hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水圧駆動システムにおける回路圧安定化動吸振器に関する研究

本研究は高水圧供給装置の安定化手法を求めることを目的とする.理論モデルは実機に即して,ポンプから一定流量がポンプ室に流入し,そこにポペット型安全弁と負荷絞りへの管路および動吸収器としてのアキュムレータが接続されている系を定式化した.基礎方程式を定常動作点近傍で線形化し,主要パラメータが各動作点の安定性に及ぼす影響等を,数値シミュレーションと実験により検討した.弁リフト(変位)と供給圧力に関して安定限界線図を描くと,基本的には供給圧力の増加とともに安定性は劣化する.弁のダンパーは特に有効であり,減衰の大きさが十分であれば全圧力域で安定とすることができる.また,ある容積以上のポンプ室でも同様に全域安定となる.アキュムレータの付加により安定性は向上する.ポンプ室とアキュムレータとの接続管形状の影響は大きく,その直径および長さには最適値が存在する.これらの安定限界線は動作点の移動に従って複雑に変化するが,それは不安定特性根の種類(弁,負荷管路,アキュムレータ等による振動モード)が切り替わるためである.アキュムレータ気体室の予圧は高いほど系は安定であるが,ポンプの脈動除去には低い方が良好である.実験で求めた静特性,安定限界,および不安定時に弁と弁座の衝突などによって起こるカオス状波形はシミュレーション結果と定性的に一致し,理論モデルの妥当性が確かめられた.以上により,水圧調製弁としての直動型ポペット弁回路の安定化とそのアクティブ制振,さらに水圧用バランスドピストン型リリ-フ弁の開発についての基礎的所見が得られた.本研究は高水圧供給装置の安定化手法を求めることを目的とする.理論モデルは実機に即して,ポンプから一定流量がポンプ室に流入し,そこにポペット型安全弁と負荷絞りへの管路および動吸収器としてのアキュムレータが接続されている系を定式化した.基礎方程式を定常動作点近傍で線形化し,主要パラメータが各動作点の安定性に及ぼす影響等を,数値シミュレーションと実験により検討した.弁リフト(変位)と供給圧力に関して安定限界線図を描くと,基本的には供給圧力の増加とともに安定性は劣化する.弁のダンパーは特に有効であり,減衰の大きさが十分であれば全圧力域で安定とすることができる.また,ある容積以上のポンプ室でも同様に全域安定となる.アキュムレータの付加により安定性は向上する.ポンプ室とアキュムレータとの接続管形状の影響は大きく,その直径および長さには最適値が存在する.これらの安定限界線は動作点の移動に従って複雑に変化するが,それは不安定特性根の種類(弁,負荷管路,アキュムレータ等による振動モード)が切り替わるためである.アキュムレータ気体室の予圧は高いほど系は安定であるが,ポンプの脈動除去には低い方が良好である.実験で求めた静特性,安定限界,および不安定時に弁と弁座の衝突などによって起こるカオス状波形はシミュレーション結果と定性的に一致し,理論モデルの妥当性が確かめられた.以上により,水圧調製弁としての直動型ポペット弁回路の安定化とそのアクティブ制振,さらに水圧用バランスドピストン型リリ-フ弁の開発についての基礎的所見が得られた.本研究は,水圧駆動システムの圧力源装置に用いる圧力調整弁の安定性に及ぼす系諸元の影響を理論的に検討し,さらに,ポンプ出力チャンバーにアキュムレーター構造の動吸振器を取り付けその効果を理論的に検討すると同時に,動吸振器の最適設計法を確立することを目的としている.研究の第1段階として,まず,システム安定化のための基本的知見を得るための理論解析を行って,圧力調整弁を含む系の安定化にはポンプ出力チャンバー容積の増大と減衰力増加が多大に寄与することを明らかにした.さらに圧力調整弁に取り付けたダンパーの効果を検討し,これが系の安定化に極めて効果的であることを示すと同時に,減衰係数と系の安定領域の関係を定量的に明らかにした.また,本システムのポンプには,3連のピストンタイプのポンプを用いているので出力流量の脈動は避けられない.動的に変動する出力圧力下での数値シミュレーション結果を援用することによって圧力調整弁の静特性を求める方法を検討した.研究の第2段階では,アキュムレータ式動吸振器の接続管路形状と系の安定性と関係を検討した結果,接続管に最適形状の存在することを明らかにした.また,不安定の系に発生する自励振動にカオス状の振動が含まれることを理論的,実験的に明らかにした.水圧駆動システムは,作動流体の入手・廃棄が容易な上,従来の油圧と同等のパワーを持ち,特に清浄性を要する作業やジェットカッティング等において適用されつつある.本研究の目的は,高水圧システムに用いられる定圧源装置を安定化するために,アキュムレータ構造の吸振器の最適設計法を求めることである.昨年度は,圧力調整弁には十分な減衰をもつダンパーを取り付け,十分な容積のポンプ出力室を用いれば全圧力域で安定動作が得られること,また,アキュムレータの気体室容積,および出力室との接続管形状に最適条件があること等を数値シミュレーションで明らかにした.本年度は,より詳細で系統的,実用的条件においてシミュレーションを行い,実験によりその証明を試みた.

特にダンパーに充填する流体粘土(油,グリセリン+水,水,空気等)およびアキュムレータ予圧の影響を検討し,また,アキュムレータとポンプ室との接続管に最適形状が存在する理由は,圧力あるいは弁リフトの変化に伴い振動モード即ち不安定な特性根の種類(弁,出力管路,アキュムレータ等による)が切り換わって単調でない変化をするためであることがわかった.また,予圧が高いほど系は安定化するが,ポンプ脈動のような低周波振動を吸収するには予圧が低めの方が効果的であり,両者の振動除去のために複数個のアキュムレータの最適配置・設定法等の今後の問題として検討する必要がある。以上により,水圧駆動装置を安定化する動吸振器の設計指針,さらに将来,系の振動をアクティブ制御するための基礎資料が得られ,所期の目的がほぼ達せられた.
メタボリックシンドロームと心血管病の分子機序の解明と創薬への応用

