hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液柱内マランゴニ対流の振動流遷移とカオス化過程(宇宙ステーション実験へむけて)

2005年実施予定の宇宙ステーションにおける実験に向けて,ハーフゾーン液柱内マランゴニ対流に関する実験及び数値計算を行った.シリコーンオイル液柱を上部(加熱)及び下部(冷却)ディスク間に形成して,液柱両端面間に温度差を実現し,温度差表面張力対流場を発生させ,その対流速度場,温度場に関して解析を行った.マランゴニ対流の強さは,無次元数であるマランゴニ数Maを用いて表される.当該対流場においては,Maが閾値を越えると,2次元定常流から3次元非定常流(振動流)へと遷移することが知られている.実験においては,低温環境下で実験を行うことにより,試験流体の蒸発を抑制しつつ,高Ma状態を付加することに成功した.また,3次元PTVを当該実験系に適用し,直径5mm高さ1mm程度の液柱内流れ場の3D速度場の再構築を行った.本研究において行った内容は以下の通りである.(1)液柱径及びアスペクト比,流体動粘度をパラメータとして,振動流遷移条件及び遷移後のモード構造の解析,(2)定常流場及び振動流初期における3次元PTVによる流れ場解析,(3)高Ma付加時における新たな脈動・回転振動流場の発見,更に(4)カオス的流れ及び乱流状態の実現,それらの流れ場のカオス解析,である.また,数値計算においては,(1)高プラントル数流体,高マランゴニ数状態に対応する計算コードの開発,(2)高Ma付加時におけるカオス的流れ場の非線形解析を行った.これらの研究成果は,当該体系における流体現象に関する知見の蓄積だけでなく,宇宙実験実施にあたり,実験パラメータの設定およびデータ解析方法の確立において非常に重要な知見となり,宇宙実験の成功に向け不可欠な成果であると言える.2005年実施予定の宇宙ステーションにおける実験に向けて,ハーフゾーン液柱内マランゴニ対流に関する実験及び数値計算を行った.シリコーンオイル液柱を上部(加熱)及び下部(冷却)ディスク間に形成して,液柱両端面間に温度差を実現し,温度差表面張力対流場を発生させ,その対流速度場,温度場に関して解析を行った.マランゴニ対流の強さは,無次元数であるマランゴニ数Maを用いて表される.当該対流場においては,Maが閾値を越えると,2次元定常流から3次元非定常流(振動流)へと遷移することが知られている.実験においては,低温環境下で実験を行うことにより,試験流体の蒸発を抑制しつつ,高Ma状態を付加することに成功した.また,3次元PTVを当該実験系に適用し,直径5mm高さ1mm程度の液柱内流れ場の3D速度場の再構築を行った.本研究において行った内容は以下の通りである.(1)液柱径及びアスペクト比,流体動粘度をパラメータとして,振動流遷移条件及び遷移後のモード構造の解析,(2)定常流場及び振動流初期における3次元PTVによる流れ場解析,(3)高Ma付加時における新たな脈動・回転振動流場の発見,更に(4)カオス的流れ及び乱流状態の実現,それらの流れ場のカオス解析,である.また,数値計算においては,(1)高プラントル数流体,高マランゴニ数状態に対応する計算コードの開発,(2)高Ma付加時におけるカオス的流れ場の非線形解析を行った.これらの研究成果は,当該体系における流体現象に関する知見の蓄積だけでなく,宇宙実験実施にあたり,実験パラメータの設定およびデータ解析方法の確立において非常に重要な知見となり,宇宙実験の成功に向け不可欠な成果であると言える.2003年実施予定の宇宙ステーションにおける実験に向けて,Half-zone液柱内マランゴニ対流に関する実験及び数値計算を行った.シリコーンオイル液柱を上部(加熱)及び下部(冷却)ディスク間に形成して,液柱両端面間に温度差を実現する.実験では,液柱径及びアスペクト比,流体動粘度をパラメータとして,振動流遷移及び遷移後のモード構造を対象とした.上部ディスクにサファイアを採用し上方からの観察を可能にし,また,低温恒温槽内で実験を行い,試験流体の蒸発の抑制,高温度差及び高アスペクト比液柱を実現した.得られた知見は以下の通りである.すなわち,振動流遷移を記述する無次元数マランゴニ数に対し,上記パラメータに依らずほぼ一定の臨界値となる新しい代表長さを実験的に見出した.また,遷移後に生じるモード構造に関し,アスペクト比に対してその発生領域を定めた.更に長波長型放射温度計を用いて液柱表面温度を測定し,振動流遷移時における表面温度の周方向への伝播を明らかにした.液柱内流れ場の3次元計測においては,直径数mmという非常に小さい領域かつ自由表面が曲率を持つことから大きな空間的制約があったが,上部ディスク上方にプリズムを設置して2台のCCDカメラにより観察するための光学系を確立した.数値計算においては,3次元直円柱系での振動流遷移及び,温度場速度場ともにモード2及び3のPulsating振動流を再現した.自由表面上で高温部から低温部へ流れるマランゴニ対流により液柱中心部での低温流体の上昇流が駆動され,その低温流体が上記振動モードに対応する挙動をすることを明らかにした.以上の結果に関し,Schwabe教授(Giessen大学,独)を招聘して意見の交換及び議論を行い,当該研究の将来の方向性などを話し合った.また,米国物理学会流体カ学部門年次大会,日本マイクログラビティ応用学会

