hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
造血器腫瘍における骨髄間質細胞のレチノイン酸レセプターの分子異常

また近年ATRAによる急性前骨髄性白血病(APL)に対する分化誘導療法がその高い寛解率と分子生物学的見地から注目されているが、治療初期の白血球増多症とそれに伴う致死的な呼吸不全が知られている。今回の検討結果よりその原因の一部はATRAが骨髄間質細胞に働きサイトカインの発現を変化させること、および治療初期の極めて低濃度のATRAが白血病細胞をむしろ増殖させた可能性が考えられ意義深いと考えられた。当該年度は、ヒト骨髄間質細胞株KM101および正常ヒト骨髄間質細胞初代長期培養細胞に対するレチノイン酸化合物(all-trans and 9-cis retinoic acid)の主にサイトカイン産生に対する検討のまとめを行った。レチノイン酸化合物はいずれも、骨髄間質細胞よりM-CSF,GM-CSFの産生をtranscriptionalなレベルで増強した。また、レセプターに関する解析では骨髄間質細胞ではretinoic acid receptor(RAR)-αおよびretinoid X receptor (RXR)-αともに発現し、RAR-αの発現はall-trans RAあるいは9-cis RAにて変化しなかったが、RXR-αの発現は9-cis RAにて濃度依存性に増強した。9-cis RAは骨髄間質細胞におけるサイトカイン産生により協力に増加したが、またレチノイド不応性白血病細胞株にも分化誘導効果を持つことをみいだした。この過程で、レチノイド抵抗性白血病細胞株にはRAR-α遺伝子のリガンド結合領域にpoint mutationを有することが明かになり、現在、骨髄異形成症候群患者骨髄細胞より長期培養にて間質細胞を得ることで、これらにおけるRAR-α,RXR-α遺伝子の解析を行っている。以上の検討より急性前骨髄球性白血病(APL)におけるall-trans RAによる分化誘導療法の治療初期に認められる白血球増多やそれに伴う致死的な呼吸不全の病態の一部は、間質細胞よりのサイトカイン産生によると考えられ、RXRを介する転写活性経路がより重要であると思われた。これに対し、白血病細胞の分化機構やレチノイド不応に関してはRARを介するpathwayがより重要であると考えられた。当該年度は、ヒト骨髄間質細胞に対するレチノイン酸の影響(細胞増殖、M-CSF,GM-CSFなどのサイトカイン産生、RAR,RXRなどのレチノイドレセプターの発現等)を検討する最終年度であり、研究成果のまとめをするとともに、各レチノイドレセプターの血球分化、増殖に及ぼす影響についても検討した。すでに、レチノイドは正常ヒト間質細胞におけるM-CSF,GM-CSFの産生を転写レベルで調整し、骨髄間質細胞ではRARの発現は構成的であるにもかかわらず、RXRの発現が9-cis retinoic acidにより濃度依存性に増強することを報告した。そこで、各レセプターの生物学的意義をより明らかにするために特異的にRAR,RXRの転写活性を増強し得る合成レチノイドを種々作製し、血液細胞の増殖、分化に対する影響を検討した。
衝撃破壊理論による木材の切削機構の解明

回転刃物等による高速の木材切削においては、静的な力学理論だけでは切削理論を構築するのには不十分との観点から、低速切削と高速切削の切削メカニズムの違いを明確にすることを目的として研究を行い、以下の成果を得た。まず、切削面の形態が切削速度によってどのように異なるかを調べた。その結果、静的に切削した加工面は個々の組織の変形や、繊維方向へのき裂の発生が確認され、一方、衝撃的に切削した加工面は細胞の乱れが少なく、刃物による加工を確認することができた。すなわち衝撃的に切削した方が、静的に切削するよりも滑らかな切り口を形成することが明らかになった。つぎに、570m/secの範囲の切削速度で切削できる試験装置を作成し、カンチレバー型の試験体の切削過程を高速度ビデオにより撮影、観察した。その結果、破壊ならびに切削の形態は、切削速度が低い場合には繊維方向へのき裂が進展するが、高くなるとカンチレバー部分がきれいに切断される形態へと変化した。この破壊形態の変化は、切削速度の増加に伴う被削材のみかけの剛性の増加に起因すると考えられたので、試験体の高さを変化させてみかけの剛性の変化をモデル化した実験を行なった。その結果、試験体が薄いものから厚いものに変化すると、逃げ型から折れ型へ、そして折れ型から切削型へと破壊および切削形態が変化することが分かった。すなわち切削速度による破壊過程の違いは、見かけの剛性の違いにその主因があることが判明した。これによって、仮定の正しいことが実験的に確認されたので、実際に数値解析によってこの切断過程が再現できるかどうかの研究を行った。バネと質点の線形一次元モデルによるシミュレーションで、定性的な現象が説明できるところまでいった。以上のことによって木材の高速切削の解明には、衝撃的な力が作用した際の、破壊現象を考慮に入れる必要があることが明らかになった。1.本年度はまず、切削面の形態が切削速度によってどのように異なるかを調べた。スプルースの気乾材を試験体とし、静的ならびに衝撃的に切削した木口面を、走査電子顕微鏡を用いて観察した。すなわち衝撃的に切削した方が、静的に切削するよりも滑らかな切り口を形成することが分かった。2.つぎに、切削速度による破壊過程の違いを明確にする実験を設定した。570m/secの範囲の切削速度で切削できる試験装置を準備し、カンチレバー型の試験体の切削過程を高速度ビデオにより撮影、観察した。刃物は歯数2の特製丸鋸を使用した。切削形態は4つのタイプに分類することができた。3.上記の破壊形態の違いは、切削速度が増加することにより被削材のみかけの剛性が増加することによるものと考えられたので、試験体の高さを変化させることでみかけの剛性の変化をモデル化した実験を行ない、切削速度を変化させた実験と比較した。実験の結果、試験体が薄いものから厚いものにそれぞれ変化すると、逃げ型から折れ型へ、そして折れ型から切削型へと破壊および切削形態が変化することが分かった。

