hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸癌の分子異常サブタイプ別のmicroRNA解析と次世代診断・標的治療への応用

また抗EGFR抗体投与例を対象に従来の遺伝子変異解析にmicroRNA-31を加えることで、より正確なコンパニオン診断の実現が期待されることを世界に先駆けて報告した。また大腸癌以外の消化器腫瘍においては消化管間質腫瘍や直腸カルチノイドの生物学的悪性度の新規バイオマーカーとしてmicroRNA-196aやmicroRNA-885をそれぞれ同定することに成功した。さらにはアレイ解析を用いてmicroRNA-196bが膵癌組織の癌細胞で発現亢進し、不良な予後と相関すること。また膵癌細胞株を用いた検討ではmicroRNA-196bを抑制することで抗腫瘍効果が期待できることを報告。また胆道癌においてmiR-31はIL-6の発現を調節し、予後因子にもなりうることを報告した。さらに今回、我々は大腸癌患者の血液を用いて、その超早期診断を目的としたmolecular classificationに基づいたmicroRNA発現解析を施行。その結果、miR-31は血中への分泌量は少ないためか非侵襲的分子診断方法としての利用は難しいと考えられた。また従来の分子標的薬剤にmicroRNA阻害薬を併用した新たなオーダーメイド治療の可能性についても検討したところBRAF遺伝子変異陽性の大腸癌細胞株では従来の抗EGFR抗体薬にその下流シグナルを制御するmicroRNA阻害薬を併用することで、抗腫瘍効果が得られた。以上の解析結果よりこれらのmicroRNAは将来的な分子診断、個別化治療への応用が期待される。エクソソーム内のmicroRNA発現解析を行い、癌組織での発現との相関を検討する予定。また同定されたmicroRNAはポリコームタンパクの変化によるヒストン修飾やDNAメチル化などのエピジェネティックな異常によって制御されている可能性がある。よって遺伝子変異などの分子異常が異なる多種の大腸癌細胞株を用いてポリコームタンパク阻害剤やHistone Deacetylase(HDAC)阻害剤、DNA脱メチル化酵素などを投与することでmicroRNA発現レベルに変化をきたすか検証する予定。大腸癌の抗EGFR抗体薬投与症例においてEZH2発現はその効果予測のバイオマーカーとして有用である可能性が示唆されたことから、今後、多症例での検証と臨床への応用が期待される。PCR関連試薬を当初の予定よりも安価に購入することができたこと。また学会の旅費も安価な航空券を手配することで経費を節約できたため。(理由)PCR関連試薬を当初の予定よりも安価に購入できたこと。また学会旅費も安価な航空券を手配することで経費を節約できたため。(使用計画)繰り越しになった経費はPCR関連試薬の購入に充てる予定。繰り越しになった経費はPCR関連試薬の購入に充てる予定。
ナノ粒子による腸管樹状細胞の機能制御

本研究は、腸管樹状細胞の機能を新規ナノ粒子により制御することによって、アレルギー疾患の克服を目指すものである。まずは、腸管免疫細胞への送達可能なナノ粒子の作成を試みた。ナノ粒子は、生体適合性の高いマテリアルを探索し、また合成法の容易なものを選択した。その結果、リン酸カルシウムナノ粒子を選択した。リン酸カルシウムは歯や骨の主たる構成成分であり、生体親和性は極めて高い。コアであるリン酸カルシウムナノ粒子(CaP NPs)の合成はPowellらが報告したEmulsion法を用いて行った。CaP NPsの粒径を動的光散乱法(DLS)によって測定した結果、粒径は5.1 nm、ゼータ電位は-33.9 mVであった。1年目では、PEIおよびPEI-FITCで表面修飾し、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7を用いて、細胞への取り込み実験を行った。その結果、マクロファージ細胞株への取り込みは高かった。2年目、3年目では、さらに細胞への取り込み効率を向上させるために、キトサンでの表面修飾を行った。薬剤を模倣した色素をコアに担持させる合成法やキトサンに色素を修飾する合成法を試みた。これらの方法で合成したナノ粒子を用いて、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7への細胞取り込みを検討した結果、キトサン修飾カルシウムナノ粒子は、は効率良く細胞に取り込まれた。また、細胞毒性も認められなかった。さらに、OVA(卵白アルブミン)/ALUMによる感作でアレルギーモデルマウスを作成し、血清中および肺洗浄液中のIgE抗体価上昇は確認できたが、ナノ粒子の経口投与による病態改善の評価までは至らなかった。そのためには、1腸管樹状細胞の機能解析と2新しい生体適合性マテリアルの探索および開発という2つのアプローチを同時に進めなければならない。1に関しては、アレルギー疾患と腸管樹状細胞の関連性を明らかにすることを目的としてアレルギー疾患モデルマウスの腸管から樹状細胞を単離し解析を行う。2に関しては、粘膜ワクチンのドラッグキャリアの概念を取り入れて、腸管樹状細胞に特異的に取り込まれる新しいナノ素材を探索または開発する。本申請では、これらの医学・工学の研究を融合させて、免疫応答を調節出来る新たなバイオマテリアルを作成する。本研究の目的を達成するためには、1腸管樹状細胞の機能解析と2腸管にデリバリー可能な生体適合性ナノ粒子の開発という2つの方向から研究を進める。1アレルギー疾患モデルマウス(アレルギー性喘息、アトピー性皮膚炎、食物アレルギーモデルマウス)の腸管から免疫細胞を単離し、マイクロアレイ法により腸管特異的に発現が変動している分子を同定し、解析を行う。2腸管へのドラッグキャリアとして、ナノ粒子の安定性、粒径制御性、表面電位を考慮に入れて設計を行う。1年目では、アレルギー疾患モデルマウスからの腸管樹状細胞の単離と解析及びナノ粒子の設計と基本物性の評価を行い、2年目以降ではこれらの結果を踏まえて、in vitro, in vivoの実験をすすめる。これまでに、新しい生体適合性マテリアルの探索および開発を行った。次に、CaP NPsにPEI表面修飾、FITCラベル化PEI表面修飾を行い、それぞれCaP-PEI NPs及びCaP-PEI-FITC NPsとした。CaP-PEI NPs及びCaP-PEI-FITC NPsの粒径をDLSで測定した結果、粒径はそれぞれ、15.9 nm , 16.3 nmであり、ゼータ電位はそれぞれ+11.6 ±3.3 mV , +15.7 ±0.9 mVとなった。コア粒子CaP NPsと比較すると粒径、ゼータ電位が共に増大しており、適切に修飾が行われたと考えられる。さらに、透過型TEMでの観察を行った結果、DLSの結果と一致した像が得られた。次に、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7を用いて、細胞への取り込み実験を行った。その結果、CaP NPs、CaP-PEI NPsに比べてCaP-PEI-FITCNPsのマクロファージ細胞株への取り込みは高かった。また、細胞毒性を検討した結果、CaP-PEI NPsは高い毒性を示したが、CaP NPs、CaP-PEI-FITC NPsでは明らかな毒性はなかった。