第15回学術講演会において成果を発表した.昨年度に引き続き,2003年実施予定の宇宙ステーションにおける実験に向けて,Half-zone液柱内マランゴニ対流に関する実験及び数値計算を行った.シリコーンオイル液柱を上部(加熱)及び下部(冷却)ディスク間に形成して,液柱両端面間に温度差を実現し,温度差表面張力対流場を発生させる.実験においては,(1)液柱径及びアスペクト比,流体動粘度をパラメータとして,振動流遷移及び遷移後のモード構造の解析,(2)高マランゴニ数付加時における流れ場の解析,更に(3)定常流場及び振動流初期における3次元PTVによる流れ場解析を行った.(1),(2)に関しては,昨年度用いた装置系により実験を行った.(1)において,更に広範なパラメータについてデータの蓄積を行った.また,温度上昇速度が臨界点に与える影響を調べた.(2)では,振動流遷移後の流れ場において,更に新しい振動流形態への遷移点が存在することを明らかにし,そこでの流れ場の解析を行った.この新しい流れ場においては,それまで液柱全体に分散していた可視化用トレーサー粒子が,1本あるいは2本の閉じたひも状構造上に集積した.更に(3)では,昨年度構築した光学系を改良し,直径5mmの液柱内対流の3次元速度場測定を実現した.本実験により得られた渦中心位置,渦近傍の粒子速度を数値計算結果と比較を行い,よい一致を得た.以上の結果に関し,「界面現象,マランゴニ効果」に関する国際WS,第4回日韓熱工学合同会議,日本マイクログラビティ応用学会第16回学術講演会,宇宙利用シンポジウムにおいて成果を発表した.一昨年度,昨年度に引き続き,2005年実施予定の宇宙ステーションにおける実験に向けて,ハーフゾーン液柱内マランゴニ対流に関する実験及び数値計算を行った.シリコーンオイル液柱を上部(加熱)及び下部(冷却)ディスク間に形成して,液柱両端面間に温度差を実現し,温度差表面張力対流場を発生させ,その対流速度場,温度場に関して解析を行った.マランゴニ対流の強さは,無次元数であるマランゴニ数を用いて表す.当該対流場においては,マランゴニ数が閾値を越えると,2次元定常流から3次元非定常流(振動流)へと遷移することが知られている.実験においては,(1)高マランゴニ数付加時における流れ場の非線形解析,(2)振動流遷移後における脈動および回転振動流場の3次元PTVによる流れ場解析を行った.実験(1)において,臨界マランゴニ数の数倍に及ぶ非線形領域までを実現し,昨年度見いだした動的粒子集合現象が発生した後に,カオス的な流れ場が存在することを明らかにし,各種カオス解析によりそれぞれの流れ場の同定,解析を行った.実験(2)では,光学系の改良により,より高マランゴニ数領域の流れ場再構築に成功した.これにより,脈動および回転振動流の3次元速度場再構築を初めて行い,その定性的解析を行った.以上の結果に関し,第2回乱流及び剪断流れ現象に関する国際シンポジウム(TSFP2),第1回界面流体力学及び物理化学システムにおけるプロセスに関する国際マランゴニ会議(IMA-conf.),第4回PIVに関する国際会議(Int.Symp.PIV01)等において成果を発表した.
生活困窮者と次世代家族の生活習慣改善とセルフケア能力獲得に向けた保健師の家庭訪問

本研究は、生活保護受給等の経済的生活困窮者・家族への健康管理支援のために、市町村の生活保護担当課に配置された保健師による、家庭訪問が主軸の個別支援の特徴を(1)熟練保健師への支援事例調査により明確にし、(2)保健師が個別支援により捉えた生活困窮者・家族に特異的な生活実態から、生活習慣病予防に向けた取り組み課題を明らかにする。これにより、生活習慣病予防等のセルフケア能力獲得に向けた健康管理支援方法を検討するための先駆的研究を行った。市町村の生活保護担当課に配置された、熟練保健師(原則5年以上の実務経験)による家庭訪問も含む個別支援過程における保健師の意図と行為を調べた。データ収集は、家庭訪問を行った保健師に個別支援再現記録を作成してもらい、研究者がその記述内容を理解するためインタビューで内容確認した。ここでの記述表現は、保健師が内面で考えたことが、事実に忠実に伝わるものでなければならない。記述データは、情報提供保健師が文章推敲・加筆修正し、再び研究者が確認するというやりとりを合意できるまで繰り返した。データ分析は、保健師の行為と、その行為を方向づける意図の内容分析と、視点をあてた詳細な分析を行う。詳細な分析の視点は、先行研究により妥当性が確認できており、これまでの研究経過で修正を重ねて採用してきたもので、(1)看護援助を提供する者と受ける者との相互作用、(2)家庭・地域生活を含めた援助提供、(3)援助ニーズの優先度の判断と援助提供方法の選択、(4)対象の過去の経験に対する援助提供、(5)看護援助の他事例や保健事業・施策への反映、(6)関係職種との連携、である。この記述データの記述と分析の適切さは、研究組織内さらに家庭訪問実践・教育経験のある看護研究者2名に検討してもらった。熟練保健師(原則5年以上の実務経験)による家庭訪問が主軸の個別支援過程を研究対象とし、生活保護担当課に保健師を配置している市町村保健師(69名程度)予定のところ、今年度は、「市」の生活保護担当課に配置され生活困窮者を支援する保健師(3名)と、障害福祉・高齢福祉課等に配置され生活困窮者を支援する保健師(5名)による支援過程を調査した。後者の保健師を含めることにした理由は、本研究を進める中で1保健師を生活保護担当課に配置する市町村は多くないこと、2生活保護担当課以外の福祉部門に配置された保健師が生活困窮者の健康生活を支援することが少なくなかったこと、が明確になったためである。従って本研究では「保健師による生活困窮者の健康生活支援」に一義的な意義をおくことから、データ収集対象は生活保護担当課に配置された保健師による支援過程としつつも、「福祉部門に配置された保健師」による支援過程と広く構えて調査することとした。なお生活保護担当課に配置された保健師(2名)については依頼中であり、今年度はあと23人のデータを得る予定にしている。以上のとおり、概ね当初計画どおりの進捗状況である。(1)生活保護担当課に配置された保健師(23名)による支援過程の調査を追加する。(2)福祉部門に配置された保健師による、生活保護受給等の経済的生活困窮者・家族への健康管理支援のための、家庭訪問も含む個別支援の特質を検討する。(3)学校給食等での食育にも波及させ、学童期からのセルフケア能力獲得支援方法を検討し、経済的困窮であっても学童期から獲得可能な生活習慣とセルフケア能力獲得支援が提案できるよう、学校教諭・養護教諭の意見も把握していく方法の可能性について検討する。

