hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細加工における接着接合装置の研究・開発

その結果、吐出部先端径を10μmから2μmまで減少させるに従い、吐出する液滴の大きさも減少し、特に5μm以下の場合、急速に減少し、直径10μm以下の液滴が観測されるようになった。現在、フォトファブリケーションなどのIC技術を用いて、μm単位の部品加工が可能になり、シリコン基板上に微小な歯車や軸を作製することができるようになっている。しかし、10μm100μm程度まででは、観察技術はあるが、ハンドリング技術に関して完全に確立していない把持不能領域であると言われている。そのため、上記のサイズをハンドリングするマニピュレータ(マイクロマニピュレータ)が必要となる。そして、そのマニピュレータを用いてハンドリングし、マイクロメカニズムを組み立てる際、微小パーツをはめあいで組み立てようとするならば、パーツの寸法公差の許容値を非常に小さくしなければならず、現実的ではない。マイクロ部材の接合には、寸法効果により、接着による接合で十分であると考え、接着剤で微小パーツを固定する方法を検討した。特に、接着剤の液滴の形状を球状と仮定して、直径が1.2μm、fl(1×10-15)単位の吐出可能にするシステムの開発を目指した。研究にあたってのいくつかの調査で、吐出装置の先端部分が非常に重要であることが判明したため、平成16年度は吐出部先端の作成方法と形状の検討を行った。吐出部先端の作成はガラス細管を加熱し、急速に引き抜くことによって得られるガラス細管を加工する方式が、比較的簡便・有効であることが各種実験を通して判明した。そこで、吐出部先端の内径が、吐出する液滴の大きさにどのように影響するか実験によって求めた。平成17年度ではさらに先端部形状に、特徴的な工夫を行うことで、1μm程度の液滴の吐出が可能になり、マイクロ部材の接合に必要な、接着剤吐出装置先端部の作成方法と形状が判明した。
溶存有機炭素フラックスが森林生態系の土壌圏炭素動態と微生物群集に与える影響の解明

本研究は、森林の炭素循環を考える上でこれまであまり考慮されてこなかった樹幹流や林内雨に含まれる溶存有機炭素(DOC)が、冷温帯落葉広葉樹林の土壌圏炭素動態や微生物群集に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。最終年度である本年度は、林外雨や林内雨に比べてDOC濃度や窒素濃度が非常に高い樹幹流が、樹幹の基部近傍の土壌に大量に供給されることによる影響を明らかにすることを目的として、室内での樹幹流添加実験を実施した。その結果、実験室内での短期的な樹幹流添加処理は微生物呼吸速度やバイオマスの増加をもたらし、さらには微生物群集構造の変化を引き起こした。一方、野外での観測結果では樹幹流の影響を強く受けている土壌では微生物呼吸などが低くなっており、室内実験の結果とは異なっていた。この違いは、実際の野外では樹幹流が大量かつ継続的に流入し、無機態窒素などが土壌から流亡しているためではないかと推測された。本研究課題では森林生態系の炭素循環における溶存態有機炭素フラックスの定量化を実施した。その結果、土層へ到達する炭素フラックスの中でもDOCフラックスは無視できない重要な経路であることが示された。また、これまでは樹幹流が土壌圏に及ぼす影響についての知見は非常に限られていたが、本研究では樹幹流に含まれるDOCや無機栄養塩類によって短期的には土壌微生物群集にプラスの効果を及ぼすことが示された。しかし、実際の野外環境においては空間的に非常に限られた場所(樹幹基部の近傍)に対して大量の樹幹流が継続的に流入するため、短期的な効果とは異なる影響が現れる可能性があることが明らかとなった。また、樹幹流が土壌微生物群集に及ぼす影響は樹種によって異なっていたことから、樹種の特性を反映した樹幹流の質(DOC濃度やその分解されやすさ)の違いが、土壌圏に及ぼす影響の差となっていると考えられた。本研究は、森林の炭素循環を考える上でこれまであまり考慮されてこなかった樹幹流や林内雨に含まれる溶存態有機炭素(DOC)が、冷温帯落葉広葉樹林の土壌圏炭素動態や微生物群集に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。本年度は岐阜県高山市の60年生落葉広葉樹林において、各種観測・サンプル採取装置を作成・設置することで、樹幹流や林内雨、リター溶出液の観測と試料採取を行った。この野外観測で得られた流量と、約1ヶ月に一回回収した採取サンプルを用いたDOC濃度測定結果により、林外雨、樹幹流、林内雨、リター溶出液によるDOCフラックスを計算した。樹幹流とリター溶出液中のDOC濃度は明確な季節変化を示し、林冠木および林床ササ群落のフェノロジー(展葉や落葉)の影響を受けることが示唆された。また樹幹流については樹種による違いも見られた。研究対象サイトの面積当たりに換算した年間(無雪期間)DOCフラックスは、林外雨が約50 kg ha-1 yr-1であったのに対して、林内雨が90-100 kg ha-1 yr-1であり、林外雨に含まれる量と同等のDOCが樹冠から林床へと供給されていた。一方、樹幹流のDOCフラックスは10 kg ha-1 yr-1未満であり、フラックスの大きさとしては重要でないと考えられた。林床に到達した水は、リター層を透過して鉱質土層へと浸透するが、そのリター溶出液によるDOCフラックスはおよそ350 kg ha-1 yr-1と非常に大きな値であり、鉱質土層へ大量の炭素を輸送する経路となっていることが示された。しかし、深さ約20cmから採取した土壌水中のDOC濃度はリター溶出液のDOC濃度の2割以下であったことから、鉱質土層に入ったDOCが土壌粒子などに効率的に吸着されている、あるいは土壌微生物によって急速に利用されている可能性が示唆された。本研究課題の開始以前にある程度準備を行っていたため、また、これまでの経験を生かした各種試料採取装置の作成や設置が可能であったため、本年度当初からスムーズに野外観測を行うことができた。さらに予定の優占樹種3種に加えて、調査プロット内での個体数は少ないが生育様式が大きく異なる針葉樹も対象とし、データを得ることができた。また、当初懸念していたような、気象条件や野外生物等によって観測機器が大きく破損することも発生しなかったため、本年度は無雪期間を通じて観測を実施できた。また、当初予定していなかった積雪期間におけるデータ(降雪のDOC濃度およびフラックス)の取得も行うことができ、現在はすでに積雪期間も含めた年間フラックスデータを取りまとめている段階であり、野外観測関係については当初の計画以上に進展した。さらに、本来は次年度以降に行う予定であった室内実験での土壌微生物群集解析について、一部その実施のための予備実験・予備分析に着手しており、今後の室内培養実験に向けて十分な検討を行うことができる見込みである。本研究は、森林の炭素循環を考える上であまり考慮されてこなかった樹幹流や林内雨に含まれる溶存有機炭素(DOC)が、冷温帯落葉広葉樹林の土壌圏炭素動態や微生物群集に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。本年度は、昨年度に引き続いて岐阜県高山市の60年生落葉広葉樹林において、樹幹流や林内雨、リター層浸透水などについて観測を行うとともに試料を採取し、DOCや全窒素、無機態窒素濃度の測定を継続した。

