hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経免疫分子による薬物依存の遺伝子治療法の開発

近年免疫特権とされていた脳に免疫分子が存在し重要な働きを担うことが明らかにされてきている。特に免疫系の重要な分子である主要組織適合性複合体抗原クラスI(MHCI)は健常状態においても脳で重要な役割を担っている。本研究はMHCIの薬物依存での役割を個体レベルから分子レベルまで明らかにた。また我々が新規に開発した薬物自己投与システムを用いて作製した薬物依存マウスに対し、アデノ随伴ウィルスを用いてMHCIを強制発現させることで薬物依存解消の新規遺伝子治療法を提唱した。昨年度の成果とし、申請書で掲げた3つの課題のうち1薬物依存が報酬系脳部位に発現するMHCIに与える影響を自己投与システムで調べる。3分子機構を調べる。の2つを成し遂げることに成功した。1では薬物依存の簡易的方法である強制投与法による予備実験から、コカイン依存のメカニズムとしてコカインにより報酬系の中枢である腹側被蓋野のドーパミン細胞でMHCIが減少することが考えられた。本課題では、我々が新規開発した自己投与システムを用いて作製したコカイン依存マウスでも腹側被蓋野におけるMHCIの減少が確認され、その機構がコカインの投与方法によらない現象であることが確認できた。3ではコカイン依存において報酬系回路の中枢である腹側被蓋野のドーパミン細胞への入力信号が増強されることがしられている。従ってMHCI欠損型マウスではMHCIの機能である神経結合の苅込みが欠損し、ドーパミン細胞への入力が更に増強され、薬物依存がより強くなることが考えられる。そこで本課題では自己投与システムを用いてコカイン依存マウスを作製し、そのドーパミン細胞への入力信号を電気生理学的手法を用いて計測をおこなった。その結果、信号伝達強度のコカインによる増加が野生型マウスに比べMHCI欠損型マウスではより大きくなっていることを明らかにした。この結果は、MHCI欠損型マウスにおけるコカイン依存増進の分子機構を示すとともに、腹側被蓋野のドーパミン細胞に発現するMHCIが依存に深く関わることを示す重要な知見である。本実験ではMHCIを強制発現することで薬物依存を解消する全く新規の遺伝子治療法を自己投与システムを用い検討をおこなった。発現させる脳部位は報酬系の重要な部位であり、コカインによるMHCIの発現抑制が唯一観測された部位である中脳腹側被蓋野とした。強制発現には神経細胞での長期の安定発現と免疫応答を引き起こさないことから近年遺伝子治療で着目されているアデノ随伴ウィルスを用いた。具体的にはMHCI遺伝子とその上流にドーパミン細胞特異的に発現するチロシン水酸化酵素のプロモーターを組み込んだアデノ随伴ウィルスをマイクロインジェクション法により腹側被蓋野に投与し、腹側被蓋野のドーパミン神経細胞特異的にMHCIを発現させた。また対照群としてMHCIの代わりに蛍光タンパク質であるeGFPを発現させたマウスを作製した。これらの遺伝子がドーパミン神経細胞特異的に発現することが確認できた。これらのマウスに対し我々が開発した薬物自己投与システムを用い、コカイン自己投与の比較解析をおこなった。その結果MHCI発現マウスはコカインの探索行動がeGFP発現マウスの約半分まで抑えることを見出した。本成果により、昨年度までに明らかにしたコカインによる中脳腹側被蓋野におけるMHCIの発現減少が薬物依存の主要因である薬物探索行動の持続の原因であることを確認することに成功した。更に本結果は、本課題の最終目標である薬物依存の新規遺伝子治療法を提示することに成功した。医歯薬学1の“薬物依存が報酬系脳部位に発現するMHCIに与える影響を自己投与システムで調べる"ならびに3の“分子機構を調べる"は共に期待通りの結果を得ることができたと考える。本実験は申請書の計画通りにおこなう。すなわちMHCIを強制発現することで薬物依存を解消する全く新規の遺伝子治療法を自己投与システムを用い検討する。発現させる脳部位は報酬系の重要な部位であり、コカインによるMHCIの発現抑制が唯一観測された部位である中脳腹側被蓋野とする。強制発現には神経細胞での長期の安定発現と免疫応答を引き起こさないことから近年遺伝子治療で着目されているアデノ随伴ウィルスを用いる。具体的にはMHCI遺伝子とその上流にドーパミン細胞特異的に発現するチロシン水酸化酵素のプロモーターを組み込んだアデノ随伴ウィルスをマイクロインジェクション法により腹側被蓋野に投与し、腹側被蓋野のドーパミン細胞特異的にMHCIを発現させる。また対照群としてMHCIの代わりに蛍光タンパク質であるeGFPを発現させたマウスを作製し、依存の程度を自己投与システムを用い比較評価する。現在MHCIを強制発現させるアデノ随伴ウィルスベクターの作製が終わり、今年度野生型雄マウスに投与しコカイン依存への影響を調べる予定である。今年度分の実験計画を遂行するため。マウスの管理費、コカイン自己投与、ウィルスの微量注入、その評価実験にかかる消耗品費に用いる。
中世イタリアにおける支配者層の文化空間意識