メタボリックシンドローム(MetS)、脳・心血管病の分子機序および治療戦略の解明を目的としてASK1および腎神経を中心に検討をおこなった。ASK1が、虚血や高脂肪食による血管障害による認知症に関与していることをみつけた。また、腎神経の選択的抑制は、MetSでみられる血圧リズム異常や心血管障害、脳卒中に対する有望な治療戦略であることを示す基礎知見を得た。さらに、ASK1結合蛋白であるASK2が食塩感受性高血圧や心血管障害に関与することを示唆する知見を得た。ASK1および腎神経は、脳・心血管病の有望な治療標的と考えられる。1.ASK1は肥満、インスリン抵抗性、脂肪肝に関与するが、ASK1欠損マウスと野生型マウスの網羅的遺伝子解析の結果から、ASK1が10種類以上のコレステロール代謝系酵素の発現調節に関与することが示唆され、脂肪肝やインスリン抵抗性の新しい分子機序が示唆された。2.野生型マウスとASK1欠損マウス由来の血管内皮細胞を用いた研究から、ASK1によるeNOSアンカップリングにはGTPCH、DHFRの関与は少ないことがわかった。一方、ダール食塩感受性高血圧ラット(ASK1が心血管障害に関与しているラット)の障害血管組織のDNAマイクロアレイをおこなったところ、アルドステロン受容体を介して31種類の分泌蛋白質、16種類の酸化ストレス系分子、26種類の炎症系分子がダールラットで過剰発現しており、ASK1の下流に存在する可能性のある候補分子が同定された。3.ASK2欠損マウスは、野生型マウスと比較して活動期、非活動期ともに血圧が有意に高く、いわゆるnon-dipper型の高血圧を呈することがわかった。また、高食塩食を与えるとASK2欠損マウスの血圧はさらに上昇し、食塩感受性高血圧であることが示された。血中レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系、ノルエピネフリン値およびエピネフリン値、腎臓のNa排泄機能は正常であったが、フェニレフリンによる血管の収縮反応が亢進しており、血管収縮性の亢進が高血圧の原因であることを明らかにした。さらに、ASK2欠損マウスは著明な心臓の肥大、線維化を呈し、心臓内の酸化ストレスの増加、炎症反応の亢進がみられ、その機序に心臓局所レニン-アンジオテンシン系の関与が示唆された。以上から、ASK2が血圧調節や心臓の肥大、リモデリングを調節する新たな分子であることを証明し、高血圧や心臓病の有望な治療標的分子と考えられる。(1)野生型マウスとASK1欠損マウスを高脂肪食と低脂肪食でそれぞれ長期間飼育し詳細に比較検討した。高脂肪食による認知機能障害(作業記憶障害、参照記憶障害)の発症にASK1が関与することをみつけた。また、ASK1は海馬の神経細胞密度や毛細血管密度の減少および血管内皮障害に関与していた。(2)血管性認知症モデル(両側頸動脈狭窄による慢性脳低灌流モデル)を用いて、血管性認知症におけるASK1の役割を検討した。ASK1が認知機能障害に関与しており、その機序に一部P38MAPキナーゼを介する血液脳関門破綻、酸化ストレス、炎症等が関与している。さらに特異的ASK1阻害薬が血管性認知症マウスの認知機能障害を改善したので、ASK1阻害薬が認知症の治療薬として有望である基礎的知見を得た。(3)脳心血管障害を惹起する代表的なホルモンであるアルドステロンとASK1の両方に共通の下流に存在する分子であるエンドカン、ぺリオスチンがラット脳虚血により異なる時間経過を持って著明に増加することをみつけ、脳虚血障害への関与が示唆された。(4)メタボリックシンドローム(MetS)モデルラットの両側腎神経を切除すると、血圧の低下と血圧サーカデイアンリズムの改善がみられ、その機序に腎臓Na-Cl共輸送体の発現抑制を介する尿中ナトリウム排泄増加が関与していた。また、腎神経切除により、心肥大・心筋繊維化の抑制、血管内皮機能の改善がみられた。一方、肥満、耐糖能障害、インスリン抵抗性の改善はみられなかった。すなわち、Metsにおける血圧異常、心血管障害に腎神経が関与しており、腎神経はMetsによる心血管障害の新しい標的となりうる可能性がある。(5)脳卒中易発症高血圧ラット(SHRSP)の腎神経を切除すると、脳卒中の発症率や死亡率の減少、血液脳関門破綻の軽減、脳内酸化ストレスや炎症の軽減がみられ、腎神経は脳卒中予防の有望なターゲットであると考えられる。

(1)メタボリックシンドローム(MetS)の発症を誘導する高脂肪食を、野生型マウスおよびASK1欠損マウスに約60週間(長期間)与えたところ、野生型マウスでは認知機能の低下、脳海馬神経細胞数の減少、海馬の毛細血管数減少、血管内皮機能の低下、酸化ストレス増加がみられたが、ASK1欠損マウスではこれらの変化はすべて有意に少なかった。すなわち、高脂肪食の長期摂取で起こる認知機能障害にASK1が関与している。一方、高脂肪食の長期間摂取では、野生型マウスとASK1欠損マウス間で脂肪肝や肝障害の程度、インスリン抵抗性、耐糖能に有意差はなかった。(2)野生型マウスとASK1欠損マウスにアルドステロンを慢性的に持続注入した実験、食塩感受性高血圧ラットにアルドステロンブロッカーを投与した実験の、血管および血液サンプルのDNAマイクロアレイ、プロテインアレイを詳細に行い、エンドカン、ぺントラキシン2、ぺントラキシン3、ペリオスチン等の主に炎症関連分子がアルドステロンとASK1の共通の下流分子であることをみつけ、血管障害への関与を示唆した。(3)テレメトリー法による血圧、心拍数のスペクトラム解析により、高血圧を呈するASK2欠損マウスでは野生型マウスと比較して血管交感神経機能が亢進しており、その機序に血管の酸化ストレス増加や細胞内カルシウム亢進が関与していた。すなわち、ASK2が酸化ストレスや血管交感神経機能を調節することにより、高血圧の成因に関与している。(4)MetSモデルラット(SHRcp)がnon-dipper型高血圧を呈することをみつけ、MetSでみられる血圧サーカディアンリズム異常の研究に有用なモデルであることをみつけた。その機序を検討したところ、血管交感神経活動のサーカディアンリズム異常、圧受容器反射機能低下、血中アルドステロン増加、腎臓のナトリウム排泄能の低下が関与している。ASK2欠損マウスの高血圧や心肥大の特徴や機序に関する研究は順調に進展した。一方、ASK1による血管障害の分子機序に関する研究は、一部予想通りの結果がでなかったこともあり、やや遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。ASK2欠損マウスを用いた研究から、ASK2が腎機能や循環レニン・アンジオテンシン系の調節には関与しないが、血管の交感神経機能、カルシウム感受性、酸化ストレスの調節を介して、高血圧の成因や血圧サーカディアンリズムの異常に関与する分子であることを証明できた。さらに、ASK2が心肥大や血管リモデリングに関与し心血管障害の機序にも関与する分子であることが証明できた。このように、ASK2の研究は予定通り遂行でき、ASK2が有望な治療ターゲット分子であることを示した。ASK1欠損マウスや食塩感受性高血圧ラットを用いた網羅的解析により、アルドステロンやASK1のそれぞれの下流分子を同定し、さらに両因子に共通する下流分子の中で、血管障害に関与する候補分子を同定することができた。新たなメタボリックシンドローム(MetS)モデルラットを用いて、MetSが高血圧のみならず、血圧サーカディアンリズムの異常と関連していることをみつけた。さらに、その機序に交感神経系のサーカディアンリズム異常、圧受容器反射機能低下、腎臓でのナトリウム排泄異常、血中アルドステロン増加が関与していることをみつけた。MetSを有する患者で、高頻度にみられる血圧サーカディアンリズム異常の新しい機序を証明できた。高脂肪食の長期間投与実験から、高脂肪食摂取により海馬神経細胞数の減少、血管内皮機能低下、海馬毛細血管数の減少がみられ、認知障害が発症することをみつけた。その機序にASK1が関与することをみつけた。
マクロモノマーを用いた高分子微粒子の設計

