活動の同時測定を行った。以上より、当初の目的達成に向けて組織的に計画を遂行している。下記の2点に焦点をあてる1.交感神経活動をより長期により自然な状態で計測するシステムの開発;肥満形成には時間がかかること、さらにケーブルによる有線計測は動物に負荷がかかることを鑑み、テレメーターでの交感神経活動の計測を検討する。中枢神経活動との同時計測を行うまえに、テレメーター単独で予備実験をおこない、方法の確立を図る。肥満ラットを用いて、交感神経活動、動脈圧の同時測定により実験を開始する。2.中枢神経活動の長期計測方法の改善;現在は1週間程度の連続計測が可能であり、当初の計画遂行には、より長期の計測が必要である。より長期の計測方法を検討する。
MRIを用いた非侵襲的頭蓋内圧測定に関する研究

【目的】MRIを用いて、頭蓋内のコンプライアンスまたは圧力が測定可能か検討を行った。【対象・方法】血流ならびに脳脊髄液流は電流で,圧力は電圧で,脳実質から脳脊髄腔への圧変換は変圧器で表した電気回路モデルを考案した.健常者(13名)ならびに自作したファントムにおいて動脈と静脈および脊髄腔に直交スライスで各々の流速を測定(血流ならびに脳脊髄液流に対してVencを各々100ならびに5または10)した.MRIの撮像は、大後頭孔頚椎移行部で行い、動静脈と脊髄髄液腔に対して直行する画像が得られるように、あらかじめMRAを撮影し位置決めを行った。画像から求めた血液と髄液を電流として考え,抵抗,リアクタンス,インダクタンスを同定する逆問題を解き,頭蓋内圧と脳組織圧縮率に関する指標を推定した.【結果】全ての実験において最小解が求められた.ファントム実験では推定圧力と実測圧力がよく一致した.健常者と脳腫瘍患者を比べた場合、脳腫瘍患者のコンプライアンスが低下していることが確認された。【考察】電気回路において逆問題を解いたところ,それらが一定値に収束したことから,これらが頭蓋内環境を表す因子となりうることが示唆され、実際の患者で確認された。1.5T常電動MRI装置を用いて、頭蓋内圧が亢進した患者の撮像を行った。撮影は位相画像を用い、頭蓋頚髄移行部の大後頭孔を中心とした部位で撮像断面を得た。目的とするものは、脊椎管内の髄液流速、両側頚静脈の静脈血流速、両側椎骨動脈と内頸動脈の流速である。今年度の成果として、適切な撮像断面と撮像条件を得ることを、まず第一目標とした。その結果、髄液と血液の流速を最適な条件で得る、撮像方法を確立した。また撮像断面では、両側内頸動脈と両側椎骨動脈に直行する撮像断面を決定した後、脊椎管内を流れる髄液の流速を測定した。しかし髄液が流れるくも膜下腔のみに感心領域を設定する方法が困難であった。この問題を解決するため、正常被験者を対象に脊髄と脊髄周囲のくも膜下腔のT2強調画像を撮像した。この画像を基に、位相画像上で髄液が流れるくも膜下腔をサブトラクションして髄液の流速を観測する手法を開発した。以上の方法により、正常被験者と頭蓋内圧が亢進した患者における、くも膜下腔と、両側頚静脈、および両側椎骨動脈と内頸動脈における、髄液と血液の流速を観測する手段を開発終了した。現時点では、頭蓋内圧亢進状態における髄液と血液の流速に特徴的な観測結果は、まだ症例数が少ないため得られていない。しかし、頭蓋内圧が亢進した脳腫瘍患者の、術前術後の流速を観測したところ、その流速の周波数成分の変化が、明確に観測された。平成15年度は、この結果をまとめるべく症例数を増加させる予定である。【目的】MRIを用いて、頭蓋内のコンプライアンスまたは圧力が測定可能か、検討を行った。【対象・方法】血流ならびに脳脊髄液流は電流で,圧力は電圧で,脳実質から脳脊髄腔への圧変換は変圧器で表した電気回路モデルを考案した.健常者(13名)ならびに自作したファントムにおいて動脈と静脈および脊髄腔に直交スライスで各々の流速を測定(血流ならびに脳脊髄液流に対してVencを各々100ならびに5または10)した.画像から求めた血液と髄液を電流として考え,抵抗,リアクタンス,インダクタンスを同定する逆問題を解き,頭蓋内圧と脳組織圧縮率に関する指標を推定した.【結果】全ての実験において最小解が求められた.ファントム実験では推定圧力と実測圧力がよく一致した.【考察】電気回路において逆問題を解いたところ,それらが一定値に収束したことから,これらが頭蓋内環境を表す因子となりうることが示唆された.【目的】MRIを用いて、頭蓋内のコンプライアンスまたは圧力が測定可能か検討を行った。
低線量放射線に対する生体の応答と影響制御の機構