すなわち切削速度による破壊過程の違いは、見かけの剛性の違いにその主因があることが判明した。前年度の研究で、切削面の形態の切削速度による変化を走査電子顕微鏡を用いて観察した結果、衝撃的に切削した方が、静的に切削するよりも滑らかな切り口を形成することが分かった。また、カンチレバー型の試験体の切削過程を高速度ビデオにより撮影、観察した結果、破壊ならびに切削の形態は、切削速度が低い場合には繊維方向へのき裂が進展するが、高くなるとカンチレバー部分がきれいに切断される形態へと変化することがわかった。本年度は、上記の破壊形態の違いが、切削速度の増加に応じた被削体のみかけの剛性の増加によるものであると仮定して、試験体の形状でみかけの剛性を変化させたさまざまなモデル実験を行ない、切削速度を変化させた実験と比較した。実験の結果、試験体の剛性に応じて、逃げ型から折れ型へ、折れ型から切削型へと順次、破壊および切削形態が変化することが分かった。これによって、仮定の正しいことが実験的にほぼ正しいことが確認されたので、実際に数値シミュレーションによってこの切断過程が再現できるかどうかを中心に研究を行った。バネと質点の線形一次元モデルによるシミュレーションで、定性的な現象が説明できるところまでいった。このことによって木材の高速切削の解明には、衝撃的な力が作用した際の、破壊現象を考慮に入れる必要があることが明らかになった。今後さらに発展させるためには個別要素法などのより高度なシミュレーションが必要となるのことが明らかになったので、そのための準備を始めた。
インド,パキスタンおよびベトナムにおける薬剤耐性HIVの分子疫学的研究

本研究期間の調査において、インドにおいて56例、パキスタンにおいて17例、べトナムにおいて13例、アフリカのケニアにおいて34例の異性間性的接触により感染した初感染、未治療患者について、逆転写酵素領域およびプロテアーゼ頭域における耐性関連遺伝子の解析を行なった。その結果、インドの2例にプロテアーゼ阻害剤に対する耐性に大きく影響を及ぼすと考えられている1次置換(G48V:48番目のグリシンがバリンに、V82A:82番目のバリンがアラニンに)が認められた。この2検体にみられたり一次置換はサキナビル、インジナビル、リトナビルに対する耐性変異である。すなわち、臨床的にサキナビルの単剤大量投与を受けた群では、高頻度にG48V変異が見られ、引き続きV82Aの変異が起こり、インジナビルやリトナビルにも交叉耐性を示すようになるという報告があり(Nature374,1995)、この検体に見られたG48V変異とY82A変異をもつ2症例は、このようなエピソードをもつ患者から伝播された可能性がある。その他の検体においては、強い耐性を示す1次変異は逆転写酵素領域およびプロテアーゼ領域共にみられなかったが、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤およびプロテアーゼ阻害剤に対する2次変異が2970%と高頻度にみられた。これら、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤に対する耐性関連変異およびプロテアーゼ阻害剤に対する2次変異の耐性化に関する意義については、現在議論の分かるところであり、今後の研究課題である。今までに報告されている薬剤耐性に関する研究は欧米に広く蔓延するsubtype Bが中心であったが、今後は途上国を中心に,薬剤耐性をもったHIVが広がる可能性があることから、アジア、アフリカに広く流行しているnon-B subtypeを中心に、調査を進めて行く必要がある。最近、欧米ではAZTをはじめとする強力な薬物療法の中断等より、HIV初感染、未治療者における薬剤耐性ウイルスの存在が問題となっている。本研究は,アジアの中でも特に、推定HIV感染者数が世界最大とされているインドと、その隣国にあって未だHIVの浸淫状況の情報に乏しいイスラム国パキスタン,および日本と経済的、文化的交流の盛んなベトナムにおいて、HIV初感染、未治療者におけるHIV薬剤耐性ウイルスの浸淫状況を調査し、これらウイルスの遺伝学的特徴(genotype)と感染性(phenotype)および種々の薬剤に対する感受性を解析し、発展途上国における将来の薬物治療などのAIDS対策に重要な基礎的および臨床的データーを提供する事を目的とする。現在までに、インドで採取された異性間性的接触により感染した初感染、未治療患者17例について解析し得た。注目すべき所見として、プロテアーゼ阻害剤に対する耐性に大きく影響を及ぼすと考えられている1次置換(48番目のグリシンがバリンに、82番目のバリンがアラニンに)が2例(12%)にみられ、これらはHIV感染当初すでに、サキナビル、インジナビル、リトナビルに対する多剤耐性を意味するものである。臨床的にサキナビルの単剤大量投与を受けた患者では、高頻度にG48V変異がみられ、引き続きV82Aの変異が起こる事が知られており、この2例のケースはこのようなエピソードを持った患者から伝搬された可能性がある。ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤に対する耐性変異は見られなかったが、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤であるネビラピン及びデラビジンに対する弱い耐性を示す変異(135番目のイソロイシンがチロシンまたはバリンに)を5例(29%)に認めた。これらの変異は非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤が米国で認可されて間もない1996年に採取された検体からも高頻度にみられることから、自然多型と考えられる。現在、パキスタンおよびベトナムおける、耐性変異の状況を解析中である。

最近、欧米ではAZTをはじめとする強力な薬物療法の中断等より、HIV初感染、未治療者における薬剤耐性ウイルスの存在が問題となっている。本研究は、アジアの中でも特に、推定HIV感染者数が世界最大とされているインドと、その隣国にあって未だHIVの浸淫状況の情報に乏しいイスラム国パキスタン、および日本と経済的、文化的交流の盛んなベトナムにおいて、HIV初感染、未治療者におけるHIV薬剤耐性ウイルスの浸淫状況を調査し、これらウイルスの遺伝学的特徴(genotype)と感染性(phenotype)および種々の薬剤に対する感受性を解析し、発展途上国における将来の薬物治療などのAIDS対策に重要な基礎的および臨床的データーを提供する事を目的とする。平成14年度新たに、インドにおいて22例、パキスタンにおいて10例、ベトナムにおいて13例の異性間性的接触により感染した初感染、未治療患者について解析し得た。その結果、強い耐性を示す1次変異は逆転写酵素領域およびプロテアーゼ領域共にみられなかったが、非ヌクレオシド系逆転写酵素阻割およびプロテアーゼや阻害剤に対する2次変異がそれぞれ平均23%、70%と、特にプロテアーゼ領域に高頻度にみられた。現在、広く利用されている薬剤耐性に関するデーターはサブタイプBにおけるものが殆どであり、世界に広く流行するサブタイプCや日本の性的接触による感染に多いサブタイプEなどいわゆるnon-B型のHIVにおけるデーターのに乏しいのが現状である。われわれ対象としている地域に流行するサブタイプは多くがnon-B型であるので、上記の必要性から、次年度はコロンビア大学の稲田博士を研究協力者に迎え、調査地域をアフリカにも広げて解析していく予定である。本研究は,アジアの中でも特に、推定HIV感染者数が世界最大とされているインドと、その隣国にあって未だHIVの浸淫状況の情報に乏しいイスラム国パキスタン,および日本と経済的、文化的交流の盛んなベトナムにおいて、HIV初感染、未治療者におけるHIV薬剤耐性ウイルスの浸淫状況を調査し、これらウイルスの遺伝学的特徴(genotype)と感染性(phenotype)および種々の薬剤に対する感受性を解析し、発展途上国における将来の薬物治療などのAIDS対策に重要な基礎的および臨床的データーを提供する事を目的とする。われわれが調査対象とした地域に流行するサブタイプは多くがnon-B型である。平成15年度新たに、アフリカ・ケニアにおいて34例、インドにおいて17例、パキスタンにおいて7例の異性間性的接触により感染した初感染、未治療患者について解析し得た。
視細胞の光感受性を調節するカルシウム結合蛋白質の標的蛋白質に関する研究