得られた水量データおよび水試料中の各濃度に基づき、植物の成長期間中に樹幹流や林内雨、リター層浸透水によって林内を移動する炭素・窒素フラックスを算出した。本研究サイトでは、林外雨に含まれて系外から供給されるDOCと同等の炭素が林冠および樹幹から土壌へと供給されていた。また、林外雨に含まれるDOCの5倍以上の炭素がリター層を通過する際に溶出し、下方の鉱質土層に供給されていることが明らかとなった。本研究成果は国際誌の原著論文として投稿・掲載された。また、全窒素や無機態窒素フラックスに関しても現在投稿準備中である。本研究サイトでは樹幹流によるDOCのフラックスの寄与は小さかったが、樹幹流は非常に限られた場所(樹幹周辺)だけに供給されることから、そのような場所では土壌の物理化学性や微生物諸特性への影響が予想された。そこで本年度後半には、この影響を明らかにするために樹幹周辺および樹幹と樹幹の間のスペースから土壌を採取し、各種分析を開始した。さらに、この野外自然条件下での試料採取・分析と並行して、樹幹流が樹幹周辺の土壌に及ぼす影響をより直接的に検出するための実験室内での土壌への樹幹流添加実験に向け、予備試験を開始した。本年度も、当初懸念していたような悪天候や野外生物等が原因となる観測機器等の大きな破損もなく、安定してデータを取得することができた。既存のデータおよび本研究の研究期間前半で得られたデータをもとに、すでに複数の論文化が進行している。また、当初予定していた実験室内での樹幹流添加実験に先立って、実際の野外において樹幹流の影響を直接受ける場所と受けない場所から土壌を採取してその物理化学性や微生物諸特性に違いが無いかを調べる追加実験を行っており、より精密なデータの取得と、研究課題全体の論理構成の向上が期待できることとなった。実験室内での樹幹流添加実験の予備検討も予定通り開始しており、次年度に向けた準備を進めることができた。本研究は、森林の炭素循環を考える上でこれまであまり考慮されてこなかった樹幹流や林内雨に含まれる溶存有機炭素(DOC)が、冷温帯落葉広葉樹林の土壌圏炭素動態や微生物群集に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。最終年度である本年度は、林外雨や林内雨に比べてDOC濃度や窒素濃度が非常に高い樹幹流が、樹幹の基部近傍の土壌に大量に供給されることによる影響を明らかにすることを目的として、室内での樹幹流添加実験を実施した。その結果、実験室内での短期的な樹幹流添加処理は微生物呼吸速度やバイオマスの増加をもたらし、さらには微生物群集構造の変化を引き起こした。一方、野外での観測結果では樹幹流の影響を強く受けている土壌では微生物呼吸などが低くなっており、室内実験の結果とは異なっていた。この違いは、実際の野外では樹幹流が大量かつ継続的に流入し、無機態窒素などが土壌から流亡しているためではないかと推測された。本研究課題では森林生態系の炭素循環における溶存態有機炭素フラックスの定量化を実施した。その結果、土層へ到達する炭素フラックスの中でもDOCフラックスは無視できない重要な経路であることが示された。また、これまでは樹幹流が土壌圏に及ぼす影響についての知見は非常に限られていたが、本研究では樹幹流に含まれるDOCや無機栄養塩類によって短期的には土壌微生物群集にプラスの効果を及ぼすことが示された。しかし、実際の野外環境においては空間的に非常に限られた場所(樹幹基部の近傍)に対して大量の樹幹流が継続的に流入するため、短期的な効果とは異なる影響が現れる可能性があることが明らかとなった。
オキセタノシンに関連するC-ヌクレオシドの合成

オキセタノシン関連化合物を合成し、抗ウイルス作用をもつ新たな誘導体を見いだすことを目的に研究を行い、以下の結果を得た。1.ピロロピリミジン環の新合成法の確立ピロロ[2,3-d]ピリミジンおよびピロロ[3,2-d]ピリミジン環の一般的合成法を、全く異なる二つの手法を用いて確立することができた。2.ピリミジンC-ヌクレオシドの合成5-ブリモピリミジン(A)にアルデヒド(B)を反応させ、保護、脱保護、閉環により、ウラシル型オキセタノシンを合成した。3.鎖状ヌクレオシドの合成1.で述べたピロロピリミジンを利用し、右に示すヌクレオシドを合成した。リード化合物であるオキセタノシン(A__)のデアザ同族体(Cーヌクレオシド)および関連化合物の一般合成法を確立し、抗ウイルス作用を持つ誘導体を見出すことを目的に、以下の検討を行った。1)ピロロピリミジン類の新合成法5ーamino-6-methyl-4-pyrimidinoneをDMF-POCl_3と処理し一挙にピロロ〔3,2ーd〕ピリミジンのホルミル体(B__)を得る方法を見出した。B__は常法により、容易に目的物合成に必要なシアノメチル体(C__)に変換可能である。また、B__,C__とは縮環様式の異なるピロロ〔2,3ーd〕ピリミジン(D__)について、新らしい型の一般合成法を確立した。2)Cーヌクレオシド合成の試みまず、C__の活性メチレン基を足場にして4員環糖を結合することを企図し、各種の予備実験を経た上で、C__とエポキシド(E__)との反応を実施したが、好結果を得るに至らなかった。B__あるいはC__への糖部分の導入が今後の課題である。3)ウラシルを母核とするCーヌクレオシドの合成4,6ーdialkoxy-5-bromopyrimiclineから出発し、6工程で4員環糖をもつウラシル5位Cーヌクレオシド(E__)を合成した。現在、保護基の除去を検討中である。(結び)リード化合物の抗ウイルス作用が4員環糖に基づくことは明らかなので、今後は糖鎖導入の良法を開拓することに全力を挙げると共に、オキセタン環に替えた誘導体の合成と生物活性も比較検討する必要がある。前年度に引き続き、オキセタノシン関連ヌクレオシドの合成研究を行い、以下の結果を得た。1.ピロロ〔2,3-d〕ピリミジンからの鎖状Nーヌクレオシドの合成目的とするNーヌクレオシドの合成に先立ち、デアザプリン環であるピロロ〔2,3-d〕ピリミジン環を、有機スズ試薬を用いるバラジウム触媒クロスカップリング反応を鍵段階として合成し、次いで糖鎖を導入することによって、鎖状Nーヌクレオシドを合成した。2.ピロロ〔3,2-d〕ピリミジンからの鎖状Cーヌクレオシドの合成前年度の研究によって、その合成法を確立することができた7ーホルミルピロロ〔3,2-d〕ピリミジンを出発原料とし、以下に示す合成経路に従い、鎖状Cーヌクレオシドの合成を行った。
膜界面での形状識別に基づく電気的シグナル変換のための論理的分子設計と合成