本研究は、両親媒性マクロモノマーの特性を利用した高分子微粒子の設計合成を目的とした。スチリル又はメタクリラート末端および疎水性を高めるためにメチレン鎖をスペーサーとして導入したポリエチレンオキシド(PEO)またはポリメタクリル酸(PMA)マクロモノマーは、水、アルコール等の極性媒体中の疎水性モノマーの乳化・分散重合に有効な反応性(共重合性)乳化・分散剤として働くことが期待される。生成高分子微粒子に対して、系中、コモノマーとの共重合で生成したグラフト共重合体の側鎖マクロモノマーが微粒子の表面上に覆って立体安定化作用を担い、主鎖コモノマー鎖が微粒子へのアンカー作用を担うことが充分期待されるからである。本研究では、このような立体安定化微粒子生成の基本的な機構と理論を提案するとともに、さまざまな両親媒性マクロモノマーの合成と乳化・分散重合への応用を行い、マクロモノマー法による微粒子設計の基本指針を確立した。主な成果は次のようにまとめられる。(1)PEOマクロモノマーは、スチレン、メタクリル酸ブチルの分散重合(メタノール-水中)に有効に機能し、サブミクロンミクロンサイズの単分散微粒子を与える。粒子径は、共重合で取り込まれたマクロモノマー鎖が粒子表面を覆って立体安定化作用を担うことを仮定して基本的理論を導き、この理論とよく一致して、重合率の1/3次、モノマー濃度の2/3次、マクロモノマー濃度の-1/2次に依存して変化した。^1HNMR測定から、粒子上グラフト化したPEO鎖の形態変化も明らかにした。(2)PEOおよびPMAマクロモノマーは、スチレンの乳化重合にも有用である。従来の乳化重合理論に加えて、マクロモノマーが反応性(共重合性)乳化剤として働くことを加味する必要がある。(3)PEOマクロモノマーの水中ミセル重合の速度論を明かにし、得られる水溶性ブラシ鎖は疎水性の硬い芯棒と親水性の軟らかい毛から成る持続長の長い半屈曲性みみず鎖として記述できた。マクロモノマー法による高分子微粒子設計は、設計原理、操作が比較的単純であり、広範な応用が期待される。マクロモノマー法による単分散高分子微粒子の生成機構を分子レベルで解明するために以下の研究を行った。(1)種々のマクロモノマーの合成:ポリエチレンオキシド鎖の片末端と疎水性重合官能基(スチリル基およびメタクリロイルオキシ基)との間に種々の鎖長のアルキレン鎖を有するマクロモノマーを合成した。また、ポリメタクリル酸マクロモノマーをアニオンリビング重合法によって、ポリ(N-ビニルピロリドン)マクロモノマーをラジカル連鎖移動重合法によって、さらに末端にカルボキシル基を有するマクロモノマーをそれぞれ合成し、詳細に特性化した。(2)極性媒体中の分散重合粒子生成の基礎理論の確立:最初均一溶液からマクロモノマーとコモノマーとの共重合によるグラフト高分子が微粒子殻を覆って立体安定化粒子種を完成する。これ以降では、同等の大きさの微粒子の合体は妨げられ、コモノマー重合とグラフト高分子生成が並行して、粒子の成長が進むという機構に基づいて理論的なモデルを提出した。コモノマーとしてスチレン、ブチルメタクリレートの系では、この理論は実験結果をほぼ定量的に説明することができた。しかしながら、連続相となじみのあるメチルメタクリレート系では仕込みマクロモノマー濃度の粒子系に及ぼす効果は複雑で、粒子径は媒体の溶解度パラメーターに強く依存することがわかった。現在より統一的な理論を提案中である。様々なマクロモノマーを用いて様々な条件下で重合を行い、マクロモノマー分子構造と微粒子殻形成との基本的原理を明確にすることができた。また、乳化重合についても検討を行った。(3)マクロモノマー間の共重合、単独重合挙動および櫛形高分子の特性化:マクロモノマーの共重合および単独重合によって得られる規則的櫛形高分子の分子量、回転半径、ピレンの可溶化および蛍光測定を行い、ポリエチレンオキシド櫛形高分子が水中で半屈曲性高分子として振る舞っていることを明らかにした。

粒子径は、共重合で取り込まれたマクロモノマー鎖が粒子表面を覆って立体安定化作用を担うことを仮定して基本的理論を導き、この理論とよく一致して、重合率の1/3次、モノマー濃度の2/3次、マクロモノマー濃度の-1/2次に依存して変化した。^1HNMR測定から、粒子上グラフト化したPEO鎖の形態変化も明らかにした。(2)PEOおよびPMAマクロモノマーは、スチレンの乳化重合にも有用である。従来の乳化重合理論に加えて、マクロモノマーが反応性(共重合性)乳化剤として働くことを加味する必要がある。(3)PEOマクロモノマーの水中ミセル重合の速度論を明かにし、得られる水溶性ブラシ鎖は疎水性の硬い芯棒と親水性の軟らかい毛から成る持続長の長い半屈曲性みみず鎖として記述できた。マクロモノマー法による高分子微粒子設計は、設計原理、操作が比較的単純であり、広範な応用が期待される。マクロモノマー法による単分散高分子微粒子の生成機構を明らかにするために、さまざまなマクロモノマー、基質モノマーを用いた検討から、主として、次のような新たな基本的知見を得た。1.p-スチリルヘプチル末端ポリエチレンオキシド(PEO)マクロモノマー/メタクリル酸ブチル(BMA)系分散共重合を重メタノール-重水中^1H-NMRで追跡し、両モノマーがほぼアゼオトロピックに共重合すること、とくに後期はBMAが粒子内部で重合すること、PEOグラフト鎖は初期は粒子表面上にへばりつき、重合率とともに表面上に延びるが、約1/4は粒子内に埋もれることがわかり、立体安定化粒子の形成の概要が明らかになった。2.ポリメタクリル酸t-ブチルおよびトリメチルシリルのリビングアニオン重合と加水分解による単分散ポリメタクリル酸(PMA)の合成の基本的条件を検討し、PMAマクロモノマーの合成に応用し、得られたマクロモノマーは、スチレンの乳化および分散重合に有用で、表面にカルボキシル基を密集した、0.1-数μサイズの単分散微粒子を生成することを認めた。3.メタクリロイルオキシアルキル基を末端とするPEOマクロモノマーを新たに合成し、疎水性アルキル基がその水中のミセル重合およびスチレンの分散共重合を有効に促進することを明らかにした。4.p-ビニルベンジルオキシテトラエチレングリコールスクシナ-トを合成し、スチレンの乳化・分散共重合荷よって、表面最外殻部にカルボキシル基を持つ微粒子の生成に有効であることを認めた。今後、これらの結果をまとめ、マクロモノマー法微粒子設計の基本原理と応用をさらに確立したい。ρ-スチリルアルキルポリエチレンオキシド(PEO)マクロモノマーを用いたスチレン、メタクリル酸ブチルの分散重合(メタノール-水中)は、申請者らの提案したグラフト共重合PEO鎖による立体安定化理論によく一致したが、メタクリル酸メチルの分散重合では、マクロモノマー濃度依存症は媒体組成がメタノール過剰では異常に高く(-1.1次)、水組成>40v%で正常(-0.5次)となった。PMMAとPEO鎖、メタノールとの若干の相溶性の効果と思われる。PEOマクロモノマーは、スチレンの乳化重合にも有用である。従来の乳化重合理論に加えて、マクロモノマーが反応性(共重合性)乳化剤として働くことを加味した理論を検討する必要がる。末端にカルボキシル基を持つρ-ビニルベンジルオキシテトラエチレングリコールスクシナ-トは、Me_4NまたはNa塩の形で、スチレンの乳化重合に有効で、サブミクロンサイズの単分散微粒子を生成した。
種間相互理解：ヒト－チンパンジー間相互行為における能力の構成