本研究では、まずイタリア各地の都市について、実際に都市の称揚につながった都市の公共建造物、城壁、大きな教会(托鉢修道会教会、守護聖人の教会、司教座聖堂)などの景観を確認する。そのうえで、その景観の形成過程を調べ、さらにそれがいかに描かれているかを検討して、イタリア支配者層が持つ空間支配のありかたを示す。第二に、各都市に拠る支配者層が自らの支配権を誇示するために、職人や芸術作品、工芸品などの技術などを共有して、いわば支配者層の文化ネットワーク空間を構成することを検討した。通常、イタリアの都市貴族は、都市内においては、中世中期には塔を一つのシンボルとして、中世後期には中核となる館(Palazzo)を有して、一定地区を基盤としていたとされる。従来都市貴族は否定的に捉えられてきたが、都市の政治をリードした支配者層の中には、都市貴族層が常に含まれており、都市支配の拡大にともなって自らの勢力範囲を拡大し、都市域整備、都市のシンボル構築、都市のイメージ作りに関与していくと考えられる。本研究は、その実態を明らかにするために、以下の4つの柱をたてた。(1)ローマを中心とする中部イタリアの諸都市の比較対照研究。(2)北イタリアの諸都市の比較対照研究。(3)『健康全書』写本特徴の研究。豪華写本をやりとりする支配者層の婚姻関係、建築・美術専門家グループによるネットワークなどに着目。(4)南イタリアの諸都市の比較対照研究。中部イタリア、北部イタリアと対照する。本研究の柱は、以下の4つである。(1)ローマを中心とする中部イタリアの諸都市の比較対照研究(2)北イタリアの諸都市の比較都市研究(3)『健康全書』写本特徴の研究(4)南イタリアの諸都市の比較対照研究このうち本年度は(1)ローマを中心とする中部イタリアを中心におこなう計画であった。そのために、8月にイタリアにおいて、ローマの市庁舎とアウレリアヌス市壁の実地調査、および中世都市の景観、構造をよく遺しているとされるトスカーナ地方の都市のうち、シエナ、ピサ、ルッカ、フィレンツェについても、とりわけ城壁と市庁舎に注目した実地調査をおこなった。特に、ローマについては、11月に、イタリア都市計画の権威であるローマ大学建築学部のファリーニ教授が来日されたのに際して、イタリア都市の特徴について議論するとともに、とりわけローマにおける古代建造物の保存と活用について意見交換をした。ローマの城壁については、COEプログラムとの関連もあり、古代日本形成の特質解明の研究教育拠点「古代宮都の比較研究」の報告書に研究成果をまとめた。また、(3)の『健康全書』にかかわる研究については、一般向けの雑誌『VESTA』にその内容の紹介の連載を担当し、西欧中世史研究会で研究報告をおこなった。さらに、2008年1月に、フランス国立図書館所蔵の写本Ms 9333のファクシミリ版が刊行されることが明らかとなったので、これを購入することにした。この写本の納入は年度末になるために、このファクシミリを用いる考察は2008年度以降におこなう予定である。本研究の柱は以下の4つである。(1)ローマを中心とする中部イタリアの諸都市の比較対照研究(2)北イタリアの諸都市の比較対照研究。(4)南イタリアの諸都市の比較対照研究このうち本年度は、昨年度に引き続き(1)ローマを中心とする中部イタリアを中心におこなう比較対照研究計画については、8月にイタリアにおいて、ローマ大学建築学部のP.Falini先生とローマ市について意見交換をしたほか、アメリア、フォリーニョ、アッシジ、トーディ、ペルージャ(以上ウンブリア)、ヴィテルポ(ラツィオ)について、中世都市の景観のなかでとりわけ市庁舎に注目しながら実地調査をおこなった。また、(2)北イタリアの諸都市の比較対照研究については、アルプス越えの拠点でありローマ都市の遺構を残すアオスタ、古代ローマと近世に都市計画が大きくなされたとされるトリノ、百の塔の都市と言われたほど中世都市として繁栄を誇ったとされるアスティについて、都市計画プランと貴族の塔(城館)を中心に、実地調査をおこなった。また、(3)の『健康全書』にかかわる研究については、一般向けの雑誌『VESTA』にその内容の紹介の連載を引き続きおこない、中世後期から近世初頭にかけて、「健康」に気を遣うことができる支配者層の人々の意識についてまとめた。さらに、2008年1月に購入したフランス国立図書館所蔵の写本Ms9333のファクシミリ版については、ファクシミリ版に合わせて刊行される予定であった研究書の刊行が遅れており、現在もまだ刊行されていない。そのため、この点に関する多角的考察は2009年度に持ち越した。

(3)『健康全書』写本特徴の研究。(4)南イタリアの諸都市の比較対照研究このうち本年度は(2)北イタリアの諸都市の比較対照研究のために、9月にイタリアにおいて、ミラノ大学文学部中世史研究室およびボローニャ大学文学部中世史研究室を訪問し、ミラノ大学のG.キットリーニ教授、ボローニャ大学のM.モンタナーリ教授、M.G.ムッツァレッリ教授と意見を交換したほか、国立ボローニャ公文書館における国際セミナーに参加して、ボローニャ中世史の貴重な史料の実物見学および最近のボローニャ市の遺跡発掘と保存状況を確認した。同公文書館のR.リナルディ氏にはその後もボローニャ中世史の史料入手について相談をしている。このイタリアの滞在の間には、ミラノ、ボローニャを拠点として、ベルガモ、ブレッシャ、コモ、モンツァ、パヴィア、モデナ、フェラーラ、ヴェローナ、パドヴァにおいて実地調査をおこない、多くの都市の比較を可能とした。また(1)に関連して、ローマ大学建築学部のP.ファリーニ教授の来日によって、アッシジについて意見交換をする場を得た。以前ファリーニ教授とおこなった意見交換は、『地中海ヨーロッパ』における地中海ヨーロッパ都市の総説に成果としてあらわれている。(3)に関連して、昨年度入手できなかったParis写本9333の解説(本来ファクシミリ本と同時に刊行予定だったが、2009年刊行)を入手して、最新の研究を踏まえてその特徴をとらえることができた。『健康全書』が持つ食文化の伝統は、「コンヴィヴィオの食卓」に反映している。本研究の柱は以下の4つである。(1)ローマを中心とする中部イタリアの諸都市の比較対照研究(2)北イタリアの諸都市の比較対照研究。(3)『健康全書』写本特徴の研究(4)南イタリアの諸都市の比較対照研究最終年度にあたる本年度は実地調査としては、(4)の南イタリアのカンパーニャ地方の諸都市(アマルフィ、ソレント、ナポリ、ベネヴェント)についての現地調査および(1)に関連してローマ近郊の重要な歴史的建造物が残るスビアコとアナーニの調査、(2)に関連して北東イタリアの都市(ヴェネツィア、アクイレイア、トレヴィーゾ、ウーディネ)の調査をおこなった。特にヴェネツィアにおいては、文書館学芸員のダル・ボルゴ氏の協力を得て、ヴェネツィア国立文書館における各種文書を閲覧した。また、昨年に引き続き、ローマ大学建築学部のファリーニ教授と、日本とイタリアの伝統的な歴史都市空間について意見交換をおこなった。北イタリアについては、ミラノ大学のガンベリーニ氏が来日されたのを機に意見交換をおこなった。日本においては、東京大学の高山博教授および東京芸術大学の野口昌夫教授などと中世イタリア都市研究について意見交換をおこない、東京地区での資料を調査した。その成果の一部として8月の京都で開催された「中・近世ヨーロッパにおけるコミュニケーションと紛争・秩序」研究会において、「イタリア都市の中心空間」と題する報告を、「Bologna Piazza Maggioreの形成」と題する報告を富山で開催されたイタリア中世史研究会においておこなった。
希土類超薄膜のスピン構造と磁気光学スペクトル

