hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロRNAによる新たな肝臓の線維化機構の解明～新規NASH治療法の開発へ～

また、当該研究の一部を特許出願し、当該関連の研究成果の論文発表・学会発表も行うことができた。これらの点からおおむね順調に進展していると考える。今後も、下記の項目を引き続き検討する予定である。。A.miR-33a欠損マウス、miR-33bノックインマウスの表現型解析:コレステロール、高脂肪食負荷を投与した肝臓の表現型をさらに詳細に検討する。マイクロアレイあるいはRNA-seqを用い、網羅的にその変化を検討する。B.miR-33a/bの制御実験:細胞実験にて同定されたmiR-33a/bを制御する化合物をマウスに投与し、効果や副作用等を検討をする。C.miR-33a肝細胞特異的・炎症細胞特異的欠損マウスの解析:肝細胞特異的或いはマクロファージ特異的欠損マウスの表現型の確認をすすめる。マウスのみならず、ヒト病態での関連の検討も進める予定である。当初予想よりも消耗品類の使用を抑えることができたため、若干の余剰が生じた。次年度は、マウスの実験がさらに加速すると考えられ、それらの維持・購入費に充てる予定である。
地震波動場の相反定理を用いた活火山火道の詳細イメージング

近年、雑微動を用いた地震波干渉法により、地震や火山活動にともなう地震波速度変化を求める研究が盛んに行われるようになった。本研究計画では、2011年東北地方太平洋沖地震にともなう地震波速度変化の空間分布を求め、地震にともなう地震波速度変化が静的・動的応力変化とは必ずしも相関せず、火山地域において速度変化が大きいことを見出した。さらに、静的・動的応力変化と地震波速度変化の関係について理論的考察も行った。本研究計画初年度は,活火山の内部構造を高い空間分解能で理解する前段階として,活火山で発生するなるべく多くの火山性地震の震源決定を高精度に行うためのツール開発,および実データへの応用を主とし、対象とする火山についての地震カタログを作成することであった.ツール開発に関しては,可能性のあるいくつかのアルゴリズムについてその有効性を検証した.本研究計画では,そのうち観測記録から自動的に生成された地震カタログを用いて,観測された波形の相関をとることにより,より多くの地震の震源を決定することが最も有効なアルゴリズムであるという結論に達したが,アルゴリズムの実装は,完成にいたっていない.そのため,開発された手法を実データに応用して高精度の地震カタログを作成するという本研究計画の初年度の目標を達成することはできなかった.本研究計画の遂行の過程で,特に火山地域においては地震波の散乱によって生成されるコーダ波をうまく利用する(散乱波トモグラフィ)ことによっても高い空間分解能の地下構造を求めることができるという着想にいたった.地震波動場の相反性を用いた本研究計画においては,地震が多く発生する地域において高い空間分解能の地下構造を求められることが期待されるが,散乱波トモグラフィはより広域で高い空間分解能の地下構造を求められることから,今後は両者の手法を併用することにより,活火山浅部の高空間分解能の地下構造を求めていきたいと考える.平成26年度は、当初の計画をやや変更して、2011年東北地方太平洋沖地震にともなう東日本での地震波速度変化を、雑微動を用いて空間的に明らかにした。その結果、観測された地震波速度変化は、地震にともなう静的応力変化とも地震の揺れともなう動的応力変化とも強くは相関しないことがわかった。また、観測された地震波速度変化の応力変化による感度は、火山地域において特に高いことが明らかになった。つまり、東北地方太平洋沖地震にともなう地震波速度変化は、火山地域において特に大きいということである。その理由については、現時点では明らかになっていない。ただ、地震波伝搬速度の変化は、フックの法則にあらわれる二次弾性定数(等方媒質の場合ラメ定数)よりも、むしろフックの法則では無視される三次弾性乗数の大きさに敏感であるという理論・実験的結果を考えると、観測された地震波速度変化の空間分布は、三次弾性定数の空間分布を反映している可能性がある。三次弾性定数の物理的意味は必ずしも明らかになっていないが、粉体において三次弾性乗数が大きいという実験結果を考えると、三次弾性定数の大きさは、物質中の粒子同士の接触面積を反映している可能性がある。以上のように、地震波速度変化の観測は、地下構造について新しい情報をもたらす可能性があることが示唆された。雑微動は主に海洋波浪を起源とするものであり、時間的に連続的に発生しているものであるから、場所を選ばずに、かつ簡単に観測できるという点でも、今後の発展が期待される手法であると考えられる。本年度は、地震波動場の時間変化から抽出された地震波速度変化の物理的意味について、理論的に考察した。まず最初に、これまでになされた理論的研究を整理し、静的な応力変化にともなう地震波速度変化は、フックの法則では微小なために無視されている有限ひずみの効果、すなわち非線形な弾性変形によって主に生じることを確認した。静的な応力変化にともなう弾性波速度変化は、金属などよりも岩石など粉体のほうが大きいが、これは、有限変形に対応する高次弾性定数の絶対値が岩石のほうが大きいことによるものである。では、このような高次弾性定数の違いの物理的実体は何であろうか?本研究計画では、高次弾性定数が粉粒体の半径とその接触半径の比によって支配されるという理論的考察が妥当であることを確認した.しかし,地下の岩石の粉粒体の半径やその接触半径を直接計測する方法はなく、この理論的考察が実際の地球内部の物質にあてはまるかどうかの展望はない。地震波速度は、静的応力変化だけではなく、地震波による動的な応力擾乱によっても変化する。本研究では、地震波によるクラック生成が地震波速度を変化させているとの仮説に基づき、クラック生成による地震波速度変化を理論的に考察した。このように、本研究により観測された地震波速度変化を解釈するための理論的な道具は整ったが、観測された地震波速度変化の静的応力および動的応力による貢献を切り分けることが難しいなど、依然として、解決すべき問題は残されている。平成26年度は、当初の予定をやや変更して、2011年東北地方太平洋沖地震にともなう

