hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スラグメイキングテクノロジーの開発

本研究では、溶銑脱リンスラグからのマンガンとリン、電炉酸化スラグからのクロムの回収法について実験的に検討した。脱リンスラグは、一般的にリン濃縮相とマンガン濃縮相が酸化鉄系マトリックス相中に分散している不均一な結晶構造を持つことが示された。本研究では、この3種類の相の磁気的特性が大きく異なることを利用し、高磁場勾配を利用した磁気分離法によってそれぞれを分離・回収することを試みた。表面磁場強度0. 030. 3Tの範囲で、空気吹き込みによる攪拌条件下で段階的に湿式磁気分離実験を行った結果、32μm以下に粉砕した現場脱リンスラグを用い、P_2O_5濃度が31wt%に達するリン濃化物を回収することができた。他方、マンガン濃縮相の約14%が0. 03Tにおける最初の磁気分離操作で回収され、この時のリン濃縮相の混入率は約20%以下であった。また、電炉スラグから、クロム濃度が約50%の鉄クロマイトとして分離回収することが出来た。これらの結果から、スラグをリン、マンガン、クロムの2次資源化できることを示した本研究では、製鋼スラグ中の各結晶相の磁気的性質の違いを利用してこれらを分離し、リンおよびマンガンの代替資源とすると同時に、残渣を製鋼上工程にリサイクルしてスラグ発生量の削減をも達成することを目指す。スラグにリン、マンガンが高度に偏析する条件を見出し、「出来てしまったスラグ」の処理に苦慮するのではなく、2次資源化を志向して積極的に「スラグを作る」技術開発のための基礎情報を与える。研究初年度では、Fe_tO-CaO-SiO_2-MnO-P_2O_5スラグ中における固-液間平衡の解明するために、現場スラグおよび実験室での合成スラグを諸条件で溶製し、スラグのミクロ組織と各結晶相の組成を調べた。その結果、スラグの冷却過程におけるリンリッチ相(燐酸カルシウムシリケート固溶体相)とマンガンリッチ相(マンガノウスタイト固溶体相)の組成とスラグの塩基度、平均FeO濃度の関係を求めることができた。また、スラグ中に生成された各結晶相の磁化率測定を行い、リン酸カルシウムシリケート、マンガノウスタイト両固溶体の磁化率を組成の関数として得た。更に、高磁場勾配磁気分離装置を設計・購入し、各結晶相の磁気分離シミュレーションを行うと共に、合成スラグを用いて磁気分離試験を行った。これらの成果の一部は、2010年米国で開催される製銑製鋼技術に関する国際会議で発表予定である。これらの結果から、スラグをリン、マンガン、クロムの2次資源化できることを示した本研究の目的は、鉄鉱石やスクラップから製鋼スラグ中に移行するリン、マンガン、クロムなどの有価元素を、燐酸カルシウム、マンガノウスタイト、クロマイトスピネル等の結晶相として偏析せしめ、これを母相から磁場印加等の分離操作によって回収し、廃棄物から新たな希少元素資源を得ると同時に、残分を製鋼工程にリサイクルし、製鋼スラグの発生量を大幅に削減しようというものである。申請者は、現場製鋼スラグのミクロ組織を詳細に調べ、スラグ中で燐は主に燐酸カルシウムの形態で存在し、燐をほとんど含まない酸化鉄系結晶マトリックス中で、かなり粗大な結晶粒として著しく偏析していることを明らかにした。また、両者が極端に異なる磁気的性質を有することを明らかにし、強磁場を用いて両者を分離する方法を考案し特許申請した。平成22では、鉄鋼メーカーよりご提供頂いた約30種類の溶銑脱リンスラグを対象に、リンとマンガンの各結晶相への分配状態を、スラグ組成の関数として整理し、リン、マンガンの偏析度を高めるためのスラグ組成設計方針を明らかにした。また、リンとマンガンの各結晶相への分配状態に及ぼす温度の影響を調べ、凝固パス解析を行った(繰り越し分)東日本大震災によって購入した磁気分離装置が故障したことと、設置されている建物が使用不可能になったため、磁気分離実験を平成23年度に繰り越して実施した。その結果、初期P205濃度が7.9%の徐冷脱リンスラグ10gから、リン鉱石中のリン品位とほぼ同等のP205濃度が31.0%のリン濃化物1.1gを回収することが出来た。

これらの結果より、精錬操作後のスラグを冷却速度を制御しながら凝固させることによって、リン、マンガン、クロムなどの有価元素を回収できることを実験的に証明した。本研究の目的は、鉄鉱石やスクラップから製鋼スラグ中に移行するリン、マンガン、クロムなどの有価元素を、燐酸カルシウム、マンガノウスタイト、クロマイトスピネル等の結晶相として偏析せしめ、これを母相から磁場印加等の分離操作によって回収し、廃棄物から新たな希少元素資源を得ると同時に、残分を製鋼工程にリサイクルし、製鋼スラグの発生量を大幅に削減しようというものである。申請者は、現場製鋼スラグのミクロ組織を詳細に調べ、スラグ中で燐は主に燐酸カルシウムの形態で存在し、燐をほとんど含まない酸化鉄系結晶マトリックス中で、かなり粗大な結晶粒として著しく偏析していることを明らかにした。また、両者が極端に異なる磁気的性質を有することを明らかにし、強磁場を用いて両者を分離する方法を考案し特許申請した。本研究では、まず溶銑脱リンスラグを対象に、リンとマンガンの同時偏析を、スラグの相平衡と凝固パス解析によって明らかにし、凝固後スラグに強磁場を印加してリンとマンガンを個別に回収できることを実験的に示した。最終年度では、電炉製鋼法において、スクラップからスラグ中に移行するクロムに着目し、現場スラグ中でのクロムの存在形態について系統的に調べた。その結果、クロムは鉄クロマイト固溶体としてスラグ中に強度に偏析しており、大部分のスラグでは、母相液相にはほとんどクロムが含まれていないことを明らかにした。更に磁気分離操作によって、凝固後スラグからのクロムの分離・回収を行った。
造血幹細胞への遺伝子導入による遺伝性好中球減少・機能不全に対する遺伝子治療