1.低温,高磁界中表面磁気光学効果測定装置の製作製作した装置の主な仕様は,(1)最大印加磁界:20kOe,(2)測定温度保持時間:10時間以上,(3)到達最低温度:12Kである.これを達成するために,マグネットのポールピースをクライオスタットの内部に挿入した形状に設計した.製作した低温,高磁界中表面磁気光学効果測定装置の動作検証を行い,以下の結果を得た.(1) Ni薄膜を用い磁気光学スペクトルを測定した.圧縮冷凍機動作時の機械的振動が測定に問題ないことを確認した.(2)試料ホルダー上の温度を測定し,設定温度に対して1度以内の精度に10分以内で制御できた.(3)光導入用の石英窓をマグネットヨークの外側に配置し,漏れ磁界によるバックグラウンドシフトの影響がほとんどないことを確認した.2. Gd薄膜の作製と磁気光学スペクトルガラス基板上に5×10^<-10>Torrの超高真空中電子ビーム蒸着法でGd薄膜(1000,250Å)を作製した.膜表面に酸化防止膜としてMgF_2を100Åコーティングした.この磁気光学スペクトルおよび磁化曲線を測定した.結果は以下の通りである.(1)カーヒステリシスの温度依存性を測定した.カー回転角および保磁力の温度依存性は磁気特性測定の結果と対応した.(2)測定温度20350Kで磁気光学スペクトルを得た.伝導率スペクトルの非対角成分σ_<xy>"のスペクトルにおいて,バルクの報告と比較してシャープなピークが1.9eVのエネルギー位置に見られた.これはフェルミレベル付近から,分裂したdバンドへの遷移に対応する.膜厚250Åのスペクトルは,1000Åの場合と比較して構造的な変化は特に観測されなかった.1.低温,高磁界中表面磁気光学効果測定装置の製作希土類薄膜の磁気光学スペクトルを測定するには,現有の磁気光学効果測定装置の測定温度:室温,最大印加磁界:1.5kOeの仕様では不十分である.そこで,低温,高磁界中で測定するためにクライオスタットおよびマグネットを製作した.主な仕様は,(1)最大印加磁界:20kOe,(2)測定温度保持時間:10時間以上,(3)到達最低温度:15Kとした.これを達成するために,マグネットのポールピースをクライオスタットの内部に挿入した形状に設計した.その結果,(1)マグネットのギャップ1cmまで縮めることで最大印加磁界20kOeを達成した.(2)液体窒素,ヘリウムフリーの冷凍機を用いることで長時間の連続安定測定が可能となった.(3)試料ホルダーと冷却ステージの形状,密着性を向上させ,試料温度を最低15Kまで±0.1Kの精度で制御できた.その他の特徴としては,光導入用の石英窓をマグネットヨ-クの外側に配置し,漏れ磁界によるバックグラウンドシフトの影響を少なくした.また,試料の位置決めを容易にするため,回転ステージ機構を採用した.2.Gd薄層の作製ガラス基板上に5×10^<-10>Torrの超高真空中でGd薄膜(1000Å)を作製した.膜表面に酸化防止膜としてMgF_2を100Åコーティングした.この磁気光学スペクトルおよび磁化曲線を室温で測定し,バルクの報告値とほぼ一致することを確認した.来年度は試料の厚さを薄く(≦100Å)し,製作したクライオスタットを用いて低温で測定を行う予定である.1.低温,高磁界中表面磁気光学効果測定装置の製作製作した装置の主な仕様は,(1)最大印加磁界:20kOe,(2)測定温度保持時間:10時間以上,(3)到達最低温度:12Kである.これを達成するために,マグネットのポールピースをクライオスタットの内部に挿入した形状に設計した.製作した低温,高磁界中表面磁気光学効果測定装置の動作検証を行い,以下の結果を得た.(1) Ni薄膜を用い磁気光学スペクトルを測定した.圧縮冷凍機動作時の機械的振動が測定に問題ないことを確認した.(2)試料ホルダー上の温度を測定し,設定温度に対して1度以内の精度に10分以内で制御できた.(3)光導入用の石英窓をマグネットヨークの外側に配置し,漏れ磁界によるバックグラウンドシフトの影響がほとんどないことを確認した.2. Gd薄膜の作製と磁気光学スペクトルガラス基板上に5×10^<-10>Torrの超高真空中電子ビーム蒸着法でGd薄膜(1000,250Å)を作製した.膜表面に酸化防止膜としてMgF_2を100Åコーティングした.この磁気光学スペクトルおよび磁化曲線を測定した.結果は以下の通りである.(1)カーヒステリシスの温度依存性を測定した.カー回転角および保磁力の温度依存性は磁気特性測定の結果と対応した.(2)測定温度20350Kで磁気光学スペクトルを得た.伝導率スペクトルの非対角成分σ_<xy>"のスペクトルにおいて,バルクの報告と比較してシャープなピークが1.9eVのエネルギー位置に見られた.これはフェルミレベル付近から,分裂したdバンドへの遷移に対応する.膜厚250Åのスペクトルは,1000Åの場合と比較して構造的な変化は特に観測されなかった.
亜群スキームの表現論の基礎理論

1.GAMMAをアーベル群とするときGAMMAにより次数付けられた加法圏やアーベル圏という概念を考え,それらの圏の上の次数付きの意味での対称モノイド圏という概念を定式化した。これにより,安定ホモトピー圏とスマッシュ積からなる圏や,次数付き環上の次数付き加群とテンソル積からなる圏に共通する構造を圏論的に記述した。2.epsilon:GAMMA→{0,1}({0,1}は位数2の群)を群の準同型写像とするときGAMMAで次数付けられた可換環(GAMMA-環と呼ぶ)RとはGAMMA-次数付きアーベル群R=SIGMA_<gepsilonGAMMA> R_gで,x∈R_gとy∈R_hに対してxy=(-1)^<epsilon(g)epsilon(h)>yx∈R_<g+h>が成り立つようなものである。さらにGAMMA-環上の加群MとはGAMMA-次数付きアーベル群M=SIGMA_<gepsilonGAMMA>M_gで,x∈R_gとm∈M_hに対してxm∈M_<g+h>が成り立つようなものである。このような環および加群に対して局所化,テンソル積など通常の可換環とその上の加群に関する理論と同様の理論が成り立つことを検証した。3.GAMMA-環に関する“局所GAMMA-環付空間"を定義し,GAMMA-環に対してスペクトラムを構成した。これにより通常の場合と同様にしてGAMMA-環に関するアファイン・スキームが定義され,GAMMA-スキームが定義される。4.GAMMA-環のなすカテゴリーから集合のなすカテゴリーへの関手の幾何学的実現を考え,そのような関手がGAMMA-スキームで表現されるための条件を与えた。5.GAMMAで次数付けられた加群の層の一般論を準備してGAMMA-スキーム上のGAMMA-次数付き準連接層の理論を通常の場合に倣って構成した。6.GAMMA-スキームのカテゴリーにおける亜群対象を亜群スキームと呼ぶ。GAMMA-スキーム上への亜群スキームの作用を定義し,亜群スキームの作用するGAMMA-スキーム上のGAMMA-次数付き準連接層に対して亜群スキームのという概念を定義した。さらに亜群スキームの作用するGAMMA-スキームのなすカテゴリーや,亜群スキームの表現よりなるカテゴリーにおいて種々の積を構成した。
巣状糸球体硬化症様腎病変形成機序に関する研究