地震波速度変化についての研究に多くの時間を費やしたため、当初提案していた、地震波動場の相反性を用いた地下構造の研究については、現在のところ遅れ気味である。ただ、平成27年度は当初の計画通りの研究を行う予定であるため、遅れを挽回できると考えている。固体地球物理学本研究計画は、現在のところ当初の計画より遅れ気味であり、地震波の相反性を用いた解析に適した地震の選定を行っているところである。数多くの地震を選定するために、地震カタログにない地震を抜き出す必要がある。そのために、カタログに記載されている地震をテンプレートに使い、そのテンプレートとの波形相関を計算することにより、カタログにない地震を抽出する。地震を抽出したのちには、精密な震源決定を行うことが重要となる。これも波形相関を用いることにより、数10メートルの精度でそれぞれの地震の震源を決めることができる。さらに、震源域の詳細な速度構造を求められた震源から求め、本研究の目的を達成する。本研究計画の初年度では,活火山で発生するなるべく多くの火山性地震の震源決定を高精度に行うためのツール開発を行うことになっていた.アルゴリズムの着想には時間がかからなかったが,実装に時間がかかってしまった.具体的には,計算時間を現実的なものにするためのアルゴリズムの開発に今も戸惑っている.本研究計画が当初の計画よりも遅れ気味であるために、消耗品などの支出が当初の予定よりも少なく、次年度使用額が生じた。現在までの達成度は,計画よりもやや遅れていると認識していると考えているが,研究の方向性としては大きく外れていないと思われるので,研究計画通り,震源決定のツール開発・高精度カタログの生成を経て,地震波動場の相反性を用いて,地震が多く発生する火道付近の地下構造を高空間分解能で求める研究を進めていきたい.また,本研究計画の遂行の過程で着想した散乱波トモグラフィも併用することにより,火道付近だけでなく,活火山の山体全体の地下構造を高空間分解能で求める可能性についても追求していく予定である.研究成果を発表するための旅費や、計算機周辺の消耗品などに支出する予定である。国内外の研究者との共同研究のために計上していた人件費・謝金が,計画の遅れにより使われなかったことが,次年度使用額の生じた最大の原因である.また,初年度予定していたパソコンの購入を見合わせ次年度以降の購入にしたことも,次年度使用額の生じた原因のひとつである.本研究計画の基本方針に大きな変更はないので,当初の研究計画に従い経費支出を執行していく予定である.
コ-ティング相と基材との接合界面の形態制御に関する研究

今年度は、以下についての研究を行った。2.Ni-Al-X系におけるγ'/β平衡と界面状態の関係:乱れた界面を生じさせるNi-Al-X系状態図の特徴として次の点が挙げられる。(1)γ'/β界面を乱す添加元素Xは、β相よりγ系相へ多く分配する。(2)γ'/β界面が乱れるNi-Al-X系の状態図では、X元素の添加によりγ'相もβ相も共に単相域が狭められる。以上のようなγ'/β両相へのX原子の分配挙動によって、界面凹部におけるγ'相内のAl原子の濃度分布が逆勾配となり、β相の成長が制御される。その結果、凸部と凹部における成長速度の差異がさらに助長されて界面の不安定性がますます激しくなると考えられる。以上のような状態図に基づく説明により、拡散対内の不安定界面の生成原因を解明した。
血清中有機フッ素化合物濃度と乳がんリスクの関連：日本人女性における症例対照研究

4年計画の3年目である2018年度は、曝露評価のために日本人女性の802検体の血清中有機フッ素化合物濃度の測定を行った。本研究の対象者では多くの有機フッ素化合物への曝露があることを明らかにした。研究を期間内に遂行するため、測定は外部の専門家に依頼した。各研究機関において迅速倫理審査を申請し、承認された上で実施した。血清50μLを前処理し、誘導体化後、キャピラリーカラムを装着したガスクロマトグラフ質量分析計(Agilent 6890GC/5973MSD inert, AgilentTechnologies Japan, Ltd., Tokyo, Japan)を用いて安定同位体希釈法で分析した。負化学イオン化法(electron capture negative ionization, ECNI)を採用したことで高感度分析が可能となり、非常に少量の検体で分析できた。日間変動の影響を除くため、1対1でマッチングした症例・対照のペアの検体は同じバッチで測定した(最終的に血清が利用可能なペア数は401であったため802検体を分析した)。アメリカ国立標準技術研究所NIST(National Institute of Standards and Technology)の標準試料(Standard Reference Material)SRM1957を用いた分析では、参照値と比較して良好な結果が得られた。当初の計画よりも対象物質を増やし、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)やペルフルオロオクタン酸(PFOA)、ペルフルオロヘキサンスルホン酸(PFHxS)等に加え、それらの異性体を含む19物質を多くの検体から測定できた。当初の計画通り全検体を測定できた。曝露評価に時間はかかったものの、当初の計画より多くの物質を測定でき、異性体別の濃度も得られた。次年度も順調に研究が進む見込みである。研究計画に従って、データの解析を行う。慎重に検討を行って、研究結果を取りまとめるとともに、学会・学術誌における公表を行う。3年計画の1年目である平成28年度は、研究計画通りに有機フッ素化合物分析の条件検討から着手した。ペルフルオロオクタン酸(PFOA)等のカルボン酸系の有機フッ素化合物はガスクロマトグラフ質量分析計でも測定可能だが、本研究ではカルボン酸系物質6物質に加えペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)等のスルホン酸系の有機フッ素化合物2物質も測定する予定であるため、それらを一斉分析可能な液体クロマトグラフ・タンデム質量分析計(LC-MS/MS)を採用することとした。所属研究室にLC-MS/MSがないため装置の新規導入申請や学外との共同研究、外部委託を含め様々な可能性を検討したが、最終的に学内の他研究室にある共用機器のトリプル四重極LC-MS/MSを利用して予算内で測定できることになり、協力を得て条件検討を開始した。標準液を用いての選択反応検出法での検討では、測定対象の8物質はクロマトグラム上で時間的にも分離され、ピーク形状および内部標準法による検量線の直線性は良好であった。分析装置によっては、機器の部品から対象物質が溶出するものがありバックグラウンドレベルが高くなる例が報告されていたが、本研究で使用する装置ではそのような妨害はなく、その点に関しては良好な条件で測定できることがわかった。前処理方法としては、当初は従来の固相抽出カートリッジを用いた方法を予定していたが、文献的検討および他大学の研究者の助言を踏まえ、近年新しく導入されている分散固相抽出(dispersive SPE、QuEChERS)法を採用する方向で検討している。これにより多検体の分析を迅速に行うことができる。初年度には分析条件を確立する予定であったが、2年目も最初は継続して条件検討を行う。対象物質の安定同位元素標識体も購入済みである。共用機器の利用状況が混雑しており、順番待ちのため。3年計画の2年目である平成29年度は、有機フッ素化合物の濃度の参照値が添付されているヒト標準血清(NIST SRM 1957)を用いて分析条件検討を行った。研究対象のフッ素化アルキル化合物はスルホン酸系の2物質(PFHxS, PFOS)とカルボン酸系の6物質(PFOA, PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTrDA)の合計8物質とした。これらは日本人の血清中から高頻度で検出されることが既存の研究から期待され、高速液体クロマトグラフ・タンデム質量分析計(LC-MS/MS)により一斉分析されている。本研究では、学内の研究基盤センターに設置されているトリプル四重極LC-MS/MSを利用して、その研究室の協力を得て分析条件検討を行った。血清前処理としては、安定同位元素標識体(MPFAC-MXA, Wellington Laboratories Inc.)を100 pg添加した上でアセトニトリル添加による除タンパク、ENVI-Carbを用いた分散固相抽出、ナイロンフィルタによるろ過を行った。用いたLC-MS/MSは古い機種であったため、低濃度まで測定できるよう、試料を10倍濃縮した。この方法でNIST SRM 1957を分析し、PFOS, PFHxS, PFOA, PFNA, PFDAについてreference valueおよび既存の研究の値と比較した。今後血清中有機フッ素化合物濃度の測定値が得られたら直ちに統計解析と論文作成を行えるよう、解析用のSASプログラムの一部を作成した。大学内の分析装置を使用しているが、常に多くの教職員に利用されていることから、順番待ちのため時間を要している。

