hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重合收縮のない修復用コンポジットレジンの開発研究

重合体の合成CMAとMMAを所定の比でベンゼン中に溶解し、AIBNを加えてUV照射によって重合し得られた共重合体を分析した結果、CMA/MMA:35/65(Mw:47300,Mw/Mn:3.14)、44/56(Mw:40400,Mw/Mn:1.99)、55/45(Mw:46200,Mw/Mn:1.88)の共重合体得られ、これはペンダントに未反応のスピロカーボネートを有するコーポリマーであることが確認された。3.CMA/1G(エチレングリコールジメタクリレート)/シリカ型コンポジットレジンの調製およびその重合反応CMA/1G:40/60(wt%)のコモノマー、CQ/第3級アミン:1/1、超微粒子シリカフィラー40wt%からなるコンポジットレジンを調製し、可視光線照射装置を装備した示差走査熱量計にて光重合を行ったところ、速やかに重合し、良好な硬化体が得られることが判明した。1.ノルボルネン及びノルボルナングループを側鎖にもつ環状チオカーバメートの開環重合5,5-(ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-5,5-イリデン)-1,3-ジオキサン-2-チオンおよび5,5-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-エン-5,5-イリデン)-1,3-ジオキサン-2-チオンを合成し,DBU(ジアザビシクロウンデセン)によるアニオン開環重合を行った.その結果,82°Cのガラス転移温度を有するポリマーが得られ,そのとき12.312.6%の体積膨張を示した.また,比較対照としたカーボネートは,ガラス転移温度がやや高い(108°C)ポリマーを生成したが,体積膨張はやや小さかった(8.2%).2.カーボネートメタクリレートおよびそのMMA共重合体の合成と重合1)1,2-オキソ-5-エチル-5-メタクリロイルオキシメチル-1,3-ジオキサンの合成トリメチロールプロパン,アセトンジメチルアセタール,メタクリル酸クロライド,エチルホルメートを順次反応させ,反応生成物を精製し,構造確認を行い,白色の結晶物を得た。また,合成したカーボネートメタクリレートは,歯科の汎用のメタクリレート(MMA,1Gおよび3G)に50%以上溶解した.2)1)で得られたカーボネートメタクリレートとMMAおよびアゾビスイソブチロニトリルの所定量混合し,室温下でメリーゴーランド型の紫外線重合装置を用いて溶液重合した結果,側鎖に未開環のスピロカーボネートを有するポリマー(分子量:4.0-4.7万)が得られた.3)1)で合成したカーボネートメタクリレートを1Gと40/60,50/50で混合したコモノマーに,シリカフィラーを40-50wt%添加し,カンファーキノン・第3級アミンを加えた可視光線重合を行ったところ,コモノマーのみの重合に比べて,重合速度が促進され,強固な硬化物を生成することが判明した.
アグリビジネス能力向上によるアフリカ農村部の包摂的開発可能性の研究

本研究は、ガーナにおける農村ベースの工業化を含む中小規模農民のアグリビジネスの現状と可能性を把握し、成長から疎外されてきた農村部の持続的発展の方途を検討する。特に農民の組織化、マーケティングや経営管理等ビジネス能力向上に注目する。また創造的挑戦として、テストマーケティングによる非食品工芸の価値創造の方途を検討する。従来の政府、ドナー、外資による支援において、何が成否を分けたのか。支援の確度を高めるための要件は何か。グローバル・バリューチェーンへの参加に必須の生産組織化の要件とは何か。非食品消費財という多様な価値創造を実現するための要件は何か。本研究はこれらの問題に答えようとする。
高次コミュニケーションのシステム構築に関する研究

本研究は人間と機械あるいは機械と機械の間で円滑な高次コミュニケーションを可能にするシステムを構築する技術を確立することを目的とし、昭和63年度は以下の研究を行っている。1.基本機能モジュールとアルゴリズムに関する研究主としてニューロコンピューティングに焦点をあて、既存のニューロンモデルを包含する汎用モデルを提案し、その有用性を最適化問題及び学習機構への適用を通して実証している。また、提案するモデルのVLSI化のためのアーキテクチャについて検討を加え、実際に入力の重みをプログラムで変えることができる集積回路を提案し、そのテストチップを試作した。2.知的コンピュータアーキテクチャに関する研究人間が思考する際に用いる意味ネットワークを効率的に処理する専用マシンの実現を目指し、意味ネットワークの記述ならびにその上で意味処理を行うための基本操作機能の抽出を行っている。また、マルチメディア情報処理を指向した可変構造型並列コンピュータの基本的なハードウェア及びソフトウェアについて詳細設計を進めている。実際に128台のRISC型マイクロプロセッサから成る並列コンピュータを開発中である。更に、専門家の知識を有効に活用するためのプロダクションシステムマシンのアーキテクチャの設計を行い、シミュレーションでその評価を行っている。3.高次コミュニケーションシステムの開発に関する研究種々のマルチメディア情報でアクセスできる電子化図書を実現するために、類似度検索方式による図書データベースモデルの構築とその管理システムの試作を行っている。また、メディア変換や類似度検索へのニューラルネットワークの応用などの検討も行っている。
スクールソーシャルワーク実践スタンダードの活用とその効果評価に関する研究