単一遺伝子異常に起因して骨髄細胞のいずれかの系列の細胞増殖が低下しており、正常な遺伝子の導入により細胞の分化増殖が正常化すると予想される疾患を対象として、遺伝子治療へ向けた遺伝子導入システムと導入された骨髄細胞の機能評価システムを確立することを目的とし研究を進めた。先天性好中球減少症を対象疾患とし、glucose 6-translocase(G6PT)遺伝子異常に起因する、糖原病1b型に合併する好中球低下症、好中球機能不全の改善を目的とした研究を行った。(3)Lentiviral vector virusを作成し、ウイルスタイターを測定した。2.Lentivirus vectorによるG6PT遺伝子の細胞導入(1)健常臍帯血由来のCD34陽性細胞への導入臍帯血からCD34陽性細胞を分離し、Lentiviral vectorを感染後、Methylcellulose培地で2週間培養後にコロニー形成能を観察した。その結果、colony形成が約500ヶほど観察された。また、GFP発現LentivectorにおけるGFP陽性細胞は顕微鏡観察で約10%ほどであった。(2)患者由来の骨髄細胞CD34陽性細胞への導入患者骨髄細胞からCD34陽性細胞を分離し、Lentiviral vectorを感染後、Methylcellulose培地で2週間培養後にコロニー形成能を観察した。今までのところ感染細胞に明らかな増殖優位性の獲得は認めていないが、種々の条件を検討しながら実験を進めている。1,患者骨髄細胞からCD34陽性細胞の分離インフォームドコンセントを得た糖原病Ib型の患者より定期検査に合わせて骨髄細胞を採取後、得られた骨髄液からFicoll-Hypaqueによる密度勾配遠心にて単核球成分を分離し、磁気ビーズによる市販の分離システムにてCD34陽性細胞を精製した。結果として95%以上の純度でCD34陽性細胞を回収することができた。2,遺伝子導入単一遺伝子異常に起因して骨髄細胞のいずれかの系列の細胞増殖が低下しており、正常な遺伝子の導入により細胞の分化増殖が正常化すると予想される疾患を対象として、遺伝子治療へ向けた遺伝子導入システムと導入された骨髄細胞の機能評価システムを確立することを目的とし研究を進めた。1、患者骨髄細胞からCD34陽性細胞の分離糖原病Ib型の患者よりCD34陽性細胞を精製した。2、遺伝子導入Lentivirusvectorの遺伝子導入の条件下で、GFP遺伝子あるいはG6PT遺伝子を糖原病Ib型患者CD34陽性細胞に導入した。GFP遺伝子発現ベクターの遺伝子導入効率測定では、遺伝子導入効率が低く(約10%程度)、導入条件や培養条件をさまざまに変えて行ったが導入効率は低く、ベクターの再構築を引き続き行った。3、細胞への遺伝子導入による形質変化の観察糖原病Ib型の患者より分離したCD34陽性細胞に、G6PT遺伝子を導入した。さまざまに条件を検討したが、結果として好中球系細胞の明らかな増加は得られなかった。
テラヘルツ電場パルスによる相関電子系分子性固体の超高速相転移

今年度は、有機分子からなる結晶(分子性固体)を対象として、高強度テラヘルツ電場パルスの照射によって誘起される電子状態制御の研究に取り組んだ。テラヘルツパルスとは、1 THz(=1012 Hz)程度の周波数を持つ電磁波であり、光波と電波の中間の周波数帯域に位置する光である。フェムト秒パルスレーザー技術の発展に伴い、テラヘルツパルスの発生技術が向上しており、100 kV/cmを超える電場振幅を持つテラヘルツパルスを発生させることが可能になっている。このような高強度テラヘルツパルスにより、分極や磁化などの固体の物性を高速に制御する研究が盛んに行われている。しかし、テラヘルツパルスの光子エネルギーは4 meVと非常に小さいため、テラヘルツパルスによって固体の電子状態の変化、すなわち相転移を起こした例はほとんどない。テラヘルツパルスによる相転移が実現できれば、高効率かつ高速に動作する光スイッチングデバイスや、無秩序相を秩序相へと転換するなどの新奇な光機能を実現できる可能性がある。本研究では、テラヘルツパルスを分子性固体の一種であるκ型ET塩の常誘電相に照射することで、巨視的な分極の生成、さらには強誘電電荷秩序相への転移を引き起こすことを目指した。テラヘルツパルスをポンプ、フェムト秒パルスをプローブとする測定を行い、テラヘルツパルスによるκ型ET塩の電子状態の変化を時間分解で測定した。その結果、電場によって超分子内に電荷の偏りが誘起され、それが巨視的に安定化することにより、強誘電電荷秩序相への転移が起こることがわかった。さらに磁気状態の異なる二種類の物質における測定結果を比較することで、電荷秩序が磁気的な相互作用によっても安定化されていることがわかった。これらの成果は、分子性固体の光機能性を開拓するとともに、その誘電性、磁性などの物性について新しい知見を与えるものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度においては、有機分子からなる結晶(分子性固体)を対象に、約1THzの周波数を持つ光パルス(テラヘルツパルス)によって引き起こされる超高速相転移現象を見出すことに成功した。近年、100 kV/cmを超える電場強度を有するテラヘルツパルスの発生が可能となっており、それを用いた固体の物性制御の研究が盛んに行われている。しかし、それらの研究の多くは、テラヘルツ帯に存在する素励起を駆動するのに留まっており、「テラヘルツ電場誘起相転移」を観測した例はほとんど無い。テラヘルツパルスの光子エネルギーは可視光のそれの千分の一程度と小さいため、相転移が起きれば、消費電力の小さい光スイッチなどの新しい光デバイスに応用できる可能性がある。そこで、本研究においては、電場強度が約500 kV/cmのテラヘルツパルスを励起光とし、可視から赤外域に渡る広帯域の光パルスをプローブとする時間分解測定系を構築した。この測定系を用いて、テラヘルツパルスを有機モット絶縁体に照射すると、1ピコ秒(1兆分の1秒)以内に金属化が起こることを実証した。理論的な先行研究との比較から、強電場下で量子トンネル効果が起き、それによって生成されたキャリアをきっかけに金属化が起きていることがわかった。この成果は、Nature姉妹誌のひとつであるNature Materials誌に掲載されている。また、別の有機モット絶縁体にテラヘルツパルスを照射することにより、電荷秩序強誘電相への転移を実現することに成功した。これらの成果は、テラヘルツパルスによる固体の新規な光スイッチング機能性を開拓した点、また分子性固体の物性や相転移の機構について新しい知見を与える点で世界的に注目を集めている。当該年度においては、テラヘルツパルスを励起源とする有機モット絶縁体の金属相への転移を実現し、その機構について明らかにすることに成功した。モット絶縁体とは、電子間の強いクーロン反発によって、電子が互いに避けあうように原子や分子に局在することで絶縁体となる物質である。この「モット転移」は、様々な強相関電子系物質において観測されるほか、高温超伝導とも深いつながりと持つため、転移における電子系や格子系のダイナミクスについて理解することは、近年の物性物理学の中心的な研究テーマであると言える。本研究では、高強度のテラヘルツ電場パルスによって誘起されたモット転移のダイナミクスを、超短パルスレーザーを用いて高い時間分解能(100フェムト秒=10兆分の1秒)で測定した。その結果、有機分子間の波動関数の重なり積分に対応する時間スケール(約100フェムト秒)で金属化が起きていることや、絶縁体相が格子系によっても安定化されており、金属化の際のわずかな構造変化によって、格子振動が誘起されることがわかった。テラヘルツパルスの光子エネルギーは可視光と比較すると小さく、系の温度上昇を抑えて強電場を印加できるという特性を持つため、以上のような知見を得ることができた。この成果は、固体の物性や電子相を制御するだけでなく、その転移の機構を調べるうえで、テラヘルツパルスを励起光とする時間分解測定が有効な手法であることを示すものである。よって、研究の進捗状況は、当初の計画以上に進展していると評価できる。

