hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白血病に対する薬剤耐性機構の解明と新たな分子標的治療戦略の構築

その結果、併用によってもアポトーシスの誘導がみられず、一方でG_0G_1期にある細胞比率の増加を認めた。さらにSteel-Peckham法によるisobologramで細胞増殖に対する効果を検討した結果、何れの細胞株でも相乗的増殖抑制効果は認められず、一部の細胞株ではむしろ拮抗的に作用した。従って、細胞周期に抑制的に作用する分子標的薬はimatinibの作用を阻害する可能性がある。我々はこれまでにimatinib耐性細胞株KCL22SRをクローニングし、a)BCR/ABLの下流に存在する情報伝達系の調節異常と耐性との関連、b)低分子量G蛋白質RhoAの耐性細胞における発現増強等を見いだした。更にNrf2転写因子がimatinib耐性に関与しているという興味深い知見も得られている。本研究では、imatinib耐性機序についてRhoA、Nrf2との関連に着目した。また、新規分子標的薬によるimatinib耐性解除の可能性について分子レベルで検討した。1.今回新たにimatinib耐性株K562/SRおよびKU812/SRをクローニングした。imatinib耐性株におけるRhoAの発現を解析したところ、特にKU812/SRで著明に増強していることを見いだした。次に、imatinib耐性株と親株におけるRac1,Cdc42等の低分子量G蛋白質(G protein)群とその下流にある分子群の発現について検討したが、明らかに発現量に差のある分子は見いだし得なかった。2.最近、Nrf2の活性がヘムによって調節されるという報告がなされた。KCL22細胞にヘミンを添加するとimatinibによるアポトーシス関連因子の誘導が阻害され、用量依存的にimatinibに対する耐性が増加した。この揚合、1)Nrf2による転写活性、2)Nrf2によって発現が調節されるγ-GCSおよびHO-1の発現増強が観察され、siRNAによるNrf2の発現抑制により、ヘミンによるimatinib耐性増加が部分的に解除された。また、ヘム合成系の阻害薬サクシニルアセトンをKCL22/SRおよびKU812/SRに添加するとimatinibに対する感受性が部分的に回復した。従って、ヘムがNrf2活性を介してimatinib感受性を調節しているものと思われた。3.Faenesyltransferase阻害薬R115777との併用により全てのimatinib耐性細胞株において1)相乗的な細胞増殖抑制2)アポトーシスの誘導および3)G_0G_1期にある細胞比率の増加が認められた。しかし、細胞によりアポトーシス誘導の程度には差がみられたことから、それぞれの細胞による反応の多様性が示唆された。
自己完結型不斉環元反応の開発

私は用いる不斉配位子と得られる生成物の構造、ならびに絶対配置が同一である自己完結型不斉反応の開発を行った。従来型不斉反応、すなわち用いる不斉配位子と生成物とが全く異なる構造を有する不斉反応と比べ、自己完結型不斉反応は、1)反応後両者を分離精製する必要がない、2)得られた生成物を次の反応で不斉配位子として用いる連続反応が可能である、などの利点を持つ。平成9、10年度の研究により、上記自己完結型不斉反応をα-アミノケトンの不斉還元反応において実現した。すなわち、不斉配位子としてβ-アミノアルコール、還元剤として水素化アルミニウムリチウム、補助配位子としてN-エチルアニリンを用い、対応するα-アミノケトンの不斉還元反応を行ったところ、用いた不斉配位子と同一な構造、絶対配置を有するβ-アミノアルコールが高不斉収率で得られた。さらに平成10年度において、触媒的自己完結型不斉還元反応の開発を目指し研究を進めた。従来型触媒的不斉還元反応として、基質に対し触媒量の不斉配位子を用いるケトン、あるいはケトイミンのボラン還元反応が知られている。そこで予備的実験として等量のアミノアルコールを不斉配位子として対応するα-アミノケトン、ケトイミンの自己完結型不斉還元反応をボラン錯体を還元剤として用い行った。その結果、ボラン還元反応においても自己完結型不斉還元反応は達成されるが、上記したアルミニウムヒドリドを用いる場合と比べ一般に不斉収率が低い結果を与えた。例えば、窒素上に嵩高い2級アルキル基であるジフェニルメチル基を持つアミノアルコールを不斉配位子とするケトイミンの不斉還元反応で、不斉配位子と同一の絶対配置を持つアミノアルコールが得られたが、その不斉収率は最高11%e.e.であり、さらなる検討を要するを言える。従来の不斉反応は、用いる不斉配位子と生成物は全く異なる構造を有しており、反応後両者を分離精製する必要があります。一方自己完結型不斉反応とは、不斉配位子と生成物の構造ならびに絶対構造が同一の反応です。本反応では反応後両者を分離精製する過程は必要なく、それを不斉配位子として、さらに反応を繰り返し行うことができます。従って、理論的に痕跡量の不斉配位子があれば、半永久的に不斉反応を行うことができます。今回私は、α-アミノケトンの不斉還元反応において、高選択的な自己完結型不斉反応を確立しました。即ち、不斉配位子としてβ-アミノアルコール、還元剤として水素化アルミニウムリチウム、補助配位子としてN-エチルアニリンを用い、対応するα-アミノケトンの不斉還元反応を行ったところ、用いた不斉配位子と同一な構造、絶対構造を有するβ-アミノアルコールが得られました。本反応のエナンチオ選択性は、β-アミノアルコールの窒素上の置換基で変化し、一般に環状のアミン、特にピペリジノ基の場合最も高い選択性を示しました。そして、反応条件等を精査した結果、新たなに得られるα-アミノアルコールの不斉収率は90%を越えました。さらに一般に得られるβ-アミノアルコールは、再結晶により容易に用いた不斉配位子と同様にほぼ光学的純粋となりました。この結果は、本反応によって、β-アミノアルコールが完全に自己複製されたことを意味します。上記の自己完結型不斉還元反応では、基質のα-アミノケトンに対し、等量以上のβ-アミノアルコールを不斉配位子として用いています。現在、基質に対し触媒量の不斉配位子で反応が進行する自己完結型触媒的不斉還元を実現しうる反応系を創製すべく、検討中です。
中国上海市における加速的近代化政策の改善に関する政策科学的研究