熟練保健師(原則5年以上の実務経験)による家庭訪問が主軸の個別支援過程を研究対象とし、生活保護担当課に保健師を配置している市町村保健師(69名程度)予定のところ、今年度は、「市」の生活保護担当課に配置され生活困窮者を支援する保健師(3名)と、障害福祉・高齢福祉課等に配置され生活困窮者を支援する保健師(5名)による支援過程を調査した。後者の保健師を含めることにした理由は、本研究を進める中で1保健師を生活保護担当課に配置する市町村は多くないこと、2生活保護担当課以外の福祉部門に配置された保健師が生活困窮者の健康生活を支援することが少なくなかったこと、が明確になったためである。従って本研究では「保健師による生活困窮者の健康生活支援」に一義的な意義をおくことから、データ収集対象は生活保護担当課に配置された保健師による支援過程としつつも、「福祉部門に配置された保健師」による支援過程と広く構えて調査することとした。なお生活保護担当課に配置された保健師(2名)については依頼中であり、今年度はあと23人のデータを得る予定にしている。以上のとおり、概ね当初計画どおりの進捗状況である。(1)生活保護担当課に配置された保健師(23名)による支援過程の調査を追加する。(2)福祉部門に配置された保健師による、生活保護受給等の経済的生活困窮者・家族への健康管理支援のための、家庭訪問も含む個別支援の特質を検討する。(3)学校給食等での食育にも波及させ、学童期からのセルフケア能力獲得支援方法を検討し、経済的困窮であっても学童期から獲得可能な生活習慣とセルフケア能力獲得支援が提案できるよう、学校教諭・養護教諭の意見も把握していく方法の可能性について検討する。おおむね順調に進んだが、2018年度内実施予定の健康生活指導を担当する学校教諭への講習会が、急遽隔年開講となり実施できず、調査票の印刷・発送が出来なかったこと、学術集会に参加する分担研究者数が予定よりも減ったため、\292,364の繰越金が生じた。使用計画(1)追加の調査のための旅費と謝品、データ通信機器購入費;国内旅費(2ヶ所×@50)、調査協力の保健師謝品(2人×@5).(2)経済的困窮であっても学童期から獲得可能な生活習慣とセルフケア能力獲得支援を提案するための検討会議費と旅費;会場費(1ヶ所×@10)、国内旅費(1ヶ所×1回×(@25×3人+@20×1人+@10×1人)).(3)健康生活指導を担当する学校教諭への質問紙調査を郵送法のための経費;調査票印刷費(1式×@150).(4)調査票のデータ入力委託費(1式×@200).(5)中間報告のための学会参加費と旅費;国外学会(2回×@30, 1ヶ所×@300千円, 1ヶ所×@100)the 14th International Family Nursing Conference, August 13 - 16, 2019. Washington, D.C.、国内学会(3回×@10, 3ヶ所×@50)
放射線心筋障害に対するＮａ利尿ペプチド製剤の予防効果に関する基礎的研究

マウスに対し、縦隔へ8Gy照射を行い、14日後から、ANP製剤の持続静脈投与を行った。コントロールとして非投与群を置いた。照射後6か月の時点ですべて安楽死させ、心筋線維化率を検討した。6カ月後の経過観察中に非照射群で3匹が、照射群で5匹が死亡した。照射群で心外膜の肥厚および心筋の線維化を認めたが、ナトリウム利尿ペプチド投与群と非投与群で心筋の線維化の程度などに有意な差は認めなかった。このことからANP製剤には放射線による心筋線維化の抑制効果は認めないと判断した。当施設の動物実験倫理審査通過後、γ線照射装置の使用登録を行った。高エネルギーの放射線による心筋線維化に対するナトリウム利尿ペプチド製剤による予防効果の有無を示す目的の動物実験を開始した。マウス30匹を購入し、そのうち20匹にγ線照射装置により上半身照射8Gy単回照射(下半身は鉛板を加工し遮蔽)を行い、その後飼育中である。現時点でまだ2ヶ月経過したところであるが、懸念された重篤な食道炎や肺臓炎もなく、1匹も死亡することなく飼育中である。これらのうち10匹にはγ線照射後2週間より5日間心房性ナトリウム利尿ペプチド製剤を連日0.1μg/kg/分で投与し経過観察中である。この製剤投与による副作用は認めなかった。残りの10匹は対照群として放射線照射は行わずに飼育中である。現時点ですべてのマウスに心不全兆候はなく、体重増加・呼吸状態共に安定している。情報収集のため放射線腫瘍学・生物学の学会や研究会に参加し、放射線心臓障害に関する臨床における発表も行ってきた。臨床においてもMRI上で心筋の変化が生じていることを報告した。この報告は第26回日本放射線腫瘍学会にて優秀演題賞を受賞した。この結果は本研究の妥当性を担保する結果であった。また今後行う予定であるマウスの心臓MRI撮像のため共通機器室の小動物用MRIの使用説明会にも出席し使用許可を得た。照射後3ヶ月、6ヶ月の時点でのMRI撮像を予約しており、終了後に病理学標本との対比を行うつもりである。Na利尿ペプチド製剤の放射線心筋障害抑制の可能性を検証するため、今回の実験を計画したが、当初計画したBNP製剤は本邦で未認可であり、予算の関係もあり、入手困難であったことから計画を日本で認可臨床使用されているANP製剤に変更し、全体に実験計画の変更を行った。計画変更に伴ってANP製剤を製薬会社に提供を依頼し、合意を得て入手した。その後に動物実験計画を再度作成の上、当施設の動物実験センターへ提出。承認を得た(2012医動-473)。遅れたが、次年度直後より動物実験を開始予定とした。この結果では40 Gyが処方された心筋組織では42.9%が、60 Gyが処方された心筋組織では67.9%で心筋の代謝変化を認めた(対照の被曝していない心筋では10%以下の代謝、当初我々が考えていたよりも高頻度の心筋組織の変化が示唆された。この結果は今回の動物実験による顕微鏡的組織変化との照らし合わせ、放射線心筋障害の抑制剤に関する可能性を期待させるものであった。当初予定した全身照射を施行したマウス5匹は全例で早期死亡あるいは急激な体重減少を認めたためその時点で安楽死をさせた。これは放射線食道炎および骨髄抑制による感染が原因と思われた。そこで、次に下半身を鉛でブロックし、半身照射8Gyをマウス10匹に施行した。照射後2週間にて1群(5匹)に心房型ナトリウム利尿ペプチドの静脈投与を行った。その後に半年間の経過観察後に、心電図および呼吸同期させた心臓MRIを施行し、心筋の信号変化を測定した。即座に安楽死させ心臓摘出し心臓組織検索を行った。マッソン・トリクローム染色など組織の線維化と形態変化を中心に観察を行った。対照群は非照射群(10匹:このうち5匹はナトリウム利尿ペプチド投与)とした。半年間の経過観察中に非照射群で3匹が、照射群で5匹が死亡した。照射群で有意に体重増加の不良を認めた。これもやはり放射線食道炎と骨成長障害によるものと考察した。組織学的に照射群で心外膜の肥厚および心筋の線維化を認めたが、ナトリウム利尿ペプチド投与群と非投与群の間に線維化の程度などに有意な差は認めなかった。このことから心房型ナトリウム利尿ペプチドには、放射線による心筋線維化の抑制効果・予防効果は認められないと判断した。今後は本邦では薬事承認されていない脳性ナトリウム利尿ペプチドやACE inhibitorによる同様の実験を行い、放射線心筋障害予防効果について検討する方針である。

