hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘムオキシゲナーゼの触媒機構と蛋白質間相互作用ネットワークの解明

還元酵素(CPR)との表面プラズモン共鳴(SPR)による相互作用解析:HO-2に特徴的なN端延長配列ペプチドを化学合成し,HO-2とCPRとの結合に対する阻害実験を行ったところ,濃度依存的にHO-2のCPRに対する結合を阻害した。このことから,HO-2がヘムと結合していないapo状態でもCPRと弱いながら親和性を示す原因として,この酸性残基に富む延長配列部分がCPR分子表面の塩基性クラスター部分と静電的に相互作用していることが示唆された。2.平衡沈降法を用いたHOとCPRとの相互作用解析:CPRにはopen型とclosed型の二種類のconformationがあり、CPRのヒンジ領域の一部を切除するとopen型が安定化される。このopen型を安定化した変異CPR (ΔTGEE)は、ヘムーHO-1複合体に安定に結合し、ΔTGEEーヘムーHO-1複合体の結晶構造解析もなされている。一方, CPR分子内にジスルフィド結合を強制的に形成させた変異CPR (147CC514)は安定にclosed型として存在することが知られている。そこで,分析用超遠心機を用いてヘム-HO-1複合体とΔTGEEおよび147CC514との相互作用を検討したところ,ΔTGEEはヘム-HO-1複合体とサブマイクロM程度の解離定数で複合体を形成するのに対し,147CC514では複合体形成は見られなかった。生化学本課題では、「I.基質ヘムとHOとの結合をカロリメトリー解析し、その熱力学的パラメータを求める」、「II.HOによるヘム分解反応の中間過程を明らかにする」、「III.HOを含むヘム分解系酵素間の相互作用ネットワークを明らかにする」の3つを研究目的として挙げている。このうち、Iについては、これまで蛋白質とヘムとの相互作用について熱力学的パラメーターを用いて詳細に記述した例はほとんどなく、本研究で配位結合,静電相互作用,疎水相互作用の寄与を議論できたことの意義は大きい。また、【研究業績の概要】に記載した通り、予想していなかった興味深い結果も得られた。当初予定していた実験はほぼ終了し、現在論文執筆中である。その他の項目についても順調にすすんでおり、その成果として、計5件の研究発表を行い、1報の研究論文を発表した。特にHO-2とCPRの相互作用のSPR解析は実験を終了し、現在投稿論文執筆中である。以上の成果に基づき自己点検を行い、本課題研究を上記のように評価した。本課題では、「I.基質ヘムとHOとの結合をカロリメトリー解析し、その熱力学的パラメータを求める」、「II.HOによるヘム分解反応の中間過程を明らかにする」、「III.HOを含むヘム分解系酵素間の相互作用ネットワークを明らかにする」の3つを研究目的として挙げている。このうち、Iについては、【研究業績の概要】の1.に記載した通り、置換ITC法によって、WTのヘム親和性(Kd値)を精確に測定することができた。これにより、ギブスエネルギー変化(親和性)の他、エンタルピー変化とエントロピー変化を算出することが可能となり、ヘムとタンパク質の結合に対する配位結合,静電相互作用,疎水相互作用の寄与を議論できたことは画期的な成果である。また、IIについても、HO-2のN末端伸長配列のCPR相互作用への寄与とともに、HO-1と同様な内部残基による静電的相互作用の重要性も確認でき、HO-2が弱いながらも常にCPRと結合していることが示唆された。このことは、構成型アイソザイムとして、定常的なCO発生に関与しているのではないかというHO-2の生理的役割を裏付ける実験的事実として意義深い。
中国における日韓自動車部品メーカーの産業集積と製品アーキテクチャ戦略

本研究では中国における日韓独中自動車部品メーカーの産業集積、組織間システム、製品アーキテクチャ戦略について調べた。その結果、日韓独中自動車部品メーカーの組織間システムの違いに影響を及ぼす要因として製品アーキテクチャ以外にも各自動車メーカーの競争戦略が上げられることが明らかとなった。また、本研究では組織間システムを組織間開発システム、組織間生産システム、組織間取引システムという3つの軸で分類し、日韓独中自動車部品メーカーの産業集積、組織間システム、製品アーキテクチャ戦略の違いを明らかにした本研究では中国における日韓独中自動車部品メーカーの産業集積、組織間システム、製品アーキテクチャ戦略について調べた。また、本研究では組織間システムを組織間開発システム、組織間生産システム、組織間取引システムという3つの軸で分類し、日韓独中自動車部品メーカーの産業集積、組織間システム、製品アーキテクチャ戦略の違いを明らかにした日韓独自動車産業における中国進出戦略と産業集積について調査を行った。具体的な調査内容は次の通りである。平成18年8月に長春と北京調査を2週間実施した。この際に長春にある一汽VWとその部品メーカーの調査を行った。調査を行った一次部品メーカーは一汽VWの1次部品メーカーであるジョンソーンコントロールズとVW一汽平台である。中国の自動車産業の産業集積の底辺にある中小企業の組織間の協業プロセスについて調べるために、一汽VWの2次部品メーカーである方園塑料廠も訪れた。また、韓国系北京現代の自動車部品メーカー5社の調査を行った。さらに、平成18年9月に日本国内と韓国国内の自動車部品メーカーの階層的分業構造と産業集積について現地調査を行った。韓国の場合は、現代自動車の部品メーカーの集積が進んでいる京畿道華城地域の調査を行った。この際に、韓国の金型メーカーがどのように生産ネットワークを構築しているのかについても調査を行った。そして、日本国内のトヨタ系部品メーカーの九州地域への集積とその開発、生産、取引システムについて聞き取り調査を行った。また、丹後地域にあるホンダ系のロッカーアームの部品メーカー日進製作所の中国青島工場を訪れ、日系部品メーカーの生産、取引、開発システムについて調査を行った。これらの調査の成果をまとめ、平成19年3月出版された松岡憲司編著の『地域産業とイノベーション』という書籍の一章を担当し、「グローバル分業と製品アーキテクチャの階層構造」というタイトルで論文を書いた。また、調査した内容を平成19年2月14日に関西学院大学と吉林大学が共同で主催した日中経済シンポジウム「日中経済協力のあり方:企業の視点から」で「中国の自動車関連金型産業」について報告した。そして、日本国内の自動車部品メーカーがどのように開発、生産、取引システムを構築しているのかに関する論文がイギリスのジャーナル「Asian Business and Management」に2007年6月に掲載される予定である。中国の民営企業である一汽轎車と民営企業である長城汽車と吉奥汽車の組織間システムについて調べた。この調査を実施するため、中国の河北省保定市と浙江省台州市に行き、長城汽車と吉奥汽車の工場見学を行った。中国の民営自動車メーカーは低価格車の開発で市場シェアを伸ばしており、その背景には自動車のコモディティ化戦略があると思われる。そのため、中国の民営自動車メーカーのプラットフォーム戦略に関する文献調査とインタビュー調査を行い、大阪経済大学の中小企業経営研究所の雑誌「経営経済」にその成果を発表した。また、韓国の現代自動車の中国進出について調査するために、北京市順義区にある北京現代の工場見学とインタビュー調査を行った。さらに、ドイツのVWの中国進出について調べるため、長春にある一汽VWとVW一汽平台の工場を見学した後に、インタビュー調査を実施した。中国における外資系自動車メーカーの進出について調べるためには先に本国の組織間システムについて調べる必要がある。そのため、日本のトヨタと関連する部品メーカーの調査を行った。また、韓国の現代自動車の部品メーカーであるウィアと現代モービスの調査を実施した。さらに、ドイツのVWの本社があるヴォルクスブルグに行き、VWの工場見学とインタビュー調査を行った。そして、VWの部品メーカーであるマレーの技術者とインタビュー調査を実施した。このように、日本、ドイツ、韓国の自動車メーカーの中国進出に関する調査結果を論文に仕上げ、日本経営日本経営学会誌に論文を発表した。この論文では天津トヨタ、一汽VW、北京現代、長城汽車、一汽轎車の組織間システムの位置取りの違いについて検討した後、それが意味する戦略的な含意について明らかにした。日本、韓国、ドイツの自動車メーカーの中国進出によって中国で形成されている階層的分業構造について相互分析を行い、国際ビジネス研究学会で2007年10月に報告した。そして、この内容をまとめて、国際ビジネス研究学会年報に論文を投稿した。中国のトラックメーカーの調査を行うため、山東省の済南市と煙台市に行き、中国重汽集団の工場見学とその部品メーカーの組織間システムについて調べた。また、中国のトラックメーカーの販売戦略と製品開発の連携にっいて調べるため、煙台市にある解放トラックと中国重汽集団のトラックの4S店を訪れてインタビュー調査を行った。また、韓国のトラックメーカーの競争戦略について調べるため、現代商用車とタタ大宇商用車の工場を訪問し、聞き取り調査を実施した。タタ大宇商用車ではインド人の経営者と面談し、タタグループと大宇商用車のグローバル戦略と中国進出戦略について調べた。中国の国営企業である一汽輪車と民営企業である吉利と華普汽車の組織間システムについて調べた。