真核細胞生物は低線量放射線に鋭敏に応答し、その後の放射線に対して突然変異・致死耐性となる。適応応答と呼ばれるこの現象は新しい型の生命維持機構の反映と考えられ、放射線影響の評価の面からも生命科学の面からも注目されている。本研究ではその分子機構と生物学的意義の解明に取り組んだ。平成8年度および平成9年度の研究において、低線量放射線を刺激として捉える情報伝達はPKC-α/p38MAPK/PLC-δ1の循環回路によってなされ、それは同時に線量強度の認識機構にもなっていること、応答による放射線耐性はp53遺伝子によって制御されていることを明らかにした。本年度の研究では耐性獲得の分子機構の解明を目指し、以下の新しい知見が得られた。すなわち、放射線照射によってp53遺伝子依存性の細胞自爆死(アポトーシス)が誘導されるが、低線量放射線の前照射はそのアポトーシスを起こらなくする。これは、放射線によって形成されるDNA損傷が死のシグナルを発信しない状態に変化する結果であると考えられる。それを確認するためにDNA二重鎖切断の再結合の際の忠実度を調べた。その結果、低線量放射線で前照射を受けた細胞ではDNA二重鎖切断の再結合が誤りの少ない結合へと移っていることが明らかとなった。このことから適応応答は突然変異の低減に働くと共に死からの回避の機構であり、生物進化の原動力となる生体応答の機構が低線量放射線の影響制御の生物学的基盤となっていることが考えられる。マウス培養細胞あるいは遺伝子改変マウスから樹立した培養細胞を用いて低線量X線に対する細胞応答を調べ、以下のことが明らかとなった。(1)低線量X線を前照射された細胞はその後の放射線に対して適応応答を示し、染色体異常、突然変異、致死耐性となるが発がんに対しては寧ろ高感受性となる。(2)適応応答の至適線量域0.1Gy以下であり、それ以上の強度の放射線は適応応答を誘導しないばかりでなく、適応応答の消去に働く。(3)適応応答にはCキナーゼとp38MAPキナーゼの活性が関係しており、これらのキナーゼ活性を阻害することによって適応応答も阻害される。12種類あるCキナーゼのうち低線量X線で活性化されるCキナーゼ分子種はα型である。ここに適応応答の情報伝達としてCキナーゼ→p38MAPキナーゼという新しい情報伝達路が明らかとなった。(4)p53遺伝子欠損マウスの細胞では適応応答が誘導されないが、SCIDマウスの細胞は適応応答を示す。このことは適応応答に組換え型のDNA修復機構が関係していることを示唆する。(5)低線量X線照射は細胞増殖も誘導し、細胞は一過性に増殖すると再びもとの細胞密度に復帰する。この細胞密度の復帰の過程でアポトーシスが観察され、細胞集団としての組織制御が働くことを示唆する(6)低線量放射線に対する細胞の応答特性を基に低線量率照射による突然変異および発がんの逆線量率効果に関する新しい説明理論を提唱した。低線量放射線に前照射された哺乳動物細胞は、その後の放射線に対して抵抗性を示すようになり、突然変異や致死耐性となる。適応応答と呼ばれこの細胞応答の特性と情報伝達の機構及びその生物学的意義の解明を目指し、これまでに適応応答の至適線量域、持続時間、Cキナーゼ(PKC)の活性化、p38MAPキナーゼ(p38MAPK)の活性化などを明らかにしてきた。今年度は、特に線量強度識別と応答の長期持続性の分子機構に関して以下のような重要な知見が得られた。低線量放射線ではPKCαの活性化が長時間持続するのに反し、高線放射線ではPKCαの活性化には高濃度のTPAと同じように短時間で逆制御がかかる。PKC阻害剤はp38MAPKの活性化を抑制し、p38MAPKの活性阻害剤はPKCの活性化も阻害することが分かった。さらにp38MAPKは膜りん資質の分解を触媒し、PKCの活性化に働くPLCδ1分子と結合していることが明らかとなった。

これらのことから、放射線に対する情報伝達はPLCδ1/PKCα/p38MAPKからなる回帰性フィードバック回路により制御されていることが示唆された。すなわち、低線量刺激ではこのフィードバック回路により応答は長時間持続するが、高線量ではPKCαの逆制御により、この回路は遮断される。真核細胞生物は低線量放射線に鋭敏に応答し、その後の放射線に対して突然変異・致死耐性となる。適応応答と呼ばれるこの現象は新しい型の生命維持機構の反映と考えられ、放射線影響の評価の面からも生命科学の面からも注目されている。本研究ではその分子機構と生物学的意義の解明に取り組んだ。平成8年度および平成9年度の研究において、低線量放射線を刺激として捉える情報伝達はPKC-α/p38MAPK/PLC-δ1の循環回路によってなされ、それは同時に線量強度の認識機構にもなっていること、応答による放射線耐性はp53遺伝子によって制御されていることを明らかにした。