本研究の目的を達成するためには、1腸管樹状細胞の機能解析と2腸管にデリバリー可能な生体適合性ナノ粒子の開発という2つの方向から研究を進める。1アレルギー疾患モデルマウス(アレルギー性喘息、アトピー性皮膚炎、食物アレルギーモデルマウス)の腸管から免疫細胞を単離し、マイクロアレイ法により腸管特異的に発現が変動している分子を同定し、解析を行う。2腸管へのドラッグキャリアとして、ナノ粒子の安定性、粒径制御性、表面電位を考慮に入れて設計を行う。1年目では、アレルギー疾患モデルマウスからの腸管樹状細胞の単離と解析及びナノ粒子の設計と基本物性の評価を行い、2年目以降ではこれらの結果を踏まえて、in vitro, in vivoの実験をすすめる。これまでに、新しい生体適合性マテリアルの探索および開発を行った。コアであるリン酸カルシウムナノ粒子(CaP NPs)の合成はPowellらが報告したEmulsion法を用いて行った。CaP NPsの粒径を動的光散乱法(DLS)によって測定した結果、粒径は5.1 nm、ゼータ電位は-33.9 mVであった。1年目では、PEIおよびPEI-FITCで表面修飾し、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7を用いて、細胞への取り込み実験を行った。その結果、マクロファージ細胞株への取り込みは高かった。今年度は、さらに細胞への取り込み効率を向上させるために、キトサンでの表面修飾を行った。マウスマクロファージ細胞細胞株RAW264.7への細胞取り込みを検討した結果、キトサン修飾カルシウムナノ粒子は、は効率良く細胞に取り込まれた。また、細胞毒性も認められなかった。さらに、primary cellでの検討を行うために、マウスからの樹状細胞の単離が可能となった。本研究は、腸管樹状細胞の機能を新規ナノ粒子により制御することによって、アレルギー疾患の克服を目指すものである。まずは、腸管免疫細胞への送達可能なナノ粒子の作成を試みた。ナノ粒子は、生体適合性の高いマテリアルを探索し、また合成法の容易なものを選択した。その結果、リン酸カルシウムナノ粒子を選択した。リン酸カルシウムは歯や骨の主たる構成成分であり、生体親和性は極めて高い。2年目、3年目では、さらに細胞への取り込み効率を向上させるために、キトサンでの表面修飾を行った。薬剤を模倣した色素をコアに担持させる合成法やキトサンに色素を修飾する合成法を試みた。これらの方法で合成したナノ粒子を用いて、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7への細胞取り込みを検討した結果、キトサン修飾カルシウムナノ粒子は、は効率良く細胞に取り込まれた。
ダウン症に合併する白血病モデルを用いた発がんの原因となる遺伝子変異獲得機序の解明

一過性骨髄異常増殖症(TAM)は、ダウン症候群患児の生下時に合併する前白血病疾患である。TAM患者のうち約20%は一度寛解を経た後、追加変異を獲得し、急性巨核芽球性白血病(AMKL)へと進展することが知られている。このtrisomy21を背景にGATA1変異が生じた際に発症する前がん状態を経て、さらなる追加の遺伝子変異を獲得した際に真のがんへと病態進展する経緯は、多段階発がんモデルと考えられている。本研究では、このTAM/AMKLモデルを用いて、多段階発がんとしての白血病発症に繋がる遺伝子変異の獲得のメカニズムを解明することを目標としている。
低酸素下の難治性固形腫瘍に対する癌ウイルス治療の有効性の検討

以下に、これまで得られた実験結果を記す。低酸素下でのHIF-1蛋白発現の検討低酸素下での制限増殖型アデノウイルスの抗腫瘍効果の検討低酸素下での癌細胞内のテロメラーゼ活性の検討低酸素下での制限増殖型アデノウイルスの感染効率の検討in vivoでのHIF-1と制限増殖型アデノウイルスの増殖に関する検討マウス皮下腫瘍モデルを用いてHIF-1αおよびE1A発現を免疫染色法にて検討した。現在までに上記のような結果が得られた。また、平成18年12月にISDS(学会)に参加し、本研究に関連する低酸素下における癌の治療法(化学療法や放射線治療)に関する様々な情報を収集できたことにより、我々が得られた結果の妥当性および癌ウイルス療法の新たな可能性が示された。
肝細胞増殖因子活性化酵素(HGFA)を用いた融合タンパク質限定分解システムの開発

組換えタンパク質をtagとの融合タンパク質として発現した際、tagを切り離す限定分解のステップには特異性・反応効率ともに高いプロテアーゼの使用が望ましい。本研究はこのステップに肝細胞増殖因子活性化酵素(Hepatocyte Growth Factor Activator;HGFA)を用いて実用的な系を構築することを試みた。まず、始めにHGFA基質ペプチド配列をGST融合タンパク質へと導入した。pGEX4T-3ベクターのトロンビン切断配列の下流に、HGFA切断配列(AKTKQLRVVNG)をコードするオリゴヌクレオチドを挿入した。つぎに細胞内のシグナル伝達分子であるJIP-1(JNK interacting protein-1)を用いて発現実験をおこなった。発現した融合タンパク質(GST-JIP1)をトロンビンおよびHGFAにより基質酵素比50:1の条件にて37°C、4時間処理をおこなった。トロンビン処理によりGST-JIP1はGST部分を残して完全に分解された。いっぽう、HGFA処理ではリンカー部分の切断のみがおこった。この他に肝細胞増殖因子バリアントNK1、肝細胞増殖因子受容体チロシンキナーゼドメインについて、このシステムを用いた発現と切断をおこなった。いずれも副反応による分解は見られなかった。また、HGFAによる限定分解の制約条件を検討した。HGFAの活性はglutathioneの共存によっては低下しなかった。すなわち、精製したGST融合タンパク質は前処理なしに分解反応をおこなえることがわかった。しかし、0.5Mから2Mまでのurea共存下でHGFAの活性は完全に抑制された。したがって、ureaで可溶化したサンプルの切断には、前もって十分にureaを除去する必要がある。本研究は肝細胞増殖因子活性化酵素(HGFA)の優れた基質特異性を利用して、副反応(目的タンパク質の切断)が少ない融合タンパク質限定分解システムを開発することを目指している。本年度は実用的な系において至適条件を検討するためにHGFAの基質ペプチド配列をGST融合タンパク質に導入し、限定分解反応を確認した。pGEX4T-3ベクターはGST融合タンパク質の切断酵素としてトロンビンを用いるシステムである。このベクターのトロンビン切断配列の下流に、HGFA切断配列(AKTKQLRVVNG)をコードするオリゴヌクレオチドを挿入した。この配列はHGF上でHGFAによる限定分解部位近傍に由来する。融合タンパク質の例としては細胞内のシグナル伝達分子であるJIP-1(JNK interacting protein-1)を用いた。JIP-1はGST融合タンパク質として大腸菌に発現できるが、トロンビンにより完全に分解されてしまうことを既に見い出している。発現したタンパク質をトロンビンおよびHGFAにより基質酵素比50:1の条件にて37°C、4時間処理をおこなった。トロンビン処理によりJIP-1-GSTはGST部分を残して完全に分解された。いっぽう、HGFA処理では融合タンパク質の限定分解のみがおこった。したがって、特異性の面では期待通り、副反応が低いことがわかった。ついで切断効率の検討をおこなった。HGFを基質とした場合、基質酵素比10,000:1の条件においても37°C4時間処理によって限定分解はほぼ完全に進行した。いっぽう、GST-JIP1を基質に用いたときは、完全限定分解には100:1の比が必要であった。今後は、HGFA切断配列近傍に変異を導入することによって効率の向上を試みるとともに、天然基質と人工基質の分解性の違いを規定する因子について追究する必要がある。本研究は肝細胞増殖因子活性化酵素(HGFA)の高い基質特異性を利用して、副反応(目的タンパク質の切断)が少ない融合タンパク質限定分解システムを開発することを目指している。