本研究では,ヒトとチンパンジーが身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源を用いて相互に行動を調整し,相互行為的な能力を構成するプロセスを明らかにした.その結果,飼育下のチンパンジーはおもにヒトによって構築された環境でヒトのリズムに合わせて生活できること,ヒトはその行為をチンパンジーのリズムに合わせて調整できることが示された.これらの知見によって,ヒトとチンパンジーによって築かれた社会についての理解が深まった.本研究では,飼育下および野生の環境下におけるチンパンジーとヒトとの相互行為を分析し,両者の行動が時間的にどのように組織化されているのかを解明する.とくに身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源に注目して,チンパンジーとヒトがこれらを用いて相互に行動を調整し,相互行為的な能力を構成するプロセスを明らかにする.プロジェクトの2年目となる平成25年度は,研究補助員として研究員1名および複数の謝金バイトを雇用して,これまでに(株)林原生物化学研究所類人猿研究センター(GARI)等で収集してきたチンパンジーとヒトの相互行為場面の動画資料について,整理を進めた.また,とくにヒトーチンパンジー間相互行為における物の利用に焦点をあて,組織的な分析を行った.とくに注目すべき相互行為場面では,身ぶりや会話を分析するためのソフトウェアであるELANを用いて動画資料を取り込み,(1)ヒトとチンパンジーの言語的・非言語的やりとりの書き起こし,(2)背景から動作や身ぶりを切り抜いた静止画像,(3)チンパンジーが扱っている物の静止画像を作成し,これらを関連づけながら,相互行為が時間的にどのように組織化されているかを分析した.11月と3月には京都大学においてデータセッションを行い,上記の分析の妥当性を検討した.また毎月行っている「コミュニケーションの自然誌研究会」では,連携研究者を含む霊長類学者らとヒトーチンパンジー間相互行為についての議論を重ねている.本報告書に記したように,これらの研究の成果は各種学会等での発表に加え,論文として公表してきている.また,本プロジェクト独自のHPを作成し,プロジェクトの進行や成果を随時公開している.本研究では,ヒトとチンパンジーが身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源を用いて相互に行動を調整し,相互行為的な能力を構成するプロセスを明らかにした.その結果,飼育下のチンパンジーはおもにヒトによって構築された環境でヒトのリズムに合わせて生活できること,ヒトはその行為をチンパンジーのリズムに合わせて調整できることが示された.これらの知見によって,ヒトとチンパンジーによって築かれた社会についての理解が深まった.本研究では,飼育下および野生の環境下におけるチンパンジーとヒトとの相互行為を分析し,両者の行動が時間的にどのように組織化されているのかを解明する.とくに身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源に注目して,チンパンジーとヒトがこれらを用いて相互に行動を調整し,相互行為的な能力を構成するプロセスを明らかにする.プロジェクトの初年度となる平成24年度は,45月,7月,12月に研究代表者の高田と連携研究者の伊藤が(株)林原生物化学研究所類人猿研究センター(GARI)を訪問し,チンパンジーとヒトの相互行為場面の動画資料を収集した.また45月の調査では,GARIでの調査のあとに上記2名および連携研究者の田代と座馬が熊本サンクチュアリを訪問して,飼育下のチンパンジーとヒトの飼育者や研究者との相互行為に関する調査を行った.これまでに得られた動画資料を用い,とくに身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源に注目して,相互行為が時間的にどのように組織化されているかに関する分析を行った.またGARIおよび熊本サンクチュアリを訪問した際,さらに2月には京都大学においてデータセッションを行い,上記の分析の妥当性を検討した.平成24年度はとくにヒトーチンパンジー間相互行為における身ぶりの利用に焦点をあて,組織的な分析を行った.本報告書に記したように,これらの研究の成果は各種学会等での発表に加え,論文として公表した.また,本プロジェクト独自のHPを作成し,プロジェクトの進行や成果を随時公開するための準備を進めている.本研究では,飼育下および野生の環境下におけるチンパンジーとヒトとの相互行為を分析し,両者の行動が時間的にどのように組織化されているのかを解明する.とくに身ぶり,物,音声という3種類の記号論的資源に注目して,チンパンジーとヒトがこれらを用いて相互に行動を調整し,相互行為的な能力を構成するプロセスを明らかにする.プロジェクト最終年度となる平成26年度は,謝金バイトを雇用し,これまでに(株)林原生物化学研究所類人猿研究センター(GARI)等で収集してきたチンパンジーとヒトの相互行為場面の動画資料の整理を進めるとともに,研究代表者と連携協力者がその解析を進めた.また,とくにヒトーチンパンジー間相互行為における音声の利用に焦点をあて,組織的な分析を行った.とくに注目すべき相互行為場面では,身ぶりや会話を分析するためのソフトウェアであるELANを用いて動画資料を取り込み,(1)ヒトとチンパンジーの言語的・非言語的やりとりの文字起こし,(2)背景から身ぶりを切り抜いた静止画像,(3)チンパンジーおよびヒトの音声の波形を作成し,これらを関連づけながら,相互行為が時間的にどのように組織化されているかを分析した.11月にはドイツ,オランダ,デンマークで関連する研究を行っている研究者との会合を行い,さらに3月には九州大学と京都大学野生動物研究センター熊本サンクチュアリでワークショップを開催して,上記の分析の妥当性を検討した.