また、当初から使用していた非標識体の標準液の濃度が疑わしかったため、新しい標準液を別途購入して慎重に比較検討を行ったこと、PFOSが第一種特定化学物質のため標準液の購入手続きに時間がかかったこと、試料抽出後にナイロンフィルタでろ過した場合に回収率が低い物質があったため条件検討を行う必要があったことが理由である。4年計画の3年目である2018年度は、曝露評価のために日本人女性の802検体の血清中有機フッ素化合物濃度の測定を行った。本研究の対象者では多くの有機フッ素化合物への曝露があることを明らかにした。研究を期間内に遂行するため、測定は外部の専門家に依頼した。各研究機関において迅速倫理審査を申請し、承認された上で実施した。血清50μLを前処理し、誘導体化後、キャピラリーカラムを装着したガスクロマトグラフ質量分析計(Agilent 6890GC/5973MSD inert, AgilentTechnologies Japan, Ltd., Tokyo, Japan)を用いて安定同位体希釈法で分析した。負化学イオン化法(electron capture negative ionization, ECNI)を採用したことで高感度分析が可能となり、非常に少量の検体で分析できた。日間変動の影響を除くため、1対1でマッチングした症例・対照のペアの検体は同じバッチで測定した(最終的に血清が利用可能なペア数は401であったため802検体を分析した)。アメリカ国立標準技術研究所NIST(National Institute of Standards and Technology)の標準試料(Standard Reference Material)SRM1957を用いた分析では、参照値と比較して良好な結果が得られた。当初の計画よりも対象物質を増やし、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)やペルフルオロオクタン酸(PFOA)、ペルフルオロヘキサンスルホン酸(PFHxS)等に加え、それらの異性体を含む19物質を多くの検体から測定できた。当初の計画通り全検体を測定できた。曝露評価に時間はかかったものの、当初の計画より多くの物質を測定でき、異性体別の濃度も得られた。次年度も順調に研究が進む見込みである。研究計画に沿って実施する。血清中有機フッ素化合物濃度測定条件を検討・確立した上で、症例群・対照群の血清中有機フッ素化合物濃度を測定し、血清中有機フッ素化合物濃度と乳がんリスクの関連を統計学的に解析する。慎重に検討を行って、本研究の結果を取りまとめるとともに、学会・学術誌等における公表を行う。症例群・対照群の血清中有機フッ素化合物濃度を測定し、血清中有機フッ素化合物濃度と乳がん罹患リスクの関連を統計学的に解析する。マッチングした症例・対照のペアの検体は同じバッチで測定する。慎重に検討を行って、研究結果を取りまとめるとともに、学会・学術誌における公表を行う。研究計画に従って、データの解析を行う。
ガレクチン-1を介した新規ストレス応答反応の解明と抗ストレス治療への臨床展開

拘束ストレス負荷後のラット脾臓、胸腺と膵臓でガレクチン-1(Gal-1)タンパク質含量の増加は認められたが、mRNA含量の増加は認められなかった。免疫組織化学分析の結果、脾臓では白脾髄に、胸腺では髄質にGal-1陽性細胞が認められ、ストレス負荷後に染色強度が増加した。また、CD45とGal-1は共局在していた。Gal-1が脾臓および胸腺のCD45+リンパ球細胞へ結合し、何らかの免疫応答反応を惹起していると考えられた。膵臓では小葉間毛細血管の平滑筋細胞と繊維芽細胞が染色された。染色強度がストレス負荷後に増強したことから、ストレス負荷時の膵臓での応答反応へのGal-1の関与が示唆された。ストレス負荷によって、多機能レクチンとして知られるガレクチン-1の血液中濃度が上昇し、そのストレス応答反応が交感神経系を介した反応であることを明らかにしてきた。血中で増加したガレクチン-1の役割についての解明のため、本年度は、拘束ストレス負荷モデル動物での標的候補臓器中のガレクチン-1分布について調べるため免疫組織化学的解析を行った。ウエスタン分析を用いたストレス負荷モデルラットから採取した臓器中のガレクチン-1の含量についてのこれまでの検討において、標的臓器候補として挙げられている脾臓と胸腺について、その臓器組織中のガレクチン-1の組織分布を調べた。四肢拘束ストレス負荷モデルラットを用いて、ストレス負荷直後、30分後、60分後にそれらの臓器を採取し、免疫組織化学分析を行った。ストレス負荷ラットおよびコントロールラットを深麻酔後、4%ホルマリンと0.2%ピクリン酸の混合液で灌流固定し、脾臓と胸腺を摘出した。同液にて1日間固定した後、組織切片を作製した。組織切片を抗ガレクチン-1抗体溶液中で1日間インキュベートし、ビオチン化抗ウサギIgG抗体溶液中とアビジン-HRP複合体溶液中で順次インキュベートした後、ジアミノベンチジンで可視化した。結果、脾臓では白脾髄に、胸腺では髄質にガレクチン-1免疫陽性細胞が組織特異的に染色されていることが観察された。また、コントロール群に比べてストレス負荷群でその染色がより増強される傾向が認められた。これらの結果は、ストレス負荷後に血中に放出されたガレクチン-1が、胸腺及び脾臓などの免疫系細胞を標的として何らかのストレス応答反応を起こしていることを強く示唆するものであると考えられた。今後、これらの臓器におけるストレス負荷後のガレクチン-1の作用細胞について詳しく検討し、培養細胞を用いてその応答反応について検討していく予定である。これまでの検討で拘束ストレス負荷後に脾臓と胸腺でガレクチン-1タンパク質含量の増加が認められたが、定量的PCR分析の結果、いずれの臓器においてもガレクチン-1mRNA含量の増加は認められなかった。したがって、脾臓と胸腺で増加したガレクチン-1タンパク質は、血液を介して運ばれてきたものであることが強く示唆された。また、これまでの免疫組織化学的解析の結果から、脾臓では白脾髄に、胸腺では髄質にガレクチン-1免疫陽性細胞が特異的に染色されていることが観察され、コントロール群に比べてストレス負荷群でその染色がより増強される傾向が認められている。更に詳細な検討の結果、脾臓では細動脈周囲リンパ組織鞘の、胸腺では髄質のCD45+リンパ球のガレクチン-1特異染色がストレス負荷によって増強していることが明らかになった。これらの結果から、ストレス負荷によって血液中で増加したガレクチン-1が脾臓と胸腺のCD45+リンパ球に結合したことが示唆される。更に他の臓器でのウエスタン分析検討の結果、拘束ストレス負荷後の膵臓でもガレクチン-1タンパク質含量が有意に増加することが新たに明らかになった。また、定量的PCR分析の結果、膵臓においてもガレクチン-1mRNA含量の増加は認められず、膵臓で増加したガレクチン-1タンパク質も、脾臓および胸腺と同様、血液中で増加したガレクチン-1タンパク質の一部が膵臓に集積していることが示唆された。以上の結果は、ストレス負荷によって血中で増加したガレクチン-1が脾臓および胸腺でのCD45+細胞へ結合することによって免疫応答反応を惹起している可能性を示すと共に膵臓においても何らかのストレス応答反応をもたらす因子として作用していることを示す新規の知見である。ストレス負荷モデルラットでストレス負荷後の血中ガレクチン-1の濃度が上昇し、脾臓と胸腺でガレクチン-1含量の有意な増加が認められた。また、免疫組織化学解析で脾臓では細動脈周囲リンパ組織鞘の、胸腺では髄質のCD45+リンパ球のガレクチン-1特異染色がストレス負荷によって増強していることが示された。RT-PCR分析の結果、ガレクチン-1mRNA量に有意な変動が認められなかったことから、脾臓、胸腺で増加したガレクチン-1タンパク質は、ストレス負荷によって臓器中での生合成がアップレギュレートされたものではなく、血液を介して運ばれてきたものであることが強く示唆された。

