hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アドレノメデュリン(AM)受容体の役割の解明および新規AM受容体の探索

(2)AM結合に重要なRAMPの領域を認識する抗体の作製: AM結合に重要なRAMPの領域をペプチド合成して高感度のポリクローナル抗体を作製したが、これらはヒトAM受容体の過剰安定発現系でのAM結合を軽度しか抑制できなかった。我々の検討から、AMはCRLRの細胞外のN端領域と第1ループに直接結合していると考えられるため、その領域をHEK-293細胞に過剰に発現させたものを抗原としてポリクローナル抗体の作製を試みる予定である。(3)AM受容体の構成蛋白であるCRLRとRAMPの合成を阻害するアンチセンスとsiRNAの作製:この効果判定には特異的な抗体が不可欠であるため、(2)で作製した抗RAMP抗体がウエスタンブロットに使用できるか検討中である。2.新規AM受容体の探索(主として北村和雄が行う):上記1の手段をすべて確立した後に、本研究を行う予定である。1.AM受容体の機能を特異的に抑制する手段の確立(主として江藤胤尚と桑迫健二が行う):(1)AMの受容体結合を抑制する遺伝子の探索:我々は、AM受容体の修飾蛋白である3つのRANP1,-2,-3にはAMの結合部位はなく、これらがbinding pocketの形成に不可欠であることを明らかにしてきた。AMの結合部位はその受容体の構成蛋白であるCRLRに存在していると考え、この責任領域を特定すべく、CRLRとVIP2受容体(ともにClassBのG蛋白共役型受容体に属すが、RAMPはVIP2受容体に作用できない)のキメラ蛋白(9種)を独自に作製した。これらのキメラ蛋白のN末端にV5タグを付加して、各RAMPとの共発現後の細胞膜発現をFACS解析により定量化した。さらに、^<125>I-AMの結合性やAMによるcAMP反応性を検討することにより、AMの結合に重要なCRLRの領域を大まかに同定することが出来た。今後、その領域を標的に種々の変異体(キメラ蛋白/欠失体/1塩基置換体)を順次作製して、最終的に責任領域を同定したい。(2)AM結合に重要なRAMP領域を認識する抗体の作製:上記(1)の検討から、AMはCRLRの細胞外のN端領域と第1ループに結合していると考えられるため、その領域をHEK-293細胞に過剰発現させたものを抗原としてポリクローナル抗体の作製を試みているところであり、まだ最終結果は得られていない。(3)AM受容体の蛋白合成を阻害するアンチセンスとsiRNAの作製:これらに関しても、現在検討中である。
水晶振動子法と多成分系有機物吸着汚染モデルによる表面吸着分子間相互作用測定法研究

シリコン表面に吸着する有機物分子同士の相互作用を速度論的視点から測定・評価する方法を検討し、それを用いて挙動を考察した。平成19年度において本研究では、シリコン表面とそこに吸着する分子、特に水、イソプロパノール(IPA)、フタル酸ジエチル(DEP)の三成分系において得られる吸着速度定数、脱離速度定数から分子間の相互作用に相当する項を抽出して数値化し、それを用いてIPAとDEPの分子間相互作用を考察した。水晶振動子表面に水分子を吸着させ、定常状態に到達したことを確認した後、IPA及びDEPの混合蒸気を与え、合計の吸着と脱離の速度を測定した。その挙動を多成分系有機物吸着汚染(MOSAIC)モデルを用いて数値計算により解析した。ここで得られた吸着脱離挙動から次の結論が得られた。(1)二成分系の吸着脱離挙動が、それぞれの単成分有機物系の吸着・脱離速度定数を用いて表現できる。(2)有効最大吸着量は、気相における有機物の組成に応じて変化する。(3)MOSAICモデルを基に、二成分系の有効最大吸着量は、単成分系の吸着脱離速度定数および各成分の気中濃度の関数として表される。(4)単成分系の有効最大吸着量から有機物分子がそれぞれ占有する領域の大きさを概算したところ、DEP分子はIPA分子の約2倍の半径を占有する。(原子間距離を総合して概算すると、納得し得る比率であることが示された。)(5)、最大量吸着時におけるIPA分子とDEP分子の占有合計面積を加算したところ、二成分系において分子間相互作用を無視した場合に予想される面積に一致した。これにより、IPA分子とDEP分子の間には、考慮すべき大きさの分子間相互作用が存在しないことが判断された。水晶振動子法により、分子の占有面積比を実測可能であること、分子間の相互作用を実測により研究し得ることが、本研究により示された。シリコン表面における有機物分子の吸着・脱離過程において、表面との相互作用、吸着分子同士の相互作用を速度論的視点から測定・評価する方法を検討し、それを用いて挙動を予測できる技術を開発することを目的とする。平成18年度において本研究では、シリコン表面とそこに吸着する分子、特に水、イソプロパノール(IPA)、フタル酸ジエチル(DEP)の三成分系において得られる吸着速度定数、脱離速度定数から分子間の相互作用に相当する項を抽出して数値化し、それを用いて分子間相互作用を測定する方法を考察した。平成18年度は、下記の(1)(4)を中心に行い、分子間相互作用評価手法の妥当性を検討した。(1)クリーンブース、水晶振動子(QCM)など必要とする測定環境設備・機器の拡充を行った。(2)単成分吸着脱離の測定QCM表面に水分子を吸着させ、定常状態に到達したことを確認した後、イソプロパノール、フタル酸ジエチルの蒸気をそれぞれ単独に与え、その吸着、脱離速度を測定した。その挙動から吸着速度定数、脱離速度定数を求めた。(3)2成分系の吸着脱離の測定、および数値解析QCM表面に水分子を吸着させ、定常状態に到達したことを確認した後、IPA及びDEPの混合蒸気を与え、合計の吸着と脱離の速度を測定した。その挙動を他成分系有機物吸着汚染モデルを用いて数値計算により解析した。ここで得られた吸着脱離挙動が、(2)において求めていた単成分有機物系の吸着・脱離速度定数を用いて表現できること、有効最大吸着量が気相における有機物の組成に応じて変化する可能性を見出した。