中国の民営自動車メーカーの競争戦略と組織聞システムに関する文献調査とインタビュー調査を行い、日本経営学会の学会誌にその成果を発表した。そして、2008年度学会の論文賞を受賞した。日本、韓国、ドイツの自動車メーカーの中国進出によって中国で形成されている階層的分業構造について国際ビジネス研究学会で2007年10月に報告した。そして、その内容をまとめた論文が国際ビジネス研究学会年報に掲載された。また、韓国の現代自動車の中国進出について調査するために、北京市順義区にある北京現代の工場見学とインタビュー調査を行った。さらに、ドイツのVWの中国進出にっいて調べるため、長春にある一汽VWとジョンソンコントロールスの工場を見学した後に、インタビュー調査を実施した。
菌体外分泌蛋白を用いた疫学解析法の開発

黄色ブドウ球菌(MRSA)、A群レンサ球菌感染症など細菌感染症について、個々の菌株による病原性ならびに耐性などが異なるために、それぞれの株を区別する必要がある。それによって院内感染対策や病原因子の解析に役立てるだけではなく、特定の病原性株が蔓延していることも検出できる。従来の疫学的手法としてDNA型等が用いられていたが、菌体外分泌蛋白の解析は直接病原因子の解析に結びつく利点がある。今回の研究によって我々は菌体外蛋白の2次元電気泳動(2-DE)によるパターンが十分な多様性を示し、疫学的に用いることができることを見いだした.さらに培養条件ならびに蛋白抽出、電気泳動条件を検討し、極めて再現性の良い結果が得られることを確認した。具体的な結果としては、(1)最適条件として、培養はLBあるいはBHI液体培地で振とう培養後早期定常期菌液から菌体外蛋白をTCAを用いて抽出し、速やかに2次元電気泳動を行う.(2)MRSAならびにA群レンサ球菌の菌体外分泌蛋白の2-D解析を行い、菌株によるパターンの多様性を確認した。(3)MRSAならびにA群レンサ球菌の主要な菌体外蛋白の2-DEスポットのN末アミノ酸配列解析を行い、それぞれ約100個ならびに20個の蛋白をゲノムデータベースから同定した。(4)MRSAにおいて各コアグラーゼ型に特徴的なスポットパターンが見いだされた。同一のコアグラーゼ型の株間では特にスーパー抗原の分泌に差異が見られた。(5)A群レンサ球菌では各M抗原型とスポットパターンに相関が見られた。(6)MRSAの新生児毒素ショック症候群様発疹症株ならびに熱傷様皮膚剥離症候群の株はそれぞれ特有の毒素分泌パターンを示した。(7)さらに多くの株の菌体外分泌蛋白の2-DEスポットパターンについてデータを蓄積した。今後はこのデータベースを基にして本方法の普及に務める。平成12年度研究では、黄色ブドウ球菌NCTC8325の全分泌蛋白を抽出し2次元電気泳動(2-DE)によって250以上のスポットに分離した。さらに約100の主要なスポットについてペプチドシーケンサーによってN末端アミノ酸配列を決定し、オクラホマ大DNAデータベースを用いてそれぞれのスポットの蛋白を同定した。また同一の分泌蛋白由来の複数スポットが多数同定され、各種proteaseによるpost translational modificationが判明した。さらに各種proteaseの作用について基質特異性を検討し、その意義を考察した。各種コアグラーゼ型に属する臨床分離MRSA株について全分泌蛋白の2-DEによる解析を行った。また代表的なスポットについてN末端アミノ酸配列を決定した。その結果臨床分離MRSA株はさまざまな2-DEパターンを示すことが明らかとなった。さらに同一のコアグラーゼ型に属する菌株は似た2-DEパターンを示した。全分泌蛋白の2-DEパターンの多様性ならびに解像度は染色体DNAパルスフィールドゲル電気泳動法と比べて十分に疫学的方法として用いることができることが明らかとなった。また個々のスポットの大きさからそれぞれの毒素蛋白の産生量が測定でき、それによって個々の菌株の病原性の強さを推定することが可能となった。患者由来の表皮ブドウ球菌分泌蛋白について2-DE解析を行い、黄色ブドウ球菌の結果と比較した。分析した株数は限られているがその結果、表皮ブドウ球菌は全く異なる2-DEパターンを示すことが明らかとなった。A群レンサ球菌についても全分泌蛋白の2-DE解析を行い、主要なスポットについてN末端アミノ酸配列の決定を行っている。その結果M抗原型と2-DEパターンに相関があることが明らかとなった。