30年度は、年6回の継続的な学習会を行った。第1回学習会には48名の参加者を得た。この学習会では、馬場が「SSW実践スタンダード」の説明を行った後、参加者に、スタンダードの内容に沿う形で今年度の実践目標を設定してもらった。また、第1回には学習会に参加した感想等に関するアンケートも実施した。第2回以降は、前半に「アセスメント」「多様性の尊重」などテーマを設定して講義を行った後、後半に各自に実践のふりかえりをしてもらった。前回記述した目標をどの程度達成できたか、今後の課題は何かなどを記述してもらった。また、小グループに分かれて各自の記述内容を共有し、情報交換および互いにエンパワメントしあう場とした。第2回は午前中に同一会場でSSW関係の他の研修会があったため、その参加者も合流し、学習会に70名を超える参加者を得たが、第3回以降は、2030名が継続的に参加した。第1回学習会で参加者が作成した実践目標及びアンケートの回答から、「SSWスタンダード(試用版)を用いて学習会を行うことで,SSWerの気づきや課題意識が向上するか、どのような課題意識を持つのか,課題意識はSSWerとしての経験の長さによって異なるのか」を明らかにし、論文を作成、日本学校ソーシャルワーク学会の「学校ソーシャルワーク研究」に投稿、掲載許可され(令和元年5月)、14号に掲載される予定(印刷中)である。また、2月から3月にかけて、30年度の学習会に参加した8名のスクールソーシャルワーカーに、グループインタビュー(4人×2グループ)を行った。現在、データを質的に分析中である。馬場がSVを行っている3自治体でも、「スタンダード」は年間を通じて活用し、振り返り等を行った。30年度は、継続的な学習会及びそれに基づく調査を行うことができた。また、論文の執筆も行った。30年度単年で見れば、十分な進捗だが、29年度に行った調査のデータを活用できないため、プロジェクト全体としては遅れた状態が続いている。令和元年度は、東京で年4回、関西で年4回の学習会を行い、30年度の学習会の効果と比較すると同時に、地域による違い等の有無も確認する。また、「SSW実践スタンダード」の改定も行いたい。昨年度に行ったインタビューをもとにした論文の作成も行う。29年度は、学期初頭に『スクールソーシャルワーク実践スタンダード(試用版)』を活用した感想(効果)についてのアンケート用紙を作成し、本研究課題に先行して実施の「スタンダード学習会」(28年度)に参加した人のいる自治体に、『スタンダード』の冊子とともに郵送し、回答してもらった。合計10自治体59人より回答を得た。東京学芸大学内で、年間4回、『スタンダード』を用いた学習会を開催した。1回目は『スタンダード』の内容と評価票の用い方を学び、2回目以降は『スタンダード』を用いた事例検討を行った。年間で延べ100人以上の参加者を得た。加えて、複数の自治体およびスクールソーシャルワーカーらの会合(大阪と神奈川)で『スタンダード』を用いた実践のふりかえりまたは事例検討の形で研修会を実施した。その都度感想等のアンケートを実施した。2つの自治体では、スーパービジョンにおいて年間通じて『スタンダード』を活用し、各自の実践や自治体事業としての目標設定およびふりかえりを行った。どの研修会も、おおむね好評で、『スタンダード』を活用することで、「実践を振り返ることができた」「新たな気付きがあった」「SSWの活動を俯瞰的にみることができた」等の意見を得た。『スタンダード』の中身についての詳しい説明を行った後でディスカッションをしたり、事例検討をした際の参加者の理解度や満足度の方が、『スタンダード』の中身は分かっている前提で『スタンダード』を用いた事例検討等をした際よりも格段高かった印象を受けている。29年度はアンケートの実施や学習会の開催を行うことができた。アンケートの回答数も十分であった。しかし、『スタンダード』をしっかりと読み、実践のふりかえりを行い、評価票に記入した後に受けてもらいたいアンケートであったにもかかわらず、多くの回答者が十分に『スタンダード』を読まずにあるいは理解しないままにアンケートに回答していたため、アンケート調査の本来の目的を達することができなかった。29年度はごく限られた自治体で試験的に『スタンダード』を活用しその効果を検証するつもりであったにもかかわらず、広範にアンケートを配布してしまったために、上記の問題が生じてしまった。30年度に効果検証の仕切り直しが必要である。『スタンダード』の改訂へ向けた内容確認にまで至っていない。海外の研究者との協議や、海外視察等はできていない。

第2回は午前中に同一会場でSSW関係の他の研修会があったため、その参加者も合流し、学習会に70名を超える参加者を得たが、第3回以降は、2030名が継続的に参加した。第1回学習会で参加者が作成した実践目標及びアンケートの回答から、「SSWスタンダード(試用版)を用いて学習会を行うことで,SSWerの気づきや課題意識が向上するか、どのような課題意識を持つのか,課題意識はSSWerとしての経験の長さによって異なるのか」を明らかにし、論文を作成、日本学校ソーシャルワーク学会の「学校ソーシャルワーク研究」に投稿、掲載許可され(令和元年5月)、14号に掲載される予定(印刷中)である。また、2月から3月にかけて、30年度の学習会に参加した8名のスクールソーシャルワーカーに、グループインタビュー(4人×2グループ)を行った。現在、データを質的に分析中である。馬場がSVを行っている3自治体でも、「スタンダード」は年間を通じて活用し、振り返り等を行った。30年度は、継続的な学習会及びそれに基づく調査を行うことができた。また、論文の執筆も行った。30年度単年で見れば、十分な進捗だが、29年度に行った調査のデータを活用できないため、プロジェクト全体としては遅れた状態が続いている。30年度は、3つの自治体での『スタンダード』活用を徹底し、確実に経過を追っていく。東京学芸大学内での学習会は6回を予定している。この学習会も年間計画を立て、計画的に行っていく。29年度に学習会の際に行ったアンケートを整理し、今年度の学習会アンケートとともに分析を行う。可能であれば、数名のスクールソーシャルワーカーと自治体担当者に対しインタビューを行い、より詳しく『スタンダード』の活用効果についてみていきたい。令和元年度は、東京で年4回、関西で年4回の学習会を行い、30年度の学習会の効果と比較すると同時に、地域による違い等の有無も確認する。また、「SSW実践スタンダード」の改定も行いたい。昨年度に行ったインタビューをもとにした論文の作成も行う。当初予定していた海外での情報収集や学会参加などが、学内業務等の関係でスケジュールが合わず行えなかった。昨年実施したアンケート等の分析が未実施であり、データ分析補助のために使う予定であった謝金が残っている。来年度、謝金として使用予定である。学内業務等の関係で、海外での調査の日程が確保できなかった。国内での会議の回数も予定の回数よりも少なかった。令和元年度は、学習会及び会議を複数個所で行い、講師の招へい、研究協力者の出張依頼等の回数も当初予定より多く行うため、30年度からの残部は、その費用として使用する。また、報告書作成、海外出張費の補填とする。
脱落乳歯歯髄幹細胞から分泌される新規活性物質による末梢感覚の制御機構の解明