研究成果の概要は以下のとおりである。中国上海市における加速的近代化政策の改善に関する政策科学的研究は、三年間にわたって日本人・中国人研究者の共同研究という形で進展し、次の三つの事柄を当初の計画どおりに達成し、成果の出版のために最終原稿をまとめつつある。[1]モデリングシステム・ダイナミックスの手法を用いて当該研究テーマに直接関連するシミュレーションを実施し、「上海モデル」と名付ける政策と文化の融合を促進するモデルを提示すること。[2]現状調査上海の変化の激しい現状を総合的に調査し、変化の諸相が立体的に浮かび上がるようなコンテクスチュアル・マップを作成すること。[3]政策過程の解明上記二つの結果を、上海市および浦東新区の政策担当者に提示して、それが流動的とも硬直的とも言われている政策過程において、どのように用いられ、政策改善に参照されるかを観察すること。以上の三つの事柄を、現地研究分担者・研究協力者の実質的協力によって、政策科学研究として有意義に実施し、以下のような命題を検証している。(1)上海市の発展を予測するダイナミック・モデルは、遅れを含む多重フィードバックの非線型構造として、組み立てられる。(2)上記モデルは、浦東新区の開放以前の経済構造をも説明することができる。(3)五ヶ年計画のローリング・プロセスにおいては、政策変更を含む本質的な不確実性に対処する機能が組み込まれる。(4)計画の合理性と現実問題解決における妥協との技術的整合性の程度は相対的に高い。(5)政策変更が行われた場合の外資企業の対応は、出資者よりも経営者のバックグラウンドにより大きく依存する。(6)上海市における外資企業の社会的活動は企業グループ内での情報ネットワークいかんにより大きく相違する。(7)1990年から96年の期間における時系列的変化は、企業形態の変化にもかかわらず生産関係が導く変動の基調を維持している。(8)上海市の人口流動は統計上のものと実態と乖離しているが、本調査の採用した方法により事実認識を改善することができる。(9)上海市の政策過程における合理性の基準は、日本・アメリカの政策当局において通常仮定されるものよりも強い。(10)上海市の政策過程における伝統文化的要因の決定性は、現在までのところ発現していない。以上の成果は研究分担者の共同執筆による一冊の本にまとめられる。現在1997年12月中に日中双方において出版することを目指している。上海市の加速的近代化政策の改善に関する政策科学的研究は、総合調査であることのもたらす必然的な正確付けにより、研究成果を部分的に公表することを避けようというのが、研究分担者間の申し合わせであり、各研究者の研究論文としては未だ発表されていない。全体についての一冊の本が刊行されたのちに解禁して、それぞれのバックグラウンド領域でいくつかの論文として発表される予定である。上海市における変化のスピードは速い。三年間にわたる本調査研究における観察は動態記録の方法によって初めて保存される。当初から一貫して手がけてきたシステム・ダイナミックス・モデリングはこの条件を満たして、われわれの研究成果を集約するために役立っている。同モデルは1997年度の国際システムダイナミックス学会世界大会で発表されることになっている。

以上の成果は研究分担者の共同執筆による一冊の本にまとめられる。現在1997年12月中に日中双方において出版することを目指している。上海市の加速的近代化政策の改善に関する政策科学的研究は、総合調査であることのもたらす必然的な正確付けにより、研究成果を部分的に公表することを避けようというのが、研究分担者間の申し合わせであり、各研究者の研究論文としては未だ発表されていない。全体についての一冊の本が刊行されたのちに解禁して、それぞれのバックグラウンド領域でいくつかの論文として発表される予定である。上海市における変化のスピードは速い。三年間にわたる本調査研究における観察は動態記録の方法によって初めて保存される。当初から一貫して手がけてきたシステム・ダイナミックス・モデリングはこの条件を満たして、われわれの研究成果を集約するために役立っている。同モデルは1997年度の国際システムダイナミックス学会世界大会で発表されることになっている。実施計画のとおり、予備的システムダイナミックスモデリングと現地政策分析チームの編制および第1次調査の実施を行った。1.東京における研究分担者・研究協力者会合をひらき、研究分担者と中国側研究協力者との間で、予備的システムダイナミックスモデリングを行い、シミュレーション結果を検討することによって、必要データ・現地調査項目を確定した。この会合は7月10日から19日の間に行われ、短期間であったにもかかわらず、研究分担者・研究協力者の努力により3年間の研究計画全体にわたる展望が開かれた。2.上海における研究分担者・研究協力者会合をひらき、協同政策分析チームの編制と、モデル改訂・改善を実現し、データ入手・調査実施計画を策定した。この会合は9月10日から14日の間に行われ、協同研究者全員を政策分析チームとして今後の研究計画を実施してゆくことが確認された。3.第1次調査を行い、上海市および浦東新区に関するデータの計画的収集と調査計画の予備的実施が行われた。この調査は平成6年10月から平成7年3月までの6ヵ月間にわたって実施され、中国側研究分担者と研究協力者の有機的連携関係の成果によって、所期の目的を十二分に達成することができた。調査手法としては、公表されているデータの統計的処理、インタヴュー・ヒアリングによる1次データの採集、研究協力者の社会的関係を利用しての未公開データへのアクセスなどがとられた。以上が研究実績の概要である。前年にひきつづき上海のSDモデリングをおこない、モデルのさらなる現実化に成果を得た。同モデルを用いた次のステップである政策シミュレーションのための改善点のリストアップ作業を展開し、そのインプリケーションを現地企業の現場へのフィードバックを通して検討した。政策改善に関する実行可能性の検討のために、上海市の政策プロセスについて現地における観察と実験を継続中である。予測結果とともに政策提言を担当者とのディスカッションをもとに組み立て、年度末において現地の研究者・実務家に対してプレゼンテーションを行った。
組織形成を制御する遺伝子発現調節系の作用機序

1.Jmj複合体によるヒストン修飾とサイクリンD1遺伝子の転写抑制機構昨年度までの成果により想定している"JmjはヒストンH3K9のメチル化酵素、G9aとGLPと複合体を構成し、サイクリンD1遺伝子プロモーターのヒストンH3K9のメチル化することにより同遺伝子の転写を抑制する"というモデルを詳細に検定し、以下の結果を得た。(1)マウス胚を用いてJmjがG9a, GLPと複合体を形成することをすべて内在性蛋白質で示した。これまでは発現量の問題や適切な抗体がなく、この結果を得ることができなかった。(2)同じくマウス胚を用いてサイクリンD1遺伝子プロモーターにG9a, GLPが結合していることとヒストンH3K9がメチル化されていること確認した。(3)G9aおよびGLP心筋細胞特異的ノックアウト(KO)マウスのそれぞれの心臓発生には大きな異常はないが、両者を欠損すると胎生致死となった。現在、このマウスでのサイクリンD1発現や増殖活性について検討中である。上述したようにG9a心筋細胞特異的KOマウスの心臓発生には大きな異常はないが、成体での心機能や遺伝子発現については不明であった。今回、心機能、形態、網羅的遺伝子発現プロフィールを解析したところ、心肥大、心筋核形態異常、不整脈の所見が得られた。さらに、本来心臓では発現しない遺伝子が多数発現していた。このことから、G9aが成体において遺伝子のサイレンシングに働くこと、また、その異常が心肥大等の機能異常の原因になっていることが示唆された。
D体アミノ酸のみで合成したペプチド基質を分解する新規プロテアーゼ生産菌の探索

