hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３次元形状コイルによる自律的ディスラプション制御の実証

ヘリカル磁場の位置安定効果を考察するために、VMECコードによる3次元の自由境界平衡計算を行い、外部ヘリカル磁場に対するトカマク平衡の応答を調べた。トロイダル磁場コイルと摂動磁場コイルのみで構成され、軸対称ポロイダル磁場コイルは設置していない。これらのコイルを組み合わせてできる磁場は、トロイダル方向に進みながら垂直方向にドリフトし、あたかも軸対称トカマクでポロイダル磁場を印加したように振舞う。トカマク平衡ではプラズマ電流によるフープ力を支えるために垂直磁場が必要であるが、平衡計算で合成磁場の垂直成分が実効的に垂直磁場として働くことを確かめた。2.小型トカマク装置の組立とECR放電によるファーストプラズマ平成26年度はトカマク装置の組立を完了し、放電調整を行った。本装置ではECRで予備電離をして、トカマクプラズマの立ち上げを行う。本格的なトカマク放電実験に入る前段階として、ECR放電によりファーストプラズマを実現した。後述の誘導発電機で875 Gaussのトロイダル磁場を励磁し、1秒を超えるプラズマ生成を達成できた。トカマク放電の長時間化だけでなく、1秒程度のECR放電を繰り返し行うことで、効果的な放電洗浄が期待される。3.フライホイール誘導発電機によるTFコイルの励磁蓄積エネルギーの大きなフライホイールとかご型誘導電動機を組み合わせたパルス励磁電源を開発した。かご型誘導機の制御では、ACモーターの制御手法であるベクトル制御でトルクの瞬時制御を行い、優れた発電出力応答を実現した。CS・PFコイル系について適用すれば正確な電流制御が可能になり、再現性の良いプラズマ生成と維持が期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度で、小型トカマク装置の設計がおおむね完了した。H25年度以降は、装置組立の上、実証実験に移行できる。設計に多少の遅れが生じたが、主要機器の製作は概ね完了した。H25年度は前半に計測器も含めて装置組み立てを完了し、放電調整に入る。後半には摂動ヘリカル磁場印加実験を行う。典型的なアスペクト比のトカマクにおいてκ=1.8は非常に垂直位置不安定であり、小型装置での実現例はない。本研究では第一目標として、これを摂動磁場の位置安定効果により実現する。H26年度は初旬に計測器も含めて装置組み立てを完了して、放電調整に入る。後半には摂動ヘリカル磁場印加実験を行い、VDEフリーなトカマク放電の実証を目指す。
顕微鏡観察とX線回折の同時測定システムの構築と新規液晶層構造の研究

本研究の目的は、(1)新規液晶相構造をより詳細に検討できる様に、X線の照射域を確認できる顕微鏡を独自に取り付け、組織観察しながら回折実験が行えるX線回折システムを構築する、(2)これを用い、新規液晶相構造を決定し、分子キラリティとの関係を明らかにすることである。初年度は主にモニタ用の顕微鏡を独自に作製し、システムを組み上げた。本年度は実際に測定を行った。まず分子間のキラリティによる相互作用で発現すると考えらる新規キュービック相の解析を行い、その構造を1432と確定し、論文にまとめた。更に高温側にももう一つ構造の異なるブルーに呈色したキュービック相を発見し、リエントラント相転移を示すことを見出した。ベント型二量体型液晶に関しては、横電界処理配向により横幅1mm弱の一様ドメインを作成し、顕微鏡を使ってこの部分にX線を照射して層構造を解析することができるようになった。その結果、これまで末端鎖炭素数14,16は二重層構造と言われてきたが、今回その構造に起因する回折ピークの他に新たに広角側にピークが観測され、その結果からこれらの炭素数ではフラストレイト構造と二重層構造の共存構造、あるいは変調構造を形成している可能性が高いことがわかった。層内の秩序に関してはこのままではX線の強度が足りず、やはりコンフォーカルミラーによる集光が必要であるとの認識をあらためて実感する結果となった。これらの成果に関しては現在論文執筆中である。本研究の目的は(1)これらの新規液晶相構造をより詳細に検討できる様に、X線の照射域を確認できる顕微鏡を独自に取り付け、組織観察しながら回折実験が行えるX線回折システムを構築する、(2)これを用い、新規液晶相構造を決定し、分子キラリティとの関係を明らかにすることである。当初の予定通り顕微鏡を作製し、試料の組織が観察できるようにし、液晶試料恒温装置も新規に作り直した。組織観察にはCCDを設置した。適度な倍率の長焦点対物レンズを購入したが、これでも焦点距離は十分でないため、特に試料付近の光学系の工夫に時間を要し、この光電子増倍管の取り付けには至っていない。また入射X線と顕微鏡の観察位置(焦点位置)の確認にも困難を要したが、なんとか大体の位置を合わせることができるようになった。この時点で、実際に測定を行った。ベント型液晶の方はまだドメインが小さいので、部分配向の試料で顕微鏡の粗織と回折の方向の確認、またガラスセルでの強度の程度のチェックを行い今後の指標とするデータの蓄積を行った。同時に、分子間のキラリティによる相互作用で発現すると考えら新規キュービック相の解析を行い、その構造を1432と確定し、論文にまとめた。キラルなキュービック相はほとんど例がなく、今後この化合物の類縁体でも同様の測定を行い、構造に違いが出ないか、出るとしたら何が効いているのか、検討する予定である。
超高速光制御デバイスを用いたテラヘルツ帯バイオフォトニクスの研究