そこで、脾臓と胸腺でのガレクチン-1の作用について調べるため、ヒトリンパ球系細胞株としてTHP-1、U937、HL-60を用いてこれらの細胞へのガレクチン-1の結合について検討を行った。ウエスタンブロッティングの結果、THP-1にCD45の強い発現が認められた。更に、ガレクチン-1がリンパ球系細胞に特異的結合を示すかを検討するために、蛍光標識ガレクチン-1の細胞への結合を共焦点レーザー走査型顕微鏡により観察した結果、THP-1に対するガレクチン-1の特異的結合が確認された。引き続き、培養細胞系を用いたストレス条件下でのガレクチン-1のTリンパ球系細胞への作用について検討を進めているところである。ストレス負荷後の臓器中ガレクチン-1含量分析の結果、膵臓においてもガレクチン-1タンパク質含量の増加が観察された。そこで、免疫組織化学解析によって膵臓でのガレクチン-1の組織分布を調べた結果、小葉間毛細血管の平滑筋細胞と繊維芽細胞が強く染色され、コントロール群に比べてストレス負荷群でより増強された。拘束ストレス負荷後のラット脾臓、胸腺と膵臓でガレクチン-1(Gal-1)タンパク質含量の増加は認められたが、mRNA含量の増加は認められなかった。免疫組織化学分析の結果、脾臓では白脾髄に、胸腺では髄質にGal-1陽性細胞が認められ、ストレス負荷後に染色強度が増加した。また、CD45とGal-1は共局在していた。Gal-1が脾臓および胸腺のCD45+リンパ球細胞へ結合し、何らかの免疫応答反応を惹起していると考えられた。膵臓では小葉間毛細血管の平滑筋細胞と繊維芽細胞が染色された。染色強度がストレス負荷後に増強したことから、ストレス負荷時の膵臓での応答反応へのGal-1の関与が示唆された。ストレス負荷によって血中増加したガレクチン-1の標的細胞候補の一つを同定することができたが、その細胞でのガレクチン-1刺激による応答反応についての詳細を検討するまでには至らなかった。生化学CD45+リンパ球細胞またはその株細胞培養系を構築し、ガレクチン-1添加刺激の有無による細胞におけるタンパク質発現、リン酸化などのタンパク質変化のプロテオーム解析技術を用いた検討および遺伝子発現解析を行い、ガレクチン-1刺激による細胞の応答反応について調べる予定である。更に培養細胞系へのガレクチン-1刺激によって発現や分泌に変化の起こる因子類について、抗ガレクチン-1抗体の添加による抑制効果を調べる。膵臓におけるガレクチン-1の標的細胞を同定し、これについても上記と同様の検討を行い、ストレス負荷時の膵臓におけるガレクチン-1の機能について検討する。以上の結果から得られた知見を基に、ストレス負荷時に予想される変化が生体内で実際に起こっているかどうかについて、拘束ストレスモデル動物を用いて評価する。本年度検討した臓器以外の臓器についてもストレス負荷後のガレクチン-1の増減を調べる予定であったが、着手できなかった。そのため、血中へのガレクチン-1分泌臓器候補の同定には至らなかった。これまでに調べていない臓器について、ストレス負荷後のガレクチン-1の増減についてウエスタン分析を行い、これまでに候補に挙げられている臓器以外の標的または分泌臓器候補を同定する。また、標的細胞を同定し、候補細胞或いは株細胞の培養系を構築し、インビトロ系での遺伝子発現解析やプロテオーム解析により細胞の応答反応を調べる予定である。
リジン長鎖脂質修飾による細胞制御機構の解明

翻訳後修飾によるタンパク質の機能調節は、様々な生命現象の制御に関与するだけでなく、その異常はがんなどの疾患とも密接に関与することから、その全貌の解明は、様々な疾患の治療薬の開発に繋がる。一方、細胞内には未だ役割不明な翻訳後修飾が存在する。その一つがリジン残基上で起こる長鎖脂質修飾である。本研究では、我々が独自に見出した転写因子のリジン長鎖脂質修飾の機能解析を行うともに、リジン長鎖脂質修飾タンパク質の網羅的な探索法を確立し、それを用いて網羅的な同定を行うことにより、リジン長鎖脂質修飾の生物学的意義の一端を明らかにする。
水熱ホットプレス法を利用した牡蠣殻粉末の低温焼結による先進材料合成