「膜界面での形状識別に基づく電気的シグナル変換のための論理的分子設計と合成」に関する研究として,ホモオキサカリックス[3]アレーン誘導体(1)によるドーパミン選択的な膜電位変化を支配する要素,及びその重要な基盤となるホスト-ゲスト錯体の安定構造に関して,以下のような基礎知見が得られた。1.PVC液膜におけるホスト1による膜電位変化を,(1)ゲストの脂溶性,(2)ホスト-ゲスト錯体形成の強さ,という二つの要素に分離して評価した。その結果,膜電位変化のドーパミン選択性は,脂溶性がドーパミンと同程度のアドレナリン,NH_4^+,K^+の場合には,主に上記の要素(2)に基づくのに対して,親水性の高いNa^+については,要素(2)よりもむしろ要素(1)に基づくものであり,また,ノルアドレナリンの場合には,要素(1),(2)の両方が寄与していることが明らかとなった。2.ホスト1のモデル化合物を用いて非経験的分子軌道法計算を行い,各ゲストとのホスト-ゲスト錯体の安定構造(HF/3-21G*)を基にして,錯体形成エネルギーを計算し(B3LYP/6-31G*),それを膜電位変化の実験から各ゲストについて求められた錯体形成エネルギーと比較した。その結果,有機ゲストとの錯体形成の選択性(ドーパミンvsノルアドレナリン,アドレナリン)は計算化学によって支持されたのに対して,無機ゲスト(Na^+,K^+)との錯体の安定性は計算によって過剰評価された。錯体形成エネルギーの計算において,(i)無機ゲストと対アニオンとの強いイオン対形成,(ii)遊離のホストがH_2O^+と錯体を形成している可能性,を考慮する必要性が示唆された。「膜界面での形状識別に基づく電気的シグナル変換のための論理的分子設計と合成」に関する研究として,カリックス[6]アレーン誘導体(1)並びにホモオキサカリックス[3]アレーン誘導体(2)によるホストーゲスト錯体形成に基づく膜電位変化の選択性を支配する要素に関して,以下のような基礎知見が得られた。1.各ホストを含むPVC液膜並びにホストを含まないブランクPVC液膜を用いて,ゲストによる膜電位変化を測定し,膜電位変化の選択性を(1)ゲストの脂溶性,(2)ホストーゲスト錯体形成の強さ,という二つの要素に分離して実験的評価を行った。2.その結果,ホスト1による有機ゲスト(プロトン化一級アミン)の非極性部分の構造識別は,上記の要素(2)に基づくものであることが明らかとなり,一方,ホスト2によるドーパミン/生体無機ゲストの識別は,NH_4^+とK^+の場合は主に要素(2)に基づくものであるのに対して,親水性の高いNa^+については,要素(2)よりもむしろ要素(1)に基づくものであることが明らかとなった。3.ホスト2によるドーパミン選択的な錯体形成を理解する基盤となる分子構造の基礎知見を得るために,モデル化合物を用いて非経験的分子軌道計算(HF/3-21G*法)を行った。その結果,ホストーゲスト相互作用は,ドーパミンの場合には主にホストのエーテル性酸素との水素結合であるのに対して,無機ゲストであるNa^+の場合には,ホストのエーテル性酸素並びにフェノール性酸素の両方との電荷-双極子相互作用であることが示唆された。
急速凍結フリーズレプリカ法を駆使した滑り運動中のダイニン分子の高分解能構造解析

本研究は、高い時間・空間分解能を持つ急速凍結フリーズレプリカ電子顕微鏡法により、細胞質ダイニン・微小管複合体の3次元構造と、滑り運動中の構造変化の解析を目指したが、新鮮な材料の入手が困難であり、ウニ精子鞭毛の軸糸ダイニン亜種の構造・機能連関の解析に切り替えた。また、1分子生理学の趣旨に則って新たに構築した「1分子の構造生物学」の手法を用い、機能中のアクトミオシンの構造解析の結果から、微小管・ダイニン系でしばしば問題となるプロセッシブな運動の分子機構に関して検討した。非通常型ミオシンの多くはアクチンのプロセッシブな運動を起こす。特にミオシンVは長いレバーアームを有し、アクチン上を36nmの歩幅で進むことから、首振り説の有力な証拠と見なされてきた。われわれは首を短くしたミオシンVや、野生型で首の短いミオシンIV(いずれもプロセッシブな運動を示す)を用いて調べたところ、その歩幅は首の長さと無関係でやはり36nmであった。これらのミオシンに加え、活性中間体が安定化される粘菌ミオシンの変異種G680V-S1を用いて、ATP存在下でのアクチンへの結合様式を観察すると、いずれもアクチンフィラメントの片側のみに36nmの周期で結合することが分かった。これらの結果はレバーアーム首振り説では説明不能であり、活性型ミオシンの結合によりアクチン側に特殊な結合部位(ホットスポット)が誘導される可能性を示す。滑り運動中のアクチンを支えるクロスブリッジは、アクチンへの結合様式から3種類の構造に大別できる。それらは、上位50kD部位で結合するもの、下位50kD部位で結合するもの、そしてその両方で結合するものである。もし、その構造の違いが構造変化の過程を表わすとすれば、ミオシン頭部は2個の結合部位で交互にアクチンに結合し、その上を揺れながら滑ると推定される。軸糸のB-band成分はダイニンの亜種であった。本研究においては、これまでミオシン・クロスブリッジの動的構造解析で大きな成功を収めたin vitro滑り運動アッセイ系と急速凍結フリーズレプリカ法との組み合わせをダイニン/微小管系に適用することにより、微小管上で滑り運動を行っているダイニン分子の高分解能レプリカ像を得てその3次元構造を決定し、機能中の構造変化の様子から滑り運動の分子機構を探ることを最終目標としている。そのためには、目的に合致したダイニン/微小管の滑り運動系を工夫すること、そして、新たに開発中の手法を用いて、電子顕微鏡内でレプリカ試料を傾斜撮影して得られた多数の像から3次元像を再構成するという2つの項目を達成する必要がある。第1の目標に関しては、高い運動活性を有するダイニンを調製することがなかなか困難であり、残念ながら、未だに十分に納得の行くダイニン標品は得られていない。現在、調製過程の問題点を逐一検討中である。第2の目標の達成に必須となるレプリカ試料からの3次元像再構成の手法はほぼ完成に近づき、かなり実用的なものとなってきた。実際には、可能な限り広い傾斜角で撮影した電子顕微鏡像を高精度でディジタル化してコンピュータに取り込み、多くの画像を精密に位置合わせした後に逆投影法で再構成する。初期の再構成像は電子顕微鏡観察の宿命である試料傾斜の死角の存在のために高さ方向の精度が不足しているので、視差測定の併用により各部位の精密な高さを測定して補完するというものである。