昨年度はHGFAの基質ペプチド配列をGST融合タンパク質に導入し、細胞内のシグナル伝達分子であるJIP-1(JNK interacting protein-1)を例に用いて組換えタンパク質を発現し、HGFAによる特異的な限定分解反応を確認した。本年度はさらに、肝細胞増殖因子バリアントNK1、肝細胞増殖因子受容体チロシンキナーゼドメインについて、本システムを用いた発現をおこなった。いずれも副反応による分解は見られず、本システムが基質タンパク質にかかわらず有用であることが示唆された。また、HGFAによる融合タンパク質限定分解の制約条件の検討を行った。精製GST融合タンパク質はGlutathione-Sepharoseからの溶出液に大量のglutathioneを含んでいる。また、大腸菌の発現系では、発現された組換えタンパク質は不溶性になって封入体として回収されることがあり、この可溶化には高濃度のurea処理が必要である。このような組成の溶液内でも反応が可能であるのか、前処理が必要であるのか、という点はシステムの利便性に大きく影響する。結果として、HGFAの活性はglutathioneの共存によっては低下しなかった。しかし、0.5Mから2Mまでのurea共存下でHGFAの活性は完全に抑制された。したがって、ureaで可溶化したサンプルの切断には、限定分解に先だって十分にureaを除去する必要がある。HGFAを用いたシステムは特異性が高いという長所をもち。既存のシステムと本システムを目的に応じて使い分けることにより、さまざまな状況に対応できるものと考えられる。
HIV流行阻止・エイズ発症予防のための臨床分離株の増殖能と増殖因子の検討

2015年・16年のフィリピンにおける薬剤耐性ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の流行頻度を9.2%と推定した。この集団において、薬剤未使用者に12ヶ月間治療した後に得た血清・血漿142検体のうち、37株について分離に成功した。この株の増殖能を検討したところ、抹消血液のHIV量と比例したが、試験管内での増殖能が全てについて血漿中より多かった。その増殖能には株による大きな幅があった。このように、内在性のHIVの増殖能は、血漿ウイルス量では判断できない。したがって、内在性ウイルスの増殖能を判定・モニターする意義は大きい。特に耐性ウイルスの出現に伴い薬剤を変更する場合は、この指標に注目する必要がある。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の流行阻止・軽減、エイズ発症予防のために、高いHIV量を早期に達成する因子のひとつを、ウイルス株の増殖能と考え、「HIVの増殖能の高さが、感染連鎖・早期の進行を決める」との仮説をフィリピン共和国にて検証した。一方、正常細胞に既存の抗ウイルス因子の多様性が、HIV感染者付随感染症に影響をもつ程度について、インドネシア共和国で検証した。フィリピン共和国:株に増殖能よる増殖能の違いを実証することを目指した。その結果、150検体の血漿を得て、89検体まで血漿由来のHIV分離を終了した。HIV分離は、血漿中のHIVをビーズで濃縮し、その後4週間の単核細胞初代培養方式を採用した。その結果、4週目の培養上清中に9.0% (8/89)の事例でHIV抗原を確認できた。4株を再感染の実験系に使用したところ、株による明らかな増殖レベルの違いがみられた。今後、詳細な検討により増殖レベルの判定プロトコルを決定する。一方、81検体について血漿中のpol遺伝子配列を決定し、既存の解析終了株と共に系統樹上に展開した。同時に、治療薬剤に耐性を示すウイルスの有無・特徴を検討した。その結果、90% (73/81)の株に薬剤耐性ウイルス候補株が検出された。全て逆転写酵素阻害薬への耐性を示唆し、1例のみHIVプロテアーゼ阻害薬に耐性を示した。インドネシア共和国:APOBEC3Bの多様性とHIV感染者に付随するB型・C型肝炎ウイルス感染頻度に関連を見出した。このように、(1)増殖能に違いのある株を同定し、(2)抗HIV治療薬に耐性を示す多様なウイルスが観察され、(3)抗HIV治療薬に耐性をもつ場合でも増殖能が減少しないことが推測された。さらに、(4)抗ウイルス因子は個体によって違い、その影響がエイズに伴う他の感染に影響していることが推測された。1)増殖能の異なるHIVを分離できた。この一連のプロトコル完成にむけて見通しが立った。2)初年度に150検体の血漿を確保できた。次年度も同様の規模を達成できる見込みがたった。3)81検体の遺伝子解析を終了でき、既存の解析株と合わせて、系統樹の規模を拡大できた。4)APOBEC3Bの多様性とHIV感染者に付随するB型・C型肝炎ウイルス感染頻度の関連を一定規模の集団で評価できた。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の流行阻止・軽減、エイズ発症予防のために、感染者体内のHIV株の特徴を明らかにし、制御のための指標を発掘しようとしている。薬剤耐性HIV株の発生要因と、HIV株の増殖能からみた多様性を解析している。制御すべきHIV株の優先順位の議論に役立てる目的がある。フィリピン共和国のフィールドで得た感染者由来の血清・血漿検体は、204検体に達した。全ての検体からHIV-RNAを分離し、RT-PCRによって増殖cDNAが確認されたものについて、1.4kbのpol遺伝子の配列を決定した。系統樹に展開し、過去のフィリピン共和国で確認された遺伝子配列データベース(自験例)を重ねた。さらに、全ての系統樹解析株に最も近縁であると判定された国際データベース上の株を系統樹上に重ねて解析した。その結果、フィリピン国内で耐性株が生まれていることが推定された。HIV-RNAを分離した残りの血清・血漿のうち利用可能な量が残存していた検体を利用して、非感染者由来の抹消血液単核細胞との混合培養を行った。利用可能検体192個全てについて、28日間の培養を行った。28日間の培養の後、培養上清にHIV抗原が確認されたものが、38検体について確認されている。残り154検体の28日目培養上清からHIV抗原は検出されていないが、HIV量が抗原検出感度以下である可能があり、今後RT-PCRによって増殖HIV量の確認作業を行う予定である。それに引続き増殖能の分類作業を逐次行う。一方、インドネシアでは、HIVの多様性をAPOBEC3Bを指標に検討した。HIV感染者においてAPOBEC3B-deletionと関連らみられたのは、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、Torque Tenoウイルス、トキソプラズマ原虫の感染であった(J Clin Virol 70 (2015) 67-71)。下記6項目の進捗があったため。(1)フィリピンのフィールドにてHIV感染者由来の血清・血漿を安定して採取できた。解析総数が2年度まで197検体になった。(2)HIV感染者由来の血清・血漿から単核細胞培養にてHIVを分離できた。総数38株以上になった。(3)増殖レベルの異なるHIVが同定された。