Dペプチド基質を分解するプロテアーゼ生産菌の取得を目的に自然界から微生物探索を実施した。新たな発想でモデルビルディングした短鎖ペプチド基質ならびに長鎖ペプチド基質(酸化インシュリンB鎖(30残基))を液相法、固相法で合成した。自然界から微生物探索を行った。その結果、C-末端にD-アスパラギン酸を含有する基質を分解する放線菌の分離ができた。分離菌株のD-アスパラギン酸特異的プロテアーゼについて、検討を進め粗酵素の性質を明らかにし所期の目的にかなう酵素であると明らかにした。しかしながら、長鎖ペプチド基質である酸化インシュリンB鎖(30残基)の分解は極めて低いものであった。スクリーニング基質の合成:酸化インスリンB鎖(30残基)をD体アミノ酸のみで固相法合成することに成功した。ただし予想した収率を下回る結果となったので、平成26年度にも再度試みる予定。短鎖発色性ペプチド基質については、当初計画の6割のものを液相法合成することができた。残りのものについては、継続して合成を行う。新規プロテアーゼ生産菌のスクリーニング:新たなデザインで合成した基質を用い、申請者らが考案した「網羅的培養条件を備えた多次元培養法」で自然界からの微生物探索を実施した。その結果、C末端にD-アスパラギン酸をもつ基質を分解する放線菌の分離に成功した。他の構造のペプチドについては酵素生産微生物は得られなかった。平成26年度も継続してスクリーニングを実施したい。D-アミノ酸の微生物分布調査:細胞壁由来と推定されるDーアラニンは検出頻度高く認められたが、他のアミノ酸については、未同定のアミノ酸が検出されるものの、いまだ見つかっていない。平成26年度も継続して、多種類の微生物について調査を継続するスクリーニング基質の合成:長鎖ペプチド基質;昨年度に遭遇した酸化インシュリンB鎖(30残基)の合成収率の低さは、使用する合成レジンを検討し、グラフト共重合のポリマーとPEGのスペーサーを導入したレジンを使用することにより、満足できる合成収率を達成できた。短鎖ペプチド基質;当初計画で挙げた基質の内、残りの基質を液相法で合成することができた。新規プロテアーゼ生産菌のスクリーニング:新たな発想でモデルビルディングした上記の基質を使用、申請者らが確立した「網羅的培養条件を備えた多次元培養法」で昨年度に引き続き自然界から微生物探索を行った。その結果、昨年度に得たと同じ、C-末端にD-アスパラギン酸を含有する基質を分解する放線菌の分離ができたが、その他の構造のペプチドを分解する酵素生産菌を得る事はできなかった。昨年度の探索で分離したD-アスパラギン酸特異的プロテアーゼについて、検討を進め粗酵素の性質を明らかにし所期の目的にかなう酵素であると明らかにした。しかしながら、長鎖ペプチド基質である酸化インシュリンB鎖(30残基)の分解は極めて低いものであり、今後、酵素の精製が完了した後の検討課題となった。また「網羅的培養条件を備えた多次元培養法」で、同一培養プレート上でD-アミノ酸とL-アミノ酸を対向して濃度勾配を作成し微生物分離を実施したところ、それぞれに配向した微生物を分離した。これら微生物の特性を今後明らかにしたい。D-アミノ酸の微生物分布調査:昨年度に引き続き実施したが、D-アミノ酸を蓄積している微生物の分離に至らなかった。今回採用したGLC法でなく、迅速なDL同定法の導入が必要である。応用微生物学新規の機能をもった微生物の探索は、「まるでコンパスなしに航海するもの」と云われるように、目的微生物が自然界から分離できる保障はないものである。今回、Dアスパラギン酸を含む基質を分解すると推定される放線菌の分離に成功した点、いまだ他の構造に作用する微生物は得られていないものの、十分に成果を挙げたものと確信する。現在までの達成度の項で申し述べたように、申請者らは有望株の分離に成功している。この発見は、微生物の世界に申請者らが求めている微生物グループの存在を示すものと捉えている。この発見を契機に、有望株の酵素生産条件の検討、標的酵素の分離精製、さらには酵素の諸性質の解明を進める。同時並行して、別の構造のペプチド基質を分解する微生物探索を重点的に進める計画である。平成25年度において直接経費に未使用額が生じたのは、DL判定のガスクロに使用するキャピラリーカラムが予想以上に丈夫で性能劣化しなかったため、これに当てた費用が未使用になったためである。平成26年度に繰り越すのは、上記理由による、効率的に経費に当てたい。平成26年度に繰り越すのは、上記理由による、分析カラムの購入に効率的に経費に当てたい。
住宅用太陽光・熱/大気熱システムのライフサイクルアセスメント

民生部門のエネルギー需要の半分を占める家庭のエネルギー消費の削減は,化石エネルギー消費や環境負荷の削減の解決のためには必要不可欠である。本研究では,集熱器・太陽電池により太陽エネルギーを,ヒートポンプにより大気熱・冷房排熱を利用する太陽/大気熱システムの高断熱化戸建て住宅への導入を提案し,システムの省エネルギー性をライフサイクルアセスメント(LCA)により評価した。LCAの手法には,積み上げ法を採用した。この手法では,システム機器や断熱材の製造に要するエネルギーを,素材,組立,輸送に分類して個別に計算し,これらを足し合わせて製造エネルギーを求める。そのために,まずは素材毎に製造に要する化石エネルギーおよびこの素材の使用に伴う環境負荷を計算するデータベースを,公的な機関により公表されている資料や文献を参考に作成した。次に,このデータベースを利用して,システム機器の製造に伴うエネルギー消費およびび環境負荷を、使用素材の種類・使用量や機器の耐用年数から計算するソフトウェアを,表ソフトウェアによって開発した。この表ソフトウェアに、システム運転時の環境負荷を計算するシミュレーションプログラムを組み合わせ,太陽・大気熱システムの投入エネルギー及び環境負荷の計算を行うソフトウェアを開発した。本システムを幅広い地域に導入した場合の効果をより詳細に評価するために,太平洋側の主要都市を対象としてシミュレーションを実行し,システムの評価を行った。その結果,化石エネルギーだけを利用する従来型システムと比較して,本システムで太陽電池を30m^2,集熱器を10m^2設置した場合,ライフサイクルにおける投入エネルギーを4060%削減できることが分かった。
歩行空間で安全な低速移動体の開発に関する研究