本年度は巣状糸球体硬化病変の形成におけるミトコンドリアDNA障害の有無とミトコンドリア機能障害の観点から以下の3点を中心に検討した.1)巣状糸球体硬化病変を伴う他の糸球体腎炎での検討前年度に引き続き、巣状糸球体硬化症様病変を伴うものと伴わない、糸球体腎炎腎生検組織検体からDNAを抽出し、老化、虚血等の酸化的ストレスにより後天的に増加することが指摘されているミトコンドリアDNAの4977bpの欠失(いわゆるcommon deletion)の有無と遺伝子変異率を、PCR-RFLP、real time PCR法により検討した。その結果IgA腎症に加え、膜性腎症腎生検組織において高率に欠失突然変異を伴うことが明らかとなった。2)膜性腎症腎組織におけるmtDNAの酸化障害腎生検凍結切片において、螢光標識ミトコンドリアDNAプローブを用いたin situ hybridization(FISH)法により、ミトコンドリアDNAを検出し、さらに同一切片においてDNAの酸化障害マーカーとされる80HdGのモノクローナル抗体による同時染色を行い、膜性腎症患者では糸球体上皮細胞レベルでのDNA酸化障害の集積を認めた.3)巣状糸球体硬化症動物モデルによる検討ミトコンドリアDNA欠失ともった培養ヒト線維芽細胞ならびにラットの巣状糸球体硬化症モデルにおいて腎糸球体内でのヘテロプラスミーの証明ならびに定量解析をFISH法により行った.またミトコンドリア外膜蛋白である抗porinモノクローナル抗体(IgG2b)、抗COX Iモノクローナル抗体(IgG2a)、抗COX IVモノクローナル抗体(IgG2a)と異なる色素で標識した各サブクラス特異的抗体を用いて、同様にヒト線維芽細胞ならびにFawn Hooded Hypertensive ratの腎組織において、免疫組織学的な検討を行い、ミトコンドリア内の蛋白発現の差異を検討した.本年度は巣状糸球体硬化病変の形成におけるミトコンドリアDNA障害の有無とミトコンドリア機能障害の観点から以下の3点を中心に検討した.1)巣状糸球体硬化病変を伴う他の糸球体腎炎での検討前年度に引き続き、巣状糸球体硬化症様病変を伴うものと伴わない、糸球体腎炎腎生検組織検体からDNAを抽出し、老化、虚血等の酸化的ストレスにより後天的に増加することが指摘されているミトコンドリアDNAの4977bpの欠失(いわゆるcommon deletion)の有無と遺伝子変異率を、PCR-RFLP、real time PCR法により検討した。2)膜性腎症腎組織におけるmtDNAの酸化障害腎生検凍結切片において、螢光標識ミトコンドリアDNAプローブを用いたin situ hybridization(FISH)法により、ミトコンドリアDNAを検出し、さらに同一切片においてDNAの酸化障害マーカーとされる80HdGのモノクローナル抗体による同時染色を行い、膜性腎症患者では糸球体上皮細胞レベルでのDNA酸化障害の集積を認めた.3)巣状糸球体硬化症動物モデルによる検討ミトコンドリアDNA欠失ともった培養ヒト線維芽細胞ならびにラットの巣状糸球体硬化症モデルにおいて腎糸球体内でのヘテロプラスミーの証明ならびに定量解析をFISH法により行った.またミトコンドリア外膜蛋白である抗porinモノクローナル抗体(IgG2b)、抗COX Iモノクローナル抗体(IgG2a)、抗COX IVモノクローナル抗体(IgG2a)と異なる色素で標識した各サブクラス特異的抗体を用いて、同様にヒト線維芽細胞ならびにFawn Hooded Hypertensive ratの腎組織において、免疫組織学的な検討を行い、ミトコンドリア内の蛋白発現の差異を検討した.巣状糸球体硬化症様病変は、糸球体上皮細胞の機能的、形態的変化とそれに引き続き、糸球体係蹄とボウマン嚢との癒着をきたすことにより形成されると考えられている.糸球体上皮細胞は新たな細胞分裂や増殖をおこさない分裂終了細胞としても知られており、ミトコンドリアの遺伝子異常の蓄積を来しやすい筋細胞、神経細胞、心筋細胞と共通の特徴を持っている.そこで本研究では糸球体上皮細胞のミトコンドリア遺伝子ならびにミトコンドリア機能に焦点を当て、糸球体上皮細胞機能障害とその結果おこる形態異常からFSGS病変を形成される機序との関係を明らかにすることを目的とした。本年度は以下の2点を中心に検討した。1)巣状糸球体硬化病変を伴う他の糸球体腎炎での検討巣状糸球体硬化症様病変を伴うものと伴わない、糸球体腎炎腎生検組織検体からDNAを抽出し、老化、虚血等の酸化的ストレスにより後天的に増加することが指摘されているミトコンドリアDNAの4977bpの欠失(いわゆるcommon deletion)の有無と遺伝子変異率を、PCR-RFLP、real time PCR法により検討した。その結果IgA腎症において遺伝子変異を持つ患者では、年齢、蛋白尿の程度、腎機能、糸球体の全層硬化病変の程度とは有意な関係はないもののの、分節状硬化病変ならびにボウマン嚢との癒着病変を持った糸球体の比率が有意(p<0.034)に高かった。この点については異常を持った上皮細胞の脱落、病変の進行に伴うミトコンドリアDNAの欠乏との関連を含め、更に検討する予定である。2)腎生検糸球体組織内におけるミトコンドリア機能、ミトコンドリア遺伝子異常の検討

腎生検凍結切片において、蛍光標識ミトコンドリアDNAプローブを用いたin situ hybridizationにより、ミトコンドリアDNAを検出し、さらに同一切片において電子伝達系酵素であるミトコンドリア蛋白のcomple x I、COX I(以上ミトコンドリアDNAでコード)、ならびにCOX IV(核DNAでコード)、およびDNAの酸化障害マーカーとされる8OHdGの各モノクローナル抗体による同時染色を行い、糸球体構成細胞の各細胞レベルでのミトコンドリア機能ならびにDNA障害の有無を検討した。現時点において巣状糸球体硬化症腎組織において、糸球体上皮細胞内のミトコンドリアDNAの一部が8-OhdG抗体とも反応していることを確認、糸球体内のcomplex I、COX Iの分布も確認された。今後、症例数を増やし、蛋白発現の程度や分布を更に検討する予定である。本年度は巣状糸球体硬化病変の形成におけるミトコンドリアDNA障害の有無とミトコンドリア機能障害の観点から以下の3点を中心に検討した。1)巣状糸球体硬化病変を伴う他の糸球体腎炎での検討前年度に引き続き、巣状糸球体硬化症様病変を伴うものと伴わない、糸球体腎炎腎生検組織検体からDNAを抽出し、老化、虚血等の酸化的ストレスにより後天的に増加することが指摘されているミトコンドリアDNAの4977bpの欠失(いわゆるcommon deletion)の有無と遺伝子変異率を、PCR-RFLP、real time PCR法により検討した。その結果IgA腎症に加え、膜性腎症腎生検組織において高率に欠失突然変異を伴うことが明らかとなった.2)膜性腎症腎組織におけるmtDNAの酸化障害腎生検凍結切片において、螢光標識ミトコンドリアDNAプローブを用いたin situ hybridization(FISH)法により、ミトコンドリアDNAを検出し、さらに同一切片においてDNAの酸化障害マーカーとされる80HdGのモノクローナル抗体による同時染色を行い、膜性腎症患者では糸球体上皮細胞レベルでのDNA酸化障害の集積を認めた.3)巣状糸球体硬化症動物モデルによる検討ミトコンドリアDNA欠失ともった培養ヒト線維芽細胞ならびにラットの巣状糸球体硬化症モデルにおいて腎糸球体内でのヘテロプラスミーの証明ならびに定量解析をFISH法により行った.またミトコンドリア外膜蛋白である抗porinモノクローナル抗体(IgG2b)、抗COX Iモノクローナル抗体(IgG2a)、抗COXIVモノクローナル抗体(IgG2a)と異なる色素で標識した各サブクラス特異的抗体を用いて、同様にヒト線維芽細胞ならびにFawn Hooded Hypertensive ratの腎組織において、免疫組織学的な検討を行い、ミトコンドリア内の蛋白発現の差異を検討した.
OsRac1 複合体を介した植物免疫応答のプロテオーム解析