平成13年度研究では、平成12年度に引き続き黄色ブドウ球菌分泌蛋白の2次元電気泳動(2-DE)スポットについてN末端アミノ酸配列の決定を行い、それぞれのスポットに対応する蛋白を同定した。さらに、菌を各種培養条件で培養し、それぞれの培養条件における分泌蛋白の産生を調べた。同一の培養条件では分泌蛋白は再現性よく産生されたが、酸性ならびにアルカリ性、嫌気状態では分泌蛋白の産生パターンは異なっていた。さらに、培地にブドウ糖を添加すると多くの分泌蛋白の産生は強く抑制された。これらの分泌蛋白の産生調節には、少なくともその一部に蛋白のリン酸化による2成分制御系の関与が示唆されている。したがって黄色ブドウ球菌の各種2成分制御系のそれぞれをノックアウトし、分泌蛋白産生調節の解析を行った。MRSA株の分泌蛋白について2-DEによる解析を進め、2-DEを用いてMRSAによる新生児毒素ショック症候群様発赤症(NTED)の院内感染の解析を行った。その結果、2-DEパターンはDNAパルスフィールドゲルパターンと比べてより優れた解像度と再現性を示し、疫学マーカーとして実用可能であった。また2-DE解析の結果NTEDの原因株はスーパー抗原であるTSST-1ならびにSECを極めて大量に産生する特異なMRSAであることが明かとなった。このような病原性を定量的に把握することは2-DEでなければできないことである。A群レンサ球菌、G群レンサ球菌の劇症型感染を起こした株についても全分泌蛋白の2-DE解析を行った。現在分析する菌株を増やして相互の比較を行っている。黄色ブドウ球菌(MRSA)、A群レンサ球菌の各種臨床分離株について、菌体外分泌蛋白の2次元電気泳動解析法を確立し、主要なスポットについてN末端アミノ酸配列解析を行い、ゲノムデータベースからそれぞれのスポットに対応した蛋白の同定を行い、ほぼ完成することができた。また、培地、増殖など培養条件ならびに泳動条件を検討して早期定常期の培養上清を用いて再現性の高いスポットパターンを得ることができた。黄色ブドウ球菌、A群レンサ球菌臨床分離株はさまざまな菌体外分泌蛋白の発現パターンをとり、特殊な病原性を示す株は特有のスポットパターンを示すことが明らかとなった。(1)MRSAのなかで新生児毒素ショック症候群様発疹症(NTED)の株はきわめて大量のTSST-1,SECを分泌する。そのパターンは菌株が異なっても似ている。(2)新生児熱傷様皮膚剥離症候群の株は近年日本で分離されるMRSA株のなかで特異なパターンをとる。今回解析した株は、きわめて大量の皮膚剥離毒素ETBを分泌し、他の毒素の分泌は少ない。一見して皮膚剥離毒素が他の毒素分泌を抑えているかのようである。(3)各コアグラーセ型スポットパターンの関係を調べたところそれぞれのコアグラーゼ型に特徴的なスポットパターンが見られた。同一のコアグラーゼ型の株間には特にスーパー抗原毒素の分泌に差が見られた。(4)A群レンサ球菌については、各M抗原型とスポットパターンに相関が見られた。
発がんにおけるDNA傷害と細胞周期チェックポイントの分子機構に関する研究

1.Chk1ヘテロマウスにおける発がんの検討Chk1欠損と発がんの関連を明らかにすることを目的として、4GyのX線照射を行い生存率及び発がんについて検討した結果、生存率は野生型マウスと同様で、発がん率にも変化が認められなかった。また、Chk1^<+/->/p53^<-/->マウスを作成し、生存率及び発がんについても検討したが、p53-/-マウスと同様の生存率・発がん率を示した。以上の結果から、Chk1については、LOH、haploinsufficiency等による発がんへの影響はほとんど認められないことを明らかにした。2.Chk2ノックアウトマウスと発がんの検討(1)G1/S及びG2/Mチェックポイント(2)Chk2ノックアウトマウスの解析Chk2ノックアウトマウスはp53ノックアウトマウス同様に放射線誘導アポトーシスに抵抗性を示し、個体レベルでも耐性を示すことを明らかにした。また、Chk2はp53の安定化に関与していることが明らかになったが、主にはATM/ATRに依存するChk2を介さない経路によってp53は安定化することを示した。興味深いことに、Chk2^<-/->細胞においてp53は安定化するが、p53標的遺伝子であるp21やNoxaなどの転写誘導が起こらないことを明らかにした。しかしながら、p53の安定化及び活性化に重要とされるp53のSer15やSer20のリン酸化は正常に起こっていた。これらの結果から、私たちはChk2がこれまで同定されていないp53のリン酸化もしくは他の分子を介してp53の転写活性を制御している可能性を提唱した。
国内およびアジア地域の廃棄物埋立地における亜酸化窒素の発生・排出メカニズムの解明

実埋立地におけるガス排出挙動をもとに、メタン発生量の多い埋立地においては、メタンと亜酸化窒素の排出量に一定の相関が見られることが確認された。亜酸化窒素排出量が多い埋立地には、有機物を含む廃棄物の埋設、高い地下水位、水面変動など共通した管理特性が確認された。埋立層に存在する水分量の変化が溶存態亜酸化窒素のガス態への移行に与える影響に関する知見を得た。有機系廃棄物由来の窒素成分は転換速度が速く、溶存窒素化合物が亜酸化窒素に変換し、その一部がガス化する機作が推測された。中長期的な排出挙動の推移をパラメータ化し、メタンおよび亜酸化窒素の両者を含めた温室効果ガス排出量算定モデルを開発した。廃棄物埋立地における亜酸化窒素排出挙動を明らかにするための実地調査を日本を含むアジア地域において実施した。また、高い亜酸化窒素排出が確認された埋立地の管理状態としては、有機物を含む廃棄物の埋設や、高い地下水位および水面変動など共通した特徴が確認された。亜酸化窒素ガスの排出量が低い範囲においても、高い埋立地ガス総排出量を示す場合もあり、亜酸化窒素の生成・流動を阻害する要因についての検討が必要であることが示唆された。その主要因として考えられる、埋立層内に存在する水分中に含まれる溶存態の亜酸化窒素を対象として、溶存態からのガス移行挙動についての検討を行った。水分含有量の変化が亜酸化窒素のガス態への移行に与える影響から、表層浸透および内部貯水によるガス態の亜酸化窒素排出挙動に関する知見を得た。得られた結果を用いて、埋め立てられる廃棄物、埋立地管理手法、立地気候帯を加味した亜酸化窒素排出量算定モデルの開発に着手した。温室効果ガス排出インベントリに活用することを意識し、既存のメタン排出量算定モデルと一体化した運用が可能なツールとしての提示に向けた開発を進めた。用いられるパラメータとして、廃棄物管理手法の類型、地域特異的な活動量・排出係数の整備を進めた。.廃棄物埋立地における亜酸化窒素排出挙動を明らかにするための実地調査を日本を含むアジア地域において実施した。埋立廃棄物の水分含有量変化が亜酸化窒素のガス態への移行に与える影響から、表層浸透および内部貯水によるガス態の亜酸化窒素排出挙動に関する知見を得た。特に、一時的に可溶化した窒素成分は亜酸化窒素態に変化した場合には速やかにガス相に移行することが示され、埋立地内の水分は亜酸化窒素の貯蔵に影響するのではなく、固相からの窒素成分溶解を通じて亜酸化窒素転換を促進していることが示唆された。本研究の主目的である、「廃棄物埋立地の立地・管理状態、搬入される廃棄物(埋立物)の特性に応じた亜酸化窒素の発生・排出メカニズムの解明」について、実施設における実態調査の結果を踏まえて、嫌気的生物反応の最終生成物であるメタンと同様の発生・排出挙動を示すルートを確認した。またその際の特徴的な埋立地管理状況および埋立物の特性についても知見を得た。また、上記のメカニズムを確認するための実験的検討に着手している点についても、当初計画に沿った進捗状況である。さらに、埋立地における亜酸化窒素の発生時期や量を予測する排出量算定モデル式の開発については、埋立物、埋立地管理手法、立地気候帯を加味したパラメータとして設定したプロトタイプを構築し、いくつかの埋立地のデータを用いて適用可能性を検討した。以上のことから、本研究の二年目の進捗状況としては当初計画通り順調に進行していると評価づけられる。廃棄物埋立地の管理状態、ならびに埋め立てられた廃棄物中の窒素源ごとに類推される亜酸化窒素の排出経路を実験的に検証した。有機系の廃棄物由来の窒素成分は、転換速度が速く、溶存した窒素成分が亜酸化窒素に変換し、その一部がガス化する機作が推測された。国内外の廃棄物埋立地からの亜酸化窒素の排出実態に係る現地調査結果を踏まえ、中長期的な排出挙動の推移をパラメータ化し、メタンおよび亜酸化窒素の両者を含めた温室効果ガス排出量算定モデルの開発をすすめた。メタンを含めた埋立地