痛みにおける一次求心性神経の重要性の検討の解析の過程で新たなことが明らかとなった。疼痛時において免疫細胞の一種である好中球が一次求心性神経に集積することが分かった。そこで痛みにおける好中球の関与が考えられることから、Ly6G抗体の投与により好中球を除去したマウスを作製したところ慢性痛が消失することが分かった。一次求心性神経において集積した好中球はエラスターゼを分泌して神経を活性化させていた。さらに、このエラスターゼはカテプシンEと呼ばれる酵素に依存的にエラスターゼを活性化していることが分かった。好中球のカテプシンEが本当に痛みに関与するか否かを検討した。野生型の好中球を活性化させた後に正常マウスに移植すると痛みを発症した一方で、カテプシンEを欠損した好中球を活性化させ正常マウスに移植しても痛みを発症しなかった。好中球エラスターゼの特異的阻害剤であるシベレスタットあるいはカテプシンEの脊髄腔内投与を行った動物では、活性化好中球依存的な痛みは有意に抑制された。最終的に好中球の活性化様式を検討したところ、TLR4受容体を介して好中球が活性化していることが明らかとなった。本研究より、カテプシンE阻害剤が新たな鎮痛薬として作用する可能性を提示できた。特に好中球エラスターゼ阻害剤であるシベレスタットは既に厚労省より承認され全身性炎症反応症候群に適用されていることから、痛みに対しての適用変化が非常に期待できると考えられる。一次求心性神経を標的とした解析を行うことを予定していたが、実験過程で新たな痛みの発症メカニズムを見出すことができたため、当初計画していた内容に関連する論文として発表した。そのため当初予定していた研究が少々遅れている。関連する実験内容を終了することができたので、当初予定していた鎮痛候補物質の探索を行う。脱落乳歯歯髄幹細胞(Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth: SHED)は、様々な細胞への分化能を有する間葉系幹細胞として2003年に発見され、現在では脊髄損傷や全身性エリテマトーデスなどの種々の疾患への応用の可能性が報告されている。本研究は、このようなSHEDの神経障害性疼痛に対する影響を解析することを目的としている。SHEDは既に形成された痛みに対して、単回投与で疼痛を改善した。この際にSHEDは脊髄後根神経節に集積する一方で、脊髄への集積は認められなかった。SHED中の抗炎症因子として報告されているMCP1およびSiglec-9には鎮痛効果がなく、SHED中の新たな因子が鎮痛作用を示していることが明らかになった。脊髄後根神経節に特異的な遺伝子編集に時間を要したため。神経障害性疼痛は障害が改善した後も慢性的な疼痛に悩まされる疾患である。既存の鎮痛薬では十分な効果が得られないことから新たな治療法および治療薬が必要とされている。本研究ではヒト乳歯歯髄幹細胞に由来する因子を単回投与することでマウスの神経障害性疼痛を治療できることを見出している。そこで、歯髄幹細胞由来の鎮痛因子の物質同定を本研究の目的としている。鎮痛物質の同定に差し当たり、歯髄幹細胞由来の候補物質は数千にのぼることが考えられる。これまでは歯髄幹細胞由来の粗分画を用いての治療効果の解析であったため、研究に用いる動物は少数で行うことができた。しかし、膨大な候補物質となるとそれに伴い必要な動物数も膨大になってしまう。これを打開するためにin vitroで神経障害性疼痛を評価できる方法を開発する必要があった。我々は神経障害性疼痛時に一次求心性神経の神経節(DRG)で発現誘導される因子Aを見出し、この誘導に関わる受容体Bおよびその内因性リガンドBを見出した。そこで因子Aのプロモーターとルシフェラーゼを結合させたプラスミドを作製し、in vitroでの神経障害性疼痛モデルを構築した。神経障害性疼痛のin vitroでの評価系を樹立し、網羅的にスクリーニングできる系を確立した。

特に好中球エラスターゼ阻害剤であるシベレスタットは既に厚労省より承認され全身性炎症反応症候群に適用されていることから、痛みに対しての適用変化が非常に期待できると考えられる。一次求心性神経を標的とした解析を行うことを予定していたが、実験過程で新たな痛みの発症メカニズムを見出すことができたため、当初計画していた内容に関連する論文として発表した。そのため当初予定していた研究が少々遅れている。若干の研究の遅れは生じたものの、目的の遺伝子編集は完了している。予定している研究に従い、SHEDの鎮痛効果メカニズムを解析していく。今後は、作製したプラスミドを培養DRGにトランスフェクションさせ、リガンドBにより誘発されるプロモーター活性に対してどのような候補物質が抑制効果を示すか解析を行う。また、これらで得られた候補物質を実際にモデル動物に投与し、鎮痛効果が得られるか否か検討する。関連する実験内容を終了することができたので、当初予定していた鎮痛候補物質の探索を行う。脊髄後根神経節特異的な遺伝子導入に使用するアデノ随伴ウイルスの培養・精製までに時間的に間に合わなかったため、次年度使用額が生じた。平成29年度はcreマウスを作製することを計画していたが、ウイルスベクターにより代用する方法をとったために、金銭的に余剰分が発生した。これは次年度分の繰り越し金とした。当該研究に関する論文を投稿中であるため、使用額の差額分は論文掲載費にあてることとする。脊髄後根神経節特異的な遺伝子導入に使用するアデノ随伴ウイルスの培養・精製に使用する。
シンプレクティック分子動力学法によるエントロピーの熱力学的測定

本研究は、液晶のモデルである平行冠球円柱粒子系に現れる結晶-ヘキサティック・スメクティックB(HexB)液晶相-スメクティックA液晶相転移系を対象として、熱力学的平衡状態および準安定状態を研究した。この研究は、ソフトマターの研究のために開発されたシンプレクティック分子動力学シミュレーション法を用いた。前記の相で、様々な物性値とともにエントロピーなどの熱力学量を系統的に計算し、解析することによって、これらの液晶相および液晶相転移について知見を得た。特にHexB液晶では、多数の熱力学的準安定状態が発見され、それらが自由エネルギー位相空間内でどのようにトポロジカルにつながっているかを解析した。ソフトマターの代表的な物質である液晶の等温・等圧分子動力学シミュレーションを系統的に行ってきた。特にその中でも異方性が強く、生体膜との関連からも注目されるヘキサティック・スメクティックB(HexB)液晶相を中心に様々な物性値の測定を行ってきた。特に、熱力学平衡状態のみならず、数多くの準安定状態を発見し、系統的にシミュレーションを行った。その結果、実験から知られていた高次の6n回ボンド配向秩序パラメータのスケーリング則が、熱平衡状態のみならず、すべての準安定状態でも満たされている事がわかった。また、これらのHexB準安定状態では、各層のボンド配向秩序の相関が異なっている。ゆらぎの大きい系(比較的粒子数が少なく相転移温度近傍)では、複数のHexB準安定状態を系が熱ゆらぎによって遷移している様が観察され、準安定状態間の遷移による接合具合や頻度などのデータを長いシミュレーションを行うことによって得ることができた。現在、これらのデータをネットワーク理論によって解析している。また、スメクティックA (SmA)液晶相では、層間の擬1次元的なホッピング輸送が観察されており、HexB液晶相で見られる擬2次元的なホッピング輸送と併せて解析を行った。さらに、ソフトコア球の系の準安定状態に現れる擬3次元的なホッピング輸送との比較も行った。本研究は、液晶のモデルである平行冠球円柱粒子系に現れる結晶-ヘキサティック・スメクティックB(HexB)液晶相-スメクティックA(SmA)液晶相転移系を対象として、熱力学的平衡状態および準安定状態を研究した。この研究は、ソフトマターの研究のために開発されたシンプレクティック分子動力学シミュレーション法を用いて行われた。特にHexB液晶相は、細胞膜の情報伝達機能に重要な役割を果たしているリン脂質のゲル相と類似しており、構造・物性・ダイナミックスを理解することは、生体膜の機能出現の解明に欠かせない基礎的な情報を与えうる可能性がある。HexB液晶では、多数の熱力学的準安定状態が発見された。さらに適度な大きさの系をSmA相転移温度に近い温度に保っておくことにより、系内に自発的に発生する大きいゆらぎで、それらの準安定状態をダイナミカルに行き来する定温・定圧のシミュレーション時系列を多数観測することができた。これらの時系列を解析することにより、多数の準安定状態が自由エネルギー位相空間でどのようにトポロジー的なつながりを持っているのかを示すネットワークを構築した。ネットワーク理論による解析と熱力学量による解析を組み合わせることで、物性のみによる解析では得られない、新しい知見をいくつか得ることができた。例えば、液晶相転移の示差走査熱測定が、熱履歴によりどの程度、影響を受けうるかを示すことができた。また、自由エネルギーの深い谷をもつ準安定状態の方が、浅いものよりも熱力学量の分布が狭いことがわかった。HexB液晶準安定状態のネットワークの接続行列の特異値解析を行うことにより、系の時間発展のために重要な準安定状態を探し出す事ができた。今年度は、研究代表者が開発したシミュレーションコードを用い、新規購入したハイパフォーマンスコンピュータ上で、ヘキサティック・スメクティックB(HexB)液晶相の等温・等圧シミュレーションを系統的に行ってきた。本研究で用いているソフトマターのためのシンプレクティック解法は、ハミルトニアンの構造から熱の出入りが詳細に計算できるため、相対エントロピー・定圧比熱などの熱力学量の計算が、従来の方法に比して簡便に、しかも精度良く求められる。複数の状態のエントロピーを比較するには、同じ初期配置から出発して異なる状態へ持っていき、その際の熱の出入りを測ることにより行う。複数の熱力学量を求めることによって、動力学的な特徴に加え、定量的に各状態を区別することが可能であり、熱平衡状態に加え、今のところ、少なくとも10以上のHexB準安定状態が見つかっている。