テラヘルツパルスとは、1 THz(=1012 Hz)程度の周波数を持つ電磁波であり、光波と電波の中間の周波数帯域に位置する光である。フェムト秒パルスレーザー技術の発展に伴い、テラヘルツパルスの発生技術が向上しており、100 kV/cmを超える電場振幅を持つテラヘルツパルスを発生させることが可能になっている。このような高強度テラヘルツパルスにより、分極や磁化などの固体の物性を高速に制御する研究が盛んに行われている。しかし、テラヘルツパルスの光子エネルギーは4 meVと非常に小さいため、テラヘルツパルスによって固体の電子状態の変化、すなわち相転移を起こした例はほとんどない。テラヘルツパルスによる相転移が実現できれば、高効率かつ高速に動作する光スイッチングデバイスや、無秩序相を秩序相へと転換するなどの新奇な光機能を実現できる可能性がある。本研究では、テラヘルツパルスを分子性固体の一種であるκ型ET塩の常誘電相に照射することで、巨視的な分極の生成、さらには強誘電電荷秩序相への転移を引き起こすことを目指した。テラヘルツパルスをポンプ、フェムト秒パルスをプローブとする測定を行い、テラヘルツパルスによるκ型ET塩の電子状態の変化を時間分解で測定した。その結果、電場によって超分子内に電荷の偏りが誘起され、それが巨視的に安定化することにより、強誘電電荷秩序相への転移が起こることがわかった。さらに磁気状態の異なる二種類の物質における測定結果を比較することで、電荷秩序が磁気的な相互作用によっても安定化されていることがわかった。これらの成果は、分子性固体の光機能性を開拓するとともに、その誘電性、磁性などの物性について新しい知見を与えるものである。今後は、別種の有機分子性固体にテラヘルツパルスを照射し、新しい電子相転移の探索を進める予定である。分子性固体の中には、電子間のクーロン反発と電子バンド幅が拮抗し、強相関電子系に分類されるものが数多く存在する。特に、ET (bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene)という分子からなる系においては、温度変化や圧力印加により、絶縁体相や金属相、超伝導相など多様な電子相が現れる。この系のいくつかの物質において、ETからなる超分子の内部に電荷の自由度が存在し、強誘電的な性質を示すことが報告されている。これまでの研究から、常誘電相の状態にある物質にテラヘルツパルスを照射すると、電場の効果によって電荷の偏りが誘起され、強誘電相へと転移することがわかった。一般に、光を照射すると、電子の秩序が崩壊する方向に転移が起こるため、光によって秩序相を生成することは容易ではない。そのため、テラヘルツ電場によって強誘電相を生成したこの結果は、大きなインパクトを持つと考えている。今後は、テラヘルツパルスの電場強度依存性やプローブ光子エネルギー依存性を測定することにより、転移の機構について調べる予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒトゲノムGC含量ドメイン構造の解析と遺伝子高密度領域の探索

ヒト染色体バンド領域は、S期内の複製時期ならびにGC含量の区分構造と関係しており、遺伝子密度や組換え頻度等を異にしている。構造上のみならず、機能上のドメインとして理解されるようになってきた。生物学的意味に富んだバンドの属性と塩基配列との関係づけは、ゲノム解折における重要な課題である。複製タイミングのスイッチ点やGC含量のモザイク境界については、塩基配列レベルで特定できる可能性が高く、境界を特徴づけるシグナル群が存在する可能性も考えられる。この視点に立ち、X染色体のXIC(X-chromosome inactivation center)とその周辺、ならびにMHCとその周辺の非MHC領域を具体例に解析を行った。X染色体の不活性化に重要な役割を果たすXIC(約1.2Mb)は、Xq13領域内に位置し、そのセントロメア側の境界は、Xq13.1とXq13.2の境界付近に位置すると推定されている。XICのセントロメア側に位置する約250kbの逆位配列の近傍、ならびにXIST遺伝子領域において、複製時期がS期前半から後半に大きく転換することが判明した。MHCクラスIと非MHC領域との境においても、明瞭な複製時期の差が見い出され、AT-richである非MHC領域がS期の遅い時期に複製していた。MHCクラスIIのセントロメア側の非MHC領域も、GC含量と複製時期の両方の変移が一致しており、この場合、GC含量の高い非MHC領域はS期の早い時期に複製していた。これらの複製時期の転換点とGC含量のモザイク境界について、境界を特徴づける構造を探索したところ、上記のいずれの境界についても、複数種類の共通的な特徴構造が見い出された。その一つは、大型のポリプリン/ポリピリミジン配列であり、3重鎖を形成することが判明した。in vitroの研究により、3重鎖がDNA複製フォークの進行を止めることが報告されている。大型のポリプリン/ポリピリミジン配列のみで複製の制御が可能とは考えられないが、この種のNon-B型構造を形成するゲノム部位の機能上の意味は興味深い。
ゼノパス・トロピカリスにおける遺伝子トラップ法を用いた発生制御遺伝子の探索