増殖レベルの解析プロトコルが完成した。(4)上記197検体中の80%以上からHIV-cDNAを作出でき、その遺伝子配列を決定した。さらに、系統樹に展開できた。(5)系統樹解析より、フィリピン国内で耐性ウイルスが発生している事実が推測された。現在のプロトコルでは1年以内に10%弱の症例で耐性HIVが発生していることが推測された。(6)インドネシアのHIV感染者の随伴ウイルス感染には、宿主側の要因としてAPOBEC3Bの多様性が関与していることが強く示唆された。2010年頃よりエイズの流行が顕著になったフィリピン共和国において、治療薬を投与され12ヶ月経過した患者より臨床分離株を得て、その増殖能を検討した。前段階として、薬剤耐性の発生状況を検討した。治療未経験者11,306人の治療薬(ジドブジン・ラミブジン・ネビラピン)を投与症例が対象群である。このうち、2015年・2016年に投与後12ヶ月に達した患者の血漿2,628を検体を解析の対象とした。血漿2,628検体のうち、抹消血液HIV濃度が1,000copies/mL以上を示したものが295検体であり、HIV-pol遺伝子配列を決定できたのは、127検体になった。127検体中107検体のHIV-pol領域に耐性マーカーとなるアミノ酸配列を認めた。以上の結果より、耐性株の割合を9%程度と推定した。耐性調査の後残存した血漿142検体を、抗HIV抗体陰性のボランティアより得た抹消血液由来の単核細胞に暴露し、ウイルス分離を試みた。4週間の培養により142検体中37検体よりHIV株を分離することに成功した。分離株を10^6(copies/mL)に統一して抹消血液由来の単核細胞に再接種し、1週間後の到達増殖レベルを増殖能判定基準に用いた。株により増殖能は異なり、その違いの幅は1,000倍程度に及び、5x10^6(copies/mL)から3x10^9(copies/mL)まで開いた。これらの事実は、耐性ウイルスの出現後、治療薬を変更すべきタイミングにおいて、耐性ウイルスの増殖能のレベルに注目した薬剤選択が必要であることを示している。さらに、治療薬の変更後は、特に増殖能の高い株を抑制することを優先的に考えるべきであることを示唆している。2015年・16年のフィリピンにおける薬剤耐性ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の流行頻度を9.2%と推定した。この集団において、薬剤未使用者に12ヶ月間治療した後に得た血清・血漿142検体のうち、37株について分離に成功した。この株の増殖能を検討したところ、抹消血液のHIV量と比例したが、試験管内での増殖能が全てについて血漿中より多かった。その増殖能には株による大きな幅があった。このように、内在性のHIVの増殖能は、血漿ウイルス量では判断できない。したがって、内在性ウイルスの増殖能を判定・モニターする意義は大きい。特に耐性ウイルスの出現に伴い薬剤を変更する場合は、この指標に注目する必要がある。1)HIV分離培養終了時に抗原陽性となった株の増殖能比較:4週目の培養上清にHIV抗原を確認した残りの4例について増殖レベルを確認する。
長残光蛍光体ナノ粒子を用いた癌細胞の無励起光型バイオイメージング

医療に応用できる革新的プローブの長残光蛍光体ナノ粒子の開発に取り組み、このナノ粒子を用いて癌細胞の無励起光型バイオイメージングを目指した。ヒト骨肉腫細胞(HOS)をスキッドマウスの背部皮下に注入移植し、抗体修飾した蛍光体ナノ粒子を蓄光させたものを尾静注し、IVIS Imaging Systemを用いてin vivoイメージングを行うことに成功した。長残光蛍光体は、近紫外可視光を数分間照射すると数時間以上緑色などの可視光を発し続ける特異な光物性を示す物質であり、夜間安全表示や時計の文字盤などに広く使われている。この蛍光体の最大の特長は、従来の蛍光試薬や生物発光試薬の様な励起光の連続照射や発光基質の添加を要しないことであり、通常の蛍光イメージングで問題となる散乱光やバックグラウンド蛍光の妨害から解放されることを意味する。本研究では、医療に応用できる革新的プローブの長残光蛍光体ナノ粒子の開発に取り組み、このナノ粒子を用いて癌細胞の無励起光型バイオイメージングを目指した。癌特異抗体で標識した長残光蛍光体ナノ粒子を数分励起した後、担癌マウスに尾静注し、癌細胞の無侵襲かつ超低攪乱in vivoイメージングを行うことを目的とする。平成26年度は以下の課題に取り組んだ。<1>長残光蛍光体のナノ粒子化:遊星ボールミルを用いて独自に作製した緑色、赤色および近赤外発光を示す各長残光蛍光体をナノ粒子化し、シランカップリング剤でナノ粒子表面を化学修飾する。遠心沈降法により粒子径が約50nm300 nmのものを一旦粗分別した後、回転数の違いによりナノ粒子サイズ毎に分画する。また、液層合成法によるナノ粒子の直接合成プロセスを新たに構築した。<2>長残光蛍光体ナノ粒子の物性評価:上記<1>で得られる各種蛍光体ナノ粒子の粒径サイズや用いる表面修飾剤の種類とナノ粒子の光物性の相関関係を明らかにし、最適な表面修飾条件を探索した。さらに、蛍光体ナノ粒子の検出感度、有効測定時間、有効深度等を検討する。<3>長残光蛍光体ナノ粒子の抗体修飾:特定の癌細胞において過剰発現することが知られているHER2タンパク質を標的とした抗体を、以下の修飾反応を用いてナノ粒子表面に結合した。癌特異抗体で標識した長残光蛍光体ナノ粒子を数分励起した後、担癌マウスに尾静注し、癌細胞の無侵襲かつ超低攪乱in vivoイメージングを行うことを目的とした。平成27年度は以下の課題に取り組んだ。<1>蛍光体ナノ粒子の毒性評価:長残光蛍光体ナノ粒子毒性について、in vitroおよびin vivoの両側面から比較検討した結果、対照群に比べ有意な毒性は認めなかった。<2>蛍光体ナノ粒子による担癌マウスイメージング:ヒト骨肉腫細胞(Human Osteosarcoma;HOS)の細胞を用いて担癌マウスの作製を行った。HOS細胞シート移植から4週後に抗体修飾した蛍光体ナノ粒子を405nmのレーザー光で照射して蓄光させた後、尾静注し、京都大学RIセンターに設置のIVIS Imaging Systemを用いてin vivoイメージングによる評価を行った。経時的に腫瘍のサイズを評価し、イメージングを行った。これまでにHOS移植の骨肉腫のIVISによる検出を行い、ALPhighで有意に高い集積を認めた。今後はさらに、肺などへの遠隔転移について、経時的に皮膚の上からレーザー照射し、in vivoイメージンによって検討したいと考えている。平成26年度は主として長残光蛍光体のナノ粒子化とその物性評価、および長残光蛍光体ナノ粒子の抗体修飾を予定しており、主に研究協力者の多喜の指導の元に行う予定だあった。しかし、多喜が6月に京都大学から名古屋大学へ移動したため、新しい研究室の立ち上げ等に時間がかかり、予定が遅れた。神経解剖学平成27年度は以下の課題に取り組む予定である。<1>長残光蛍光体ナノ粒子による癌細胞イメージング:NIH/3T3培養細胞にher2遺伝子をリポフェクション法にてトランスフェクションし、HER2を発現する培養癌細胞を確立する。癌細胞を培養したマイクロプレート内に緩衝溶液に懸濁した抗体修飾ナノ粒子を分散させる。これを倒立蛍光顕微鏡で数分間励起した後、励起光を消灯し、無励起光条件下でビデオ撮影する。