再構成画像を、アニメーション化した元の電子顕微鏡像と良く比較して元の画像にないゴーストを除くとともに、ダイナミック・シェル・モデリング法を用いて更に精度を高める。このような手法を、以前撮影した滑り運動中のアクトミオシンの画像に適用した結果、サブドメイン構成を反映した明瞭な3次元像を得ることに成功した。この方法は、ダイニン/微小管系にもそのまま適用できるはずである。本研究は、高い時間・空間分解能を有する急速凍結ディープエッチ・レプリカ電子顕微鏡法により、これまで詳細な構造解析がほとんど試みられていないダイニン・微小管複合体の3次元構造と、滑り運動中の構造変化とを明らかにすることを目指す。研究は、生物材料を急速凍結してレプリカ試料を観察する過程と、得られた画像からその3次元構造を再構成する手法の開発とに分けられる。後者に関しては、既に多くの画像データの蓄積があるアクトミオシン系を試験材料として仕事を進めた。電子線照射に強いレプリカの特長を生かし、電子顕微鏡内で試料を傾斜して撮影した同一視野の多数の像において、多くの特徴点の高さを立体視差測定法により精密計測した。従来の逆投影法による再構成は撮影角度範囲の制限のために高さ方向の分解能が著しく低く、また多くのゴースト像を含むが、前記別法で得られた高さのデータを重ねることにより無効な濃度領域を取り除き、目標とする3次元構造を求めることが可能となった。現在、更に方法を改良し、すべての濃度情報を有効に用いる新手法を開発中である。一方、原子座標が既知の対象に関して、原子モデルのコンピュータシミュレーションにより、どのようなレプリカ像が見えるかを的確に推定する技術を開発した。前記の再構成法にこれを併用してフィードバックをかけることで再構成像の信頼性を更に上げることができる。急速凍結フリーズレプリカ法に併用するマイカ細片法では試料を観察できる範囲がかなり狭く、実験操作中の試料の像を得ることは大変難しい。そこで、分解能を多少犠性にしても、ずっと広範囲の像を捉えられる新たな方法を追求した。酢酸ウラニルの固定作用はほぼ20msecと思いのほか速かったので、以前発表された、酢酸ウラニル固定した試料にロータリーシャドウィングを施す方法を改変し、機能中のダイニン・微小管複合体の構造の解析に応用を試みる所存である。
中国大陸におけるモンゴロイドの歯科人類学的研究

「中国大陸におけるモンゴロイドの歯科人類学的研究」の課題のもとに、平成元年度および2年度において、漢族(北京市、上海市、広州市)、蒙族(長春市)の成人および学童を対象として、口腔内診査記録、人類学的計測値、側貌および正貌頭部x線規格写真、パノラマx線写真、上下顎歯列模型および顔面口腔内写真を資料として採得した。平成2年度には、これらの中から、成人の資料をもとにして、昭和57年度および62年度科学研究費補助金による「古代ペル-人の歯科人類学的研究」および「中米インデイオの歯科人類学的研究」に準じた方法で、漢族、蒙族および満族の顎顔面頭蓋形態および咬合様式について、地域ごとに比較検討した。さらに、平成3年度は、学童の顎顔面頭蓋形態および歯列弓形態を成人のそれと比較することにより年齢差を検討し、また、男女差についても検討を加えた。その結果、以下の所見を得た。I.顎顔面頭蓋形態1)地域差(1)5地域ともに頭示数が80以上で、日本人同様短頭型を呈していた。(2)広州市住民は他地域住民に比し、顔面高が小さく、上下顎前突の傾向が認められた。(3)呼和浩特市住民(蒙族)は他地域住民に比し、頭蓋底角が大きかった。(4)長春市住民(満族)は他地域住民に比し、顔面高が大きかった。(5)中国人は日本人に比し、顔面角が大きく、顎角、下顎下緑平面角およびYーaxisが小さかった。2)年齢差男性では、成人が学童に比して、すべての距離計測について大きく、顎角が小さいこと、Ramus inclinationが大きいこと、上顎前歯が唇側傾斜していることが認められた。また、女性でも、男性と同様の所見が得られた。3)男女差学童では、男性が女性に比して、すべての距離計測について大きく、形に変化は認められなかった。また成人では、男性が女性に比して、すべての距離計測について大きいことに加えて、Mandibular plane angleが小さいこと、上顎前歯が唇側斜傾していることが認められた。II.咬合様式1)地域差(1)第一大臼歯の近遠心的咬合関係は、アングルI級が75%(広州)から92%(北京)と高い出現頻度を呈していた。(2)前歯部被蓋関係は、約9割が普通対咬であった。(3)下顎第三大臼歯の萌出状態において正常萌出頻度は、長春市住民が67.6%と最も高く、広州市住民が51.6%と最も低かった。(4)歯冠近遠心幅径では、成人男性の前歯部において地域差が認められ、北京市住民が最も大きく、広州市住民が最も小さかった。また、中国人は日本人に比し、歯冠近遠心幅径が概して小さかった。(5)歯列弓形状は、5地域ともに日本人同様幅広で類似していた。(6)歯の形質の出現頻度に地域差はほとんどなく、シャベル型歯が多く、カラベリ結節が少なかった。2)年齢差男性、女性ともに、成人が学童に比して、歯列弓長径が小さかった。3)男女差学童、成人ともに、男性が女性に比して、歯列弓幅径が大きかった。II.咬合様式1)地域差

(1)第一大臼歯の近遠心的咬合関係は、アングルI級が75%(広州)から92%(北京)と高い出現頻度を呈していた。(2)前歯部被蓋関係は、約9割が普通対咬であった。(3)下顎第三大臼歯の萌出状態において正常萌出頻度は、長春市住民が67.6%と最も高く、広州市住民が51.6%と最も低かった。(4)歯冠近遠心幅径では、成人男性の前歯部において地域差が認められ、北京市住民が最も大きく、広州市住民が最も小さかった。また、中国人は日本人に比し、歯冠近遠心幅径が概して小さかった。(5)歯列弓形状は、5地域ともに日本人同様幅広で類似していた。(6)歯の形質の出現頻度に地域差はほとんどなく、シャベル型歯が多く、カラベリ結節が少なかった。2)年齢差男性、女性ともに、成人が学童に比して、歯列弓長径が小さかった。3)男女差学童、成人ともに、男性が女性に比して、歯列弓幅径が大きかった。平成元年度の中国における漢族(北京、上海、広州)および蒙族の調査に引き続き、長春の満族を対象に「中国大陸におけるモンゴロイドの歯科人類学的研究」を行った。ついで、平成元年度および2年度の調査により得られた口腔内診査記録、X線写真、歯列模型、人類学的計測値および顔面・口腔内写真等をもとにして、昭和57年度および62年度科学研究費補助金による「古代ペル-人の歯科人類学的研究」および「中米インデイオの歯科人類学的研究」に準じた方法で中国人の歯・顎顔面頭蓋形態について検討を行った。その結果、以下の所見を得た。I.顎顔面頭蓋形態1)5地域ともに頭示数が80以上で、日本人同様短頭型を呈していた。2)広州市住民は他地域住民に比し、顔面高が小さく、上下顎前突傾向が認められた。3)呼和浩特市住民(蒙族)は他地域住民に比し、頭蓋底角が大きかった。4)長春市住民(満族)は他地域住民に比し、顔面高が大きかった。5)中国人は日本人に比し、顔面角が大きく、顎角、下顎下緑平面角およびYーaxisが小さかった。II.咬合様式1)第一大臼歯の近遠心的咬合関係は、アングルI級が75%(広州)から92%(北京)と高い出現頻度を呈していた。2)前歯部被蓋関係は、約9割が普通対咬であった。3)下顎第三大臼歯の萌出状態において正常萌出頻度は、長春市住民が67.6%と最も高く、広州市住民が51.6%と最も低かった。4)歯冠近遠心幅径では、成人男性の前歯部において地域差が認められ、北京市住民が最も大きく、広州市住民が最も小さかった。5)歯列弓の形状は、5地域ともに日本人同様幅広で類似していた。6)歯の形質の出現頻度に地域差はほとんどなく、シャベル型歯が多く、カラベリ結節が少なかった。平成元年度および2年度において、漢族(北京市、上海市、広州市)、蒙族(呼和浩特市)および満族(長春市)の成人および学童を対象として、口腔内診査記録、人類学的計測値、側貎および正貎頭部X線規格写真、パノラマX線写真、上下顎歯列模型および顔面口腔内写真を資料として採得した。平成2年度は、これらの中から、成人の資料をもとに、漢族、蒙族および満族の顎顔面頭蓋形態および咬合様式について、地域ごとに比較検討した。さらに、平成3年度は、学童の顎顔面頭蓋形態および歯列弓形態を成人のそれと比較することにより年齢差を検討し、また、男女差についても検討を加えた。I.顎顔面頭蓋形態1)年齢差男性では、成人が学童に比して、すべての距離計測について大きく、顎角が小さいこと、Ramus inclinationが大きいこと、上顎前歯が唇側傾斜していることが認められた。
生細胞内導入ビーズを用いた構成的アプローチによる核膜形成機構の解析