本研究では、研究代表者が開発した高効率トランスジェニック技術を用いて、ネッタイツメガエル(学名ゼノパス・トロピカリス)において遺伝子トラップ法による新規発生制御遺伝子の探索を試みた。ツメガエル用の遺伝子トラップベクターを新たに開発し、トランスジェニック実験によりそのベクターをゲノム中にランダムに導入したところ、アルビノの表現型を示すミュータントを同定することに成功した。以上の成果により、ネッタイツメガエルにおいて挿入ミュータジェネシスが可能なことを実証した。基盤C本研究では、研究代表者が開発した高効率トランスジェニック技術を用いて、ネッタイツメガエル(学名ゼノパス・トロピカリス)において遺伝子トラップ法による新規発生制御遺伝子の探索を試みた。遺伝子トラップ法によるミュータント系統の作成当初トラップベクターとしては、スプライシングアクセプター配列を連結したGFP遺伝子を用いる予定であった。しかし、研究代表者及び米国バージニア大学のGrainger研究室がおこなった予備実験から、スプライシング型ベクターはゲノム中の挿入先によっては強いバックグラウンド発現を示すことが明らかになった。このことと、サカナにおいて、スプライシング型ベクターよりも、エンハンサートラップベクター(基本プロモーター配列を連結したGFP遺伝子)によってミュータジェネシスが成功していることを考え、新たにゼノパス用のエンハンサートラップベクターの構築をおこなった。まずトロピカリスのゲノムDNAからhsp70遺伝子のプロモーター領域(-0.6+1.0kb)を単離した。このプロモーター領域を上流から少しずつ欠失させたものをGFP遺伝子に連結して、トランスジェニック解析をおこなったところ、-0.6kbでは体全体でGFPが強く発現するが、-0.2kbまで欠失させると発現がほぼ消失した。次にこの-0.2kbのプロモーターにSix3遺伝子の前脳エンハンサーあるいはNkx2-5遺伝子の心臓エンハンサーを連結すると、GFPは前脳および心臓で強く発現した。これらの結果から、-0.2kb領域をGFPに連結したものが、プロモーター自体のバックグラウンド発現が低く、かつ様々なエンハンサーによく応答し、トラップベクターに適していると考えられた。このトラップベクターを用いてスクリーニングをおこない、脳や脊髄、眼、あるいは体節でGFPを発現するものを合計20個体得た。現在スクリーニングを続けると同時に、これらトラップ個体(FO)を育ててF1を作成中である。(1)遺伝子トラップ系統の作製と表現型の解析昨年度に引き続き、ヒートショック遺伝子の基本プロモーターをGFP遺伝子に連結したトラップベクターを用いてFO個体を作製した。これらの中で、脳や脊髄、眼などでGFPを発現するものを選択し、性成熟後に野生型と交配してF1世代を作製した。次にGFP陽性のF1の兄妹交配によってF2ホモ接合体を作製して表現型を検討した。37系統について調べたが、GFPの発現は世代を超えて維持されていたものの、ミュータントの表現型を示すものは得られなかった。この結果は、トラップベクターがゲノム上で遺伝子のコード領域の外に挿入され、その近傍に存在するエンハンサーの影響下で発現する場合が多いこと、このような従来型のエンハンサートラップ型ベクターでは、ミュータントが得られる確率が低いことを示唆している。この問題を解決するために、エンハンサーからプロモーターへの転写促進作用を遮断する働きが知られている、ニワトリβ-グロビン遺伝子のインシュレータ配列をGFP遺伝子の下流に付加したトラップベクターを新たに開発した。このベクターが遺伝子のエンハンサーとコード領域の間に挿入されると、コード領域の転写が阻害されると共にGFPがエンハンサーの支配下で発現する。ゲノム全体においてエンハンサーとコード領域の間の距離は、コード領域そのものよりも圧倒的に長いと考えられ、それら全ての領域をミュータジェネシスの標的とする本方法は、遺伝学研究において革新的な技術になると期待される。(2)トラップベクターの汎用性の検討様々な遺伝子のエンハンサーに対して、(1)のトラップベクターの応答能を検討し、その汎用性と強制発現用ベクターとしての可能性も検討した。この過程で、ホメオボックス遺伝子Sixlのプラコードエンハンサーや、カエルの肢芽再生におけるWntシグナリングの必要性を発見した。1、遺伝子トラップ系統の作製と表現型の解析ヒートショックプロモーターをGFP遺伝子に連結したベクター(hsp-GFP)を用いて遺伝子トラップ個体を作製する中で、アルビノの表現型をもつファウンダーを同定した。トラップベクターの挿入を受けた遺伝子の候補としては、色素細胞の形成に関わるものや、色素細胞刺激ホルモンの分泌に関わるもの等が期待されたが、残念ながらこのファウンダーからは子孫が得られず、ミュータント系統として確立して解析を進めることはできなかった。しかしながら、本研究で用いた方法により、ミュータントが得られることは明らかになったので、引き続きhsp-GFP及び、新たに開発したインシュレータ付きベクターを用いて遺伝子トラップ系統の作製を進めた。2、インシュレータ付きトラップベクターの開発とそのエンハンサー解析への応用昨年度β-グロビン遺伝子のインシュレータ配列をGFP遺伝子の下流に付加したトラップベクターを作製したが、このベクターについてその効果を検討したところ、インシュレータ配列についての新たな機能を発見した。インシュレータ配列は、エンハンサーとプロモーターの間に位置すると、エンハンサーからプロモーターへの作用を阻害することが知られている。しかし本研究から、インシュレータ配列は近傍に位置するプロモーターをその種類によってはエンハンサー非依存的に活性化することが明らかになった。

このことから、インシュレータ付きベクターを遺伝子トラップ実験に用いた場合には、挿入先の遺伝子の機能阻害のみならず、場合によっては異所的発現についても検討する必要のあることが示唆された。またこれらの成果に基づいて、ツメガエルのトランスジェニックシステムを用いてエンハンサー等のシス調節配列を効率良く解析するためのベクターを新たに開発することができた。基盤C
ヒツジ胎仔を用いた子宮内炎症がびまん性脳白質損傷の発症に与える影響の解明

われわれはヒツジ胎仔を用いて,脳虚血と子宮内炎症が脳白質のoligodendrocyte(OL)系細胞密度に与える影響を解析した。脳虚血と子宮内炎症を負荷すると分裂増殖能を持つOL precursorの減少が観察されたが,その後に分化する未熟ならびに成熟OL細胞のいずれもが脳白質内では有意に増加していた。こうした現象はOL precursorに対するapoptosis誘導だけでは説明できない。ストレスに対するOL系細胞の過成熟など成長障害を意識した研究が必要と考えられた。本研究ではヒツジ胎仔の脳白質に誘導されるびまん性脳白質損傷の特徴を明らかにするために,脳白質における希突起膠細胞(NG2,O4,CNPase,PLP),星状膠細胞(GFAP),ミクログリア(LEA)の分布密度を各群間で比較する.分布密度解析には免疫染色標本を顕微鏡下に同一条件で撮影した画像を用いた.線状体レベルで冠状断の標本を用いて,脳室周囲白質と皮質下白質から各標本それぞれ5枚ずつデジタル撮影し,画像解析ソフト(WinROOF,ver.6.1)を用いて染色強度を定量化した(integrated density).今年度は以前の実験ですでに得られていた脳組織標本を用いて,A群:壊死性卵膜臍帯炎+急性脱血(n=5,PVLを4例含む),B群:壊死性卵膜臍帯炎+急性低酸素(n=5,PVLを4例含む),C群:壊死性卵膜臍帯炎+循環負荷なし(n=5,PVLなし),D群:炎症なし+循環負荷なし(n=6,PVLなし),の4群間で検討した.次年度には「弱い炎症負荷群」も加えて各群のnを増やし,必要に応じてTUNEL染色してアポトーシスの分布密度も合わせて解析する.以上より,子宮内炎症下の脳白質損傷では,脳室周囲白質と皮質下白質ともに星状膠細胞の増加とミクログリアの減少を伴いながら,未熟なOL precursorは減少傾向を,そしてmature OLは増加傾向を示していたことが明らかとなった.本研究では脳虚血ならびに子宮内炎症が胎生期の脳白質損傷に与える影響を解析した.今年度は以前の実験ですでに得られていた脳組織標本を用いて,ヒツジ胎仔の脳白質における希突起膠細胞系(NG2,O4,CNPase,PLP)をそれぞれ免疫染色し,その分布密度を各群間で比較した.分布密度解析には免疫染色標本を顕微鏡下に同一条件で撮影した画像を用いた.線状体レベルで冠状断の標本を用いて,脳白質から各標本10枚ずつデジタル撮影し,画像解析ソフト(WinROOF,ver.6.1)を用いて染色強度を定量化した(integrated density,ID)今年度は以前の実験ですでに得られていた脳組織標本を用いて,A群:壊死性卵膜臍帯炎+急性脱血もしくは貧血性低酸素(n=8,全例PVLあり),B群:壊死性卵膜臍帯炎+循環負荷なし(n=5,PVLなし),C群:炎症なし+循環負荷なし(n=5,PVLあり),D群:炎症なし+循環負荷なし(n=6,PVLなし),の4群間でIDを比較検討した(ANOVA).NG2陽性細胞IDの比較では4群間に差はなかった.AならびにB群はD群に比較して有意にO4陽性細胞IDが有意に少なく,CNPase陽性細胞IDが結いに多かった.C群はD群に比較して有意にO4陽性細胞IDが有意に少なくPLP陽性細胞IDが結いに多かった.A,B,C群はD群に比較していずれもTUNEL細胞陽性率が有意に小さかった.以上より,脳虚血ならびに子宮内炎症は未熟なOL precursorにapoptosisを誘導するというよりは,むしろOL precursorからimmature OLへの成熟を著しく促進する(過成熟する)ことによって脳の成長障害を誘導していることが示唆された.本研究では子宮内炎症もしくは脳虚血によってヒツジ胎仔の脳白質に誘導されるびまん性脳白質損傷の発症機構を明らかにするため,脳白質における希突起膠細胞系(NG2,04,CNPase,PLP),反応性星状膠細胞(GFAP),活性化ミクログリア(LEA),apoptosis(TUNEL)の分布密度を解析した.ヒツジ胎仔を用いた慢性実験系を作成し,子宮内炎症and/or急性循環不全を負荷することによって脳白質損傷を誘導した.対象をSham群(n=6),炎症群(n=5),循環負荷群(n=5),炎症+循環負荷群(n=8)に分け,線状体レベルで冠状断の標本を用いて,脳室周囲白質と皮質下白質の免疫染色強度を定量化し,4群間で統計的に比較した.また今年度の実験では,希突起膠細胞系の成熟度を評価するため半卵円中心と脳梁膨大部の髄鞘化を電子顕微鏡で観察した(n=4).NG2陽性密度の比較では4群間に差はなかった.O4