HER2(+)とHER2(-)の細胞系を比較し、蛍光強度から抗体の特異性を評価する。<2>蛍光体ナノ粒子の毒性評価:長残光蛍光体ナノ粒子および量子ドット単体の毒性について、in vitroおよびin vivoの両側面から比較検討する。まず、MTTアッセイを用いたin vitro毒性試験を行う。次に、マウスに長残光蛍光体あるいは量子ドット単体を尾静注により投与する。種々の投与量を用い、投与後の体重減少を経時的に観察し、投与後、1週間、1ヶ月、6ヶ月において肝臓等種々の臓器を摘出し、パラフィン切片を作製してHE染色を行い、各臓器の組織を顕微鏡観察し、投与した分子による臓器の障害等を比較検討する。<3>蛍光体ナノ粒子による担癌マウスイメージング:まずマイクロカテーテルを用いて<4>で作製したHER2発現培養細胞を免疫不全のスキッドマウスの背部に注入し、担癌マウスを作製する。次に、光励起したHER2抗体標識長残光蛍光体ナノ粒子を同マウスに尾静注し、経時的にIVIS Imaging Systemを用いてin vivoイメーングする。このシステムは共同研究利用を申請している京都大学放射線同位元素総合センターに設置のものを用いる。
1950年代西欧の国際関係における欧州統合の機能とその発展

本年度は、予定通り以下の論点を中心に史料および文献収集を行った。本研究により新た得られた点は、(1)欧州連邦支持派(「ヨーロッパ運動」)の国際ネットワークの機能と政策過程への影響力、(2)欧州統合における「ヨーロツパ文化」論(欧州審議会の成立、戦後ヨーロッパのアイデンティティの形成),(3)高度経済成長期の米欧関係およびアメリカニゼーション、等である。とりわけ、(1)および(2)の分析により、欧州統合の推進力として、従来のミルワードなどの国益を重視する統合論(「国民国家の救済」論)ではなく、むしろ連邦主義等のイデオロギーおよび構想の重要性を明らかにした点が大きな成果であった。また、歴史学の実証的な研究を基に、国際政治学およびEU法、国際法、経営学の研究との学際的な連携、さらに今日的な課題への歴史学からのを試みた((1)現在議論となっている「欧州憲法」論と欧州連邦構想の関係(ヨーロッパの民主的規程、空間規定、文化、アイデンティティ)、(2)ヨーロッパにおける人権レジームの形成など、(3)アイデンティティ、イデオロギーの役割-国関係論におけるコンストラクティビズム論)、(3)高度経済成長期のヨーロッパにおけるアメリカモデルの影響)。さらに今年度より、学際的かつ国際的メンバーにより、「欧州統合史研究プロジェクト」が発足し、『欧州統合史資料集』の刊行が予定されている。このプロジェクトにおいて、本研究はさらに体系的かつ継続的に発展する予定である。本年度は(1)経済成長と欧州統合の関係(2)戦後西欧の国際システムにおける欧州統合のメカニズム(3)ヨーロッパレベルでの欧州統合支持派のトランスナショナルなネットワーク、の3点に関して、予定通りフランス・イタリアでの2度の史料収集、史料の分析、関連する研究書の収集を行った。この研究による注目すべき知見は以下の通りである。(1)欧州政治共同体と欧州統合運動50年代の欧州統合の政策過程における連邦主義的な欧州政治共同体の実現に参集した超党派的な政治家のネットワーク(欧州統合運動)の重要性を明らかにした。(平成13年度『史論』(東京女子大学)に論文掲載予定)(2)欧州審議会とヨーロッパ文化従来等閑視されてきた欧州審議会は、「ヨーロッパ的価値観、文化、民主主義」をその加盟条件とし、むしろ欧州統合の根底にあるアイデンティティ・政治的な価値観を具体化した組織であったことを明らかにした。(『国際政治』129号特集「国際政治と文化」投稿予定)(3)経済成長とアメリカ経済成長期におけるアメリカ的な経済および経営モデルのヨーロッパレベルでの導入により、各国経済の収斂・一体化を促した点を解明した。(『アメリカナイゼーションの国際比較』に掲載予定)本年度は、予定通り以下の論点を中心に史料および文献収集を行った。
「基準」の多様性に伴うヒューマン・ファラシーの諸相