身体障害者の社会参加の推進や高齢社会の進展に伴い,電動車いすやセニアカー等の福祉用電動移動体が歩行空間に存在する事が日常的な光景となってきた.また,エネルギー問題や環境負荷問題の解決策の一つとして,パーソナルモビリティと呼ばれる小型電動移動体が検討され,このような移動体が歩行空間も走行する事が提案されている.この様に,歩行空間に歩行者や自転車以外の移動体が登場しつつある.近年,歩行空間に電動低速移動体が登場しつつある中で,その安全性が疑問視されている.この問題に対し,情報科学やロボットの分野で培われた技術を用いることで,低速移動体を知能化することが提案されている.移動体自身が外界状況や搭乗者状態を認識し,適切な判断を下すことで俊敏性が低い移動体であっても危険状態の事前回避が可能になる.このような歩行空間でのアクティブセーフティを実現することで問題が解決でき,その利便性を享受することが出来ると考えられる.本年度は,試作車両を用いたアクティブセーフティシステムの一つとして,昨年度に開発した周辺交通参加者の交通モード認識に基づく自律移動機能の性能向上とその評価を行った.また,新たなシステムとして周辺交通参加者の位置・速度関係から走行環境の状況を認識し,その認識結果に応じて加減速制御を行う機能を開発し,その効果を確認した.そして,この様に複雑化しつつある知能化移動体に対して,搭乗者が安心感を抱くためのHMIの開発を行った.昨年度のドライビングシミュレータを用いた評価実験の結果を基に,今年度は試作HMIを知能化低速移動体の実機に搭載し,実機実空間での動作検証を行った.そして,これらの一連の要素技術の複雑な現実の歩行空間への適応可能性を,マルチエージェントシミュレーションによって確認した.この一連の取組みにより,本研究で検討してきた知能化低速移動体が実用化できる見通しを確認した.身体障害者の社会参加の推進や高齢社会の進展に伴い,電動車いすやセニアカー等の福祉用電動移動体が歩行空間に存在する事が日常的な光景となってきた.また,エネルギー問題や環境負荷問題の解決策の一つとして,パーソナルモビリティと呼ばれる小型電動移動体が検討され,このような移動体が歩行空間も走行する事が提案されている.この様に,歩行空間に歩行者や自転車以外の移動体が登場しつつある.近年,歩行空間に電動低速移動体が登場しつつある中で,その安全性が疑問視されている.この問題に対し,情報科学やロボットの分野で培われた技術を用いることで,低速移動体を知能化することが提案されている.移動体自身が外界状況や搭乗者状態を認識し,適切な判断を下すことで俊敏性が低い移動体であっても危険状態の事前回避が可能になる.このような歩行空間でのアクティブセーフティを実現することで問題が解決でき,その利便性を享受することが出来ると考えられる.本年度は,既存の電動車いすにレーザレンジセンサと単眼カメラを搭載し,それらを統合制御するシステムを構築し,知能化低速移動体の試作車両を構築した.そして,この試作車両を用いたアクティブセーフティシステムの一つとして,同一走行環境に共存する交通参加者の属性を認識し,その属性に応じて移動戦略を変化させる制御アルゴリズムの構築を行なった.また,次年度に本格検討を行なう安心感を提供するためのHMI開発の予備的検討として,ドライビングシミュレータを用いた実験を実施し,自律移動体搭乗者に伝達すべき情報の検討を行なった.身体障害者の社会参加の推進や高齢社会の進展に伴い,電動車いすやセニアカー等の福祉用電動移動体が歩行空間に存在する事が日常的な光景となってきた.また,エネルギー問題や環境負荷問題の解決策の一つとして,パーソナルモビリティと呼ばれる小型電動移動体が検討され,このような移動体が歩行空間も走行する事が提案されている.この様に,歩行空間に歩行者や自転車以外の移動体が登場しつつある.近年,歩行空間に電動低速移動体が登場しつつある中で,その安全性が疑問視されている.この問題に対し,情報科学やロボットの分野で培われた技術を用いることで,低速移動体を知能化することが提案されている.移動体自身が外界状況や搭乗者状態を認識し,適切な判断を下すことで俊敏性が低い移動体であっても危険状態の事前回避が可能になる.このような歩行空間でのアクティブセーフティを実現することで問題が解決でき,その利便性を享受することが出来ると考えられる.本年度は,試作車両を用いたアクティブセーフティシステムの一つとして,昨年度に開発した周辺交通参加者の交通モード認識に基づく自律移動機能の性能向上とその評価を行った.また,新たなシステムとして周辺交通参加者の位置・速度関係から走行環境の状況を認識し,その認識結果に応じて加減速制御を行う機能を開発し,その効果を確認した.そして,この様に複雑化しつつある知能化移動体に対して,搭乗者が安心感を抱くためのHMIの開発を行った.昨年度のドライビングシミュレータを用いた評価実験の結果を基に,今年度は試作HMIを知能化低速移動体の実機に搭載し,実機実空間での動作検証を行った.そして,これらの一連の要素技術の複雑な現実の歩行空間への適応可能性を,マルチエージェントシミュレーションによって確認した.この一連の取組みにより,本研究で検討してきた知能化低速移動体が実用化できる見通しを確認した.
骨粗鬆症治療のための再生医療に向けた副甲状腺細胞分化誘導法の開発

1.PTH遺伝子転写はSp1により維持され、血清Ca上昇時にCaSR刺激と細胞内Ca上昇、NFAT活性化で転写因子Sp6の発現が誘導され、Sp1と競合してPTH遺伝子転写を抑制する機序の存在が示唆された。2.副甲状腺機能低下症を来すHDR症候原でGATA3の新規変異(R299Q)を同定し、その機能喪失が副甲状腺特異的転写因子GCM2の発現低下を介して細胞分化とPTH発現の障害を引き起こす可能性が示された。3.研究協力施設で先天性副甲状腺機能低下症の新たなGCM2遺伝子変異が見出された。以上、副甲状腺の分化機能維持における転写因子GATA3,GCM2,Sp1/Sp6の重要性を明らかにした。私どもは、過去の研究、および昨年度の研究において、転写因子Glial cell missing B (GCMB)がPTH遺伝子の組織特異的発現を規定する重要な因子であることを報告してきた。また昨年度の研究で、実際の症例においてGCMBの遺伝子変異が遺伝性副甲状腺機能低下症の原因となることを見出し、ヒトにおけるGCMBとPTH遺伝子発現との関連も裏付けられた。以上の結果を踏まえ、本年度は、ラット副甲状腺組織由来のPT-r細胞株を用いたin vitroの検討を継続し、以下に示す成績を得た。1) PTH遺伝子の発現は、CaSR活性化による[Ca++]iの上昇により抑制される。これは通常のホルモン遺伝子発現とは逆方向の制御であるため、副甲状腺細胞特異的な調節機構が存在する可能性が高い。私どもは副甲状腺組織に発現している転写因子Sp6 (KLF14, epiprofin)に焦点を当てた検討を行った。その結果、Sp6の結合配列がPTH遺伝子プロモーター上に存在すること、[Ca++]iの上昇によりcalcineurin/NFAT系の活性化を介して、Sp6の発現が誘導されること、PTH遺伝子の発現は恒常的に発現する転写因子Sp1に依存していること、Sp6はSp1によるPTH遺伝子発現に競合することで、その転写活性を強力に抑制すること、などの結果を得た。以上のように、[Ca++]iによるPTH遺伝子の抑制性制御機構の分子メカニズムを初めて明らかにした。以上の研究成果は、本研究の最終的な目標である、PTH遺伝子発現の人為的制御に向けた重要な基盤的知見となることが期待される。GCMB新規変異の同定した原発性副甲状腺機能低下症の1例において、以下の検討を行った(慶應義塾大学医学部小児科との共同研究内容を含む)。【背景】原発性副甲状腺機能低下症の分子遺伝学的異常に22q11.2欠失が筆頭に挙げられるが、それ以外はほとんど不明である。今回、原発性副甲状腺機能低下症の症例からGCMB新規変異を同定し、機能解析を行った。【目的】原発性副甲状腺機能低下症における遺伝子異常を探索し、同定した新規変異の機能を評価する【症例】現在9歳女児。7歳時に無熱性けいれんで発症し、精査の結果、原発性副甲状腺機能低下症と診断した。副甲状腺以外の異常は認めなかった。【方法】22q11.2欠失をFISH法またはアレイCGHで否定し、PCR-direct sequence法を用いてGCMBの全翻訳領域を解析した。同定した新規変異の機能は以下のように評価した。PT-r細胞(ラット副甲状腺上皮細胞、内因性GCMB発現なし)を用いて一過性強制発現系により、PTHプロモーター領域(ー2000/+5)をレポーターとした転写活性化能解析(Luciferase reporter assay)を行った。【結果】GCMB新規変異2つ(R367fs、T370M)を複合ヘテロ接合性に同定した。GCMB新規変異R367fs、T370Mの機能解析では転写活性能低下を認めた。現在、Western Blotによる蛋白発現量解析、EBFPタグ法による細胞内局在、ゲルシフト法によるDNA結合能を解析中である。上記の結果は、ヒトにおいてもGCMBがPTH遺伝子の発現に重要な役割を果たしている可能性を示唆する重要な知見と考えられる。高度に分化した組織である副甲状腺の再生を究極の目的として、副甲状腺ホルモン(PTH)遺伝子の転写に関与する遺伝子の同定、および副甲状腺分化障害の原因となる遺伝子変異の同定、この2つの視点から、ラット由来副甲状腺細胞株PTrを用いて研究を行った。また副甲状腺分化異常を呈する先天性副甲状腺機能低下症およびHDR症候群患者の遺伝子を解析し、以下の結果を得た。1. PTr細胞で、PTH遺伝子の組織特異的発現には転写因子GCMBが、また恒常的な発現には転写因子Sp1が関与することを見出した。