S-モジュリンは視細胞杆体において、カルシウム(Ca)濃度が高い暗時に、ロドプシンのリン酸化を阻害することにより、その不活化を抑制することにより寿命を延ばし視細胞の光感受性を高めていると考えられている。S-モジュリンのリン酸化の阻害の機構はS-モジュリン・Ca複合体がロドプシンに直接結合してそのリン酸化を阻害する機構とS-モジュリン・Ca複合体がリン酸化酵素であるロドプシンキナーゼと結合してその活性を阻害する機構の2通りが考えられる。本研究ではロドプシンとロドプシンキナーゼのいずれがS-モジュリン・Ca複合体の標的蛋白であるかを2つの方法で検討した。1.ロドプシンとS-モジュリンの存在比を10^5の範囲で変化させ、S-モジュリンがロドプシンのリン酸化を阻害する程度をカエル視細胞外節膜を使って調べた。もし、S-モジュリン・Ca複合体がロドプシンに結合するならばS-モジュリンに対して過剰量のロドプシンが存在する時S-モジュリンが相対的に不足しロドプシンのリン酸化の阻害の程度は減弱するはずであるが、その程度に変化はなっかった。2.S-モジュリンは高Ca濃度下においてのみロドプシンのリン酸化を阻害していることから、S-モジュリンの標的蛋白質は、高Ca濃度の時にのみS-モジュリンと結合すると考えられる。そこで、視細胞外節の膜画分をS-モジュリンと混合し、高Ca濃度下においてのみS-モジュリンと結合する蛋白質をヨウ素ラベルされた紫外線感受性の架橋剤であるDenny-Jaffe reagentを用いて検索した。その結果高Ca濃度下においてのみS-モジュリンと結合した蛋白質の分子量はロドプシンキナーゼの分子量とほぼ一致した。以上のことからS-モジュリンによるロドプシンのリン酸化の阻害の機構は、S-モジュリン・Ca複合体がロドプシンキナーゼに直接結合し、その活性を阻害しているものと考えられた。
バイオマスと低品位鉄鉱石を利用する製鉄併産を伴う 都市固体廃棄物処理法の開発

近年の高品位鉱石の枯渇により、鉄鋼業では劣質ゲーサイト鉱石の新規利用法の開発が求められている。ゲーサイトは低温か焼でナノ多孔質化し、ナノ細孔中に化学気相浸透法(CVI)を通じて炭材を析出すると高強度かつ高速還元が可能な魅力的製鉄原料にグレードアップする。本研究では炭材として新たにカーボンフリーなバイオマスおよび処理時に有毒ガスを排出する都市廃棄物(MSW)に着目し、これらをCVI原料として用いた新規製鉄法の開発を目指す。本研究により、劣質ゲーサイト鉱石の有効利用・廃棄物有効利用・CO2排出量削減が同時に実現される。
概日リズムが制御する舌癌微小環境に基づいた抗癌剤治療戦略の構築

正常歯肉線維芽細胞や間葉系幹細胞で時計遺伝子Clock,Bmal1/2,Dec1/2,Per1/2/3が概日リズムを形成した。また、時計遺伝子以外にも、Snail,Smad3,VEGFなどがリズム形成を示し、これらの細胞で損傷時の組織修復が、概日リズム制御下で行われている可能性を指摘した。また、肝細胞癌細胞株HepG2で、Dec2が概日リズムを形成し、正常細胞だけでなく、腫瘍細胞でも時計遺伝子がリズム形成していることを示した。口腔癌細胞株HSC-3で、抗癌剤の一つであるシスプラチンで処理すると、アポトーシス誘導に伴って、Dec2発現が上昇し、シスプラチンによるアポトーシス誘導を、ミトコンドリアに存在するBimを介して抑制することを見出した。この結果はDec2が、抗アポトーシス効果をもつことと考えられる。膵臓癌細胞株Panc-1やBxPC-3では、TGF-beta処理により、癌細胞の浸潤能や遊走能が上昇し、Epithelial-mesenchymal transition (EMT)を引き起こし、悪性度が増すことが報告されているが、癌における時計遺伝子との関連は明らかでない。本研究により、TGF-beta処理で、Dec1/2の発現が上昇し、EMT関連因子を制御して、癌細胞の浸潤能や遊走能を制御することを示した。これらの知見により、時計遺伝子Dec1/2は、概日リズムのもとで、癌細胞のアポトーシス、浸潤能や遊走能を制御することが示され、今後の癌の発育進展に新たな知見をもたらした。
不確定特異性を持つ局所系の位相理論