これにより、定量的に挙動を再現できたことから、IPAおよびDEPの間には、場所を奪い合う(他者を物理的に排除する)以外には顕著な分子間相互作用がないものと考えられる。今後は、有効最大吸着量の物理化学的意味を解釈すること、有機物の種類を増やして分子間相互作用の評価を進めることを計画している。平成18年度に続き、シリコン表面に吸着する有機物分子同士の相互作用を速度論的視点から測定・評価する方法を検討し、それを用いて挙動を考察した。平成19年度において本研究では、シリコン表面とそこに吸着する分子、特に水、イソプロパノール(IPA)、フタル酸ジエチル(DEP)の三成分系において得られる吸着速度定数、脱離速度定数から分子間の相互作用に相当する項を抽出して数値化し、それを用いてIPAとDEPの分子間相互作用を考察した。水晶振動子表面に水分子を吸着させ、定常状態に到達したことを確認した後、IPA及びDEPの混合蒸気を与え、合計の吸着と脱離の速度を測定した。その挙動を多成分系有機物吸着汚染(MOSAIC)モデルを用いて数値計算により解析した。ここで得られた吸着脱離挙動から次の結論が得られた。(1)二成分系の吸着脱離挙動が、それぞれの単成分有機物系の吸着・脱離速度定数を用いて表現できる。(2)有効最大吸着量は、気相における有機物の組成に応じて変化する。(3)MOSAICモデルを基に、二成分系の有効最大吸着量は、単成分系の吸着脱離速度定数および各成分の気中濃度の関数として表される。(4)単成分系の有効最大吸着量から有機物分子がそれぞれ占有する領域の大きさを概算したところ、DEP分子はIPA分子の約2倍の半径を占有する。(原子間距離を総合して概算すると、納得し得る比率であることが示された。)(5)、最大量吸着時におけるIPA分子とDEP分子の占有合計面積を加算したところ、二成分系において分子間相互作用を無視した場合に予想される面積に一致した。これにより、IPA分子とDEP分子の間には、考慮すべき大きさの分子間相互作用が存在しないことが判断された。水晶振動子法により、分子の占有面積比を実測可能であること、分子間の相互作用を実測により研究し得ることが、本研究により示された。
優れた不斉識別能を有する多糖誘導体の設計と合成、及びその応用

1)優れた光学分割能を有するセルローストリス(3,5-ジメチルフェニルカルバメート)の側鎖の一部に重合性のビニル基を導入し、シリカゲル上でビニルモノマーとラジカル重合することで、セルロース誘導体のシリカゲル上への固定化を試みた。様々な条件で固定化を行ったところ、ビニルモノマーに2,3-ジメチルブタジエンを用いることで、スチレンを用いた場合と比べ、誘導体の固定化率は減少したものの、固定化後に得られるキラル固定相の光学分割能は、より固定化前に近い値となることが明らかとなった。2)上記1)の固定化方法を用いて、他のセルロース誘導体やラミロース誘導体のシリカゲルへの固定化を試みたところ、これまでのセルローストリス(3,5-ジメチルフェニルカルバメート)の場合と同様、優れた光学分割能をほとんど損なうことなく、多糖誘導体をシリカゲル上に固定化することが可能であった。また、これらの固定化型キラル固定相が、クロロホルムなどの溶媒に対しても高い耐久性を示したことから、本固定化方法が、実用的な多糖誘導体のシリカゲルへの固定化方法として有用であると思われる。3)ドイツのフェグトル教授らとの共同実験において、酵素重合により調製したアミローストリス(3,5-ジメチルフェニルカルバメート)(AD)の一点化学結合型カラムを用いて、構造上極めて興味深い、ノットが二つ連なったダンベルノットをリングに通したノタキサンの光学分割に成功し、多糖誘導体を用いた光学分割の新しい可能性を示した。1)優れた光学分割能を有する多糖誘導体の側鎖の一部に重合性のビニル基を導入し、シリカゲル上でビニルモノマーとラジカル重合することで、多糖誘導体のシリカゲル上への固定化を試みた。様々な固定化条件を比較検討した結果、固定化に用いるビニルモノマーの量が少ない方が、得られる固定相の光学分割能は高くなることがわかった。また、多糖誘導体に導入するビニル基の種類やその導入方法、固定化に用いるビニルモノマーの種類を変えても、固定化が効率良く進行し、誘導体をほぼ完全にシリカゲル上に固定化できることを見いだした。さらにこれらの固定相において、溶離液にクロロホルムを加えて使用することが可能であった。HPLCによる光学分割では、溶離液の種類や組成を適切に選択することで、はじめて光学分割可能になるラセミ体も数多く存在していることから、様々な種類の溶離液を使用可能にする本手法は、次世代型のキラル固定相の作製方法として有用であると思われる。2)セルロースやアミロースのシクロアルキルカルボキシレートを合成し、その光学分割能を評価したところ、セルロースのシクロペンチル及びシクロヘキシルカルボキシレート誘導体などが、メタノール/水の逆相系で、多くのラセミ体に対して高い光学分割能をし、実用的なHPLC用キラル固定相となりうることがわかった。3)ドイツのフェグトル教授らとの共同実験において、酵素重合により調製したアミローストリス(3,5-ジメチルフェニルカルバメート)(AD)の一点化学結合型カラムを用いて、構造上極めて興味深い、ノットにデンドリマーが連なったデンドロノットや、ノットが二つ連なったダンベルノットの光学分割に成功し、多糖誘導体を用いた光学分割の新しい可能性を示した。
新しいジベレリン信号伝達経路の解明

本研究ではこれまでに知られていないジベレリン(GA)信号伝達経路の解析を行った。我々は植物にGA刺激を与えると未知の信号伝達経路を介して細胞内カルシウム濃度が上昇することを見出した。GA信号伝達の抑制因子DELLAと結合する転写因子GAF1を同定し解析した。DELLAはGAF1のコアクティベーターとしてGAF1の標的遺伝子の転写を促進することを明らかにした。ジベレリン(GA)は植物の伸長成長に顕著な促進作用を示す植物ホルモンである。本研究の目的はGAの信号伝達系がいかにして、新たな遺伝子発現の変化を引き起こすかを解明することにある。GAの内生量が低くなるとGA生合成の終盤反応を触媒するGA 3-酸化酵素とGA 20-酸化酵素をコードする遺伝子の転写量が増大することでGAの恒常性が維持される。これまで我々はbZIP型転写因子RSGがGA 20-酸化酵素遺伝子のフィードバック制御に関与することを明らかにしてきた。しかしその制御は直接なのか間接なのかは不明であった。GA 20-酸化酵素遺伝子のプロモーター上にはRSGの結合モチーフに似た配列が存在し、その配列に変異を導入するとフィードバック制御を受けなくなることが明らかになった。ゲルシフト法による解析から、この配列に実際にRSGが結合することが示された。さらにクロマチン免疫沈降法によりRSGはGA 20-酸化酵素遺伝子のプロモーターと細胞内で結合すること、そしてその結合はGA内生量の低下で増大し、GA投与により消失することを明らかにした。この結果はRSGがGA 20-酸化酵素遺伝子のプロモーターに直接的に結合し、GA内生量依存的な転写調節に関与していることを示している。遺伝子の転写調節にはヒストンのメチル化やアセチル化などの修飾が重要である。そこでGA内生量を変化させた時に転写抑制の標識であるヒストンH3の9番目のリジン残基のメチル化と転写活性化の標識であるヒストンH3のアセチル化状態をクロマチン免疫沈降法により調べた。その結果、GA内生量が低下するとH3の9番目のリジン残基のメチル化が消失しヒストンH3のアセチル化が亢進すること、GA投与によりヒストンH3のアセチル化が消失することが示された。フィードバック制御にはヒストンコードの修飾が関与すると考えられた。GAの信号伝達では核内タンパク質DELLAのGA依存的分解が引き金と考えられている。GA内生量が低くい時、DELLAは転写因子PIFなどと結合し、その機能を抑制している。GA刺激を受けるとDELLAの分解により、PIFなどの機能発現によりGA生理応答が顕れるというモデルが支持されている。しかしPIFがフィトクロム依存的に分解される明条件においてもGAは明確な伸長成長を引き起こすので、PIF以外に、より重要な未知のDELLAの標的タンパク質が存在しているはずである。我々はDELLAと相互作用するZnフィンガー型転写因子GAF1を新たに単離した。GAF1を過剰に発現する形質転換体は、野生型植物に比べて顕著に背丈が高くGAを投与されたかのような形質を示し、GA合成阻害剤に対する抵抗性を示した。BiFC法による解析の結果、GAF1とDELLAの植物細胞内における相互作用が確認された。これらの結果は、GAF1はGA信号伝達の重要な因子であることを示唆している。DELLAは明確なDNA結合モチーフをもたないが、いくつかのGA関連遺伝子と結合していることが報告されている。DELLAはDNA結合タンパク質を介して遺伝子の調節領域に結合すると予想される。そこでGAF1とDELLAの複合体が遺伝子発現に及ぼす影響について解析した。GA生合成酵素遺伝子の転写はGAF1単独またはDELLA単独ではほとんど影響を受けないが、DELLAとGAF1の共存により顕著に転写が促進された。DELLAはPIFなどを抑制するだけでなく、転写のコアクティベーターとしての機能を有していると考えられる。生理学的実験からはGA信号伝達にはCa^<2+>の関与が示唆されたが、その実体は不明であった。我々はGA生合成酵素遺伝子の転写因子RSGの機能を制御するキナーゼとしてCa^<2+>依存性タンパク質リン酸化酵素NtCDPK1を同定した。NtCDPK1はRSGをリン酸化しRSGと14-3-3の結合を促進する。前年度までの研究でNtCDPK1はRSGだけでなく14-3-3とも結合することを見出した。本年度はNtCDPK1と14-3-3の植物細胞における結合とその生理的意義を明らかにすることを目的とした。Bimolecular fluorescencecomplementation(BiFC)法によりNtCDPK1と14-3-3が生細胞内で相互作用することを明らかにした。プルダウン法による解析から14-3-3とNtCDPK1の結合は直接でありCa^