2.一方、転写因子Sp6 (Epiprofin)の発現はPTH遺伝子転写に抑制的に作用することを明らかにした。この抑制は、Sp6とSp1の競合により生じるものと考えられた。3. Sp6遺伝子の転写調節は転写因子NFATにより制御されることを見出した。4.ヒトHDR症候群の一家系でGATA3遺伝子の新たな変異(R299Q)を同定した。また家族性副甲状腺機能低下症を呈した家系を対象とした共同研究で複数のGCMB遺伝子変異を同定した。以上の結果を総合すると、副甲状腺の発生およびPTH発現にGCMBおよびGATA3遺伝子が関与し、副甲状腺非特異的に発現するハウスキーピング型転写因子Sp1が短期的転写調節を司っていることが示唆された。また高Ca血症時のCaSR受容体刺激による細胞内Ca上昇は転写因子NFATの活性化を介してSp6遺伝子を誘導、これがSp1と競合してPTH遺伝子の転写を抑制し、高Ca血症時のPTH合成・分泌抑制に関与している可能性が推察された。上記の知見より、副甲状腺の分化必要な遺伝子(GCMB, GATA3)、およびPTHの発現を短期的にON/OFFする分子機序が明確になったことから、幹細胞を副甲状腺細胞に分化誘導する手法の開発に繋がることが期待される。内分泌・代謝病学副甲状腺ホルモン(PTH)遺伝子の発現が生体内のカルシウム濃度に応答して制御される細胞を再生工学的に樹立する場合、通常のホルモンとは逆向きの制御、すなわち逆シグモイド曲線的なの抑制性制御が再現されることが必須である。しかしその分子機序の詳細は不明のままであった。今回の我々の検討結果は、細胞外カルシウム濃度上昇がCaSRを介して細胞内カルシウム濃度を上昇させ、これがcalcineurin/NFAT系を活性化してSp6の発現を誘導すること、発現したSp6が、PTH遺伝子プロモーター上でSp1と競合することにより転写を抑制すること、という一連の分子機序を初めて明らかにした。これらの成果は、生体内のカルシウム代謝制御を理解する上で大きなインパクトをもたらすものと認識している。実際の症例の遺伝子解析により、遺伝性副甲状腺機能低下症患者のゲノムにおいて転写因子Glial Cell Missing B (GCMB)の遺伝子変異(R367fs、T370M)を見い出し、かつこの変異を有するGCMBがPTH遺伝子の発現誘導能を欠くことを、in vitroの解析により確認した。以上の検討結果は、従来より私どもが提唱してきた仮説、すなわちGCMBがPTH遺伝子の発現に必須であることを、臨床的に裏付けるものであり、重要な研究成果であると判断される。昨年度に大きな成果が得られたため、本年度は過去の検討結果との整合性を詰めるための種々の検討を行う。すなわち、1) PTHの遺伝子発現に関与する他の転写因子、すなわちGCMB、NF-Y, VDRなどとSp1/Sp6との協調的な転写調節機構の詳細を解明する。2)私どもの共同研究者は、GATA3遺伝子の変異でPTH遺伝子発現の低下を伴う副甲状腺機能低下症を発症することを見出している。
標的神経回路選択的な活動動態の光計測法を用いた運動関連領野機能的構造の解析

これまで膜電位感受性色素を用いた神経活動の超高速イメージング法によりサル大脳の運動関連領野の機能的構造の研究を行ってきた。しかし従来の光計測法では色素が観測部位のニューロンすべてを「非選択的」に染色してしまうため、計測されるシグナルは複雑な神経回路活動の「総和」を表すことになり、特定神経回路や神経素子の活動を単独で検出することが困難であった。この問題を解決するため我々は観測したい神経回路に含まれるニューロン集団だけの活動を選択的に検出できる分子プローブ技術の開発を目指した。さらにこの技術を運動関連領野の機能的構造解析に実用化できるよう、基盤技術の開発を行った。この技術をまずin vitro実験で確立することを目指した。狂犬病ウイルスベクターを作成し、培養神経細胞に遺伝子導入してFRETドナーであるGFP(Venus)を発現させた。FRETアクセプターとして合成したDisbac6(5)をもちいると従来の100倍も大きな膜電位感受性光シグナルを得ることに成功した。又、電位-光反応の時定数は5マイクロ秒ほどであり、膜電位変化に対して光シグナルの大きさ変化をプロットすると高い直線性を示したことから、膜電位感受性FRETシステムが完成したと判断された。次いで神経回路、および神経応答の実態が良く知られているラット海馬にウイルスベクターを注入し、急性脳スライス標本において神経活動をモニターした。その結果、神経活動を忠実に反映した光シグナルを得ることができた。現在、サルを対象とした実験基盤形成に取り組んでいる。研究を進める中でin vitro脳スライス実験では十分であるが、大脳皮質からのin vivo計測ではプローブタンパク発現量をさらに増やす必要があることが明らかになった。そこでウイルスベクターの遺伝子構造改変を行い、目的に近いプローブタンパク産生量が得られるようになった。
高等植物シロイヌナズナの概日時計機構の解析