本研究は、合流型超幾何関数を、局所系係数のサポート付きホモロジーとコホモロジーのペアリングと見る立場から統一的に扱い、その位相構造が関数の解析的構造に反映する仕組みを解明することを目的としていた。局所系の空間次元が1の場合のホモロジー・コホモロジーの基底は、確定特異点型の場合から合流操作を繰り返すことで、外積構造・交点理論などの構造と相性の良いものが構成された。コホモロジーの基底については、これをflat基底という視点からとらえることができた。その構成法から、確定特異点型の場合に得られていたRiemannの周期関係式のtwist版である超幾何関数に対する2次関係式を、合流型超幾何関数に対して示すことができた。さらに局所系の空間次元が1次元の場合、サイクルの合流と関数の漸近挙動の対応関係について、合流前にpureな漸近挙動を与えていたサイクルは、合流によって発散したりつぶれたりしない限り、合流後もpureな漸近挙動を与えるであろうという認識を得た。この認識により具体的な接続係数・大域挙動の計算が進展した。局所系の空間次元が高い場合のホモロジー群・コホモロジー群の基底については、外積構造を利用することで構成した。サイクルと漸近挙動の対応については、消滅サイクルの与える漸近挙動が、退化した超平面配置に付随する超幾何関数で記述されることが判明した。退化した超曲面配置に深く関わるrigidな局所系およびGKZ超幾何関数の合流版を研究することが、今後の大きな課題と考えられる。本研究では、数学・物理の広い範囲に関わりを持つ合流型超幾何関数の積分表示に対する位相理論の建設を目指している。今年度は、ホモロジー群、コホモロジー群の構造の研究、サイクル、コサイクルの具体的な構成などを研究計画に挙げていた。本年度に行った研究により、次の実績が得られた。1.ホモロジー、コホモロジーの交点理論に由来する、合流型超幾何関数の2次関係式の発見、証明。我々の考えているホモロジー群、コホモロジー群には、豊かな構造が入っているが、特に合流という構造は新しい構造の発見に有力である。確定型の超幾何関数に対する2次関係式から、交点行列、周期行列および双対周期行列の同時合流を構成することで、合流型の場合の2次関係式を得た。2.高次元ホモロジー群の研究。空間次元が2次元以上の場合に、ホモロジー群の群構造が決定された。また、2次元の場合に、サイクルを具体的に構成することができた。3.高次元コホモロジー群の研究。超平面配置の視点を取り入れ、空間次元が2次元以上の場合のコホモロジー群の構造を研究している。4.ホモロジーと解析的性質の関係。特徴的な漸近挙動を与えるサイクルについて、合流により構成する方法を多くの例で調べた。不確定度や変数の個数が少ない場合に帰着する構造が予想された。3、4は研究途上であり、その完成を次年度以降に目指す。また数論、積分論を始めさまざまな分野からの視点を吸収しつつあり、計算機による視覚化なども取り入れながら、広い視野で研究を進めていきたい。本年度の研究実施計画では、不確定特異性を持つ局所系を係数とするホモロジー群・コホモロジー群の外積構造の解明、ホモロジーサイクルと対応する合流型超幾何関数の漸近挙動の関係の解明、及び他分野との関連の追及を挙げていた。ホモロジー群・コホモロジー群の外積構造については、Wronskian公式を用いることで、Veronese写像の像となる場合に存在が証明され、従ってその基底が1次元の場合に既に構成されている基底の元たちの外積として与えられた。一般の場合にも、Veronese像における構造が遺伝することが示され、理論的には外積構造の存在が示された。一般の場合に、外積構造を直接示すことが残された課題となる。サイクルと漸近挙動の対応については、1次元の場合に限って次の知見が得られた。

特異点の近傍でのpureな漸近挙動を与えるサイクルをvanishing cycleと呼ぶことにすると、vanishing cyclesは、不確定度を上げる操作である合流に関して保存される。又、vanishingcyclesが与える漸近挙動は、より少変数のvanishing cyclesの与える挙動に帰着するという階層構造がある。これらの性質を用いると、サイクルが1次元の場合の合流型超幾何関数の漸近挙動が、確定型で少変数のもの(究極的にはベータ関数)に帰着し、その帰着の仕方を追跡することで、接続問題、ストークス係数などの大域挙動が解明される。更に、サイクルの合流の収束性に関する解析的な評価を系統的に行う手法を開発した。本年度の研究実施計画では、不確定特異性を持つ局所系を係数とするホモロジー群・コホモロジー群の外積構造の解析を進め、ホモロジーとコホモロジーのペアリングにより得られる合流型超幾何関数の漸近挙動・大域挙動の解明に役立てることを挙げていた。この方向については、純粋な漸近挙動を与える多次元サイクルを、外積を用いて1次元サイクルからどの様に構成するか、という問題に定式化されるが、この問題に関しては、具体例による実験、振動積分論・漸近解析学との関連の追及を継続中であり、新理論の構成には至っていない。年度中に新しい発展の可能性が見えてきた。1次元空間上のrigidな局所系の研究が進み、rigidityと積分表示を持つことの同値性を示すことができた。このとき積分表示に付随する局所系は、退化した超平面配置で与えられる空間を定義空間とする。局所系が不確定特異性を持つ場合には、局所系の定義空間を与える超平面配置が一般の位置にある場合のみを扱ってきたが、rigidな局所系の積分表示を合流することで、退化した配置に対応する合流型超幾何関数を扱うことができるようになった。さらにこの方法を追求することで、積分表示に付随する局所系と、微分方程式が定める局所系との対応という、基本的で重要な問題の研究が進展すると考えられる。さらにまた、rigidな局所系の積分表示の構成の際に用いた微分方程式の拡大・縮小という概念を、合流型の場合にも拡張することは、非常に強力な解析手段を与えると思われる。本研究は、合流型超幾何関数を、局所系係数のサポート付きホモロジーとコホモロジーのペアリングと見る立場から統一的に扱い、その位相構造が関数の解析的構造に反映する仕組みを解明することを目的としていた。ホモロジーの外積構造と漸近解析については、次の知見を得た。指定された特異集合において純粋な特異性を与える消滅サイクルの構成については、確定型の場合は消滅するsimplexを選ぶことができ、不確定型の場合は確定型の場合に選ばれたサイクルに合流操作を順次繰り返したとき生き残るものとして構成できる。その場合自然に退化した超平面配置が現れる。したがって外積構造を直接利用することはできない。一方正則性を与えるサイクルの構成については、消滅しないサイクルから選ぶのだが、その正則性の証明において外積構造を用いることができる。それぞれのサイクルの示す挙動が分かるので、接続問題を多重サイクルの結合係数として計算するという手法を適用できることになる。また退化した超平面配置は、rigidな局所系から現れることが判明した。
多値スタティックRAMのLSI設計とその応用