本研究は、研究代表者がこれまでに開発してきた「生細胞内への人工ビーズ導入法」を利用した構成的アプローチによって、ビーズ周囲に機能的な核膜を形成させる条件を探索し、核膜形成機構の一旦を明らかにすることを目的とする。研究実施計画のうち、ビーズ周囲での核膜形成に必要な因子の探索として、初年度には、ヌクレオポリン等の核膜(孔)関連因子について、GFPとの融合タンパク質をコードするDNAコンストラクトを設計・作製し、それをHeLa細胞に導入して、安定発現株の作製を行った。得られた細胞株、及び、予備実験として既に取得してあったGFP-BAF発現株、GFP-importin-beta発現株等に対して、抗GFP抗体結合ビーズを導入して細胞内で目的タンパク質結合ビーズを構築し、ビーズ周囲に形成された膜構造について、核膜関連因子に対する免疫染色、及び、生細胞蛍光ー電子相関観察法(ライブクレム法)を用いた膜長等の計測を行なった。その結果、BAF結合ビーズの場合には、ビーズ周囲に核膜孔複合体を持たない核膜様構造が形成されるのに対し、importin-beta結合ビーズや一部のヌクレオポリン結合ビーズの場合には、核膜孔複合体を有する核膜が効率よく形成されることが分かった。以上の結果から、核膜形成には、核膜孔複合体を伴わない膜構造形成と、核膜孔複合体を伴う膜構造形成の、少なくとも二種類の膜形成過程が関与していると考えられる。当初予定していたDNAコンストラクトについては設計・作製ともに完了し、それを用いた安定発現株の取得についても順調に進捗している。また、これらのうち一部のものについては、すでに抗GFP抗体ビーズを用いた核膜形成実験を開始しており、核膜関連因子を含む核膜様構造を形成する候補因子を見出していることから、研究計画は順調に進展していると考える。当初の計画通り、作製が完了した安定発現株に対して、順次、抗GFP抗体ビーズの導入実験を行い、ビーズ周囲に形成される膜構造の解析を行う。また、核膜孔成分を有する連続した膜構造の形成が見られた場合には、核移行シグナルを有するタンパク質を用いた核輸送アッセイによって膜の機能解析を行う予定である。当該年度に行った研究が順調に進捗し当初想定以上の実験結果が得られたため、その成果とりまとめ作業を優先することとした。このことから、次年度使用額分については、得られた実験結果に基づくより発展的な研究や成果発表等の目的で、翌年度分と合わせて効率よく使用する予定である。
in vivo遺伝子導入による間質性肺炎の病態解析と特異的治療法の開発

われわれは昨年度までに、ヒトplatelet-derived growthfactor(PDGF)-Bが胞隔の線維芽細胞の増殖、コラーゲンの沈着を誘導することを確認した。今年度は間質性肺炎モデル動物の肺局所でPDGF活性を抑制した時の肺病理組織像の変化を観察することにより、この因子が肺線維化に果たす役割を確認し、かつこの方策の抗線維化療法としての可能性を検討した。可溶性PDGF受容体β鎖細胞外ドメイン(XR)はPDGFとは結合するが、PDGF受容体の細胞内のチロシンキナーゼ部位を欠如するため信号伝達を行わない。この分子はデコイとして作用し、PDGFのPDGF受容体への結合を阻止し、その活性が抑制される(J Biol Chem,266,413,1991)。このcDNAを用い、チキンβアクチンプロモータ支配XR遺伝子発現プラスミドを作成した。経気道的なC57BL/6マウスの気道肺胞上皮細胞への生体内遺伝子導入には、センダイウイルスのスパイクをリポソーム表面に表出させることによって遺伝子導入効率を高めたHVJ-リポソーム法を用いた。間質性肺炎モデル動物として使用したブレオマイシン肺炎マウスの肺組織にはPDGF-BBタンパクの強発現を免疫組織染色で確認した。XR遺伝子投与群では対照の緩衝液投与群にくらべ有意に肺湿重量の低下と膠原線維量を反映するハイドロキシプロリン量の低下を認め、さらに組織学的検討ではXR群の胞隔の肥厚や細胞浸潤は軽度であった。以上の結果からPDGFがブレオマイシン肺炎で肺線維化の過程に関与することが確認され、われわれの方策によるPDGF活性の抑制が新しい抗線維化療法となりうることが示唆された。
鳥類下垂体転写因子によるホルモン遺伝子発現制御機構