陽性密度は炎症群,循環負荷群,炎症+循環負荷群がSham群に比較して減少していた.CNPase陽性密度は炎症群と炎症+循環負荷群がSham群に比較して増加していた.PLP陽性密度は循環負荷群がSham群に比較して増加していた.GFAp陽性密度は循環負荷群と炎症+循環負荷群がSham群に比較して増加していた.LEA陽性密度はSham群に比較して循環負荷群が増加していたが炎症+循環負荷群では減少していた.TUNEL陽性密度は炎症群,循環負荷群,炎症+循環負荷群がSham群に比較して減少していた.以上より,脳虚血ならびに子宮内炎症は未熟なOL precursorにapoptosisが誘導されるというよりは,むしろOL precursorからpost-mitotic OLへの成熟を著しく促進する(過成熟する)ことによって脳の成長障害を誘導していることが示唆された.
細菌性中耳炎におけるＪＮＫによる中耳粘膜肥厚の分子制御とその治療

急性中耳炎より移行する慢性中耳炎および癒着性中耳炎において不可逆的な中耳粘膜肥厚が認められる。これまで私は細菌性中耳炎においてMAPキナーゼの一つであるc-junNH2 terminal kinase (JNK)による中耳粘膜肥厚の分子制御の一端を解明してきた。今回C57BL/6マウス(Wild-type JNK+/+, JNK1-/-, JNK2-/-)を用いてJNKによる中耳粘膜肥厚の分子制御を完全に解明する。更にJNK阻害剤を用いて中耳粘膜肥厚の新しい治療を模索する。研究にはC57BL/6マウス(Wild-type, JNK+/+, JNK1-/-, JNK2-/-)を用いた。細菌性急性中耳炎を発症したJNKノックアウトマウス(JNK1-/-, JNK2-/-)にて中耳粘膜肥厚においてJNK1とJNK2の役割を明らかにした。急性中耳炎は発症後8日目には自然軽快してくるが、その時間経過中の中耳粘膜においてJNK1とJNK2の役割を明らかにした。本研究の独創的特色は、細菌性中耳炎において引き起こされる中耳粘膜肥厚の制御を世界に先駆けて開発することである。研究にはC57BL/6マウス(Wild-type JNK+/+, JNK1-/-, JNK2-/-)を用いる。細菌性急性中耳炎を発症したJNKノックアウトマウス(JNK1-/-, JNK2-/-)にて中耳粘膜肥厚においてJNK1とJNK2の役割を明らかにする。急性中耳炎は発症後8日目には自然軽快してくるが、その時間経過中の中耳粘膜肥厚においてJNK1とJNK2の役割も明らかにする。本研究の独創的特色は、細菌性中耳炎において引き起こされる中耳粘膜肥厚の分子制御を世界に先駆けて解明する事である。更にJNK阻害剤により中耳粘膜肥厚の治療を可能にし、癒着性中耳炎等の回復不能な中耳疾患に対する治療を世界に先駆けて開発することである。1)中耳炎モデル動物の作成を行った。3種のC57BL/6マウス(Wild-type JNK+/+, JNK1-/-, JNK2-/-)に急性中耳炎を発症させた。wild-type JNK+/+, JNK1-/-, JNK2-/-マウスにそれぞれ手術を施行し、右中耳にHaemophilus influenzae105個を注入し感染させた。2)光学顕微鏡、電子顕微鏡で解析した。時間経過(1h, 3h、6h、24h, 48, 72h, 5day, 7day)で8グループに分けた中耳粘膜を摘出して試料とした。それぞれの標本を光学顕微鏡、電子顕微鏡で解析した。臨床業務が多く、研究時間の欠如のため。臨床業務が多く、研究時間の欠如の為。細菌性中耳炎を発症したJNKノックアウトマウス(JNK1-/-, JNK2-/-)にて中耳粘膜においてJNK1とJNK2の役割を明らかにする。適切に研究費を使用していく。
金属と酸化物のナノコンポジット結晶を用いた革新的な水分解光電極の創製