一部はセメント製造に利用されているが、そのほとんどが海岸に捨てられている牡蠣殻の処理・再利用を目標に研究を行っている。前年度までに廃牡蠣殻の脱石灰中に殻中から溶出するタンパク質が固化反応の活性剤となっていることを見出し報告していた。今年度は、タンパク質の性質、また溶出タンパク質を用いて作製した固化体に対する評価を中心に研究を行った。牡蠣殻粉末は、ボールミルを用いて調製した。粉末の加圧成形についての研究は、既に成功を収めている。元の試料も加圧成形体の比表面積もほぼ11m^2/gで同程度だった。抽出タンパク質としては、出発牡蠣殻を10%酢酸で脱石灰する際に溶出したものを用いた。水に可溶性・不溶性のタンパク質の両方について、空気中で昇温速度10°C/minで熱処理すると、主に7種類のタンパク質が溶出していることが明らかになった。可溶性タンパク質は300°C以上で分解するものを含んでいたが、不溶性タンパク質は炭酸カルシウムが分解する温度でも確認された。しかしながら、水熱ホットプレス条件下では可溶性・不溶性のタンパク共に安定であった。前年度に報告した内容から、廃牡蠣殻から抽出したタンパク質を添加すると、水熱ホットプレスによる粉末固化は促進される。抽出タンパク質によって活性化された牡蠣殻粉末を30MPa、50-300°Cの条件下で水熱ホットプレスして固化体を作製した。その結果、200°C、30MPa、で2時間水熱ホットプレスして得た固化体の密度は、初期牡蠣殻の密度以上であった。得られた機能性物質の圧縮強度測定を行ったところ、大理石の2倍以上である200MPa以上の圧縮強度を持っていることが明らかになった。廃牡蠣殻を粉末化してその抽出タンパク質存在下で水熱ホットプレスを行うことにより、建材や表面仕上げ材質として充分な特性を持っている固化体が作製できることが分かった。牡蠣は日本人の嗜好に合っておりその消費量は膨大であるが、一方で食用とされない牡蠣殻は処理が困難であり、一部はセメント製造に利用されているもののそのほとんどが海岸に捨てられている。そのため、有効な牡蠣殻処理方法の開発が希求されている。近年,牡蠣殻の主成分である炭酸カルシウム単体の水熱ホットプレス法による固化反応の研究が行われている.しかし,牡蠣殻の天然炭酸カルシウムは様々な結晶形態およびタンパク質の複合体であり,炭酸カルシウム単体の固化体よりも強度の高い物質を合成できる可能性がある.そこで本研究では、この水熱条件下での固化反応に注目して、水熱ホットプレス法を用いて廃牡蠣殻中の天然炭酸カルシウムを強靭な固化体に転換することにより、建築材料などへの展開が期待できる先進材料を作製することを目標とした。洗浄後乾燥させた廃牡蠣殻を粉砕した後にSEM、XRD、TG-DTAによって評価を行った。次に、水熱ホットプレス法によって牡蠣殻からの固化体の作製を試みた。さまざまな水熱ホットプレス条件下で作製した固化体の密度などを調べることによって、最も有用な固化体を作製するために最適な温度・圧力・反応時間を決定した。それぞれの反応条件において、有機溶液もしくは無機溶液が固化体生成時の圧縮率へ及ぼす影響などについても調査を行った。それらの結果、牡蠣殻の脱石灰時に殻中から溶出するタンパク質が固化反応の活性剤となっていることを見出した。これらの結果から、廃牡蠣殻から先進材料を作製して有効利用するための基礎となる技術の可能性が示された。
Erbium YAG レーザーの歯周組織体性感覚受容機構に及ぼす効果

歯科では基礎・臨床を問わずレーザーのさまざまな応用について関心が高まっている.これまでのSasaki-Zeredoの研究により,Er:YAGレーザーによる骨組織の蒸散については,in vitroにおいて,従来の機械的切削器具と同様の優れた除去効果が認められ,しかも照射骨面には,熱変性が極めて少なく,歯周外科治療へ応用可能であることが示された.術後の歯周組織の感覚機能の回復もEr:YAGレーザーを用いることにより早期改善が期待されるが,この点に注目した研究は皆無である。そこで、本研究ではEr:YAGレーザーによる歯根膜体性感覚機構の変調を調べることを目的とした。本年度は昨年度に引き続き歯根膜の機械受容器の生理的特徴およびEr:YAGレーザー照射による機械受容器の応答特性の変化について検討した。標本としては戸田らが開発したin vitroJAW-NERVE標本を用いて解析を行った。Er:YAGレーザー照射により機械閾値の上昇が見られたことから、受容器レベルにおいて受容機構の変化が生じている可能性が示唆された。さらに、高閾値機械受容器あるいは侵害受容器であるポリモーダル受容器のEr:YAGレーザー照射による受容機構の変化を熱刺激、発痛性の化学刺激であるブラジキニン刺激を併用して解析したところ、各々のユニット活動が抑制されることがわかった。データは2nd International Conference of the Neuroscience of Romania (Bucharest,2006)にて成果の一部を発表した.論文"Analgesic strategies with the ErbiumYAG laser"(2006)をまとめた。近年,歯科領域では殺菌効果を期待できるレーザーが注目されてきており,とくにEr:YAGレーザーが硬組織の蒸散に優れることから,歯科ではこのレーザーのさまざまな応用について関心が高まっている.これまでのSasaki-Zeredoの研究により,Er:YAGレーザーによる骨組織の蒸散については,in vitroにおいて,従来の機械的切削器具と同様の優れた除去効果が認められ,しかも照射骨面には,熱変性が極めて少なく,歯周外科治療へ応用可能であることが示された.術後の歯周組織の感覚機能の回復もEr:YAGレーザーを用いることにより早期改善が期待されるが,この点に注目した研究は皆無である。本年度は歯根膜の機械受容器の生理的特徴およびEr:YAGレーザー照射による機械受容器の応答特性の変化について検討した。次年度では、高閾値機械受容器あるいは侵害受容器であるポリモーダル受容器のEr:YAGレーザー照射による受容機構の変化を熱刺激、発痛性の化学刺激であるブラジキニン刺激を併用して解析していく予定である。
非一様磁場中における磁性流体の界面変形