また毎月行っている「コミュニケーションの自然誌研究会」では,連携研究者を含む霊長類学者らとヒトーチンパンジー間相互行為についての議論を重ねている.これらの研究の成果は,本報告書に記した著著,論文,学会等で公表してきた.また,本プロジェクトで独自に作成した和文・英文のHPでは,プロジェクトの進行や成果を随時公開している.人類学平成25年度は,GARIの研究員を務めていた連携研究者(座馬)を本プロジェクトの研究員として迎え,その協力のもとに謝金バイトを組織して各種の作業にあたった.その結果,これまでに得られた計400時間にも及ぶ動画資料の整理と解析が劇的に進んだ.また研究代表者は,ヒトーチンパンジー間相互行為についてのデータセッションやコミュニケーションの自然誌研究会の世話役を務め,定期的・継続的に分析の妥当性についての検討を重ねている.研究の成果は,各種学会等での発表や論文を通じて公表しつつあることに加え,本プロジェクト独自のHPを通じて公開している.平成24年度は,当初の予定に沿ってのべ6回に渡り研究代表者(高田)と連携研究者(伊藤)がGARIを訪問した.GARIでは,連携研究者(田代,座馬)の協力のもと,チンパンジーとヒトの相互行為場面の動画資料を収集した.また45月には,研究代表者と連携代表者が熊本サンクチュアリを訪問して調査を行うとともに,今後の調査協力体制について議論を行った.これまでに得られた動画資料の解析は,ほぼ当初の予定通りに進んでいる.また研究の成果は,各種学会等での発表や論文を通じて公表したことに加え,本プロジェクト独自のHPを通じた公開の準備を進めている.したがって,本年度の目標として据えた課題はおおむね達成しえた.本プロジェクトの採択にあたっては,交付額が当初の申請額より39%程度減額されたが,既存の研究機材を活用したり,研究補助員に依頼する予定にしていた作業を研究代表者や連携研究者が直接行ったりして研究費の節約に努めている.その結果,平成2425年度はプロジェクトの基本方針を変えることなく,目標として据えた課題をおおむね達成することができた.事業最終年度にあたる平成26年度も引き続き,申請書に記した計画・方法に沿ってプロジェクトの運営を進める.ただし,平成25年度と平成26年度の2回行うことを予定していたマハレ山塊国立公園での現地調査は,予算の制約から連携研究者が別予算で同地を訪問した際に併せて行うこととした.またGARIは資金難等から平成25年3月に閉鎖したが,GARIのチンパンジーはすべて熊本サンクチュアリに移管された.これを受けて,本プロジェクトでも熊本サンクチュアリでの活動を強化するために調整を重ねている.本プロジェクトの採択にあたっては,交付額が当初の申請額より39%程度減額されたが,既存の研究機材を活用したり,研究補助員に依頼する予定にしていた作業を研究代表者や連携研究者が直接行ったりして研究費の節約に努めている.その結果,平成24年度はプロジェクトの基本方針を変えることなく,目標として据えた課題をおおむね達成することができた.
時刻で制御可能な暗号基礎技術の研究開発

平成27年度は,1時刻の「開始」を制御する暗号技術,及び2時刻の「停止」を制御する暗号技術,それぞれについて研究を行った.1前年度までに発表してきたタイムリリース暗号技術について,更に完成度を上げ,国際論文誌にて発表を行った.具体的には,情報理論的安全性に基づくタイムリリース秘密分散法について,拡張に関する議論を行ったものを発表した.また,計算量的安全性に基づくタイムリリース秘密分散法についても,前年度発表した論文に厳密な安全性証明や応用を与えた完全版を,国際論文誌に投稿している.また,前年度から国際論文誌に投稿中であったタイムリリース性をもつ情報理論的に安全な鍵共有方式,暗号化方式,認証方式に関する論文も,未だ査読中である.2クラウドストレージ上で時刻の「停止」を制御する放送型暗号技術について,国際会議等でポスター発表・招待講演を行った他,国内会議にて論文賞を受賞した.同内容は現在,査読付き国際会議に投稿中である.更に,同内容に関連して,放送型暗号技術における暗号文長と秘密鍵長間のトレードオフを効率的に達成する方式を提案し,国内会議及び国際会議で発表した.また,一定期間(一定時刻)ごとに鍵等の秘密情報を無効化可能な階層型鍵隔離暗号やIDベース暗号,検索可能暗号等の成果についても,国内会議及び国際会議で発表した.平成27年度の本研究課題計画は,これまでの研究成果から「任意の時刻で機能を制御するコア・プリミティブ」を抽出することであった.しかしながら,研究を進めていく中で,そのようなプリミティブを抽出し一般化するよりも,各基礎技術レベルで時刻制御機能を追求していく方が,それぞれより理想的な機能を実現できることに気付いた.従って,時刻制御機能をもつ各暗号基礎技術における基礎研究を完成させることで,本研究課題の最終目標の達成に結び付けた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の研究方針として、任意の時刻で機能の"開始"を制御する暗号基礎技術(Timed-Release方式)についての研究、またそれに関連する情報理論的に安全なプロトコルについての研究、の2点に重点を置いて研究を行った。前者においては、まず、情報理論的安全性に基づくTimed-Release機能を有する暗号化、認証プロトコルにおける必要な秘密鍵長の下界を導出し、その下界を満たすような最適な構成法を考案し、既存の研究成果の完成度をあげることに成功した。更に、重要な暗号基礎技術の一つである秘密分散法について、Timed-Release機能を有する方式(Timed-Release秘密分散法と呼ぶ)を、情報理論的安全性に基づくもの、計算量的に基づくもの、それぞれを世界で初めて提案した。秘密分散法は幅広い応用が考えられているため、Timed-Release秘密分散法にも幅広い応用が期待できる。Timed-Release秘密分散法に関する研究成果は既に国内会議で発表しており、今後更に完成度をあげ、権威ある国際会議、また論文誌等に投稿予定である。これらの結果として、特に情報理論的に安全な"Timed-Release"方式における基礎研究が完成したといえ、今後本研究を進めていくにあたっての確かな土台が築けたといえる。後者においては、従来の基本的な情報理論的暗号技術を拡張したものとして、検証者が秘密鍵を必要としないブラインド認証方式、多人数モデルにおける相手認証方式、アグリゲート認証方式、匿名性・追跡性を有する認証方式についても、厳密な数理モデル化、安全性の定式化を行い、権威ある国際会議にて発表を行った。本研究目標は新たな方式を考案することであり、厳密に、また妥当に数理モデル化する必要があるため、この研究で得た"厳密に数理モデル化するノウハウ"を、今後本研究に活かしていく計画である。平成26年度は,1時刻の「開始」を制御する暗号基礎技術における成果の発展,2時刻の「停止」を制御する暗号基礎技術の研究開発,に分けて研究を行った.1前年度に国内会議で既に発表を行っていたタイムリリース秘密分散法について,更に内容を発展させ,査読付き国際会議にて発表を行った.具体的には,情報理論的安全性,計算量的安全性の両方の観点から,重要な暗号基礎技術の一つである秘密分散法において,時刻の「開始」を制御する機能であるタイムリリース性を実現することができるかを検討し,どちらの安全性のもとでも実現可能であることを示した.これらの成果は更に完成度を高めたうえで,国際論文誌に投稿中,または近々投稿予定である.更に前年度までの成果であった,タイムリリース性をもつ情報理論的に安全な鍵共有方式,暗号化方式,認証方式についても更に細微な点まで安全性証明を与え,権威ある国際論文誌に投稿中である.2近年普及が進んでいるクラウドストレージに暗号化情報が保存され,必要に応じて利用者が能動的にそれを取得するような状況を想定し,その状況下において,任意の時刻で「停止」を制御するような方式を考案した.具体的には,数理モデル,安全性の定式化を行い,また必要な秘密情報長の下界も導出し,その下界の等号をみたすような最適な構成法を提案することに成功した.更に,より実用化を考え,ストレージ上の暗号化情報が悪意ある改変をなされたとしても検出できるような方式も提案した.本成果により,国内で2番目に大きいセキュリティに関する会議CSS 2014の学生論文賞,また国際会議IWSEC 2014のthe Best Poster Awardを受賞した.これらの内容は更に完成度を上げたうえで,権威ある国際会議に投稿予定である.