放射線腫瘍学当初は今年度中にすべての実験を終える予定であったが、γ線照射装置の利用申請などに予想外に時間が掛かったことから2014年末より動物実験を開始することとなったため。その後は予定通りに進行中である。使用薬剤の手配と、その変更に伴う実験内容変更のため指導していただく実験協力者の異動も相まって、遅延しているが、すでに準備はできたため次年度開始当初より実験を進める予定であり、次年度中には目的を達成できるもの思われる。現在、照射後3ヶ月となることから心臓の状態を把握すべく当施設保有の小動物用のMRIにて途中評価を行う予定にしている。その後は6ヶ月経過時点で再度心臓MRIを撮像し、その直後にすべてのγ線照射済みのマウスを安楽死させナトリウム利尿ペプチドの心筋保護作用の効果を評価する。なお、計画当初は心臓エコーでの評価を考えていたが、より客観性に富み画像が鮮明に得られるMRIにて評価することとした。その結果は2015年日本放射線腫瘍学会総会あるいは米国放射線腫瘍学会で報告を予定している。次年度開始当初より動物実験を実施する。放射線照射後、薬剤投与を行い、6ヶ月後にすべての実験動物を安楽死させ、組織切片作成、放射線による心筋障害の抑制効果の可能性について解析を行う。実験開始の時期がおくれたために、マウスへのガンマ線照射後の飼育期間が不足しており、まだ晩期放射線障害の生じる時期でないため飼育料が次年度に持ち越しとなった。また晩期障害を画像評価するための小動物MRI使用料および安楽死後の心臓病理プレパラート作成費用がその後に生じるために次年度使用額が生じた。引き続きマウスの飼育費および心臓MRI用の使用料、心臓病理プレパラート作成費用として平成26年度分と合わせて使用予定である。次年度使用額は、当初は初年度に予定していたマウスの購入や飼育管理を延期することによって生じるもの、これを当初からの平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。また当初から予定していた平成25年度請求額は組織切片作成、顕微鏡の特殊解析装置使用費、謝金、学会旅費に使用する予定である。
レールガン方式超高速核融合ペレット射出装置の開発

核融合プラズマへのペレット入射は、プラズマへの粒子補給としてのみならず、粒子分布制御、プラズマ計測など幅広い用途があり、核融合装置の開発において不可欠の要素である。本研究では、今後の高速ペレット射出装置としてのレールガンの基本的な特性を調べるために。以下の3つの点について調査を行った。1)プラズマ電機子の挙動プラズマ電機子を用いるレールガンでは、加速距離が長いほどプラズマ電流が分裂するようになる。プラズマ電流が分裂した場合、増加中の速度は急激に飽和する。レールガンに沿って置いた複数のピックアップコイルを用いてプラズマ電流密度の分布の時間推移を測定した。その結果、時間および位置の変化とともに電流密度分布は進行方向に拡がり、最終的に分裂することがわかった。レールガンでは、プラズマからのエネルギー束によって加速管壁の一部が気化し、その蒸気がプラズマ電機子の内部に一部取り込まれる。加速距離が長くなるほどプラズマの質量、体積は大きくなるので、プラズマ後端でレーリー・テ-ラ不安定性等が発生して、これがプラズマ電流の分裂を誘発するのだと考えられる。2)プラズマ排出孔の効果レールガンによって加速される飛翔体の速度は原理的に加速距離に依存する。長距離で加速するためには、1)で述べたプラズマの質量増加の制御か不可欠である。加速中にプラズマの一部を排気することを目的として、加速管に小孔を設けた。この小孔の設置によって、プラズマの分裂が抑制される場合があることがわかった。小孔通過前後でプラズマの特性がどうのように変化するのかを調べるために、分光法によって小孔通過前後においてプラズマの電子密度を測定した。その結果プラズマの前方で電子密度が低下することがわかった。3)加速管壁としてのセラミックの適用加速管壁に耐熱材料を用いることは、加速管のアブレーションを低減するための有効な方法のひとつである。本年度、酸化珪素系のセラミックを加速管絶縁壁として採用し、レールガンの挙動を調べた。その結果、プラズマ電機子の長さが短くなり、プラズマ電機子の分裂が抑制されることがわかった。しかしながら、従来のポリカーボネート材を用いた場合と比べて、レール側のエロ-ジョンが激しくなった。加速管壁に耐熱材を用いることにより、加速管壁への熱負荷が増加することがわかった。
ITを活用した協調学習のためのインストラクショナルデザイン支援環境の開発

本研究は、ITを活用した協調学習のインストラクショナル・デザインを支援する環境の開発を目的として行った。近年、e-learning環境の整備が精力的に進められており、ITを活用した高度な教育環境の必要性が指摘されている。シミュレーションなどのITの活用は、現象を視覚的・直感的に理解しやすく、物理学の学習に効果的であるといえる。また、対象領域に関する知的好奇心の喚起、理解の深化、さらには論理的思考を養うためには、他者とのコミュニケーションを通じて学習を進める協調学習が有効である。そこで、本研究では、物理学を対象領域としたネットワーク上での協調学習の支援を目指した。特に、教師やシステム開発者が学習プロセスと学習環境(どのソフトウェアをどのタイミングで誰が使うか)を設計することの支援を目指し、複雑な協調学習プロセスを可視化し、学習者、目的、使用するソフトウェアとタイミングなどを貼り付けていくようなインタフェイスを設計し、プロトタイプを構築した。具体的に行った研究・開発活動は以下の通りである。(1)物理学を対象とした協調学習プロセスを表現する枠組みの検討と、プロセスを構成する部品の抽出(協調学習オントロジーの構築)(2)構成要素の典型的な組み合わせを抽出し、パターンとして蓄積(3)直感的操作により学習プロセスを設計できるインタフェイスの設計(4)プロトタイプ開発今後は、(2)のパターンをさらに蓄積するとともに、既存の教材等ともリンクをとり、ネットワーク上で公開していく予定である。
GVHD予防目的に胎仔肝造血細胞移植を併用したラット腸管移植の研究