イネに多大な被害をもたらす、いもち病、このいもち病菌に対する抵抗性を発揮するための重要な制御因子であるOsRac1タンパク質を生化学的手法により解析した。イネから抽出した全タンパク質をゲルろ過法により、タンパク質のサイズに従って分離した結果、OsRac1は非常に大きな複合体を形成していることが明らかになった。また、この複合体が病原体からの刺激により大きさを変化させることも明らかとなった。本研究はイネ免疫システムを制御しているOsRac1が複合体として存在しているか、存在しているならどのような動態を示すのかを明らかにするために行っている。生化学的手法ゲルろ過による分子量分画実験を行ったところ、OsRac1が活性化状であれば不活性状態の時と比べると大きな複合体中に存在することを明らかにすることができた。また免疫応答を誘導する物質エリシターの刺激によってもOsRac1が大きな複合体中にシフトすることを明らかにした。さらに興味深いことに、この現象は刺激後310分といった免疫応答初期段階でのみ確認され、30分以降だと不活性状態時の大きさに戻ることが分かった。これらの結果からOsRac1が活性化状態にのみ大きな複合体として存在しており、免疫システムを制御し、過剰な免疫応答を示さないために一定の時間が経過した後には不活性化状態の複合体に戻ることが示された。また刺激後310分の際にはOsRac1が脂質ラフトと呼ばれる膜画分に局在することを明らかにしたので、この画分とOsRac1複合体との関与を示すことができたといえる。複合体を構成する因子の解析については、これまでOsRac1との相互作用が知られていたもののうち4つがOsRac1複合体に存在することを確認することができた。これら複合体形成因子はOsRac1の活性化、不活性に関わらずその大きさに変化がみられないことから、免疫応答時にはOsRac1がこれら複合体形成因子たちと相互作用することで大きな複合体へのシフトを行っていることが示唆された。本研究はイネ免疫システムを制御しているOsRac1がイネ生細胞中で複合体として存在しているか、存在しているならどのような動態を示すのかを明らかに、その機能を解明するために行っている。生化学的手法であるゲルろ過による分子量分画実験を行うことで、OsRac1が活性化状態であると不活性状態の時に比べて大きな複合体を形成することを明らかにした。免疫応答を誘導する物質エリシターの刺激によってもOsRac1が大きな複合体中にシフトすることを明らかにした。この現象がエリシター刺激後310分といった免疫応答初期段階でのみ見られ、30分以上を経過するとだと不活性状態時の大きさに戻ることが分かった。複合体を構成する因子の解析については、これまでOsRac1との相互作用が知られていたもののうち4つがOsRac1複合体に存在することを確認することができたが、当該年度ではさらに2つの免疫受容体がOsRac1複合体に含まれるかどうかを免疫沈降法、ゲルろ過により調べた。その結果、OsCERK1とPitという異なる信号伝達経路上に存在する免疫受容体がOsRac1複合体に含まれていることを明らかにした。これら受容体は同時にOsRac1複合体に含まれることがないことから、それぞれがシグナルを受容する際にOsRac1複合体中に存在することが、免疫応答を制御する上で重要であると考えられた。
今後の高齢化世代におけるQOLの計測と福祉サービスの評価・再設計

本研究は今後急速に進むと考えられる高齢化に対して、福祉サービス機関の代表と考えられる「特別養護老人ホーム」について、将来の環境変化を意識した介護現場のマネジメントの評価を試み、今後の方向についての基本的な指針を提供することを目的としたものである。平成20年度においては、前年度に実施された各施設に対するアンケート分析を中心として研究を継続した。アンケート対象の施設は、都市部/周辺部/過疎部/離島部の地域セグメント並びに介護保険導入の前/後の設立時期セグメントの2つの軸において長崎県下の18施設を選定し、各施設の職員と管理者に対し、アンケート実施を行ったものであり、回収率は59.5%であった。平成21年度においては、分析の第二部として、地域別・設立時期別の職員意識の構造分析及び全体サンプルに亘る自由記述に対してのテキストマイニングによる問題分析を行った。前者については、長崎県内において、都市部と離島部のサンプルを区分し、「モラール」と「サービス」の両面からそれらについての因子分析を行い、都市部と離島部の因子構造の相違を明らかにした。また、「モラール」と「サービス」の双方において各施設の評価に対する各因子の寄与と有意性を検定することにより、因子の重要度の推定を行い、地域別のそれらの相違を検証した。また、上記の一連の操作を「昭和時代」、「介護保険適用後」の2つの時期区分において行い、各時期別における因子構造の相違と施設評価に対する因子の重要度を推定し、それらについての相違を明らかにした。自由記述欄についてのテキストマイニング処理は全サンプル(127サンプル)について行い、抽出頻度の高い形容詞句を分類することにより、「職場環境」、「仕事の量」、「提供サービスのあり方と質」、「職員の待遇」、「経営・マネジメント」、「職員の社会的立場」の6つの問題領域が明確となり、そらに、名詞句と形容詞句とのコレスポンディンス分析により、各々の位置関係と関連度が明らかになった。これより、複合的な職場の問題実態が解明され、問題解決への視点が明確となった。研究は「将来の環境変化とその分析」と「現状の介護サービスの問題点の分析」の2つの部分にに大別されるが、平成19年度においては、後者を中心として研究を実施した。平成19年度の研究の主要なものは、対象とした「特別養護老人ホーム」へのアンケート設計とその分析である。対象については、都市部/周辺部/過疎部/離島部の地域セグメント並びに介護保険導入の前/後の設立時期セグメントの2つの軸において長崎県下の18施設を選定し、各施設の職員と管理者に対し、アンケート実施を行った。回収率は59.5%であった。アンケート設計の基本フレームとしては、介護の現場における利用者の満足度(「暮らしの支援」、「日常生活の支援」、「健康管理」)及び現場における職員と管理者についてのマネジメント(「方針の徹底」、「組織運営」)とモラール(「コミュニケーション」、「処遇」、「個人の意欲」)の2つの柱を考え、それらのもとに意識調査を行った。利用者の満足度については、直接に利用者に対して調査を行うべきであるが、「特別養護老人ホーム」の制約条件の下を考慮して本アンケートでは職員の意識から把握する方法を採っている。この件については、次年度における現地ヒアリングにおいて、それらの間の誤差修正の方法を検討する予定である。なお、研究の全体を3年に亘って進めるため、分析作業は現在進行中であるが、質的処理を中心とするデータマイニング技法などを活用し、利用者の満足度と施設マネジメント・モラールの意識の乖離やそれらの間についての構造の把握を試みる。これらの結果により、特別養護老人ホームの介護現場における問題点を構造的に捉え、次年度に予定している課題に即した介護の在り方及び施設の運営方向などに言及できるものと考えている。分析は第一部として、全体及び各セグメント別の単純集計と全体サンプルに亘る介護現場の問題構造分析を行った。前者については、全体サンプルにおいて施設管理者とその下で働く職員の間の仕事及び職場に対しての意識の乖離を捉え、検定上有意性の高い項目については、さらに有意水準別の区分化を行い、乖離の問題領域分布を一覧し、職場マネジメントの問題構造が浮き彫りにされた。また、セグメント別の平均値比較分析に付いては、有意性の検定を行い、都市部と離島部との間及び昭和年代の設立施設と介護保険適用後に設立された施設間において、双方における職員の意識の相違が統計的に検証された。