平成27年度は,1時刻の「開始」を制御する暗号技術,及び2時刻の「停止」を制御する暗号技術,それぞれについて研究を行った.1前年度までに発表してきたタイムリリース暗号技術について,更に完成度を上げ,国際論文誌にて発表を行った.具体的には,情報理論的安全性に基づくタイムリリース秘密分散法について,拡張に関する議論を行ったものを発表した.また,計算量的安全性に基づくタイムリリース秘密分散法についても,前年度発表した論文に厳密な安全性証明や応用を与えた完全版を,国際論文誌に投稿している.また,前年度から国際論文誌に投稿中であったタイムリリース性をもつ情報理論的に安全な鍵共有方式,暗号化方式,認証方式に関する論文も,未だ査読中である.2クラウドストレージ上で時刻の「停止」を制御する放送型暗号技術について,国際会議等でポスター発表・招待講演を行った他,国内会議にて論文賞を受賞した.同内容は現在,査読付き国際会議に投稿中である.更に,同内容に関連して,放送型暗号技術における暗号文長と秘密鍵長間のトレードオフを効率的に達成する方式を提案し,国内会議及び国際会議で発表した.また,一定期間(一定時刻)ごとに鍵等の秘密情報を無効化可能な階層型鍵隔離暗号やIDベース暗号,検索可能暗号等の成果についても,国内会議及び国際会議で発表した.平成27年度の本研究課題計画は,これまでの研究成果から「任意の時刻で機能を制御するコア・プリミティブ」を抽出することであった.しかしながら,研究を進めていく中で,そのようなプリミティブを抽出し一般化するよりも,各基礎技術レベルで時刻制御機能を追求していく方が,それぞれより理想的な機能を実現できることに気付いた.従って,時刻制御機能をもつ各暗号基礎技術における基礎研究を完成させることで,本研究課題の最終目標の達成に結び付けた.平成26年度は,タイムリリース方式について更に研究を発展させ,また前年度からの課題であった,任意の時刻で「停止」を制御する暗号基礎技術の研究開発に成功した.具体的には,研究実績の概要にも示したように,それぞれにおいて新たな方式を考案し,数理モデル,安全性定義を与え,また安全な方式を達成するために必要な秘密情報長の下界の導出,その下界の等号をみたすような最も効率的な鍵長をもつ構成法の提案を行った.また,もう一つの研究課題であった“これまで研究してきた方式が汎用的結合可能安全性を満たすかどうかの検証"に関しても,既存研究の調査を行っており,任意の時刻で「停止」を制御する暗号基礎技術の基礎研究が完成次第着手できる状況にある.従って,計画に多少の遅れは見られるものの,前年度からの課題が概ね達成できたため,「おおむね順調に進展している」との自己評価に至った.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はまず,平成26年度の研究成果の完成度を更にあげた論文を権威ある国際会議、論文誌等に投稿・発表予定である.具体的には,任意の時刻で「開始」を制御するタイムリリース方式に関する成果は国際論文誌に投稿中,または投稿予定であり,任意の時刻で「停止」を制御する暗号基礎技術に関する成果は権威ある国際会議に投稿する計画である.
マウス肝部分切除後のアポトーシス

肝切除後の肝再生は、肝切除後の残存腫瘍増殖、転移出現など臨床面で重要な研究領域である。最終年度にあたる今年度は、肝切除後の放出されるサイトカインの抗腫瘍効果に着目し検討した。培養期間は昨年度施行した5日間より短期の3日間とし、再生時のサイトカイン放出期間に沿うものとした。更に、これら培養液の腫瘍細胞をA/Jマウス7週齢雌性マウスに静注移植し、in vivo liver colony assay施行した。これらサイトカインの抗腫瘍効果は注目すべき現象で、それぞれの転移臓器における腫瘍細胞と臓器内皮細胞あるいは間質細胞の相互作用により、腫瘍の増殖・退縮のメカニズムが作働する可能性が示唆された。本研究の目的は、神経芽腫におけるアポトーシスの出現至適条件を解明することにある。今年度は再現性の高いinvivo実験系の確率をめざして以下の項目について検討した。1.肝部分切除後の肝再生:A/jマウス8週齢雌性に全身麻酔下に肝左葉を施行した後、肝の再生速度を検討した。再生速度は肝切除後4日までに最大となった。2.肝部分切除後の肝内腫瘍増殖:マウス尾静脈より静注移植して作成した肝転移は、肝切除により有意に抑制された。3.肝切除時期による肝内腫瘍増殖:経時的にみると、腫瘍移植2日前肝切除群では肝切除は影響せず、腫瘍移植3日前及び、腫瘍移植1、3日後肝切除群では腫瘍増殖抑制が見られた。4.肝部分切除後の大腿部皮下腫瘍増殖:腫瘍細胞5×105個筋肉内移植により作成した大退部皮下腫瘍に対しては、肝切除の影響は観察されなかった。5.肝部分切除後の腹壁皮下腫瘍増殖:腫瘍細胞102個腹壁皮下移植により作成した大退部皮下腫瘍に対しては、初期に腫瘍抑制がみられた。以上の結果より、腫瘍増殖抑制の実験系として、肝内腫瘍としては、腫瘍移植3日前肝切除あるいは、移植後肝切除群が最適と考えた。免疫組織化学的にDNA末端を証明するNick法によるアポトーシスの出現を現在定量中である。又、その腫瘍抑制効果は、肝内のみに留まらず、皮下腫瘍にも影響を及ぼしたことから、肝分画液性因子の解析を開始した。特にhepatocyte growthfactorについては、C-1300腫瘍invivo培養系でcolony forming assayを施行している。肝切除後の肝再生は、肝切除後の残存腫瘍増殖、転移出現等臨床面で重要な研究領域である。肝部分切除後の腫瘍抑制効果とサイトカインに着目し検討した。[方法及び材料]A/Jマウス7週齢雌性マウス及びマウス神経芽腫C-1300腫瘍をin vivo,in vitro双方で用いた。腫瘍細胞静注移植後5日目に30%肝切除を施行し、手術後14日目に肝転移コロニー数を肉眼的に測定した。同時に肝切除後の肝の還流液をin vitro培養液に添加しMTT assayを施行した。更に各種サイトカインによる抗腫瘍効果を検討するために、肝再生期に放出されるHGF,TGFα,TGFβ,EGFをin vitro培養液に添加し、MTT assayを施行した。[結果]肝切除による抗腫瘍効果はsham群肝コロニー数平均31個に比し、肝切除群6.3個と抑制効果を示した。(p<0.01)又肝還流液による抑制効果が認められた。:HGFは暴露時間5日間で10ng/mlの濃度までdose dependentに抑制効果が観察された。TGFαでは変化なく、TGFβでは10ng/ml以上の濃度で抑制効果が観察された。EGFでは腫瘍増殖効果が観察された。本研究の目的は、神経芽種における自然治癒過程に関わる因子を明らかにすることである。1.肝部分切除後の肝再生:A/jマウス8週齢雌性の再生速度は肝切除後4日までに最大となった。2.肝部分切除後の肝内腫瘍増殖:腫瘍細胞静注移植後5日目に30%肝切除を施行し、肝転移コロニー数を肉眼的に測定した。sham群肝コロニー数平均31個に比し、肝切除群6.3個と、肝切除は腫瘍抑制効果を示した。(p〈0.01)3.肝部分切除後の大腿部皮下比腫瘍増殖:腫瘍細胞肝5x105個筋肉内移植により作成した大腿部皮下腫瘍に対しては、肝切除後の影響は観察されなかった。4.肝部分切除後の腹壁皮下腫瘍増殖:腫瘍細胞102個腹壁皮下移植により作成した大腿部皮下腫瘍に対しては、初期に腫瘍抑制がみられた。以上の結果より、腫瘍増殖抑制の実験系として肝切除の動物実験モデルを確立した。