<2+>と自己リン酸化が必要であることが明らかになった。14-3-3とRSGの結合は14-3-3とNtCDPK1の結合よりも強いことから、NtCDPK1はRSGをリン酸化すると、自身に結合していた14-3-3をRSGに受け渡すことで14-3-3とRSGの結合を促進するのではないかと考えられた。実際に14-3-3とNtCDPK1の複合体上でRSGをリン酸化すると14-3-3はRSGと結合しNtCDPK1から解離することが示された。この結果はNtCDPK1がキナーゼの活性に加えてシャペロン様の機能を有していることを示している。ジベレリン(GA)は植物の伸長成長に顕著な促進作用を示す植物ホルモンである。生理学的実験からはGA信号伝達にはCa2+の関与が示唆されたが、その実体は不明であった。我々はGA生合成酵素遺伝子の転写因子RSGの機能を制御するキナーゼとしてCa2+依存性タンパク質リン酸化酵素NtCDPK1を同定した。NtCDPK1はRSGをリン酸化しRSGと14-3-3の結合を促進する。前年度までの研究でNtCDPK1はRSGだけでなく14-3-3とも結合することを見出した。本年度はNtCDPK1と14-3-3の結合は自己リン酸化依存的であることを明らかにした。Ca2+によってNtCDPK1が活性化されるとNtCDPK1はRSG、14-3-3とヘテロ三量体を形成すると考えられた。NtCDPK1はRSGキナーゼの活性に加えてシャペロン様の機能を有しており、RSGをリン酸化すると同時に自身に結合していた14-3-3をRSGに受け渡すことでRSGと14-3-3の結合を促進することが示唆された。大麦の糊粉層のプロトプラストを用いた実験ではGA処理後5時間程度で細胞内Ca2+濃度が上昇することが報告されていた。しかしこの濃度上昇はGA信号伝達に直接関与しているとするにはあまりに遅い反応である。そこで我々はCa2+センサーを用いてGAと細胞内Ca2+濃度の関係を解析した。その結果、従来報告されていたよりも早くGA処理により細胞内Ca2+濃度が上昇することが示された。またCa2+信号伝達の阻害剤の添加によりGAによる遺伝子発現制御が抑制されることが明らかになった。これらの結果はCa2+がGA信号伝達に直接関与していることを示唆している。NtCDPK1の成果に加えDELLAと結合する転写因子GAF1の機能解析も進展しており、研究全体としてほぼ順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度にはGAFとDELLAのin vivoにおける結合を免疫沈降法などにより解析する。
アストログリアコネキシンの脳内免疫系賦活作用の抑制による多発性硬化症治療法の開発