後者については、全体サンプルを対象に職員の回答をもとに因子分析を行い、職場モラール及び職場におけるサービス意識についての因子を抽出し、職員意識の構造を検出するとともにそれらの因子について、「職員の職場に対しての帰属性」、「職員の施設の評価」を目的とした回帰分析により、説明力高いものの順位付けを行った。結果としては、2つの最終目的に対して、職場のマネジメント及びそれに対しての職員個々の意識の改革が要求されていることが判明し、施設にあり方に対してのマネジメントに対しての問題の系統的な分析が可能となった。第二部は次年度課題とし、セグメント別の構造分析及び自由記述項目の分析を行う予定である。本研究は今後急速に進むと考えられる高齢化に対して、福祉サービス機関の代表と考えられる「特別養護老人ホーム」について、将来の環境変化を意識した介護現場のマネジメントの評価を試み、今後の方向についての基本的な指針を提供することを目的としたものである。平成20年度においては、前年度に実施された各施設に対するアンケート分析を中心として研究を継続した。アンケート対象の施設は、都市部/周辺部/過疎部/離島部の地域セグメント並びに介護保険導入の前/後の設立時期セグメントの2つの軸において長崎県下の18施設を選定し、各施設の職員と管理者に対し、アンケート実施を行ったものであり、回収率は59.5%であった。平成21年度においては、分析の第二部として、地域別・設立時期別の職員意識の構造分析及び全体サンプルに亘る自由記述に対してのテキストマイニングによる問題分析を行った。前者については、長崎県内において、都市部と離島部のサンプルを区分し、「モラール」と「サービス」の両面からそれらについての因子分析を行い、都市部と離島部の因子構造の相違を明らかにした。また、「モラール」と「サービス」の双方において各施設の評価に対する各因子の寄与と有意性を検定することにより、因子の重要度の推定を行い、地域別のそれらの相違を検証した。また、上記の一連の操作を「昭和時代」、「介護保険適用後」の2つの時期区分において行い、各時期別における因子構造の相違と施設評価に対する因子の重要度を推定し、それらについての相違を明らかにした。自由記述欄についてのテキストマイニング処理は全サンプル(127サンプル)について行い、抽出頻度の高い形容詞句を分類することにより、「職場環境」、「仕事の量」、「提供サービスのあり方と質」、「職員の待遇」、「経営・マネジメント」、「職員の社会的立場」の6つの問題領域が明確となり、そらに、名詞句と形容詞句とのコレスポンディンス分析により、各々の位置関係と関連度が明らかになった。これより、複合的な職場の問題実態が解明され、問題解決への視点が明確となった。
逆解析手法による多層積層薄膜の弾性定数と接着強度測定システムの開発

現在、薄膜の接着力の測定法として、引掻き法、摩擦法、超音波法、レーザ破砕法、熱膨張法、折曲法、圧痕法、基板引張り法、他に電磁力を利用する方法、遠心力を利用する方法等がある。本研究では、接着力を基板と膜の間に作用する単位面積当たりの力と定義する。これまでの測定法により得られる値は、膜厚などの接着力とは関係のないパラメータの影響も受けている。当研究者らは、はじめに接着力を正確に測定する方法を考察し、その後簡易的な測定方法を考えるかまたは既存の方法で得られた値との関係を明らかにすることで、実用的な接着力測定法を構築できると考える。そこで、剥離方法として薄膜を圧子により押し上げて薄膜と下地を剥離させ方法を用いる。そして、膜の上面の変位および圧子押し上げに必要な力を測定する。この方法で得られた測定値を逆解析の補助データとして用いることにより、膜と下地の剥離強度を推定することができると考える。現在の研究の進捗状況は、基板と膜の間に接着力としてファンデルワールス力を想定し、逆解析で必要となる順解析用のプログラムを作成しているところである。このプログラムは、境界要素法を用いて膜の剥離過程を剥離初期からシミュレートするものである。この解析により実際の薄膜の接着力は、剥離縁10nm幅位のところに集中して作用し、これはハマッカー係数により決まる量であった。また、接着力が作用しなくなる範囲が剥離した領域であるとすると、これもハマッカー係数により決まるものであった。したがって、ファンデルワールス力(分子間力)で接着するような場合には、本研究のような考え方で接着力を推定することが可能である。現在、剥離途中における膜変位とわずかに圧子を押し上げたときの力と膜変位の変化から、ファンデルワールス力を逆解析できるかどうか調べている。また、本年度計上した経費により圧子の押し込み量および薄膜の表面変位を計測するためのレーザ変位計および変位をスキャンするためパルスモータ制御で微動可能なガイドローラを購入した。さらに、測定データの取得とシステムの動作電圧を制御するためのシステムを自作する予定である。
イオントラック内励起状態ダイナミクスの空間・時間分割研究

a)凝縮系ヘリウムにおけるイオントラック深さ分解発光測定イメ-ジングファイバ-を利用しイオントラック深さ分解発光測定装置を開発し、これまでに例の無いトラックの深さ分解の励起状態ダイナミクスの直接測定を行った。ヘリウム試料ではこの系での発光は全てヘリウムエキシマ-によること、それらのエキシマ-は全て最低トリプレットエキシマ-間の2分子反応によって生成されることを明らかにした。トラックに沿っての発光強度の変化は、この反応に対する高密度励起で説明できた。更に、トラック未端において、Bragg curveの分裂等新しい現象が発見できた。Bragg curveの第2ピ-クは高密度励起ではなく、イオン速度の明確な関数であるなどから、直接励起や荷電変換過程が主たる過程となることを示した。この測定方法を発展させ液体や固体試料を測定する計画が文部省科研費されたので、対象試料を拡大し発光だけでなく吸収もできる装置の開発にはいった。b)BaF2結晶のオ-ジェフリ-発光に対するイオン照射効果BaF2は非常に珍しいことであるが、浅い内核励起に対して通常ならオ-ジェ-電子放出過程をとるところ、それをしないで発光過程をとかつ、その発光過程が非常に速いことで、固体物理学、原子物理学上、また高速検出器への応用上から注目されている。一方、イオン照射では照射後数100psの間だけオ-ジェフリ-発光が観測され、その寿命はイオンの質量の増加とともに短くなることを見いだした。これの解明のため、発光の高速decay測定装置を開発した。時間分解能は100PSで、他に例を見ない速さである。結果、decayは2重指数関数に分解されることが分かった。これを基に、イオン励起では、オ-ジェフリ-過程に対して放出された電子(高Rydberg電子)の空孔への無輻射遷移が競合するモデルを提案し、実験結果の多くはイオンによる高密度励起効果によると説明した。
新しいホスホリパーゼDのクローニングと新機能の探索