HexB液晶相は、6回対称ボンド配向秩序を持つことを特徴とするが、実験によれば、6, 12, 18,...6n回対称ボンド配向秩序パラメーター間には指数的なスケーリングが成り立っている。今回系統的に行っているシミュレーションでも、6回, 12回, 18回対称ボンド配向秩序パラメータC6, C12, C18をすべて計算しており、実験と同様のスケーリング則が成り立つことがシミュレーションで初めて確認された。とくに今回のモデル分子では、スケーリングの指数が二次元から三次元へのクロスオーバーを見せており、二次元系の融解理論との比較が興味深い。また、ゆらぎの大きい相転移近傍の温度にするとあまり分子数の大きくない系では、複数のHexB準安定状態を遷移する。このような事が観察できるのは、ゆらぎがどんなに大きくても安定に計算できるソフトマターのためのシンプレクティック解法のみである。これらのデータを使えば、位相空間のトポロジーも解明できる。ヘキサティック・スメクティックB液晶相の解析は、国際会議において口頭発表するほど成果が得られている。また、ホッピング輸送という面からの解析は、他の共同研究者とともに今回の液晶系も含む広い視点からから概観することができ、その成果は解説記事として出版された。シミュレーションのデータの蓄積および解析は、順調に行われている。熱平衡状態の他に複数の準安定状態が得られており、相対エントロピーをはじめ様々な物理量も計算できている。研究代表者と分担者が協力しながら、初年度からシミュレーションデータをさらに深く解析していくとともに、全体のまとめを行う。研究代表者と研究分担者が協力しながら、初年度に得られたデータ解析を行うとともに、引き続き系統的なシミュレーションを継続する。データ解析に当たっては、特に熱力学平衡状態と準安定状態の比較を行い、得られたエントロピーの値や他の熱力学量、また物性値の変化と照らし合わせる。この際、熱の出入りから得られたエントロピーの値が、準安定状態でも熱力学的な枠組みから見て矛盾がないか、また、非平衡熱力学的な理論体系への拡張についても検討する。最終年度である今年度は、研究のまとめとともに、成果の発表を積極的に行いたい。従って、成果物の出版および学会発表の旅費に主に研究費を使う予定である。昨年度は、研究代表者が参加、発表した学会における旅費が計画当初より高くなり、研究分担者の承諾の下、研究費の使用計画を変更した。しかし当初の研究には支障なく順調に進展している。次年度は、成果の発表も含め、他の研究者と議論を活発に行うために国際会議出席などの費用に充てたい。
スフィンゴシン1リン酸の新規担体分子の同定

スフィンゴシン1-リン酸(S1P)は血液中を循環する生理活性脂質であり、正常な血管機能の維持に重要な役割を果たす。S1Pは血液中では高密度リポタンパク上のアポリポタンパクMまたは血清アルブミンに結合して循環しているが、申請者のこれまでの研究から、血液中にはこれらのタンパク質とは別のS1P担体分子が存在する可能性が明らかになってきた。本研究課題では、アポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料として、第三のS1P担体分子を分離精製し、機能的な役割に関して、アポリポタンパクMおよび血清アルブミンと比較検討を行うことを目的として研究を行った。平成28年度は、アポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料とし、第三のS1P担体分子を分離精製することに取り組んだ。質量分析計を用いたS1P含量測定を指標としてゲルろ過法およびイオン交換法によりマウス血漿の分画を進めた結果、比較的精製の進んだ画分にS1P結合活性が見出された。この画分を質量分析計を用いて分析したところ、十数種のタンパク質を同定した。このうちの数個のタンパク質はS1P結合タンパク質として機能する可能性が高いと考えらえた。そこで、平成29年度は、これらの候補タンパク質のS1P結合活性を確認すべく、リコンビナントタンパク質の大量発現系とS1P結合活性測定の系を確立した。平成30年度は、5つの候補タンパク質についてリコンビナントのタンパク質を大量調製し、S1Pとの結合活性を検討したところ、1つの候補タンパク質においてアルブミンを上回る結合活性が確認され、第三のS1P担体分子として有力な候補であることが明らかになった。また、このタンパク質に結合したS1Pは受容体の活性化能を有しており、機能的なS1P担体分子であることが明らかになった。スフィンゴシン1ーリン酸(S1P)は血液中を循環する生理活性脂質であり、正常な血管機能の維持に重要な役割を果たす。本研究課題では、アポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料として、第三のS1P担体分子を分離精製し、機能的な役割に関して、アポリポタンパクMおよび血清アルブミンと比較検討を行うことを目的として研究を行っている。平成28年度は、研究計画にしたがってアポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料として、第三のS1P担体分子を分離精製することに取り組んだ。この画分をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離し、いくつかのゲル断片に切り出し後にゲル内トリプシン消化を行い、群馬大学共同利用機器センターにおいてNanoFrontier eLD質量分析計を用いて含有されるペプチドの分析を行った。得られたペプチドのデータを元にマスコットサーチを行った結果、十数種のタンパク質を同定することができた。これまでの情報から、このうちの数個のタンパク質はS1P結合タンパク質として機能する可能性が十分に高いと考えらえたため、現在これらのタンパク質のS1P結合活性を確認すべくリコンビナントタンパク質の発現系を確立中である。研究計画では、平成28年度中に血漿タンパク質の分離精製を進めてS1P結合活性を持つ候補タンパク質を同定し、リコンビナントタンパク質の発現系によりS1P結合能を確認する実験に取りかかる予定であった。これまでのところ、おおむね研究計画の通り順調に計画が進捗しており、現在リコンビナントの発現系の確立に取り組んでいる。平成28年度は、研究計画にしたがってアポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料とし、第三のS1P担体分子を分離精製することに取り組んだ。この画分を電気泳動により分離し、ゲル内トリプシン消化後、質量分析計を用いて含有されるペプチド分析を行ったところ、十数種のタンパク質を同定することができた。これまでの情報から、このうちの数個のタンパク質はS1P結合タンパク質として機能する可能性が高いと考えらえた。