多発性硬化症(MS)は脱髄性神経疾患の代表的な疾患で、30歳台女性に好発し、発症当初は再発寛解を繰り返すが、発症後10年で二次進行形に移行する。再発寛解期の再発予防薬は開発されているが、二次進行期についてはメカニズムが不明なため治療薬がほとんどない。私達は、中枢神経系におけるグリア細胞機能異常を介した脱髄性神経疾患のメカニズム解析および新規治療法開発のため、アストログリアのギャップ結合蛋白コネキシン(Cx)30やCx43を細胞特異的に発現低下させた遺伝子改変マウスに実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を誘導し、症状の経過を追った。EAEはMSの動物モデルとして認知されている。その結果、Cx30欠損マウスではEAEの急性期症状には変化が見られなかったが、慢性期症状が軽減した。マウス脊髄および単離したミクログリアの発現遺伝子解析では、脊髄内ではアストログリアが神経保護的に活性化し、ミクログリアも保護的活性化を呈していることが明らかとなった。これらの結果は、これまで不明であったMS患者における慢性期における症状悪化を反映していると思われた。Cx43欠損マウスにおいても、やはり急性期症状は不変であったが、慢性期症状の軽減を認めた。これらの結果は、アストログリアのギャップ結合が疾患メカニズムとして重要で、これらの機能修飾による慢性期MS患者の新規治療法開発につながると考えられた。ギャップ結合阻害薬としては、漢方薬などによく使われる甘草(リコリス)の誘導体であるINI0602が試薬として市販されており、現在その効果について検討を行っている。私たちは、中枢神経系の神経細胞以外の細胞=グリア細胞、とくにアストログリアが中枢神経炎症性疾患に病態機序に及ぼす影響を解析している。平成28年度は主に二つのプロジェクトを推進してきた。まず中枢神経系では主にアストログリアに発現しているギャップ結合蛋白であるコネキシン30(Cx30)のの機能解析を行った。Cx30欠損マウスでは、野生型と比較し実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の症状改善を認めた。その病態としては、病変部で活性化しているもう一つのグリア細胞であるミクログリアの活性化状態が保護的に変化していたことが一因と考えられた。現在さらにその詳細を解析中である。もう一つはコネキシン43(Cx43)の時限的・細胞特異的(アストログリア特異的)欠損マウスの解析である。Cx43の全身欠損マウスは胎内で死亡することから、Cx43のコンディショナル欠損(Cx43cKO)マウスを解析した。すると、Cx43cKOではやはりEAEが軽症化した。Glymphaticsとよばれる脳内細胞間質液の環流障害がおきている可能性があり、病態との関連性を検討している。脳室内に分子量の異なる色素を投与し、そのクリアランスを測定する予定。またCx43はごく微量ながら末梢血にも発現しているため、adaptive EAEを用いた結果の確認作業を検討している。どちらのマウスモデルも、多発性硬化症の新規治療薬開発に寄与する可能性の高い重要な研究で、今後も継続していく。実験結果については、両モデルともに多発性硬化症モデルマウスの症状改善に成功している。遺伝子改変マウスも順調に交配が進み実験に必要なマウスは十分に確保できている。Cd43cKOマウスについてはマウスの確保がCx30koマウスと比較しやや困難であるため引き続き注意深く交配を継続する。私たちは、中枢神経系の神経細胞以外の細胞=グリア細胞(アストログリア、オリゴデンドログリア、ミクログリア)が中枢神経炎症性疾患に病態機序に及ぼす影響を解析している。平成29年度は、アストログリアやオリゴデンドログリアのギャップ結合分子コネキシンが多発性硬化症モデルマウス(=EAE)の病態に及ぼす影響を検討した。その結果、アストログリア特異的Cx43欠損マウスではEAEが軽症化し、同マウスのミクログリアが抗炎症性に形質変換していることを突き止めた。現在、アストログリアのCx43欠損がミクログリアに与える影響を検証中。また、オリゴデンドログリア特異的Cx47欠損マウスでは逆にEAEが悪化した。同マウスではグリア細胞が神経障害性に活性化している可能性が強く示唆され、現在解析中である。ミクログリアはEAEモデルの慢性期に活性化することが知られている。私たちはその活性化を抑制することで慢性期の症状軽減ができないか検討し、イグラチモドという抗リウマチ薬が有効であることを突き止めた。同薬剤をマウスに予防的投与するとEAEが発症せず、さらにEAEの症状がピークのときに治療的投与を開始してもその重症度が軽減されることを見出した。本研究成果はScientific Reportsに報告した(Li, Yamasaki et al., Sci Rep 2018)。この結果はグリア炎症がEAEの中枢神経障害に強く関わっていることを示唆している。本研究で得られたオリゴデンドログリア特異的Cx47欠損マウスは世界初の慢性進行性多発性硬化症モデルマウスであり、そのメカニズム解明は新規治療法の開発につながる可能性がある。またアストログリア特異的Cx43欠損マウスについても多発性硬化症の新たな疾患機序を示唆する重要なモデルである。

どちらの動物モデルもこれまでなかった世界初のモデルで、今後の研究が多発性硬化症のメカニズムについて新たな知見をもたらすものと期待される。多発性硬化症(MS)は脱髄性神経疾患の代表的な疾患で、30歳台女性に好発し、発症当初は再発寛解を繰り返すが、発症後10年で二次進行形に移行する。再発寛解期の再発予防薬は開発されているが、二次進行期についてはメカニズムが不明なため治療薬がほとんどない。私達は、中枢神経系におけるグリア細胞機能異常を介した脱髄性神経疾患のメカニズム解析および新規治療法開発のため、アストログリアのギャップ結合蛋白コネキシン(Cx)30やCx43を細胞特異的に発現低下させた遺伝子改変マウスに実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を誘導し、症状の経過を追った。EAEはMSの動物モデルとして認知されている。その結果、Cx30欠損マウスではEAEの急性期症状には変化が見られなかったが、慢性期症状が軽減した。マウス脊髄および単離したミクログリアの発現遺伝子解析では、脊髄内ではアストログリアが神経保護的に活性化し、ミクログリアも保護的活性化を呈していることが明らかとなった。これらの結果は、これまで不明であったMS患者における慢性期における症状悪化を反映していると思われた。Cx43欠損マウスにおいても、やはり急性期症状は不変であったが、慢性期症状の軽減を認めた。これらの結果は、アストログリアのギャップ結合が疾患メカニズムとして重要で、これらの機能修飾による慢性期MS患者の新規治療法開発につながると考えられた。ギャップ結合阻害薬としては、漢方薬などによく使われる甘草(リコリス)の誘導体であるINI0602が試薬として市販されており、現在その効果について検討を行っている。概ね当初の研究計画どおりに進捗しているため大きな変更は予定していない。現在得られている研究結果のメカニズムについてより深く検討を重ねる。組織学的解析、マウスから採取したグリア細胞の遺伝子発現解析およびこれらを標的とした治療的研究(コネキシン阻害蛋白等)を検討している。今回得られた貴重な動物モデルの病態解明、治療法開発に引き続き注力する。現在は分子メカニズムの解析を主に行っている。
X線照射損傷の時空間分割測定を可能にする、高分解能結像型軟X線顕微鏡の開発