ホスホリパーゼD(PLD)は種々のアゴニスト刺激により活性化され、ホスファチジルコリンから脂質性シグナル分子、ホスファチジン酸を生成する。我々はPLDの生体内における機能を個体レベルで検討する目的でショウジョウバエよりPLDを単離し発生過程における関与について検討した。ショウジョウバエの初期胚ではPLDのmRNAは産卵直後から多核性胞胚期において蓄積していたが、細胞性胞胚期、嚢胚期前期には検出されなかった。また、PLD活性については幼虫、蛹、成虫で活性が検出されたが、産卵後6-9時間の胚発生初期にPLD活性の検出されない時期があった。これらの事から、胚発生の一時期にPLD活性が低下することが重要である可能性が示唆された。ショウジョウバエPLDは低分子量Gタンパク質のARF(ADP ribosylation factor)による活性化が中程度の感受性を示すことや、ショウジョウバエPLDと緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein、GFP)との融合タンパク質が膜に局在することからショウジョウバエPLDタンパク質は哺乳動物のPLD2型であることが示された。ショウジョウバエPLDの生体内での機能を探る目的で、形質転換動物での強制発現実験を行った。ショウジョウバエPLDを3令幼虫の眼の成虫原基で発現させて成虫の複眼の形成に及ぼす効果について検討したところ、個眼の形態に異常が見られ複眼の規則正しい構造が乱れた。このことはショウジョウバエPLDの過剰発現によって複眼の細胞の分化決定に影響を及ぼすことを示唆している。本研究によってショウジョウバエPLDが発生過程でも重要な機能を果たしている可能性が明らかになった。1.リゾホスホリパーゼはリゾリン脂質を特異的に加水分解する酵素でいくつかのアイソザイムを含み低分子型(24kd前後)と高分子型(60kd前後)に大別される.我々はリゾホスホリパーゼの構造を明らかにするため低分子型リゾホスホリパーゼ(I)を初めてクローニングし,酵素が230アミノ酸から成りGXSXGモチーフを有するエステラーゼファミリーに属するタンパク質であることを証明した.2. DNAデータベースの中にリゾホスホリパーゼIと似た配列を有するESTを見出し,マウス,およびラットのcDNAをクローニングし,配列を決定したところコードタンパク質は231アミノ酸から成り,リゾホスホリパーゼIと65%の相同性を有し,やはりエステラーゼファミリーに属することを見い出した.大腸菌で発現させたところリゾホスホリパーゼ活性が示され,また我々が先にブタ胃粘膜から精製した第2の低分子型酵素(リゾホスホリパーゼII)の抗体とよく反応し,リゾホスホリパーゼI抗体とは反応しなかったので得られたクローンはリゾホスホリパーゼIIであると結論した.3.高分子型についても肝臓から酵素を精製し,抗体を用いてクローニングを行い,酵素が低分子型と相同性を示さず, 564アミノ酸から成りN末側にアスパラギナーゼ相同域を含み,C末にロイシンジッパー,アンキリンリピートを有することを明らかにした.酵素は肝臓と腎臓で発現しており,高分子型酵素が存在することが報告されている心臓,肺には別の高分子型アイソホームが存在していることが推定された.リゾホスホリパーゼは低分子量型酵素(24kd)とトランスアシラーゼ活性を併せ持つ高分子量型酵素(60kd)に大別されるが,今年度は前にクローニングしたリゾホスホリパーゼIに続いて,新しい低分子量型酵素,リゾホスホリパーゼIIをクローニングした.IIもリゾホスホリパーゼIと同じくエステラーゼファミリーに属し,GXSXGモチーフを含んでいた.リゾホスホリパーゼIについてはGilmanのグループがGタンパク質の脱パルミチル化活性があることを見出したことを踏まえ,さらに解析を進め,ハーバード大Michel博士と共同して酵素にはNO合成酵素のシスティンに結合しているパルミチン酸残基を除去する活性を有していることを証明した.NO合成酵素は脱パルミチル化によって活性化するので,リゾホスホリパーゼには酵素タンパクの脱パルミチル化によって広く酵素活性の調節に関係している可能性が広がってきた.また高分子型酵素についても解析を進め,酵素はリゾリン脂質のsn-1位,-2位から脂肪酸を遊離する活性だけでなく,それらの位置の脂肪酸を別のリゾリン脂質分子に転位する活性を有していることが明らかになった.とりわけリゾリン脂質sn-2位のアラキドン酸を別の分子のsn-1位に転位する活性が強く,従来合成経路が不明であったアナンダミドの前駆体1-アラキドニルレシチンを生成することが示された.ホスホリパーゼD(PLD)は種々のアゴニスト刺激により活性化され、ホスファチジルコリンから脂質性シグナル分子、ホスファチジン酸を生成する。本研究第1期においてホスファチジン酸はリゾホスホリパーゼの重要な調節因子であることが明らかになった。まだ分子機構は不明であるがホスファチジン酸は細胞内セカンドメッセンジャーとして細胞増殖、小胞輸送、細胞骨格の再編など一連の細胞応答に関わると考えられている。我々は発生とPLDとの関連を検討する目的で、ショウジョウバエのPLD遺伝子を単離・解析している。ショウジョウバエPLD(DPLD)のcDNAをCOS7細胞で発現させると、PLD活性が検出された。活性はショウジョウバエのARF(ADP-ribosylation factor)であるDARFIを加えることで上昇した。