由来の温室効果ポテンシャルの評価が可能になるよう、既存のメタン排出量算定モデル(IPCCモデル)と一体化した運用が可能なツールとしての開発を指向し、廃棄物に関する活動量、ならびに埋立地管理情報や気候帯に応じた排出係数を、いずれも既存の算定式であるメタン排出量算定モデルと同レベルの詳細度まで類型化を行った。計測機器の不調もあり、研究実施期間の延長を申請し認められたが、成果自体は当初計画に近い形で得ることができており、概ね順調に進捗していると考えている。廃棄物埋立地における亜酸化窒素排出挙動を明らかにするための実地調査を日本を含むアジア地域において実施した。実埋立地におけるガス排出挙動をもとに、メタン発生量の多い埋立地においては、メタンと亜酸化窒素の排出量に一定の相関が見られることが確認された。また、高い亜酸化窒素排出が確認された埋立地の管理状態としては、有機物を含む廃棄物の埋設や、高い地下水位および水面変動など共通した特徴が確認された。亜酸化窒素ガスの排出量が低い範囲においても、高い埋立地ガス総排出量を示す場合もあり、亜酸化窒素の生成・流動を阻害する要因についての検討が必要であることが示唆された。その主要因として考えられる、埋立層内に存在する水分中に含まれる溶存態の亜酸化窒素を対象として、溶存態からのガス移行挙動についての検討を行った。水分含有量の変化が亜酸化窒素のガス態への移行に与える影響から、表層浸透および内部貯水によるガス態の亜酸化窒素排出挙動に関する知見を得た。埋立地の管理状態、ならびに埋め立てられた廃棄物中の窒素源ごとに類推される亜酸化窒素の排出経路を実験的に検証した。有機系の廃棄物由来の窒素成分は、転換速度が速く、溶存した窒素成分が亜酸化窒素に変換し、その一部がガス化する機作が推測された。国内外の廃棄物埋立地からの亜酸化窒素の排出実態に係る現地調査結果を踏まえ、中長期的な排出挙動の推移をパラメータ化し、メタンおよび亜酸化窒素の両者を含めた温室効果ガス排出量算定モデルの開発をすすめた。メタンを含めた埋立地由来の温室効果ポテンシャルの評価が可能になるよう、既存のメタン排出量算定モデル(IPCCモデル)と一体化した運用が可能なツールとしての開発を指向し、廃棄物に関する活動量、ならびに埋立地管理情報や気候帯に応じた排出係数を、いずれも既存の算定式であるメタン排出量算定モデルと同レベルの詳細度まで類型化を行った。亜酸化窒素排出量が多い埋立地には、有機物を含む廃棄物の埋設、高い地下水位、水面変動など共通した管理特性が確認された。埋立層に存在する水分量の変化が溶存態亜酸化窒素のガス態への移行に与える影響に関する知見を得た。有機系廃棄物由来の窒素成分は転換速度が速く、溶存窒素化合物が亜酸化窒素に変換し、その一部がガス化する機作が推測された。中長期的な排出挙動の推移をパラメータ化し、メタンおよび亜酸化窒素の両者を含めた温室効果ガス排出量算定モデルを開発した。本研究の主目的である、「廃棄物埋立地の立地・管理状態、搬入される廃棄物(埋立物)の特性に応じた亜酸化窒素の発生・排出メカニズムの解明」について、実施設における実態調査の結果を踏まえて、嫌気的生物反応の最終生成物であるメタンと同様の発生・排出挙動を示すルートを確認した。またその際の特徴的な埋立地管理状況および埋立物の特性についても知見を得た。
合成ガスからの低級オレフィン製造に高選択性を示す活性鉄触媒に関する研究

テトラヒドロフラン還流下溶融金属カリウムでFe【I_2】を還元して得た鉄微粉を触媒として用いFischer-Tropsch(F-T)反応をおこなうと、低級オレフィン、特に1-ブテンを高い選択率で与える。本研究の目的は、調製条件を変えて得た微粉金属触媒を用いて、F-T反応をおこない本触媒の特徴を明らかにすると共に、微粉金属を分析し特異なF-T特性が発現する要因を明らかにすることである。得られた研究成果は以下の様に要約できる。1.種々の条件下でF-T反応をおこなった結果、反応温度は260280°Cで、【H_2】/CO比は1.5で、また、鉄単独よりもFe-Co(8:2)二元系触媒が、より優れた収率で1-ブテンを与えることが判った。鉄徴粉を水素前処理してF-T反応をおこなうと生成物分布が著しく変化し、【C_4】選択性が消失した。触媒中に混入している副生KIは触媒特性にほとんど影響を及ぼさなかった。2.鉄徴粉の元素分析により1.6%の炭素を検出した。また、水素零囲気中での昇温脱離をおこなった結果、【CH_4】、【CO_2】、【C_2】、【H_6】を認めた。XPS測定により鉄上のCisピークはブロードで種々の炭素種が表面に存在すること、本ピークの波形分離により主成分はグラファイトあるいは【C_2】【H_4】の様な炭化水素であることが示された。興味深いことに、未処理の鉄ではF-T条件下で表面に炭素種の析出・集積がおこるが、一方、水素前処理を施すと炭素種が析出しにくい状態に変化していることが判った。3.液体アンモニア中でバーチ還元によって得た鉄微粉を触媒としてF-T反応をおこなうとSchulz-Flory分布則に従う炭化水素生成物を与えた。本触媒をメタノールで処理すると鉄表面に炭素種が析出し、【C_3】が40%の高い選択率で生成した。以上の実験結果より、本鉄微分触媒の表面に析出している炭素種がF-T反応の特異な活性発現に関与しているものと結論した。
高出力テラヘルツ波発生光伝導素子の開発と実時間テラヘルツイメージング