本研究では、フローティング・ゲートを有するMOSトランジスタ(ニューロンMOS)を用い、量子化回路により構成した高性能な多値SRAMの開発を行ってきた。平成10年度では、基本回路として2個のニューロンMOSを用いて、ダウンリテラル回路を設計した。このダウンリテラル回路と2値のCMOS and/orゲートを接続して、4値量子化回路を設計し、更に4値量子化回路に、書き込み、記憶及びリセットを行う制御回路を付加し、4値SRAMが実現された。更に、平成11年度では、4値量子化回路のLSI設計に取り組み、VDECに試作を依頼した。設計には、EWS上で動作するレイアウト設計用ツールを用い、最小面積となるセルの設計が実現できた。正常動作の確認と、スピードの検証は、本学に導入されたHSpiceを用いて解析された。その結果、速度の点で、まだ問題があることが分かり、ニューロンMOSトランジスタの入力ゲートとフローティングゲートの容量を様々に変化させたものを設計した。平成12年度では、設計されたこれらのLSIについての実験を行った。この結果、静特性においては、理論通りの動作が確認された。動特性においては、初期電荷を0にする方法が確立できず、今後に課題が残された。この問題の解決のため、日時が費やされ、最終的な多値SRAMのLSI化については、年度内に完成しなかった。この点については、引き続き研究を行い、VDECを通じてLSI試作を行うつもりである。一方、ニューロンMOSによるダウンリテラル回路については、その後、高性能化と応用の拡大が図られた。特に、遷移特性が一段と向上し、高スイッチング感度を達成できた。応用回路としては、多入力可変しきい値回路、パスゲート、多レベル生成器、多値MIN回路、多値反転回路など、多数の回路を提案した。これらは、すべて、量子化回路の改善に役立つものであり、多値SRAMの構成に必要不可欠なものである。本研究では、フローティング・ゲートを有するMOSトランジスタ(ニューロンMOS)を用い、量子化回路により構成した、高性能な多値SRAMの開発を行う。先ず、基本回路として、2個のニューロンMOSを用いて、ダウンリテラル回路を設計した。この回路は原理的には、2値インバータと同じであるが、ニューロンMOSのゲート電圧に、バイアス電圧が加えられている。この電圧を変化させることにより、トランジスタのON、OFFを決めるしきい値電圧を制御できる。すなわち、従来のNMOS、又はCMOSインバータを用いる場合と比べて、複雑な多レベルイオン注入技術を用いる必要もなく、又W/L比を帰ることによるチップ面積の増大もない。又、デバイスパラメータのミスマッチによるしきい値の誤差をバイアス電圧の調整で、補正することが可能である。又、ニューロンMOSを用いたことにより、1V程度の低電圧化が可能となった。消費電力の点でも、従来のCMOSとほぼ同等の値で動作する。これに対して、HSPICEによる検証を行い、静特性、遅延時間について調べた。その結果、静特性には、何ら問題がないが、遅延時間に関しては、ニューロンMOSのフローティング・ゲート容量を押さえる必要があることが分かった。この点については、来年度以降検討を加え、同時に、LSI設計を行う予定である。これらの成果については、電子情報通信学会の研究会で発表し、又学内の紀要や国際会議論文集での採録が決定している。

本研究では、フローティング・ゲートを有するMOSトランジスタ(ニューロンMOS)を用い、量子化回路により構成した、高性能な多値SRAMの開発を行う。昨年の研究に引き続き、4値量子化回路のLSI設計に取り組み、VDECに試作を依頼した。設計には、EWS上で動作するレイアウト設計用ツールを用い、最小面積となるセルの設計が実現できた。正常動作の確認と、スピードの検証は、本学に導入されたHSpiceを用いて解析された。その結果、速度の点で、まだ問題があることが分かり、ニューロンMOSトランジスタの入力ゲートとフローティングゲートの容量を様々に変化させたものを設計した。これらは、間もなく我々の手元に送られてくる予定なので、到着次第、実験に取り掛かる予定である。一方、昨年報告したニューロンMOSによるダウンリテラル回路を発展させた、多入力可変しきい値回路の研究に着手した。ダウンリテラル回路と同様にゲート電圧に、バイアス電圧が加えられており、この電圧を変化させることにより、トランジスタのON、OFFを決めるしきい値電圧を制御できる。この回路は、2値のCMOS NAND NOR回路を多値に拡張したものと位置づけられ、理論的に、様々な多値論関数が実現可能である。現在、基本回路のHSpiceを用いたシミュレーションによって、動作の確認が終わり、回路の構成について、研究を行っている段階である。今後更に検討を加え、この回路を多値SRAMに適用するつもりである。又、来年度は、本研究課題の最終年に当たるので、これまでの成果を踏まえて、目的とした、多値SRAMのLSI化に取り組む予定でる。上記のの成果については、学内の紀要や国際会議で発表し、又採録が決定している。本研究では、フローティング・ゲートを有するMOSトランジスタ(ニューロンMOS)を用い、量子化回路により構成した高性能な多値SRAMの開発を行ってきた。平成10年度では、基本回路として2個のニューロンMOSを用いて、ダウンリテラル回路を設計した。このダウンリテラル回路と2値のCMOS and/orゲートを接続して、4値量子化回路を設計し、更に4値量子化回路に、書き込み、記憶及びリセットを行う制御回路を付加し、4値SRAMが実現された。更に、平成11年度では、4値量子化回路のLSI設計に取り組み、VDECに試作を依頼した。平成12年度では、設計されたこれらのLSIについての実験を行った。この結果、静特性においては、理論通りの動作が確認された。動特性においては、初期電荷を0にする方法が確立できず、今後に課題が残された。
地域民生委員に対する精神障害の啓蒙教育に関する研究