磁性流体に非一様磁場を印加したときに生じる界面変形を利用した流体輸送機構について研究を行った.昨年度までの研究によって得られた磁性流体と弾性膜の印加磁場に対する応答特性を基にして,浅い磁性流体層を弾性膜で被覆し,これに垂直進行磁場を印加することによって発生する磁性流体と弾性膜の連成波動を利用して水などの流体を輸送する機構を試作した.被輸送流体の流路を挟んで上下に磁性流体層を設け,磁性流体層と被輸送流体流路との間をシリコンゴムシートで覆った.磁性流体層の外側にそれぞれ16個の電磁石を直列に配列し,この上下の電磁石に同期したパルス状の進行磁場を発生させることにより,磁性流体と弾性膜に連成波動が生じ,被輸送流体が輸送される.過去には進行磁場としてパルス幅変調方式により正弦波状の入力を与え,その応答特性が明らかにされている.本研究では,単純な矩形パルス磁場を入力として与えた場合の輸送特性を明らかにした.また,磁性流体層を環流型にし,その効果を明らかにした.パルス状の進行磁場を与えた場合,今回作製した試作装置では入力磁場の周波数がほぼ3Hzで被輸送流体の流速が最大となるピーク値を持つことがわかった.入力方式以外の条件をほぼ同じにし,パルス磁場を用いた場合とパルス幅変調方式を用いた場合の輸送特性を比較した場合,単純なパルス磁場を印加した場合の方が得られる被輸送流体の流速が大きくなることが明らかになった.また,磁性流体層を環流型にしたことにより,環流型でない場合に生じていた入力磁場の低周波数領域での拍動などが発生せず,比較的スムーズに流体が輸送されることがわかった.磁場中の磁性流体の界面変形について,水ベース磁性流体の液滴の落下および壁面への衝突現象,および磁性流体と円形弾性膜の連成振動について実験的研究を行った.印加磁場がない場合には球形であった磁性流体液滴は一様印加磁場中では軸対称な回転楕円体形となり,非一様磁場中では軸対称性がくずれることがわかった.また,勾配がピーク値を持つような非一様磁場中を液滴が通過すると,磁気トルクの作用によって液滴の中心軸が傾く現象がみられた.一方,液滴は壁面への垂直衝突直後,薄いディスクを形成し,その後外周にスパイク状の突起を形成する.時間経過に伴って,この突起は外周から内側へと生成領域を拡大する.このスパイク状突起の形成は,磁性流体の強磁性体微粒子密度が減少すると小さくなり,形成に要する時間が増大する.磁性流体と円形弾性膜の連成振動については,水ベース磁性流体とステンレス鋼板製弾性膜の連成系にパルス磁場を印加して膜面の応答特性を調べた結果,以下のようなことが明らかとなった.軸対称パルス磁場を印加した場合には連成振動は円形弾性膜半径の半分の半径を節線とする振動モードが支配的となり,高周波成分は急速に減衰する.また,非軸対称パルス磁場を印加すると,複数の振動モードが現れ,固有振動数は水と弾性膜との連成系の場合よりも小さい.連成振動は,磁性流体層深さ,磁性流体の密度,弾性膜厚さなどの条件を変えるとともに,パルス磁場の印加位置を変えることによって制御することが可能である.磁性流体に非一様磁場を印加したときに生じる界面変形を利用した流体輸送機構について研究を行った.昨年度までの研究によって得られた磁性流体と弾性膜の印加磁場に対する応答特性を基にして,浅い磁性流体層を弾性膜で被覆し,これに垂直進行磁場を印加することによって発生する磁性流体と弾性膜の連成波動を利用して水などの流体を輸送する機構を試作した.被輸送流体の流路を挟んで上下に磁性流体層を設け,磁性流体層と被輸送流体流路との間をシリコンゴムシートで覆った.磁性流体層の外側にそれぞれ16個の電磁石を直列に配列し,この上下の電磁石に同期したパルス状の進行磁場を発生させることにより,磁性流体と弾性膜に連成波動が生じ,被輸送流体が輸送される.過去には進行磁場としてパルス幅変調方式により正弦波状の入力を与え,その応答特性が明らかにされている.本研究では,単純な矩形パルス磁場を入力として与えた場合の輸送特性を明らかにした.また,磁性流体層を環流型にし,その効果を明らかにした.パルス状の進行磁場を与えた場合,今回作製した試作装置では入力磁場の周波数がほぼ3Hzで被輸送流体の流速が最大となるピーク値を持つことがわかった.入力方式以外の条件をほぼ同じにし,パルス磁場を用いた場合とパルス幅変調方式を用いた場合の輸送特性を比較した場合,単純なパルス磁場を印加した場合の方が得られる被輸送流体の流速が大きくなることが明らかになった.また,磁性流体層を環流型にしたことにより,環流型でない場合に生じていた入力磁場の低周波数領域での拍動などが発生せず,比較的スムーズに流体が輸送されることがわかった.
慢性心不全患者の外来心臓リハビリテーションの効果に関する前向き無作為割り付け試験

高血圧症患者における筋力と運動時の血圧上昇および左室心筋重量(LVM)との関係を明らかにした。安静時血圧140/90 mmHg未満を維持している高血圧症患者を対象に、左室負荷指標と下肢筋力を測定した。自転車エルゴメーター運動負荷試験から、最大収縮期血圧と安静時収縮期血圧の差(⊿SBP)を運動時の血圧上昇の指標とした。心臓超音波検査にてLVMを算出した。重回帰分析の結果、LVMを規定する因子として筋力が抽出された。筋力は⊿SBPと有意な負の相関を示した。高血圧症患者において、下肢筋力の低下はLVMの増大を規定する因子であった。下肢筋力の低下は運動時の過剰な血圧上昇を介してLVMの増大に関与した。平成26年度は、「慢性心不全患者の外来心臓リハビリテーションの効果に関する前向き無作為割り付け試験」に対する研究として、虚血性心疾患患者と心不全を対象とした研究と対照群として健常者を用いた研究の両面から検討を進め、論文発表を含めて多くの成果が出た。臨床研究として、健常者に対する運動負荷方法による違いを検討し、同一運動負荷であっても、負荷様式が異なると心負荷に差が生じること、さらに初回運動と数回運動をした後では交感神経緊張に差が生じて心筋酸素消費量が変化することを明らかにした。即ち、高齢者においては充分な監視下での運動負荷が必要であることが判明した。一方、中高強度のトレーニングは、血管内皮細胞のeNOS活性を介して血管内皮機能を改善するが、内因性NOS阻害物質である非対称性ジメチルアルギニン(ADMA)はeNOS活性を阻害する。そこで、高齢者をADMAの中央値で低ADMA群と高ADMA群に分類し、外来心リハでレジスタンストレーニングを4週間実施した。4週間のトレーニングを行った際の血管内皮機能に及ぼす影響を検討すると、低ADMAを示す高齢者は4週間のレジスタンストレーニングによって血管内皮機能が効果的に改善した。外来心臓リハビリテーション(心リハ)患者は多疾患有病者の割合が高く、個々の合併症によって外来心リハ進行に差がみられた。外来心リハの継続は患者の身体的・精神的満足度を高め抑うつ状態を改善するが、より効果的な心リハ運用方法の検討が必要と思われた。これらの一連の臨床研究は、今年度は学術雑誌に既に掲載され、英語論文もin printを含めて数編が掲載される予定である。平成27年度は、「慢性心不全患者の外来心臓リハビリテーションの効果に関する前向き無作為割り付け試験」に対する研究として、虚血性心疾患患者と心不全を対象とした研究と対照群として健常者を用いた研究の両面から検討を進め、論文発表を含めて多くの成果が出た。【背景】本態性高血圧症(HT)では,耐糖能異常や酸化ストレスが終末糖化産物(AGEs)の産生を増大し左室肥大を促進させるが,一方で身体活動の増加は耐糖能異常や酸化ストレスを改善する.本研究は,HT患者における身体活動の増加が,AGEs産生と左室肥大に及ぼす影響を検討した.【方法】血圧が140/90mmHg未満に治療されたHT患者39例(69±7歳)を,身体活動を表す平均歩数/日の中央値で2群に分類した.Homeostasismodel assessment ratio (HOMA-R),MDA-LDLコレステロール(MDA),血漿ペントシジン(PEN),左室心筋重量計数(LVMI)を,耐糖能異常,酸化ストレス,AGEs,左室肥大の指標とした.1年後に同じ指標を測定し,前値に対する差を算出した(Δ歩数, ΔHOMA-R, ΔMDA, ΔPEN, ΔLVMI).【結果】MDA,PEN,LVMIの前値は,低身体活動患者(19例)と比較して高身体活動患者(20例)で有意に低値を示した(それぞれP<0.05).Δ歩数はΔMDA(r=-0.37, P<0.05),ΔPEN (r=-0.32, P<0.05),ΔLVMI (r=-0.37, P<0.05)と有意な負の相関を,ΔPENはΔLVMI (r=0.30, P<0.05)と有意な正の相関を示した.【結語】HT患者における身体活動の増加は,AGEs生成を抑制し左室肥大の退縮に寄与した.これらの一連の臨床研究は、今年度は学術雑誌に既に掲載され、英語論文もin printを含めて数編が掲載される予定である。当初の予定通り順調に研究が進み、その結果の一部は学会発表や論文として、公表している。【背景】高血圧症患者は、自律神経活動の不均衡を生じ、左室負荷が増大して左室心筋重量が増加する。一方、下肢筋力が低下すると、運動時に筋交感神経活動が過剰に亢進する。本研究は、高血圧症患者における下肢筋力の低下が、運動時の交感神経活動の亢進や血圧上昇、動脈伸展性の低下を介して、左室心筋重量の増加につながるか否かを検討した。【方法】血圧が管理された高血圧症患者86例(69 ±8歳)の等尺性膝伸展筋力、BNP、左室心筋重量係数を測定した。中強度負荷による自転車エルゴメータ運動負荷試験を実施した。