そこで、平成29年度は、これらの候補タンパク質のS1P結合活性を確認すべく、リコンビナントタンパク質の大量発現系とS1P結合活性測定の系を確立した。5つの候補タンパク質についてリコンビナントのタンパク質を大量調製し、S1Pとの結合活性を検討したところ、1つの候補タンパク質においてアルブミンを上回る結合活性が確認され、第三のS1P担体分子として有力な候補であることが明らかになった。研究計画では、平成28年度中に血漿タンパク質の分離精製を進めてS1P結合活性を持つ候補タンパク質を同定し、平成29年度はリコンビナントタンパク質の発現系によるS1P結合能の確認実験や培養細胞を用いた機能評価に取りかかる予定であった。これまでのところ、おおむね研究計画の通り順調に計画が進捗している。スフィンゴシン1-リン酸(S1P)は血液中を循環する生理活性脂質であり、正常な血管機能の維持に重要な役割を果たす。S1Pは血液中では高密度リポタンパク上のアポリポタンパクMまたは血清アルブミンに結合して循環しているが、申請者のこれまでの研究から、血液中にはこれらのタンパク質とは別のS1P担体分子が存在する可能性が明らかになってきた。本研究課題では、アポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料として、第三のS1P担体分子を分離精製し、機能的な役割に関して、アポリポタンパクMおよび血清アルブミンと比較検討を行うことを目的として研究を行った。平成28年度は、アポリポタンパクMと血清アルブミンの両者を欠損させたマウスから調製した血漿を出発材料とし、第三のS1P担体分子を分離精製することに取り組んだ。質量分析計を用いたS1P含量測定を指標としてゲルろ過法およびイオン交換法によりマウス血漿の分画を進めた結果、比較的精製の進んだ画分にS1P結合活性が見出された。この画分を質量分析計を用いて分析したところ、十数種のタンパク質を同定した。このうちの数個のタンパク質はS1P結合タンパク質として機能する可能性が高いと考えらえた。平成30年度は、5つの候補タンパク質についてリコンビナントのタンパク質を大量調製し、S1Pとの結合活性を検討したところ、1つの候補タンパク質においてアルブミンを上回る結合活性が確認され、第三のS1P担体分子として有力な候補であることが明らかになった。また、このタンパク質に結合したS1Pは受容体の活性化能を有しており、機能的なS1P担体分子であることが明らかになった。ここまでおおむね当初の計画通り順調に研究が進捗しているので、今後も申請した研究計画にのっとって研究を推進していく。平成29年度は、候補タンパク質のS1P結合能やS1P受容体活性化能などをin vitroおよび細胞を用いたアッセイ系により確認していく予定である。平成30年度は、平成29年度に引き続き候補タンパク質のS1P結合能やS1P受容体活性化能などをin vitroおよび細胞を用いたアッセイ系により確認していく予定である。
難治性副鼻腔炎における粘膜病変、特に鼻茸形成のメカニズムの解明

好酸球性副鼻腔炎手術症例において、副鼻腔ポリープ病変をできるだけ基部から切断し摘出した。またポリープ周囲の副鼻腔粘膜もあわせて採取した。本疾患は、副鼻腔粘膜に著明な好酸球の浸潤を認め、しばしば難知性となりやすいことが知られている。実際に採取した組織標本でも、ポリープ病変および周囲粘膜いずれも上皮下に著明な好酸球の浸潤と、形質細胞やリンパ球などの炎症細胞あるいはその他のアレルギー細胞の浸潤が、浮腫・うっ血した間質内に認められた。一方、上皮層は多列線毛上皮から扁平上皮または円錐細胞へと変性していた。以前に我々が実験的に作製したポリープの形成過程においては、幼弱な細胞の上皮下への陥入が認められたが、好酸球性副鼻腔炎のポリープでは、一部に幼弱な上皮細胞が内方に向かい分化・発育している部分が存在し、そのさらに内方に、異型分泌腺や拡張した腺管構造が認められた。同様の所見は周囲の副鼻腔粘膜においてもときおり認められた。このような組織像を、各種レクチン(UEA-1,Con-A, PNA, MAA, WGA)で染色した。ポリープや周囲粘膜の表層を構成している細胞よりも、内方に発育している細胞の方がUEA-1の染色性が低く、生化学的にいまだ未熟な段階の細胞であることが予想されるが、異型分泌腺の上皮はポリープ表層と同様のUEA-1染色性が認められ、生化学的にほぼ成熟した状態と考えた。また、PNA, WGA染色によるシアル酸の分布も、異型分泌腺上皮とポリープ表層では類似していた。すなわち、好酸球性副鼻腔炎におけるポリープの発育過程は、上皮がまず内方へ発育し、その後分化してポリープの基部や上皮下の分泌腺を構成し、またこの細胞動態が反復されることで、ポリープ病変の再燃傾向や、ポリープの基質内粘液貯留を介した増大傾向に関与している可能性が示唆された。副鼻腔粘膜局所への高度な好酸球浸潤を認める慢性(難治性)副鼻腔炎手術症例において、副鼻腔ポリープ病変をできるだけ基部から切断し摘出した。ポリープ病変も周囲の粘膜も、いずれも上皮下に著明な好酸球の浸潤が、形質細胞やリンパ球などの炎症細胞あるいはその他のアレルギー細胞の浸潤とともに、浮腫・うっ血した間質内に認められた。一方、上皮層には多列線毛上皮と扁平上皮または円錐細胞が混在していた。以前に我々が実験的に作製したポリープの形成過程においては、幼弱な細胞の上皮下への陥入が認められたが、難治性副鼻腔炎のポリープでは、一部に幼弱な上皮細胞が内方に向かい分化・発育している部分が存在し、そのさらに内方には、ときおり異型の分泌腺やあるいは拡張した腺管構造が認められた。同様の所見は周囲の副鼻腔粘膜においても少なからず見られた。このような組織像を各種レクチン(UEA-1,Con-A, PNA, MAA, WGA)で染色した。ポリープや周囲粘膜の表層細胞よりも、内方に発育している細胞の方がUEA-1の染色性が低く、生化学的にまだ未熟である傾向があるが、異型分泌腺の上皮はポリープ表層と同様のUEA-