本研究では、パルスレーザー堆積手法によって酸化物薄膜の中に金属のナノピラー構造を自己組織的に成長させ、水分解光電極材料として応用を図り、水と太陽光照射から水素を合成する化学反応の高効率化を目指している。特に、IrとRhをドープしたSrTiO3の単結晶薄膜の合成を行い、不純物イオンの価数を精密に制御する、そしてその価数を可逆的に制御することに取り組む。これまでの実験ではRh3+:SrTiO3薄膜を作製するには、還元条件下で薄膜を堆積するプロセスを利用してきた。しかしながら、A-siteとB-siteの組成ズレに起因する結晶欠陥が発生し、フォトキャリアの寿命を短くなり、光触媒特性の特性が悪くなる原因になっていた。初年度の実験では、高品質なRh4+:SrTiO3薄膜を作製してから、高温真空下でアニールすることによって、高品質なRh3+:SrTiO3薄膜を作成することを試みた。その結果、従来の薄膜に比べ約2倍の光電流を利得することができることが判明し、高品質な単結晶薄膜を作製することが光触媒能を向上させる手がかりになっていることを裏付けている。さらに昨年度の実験ではRh:SrTiO3の光触媒能を向上させるためにLaを共ドープした薄膜結晶の合成と評価を進めた。Rh3+:SrTiO3ではRh3+がB-siteのTi4+のサイトに入ることが知られ、結晶内の価数のバランスを保つために酸素欠損が発生してしまう。この酸素欠損の発生を防ぐためにLa3+をA-siteにドープすることを試み、欠陥量の低減を図り、水分解光電極反応の高効率に成功した。従来のプロセスで作製した光電極薄膜の特性に比べ、不純物イオンの価数を精密に制御しながら、高い結晶性を持つ可視光応答光電極の合成を進め、特性の向上に努めてきた。また、結晶性の向上は光電極反応の効率を向上させる手がかりになっていることも明らかになっており、"おおむね順調に進展している"とした。薄膜の結晶性を向上させることが光触媒反応の効率を向上させる手がかりになっていることがこれまで二年間の研究で明らかになってきている。さらに、SrTiO3薄膜内の欠陥量の低減を図りながら、金属のナノピラー構造の自己組織化を目指した研究へと展開する。これまでに実施してきたRhの価数制御の実験と並行し、PtやIrをドープしたSrTiO3薄膜の実験を実施し、金属ナノピラー構造の自己組織化の生成過程に関する基礎研究から、その光電極特性に関する応用研究まで、これまでのSrTiO3光電極の研究を総括した研究開発を実施する。昨年度の実験では、高品質なRh4+:SrTiO3薄膜を作製してから、高温真空下でアニールすることによって、高品質なRh3+:SrTiO3薄膜を作成することを試みた。さらに、試料作製と評価を行いながら、波長分散型の蛍光X線分析装置を新しく導入し、この装置を用いて光触媒薄膜の組成を精密に制御する実験に利用し、微量の不純物ドーパントを定量評価することが可能になった。今後はこの材料プロセスと分析手法を積極的に利用し、さらなる水分解光電極反応の高効率を目指し研究を進めていく。従来のプロセスで作製した光電極薄膜の特性に比べ、不純物イオンの価数を精密に制御しながら、高い結晶性を持つ可視光応答光電極を合成することが可能になった。また、結晶性の向上は光電極反応の効率を向上させる手がかりになっていることも明らかになり始めている。以上から総じて、"おおむね順調に進展している"とした。

その結果、従来の薄膜に比べ約2倍の光電流を利得することができることが判明し、高品質な単結晶薄膜を作製することが光触媒能を向上させる手がかりになっていることを裏付けている。さらに昨年度の実験ではRh:SrTiO3の光触媒能を向上させるためにLaを共ドープした薄膜結晶の合成と評価を進めた。Rh3+:SrTiO3ではRh3+がB-siteのTi4+のサイトに入ることが知られ、結晶内の価数のバランスを保つために酸素欠損が発生してしまう。この酸素欠損の発生を防ぐためにLa3+をA-siteにドープすることを試み、欠陥量の低減を図り、水分解光電極反応の高効率に成功した。従来のプロセスで作製した光電極薄膜の特性に比べ、不純物イオンの価数を精密に制御しながら、高い結晶性を持つ可視光応答光電極の合成を進め、特性の向上に努めてきた。また、結晶性の向上は光電極反応の効率を向上させる手がかりになっていることも明らかになっており、"おおむね順調に進展している"とした。薄膜の結晶性を向上させることが光触媒反応の効率を向上させる手がかりになっていることがわかってきている。さらに薄膜内の欠陥量の低減を図りながら、Rh:SrTiO3の光触媒能を向上させるためにLaを共ドープした薄膜結晶の合成と評価を進める。この酸素欠損の発生を防ぐためにLa3+をA-siteにドープすることを試み、欠陥量の低減を図る。また、Rhの価数制御の実験と並行し、PtをドープしたSrTiO3薄膜の実験を開始し、金属ナノピラー構造の自己組織化を目指した実験も進める。薄膜の結晶性を向上させることが光触媒反応の効率を向上させる手がかりになっていることがこれまで二年間の研究で明らかになってきている。さらに、SrTiO3薄膜内の欠陥量の低減を図りながら、金属のナノピラー構造の自己組織化を目指した研究へと展開する。これまでに実施してきたRhの価数制御の実験と並行し、PtやIrをドープしたSrTiO3薄膜の実験を実施し、金属ナノピラー構造の自己組織化の生成過程に関する基礎研究から、その光電極特性に関する応用研究まで、これまでのSrTiO3光電極の研究を総括した研究開発を実施する。
アンリ・ルフェーヴルの空間論の諸相－－日常生活、都市、国家の主題を中心に

報告者の研究の目的は、アンリ・ルフェーヴルの思想における日常生活、都市、国家の三つの主題を空間論として総合的に把握することで、その全体像を示すと同時に戦後フランスの思想史における彼の思想の位置を示すことである。これまでの研究において国家の主題が未着手であったので、本年度は1976年から1978年にかけて出版された『国家について』(全四巻)の研究に着手した。そこで「研究実施計画」に記載したように、第一に、ルフェーヴルの国家論が彼の思想においてどのような位置を占めているのかを、より具体的にはこの国家論と1960年代から着手され1974年の『空間の生産』を頂点とする彼の都市社会学の領域での思想との関連を明らかにするため、ヒルデスハイム国際セミナーにおいて口頭発表をおこなった。第二にルフェーヴルの国家論が1970年代末に国際的な舞台で国家論を展開していたニコス・プーランザスのそれとの関わりにおいてどのような意味をもつのかを社会思想史学会の自由論題報告のなかで検討した。これら二つの発表とそこで得られたコメントを基に論文「ニコス・プーランザスとアンリ・ルフェーヴルー1970年代フランスの国家論の回顧と展望」を執筆し、その論文はr社会思想史研究』(第37号)に掲載される予定である(掲載許可・4月10日最終稿提出済み)。この論文はプーランザスとルフェーヴルの国家についての理論的な問いかけを再構成するために「回顧」するだけでなく、それがいかなる現代的意義をもつのかを「展望」することを目的としている。とりわけ社会科学の領域で中心的な問いかけの対象となっているグローバリゼーションと国家の関係についての言説(世界システム論、世界都市仮説など)を参照することで、二人の国家論がそれぞれの仕方で当時の世界経済の変化に対応する国家の変容を先駆的に扱っていたことを明らかにした。それはプーランザスにおいては、「ドル危機」による第2次大戦後の通貨枠組みの変化に対する制度的諸装置の再配置(議会の立法権限の低下と行政の役割の増大)の問題として捉えられ、ルフェーヴルにおいては国境を越えて活動する多国籍企業によって生じる都市、国家、世界のスケールの変化の問顧として現れている。本年度はまず、「研究実施計画」に記したように、研究課題であるルフェーヴルの空間の問題系を共有するポール・ヴィリリオの議論を通じて、ジル・ドゥルーズの「管理社会」論を再解釈する発表をボルト大学において行った。「現代性の空間と時間をめぐる問い-空間管理の二つの形態」と題した発表において、ヴィリリオとドゥルーズの著作にあらわれる建築術や情報技術を用いた現実の空間の物質的かつ非物質的な管理を二つの空間管理の形態として定式化した。こうした研究はアンリ・ルフェーヴルのみならず、広く空間の問題系を20世紀後半のフランス思想史に位置づける目的をもったものである。次にルフェーヴルとルイ・アルチュセールの関係を扱った論文を『相関社会科学』に投稿・掲載した。二人の立場は思想史において、疎外論的マルクス主義と構造主義的マルクス主義、人間主義的マルクス主義と理論的反人間主義的マルクス主義との対立のもとで語られてきたものであり、思想史の領域においてルフェーヴルを扱う本研究においても避けて通ることができない主題であった。上記の論文で主に、各々のテクストにおける人間概念の位置づけを検討することで、上記の対立を問い直した。とりわけアルチュセールにおいては、彼の理論的反人間主義が彼の思想全体においてどのような位置を占め、そしていかにそのなかで人間の概念が定義されているかを検討し、他方、ルフェーヴルにおいては彼の都市・空間論においていかに人間主義の概念が検討されているかを考察した。こうした考察は哲学と都市社会学とそれぞれ異なる分野で研究されている両者の思想を、限定された学問領域を超えて再考するパースペクティブを与えた点において意義を有するものと考えられる。以上のように本年度の実施状況の総括を踏まえるならば、ほぼ当初の計画のとおりに研究を進めることができた。