中間市民生児童委員を対象に、3年間で13テーマの研修を実施した。様々な精神障害について、校区別に座談会方式で地域の事例を取り上げながら研修を実施した。多くの参加者はこの研修を有意義なものと受け止めたことがアンケート結果から示された。今後は、より現場の状況に即した支援事例を提示すること、参加型の研修にすること、地域の精神医療機関の方々を交えた研修会を開催することなどを取り入れることが必要である。研究を開始するに際して、本研究計画について産業医科大学倫理委員会に申請し承認を受けた。その後、対象者(中間市民生委員74名)に対して研究の趣旨を説明し、同意を得た上で研究を開始した。同意の得られた対象者には、まず教育前の時点の教育についての意識調査をアンケート形式で実施した。その後、精神疾患に対する理解を深める目的での教育を6校区別に各3回(8月、10月、2月)、計18回実施した。教育後は毎回アンケートを配布して、各々の理解度を調査した。3回の研修内容は、うつ病と自殺予防、精神保健相談の受け方、アルコール問題であった。民生委員74名全員の同意を得て研修会は開始した。毎回9割程度の出席率であり、大多数の参加者は研修を有意義なものとして受け入れていたが、研修意欲には個人差があり、研修時間を短時間にしてほしい、研修内容が表面的で実務に役立たないという意見もあった。参加者の要望を取り入れて、研修会は極力地域の事例を取り上げ、6校区別の研修会をそれぞれの希望時間で実施することとした。1年間の研修を通じて参加者の戸惑いが徐々に少なくなり、活発な議論が増えてきている。平成19年度は、4回の研修会を6校区別に実施する予定である。内容は、経済的問題のある人への支援、自立支援法、保護条例、自死遺族への支援を予定している。次年度では民生委員の活動をさらに詳細に聞き取りながら、参加者のニーズに合わせた研修のあり方、精神医療に従事する地域の専門職員と民生委員との連携のあり方を探っていく。平成18年度と同様に、対象者(中間市民生委員)に対して研究の趣旨を説明し、同意を得た上で研究を開始した。その後、精神疾患に対する理解を深める目的での教育を校区別に各4回(5月、8月、10月、2月)、計17回実施した。4回の研修内容は、統合失調症、自死遺族の心理、認知症、自立支援法であった。毎回9割程度の出席率であり、大多数の参加者は研修を有意義なものとして受け入れていた。研修会では極力地域の事例を取り上げ、座談会方式で校区別に1時間で実施した。研修を通じて参加者の戸惑いが少なくなり、活発な議論が増えてきた。内容別では特に認知症についての関心が高く、普段の活動の中で高齢者の問題事例に多く関わっているという話が数多く出された。教育後アンケートの結果では、統合失調症や自死遺族の心理について今回の研修ではじめて知ったが、よく理解できたとの回答が多かった。平成20年度は、4回の研修会を6校区別に実施する予定である。内容は、地域見守り活動、地域特性に応じた支援法、行政機関との連携、自殺予防対策を予定している。次年度は本研究の最終年度であり、民生委員のニーズに合わせた研修のあり方、精神医療に従事する地域の専門職員と民生委員との連携のあり方を報告書にまとめる。20年度は5月「見守り活動」、8月「高齢者の支援」、9月「中間市こころの健康づくり事業」、10月「うつ病」、21年2月「アルコール依存症」の研修会を開催した。研修最終回に3年間の研修を通じての感想・意見を参加者にアンケートした。21年3月研究内容を報告書にまとめた。この研修会は、平成18年春から中間市で始まった自殺予防のモデル事業(中間市こころの健康づくり事業)に合わせて実施された。自殺予防に対して民生児童委員がどのような役割を果たすのかについては、これまで総論的な話はあっても、継続した実践報告はほとんどなかった。我々の取り組みは、特に地域精神保健が活発に行われていたわけでもない一地方都市で、3年間継続的に民生児童委員に対する精神障害の啓発研修を行った実践報告であること、6校区別に少人数で研修を実施したこと、地域精神保健に関した様々なテーマで研修したこと、精神科医が中心となり行政職員、精神保健福祉士らとチームを作って研修を実施したことなどに意義がある。3年間で13テーマの研修(総研修会数51回)を実施したが、研修会の内容は必ずしも掘り下げた内容にならず、精神障害についての基礎的な知識を伝授することしかできなかった感がある。その理由には、時間的な制約があったこと(基本的に講義は30分以内にするという参加者からの要望)、参加者の知識、研修に対する意欲に温度差があったことなどがあげられる。

しかし、多くの参加者はこの研修を有意義なものと受け止めたことはアンケート結果から示された。今後は、より現場の状況に即した精神障害を持つ方への支援事例をわかりやすい資料(DVDなど)にして提示すること、参加型の研修にすること、地域の精神医療機関の方々等を交えた研修会を開催すること、臨床心理士や精神保健福祉士の視点からの研修(特に相談の受け方、傾聴法などで)を取り入れることなどが必要と思う。
非線形微分方程式の解の多重性とそのプロフィール

非線形方程式(系)の解の多重性と定義域の関係の解明(方程式の定義域と,解の個数や解の符号、解のエネルギーとの関係)に取り組み、方程式の定義域の位相的、幾何学的(微分幾何学的)特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響を明らかにしてきた(たとえば,定義域(リーマン多様体)が、地域的に異なるRicci曲率をもつときに、方程式が複数の解をもつことなど(領域の微分幾何学的特徴との関係))。N次元ユークリッド空間の穴のあいた領域において,穴の数と解の個数との関係,すなわち穴が多く空いていれば,解もそれに応じて増えるのかといった問題について、Schrodinger方程式を研究し、せいかをあげた。(1)Lotoka-Volterra方程式に対して,ニコラスコペルニクス大学のSlawomir Rybciki氏と共同研究を行い、解の多重性をS^1-degreeを用いて、従来の結果を拡張して解の多重性を示した。これはサメと小魚に代表される捕食系のモデルとなる方程式系の解に対して、複数の存在の可能性を示唆したもので、これまでに知られていなかった結果である。(2)ニコラスコペルニクス大学のSlawomir Rybciki氏と共同研究を行い、Equivariantdegree theoryを用いて、超電導を記述するGinzburg-Landau方程式の解の多重性及び、球対称解からの分岐解が存在することを示すことに成功した。このような解は実際の問題において重要な役割を果たしているものと思われる。(3)2階のハミルトニアンシステムの解の多重性とカオスの研究:振り子の運動や,Duffing方程式などを変分法によって解析する方法が開発された.本研究では,この方法を発展させ,Lotoka-Volterraの方程式について,heteroclilnic solutionの多重性を示ことに成功した。(1)非線形楕円型境界値問題の解の多重性と定義域の関係の解明:非線形楕円型境界値問題において方程式の定義域の位相的、幾何学的特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響を明らかにすることを目指して、critical Sobolev exponentのgrowthをもつ非線形項を持つSchrodinger方程式について解析を進め、解の多重性を示すことができた。(2)テキサス大学のKrachwitz氏およびニコラスコペルニクス大学のSlawomir Rybciki氏と共同研究を行い、Equivariantdegree theoryを用いて、超電導を記述するGinzburg-Landau方程式の解の多重性及び、球対称解からの分岐解が存在することを示すことに成功した。(3)2階のハミルトニアンシステムの解の多重性とカオスの研究:振り子の運動や,Duffing方程式などを変分法によって解析する方法が開発された.本研究では,この方法を発展させ,Lotoka-Volterraの方程式について,heteroclilnic solution及び,homoclinic solutionの多重性を示ことに成功した。本研究では偏微分方程式については、1非線形のSchrodinger方程式で空間特異性をもつもの(Hardy項と呼ばれる非線形項を持つ)を中心に扱い、Henon方程式(星団の形状、ダイナミクスを記述する方程式)について解の存在とその性質を明らかにした。非線形方程式(系)の解の多重性と定義域の関係の解明(方程式の定義域と,解の個数や解の符号、解のエネルギーとの関係)に取り組み、1および2の方程式の定義域の位相的、幾何学的(微分幾何学的)特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響を明らかにしてきた(たとえば,定義域(リーマン多様体)が、地域的に異なるRicci曲率をもつときに、1および2の方程式が複数の解をもつことなど(領域の微分幾何学的特徴との関係))。2Coupled Schrodinger方程式(光ファイバー内の干渉波を記述する方程式)やGinzburg-Landau方程式(超電導に関する方程式)について解の存在とその性質を明らかにした。3非線形の楕円型方程式の解で、homoclinic及びheteroclinicと呼ばれる解の存在と多重性を示した。常微分方程式については、遅れをもつVan del Pol(自立的振動をする電気回路を記述)方程式および、Lotka Volterra(捕食系を記述する方程式)について解の存在とその性質を明らかにした。本研究での研究目的は、非線形の微分方程式にたいして、その解の多重存在とプロフィールを求めることである。非線形微分方程式の際立った特徴として、解が存在したとしても一つに定まらないことと、解のプロフィールやダイナミクスが直ちには得られないことにある。また、非線形微分方程式の解の個数については厳密に数え上げることができる場合もあり、個数の下限、上限のみが評価できる場合もある。それらの解はさまざまな特徴を有していると考えられる。平成24年度の研究実績としては、ポーランドのニコラス・コペルニクス大学のスラオミール・リビッキー教授との共同研究で、上記研究目的のうち、解の多重性について、ギンズブルグ・ランダウ方程式について、解析をおこない、解の多重性を示すことに成功した。