又、その腫瘍抑制効果は、肝内のみに留まらず、皮下腫瘍にも影響を及ぼした。以上より肝分画液性因子について解析した。5.肝切除後に放出される各種サイトカインによる抗腫瘍効果:HGF,TGFα,TGFβ,EGF,ActivinAをin vitro培養液に添加し、MTT assayを施行したところ、HGF,TGFα,EGF,は暴露時間3日間で変化なく、TGFβでは10ng/ml以上の濃度で抑制効果が観察された。ActivinAは著名な抑制効果をdose-dependentに示した。これらサイトカインの抗腫瘍抑制効果は注目すべき現象で、それぞれの転移臓器における腫瘍細胞と臓器内皮細胞あるいは間質細胞の相互作用により、腫瘍の増殖・退縮のメカニズムが作働する可能性が示唆された。
概日リズムの光同調における分光特性の解析と照明応用

良好な概日リズムを保つ照明応用のため、概日リズムの光同調や日中の覚醒に効果的な光環境を把握する。概日リズムの光同調や覚醒の分光特性は、既往研究が示すような単峰性の感度曲線ではなく、内因性光感受性網膜神経節細胞と視細胞の光受容により、短波長域の光放射に感度の高い二峰性の感度曲線になることが示唆された。ただし、青色光成分の多い光で快適な光環境を作るには、照明方法に工夫が必要である。概日リズムの光同調に係わる視覚機能の解明を最終的な目的として、本研究では、視覚の基本特性である分光感度、および日中の覚醒水準に関する作用スペクトルを明らかにする。概日リズムの光同調に関与する網膜内の光受容器、すなわち内因性光感受性網膜神経節細胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cell ; ipRGC)は、視蓋前域オリーブ核にも軸索を投射して、瞳孔の対光反射にも関与している。このことから、ヒトにおいて、単色光刺激に対する縮瞳率を基に、ipRGCの分光感度を調べた。その結果、ipRGCは短波長側(青緑)の光放射に感度が高いこと、ipRGCの分光感度曲線の形は、視細胞のものより広い可能性があることが分かった。混色光刺激を用いた予備的な実験の結果、ipRGCの分光感度の加法性を認めたが、さらに詳細な検討が必要であり、瞳孔反射データの収集を継続している。また、細胞内の神経回路網を正常に保った状態で、マウスのipRGCの分光応答特性を詳細に検討した。その結果、外側膝状体背側核に投射する網膜神経節細胞に比べて、ipRGCは、短波長側の比較的狭い波長範囲にしか感度を持たないこと、ipRGCの分光感度は、太陽放射のスペクトル分布とよく一致しており、ipRGCが太陽からの光を効率良く感受するよう機能していることが分かった。内因性の光感受性を持つ網膜神経節細胞(ipRGC)と光感受性を持たない網膜神経節細胞の分光感度の違いを実現する網膜内の神経回路網について、現在、多重免疫組織化学的方法を用いた組織学的検討を行っている。本研究は、概日リズムの光同調に係わる視覚機能の解明を最終的な目的として、視覚の基本特性である分光感度、および日中の覚醒水準に関する作用スペクトルを明らかにする。このことを利用して、ヒトにおいて、単色光刺激に対する縮瞳率を基に、概日リズムの光同調に係わる分光感度を調べる。ただし、ipRGCは視細胞からの入力も受け、分光感度には複数の光受容器の影響があるため、平成22年度はデータの収集と蓄積に注力した。また、ipRGCに対する視細胞の影響を調べるため、異なる光順応状態で瞳孔反射を測定できる装置を製作した。日中の覚醒水準に対する光入力の影響を検討するため、マウスにおいて、覚醒に関与する青斑核のニューロン活動の分光応答特性を調べた。恒暗条件においた後、マウスに波長の異なる単色光刺激を呈示し、神経活動のマーカーであるc-Fosの発現量を免疫組織化学的に検索した。その結果、光入力は青斑核の応答に対して抑制的に働き、その効果は短波長光の方が強いことが示唆された。既往の研究により、網膜からの直接的な光入力を受ける視交叉上核で、c-Fosの発現量は光量の時間積算値に関係することが示されている。覚醒水準に関する作用スペクトルを求めるには、青斑核についても、光刺激の呈示時間を変えてc-Fosの発現量を調べる必要がある。また、単色光刺激の波長条件をし増やす必要があり、そのため光刺激装置に改良を施した。単色光刺激を用いた瞳孔反射測定から、概日リズムの光同調の分光感度は、ipRGCの分光感度と錐体の分光感度の合成になることが示唆された。すなわち、460nm付近にピークを有するメラトニン分泌抑制の作用スペクトルと異なり、およそ480nm500nmに大きなピークと、440nm460nmに小さなピークを有する二峰性の分光感度曲線になると考える。波長の異なる単色光を混合した光刺激を用いた瞳孔反射測定から、可視放射域の一部の波長について、分光感度の加法性は成り立つ可能性を得た。覚醒水準の調節に関わる脳幹部神経核の青斑核および背側縫線核の視覚性ニューロンの分光応答特性を、マウスを用いて明らかにした。青斑核では、360nmおよび500nm付近の光刺激により、ニューロンの活動抑制が観察された。背側縫線核では、同波長の光刺激により、ニューロン活動の興奮が認められた。