私たち人間の心の営為やその現われとしてのパフォーマンスは,ある種の基準に照合して実行されているのであろうが,一概に「基準」といっても,多くの人々に共通する比較的普遍なものから個々人の主観に委ねられたものまで多様かつ状況依存的に可変であり,ある事態のもとで人々が採用する基準は多くの中の一つであるに過ぎない。しかも,その基準自体も心の営為の産物であるから,ア・プリオリにも一意的にも決められるものではない。そのため,時には結果的に,人々の心の営為やパフォーマンスが,錯誤,エラー,勘違い,錯覚,文脈依存,不適応,異端,特異性,等々の様相を呈するかたちで観測されることがある。これらの諸相を,本研究課題では概括的に「ヒューマン・ファラシー」と定義した。そして,研究担当者8名が,「感覚・知覚」,「認知・ヒューマンインタフェース」,「学習・記憶・思考」,「人格・社会」など,心理学の広範な領域を互いに分担し合ってサブ・テーマを設定し,ヒューマン・ファラシーの諸相を「基準」の多様性と関連づけながら実証的かつ論考的に追究することを第一の目標とした。その上で,人々の多面な心の営為やパフォーマンスの全体像を,「基準」と「ヒューマン・ファラシー」をキー概念として統合的に説明するための論理を見出し,もって人間の総合的理解に資する新たな展望が構築されることを期待した。『研究成果報告書』(全507+iii頁)には,学会誌等雑誌論文38件と学会等発表81件(発表者責任執筆の雑誌掲載論文を含む)を「研究成果一覧」としての年次順に記載し,そのうち学会誌等雑誌論文34件と学会等発表29件を原本(学会誌等雑誌および発表論文集等)から再録した。加えて,草稿論文7件(投稿・査読中の論文は除く)を収録した。初年度の研究にあたり,研究担当者全員による研究協議を定期的に6回開催し,各研究者が過去に個別に行ってきた研究の成果を,本研究課題のキイとなる「基準」および「ヒューマン・ファラシー」の概念のもとで改めて整理しつつ,各担当領域における関連研究を精査した結果や,新たに構想された実験計画の素案について意見交換や討論を重ね,研究の枠組みとなる共通目標を確認しあった。この共通理解に基づき,各研究担当者がサブテーマごとの実証的研究に取り組むこととなった。これと並行して,各研究担当者が2003年度以降に本格的に実施する研究計画の精緻化に努め,実験・調査等の実施に必要な研究環境の整備を開始した。すでに幾つかの研究計画は実証的研究の段階に入り,入手したデータの一部について論文の公刊を終えたものもある。また,研究内容の領域に応じ,各研究担当者は研究成果をそれぞれの所属学会の年次大会等で適時発表を行ってきており,追って論文として公刊される見通しである。さらに,研究担当者が本年度以前に実施してきた実証的研究の成果も,本研究課題に直接関連する内容の論文として多数公刊された。なお,今年度開催の研究協議において,本研究課題に即した担当領域別の展望論文(研究ノート)の草稿を執筆することが申し合わされたので,今後,草稿の合評を経た上で順次公刊していく予定である。各研究担当者は,前年度(初年度)における研究協議の成果や個別の研究経過を背景に,本研究課題のキイとなる「基準」および「ヒューマン・ファラシー」の概念をそれぞれの分担領域における研究遂行上の柱として位置づけ,前年度に継続して実証的研究計画の立案とそれに基づく実験データの入手に努めた。

それらの成果の一部は,前年度実績以降の2003年度論文として幾つか公刊され,現在,学会機関誌に投稿・審査中の論文も複数件ある。このほか,各研究担当者はそれぞれの所属学会の年次大会等で継続的に成果発表を行ってきており,2003年度は合計20件余の発表を数えた。実験および調査等の実施に必要な研究環境の整備も著しく進行した。実験データの入手に加えて,本研究課題のキイ概念のもとで,各研究担当者が過去に個別に行ってきた研究成果に改めて論考を加える作業や,担当領域に関する内外の研究成果を新たな視点から整理することを試みる研究ノートの執筆も開始された。例えば松田(2003)が,本研究課題の全体に共通する研究意図を要約した上で,視覚の事象と関連する「基準」を,身体に固有の生体的内在的基準,環境に外在する物理的客観的基準,過去経験や知識に依存する概念的認知的基準の3つに大別し,それらが知覚判断や解釈の枠組みとなるときに現れてくる「ファラシー」の諸相について事例的な概観を試み,Kitaoka(2003)が,運動知覚や動く錯視を事例に「関係枠」と「ファラシー」について論じたのは,その試みの一環であった。このような試みは,各研究担当者の分担領域における実証的研究成果の発表と並行して,次年度以降も鋭意継続していくこととしている。前2年度に継続して,各研究担当者は本研究課題のキイとなる"基準"および"ヒューマン・ファラシー"の概念をそれぞれの分担領域における研究遂行上の柱として位置づけ,実証的研究の遂行ならびに知見の蓄積と成果の発表に努めた。今年度,「感覚・知覚」,「認知・ヒューマンインタフェース」,「学習・記憶・思考」,「人格・社会・適応」の各分担領域で扱われた個別の研究テーマは,基準に対して実際よりも傾いて見えるカフェウォール錯視の説明原理の提唱とその原理からの派生的錯視の作成,画像上での三次元空間知覚の性質および知覚と感性的印象との関係,映像酔いの発症要因へのアプローチ,垂直面上に遠近法的に描かれた矢印の方向認知における錯誤,表情認知と表情表出スキルとの関係における個人性の問題,自らが作成した予定の遂行を失敗する場面で利用される展望的記憶の性質,Wason選択課題における推論のファラシー,意思決定文脈の効果からみた選好形成における理想点の役割,子どもの分数概念における誤り方略の発達的変化,意識化された自己概念(特に,パーソナリティの一つとしての自尊心の高さ)が反応基準として機能するとき顕著な個人差が現われるのではないかという仮説の検証,などであった。今年度,研究課題に直接関連して公刊された雑誌論文は別記(8件中の6件を記載.印刷中を含む)のとおりであるが,他に,査読中の論文ならびに研究協力者による論文が5件ある。また,研究担当者がそれぞれの学会で発表した研究成果は約20件あり,公刊の準備を進めている。次年度(平成17年度)は研究期間の最終年度となるが,上記の個別研究テーマに関する実験はもとより,従前の研究計画のうち未完となっている実験の遂行や各分担領域別の展望的論考の執筆に努力し,平成14・15年度に公刊あるいは学会発表の成果と合わせて,本研究課題の『研究成果報告書』とする予定である。本研究は平成14年度から4年間の継続研究であり,当初からの研究目的は下記のとおりであった。すなわち,私たち人間の心の営為やその現われとしてのパフォーマンスは,ある種の基準に照合して実行されているのであろうが,一概に「基準」といっても,客観性に支えられた比較的普遍なものから個々人の主観に委ねられたものまで多様かつ可変であり,ある状況の下で人々が採用する基準は多くの中の一つであるに過ぎない。
日本語読解・ライティングの方法に影響する母語・母文化の教育的背景要因に関する研究

本研究の目的は、大学・大学院に在籍する日本語学習者による読解・ライティングの学習方法や文章観とその背景を、母語や出身地域での教育文化背景もふまえ、アジア・ヨーロッパ・南米等をフィールドとした地域横断的な探索的調査から明らかにすることである。大学・大学院での必須となる文献講読や論文執筆に対する学習方法、学習者が作成した文章、及び学習者の文章観に対する母国での教育や入試方法等の背景的要因を分析し、その考察から、来日後の学習方法の最適化を図ることを目指す。考察は、アンケート調査・インタビュー調査、その他の関連文献の批判的な分析等を通して行う。
近世と近代における浄土真宗の教学展開について