本研究では,近赤外光を用いたコヒーレントラマン効果によって生体物質中テラヘルツ帯振動をin vivoにとらえる,小聖・高精度の新規バイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて創出し,その有効性を示すことを目的とした研究を展開した.そこでは,まず,既存の近赤外ナノ秒パルスを用いたコヒーレント反ストークスラマン分光(CARS)分光システムの装置改良を行い,有機分子や生体関連分子について1.554THzにわたる超広帯域のテラヘルツ帯振動スペクトル計測と偏光解析を行い,テラヘルツ帯バイオフォトニクスにおけるデータベースを得た.また,この装置を顕微分光システムへと発展させ,癌組織の近赤外透過イメージングを行い,これまでに得られているテラヘルツ波イメージングとの比較を行った.その結果,近赤外光を用いた場合には,表面から識別できる癌部位のみならず,癌・正常部位の境界付近や癌部位中に含まれる壊死の可能性が高い箇所についてもその識別が可能であることを見出した.さらに,固体参照試料を用いて,初めてテラヘルツ帯フォノンを利用したCARSイメージングを実現した.また,ピコ秒パルス動作の半導体レーザ光,光ファイバ増幅およびファイバ中の非線形光学効果を利用して,高繰返し・高ピーク出力の波長可変近赤外パルス光源を実現し,非線形光学効果を用いたバイオイメージングを行うことにより,本光源のバイオフォトニクス計測における有効性を示した.以上の成果により,テラヘルツ帯バイオフォトニクス研究基盤形成に貢献した.本研究では,近赤外光を用いたコヒーレントラマン効果によって生体物質中テラヘルツ帯振動をin vivoにとらえる,小聖・高精度の新規バイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて創出し,その有効性を示すことを目的とした研究を展開した.そこでは,まず,既存の近赤外ナノ秒パルスを用いたコヒーレント反ストークスラマン分光(CARS)分光システムの装置改良を行い,有機分子や生体関連分子について1.554THzにわたる超広帯域のテラヘルツ帯振動スペクトル計測と偏光解析を行い,テラヘルツ帯バイオフォトニクスにおけるデータベースを得た.また,この装置を顕微分光システムへと発展させ,癌組織の近赤外透過イメージングを行い,これまでに得られているテラヘルツ波イメージングとの比較を行った.その結果,近赤外光を用いた場合には,表面から識別できる癌部位のみならず,癌・正常部位の境界付近や癌部位中に含まれる壊死の可能性が高い箇所についてもその識別が可能であることを見出した.さらに,固体参照試料を用いて,初めてテラヘルツ帯フォノンを利用したCARSイメージングを実現した.また,ピコ秒パルス動作の半導体レーザ光,光ファイバ増幅およびファイバ中の非線形光学効果を利用して,高繰返し・高ピーク出力の波長可変近赤外パルス光源を実現し,非線形光学効果を用いたバイオイメージングを行うことにより,本光源のバイオフォトニクス計測における有効性を示した.以上の成果により,テラヘルツ帯バイオフォトニクス研究基盤形成に貢献した.本研究課題では,コヒーレントラマン効果によってテラヘルツ(THz)帯振動をin vivoにとらえる小型・高精度のバイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて新たに創出し,その有効性を示すことを研究目的としており,初年度である今年度は以下の成果を得た。本研究では数THz程度以下の低周波領域の分子振動を測定対象としており,励起レーザー光成分を極限までカットし,この波長に近いシグナル光を高感度に検出することが本質的である。そこで,まず現有設備のナノ秒パルス近赤外コヒーレント反ストークスラマン分光(CARS)装置を利用して,低周波極限の測定を検討した。そこでは,新たに特殊設計のエッジフィルタおよび波長可変バンドパスフィルタを導入し,フィルタ設定の最適条件を検討するとともに,検出系およびデータ処理系にも改良を加えた。その結果,水および生体分子水溶液(糖類,蛋白質)のCARS測定における低周波極限として,従来の6THzから1.5THzまでの低周波測定を実現した。次に,生体分子のTHz帯分子振動を高感度に検出するため,偏光特性を利用したCARSスペクトルの解析を検討した。その結果,水分子のTHz帯シグナルについて,共鳴成分(分子振動)と非共鳴成分(仮想準位を介した遷移)の分離・解析を実現し,水からのシグナル抑制のための最適条件について指針を得た。一方,本研究では小型で高速・高安定な計測装置の実現を目標としており,近赤外半導体レーザーおよびファイバ光増幅器を用いた2波長超短パルス光源の製作を開始した。また,2光子蛍光による予備実験から,10Wレベルのピーク出力でもCARSと同じ3次の非線形効果を起こしうることを確認し,超短パルスを用いた場合に必要となる励起レベルについて指針を得た。本研究課題では,コヒーレント反ストークスラマン散乱(CARS)を利用して,テラヘルツ(THz)帯振動をin vivoにとらえる小型・高精度のバイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて新たに創出し,その有効性を示すことを研究目的としており,今年度は以下の成果を得た.まず,本研究で目的とする計測装置においてはファイバから出射される同軸上の2波長光を試料上で集光し,所望のTHz帯振動情報をもつCARS信号を検出する必要がある.そこで,現有設備の近赤外CARS分光装置に変更を加えて同軸配置の共焦点型CARS分光計を構成し,生体分子(糖類および蛋白質)水溶液のTHz帯CARS測定を検討した.

その結果,0.951THzの超広帯域にわたるCARSスペクトルの取得に成功し,さらに偏光解析を行うことにより,従来の指紋領域(15THz以上)のマーカーバンドに加えて,未知の低周波領域(2-15THz域)においても,生体分子振動の強い共鳴を検出することに成功した.さらに,測定試料としてATP,ADP,AMP等の生体のシグナル伝達に関わる生体分子についてラマン分光測定を行い,測定周波数領域や測定時間等に対する基礎検討を進めた.一方,本研究では近赤外域半導体レーザーを用いた小型で高速・高安定な計測装置の実現を目標としており,半導体レーザーおよびファイバ光増幅器を用いた2波長励起光源の製作を進め,目標とするkWレベルのピークパワーをもち,周波数間隔が数THz領域まで可変な,高繰返し(500kHz)の近赤外2波長光を得ることに成功した.本研究課題では,コヒーレント反ストークスラマン散乱(CARS)を利用して,テラヘルツ(THz)帯振動をin vivoにとらえる小型・高精度のバイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて新たに創出し,その有効性を示すことを研究目的としており,最終年度である今年度は以下の成果を得た.まず,ピコ秒パルス動作半導体レーザ光を用いて波長可変近赤外光源を実現するためにフォトニック結晶ファイバ中でのスーパーコンティニューム光発生を行い,超ブロードバンドの近赤外光発生を実現した.次に,この広帯域光を波長可変バンドパスフィルタを通して光ファイバ増幅器で増幅することにより,900nm帯で広帯域に波長可変な高輝度・高繰り返しの光パルス生成を実現した.この光パルスを走査型レーザ顕微鏡に導入することにより,3次の非線形効果である2蛍光を用いた生細胞のバイオイメージングに成功し,その有効性から同じ3次の非線形効果であるCARSによるバイオイメージングに対する見通しを得た.さらに,共焦点型CARS分光計においては,まず近赤外波長可変光源による癌組織の透過イメージングを行い,これまでに得られているTHz波による癌組織イメージングとの比較を行った.その結果,近赤外光を用いた場合には,表面から識別できる癌部位のみならず,癌・正常部位の境界付近や癌部位中に含まれる壊死の可能性が高い箇所についても鮮明な画像からその識別が可能であることを見出した.本研究で目的とするTHz帯共鳴を用いたCARSイメージングについては,固体参照試料を用いた測定により100WレベルのピークパワーでもCARSイメージの取得が可能であることを見出した.また,高ピーク出力の2波長をファイバ中で導波する際にはファイバ中で起きる4波混合が問題となることを見出し,中空導波路を用いた実験により,光パルスに対する耐久性と4波混合抑制の観点から,極めて有効であることを見出した.
ホームヘルパーによるニーズ把握の正確さとサービスの質についての実証的研究