高強度テラヘルツ波パルスの発生と利用に関して、おもに以下の3点の成果が得られた。(1)高強度テラヘルツ波パルスを用いた実時間イメージングの新しい手法を提案し、それを実証した。従来の手法では、テラヘルツ波の検出に用いる電気光学結晶のなかの複屈折性の不均一性が、得られる画像に直接影響を与えてしまうため、特にテラヘルツ波の電場分布そのものを測定するための障害となっていた。本研究では、テラヘルツイメージングの光学系を用いて、電気光学結晶中の残留複屈折性の分布を実測し、それを用いて得られるテラヘルツ画像を補正する方法を考案した。実際にその方法により、得られたテラヘルツ画像の画質が格段に向上することが実証された。(2)櫛型電極構造を持つ大口径光伝導アンテナ素子の特性を、さまざまな測定により調べた。絶縁層材料の違いにより暗電流の大きさに相違が見られた。素子を構成する7つのユニットに印加する電圧を操作することにより、発生するテラヘルツ波の空間プロファイルのコヒーレントな合成に成功した。それを、実時間テラヘルツイメージングにより観測した。また、フェムト秒レーザー発振器からの低出力の励起光によるテラヘルツ波の発生を観測し、非線形光学結晶による場合よりも2桁程度高い出力を得た。(3)非線形光学媒質における光整流による高出力フェムト秒光パルスからのテラヘルツ波パルス発生に関して、計算機シミュレーションを行い、その変換効率の限界や、各パラメータがそれに及ぼす影響について調べ、これまでにない知見を得た。強力なテラヘルツ波の短パルスの発生素子として、大口径光伝導アンテナが有力であるが、高電圧電源が必要であり、また、空気中の放電により印加電場の大きさが限られてしまうといった問題点があった。本研究では、それを克服するために、櫛型電極構造を持つ大口径光伝導アンテナを新たに開発し、それを用いて高出力のテラヘルツ波パルスを発生させることを目的としている。これまでに得た結果は以下のとおりである。電極幅、電極間隔が10μmで、サイズが1x1cmの電極構造作製のためのリソグラフィー用マスクおよび、各種の電極幅・間隔を持つテスト用素子のためのマスクを作製し、それらを用いて光伝導アンテナ素子を作製し、テラヘルツ波発生測定ならびに、各種電気特性の測定を行なった。電極構造作製には、リフトオフ法とドライエッチング法を用い、各種条件を最適化した結果、どちらによっても、導通のない電極構造が得られた。フェムト秒レーザーを用いたテラヘルツ波発生測定により、テラヘルツ波の発生を確認したが、以下のような課題が残った。i)発生したテラヘルツ波の振幅は、予測より低い励起光強度で飽和し、その結果、十分強いテラヘルツ波が得られない。ii)非励起時における素子を流れる暗電流が大きい。これらの問題点を改善するため、電極とシャドーマスクの間の絶縁層を酸化ケイ素からポリイミドに換えて素子作製を試みており、電気特性の評価を行なったところ、比較的良好な特性を得た。

絶縁層材料の違いにより暗電流の大きさに相違が見られた。素子を構成する7つのユニットに印加する電圧を操作することにより、発生するテラヘルツ波の空間プロファイルのコヒーレントな合成に成功した。それを、実時間テラヘルツイメージングにより観測した。また、フェムト秒レーザー発振器からの低出力の励起光によるテラヘルツ波の発生を観測し、非線形光学結晶による場合よりも2桁程度高い出力を得た。(3)非線形光学媒質における光整流による高出力フェムト秒光パルスからのテラヘルツ波パルス発生に関して、計算機シミュレーションを行い、その変換効率の限界や、各パラメータがそれに及ぼす影響について調べ、これまでにない知見を得た。
ナノスケール物性評価のための独立制御3探針原子間力顕微鏡システムの開発

複数のプローブを独立制御する原子間力顕微鏡の開発とこれを用いた物性評価を実現する事を目的として(1)プローブ走査機構の開発(2)有機微結晶の局所計測に取り組んだ.(1)フレクシャ機構をガイドとして利用する精密走査機構を設計開発した.プローブの精密位置決めが求められる本システムでは.熱ドリフトによる変位を上回る走査速度と,走査軸の直交性を両立しなければならない.これらを検証するため,作製した走査機構の機械特性を計測した.得られた機械共振周波数は7.2kHzとなり.ドリフト変位に乱されない高速走査を実現できる事が確かめられた.また,正方形状の金属パターンを表面観察したところ最大走査範囲2.4μmで直交した像が得られた.本システムでは,各プローブが対向配置される特異な構成をとるため市販製品を用いる事はできない.このため,システムに見合うサイズ・形状を最適化して必要性能を満たした点に本研究の意義がある.(2)孤立有機結晶上に接触させた2本の探針を電極として用いて電気特性を計測した.得られた電界効果移動度は従来手法の報告値より100倍大きく,従来技術では計測できなかった高結晶性試料由来の特性を示した.また,大気中の多結晶上で探針間距離を変化させた計測結果から,結晶間の粒界部で単結晶内と比べて10倍大きい抵抗値を得た.更に,粒界部の抵抗は真空中で100GΩを超える値となる事も分かった.これらより,有機結晶系の電気伝導は結晶間の粒界で律速され,大気に含まれる酸素がドーピング作用して抵抗値が減少すると結論づけた.以上の物性評価は,従来は立ち入ることのできなかった局所現象を新規手法で明らかにした点に意義がある.複数プローブを連携動作させることを目的とした装置開発に関して,その基本動作を実現する走査機構の開発に成功し,順調な進展が見られた.また,デバイス実現に向けた知見獲得を目指した物性計測では,各プロープで「入力」「出力」機能を実現して電荷輸送の律速過程を明らかにした.ここに,第三の機能でわる「刺激」はシステムの環境制御機構を利用したものであった.昨年度の研究実績でプローブによる局所「刺激」は実現されているため「入出力」との組み合わせには若干の余地を残したと評価できる.以上を総合すると本研究の目的は大部分で達成されたと考えられる.(抄録なし)複数のプローブを同時搭載する走査プローブ顕微鏡システムの新規構築に向け,プローブ位置の精密制御機構を開発し,動作雰囲気の制御機構に関わる機械振動を除去した.本研究で開発を手がける多探針原子間力顕微鏡システムは,ナノメートル領域で複数プローブを連携して動作させることをコンセプトとしている.そのため,各プローブ位置の精密制御はシステムの根幹をなす極めて重要な課題であり,これを基本としてシステム全体の機械的寸法や探針変位を検出するための光学系配置などが決定される.そこで本年度は,機械的な板ばね構造を有するプローブ走査機構を設計し,計算機シミュレーションで動作特性を評価して,板ばね構造の厚み・長さなどの構造パラメータを最適化した.設計した走査機構は全長が約50ミリメートルと小型なものでありながら,走査軸の直交性を保ちながら最大3マイクロメートル変位するという良好な性能を示した.これは新たに導入した板ばね構造が適切にたわむことによって得られた結果であり,走査軸が直交しないために観察像がひずむなどの問題があった従来システムから大きく改善が見られた.また,動作雰囲気を制御する際の必須要素である排気系がシステムに機械振動を誘起することをつきとめた.この対策として,金属蛇腹構造を排気口とシステム本体との間に新たに導入して振動を抑制することに成功した.これにより,大気および真空下での物性計測を実現し,制御雰囲気下で有機半導体結晶の電荷輸送特性を評価することができた.複数プローブの制御という新たな設計思想にもとづく本研究において,他の研究結果で確立されてきた既存技術を流用することは難しい.このため,独自システムに適した機械構造を新規考案し,その精密動作を阻害する機械振動を取り除けたことは,来年度以降の取組みの礎となり,本研究の円滑な遂行に際してきわめて意義深く重要である.複数プローブの連携動作を実現・検証する目的で(1)プローブの精密位置決め・走査機構の開発・導入および(2)多環境での複数プローブ応用計測の二点に取り組んだ.(1)プローブ位置決め機構としてmechOnics社製MX35を導入し,駆動パルス信号を発生させる増幅回路を設計するとともに,設計開発したプローブ走査機構を動作させるためのバイアス印加手法を考案して実装した.MX35はパルス電圧印加に応じた瞬時的なピエゾ素子の伸縮で微小変位を生じさせるため,パルス増幅回路にも高速動作が求められる.本研究ではTexas Instruments社製OPA544を用い,立下り時間2μsのパルスを発生させてMX35を駆動する事に成功した.プローブを動的に走査させる際,その動作は駆動方法にも影響される.本研究で用いる走査機構は,ピエゾ素子を対向させて備え付けており,これらを交互に伸縮させて走査の直交性を向上できる.これを利用し,ピエゾ素子の定格電圧を上限として素子両端に電位差が印加されるよう結線したところ,印加電圧に応じた変位が得られる事が確認できた.(2)微小な分子結晶粒における電荷注入特性を,「電荷注入」「電位計測」機能を担わせたプローブにより評価した.