去年に引き続き、江戸後期から現代にいたるまでの浄土真宗における教学展開を研究してきました。ことに、近代化の中で変遷する教団体制と教学との関連性に焦点を与えることに努めました。この関連性を考察するに当って、近代以降、真宗教団内で時折勃発した「異安心問題」(異端問題)を考察し、この問題に内在する近代教学と伝統(江戸)教学との衝突を究明しました。その結果、この問題は単なる「教学」の問題(つまり近代教学と伝統教学との齟齬)ではなく、教団内の政治問題および教育問題(例えば、「伝統的」な学寮と「近代的」な宗派大学との衝突)と深い相関関係があることが明らかになりました。昨年度は主に東本願寺で起きた「村上専精の異安心問題」を取り上げたので、本年度は西本願寺の動向に注目しました。具体的な研究対象としては、大正12年、西本願寺・龍谷大学で起きた「野々村直太郎異安心事件」を取り上げ、近代教学者と伝統教学者との解釈学的相違点を解明し、さらに「言論の自由」と「宗教の伝統」という相容れがたい概念が宗派大学の中でいかに融和され(あるいは融和されなかった)、位置づけられたかを考察しました。今後、この事件に関するより詳細な史料調査を行うつもりですので、事件の全貌を明らかにすることができると確信しております。このように、本願寺の東西における教学問題・論争の全体像の解明へ一歩進んだと考えております。また、この現象における政治性という側面も大いに存在すると認識することもできました。なお、「死生学」関連では、真宗における「小児往生問題」(つまり、子供は浄土に生まれることができるかどうかという重要な教学・倫理問題)についての初歩的な研究を始めました。近世から近代にかけて、浄土真宗教団内で生じた「異安心問題」(異端問題)に焦点を与えることによって、日本近代仏教史における「近代と伝統の衝突」を解明することを研究目的としている。本年度では、村上専精という東本願寺僧侶かつ帝国大学の教授の革新的な『仏教統一論』という書物が引き起こした教学論争に注目することによって、東本願寺で生じた「近代教学者」と「保守派・伝統教学者」との葛藤(つまり、異安心問題)についての研究を進めた。厳密にいえば、村上は「異安心」までいたらなかったが、一時期僧籍を離脱している。彼が「伝統教学者」に非難されたのは、非伝統的近代的な浄土解釈や大乗非仏説肯定論という思想的要因があったためのみならず、清沢満之による東本願寺教団改革運動を支持していたという政治的背景にも注目しなければならないと論じ、こうした両側面が、「伝統教学者」による彼への攻撃の大きな要因であったということを提示した。また、いくつかの新資料の発見によって、村上の晩年では、興味深いことに、かれは『仏教統一論』にみられる「近代的思惟」を自ら批判し、一種の「伝統主義」に立ち帰ろうとしていたことを明らかにした。この思想的転換に示されているように、近代における「伝統教学者」と「近代教学者」の衝突は従来、筆者が認識していたより一層複雑な側面をはらみ、この両者の間に行き来する仏教思想家も存在していたことが明らかになった。
内部統制強化時代におけるデジタルフォレンジックス技術の研究

内部統制強化時代においてデジタルデータの証拠性を正しく確保できるようにするため、(1)ヒステリシス署名とセキュリティデバイスを組み合わせて正当性を保証する技術、(2)証拠資料を公平に開示できるようにするための技術、(3)従業員への監視が強化される中で、可能な限りプライバシーを確保できる技術などを確立するとともにその有効性を検証した。デジタルデータの証拠性を確保するためのデジタル・フォレンジックに関し、特に重要性の高い以下のような研究を予定通り実施した。1、正当性保証技術中央から監視ができない状況下で従業員がガイドに沿って行動し、ログシステムに正当な記録を残し、データの消去や改ざんを行えないようにするため、ヒステリシス署名とセキュリティデバイスを組み合わせる方式を確立した。あわせてPCなどのマザーボード上に実装されているセキュリティチップであるTrusted Platform ModuleとAPIフックならびにホワイトリストを用いることにより、正しいプログラムのみが稼働しているように制御する機能を含むプロトプログラムを開発し、上記方式の有効性を確認した。また、この技術を不正構造設計対策などに適用した。あわせて、中央から監視ができる状況下での方式の検討を行った。訴訟された場合に必要・十分な証拠資料を公平に開示するため(a)電子署名付の文書に対し、墨塗りしてもその他の部分の改ざんを検知できるようにするとともに、(b)キーワードに関連する情報をすべて開示したことを証明できるようにし、(c)墨塗り部分にキーワードが含まれていないことを証明できる技術や、(d)墨塗り部分にキーワードが入っていないことをチェックできる機能を悪用して、原告側がキーワードの代わりにいろいろな言葉を入れ、墨塗り部分に何が書かれているかを類推するのを防止する方式の開発を行った。3、従業員のプライバシー保護技術従業員のプライバシー保護技術について要件の整理を行った。上記の3つの研究に関連して、2件の論文が採用され、2件の海外講演と、3件の国内講演を行うとともに、日本セキュリティ・マネジメント学会第一回辻井重男学生論文賞など2件の受賞があった。(1)正当性保証技術中央から監視ができない状況下で従業員がガイドに沿って行動し、ログシステムに正当な記録を残し、データの消去や改ざんを行えないようにするため、ヒステリシス署名とセキュリティデバイスを組み合わせる方式をHiGATE(High Grade Anti-Tamper Equipment)として実装し、目的とする性能と安全性が確保できることを確認した。また、この技術を疫学調査の解析、不正侵入対策、情報漏洩対策などに適用した。あわせて中央から監視ができる状況とできない状況がある中で安全性と処理効率のよさを実現する方式を開発した。訴訟された場合に必要・十分な証拠資料を公平に開示するため(a)電子署名付の文書に対し、すみ塗りしてもその他の部分の改ざんを検知できるようにするとともに、(b)キーワードに関連する情報をすべて開示したことを証明できるなどの機能を持つ前年度開発した方式を上記のHiGATE上に実装し、目的とする機能、性能、安全性が達成可能であることを確認した。(3)従業員のプライバシー保護技術監視を可能な限り自動化し、通常状態では誰がやっている処理かわからないが、不正があることが自動検知されると、直ちに追跡が可能な方式の検討を行なった。これらの成果発表を学会講演や論文化の形で行うことにより、情報処理学会のDICOMO2009のヤングリサーチャー賞の受賞などに結びついた。デジタルデータの証拠性を確保するためのデジタル・フォレンジックに関し、特に重要性の高い以下の3つの項目に関し予定したものに加え波及的なものも含め下記のとおり実施した。(1)正当性保証技術(a)中央からの監視が可能な場合について、20年度と21年度に開発した方式に関して、プロトプログラムHiGATEを開発し、機能性能評価を行うと共に、方式の改良を図った。また、(b)出張先など中央からの監視が困難な場合について、21年度に開発したプロトプログラムに基づき、機能性能評価を行うと共に、方式の改良を図った。さらに2つの方式を切り替えながら使える応用プログラムを開発し、基本的有効性の確認を行った。あわせて、この技術をクラウド環境に適用するための方式の検討を行った。訴訟された場合に必要・十分な証拠資料を公平に開示するための技術であるE-Discovery技術について、20年度と21年度に開発した方式に基づき、プロトプログラムHiGATE-EDISを改良し、機能性能評価を行うと共に、方式の改良を図った。また、この技術は疫学調査におけるプライバシー確保に使えることを明らかにし、プロトプログラムHiGATE-EPIDを開発し疫学調査への適用実験を行った。(3)従業員のプライバシー保護技術WEBアクセスなど電子メール以外の監視を可能な限り自動化し、通常状態では誰がやっている処理かわからないが、不正があることが自動検知されると、直ちに追跡が可能な方式の機能ならびに性能面の改良を行った。
高密度MEMSマイクロフォンアレイを用いた壁面乱流圧力変動場の時系列計測