平成13年度は、得られた調査データの分析と、本研究以外のホームヘルプサービスに関する調査結果や文献のレビューを通して、1)サービス利用者とホームヘルパーのサービス評価における認知のずれが起こりやすい側面、2)ヘルパーがサービス利用者のニーズを正確に認知していてもニーズに合致したサービスを提供できない理由、3)利用者の受けるソーシャルサポート全体の中で、ヘルパーからのサポートはどのような意味を持つのか、について検討した。その結果、1)身体介護のように標準化が可能な側面より、家庭により好まれるスタイルに違いがある家事援助の技術や、意向を聞くなどの利用者中心の姿勢において、サービス提供者と利用者の評価の不一致が大きく利用者の満足度が低い、2)ヘルパーは、利用者側のサービス内容の理解が十分でないと感じており、業務外の要求をされると感じているヘルパーほど疲労感が高いことがわかった。3)については、ヘルパーからのサポートは、日常生活動作の援助(ADL、IADl両方を含む)、情報的サポート(保健福祉サービスについて相談できる)、情緒的サポート(話をよく聞いてくれる)の順で重要な役割を果たしていた。情報的サポートに関しては、2割弱の人が保健福祉サービスについて知りたいときにホームヘルパーに相談すると回答しており、ヘルパーがサービスの相談窓口としての一定の役割を果たしていることがわかったが、情緒的サポートの提供者としてヘルパーを挙げた人はわずかしかいなかった。世帯構成(「ひとり暮らし」または「夫婦のみ」)との関連では、日常生活動作についてはひとり暮らし高齢者の大部分はヘルパーが第1の援助者であり、夫婦世帯との違いが見られたが、その他のサポートに関しては世帯による明確な違いは見られなかった。平成12年度は、まず、ホームヘルプサービスに関連して、これまで行われた研究の文献や資料を収集し、内容の検討を行った。その結果を参考に調査票を作成した。本研究では、ホームヘルプサービスの利用者本人とその家族の両方に対して調査を実施することを目指していたが、身体的機能が低下したサービス利用者本人がどの程度回答可能か不明であり、調査中、介護者である家族が同席して本人の回答に影響を与える可能性がある。この点について検討するため、都内の一区において実施された65歳以上の高齢者の訪問面接調査において、調査後、調査員に、面接中の対象者の状況について尋ね、その結果を、対象者の日常生活動作能力(食事・着替え・入浴・排泄)の観点から整理した。健康状態の悪い高齢者の多くは調査自体に協力できなかった割合が高いが、調査員観察の分析は、協力できた場合でも、データの質や対象者の負担の点で問題がないか確認する目的で行われた。協力者中、日常生活動作に困難のある対象者の場合、「同席者なし」の場合は40.4%、同席者がいた場合、「対象者の答えを直したりさえぎったりした」が17.0%、「じっと聞いていたが、口ははさまなかった」が25.5%、「対象者の答えにはほとんど注意を払っていなかった」が4.3%、「全く影響なし」が12.8%であった。日常生活動作に問題のない対象者の約8割は同席者がいなかったことを考えると、サービス利用者となる可能性の高い日常生活動作能力の低下した対象者の場合は、同席者からの影響をある程度受けることを想定して質問を作成する必要がある。また、調査員から見て、日常生活動作に困難のある場合も約8割は調査への協力度が「非常に良かった」または「良かった」と評価されたが、その人たちの質問に対する理解度は、「あまり理解していない」のは5%弱にとどまったものの、「非常に」「よく」理解している人も半数程度で、理解力にやや問題が見られた。
受働杭の地盤反力発現メカニズムの検討

重力式混成提の港内側に鋼管杭を打設し,その間に中詰を施すことによって防波堤の波力に対する抵抗を補強効果があること(杭式補強防波堤)が知られている.これまでの研究によって,本工法の効果は確認されているが,杭に作用する外力と杭に作用する地盤反力の関係は明確ではなかった.そこで,まず,単杭の水平載荷実験を行って杭に作用する地盤反力について検討したところ,地盤反力はp=ks・x・y^0.5(p:地盤反力,ks:地盤定数,x:深度,y:杭のたわみ)で概ね表現できることがわかったが,ksは,杭の最大曲げモーメントより深い部分では一定値と考えることができないことがわかった.この結果をもとに,杭式補強防波堤の中詰め形状の違いが杭に作用する外力の違いについて検討した.この検討では,単杭の実験から得られた地盤反力係数を用いて,地盤からの抵抗力を推定し,ケーソンから杭に作用する外力を計算したところ,おおむね現象をうまく説明することができた.このことはこの実験の範囲では受動杭でも通常の載荷方法で載荷された杭でも地盤反力係数設定方法がほぼ等しいことを意味している.次に,杭の前面側と背面側の地盤面の高さを変えて,背面側(地盤面が低い側)から水平力を作用させる実験をした.この時,水平力を作用させる高さは,前面地盤面よりは低く背面地盤面よりは高い位置とし,載荷高さを変えた実験をした.この実験では,前面側と背面側の地盤高さの差は225mmとし,載荷高さは,背面側の地盤面から,それぞれ225mm(通常の載荷の地表面載荷に相当)と75mm(通常の杭の地中載荷に相当)とした.その結果,載荷高さが高い場合には,上記の単杭の載荷試験で得られる地盤反力係数で十分推定できる地盤反力が生じたが,載荷高さが低い場合には,上記の地盤反力係数では地盤反力を推定できないことが明らかとなった.現段階では予定通り進んでおり,特段の問題はない.昨年度得られた結果を詳しく議論するため,前背面で地盤高さが異なる実験について載荷高さを変えた実験をまず行う.続いて,受動杭としての挙動をより現実的に表現するため,水平力を載荷する高さを複数にし(ジャッキを複数用いる),それそれの載荷荷重を自由にコントロールすることで,杭に生じるたわみを任意にコントロールさせる.これらの実験結果から,受動杭の地盤反力係数の考え方を明確にする.さらに,数値解析によってこのような現象が解明できるかどうか挑戦する.一方で,地盤密度やケーソン重量を変えることで,杭式補強防波堤での杭に作用する荷重推定法について杭のたわみモードから検討する方法を提案し,実際の実験結果と比較し,簡易設計モデルを構築する.重力式混成提の港内側に鋼管杭を打設し,その間に中詰を施すことによって防波堤の波力に対する抵抗を補強効果があること(杭式補強防波堤)が知られている.これまでの研究によって,本工法の効果は確認されているが,杭に作用する外力と杭に作用する地盤反力の関係は明確ではなかった.そこで,まず,単杭の水平載荷実験を行って杭に作用する地盤反力について検討したところ,地盤反力はp=ks・x・y^0.5(p:地盤反力,ks:地盤定数,x:深度,y:杭のたわみ)で概ね表現できることがわかったが,ksは,杭の最大曲げモーメントより深い部分では一定値と考えることができないことがわかった.この結果をもとに,杭式補強防波堤の中詰め形状の違いが杭に作用する外力の違いについて検討した.この検討では,単杭の実験から得られた地盤反力係数を用いて,地盤からの抵抗力を推定し,ケーソンから杭に作用する外力を計算したところ,おおむね現象をうまく説明することができた.このことはこの実験の範囲では受動杭でも通常の載荷方法で載荷された杭でも地盤反力係数設定方法がほぼ等しいことを意味している.次に,杭の前面側と背面側の地盤面の高さを変えて,背面側(地盤面が低い側)から水平力を作用させる実験をした.この時,水平力を作用させる高さは,前面地盤面よりは低く背面地盤面よりは高い位置とし,載荷高さを変えた実験をした.この実験では,前面側と背面側の地盤高さの差は225mmとし,載荷高さは,背面側の地盤面から,それぞれ225mm(通常の載荷の地表面載荷に相当)と75mm(通常の杭の地中載荷に相当)とした.その結果,載荷高さが高い場合には,上記の単杭の載荷試験で得られる地盤反力係数で十分推定できる地盤反力が生じたが,載荷高さが低い場合には,上記の地盤反力係数では地盤反力を推定できないことが明らかとなった.現段階では予定通り進んでおり,特段の問題はない.昨年度得られた結果を詳しく議論するため,前背面で地盤高さが異なる実験について載荷高さを変えた実験をまず行う.続いて,受動杭としての挙動をより現実的に表現するため,水平力を載荷する高さを複数にし(ジャッキを複数用いる),それそれの載荷荷重を自由にコントロールすることで,杭に生じるたわみを任意にコントロールさせる.これらの実験結果から,受動杭の地盤反力係数の考え方を明確にする.