実験前段階でのLewis ratを用いた小腸移植実験は平成8年1月頃から血管吻合吻合成功例が80%程度と安定してきたが、donorの胎仔肝造血細胞をrecipient予定の生後まもないratに静脈注射したところ、生存が極めて難しく、当初の実験計画におけるmodel作成が困難であったため、実験系を変更せざるを得なかった。次に、rat小腸移植モデルにおける虚血再潅流障害、拒絶反応時の粘膜上皮の細胞増殖パターンおよびその経時的な変化を解析することとした。その結果、同系移植モデルでは粘膜上皮細胞は一旦、虚血再潅流障害により脱落するが、移植後1日目から回復してくることが判明したが、crypt領域の細胞増殖活性は一貫して変化を認めなかった。異系移植においては同系移植と同様に粘膜上皮細胞は虚血再潅流障害により一旦脱落し、移植後1日目から回復してくるが、その後拒絶反応が原因で再度脱落することが判明した。また、crypt領域の細胞は移植後5日目から急速に増殖活性の低下が認められた。以上により、移植後のgraft粘膜上皮の脱落、および再生には虚血再還流障害と拒絶反応の両方が関与しており、移植後早期には虚血再還流障害が主な原因であることが判明した。それに加え、急性拒絶反応においてはcrypt領域の細胞増殖活性の低下が早期の拒絶反応の指標となる可能性が示唆された。平成7年度実験前段階のLewis ratを用いた小腸移植実験を97例に対して行なった。donor,recipientともにLewis rat(雄、体重250g)を用いた。donor手術は回腸末端の10cmをgraftとし、血管については大動脈と門脈まで採取した。recipient手術は大動脈大動脈吻合と門脈大静脈吻合を行ないThiry-Vella loopとした。平成7年9月に手術手技を変更したので、平成6年1月から平成7年9月までを前期とし、平成7年9月から平成7年12月までを後期とした。前期;74例、このうち血管吻合成功例18例(24%)後期;23例、このうち血管吻合成功例13例(57%)となった。まだ血管吻合に要する時間を短縮できると思われるが、血管吻合は安定してきた。このため、donorの系の胎仔肝造血細胞の作成し、胎仔肝造血細胞を生後24時間以内のrecipientに対してに静注することを始めている。実験前段階のLewis ratを用いた小腸移植実験は平成8年1月頃から血管吻合成功例が80%程度と安定してきた。一方、donorの系の胎仔肝造血細胞をrecipient予定の生後まもなくのratに静注を行ったが、生存が極めて難しく、実験当初に予定していたrecipientのmodel作成ができなかった。このために実験を変更せざるをえなかった。平成8年6月から実験をrat小腸移植モデルにおける再潅流障害、拒絶反応のapoptosis発現のパターン、時期などを明らかにするために再潅流障害モデル、拒絶反応モデルにおける移植小腸の粘膜の粘膜上皮細胞のapoptosisの検索と細胞動態としてのGraft上皮細胞のmitosisの検索を行うことにした。移植方法は冷阻血時間を2時間として、Thiry Vella loopとする従来の方法を採用した。各群を移植後1日目、3日目、5日目、7日目に犠牲死させる4グループに分け、さらに同系移植群には虚血再潅流障害の影響を調べるために冷阻血2時間後、再潅流1時間後にも検体を採取した。検体はHE染色で形態学的変化を、PCNA染色ではcryptのmitiosisの程度を検討した。またapoptosisはTUNEL法で行うことにした。現在実験途中であるので、HE染色とPCNA染色を行ったが、TUNEL法は未だ行っていない。同系移植群では粘膜上皮細胞は冷阻血、再潅流障害により脱落するが、移植後1日から回復してくる。cryptのmitosisは一貫して変化なかった。

異系移植群は粘膜上皮細胞は冷阻血、再潅流障害により脱落し、移植後1日でやや回復し、その後拒絶反応のために粘膜上皮が脱落していく。cryptのmitosisは移植後5日から急速に減少していった。今後apoptosisについて検討していく。
不確実性の下における機関投資家の売買執行に関する研究

自らの売買執行により価格を動かす機関投資家の執行戦略として、関連する主に次の二つの観点からの研究を進めた。一つ目に主に確率最適制御、特に取引の静的・動的戦略の検証、二つ目に取引の多様性に基づく取引所外取引を考慮にいれた執行戦略である。金融取引のグローバル化による市場間競争、通信技術の革新等による取引の高速化により、取引所外取引や高頻度取引の影響をも考慮に入れた研究を進める必要がある。このことから本年度は従来の研究に加え取引所外取引の影響を加味したモデルの設計を試みた。1.期間投資家による執行戦略に関して、多くの研究では平均分散アプローチによる経路独立な静的な戦略が用いられている。一方時間依存する動的な執行戦略はある条件下で静的なクラスにある事が分かっている。これら戦略の時間整合性に関して、ある時点において価格が自分にとって望ましい方へ動けば執行を早めるAIM(Aggressive In the Money)とその逆であるPIM(Passive In the Money)等の戦略の条件下において、指数効用をもつ機関投資家の動的計画法から導かれた静的なクラスにある執行戦略と、同じくリスク回避的な機関投資家の各時点における情報更新を加味した適応的な執行戦略の類似性を示した。投資家のリスク許容に関する時間変化や、価格インパクト関数の形状との関連による最適性の条件をさらに検証する必要がある。2.近年の取引の高速化や取引所の多様化等の取引環境の変化により、代替執行システム(ATS若しくはPTS)を考慮した取引が注目されている。代替取引システムの一つであるダークプールを主に考え、通常の取引市場における価格に対するコストと、ダークプールにおける執行に対する不確実性によるコストのトレードオフにより、機関投資家の双取引対する取引の関連性を検証した。一般にダークプールにおける低流動性を表現するため、これまでのLOB(Limit Order Book)モデルを援用し、早期にダークプールにおける大量執行が最適である結果を得た。機関投資家の大量執行に伴う価格変動により生じる流動性リスクのマネジメントに関して主に、価格モデルの構築と、そのモデルの下での最適執行戦略の導出を目的としている。特に執行戦略(制御)問題として、すべての戦略のクラスにおいて動的計画法からのアプローチを用いて、CARA型効用関数を仮定した大量執行を行う機関投資家の執行戦略が静的なクラスにあることが分かっている。この際用いられた仮定を緩め、より現実的なモデルの下で行う執行戦略の導出は、昨今の電子取引の普及等によるアルゴリズムトレーディングにおけるアルゴリズムの構築やその正当性の検討等においても、実務的に意義のある問題である。先ず、価格モデルの構築に関して、マーケットマイクロストラクチャーの分野から注文板の形成過程を待ち行列の理論を用いて、実証研究で報告されている指数resilienceの理論的整合性が均衡において図られ、かつ非線形インパクト関数モデルの経済学的解釈が、M/M/1のシンプルな仮定の下で与えられる事がわかった。この結果をもとに、売りと買いの非対称インパクト問題への考察、より一般的な分布の仮定に対する考察への指針を立てた。次に制御に関して、主に連続時間の確率制御問題に関連する文献の収集と研究、現在までの研究動向を捕える為に研究会や研究集会等への参加し、さらに、より深い理解の為解析力学の分野の研究を行い,本研究との関連性を図った。離散時間モデルの研究を進めるにあたり、その比較として連続時間モデルの最適化問題において用いられるHJB方程式についての深い理解の為、解析力学の分野の研究が必要となった。この考察の為、価格モデルの構築とその価格モデルの下での制御に関する研究に多少の困難が生じ執筆が遅れることとなった。