これは、りビッキー氏とのこれまでの共同研究で得られたS^1 degee理論の結果を分岐理論に応用することによって得られたもので、従来の方法では、うまくいかなかった。一方、微分方程式の定義域の位相的、幾何学的(微分幾何学的)特徴が微分方程式の解の多重性に与える影響については、Riemannian Manifold上で考えられたSchrodinger方程式について、その解の多重性が曲率の影響を受けることを示すことに成功した。具体的には、Riemannian Manifold上で定義された非線形Schrodinger方程式についてRicci曲率の変化が、解の多重性にかかわり、Ricciの曲率が局所的極大、極小をとるところでおおきな値をとる解の関数があることを示した。すなわち、非線形Schrodinger方程式の解の個数は、Ricciの曲率の極大、極小を取る点の個数を下回らないことを示した。予定した結果がおおむね順調に得られている。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定通り順調に進んでいる。研究協力者との協力体制も機能している結果がおおむね順調に得られているので、非線形楕円型境界値問題において、以前取り組んだHardy項を持つ方程式の解の多重性の証明にもちょうせんする。本年度も、これまで同様、研究協力者たちとの連携を密にして、より一層の成果をあげるように努力する。そのために、可能な限り、相互訪問を実現させる。
内水による浸水被害軽減のための政策立案システムの構築

本研究では,近年,増大傾向にある内水災害に関して,その評価指標の開発,内水災害の危険度評価,想定を超える規模の降雨に対する自助対策の促進方法について検討を行った.評価指標として「交通安全度」,「避難安全度」,「家屋浸水危険度」を定義し,降雨規模と降雨分布の違いによる浸水危険度を評価した.また,自助対策の促進要因,阻害要因を示した.本研究の成果は,今後の内水災害に対する政策立案に寄与するものである.本研究では,近年,増大傾向にある内水災害に関して,その評価指標の開発,内水災害の危険度評価,想定を超える規模の降雨に対する自助対策の促進方法について検討を行った.評価指標として「交通安全度」,「避難安全度」,「家屋浸水危険度」を定義し,降雨規模と降雨分布の違いによる浸水危険度を評価した.また,自助対策の促進要因,阻害要因を示した.本研究の成果は,今後の内水災害に対する政策立案に寄与するものである.1.流域管理の視点からみた浸水対策に関わる横断的な政策シナリオ設計の枠組みこれまでの浸水対策に関する研究を数多くレビューし,さらに流域管理による浸水対策の多様な政策を視野に入れつつ,行政主導(公助)のハード対策,ソフト対策ならびに住民主導(自助)のハード対策,ソフト対策など複数の浸水対策を横断的に整理・立案した.特にソフト対策である自助意識の形成についてアンケート調査を実施し,行政が自助,自主的防災行動による都市浸水リスク低減を目標とした施策を打ち出す際に有益となる住民の自主的防災行動規定因モデルを構築した.結果,自主的防災行動に関わる一連の因果関係を共分散構造分析により示し「行政への信頼感」,「知識」,「自助意識」が行動への直接的規定因であることを明らかにした.また,「正常化の偏見」や「情報取得態度」が自助形成過程における阻害要因,促進要因となることを示し,行政が取り組むべき重点課題について考察した。2.浸水対策効果の多面的評価指標の設計建設費や維持管理費を考慮した経済性,想定を上回る降雨や局所的集中豪雨への対応といった不確実性への対応,地下空間への浸水防御といった人命の保護,既存施設の有効活用などの効率性の観点から,多面的な評価指標の検討を行った。今後,指標の適用による妥当性の検証が必要である3.浸水被害軽減のための政策立案システムに必要な地理情報データベースの構築流域単位での内水による浸水への横断的対応策,政策シナリオの構築と評価を行うために,必要となる流域の地理情報システムを基盤としたデータベースの構築を行った。また,解析に必要となる各種データを整理し,解析モデルの構築を行った。今後,具体的な解析を行い,研究を発展させていく。平成18年度において,政策シナリオと評価指標について検討を行い,システム構築の基礎となる地理情報データベースを作成した.平成19年度は,前年度の成果を基に,1)システムの構築,2)システムの適用(浸水解析),3)自助促進方策の3つについて主に検討を行い,以下のような成果を上げた.1.浸水被害軽減のための政策立案システムの構築システムの枠組みを検討し,対策技術パート,解析パート,可視化パート,評価パート,経済性パートから成るシステムを考案した.対策技術は,公助,自助による貯留施設設置,浸透施設設置等を対象とした.評価因子として浸水量,浸水深,浸水面積とし,評価指標として交通安全度,避難安全度,家屋浸水安全度を定義した.本システムにより,現状における浸水危険箇所,脆弱箇所の抽出や対策技術の有効性が評価できる.2.モデル流域における浸水被害軽減のための政策立案システムの適用上述したシステムを用いて,浸水解析,可視化を行い,提案した評価指標を適用し,その有用性について考察を行った.その結果,本評価指標を適用するには,浸水解析のモデル化において,浸水深を精度良く表現することが重要であることを示した.今後はシステムの有用性について検討を行っていく予定である.3.自助促進のための情報内容と提供方法のあり方自助促進のために提拱すべき都市浸水に関する情報のあり方について,現状住民が有している都市浸水知識,自助,自主的防災行動,正常化の偏見等との関連性から考察した.その結果,地域に特化した情報として,浸水の危険性が高い地域であることや助成制度や個人できる自主的防災行動等,地域に関する都市浸水の具体的な情報を提供していくことが重要であること示した.本研究は,近年,増大傾向にある豪雨による浸水被害の軽減のために.その評価指標について検討し,住民が各自の安全を守ることならびに行政による都市水害対策,政策立案に寄与することを目的としている.平成20年度は,合流式下水道が整備された低平地密集住宅地(約1,000ha)における浸水被害の軽減を目的に,短時間豪雨による内水氾濫の危険度評価と貯留施設による軽減効果について定量した.外力として継続時間2時間の短時間集中豪雨を対象排水区に与えて解析を行った結果,本排水区では時間降雨量40mm/hrを超える場合には浸水が生じることを明らかにした.また,総降雨量が同じでも,前ピーク型の降雨よりも後ピーク型の降雨の方が浸水範囲は広く,降雨分布により,浸水範囲が大きく異なることを示した.また,ハード対策として,貯留施設(約40,000m^3)を建設することにより,総降雨量60mmの場合は,浸水量,浸水面積とも大きな改善効果が見られ,危険度の低減にもつながることを明らかにした.しかし,総降雨量100mmの場合には,検討した貯留施設だけでは大きな削減効果が得られないため,他の併用施策も検討する必要がある.