さらに,数値解析によってこのような現象が解明できるかどうか挑戦する.一方で,地盤密度やケーソン重量を変えることで,杭式補強防波堤での杭に作用する荷重推定法について杭のたわみモードから検討する方法を提案し,実際の実験結果と比較し,簡易設計モデルを構築する.研究分担者の研究に関わる費用10万円は今年度にまとめて使用を予定している.これは,今年度から解析に着手することが適当であると判断したためである.残りの24044円については購入した一部の消耗品の価格が想定よりも安くなったためであり,今年度の実験的研究の中で有効に利用する.
非対称力メラアレイによる再構築型光線空間取得

解像度や,視点間隔の異なる多視点カメラアレイから自由視点映像などのコンピュテーショナルフィトグラフィを実現するために,主に1)超解像と自由視点画像生成を同時に行う手法や2)自由視点映像の基本となる奥行き推定を,その階調数のサブピクセル化,輪郭の補正などの高精度化する手法3)自由視点画像合成時に輪郭をマッティングする手法を開発した.解像度や,視点間隔の異なる多視点カメラアレイから自由視点映像などのコンピュテーショナルフィトグラフィを実現するために,主に1)超解像と自由視点画像生成を同時に行う手法や2)自由視点映像の基本となる奥行き推定を,その階調数のサブピクセル化,輪郭の補正などの高精度化する手法3)自由視点画像合成時に輪郭をマッティングする手法を開発した.今年度の目標通り,「カメラアレイを用いた自由視点映像生成の高品質化・高解像度化」を達成すべく,二通りのアプローチで研究を行った.一つめは,すべて同じ解像度のカメラを持つカメラアレイ(複数台のカメラを整列させたもの)で取得された多視点映像を用い,超解像処理と呼ばれる画像解像度を向上させる手法と自由視点画像合成を同時に行うことができるアルゴリズムの研究である.自由視点映像を生成するときには,合成映像の画素をブレンドする処理を行うが,このブレンド処理を超解像処理に置き換えることで本手法を達成した.二つ目は,多視点カメラに複数個の高解像度なカメラを混合し,画像合成のときに優先的に高解像度映像の情報を使うことで高解像度な自由視点映像を生成可能にする手法である.高解像度,低解像度のカメラの距離や解像度の組み合わせを,奥行き推定の精度や合成に使用する画像(テクスチャ)の分解能を考慮して選択することで大幅に画像品質が向上した.高解像度と低解像度を組み合わせるには各画像の周波数特性が重要であることが明らかとなり,次年度計画である焦点の違いによる奥行き推定と画像合成の混合の研究につながる.前者の研究は,処理コストが大きいものの,どのようなカメラ構成であっても有効に働く手法である.従来手法ではカメラアレイから前進した位置での視点の映像品質が大幅に低下していたが,本手法により高く品質を維持できることが可能になった.後者の研究は特殊なカメラアレイの構成が必要となるが,すでに高解像度なカメラが混合されているため簡易な計算で高解像度な自由視点映像を習得することが可能となる.そのカメラアレイの有効な配置方法やレンダリング範囲を特定した.特に後者は,自由視点映像生成に特化したカメラアレイの構築により,高品質な自由視点映像を複雑な計算を行うことなく簡便に得ることが可能となった.平成23年度は,可変焦点化を行うために,カメラの焦点位置,配置位置を制御することで光線空間を取得するために,奥行き推定の高精度化を目指していた.そのために,可変焦点レンズからの情報を用いて高精度な奥行き画像を生成する予定であった.しかしながら,震災の影響によりレンズの購入が困難であったため,ポストフィルタリングによる奥行き推定の高精度化を行った.奥行き画像の高精度化のために,ポストフィルタリングによりいったん求めた奥行き画像を高精度化させた.そのフィルタの実現のために,ジョイントバイラテラルフィルタと呼ばれる,入力に画像と奥行き画像の2つの画像をとるフィルタを拡張,通常奥行き画像にぼけが発生するところ,それを抑制可能となった.加えて,その奥行き画像の高精度化を高速に計算するために,低解像度の奥行き画像を,リアルタイムに超解像することで,階層的な高精度化を可能とする,ジョイントバイラテラルアップサンプリングを基本とする拡張手法も提案した.実験の結果,リアルタイムに奥行き推定を行い,また同時に自由視点画像合成,もしくは可変焦点画像生成を行えるようになった.自由視点画像合成の画像品質は,従来のリアルタイムに計算可能であった方法から1.5dBの向上を達成した.その他,奥行き画像を符号化した時にこのフィルタにより符号化歪みがある程度除去されることや,その仕組みを使ったネットワークを通じた自由視点画像のリアルタイム伝送実験を行った.また前年度から引き続き低解像度,高解像度カメラを混合したカメラから高解像度の画像をもつ自由視点画像を合成する実験を引き続き行い,更に1dBの向上を達成した高効率に光線空間を取得するためには,従来の同一のカメラを均一に並べるのではなく,解像度や,視点間隔の異なる多視点カメラアレイを用いて情報を取得したほうが,より多くの情報を少数の資源から取得可能である.そのような情報から自由視点映像といったコンピュテーショナルフィトグラフィを実現するために,主に,1)超解像と自由視点画像生成を同時に行う手法や,2)自由視点映像の基本となる奥行き推定を,その階調数のサブピクセル化,輪郭の補正などの高精度化する手法,3)自由視点画像合成時に輪郭をマッティングする手法を開発した.1)では,画像の超解像処理と奥行き画像の超解像を行い,2)の処理では,奥行き推定で求まる奥行き画像の輪郭補正,階調数補正を行い,3)の処理では物体境界を前景,背景,透過チャネルに分解するアルファマッティングと自由視点画像合成を同時に行う手法を検討した.