1染色性が認められ、生化学的にはほぼ成熟した状態と推察した。また、PNA, WGA染色によるシアル酸の分布も、異型分泌腺上皮とポリープ表層では類似していた。すなわち、難治性副鼻腔炎におけるポリープの発育過程は、上皮がまず内方へ発育し、その後分化してポリープの基部や上皮下の分泌腺を構成し、またこの細胞動態が反復されることで、ポリープ病変の再燃傾向や、ポリープの基質内粘液貯留を介した増大傾向に関与している可能性が示唆された。好酸球性副鼻腔炎手術症例において、副鼻腔ポリープ病変をできるだけ基部から切断し摘出した。またポリープ周囲の副鼻腔粘膜もあわせて採取した。本疾患は、副鼻腔粘膜に著明な好酸球の浸潤を認め、しばしば難治性となりやすいことが知られている。実際に採取した組織標本でも、ポリープ病変および周囲粘膜いずれも上皮下に著明な好酸球の浸潤と、形質細胞やリンパ球などの炎症細胞あるいはその他のアレルギー細胞の浸潤が、浮腫・うっ血した間質内に認められた。一方、上皮層は多列線毛上皮から扁平上皮または円錐細胞へと変性していた。以前に我々が実験的に作製したポリープの形成過程においては、幼弱な細胞の上皮下への陥入が認められたが、好酸球性副鼻腔炎のポリープでは、一部に幼弱な上皮細胞が内方に向かい分化・発育している部分が存在し、そのさらに内方に、異型分泌腺や拡張した腺管構造が認められた。同様の所見は周囲の副鼻腔粘膜においてもときおり認められた。このような組織像を、各種レクチン(UEA-1,Con-A,PNA,MAA,WGA)で染色した。ポリープや周囲粘膜の表層を構成している細胞よりも、内方に発育している細胞の方がUEA-1の染色性が低く、生化学的にいまだ未熟な段階の細胞であることが予想されるが、異型分泌腺の上皮はポリープ表層と同様のUEA-1染色性が認められ、生化学的にほぼ成熟した状態と考えた。また、PNA,WGA染色によるシアル酸の分布も、異型分泌腺上皮とポリープ表層では類似していた。すなわち、好酸球性副鼻腔炎におけるポリープの発育過程は、上皮がまず内方へ発育し、その後分化してポリープの基部や上皮下の分泌腺を構成し、またこの細胞動態が反復されることで、ポリープ病変の再燃傾向や、ポリープの基質内粘液貯留を介した増大傾向に関与している可能性が示唆された。本疾患は、副鼻腔粘膜に著明な好酸球の浸潤を認め、しばしば難知性となりやすいことが知られている。このような組織像を、各種レクチン(UEA-1,Con-A, PNA, MAA, WGA)で染色した。
かたちをつくる血管細胞の集団的ふるまいと制御系の理解

本研究では、定量的な4次元動態解析、ならびに統計学的手法と数理生物学的手法により分岐形成を成立させる細胞メカニズムとその支配分子メカニズムを解明することを目的とした。平成26年度においては特に前年度までに得られてきた分岐現象の際の内皮細胞動態の定性的・定量的解析と数理モデルの構築、および数理モデルによる細胞・分メカニズムの解明を目指した。前年度までに、新生血管の先端細胞の形態変化と運動変化が、直下の後続細胞の動態と密にリンクしていることが確認でき、分岐形成メカニズムを理解するキーステップとして、先端細胞と後続細胞の相互作用による先端細胞の動態制御機構を解明することが重要であることがわかってきた。したがって、平成26年度は、それを可能とする構成的実験系の確立と数理モデルの構築を行った。マウス大動脈から血管内皮細胞を酵素処理にて粗単離し培養増幅した後、CD31をマーカーとして磁気分離装置にて内皮細胞を単離することができた。これまでに、粗単離した内皮細胞は血管新生能を有すること、つまり構成的的実験系が可能であることを、スフェロイドアッセイを用いた4次元動態解析にて確認できた。また、これまでエージェント・ベースモデルを用いて数理モデルを構築してきたが、細胞形態変化や細胞間作用をより解析しやすくするために、共同研究者の協力のもとセルラ・ポッツモデルを用いたモデルを新たに構築する準備を進めた。今後、上記の構成的実験系と数理モデルを連動させて、分岐形成メカニズムを担う先端細胞と後続細胞の細胞間作用の実体解明をさらに進める予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度においては、主に血管内皮細胞と壁細胞の血管細胞が自己組織化的に新生血管先端部分で分岐構造を形成する際の血管細胞動態とその際に必要と考えられる細胞機構に関して重要な知見が得られた。マウス大動脈片を用いた3次元組織培養系において、血管細胞を蛍光標識し共焦点レーザー顕微鏡による4次元的イメージングを行い、自己組織化し血管のかたちをつくる際の血管細胞動態(運動性と細胞形態変化)を描出した結果、血管成長先端部分での分岐形成の初期段階では、1)先端細胞の運動性変化(動から静へ)とそれに連動した2)先端細胞の特徴的な細胞形状変化(単極から多極)が生じていることが分かった。さらに、その先端細胞での細胞形状の変化の際には、後続細胞との相互作用が重要であることが推測された。また、分岐形成初期に形成された分岐構造を維持するためには、形成された分枝両方向への持続的な細胞の侵入が必要であることが分かってきた。以上の現象論的観察結果から、分岐形成のメカニズムを解明する一つのキーポイントとして、先端細胞と後続細胞の相互作用に着目する必要があると考えられた。したがって、先端細胞と後続細胞の相互作用の存在を確かめるため、数理モデルを使った予測とゼブラフィッシュ胚を用いた実験的検証を行った。その結果、先端細胞の枝伸長方向への方向性運動には、後続細胞の先端細胞方向への運動とその際の何らかの細胞間作用が必要であることが示されてきた。本年度の当初の実験計画として、血管細胞が自己組織化的に血管分岐構造を形成する際の細胞動態の描出と定量化、さらにそれに基づく数理モデルの基礎を構築することを掲げた。最も重要である計画目標の細胞動態の描出とその特徴の抽出に関して本年度においてほぼ達成できているが、それらの特徴の定量化並びに数理モデル化に関しては、現在進行中であり、自己評価区分としてやや遅れていると判断した。計画目標の遂行に際した細胞動態特徴の抽出の部分において、想定以上に時間が必要となったことが一番の原因であるが、先端細胞と後続細胞との相互作用の存在を示す重要な成果が得られたことで、以後の研究の進展が強く期待される。