とりわけ社会科学の領域で中心的な問いかけの対象となっているグローバリゼーションと国家の関係についての言説(世界システム論、世界都市仮説など)を参照することで、二人の国家論がそれぞれの仕方で当時の世界経済の変化に対応する国家の変容を先駆的に扱っていたことを明らかにした。それはプーランザスにおいては、「ドル危機」による第2次大戦後の通貨枠組みの変化に対する制度的諸装置の再配置(議会の立法権限の低下と行政の役割の増大)の問題として捉えられ、ルフェーヴルにおいては国境を越えて活動する多国籍企業によって生じる都市、国家、世界のスケールの変化の問顧として現れている。ルフェーヴルの空間論の諸相を見定めるために必須な口頭発表と論文掲載を果たしたので、おおむね当初の計画で記したとおりに研究は進展していると言える。今後の研究の課題としてこれまで未発表であったルフェーヴルの国家論を口頭発表や論文執筆によって発表することである。とりわけ1)ルフェーヴルの国家論が彼の空間論においてどのような位置をしめているのか、2)彼の国家論とそれが書かれた当時(19761978)の他の思想家(ニコス・プーランツァス等の)国家論との関係、3)その国家論のアクチュアリティについての以上の3点を明らかにすることを研究の目的とする。研究対象が領域的にも時代的にも広くなるため、当初の計画よりも多く口頭発表の機会を設け、そこで得られた意見交換をもとに論文の形にする。
振り子・倒立振り子併用式チャイルドベッドに関する基礎研究

車に乗せられている幼児の安全確保のため、振り子式のチャイルドベッドを倒立振り子のようにアームで支え、その回転減衰を制御することで衝突時の幼児に作用する衝撃力を許容値以下に抑えることのできる安全装置を提案した。衝突初期に衝撃力を緩和できる振り子式と動き出し難さから寝台の移動距離を抑えることのできる倒立振り子式の特徴を併せ持つ点、車上の装置であることからエネルギー消費の少ないセミアクティブ制御を適用した点が特徴である。そしてシミュレーションにより-30Gの衝突加速度を車内の限られた空間内でも-24Gに減らせることなど基礎的なデータを集めて設計指針を得ると共に模型実験によりその有用性を確認した。車に乗せられている幼児の安全確保のため、振り子式のチャイルドベッドを倒立振り子のようにアームで支え、そのアームの回転減衰をセミアクティブ制御で調整することにより、衝突時の幼児に作用する衝撃力を許容値以下に抑える安全装置の開発が最終目的であり、本研究の目的は数値シミュレーションにより基礎的なデータを集めて設計指針を得ると供に、模型実験によりその有用性を確認することである。衝突初期に衝撃力を緩和できる振り子式の特徴と動き出し難さから寝台の移動距離を抑えることのできる倒立振り子式の特徴を併せ持つ点、車上の装置であることから充分なエネルギー供給が得にくい状況を考慮してセミアクティブ制御により衝撃力を緩和する点が提案する装置の特徴である。本年度の研究実施計画に対して以下の成果を得た。1.本研究の特徴である衝突という0.1s程度の短時間での制御を実現するため、セミアクティブ衝撃制御用アクチュエータを製作し、0.001s以内の遅れで応答することを確認した。アクチュエータの駆動装置に関しては、電流形の超磁歪アクチュエータと電圧型の積層セラミックアクチュエータを用いて予備実験し、もろいが応答が安定している積層セラミックアクチュエータを用いることとした。機構に関しては、大きな制動力を得ることのできるディスクブレーキシステムと高速な応答が期待できるガイアドライブ機構(ローラを斜めに配置することで静摩擦から動摩擦に滑らかに移行できる特徴を有する)を用いて予備実験し、ディスクブレーキシステムを用いることとした。2.衝突実験装置における台車の振動を抑えるため、走行路が平面となるよう切削してみたが効果は得られなかった。そこで、加速後すぐに減速する運転パターンにより振動が発達する前に実験することとした。3.数値シミュレーションにより得られた知見を、国内会議やホームページで公表し、論文に投稿した。1.衝突の際、幼児の背中に衝撃力を作用させることで体が複雑に曲がることを防ぎ、衝撃力を零から徐々に増加させて一定値に抑えることのできる振り子・倒立振り子式チャイルドベッドを提案した。2.衝突を模擬した数値シミュレーションを実施し、実物大の振り子・倒立振り子併用式チャイルドベッドの有効性を、車内で寝台が移動できる距離を考慮しながら確認し、設計指針を得た。さらに、実験模型のシミュレーションも実施し、設計パラメータに関する指針を得た。3.提案しているチャイルドベッドの有効性を模型実験により確認するため、本学自動車工学センターにある衝突実験設備の走路(20 m)に設置されているリニア誘導モータに関する制御システムを構築し、10 kgの錘を載せた総質量約35 kgの台車を加速後に-11.7 m/(s*s)で急減速させられること、同条件での減速実験を繰り返し実施できることを確認した。4.数値シミュレーションにより得られた知見を、国際会議やホームページで公表した。昨年度までに、振り子・倒立振り子式チャイルドベッドとその制御則を提案、有効性をシミュレーションにより確認し、模型実験用の衝突実験装置およびセミアクティブ制御用のアクチュエータの開発に着手した。本年度は、研究実施計画に対して以下の成果を得た。1.本研究の特徴である衝突という0.1s程度の短時間での制御を実現するため、積層圧電アクチュエータにより自転車用ディスクブレーキを駆動する模型実験用アクチュエータを製作し、0.001s以内の遅れで応答することを確認した。また、チャイルドベッド模型を完成させ、ベッドが動くことでベッドに作用する加速度が減少することを実験により確認した。