また,計測雰囲気を制御する機構を追加導入して多角的な議論をおこなった.測定対象であるポリジアセチレン多結晶薄膜に「電荷注入」プローブを接触させてバイアスを印加し,生じた電荷移動を「電位計測」プローブによるKelvin Probe Force Microscopy計測で検出した.負バイアス時には薄膜エッジがぼやけて観察され,分子結晶内に電荷が留まらずシリコン酸化膜基板へ流出する事が分かった.計測雰囲気が薄膜に及ぼす影響を探るため,大気・真空・窒素中で計測をおこなった.大気中では印加バイアスに追従した電位応答が得られたのに対して,真空・窒素中では応答電位が低くなる結果が得られた.これより,内在キャリアが少ない有機薄膜に対して,大気中の酸素がドーピング作用した事を明らかにした.複数のプローブを独立制御する原子間力顕微鏡の開発とこれを用いた物性評価を実現する事を目的として(1)プローブ走査機構の開発(2)有機微結晶の局所計測に取り組んだ.(1)フレクシャ機構をガイドとして利用する精密走査機構を設計開発した.プローブの精密位置決めが求められる本システムでは.熱ドリフトによる変位を上回る走査速度と,走査軸の直交性を両立しなければならない.これらを検証するため,作製した走査機構の機械特性を計測した.得られた機械共振周波数は7.2kHzとなり.ドリフト変位に乱されない高速走査を実現できる事が確かめられた.また,正方形状の金属パターンを表面観察したところ最大走査範囲2.4μmで直交した像が得られた.本システムでは,各プローブが対向配置される特異な構成をとるため市販製品を用いる事はできない.このため,システムに見合うサイズ・形状を最適化して必要性能を満たした点に本研究の意義がある.(2)孤立有機結晶上に接触させた2本の探針を電極として用いて電気特性を計測した.得られた電界効果移動度は従来手法の報告値より100倍大きく,従来技術では計測できなかった高結晶性試料由来の特性を示した.また,大気中の多結晶上で探針間距離を変化させた計測結果から,結晶間の粒界部で単結晶内と比べて10倍大きい抵抗値を得た.更に,粒界部の抵抗は真空中で100GΩを超える値となる事も分かった.これらより,有機結晶系の電気伝導は結晶間の粒界で律速され,大気に含まれる酸素がドーピング作用して抵抗値が減少すると結論づけた.以上の物性評価は,従来は立ち入ることのできなかった局所現象を新規手法で明らかにした点に意義がある.当初の予定どおり装置開発が進展しており,その基礎となる機械系構築や設計技術についての地盤を固めることができている.研究目的として掲げる物性評価への応用に際しては,機械設計以外の視点から問題が浮上することも想定されるため,光学系の適用やガス導入などの実応用により知見を蓄積し,さまざまな応用場面を想定した多角的な動作評価をおこなう必要がある.当初の予定どおり複数プローブの連携動作が実現できており,昨年度に提起していた物性評価への応用にも取り組むことができた.とりわけ,ガス導入機構を用いた物性計測にあたっては設計段階で予見できない微細振動への対策など,実験的な技術を蓄積する事もできた.現状の応用においては,複数プローブ間の干渉は問題となっていないが,今後の更なる物性評価において顕在化する事も予想されるため,実験・理論の両面から検証する必要がある.
紀ノ川流域における荘園の復原調査