今後、本年度の成果を基礎に分岐形成のメカニズムに関して、特に先端内皮細胞ー後続内皮細胞間相互作用による先端細胞動態の制御機構に着目して、分岐形成を理解するための数理モデル化を応用数学者との共同で進めていく。また、数理モデルによる理論予測を実験的に検証するin vitro構成的実験系を現在独自に構築中であり、引き続き開発を進めていく。さらに、生体内での実験的検証に関しては、計画書通りに2カ所の専門的施設と共同して研究を行うことにより、研究の効率化をも図っていく。
電界脱離による液体中のイオンの検出:LC-MSインターフェイスへの応用

本研究は、イオンの電界脱離機構を詳細に検討し、さらに電界脱離法をLC-MSのインターフェイスとして応用することを目的とする。種々の電界質溶液の電界噴霧実験により、以下のような情報が得られた。(1)液体の流速が小さい場合、細いキャピラリーを用いることによって、安定に液体を電界噴霧できる。(2)対向流ガスを流すことで液体のジェット流が乱されることは殆どない。(3)正イオンの方が負イオンに比べてより安定に電界噴霧することができる。負イオン抽出の場合は、トンネル効果による電子放出のためにコロナ放電が生じ易い。対向流ガスに負性ガスを添加することで破壊電圧を上げることができる。(4)アセトニトリルやメタノールなどの極性溶媒では、正・負両イオンモードにおいて、放電破壊電圧がKに比べて高い。(5)対向流ガスを流すことにより、液相から気相へのイオンの抽出効率が増加する。(6)イオン濃度が低くなると(≦【10^(-4)】M)、液体中のイオンの気相への抽出効果は1に近づく。この事実は、電界脱離によるイオン抽出と、質量分析法を組み合わせることにより、液体中のイオンの高感度検出が可能なことを示唆する。従来、オンラインLC-MSのインターフェイスとして、いくつかの方法が開発されているが、これらはいずれも、(1)原理的に高い検出感度が望めない、(2)イオン源や質量分析計を含む検出部の汚れが激しく、排気用ポンプの油がLCの移動相溶媒の混入で急速に劣化する、という共通の欠点をもつ。電界脱離を用いる方法は、原理的にこれらの欠点をほぼ完全に解消することができる。本法で最も重要な点は、加熱乾燥した対向流ガスを多量に流し、帯電した液滴を十分乾燥することにある。これにより、強いイオンシグナルを観測することが可能である。
有機-無機半導体開接合面の容量型窒素酸化物センサへの応用

主に内燃機関から発生する窒素酸化物(NOx)は極めて有毒であり、酸性雨として著しい環境破壊を引き起こす。現在NOxを高感度で、かつ選択的に分析できるシステムの開発が社会的に切望されている。NOxは主に化学発光法によって分析されているが、これに代わる方式として種々のNOxセンサの開発が精力的に行われている。本研究ではフタロシアニンがp型半導性を有し、NOが吸着し易い点に着目し、主に金属を配位したフタロシアニンをn型半導体上に塗布して作製した有機-無機p-n半導体開接合面を利用し、静電容量に基づいてNOを検知する新しい容量型NOxセンサの開発を検討した。Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Snを配位したフタロシアニンを基板として、n型、Si単結晶板、及びn型に原子価制御したBaTiO_3上へピリジンを溶媒として塗布して得た電極としてAgペーストを塗布した。いずれの有機-無機p-n半導体開接合面においても電流と電圧の関係は非線型的でありp-n接合面が形成していることがわかった。一方、素子の静電容量に及ぼすNOxの影響について検討したところ、いずれの素子においても静電容量はCO_2の導入により低下したが、低下量はあまり大きくなく、空気中の容量とNOx中の容量比は1.2程度であった。これはp-nヘテロ接合の場合、接合面の量があまり多くないためと考えられる。一方、交流測定では順方向、逆方向といった印加電圧の方向性がない。そこで、p-n接合の物性の変化を静電容量で測定するのであれば、単純な物理混合を行うことで、p-n接合面を増加できることになる。そこで、本研究は最も高い感度を示したCoフタロシアニンについてZnOとの混合粉末を作製し、その静電容量に及ぼすNOx濃度の影響を検討した。その結果、本素子ではNOxに対し、比較的大きな感度を示し、120°Cという低温ながら100PPm NOに対して、素子の静電容量は半分に低下することがわかった。またこのCo-フタロシアニン-ZnO素子では静電容量がNOx濃度の増加とともに低下するので、新規な容量型NOxセンサになることがわかった。
スピンチューブにおける新奇量子相の理論的探究

27年度が最終年度であるため、記入しない。1次元量子スピン系は、多くの物質の現実的なモデルであるだけでなく、厳密解や場の理論、また密度行列くりこみ群(DMRG)などの現代的な数値手法により精緻な理論的理解が得られている。スピンチューブは、1次元量子スピン系と2次元系の中間的な系として、またフラストレーションの効果を探求する舞台として、量子多体系に関する理解を深めるためのステップとなる対象である。本年度は、まずスピン梯子およびチューブ系の数値的研究を進める準備として、DMRGコードの改良およびスーパーコンピュータへの移植と調整を行った。同時に、理論面ではスピン梯子およびチューブ系の臨界点における不安定性を解析し、複数の波数を持つ秩序パラメータが共存する多重Q秩序状態の出現の可能性を議論した。この考察は2次元系における多重Q秩序状態の理解にも役立つと期待される。その例として、低温で多重Q秩序およびホール効果が観測されているMnTe_2やNiS_2のモデル化や相図についての議論を行った。ShindouとNagaosaは、このような系を古典スピンと結合した格子上の電子系としてモデル化を行ったが、スピン部分については多重Q秩序状態を仮定してこれが電子系におよぼす影響を考察した。しかし、実験では磁場や温度を変化させるとスピン状態も変化する。このような状況を扱うには、スピン部分も動的に扱う必要があり、これに適切なモデル化を検討した。さらに、スピン状態の変化に加えて格子変形が電子の運動とどのように結合して影響を及ぼすかについて検討した。平成25年11月末に研究を開始したため、今年度は研究打ち合わせと予備的な研究を主に行った。
3次元ソナーと光学カメラを融合した自律型水中ロボットによる構造物観測