2.衝突実験装置に関して、高速度カメラによる撮影等により台車の振動の原因を調べ、加速後すぐに減速する運転パターンによる振動低減効果を確認するとともに、搭載するアンプなどの精密機器を防振支持するなどの振動対策を実施した。3.数値シミュレーションにより得られた知見を、国際会議で発表し、日本機械学会の英文ジャーナルに投稿するとともに、実験風景等をホームページに公表した。車に乗せられている幼児の安全確保のため、振り子式のチャイルドベッドを倒立振り子のようにアームで支え、そのアームの回転減衰をセミアクティブ制御で調整することにより、衝突時の幼児に作用する衝撃力を許容値以下に抑える安全装置の開発が最終目的であり、本研究の目的は数値シミュレーションにより基礎的なデータを集めて設計指針を得ると共に、模型実験によりその有用性を確認することである。衝突初期に衝撃力を緩和できる振り子式の特徴と動き出し難さから寝台の移動距離を抑えることのできる倒立振り子式の特徴を併せ持つ点、車上の装置であることから充分なエネルギー供給が得にくい状況を考慮してセミアクティブ制御により衝撃力を緩和する点が提案する装置の特徴である。本年度は寝台に作用する加速度を直接制御できる加速度フィードバック制御則を、スライディングモード制御を適用して構築し、マルチボディダイナミクスソフトウエアによるシミュレーションと模型実験により以下の成果を得た。1.シミュレーション結果より、-30 Gの加速度が車両に作用する衝突時に、寝台に作用する加速度を目標値の-25 Gに保て、自動車内という限られた空間において寝台に作用する加速度を効果的に抑えられることを確認した。さらに、制御則に含まれる積分計算の安定性に注意する必要はあるものの、車両減速度に関する制御則のロバスト性を確認した。2.制御実験の結果より、振り子を構成するアームのバックラッシュを改良する必要があるものの、本研究の特徴であるサンプリング周期1 msでの制御が可能であり、平均的ではあるが寝台に作用する加速度を台車加速度より抑えられることを確認した。3.昨年度のシミュレーション結果をまとめた論文が英文ジャーナルに掲載されると共に、模型実験で得られた知見を国内会議で発表し、ホームページを更新した。本年度までの研究目的に対する達成度は以下のとおりである。1.衝突の際、幼児の背中に衝撃力を作用させることで体が複雑に曲がることを防ぎ、衝撃力を零から徐々に増加させて一定値に抑えることのできる振り子・倒立振り子併用式チャイルドベッド、およびそのセミアクティブ制御則の提案は、当初の目的に加えて加速度フィードバック制御則を提案しており、計画以上に進展している。2.衝突を模擬した数値シミュレーションに関しては、実物大の振り子・倒立振り子併用式チャイルドベッドおよび制御則の有効性を、車内で寝台が移動できる距離を考慮しながら確認し、設計指針を得ている。さらに、模型実験のシミュレーションにより模型のパラメータに関する指針も得ており、ほぼ計画通り達成されている。
ファージ抗体ライブラリを用いた次世代分子標的治療薬創製技術に関する研究

近年、健常状態と比較して、疾患状態で発現変動している疾患関連蛋白質を二次元ディファレンシャル電気泳動(2D-DIGE)法等により解析・同定しようとする疾患プロテオミクスが注目されている。しかし一般に、一疾患当たり、数百から数千種類もの疾患関連蛋白質が同定されてくるため、この情報を有効活用し、画期的創薬を実現していくためには、これら疾患関連蛋白質の中から、創薬ターゲットとして価値のある蛋白質を絞り込んでいくことが最重要ステップとなる。しかし現状では、国内外を問わず、創薬ターゲットを効率よく絞り込む基盤技術の開発に成功したという例は皆無に等しい。本観点から申請者は、プロテオミクス研究によって同定される多数の疾患関連蛋白質に対して、独自のナイーブファージ抗体ライブラリ技術を駆使した『抗体プロテオミクス技術』を用いることで、僅か数週間で特異抗体を網羅的に作製すること(Biol Pharm Bull 2006)、更に、得られた抗体を組織マイクロアレイ解析に適用することで、多症例の臨床検体において候補蛋白質を効率よく絞り込む方法論を考案した。この抗体プロテオミクス技術の確立、及び未だ有効な治療法が確立されていないリンパ節転移の創薬バイオマーカー蛋白質の探索を目的に、リンパ節転移に関わると予想される(1)リンパ管内皮細胞と(2)がん細胞を、その役割毎に解析し、検討を試みた。その結果、リンパ管内皮細胞側及びがん細胞側のアプローチからリンパ節転移の予測・評価が可能なバイオマーカー候補蛋白質としてVimentin、OSBPL5、CALU、PSAを見出すことに成功した。作製した抗体は将来的に画期的診断薬・分子標的治療薬になり得る可能性も秘めており、本研究成果が、今後の創薬バイオマーカー蛋白質の絞り込みから、分子標的治療薬開発の臨床展開を進めるに際して、大きく貢献できるものと期待している。
低分子化合物を用いた骨ダイレクトリプログラミングによる新規骨再生技術の開発

申請者らが見出してきたダイレクトリプログラミングに関する知見と骨形成性低分子化合物群に関する知識を集約させ、さらに発展・深化させることで、低分子化合物による骨芽細胞へのダイレクトリプログラミング法を「低分子オステオリプログラミング」として新たに提唱し、申請者らが取り組んできた骨再生用担体と組み合わせることで新しい骨再生医療戦略へとつなげることが本研究の目的である。まず我々は、「低分子オステオリプログラミング法の開発」として線維芽細胞のオステオリプログラミングを誘導する低分子化合物の組み合わせとその処理条件の同定を目指した。具体的には、既知の骨発生関連シグナル経路を調節する化合物(骨形成性シグナル調節剤)に注目し、その組合せの最適化を試みた。申請者らが同定した骨形成性化合物としてヘリオキサンチン誘導体THとイソフラボン誘導体GI、申請者らが骨形成への関与を報告したHhシグナルを活性化する化合物としてSAG、MAPK経路の調節化合物としてanisomysinとSB203580、Wnt経路を調節する化合物としてCHIR99021とXAV939を用い、ラットI型コラーゲンプロモーター2.3 kb断片に緑色蛍光蛋白(GFP)をつなげたトランスジーンを有する細胞を種々の化合物の組合せで処理し、GFPの蛍光を誘導する組合せを検索した。基盤研究(S)の採択に伴い、以降の研究成果は基盤研究(S)に移行する。26年度が最終年度であるため、記入しない。