鳥類のフロラクチン(PRL)遺伝子発現調節機構はほ乳類における機構を参考にして提案されてきたか、国内外の現在までの研究結果に、提案された調節機構では全く説明できない点が存在する。鳥類特有のPRL遺伝子発現に関する調節機構の解明は、PRLにより誘起される就巣行動の人為的なオンオフ制御に結びつけ、家禽においては産卵能力の向上を、野鳥においては種の保存に役立てる事ができる。本研究は鳥類における転写因子PREBのPRL遺伝子のクローニングを行い、その後にPREBcDNAの配列をもとに、発生胚における下垂体を含めた複数の組織での発現をRT-PCRにより検討した。さらに、PREB遺伝子を二つにわけ、全体の増幅をPCRにより行い配列を決定し、変異が存在するかを検討した。その結果、ニワトリPREBはほ乳類のPREBと比較して70%ほどの類似性がある事が判明した。また組織間における発現量には大きな差がある事が判明した他に、下垂体における発現量は12日胚よりふ化後まで変化しない事が判明した。また、PREB遺伝子内にはエクソン、イントロンともに多くの変異が存在している事が判明した。これらの結果より、PREBはPRL遺伝子の初期活性化に関与している可能性が示された。また、多くの変異が存在している事から品種や系統により就巣行動発現頻度に差がある事から、基本的なレべルのPRL発現にPREBの変異は影響を与える可能性が示唆された。鳥類下垂体におけるプロラクチンの遺伝子発現調節因子としてはこれまでにPit-1が明らかにされている。ほ乳類ではこの他に発現調節に関与する転写因子としてPREBやmPOU (Brn-5)がクローニングされており、レポーターアッセイなどにより、Pit-1とともに発現制御を担っている事が明らかにされている。鳥類ではこれらの転写因子が存在しているか明らかではなかったため、プロラクチン遺伝子の発現やプロラクチンの濃度上昇に伴い発現する就巣行動との関連性が不明であった。本研究ではニワトリ及びシチメンチョウにおけるPREBcDNAのクローニングを試みた。またmPOUの断片クローニングを試みた。PREBcDNAはほ乳類の配列を元にプライマーを設計し、ニワトリ及びシチメンチョウ下垂体より抽出したmRNAより逆転写の後PCRを行い、断片を増幅した。塩基配列決定をした後に断片配列をもとに5'及び3'RACEを行い全長cDNAの配列を決定した。その結果ニワトリとシチメンチョウではそれぞれ1440bp及び1422bpの配列が決定され、アミノ酸は411個からなる事が明らかになった。ニワトリとシチメンチョウでは非常に高い相同性を示した。また、ほ乳類との類似性はアミノ酸コード領域において70%の相同性を示した。mPOUに関してはニワトリの下垂体トータルRNAより部分断片311bpのクローニングに成功した。ほ乳類の該当領域に対する相同性は90%であった。これらの結果より、鳥類の下垂体においてPREB及びmPOUが発現している事が明らかになったことから、Pit-1以外は不明であったプロラクチン遺伝子発現に関する作用機序をさらに詳細に調べる事ができるようになった。鳥類PREBの遺伝子発現解析及び下垂体における同定のためのタンパク質発現ベクターの構築を行った。鳥類におけるプロラクチン調節領域結合タンパク質(PREB)の下垂体における機能は不明である。ほ乳類においてはプロラクチン(PRL)遺伝子のプロモーター領域に結合し、プロラクチン遺伝子発現を制御する事から、鳥類のプロラクチン遺伝子発現が変動する胚発生期及び非産卵期と産卵期における発現変化を検討した。胚発生期における遺伝子発現をRT-PCRにより検討したところ、発生14日における発現は高いものの、16日より20日までの発現量には大きな差が認められなかった。しかしながら20日胚の下垂体を器官培養し、培養液にサイクリックAMP(cAMP)を加えた場合にはコントロールの培養液に浸した下垂体と比べPREBのmRNA発現量が有意に増加する事が確認された。

一方、比較としてPRL mRNAもRT-PCRにより検討したが、発生後期の18日、20日で発現量の上昇が認められた。成鳥においては非産卵期と産卵期のメス個体及びオス個体における発現量比較を行ったが3群には大きな発現量の差は認められなかった。以上の事から産卵期と就巣期における比較は行っていないが、視床下部由来のVIPがcAMP濃度を上昇させる事が知られており、VIPがPREB経由で間接的にPRL遺伝子発現を制御している可能性が新たに考えられた。発現ベクターの構築は昨年度得られたPREBの配列をもとに行った。PREBcDNA配列には非常に多くのGC配列をもつ事から上流及び下流二種類のcDNA断片の増幅を試み、増幅が容易である下流部分(エクソン5より終止コドンまで)をpColdIベクターに挿入し、タンパク質発現誘導を行った。SDS-PAGEにより発現誘導が行われている事が確認できたが、発現量は少なく、封入体の形で存在している事を確認した。鳥類のプロラクチン(PRL)遺伝子発現調節機構はほ乳類における機構を参考にして提案されてきたが、国内外の現在までの研究結果に、提案された調節機構では全く説明できない点が存在する。鳥類特有のPRL遺伝子発現に関する調節機構の解明は、PRLにより誘起される就巣行動の人為的なオンオフ制御に結びつけ、家禽においては産卵能力の向上を、野鳥においては種の保存に役立てる事ができる。本研究は鳥類における転写因子PREBのPRL遺伝子との関連性を検討する事を目的とした。昨年度得られたPREBcDNAの配列をもとに、発生胚における下垂体を含めた複数の組織での発現をRT-PCRにより検討した。さらに、PREB遺伝子を二つにわけ、全体の増幅をPCRにより行い配列を決定し、変異が存在するかを検討した。その結果、ニワトリPREBはユビキタスに様々な組織で発現するものの、組織間における発現量には大きな差がある事が判明した。しかしながら下垂体における発現量は12日胚よりふ化後まで変化しない事が判明した。また、PREB遺伝子内にはエクソン、イントロンともに多くの変異が存在している事が判明した。これらの結果より、PREBは発生胚後期におけるPRL遺伝子の発現量上昇にはPit-1ほどは関与しておらず、むしろPRL遺伝子の初期活性化に関与している可能性が示された。また、多くの変異が存在している事から品種や系統により就巣行動発現頻度に差がある事から、基本的なレベルのPRL発現にPREBの変異は影響を与える可能性が示唆された。プロラクチン制御領域結合タンパク質のクローニングが終了し、タンパク質発現ベクターへの組み込みが終了しているため、タンパク質の発現一精製後に抗体を作成すればウェスタンブロット解析はすぐに行える。また、下垂体における発現定量の正確さを高めるために近くリアルタイムPCRを行い定量する予定であり、ほぼ予定通りに計画を終える事ができるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。
博物館標本から再構築する日本の干潟生物相の変遷とその保全への活用