これらの結果から、覚醒水準の調節に関わる神経核では、光感受性網膜神経節細胞(ipRGC)からのシナプス入力に加えて、錐体視細胞からの間接的なシナプス入力が存在することが示唆された。覚醒水準に関する作用スペクトルも、二峰性となる可能性が高く、瞳孔反射測定と同様の結果を得た。光量や光色の異なる光環境下で作業課題を与え、作業者の生理的心理的指標により光環境性能を評価した。青色光成分の多い光環境は、必ずしも作業者にとって好ましいものではなく、既往研究が示すような生産性や集中力の向上効果よりも、逆にまぶしさ感や作業後の視覚疲労をもたらす場合があると言える。概日リズムの光同調や覚醒には短波長光が効果的であるが、一般照明で活用するには、短波長光の用い方に工夫が必要である。
深在性真菌症早期診断のための血中(1→3)-β-D-グルカン測定の自動化

水酸化カリウム(KOH)、塩化カリウム(KCl)、ポリブレン(polybrene)の混合試薬による、遠心沈殿操作の必要のない血液検体前処理法を開発し、(1→3)-β-D-グルカンの自動測定を可能とした。KOHは血漿ないし血清中に含まれるリムルステストの干渉因子を除去するとともに、自然の状態では三重鎖らせん構造をとっている(1→3)-β-D-グルカンを一本鎖の形に解離し、カブトガニのG因子に対する活性を強め、検出感度を高める作用を果たしている。KClは解離した(1→3)-β-D-グルカンを一本鎖の状態のまま維持安定させるのに役立っている。またポリブレンによって、インキュベーションの間に非特異的な濁りが検体中に生ずるのを防ぐことができた。さらにカイネティック・モードを採用することにより、検体を希釈することなく、1500pg/mlの幅広い範囲の測定が可能となった。血中(1→3)-β-D-グルカン測定法の侵襲性深在性真菌症に対する感度・特異性は、20pg/mlをカットオフ値としてそれぞれ90%、100%であった。最近、カブトガニの血液から、(1→3)-β-D-グルカンに特異的に結合し、(1→3)-β-D-グルカンのG因子に対する活性を阻害する蛋白性因子が単離された。この因子と(1→3)-β-D-グルカンに対するモノクローナル抗体を用いてELISAによる(1→3)-β-D-グルカンの測定を試みた。検出感度は低いものの、深在性真菌症例の臨床検体について、合成気質法との間に相関が認められた。これによって、深在性真菌症において血中に(1→3)-β-D-グルカンが増加していることを、さらに別の面からの確認した。過塩素酸(perchloric acid;PCA)をもちいた除蛋白による従来の血液検体前処理法は、変性して非可溶性となった蛋白を遠心沈殿操作により除去する必要があるため、自動測定系に組み込むことができない。そこでこれに代わる方法として、水酸化カリウム(KOH)、塩化カリウム(KCl)、ポリブレン(polybrene)の混合試薬を血液検体に添加する方法を新しく開発した。KOHは血漿ないし血清中に含まれるリムルステストの干渉因子を除去するとともに、自然の状態では三重鎖らせん構造をとっている(1→3)-β-D-グルカンを、カブトガニのG因子に対してより反応性の強い一本鎖の形に解離し、感度を高める作用を果たしている。またポリブレンによって、インキュベーションの間に非特異的な濁りが検体中に生ずるのを防ぐことができる。この新しい前処理液にはKOHが0.15mol/l、KClが0.3mol/l、ポリブレンが0.1%(w/v)含まれる。サンプル5μ1に前処理試験薬20μ1を加え、マイクロプレートに内蔵されたインキュベータ-で37°C、10分加温したあと、ただちにグルカン測定用のリムルス試薬を加え、さらに37°C、30分間加温しながら、492nmを対照波長として、405nmの吸光度の変化を経時的に記録し,吸光度の変化率から自動的に濃度に換算させる。患者より採取した39検体について、従来の過塩素酸法と比較した結果、r=0.967,p<0.01で両者の間に良好な相関関係が認められた。

本法では、血液検体にKOH, KCLを添加し、カブトガニ血球抽出液由来の試薬に対する検体中の反応阻害物質を除去するとともに、検体中の(1→3)-β-D-グルカンの三重鎖螺旋構造を一本鎖に変換し、反応性を高めるが、検体孵置中に生ずる検体中の濁りが問題となっていた。しかし、これもポリプロビレンの添加により除去することができ、自動化にのせることが可能となった。またカイネティックス・モードを採用することにより、500pg/mlまで幅広い範囲にわたって測定できるようになった。国内の9医療施設に入院治療中の患者にみられた発熱エピソード202例について検討した。このうち、剖検および細菌学的検査によって深在性の真菌感染が確実と見られる症例が41症、真菌感染をほぼ完全に否定できる症例が59例みられた。血中(1→3)-β-D-グルカン値から、両者は20pg/mlを境にほぼ分けることができたので、これをカットオフ値として感度ならびに特異性ついて検討したところ、それぞれ90%、100%という極めて良好な結果を得た。最近、カブトガニ血球抽出液から(1→3)-β-D-グルカンに特異的に結合する新しい蛋白を分離精製したので、この蛋白を用いた測定系の開発の可能性も開かれた。異なる原理による測定法の開発は、本法の妥当性を検討する上でも重要な意味をもつと思われる。カブトガニ血球抽出液から得られた(1→3)-β-D-グルカン結合蛋白を利用して、ELISA法による(1→3)-β-D-グルカン測定系を確立した。まず、マウスの抗(1→3)-β-D-グルカン・モノクローナル抗体でマイクロプレートの内面を被覆し、12時間4°Cに放置したあとPBSで洗浄し、ついでヒト血清アルブミンを加えて37°C,90分孵置してブロックした。さらに洗浄を繰り返したあと、(1→3)-β-D-グルカン標準液(0.1、1.0、10、100、1、000ng/ml)および検体をウエルに分注し、37°C120分孵置した。PBS洗浄後、ビオチン化した(1→3)-β-D-グルカン結合蛋白を加え、37°C120分孵置。再びPBS洗浄後、ホ-スラディッシュ・ペルオキシダーゼ結合ストレプトアビジンを加え37°C120分孵置後、PBSで洗浄した。最後に、基質液を加え、室温に15分間放置した。硫酸で反応を停止し、吸光度を測定した。検量線は、0.11,000ng/mlの範囲で良好な直線性を示した。(1→3)-β-結合以外のグルカン、エンドトキシン、ペプチドグリカンとは反応せず、特異性も確認された。Candida albicansを静注したマウスの血中(1→3)-β-D-グルカン値を経時的に追跡することもできた。また血中(1→3)-β-D-グルカン濃度と腎臓組織中の生菌数とのあいだに相関が認められた。ヒト深在性真菌症患者の血中(1→3)-β-D-グルカン濃度も、比色法とほぼ相関した値が得られた。しかし、本法の検出限界は、比色法にくらべ約100倍高く、また反応終了までに長時間を要するため、実用化にはさらに改良が必要である。