研究成果の概要(和文):軟X線の照射によって生じる生物試料や有機材料の損傷過程を実時間観察によって解明することを最終目標として、本研究課題ではその要となる結像型の軟X線顕微鏡の開発を行った。正弦条件を満足するとともに色収差を持たない光学系として、二組の球面鏡対を用いて球面収差を補正し、1μm以下の空間分解能を持っ光学系を開発した。コンピュータシミュレーションによって最適な光学パラメータを探索し、その結果をもとに試作装置を製作するとともに、集光性能評価を行った。波長が短いX線を利用すると、可視光を用いる光学顕微鏡よりも高い空間分解能を得ることができることから、X線を利用した試料観察法は広く利用されている。ところが、軟X線を利用した場合、軟X線は物質の吸収係数が大きく、イオン化できる十分なエネルギーを持っている。そのため、吸収された軟X線は物質中で熱に変換されたり、イオンや電子を大量に発生させることで試料に損傷を与える。軟X線照射に由来する試料損傷の問題は、生物試料や有機材料の軟X線分光研究において古くから指摘されており、測定データの信頼性に深く関わる重要な問題としてその影響が議論されてきた。本研究では、軟X線照射によって生じる化学状態変化を実時間追跡してその過程を解明することを目指して、時間分解-軟X線顕微分光法を開発する。本年は、その鍵となるサブマイクロメートルの空間分解能を持つ軟X線結像光学系の設計を行った。本研究では、吸収係数の差を利用した顕微測定を行うため、色収差を持つ光学系は利用できない。そこで、全反射鏡を用いた光学系の検討を行った。ウォルター鏡や非球面鏡などを用いた場合の光学系について、製作難易度や得られる空間分解能の視点から光線追跡法を用いて評価を行った。その結果、2枚の球面鏡ペア(一次元集光)を用いた単純な光学系により、100nm程度の高い集光を得られることが明らかとなった。さらに、この光学系を2組(合計4枚の球面鏡)用いると、目的とするサブマイクロメートルの空間分解能を持つ結像型光学系を構築可能であることも確認された。球面鏡は最も研磨しやすい形状であることから、検討の結果得られた光学系の実現は十分可能であると判断した。次に、4枚の球面鏡の精密位置調整手順について検討を行い、位置調整機構を構成する部品の設計・製作を行った。次年度には、製作した部品を用いて軟X線顕微鏡の組み上げを行い、集光テストを実施する予定である。波長が短いX線を利用すると、可視光を用いる光学顕微鏡よりも高い空間分解能を得ることができるため、X線を利用した試料観察法は広く利用されている。ところが、軟X線は物質の吸収係数が大きく、吸収された軟X線は物質中で熱に変換されたり、イオンや電子を大量に発生させることで試料に損傷を与える。本研究では、軟X線照射によって生じる化学状態変化を実時間追跡することを最終目標として、その要となる全反射鏡を用いた結像型軟X線分析鏡の開発を行った。初年度の検討に基づいて、4枚の球面鏡から構成される結像型顕微鏡の設計・製作を行った。しかしながら、平成23年度に購入予定であった高精度球面鏡が、入札時の障害によって同年度内に入手できなかった。そのため、平成24年度に改めて入札による調達を実施し、4枚組の高精度球面鏡を作成した。作成した球面鏡は前年度に製作した結像型顕微鏡の位置調整機構に組み込み、光学素子のオフライン調整を行うとともに、レーザーを用いて4枚の球面鏡の位置を精密調整するための手順の確立を行った。前年度に製作した球面鏡を軟X線顕微分光装置に組み込み、オフラインにおけるレーザーアライメントを実施した。4枚の球面鏡の位置・角度を正確に調整するため、各球面鏡の前後において光の通過位置を正確に確認するためのモニタの設計・製作を行い、オフラインにおける集光鏡の調整作業手順ならびに位置調整アルゴリズムの確立を行った。

結果、レーザーを用いたアライメントによって4枚の球面鏡を精密調整し、設計した集光点に光を導入することが可能となった。平成23年度に調達予定であった高精度球面鏡は、入札時に発生した障害によって同年度内に調達することができなかった。そのため、本年度に改めて入札による調達を実施し、高精度球面鏡を調達することとなった。最終的に資材調達が遅れた影響によって、放射光を用いた集光・結像テストを実施するには至らなかったが、4枚の球面鏡を用いた軟X線結像型光学系を開発し、レーザーアライメントによって複数枚の集光鏡を用いて収差補正を行う手法を確立することができた。本研究によって、時間分解-軟X線顕微分光装置を展開するための足掛かりを築くことができた。平成23年度中に高精度球面鏡を調達し、軟X線結像型顕微鏡として組み上げる予定であったが、資材の調達時に問題が生じたため、23年度中に装置をくみ上げることができなかった。当初は、平成23年度中に軟X線結像型顕微鏡を完成させ、平成24年度には放射光を用いた集光テストを実施する計画であったが、高精度球面鏡の調達の遅れの影響により、装置の製作が平成24年度にずれ込んでいるため、研究計画に1年近い大幅な遅れが生じている。24年度が最終年度であるため、記入しない。軟X線結像型顕微鏡の位置調整機構の設計・製作は概ね完了しているため、高精度球面鏡を設置し、軟X線結像型顕微鏡としての組み上げ作業を平成24年度前半に行う予定である。その後、オフラインにおいて集光テストを実施した後に、放射光ビームラインに装置を配置する。放射光を用いて4枚組集光鏡の位置微調整手順を確立し、サブマイクロメートルの軟X線集光テストを行うとともに、製作した集光システムの性能評価を行う予定である。
暑熱下運動適性の示唆を目的とした選択的脳冷却機構と個人差の解明

ヒトが高体温になると、顔面・頭皮の静脈血が眼角-眼静脈、導出静脈経由で頭蓋内に流れるようになる。その機序と個人差を解明する目的でこの研究を行った。実験は室温28±0.5°C、相対湿度40±3%の人工気象室内で行った。前夜から食事コントロールをさせた健康な男子を被験者とし、頭部以外の全身を50°Cにセットした加温箱により加温した場合、あるいは自転車エルゴメータにより種々の強度(60,30%〓O_2max,漸増的負荷)の負荷運動をした場合の、鼓膜温(Tty)、食道温(Tes)、全身皮膚温(7箇所)、前額の発汗量(〓sw)と皮膚血流量(〓sk)、眼静脈の血流方向とその速度(〓ov)を連続測定した。熱負荷の手技如何にかかわず発汗と皮膚血流量は熱負荷開始後間もなく増加したが、〓ovの方向の変化(顔面から頭蓋底へ)はそれとは著しく遅れて起きた。さらに、〓ovの急激な逆転(U1)の態様を個人ごとに調べたところ、加温箱による体加温では被験者25名中19名(76%)、運動(60%〓O_2max)では15名中12名(80%)にそれが観察された。このうち運動鍛練者では12名中8名(67%)に、運動非鍛練者で4名中4名(100%)は体加温でU1が観察されたが、特に運動鍛練による影響は見られなかった。ヒトの選択的脳冷却に関わって運動時や受動的体加温時におきる眼静脈血流の方向の変化の機序とその個人差についてつぎのようなことが明かとなった。眼静脈血流の頭蓋内への還流は、顔面の皮膚血流量の増加や発汗発現が始まる時点よりかなり遅れておき、この反応はほぼ20%のヒトに見られずかなりの個人差があることが判明した。
ロシア経済の市場経済化に伴う国連方式の新統計方式の採用紀〓とその方法論の調査研究

本年度(平成5年度)の研究目標としては、昨年に引き続き、以下のものに重点を置いた。1.ロシアの統計資料の入手2.ロシアの統計資料の整理ロシアの全体的な経済情勢に関する統計資料および論文の検討4.以上の研究結果の公表1および3に資するために、昨年度末からロシア語新聞を2つとり、最新の統計データの入手に努めた。さらに昨年に引き続き、ロシアおよびCISの統計資料の入手にも努めた。1993年もロシアおよびCIS諸国の経済は混乱を極め、最新の資料の入手と分析が決定的に重要であったと考えられる。膨大な資料の分析をすべてこなすことは、もちろんすぐには不可能であるが、入手できた資料をもとに来年度以降も研究を進める予定である。本年度8月3日27日まで大阪市立大学の基金により、ロシア、カザフスタン、ウズベキスタンを訪問し、現地でのヒアリング、ディスカッション、資料入手ができたことは重要な成果であった。本年度(平成4年度)の研究目標として、当初ロシア経済に関するマクロ経済指標およびその関連統計データをできるだけ多く入手・整理し、その一部を公表することに置いたが、ロシアの政治・経済情勢が混迷を極め、研究目標のフォローの作業も困難を極めた。今年度行なった作業は以下の通りである。1.ロシアの統計資料の入手。2.ロシアの統計資料の整理。3.ロシアの全体的な経済情勢の統計資料およびロシアの諸論文による分析。4.ロシアの経済情勢についての資料および分析結果の雑誌論文への公表。1.の統計資料の入手に関してはロシア語新聞・雑誌に公表された最新の統計、出版された統計委員会の統計の入手に努めた。2.については十分な整理作業はできていないが、マクロ経済分析に必要な経済統計資料の整理を中心に作業を行なった。3.については、1992年にロシア経済が価格自由化を初めとして国有企業の民有化、貿易・外国為替取引の自由化を進め、同時にインフレと生産低下が劇的に進行し、この分析が緊要となったので入手・整理した資料にもとづいて小論文を執筆・公表した。また、1993年3月2425日に北海道大学スラブ研究センターに招かれ、私の研究課題でもあり、現時点でのロシア経済における最も重要な問題であるロシアのマクロ経済統計および経済成長率について研究報告を行なった。以上の研究成果の公表、研究報告はいずれも予備的なものである。1992年9月1日10月31日の2ヵ月間、日本学術振興会の助成でロシアに滞在し、ロシアの経済情勢とマクロ経済統計について調査研究を進めることができ、私の研究課題について飛躍的に研究を進めることができた。
報酬/目的指向行動の神経回路機構