シロイヌナズナの中心振動体の分子モデルとして、Myb型転写因子CCA1、LHYとPRR因子であるPRR1/TOC1との間で形成される正と負の転写制御フィーッドバックループが提唱されている。しかし、他のPRR因子(PRR9・PRR7・PRR5・PRR3)の単独変異も概日リズムや開花制御に影響を与えることから、これらPRR因子も時計機構に重要な働きをしているとことが示唆されている。そこで、各種二重欠損株(prr5-11/prr7-11,prr5-11/prr9-10、prr7-11/prr9-10など)を作成し、開花時期制御、胚軸伸長の光感受性、転写の概日リズム等の多面的表現型の解析を行った。その結果、どの二重変異体の解析結果からも、PRR5、PRR7、PRR9が互いに協調的あるいは相補的に機能していることが示唆された。特に、prr5-11/prr7-11/prr9-10三重変異体においては、明暗条件下においても著しい概日リズムの消失が観察された。以上の解析により、PRR5,PRR7,PRR9は互いに相補・協調することにより、時計因子として必須の機能を担っていることが示された。また、prr5-11/prr7-11/prr9-10三重変異体と野生株とのmRNA発現パターンをマイクロアレイ解析により比較したところ、PRR5が朝位相にピークをもって概日振動している広範な遺伝子の発現を抑制していることが判明した。さらに、PRR因子を含む時計因子は概日リズムに異常が観察されるだけでなく、一群のPILファミリーに属するbHLH型転写因子が制御していることが知られているクロロフィル合成、胚軸伸張など光情報伝達経路を調節していることが示唆された。時計機構は植物が昼夜の変動や季節変化に適応するために重要である。シロイヌナズナの中心振動体の分子モデルとして、Myb型転写因子CCA1、LHYとPRR(Pseudo Response Regulator)因子であるPRR1/TOC1との間で形成される正と負の転写制御フィーッドバックループが提唱されている。我々は、各種二重欠損株(prr5-11/prr7-11,prr5-11/prr9-10、prr7-11/prr9-10など)を作成し、開花時期制御、胚軸伸長の光感受性、転写の概日リズムといった多面的表現型の解析を行った。さらに、prr9-10/prr5-11/prr7-11三重変異株において各種時計制御遺伝子の転写を解析したところ、自由継続リズムにおける著しい消失即ち、時計機能の欠損を示す強い相乗的表現型が観察された。これらの結果をもとに、我々は各PRR因子が中心振動体として機能している新しいシロイヌナズナの中心振動体の分子機構モデルを提唱した。また、PRR1の相互作用因子として我々がPILファミリーと名付けた一群のbHLH型転写因子を同定し、その一つであるPIL6が光情報伝達経路で機能していることを明らかにした。その結果、概日時計機構の出力経路と光情報伝達経路がPILファミリーの因子を介してリンクしていることが示唆された。
口腔細菌と破裂脳動脈瘤の関連性

口腔細菌と破裂脳動脈瘤の関連性を経時的に病態モデルを用いて評価するにあたり、本研究ではマウス脳動脈瘤モデルを作製し、臨床用磁気共鳴イメージング装置(MRI)によって動脈瘤の形成、成長および破裂を検出できるかを検討した。MRIの撮影には3-T MRIおよび内径40 mmのサドル型コイルを用いた。MRIで動脈瘤の疑われたすべてのマウスは、解剖時動脈瘤の形成をみとめた。またT2強調画像で低強度領域の位置は解剖時における動脈瘤のくも膜下出血のものと一致した。本研究ではマウスにおいて非侵襲的かつ経時的に脳動脈瘤の形成およびくも膜下出血の有無を可視化することができた。口腔細菌と破裂脳動脈瘤の関連性を探索すべく前年度に続き3T磁気共鳴装置を用い、マウス脳動脈瘤の形成および進展の可視化について撮像条件の最適化を行った。撮像に際しマウス専用コイルを用いることによってMRアンギオでは前大脳動脈、中大脳動脈、ウィリス動脈輪および後大脳動脈といった主要な脳動脈瘤に形成される脳動脈瘤を経時的に、そして動脈瘤の大きさの変化までも観察することができ、またT2強調画像によって冠状断および矢状断からくも膜下出血および脳内出血の変化をもみることができた。10例の脳動脈瘤モデルマウスを対象として、脳動脈瘤の形成および頭蓋内出血の有無について2人の判定者によるブラインド評価試験を実施し、解剖時の結果と比較をしたところ、それぞれ正答率が80%および70%であり、MRIにより得られた画像が主観的なものではなく、客観的な評価に値するものであるという結果が得られた。現在は上記の研究内容をまとめ、マウス脳動脈瘤に関する新しい実験技術法としてStroke誌に投稿中である。さらにこれまでの研究で解明された、頭蓋内出血を悪化させるコラーゲン結合蛋白質を有するう蝕原性菌を用い、マウス脳動脈モデルに対する検討を行った。1週間に2回コラーゲン結合蛋白を有するう蝕原性菌を静脈内に投与をしたマウスの群は、リン酸緩衝生理食塩を投与した群と比べ14日間の実験期間中に、破裂脳動脈瘤によって死亡する率が高いという結果が得られた。これまでの研究によりう蝕原因菌が頭蓋内出血をはじめとする血管障害に悪影響をおよぼすことが明らかとなった。また、脳卒中患者を対象とした臨床研究から高病原性う蝕原因菌を保菌する者は破裂脳動脈瘤を発症する率が高く、う蝕原因菌が動脈瘤を発症の引き金となる可能性は高い。しかし脳動脈瘤の動物モデルは現在確立されたものが存在しないことから、本年度はマウスを用い脳動脈瘤モデルの作製に取りかかった。生後8週齢のC57BL/6マウスをイソフルランにて麻酔後,右腎動脈を結紮し、またデオキシコルチコステロン・アセテート(DOCA)を皮下より投与した。腎結紮から3日後、歯科用ドリルを用いピンホールを頭頂に開け、注射針を注入して脳底にエラスターゼを投与した。片腎、DOCAおよびエラスターゼの影響により脳底脳動脈を主とした動脈が脆弱化をきたし、血管が破裂することによって異常行動を呈した後に死亡することを確認した。また、磁気共鳴装置を用いマウスの脳底動脈の撮像を行い、撮像条件の最適化を行った。結果としてマウスのにおいても脳底動脈の血管撮像を成功させることができた。現在は破裂脳動脈瘤モデルとしての歩留まりがまだ悪いため、確実に血管が破裂するモデルにしていくための条件設定を行う必要性がある。さらに脳出血、クモ膜下出血、一過性虚血、脳梗塞、もやもや病および未破裂脳動脈瘤など脳卒中患者の中からどういった疾患に我々が仮説とするう蝕菌が検出されるのかを検討するために、現在脳卒中患者の唾液を協力病院において採取中である。破裂脳動脈瘤モデルが安定して作製できるようになった際は、未破裂脳動脈瘤の状態のマウスに上記疾患の唾液を投与し、病態との因果関係を明らかにする予定である。口腔細菌と破裂脳動脈瘤との関係性を探るべく、マウス脳動脈瘤の形成、進展および破裂を可視化するために臨床用3テスラ磁気共鳴装置での撮像条件の最適化から手がけた。本研究にはマウス専用コイルを作製し、これを用いることによって前大脳動脈、中大脳動脈、ウィリス脳動脈輪および後大脳動脈など主要な脳動脈の撮像が可能となった。またマウス脳動脈瘤モデルの脳血管の微細な形態学的変化を経時的に観察することができた。さらにT2強調画像によって頭蓋内出血の量的変化を捉えることができた。これらの結果をまとめ、本年度はJournal of Cerebral Blood Flow & Metabolism誌への投稿を行い、掲載が決定した。