運動負荷前に対する負荷後の血漿ノルアドレナリンの差(Δノルアドレナリン)を交感神経活動の指標、運動負荷前後の脈波伝播速度(ba-PWV)の差(ΔPWV)を動脈伸展性の指標とした。安静時と自転車エルゴメータ運動負荷試験時の最大収縮期血圧(SBP)の差(⊿SBP)を運動時の血圧上昇の指標とした。下肢筋力、⊿ノルアドレナリン、⊿PWV、⊿SBP、BNPおよび左室心筋重量係数における相互の関係を評価した。左室心筋重量の増加に関与する因子を抽出するために、左室心筋重量係数を従属変数、年齢、性別、body mass index、安静時の収縮期血圧、ヘモグロビンA1c、LDLコレステロール、推算糸球体濾過量、下肢筋力を独立変数として重回帰分析を行った。【結果】下肢筋力は、⊿ノルアドレナリン、⊿PWV、⊿SBP、BNPおよび左室心筋重量係数と有意な負の相関を示した。⊿PWVおよび⊿SBPは左室心筋重量係数と有意な正の相関を示した。また、下肢筋力が左室心筋重量係数に対する規定因子として抽出された。【結語】高血圧症患者における下肢筋力の低下は、運動時の過剰な交感神経活動の亢進から血圧上昇および動脈伸展性の低下をきたし、左室心筋重量の増加に関与した。高血圧症患者における筋力と運動時の血圧上昇および左室心筋重量(LVM)との関係を明らかにした。安静時血圧140/90 mmHg未満を維持している高血圧症患者を対象に、左室負荷指標と下肢筋力を測定した。自転車エルゴメーター運動負荷試験から、最大収縮期血圧と安静時収縮期血圧の差(⊿SBP)を運動時の血圧上昇の指標とした。心臓超音波検査にてLVMを算出した。重回帰分析の結果、LVMを規定する因子として筋力が抽出された。筋力は⊿SBPと有意な負の相関を示した。高血圧症患者において、下肢筋力の低下はLVMの増大を規定する因子であった。下肢筋力の低下は運動時の過剰な血圧上昇を介してLVMの増大に関与した。当初の予定通り順調に研究が進み、その結果の一部は学会発表や論文として、公表できるようになってきている。当初の予定通り研究を進めていく方針である。心臓リハビリテーション当初の予定通り研究を進めていく方針である。証憑書類の確認に時間を要し、事務手続きが遅れたため。前年度分の旅費、並びに採血結果の生化学的解析および測定に使用する予定。
沿岸域の自然再生のための住民参加による藻場創出技術の開発

本年度は、風と波浪の影響を少なくするために浮き藻場構造物自体に浮力を持たせ、海底に沈設したコンクリートに係留固定し海中に浮かせる構造変更により、海中における安定性が向上し、風や波浪による構造上のトラブルもなくアマモの生育・着生が可能であることが確認できた。しかし、長期間の使用にともない、金属部の腐食対策、他の海草の付着による浮体構造物の重量の増加、観測装置の点検等の問題が発生し、メンテナンスが容易な浮体構造への設計変更を行う必要が生じた。メンテナンスを容易に行う事が可能となるように以下の3点の設計変更を行った。1)浮体構造物を筏より懸垂する懸垂方式への変更。2)構造体をコンクリート製からFRP製への材質の変更。3)アマモの着生床を砂から植生マットへの育成床の変更。これらの改良を行った新たな浮体構造物を製作しアマモ移植・着生実験を行った結果、構造物の揺動が若干増加したものの、アマモの順調な生育が確認できた。浮き藻場の創出・整備計画手法の開発、管理マニュアルの策定を行うために、本年度はPCM手法を海域環境改善問題へ適応し、2回のPCMワークショップを開催し海域環境改善への適応可能性を検討した。ワークショップでは、行政、漁業者、NPOボランティア、大学高専関係者等、延べ30名の参加を得て、「沿岸のごみ問題」、「藻場・干潟減少問題」等の海域環境悪化の問題に対して、それぞれ「問題分析」、「目的分析」、「プロジェクト選択」を実施した。ワークショップ終了後に実施したアンケート調査によると、PCM手法の有効性に対して参加者全員が認め、また、次回の参加意志の問に対しては、85%が参加の意志を示した。さらに、自由記述欄をみると、各問題に対して、「理解が深まった」、「発言しやすい雰囲気であった」、「知識が増えた」などの意見が多く見られた。これらの結果から、海域環境改善問題へのPCM手法の有効性が確認できた。本年度は、屋島湾を対象として現時点で調査可能あるいは入手可能なデータを用いて、アマモの成長要因を自己組織化特徴マップ(SOM)により分析を行った。また、その分析結果の有効性を確認するために、室内および現場実験を行うとともに、既往の研究で好適とされているアマモの生育条件と比較・検討した。分析に用いたデータは、アマモの有無、水深、照度下降割合、水温、pH、DO、COD、東西より、海水交流、流況最強時(東西)、地形(近岸)特徴、湾口部&河口部からの距離、養殖場からの距離、住宅地からの距離の14項目で、対象地点は屋島湾内の16箇所である。これらのデータをSOMおよびクラスタ分析法で分析した結果、以下の結果を得た。(1)屋島湾は、アマモの生育地点が多く含まれているグループ、あまり含まれていないグループ、全く含まれていないグループの3グループに分類された。(2)既往の研究で好適条件とされている照度、DO、COD、流速、水深、水温等がアマモの生育に影響が大きいことが確認できた。(3)既往の研究では取り扱っていない湾周辺の地形や土地利用についての影響を分析したが、現時点では明確な影響度合いを示すことが出来なかった。浮き藻場構造物を製作して3種類の砂(砂のみ、鋳物砂混合砂、スラグ混合砂)に種を植え付けて予備実験を行ったが、台風の影響で、現在実験は中断中である。また、同様な条件で室内実験した結果、スラグ混合砂が発芽時期、成長度合いとも良いことが分かった。次年度は、アマモの生育条件分析については、調査地点、データを増やして分析を実施すること、また浮き藻場の実験については、構造形式を改良して実験を実施する予定である。合わせて室内実験も砂の配合を変更して実験を継続する予定である。前年度に使用した浮き藻場構造体は、藻場をフロートにより海面から指示する構造であったが、強風時には波浪により浮きが流されるという問題が発生した。そこで、本年度は、風と波浪の影響を少なくするために構造物自体に浮力を持たせ、海底に沈設したコンクリートのウエイトで係留固定し海中に浮かせる構造に変更した。設置場所は、前年度と同じく屋島湾東部で、設置時期は5,月12日で現地のアマモを12株移植した。6月10日に構造体の浮力を持たせるパイプから一部水漏れが確認され補修したものの大きなトラブルもなく順調にアマモの成長が観測された。8月初旬に係留用のワイヤーの切断があり、ワイヤーを金属製の鎖に変更して対処した。しかし、アマモの生育は順調でしっかり根付いた状況が観測された。浮き藻場には、メバル(515cm)が6尾、石鯛(1520cm)が3尾確認された。11月24日に確認したところ、当初移植した12株の内3株が残っているのを確認した。3月28日に確認したところ、3株はしっかり着生し株の分岐が始まっていた。台風による強風や波浪による影響が無ければ、現在の浮き藻場構造体で十分アマモの移植・着生は可能であることを確認できた。今後の展開としては、現在の浮体の空いている箇所にアマモを移植すると同時に、現在残っている3株の生育状況を観測して浮き藻場によるアマモ生育データを収集するとともに実用化に向けた問題点を明らかにしていく方針である。