指値注文板からの非線形インパクトを組み込んだ価格モデルにおける動的計画アプローチによる最適執行戦略の導出と複数資産への拡張を行い市場が及ぼす戦略への影響、またその逆の大量取引戦略が及ぼす市場への影響の考察を行う。連続時間・離散時間モデルの制御における可解性の条件の導出・考察と、価格モデルとの比較が今後の研究課題の推進方策となる。この為の制御の方法論としてインパルス制御理論の本研究への応用も研究の対象として考慮する。価格モデルに関しては、買い注文と売り注文、双方を考えることにより価格の市場操作のできないモデルの構築が必要とされ、それを課題として残す。
Cross-Cultural Inquiries into Social Problems: Kuwata Kumazo and his Contemporaries, 1890-1930

社会政策の分野で日本の法学者桑田熊蔵(1868ー1932)はこの時代に偉大な功績をあげた人物の一人と言える。1896年に日本の経済学者金井延とともに、社会問題に取り組む学術研究団体を立ち上げた。その1年後にはこの団体が基礎とな理「社会政策学会」が発足した。桑田は実家の援助を得て、1896から1898までドイツ帝国、イギリスとフランスの大学で留学した。同時にヨーロッパの社会問題を検討しました。ヨーロッパの経験をもとに桑田は帰国後日本の社会政策のパイオニアになりました。
AIHの発症進展にはTh17・NKTによるTreg維持増殖機構の破綻が関与する

本研究では自己免疫性肝炎(AIH)の病態解明を目的に、「貪食系細胞によるアポトーシス肝細胞の処理不全により自己反応性T細胞が活性化される」、「NKT細胞によるTreg維持機構の破綻」という仮説の検証を行い、さらに"自己反応性T細胞の活性化"と"Tregの減少"の両方に関わる因子としてのTh17細胞の検討を行った。その結果、貪食系細胞によるアポトーシス肝細胞の処理不全により自己反応性T細胞が活性化され、炎症性サイトカインにより活性化が増強すること、NKTとTregの有意な相互影響は認められないこと、Th17はAIHの病態形成には関与していないことが明らかにされた。マクロファージによるアポトーシス細胞の認識、貪食過程に必須の分子であるMFG-E8の変異蛋白であるD89Eは、MFG-E8と競合しその作用を阻害するが、本実験ではThl反応を優位に生じやすい遺伝的背景を有する雌性BALB/cマウスにD89Eを投与、マクロファージによるアポトーシス細胞の認識・貪食が阻害された状態が誘導できることを確認した。雌性BALB/cマウスの肝臓からコラゲナーゼ処理により肝細胞を分離・培養して得た初代培養肝細胞を、蛋白合成抑制剤と抗Fas抗体で処理してアポトーシスを誘導し、D89E処理および非処理マウスの腹腔内に投与、一定間隔で数回投与後にマウスの脾臓よりT細胞を分離し、in vitroで上記のアポトーシス誘導肝細胞の細胞膜、細胞質、核の各分画とIL-2存在下で混合培養して得られたT細胞分画の自己肝細胞成分に対する反応性を各細胞分画と混合培養時の^3H-thymidineアッセイ法により検討し、ついで自己肝細胞に対する細胞障害性を^<51>Cr遊離法により測定したところ、肝細胞特異的自己反応性T細胞が誘導されることが示された。さらに同実験系にIL-2、IL-12、IFN-γ、TNF-αなどの炎症性サイトカインを投与すると、肝細胞特異的自己反応性T細胞誘導が増強されることが明らかとなった。§AIH発症とNKT細胞によるTreg維持破綻を介した免疫制御機能の相乗的低下の関連*AIHモデルにおけるNKT、Tregの動態と、その相互作用のAIH病態への関与の検討AIHモデルの発症、寛解、再燃の各期における、NKT、Tregの動態と機能を以下の方法で解析した。まず、コラゲナーゼ処理により分離した肝内浸潤リンパ球および末梢血より分離したリンパ球からNKTに特異的に発現するVα14に対する抗体およびTreg分離キットを用いたMACS操作によりNKT、Tregを分離、Jα281、Foxp3発現によりNKT、Treg分画であることを確認した。各期における両分画の量的変化を分析したところ、発症期ではNKT、Tregともに低く、寛解期ではNKTは減少したままであるがTregは増加傾向にあり、再燃期では再びNKT、Tregともに減少することが明らかになった。IL-10などの抑制性サイトカインを含めたNKT、Tregのサイトカイン産生プロファイルを解析したところ両細胞ともIL-10を産生するが、NKTはIL-10とほぼ同量のIFNγも産生すること、TregのIL-10産生量はNKTよりも多いことが示された。また両細胞のCTLA-4、PD-1などの抑制性補助分子の発現動態をFACSにて解析したところ、TregはPD-1、CTLA」4ともに発現しているが、NKTにはそれら分子の発現は見られないことが明らかになった。ついで各期のTregとCD25-CD4+細胞の混合培養時のCD25-CD4+細胞の増殖動態の解析によりTregの抑制機能を評価したが、Tregの抑制機能は各病期において正常に維持されていることが明らかとなった。さらに各期のNKT、Tregを24時間混合培養後に、それぞれのサイトカイン産生プロファイル、抑制性補助分子発現、Tregの抑制機能を解析し、NKTとTregの相互作用がお互いの機能に及ぼす影響を評価したが、NKTとTregの相互影響に関する有意な結果は得られなかった。§AIHの病態形成へのTh17細胞の関与(Tregとの関連を含めた検討)*Th17の動態の解析AIHの発症、寛解、再燃の各期で肝内浸潤、末梢血リンパ球を分離し、FACSを用いた細胞表面上のIL-23R発現、細胞内IL-17同定によりTh17を分画、それらの動態と病態の関連を検討したところ、発症期にはcontrolに比しTh17が増加するが有意差は認めず、また、寛解期で減少し、再燃期ではわずかに増加する傾向を認めたものの、各病期間での有意な変化は認めなかった。

また各期の血中IL-17をELISAにて測定し、Th17の動態、病態との関連を検討したが、各病期間で血中IL-17値の有意な変動は観察されなかった。ついで各病期におけるT-bet陽性Th1、GATA-3陽性Th2の動態を解析し、それらとTh17動態の関連を検討したが、Th1、Th2、Th17の各サブセットの関連は見られなかった。またTh1を誘導するIL-12、Th2を誘導するIL-4、Th17を誘導するIL-23の各血中濃度をELISAにて測定したが、こちらも各病期における相互の関連は観察されなかった。*Th17とTregの関連の解析各病期におけるTh17、Tregの量的動態を解析し、Th17増加にともなうTregの減少が認められるか検討したが、Treg、Th17ともに発症期で高値をとるが、その後は自然経過により減少し、両者の相互抑制作用は観察されなかった。さらにTregを誘導するTGF-β、Th17を誘導するIL-6の血中濃度をELISAにて測定し、各サイトカインの動態とTh17、Tregの量的動態の関連をみたが、血中レベルでの関連はみられなかった。
MEMSデバイスの高信頼化のための単結晶シリコンの表面反応疲労現象の理解と制御