紀伊国鞆淵荘は、和歌山県粉河町に存在した荘園である。領家は鎌倉時代まで石清水八幡宮、その後は高野山金剛峰寺であったことが知られている。紀ノ川の支流である真国川の流域に開かれた狭小な耕地と広大な山野からなり、その中心にある鞆淵八幡神社には石清水八幡宮より送られた平安期の神輿(国宝)が今に伝えられている。学界では、この鞆淵八幡神社に伝存された古文書によって、中世の農民の姿が具体的に明らかにされた荘園として著名であるといえよう。しかし、従来そのような農民の活動がなされた場、すなわち荘園空間についてはほとんど明らかにされていなかった。今回の研究は、そのような荘園空間をできるだけ多角的に復原することを意図したものである。報告書の題名を『紀伊国鞆淵荘地域総合調査』としたのもこのような狙いによる。報告書の資料編で示したように、今回の調査では、地域に残る文献資料について徹底した調査を行った。そのこと自体が、この種の調査の事例として今後大きな意味を持つと思われるが、特に「大善寺大般若経」が奈良末室町期の書風を伝える貴重な経巻群であり、また地域においてこの大般若経がどのように扱われて来たかを明らかにし得た点も研究の一成果であったといえよう。本編では、真国川の本流・支流の谷々を細かく区分して、調査結果をまとめたが、個別の井堰、用水池の灌漑状況などから十五世紀に作成された土地台帳である「歩付帳」にあらわされた状況を、高い精度で復原することができた。また、四〇〇〇分ノ一の図面「紀伊国鞆淵荘地域景観復原図」(五図葉)には、この調査の成果が集約的に示されている。以上のように、近畿地方の山間地域に展開する荘園の復原調査として、貴重な事例を提供できたといえよう。紀伊国鞆淵荘の現地調査を行い、荘園公領制の解明を行うとともに中世村落の復原研究を進めた。具体的には、和歌山県粉河町役場および和歌山県地方法務局妙寺支局などにおいて3000分の1地形図・小字図・地籍図などの入手・閲覧を行い、さらに該当地域の用水池から耕地に至る灌漑経路、水田における乾田・湿田の別、現地で畑地となっている耕地の旧地目、耕地に付された通称地名などを、主に聞き取りと現況の確認によって図化作業を行った。この作業は予想以上に順調に進み、精密な図面の作製が可能となった。また高野山文書として残されている鞆淵荘関係史料や現地の鞆淵八幡神社に残されている史料のほか大善寺大般若経の調査も進み、これらは本年度『紀伊国鞆淵荘調査報告書資料編』として刊行することが可能となった。また、トプコン反射実体鏡3型の購入により空中写真の実体視が可能となり、復原研究に大きな進展を見ることととなった。これらの成果については1999年度に報告書を刊行し、明らかにしたい。以上のことにより、中世における在地領主による耕地開発の状況と、荘園領主による支配の関係を現地の実態に即して復原することが可能となった。この地域は荘園領主高野山の支配下にあって在地勢力が自己の勢力拡大のため農民支配を強力に進めようとしたが、それに対して農民が自立的な行動をとったことで学界に知られている。今回の調査により、現況の記録を残すとともに文献資料では不可能であった詳細な荘園の復原を行うことができた。

領家は鎌倉時代まで石清水八幡宮、その後は高野山金剛峰寺であったことが知られている。紀ノ川の支流である真国川の流域に開かれた狭小な耕地と広大な山野からなり、その中心にある鞆淵八幡神社には石清水八幡宮より送られた平安期の神輿(国宝)が今に伝えられている。学界では、この鞆淵八幡神社に伝存された古文書によって、中世の農民の姿が具体的に明らかにされた荘園として著明であるといえよう。しかし、従来そのような農民の活動がなされた場、すなわち荘園空間についてはほとんど明らかにされていなかった。今回の研究は、そのような荘園空間をできるだけ多角的に復原することを意図したものである。報告書の題名を『紀伊国鞆淵荘地域総合調査』としたのもこのような狙いによる。報告書の資料編で示したように、今回の調査では、地域に残る文献資料について徹底した調査を行った。そのこと自体が、この種の調査の事例として今後大きな意味を持つと思われるが、特に「大善寺大般若経」が奈良末室町期の書風を伝える貴重な経巻群であり、また地域においてこの大般若経がどのように扱われて来たかを明らかにし得た点も研究の一成果であったといえよう。本編では、真国川の本流・支流の谷々を細かく区分して、調査結果をまとめたが、個別の井堰、用水池の灌漑状況などから十五世紀に作成された土地台帳である「歩付帳」にあらわされた状況を、高い精度で復原することができた。また、四〇〇〇分ノ一の図面「紀伊国鞆淵荘地域景観復原図」(五図葉)には、この調査の成果が集約的に示されている。以上のように、近畿地方の山間地域に展開する荘園の復原調査として、貴重な事例を提供できたといえよう。
インクルーシブな高等教育における字幕情報呈示に関する研究

大学に障害学生が就学する割合は年々上昇している。聴覚障害の場合、講義において要約筆記やノートテイクを導入することで教員の音声情報を視覚化でき、ある程度の情報保障は可能となる。しかし、大学の講義では、教員は単に音声で解説することに留まらず、板書やスライドを利用しながら、さらにはそれぞれを連動させながら授業を展開している。そのため、聴覚障害のある学生は視覚化された音声情報に注視するだけでは情報が欠落してしまうため、必要に応じて注意喚起を促す必要がある。本研究では、注意喚起の必要な状況が発現した際、聴覚障害学生に対して注意を促す振動を呈示する無線通信システムを開発し、その必要性を実験により確認した。既存の情報保障技術には、すでに情報格差が存在している。例えば、聴覚障害者に対する情報保障としてノートテイク(要約筆記)がある。大学など高等教育機関における障害学生のための情報保障として利用されるノートテイクは教員の音声を文字化(視覚化)する処理を支援者が担っている。しかしながら教員は音声と共に板書をしたり、スライドを提示したり、それらを指差しするなどジェスチャーを交えながら授業を進める。そのため、聴覚障害学生はノートテイクの結果としての教員の「音声」を目で読みながら、板書やスライドを確認し、さらには教員の行動にも注意を払うという同時に3チャンネルもの視覚情報を処理しなければならない。本研究は、それら多重化された視覚情報処理において、負担の軽減をはかり、情報の欠落を減少させられる情報呈示方法を開発することにある。平成24年度は、聴覚障害学生が健聴学生と同一の講義を受講するために必要となるノートテイクサービスを受ける環境において、如何にして容易に教員の行動に注意を向けられるのかについて検討を行なった。一般的にノートテイクサービスを受ける場合、利用者のほとんどは講義中の教員には注意を向けず、常にノートテイカー(要約筆記者)の記述するノートに視線が注がれる。そこで、教員が注目してほしい時に聴覚障害学生へ連絡するための無線式情報呈示システムを開発した。授業中に教員がスライドを換えたり、板書したりした折に教員が押しボタンを操作することにより、聴覚障害学生が持つ子機に信号が伝達され、振動刺激により呈示するものである。そのため、聴覚障害学生はノートテイクの結果としての教員の「音声」を目で読みながら、板書やスライドを確認し、さらには教員の行動にも注意を払うという同時に3チャンネル、あるいはそれ以上の視覚情報を処理しなければならない。平成25年度は、聴覚障害学生が健聴学生と同一の講義を受講するために必要となるノートテイクサービスを受ける環境において、教員の音声情報の視覚化だけではなく、板書を開始したり、スライドを変更したりした場合に、それら教員の行動に注意を向けてもらいうため、振動による注意を喚起するシステムを製作した。そこで、教員が板書を始めたり、スライドを変更したりする時、つまり教員の行動が変化した場合において、その状況を聴覚障害学生へ連絡するための無線式情報呈示システムを製作した。授業中に教員がスライドを換えたり、板書したりした折に教員や支援者らが押しボタンを操作することにより、聴覚障害学生が持つ子機に信号が伝達され、振動刺激により呈示するものである。大学など高等教育機関における障害学生のための情報保障として利用されているノートテイクは教員の音声を支援者によって文字化(視覚化)することで情報が伝えられる。しかしながら通常の授業では教員は音声を発しながら板書をしたり、スライドを提示したり、それらを指し示すなどジェスチャーを交えながら授業を進めている。そのため、聴覚障害学生はノートテイカーが書き記した教員の「音声」を目で読みながら、板書やスライドを確認し、さらには教員の行動にも注意を払うという同時に複数の視覚情報を処理しなければならない。本研究は、聴覚障害学生の視覚に偏重した情報保障において、負担の軽減をはかり、情報の欠落をできる限り減少させられる情報呈示方法を開発することにある。