その結果,1)に関しては,画像の超解像処理では,従来の自由視点画像合成と画像の超解像処理を同時に行う手法を新たに開発し,前進時の合成画像の品質を大きく向上させることに成功した.また,奥行き画像の超解像ではジョイントバイラテラルアップサンプルを改良することで,ボケのない,高品質な奥行き画像を高速に生成可能な手法を開発した.2)に関しては,重み付きジョイントバイラテラルフィルタと混合抑制フィルタを新たに提案し,物体境界の輪郭補正を奥行き画像のぼけを発生させずに達成することに成功した.3)ではアルファマッティングを自由視点画像を併用することで約1dBの画像品質の向上に成功した.研究の方法は当初とは若干異なるものの,目的となる奥行き推定の高精度化は達成されたため概ね順調に進展していると言える.24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は,最終年度として,異種カメラ間特に画像解像度の異なるカメラ間での光線空間上での処理を取りまとめ,より汎用的な理論構築を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
太陽電池応用に向けた炭素系４族多元混晶薄膜の作製および物性評価

IV族三元混晶SiSnCは、Sn組成10%以上およびC組成6%以上において、バンドギャップが1.4 eVとなることが予測され、新規太陽電池材料として期待できる。また、混晶組成制御によってバンドギャップおよび格子定数を独立に制御できることから、多接合型太陽電池への応用も期待される。一方、Si中へのSnおよびCの平衡固溶限は0.1%以下と非常に低く、特にSiCにおいては、最大でもC組成3%の報告に留まっている。近年、理論計算により、Si中におけるSn-C結合の安定性が報告されている。また、実験的には、SiSn中へのCイオン中によるSn析出の抑制やSn-C結合の安定性が報告されている。しかし、SiSnCのエピタキシャル成長に関する報告は非常に少ない。本研究では、SiSnC層のエピタキシャル成長を検証し、SnおよびCが混晶薄膜の結晶性に与える影響を評価した。SiSnC三元混晶のSi基板上へのエピタキシャル成長を行い、そのSnおよびC導入が薄膜の結晶性に与える影響を調べた。Sn導入によりSiCの結晶化温度を低減できることを実証した。また、Sn導入により反射高速電子線回折の結果から積層欠陥由来の回折パターンが消失し、結晶性が向上することを明らかにした。また、平面構造の観察から、C導入量増加に伴い、SiSnC層の表面での析出物が低減し、Sn析出の抑制効果が得られることを明らかにした。5.1%のSn導入によって、平衡固溶限を超える2.5%の格子置換位置C組成を実現した。また、分光エリプソメトリーの評価から、C組成増大に伴うE1の遷移エネルギーの増加を確認し、エネルギーバンドギャップの拡張を示唆する結果を得た。IV族半導体・接合型太陽電池に向けて、格子整合系・高C組成SiSnC薄膜によるエネルギーバンド構造制御の可能性を見出した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
VEC顕微鏡によるmonocyte及びmicrogliaの動的観察

“生きた細胞"について動的に、約一万倍の倍率で連続的に観察できるVEC-DIC顕微鏡を用いて、昨年度に引き続き、培養microgliaとmonocyteの形態変化様式を詳細は観療した。培養microgliaとmonocyteが特徴的な卵焼様変化を呈したことは前回報告した(横山雅子培養ミクログリアと単球の形態変化の類似性-VEC-DIC顕微鏡による動的微細観察-脳循環代謝10:14-25,1998)。本年度はmicrogliaについて検討を加えた。microgliaはその存在場所により、形態変化することが知られている。microgliaは中島らの方法によりprimary cultureし、採取した。astroglia co-culture系であり、astrogliaの表面に付着している状態から入念な観察を行った。結果の概略は以下の通りである。astrogliaの細胞層の表面に付着しているmicrogliaは、2-5本の突起を出し(ramified microglia)、お互いに接触、あるいは結合していた。この状態で機械刺激あるいは希薄過酸化水素液、LPSなどを添加すると、細胞体は細長くなり(rod-type microglia)、突起を切断し、その断端から細いfilopodiaを放って盛んに周辺の液を攪拌し始めた。さらに観察を続けるとmicrogliaは完全に浮き上がり、表面がfilopodiaあるいはlamellipodiaに覆われた球状のreactive formとなって、移動を始めた。このreactive microgliaは喰作用を示し、浮遊中のparticleを補足し、時にはお互いに食べあって2個の核を持つ細胞となった。このreactive microgliaはかなりのスピ-ド(1mm/s)で移動し、あるいは浮遊して、特定の場所で付着、卵焼き状になって広がった(ameboid microglia)。1)培養ミクログリアの単球活性過程の観察浮遊ミクログリアは単核で通常円形(直径5-9μm)を示し、多数のtilopodia、またはlamellipodiaに被われており、旋回、移動していた。浮遊単球は直径6-12μmでほぼ球形を呈し、ミクログリアよりやや大きい、多くの場合filopodiaに覆われ、絶えずそれを動かしながら、DMEM灌流液中の異物に対して貧食作用を示した。2)グラス床面接触刺激に伴う変化観察中にそのtilopodia/lamellipodiaの一部、あるいは細胞体がカバーグラス表面に接触すると、直ちに細胞全体が布状に薄く大きく拡がり、つづいて核も拡大扁平化して、細胞全体が、目玉焼き様の円盤状になり、周辺部に透明薄膜のlamellipodiaを拡げた。さらに、大きく拡げた細胞膜辺緑lamelipodiaを内側に巻き込むような、細かな波状巻き込み運動を開始した.同一条件下におけるほとんど全てのミクログリアと単球に同様の変化が観察された。3)培養ミクログリアと単球の培養血管内皮細胞との相互作用培養ミクログリアと単球のHAEC、HUVEC細胞膜上での変形を検討した。ほとんど全ての細胞において、カバーグラス面と同様に内皮細胞面接触直後にアメーバー様変形をした。内皮細胞上では、グラス面よりlamellipodiaを広く伸展させ、活発なアメーバー様運動を行っていた。
経験最良線形不偏予測量の予測誤差に関する研究－－小地域推定とその拡張－－