主に明治から1950年代までに採集された干潟性生物標本を博物館等で探索することで、東京湾と大阪湾での過去の生物相、特に貝類相の再構築を試みた。得られた標本記録から、高度経済成長期以降に減少が著しい種として東京湾で19科32種、大阪湾で10科17種が抽出された。減少の説明要因として、干潟及びヨシ原の面積縮小がその一つとして推測された。さらに、これらのデータを大阪湾における地域レッドリストの策定、及び市民参加型調査のテーマ設定に活用した。(1)1950年代以前に国内で採集された干潟棲貝類標本の探索及びデータベース化:福井市自然史博物館、ドレクセル大学附属自然科学アカデミー(米フィラデルフィア)、フィールド博物館(米シカゴ)、山口県立山口博物館、国立科学博物館、陸前高田市立博物館、山形県立博物館等が所蔵する貝類標本から、主に1950年代以前に日本国内で採集された干潟棲貝類の標本記録の調査を行った。その結果、主に東京湾、三河湾、大阪湾などを中心とする海域ですでに絶滅、もしくは著しく減少した種の標本を多数発見した。また、文献記録にはない種も標本記録として見いだした。これらの種・採集地・採集時期をデータベース化することで、高度経済成長期以前の都市域の内湾干潟の貝類相の再構築を試みた。(2)瀬戸内海沿岸各地の干潟における比較生物相調査:瀬戸内海で良好な干潟環境が残っている愛媛県燧灘沿岸干潟、山口県・大分県周防灘沿岸干潟等で地形環境及び生物相の調査を行い、現在の大阪湾の生物相や地形環境との比較を行った。その結果、ヨシ帯や干潟の一定面積の残存が生物相の維持に必要とする推論を行った。(3)国内各地の干潟における過去の生物相に関する文献調査:当年度は主に大阪湾(大阪府域)について、明治期から現在までの汽水域・砂浜域での生物相を探るため、生物相調査報告、生物出現記録、その他文献記録を渉猟した。その結果、大阪湾域でのファウナ・フロラリスト(総数約500種)を作成した。(4)国内各地の過去の沿岸地形の文献調査:江戸期から高度経済成長期を経て現在に至るまでの沿岸地形の変化について、当年度は大阪湾に注目し、絵図、海図、地形図、絵葉書などの文献記録から主に湾奥部の地形の変遷を記録した。その結果、明治の築港期でも湾奥に比較的広大な河口干潟が形成されていたことを見いだした。(1)1950年代以前に国内で採集された干潟棲貝類標本の探索及びデータベース化:京都大学総合研究博物館、ロンドン自然史博物館(チャレンジャー号航海コレクション)が所蔵する動物標本から、主に1950年代以前に日本国内で採集された干潟棲無脊椎動物の標本記録の調査を行った。平成24年度までの調査結果と併せて、主に東京湾、三河湾、大阪湾、瀬戸内海などを中心とする海域で絶滅もしくは著しく減少した種について採集地・採集時期をデータベース化し、高度経済成長期以前の都市域の内湾干潟の貝類相の再構築を試みた。(2)瀬戸内海沿岸各地の干潟における比較生物相調査:瀬戸内海で良好な干潟環境が残っている兵庫県播磨灘、岡山県水島灘沿岸干潟等で地形環境及び生物相の調査を行い、現在の大阪湾の生物相や地形環境との比較を行った。それを踏まえて、平成24年度に行った推論(ヨシ帯や干潟の一定面積の残存が生物相の維持に必要)の検討を進めた。(3)国内の干潟における過去現在の生物相構築と保全への活用:平成24年度に引き続き、主に大阪湾(大阪府域)について、明治期から現在までの生物相調査報告、生物出現記録、その他文献・標本記録を渉猟し、大阪湾域でのファウナ・フロラリストを(総数約580種)を完成させた。これらから岩礁性種、潮下帯種、未同定種を除いた約280種について個体群存続に関わるリスク評価を行い、大阪府レッドリスト改訂版策定のための参考資料とした。(4)研究成果の社会還元:本研究の成果として得られた大阪湾の沿岸環境の変遷について、平成25年夏に大阪市立自然史博物館で開催した特別展の展示として紹介するとともに、展示解説書の執筆も行い、市民への成果還元を行った。(1)博物館標本による日本の干潟の過去の生物相の再構築鳥取県立博物館、陸前高田市立博物館仮収蔵施設、唐桑町漁村センター等で主に貝類の標本調査を行った。また、個人蔵の紀州藩伝来貝類標本等を調査した。その結果、陸前高田市立博物館が所蔵する鳥羽源藏コレクションから、干潟の貝類で現在はその地域に分布しないものの、明治時代には生息していた標本記録を複数確認した。また、大阪市立自然史博物館所蔵の標本についても、主に干潟性生物について種名・採集地・採集日のデータを整理した。(2)文献に基づく過去の生物相データの整理瀬戸内海の生物相に関する稲葉(1988)から干潟性生物の抽出作業を行った。

また、1950年60年代の文献から主として大阪湾の浅海生物の記録を収集した。(3)日本の沿岸における過去の干潟環境の把握男里川河口干潟(大阪府)、和歌川河口干潟(和歌山県)、新舞子干潟(兵庫県)、燧灘沿岸干潟(愛媛県)をモデルケースとして、明治昭和期に測量された地形図及び空中写真から過去の干潟面積を把握し、現在の地形図・空中写真による干潟面積と比較した。また、現地に赴き、地図・写真データと実際の面積との整合性、ならびに底質等の環境について調査した。(1)1950年代以前に国内で採集された干潟棲貝類標本の探索及びデータベース化:東京大学総合研究博物館、国立科学博物館、瀬戸内海沿岸の県立高校等が所蔵する動物標本から、主に1950年代以前に日本国内で採集された干潟棲無脊椎動物の標本記録の調査を行った。平成25年度までの調査結果と併せて、主に東京湾、三河湾、大阪湾、瀬戸内海などを中心とする海域で絶滅もしくは著しく減少した種について採集地・採集時期をデータベース化し、高度経済成長期以前の都市域の内湾干潟の貝類相の再構築を試みた。(2)瀬戸内海沿岸各地の干潟における比較生物相調査:瀬戸内海で良好な干潟環境が残っている香川県小豆島、大分県別府湾・国東、岡山県笠岡湾・水島灘・備讃瀬戸沿岸の干潟等で地形環境及び生物相の調査を行い、現在の大阪湾を初めとする都市圏の沿岸自然環境との違い、及びその差を生み出す要因について検討を行った。(3)国内の干潟における過去現在の生物相構築と保全への活用:主に大阪湾(大阪府域)について、明治期から現在までの生物相調査報告、生物出現記録、その他文献・標本記録の渉猟を行い、大阪湾域でのファウナ・フロラリストを平成25年度に確定させたが、今年度に最終的なリストの確認作業を済ませ、印刷物として刊行した。(4)『干潟の要注目種』の選定と、市民参加型干潟環境調査のためのモデルプロトコルの策定:市民参加型調査における調査対象種としての適性や効率性、及び上記(2)(3)の検討から、特に大阪湾での干潟の要注目種としてウミニナ類を選定した。これに基づき、大阪湾環境再生連絡会主宰の「第7回大阪湾生き物一斉調査」においてウミニナ類を中心とする「巻き貝」を調査テーマとして提案し、調査の実施とその結果発表を行った。底生生物学平成23年度時点では標本調査が遅れていたが、平成24年度に重点的に標本調査を行うことで、全体計画の遅れを回復した。また、過去の標本記録からは想定していた以上の情報が得られた。平成25年度に計画していた「干潟の生物相調査」及び「高度経済成長期を境として消失または増加した干潟性生物の抽出と要因解析」については、大阪府域での記録種について当年度にまとまった検討を行った。また、これらの解析結果は大阪府レッドリスト改訂版の策定にも活用した。このことから、平成25年度までの計画は大阪湾をモデルとして概ね順調に達成できたと考えている。「『干潟の要注目種』の選定と、市民参加型干潟環境調査のためのモデルプロトコルの策定」については平成25年度中に完了できなかったが、平成26年度当初段階ですでにその作業を進めている。当年度はオランダ国立自然史博物館(Naturalis)を訪問してシーボルトコレクションを調査する予定だったが、2011年中は同館が外部からの標本閲覧を受け入れていないことが判明したため、当年度中の訪問調査ができなかった。
ヒトがん細胞のパラクライン因子とがん増殖の免疫生物学的研究