また、クラゲ由来の緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパク質を培養細胞で発現させ、哺乳動物のPLD1およびPLD2と細胞内分布を比較した。DPLDは、細胞内分布および試験管内でのARFに対する感受性の結果からPLD2型であると考えられた。ショウジョウバエのいろいろな発生段階からRNAを抽出してDPLD遺伝子に特異的なプライマーを用いてRT-PCRを行なったところ、胚発生初期の一時期でDPLD mRNAが検出されなかった。in situ hybridizationの結果も同様で、Dp1dのmRNAは細胞性胞胚期から原腸胚の一時期に検出されなかった。一方、ショウジョウバエの各発生段階から膜画分を調製して発生に伴うPLD活性の変動を調べたところ、幼虫、蛹、成虫でPLD活性が検出されたが、産卵後6-9時間の胚発生初期にPLD活性の検出されない時期があった。以上の事から、胚発生の一時期にPLD活性が低下することが重要である可能性が示唆された。ホスホリパーゼD(PLD)は種々のアゴニスト刺激により活性化され、ホスファチジルコリンから脂質性シグナル分子、ホスファチジン酸を生成する。我々はPLDの生体内における機能を個体レベルで検討する目的でショウジョウバエよりPLDを単離し発生過程における関与について検討した。ショウジョウバエの初期胚ではPLDのmRNAは産卵直後から多核性胞胚期において蓄積していたが、細胞性胞胚期、嚢胚期前期には検出されなかった。また、PLD活性については幼虫、蛹、成虫で活性が検出されたが、産卵後6-9時間の胚発生初期にPLD活性の検出されない時期があった。これらの事から、胚発生の一時期にPLD活性が低下することが重要である可能性が示唆された。ショウジョウバエPLDは低分子量Gタンパク質のARF(ADP ribosylation factor)による活性化が中程度の感受性を示すことや、ショウジョウバエPLDと緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein、GFP)との融合タンパク質が膜に局在することからショウジョウバエPLDタンパク質は哺乳動物のPLD2型であることが示された。ショウジョウバエPLDの生体内での機能を探る目的で、形質転換動物での強制発現実験を行った。ショウジョウバエPLDを3令幼虫の眼の成虫原基で発現させて成虫の複眼の形成に及ぼす効果について検討したところ、個眼の形態に異常が見られ複眼の規則正しい構造が乱れた。このことはショウジョウバエPLDの過剰発現によって複眼の細胞の分化決定に影響を及ぼすことを示唆している。本研究によってショウジョウバエPLDが発生過程でも重要な機能を果たしている可能性が明らかになった。
ぬれと乾きが共存する蒸発における熱流束分布測定とそれに基づく伝熱機構の解明

伝熱面直下に76個の熱電対を構成し伝熱面とした.先ず数値計算によって,熱を奪う領域を中心から外周に向けて移動させて求めた熱電対位置の温度を境界条件として熱伝導の逆問題を解き,その際の熱流束推定の限界について検討した.つづいて,伝熱面上に1つの大きな気泡が発生する条件で測定した温度を境界条件として熱伝導の逆問題を解いて表面熱流束を推定した.その結果,固液気三相界線付近で0.4MW/m2または界線長さ当たり概ね1kW/mの伝熱があることがわかった.伝熱面直下に76個の熱電対を構成し伝熱面とした.先ず数値計算によって,熱を奪う領域を中心から外周に向けて移動させて求めた熱電対位置の温度を境界条件として熱伝導の逆問題を解き,その際の熱流束推定の限界について検討した.つづいて,伝熱面上に1つの大きな気泡が発生する条件で測定した温度を境界条件として熱伝導の逆問題を解いて表面熱流束を推定した.その結果,固液気三相界線付近で0.4MW/m2または界線長さ当たり概ね1kW/mの伝熱があることがわかった.研究では,多数の熱電対を挿入した伝熱面を用いて伝熱面直下の多数の点における温度変化を測定し,それをもとに表面熱流束の分布・変化を推定する.2009年度は,伝熱面と計測系の評価を行い,液の滴下の際の伝熱について調べた.外周を絶縁した76本のコンスタンタン線を銅ブロックに埋め込み,伝熱面直下で感温接点が生じるように伝熱面を製作した.熱電対の信号は,増幅した後に各信号を10kHzで収録した.先ず伝熱面と計測系の評価をするために,伝熱面をほぼ100°Cに保った状態で,伝熱面上方50mmの位置に置いた注射針の先から精製水を1滴滴下した.この条件では,液滴は伝熱面上で広がった後,表面張力によって収縮していびつな液滴に戻る変形をする.熱流束の立ち上がりは2ms程度で生じ,衝突前の液滴の直径(約3.3mm)程度の範囲では,ほとんど時間のずれがない変化が見られた.これによって,衝突前液滴を投影した面内では,半無限固体の接触を仮定した表面温度分布を与えるように感温点の深さを決定できることを明らかにした.次に,蒸発の影響を調べるために,初期伝熱面温度を100°C150°Cとして測定した.衝突の中心から液滴初期半径の約2倍の地点での熱流束を比較して以下を明らかにした.(1)熱伝達に対する流れの影響は少なく,純粋な熱伝導で伝熱が起こっているとして良い.(2)衝突後の極めて高い熱流束は,液滴が伝熱面上で最大径まで広がる5ms程度継続する.(3)伝熱面温度が100°Cの場合,液が収縮して感温点上方から液がなくなる(衝突から15ms程度後)と熱流束が急激に減少するのに対し,120130°Cの場合には,その後も比較的高い熱流束が継続する.(4)伝熱面温度が140°C以上では,衝突直後の高い熱流束も観察されない.以上のように,液滴が衝突する伝熱面における蒸発の影響を定性的に把握することができた.平成21年度には,液滴を衝突させる系において実験を行い,伝熱表面直下に埋め込んだ76本の熱電対の応答性の確認と感温点深さの決定を行い,その上で,蒸発による伝熱が生じていることを確認した.平成22年度前半には,この実験系の改善を行った.また,年度後半には,この研究で使用している直径15mmの伝熱面上に単一の気泡を急速に成長させて,その底部にミクロ液膜を形成させ,乾燥面が広がる際の熱流束の分布と履歴を測定することを目指した.その過程で,サブクール液を減圧すると,通常,溶存気体が気泡となって現れ,伝熱面以外から発泡が生じる上,その気泡が観察を邪魔する大きな問題点を見いだした.最終的には,沸騰容器内に気相を残しておくことをあきらめ,十分に脱気した液体を加圧しておいて,急減圧させる方法を用い,伝熱面上に単一の気泡を生成することを実現した.また,熱伝導の逆問題を解くプログラムの開発を終えた.これは,各温度測定点での計算温度が時間平均的に測定データに一致するように表面熱流束を定めるものであり,Beckによる方法を拡張して用いている.前述の実験方法の確率と併せて,目的とする測定を可能にしている.平成23年度に予定している,一部分のみ,より密に熱電対を配置する伝熱面の感温部深さを最適にするためのシミュレーションプログラムを開発した.これは,軸対称円筒座標による計算で,伝熱面近傍で面の広がり方向の要素分割を細分化させ,適度な計算時間で急峻な熱流束変化の影響を見ることができるものである.最終年度である2011年度には,以下の2点について研究を行った.実験で使用した伝熱面は,直径が15mmで,面の広がり方向の1.5mm×1.3mmの格子点上,深さ0.3-0.4mmの点に熱電対を埋め込んだものであり,(1)においてもこれを想定している.(1)熱伝導逆問題解法の検証