本年度の研究では耐性獲得の分子機構の解明を目指し、以下の新しい知見が得られた。すなわち、放射線照射によってp53遺伝子依存性の細胞自爆死(アポトーシス)が誘導されるが、低線量放射線の前照射はそのアポトーシスを起こらなくする。これは、放射線によって形成されるDNA損傷が死のシグナルを発信しない状態に変化する結果であると考えられる。それを確認するためにDNA二重鎖切断の再結合の際の忠実度を調べた。その結果、低線量放射線で前照射を受けた細胞ではDNA二重鎖切断の再結合が誤りの少ない結合へと移っていることが明らかとなった。このことから適応応答は突然変異の低減に働くと共に死からの回避の機構であり、生物進化の原動力となる生体応答の機構が低線量放射線の影響制御の生物学的基盤となっていることが考えられる。
国際比較の見地にたった教育施設の学習・生活スペースの在り方に関する調査研究

平成12年度はデンマーク、ドイツ、オランダの3カ国において、平成13年度はイギリス、オランダ、イタリアの3カ国において、平成14年度はスウェーデン、フィンランド、フランスの3カ国において、それぞれ調査を実施した。また平成15年度は前年度までの調査のまとめおよび比較分析を行い、その成果を国際学会等で報告した。具体的な調査内容としては、施設の運営形態・システム、地域社会との関連、周辺環境、施設の平面計画・空間構成上の特色、校舎等のデザイン上の特色、授業・学習形態、教室内家具レイアウト、児童・生徒の行動特性などで、特に運営・教育上の特色を平面計画及び教室やユニット計画またそれぞれの空間・場との関連で総合的に分析・考察した。また考察に際しては、国内外を問わず学校改革の大きなテーマとされいる以下の視点を中心としている。・教育の個性化・多様化とそれに応じた学習・生活スペースの展開・構成・教育のIT化にともなう教育・施設の対応・生活の場としてみた学校施設のデザインと空間・場の工夫・学校施設のコミュニティとの関わりと施設・運営面での工夫なお調査研究成果は、国内では平成13年度から平成15年度までの日本建築学会大会で8S編、また海外では平成15年度にCEFPI(国際教育施設プランナー)国際会議にて発表を行い、実務者や研究者との情報・意見交換を行った。平成12年度の調査対象国はデンマーク、ドイツ、オランダの3カ国で、ここ10年程の間に建設された学校を中心として、先進的な教育・学習方法を採用しているものを、小学校・中学校を中心に地域ごとに数校程抽出し、詳細な実地調査によって施設・空間の使われ方、問題点などを明らかにするとともに、教育委員会、校長、教員への聞き取り調査等により、学校運営の特色、施設計画の進められ方やその際の問題点などを明らかにした。・文献調査・調査準備・国内実地調査(4月8月):文献・資料を集め、それらをレビュー・分析するとともに、実地調査を行う施設を検討した。・海外実地調査・国内実地調査(9月12月):海外における実地調査は、全体で3週間で現地に赴き、調査対象施設の詳細な実地調査を行った。また現地の研究機関や専門設計組織、自治体の教育委員会などの研究者、責任者にヒアリングを行った。具体的な調査内容としては、校長、教員へのヒアリング調査による学校運営・教育上の特色や施設計画プロセス・問題点の把握、また教室空間周りを中心とした児童生徒の教育・生活行動の実態調査であった。またこの時期にも国内の先進的な教育施設の実地調査を継続して行った。・調査分析・まとめ(1月3月):調査結果から施設の運営、地域との関連、教育システム、学習形態、児童・生徒の行動特性などを施設や空間・場との関連で分析・考察した。平成13年度は9月にオランダ、イギリスの2カ国において、また11月にイタリアにおいて調査を実施した。対象の学校としては10年程の間に建設された学校を中心として、先進的な教育・学習方法を採用しでいるものを、小学校・中学校を中心に地域ごとに数校程抽出し、詳細な実施調査によって施設・空間の使われ方、問題点などを明らかにするとともに、教育委員会、校長、教員への聞き取り調査等により、学校運営の特色、施設計画の進められ方やその際の問題点などを明らかにした。・文献調査・調査準備・国内実施調査(4月8月):文献・資料を集め、それらをレビュー・分析するとともに実地調査を行う施設を検討した。・海外実地調査・国内実地調査(9月11月):海外における実地調査は、オランダ、イギリスでは約2週間、またイタリアでは約1週間それぞれ現地に赴き、調査対象施設の詳細な実地調査を行った。