MEMSデバイスをより苛酷な環境で使用することを保証するために,デバイスの構造材料であるシリコンの信頼性について継続して研究を進めている.本年はシリコンの疲労破壊発現のメカニズムを検討するために,(1)高温引張試験装置を用いた単結晶シリコンの引張試験,(2)表面を酸化した単結晶シリコンの引張試験を行った.(1)高温引張試験装置を用いた単結晶シリコンの引張試験高温(500ないし800°C)かつ酸化雰囲気など雰囲気制御可能な環境で引張試験する装置を開発した.試験片は裏面から赤外線ランプ加熱により所望の温度まで加熱される.加熱系以外の試験装置の構成は従来の薄膜引張試験装置と同じ方法を用いる計画であり,基本的な構成は従来の静電チャック方式の薄膜引張試験装置を利用し,加熱機構,雰囲気制御容器,熱絶縁のための構造などを新たに追加した装置を試作した.最高600度での試験を実現し,単結晶シリコンの塑性変形を観察した.塑性変形の発生は,ひずみ速度に依存することを見出した.(2)表面を酸化した単結晶シリコンの引張試験単結晶シリコン薄膜試験片をドライ酸化で100nmから200nmの表面酸化膜を形成して,引張試験を行い,酸化前後の引張強度の変化を評価した.酸化することによって,強度はいったん増加したが,酸化膜厚を増加させると逆に強度は低下した.また,破壊の起点が表面だったものが,酸化後はシリコンの内部で発生している.この破壊の起点の寸法は,酸化により生成した酸素析出欠陥のサイズとよく一致していた.破壊の起点が欠陥にあることを推定している.シリコンの疲労特性把握のための疲労試験データの収集を進めるため,以下の3点を実施した.(1)単結晶シリコン試験片の作製,(2)単結晶シリコンの疲労強度・疲労寿命の雰囲気依存性評価,(3)高温薄膜引張試験装置の製作を行った.(1)単結晶シリコン/酸化シリコン薄膜試験片の作製表面マイクロマシニングを用いて膜厚数ミクロンの薄膜試験片を製作した.試験片形状に加工したシリコン膜をSOIの絶縁層(SiO2)を犠牲層として,フッ酸溶液により,シリコンウエハからリリースし片持ち梁形状とする.(2)単結晶シリコンの疲労特性の測定既存の雰囲気(温度,湿度)制御可能な静電チャック方式の薄膜引張疲労試験装置を用いて,単結晶シリコンの疲労強度を評価した.応力を変化させたときの疲労寿命(疲労破壊に至るまでの荷重回数)のデータを取得し,セラミックスの亀裂進展理論と脆性材料の強度ばらつき(ワイブル統計)解析を組み合わせることで,強度に大きなばらつきを有し,寸法効果がある,シリコンの疲労試験結果の統計的解析手法を構築し,シリコンの疲労寿命曲線(S-N曲線)を明らかにした.(3)高温引張試験装置の試作高温(500ないし800°C)かつ酸化雰囲気など雰囲気制御可能な環境で引張試験する装置を開発した.試験片は裏面から赤外線ランプ加熱により所望の温度まで加熱される.加熱系以外の試験装置の構成は従来の薄膜引張試験装置と同じ方法を用いる計画であり,基本的な構成は従来の静電チャック方式の薄膜引張試験装置を利用し,加熱機構,雰囲気制御容器,熱絶縁のための構造などを新たに追加して,新しい装置とした.最高600度での試験を実現し,単結晶シリコンの塑性変形を観察した.MEMSデバイスをより苛酷な環境で使用することを保証するために,デバイスの構造材料であるシリコンの信頼性について継続して研究を進めている.本年はシリコンの疲労破壊発現のメカニズムを検討するために,(1)高温引張試験装置を用いた単結晶シリコンの引張試験,(2)表面を酸化した単結晶シリコンの引張試験を行った.(1)高温引張試験装置を用いた単結晶シリコンの引張試験高温(500ないし800°C)かつ酸化雰囲気など雰囲気制御可能な環境で引張試験する装置を開発した.試験片は裏面から赤外線ランプ加熱により所望の温度まで加熱される.加熱系以外の試験装置の構成は従来の薄膜引張試験装置と同じ方法を用いる計画であり,基本的な構成は従来の静電チャック方式の薄膜引張試験装置を利用し,加熱機構,雰囲気制御容器,熱絶縁のための構造などを新たに追加した装置を試作した.最高600度での試験を実現し,単結晶シリコンの塑性変形を観察した.塑性変形の発生は,ひずみ速度に依存することを見出した.(2)表面を酸化した単結晶シリコンの引張試験単結晶シリコン薄膜試験片をドライ酸化で100nmから200nmの表面酸化膜を形成して,引張試験を行い,酸化前後の引張強度の変化を評価した.酸化することによって,強度はいったん増加したが,酸化膜厚を増加させると逆に強度は低下した.また,破壊の起点が表面だったものが,酸化後はシリコンの内部で発生している.この破壊の起点の寸法は,酸化により生成した酸素析出欠陥のサイズとよく一致していた.破壊の起点が欠陥にあることを推定している.
インストラクショナルデザインの美学・芸術的原理の導出