自律型水中ロボットによる水中構造物観測のためのセンサとして、10m程度の近距離を3次元で距離計測可能な3次元ソナーと光学式のカメラを融合したセンサシステム開発を目的とし、その基礎開発として小型の3次元ソナーを試作した。水槽実験により、開発したソナーアレイの送波・受波感度、距離分解能、角度分解能、および3次元形状の計測実験を実施し、その有効性を確認した。本年度は、将来的に構造物観測を目的として測定距離を近距離に限定した小型ソナーを開発することを目標に、面状に素子を並べた送受波用の音響アレイとプリアンプまでを実装し、外部機器から信号を入力、また素子からの信号を外部計測機器へ出力するソナーヘッドのみに絞り込んで開発を行った。具体的には、開発する3次元ソナー開発のための要求仕様の策定、設計、ソナーアレイの製作までを行った。要求仕様の策定では、観測するターゲットまでの距離、必要な分解能、測定精度等、ソナーの基本性能に対する要求仕様を決定した。ターゲットまでの距離は光学式のカメラがロボット直前から23メートルの範囲をカバーすることを考慮して、2メートル10メートル程度のレンジを計測できることを目標として設定した。分解能に関しては10mで10cm程度の分解能を設定して基本的な検討を行い、必要な素子数を送波器48素子、受波器96素子と求めたが、小型のロボットへ実装するためにはサイズが大きくなりすぎる点と、限られた予算内で実装することを考慮してこの要求仕様は高すぎると判断し、目標とする分解能を下げ、ソナーアレイの素子数を送波器16素子、受波器32素子として、実現可能な設計をすることに決定した。この設計に基づいて、セラミックス素子の焼成および、樹脂モールド、圧力容器の機械加工を実施し、ソナーアレイにはプリアンプ回路までを実装してケーブルを約10メートル程度取り付け、ソナーアレイの基本特性試験が可能な状態とした。セラミック素子の詳細設計および具体的な加工に予想以上に時間がかかったため、ソナーの特性試験を実施するところまでは行かなかったが、早急にこれを実施可能な状態にして、水槽での実験に取り掛かる計画である。本年度は、昨年度に引き続き、測定距離を近距離に限定した小型ソナーを開発することを目標に研究を行った。具体的には、昨年度までに開発したソナーアレイを試験水槽に設置し、一定の距離を置いて基準音源を設け、これからいくつかの周波数の音波を発信させて、ソナーアレイの入力側各素子(32チャンネル)からの出力を個別にオシロスコープで計測する基本的な特性試験を行った。この結果から受波感度周波数特性を求めた。出力側に関しては、音響特性があらかじめ校正されたハイドロフォンをアレイから一定の距離を置いて設置し、任意周波数の信号を出力素子から出力させて、この受信波形をオシロスコープで計測する特性試験を行った。この結果から送波感度周波数特性を求めた。以上の試験結果から、各チャンネルについて若干の特性の違いは認められたものの、信号処理時に補正することができる範囲内であるため、開発したソナーアレイの音響的な有効性を確認することができた。また、送波に関する指向性を確認する意味で、ハイドロフォンの位置を動かしながら同様の計測を行った。本来、任意の方向ヘビームフォーミングをかけてこれを測定するのが理想的ではあるが、十分な性能を持つ無反響水槽で実験を実施することは困難である点と、16チャンネルを同期して出力する任意波形出力装置が必要となり、これを入手することは困難であるため、全チャンネルをすべて電気的に結合して一つの波形を出力することで試験を実施することとした。すなわち全チャンネルに同位相の波形を入力することによって、正面に鋭い指向性を持つ音波を出力させてこの際の指向性を計測した。この結果、非常に指向性の鋭いビームを得られることが確認され、アレイとしての有効性を確認した。本年度は昨年度までに構築したソナーアレイを使って、小型3次元ソナーの構築を目標として研究を行った。具体的には、32個の受波素子から収録される信号を同期してコンピュータに取り込むシステムを構築し、ソフトウェア的にこれらを信号処理することで電気的にビームフォーミングが可能な状態とした。これにより、1回の送波につき64本の受波音響ビームを生成し、水平面内の音響映像を取得することが可能となった。3次元ソナーの構築には送波についてもビームフォーミングを行う必要があるが、このシステム構築には多大なコストがかかるため、送波は1チャンネルのみとして16個の送波素子に同期信号を入力し、物理的にソナーヘッドをチルトさせながらデータを取得することで、疑似的に3次元ソナーの出力を得られるシステムを構築した。このシステムを実験水槽に入れて、ソナーの探知距離、分解能および3次元計測について評価試験を行った。探知距離の評価試験では、中空の小球をターゲットとして計測試験を行い、設計仕様として設定した10[m]の距離において十分な検波を得ることを確認した。分解能に関する評価試験では、2本のパイプを平行に並べてその間隔を変化させながら2つの信号を分離可能かどうか確認することで、角度分解能および距離分解能を評価したところ、設計仕様を満たす結果を得た。

3次元計測に関する評価試験では、エアキャップシートを巻いた四角柱を水槽に入れて、この形状を観測する試験を行った。その結果、四角柱の平面を観測可能なことを確認した。以上により、構築したソナーシステムの有効性を確認した。本研究の成果をもとに、信号処理部分をDSPに実装して組み込むことにより、自律型水中ロボットに搭載可能な小型3次元ソナーが開発可能となる。水中構造物や海底地形をAUVが観測するニーズは今後増加すると思われ、3次元ソナーは有用なセンサとして期待される。
ケトン体であるβヒドロキシ酪酸を利用した慢性腎臓病の新規治療の開発

食生活の欧米化や高齢化などの社会状況の変化により,慢性腎臓病(Chronic Kidney Disease,CKD)が増加している.CKDは腎不全となって透析導入を要するため,医学的対策が求められている.我々はケトン体であるβヒドロキシ酪酸(βOHB)に着目し,ヒト腎尿細管上皮細胞を用いた予備実験で,急性腎障害モデルであるcisplatin誘導アポトーシスをβOHBが抑制するという腎保護効果を見出した.近年,βOHBはHDAC阻害作用を通じて臓器保護効果を示すことが明らかとなってきた.本研究ではケトン体を活用する新たな食事療法の可能性を提示し,治療法として臨床応用に繋げて行きたいと考えている.食生活の欧米化や高齢化などの社会状況の変化により,慢性腎臓病(Chronic Kidney Disease,CKD)が増加している.CKDは腎不全となって透析導入を要するため,医学的対策が求められている.我々はケトン体であるβヒドロキシ酪酸(βOHB)に着目し,ヒト腎尿細管上皮細胞を用いた予備実験で,急性腎障害モデルであるcisplatin誘導アポトーシスをβOHBが抑制するという腎保護効果を見出した.近年,βOHBはHDAC阻害作用を通じて臓器保護効果を示すことが明らかとなってきた.本研究ではケトン体を活用する新たな食事療法の可能性を提示し,治療法として臨床応用に繋げて行きたいと考えている.