また、次年度以降の沿岸域の自然再生に関するワークショップ開催に向けて、地域の海域環境に関する関係者を集め、浮き藻場の現状の報告を行うとともに、沿岸域の自然再生に関する勉強会を開催した。本年度は、風と波浪の影響を少なくするために浮き藻場構造物自体に浮力を持たせ、海底に沈設したコンクリートに係留固定し海中に浮かせる構造変更により、海中における安定性が向上し、風や波浪による構造上のトラブルもなくアマモの生育・着生が可能であることが確認できた。しかし、長期間の使用にともない、金属部の腐食対策、他の海草の付着による浮体構造物の重量の増加、観測装置の点検等の問題が発生し、メンテナンスが容易な浮体構造への設計変更を行う必要が生じた。メンテナンスを容易に行う事が可能となるように以下の3点の設計変更を行った。1)浮体構造物を筏より懸垂する懸垂方式への変更。2)構造体をコンクリート製からFRP製への材質の変更。3)アマモの着生床を砂から植生マットへの育成床の変更。これらの改良を行った新たな浮体構造物を製作しアマモ移植・着生実験を行った結果、構造物の揺動が若干増加したものの、アマモの順調な生育が確認できた。浮き藻場の創出・整備計画手法の開発、管理マニュアルの策定を行うために、本年度はPCM手法を海域環境改善問題へ適応し、2回のPCMワークショップを開催し海域環境改善への適応可能性を検討した。ワークショップでは、行政、漁業者、NPOボランティア、大学高専関係者等、延べ30名の参加を得て、「沿岸のごみ問題」、「藻場・干潟減少問題」等の海域環境悪化の問題に対して、それぞれ「問題分析」、「目的分析」、「プロジェクト選択」を実施した。ワークショップ終了後に実施したアンケート調査によると、PCM手法の有効性に対して参加者全員が認め、また、次回の参加意志の問に対しては、85%が参加の意志を示した。さらに、自由記述欄をみると、各問題に対して、「理解が深まった」、「発言しやすい雰囲気であった」、「知識が増えた」などの意見が多く見られた。これらの結果から、海域環境改善問題へのPCM手法の有効性が確認できた。
イオノマーを用いる機能性セラミックスのケミカルデザイン及びケミカルプロセス

研究機関内に、金属クエン酸とエチレングリコールとの間のポリエステル化反応に基礎を置く錯体重合法を用いて、BaTiO_3をモデル化合物として、合成反応機構や液相に含まれる錯体種の同定を目的とする分光学的研究を実施した。ラマン散乱と^<13>C-NMR分光法より初めて見い出された重要な知見は、TiとBaはエチレングリコール(EG)溶媒とし、クエン酸(CA)共存下でBa-Ti異核複合クエン酸錯体を形成することであり、この異核複合錯体を強固に内包するイオノマーが金属の偏析を抑える役割を果たし、その結果、低温で高純度・均質BaTiO_3の合成が可能になることを明らかにした。実際に、錯体重合法により、通常の方法では均一性が保証できないBaTiO_3粉末原料を400-500°Cとして比較的マイルドな条件(通常1000°C前後の温度を必要とする)で合成できることがわかった。また、このような異核複合錯体の形成には、クエン酸のアルコール性-OH基の存在が重要であることを明らかにし、簡便かつ正確な複合錯体の同定手段として^<13>C-NMRが有効であることを初めて示した。同様に、各種チタン酸塩、たとえばSrTiO_3、PbTiO_3、CaTiO_3、La_2Ti_2O_7などの合成も錯体重合法により、従来法と比べて400-500°C低温で合成できることが明らかにされた。とくにSr/Ti、Pb/Ti、Ca/Ti、La/Tiなどの組み合わせにおいて、異核複合金属クエン酸錯体の形成が^<13>C-NMRから示唆された。この錯体をポリマー中に内包させることにより、金属の偏析を強固に防ぐことが可能であり、分子レベルでほぼ均一な前駆体を得ることが可能になったものと考えられる。平成6年度は、2元系の複合酸化物の合成研究を広範囲に行い、以下のような研究課題に取り組んだ。1)複合錯体形成のマッピング各種金属イオンの組み合わせによる錯体種の溶存状態、配位結合様式に関する知識をラマン分光法・^<13>C-NMR分光法を用いて集積した。特に、Ba/Ti、Pb/Ti、La/Tiの組み合わせにおいて、エチレングリコール/クエン酸溶液中で1:1複合クエン酸錯体が生成することを^<13>C-NMR分光法により初めて見い出した。2)イオノマー作製時における錯体の安定性イオノマー作製に用いる高分子反応として、カルボン酸とアルコールとの間の熱重合によるポリエステル化反応を選択し、共存する錯体種が重合時に安定に存在しうるかを分光学的手法(ラマン散乱及び^<13>C-NMR)を用いて検討した。クエン酸錯体はエチレングリコールを溶媒として、約130°Cの温度で速やかにポリエステル化反応を起こすことが明らかとなった。この重合反応の間コロイドや沈殿を伴うことなく透明なポリエステル樹脂が得られた。また、上記クエン酸複合錯体は130°Cでのポリエステル化反応の間安定に存在することが明らかになった。3)生成相のX線回折及びラマン分光による同定2)で得たイオノマーを熱処理し、BaTiO_3、PbTiO_3、La_2Ti_2O_7の低温合成に成功した。特に、従来の固相法と比較して400から600°Cも低温でこれらの複合酸化物が合成できることが明らかになった。