本研究により,どの程度の降雨の時に内水氾濫が生じるのか,また,それはどこでどの程度の水深,流速が生じるのか,それにより避難に支障をきたすのかということが明らかになった.本知見を活かためにも今後,降雨予測技術の確立とその精度向上ならびに一般の人への情報公開が重要である.以上のように本研究は.一人一人が身の安全を守る上でも,行政が対策を講じていく上でも非常に重要な知見を示している.
フォトンラプチャー法による局部皮膜再生機構の研究

本研究は、フォトンラプチャー法により、アノード酸化皮膜に覆われたアルミニウムおよびその合金の各種水溶液中の微小かつ瞬間的な皮膜の修復現象を解明しようとするものである。本年度は、昨年度の結果を基に、アノード酸化したアルミニウム合金めっき層を各種溶液中においてフォトンラプチャー法により皮膜を破壊した後、定電位における電流の時間の時間変化を測定し皮膜の再生挙動を調査した。1)アノード酸化した試料断面を透過型電子顕微鏡で観察した結果、試料表面に緻密なアノード酸化皮膜が形成しており、その厚さはほぼ純アルミニウムのそれと同様であった。熱水処理することで、皮膜の保護性が向上することが明らかになった。2)塩化物イオンを含まないpH9.2のホウ酸溶液中において、定電位で電流の時間変化を測定した結果、皮膜破壊後電流は急激に増加し、0.3ms付近で最大値をとった後、指数関数的(傾き-1)に減少した。つまり、合金めっき層においても、従来の純アルミニウムの結果と同様に、皮膜の再生が逆対数則に従っているものと考えられた。また、皮膜再生中に流れる電気量は、設定電位に比例して大きくなり、局部的に再生する皮膜の厚さが電位に比例して厚くなっていくことも明らかになった。3)塩化物を含む溶液中において、電流は0.3ms付近で極大値をとった後、指数関数的には減少しなかった。高電位と高濃度においては、時間の経過とともに増加した。つまり、皮膜の補修が起こらず、局部的な金属の溶解が起こった。分極後、試料表面を共焦点走査型レーザー顕微鏡観察した結果、レーザー照射部に腐食生成物が観察された。本研究は、フォトンラプチャー法により、厚いアノード酸化皮膜に覆われたアルミニウムの各種水溶液中の微小かつ瞬間的な皮膜の修復現象を解明しようとするものである。本年度は、フォトンラプチャー法による皮膜剥離最適条件を見出すことおよびその条件を用いて中性溶液中でフォトンラプチャー法により皮膜を破壊した後、定電位における電流の時間の時間変化を測定し皮膜の再生挙動を調査した。1)バリヤー型アノード酸化皮膜を本手法で破壊除去するには、鉄の不働態皮膜等の薄い皮膜と異なり、レーザーアブレージョンが起こるエネルギー密度、10^<12>W/m^2以上のエネルギーが必要であることが分かった。試験後の試料表面観察から、アルミニウム素地は急激に溶解し凝固したことがわかり、高エネルギーではその部分が大きくなることが分かった。そのため、表面粗さなどの影響を受けない、本方法による皮膜の破壊、除去最適条件は、レーザーアブレージョンの起こるエネルギー密度程度であることが分かった。2)アルミニウムにバリヤー型アノード酸化皮膜を形成後、中性溶液中で定電位に保持し、フォトンラプチャー法により皮膜を破壊した後、定電位で電流の時間変化を測定した結果、皮膜破壊後電流は急激に増加し、0.3ms付近で最大値をとった後、指数関数的(傾き-1)に減少する。つまり、局部的かつ急激な皮膜の成長においても、逆対数則に従っているものと考えられた。また、フォトディテクターの信号と皮膜の修復に対応する電流の比較から、本方法による皮膜破壊は瞬間的に起こり、直後から酸化が起こることが分かった。
グルタメイトシグナルによる神経幹細胞機能制御と再生医療応用

従来、神経幹細胞の研究は、胎児期由来神経幹細胞を用いて行なわれていた。しかしながら、より臨床に即した研究としては成熟動物由来の神経幹細胞を用いることが必要である。本研究では、BrdUのみを用いた実験で不確定な議論が成されていた成熟動物海馬内神経幹細胞の存在を増殖細胞のマーカー蛋白質である増殖細胞核抗原に対する抗体および、神経幹細泡のマーカー蛋白質として広く用いられているNestinに対する抗体を用いて立証した。この神経幹細包がグルタミン酸受容体のサブタイプであるNMDA受容体のアゴニストであるNMDA投与により、細胞死を起こすことなく細胞数が減少することを示した。また、このNMDA受容体の活性化を介して転写制御因子であるactivator protein-1(AP1)のDNA結合能が変動することを報告した。さらに、両者の応答性には、空間的、時間的相関性が認められることを見出した。成熟動物海馬由来神経幹細胞をpercollを用いた密度勾配法により、分化細胞と未分化細胞の比重の差を利用した新しい単離培養法を開発、確立した。同方法により、海馬内に存在する細胞が、自己修復能と多分化能を有することを示した。これら培養神経幹細胞は、培養12日目に行ったNMDAの短期曝露実験では、形態的に著変は認められず、分化能に対しても影響は認められなかった。培養4日目から行ったNMDA長期曝露の結果、通常認められる細胞塊の形成が阻害されていた。さらに、これらの細抱をall-trans retinoic acid存在下で分化させることにより、対照群と比べて神経細胞に分化する細胞数が著明に増加した。MAP-2蛋白質について定量化を行ったところ対照群に比べて約6倍に増加していた。したがって、NMDAシグナルは、神経幹細胞の運命決定に作用し神経細胞系譜に誘導すると推察される。