報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、タッチスクリーン学習測定装置を用いて、タッチスクリーンに表示されるキューと報酬を関連づけさせる学習課題を行った。報酬と関連づけさせるキューへのアプローチ行動(sign-tracking)は側坐核の直接路を可逆的神経伝達阻止法を用いて遮断すると増加がみられなくなったことから、sign-trackingに側坐核の直接路が関与することが示された。それに対して側坐核の間接路の関与は見られなかった。次に、側坐核の下流の神経核である腹側淡蒼球について神経回路機構を調べた。エンケファリンプロモーターを用いて腹側淡蒼球の神経細胞を、DREADD法により刺激、可逆的神経伝達阻止法により神経伝達遮断を行なったが、タッチスクリーン報酬学習に影響を与えなかった。一方、側坐核の間接路が関与する忌避学習行動について調べると、DREADD法による腹側淡蒼球の神経細胞刺激により、忌避学習が障害された。このことは、腹側淡蒼球神経回路のうちエンケファリン陽性神経細胞は側坐核間接路の下流で機能している可能性を示唆しており、今後の検証を必要とする。次に精神疾患における報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、精神疾患モデルマウスとして変異型DISC1トランスジェニックマウスを用いた。このマウスに思春期社会孤立ストレスを加えたところ、薬物依存行動の亢進がみられた。そこで、このマウスの脳内分子変化を検索したところ、DISC1結合蛋白であるPDE4の酵素活性上昇が側坐核特異的に観察された。PDE4蛋白質は間接路細胞に局在しており間接路機能への影響が示唆される。今後は引き続き、報酬/目的指向行動とその柔軟性における大脳基底核神経回路機構を解析するとともに、精神神経疾患の分子・回路病態を探る。報酬/目的指向行動における大脳基底核の特定神経回路の役割を明らかにすることができた。特に側坐核の直接路と間接路、腹側淡蒼球のエンケファリン陽性神経細胞の役割を明らかにし、それぞれ論文発表を行った。特に精神疾患における報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、複数の精神疾患モデルマウスを用いて検証を行う。薬物依存行動に加えて、タッチスクリーン認知学習課題による報酬学習とその柔軟性、忌避学習に着目して、精神疾患病態を明らかにする。報酬/目的指向行動下での脳内イメージングを確立し、神経機構の解明を人工知能を応用しながら進めていく。報酬/目的指向行動を適切にかつ柔軟性を持って遂行する機構の解明は脳科学と人工知能に共通する課題である。大脳基底核は報酬/目的指向行動に必須な脳部位であり、パーキンソン病、薬物依存症、PTSD、うつ病、統合失調症といった多くの精神神経疾患で障害されている。本研究では、報酬/目的指向行動と柔軟性に関与する大脳基底核神経回路の解析から、並列情報処理機構を同定することを目的としている。また、さまざまな精神神経疾患のモデルマウスの報酬/目的指向行動と領域・回路特異的な脳内表現を調べることによって、各精神神経疾患の神経回路制御異常と分子病態を同定し、報酬/目的指向的な表現学習における並列回路における情報処理機構と精神神経疾患モデルでの破綻を解明することを目指している。報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、マウスに対する図形識別学習課題と逆転学習課題を確立した。まずドーパミンD2L受容体ノックアウトマウスを用いて、ドーパミン神経回路の役割を調べた。D2Lノックアウトマウスは単純なオペラント条件付け課題は野生型マウスと同様に学習できたが、図形識別学習課題では有意な学習遅延を生じた。つづいて逆転学習課題を行うと、さらに学習遅延が拡大した。正解の図形をタッチするまでの時間は差が無く、学習遅延は運動制御障害によるものでは無かった。また、オペラント条件付けでD2Lノックアウトマウスは報酬を得るまでの時間が遅く、モチベーションの障害が示唆されたが、逆転学習課題では報酬を得るまでの時間に差が無く、学習遅延はモチベーション障害によるものでは無いと考えられた。これらから報酬学習行動とその柔軟性において、D2L受容体が重要であることを示した。今後、可逆的神経伝達阻止法を用いて、報酬/目的指向行動とその柔軟性における大脳基底核神経回路機構を解析する。マウスにおいて報酬学習行動とその柔軟性を解析することが出来るタッチスクリーン課題を開発し、ドーパミンD2L受容体が重要である事を示すことが出来た。報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、マウスに対する報酬学習課題を確立した。タッチスクリーン学習測定装置を用いて、タッチスクリーンに表示されるキュー(CS)と報酬を関連づけさせる学習課題を行った。報酬と関連づけさせるキュー(CS+)と無報酬と関連づけさせるキュー(CS-)をランダムに提示すると、セッションを繰り返す毎にCS+へのアプローチ行動(sign-tracking behavior)が増加した。一方、キューに接近することなく報酬に向かう行動(goal-tracking behavior)は減少した。これらの神経回路機構を調べるために、側坐核、背側線条体内側部、背側線条体外側部のそれぞれに、大脳基底核神経回路の直接路あるいは間接路のそれぞれに特異的な可逆的神経伝達法を適用した。側坐核の直接路の神経伝達を遮断すると、sign-tracking behaviorの増加がみられなくなった。それに対して側坐核の間接路の神経伝達遮断の影響は見られなかった。また、背側線条体内側部あるいは背側線条体外側部における直接路あるいは間接路の神経伝達遮断の影響はなかった。