本研究班は全てヒト癌細胞を対象とした研究である。まず、胃癌細胞株の中で、不活性型、活性型TGFーβ産生株と、不活性型を活性型TGFーβに変換するセリンプロテア-ゼ産生株が見出された。さらにこれらは、TGFーβの細胞増殖抑制活性に対して感受性と非感受性を示すものがあり、前者では感受性とWestern blot法によるP53発現との間に正の相関を認めた。また細胞をTPA処理した際のP53発現の増強がTGFーβの増殖抑制への感受性に関連することを見出した。肝癌細胞においてもTGFーβ産生株は高密度培養条件下ではTGFーβの増殖抑制作用からの逸脱が起こることが明らかになった。またTGFーβ産生株はin vitroでは血管内皮細胞を増殖させ、ヌ-ドマウスに移植すると血清中TGFーβ上昇、腫瘍血管と線維組織の増生が見られた。さらにヒトTGFーβ1cDNAを移入したTGFーβ産生CHO細胞でも同様な現象がみられ、抗TGFーβ抗体の投与により腫瘍増殖が抑制された。血管内皮細胞で大量に産生されるエンドセリンは、各種の増殖因子の効果を著しく増強するが、乳癌、大腸癌、膵癌でエンドセリンー1産生株が多数見出された。癌細胞上にレセプタ-を認めないが、線維芽細胞にはあり、NRF49線維芽細胞のコロニ-形成を誘導し、EGFとの共存で著明な増強作用を認め、細胞内カルシウム濃度を増加させた。いくつかの肺癌細胞株でILー6のmRNA発現と蛋白の産生を認めた。TNFーα添加で産生が増強したがILー1β、IFN、GMーCSFでは影響を認めなかった。そこで単球共存下での各種肺癌細胞株の増殖を検討し、一部の細胞株で明らかな促進を認めたが、ILー1、TNF、ILー6では増殖は促進されず、現在、培養上清中の性状につき、癌細胞障害活性と関連して解析中である。
平衡実現打ち切り法の拡張と電磁界解析への応用

平成30年度は,確率的平衡実現打切り法を電磁界解析に応用することになっていた。3次元上に取られたグリッドに対して,電界と磁界を互い違いに配置して,微分方程式を作成するFDFD法を用いて,電磁界システムに確率的平衡実現打切り法を適用する予定であった。しかしながら,FDTD法を用いるよりも,電磁界システムに等価なインダクタンス,キャパシタンス,抵抗を抽出することの方が効率的な解析が行えることが分かり,そのためのソフトウェアであるFastCap及びFastHenryを用いて,電磁界システムに等価な回路網の抽出を行い,確率的平衡実現打切り法の適用を行った。平成29年度では,RADIによるリカッチ方程式の解法を用いた確率的平衡実現打切り法の開発を行った。この再検討を行ったところ,RADIのような近似のリカッチ方程式の解法ではシステムの受動性を理論的に保証できないことが分かった。そこで,射影行列を用いてリカッチ方程式を低次元化することで受動性が保証できることを証明した.また,射影行列の作成にはリカッチ方程式の解のみではなく,求解が容易であるリヤプノフ方程式の解も利用できることが分かった.さらに,線形受動回路網が有する指数1, 2のシステムの適用に関しても一般化を行った.また,受動性の保証に関しては,数値的に保証する新たな確率的平衡実現打切り法の開発を行った.また,本手法に関しては,理論的な考察も行なっており,いくつかの例題に適用し,その有効性が確認できている.平成28年度から30年度において,4件の学術論文が掲載された.1件目はRC及びRLC回路に対して平衡実現打切り法を適用する方法である.本論文は,回路シミュレーション分野では広く普及している修正節点解析法による回路網の定式化から,如何に平衡実現打切り法を用いて低次元化モデルを作成するかについて検討を行ったものである.2件目はRLC回路について,受動性と双対性を保証する方法について検討した内容であり,数学的には有界性を用いた低次元化を行っている.ここでは,リカッチ方程式の解法の効率性を損なうことのないように,係数行列のスパース性を保存する方法について提案を行っている.3件目では,リカッチ方程式の高速解法であるRADIを用いて,受動性を保証する確率的平衡実現打切り法の提案を行った.RLC回路をデスクリプタ・システムで表現した場合には,指数1, 2の性質が現れるが,従来法では,指数1の場合にのみ確率的平衡実現打切り法が適用できていた.そこで,指数2の場合には,ストークス型の指数2システムから状態方程式を得る新たな手法を開発し,確率的平衡実現打切り法により低次元化を行う新たな手法を提案した.4件目は電磁界システムの低次元化に必要となる電磁界の等価回路表現に関する論文である.3件目のRADIを用いる方法に関しては,近似のリカッチ方程式の解法ではシステムの受動性を理論的に保証できないことが分かった。そこで,この改良を行い,理論的及び数値的に受動性を保証できる確率的平衡実現打切り法の提案を行っている.平成30年度の研究成果として,近似のリカッチ方程式の解を用いた確率的平衡実現打切り法を提案し,その成果を数値解析分野ではトップジャーナルとして知られているSIAM Journal on Matrix Analysis and Applicationsに投稿したが不採録となった.現在の体裁でも,IEEEなどの電気系の論文誌では採録されると考えているが,この研究成果は数値解析の論文としても十分通用する内容であり,その内容を再検討して採択をめざす.査読者の意見では,本論文ではリカッチ方程式を得るために摂動係数が用いられており,その影響について検討を行っていない.そのような場合には,リカッチ方程式は厳密には定義できないため,ルアー方程式を直接解く必要があるとのことであった.また,近年,数値解析分野において,ルアー方程式の数値解法が開発されているとの指摘があった.そこで,本年度では,リカッチ方程式ではなくルアー方程式の近似解法について検討を行う.ルアー方程式の近似解が得られれば,その後の低次元化は,これまでに開発した方法と全く同様であり,理論,実用に優れた確率的平衡実現打切り法が開発できると考えている.この検討を行った後に,論文の再投稿を行いたい.Mooreが提案した平衡実現打ち切り法では,2つのリヤプノフ方程式を求解するが,システムの受動性を保証するには,それよりも演算コストが高い2つのリカッチ方程式を解かなければならない。回路は一般に修正節点解析法で定式化され,スパースな係数行列をもつ微分代数方程式で表される。ここで,リカッチ方程式を得るために,修正節点方程式を状態方程式に変換する必要があるが,この変換には特異値分解が用いられ,状態方程式及びリカッチ方程式の係数行列は共に蜜行列になる。この場合にリカッチ方程式の求解コストは次数の3乗の複雑さとなり,ワークステーションを用いた場合には数1000次元のシステムが適用の限界となる。ゆえに,数100万次元のシステムの低次元化を行うためには,リカッチ方程式の係数行列はスパースに表現されなければならない。そこで,スパース特異値分解を適用して,スパースな状態方程式,ひいては,スパースなリカッチ方程式を得ることを考える。しかし,厳密には特異値分解は必要なく,それよりも遥かに計算コストが低いコレスキー分解で十分である。しかしながら,通常のコレスキー分解とは異なり,正定値でも負定値でもない行列を分解する必要がある。