採用2年目の昨年度,引き続きアメリカのメリーランド大学のPartha Lahiri教授との共同研究に取り組み,各地域の特性値に対する有効な経験的最良線形不偏予測量EBLUPに関する以下3つの研究を論文として発麦した. 1EBLUPで用いられる地域差異を表す変量効果の分散がゼロに推定されてしまうことが多い問題に対して,尤度関数にある調整項を付け加えた方法によって,分散推定値がゼロになることを防ぐ推定法がすでに提案されている.しかしながら,これらの推定量を代入したEBLUPの精度は従来のEBLUPと比較して大幅に悪くなることが指摘されており,実用的でない,そこで,特徴的な関数を用いた調整項を提案した結果,分散が0になることを防ぎ,かつ,従来のEBLUPの精度を保つことが可能となった.それだけでなく,提案したEBLUPのMSE(予測誤差を測る基準であり,非負性を持つ)に対する2次漸近不偏推定量の非負性も示した.これらの業績がJournal of multivariate analysisで採択された.2各地域の特性値に対する信頼区間の構成に対して, EBLUPの利用が有効であることが知られている.その中でも,経験的に精度が高いとされているBootstrap法の使用が推奨されているが,より計算量が少なく扱いやすい手法が望まれる場合も多い.そのため,精度がBootstrap法と同等で,計算量がより少なくユーザーにとって扱いやすい信頼区間を構築するために,調整尤度関数を利用する方法を提案し,そこで用いられる分散推定量の漸近的性質も導出した.この結果,研究論文がAnnals of Statisticsで採択された.3信頼区間構築の立場において,従来推奨されているEBLUPに対して推奨できる一種類のBootstrap法を数値比較によって導いた研究論文がCommunication in Statistics-simulation and eomputationにて採択を受けた.また,別件でEBLUPのMSEに対する2次漸近不偏推定量に関する共同研究も進めており,現在投稿準備中である.(抄録なし)採用一年目の昨年度私はアメリカのメリーランド大学でPartha Lahiri教授の下,以下3つの小地域推定問題に関する研究に取り組み解決している.まず,現在現場で推奨されている,各地域の特性値(平均値等)に対する有効な経験的最良線形不偏予測量EBLUPの現実面の問題を指摘した.その問題とは,EBLUPで用いられる地域差異を表す変量効果の分散が0に推定されてしまうことが多い事である.このことにより,地域差が大きいときに対しても地域の差が考慮されないという不適切な結果を招くことがある.この問題に対して,尤度関数にある調整項を付け加えた方法によって分散推定値がゼロになることを防ぐ推定法がすでに提案されている.しかしながら,これらの推定量を代入したEBLUPの精度は小地域において従来のEBLUPと比較して悪くなることが指摘されており,実用的でない.そこで私は,特徴的な関数を用いた調整項を提案した.この調整項により,分散が0になることを防ぎかつ,従来のEBLUPの精度を保つことに成功している.次に,各地域の平均に対する信頼区間の構成に対して,経験的最良線形不偏予測量を利用する方法が有効であることが知られている.しかしながら,一般に被覆確率が正確ではないため,漸近的な補正が行われている.実用面では,経験的に精度が高いとされているBootstrap法の使用が推奨されているが,多大な反復計算を使用するため一般に計算量が多い.しかしながら,発展途上国等では,高性能な計算機の導入が困難になりやすいため,より計算量が少なく扱いやすい手法が望まれていることを在米中に知った.そして,精度がBootstrap法と同等で,計算量がより少なくユーザーにとって扱いやすい信頼区間を調整尤度関数を利用しての構成することに成功した.3つ目に,現在EBLUPを用いた信頼区間はいくつか提案されており,それらは地域数を大きくすると,理論的に被覆確率と区間幅が同程度の精度となる.しかしながら,標本が十分に取れない小地域やそもそもの地域数が十分に多くない場合,これらの精度間に違いが生じることが多い.さらに現在推奨されているBootstrap法を用いた信頼区間も2種類あり,ユーザーとしては事前に推奨法を絞っておきたい.昨年度,EBLUPで用いられる,地域の効果の分散の推定法の中で推奨されているREML推定法を適用した際の信頼区間の数値比較研究を,コンピュータを用いて行った.その結果,小地域推定問題において,推奨できる一種類のBootstrap法を数値比較によって導いた.また,当初の研究目的の一つであったEBLUPのMSE推定量の改良についても,現在海外の研究者とともに共同研究を進めている.採用2年目の昨年度,引き続きアメリカのメリーランド大学のPartha Lahiri教授との共同研究に取り組み,各地域の特性値に対する有効な経験的最良線形不偏予測量EBLUPに関する以下3つの研究を論文として発麦した. 1EBLUPで用いられる地域差異を表す変量効果の分散がゼロに推定されてしまうことが多い問題に対して,尤度関数にある調整項を付け加えた方法によって,分散推定値がゼロになることを防ぐ推定法がすでに提案されている.しかしながら,これらの推定量を代入したEBLUPの精度は従来のEBLUPと比較して大幅に悪くなることが指摘されており,実用的でない,そこで,特徴的な関数を用いた調整項を提案した結果,分散が0になることを防ぎ,かつ,従来のEBLUPの精度を保つことが可能となった.

それだけでなく,提案したEBLUPのMSE(予測誤差を測る基準であり,非負性を持つ)に対する2次漸近不偏推定量の非負性も示した.これらの業績がJournal of multivariate analysisで採択された.2各地域の特性値に対する信頼区間の構成に対して, EBLUPの利用が有効であることが知られている.その中でも,経験的に精度が高いとされているBootstrap法の使用が推奨されているが,より計算量が少なく扱いやすい手法が望まれる場合も多い.そのため,精度がBootstrap法と同等で,計算量がより少なくユーザーにとって扱いやすい信頼区間を構築するために,調整尤度関数を利用する方法を提案し,そこで用いられる分散推定量の漸近的性質も導出した.この結果,研究論文がAnnals of Statisticsで採択された.3信頼区間構築の立場において,従来推奨されているEBLUPに対して推奨できる一種類のBootstrap法を数値比較によって導いた研究論文がCommunication in Statistics-simulation and eomputationにて採択を受けた.また,別件でEBLUPのMSEに対する2次漸近不偏推定量に関する共同研究も進めており,現在投稿準備中である.当初の計画の中にあった,在米研究における経験的最良線形不偏予測量のMSE推定量と信頼区間構成に関する研究の成果が出ているためである.MSE推定量については,現在共同研究途中であるが,アメリカの受け入れ研究者からの採用者自身のアイデアが評価されている.それだけではなく,昨年度は,従来現場で用いられている経験的最良線形不偏予測量の問題点を指摘し,それに関する改良も行っている.この研究は国内学会の2012年統計連合大会のコンペティションセッションにおいて優秀報告賞を受賞しており,客観的にも評価を受けている.今後は,経験的最良線形不偏予測量のMSE推定量に関する共同研究を進める予定である.そして,当初の目的であった,モデルを一般化を行い,統計量の適用可能性を広げる.(抄録なし)
くも膜下出血後急性脳損傷におけるmiRNAを介した血管内皮前駆細胞動員の役割