本研究では,デジタルMEMSマイクロフォンを用いた壁面乱流圧力変動場の時系列計測システムを新たに構築した。56個のマイクロフォンを1台のFPGAで制御する測定系を1ユニットとした。複数の測定ユニット外部トリガにより同期可能とすることで,必要に応じて測定点数を増減可能な構成とした。これまでに4ユニットでの測定を実施可能とした。測定系の周波数応答を基準マイクロフォン出力との比較により定量的に評価した。40 Hz以下の低周波数領域において,信号の減衰と位相遅れが確認され,これらを信号処理により補正するための検定データを得た。乱流境界層での測定のために,28個×2列のマイクロフォンが配置されたアレイを製作した。境界層の摩擦レイノルズ数は約1140で,測定の空間分解能を乱流の代表的な長さスケールと比較し,壁面近傍の低速ストリーク構造の寄与を十分にとらえ得ることを確かめた。バックグラウンドノイズの低減には,多チャンネル同時測定の利点を生かし,POD解析に基づく手法を提案した。POD解析により,ノイズ成分を多く含むと考えられる成分を除外し,壁面圧力変動を再構築した。得られた圧力変動の時系列信号は,様々なスケールの乱流構造を反映し,間欠的な性質を示した。圧力変動の統計的な特徴は,既存の結果と良い一致を示し,測定結果の妥当性が確認された。特に,壁面圧力変動の2点相関分布は,流れ方向とスパン方向に特徴的な広がりを持つ形状を示した。開発したマイクアレイは,流れに合わせて柔軟にセンサの配置が可能であることから,様々な流れ場への適用が期待される。平成28年度は,変動圧力センサとしてデジタルMEMSマイクロフォンを用いた壁面圧力変動場時系列測定システムの構築を行った。また,壁面圧力変動と乱流構造の関係について,高レイノルズ数乱流境界層の実験データベースを用いてこれを評価した。本研究で新たに開発する圧力変動計測システムについて,まず,市販のMEMSマイクロフォン1chを1MHzの基準クロックで駆動するテスト回路を用いて,圧力信号の計測が行えることを確認した。基準クロックと同期してマイクロフォンから出力される圧力信号は,パルス密度変調されたデジタル信号であり,これを波形データに変換するために,出力パルス列にデシメーションフィルタを適用した。デシメーションフィルタにはsinc2フィルタを用い,フィルタ幅を128と設定した。テストシグナルとして,2kHzおよび3 kHzの音波をスピーカーから発生させ,これを計測した。次に,市販のデジタルMEMSマイクロフォンを14個搭載し,FPGAとの接続コネクタを有する基板を新たに設計・製作した。基板へのマイクロンフォンの実装にはリフロー工程によるはんだ付けを有効であることを確認した。その際,最適な温度プロファイルを決定した。試作回路では,隣り合うマイクロフォンの間隔を6mmとしたが,回路設計を工夫することで,マイクロフォンを密に配置することができることを確認した。作成したマイクロフォン回路をFPGAと接続し,FPGAより供給した基準クロックで14chのマイクロフォンを駆動した。14chすべてのマイクロフォンで,出力した2kHzと3kHzの音波の周波数が正しく測定できることを確認した。また,無音時の計測を合わせて行い,ノイズレベルの評価を行った。今後,マイクロフォンの多チャンネル化と乱流計測への適用を行う。平成28年度は14chのマイクロフォンアレイ回路を新たに設計・製作し,回路製作に必要な知見を得た。また,マイクロフォンから出力されるパルス変調された圧力信号のデジタルデータを波形データに変換するためのデシメーションフィルタについて,フィルタ幅128のsinc2フィルタが有効であることを確認した。これらの知見は,2kHzと3kHzの音波信号を基準圧力信号として用い,これらが正しく計測できることにより確認した。また,無音時の計測データとの比較により,ノイズレベルの評価を行った。今後,当初の研究計画で予定されている1000ch程度の多チャンネル変動圧力測定システムの構築と,測定装置の乱流計測への適用を行う。平成29年度はマイクロフォンアレイの多チャンネル化について,前年度に製作した14chのマイクロフォンアレイを56chへ拡張した。回路設計を工夫することで,測定対象に合わせて様々パターンでマイクロフォンを配置可能であることを確認した。データの伝送と記録について,2chのマイクロフォンデータを,2.5 MHzのリファレンスクロックに同期して1 bitのデータ列で伝送し,56ch分を32 bitバイナリデータ列に格納してFPGAに接続したSSDに保存した。新たに製作した56chマイクロフォンアレイについて,個々のマイクロフォンの周波数応答特性を実験的に決定した。この際,同時にマイクロフォン出力のデジタルデータと実際の圧力値の対応を検定する手法を提案した。圧力測定値はこの検定データによって決定されるため,引き続きその信頼性を高める必要がある。作成したマイクロフォンアレイを用いて,圧力変動の多点同時測定が可能であることを検証するため,マイクロフォンアレイを乱流境界層が発達する平板上に固定した実験装置を製作した。これを用いて,比較的低レイノルズ数の乱流境界層において,壁面圧力変動多点同時計測を行った。測定データから,乱流境界層における圧力変動の変動強度やパワースペクトルを評価し,その測定値の妥当性を確認した。これらの内容について,国内の学術講演会において口頭発表を行った。また,多点同時測定結果から,圧力変動の2点相関の空間的な分布を評価した。圧力変動の2点相関は乱流の平均的な渦構造を反映しており,本手法により壁面乱流圧力変動と乱流構造の関係の解明が進むことが期待される。