また、2011年にNature Communications誌に発表した、頭蓋内出血を悪化させる口腔内細菌である、コラーゲン結合蛋白質陽性TW295をマウスに静脈内投与しMRIを用いて脳動脈瘤の進展を検討したところ、対照群では28.5%でくも膜下出血がみられたのに対し、TW295投与群では70.0%であった。また脳動脈瘤の形成に関してもTW295投与群は80%の動物に脳動脈瘤を認め、対照群の42.9%と比較して増加傾向であった。以上の結果は世界中の脳卒中研究に携わる研究者が集う学会、World Stroke Congress(トルコ)で発表を行った。脳循環脳動脈瘤モデルの作製を安定して行うことができるようになった。またMRIで得られた画像が客観的な評価に値するものであるという実証ができたため、この内容を研究成果として論文化する目処がたった。次年度は脳動脈瘤を悪化させるう蝕原性菌による検討を重ね、またメカニズム解明を行う予定である。破裂脳動脈瘤モデル作製に取りかかり、約1年でモデル作製に成功した。また、マウスの脳においても脳血管を磁気共鳴装置で撮像することができた。次年度以降は脳卒中患者より分離されたう蝕原因菌を用い、検討を行う予定である。次年度はう蝕原性菌を用い、マウス脳動脈瘤モデルに対する検討を重ねる予定である。予備検討としてう蝕原性菌が破裂脳動脈瘤により、マウスの致死率を上げるという実験結果が得られているが、う蝕原性菌が脳動脈瘤の形成に関与しているのか、または脳動脈瘤破裂を増悪させるのかがわかっていない。このメカニズム解明をin vitroの実験系と併せて行う予定である。「in vitroの検討」内皮培養細胞および平滑筋細胞を共培養したものを用い、in vivoの実験で得られた結果が、in vitroの実験においても検証できるのか、またその詳細なメカニズムを得ることを目的とする。先にう蝕原因菌と脳出血の因果関係を解明した際には、マトリックスメタロプロテアーゼ9の活性化が関与していた。しかしう蝕原因菌由来の破裂動脈瘤の発症機序として、どのような分子が関与しているのかわかっていない。そこで培養細胞にう蝕菌を添加し、産生される分子を網羅的に解析し、先のin vivoの結果と併せて検討し、動脈瘤の悪化に関わる分子を特定する。破裂脳動脈瘤モデル作製に必要な機材および動物購入に充てる。また、in vitroの実験系を確立するために細胞培養に必要な試薬を購入する。
Immune checkpointを標的としたHER2乳癌に対する薬物療法の開発

1gentleMACS Dissociatorを用いてHER2陽性乳癌の針生検検体よりTILを抽出、flow cytometryによりTreg分画に分類した。乳癌組織ではPBMCおよび正常乳腺組織中リンパ球よりも、functional TregであるFr IIの割合を多く認めた。FrII分画はpCR例で25.1%、non pCR例で29.3%であり、non pCR例でFrII分画が高い傾向が認められた。2HER2陽性乳癌組織におけるPD-L1発現を半定量的免疫組織染色にて評価した。35%の症例がPD-L1陽性であり、PD-L1陽性乳癌は予後が良好な傾向を認めた。Immune checkpointはT細胞の活性化を抑制し、腫瘍の免疫逃避において重要な役割を果たす。HER2シグナルはimmune checkpoint発現を支配しており、HER2陽性乳癌では腫瘍免疫に対しての逃避機構が成立している可能性がある。HER2陽性乳癌における腫瘍免疫逃避機構の機序を明らかとして、HER2陽性乳癌に対する腫瘍免疫療法を開発する。細胞シグナルやin vitroの検討などの基礎的な検討がまだ進行していないためにやや遅れていると判断した。2がん治療におけるimmunocheck pointを標的とした薬物療法として、PD-1/PD-L1に対する分子標的治療薬が最有力な臨床的治療効果を示している。PD-1/PD-L1標的薬の効果予測因子としてPD-L1発現が有望であり(Borghaei H, N Engl J Med 2015)、乳癌におけるPD-L1発現の標準的検査方法の確立が重要である。しかしながらこれまでの乳癌組織におけるPD-L1発現解析方法は各施設により異なっており確立した手技は無い。現在我々は、広く用いられている全自動染色システム(ベンタナベンチマークULTRA)を用いた乳癌組織におけるPD-L1発現の半定量的評価を進めており、乳癌組織におけるPD-L1発現と臨床病理学的因子との相関を明らかとする。乳癌組織腫瘍浸潤リンパ球の分離・回収およびTregの機能解析方法が進められたことより当初の予定通りの研究進行と考える。乳癌臨床検体として針生検または手術標本から、gentle MACS dissociatorを用いて腫瘍浸潤リンパ球(TIL)を分離・回収し、CD3, 4, 8, 25, 45RA, FOXP3蛍光抗体を用いたflow cytometryによるTregの機能解析を施行した。原発性乳癌84症例の検討結果、乳癌組織においては免疫抑制に対して強力な作用をしめる機能的TregであるFrIIの分画がna&iuml;ve Treg(FrI)およびnon Treg(FrIII)よりも多く認められることが確認された。FrII分画と臨床病理学的因子との相関では、T2症例、リンパ節転移陽性症例および高増殖能乳癌においてFrII分画の割合が高い傾向にある所見を認めた。術前化学療法が施行された症例での検討では病理学的完全奏効(pCR)が得られなかった症例(non pCR)ではpCR症例に比べて高いFrII分画を認め、HER2陽性乳癌においても同様の結果を認めた。2乳癌組織におけるimmunocheck point markerであるPD-L1発現の半定量的免疫組織学的検査による評価HER2陽性乳癌におけるPD-L1発現を、全自動染色システム(ベンタナベンチマークULTRA)および自動画像解析ソフトとバーチャルマイクロスコピー(Hamamatsu Photonics)を用いた半定量的免疫組織学的検査により評価した。10%および1%をcut-offとした場合、PD-L1発現陽性症例の割合は10%、40%であり、これまでの報告と同等の結果が得られた。陽性率および過去の報告から1%をcut-offとした場合、PD-L1陽性は腫瘍径、高増殖能およびTIL陽性と相関する傾向を認めた。1gentle MACS Dissociatorを用いてHER2陽性乳癌の針生検検体よりTILを抽出、flow cytometryによりTreg分画に分類した。実験手技の習得・確立として手術検体を用いたTILの機能解析を進めてきた。手技の習得が落ち着いた時点において、治療開始前の針生検検体を用いたTILの機能解析を行い、乳癌組織における腫瘍免疫応用と薬物療法の効果における相関についての検討を行う。今後の研究の推進方策に必要な消耗品を中心に研究費を使用する。具体的には研究に必要な抗体、試薬代、また外注検査に用いる。最新知見を得るために国内外の学会に出張する旅費を使用する予定である。研究結果の英語論文発表のための費用も予定している。1HER2陽性乳がんにおけるTreg機能分類の臨床的意義についての検討これまでの研究により得られた乳癌組織TILにおけるTreg機能解析結果を検討し、HER2陽性乳がんにおけるTreg機能分類の意義を明らかとし、今後の臨床応用の可能性について明らかとする。2臨床検体におけるPD-L1発現の定量的評価と臨床的意義の検討乳癌組織におけるPD-L1発現の半定量的