内皮細胞結合のような同じ細胞同士の接着(同種細胞間接着)及び内皮細胞への白血球の結合のような異なる細胞間の接着(異種細胞間接着)に関わっているPECAM-1の血管内皮での発現に関してラットくも膜下出血モデルとshamの脳底動脈内皮細胞を免疫染色にて比較したところ、明らかな発現の違いは認めなかった。これによりくも膜下出血後の血管内皮保護に関する血管内皮前駆細胞の遊走にPECAM-1の関与の可能性は低いと考えられた。また血管内皮前駆細胞の誘導に関与するとされるmiR-126に関して、くも膜下出血患者の髄液中の発現量をリアルタイムPCRを用いて測定した。くも膜下出血患者では非くも膜下出血患者と比べて髄液中の発現量が発症2日目では2倍以上増加していたが、発症7日目には1/2以下に減少していることが分かった。くも膜下出血直後に髄液中のmiR-126の発現量は増加し、7日程度経過した時点ではむしろ低下していることより、くも膜下出血直後に血管内皮前駆細胞の誘導が亢進しており、7日目ではその誘導はすでに消失している可能性が示唆された。くも膜下出血後の血管内皮細胞障害を抑制することでくも膜下出血後の急性脳損傷を抑制できることは今まで報告してきたが、この血管内皮障害抑制、修復に関与する血管内皮前前駆細胞の遊走に関与するとされるmiR-126にが髄液中に増加していることが分かったことは研究の妥当性を示したこととなる。今後はこのmiR-126の発現量や実際の血液中や血管内皮での血管内皮前駆細胞の関与に関してさらにデータを蓄積し解析していくことで、くも膜下出血患者の予後改善に貢献できると考えている。本研究は、くも膜下出血の新しい予後規定因子として注目されている急性脳損傷(acute brain injury)の病態を解明し、新しい治療法を開発するため、脳内外の血管内皮障害に着目した研究である。本年度は、専用の麻酔器や手術道具を新たに購入し、ラットの手術をより正確で安全、確実に行える環境を整備し、また、検査項目にあるneurological scoringを行うための環境なども整備できた。本年度は主に急性脳損傷の病態をさらに深く理解、解明すべく、当院におけるくも膜下出血患者における脳血管攣縮期の治療方法、治療結果などの患者データの収集、解析を行った。また、この分野の研究において日本最大の学会であるSpasm symposiumに参加し、これらの結果をシンポジウムで発表し、同分野で世界をリードしている研究者達と議論を交わすことによりさらなる知見を得、今後の研究を行うにあたり参考にすることができた。本年度の当初の予定ではラットを用いてくも膜下出血後の神経機能変化、血管内皮細胞の形態的、機能的変化、血液中血管内皮前駆細胞動員数の変化等を評価する予定であったが、前述のように、患者のデータ解析を行うことや学会参加、発表での情報収集等に予定より多くの時間を費やし、研究にやや遅れを来している。しかしながら、本年度の研究内容から、次年度以降の研究を進めるうえで非常に有用な情報を収集することができ、これらの情報を有効に利用し次年度の研究を含めて研究を進めていく予定である。本年度は、主に実験環境を整えることや、急性脳損傷の病態をさらに深く理解、解明すべく、当院におけるくも膜下出血患者における脳血管攣縮期の治療方法、治療結果などの患者データの収集、解析を行い、この分野の研究において日本最大の学会であるSpasm symposiumに参加し、これらの結果をシンポジウムで発表し、同分野で世界をリードしている研究者達と議論を交わすなど、患者データ解析や学会参加、発表での情報収集等に予定より多くの時間を費やしたため、研究にやや遅れを来している。本研究は、くも膜下出血の新しい予後規定因子として注目されている急性脳損傷(acute brain injury)の病態を解明し、新しい治療法を開発するため脳内外の血管内皮障害に着目した研究である。本年度は、実験に使用するラットの飼育環境の整備を行うことができ、昨年度整備された専用の麻酔器や道具をなどの実験環境を用いて実際にラットのくも膜下出血モデルを安定して作成することができるようになった。また、昨年度同様にこの分野における国内最大の学会であるSpasm symposiumや国際学会に参加して同分野で世界をリードしている研究者達と議論を交わすことにより最新の知見を得ることができ、今後の研究を行うにあたり参考にすることができた。本年度は情報収集やラットの飼育環境整備に予定より多くの時間を費やし、研究にやや遅れを来している。しかしながら、本年度の研究でラットくも膜下出血モデルを安定して作成できるようになったことや、この研究を進めるうえで非常に有用な情報を収集することができたことにより、次年度の研究をスムーズに進めることが可能となった。本年度は昨年度同様にこの分野における国内最大の学会であるSpasm symposiumや国際学会に参加して同分野で世界をリードしている研究者達と議論を交わすことにより最新の知見を得ることができ、今後の研究を行うにあたり参考にすることができた。これらの情報収集やラットの飼育環境整備に予定より多くの時間を費やし、研究にやや遅れを来している。