これらの結果から、sign-tracking behaviorに側坐核の直接路の神経伝達が関与することが示された。引き続き、可逆的神経伝達阻止法を用いて、報酬/目的指向行動とその柔軟性における大脳基底核神経回路機構を解析する。またsign-tracking behaviorは薬物依存症の形成に関与していると言われている。薬物依存症をはじめとした精神疾患における神経回路・分子病態についても解析を進める。マウスに対する報酬学習課題を確立し、報酬/目的指向行動における大脳基底核神経回路機構の一部を明らかにすることができた。報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、タッチスクリーン学習測定装置を用いて、タッチスクリーンに表示されるキューと報酬を関連づけさせる学習課題を行った。報酬と関連づけさせるキューへのアプローチ行動(sign-tracking)は側坐核の直接路を可逆的神経伝達阻止法を用いて遮断すると増加がみられなくなったことから、sign-trackingに側坐核の直接路が関与することが示された。それに対して側坐核の間接路の関与は見られなかった。次に、側坐核の下流の神経核である腹側淡蒼球について神経回路機構を調べた。エンケファリンプロモーターを用いて腹側淡蒼球の神経細胞を、DREADD法により刺激、可逆的神経伝達阻止法により神経伝達遮断を行なったが、タッチスクリーン報酬学習に影響を与えなかった。一方、側坐核の間接路が関与する忌避学習行動について調べると、DREADD法による腹側淡蒼球の神経細胞刺激により、忌避学習が障害された。このことは、腹側淡蒼球神経回路のうちエンケファリン陽性神経細胞は側坐核間接路の下流で機能している可能性を示唆しており、今後の検証を必要とする。次に精神疾患における報酬/目的指向行動の神経機構を調べるために、精神疾患モデルマウスとして変異型DISC1トランスジェニックマウスを用いた。このマウスに思春期社会孤立ストレスを加えたところ、薬物依存行動の亢進がみられた。そこで、このマウスの脳内分子変化を検索したところ、DISC1結合蛋白であるPDE4の酵素活性上昇が側坐核特異的に観察された。PDE4蛋白質は間接路細胞に局在しており間接路機能への影響が示唆される。今後は引き続き、報酬/目的指向行動とその柔軟性における大脳基底核神経回路機構を解析するとともに、精神神経疾患の分子・回路病態を探る。報酬/目的指向行動における大脳基底核の特定神経回路の役割を明らかにすることができた。特に側坐核の直接路と間接路、腹側淡蒼球のエンケファリン陽性神経細胞の役割を明らかにし、それぞれ論文発表を行った。腹側線条体回路と背側線条体回路、直接路と間接路の役割の違いに焦点を当てて、並列情報処理機構を同定する。さらに大脳皮質からの大脳基底核神経回路への入力による並列回路のトップダウンの切り替え制御を明らかにする.また、さまざまな精神神経疾患のモデルマウスの報酬/目的指向行動と領域・回路特異的な脳内表現を調べることによって、各精神神経疾患の神経回路制御異常と分子病態を同定しトランスレーショナルリサーチにつなげる。
非定常トポロジー最適設計・乗り心地性能解析による振動抑制型樹脂製ベアリングの開発

H30年度では,定常問題に対してトポロジー最適化プログラムによりひずみエネルギーを最小とするベアリング形状に関する考察を行った.ひずみエネルギーの最小化に対しては,随伴変数法を適用し,弾性変形解析に対しては有限要素法を適用した.ベアリングのトポロジー最適化を行うにあたり、構造としての機能性を維持しつつ軽量化することを考え,適切な解析領域に関する検討を実施し,また,初期質量の値を変えることで,肉抜き度合いがどの程度変わるか調査を行った.集中荷重点,また支持点においては応力集中が発生するがFEMの解析ではメッシュサイズに依存しメッシュが細かくなる程応力の値が上がることから応力の算出結果そのものでは強度評価を適切に行うことができない.そこで,応力の評価に対して溶接の際に用いられる強度評価法を適用し,ひずみエネルギーを最小にしながら強度としても問題がないベアリング構造ついて検討を行った.乗り心地評価については,仮想空間上で試乗できるためのVR設備を整え,脳波計測装置を準備するとともに,脳波を分析できる環境を整えた.現在は,脳波の計測結果をもとにフェイススケール・スコアと呼ばれる指標により,乗り心地の良さを分類する試みを実施している.学会活動としては,日本応用数理学会2018年度年会にて研究成果を報告し,研究の進捗の結果を,JSIAM Lettersへ投稿し,また,現状の結果については,英文ジャーナルEngineering Optimizationへの投稿を目指し成果をまとめているところである.現在まで,定常モデルに対して,ひずみエネルギーを最小とするトポロジー最適化プログラムに関する検証を行った.定式化においては,ひずみエネルギーを評価関数として設定し,弾性変形の支配方程式を制約条件としたラグランジュ関数を定義し,停留条件の誘導を行った.自己随伴形となる随伴方程式が得られることから,随伴変位を通常の変位場にマイナスの符号を付けた形で表し,随伴方程式を解かずに感度を得るプログラムを作成した.数値実験による検証を行ったところ,解析領域の設定の仕方によっては,ベアリング本来の機能性を有さない形状が得られる(軽量化により排除してはならない部分もトポロジー最適化の解析により肉抜きされてしまう)ことから適切な解析領域の選定に関する検討を行った.連携研究者の企業とのディスカッションを実施し,ベアリングとしての機能性を失わずに,ベアリングの肉抜き軽量化をするための適切な解析領域を選定し,解析領域や境界条件の設定法について連携研究者と合意を得ることができた.また,脳波測定に対しては,仮想空間内で乗車体験をするために,車走行試験による動画撮影を行い,VRゴーグルを使用して仮想空間で乗車できる環境を整えた.また脳波測定用の機材を整備し,脳波測定が行えるようにしたとともに,自己組織化マップによる脳波波形のクラスタリング(分類)をできる準備を行った.現在のベアリングに対するトポロジー最適化解析においては,軸対称モデルとしドーナツ型の輪切り断面を用いた2次元解析を実施しているが,ベアリングに接しているスプリングの触れる箇所はベアリング底面全体ではないことから,精度良くモデルを表すためには三次元モデルへの拡張が必要である.また,今年度の研究においては静的なモデルに対してひずみエネルギーの最小化に関する検討を行ったが,本来は地面からのロードノイズによる振動を考慮したトポロジー最適化解析を行うべきであり非定常化も課題の一つである.このような点の改良が今後の研究課題である.また,脳波計測に対しては,脳波に対する周波数解析を行い,得られた波形に対して自己組織化マップによる分類を行い乗り心地の評価へ繋げていく予定である.H30年度では,定常問題に対してトポロジー最適化プログラムによりひずみエネルギーを最小とするベアリング形状に関する考察を行った.ひずみエネルギーの最小化に対しては,随伴変数法を適用し,弾性変形解析に対しては有限要素法を適用した.ベアリングのトポロジー最適化を行うにあたり、構造としての機能性を維持しつつ軽量化することを考え,適切な解析領域に関する検討を実施し,また,初期質量の値を変えることで,肉抜き度合いがどの程度変わるか調査を行った.集中荷重点,また支持点においては応力集中が発生するがFEMの解析ではメッシュサイズに依存しメッシュが細かくなる程応力の値が上がることから応力の算出結果そのものでは強度評価を適切に行うことができない.そこで,応力の評価に対して溶接の際に用いられる強度評価法を適用し,ひずみエネルギーを最小にしながら強度としても問題がないベアリング構造ついて検討を行った.乗り心地評価については,仮想空間上で試乗できるためのVR設備を整え,脳波計測装置を準備するとともに,脳波を分析できる環境を整えた.現在は,脳波の計測結果をもとにフェイススケール・スコアと呼ばれる指標により,乗り心地の良さを分類する試みを実施している.学会活動としては,日本応用数理学会2018年度年会にて研究成果を報告し,研究の進捗の結果を,JSIAM Lettersへ投稿し,また,現状の結果については,英文ジャーナルEngineering Optimizationへの投稿を目指し成果をまとめているところである.現在まで,定常モデルに対して,ひずみエネルギーを最小とするトポロジー最適化プログラムに関する検証を行った.定式化においては,ひずみエネルギーを評価関数として設定し,弾性変形の支配方程式を制約条件としたラグランジュ関数を定義し,停留条件の誘導を行った.