本研究では、欧米において「学びたさ」についてのインストラクショナルデザイン研究で注目が集まっている「美学・芸術的な視座」からの設計原理が我が国においてどこまで援用可能かを検討し、我が国独自の原理導出を目指した。教育工学の隣接領域で展開しているペルソナ技法やユーザーストーリー等関連研究の知見を取り入れ、パリッシュが提唱したIDの美学第一原理を検討し、意欲向上につながる学習経験を実現する方策を試みた。今年度は、これまでの欧米における先進事例研究を踏まえて、我が国の関連諸領域における研究の動向を整理することから着手した。具体的には、[学びたさ]をめぐる動向、ユーザーストーリーを描くことで「学びたさ」の誘発・阻害要因を検証する方法、ソフトウェア工学で実績がある「ペルソナ手法」を援用する可能性について、文献を調査した。この成果は、関連学会にて報告した。「ペルソナ手法」を学習環境の設計に生かす道を模索するため、研究協力者が直面する研修場面を取り上げて、「美学・芸術的視座」から提案されている設計原理を実現するためにはどのような要素を盛り込む可能性があるかを検討したが、それを実際の研修に適用するレベルまでの具体化が達成できなかった。引き続き次年度もこの課題には取り組んでいく。ユーザーストーリーを描くことで「学びたさ」の誘発・阻害要因を検証する方法について、我が国での適用可能性を、医薬従事者の対人コミュニケーション訓練に関する企業内教育の場面を取り上げて検討したが、研究協力者(研究代表者が属する大学院の社会人学生)の職務との関連で試みるまでには至らなかった。Parrishの提唱する学習経験の質モデルを勤務校のストーリー中心型カリキュラムの実践演習科目や導入教育(オリエンテーション科目)分析に応用し、その適用可能性を模索した。今年度は、引き続き、これまでの欧米における先進事例研究を調査した。具体的には、教育設計における社会・文化的配慮についての動向を調べ、その成果を、関連学会にて報告した。Ginsberg & Wlodkowskiが提唱する「学習意欲のIAWCフレームワーク」や米国の教室で支配的な言語的・文化的・政治的な規範と異なる考え方との比較表は、我が国における教育設計への示唆に富む。また、Rogersら国際的なID実践経験者へのインタビューをまとめて明らかにした文化的差異(一般的な文化・社会的期待、指導・学習上の期待、言語と記号、技術的なインフラと慣れ)、あるいはParrishらが提唱する「学習の文化的次元フレームワーク(Cultural Dimensidn of Learning Framework ; CDLF)」を精査し、我が国における教育実践への示唆をまとめた。一方で、Parrishの提唱する学習経験の質モデルを勤務校のストーリー中心型カリキュラムを構築するデザイン研究の中で活用したり、学習者が学習経験を省察するためのツール「ラーニングスケッチ」としての実装を試みたり、また、導入教育(オリエンテーション科目)分析に応用し、その適用可能性を模索した。この成果は、それぞれ査読付論文として発表した。また、教育設計に関する動向をまとめた解説論文「教育設計についての三つの第一原理の誕生をめぐって」では、本研究の成果の一部としてParrishの「ID美学の第一原理」を取り上げ、学習経験の質の差を左右する学習者要因・環境要因とともにまとめて解説を執筆・公表した。教育工学の隣接領域で展開している関連研究の知見を取り入れ、「学びたさ」の向上につながる学習経験を実現するための設計原理の導出を試みた。研究方法としては、他領域における類似の研究動向を踏まえて教育工学における適用可能性も確かめながら進めた。文献や事例から設計原理を導出し、それを踏まえた事例を創出し、設計原理の効果を確かめる手法とあわせて提案していく新しいタイプの研究手法を採用したことになる。(1)ユーザーストーリーを描くことで「学びたさ」の誘発・阻害要因を検証する方法としては、医薬従事者の対人コミュニケーション訓練に関する職場内教育の場面を取り上げ、研究協力者の職務との関連で教材化を試みた。(2)ソフトウェア工学で実績がある「ペルソナ手法」を援用する可能性については、研究協力者が直面する研修場面を取り上げて、一方に「美学・芸術的視座」から提案されている設計原理を実現するためにはどのような要素を盛り込む可能性があるかを検討し、他方で想定する「ペルソナ」(仮想的な受講者で研修の成否の鍵を握ると想定できる者)がその環境にどのように反応するかを描き出すことを試みた。このプロセスを介して、「ペルソナ手法」が学習環境の設計場面でどのように役立ち得る可能性があるかを検討した。(3)ナラティブ文法をもとにして学習場面を分析する方法については、従来からのIDに多用されてきたトップダウン型の分析手法を補完する手法としての可能性があるという立場から、その援用を試み、両立可能性や理論的基盤の拡充の可能性を模索した。

当初計画にあった、ペルソナ手法に基づいてユーザーストーリーを描くことで「学びたさ」の誘発・阻害要因を検証する方法について、我が国での適用可能性を、医薬従事者の対人コミュニヶーショシ訓練に関する企業内教育の場面を取り上げて検討する計画がうまくいかなかった一方で、文献研究などの関連調査は予定以上の成果があり、論文3篇、学会発表3篇として公表することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画にあったが進展がおもわしくない、ペルソナ手法を応用した「学びたさ」の誘発・阻害要因を検証する研究については、引き続きその実現に向けて努力する。その一方で、異なる手法や異なる実施場面において引き続き知見の積み上げを工夫し、最終年度である今年度末には、具体的な研究知見としてまとめていきたい。
副腎皮質アルドステロン生成酵素の実体とその活性調節機構

強力な鉱質コルチコイドであるアルデステロン(ALD)は副腎球状層(zG)から特異的に分泌され、その分泌はACTH、アンギオテンシン系、K^+およびNa^+更には活性アミンなどで調節されることが知られている。しかしその作用機構の蛋白分子レベルでの解析は未だなされていない。その原因の1つにALD生成の最終段階を触媒する酵素の実体が不明であることが挙げられる。最近、副腎皮質ミトコンドリア(Mit)P-45011Βはこの酵素本来の作用であるステロイド11Β-水酸化、18-水酸化反応のみならず、ALD産生にまで関与する可能性が示唆された。申請者らは先ず、牛副腎皮質zG、束・網状層(zFR)の各々からMitを調製し、無傷Mit、凍結融解Mit、音波破砕MitにおけるDOCからAldに至る各反応を測定した。その結果、無傷MitにおいてはzGに活性が高くMitの構造を損うような種々の処理を加える程ALD生成能は低くなり、又層による活性の差は小さくなった。更にホモゲネートにおいてコルチコステロンの11Β-脱水素反応はzFRに強くALDの前駆体がzFRでは系から離れやすいことが判明した。次にDOCからALDへ至る反応がP45011Β1つの酵素で触媒されるか否かを検討する目的で、この間の考えられるステロイド中間体による活性への稀釈効果をみたが、いずれも有意な結果は得られず、DOCは酵素に結合すると一度も離れることなくALDまで導かれることが示唆された。次にNa-欠食で飼育したラットのzG-NitにおいてはALD生成能が高く、又、immunoblot analysisにて牛副腎より精製したP45011Βに対して産生した抗体と交叉する新たなP450の出現をみた。このALD生成能の高いP-450の分子種はtween-20存在下の液体クロマト(HPLC)によって分離可能となり従来のP45011Βとは分子量、N-末アミノ酸残基、活性のいずれにおいても異質のものであるところからALD合成酵素と命名された。現在、その新しい分子種の誘導について検討中である。近年デオキシコルチコステロン(DOC)からコルチコステロン(COR)を生成する酵素, P_<450 11β>は, in vitroの再構成系においてアルドステロン(ALD)までをも触媒することが報告され当研究室でも確認した.