これによりくも膜下出血後の血管内皮保護に関する血管内皮前駆細胞の遊走にPECAM-1の関与の可能性は低いと考えられた。また血管内皮前駆細胞の誘導に関与するとされるmiR-126に関して、くも膜下出血患者の髄液中の発現量をリアルタイムPCRを用いて測定した。くも膜下出血患者では非くも膜下出血患者と比べて髄液中の発現量が発症2日目では2倍以上増加していたが、発症7日目には1/2以下に減少していることが分かった。くも膜下出血直後に髄液中のmiR-126の発現量は増加し、7日程度経過した時点ではむしろ低下していることより、くも膜下出血直後に血管内皮前駆細胞の誘導が亢進しており、7日目ではその誘導はすでに消失している可能性が示唆された。くも膜下出血後の血管内皮細胞障害を抑制することでくも膜下出血後の急性脳損傷を抑制できることは今まで報告してきたが、この血管内皮障害抑制、修復に関与する血管内皮前前駆細胞の遊走に関与するとされるmiR-126にが髄液中に増加していることが分かったことは研究の妥当性を示したこととなる。今後はこのmiR-126の発現量や実際の血液中や血管内皮での血管内皮前駆細胞の関与に関してさらにデータを蓄積し解析していくことで、くも膜下出血患者の予後改善に貢献できると考えている。本年度の研究による情報を参考にすることにより、本年度の当初の予定であったラットを用いてくも膜下出血後の神経機能変化、血管内皮細胞の形態的、機能的変化、血液中血管内皮前駆細胞動員数の変化等を評価を進めていく。また次年度に予定しているG-CSFを用いたEPSの誘導効果も引き続き研究を進めていく。実験に進行にやや遅れを来しているが、本年度に導入した専用の麻酔器や手術道具の導入により、より安全、確実に効率よく実験が行える状態となったため、これらの遅れを補える状態となった。本年度の研究による情報を参考にすることにより、くも膜下出血後の神経機能変化、血管内皮細胞の形態的、機能的変化、血液中血管内皮前駆細胞動員数の変化等の評価を進め、さらにG-CSFを用いたEPSの誘導効果も引き続き研究を進めていく。実験の進行にやや遅れを来しているが、本年度の研究により安定したラットくも膜下出血モデルの作成ができるようになったため、今後の研究がより安全、確実に効率よくスムーズに行える状態となったため、これらの遅れを補える状態となった。実験計画からの遅れがあり、ラットや抗体等の購入費等未使用分や、成果の発表予定であった学会等に参加できなかったことなどによる。(理由)実験計画からの遅れがあり、ラットや抗体等の購入費未使用分や、成果の発表予定であった学会等に参加できなかったことなどによる。(使用計画)前年度の遅れ分を実施するラットや抗体等の購入費用、成果の発表費用として使用する予定。前年度の遅れ分を実施するラットや抗体等の購入費用、成果の発表費用等として使用する予定。
ヘルパー依存アデノ及び改変レンチウイルスを用いた筋ジストロフィーの遺伝子治療

筋ジストロフィーの生命予後に直結する呼吸筋への遺伝子導入の可能性を探るために、mdxマウス並びにdkoマウスを用いて、腹腔内へHDAVmyc-dysを投与し、組織学的、呼吸生理学的に治療効果を検討し、有効性を確認した。またアデノウイルスベクターの欠点である一過性発現を根本的に改善するために、full length-dystrophinを搭載するレンチウイルスベクターを開発し、in vivo/ex vivo遺伝子治療について検討した完全長dystrophin発現カセットをもつhelper-dependent adenovirus vector (HDAd)を作製し、dkoマウスの四肢筋、体幹筋に遺伝子導入を行ない投与8週後にて評価を行ない、組織学的異常のみならず、運動機能、生命予後の改善を認めたことを明らかにしているが、さらにmdxマウスとdkoマウスの呼吸機能を、whole-body plethysmographyを用いてモニターし、横隔膜の組織学的変化と比較検討した。MictagをつけたHDAdmyc-dystrophinを、1週齢dkoマウス腹腔内へ投与、8週後に横隔膜での発現を確認し、治療効果を組織学的・呼吸生理学的に調べた。結果はmdxマウスでは7月齢、dkoマウスでは2月齢で、拘束性換気障害を呈した。dkoマウスでは投与8週後で最大68%の陽性線維を認め、中心核筋線維と骨格筋繊維化の減少を確認した。治療により呼吸回数は376±20.3が327±65.4回/分(p<0.0001)、一回換気量も5.6±0.8から6.0±0.7ml/kg(p=0.037)と有意に改善した。さらに多数のモデル動物で検討を続けている。また、Lentiviral vectorによる短縮型dystrophin遺伝子のmdx骨格筋での長期発現と表現型の改善、骨格筋特異的幹細胞への長期的な遺伝子導入が示された。これらの研究成果の一部は「筋ジストロフィーに対する根本治療を実現するための技術集約的研究」研究班班会議(武田班)においても発表した。我々は骨格筋特異的短縮型dystrophinを搭載したレンチウイルスベクターをmdxマウスの骨格筋に導入し、2年以上安定して発現させることに成功している。骨格筋幹細胞への安定した遺伝子導入も確認した。現在ex vivo遺伝子・幹細胞再生治療研究へ応用を検討している。myoDの転写活性をTamoxifenによってコントロールする系に、骨格筋特異的に発現する短縮型dystrophinを用いた。治療したmdxマウス由来fibroblastを移植後in vivoで効率よく骨格筋に分化誘導できた。本ベクターの安全性は高く、Ex vivo遺伝子治療と幹細胞移植は筋ジストロフィーの安全で有効な治療法となり得る。さらに完全長dystrophinを搭載するベクターを作成し、培養細胞でのdystrophinの発現を確認し、mdxマウスでの筋肉での発現を確認中である。昨年に引き続き、dkoマウス横隔膜への遺伝子導入による治療効果を9週齢治療群dko横隔膜のdystrophin染色を行ったところ広範囲でdystrophinが導入され,H.E.染色では,dystrophin導入部位に一致してdystrophicな変化の改善をみとめた.中心核線維はdkoマウス治療群では非治療群と比較して有意に減少した(p<0.05).横隔膜の線維化の割合はdkoマウス治療群ではdkoマウス非治療群と比較し,有意に減少していた(p<0.05).横隔膜の生理学的改善を評価するために,筋張力を測定したところ治療群では非治療群と比較して筋張力は有意に改善した(p<0.05).(論文準備中)dkoマウス横隔膜にヘルパー依存アデノウイルスベクター(HDAdv)を用いて全長dystrophin遺伝子導入を行い、その治療効果を9週齢dkoで行ったところ広範囲にdystrophinが導入され,H.E染色では病理変化の改善をみとめた。中心核線維も治療群では非治療群と比較して有意に減少した(p<0.05)。また線維化の割合もdko治療群では非治療群と比較し,有意に減少していた(p<0.05)。横隔膜の生理機能評価で,筋張力は非治療群と比較して有意に改善した(p<0.05)。dkoマウスのwholebody plethysmographyを用いた呼吸機能評価では、治療群では一回換気量が増え、呼吸回数も減少し、明らかな治療効果がみられた(p<0.05)。またPackaging construct、Envelope & REV construct、SIN vector constructの3つのプラスミドを293D細胞に同時に共感染させる3システムプラスミド方式で完全長dystrophinを搭載するベクターの作成に成功した。mdx cell line (1x10^6)にLv-CMV-FLdys 50μlをtransductionし、培養細胞でのdystrophinの発現を確認した。分化していないmyoblastを一側の前頸骨筋に筋注し、2週後に検査したところ、生着したmyoblastはお互いがfusionしてmyofiberに分化したもの、あるいはmdxのmyofiberとfusionしてmyofiberに分化したと思われる筋線維が観察された。