自己随伴形となる随伴方程式が得られることから,随伴変位を通常の変位場にマイナスの符号を付けた形で表し,随伴方程式を解かずに感度を得るプログラムを作成した.数値実験による検証を行ったところ,解析領域の設定の仕方によっては,ベアリング本来の機能性を有さない形状が得られる(軽量化により排除してはならない部分もトポロジー最適化の解析により肉抜きされてしまう)ことから適切な解析領域の選定に関する検討を行った.連携研究者の企業とのディスカッションを実施し,ベアリングとしての機能性を失わずに,ベアリングの肉抜き軽量化をするための適切な解析領域を選定し,解析領域や境界条件の設定法について連携研究者と合意を得ることができた.また,脳波測定に対しては,仮想空間内で乗車体験をするために,車走行試験による動画撮影を行い,VRゴーグルを使用して仮想空間で乗車できる環境を整えた.また脳波測定用の機材を整備し,脳波測定が行えるようにしたとともに,自己組織化マップによる脳波波形のクラスタリング(分類)をできる準備を行った.現在のベアリングに対するトポロジー最適化解析においては,軸対称モデルとしドーナツ型の輪切り断面を用いた2次元解析を実施しているが,ベアリングに接しているスプリングの触れる箇所はベアリング底面全体ではないことから,精度良くモデルを表すためには三次元モデルへの拡張が必要である.また,今年度の研究においては静的なモデルに対してひずみエネルギーの最小化に関する検討を行ったが,本来は地面からのロードノイズによる振動を考慮したトポロジー最適化解析を行うべきであり非定常化も課題の一つである.このような点の改良が今後の研究課題である.また,脳波計測に対しては,脳波に対する周波数解析を行い,得られた波形に対して自己組織化マップによる分類を行い乗り心地の評価へ繋げていく予定である.若干残額が生じたが,次年度に合わせて使用を予定している.
チョコレート製造業の工場村における「職」ー「住」空間デザインの総合的研究

本研究は、欧米の代表的チョコレート製造業が開発した工場村を分析することにより、「食」の工業化の先駆と言うべきチョコレート製造業が志向したした近代生活像と近代都市像を明らかにすることを目的とする。2018年度は、ハーシー・チョコレート社が開発した米国ペンシルヴェニア州ハーシーの現地踏査調査と資料収集を計画していたが、研究代表者に腹部大動脈瘤が見つかったためこの調査旅行を取りやめ、次年度に延期した。また10月19日11月25日まで手術入院と自宅療養を余儀なくされたため、2年目に計画していたハーシーの分析をすることができなかったが、代わりに本研究の背景である欧米における「食」の近代化について既往研究を取りまとめることができた。そこでは、16世紀半ばにヨーロッパに入ったコーヒー、ティー、チョコレートに砂糖とミルクを加えることで、人を目覚めさせかつ活動に必要なカロリーが得られる朝食が作られるようになり、18世紀後半にはそれが産業革命の担い手たる労働者階級にも浸透していったこと、特にチョコレート製造が工業化される過程で、カカオを脱脂した後、その脂肪をカカオマスに再投入することで固形チョコレートを作り、更にそこに粉乳もしくはコンデンス・ミルクを添加してミルクチョコレートを作る製法が確立されたこと、それによってチョコレートは「飲物」から、持ち運びができ簡単に糖、脂肪、タンパク質等の栄養をバランスよく摂ることのできる「食物」になったことなどを明らかにした。2018年度は、研究代表者に腹部大動脈瘤が見つかったため、夏季休暇中に計画していた米国ペンシルヴェニア州ハーシーの現地踏査調査と資料収集を取りやめた。また10月19日11月25日まで手術入院と自宅療養を余儀なくされたため、ハーシーの分析を進めることができなかった。当初計画では、2019年度は研究の取りまとめて著書の執筆を行うことにしていたが、それを変更し、2019年度にハーシーの踏査調査・資料収集と分析を行うと共に、著書の執筆を進めることにする。本研究は、欧米の代表的チョコレート製造業が開発した工場村を分析することにより、「食」の工業化の先駆と言うべきチョコレート製造業が志向した近代生活像と近代都市像を明らかにすることを目的とする。本年度は、英仏のチョコレート企業が開発した工場村1)ボーンヴィル(キャドバリー・ブラザーズ社、バーミンガム近郊、イギリス)2)ニュー・イアーズウィック(ラウントリー社、ヨーク近郊、イギリス)3)ノワジエル=シュル=マルヌ(ショコラ・ムニエ社、バリ近郊、フランス)の現地踏査調査を行い(平成29年9月15日9月26日)、それぞれについて、バーミンガム市立図書館史料室、ヨーク大学・ボーズウィック史料研究所、ノワジエル遺産室等で、工場及び工場村に関わる図面・文書等を収集した。これら1次資料とこれまで収集してきた2次資料を用いて、それぞれに事例ごとにチョコレート企業の発展経緯、チョコレート製造法と工場建築計画との相関(製造「ライン」と建築内観・外観との相関)を分析すると共に、工場村については開発当初から現在に至るまでを画期し、各期における全体計画、鉄道・鉄道駅、道路、街区・区画、公共施設(教会、コミュニティ・ホール、養老院、学校公園・緑地等)、商業施設(商店、カフェ・レストラン等)、住宅(平面・意匠)・庭園を分析した。分析はまだまとめれられていないが、途中の成果を「嗜好品文化研究会」平成29年第2回研究会(平成29年10月29日)で口頭発表した。ボーンヴィル、ニュー・イアーズウィック、ノワジエル=シュル=マルヌの工場村については、現地踏査調査を行うことができ、また主だった図面・文書も収集することができたが、工場内部への立ち入りと写真撮影は許可されなかった。ノワジエル=シュル=マルヌのショコラ・ムニエ工場は世界遺産として、年に数回、決まった日時に公開されていることがわかったので、今年度あるいは来年度の公開日時に合わせて再訪することを検討中である。