発現評価法を確立し、乳癌組織についてPD-L1発現と臨床病理学的因子の相関についてのretrospective analysisを進める。その結果をもって乳癌におけるimmunocheck point標的療法の候補症例を明らかとする。研究試薬の使用量が予想より少なかったため研究結果について確定しておらず、学会発表がまだ施行されていなかったため引き続きの研究を行い予定の試薬を消費する学会発表や論文発表での使用を予定する
高空間分解能静電気分布モニタリング計測システムの開発

本研究では、まず静電荷を励振することで誘起される電界を検出することによって静電気を計測する技術を確立した。次に、多点で同時に電界を計測するために、小型電界センサを並べることによりアレイセンサを開発した。続いて、アレイセンサの各空間位置における静電気を計測するシステムを構築した。最後にこのシステムを用いてアクリル表面の静電気分布を計測した。これより空間分解能1 mmかつ短時間で静電気分布を計測するモニタリングシステムの開発に成功した。本研究では、静電気分布を高速で計測するために、振動誘起法を基盤とした低周波電界の多点計測の技術的基盤を確立することが重要である。本年度は、多点で低周波の電界を計測するセンサについて、その構造、電界の周波数依存性、計測感度の関連を検討した。また、その知見を基に低周波電界が計測可能な小型の指向性センサを開発し、そのセンサのアレイ化による電界分布計測を試みた。まず、振動誘起法よる低周波電界に関して、電波暗箱内において、小型振動発生装置、レーザー変位計、ロックインアンプ、スペクトラムアナライザ、電界センサ、自動ステージを組み合わせた統合自動計測システムを開発した。それを用いて電界強度と表面電位の関係を調べたところそれらが比例関係であり、電界強度を測定することで静電気の定量的評価が可能であることを明らかした。さらに、電界センサにおいて、モノポール型アンテナ構造のアンテナ長を0mmにしたところ、横方向からの電界の影響を受けにくい指向性の高い小型センサを開発することに成功し、Φ10mmの狭い領域を計測可能な技術を確立した。続いて、この開発した電界センサをアレイ化(5個×5個)したものを用いて、それぞれのセンサ位置の電界強度を同時に信号処理するシステムを開発した。標準サンプルを用いて振動により誘起された低周波電界において、この開発したシステムを用いることで25mm×25mmの領域の電界分布を計測することに成功した。これにより、低周波電界の多点計測の技術的基盤を確立した。本研究では、振動誘起法により誘起された低周波電界の多点計測技術を基盤とした、高空間分解能な静電気分布を計測するために、低周波電界を検出するためのセンサの小型化とアレイ化が必要である。本年度は、多点で電界を同時計測するための小型センサアレイの開発を行った。センサを小型化すると電界の検出感度が低くなり、センサ間隔が近いと電界が干渉することから、センサのアレイ構造化によって隣接したセンサ同士が電界に関して干渉しない構造と、低周波電界の検出感度を検証した。センサアレイとしては、電界センサ:パッチアンテナ型、センササイズ:0.7mm×0.7mm、30個(5行×6列と1行×30列)1 mm間隔で並べた構造を用い、各センサはそれぞれロックインアンプに接続することで電界の検出感度を評価した。そこでは平板電極に直流電圧100 Vを印加したサンプルを用いて振幅0.25 mm、200 Hzで振動させ、センサアレイを0.5 mm離して設置して各センサのバラツキを比較したところ、各センサ間の最大誤差1.4 %のセンサアレイであることが分かった。さらに、この開発したセンサアレイを用いて各センサ位置と各センサで検出された電界強度とを組み合わせた分布像を得るためのシステムを構築することで、空間分解能が1mmの静電気分布を計測することに成功した。これより、高空間分解能な静電気分布計測に向けたセンサの開発に成功し、その技術的基盤を確立した。生産現場では製品が高絶縁材料との接触・剥離が繰り返され静電気が発生し、様々なトラブルを引き起こす原因になっていることから、高空間分解能かつ短時間で、静電気分布を計測できるシステムの開発が求められている。本研究では、高空間分解能と高速計測を両立する静電気分布計測システムの開発を目指して、帯電した対象物を励振させ、低周波電界を誘起・検出することで静電気を計測する技術を開発してきた。まず、この静電気計測技術を基盤として、多点で誘起電界を同時計測するための小型センサアレイの開発を行った。そこではセンサのアレイ構造化によって隣接したセンサ同士が電界に関して干渉しない構造に最適化し、パッチアンテナ型センサを1 mm間隔で並べた構造を用いた。各センサのバラツキを比較したところ、各センサ間の最大誤差1.4 %のセンサアレイであり、空間分解能1mmで静電気分布を検出できるセンサアレイの開発に成功した。またアレイセンサを水平に移動させたときの計測精度を評価したところ、アレイセンサ移動速度1 mm/sのとき95 %以上の計測精度であるのに対し、アレイセンサ移動速度20 mm/sのときは計測精度が30 %以下に低下することが分かった。これより90 %以上の計測精度を保つためには、アレイセンサ移動速度5 mm/s以下にする必要があることが明らかとなった。この開発したシステムを用いて、細かく柔らかい繊維で摩擦したときアクリルの表面(30 mm×30 mm)を計測したところ、-1000 V +1000 Vの電荷が不規則に存在する静電気分布を観測することに成功した。これより、静電気センサを並べて、それをスキャンし各空間位置における静電気を計測することで、短時間で静電気を可視化するシステムの開発に成功した。