平成23年度は、授業の情報保障としてノートテイクを利用している聴覚障害学生7名(回収率78%)の学習行動について調査を行った。その結果、教室の黒板やスライドスクリーンの位置を確認した上で自分の座る位置を決めている学生が少ないことが解った。回答者のほとんどが情報獲得の効率や利便性よりも「友人の座った位置」、あるいはノートテイカーが両側に座ることから「学生の少ない位置」を選択していた。また、聴覚障害学生と健常学生の視覚情報処理における差異と共に心的負担について調べることのできる実験方法について検討した。そして、聴覚・視覚による情報呈示/視覚のみによる情報呈示という2種類の情報呈示方法による質問プログラム(注意喚起システム)を用いて、正答率と反応時間について計測することのできる実験システムを試作した。既存の情報保障技術には、すでに情報格差が存在している。例えば、聴覚障害者に対する情報保障としてノートテイク(要約筆記)がある。大学など高等教育機関における障害学生のための情報保障として利用されているノートテイクは教員の音声を文字化(視覚化)する処理を支援者が担っている。しかしながら教員は音声と共に板書をしたり、スライドを提示したり、それらを指先しするなどジェスチャーを交えながら授業を進める。そのため、聴覚障害学生はノートテイクの結果としての教員の「音声」を目で読みながら、板書やスライドを確認し、さらには教員の行動にも注意を払うという同時に3チャンネル、あるいはそれ以上の視覚情報を処理しなければならない。本研究は、それら多重化された視覚情報処理において、負担の軽減をはかり、情報の欠落を減少させられる情報呈示方法を開発することにある。平成24年度は、聴覚障害学生が健聴学生と同一の講義を受講する環境で、如何にして容易に教員の行動に注意を向けられるのかについて検討を行った。平成25年度は、教員の音声情報の視覚化だけではなく、教員の行動に注意を向けてもらうため、振動による注意を喚起するシステムを開発した。平成26年度は、聴覚障害学生に対して授業中に注意喚起システムを利用し、教員が板書を始めたり、スライドを変更したりする折に、支援者らが押しボタンを操作することで、その状況を振動刺激により呈示した。被験者のアンケート結果から、特にノートテイクの結果を確認している状況下において、支援者から適切に教員の行動に関する情報が伝達された場合には理解が進んだ、との意見があり、注意監視システムの有効性が確認されたが、データの集約には今しばらく時間を要する。リハビリテーション平成23年度に開発した質問プログラム(注意喚起システム)の納品遅延による影響から、実際にデータを取得するための評価実験の構築が遅れてしまったことが原因である。平成24年度に開発予定となっていた「字幕情報の発現をリアルタイムに指示(注意喚起)することのできるシステム(インジケータ)」については、評価実験と同時に開発することができず、結果的には年度内に開発できたが予定された進行状況を改善するまでに至らなかった。
高血糖が吸入麻酔薬による心筋保護効果を抑制するメカニズム

吸入麻酔薬は心筋虚血再灌流傷害に対して保護効果を有するが、同時に高血糖状態ではその効果が減弱することを報告してきた.吸入麻酔薬による心筋保護効果の作用機序はAktの活性化が関与する。インスリンはAktを活性化するので吸入麻酔薬とインスリンを併用すると高血糖でも心筋保護効果が得られるか実験した.インスリン単独またはインスリンと吸入麻酔薬の併用は高血糖でも心筋梗塞サイズが有意に低下し保護効果を有することがわかった。はじめに、ラットの大動脈の血管平滑筋細胞を採取し、正常D-グルコース(NG)、高血糖D-グルコース(HG)、高L-グルコース(LG)の3種類の培養液で24時間培養した。その後、パッチクランプ法で血管平滑筋細胞のATP感受性K^+チャネル(KATP)電流を測定した。0.5mMイソフルランを投与するとNGとLGではKATPが開口したがHGでは開口が有意に抑制した。Protein kinase C(PKC)の拮抗薬であるcalphostin CおよびPKC inhibitor20-28を前処置しておくとHGによって抑制されるイソフルラン誘導性KATPの活性が減少し、結果的にKATPは開口する。さらにPKCを活性化するPMAはHGと同じような作用を示した。活性酸素の測定も行ってみて、HGでは活性酸素が増加していた。HGと活性酸素除去酵素を同時にインキュベートしてもHGによるイソフルラン誘導性KATP活性抑制は棄却されなかった。これらの結果からHGでは血管平滑筋細胞のイソフルランによるKTAP開口を棄却してしまい、その作用機序にHGによる過度なPKC活性が関与していることが示唆できる。これらの内容はAnesth Analg誌に発表した。次ぎにウサギの心筋虚血再還流モデルで再還流直前から直後にかけてイソフルランを投与すると心筋梗塞サイズが減少する現象(Anesthetic postconditioning)が高血糖でどうなるか?さらにPI3K-Akt経路を活性化させるインスリンを投与するとどうなるか検討した。高血糖ではイソフルランによる心筋梗塞サイズの減少は棄却されたが、インスリンは高血糖の有無に関係なく心筋を保護した。高血糖でもイソフルランとインスリンを投与すると心筋梗塞サイズは減少した。昨年度のウサギの心筋虚血再濃流の実験の続きを行なった。イソフルランのpostconditioningによる心筋梗塞減少効果は高血糖状態で棄却されるが、インスリンを再灌流直後に投与すると高血糖状態でも心筋梗塞サイズを減少した。また、イソフルランとインスリンの併用も高血糖状態でも心筋保護効果を保った。これらの結果は吸入麻酔薬による心筋保護効果は高血糖状態で発揮されにくいという欠点をインスリンの投与で克服できる可能性があることを示唆している。これは臨床的に非常に重要で特に今回の結果でインスリン単独投与によるpostconditioningは高血糖状態でも影響を受けない強力な心筋保護効果を有することが判明した。これらの成果は2008年米国麻酔学会において口演発表に選択され発表した。次ぎに上記の現象にAktのリン酸化が関与するかどうか調査した。ウサギのin vivo実験で心筋虚血を30分行い、再灌流早期にイソフルランおよびインスリンを投与し正常血糖状態と高血糖状態にして再灌流5分後に心臓を取り出し冷凍保存した。後日エラスターゼインヒビターを含む溶液に組織を入れてホモジェナイズし、蛋白質を抽出しWestern Blot法でリン酸化Aktを測定した。インスリン投与群とイソフルラン群でリン酸化Aktが増加していることを予想していたが、各群のばらつきが大きく有意差を検出することはできなかった。ELISA法やマルチプレックスサスペンションアレイなど別の方法を用いて再実験を行いたいと考えている。